JP5839483B2 - Air conditioner for painting booth - Google Patents
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Description
本発明は、塗装ブース用空調装置に関するものである。 The present invention relates to air conditioning equipment for painting booth.
従来、各種の空調装置が知られているが、そのなかでも特に自動車の塗装ブースにおける空調装置には、製品の品質維持のためにシビアな温湿度制御が要求される。この種の空調装置は、加熱装置、冷却装置、加湿装置(ワッシャ)、送風ファンなどの機器で構成されており、これらの機器を組み合わせて動作させることで、空調空気が目標とする温湿度となるように制御を行っている(例えば、特許文献1を参照)。より具体的には、空気の状態値を座標に表した空気線図が設定された空気線図テーブルにおいて、その空気線図上の所定位置を空調空気の温湿度の目標点としてあらかじめ設定する。そして、空調装置内に取り入れた外気に対する加熱、冷却、加湿を適宜組み合わせて行うことで、空調空気の温湿度を目標点に到達するように制御している。 Conventionally, various types of air conditioners are known, and among them, air conditioners particularly in automobile paint booths require severe temperature and humidity control in order to maintain product quality. This type of air conditioner is composed of devices such as a heating device, a cooling device, a humidifier (washer), and a blower fan. By operating these devices in combination, the temperature and humidity targeted by the conditioned air can be reduced. Control is performed so as to be (see, for example, Patent Document 1). More specifically, in an air diagram table in which an air diagram representing air state values as coordinates is set, a predetermined position on the air diagram is set in advance as a target point for the temperature and humidity of the conditioned air. The temperature and humidity of the conditioned air are controlled to reach the target point by appropriately combining heating, cooling, and humidification of the outside air taken into the air conditioner.
ところで、上記従来の塗装ブース用空調装置では、加熱装置、冷却装置、加湿装置などの機器を組み合わせて動作させている関係上、目標とする温湿度となるように空調空気を制御するのに、多くのエネルギーを必要とするという問題があった。また、これらの機器を組み合わせて動作させることから、目標とする温湿度に空調空気を到達させることにより制御が安定するまでには、かなり時間がかかるという問題もあった。そして、場合によっては、長時間かけても目標とする温湿度に到達できない可能性さえあった。 By the way, in the conventional painting booth air conditioner, in order to control the conditioned air so as to achieve the target temperature and humidity on the relationship of operating a combination of devices such as a heating device, a cooling device, and a humidifying device, There was a problem of requiring a lot of energy. In addition, since these devices are operated in combination, there is also a problem that it takes a considerable amount of time for the control to be stabilized by allowing the conditioned air to reach the target temperature and humidity. In some cases, the target temperature and humidity may not be reached even over a long period of time.
さらに、従来の塗装ブース用空調装置の場合、起動時に温湿度制御の目標点を適切な値に設定したとしても、起動してからの経過時間が長くなると、外気の温湿度の変化などにより、目標点が適切な値からずれてしまうという問題があった。しかしながら、そのずれの原因については従来必ずしも明確には判かっていなかった。以上のような事情から、従来装置では実際上はシビアな温湿度制御を達成することが困難な状況にあった。 Furthermore, in the case of a conventional paint booth air conditioner, even if the target point of temperature and humidity control is set to an appropriate value at startup, if the elapsed time after startup becomes long, due to changes in the temperature and humidity of the outside air, There was a problem that the target point deviated from an appropriate value. However, the cause of the deviation has not always been clearly understood. Due to the above circumstances, it has been difficult to achieve severe temperature and humidity control in practice with conventional devices.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is provide a less energy and in a short time, the air-conditioning equipment for painting booth can reliably reach the conditioned air to the temperature and humidity of the target There is to do.
塗装ブース用空調装置において起動してからの経過時間が長くなったときに目標点が適切な値からずれてしまうことに関し、本願発明者が鋭意調査を行ったところ、外気の温湿度の変化に原因があるばかりでなく、外気を加湿するために用いる加湿用水の水温の変化にも原因があることを新規に知見した。より詳しくいうと、加湿用水を噴射して外気を加湿するとともに、加湿用水を回収してそれを加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含む空調装置の場合、水噴射部位の前段に配置されたヒータの影響を受け、加湿用水が加温されてしまう。このため、装置を起動してからの経過時間が長くなると、加湿用水の温度が上昇してしまい、温湿度の目標点が適切な値からずれてしまうのである。そこで、上記の課題を解決するために本願発明者がさらに鋭意研究を行ったところ、加湿用水の水温を測定しこれに基づいて温湿度の目標点を変更すればよいということを知見し、最終的に以下の発明を想到するに至ったのである。ちなみに従来では、加湿用水の温度変化による影響について特に着目されておらず、加湿用水の水温を測定するという発想や、その結果に基づいて温湿度の目標点を変更するという発想は、当業者にはなかった。 Regarding the fact that the target point deviates from an appropriate value when the elapsed time since startup in the paint booth air conditioner becomes long, the present inventor conducted an intensive investigation and found that the temperature and humidity of the outside air changed. It was newly found that not only the cause but also the change in the temperature of the humidifying water used for humidifying the outside air was caused. More specifically, in the case of an air conditioner including a humidifying means configured to inject humidifying water and humidify outside air, and to collect the humidifying water and reuse it as humidifying water, it is disposed at the front stage of the water injection portion. The humidifying water is heated under the influence of the heater. For this reason, when the elapsed time after starting the apparatus becomes long, the temperature of the humidifying water rises, and the target point of temperature and humidity deviates from an appropriate value. Then, in order to solve the above-mentioned problem, the inventors of the present application have made further studies, and found that it is only necessary to measure the temperature of the humidifying water and change the target point of the temperature and humidity based on this. In particular, the following invention has been conceived. Incidentally, in the past, no particular attention has been paid to the influence of the temperature change of the humidifying water, and the idea of measuring the temperature of the humidifying water and the idea of changing the target point of the temperature and humidity based on the result are known to those skilled in the art. There was no.
