JPH0828935A

JPH0828935A - 加湿装置

Info

Publication number: JPH0828935A
Application number: JP6164983A
Authority: JP
Inventors: Takao Yamada; 隆生山田; Kenji Nishihara; 健司西原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】空調対象域の湿度調整において、その空調対
象域でのオーバーシュート的な湿度過剰を防止する。【構成】空調対象域Ｚへ送る空気ＳＡを加湿する加湿
手段Ｈと、湿度検出手段Ｓｈの検出情報に基づき加湿手
段Ｈを制御して空調対象域Ｚの湿度状態を調整する湿度
制御手段Ｃｈとを設ける加湿装置において、湿度検出手
段Ｓｈは、加湿手段Ｈに供給する加湿対象空気ＡＡの絶
対湿度ｘａ、又は、加湿手段Ｈから空調対象域Ｚへ送る
加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを検出する構成とし、湿
度制御手段Ｃｈは、湿度検出手段Ｓｈの検出絶対湿度に
基づき加湿手段Ｈを制御して、その加湿手段Ｈから空調
対象域Ｚへ送る加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを所定の
目標絶対湿度ｘｓｍに調整する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空調対象域へ送る空気
を加湿する加湿手段と、湿度検出手段の検出情報に基づ
き前記加湿手段を制御して前記空調対象域の湿度状態を
調整する湿度制御手段とを設けた加湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記の如き加湿装置としては、従来、図
８及び図９に示すように、空調対象域Ｚの域内相対湿度
ｒｚ（または、それと同等のものとして、温調手段Ｔ及
び加湿手段Ｈを備える空調機Ｐに対し空調対象域Ｚから
戻す還気ＲＡの相対湿度）を湿度検出手段Ｓｈにより検
出し、そして、湿度制御手段Ｃｈの制御動作として、検
出域内相対湿度ｒｚが空調対象域Ｚにおける目標域内相
対湿度ｒｚｍの上限許容値ｒｚｍ＋ｅに上昇するまでは
加湿手段Ｈを最大加湿量Ｗｍａｘで運転して、検出域内
相対湿度ｒｚがその上限許容値ｒｚｍ＋ｅに至ると加湿
手段Ｈを停止し、また、検出域内相対湿度ｒｚが目標域
内相対湿度ｒｚｍの下限許容値ｒｚｍ−ｅ以下に低下す
ると、再び加湿手段Ｈを最大加湿量Ｗｍａｘで運転する
といった形式（すなわち、域内相対湿度ｒｚに基づくＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御形式）が知られている。……（従来例）

【０００３】なお、上記の図９及び後述の図１０，図１
２，図１３において、ｘｚ及びｘｚｍは、所定域内温度
ｔｚｍのもとでの域内相対湿度ｒｚ及び目標域内相対湿
度ｒｚｍに対応する絶対湿度を示す。

【０００４】一方、域内湿度状態の調整精度を高める観
点から、改良形式として、図１１及び図１２に示すよう
に、湿度検出手段Ｓｈにより検出する域内相対湿度ｒｚ
（または還気ＲＡの相対湿度）と目標域内相対湿度ｒｚ
ｍとの偏差Δｒｚ（＝ｒｚｍ−ｒｚ）に応じ、あるい
は、湿度検出手段Ｓｈにより検出する域内絶対湿度ｘｚ
（または還気ＲＡの絶対湿度）と目標域内絶対湿度ｘｚ
ｍとの偏差Δｘｚ（＝ｘｚｍ−ｘｚ）に応じ、加湿手段
Ｈの加湿量ＷをいわゆるＰＩＤ制御により調整する形式
（すなわち、域内相対湿度ｒｚや域内絶対湿度ｘｚに基
づく比例制御形式）も考えられる。……（比較例１）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如きＯＮ／ＯＦＦ制御形式（従来例）では、図９に示す
如く、検出域内相対湿度ｒｚが目標域内相対湿度ｒｚｍ
の上限許容値ｒｚｍ＋ｅにまで上昇したとき、加湿手段
Ｈを運転停止したとしても、既に最大加湿量Ｗｍａｘで
加湿された高水分量の送給過程空気ＳＡ（すなわち、高
絶対湿度ｘｓの空気ＳＡ）が給気風路中に残存して、こ
の高絶対湿度ｘｓの加湿後空気ＳＡが引き続き空調対象
域Ｚに供給されるために、また加えて、加湿手段Ｈの形
式として、給水により湿潤状態とした通気性材に空気を
通過させる気化式や、貯留水加熱により発生させた水蒸
気を通過空気中へ自然放散させる加熱式等では、給水や
加熱を停止しても、その後、通過空気に対する加湿量Ｗ
が最大加湿量Ｗｍａｘからほぼ０に低下するまでに図中
の部分に示す如く相当の時間を要するといった加湿手
段Ｈそのものの応答性上の問題があるために、空調対象
域Ｚが目標域内相対湿度ｒｚｍに立ち上がった後、その
空調対象域Ｚの域内湿度状態が図中の部分に示す如
く、目標域内相対湿度ｒｚｍからみても、また、それに
対応する域内絶対湿度ｘｚｍからみても、オーバーシュ
ート的に大きく湿度過剰となり、これにより、空調対象
域Ｚにおける快適性が低下したり、空調対象域Ｚにおけ
る収納物品や設置機器に悪影響を与える等の問題があっ
た。

