JP7182026B1 - 加湿装置 - Google Patents
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Abstract
Description
空気調和装置(1)は、加湿装置の一例である。空気調和装置(1)は、対象空間の空気の温度および湿度を調節する。本例の対象空間は、室内空間(I)である。図1に示すように、空気調和装置(1)は、空調室外機(10)と空調室内機(30)とを有する。空調室外機(10)は室外に設置され、空調室内機(30)は室内に設置される。空気調和装置(1)は、1つの空調室内機(30)と1つの空調室外機(10)とを有するペア式である。空気調和装置(1)は、加湿ユニット(20)を有する。空気調和装置(1)は、空気を加湿する機能を有する。空気調和装置(1)は、室内空間(I)を換気する機能をさらに有する。
(2-1)空調室外機
図2および図4に示すように、空調室外機(10)は、室外ケーシング(11)と、圧縮機(12)と、室外ファン(13)と、室外熱交換器(14)と、膨張弁(15)と、四方切換弁(16)とを有する。
加湿ユニット(20)は、室外に設置される。本例の加湿ユニット(20)は、空調室外機(10)と一体化される。加湿ユニット(20)は、室外空気中の水分を空調室内機(30)に送る。加湿ユニット(20)は、加湿ケーシング(21)と、加湿ロータ(22)と、第2ファン(23)と、切換ダンパ(24)と、ヒータ(25)と、第1ファン(26)とを有する。
図1~図3に示すように、空調室内機(30)は、室内に設置される。空調室内機(30)は、室内空間(I)を形成する部屋の壁(WL)に設置される、壁掛け式である。空調室内機(30)は、室内ケーシング(31)と、室内ファン(32)と、エアフィルタ(33)と、室内熱交換器(34)と、ドレンパン(35)と、風向調節部(36)とを有する。
リモートコントローラ(40)は、室内においてユーザが操作可能な位置に配置される。リモートコントローラ(40)は、表示部(41)と入力部(42)とを有する。表示部(41)は、所定の情報を表示する。表示部(41)は、例えば液晶モニタによって構成される。所定の情報は、空気調和装置(1)の運転状態や設定温度などを示す情報である。入力部(42)は、ユーザからの各種設定を行う入力操作を受け付ける。入力部(42)は、例えば物理的な複数のスイッチで構成される。ユーザは、リモートコントローラ(40)の入力部(42)を操作することで、空気調和装置(1)の運転モード、目標温度、目標湿度などを設定できる。
図2に示すように、空気調和装置(1)は、複数のセンサを有する。複数のセンサは、冷媒用のセンサと、空気用のセンサとを含む。冷媒用のセンサは、高圧冷媒の温度や圧力を検出するセンサ、低圧冷媒の温度や圧力を検出するセンサを含む(図示省略)。
空気調和装置(1)は、制御部(C)を有する。制御部(C)は、冷媒回路(R)の動作を制御する。制御部(C)は、空調室外機(10)、加湿ユニット(20)、および空調室内機(30)の動作を制御する。制御部(C)は、室外制御部(OC)と、室内制御部(IC)と、リモートコントローラ(40)とを含む。室外制御部(OC)は空調室外機(10)に設けられる。室内制御部(IC)は空調室内機(30)に設けられる。室内制御部(IC)および室外制御部(OC)のそれぞれは、MCU(Micro Control Unit,マイクロコントローラユニット)、電気回路、電子回路を含む。MCUは、CPU(Central Processing Unit,中央演算処理装置)、メモリ、通信インターフェースを含む。メモリには、CPUが実行するための各種のプログラムが記憶されている。
空気調和装置(1)が実行する運転モードは、冷房運転、暖房運転、加湿運転、給気運転、および排気運転を含む。制御部(C)は、リモートコントローラ(40)からの指示信号に基づいて、これらの運転を実行させる。
冷房運転は、蒸発器とした室内熱交換器(34)により室内の空気を冷却する運転である。冷房運転での設定温度は、冷房運転の開始時または冷房運転中にリモートコントローラ(40)から指示される。冷房運転では、制御部(C)が、圧縮機(12)、室外ファン(13)、および室内ファン(32)を運転させる。制御部(C)は、四方切換弁(16)を第1状態に設定する。制御部(C)は、膨張弁(15)の開度を適宜調節する。冷房運転では、圧縮した冷媒が室外熱交換器(14)で放熱し、室内熱交換器(34)で蒸発する第1冷凍サイクルが行われる。