上記課題を解決するために、手段1に記載の発明は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段と、前記外気の湿度を調整する調湿手段と、空気線図上の所定位置にて設定された温湿度の目標点に前記温湿度を到達させる制御を行うことで、塗装ブースに供給する空調空気を生成する温湿度制御手段と、調温及び調湿された前記外気を外部に圧送する送風ファンとを備えた塗装ブース用空調装置であって、前記調湿手段は、加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含んで構成され、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更する目標点変更手段とを有し、その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行うとともに、前記目標点変更手段は、前記温度センサの測定値と、前記加湿用水及び前記外気の体積比として定義される水空気比とに基づいて、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きを予測し、前記空気線図において前記予測した傾きを有する前記加湿線と目標温湿度線との交点の位置を求め、前記送風ファンの発熱に伴う空調空気の温度上昇分を相殺すべく、前記空気線図の等絶対湿度線に沿って前記交点から低温側に所定値だけ移動した前記交点付近の別の位置に、前記温湿度の目標点を変更し、前記温湿度制御手段は、前記交点付近の別の位置に設定変更された前記目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記送風ファンの風量が一定に維持された状態で、前記加湿用水の水量のみを調整することを特徴とする塗装ブース用空調装置をその要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
従って、手段1に記載の発明によると、目標点変更手段が加湿用水の水温の測定値に基づいて温湿度の目標点を変更することにより、温湿度の目標点のずれが解消される方向に補正される。さらに温湿度制御手段が加湿用水の水量及び外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御が行われる結果、その変更した適切な目標点に温湿度を確実に到達させることができる。また、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。なお、本発明における水温センサは、加湿用水の水温を測定できるのであれば空調装置における任意の位置に設置可能であり、例えば加湿用水を循環させる経路の途上などに設けられる。
Therefore, according to the invention described in the
上記発明では、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記温度センサの測定値と、前記加湿用水及び前記外気の体積比として定義される水空気比とに基づいて、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きを予測し、前記空気線図において前記予測した傾きを有する前記加湿線と目標温湿度線との交点に前記温湿度の目標点を変更する。 In the above invention, the target point changing means of the temperature / humidity control means is based on a measured value of the temperature sensor and a water / air ratio defined as a volume ratio of the humidifying water and the outside air. It predicts the inclination of the humidifying line through the outside air state point, to change the target point of the temperature and humidity in the intersection between the humidifying line and the target temperature and humidity line having an inclination obtained by the prediction in the psychrometric chart.
空気線図において所定の傾きを有する加湿線と目標温湿度線との交点に温湿度の目標点を設定する場合において、経過時間の長期化に伴い加湿用水の温度が上昇したときには、加湿線の傾きに変化が生じ、それが原因となって目標値にずれが生じてしまう。その点、上記発明によると、目標点変更手段によって、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きがあらかじめ予測され、その予測した傾きを有する加湿線を用いて目標温湿度線との交点が算出される。その結果、温湿度の目標値のずれが効率よく確実に解消される方向に補正される。 When setting the temperature / humidity target point at the intersection of the humidification line having a predetermined slope and the target temperature / humidity line in the air diagram, when the temperature of the humidification water rises as the elapsed time becomes longer, A change occurs in the inclination, which causes a deviation in the target value. In that respect, according to the above invention, the target point changing means predicts in advance the inclination of the humidification line passing through the state point of the outside air at that time, and uses the humidification line having the predicted inclination to obtain the target temperature / humidity line. An intersection is calculated. As a result, the deviation of the temperature / humidity target value is corrected so as to be efficiently and reliably eliminated.
