JP7244764B2 - 加湿ユニット - Google Patents
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Description
水分を吸着させる吸湿領域及び水分を放出させる放湿領域を有する吸着部材と、
前記吸着部材の放湿領域を加熱するヒータと、
空気流を生成する第1ファン及び第2ファンと、
前記吸着部材、前記ヒータ、前記第1ファン、及び、前記第2ファンを収容する筐体と、
制御装置と、を備え、
前記筐体は、前記第1ファンによって屋外から取り入れられた空気が前記吸着部材の放湿領域を経由して前記対象空間へ吹き出される第1空気通路と、前記第2ファンによって屋外から取り入れられた空気が前記吸着部材の吸湿領域を経由して屋外へ排出される第2空気通路とを有し、
前記制御装置は、前記加湿運転を行う前に前記ヒータを作動させる暖機運転を実行する。
前記制御装置は、前記第1温度センサの検出値が所定の閾値よりも低い場合に前記暖機運転を実行する。
この構成によれば、対象空間の温度が所定の閾値より低い場合のみ暖機運転を実行することで、対象空間の加湿に直接的に寄与しない暖機運転の時間をできるだけ短くし、消費電力のロスを低減することができる。
前記第1温度センサが、前記流入口から流入した空気の温度を検出する。
このような構成によって、対象空間の温度を適切に検出することができる。
このような構成によって、筐体の温度(対象空間の温度)に応じた適切な時間で暖機運転を行うことができる。
このような構成によって、暖機運転の制御を容易に行うことができる。
このような構成によって、ヒータが過度に温められるのを抑え、筐体内部に配置された機器の保護を図ることができる。
このような構成によって、加湿運転の際に加湿された空気が通る第1空気通路を、暖機運転の際にヒータを用いて効率よく温めることができる。
吸着部材が回転していると、吸着部材は、放湿領域で水分が放出されても再び吸湿領域で水分が吸着され、放湿領域を通過する空気は常に加湿された状態となる。そのような空気が冷えた筐体中を流れると筐体の内面で結露が生じやすくなる。上記構成のように、暖機運転中、吸着部材の回転を停止することによって、放湿領域に含まれていた水分は次第に枯渇するため、放湿領域と吹出口との間に乾燥空気を流すことができ、暖機運転中に結露が生じるのを抑制することができる。
この場合、暖機運転中、吸着部材を低速で回転させることで放湿領域を通過する空気に適度に水分を与えて温度を下げ、当該空気の熱による部品の損傷等を抑制することができる。
前記吹出口から吹き出される空気の温度を検出する第2温度センサをさらに備えている。
このような構成によって、暖機運転に用いる空気の温度を第2温度センサで検出し、その検出結果より暖機運転が適切に行われているか否かを判別することができる。
この構成によれば、ヒータの停止時間の長さによって筐体の温度低下の程度が異なるため、ヒータの停止時間に基づいて暖機運転の実行要否を判断することで、無駄な暖機運転の実行を抑制することができる。
この構成によれば、対象空間の温度によって筐体の温度低下の程度が異なるため、対象空間の温度に基づいて暖機運転の実行要否を判断することで、無駄な暖機運転の実行を抑制することができる。
この構成によれば、筐体の内部で発生した結露水は吹出口から直接的に対象空間に放出される可能性が高くなるので、上記のように暖機運転を行うことがより有効となる。
<加湿ユニットの全体構成>
図1は、本開示の実施形態に係る加湿ユニット3の模式図である。
加湿ユニット3は、対象空間S1の加湿及び換気を行う。対象空間S1は、例えば、天井壁4、側壁5、及び図示しない床壁により仕切られた部屋内の空間である。
第3空気通路P3は、対象空間S1内の空気の状態である温度及び湿度を検出するために用いられる「状態検出用空気通路」である。流入口72から筐体47内に流入した対象空間S1の空気は、第3空気通路P3を流れる。第3空気通路P3は、第2空気通路P2と合流する。第3空気通路P3を流れる空気は、第2空気通路P2を流れる空気とともに排出口56から排出される。