【０００６】また、前述の比例制御形式（比較例１）に
しても、域内相対湿度ｒｚないし域内絶対湿度ｘｚが目
標値ｒｚｍ，ｘｚｍに至って空調対象域Ｚが目標の域内
湿度状態に立ち上がった後、いずれ平衡状態に至れば、
加湿手段Ｈを介し空調対象域Ｚに送る空気ＳＡの絶対湿
度ｘｓは、前述の湿度偏差Δｒｚ，Δｘｚに基づくＰＩ
Ｄ制御により空調対象域Ｚにおける定常加湿負荷に応じ
た一定値（理論上、空調対象域Ｚにおいて隙間風侵入等
の定常加湿負荷がない場合では、目標域内湿度状態にあ
る空調対象域Ｚの絶対湿度に等しい値）に収束し安定す
るが、空調対象域Ｚが目標の域内湿度状態に至るまでの
立ち上げ過程では、図１２に示すように、ＰＩＤ制御に
おける積分動作により加湿手段Ｈの加湿量Ｗが大きい値
Ｗｍａｘ’に調整・維持されて、空調対象域Ｚが目標の
域内湿度状態に至った時点でも、依然として大きな加湿
量Ｗｍａｘ’で加湿された高絶対湿度ｘｓの加湿後空気
ＳＡが加湿手段Ｈから空調対象域Ｚへ送られるため、や
はり上記のＯＮ／ＯＦＦ制御形式と同様、図中の部分
に示す如く、送給過程にある高絶対湿度ｘｓの空気ＳＡ
や、加湿手段Ｈそのものの応答性上の問題によるオーバ
ーシュート的湿度過剰を空調対象域Ｚおいて生じる。

【０００７】そして、このようなオーバーシュート的湿
度過剰を抑止するため、上記のＯＮ／ＯＦＦ制御形式に
おいて、図１０に示すように、加湿手段Ｈの運転加湿量
Ｗを小さい値に制限したり、また、上記の比例制御形式
において、図１３に示すように、湿度偏差Δｒｚないし
Δｘｚに対する加湿量Ｗの調整幅を制限したりする等の
ことも考えられるが、やはり上記の如きオーバーシュー
ト的湿度過剰は回避しきれず、また、それのみならず、
加湿量Ｗを一様に小さく制限するため、空調対象域Ｚの
域内湿度状態が目標状態よりも未だかなり低い立ち上げ
過程前半において、空調対象域Ｚからの還気ＲＡを加湿
手段Ｈにより加湿した加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓ
が、目標域内湿度状態での空調対象域Ｚの絶対湿度に満
たないといった非能率的な運転状況（図１０や図１３に
おいてで示す部分）を多く招くことともなり、これに
より、空調対象域Ｚを目標の域内湿度状態に立ち上げる
に要する時間が大巾に長時間化する。

【０００８】ちなみに、別形式として、図１４に示すよ
うに、加湿手段Ｈから空調対象域Ｚへ送る加湿後空気Ｓ
Ａの相対湿度ｒｓを湿度検出手段Ｓｈにより検出し、こ
の検出情報に基づき湿度制御手段Ｃｈにより加湿手段Ｈ
を制御することで、空調対象域Ｚに送る加湿後空気ＳＡ
そのものを所定の目標相対湿度ｒｓｍに調整するといっ
た形式（比較例２）も考えられ、この形式によれば、相
対湿度一定の加湿後空気ＳＡを空調対象域Ｚに供給する
ことから、加湿手段Ｈを介し空調対象域Ｚへ送る空気Ｓ
Ａの温度ｔｓが一定であれば、その送給空気温度ｔｓと
空調対象域Ｚの域内温度ｔｚとに差があったとしても、
空調対象域Ｚにおける域内絶対湿度ｘｚや一定域内温度
ｔｚｍのもとでの域内相対湿度ｒｚを、前述の如きオー
バーシュート的な湿度過剰を抑止した状態で、上記加湿
後空気ＳＡの目標相対湿度ｒｓｍと平衡関係となる一定
の絶対湿度ｘｚｍ’及び一定の相対湿度ｒｚｍ’に的確
に調整することができる。

【０００９】しかし、同図１４にも示すように、加湿手
段Ｈを介し空調対象域Ｚに送る空気ＳＡは、加湿手段Ｈ
による加湿に先立ち温調手段Ｔにより温度ｔｓが種々に
変更調整されて空調対象域Ｚの温度調整に用いられるこ
とが多く、このように、加湿手段Ｈを介し空調対象域Ｚ
に送る空気ＳＡに温度変化がある場合では、上記の形式
（比較例２）にしても、目標相対湿度ｒｓｍに調整した
加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが、その送給空気ＳＡの
温度ｔｓによって相違することとなるため、空調対象域
Ｚにおける上記の平衡絶対湿度ｘｚｍ’や平衡相対湿度
ｒｚｍ’も送給空気ＳＡの温度ｔｓによって異なるもの
となり、これにより、やはり空調対象域Ｚの湿度調整が
全体として極めて不正確・不安定になる。

【００１０】以上の実情に対し、本発明の目的は次の通
りである。

【００１１】本発明の第１の目的は、空調対象域におけ
るオーバーシュート的な湿度過剰を防止する点にある。

【００１２】本発明の第２の目的は、空調対象域を目標
の域内湿度状態に立ち上げるに要する時間の長時間化を
極力抑止しながら、空調対象域におけるオーバーシュー
ト的な湿度過剰を防止する点にある。

【００１３】本発明の第３の目的は、加湿して空調対象
域に送る空気の温度変化によらず空調対象域を目標の域
内湿度状態に的確かつ安定的に調整できるようにしなが
ら、空調対象域におけるオーバーシュート的な湿度過剰
を防止する点にある。

【００１４】本発明の第４の目的は、空調対象域におけ
るオーバーシュート的な湿度過剰を防止するにあたり、
制御遅れを抑止した状態で、空調対象域に送る空気を目
標の絶対湿度に精度良く調整する点にある。