この場合、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第1の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか2つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段を有していることが好ましい。前記温湿度制御手段は、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段を有することが好ましく、また、前記温度差及び前記水空気比に基づいてその時点での加湿線の傾きを予測し、前記空気線図においてその予測した傾きを有する加湿線との温度差が等絶対湿度線に沿って所定の値となるように前記温湿度の目標点を変更する前記目標点変更手段を有することが好ましい。 In this case, the temperature / humidity control means includes a first temperature sensor that measures the temperature of the humidifying water, and a wet bulb of outside air from any one of the outside air temperature, relative humidity, absolute humidity, dew point temperature, and enthalpy. It is preferable to have a wet bulb temperature calculating means for calculating the temperature, and a temperature comparing means for comparing the measured value of the temperature sensor and the wet bulb temperature to obtain a temperature difference. The temperature / humidity control means preferably includes water / air ratio calculation means for obtaining a water / air ratio of the taken-in outside air, and the inclination of the humidification line at that time is determined based on the temperature difference and the water / air ratio. Predicting and changing the target point of the temperature and humidity so that the temperature difference from the humidifying line having the predicted inclination in the air diagram becomes a predetermined value along the iso-absolute humidity line; It is preferable to have.
手段3に記載の発明は、手段1または2において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記加湿用水の水量のみを調整することをその要旨とする。
According to the invention described in the means 3, in the
従って、手段3に記載の発明によると、温湿度制御を行うにあたって調整すべき対象が1種類であるため、調査すべき対象が複数種類である場合に比較して、より少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。なお、ここでは「外気の取込量」のみを調整するという方法も当然考えられるが、本発明のような塗装ブースの場合、塗装品質の向上のために一定量の空調空気を供給する必要があるため、この選択は好ましくない。その点、「加湿用水の水量」のみを調整する本発明によれば、調整を行ったとしても空調空気の流量が変化しないので、一定量の空調空気を供給することができ、塗装品質の向上を図るうえで好適なものとなる。 Therefore, according to the invention described in the means 3, since there is one type of object to be adjusted in performing the temperature / humidity control, compared with a case where there are a plurality of types of objects to be investigated, less energy and in a short time. Thus, the conditioned air can surely reach the target temperature and humidity. Note that the method of adjusting only the “outside air intake amount” can be considered here, but in the case of a painting booth like the present invention, it is necessary to supply a certain amount of conditioned air in order to improve the painting quality. Because of this, this choice is not preferred. In that respect, according to the present invention that adjusts only the “humidification water amount”, the flow rate of the conditioned air does not change even if the adjustment is made, so that a constant amount of conditioned air can be supplied, and the coating quality is improved. This is suitable for achieving the above.
ところで、温湿度制御手段の目標点変更手段は、予測した傾きを有する加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値から制御下限値までの間にて外れずに交差するような場合には、上記のように温湿度の目標点を変更する。これに対して、予測した傾きを有する加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値あるいは制御下限値から外れてしまうような場合には、例えば以下のようにすることが好ましい。 By the way, the target point changing means of the temperature and humidity control means is such that the humidification line having the predicted inclination intersects without departing from the control upper limit value to the control lower limit value of the target temperature and humidity line. Change the target point of temperature and humidity as described above. On the other hand, when the humidification line having the predicted slope deviates from the control upper limit value or the control lower limit value of the target temperature / humidity line, for example, the following is preferable.
手段2に記載の発明は、手段1において、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御上限値となる点よりも高エンタルピ側に外れる場合には、前記制御上限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することをその要旨とする。
The invention described in
予測した傾きを有する加湿線が目標温湿度線の制御上限値となる点よりも高エンタルピ側に外れる場合、適切な温湿度の目標点が設定困難または不能となることがあり得るが、手段2に記載の発明によると、そのような場合であっても、制御上限値となる点に温湿度の目標点を変更することで、適切な温湿度の目標点を確実に設定することができる。 If than that humidifying line with predicted tilt is controlled upper limit of the target temperature and humidity line deviates to the high enthalpy side, it is possible that the target point of the appropriate temperature and humidity becomes difficult or impossible settings, it means 2 According to the invention described in (1), even in such a case, it is possible to reliably set an appropriate temperature / humidity target point by changing the temperature / humidity target point to a point that becomes the control upper limit value.
ここで、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際には、前記温湿度制御手段は、まず前記加湿用水の水量を調整し、次に前記調温手段により前記外気を冷却することを行うことが好ましい。 Here, when performing the control to make the temperature and humidity reach the changed target point, the temperature and humidity control means first adjusts the amount of the humidifying water, and then cools the outside air by the temperature control means. It is preferable to do that.
手段3に記載の発明は、手段1または2において、前記温湿度制御手段の前記目標点変更手段は、前記予測した傾きを有する前記加湿線が前記目標温湿度線の制御下限値となる点よりも低エンタルピ側に外れる場合には、前記制御下限値となる点に前記温湿度の目標点を変更することをその要旨とする。
The invention described in means 3 is that, in the
予測した傾きを有する加湿線が目標温湿度線の制御下限値となる点よりも低エンタルピ側に外れる場合、適切な温湿度の目標点が設定困難または不能となることがあり得るが、手段3に記載の発明によると、そのような場合であっても、制御下限値となる点に温湿度の目標点を変更することで、適切な温湿度の目標点を確実に設定することができる。 If than that humidifying line with predicted tilt is lower control limit of the target temperature and humidity line deviates to the low enthalpy side, the target point of the appropriate temperature and humidity may be difficult or impossible setting means 3 According to the invention described in (1), even in such a case, it is possible to reliably set an appropriate target point of temperature and humidity by changing the target point of temperature and humidity to a point that becomes the control lower limit value.
