JP3072848B2 - 高湿度用加湿装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷房用空調機を備えた空調制御室内におい
て、高湿度の加湿制御が可能な高湿度用加湿装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、空調制御室内を高湿度に加湿する場合蒸気加湿
が最適であるが、蒸気がない場合には、蒸気発生器が使
用されている。この蒸気発生器は電極式・電熱式を問わ
ず、水槽容量が大きく、しかも常温状態から加熱して蒸
気を発生させるようにしているので、負荷変動が大きい
場合に蒸気発生迄に時間がかかり加湿の入力信号に対し
て反応が鈍いし、また、加湿量を減少させる場合には、
前記水槽内の加熱を停止しても蒸気は発生し続けるの
で、蒸気発生量がなかなか減少しない等の問題があり、
制御定数の最適値の決定が困難であった。

又一方、常温の水を超音波で振動させて霧を発生させ
る超音波加湿器を使用して、加湿制御することも知られ
ている。この超音波加湿器は、超音波の振動により常温
状態の水から霧を発生させて加湿するようにしているの
で、加湿の入力信号に対してすぐに反応でき、超精密な
湿度制御ができるように成り、また、水槽内の水を加熱
して蒸気を発生させるための消費電力も必要なくなり、
加湿器の消費電力も少なくできるのである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記超音波加湿器を使用して、低温状
態の空調制御室内を高湿度状態に制御する場合、例え
ば、室温20℃で相対湿度90％の低温高湿度状態を維持す
るように制御する場合において、相対湿度90％を維持す
るためには、相対湿度100％近くの湿り空気を低温室内
に送り込まなくてはならないのであるが、冷房運転時に
高湿度状態で加湿する場合、相対湿度100％の範囲内で
行える加湿量は微量で、すぐに相対湿度100％を越える
過飽和の状態になってしまい、特に前記超音波加湿器か
らダクトを介して加湿する場合には、前記ダクト内にお
いて過飽和になつてしまい、この結果前記ダクト内に水
滴が発生して前記制御室内に落下する問題があるし、ま
た、前記制御室内の加湿度が低下して所望の高湿度制御
が行えない問題があった。

本発明は以上の問題に鑑みてなしたもので、冷房用空
調機を備え、冷房運転により空調制御する空調制御室に
おいても過飽和状態になることなく、応答性よく高湿度
の制御が確実に行える高湿度用加湿装置を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は、上記目的を達成するための冷房用
空調機（６）を備えた空調制御室（２）を高湿度に加湿
制御する加湿装置（１）である。上記の冷房用空調機
は、前記空調制御室外に空気を送り出す第１送出口（2
1）から当該空調制御室に空気を取り入れる第１取入口
（22）にいたる第１の空気通路（23）内に設置されて、
前記第１送出口から送り出された空気を含む当該第１の
空気通路内を流れる空気を冷却する。本発明の加湿装置
は、第１の空気通路における冷房用熱交換器（17）の上
流側に設けられた開口であって、冷房用熱交換器（17）
によって冷却される前の空気を第１の空気通路外に送り
出す第２送出口（31）と、第１の空気通路における冷房
用熱交換器の下流側に設けられた開口であって、前記第
１の空気通路外から空気を取り入れる第２取入口（32）
と、第２送出口から第２取入口にいたる第２の空気通路
（33）と、第２の空気通路に介在して、第２の空気通路
内を流れる空気を加熱する電気ヒータ（14）と、その電
気ヒータの下流側に配置された加湿器（16）（水槽等）
とを備えている。また、加湿器としては、超音波加湿器
とすることが望ましい。

（作用） 冷房用空調機（６）による冷房運転で空調制御された
空調制御室（２）は、超音波加湿器（１）により高湿度
に加湿されるのであるが、前記空調制御室（２）から取
入れる高湿度の空調空気は、先ず前記加湿器（１）の入
口側に設ける電気ヒータ（14）により加熱されるのであ
る。そして、この加熱によりその相対湿度が低下され、
所望加湿量の加湿が可能となる。即ち、第３図に示した
ように、例えば室温が20℃に空調制御され、かつ、相対
湿度が90％の高湿度制御されている空調制御室（２）か
ら取入れる高湿度空調空気（RA）は、外気（OA）と混合
され混合空気（MA）となり、その後前記ヒータ（14）の
加熱により例えば40℃に昇温すると、相対湿度は30％以
下になり、超音波加湿器（１）での加湿は、第３図に示
した絶対湿度ΔＸ（kg/kg）に相当する加湿が可能とな
り、この加湿で前記空調制御室（２）の相対湿度を90％
に維持できるのであり、しかも、相対湿度90％を維持す
るための所要加湿量（kg/Hr）での加湿が行えながら過
飽和になることはなく、過飽和に対し充分な余裕をもっ
て加湿できるのである。