【００１５】本発明の第５の目的は、空調対象域におけ
るオーバーシュート的な湿度過剰を防止するにあたり、
空調対象域に送る空気が制御上で一時的ないし過渡的に
でも目標絶対湿度を超過することを防止しながら、その
送給空気を目標の絶対湿度に調整する点にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

〔第１特徴構成〕本発明の第１特徴構成は、空調対象域
へ送る空気を加湿する加湿手段と、湿度検出手段の検出
情報に基づき前記加湿手段を制御して前記空調対象域の
湿度状態を調整する湿度制御手段とを設ける加湿装置に
おいて、前記湿度検出手段は、前記加湿手段に供給する
加湿対象空気の絶対湿度、又は、前記加湿手段から前記
空調対象域へ送る加湿後空気の絶対湿度を検出する構成
とし、前記湿度制御手段は、前記湿度検出手段の検出絶
対湿度に基づき前記加湿手段を制御して、その加湿手段
から前記空調対象域へ送る加湿後空気の絶対湿度を所定
の目標絶対湿度に調整する構成としてあることにある。

【００１７】〔第２特徴構成〕本発明の第２特徴構成
は、上記第１特徴構成の実施において好適な構成を特定
するものであり、前記加湿手段における空気流量を検出
する風量検出手段を設け、前記湿度制御手段は、前記の
目標絶対湿度から前記加湿対象空気の検出絶対湿度を減
じた差値に対し前記風量検出手段による検出空気流量を
乗じた値に基づき必要加湿量を決定して、前記加湿手段
の加湿量をその決定値に調整する構成としてあることに
ある。

【００１８】〔第３特徴構成〕本発明の第３特徴構成
は、上記第１特徴構成の実施において好適な構成を特定
するものであり、前記湿度制御手段は、前記加湿後空気
についての検出絶対湿度の変化傾向に基づき前記加湿手
段の加湿量を調整して、前記加湿後空気の絶対湿度を前
記の目標絶対湿度へ漸次的に上昇させる構成としてある
ことにある。

【００１９】

【作用】

〔第１特徴構成の作用〕第１特徴構成では、給排気量が
バランスする一般の空調対象域Ｚに対し、所定の目標絶
対湿度ｘｓｍに調整した加湿後空気ＳＡを供給すること
により、その目標絶対湿度ｘｓｍの加湿後空気供給に対
し空調対象域Ｚを平衡状態に至らせて、空調対象域Ｚに
おける域内絶対湿度ｘｚや所定域内温度ｔｚｍのもとで
の域内相対湿度ｒｚを、上記加湿後空気ＳＡの目標絶対
湿度ｘｓｍと平衡関係となる一定の絶対湿度ｘｚｍ及び
一定の相対湿度ｒｚｍに調整する（なお、空調対象域Ｚ
において上記加湿後空気ＳＡ以外の空気供給や隙間風侵
入等による定常加湿負荷がない場合では、理論上、上記
の一定絶対湿度ｘｚｍ＝加湿後空気ＳＡの目標絶対湿度
ｘｓｍになる）。

【００２０】換言すれば、上記の一定絶対湿度ｘｚｍを
空調対象域Ｚにおける目標域内絶対湿度とすることに対
し、あるいは、上記の一定相対湿度ｒｚｍを空調対象域
Ｚにおける所定域内温度ｔｚｍのもとでの目標域内相対
湿度とすることに対し、加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓ
を前記の目標絶対湿度ｘｓｍに調整することにより、空
調対象域Ｚにおける域内絶対湿度ｘｚや所定域内温度ｔ
ｚｍのもとでの域内相対湿度ｒｚを、それらの各目標値
ｘｚｍ，ｒｚｍに調整する。

【００２１】〔第２特徴構成の作用〕加湿後空気ＳＡの
目標絶対湿度ｘｓｍから加湿対象空気ＡＡの検出絶対湿
度ｘａを減じた差値Δｘａ（＝ｘｓｍ−ｘａ）に対し加
湿手段Ｈにおける空気流量Ｇ（単位時間当たりの重量流
量）を乗じた値（Δｘａ・Ｇ）は、その流量Ｇの加湿対
象空気ＡＡを目標絶対湿度ｘｓｍに調整するのに必要な
理論上の加湿量に相当する。

【００２２】したがって、第２特徴構成においては、加
湿手段Ｈにおける加湿効率等の種々の諸元値や補正値を
加味した状態で、上記の差値Δｘａと風量検出手段Ｓｇ
による検出空気流量Ｇとの乗算値Δｘａ・Ｇに基づき、
実際上の必要加湿量Ｗａを湿度制御手段Ｃｈに決定さ
せ、そして、加湿手段Ｈの加湿量Ｗをその決定値Ｗａに
調整させることで、加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを上
記の目標絶対湿度ｘｓｍに調整する。

【００２３】〔第３特徴構成の作用〕ある加湿量調整に
対して加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓがどのように変化
するかをみれば、次のどのような加湿量調整に対して加
湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓがさらにどのように変化す
るかを定量的に把握することができる。

【００２４】すなわち、第３特徴構成においては、加湿
後空気ＳＡを目標絶対湿度ｘｓｍに調整するにあたり、
上記の把握手法を用いた形態で、加湿後空気ＳＡについ
ての検出絶対湿度ｘｓの変化傾向に基づき、その加湿後
空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを目標絶対湿度ｘｓｍへ漸次的
に上昇させるように、加湿手段Ｈの加湿量Ｗを湿度制御
手段Ｃｈに調整させる。