ここで、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記温湿度制御手段は、まず前記調温手段により前記外気を加熱し、次に前記加湿用水の水量を調整することを行うことが好ましい。 Here, when performing the control to reach the changed target point to the temperature and humidity, the temperature and humidity control means first heats the outside air by the temperature adjustment means, and then adjusts the amount of the humidifying water. It is preferable to carry out.
以上詳述したように、請求項1〜3に記載の発明によると、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる塗装ブース用空調装置を提供することができる。 As described in detail above, according to the first to third aspects of the present invention, there is provided a coating booth air conditioner that can reliably reach the target temperature and humidity in a short amount of energy and in a short time. it is possible.
[第1の実施形態]
以下、本発明を具体化した一実施の形態の塗装ブース用空調装置を図1〜図2に基づき詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an air conditioner for a painting booth embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本実施形態の塗装ブース用空調装置1の概略図である。この空調装置1は、塗装ブース2に供給する空調空気A1を生成するため装置である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a coating
塗装ブース2は、被塗物(例えば、自動車部品など)の塗装を行うための塗装室11と、塗装室11の上側に設けられ塗装室11にダウンフロー(上方から下方に向かう一定方向)の空気を供給するための給気室12と、塗装室11の下側に設けられその塗装室11内の空気を排気するための排気室13とを備える。本実施の形態の塗装ブース2において、空調装置1から排出される空調空気A1がダウンフローで塗装室11内に供給されている。
The
そして、塗装室11において、図示しない塗装機から塗料ミストを噴射することで被塗物の塗装が行われる。このとき、塗装機からオーバースプレーされて飛散した塗料ミストは、塗装室11内に作用するダウンフローの空調空気A1によって塗装室11から排気室13に排出される。排気室13では、ブース循環水を使用して空気中に含まれる塗料ミストが捕捉され塗料が回収される。また、排気室13から排出される空気A2は、送風ファン14によって大気に放出される。
Then, in the
空調装置1は、装置外部から取り入れた空気(外気A0)を所定温度(例えば23℃前後)及び所定湿度(例えば70%RH前後)に調節するための装置であり、1次フィルタ21、2次フィルタ22、プレヒータ23、ワッシャ24、クーリングコイル26、レヒータ27、及び送風ファン28を備えている。
The
1次フィルタ21、2次フィルタ22は、取り込んだ外気中に含まれるゴミ等を除去して浄化するための手段である。プレヒータ23は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、1次フィルタ21及び2次フィルタ22を経て浄化された外気を加熱して温度を上げる加熱手段である。ワッシャ24は、取り込んだ外気の湿度を調整する調湿手段の一種であって、より具体的には、プレヒータ23を経た外気に対する水の噴射により外気の湿度を上げる加湿手段である。クーリングコイル26は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、ワッシャ24を経た外気を冷却して温度を下げる冷却手段である。レヒータ27は、取り込んだ外気の温度を調整する調温手段の一種であって、より具体的には、クーリングコイル26を経た外気を加熱して温度を上げる加熱手段である。送風ファン28は、調温及び調湿された外気(即ち空調空気A1)を塗装ブース2に圧送するための手段である。なお、空調装置1において、プレヒータ23及びレヒータ27には図示しない熱源から蒸気が供給され、クーリングコイル26には図示しない冷熱源から冷水が供給されるようになっている。
The primary filter 21 and the
特に本実施形態のワッシャ24は、水貯留部24a、循環用配管24b、ポンプ24c、電磁弁24d、水噴射部24eを備えたものとされている。水噴射部24eは、加湿用水W1をノズルから噴射する役割を果たしている。水貯留部24aは水噴射部24eの下方に配置され、加湿に用いる加湿用水W1が溜められている。循環用配管24bは水噴射部24eと水貯留部24aとの間を流路的に接続している。循環用配管24bの途上における上流側には、水貯留部24aの加湿用水W1を水噴射部24e側に圧送するためのポンプ24cが設けられている。同じくその途上における下流側には、循環用配管24bからなる流路を開閉するための電磁弁24dが設けられている。従って、電磁弁24dを開状態としてポンプ24cを駆動させると、加湿用水W1が水噴射部24eのノズルから噴射され、その噴霧量などに応じて外気A0を適宜加湿するようになっている。噴霧された加湿用水W1の大部分は、水貯留部24aに溜まることで回収され、再び加湿用水W1として利用されるようになっている。
In particular, the
この空調装置1では、いくつかの箇所にセンシング手段が設けられている。具体的にいうと、外気A0の取り込み口付近には、温度センサ34及び湿度センサ35が設けられている。ワッシャ24の上流側には、加湿を行う前の外気A0の温度を測定するための温度センサ36が設けられている。クーリングコイル26には、加湿を行った後の外気A0の温度を測定するための温度センサ37が設けられている。空調空気A1の出口側である送風ファン28には、空調空気A1の温度及び湿度を測定するための温度センサ38及び湿度センサ39が設けられている。さらに、この空調装置1においては、循環用配管24bの途上に加湿用水W1の水温を測定するための温度センサ40が設けられている。
In the
この空調装置1は、CPU42、ROM43、RAM44等からなる周知のコンピュータにより構成された制御装置41(温湿度制御手段)を備えている。この制御装置41には、図示しない各々のドライバ回路を介して制御対象(即ち、プレヒータ23、ワッシャ24における電磁弁24d及びポンプ24c、クーリングコイル26、レヒータ27並びに送風ファン28)が電気的に接続されている。また、制御装置41には、上記各センサ34〜40が電気的に接続されている。このように構成された制御装置41では、各センサ34〜40から出力される温度、湿度の測定結果に基づいて前記制御対象が可変制御され、所定の温度、湿度に調整された空調空気A1が生成されるようになっている。
The
