JP6417102B2 - 結露検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、室内の結露を検出する結露検出装置に関するものである。

従来より、空調機器が利用されているが、このような空調機器を備えた室内においては、空調機器を運転することにより結露が発生し易い。室内に結露が発生すると、家具や家屋の損傷の惧れがあり、また、不快感や不衛生を伴う惧れもある。そこで、結露を抑える空調機器が開発されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１等に示される空調機器においては、空調機器の内部の結露を検出するものである。

特開平８−１０５６４２号公報

しかしながら、上記従来例においては、室内の結露を検出するものではないため、室内の結露についての誤判定が多く、判定精度が低いものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、簡単な構成で、室内の結露の発生を精度よく検出することができる結露検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、
空調機器に設けられ、室内の結露を検出する結露検出装置であって、
室内の一部の所定位置に第一吸入口が配置されて前記第一吸入口より戻り空気として第一空気を吸入する前記空調機器の第一吸入路に設けられ、前記第一空気の絶対湿度を測定する第一絶対湿度測定部と、
室内に供給空気を供給する前記空調機器の供給路に設けられ、前記供給路を通流する供給空気の絶対湿度を測定する供給絶対湿度測定部と、
前記第一絶対湿度測定部により測定された第一絶対湿度と、前記供給絶対湿度測定部により測定された供給絶対湿度とに基いて、前記所定位置に結露が発生していると判定する結露判定部と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、
前記結露判定部は、前記第一絶対湿度が、前記供給絶対湿度より所定値以上低い場合に、前記所定位置に結露が発生していると判定することを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、
前記第一吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第一温度測定部と、
前記供給路を通流する前記供給空気の温度を測定する第二温度測定部と、
前記空調機器の外気吸入路を通流する外気の温度を測定する外気温度測定部と、を備え、
前記結露判定部は、前記第一温度測定部で測定された第一温度が前記第二温度測定部で測定された第二温度より所定値以上低く、且つ、前記第一温度が前記外気温度よりも高い場合には、前記所定位置に結露が発生していると判定しないことを特徴とする。

また、請求項４に係る発明は、
空調機器に設けられ、室内の結露を検出する結露検出装置であって、
室内の一部の所定位置に第一吸入口が配置されて前記第一吸入口より戻り空気として第一空気を吸入する前記空調機器の第一吸入路に設けられ、前記第一空気の絶対湿度を測定する第一絶対湿度測定部と、
室内の前記所定位置以外に第二吸入口が配置されて前記第二吸入口より戻り空気として第二空気を吸入する前記空調機器の第二吸入路に設けられ、前記第二空気の絶対湿度を測定する第二絶対湿度測定部と、
前記第一絶対湿度測定部により測定された第一絶対湿度と、前記第二絶対湿度測定部により測定された第二絶対湿度とに基いて、前記所定位置に結露が発生していると判定する結露判定部と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、
前記第一吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第一温度測定部と、
前記第二吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第二温度測定部と、
前記空調機器の外気吸入路を通流する外気の温度を測定する外気温度測定部と、を備え、
前記結露判定部は、前記第一温度測定部で測定された第一温度が前記第二温度測定部で測定された第二温度より所定値以上低く、且つ、前記第一温度が前記外気温度よりも高い場合には、前記所定位置に結露が発生していると判定しないことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る発明にあっては、結露後に結露部周辺の空気の絶対湿度が低下することを利用したもので、第一絶対湿度測定部と供給絶対湿度測定部と、これらで測定される絶対湿度に基いて結露判定を行う結露判定部を設けるだけの簡単な構成で、室内の結露の発生を精度よく検出することが可能となる。

また、請求項２に係る発明にあっては、第一絶対湿度と比較するのに本来好ましい絶対湿度と、供給絶対湿度との間に生じる差を考慮して、結露判定を行うことが可能となる。

また、請求項３に係る発明にあっては、第一温度が第二温度より所定値以上低いかの判定により漏気が分かり、第一温度が外気温度よりも高いかの判定により冬季か否かが分かる。これにより、冬季に漏気がある場合に、誤って結露判定を行うことが抑制される。

また、請求項４に係る発明にあっては、結露後に絶対湿度が低下することを利用したもので、第一絶対湿度測定部と第二絶対湿度測定部と、これらで測定される絶対湿度に基いて結露判定を行う結露判定部を設けるだけの簡単な構成で、室内の結露の発生を精度よく検出することが可能となる。