【００２５】

【発明の効果】

〔第１特徴構成の効果〕第１特徴構成によれば、次の
（Ａ）〜（Ｄ）の効果を奏する。（Ａ）空調対象域Ｚを目標の域内絶対湿度ｘｚｍに調整
する、あるいは、空調対象域Ｚを所定域内温度ｔｚｍの
もとで目標の域内相対湿度ｒｚｍに調整するにあたり、
空調対象域Ｚの域内湿度状態を平衡上、それら目標の湿
度状態ｘｚｍ，ｒｚｍにまで上昇させることが限度の絶
対湿度ｘｓｍに調整した加湿後空気ＳＡを空調対象域Ｚ
に供給して、空調対象域Ｚを目標の域内湿度状態に調整
するといった調整形態を採るから、換言すれば、先述の
（従来例）や（比較例１）の如く、空調対象域Ｚが目標
の域内湿度状態に至った時点で加湿量Ｗを急激に大きく
低下させて加湿後空気ＳＡの湿度を低下させるといった
形態を採らないから、先述の（従来例）や（比較例１）
の形式で生じる風路内高湿残留空気による空調対象域Ｚ
でのオーバーシュート的湿度過剰を防止できる。

【００２６】（Ｂ）上記の如く、空調対象域Ｚが目標の
域内湿度状態に至った時点で加湿量Ｗを大きく低下させ
るといったことがないから、加湿停止の応答性が低い加
湿手段Ｈを用いる場合については、その低応答性によっ
て生じる空調対象域Ｚでのオーバーシュート的湿度過剰
をも合わせ防止できる。

【００２７】（Ｃ）空調対象域Ｚに送る加湿後空気ＳＡ
を、空調対象域Ｚの湿度状態が平衡上、目標の域内湿度
状態にまで上昇する絶対湿度ｘｓｍに調整するものであ
るから、先述の（従来例）や（比較例１）において加湿
量Ｗを一様に小さく制限した場合において生じる非能率
的な運転状況、すなわち、立ち上げ過程前半において空
調対象域Ｚからの還気ＲＡを加湿手段Ｈにより加湿した
加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが、目標域内湿度状態で
の空調対象域Ｚの絶対湿度ｘｚｍに満たないといった運
転状況の発生を抑止でき、これにより、目標域内湿度状
態への立ち上げに要する時間の長時間化を抑制できる。

【００２８】（Ｄ）加湿手段Ｈから空調対象域Ｚに送る
加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを所定の目標絶対湿度ｘ
ｓｍに調整するものであるから、その加湿手段Ｈを介し
空調対象域Ｚに送る空気ＳＡに温度変化がある場合につ
いても、先述の（比較例２）の如く、その送給空気ＳＡ
の温度ｔｓによって、空調対象域Ｚにおける平衡絶対湿
度ｘｚｍや所定域内温度ｔｚｍのもとでの平衡相対湿度
ｒｚｍが変化するといったことがなく、送給空気ＳＡの
温度ｔｓにかかわらず空調対象域Ｚを目標の域内湿度状
態に的確かつ安定的に調整できる。

【００２９】〔第２特徴構成の効果〕第２特徴構成によ
れば、加湿後空気ＳＡを目標絶対湿度ｘｓｍに調整する
につき、加湿前の加湿対象空気ＡＡの検出絶対湿度ｘａ
と、その流量Ｇとに基づいて必要加湿量Ｗａを決定する
という、フィードフォワード的な調整形態を採ることか
ら、加湿後空気ＳＡを目標絶対湿度ｘｓｍに調整するこ
とにつき、ひいては、空調対象域Ｚを目標の域内湿度状
態に調整することにつき、制御遅れを抑止した状態で高
い調整精度を確保できる。

【００３０】また、上記流量Ｇとして風量検出手段Ｓｇ
による検出流量Ｇを用いて必要加湿量Ｗａを決定するか
ら、加湿手段Ｈを介し空調対象域Ｚに送る空気ＳＡに流
量変化が有る場合についても、制御遅れを抑止した高い
調整精度で加湿後空気ＳＡを目標の絶対湿度ｘｓｍに的
確に調整できる。

【００３１】〔第３特徴構成の効果〕第３特徴構成によ
れば、加湿後空気ＳＡについての検出絶対湿度ｘｓの変
化傾向をみながら加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを目標
の絶対湿度ｘｓｍへ漸次的に上昇させるから、空調対象
域Ｚを目標の域内湿度状態へ立ち上げるのに要する時間
が多少長時間化する傾向もあるが、加湿後空気ＳＡを目
標絶対湿度ｘｓｍに調整する制御上、一時的ないし過渡
的にでも加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが目標絶対湿度
ｘｓを超過することを効果的に防止でき、これにより、
このような加湿後空気ＳＡの一時的ないし過渡的な絶対
湿度超過により生じる空調対象域Ｚでの極僅かな湿度過
剰傾向をも抑止できる。

【００３２】また、この第３特徴構成によれば、加湿手
段Ｈを介し空調対象域Ｚに送る空気ＳＡに流量変化が有
る場合についても、その流量を検出するための手段を必
要とせずに、加湿後空気ＳＡを目標絶対湿度ｘｓｍに調
整できる。

【００３３】

【実施例】

〔第１実施例〕図１は第１実施例を示し、Ｚは空調対象
域としての室内空間、Ｐは空調機、１は空調機Ｐにより
温湿度調整した空気ＳＡをファン２により室内空間Ｚに
送給する給気風路、３は室内空間Ｚからの還気ＲＡを空
調機Ｐに戻す還気風路であり、室内空間Ｚと空調機Ｐと
の間での空気循環により、室内空間Ｚにおける給排気量
のバランスを保ちながら室内空間Ｚを温湿度調整する構
成としてある。