次に、制御装置41が行う温湿度制御について説明する。制御装置41を構成するROM43内には、温湿度制御のためのプログラムが格納されており、CPU42は当該プログラムをROM43から読み出して順次実行するようになっている。ROM43内には、このプログラムのほかに、空気の状態値を座標に表した空気線図61に関するデータ(空気線図テーブル)が格納されている。図2に示されるように、この空気線図61上には、空調空気A1の温湿度の理想状態点の集合である目標温湿度線L1があらかじめ設定されている。目標温湿度線L1の上端は制御上限値Pmaxとして定義され、下端は制御下限値Pminとして定義されている。ちなみに、エンタルピは空気線図61の右上に行くほど高くなり、逆に左下にいくほど低くなる。なお、図2の空気線図61において、目標温湿度線L1の右下側領域にある点は、外気の状態点P1を示している。
Next, temperature / humidity control performed by the
空気線図61には、外気の状態点P1から加湿を行った場合の加湿線Lhが示されている。加湿線Lhは、外気の状態点P1を通って加湿後の変化点P2に至る左上がりの直線であって、空気線図61の横軸を基準として所定の傾きαを有している。なお、この傾きαは、加湿用水W1の水温Twaterの影響により変化する。例えば、加湿線Lhの傾きαが想定範囲を超えて大きく変化してしまったような場合、加湿線Lhの上端位置にある加湿後の変化点P2の位置が、目標温湿度線L1からずれてしまう(図中、破線で示した加湿線Lh´)。よって、これを温湿度の目標点P0として加湿を行うと、本来目的とする状態とは異なる温湿度に空調空気A1が調整されてしまうことになる。それゆえ、本実施形態の制御装置41は、その時点での加湿線Lhの傾きαを以下の手順で算出し、予測する制御を行っている。
The air line diagram 61 shows a humidification line Lh when humidification is performed from the outside air state point P1. The humidification line Lh is a straight line going up to the left from the outside air state point P1 to the change point P2 after humidification, and has a predetermined inclination α with respect to the horizontal axis of the air diagram 61. In addition, this inclination (alpha) changes with the influence of the water temperature Twater of the humidification water W1. For example, when the inclination α of the humidification line Lh has changed significantly beyond the assumed range, the position of the change point P2 after humidification at the upper end position of the humidification line Lh is shifted from the target temperature / humidity line L1. (Humidification line Lh ′ indicated by a broken line in the figure). Therefore, if humidification is performed using the temperature / humidity target point P0, the conditioned air A1 is adjusted to a temperature / humidity different from the originally intended state. Therefore, the
まず、湿球温度算出手段であるCPU42は、加湿用水W1の水温Twaterを測定する温度センサ40(第1の温度センサ)と、外気A0の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか2つから外気A0の湿球温度TIwetを算出する。例えば、本実施形態では温度センサ34の測定値をもって外気A0の温度とする。
First, the
次に、温度比較手段でもあるCPU42は、温度センサ40の測定値Twaterと湿球温度TIwetとを比較して温度差TΔを求める。また、水空気比算出手段でもあるCPU42は、取り込んだ外気A0の水空気比βを求める。この水空気比βは、加湿用水W1の水量と外気の取込量との比(体積比)として把握することができ、例えば、ワッシャ24の駆動量と送風ファン28の駆動量とから算出することができる。
Next, the
続いて、目標点変更手段でもあるCPU42は、温度差TΔ及び水空気比βに基づいて、その時点での加湿線Lhの傾きαを算出、予測し、その予測した傾きαを有する加湿線Lhと目標温湿度線L1との交点に前記温湿度の目標点P0を変更する。
Subsequently, the
このように温湿度の目標点変更を行った後、CPU42は、変更した温湿度の目標点P0に温湿度を到達させる制御を行う際に、基本的に加湿用水W1の水量のみを調整する。つまり、送風ファン28の風量は一定に維持したまま、ワッシャ24における電磁弁24dの開度やポンプ24cの駆動量を調整することで、加湿の度合いを制御する。以上の制御の結果、塗装ブース2に供給するのに適した空調空気A1が生成されるようになっている。
After the temperature / humidity target point is changed in this way, the
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の塗装ブース用空調装置1によると、目標点変更手段であるCPU42が、加湿用水W1の水温Twaterの測定値に基づいて温湿度の目標点P0を変更する。これにより、温湿度の目標点P0のずれが解消される方向に補正される。さらに、加湿用水W1の水量及び外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御が行われる結果、その変更した適切な目標点P0に温湿度を確実に到達させることができる。また、少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気A1を確実に到達させることができる。
(1) According to the coating
(2)本実施形態の塗装ブース用空調装置1では、温度センサ40の測定値(即ち加湿用水W1の水温Twaterの測定値)と水空気比βとに基づいて、その時点での外気の状態点P1を通る加湿線Lhの傾きαを予測する。そして、その予測した傾きαを有する前記加湿線Lhと目標温湿度線L1との交点に温湿度の目標点P0を変更するようにしている。従って、このような算出、予測方法によれば、温湿度の目標点P0のずれを効率よく確実に解消される方向に補正することができる。
(2) In the coating