また、請求項５に係る発明にあっては、第一温度が第二温度より所定値以上低いかの判定により漏気が分かり、第一温度が外気温度よりも高いかの判定により冬季か否かが分かる。これにより、冬季に漏気がある場合に、誤って結露判定を行うことが抑制される。

第一実施形態の結露検出装置の概略構成図である。 第一実施形態の基本的な結露判定のフロー図である。 第一実施形態における別の例の結露判定のフロー図である。 第二実施形態の結露検出装置の概略構成図である。 第三実施形態の結露検出装置の概略構成図である。 第三実施形態の基本的な結露判定のフロー図である。

以下、本発明の結露検出装置、結露検出方法について、図１に示す第一実施形態に基いて説明する。第一実施形態の結露検出装置は、空調機器１に設けられ、室内の結露を検出するものである。

空調機器１は、図１に示すように、外気ＯＡを取り入れて室内に供給空気ＳＡとして供給するとともに、室内空気（戻り空気ＲＡ）を取り込んで排気ＥＡとして室外へ排出する換気機能を有する。また、空調機器１は、換気機能に加えて循環機能を有するものや、換気機能または、換気機能および循環機能に加えて調湿機能を有するもの（例えばデシカントシステム）であってもよい。更に、空調機器１は、前記に加えてヒートポンプを備えた冷凍装置、冷房装置（または暖房装置、冷暖房装置）であってもよいし、ヒートポンプを備えずに熱交換を行うものでもよい。

空調機器１は、図１に示すように、第一吸入路２と、第二吸入路３と、供給路４と、を備えている。

第一吸入路２は、上流端に、戻り空気ＲＡを吸入する第一吸入口２０を備え、下流端は空調機器１に接続されている。第一吸入口２０は、室内の一部の所定位置に配置される。ここで、所定位置とは、窓際等、室内において結露が発生し易い箇所７（主に、窓や壁等を介して室外の冷気に接し易い箇所や、室内における冷部等）の近傍である。この第一吸入路２（および第一吸入口２０）は、一般の空調機器１は備えておらず、本発明を達成するために設けられる。

空調機器１は、第一吸入口２０より吸入されて、第一吸入路２を通流する戻り空気ＲＡ（特に第一空気ＲＡ１とする）の絶対湿度（特に第一絶対湿度ｘ１とする）を測定する第一絶対湿度測定部２１を備える。絶対湿度の測定には、赤外線センサにより直接的に測定するものや、相対湿度と温度とから算出するもの等、様々な手段が適宜利用可能であり、特に限定されない。

第二吸入路３は、上流端に、戻り空気ＲＡ（特に第二空気ＲＡ２とする）を吸入する第二吸入口３０を備え、下流端は空調機器１に接続されている。第一吸入路２と第二吸入路３の下流端は、合流してもよい。第二吸入口３０は、室内の所定位置以外、すなわち、特に結露が発生し易くいわけではない箇所に配置される。この第二吸入路３は、一般の空調機器１が備えている。

供給路４は、室内に供給空気ＳＡを供給する流路であり、下流端に室内への吐出口４０を備える。そして、第一実施形態の空調機器１は、循環機能を有し、第一吸入路２および第二吸入路３から吸入された第一空気ＲＡ１、第二空気ＲＡ２は、加熱や冷却、加湿や除湿等の処理が行われて、供給空気ＳＡとして供給路４より供給される。

空調機器は、図示しないが、送風手段と、マイクロコンピュータ等からなる制御部と、を備えている。送風手段は、ファンと、ファンを駆動するモータ等の駆動手段を備え、制御部により駆動が制御される。

第一実施形態では、空調機器１は、供給路４を通流する、吐出口４０より吐出された供給空気ＳＡの絶対湿度（特に供給絶対湿度ｘ３とする）を測定する供給絶対湿度測定部４１を備える。この供給路４および供給絶対湿度測定部４１は、一般の空調機器１が備えており、既存の供給絶対湿度測定部４１を好適に用いることができる。

空調機器１は、結露判定部を備える。第一実施形態の結露判定部は、第一絶対湿度ｘ１と、供給絶対湿度ｘ３とに基いて、所定位置に結露が発生しているか否かを判定するものである。結露判定部は、第一実施形態では、制御部がその機能の一部として備えるものであるが、制御部とは別に設けられてもよく、特に限定されない。以下、結露の判定について、図２に基いて説明する。