【００３４】空調機Ｐには、還気風路３から戻る還気Ｒ
Ａを温度調整する温調手段Ｔ、及び、その温調手段Ｔに
より温度調整した空気ＡＡを加湿する加湿手段Ｈを内装
してあり、加湿手段Ｈとしては、給水路４からの給水に
より湿潤状態とした通気性材５に対し空気通過させるこ
とで、その通過空気ＡＡを加湿する気化式を用い、給水
調整弁６による単位時間当たり給水量Ｗの調整により加
湿量の調整を行う。

【００３５】Ｓｔは、室内空間Ｚの室温ｔｚに相当する
ものとして、還気風路３から空調機Ｐに戻る還気ＲＡの
温度を検出する温度検出手段、７は室内空間Ｚの目標室
温ｔｚｍを設定する温度設定器であり、Ｃｔは、温度検
出手段Ｓｔの検出温度ｔｚと目標室温ｔｚｍとの偏差Δ
ｔｚ（＝ｔｚｍ−ｔｚ）に応じ温調手段Ｔの温調出力を
調整して、室内空間Ｚを目標室温ｔｚｍに調整する温度
制御手段である。

【００３６】Ｓｈは、温調手段Ｔから加湿手段Ｈへ送る
加湿対象空気ＡＡの絶対湿度ｘａとして、還気風路３か
ら空調機Ｐに戻る還気ＲＡの絶対湿度を検出する湿度検
出手段、８は室内空間Ｚにおける目標室内相対湿度ｒｚ
ｍを設定する湿度設定器であり、Ｃｈは、湿度検出手段
Ｓｈの検出絶対湿度ｘａ、目標室内相対湿度ｒｚｍ、及
び、目標室温ｔｚｍに基づき給水調整弁６を調整するこ
とにより、目標室温ｔｚｍのもとで室内相対湿度ｒｚが
目標室内相対湿度ｒｚｍとなるように室内空間Ｚの湿度
状態を調整する湿度制御手段である。

【００３７】そして、この湿度制御手段Ｃｈは具体的に
は次の（イ）〜（ハ）の制御を行う構成としてある。

【００３８】（イ）予め与えられている湿り空気デー
タ、ないし、湿り空気についての状態値換算式により、
目標室温ｔｚｍで目標室内相対湿度ｒｚｍとなる空気状
態の絶対湿度ｘｓｍ（換言すれば、室内空間Ｚの目標室
内絶対湿度ｘｚｍ）を求め、この絶対湿度ｘｓｍを、空
調機Ｐから室内空間Ｚへ送る加湿後空気ＳＡの目標絶対
湿度とする。

【００３９】（ロ）加湿後空気ＳＡの目標絶対湿度ｘｓ
ｍから湿度検出手段Ｓｈの検出絶対湿度ｘａを減じた差
値Δｘａ（＝ｘｓｍ−ｘａ）と、空調機Ｐから室内空間
Ｚへ送る空気ＳＡについての単位時間当たりの重量流量
Ｇ（すなわち、加湿手段Ｈの空気流量）と、加湿効率等
が考慮された係数値Ｋとの三者を乗算して、その積を加
湿手段Ｈの必要給水量Ｗａ（すなわち必要加湿量）に決
定（Ｗａ←Ｋ・Ｇ・Δｘａ）する。

【００４０】（ハ）給水調整弁６を調整して、加湿手段
Ｈの給水量Ｗ（すなわち加湿量）を上記（ロ）で決定し
た必要給水量Ｗａに調整し、そして、所定のサイクル時
間ごとに、これら必要給水量Ｗａの決定と給水量Ｗの調
整を繰り返す。

【００４１】つまり、湿度制御手段Ｃｈは上記（イ）〜
（ハ）の制御により、空調機Ｐから室内空間Ｚに送る加
湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを前記の目標絶対湿度ｘｓ
ｍに調整し、これにより、図２に示すように、その目標
絶対湿度ｘｓｍの加湿後空気供給に対し室内空間Ｚを平
衡状態に至らせて、室内空間Ｚの湿度状態を目標室温ｔ
ｚｍのもとで室内相対湿度ｒｚが目標室内相対湿度ｒｚ
ｍとなるように（換言すれば、室内絶対湿度ｘｚが前記
の目標室内絶対湿度ｘｚｍになるように）調整する。

【００４２】なお、前記（ロ）での必要給水量Ｗａの算
出に用いる空気流量Ｇは、湿度制御手段Ｃｈに対し予め
初期設定的に与えておく形態を採用してもよく、また、
ファン２の送風量調整や風路１，３でのダンパ調整等に
より上記の空気流量Ｇを可変にする場合や、何らか要因
による空気流量Ｇの変動が考えられる場合等には、その
空気流量Ｇを検出する風量検出手段Ｓｇを装備して、そ
の検出流量Ｇを前記（ロ）での必要給水量Ｗａの算出に
用いる形態を採用してよい。

【００４３】また、温度検出手段Ｓｔは、室内空間Ｚに
おいて室温ｔｚを直接に検出する構成としてもよく、一
方、湿度検出手段Ｓｈについても、本第１実施例では空
調機Ｐに対し室内空間Ｚからの還気ＲＡのみを供給する
装置構成であることから、加湿手段Ｈへ送る加湿対象空
気ＡＡの絶対湿度ｘａとして室内空間Ｚの絶対湿度を検
出する構成としてもよい。

【００４４】〔第２実施例〕図３は第２実施例を示し、
上述の第１実施例との相違点として、室内空間Ｚから還
気風路３を介し空調機Ｐに戻す還気ＲＡの一部を排気Ｅ
Ａとして屋外に排出するとともに、その排気ＥＡに等し
い量の外気ＯＡを導入して、その外気ＯＡを排気分流後
の還気ＲＡに対し合流させる構成とし、これにより、室
内空間Ｚを温湿度調整に並行して換気するようにしてあ
る。