(3)本実施形態の塗装ブース用空調装置1では、CPU42は、変更した目標点P0に温湿度を到達させる制御を行う際に、加湿用水W1の水量のみを調整することを特徴とする。つまり、温湿度制御を行うにあたって調整すべき対象が1種類である。そのため、調査すべき対象が複数種類である場合に比較して、より少ないエネルギーかつ短時間で、目標とする温湿度に空調空気A1を確実に到達させることができる。また、調整を行ったとしても空調空気A1の流量が変化しないので、一定量の空調空気A1を供給することができ、塗装品質の向上を図るうえで好適なものとなる。
(3) In the coating
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、予測した傾きαを有する加湿線Lhが目標温湿度線L1の制御上限値Pmaxから制御下限値Pminまでの間にて外れずに交差するような場合についての温湿度の目標点変更について説明した。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the humidity / humidity line Lh having the predicted inclination α is a temperature / humidity when the target temperature / humidity line L1 intersects without departing from the control upper limit value Pmax to the control lower limit value Pmin. The target point change was explained.
ところで、予測した傾きαを有する加湿線Lhが目標温湿度線L1の制御上限値Pmaxあるいは制御下限値Pminから外れてしまうような場合には、例えば以下のようにすることが好ましい。 By the way, when the humidification line Lh having the predicted inclination α deviates from the control upper limit value Pmax or the control lower limit value Pmin of the target temperature / humidity line L1, for example, the following is preferable.
図3の空気線図61には、予測した傾きαを有する加湿線Lhが目標温湿度線L1の制御上限値Pmaxとなる点よりも高エンタルピ側に外れる場合の例が示されている。この場合、加湿用水W1の水量の調整のみでは、目標温湿度線L1上に温湿度を到達させる制御を行うことができない。そこで、CPU42は制御上限値Pmaxとなる点に温湿度の目標点P0を変更するような制御を行う。そして、その変更した目標点P0に温湿度を到達させる制御を行う際には、CPU42は、まずワッシャ24の駆動量を調整して、加湿用水W1の水量を調整する。このとき、温湿度の状態点は加湿線Lhに沿ってP0からP0´に移動する。次に、CPU42は、調温手段であるレヒータ27を作動させて、外気A0を冷却することを行う。このとき、温湿度の状態点は冷却線Lcに沿ってP0´からP0に移動する。以上の結果、適切な温湿度の目標点P0が設定困難または設定不能となる場合であっても、制御上限値Pmaxとなる点に温湿度の目標点P0を変更することで、目標温湿度線L1上の点に確実に温湿度を到達させることができる。なお、上記の温湿度制御では、加湿のみに止まらず冷却も行っているため、調整すべき対象が2種類となるが、投入すべきエネルギーが比較的少なくても、目標とする温湿度に空調空気を確実に到達させることができる。
The air diagram 61 of FIG. 3 shows an example in which the humidification line Lh having the predicted inclination α deviates to the high enthalpy side from the point where the control upper limit value Pmax of the target temperature / humidity line L1 is reached. In this case, the control to reach the temperature / humidity on the target temperature / humidity line L1 cannot be performed only by adjusting the amount of the humidifying water W1. Therefore, the
一方、図3の空気線図61には、予測した傾きαを有する加湿線Lhが目標温湿度線L1の制御下限値Pminとなる点よりも低エンタルピ側に外れる場合の例も併せて示されている。この場合についても、加湿用水W1の水量の調整のみでは、目標温湿度線L1上に温湿度を到達させる制御を行うことができない(図中の加湿線Lh´を参照)。そこで、CPU42は制御下限値Pminとなる点に温湿度の目標点P0を変更するような制御を行う。そして、その変更した目標点P0に温湿度を到達させる制御を行う際には、CPU42は、まず調温手段であるプレヒータ23あるいはレヒータ27を作動させて外気A0を加熱する。このとき、温湿度の状態点は加熱線Ldに沿ってP1´からP1に移動する。次に、ワッシャ24の駆動量を調整して、加湿用水W1の水量を調整することを行う。このとき、温湿度の状態点は加湿線Lhに沿ってP1からP0に移動する。以上の結果、適切な温湿度の目標点P0が設定困難または設定不能となる場合であっても、制御下限値Pminとなる点に温湿度の目標点P0を変更することで、目標温湿度線L1上の点に確実に温湿度を到達させることができる。なお、上記の温湿度制御では、加湿のみに止まらず加熱も行っているため、調整すべき対象が2種類となるが、投入すべきエネルギーが比較的少なくても、目標とする温湿度に空調空気A1を確実に到達させることができる。
On the other hand, the air diagram 61 of FIG. 3 also shows an example in which the humidification line Lh having the predicted inclination α deviates to the low enthalpy side from the point where the control lower limit value Pmin of the target temperature / humidity line L1 is reached. ing. Also in this case, the control for reaching the temperature and humidity on the target temperature and humidity line L1 cannot be performed only by adjusting the amount of the humidifying water W1 (see the humidification line Lh ′ in the figure). Therefore, the
[第3の実施形態]
次に第3の実施形態の温湿度制御方法を図5に基づいて説明する。
[Third Embodiment]
Next, the temperature and humidity control method of the third embodiment will be described with reference to FIG.