図2は、加湿ユニット3の筐体47の外観斜視図である。以下の説明において、向きや位置を説明するために、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」等の表現を用いる場合がある。これらの表現は、特に断りの無い限り、図2に示された互いに直交する矢印X,Y,Zの方向に従う。具体的に、以下の説明では、図2中の矢印Xの方向(第1方向)を左右方向、矢印Yの方向(第2方向)を前後方法、矢印Zの方向(第3方向)を上下方向という。ただし、これらの方向や位置を表す表現は、説明の便宜上用いられるものであって本開示を限定するものではない。
図3及び図4に示すように、制御装置46は、第3空間R3及び第4空間R4に配置されている。制御装置46は、第1制御基板81と、第2制御基板82とを含む。第1制御基板81は、第1ファン43の動作を制御する。第2制御基板82は、第2ファン44及びヒータ42の動作を制御する。第1、第2制御基板81,82には、CPU及びメモリ等を有するマイクロコンピュータと、整流回路及びインバータ回路等を有するインバータ(電源回路)とが実装されている。
図4及び図8に示すように、エアフィルタ73が取り付けられる取付枠74は、第1仕切板61よりも下側に空気の流通を遮蔽する遮蔽板74aを有している。この遮蔽板74aには、取入口55から取り入れられた空気を冷却空間R4aに流入させる流入口74bが形成されている。
第6仕切板66には、開口66aの面積を調整する調整板66bが設けられている。本実施形態の調整板66bは、第6仕切板66に対して左右方向に移動可能に取り付けられている。調整板66bを左右方向に移動させることで当該調整板66bが開口66aに重なる長さを変化させ、冷却空間R4aと第6空間R6とを連通する開口66aの面積を調整することができる。開口66aの面積を調整することで、第4空間R4に流入する空気の風量を調節することができる。なお、調整板66bの移動は、手動で行ってもよいし、モータやソレノイド等のアクチュエータにより自動で行ってもよい。調整板66bは、上下方向に移動可能に設けられていてもよい。
図5に示すように、第5空間R5において、第1仕切板61の下側には第1ファン43が設けられている。この第1ファン43は、複数の羽根を有するファン本体43aと、ファン本体43aを収容するファンケース43bと、ファン本体43aを回転させるファンモータ43cとを有する。本実施形態の第1ファン43は、例えば遠心ファンである。
図3~図5に示すように、第6空間R6には、第2ファン44が設けられている。第2ファン44は、複数の羽根を有するファン本体44aと、ファン本体43aを収容するファンケース44bと、ファン本体43aを回転させるファンモータ43cとを有する。ファンケース44bの下面には、ファン本体44aの回転によってファンケース44b内へ空気を吸入させる吸込口44dが形成されている。ファンケース44bの後端には、ファン本体44aの回転によってファンケース44b外へ空気を吐出させる吐出口44eが形成されている。吐出口44eは、排出接続管53に接続されている。第2ファン44によって、第2空気通路P2の空気流が生成される。本実施形態の第2ファン44は、シロッコファンである。第2ファン44は、第1ファン43をよりも大きな風量の空気流を生成する。
図3~図5に示すように、吸湿ロータ(吸湿装置)41は、第1仕切板61に設けられている。吸湿ロータ41は、図3に示すように、平面視において第3仕切板63の傾斜板部63b及び縦板部63aの下方に配置されている。吸湿ロータ41は、第1空間R1と第2空間R2とを跨いで配置されている。吸湿ロータ41は、図4に示すように、底面視において第6空間R6に配置されている。
図3及び図4に示すように、第2ファン44を作動させると、屋外の空気は、導入接続管52の取入口55から筐体本体50の第1空間R1に導入される。第1空間R1に導入された空気は、吸着部材41aの第1領域A1を通過して第6空間R6に移動し、排出接続管53の排出口56から屋外へ排出される。