【００４５】そして、この構成に対し、前述の湿度検出
手段Ｓｈは、加湿手段Ｈへ送る加湿対象空気ＡＡの絶対
湿度ｘａとして、排気分流後の還気空気ＲＡと導入外気
ＯＡとの合流空気の絶対湿度を温調手段Ｔの上流側ない
し下流側で検出するようにしてある。

【００４６】その他については、前述の第１実施例と同
様であるが、本第２実施例の場合、室内空間Ｚを目標室
内湿度状態に立ち上げる過程、及び、その目標室内湿度
状態を維持する過程の両方において、導入外気ＯＡを加
湿後空気ＳＡの目標絶対湿度ｘｓｍに調整するに要する
分だけ前述の第１実施例に比べ給水量Ｗ（加湿量）は大
きいものとなる。

【００４７】〔第３実施例〕図４は第３実施例を示し、
前述の第１実施例との相違点として、空調機Ｐから室内
空間Ｚに送る調整空気ＳＡとは別に、一定流量ｇの外気
ＯＡを所定温度ｔｏｍに調整して室内空間Ｚに供給する
換気用の外気調整機９を設けるとともに、この外気導入
量ｇに等しい量の排気ＥＡを、空調機Ｐへの還気ＲＡと
は別に室内空間Ｚから直接に屋外へ（あるいは、還気Ｒ
Ａからの分流として屋外へ）排出する構成としてある。

【００４８】そして、この構成に対し、前述の湿度制御
手段Ｃｈは、空調機Ｐから室内空間Ｚへ送る加湿後空気
ＳＡの目標絶対湿度を次の（イ’）の如く決定する構成
としてある。

【００４９】（イ’）予め与えられている湿り空気デー
タ、ないし、湿り空気についての状態値換算式により、
目標室温ｔｚｍで目標室内相対湿度ｒｚｍとなる空気状
態の絶対湿度ｘｚｍ（すなわち、室内空間Ｚの目標室内
絶対湿度）を求め、そして、次の（Ｘ）式を満足する値
ｘｓｍを、空調機Ｐから室内空間Ｚへ送る加湿後空気Ｓ
Ａの目標絶対湿度とする。

【００５０】ｘｓｍ＝｛ｘｚｍ・（Ｇ＋ｇ）−ｘｏ・ｇ｝／Ｇ …………（Ｘ）但し、ｘｏは外気湿度検出手段Ｓｈ’により検出される
導入外気ＯＡの絶対湿度。

【００５１】つまり、湿度制御手段Ｃｈは、空調機Ｐか
ら室内空間Ｚに送る加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを上
記（イ’）で決定した目標絶対湿度ｘｓｍに調整するこ
とにより、図５に示すように、その目標絶対湿度ｘｓｍ
の加湿後空気供給に対し、室内空間Ｚを外気調整機９か
らの外気導入状況のもとで平衡状態に至らせて、室内空
間Ｚの湿度状態を目標室温ｔｚｍのもとで室内相対湿度
ｒｚが目標室内相対湿度ｒｚｍとなるように（換言すれ
ば、室内絶対湿度ｘｚが前記の目標室内絶対湿度ｘｚｍ
になるように）調整する。

【００５２】その他については、前述の第１実施例と同
様である。

【００５３】〔第４実施例〕図６は第４実施例を示し、
前述の第１実施例との相違点として、湿度検出手段Ｓｈ
は、空調機Ｐから室内空間Ｚへ送る加湿後空気ＳＡの絶
対湿度ｘｓを検出する構成とし、これに対し、湿度制御
手段Ｃｈは次の（ａ），（ｂ）の制御、あるいは、
（ａ），（ｂ’）の制御を行う構成としてある。

【００５４】（ａ）予め与えられている湿り空気デー
タ、ないし、湿り空気についての状態値換算式により、
目標室温ｔｚｍで目標室内相対湿度ｒｚｍとなる空気状
態の絶対湿度ｘｓｍ（室内空間Ｚの目標室内絶対湿度ｘ
ｚｍに相当）を求め、この絶対湿度ｘｓｍを、空調機Ｐ
から室内空間Ｚへ送る加湿後空気ＳＡの目標絶対湿度と
する。

【００５５】（ｂ）上記（ａ）で決定した目標絶対湿度
ｘｓｍと湿度検出手段Ｓｈにより検出される加湿後空気
ＳＡの絶対湿度ｘｓとの偏差Δｘｓ（＝ｘｓｍ−ｘｓ）
に応じ、ＰＩＤ制御により給水調整弁６を調整して加湿
手段Ｈの給水量Ｗ（すなわち加湿量）を調整し、これに
より、室内空間Ｚへ送る加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓ
を上記の目標絶対湿度ｘｓｍに調整する。

【００５６】（ｂ’）上記（ａ）で決定した目標絶対湿
度ｘｓｍに対し所定の許容誤差＋ｅ，−ｅを与えた上限
許容値ｘｓｍ＋ｅ、及び、下限許容値ｘｓｍ−ｅを制御
指標として、湿度検出手段Ｓｈにより検出される加湿後
空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが上限許容値ｘｓｍ＋ｅ以上に
上昇すると給水調整弁６を閉弁し、かつ、その検出絶対
湿度ｘｓが下限許容値ｘｓｍ−ｅ以下に低下すると給水
調整弁６を開弁し、これにより、室内空間Ｚへ送る加湿
後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを上記目標絶対湿度ｘｓｍの
許容誤差範囲内（ｘｓｍ−ｅ＜ｘｓ＜ｘｓｍ＋ｅ）に調
整する。

