(57)【要約】【課題】簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を提供する。【解決手段】水を溜めるタンク部１と、タンク部１内から供給された水を蒸発させるための加湿エレメント２と、加湿エレメント２に風を送る送風ファン３と、タンク部１内の水を加湿エレメント２を介して循環させるポンプ４と、ポンプ４により加湿エレメント２を含む循環経路を循環する水を加熱するヒータ５と、制御部１０とを備える。上記制御部１０は、加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素の一例としての出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温に基づいて、加湿エレメント２による加湿量を制御するようにポンプ４と送風ファン３と加熱部ヒータ５を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を溜めるタンク部(１)と、
上記タンク部(１)内から供給された水を蒸発させるための加湿エレメント(２)と、
上記加湿エレメント(２)に風を送る送風部(３)と、
上記タンク部(１)内の水を上記加湿エレメント(２)を介して循環させるポンプ(４)と、
上記ポンプ(４)により上記加湿エレメント(２)を含む循環経路を循環する水を加熱する加熱部(５,２５,３５,４５,５５)と、
上記加湿エレメント(２)で消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素と、
上記要素の出力に基づいて、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御するように上記ポンプ(４)と上記送風部(３)と上記加熱部(５,２５,３５,４５,５５)のうちの少なくとも１つを制御する制御部(１０,２０,３０,４０,５０)と
を備えたことを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加湿装置において、
上記要素は、上記加湿エレメント(２)の出口側の水温を検出する出口側水温センサ(１１)を含み、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記出口側水温センサ(１１)により検出された上記加湿エレメント(２)の出口側の水温に基づいて、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加湿装置において、
上記要素は、上記加湿エレメント(２)の入口側の水温を検出する入口側水温センサ(１２)を含み、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記出口側水温センサ(１１)により検出された上記加湿エレメント(２)の出口側の水温および上記入口側水温センサ(１２)により検出された上記加湿エレメント(２)の入口側の水温に基づいて、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項４】
請求項１に記載の加湿装置において、
上記要素は、上記加湿エレメント(２)の風下側の空気温度を検出する空気温度センサ(１３)を含み、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記空気温度センサ(１３)により検出された上記加湿エレメント(２)の風下側の空気温度に基づいて、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の加湿装置において、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記ポンプ(４)の流量と上記送風部(３)の送風量と上記加熱部(５,２５,３５,４５,５５)の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項６】
請求項１に記載の加湿装置において、
上記要素は、上記加湿エレメント(２)の入口側の水温を検出する入口側水温センサ(１２)と、上記加湿エレメント(２)の出口側の水温を検出する出口側水温センサ(１１)とを含み、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記入口側水温センサ(１２)により検出された上記加湿エレメント(２)の入口側の水温と上記出口側水温センサ(１１)により検出された上記加湿エレメント(２)の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、上記ポンプ(４)の流量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１つに記載の加湿装置において、
空気の湿度を検出する湿度センサ(１４)を備え、
上記制御部(１０,２０,３０,４０,５０)は、上記要素の出力および上記湿度センサ(１４)により検出された空気の湿度に基づいて、上記加湿エレメント(２)による加湿量を制御することを特徴とする加湿装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の加湿装置において、
上記加熱部(３５,５５)は、上記タンク部(１)の下流側かつ上記加湿エレメント(２)の上流側に配置されていることを特徴とする加湿装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の加湿装置において、
上記加熱部(２５,３５,４５,５５)は、スケールを析出させて除去するためのスケール析出部(２１,３１,４１,５１)を有することを特徴とする加湿装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の加湿装置において、
上記スケール析出部(２１,３１,４１,５１)は、析出したスケールを除去可能な構造であることを特徴とする加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加湿装置としては、タンクと、ポンプおよび透湿膜加湿器が順に接続された水循環経路を備え、上記水循環経路にタンク内熱交換器により加熱された水を循環させて、加湿用送風機により供給された空気を透湿膜加湿器により加湿するものがある(例えば、特開平１１−３５１６４８号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
上記従来の加湿装置では、室内空気の湿度が所定値になるようにタンク内の水の温度を調整して、加湿量を制御する。しかしながら、上記加湿装置では、タンク内の水温の制御は応答性が悪く、加湿量を正確に制御することができないという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−３５１６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、この発明の課題は、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の加湿装置は、