第1ファン43及び第2ファン44は、それぞれ所定の風量の空気流を生成するように、制御装置46によって運転周波数(回転数)が制御される。第1ファン43による風量と第2ファン44による風量とは、例えば、1:5の比率で設定される。
本実施形態の加湿ユニット3は、上述した加湿運転を行う前に「暖機運転」を行う。例えば、加湿ユニット3が長時間停止していると、筐体47の温度が低下する場合がある。筐体47の温度が低下した状態で加湿運転を開始すると、ヒータ42で温められ加湿された空気が第1空気通路P1を形成する第2空間R2、第1ファン43内、及び吹出口54を通過したときに結露が生じ、結露水が吹出口54から対象空間S1へ吹き出されるおそれがある。本実施形態では、加湿運転を行う前に暖機運転を行うことによって筐体47の温度を上昇させ、上述のような結露の発生が生じるのを抑制している。
図13は、加湿運転を開始する手順を示すフローチャートである。
図13のステップS11において、制御装置46は、図示しないリモコン等を介して加湿ユニット3の運転開始を指示する旨の信号の入力を受け付けると、ステップS12において、第1ファン43及び第2ファン44を作動させる。
(1)対象空間S1の温度が所定温度(閾値)よりも低いこと
(2)運転開始前の加湿ユニットの停止時間が所定時間以上であること
ヒートシンク84を冷却するための第4空気通路P4は、第2空気通路P2ではなく、第1空気通路P1に合流させ、吹出口54から対象空間S1に吹き出してもよい。この場合、第4空気通路P4は、第1空気通路P1におけるヒータ42よりも空気流方向の上流側に合流することができる。
(1)上記実施形態の加湿ユニット3は、水分を吸着させる吸湿領域及び水分を放出させる放湿領域を有する吸着部材41aと、吸着部材41aの第2領域A2を加熱するヒータ42と、空気流を生成する第1ファン43及び第2ファン44と、吸着部材41a、ヒータ42、第1ファン43、及び、第2ファン44を収容する筐体47と、制御装置46と、を備える。筐体47は、第1ファン43によって屋外から取り入れられた空気が吸着部材41aの第2領域A2を経由して対象空間S1へ吹き出される第1空気通路P1と、第2ファン44によって屋外から取り入れられた空気が吸着部材41aの第1領域A1を経由して屋外へ排出される第2空気通路P2とを有する。制御装置46は、加湿運転を行う前にヒータ42を作動させる暖機運転を実行する。
41a :吸着部材
42 :ヒータ
43 :第1ファン
44 :第2ファン
45 :温湿度センサ(第1温度センサ)
46 :制御装置
47 :筐体
54 :吹出口
60 :温度センサ(第2温度センサ)
72 :流入口
A1 :第1領域(吸湿領域)
A2 :第2領域(放湿領域)
P1 :第1空気通路(加湿用空気通路)
P2 :第2空気通路(加湿用空気通路)
S1 :対象空間
Claims (14)
- 対象空間(S1)を加湿する加湿運転を行う加湿ユニットであって、
水分を吸着させる吸湿領域(A1)及び水分を放出させる放湿領域(A2)を有する吸着部材(41a)と、
前記吸着部材(41a)の放湿領域(A2)を加熱するヒータ(42)と、
空気流を生成する第1ファン(43)及び第2ファン(44)と、
前記吸着部材(41a)、前記ヒータ(42)、前記第1ファン(43)、及び、前記第2ファン(44)を収容する筐体(47)と、
一端が前記筐体(47)における屋外の空気の取入口(55)に接続され、他端が前記対象空間(S1)の天井裏空間(S2)を仕切る側壁(5)を貫通して屋外と連通する導入ダクト(48)と、
制御装置(46)と、を備え、
前記筐体(47)は、前記第1ファン(43)によって前記導入ダクト(48)を介して屋外から取り入れられた空気が前記吸着部材(41a)の放湿領域(A2)を経由して前記対象空間(S1)へ吹き出される第1空気通路(P1)と、前記第2ファン(44)によって屋外から取り入れられた空気が前記吸着部材(41a)の吸湿領域(A1)を経由して屋外へ排出される第2空気通路(P2)と、前記第1空気通路(P1)を流れる空気を前記筐体(47)外に吹き出す吹出口(54)と、を有し、