従って、過飽和によるダクト内の水滴発生を防止で
き、空調制御室（２）への水滴落下を解消できると共
に、前記空調制御室（２）での加湿低下を防止でき、高
湿度の加湿制御が確実にできるのである。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明加湿装置は、第２図に示したように冷房用空調
機（６）を備え、所定温度（例えば20℃）に空調制御さ
れる空調制御室（２）を高湿度（例えば相対湿度90％）
に加湿制御するもので、第１図に示したように超音波加
湿器（１）を用い、その本体ケーシング（11）内に、保
温材（12a）を装着した空気通路（12）を設けて、その
吸込口（13）内方に電気ヒータ（14）を配設すると共
に、該ヒータ（14）の後方にモータ（Ｍ）によって駆動
するファン（15）を配設して、前記ヒータ（14）で加熱
された空気を前記ファン（15）により、前記ケーシング
（11）の下方で前記空気通路（12）に連通する水槽（1
6）へ送るごとく成すのである。また、前記水槽（16）
の底部には、超音波振動子（31）（31）を配設すると共
に、上部には、前記超音波振動子（31）（31）の振動で
加湿された空気を送り出す送出口（17）（17）を設けて
いる。さらに、前記水槽（16）には、該水槽（16）へ水
を供給する供給管（18）と該水槽（16）内の水をオーバ
ーフローさせる排水管（19）を設けている。そして、前
記加湿器（１）の吸込口（13）には、前記冷房用空調機
（６）内の高湿度の空調空気（MA）を取入れる吸込用ダ
クトホース（41）を接続すると共に、前記送出口（17）
（17）には、該加湿器（１）で加湿された空気を前記空
調機（６）内に吹き出す吹出用ダクトホース（42）（4
2）を接続するのであって、前記吸込用ダクトホース（4
1）と吹出用ダクトホース（42）（42）とは前記空調機
（６）のケーシング（61）を貫通して、空調機内に開口
するのである。尚、（51）は前記超音波加湿器（１）の
作動を制御するための電装部である。

次に、前記超音波加湿器（１）による高湿度の加湿制
御を第２図及び第３図に基づいて説明する。

第２図に示した前記空調制御室（２）は、該空調制御
室（２）内の戻り空気（RA）と外気（OA）とを所定割合
で混ぜ合わせた混合空気（MA）を取入れて冷却する冷房
用空調機（６）を備えており、該空調機（６）により、
前記空調制御室（２）を所定温度（例えば20℃）に維持
するように、前記混合空気（MA）を、前記20℃より低く
冷却して、その冷却空気（SA）を前記空調制御室（２）
内に送るようにしている。

そして、本発明加湿装置は、以上の如く空調制御する
空調制御室（２）に、該制御室（２）の空調空気を取込
み、所定の高湿度（例えば相対湿度90％）に制御するの
であって、前記加湿装置による前記空調制御室（２）内
の空調空気の加湿は、前記空調制御室（２）の空調され
た戻り空気（RA）と外気との混合空気（MA）を加湿装置
（１）に取り込んで行うのである。この混合空気（MA）
は、第１の空気通路（23）にも、また第２の空気通路
（33）にも供給される。第１の空気通路は、前記空調制
御室（２）に開口された第１送出口（21）から第１取入
口（22）にいたる空気通路である。また第２の空気通路
（33）は、第２送出口（31）から第２取入口（32）にい
たる通路である。第２送出口（31）は、第１の空気通路
において、前記冷房用空調機の冷房用熱交換器（17）の
上流側に開口されている。また、第２取入口（32）は、
第１の空気通路において、冷房用熱交換器（17）の下流
側に開口されている。前記第２送出口（31）からは、前
記冷房用熱交換器（17）によって冷却される前の混合空
気が送り出され、また、前記第２取入口（32）において
は、前記冷房用熱交換器（17）によって冷却された空気
に第２の空気通路の空気が合流する。そして、第２送出
口（31）から第２の空気通路（33）を進んでゆく混合空
気（MA）は、電気ヒータ（14）により約40℃に加熱され
る。このように加熱された高温空気（Ｂ）に加湿装置
（１）内の加湿器（16）（水槽（16）等）から発生する
露を前記高温空気（Ｂ）とともに混入して加湿するので
ある。

しかして、前記加湿器（１）の吸入込側に取込む前記
混合空気（MA）は、温度が約20℃で相対湿度90％近くで
あるが、前記ヒータ（14）の加熱で40℃となり、その相
対湿度は30％以下に低下するのである。従って、前記空
調制御室（２）の相対湿度を室温20℃の条件下で90％に
維持するのに必要な加湿量（kg/Hr）を過飽和なく加湿
できるのである。