結露判定部は、第一絶対湿度ｘ１と、供給絶対湿度ｘ３とを読み込んだ後、（Ｓ１）絶対湿度の低下の条件を満たすか、すなわち、第一絶対湿度ｘ１が、供給絶対湿度ｘ３より所定値Δｘ以上低いか（すなわちｘ１≦ｘ３−Δｘか）を判定する。ここで、第一絶対湿度ｘ１と供給絶対湿度ｘ３の単純な比較ではなく、その差が所定値Δｘ以上かを判定している。

所定位置において結露が発生すると、所定位置の近傍での空気（第一吸入口２０より第一吸入路２に吸入されて、第一空気ＲＡ１となる空気）の絶対湿度が低下する。この時、第一空気ＲＡ１が結露後に絶対湿度（第一絶対湿度ｘ１）が低下していれば、結露の発生により絶対湿度が低下したとして、結露が発生しているとの判定（結露判定とする）を行う。そして、第一空気ＲＡ１の結露が発生する前の空気は、室内の所定位置以外の空気、すなわち、結露が特に発生し易くない室内の所定位置以外の空気と同じであり、この空気の絶対湿度ｘ０を、結露前の空気の絶対湿度として、第一絶対湿度ｘ１の比較対象とすることが好ましい。

しかし、第一実施形態では、第一絶対湿度ｘ１と比較する絶対湿度として、既存の供給絶対湿度測定部４１を用いて測定可能な供給絶対湿度ｘ３を用いている。このため、本来好ましい絶対湿度ｘ０と供給絶対湿度ｘ３との間に差が生じる。この差を考慮して、所定値Δｘ（＞０）が適宜定められる。

第一実施形態では、空調機器１が循環機能を有し、戻り空気ＲＡが処理されて供給空気ＳＡとして供給路４より室内に供給されている。このため、第一実施形態での供給絶対湿度ｘ３は、外気ＯＡを取り入れた後に供給空気ＳＡとして供給する場合の供給絶対湿度ｘ３よりは、絶対湿度ｘ０に近いと考えられ、Δｘが小さくてすむ。冬季においては通常、室内の全体の平均的な湿度である絶対湿度ｘ０は供給絶対湿度ｘ３よりも低く、この状況に応じてΔｘが適宜定められる。

そして、結露判定部は、（Ｓ１）の絶対湿度の低下の条件を満たしている場合、（Ｓ２）で結露判定を行う。

上記図２に示すフローが、第一実施形態における基本的な判定手順である。なお、上記（Ｓ１）の判定においては、第一実施形態ではｘ１≦ｘ３−Δｘか否かの判定を行っているが、他の判定式により判定を行ってもよい。

また、フロー（図２のフローをはじめ、後述する図３、図６のフローも同）は、終了後、一定時間をおいて次のフローを開始したり、終了後に直ちに次のフローを開始してもよいし、開始と終了との間にループを形成して繰り返すようにしてもよい。

上記結露検出装置を用いる結露検出方法にあっては、結露後に絶対湿度が低下することを利用したもので、絶対湿度を測定するだけでよいものである。このため、第一絶対湿度測定部２１と供給絶対湿度測定部４１とを備えるとともに、これらで測定される第一絶対湿度と供給絶対湿度とに基いて結露判定を行う結露判定部を設けるだけの簡単な構成で、室内の結露の発生を精度よく検出することが可能となる。この結果、従来の空調機器１のように内部の結露を検出するのみならず、室内の結露の発生を精度よく検出することができる。

次に、第一実施形態の別の例について説明する。空調機器１は、図１に示すように、循環機能に加えて換気機能も有しており、外気吸入路５と、排気路６とを備え、更に、第一温度測定部２２と、第二温度測定部４２と、外気温度測定部５１と、を備えている。