前記制御装置(46)は、前記加湿運転を行う前に前記ヒータ(42)を作動させ、前記筐体(47)内における前記ヒータ(42)と前記吹出口(54)との間の前記第1空気通路(P1)を温めて結露の発生を抑制する、暖機運転を実行する、加湿ユニット。 - 前記対象空間(S1)の温度を検出する第1温度センサ(45)をさらに備え、
前記制御装置(46)は、前記第1温度センサ(45)の検出値が所定の閾値よりも低い場合に前記暖機運転を実行する、請求項1に記載の加湿ユニット。 - 前記筐体(47)が、前記対象空間(S1)の空気が流入する流入口(72)を有し、
前記第1温度センサ(45)が、前記流入口(72)から流入した空気の温度を検出する、請求項2に記載の加湿ユニット。 - 前記制御装置(46)は、前記第1温度センサ(45)の検出値が低いほど前記暖機運転の実行時間を長くする、請求項2又は3に記載の加湿ユニット。
- 前記制御装置(46)は、一定時間、暖機運転を実行する、請求項1~3のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
- 前記制御装置(46)は、前記加湿運転中の前記ヒータ(42)の出力よりも前記暖機運転中の前記ヒータ(42)の出力を低下させる、請求項1~5のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
- 前記制御装置(46)は、前記暖機運転中、前記第1ファン(43)を作動させる、請求項1~6のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
- 前記ヒータ(42)が、前記第1空気通路(P1)において前記吸着部材(41a)の放湿領域(A2)よりも空気流方向の上流側に配置される、請求項7記載の加湿ユニット。
- 前記制御装置(46)は、前記加湿運転中、前記吸着部材(41a)における前記吸湿領域(A1)及び前記放湿領域(A2)の位置を移動させるために前記吸着部材(41a)を回転させ、
前記制御装置(46)は、前記暖機運転中、前記吸着部材(41a)の回転を停止させる、請求項7又は8に記載の加湿ユニット。 - 前記制御装置(46)は、前記加湿運転中、前記吸着部材(41a)における前記吸湿領域(A1)と前記放湿領域(A2)との位置を移動させるために前記吸着部材(41a)を回転させ、
前記制御装置(46)は、前記暖機運転中、前記加湿運転中の前記吸着部材(41a)の回転速度よりも低速で前記吸着部材(41a)を回転させる、請求項7又は8に記載の加湿ユニット。 - 前記筐体(47)は、前記第1空気通路(P1)を流れる空気を前記対象空間(S1)へ吹き出す吹出口(54)を有し、
前記吹出口(54)から吹き出される空気の温度を検出する第2温度センサ(60)をさらに備えている、請求項7~10のいずれか1項に記載の加湿ユニット。 - 前記制御装置(46)は、前記暖機運転の実行要否を、当該暖機運転を行う前の前記ヒータ(42)の停止時間に基づいて判断する、請求項1~11のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
- 前記制御装置(46)は、前記暖機運転の実行要否を、当該暖機運転を行う前の前記対象空間(S1)の温度に基づいて判断する、請求項1~11のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
- 前記筐体(47)は、前記第1空気通路(P1)を流れる空気を前記対象空間(S1)へ吹き出す吹出口(54)を有し、前記吹出口(54)は前記対象空間(S1)において開口している、請求項1~13のいずれか1項に記載の加湿ユニット。
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