本実施形態においても基本的に第1の実施形態と同様の手順を経て、温度差TΔ及び水空気比βに基づいてその時点での加湿線Lhの傾きαを算出、予測する。続いて、目標点変更手段としてのCPU42は、その予測した傾きαを有する加湿線Lhに基づいて温湿度の目標点P0を変更する。ただし、第1の実施形態では、当該加湿線Lhと目標温湿度線L1との交点に温湿度の目標点P0を変更したのに対し、ここでは当該交点付近の別の位置に温湿度の目標点P0を変更する。即ち「交点付近の別の位置」とは、空気線図61の等絶対湿度線に沿って前記交点から低温側(空気線図61では左側)に所定値だけ移動した位置のことを指している。このような位置に温湿度の目標点P0を変更する理由は、以下のとおりである。一般に送風ファン28の駆動時にはファンモータ等の発熱を伴うが、この熱の影響が無視できない程度になり、そこを通過する空調空気A1の温度が際に上昇するような場合(即ち「成行きの加熱」が起こる場合)には、温湿度の目標点P0が適切な値からずれてしまう。そのため「成行きの加熱」の分を最初から考慮に入れたうえで温湿度の目標点P0を変更することにより、温湿度の目標点P0の適正化を図らんとしたからである。
Also in the present embodiment, basically the same procedure as in the first embodiment is performed, and the inclination α of the humidification line Lh at that time is calculated and predicted based on the temperature difference TΔ and the water / air ratio β. Subsequently, the
このように温湿度の目標点変更を行った後、CPU42は、変更した温湿度の目標点P0に温湿度を到達させる制御を行う際に、基本的に加湿用水W1の水量のみを調整する。つまり、送風ファン28の風量は一定に維持したまま、ワッシャ24における電磁弁24dの開度やポンプ24cの駆動量を調整することで、加湿の度合いを制御する。以上の制御を行うとともに「成行きの加熱」が起こる結果、温湿度が目標温湿度線L1との交点に乗るようになり、塗装ブース2に供給するのに適した空調空気A1を生成することができる。
After the temperature / humidity target point is changed in this way, the
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change each embodiment of this invention as follows.
・上記実施形態の空調装置1は、1次フィルタ21、2次フィルタ22、プレヒータ23、ワッシャ24、クーリングコイル26、レヒータ27、及び送風ファン28を備えていたが、これに限定されず、異なる装置構成を採用してもよい。例えば、1次フィルタ21及び2次フィルタ22のうちの一方を省略してもよい。また、ワッシャ24における水噴射部24eを1段ではなく2段以上設けてもよい。また、2段設けたクーリングコイル26を1段のみにしてもよく、また、不要であれば省略してもよい。レヒータ27は不要であれば省略してもよい。つまり、空調装置は取り入れた外気A0を加温、加湿及び冷却する機能を有するものに限らず、加温及び加湿機能を有しかつ冷却機能を有しないもの、冷却及び加湿機能を有しかつ加温機能を有しないものであってもよい。さらに、空調装置は取り入れた外気A0を加温、加湿及び冷却機能に加えて、除湿する機能を有するものであってもよい。
-Although the
・上記実施形態の空調装置1では、循環用配管24bの途上、具体的には循環用配管24bにおいてポンプ24cの上流側位置に加湿用水W1の水温Twaterを測定するための温度センサ40を設けたが、この位置に限定されず、加湿用水W1の水温Twaterを測定できるのであれば他の位置に設けてもよい。例えば、温度センサ40は、水貯留部24a、ポンプ24c、電磁弁24d、水噴射部24eのある箇所の付近に設けることができる。
-In the
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the respective embodiments described above are listed below.