即ち、前記加湿器（１）に設けるファン（15）の風量
が例えば37kg/Hrであって、室温20℃で相対湿度90％に
維持するのに必要な所要加湿量が0.2kg/Hrの場合、絶対
湿度差（ΔＸ）は、 ΔＸ＝0.2/37＝0.0059kg/kg となるが、前記混合空気（MA）を40℃に加熱し、高温空
気（Ｂ）とすることにより過飽和になることなく必要な
加湿量での加湿が可能となるのである。

また、40℃に加熱された高温空気（Ｂ）は前記霧の蒸
発潜熱により温度が低下して所望の加湿量をもつ加湿空
気（Ｃ）となって前記吹出用ダクトホース（42）から前
記空調機（６）内に吹出され、該制御室（２）内が室温
20℃で相対湿度90％に維持されるのである。このとき、
前記吹出用ダクトホース（42）から前記空調機（６）に
吹出される加湿空気は、その温度低下によっても、室温
（20℃）より低くなることはなく、室温より高い温度
（例えば26℃）で吹出されるのであるから、過飽和にな
ることはない。

従って、前記吹出用ダクトホース（42）内で水滴が発
生することはなく、水蒸気となり空調機（６）に吹出
し、該制御室（２）に水滴が滴下することなく、所望の
高湿度に加湿制御できるのである。

尚、前記加湿器（１）による加湿制御は、例えば前記
空調制御室（２）内の相対湿度を検出する湿度センサー
（図示せず）を設け、このセンサーからの情報をもとに
行うのである。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、冷房用空調機（６）を
備えた空調制御室（２）を高湿度に加湿制御する加湿装
置に、超音波加湿器（１）を備え、該加湿器（１）の入
口側に、前記空調制御室（２）から取入れる高湿度空気
を加熱する電気ヒータ（14）を設けたから、冷房運転に
より空調制御される空調制御室（２）を高湿度に、過飽
和の問題なく応答性よく高精度に加湿をすることができ
るのである。即ち、超音波加湿器（１）を用いるから、
蒸気発生器を用いる場合に比較して応答性よく前記空調
制御室（２）の高湿度加湿制御ができるし、また、前記
電気ヒータ（14）を用い、空調制御された高湿度空気を
加熱して取込み加湿するのであるから、つまり、空調制
御された温度の低い高湿度空気の加熱で、その相対湿度
を低下させられ、斯く相対湿度を低下させた状態で、超
音波で発生させる霧によって加湿するのであるから、過
飽和の問題なく所望の加湿量を加湿することが可能とな
り、過飽和によりダクト内に水滴が発生して、前記制御
室（２）内に落下したり、加湿能力が低下することなく
高湿度に精度よく加湿制御を確実に行うことができるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高湿度用加湿装置の一実施例を示す断
面図、第２図は本発明装置の適用例を示す説明図、第３
図は本発明装置の第１図に示した実施例の作用を示す空
気線図である。 （１）……超音波加湿器 （14）……電気ヒータ （２）……空調制御室 （６）……冷房用空調機

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷房用空調機（６）を備えた空調制御室
   （２）を高湿度に加湿制御する加湿装置（１）であっ
   て、 前記冷房用空調機は、前記空調制御室外に空気を送り出
   す第１送出口（21）から当該空調制御室に空気を取り入
   れる第１取入口（22）にいたる第１の空気通路（23）内
   に設置されて、冷房用熱交換器（17）によって前記第１
   送出口から送り出された空気を含む当該第１の空気通路
   内を流れる空気を冷却し、 前記加湿装置は、 前記第１の空気通路における冷房用熱交換器（17）の上
   流側に設けられた開口であって、前記冷房用熱交換器
   （17）によって冷却される前の空気を第１の空気通路外
   に送り出す第２送出口（31）と、 前記第１の空気通路における冷房用熱交換器（17）の下
   流側に設けられた開口であって、前記第１の空気通路外
   から空気を取り入れる第２取入口（32）と、 前記第２送出口から前記第２取入口にいたる第２の空気
   通路（33）と、 前記第２の空気通路に介在して、前記第２の空気通路内
   を流れる空気を加熱する電気ヒータ（14）と、その電気
   ヒータの下流側に配置された加湿器（16）とを備えるこ
   とを特徴とする高湿度用加湿装置。
2. 【請求項２】前記加湿器（１）が、超音波加湿器であ
   る、請求項１に記載の高湿度用加湿装置。