第一温度測定部２２は、第一吸入路２を通流する第一空気ＲＡ１の温度（第一温度ｔ１）を測定するものである。

第二温度測定部４２は、供給路４を通流する供給空気ＳＡの温度（第二温度ｔ２）を測定するものである。

外気温度測定部５１は、外気吸入路５を通流する外気ＯＡの温度（外気温度ｔ３）を測定するものである。

この別の例では、図３に示すように、結露判定部は、（Ｓ１１）で、第一温度ｔ１が外気温度ｔ３よりも高いか（冬季の条件を満たすか）否かを判定する。（Ｓ１１）で条件を満たす場合、（Ｓ１２）で、第一温度ｔ１が第二温度ｔ２より所定値Δｔ以上低いか（漏気の条件を満たすか）否かを判定する。そして、上記（Ｓ１１）で冬季の条件を満たすとともに（Ｓ１２）の漏気の条件を満たす場合は、所定位置に結露が発生していると判定しないものである。

（Ｓ１１）の冬季の条件を満たすか否かの判定は、ｔ１＞ｔ３か否かを判定している。これは、第一温度ｔ１が外気温度ｔ３よりも高い場合、冬季であると判定するものである。すなわち、夏季においては、通常は結露の可能性は低いため、結露判定はなされない。

（Ｓ１２）の漏気の条件を満たすか否かの判定は、ｔ１≦ｔ２−Δｔか否かを判定している。これは、第一温度ｔ１が第二温度ｔ２よりも大幅に低い場合、窓が開けられる等の漏気があるとみなすもので、所定値Δｔは、この場合のｔ１とｔ２の差の閾値として適宜設定される。（Ｓ１）の絶対湿度の低下の条件を満たす場合、通常は（Ｓ２）において結露判定を行うところ、（Ｓ１１）の冬季の条件を満たすとともに（Ｓ１２）の漏気の条件を満たす場合には、漏気が発生しているとして結露判定を行わない。このようにすることで、冬季に漏気がある場合に、誤って結露判定を行うことが抑制される。

次に、第二実施形態について、図４に基いて説明する。なお、第二実施形態は、図１に示す第一実施形態と大部分において同じであり、同じ部分については同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

第一実施形態では、一般の空調機器１が備える供給絶対湿度測定部４１を有効利用して、この供給絶対湿度測定部４１が測定する供給絶対湿度ｘ３と、第一絶対湿度ｘ１とに基いて、結露判定を行っていた。これに対し、第二実施形態では、供給絶対湿度測定部４１を用いず、代わりに、第二吸入路３を通流する戻り空気ＲＡ（特に第二空気ＲＡ２とする）の絶対湿度（特に第二絶対湿度ｘ２とする）を測定する第二絶対湿度測定部３１を備える。

第一絶対湿度ｘ１との比較する絶対湿度は、結露が特に発生し易くない室内の所定位置以外の空気の絶対湿度ｘ０を用いることが好ましく、第二吸入口３０は所定位置以外に配置されていることから、第二空気ＲＡ２は所定位置以外の空気であり、第二絶対湿度ｘ２は絶対湿度ｘ０と同じとみなせる。

この場合、（Ｓ１）絶対湿度の低下の条件を満たすかの判定が、第一絶対湿度ｘ１が、供給絶対湿度ｘ３ではなく第二絶対湿度ｘ２より低いかの判定となる以外は、第一実施形態と同じであり、図２、図３に示すフローも同様である。第二実施形態では、（Ｓ１）の絶対湿度の低下の条件を満たすかの判定が、第一絶対湿度ｘ１と第二絶対湿度ｘ２の単純な比較でよい上、判定精度も向上する。

次に、第三実施形態について図５、図６に基いて説明する。なお、第一実施形態および第二実施形態と異なる部分について説明する。図５に示すように、第三実施形態においては、空調機器１は、外気吸入路５に外気絶対湿度測定部５２を備えている。

第一実施形態および第二実施形態では、結露の前後で絶対湿度が低下することを利用したものである。これに対し、第三実施形態では、結露判定部は、（Ｓ２１）第一絶対湿度ｘ１が、外気絶対湿度測定部５２で測定される外気絶対湿度ｘ４より高いか（湿度過多の条件を満たすか）否かを判定する。なお、これに先立ち、第一温度ｔ１が外気温度ｔ３よりも高いか（冬季の条件を満たすか）否かを判定し、冬季の条件を満たさない場合には、結露判定を行わない。

図６に示すように、（Ｓ２１）で湿度過多の条件を満たす場合、（Ｓ２２）で第一絶対湿度ｘ１から第一空気ＲＡ１の露点温度ｔ４を求め、（Ｓ２３）で露点温度ｔ４が外気温度ｔ３より所定値Δｔ１以上低いか否かを判定する。（Ｓ２３）で条件を満たす場合、結露判定を行わないものである。