暖房運転は、放熱器とした室内熱交換器(34)により室内の空気を加熱する運転である。暖房運転での設定温度は、暖房運転の開始時または暖房運転中にリモートコントローラ(40)から指示される。暖房運転では、制御部(C)が、圧縮機(12)、室外ファン(13)、および室内ファン(32)を運転させる。制御部(C)は、四方切換弁(16)を第2状態に設定する。制御部(C)は、膨張弁(15)の開度を適宜調節する。暖房運転では、圧縮機(12)で圧縮した冷媒が室内熱交換器(34)で放熱し、室外熱交換器(14)で蒸発する第2冷凍サイクルが行われる。
加湿運転は、加湿ユニット(20)により室内の空気を加湿する運転である。加湿運転では、図2の実線の矢印で示すように、室外空気がホース(2)を通じて空調室内機(30)へ送られる。加湿運転では、制御部(C)が、ヒータ(25)、加湿ロータ(22)および第2ファン(23)を運転させる。制御部(C)は、第1ファン(26)を運転させる。制御部(C)は、切換ダンパ(24)を第1状態に設定する。
給気運転は、室外の空気を室内に供給する運転である。給気運転では、図2の実線の矢印で示すように、室外空気がホース(2)を通じて空調室内機(30)へ送られる。給気運転では、制御部(C)がヒータ(25)、加湿ロータ(22)、および第2ファン(23)を停止させ、第1ファン(26)を運転させる。制御部(C)は、切換ダンパ(24)を第1状態に設定する。給気運転において、第1ファン(26)によって搬送される室外の空気は、ホース(2)を通じて空調室内機(30)に送られ、空調室内機(30)の室内吹出口(31b)から室内空間(I)へ供給される。なお、冷房運転または暖房運転と同時に給気運転を行ってもよい。
(3-5)排気運転
排気運転は、室内の空気を室外に排出する運転である。排気運転では、図2の破線の矢印で示すように、室内空気がホース(2)を介して加湿ユニット(20)へ送られる。排気運転では、制御部(C)がヒータ(25)、加湿ロータ(22)、および第2ファン(23)を停止させ、第1ファン(26)を運転させる。排気運転において、第1ファン(26)によって搬送される室内の空気は、ホース(2)を通じて加湿ユニット(20)に送られ、加湿ユニット(20)の吸排気口(21c)から室外へ排出される。なお、冷房運転または暖房運転と同時に排気運転を行ってもよい。
本例の空気調和装置(1)は、上述した加湿運転(加湿運転と暖房運転との同時運転も含む)において、室外空気の絶対湿度を考慮した制御を行う。
室外空気の絶対湿度(以下、外気湿度(Ho)ともいう)が低い条件下で加湿運転を行うと、第2通路(28)から加湿ロータ(22)の吸湿領域(22A)を流れる空気中の水分が少なくなる。このような条件下では、吸湿領域(22A)の吸着剤に吸着される水分量が少なくなる。この場合、加湿ロータ(22)の放湿領域(22B)で脱着可能な水分量も少なくなる。したがって、放湿領域(22B)で脱着可能な水分量に対して、ヒータ(25)の出力が過剰となり、ヒータ(25)の電力を無駄に消費してしまう可能性がある。
本実施形態の空気調和装置(1)は、上記の課題を考慮し、外気湿度(Ho)に基づいて次の制御を行う。
(5-1)
空気調和装置(1)は、室外空気の水分を吸着する加湿ロータ(22)と、室内空間(I)に供給される水分を加湿ロータ(22)から脱離させるヒータ(25)と、室外空気の絶対湿度が第1湿度であるときに、ヒータ(25)の出力を第1値とし、室外空気の絶対湿度が第1湿度より低い第2湿度であるときに、ヒータ(25)の出力を前記第1値より小さい第2値とする制御部(C)とを備える。
制御部(C)は、室外空気の絶対湿度が第1湿度である条件下において、室内空間(I)の加湿量を増大させる要求があると、ヒータ(25)の出力を、要求がないときの出力よりも大きい第1値とする。
空気調和装置(1)は、対象空間(I)の加湿量を増大させる要求があり且つ室外空気の絶対湿度が第2湿度であるときに、加湿能力が低下していることに関する情報を報知する報知部(41)を備えている。