(1)手段1において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第1の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか2つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段とを有すること。
(2)手段1において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第1の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか2つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段と、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段とを有すること。
(3)手段1において、前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する第1の温度センサと、前記外気の温度、相対湿度、絶対湿度、露点温度、エンタルピのいずれか2つから外気の湿球温度を算出する湿球温度算出手段を有し、前記温度センサの測定値と前記湿球温度とを比較して温度差を求める温度比較手段と、取り込んだ前記外気の水空気比を求める水空気比算出手段とを有するとともに、前記温度差及び前記水空気比に基づいてその時点での加湿線の傾きを予測し、前記空気線図においてその予測した傾きを有する加湿線との温度差が等絶対湿度線に沿って所定の値となるように前記温湿度の目標点を変更する前記目標点変更手段とを有すること。
(4)手段4において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、まず前記加湿用水の水量を調整し、次に前記調温手段により前記外気を冷却すること。
(5)手段5において、前記温湿度制御手段は、変更した目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、まず前記調温手段により前記外気を加熱し、次に前記加湿用水の水量を調整すること。
(6)手段6に記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(1) In the
(2) In the
(3) In the
(4) In the means 4, the temperature / humidity control means first adjusts the amount of the humidifying water when performing the control to reach the changed target point to the temperature / humidity, and then adjusts the outside air by the temperature adjustment means. To cool.
(5) In the means 5, when the temperature and humidity control means performs control to reach the changed target point, the temperature and humidity control means first heats the outside air by the temperature control means, and then the amount of the humidifying water. To adjust.
(6) A program for causing a computer to execute the method described in the means 6.
1…塗装ブース用空調装置
2…塗装ブース
23…調温手段としてのプレヒータ
24…調湿手段を構成する加湿手段(ワッシャ)
26…調温手段としてのクーリングコイル
27…調温手段としてのレヒータ
40…温度センサ
41…温湿度制御手段としての制御装置
42…目標点変更手段としてのCPU
61…空気線図
A0…外気
A1…空調空気
P0…温湿度の目標点
W1…加湿用水
α…傾き
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
61 ... Air diagram A0 ... Outside air A1 ... Air-conditioned air P0 ... Temperature / humidity target point W1 ... Humidification water α ... Inclination
Claims (3)
前記調湿手段は、加湿用水を噴射して前記外気を加湿するとともに、前記加湿用水を回収してそれを前記加湿用水として再利用する構成の加湿手段を含んで構成され、
前記温湿度制御手段は、前記加湿用水の水温を測定する温度センサと、前記温度センサの測定値に基づいて前記温湿度の目標点を変更する目標点変更手段とを有し、その変更した目標点に前記温湿度を到達させるべく、前記加湿用水の水量及び前記外気の取込量のうちの少なくともいずれかを調整する制御を行うとともに、
前記目標点変更手段は、
前記温度センサの測定値と、前記加湿用水及び前記外気の体積比として定義される水空気比とに基づいて、その時点での外気の状態点を通る加湿線の傾きを予測し、
前記空気線図において前記予測した傾きを有する前記加湿線と目標温湿度線との交点の位置を求め、
前記送風ファンの発熱に伴う空調空気の温度上昇分を相殺すべく、前記空気線図の等絶対湿度線に沿って前記交点から低温側に所定値だけ移動した前記交点付近の別の位置に、前記温湿度の目標点を変更し、
前記温湿度制御手段は、前記交点付近の別の位置に設定変更された前記目標点に前記温湿度を到達させる制御を行う際に、前記送風ファンの風量が一定に維持された状態で、前記加湿用水の水量のみを調整する
ことを特徴とする塗装ブース用空調装置。 Temperature control means for adjusting the temperature of the taken-in outside air, humidity control means for adjusting the humidity of the outside air, and control for causing the temperature and humidity to reach a target point of the temperature and humidity set at a predetermined position on the air diagram A temperature and humidity control means for generating conditioned air to be supplied to the painting booth, and a blower fan for pumping the temperature- controlled and humidity-controlled outside air to the outside ,
The humidity control unit includes a humidification unit configured to inject humidification water to humidify the outside air, collect the humidification water, and reuse the humidification water.
The temperature / humidity control means includes a temperature sensor for measuring the temperature of the humidifying water, and target point changing means for changing the target point of the temperature / humidity based on a measurement value of the temperature sensor. in order to reach the temperature and humidity to the point, the humidifying water of water and line control for adjusting at least one of the uptake of the outside air Utotomoni,
The target point changing means includes
Based on the measured value of the temperature sensor and the water / air ratio defined as the volume ratio of the humidifying water and the outside air, predicting the slope of the humidification line passing through the state point of the outside air at that time,
Finding the position of the intersection of the humidification line and the target temperature / humidity line having the predicted slope in the air diagram,
In order to cancel out the temperature rise of the air-conditioning air accompanying the heat generation of the blower fan, another position near the intersection moved by a predetermined value from the intersection to the low temperature side along the isobaric humidity line of the air diagram, Change the target point of temperature and humidity,
When the temperature and humidity control means performs control for reaching the temperature and humidity to the target point that has been changed to another position near the intersection, the air flow rate of the blower fan is maintained constant, An air conditioner for a paint booth characterized by adjusting only the amount of humidifying water .
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