第三実施形態においては、露点温度ｔ４と外気温度ｔ３とを比較するだけでよく、簡単な構成で、室内の結露の発生を精度よく検出することが可能となる。

１ 空調機器
２ 第一吸入路
２０ 第一吸入口
２１ 第一絶対湿度測定部
２２ 第一温度測定部
３ 第二吸入路
３０ 第二吸入口
３１ 第二絶対湿度測定部
４ 供給路
４０ 吐出口
４１ 供給絶対湿度測定部
４２ 第二温度測定部
５ 外気吸入路
５１ 外気温度測定部
５２ 外気絶対湿度測定部
６ 排気路
７ 結露が発生し易い箇所
ＥＡ 排気
ＯＡ 外気
ＲＡ 戻り空気
ＲＡ１ 第一空気
ＲＡ２ 第二空気
ＳＡ 供給空気
ｔ１ 第一温度
ｔ２ 第二温度
ｔ３ 外気温度
ｔ４ 露点温度
ｘ０ 所定位置以外の空気の絶対湿度
ｘ１ 第一絶対湿度
ｘ２ 第二絶対湿度
ｘ３ 供給絶対湿度
ｘ４ 外気絶対湿度
Δｘ 所定値
Δｔ 所定値
Δｔ１ 所定値

Claims (5)

1. 空調機器に設けられ、室内の結露を検出する結露検出装置であって、
   室内の一部の所定位置に第一吸入口が配置されて前記第一吸入口より戻り空気として第一空気を吸入する前記空調機器の第一吸入路に設けられ、前記第一空気の絶対湿度を測定する第一絶対湿度測定部と、
   室内に供給空気を供給する前記空調機器の供給路に設けられ、前記供給路を通流する供給空気の絶対湿度を測定する供給絶対湿度測定部と、
   前記第一絶対湿度測定部により測定された第一絶対湿度と、前記供給絶対湿度測定部により測定された供給絶対湿度とに基いて、前記所定位置に結露が発生していると判定する結露判定部と、
   を備えることを特徴とする結露検出装置。
2. 前記結露判定部は、前記第一絶対湿度が、前記供給絶対湿度より所定値以上低い場合に、前記所定位置に結露が発生していると判定することを特徴とする請求項１記載の結露検出装置。
3. 前記第一吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第一温度測定部と、
   前記供給路を通流する前記供給空気の温度を測定する第二温度測定部と、
   前記空調機器の外気吸入路を通流する外気の温度を測定する外気温度測定部と、を備え、
   前記結露判定部は、前記第一温度測定部で測定された第一温度が前記第二温度測定部で測定された第二温度より所定値以上低く、且つ、前記第一温度が前記外気温度よりも高い場合には、前記所定位置に結露が発生していると判定しないことを特徴とする請求項１または２記載の結露検出装置。
4. 空調機器に設けられ、室内の結露を検出する結露検出装置であって、
   室内の一部の所定位置に第一吸入口が配置されて前記第一吸入口より戻り空気として第一空気を吸入する前記空調機器の第一吸入路に設けられ、前記第一空気の絶対湿度を測定する第一絶対湿度測定部と、
   室内の前記所定位置以外に第二吸入口が配置されて前記第二吸入口より戻り空気として第二空気を吸入する前記空調機器の第二吸入路に設けられ、前記第二空気の絶対湿度を測定する第二絶対湿度測定部と、
   前記第一絶対湿度測定部により測定された第一絶対湿度と、前記第二絶対湿度測定部により測定された第二絶対湿度とに基いて、前記所定位置に結露が発生していると判定する結露判定部と、
   を備えることを特徴とする結露検出装置。
5. 前記第一吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第一温度測定部と、
   前記第二吸入路を通流する前記戻り空気の温度を測定する第二温度測定部と、
   前記空調機器の外気吸入路を通流する外気の温度を測定する外気温度測定部と、を備え、
   前記結露判定部は、前記第一温度測定部で測定された第一温度が前記第二温度測定部で測定された第二温度より所定値以上低く、且つ、前記第一温度が前記外気温度よりも高い場合には、前記所定位置に結露が発生していると判定しないことを特徴とする請求項４記載の結露検出装置。

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