【００５７】その他については、前述の第１実施例と同
様である。

【００５８】なお、本第４実施例において、前述の第２
実施例に示した如き換気構成、すなわち、還気ＲＡの一
部を排気ＥＡとして屋外に排出するとともに、その排気
ＥＡに等しい量の外気ＯＡを排気分流後の還気ＲＡに合
流させる構成を採用してもよい。

【００５９】また、本第４実施例において、前述の第３
実施例に示した外気調整機９を装備し、そして、この外
気調整機９の装備に対し第３実施例と同様に、前述の
（Ｘ）式を満足する値ｘｓｍを、上記（ａ）及び（ｂ）
の制御、ないし、（ａ）及び（ｂ’）の制御における加
湿後空気ＳＡの目標絶対湿度とする構成を採用してもよ
い。

【００６０】〔第５実施例〕図６は同じく第５実施例を
示し、上述の第４実施例との相違点として、湿度制御手
段Ｃｈは、湿度検出手段Ｓｈにより検出される加湿後空
気ＳＡについての絶対湿度ｘｓの変化傾向に基づき、加
湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓを前記の目標絶対湿度ｘｓ
ｍへ漸次的に上昇させる構成とする。

【００６１】すなわち、具体例としては、次の（あ）〜
（え）の制御を湿度制御手段Ｃｈに実行させる（図７参
照）。

【００６２】（あ）加湿運転の開始から一回目の監視時
間Ｌ（設定値）が経過するまでは、給水調整弁６により
調整する加湿手段Ｈの単位時間当たり給水量Ｗ（すなわ
ち単位時間当たり加湿量）を設定初期給水量Ｗ１に保
つ。

【００６３】（い）一回目の監視時間Ｌが経過した時点
ｎ１において、「その後も設定初期給水量Ｗ１を維持し
た場合に、二回目の監視時間Ｌが経過するまでに加湿後
空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが目標絶対湿度ｘｓｍに至るか
否か」を、一回目の監視時間Ｌが経過した時点ｎ１の検
出絶対湿度ｘｓ１、及び、一回目の監視時間Ｌ中におけ
る検出絶対湿度ｘｓの変化勾配θ１に基づき判定し、
「至る」と判定される場合には、次々回の三回目の監視
時間Ｌの経過時点ｎ３で加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓ
が目標絶対湿度ｘｓｍに至る給水量を、一回目の監視時
間Ｌが経過した時点ｎ１の検出絶対湿度ｘｓ１、一回目
の監視時間Ｌ中における検出絶対湿度ｘｓの変化勾配θ
１、並びに、設定初期給水量Ｗ１に基づき算出し、二回
目の監視時間Ｌにおける給水量Ｗ２をその算出値に調整
する。

【００６４】また、「至らない」と判定される場合に
は、二回目の監視時間Ｌにおける給水量Ｗ２を引き続き
設定初期給水量Ｗ１に維持する。

【００６５】（う）二回目の監視時間Ｌが経過した時点
ｎ２において、「その後も二回目の監視時間Ｌにおける
給水量Ｗ２を維持した場合に、三回目の監視時間Ｌが経
過するまでに加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが目標絶対
湿度ｘｓｍに至るか否か」を、二回目の監視時間Ｌが経
過した時点ｎ２の検出絶対湿度ｘｓ２、及び、二回目の
監視時間Ｌ中における検出絶対湿度ｘｓの変化勾配θ２
に基づき判定し、「至る」と判定される場合には、次々
回の四回目の監視時間Ｌの経過時点ｎ４で加湿後空気Ｓ
Ａの絶対湿度ｘｓが目標絶対湿度ｘｓｍに至る給水量
を、二回目の監視時間Ｌが経過した時点ｎ２の検出絶対
湿度ｘｓ２、二回目の監視時間Ｌ中における検出絶対湿
度ｘｓの変化勾配θ２、並びに、二回目の監視時間Ｌに
おける給水量Ｗ２に基づき算出し、三回目の監視時間Ｌ
における給水量Ｗ３をその算出値に調整する。

【００６６】また、「至らない」と判定される場合に
は、三回目の監視時間Ｌにおける給水量Ｗ３を引き続き
二回目の監視時間Ｌにおける給水量Ｗ２に維持する。

【００６７】（え）以降、上記（う）と同様のことを監
視時間Ｌの経過時点ごとに繰り返し、そして、何回目か
の監視時間Ｌの経過時点ｎＮにおいて、そのときの給水
量ＷＮから次回用の算出給水量への給水量減少幅ΔＷ
が、給水調整弁６による給水量調整で可能な最小調整幅
ΔＷｍｉｎよりも小さくなると、そのときの給水量ＷＮ
から最小調整幅ΔＷｍｉｎだけ給水量Ｗを減少させて、
また、その最小調整幅ΔＷｍｉｎの給水量減少操作が給
水停止に相当する場合には給水調整弁６を全閉にして、
以降は、その状態を維持する。

【００６８】つまり、湿度制御手段Ｃｈは上記（あ）〜
（え）の制御により、加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘｓが
一時的ないし過渡的にでも目標絶対湿度ｘｓｍを超過す
ることを防止した状態で、加湿後空気ＳＡの絶対湿度ｘ
ｓを制御上可能な限り目標絶対湿度ｘｓｍに近い値に調
整する。

【００６９】なお、本第５実施例においても、還気ＲＡ
の一部を排気ＥＡとして屋外に排出するとともに、その
排気ＥＡに等しい量の外気ＯＡを排気分流後の還気ＲＡ
に合流させる前述の換気構成を採用することは可能であ
り、また、第３実施例に示した外気調整機９を装備し
て、前述の（Ｘ）式を満足する値ｘｓｍを上記（あ）〜
（え）の制御における加湿後空気ＳＡの目標絶対湿度と
する構成も採用が可能である。