上述した実施形態においては、以下のような変形例の構成としてもよい。以下の説明では、上述した実施形態と異なる点について説明する。
変形例1では、外気湿度(Ho)が第2湿度であるときに、制御部(C)がまず第2ファン(23)の風量を増大させ、その後に再生部(25,26)の出力を第2値とする。変形例1に係る制御の一例を、図6に示す。
変形例2では、対象空間である室内空間(I)の室内空気の湿度(以下、内気湿度(Hi)ともいう)が所定値以下になるように、制御部(C)が強制的にヒータ(25)の出力を制限する。変形例2に係る制御の一例を、図7に示す。
変形例3は制御部(C)は、外気湿度(Ho)と必要加湿量とに基づいてヒータ(25)の出力を制御する。例えば外気湿度(Ho)が第2湿度と低く、加湿ロータ(22)に吸着された水分量だけでは必要加湿量を満たすことができない場合に、制御部(C)はヒータ(25)の出力を第2値(例えば30%)とする。一方、制御部(C)は、外気湿度(Ho)が第2湿度と低いが、それでも必要加湿量を満たすことができる場合、ヒータ(25)の出力を、必要加湿量を満たすことができない場合のヒータ(25)の出力よりも大きい第2値とする(例えば40%とする)。
実施形態の再生部はヒータ(25)である。再生部は第1ファン(26)を含み、制御部(C)は、第1ファン(26)の風量を調節することにより再生部の出力を制御してもよい。
1 空気調和装置(加湿装置)
2 ホース
21 加湿ケーシング(ケーシング)
21a 加湿吸込口
21b 加湿排気口
21c 吸排気口(吸込口)
21d 接続口
22 加湿ロータ
22A 吸湿領域
22B 放湿領域
23 ファン(第2ファン)
25 ヒータ
27 第1通路
28 第2通路
52 外気湿度センサ
Claims (7)
- 室外空気が吸い込まれる加湿吸込口(21a)から、空気を室外に排出する加湿排気口(21b)まで続き室外空気が流れる第1通路(27)と、室外空気が吸い込まれる吸込口(21c)から接続口(21d)まで続く第2通路(28)とが形成されるケーシング(21)と、
前記第1通路(27)と前記第2通路(28)とに亘って配置され、前記第1通路(27)に位置し空気中の水分を吸着する吸湿領域(22A)と、前記第2通路(28)に位置し空気中に水分を脱離する放湿領域(22B)とを有する加湿ロータ(22)と、
前記第2通路(28)に配置されるヒータ(25)と、
前記第1通路(27)の空気を搬送するファン(23)とを備え、室外に設置される加湿ユニット(20)と、
前記接続口(21d)に接続され、室内へと室外空気を送るホース(2)と、
室内に設置されるとともに、前記ホース(2)を介して前記加湿ユニット(20)と接続される空調室内機(30)と、
前記第1通路(27)における前記加湿ロータ(22)よりも空気流れの上流側に配置されるとともに前記室外空気の相対湿度を検出する外気湿度センサ(52)とを備え、
前記第1通路(27)にはヒータが配置されない
加湿装置。 - 前記第1通路(27)では、空気流れの上流側から下流側に向かって、前記外気湿度センサ(52)、前記加湿ロータ(22)、前記ファン(23)が順に配置される
請求項1に記載の加湿装置。 - 前記外気湿度センサ(52)は、前記加湿ロータ(22)の第1面側に配置され、
前記ヒータ(25)は、前記加湿ロータ(22)における前記第1面と逆側の第2面側に配置される
請求項1または2に記載の加湿装置。 - 前記外気湿度センサ(52)の検出値に基づいて、前記加湿装置(1)の運転を制御する制御部(C)を備えている
請求項1~3のいずれか1つに記載の加湿装置。 - 前記制御部(C)は、前記外気湿度センサ(52)の検出値に基づいて、前記ヒータ(25)の出力を制御する
請求項4に記載の加湿装置。 - 前記制御部(C)は、前記外気湿度センサ(52)の検出値に基づいて、前記ファン(23)を制御する
請求項4または5に記載の加湿装置。 - 前記外気湿度センサ(52)は、前記第1通路(27)のうち前記加湿ロータ(22)よりも空気流れの上流側のみに配置される
請求項1~6のいずれか1つに記載の加湿装置。
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