【００７０】また、本第５実施例においては、外気導入
換気を行う場合における加湿運転途中での外気ＯＡの絶
対湿度変化や外気ＯＡの導入量変化により、あるいは、
その他の何らかの外乱要因により、加湿後空気Ｓの絶対
湿度ｘｓが不測に目標絶対湿度ｘｓｍを超過することに
対し、いったん、給水量減少操作により加湿後空気ＳＡ
の絶対湿度ｘｓを目標絶対湿度ｘｓｍ未満に低下させて
から、再度、上記（あ）〜（え）の制御を実行する、と
いった更新制御を合わせ湿度制御手段Ｓｈに実行させる
ようにしてもよい。

【００７１】〔その他の実施例〕次に、その他の実施例
を列記する。

【００７２】（１）加湿手段Ｈを介して空調対象域Ｚに
送る空気ＳＡは、温調手段Ｔによる温度調整を施さない
空気としてもよい。

【００７３】（２）加湿手段Ｈには、前述の気化式や加
熱式、あるいは、水噴霧式や蒸気噴霧式、超音波振動式
等、種々の加湿方式のものを採用できる。

【００７４】（３）絶対湿度ｘａ，ｘｓを検出する湿度
検出手段Ｓｈについては、相対湿度と温度の測定値から
絶対湿度を求める方式、あるいは、相対湿度以外の空気
状態値と温度の測定値から絶対湿度を求める方式、ま
た、温度以外の空気状態値と相対湿度の測定値から絶対
湿度を求める方式、さらに、相対湿度や温度以外の空気
状態値の測定値（例えば、比エンタルピや水蒸気分圧）
から絶対湿度を求める方式等、種々の検出形式のものを
採用できる。

【００７５】（４）加湿対象空気ＡＡについての検出絶
対湿度ｘａと乗算して必要加湿量Ｗａの算出に用いる加
湿手段Ｈの空気流量Ｇとしては、各空気温度について、
体積重量をその温度での比容積で除した値に相当する正
確な重量流量を用いることが望ましいが、簡略化したも
のとして、体積流量を一定の比容積相当値（設定値）で
除した近似的な重量流量を上記必要加湿量Ｗａの算出に
用いてもよい。

【００７６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の装置構成図

【図２】第１実施例における湿度調整形態を説明するグ
ラフ

【図３】第２実施例の装置構成図

【図４】第３実施例の装置構成図

【図５】第３実施例における湿度調整形態を説明するグ
ラフ

【図６】第４及び第５実施例の装置構成図

【図７】第５実施例における湿度調整形態を示すグラフ

【図８】従来例の装置構成図

【図９】従来例における湿度調整形態を示すグラフ

【図１０】従来例における他の湿度調整形態を示すグラ
フ

【図１１】比較例１の装置構成図

【図１２】比較例１における湿度調整形態を示すグラフ

【図１３】比較例１における他の湿度調整形態を示すグ
ラフ

【図１４】比較例２の装置構成図

【符号の説明】

Ｚ空調対象域Ｓｈ湿度検出手段Ｈ加湿手段Ｃｈ湿度制御手段ＡＡ加湿対象空気ＳＡ加湿後空気ｘａ加湿対象空気の絶対湿度ｘｓ加湿後空気の絶対湿度ｘｓｍ加湿後空気の目標絶対湿度Ｓｇ風量検出手段Ｇ空気流量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空調対象域（Ｚ）へ送る空気（ＳＡ）を
加湿する加湿手段（Ｈ）と、湿度検出手段（Ｓｈ）の検出情報に基づき前記加湿手段
（Ｈ）を制御して前記空調対象域（Ｚ）の湿度状態を調
整する湿度制御手段（Ｃｈ）とを設けた加湿装置であっ
て、前記湿度検出手段（Ｓｈ）は、前記加湿手段（Ｈ）に供
給する加湿対象空気（ＡＡ）の絶対湿度（ｘａ）、又
は、前記加湿手段（Ｈ）から前記空調対象域（Ｚ）へ送
る加湿後空気（ＳＡ）の絶対湿度（ｘｓ）を検出する構
成とし、前記湿度制御手段（Ｃｈ）は、前記湿度検出手段（Ｓ
ｈ）の検出絶対湿度に基づき前記加湿手段（Ｈ）を制御
して、その加湿手段（Ｈ）から前記空調対象域（Ｚ）へ
送る加湿後空気（ＳＡ）の絶対湿度（ｘｓ）を所定の目
標絶対湿度（ｘｓｍ）に調整する構成としてある加湿装
置。
【請求項２】前記加湿手段（Ｈ）における空気流量
（Ｇ）を検出する風量検出手段（Ｓｇ）を設け、前記湿度制御手段（Ｃｈ）は、前記の目標絶対湿度（ｘ
ｓｍ）から前記加湿対象空気（ＡＡ）の検出絶対湿度
（ｘａ）を減じた差値（Δｘａ）に対し前記風量検出手
段（Ｓｇ）による検出空気流量（Ｇ）を乗じた値（Ｇ・
Δｘａ）に基づき必要加湿量（Ｗａ）を決定して、前記
加湿手段（Ｈ）の加湿量（Ｗ）をその決定値（Ｗａ）に
調整する構成としてある請求項１記載の加湿装置。
【請求項３】前記湿度制御手段（Ｃｈ）は、前記加湿
後空気（ＳＡ）についての検出絶対湿度（ｘｓ）の変化
傾向に基づき前記加湿手段（Ｈ）の加湿量（Ｗ）を調整
して、前記加湿後空気（ＳＡ）の絶対湿度（ｘｓ）を前
記の目標絶対湿度（ｘｓｍ）へ漸次的に上昇させる構成
としてある請求項１記載の加湿装置。