水を溜めるタンク部と、
上記タンク部内から供給された水を蒸発させるための加湿エレメントと、
上記加湿エレメントに風を送る送風部と、
上記タンク部内の水を上記加湿エレメントを介して循環させるポンプと、
上記ポンプにより上記加湿エレメントを含む循環経路を循環する水を加熱する加熱部と、
上記加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素と、
上記要素の出力に基づいて、上記加湿エレメントによる加湿量を制御するように上記ポンプと上記送風部と上記加熱部のうちの少なくとも１つを制御する制御部と
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成の加湿装置によれば、上記ポンプによりタンク部内の水を加湿エレメントを介して循環させて、加湿エレメントを含む循環経路を循環する水を加熱部により加熱する。そして、上記送風部から風が送られる加湿エレメントで加熱部により加熱された水を蒸発させて、加湿エレメントの風下側に加湿空気を供給する。このとき、上記制御部によって、加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する上記要素の出力に基づいて、加湿エレメントによる加湿量を制御(ポンプと送風部と加熱部のうちの少なくとも１つを制御)することによって、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる。ここで、加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素としては、例えば、加湿エレメントの出口側の水温、加湿エレメントの入口側の水温、加湿エレメントの風下側の空気温度、ポンプの流量、送風部の送風量などがある。
【０００７】
また、一実施形態の加湿装置では、
上記要素は、上記加湿エレメントの出口側の水温を検出する出口側水温センサを含み、
上記制御部は、上記出口側水温センサにより検出された上記加湿エレメントの出口側の水温に基づいて、上記加湿エレメントによる加湿量を制御する。
【０００８】
上記実施形態によれば、加湿エレメントで消費される熱量が多ければ加湿エレメントの出口側の水温は低くなり、加湿エレメントで消費される熱量が少なければ加湿エレメントの出口側の水温は高くなる。このように、上記加湿エレメントの出口側の水温と加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する。ここで、加湿エレメントで消費される熱量とは、加湿エレメントから水が気化するときの潜熱によるものであり、加湿エレメントで消費される熱量と加湿量は略比例する。したがって、このような加湿エレメントの出口側の水温を出口側水温センサにより検出して、検出された加湿エレメントの出口側の水温に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【０００９】
ここで、給湯機の中間温水や冷媒を用いた熱交換器により加熱された温水を利用して、加湿エレメントを含む循環経路に循環させるような場合、循環する水の温度すなわち加湿エレメントの入口側の水温が予め推測できるので、加湿エレメントの入口側の水温と出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温との温度差を推定でき、これを用いて加湿エレメントで消費される熱量を推定することにより、温度センサ１つで加湿量の制御を正確に行うことができる。
【００１０】
また、一実施形態の加湿装置では、
上記要素は、上記加湿エレメントの入口側の水温を検出する入口側水温センサを含み、
上記制御部は、上記出口側水温センサにより検出された上記加湿エレメントの出口側の水温および上記入口側水温センサにより検出された上記加湿エレメントの入口側の水温に基づいて、上記加湿エレメントによる加湿量を制御する。
【００１１】
上記実施形態によれば、加湿エレメントの入口側の水温が低ければ加湿エレメントで消費される熱量は少なくなり、加湿エレメントの入口側の水温が高ければ加湿エレメントで消費される熱量は多くなる。このように、上記加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する。そして、上記入口側水温センサにより検出された加湿エレメントの入口側の水温と出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温との温度差は、加湿エレメントで消費される熱量と略比例する。したがって、このような出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温および入口側水温センサにより検出された加湿エレメントの入口側の水温に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００１２】
また、一実施形態の加湿装置では、
上記要素は、上記加湿エレメントの風下側の空気温度を検出する空気温度センサを含み、
上記制御部は、上記空気温度センサにより検出された上記加湿エレメントの風下側の空気温度に基づいて、上記加湿エレメントによる加湿量を制御する。
【００１３】
上記実施形態によれば、例えば、送風部の送風量が一定の場合、加湿エレメントで消費される熱量が多ければ加湿エレメントの風下側の空気温度は高くなり、加湿エレメントで消費される熱量が少なければ加湿エレメントの風下側の空気温度は低くなる。これは、加湿エレメントで消費される熱量が加湿エレメントから水が気化するときの潜熱によるものであるが、送風部の送風量が一定の場合、加湿エレメントの風下側の相対湿度は、風の温度によらずほぼ一定だからである。このように、上記加湿エレメントの風下側の空気温度と加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する。したがって、このような加湿エレメントの風下側の空気温度を空気温度センサにより検出して、検出された加湿エレメントの風下側の空気温度に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００１４】
また、一実施形態の加湿装置では、上記制御部は、上記ポンプの流量と上記送風部の送風量と上記加熱部の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、上記加湿エレメントによる加湿量を制御する。
【００１５】
上記実施形態によれば、例えば、入口側の水温と、送風部の送風量とが一定であっても、上記制御部によりポンプの流量を制御して、加湿エレメントを含む循環経路を循環する水の量を多くすれば、出口側の水温の低下は小さく、加湿エレメントで消費される熱量が増えるため、加湿エレメントによる加湿量は増え、加湿エレメントを含む循環経路を循環する水の量を少なくすれば加湿エレメントによる加湿量は少なくなる。また、例えば、入口側の水温と、ポンプの流量とが一定であっても、上記制御部により送風部の送風量を制御して、送風部の送風量を多くすれば、出口側の水温は下がり、加湿エレメントで消費される熱量が増えるため、加湿エレメントによる加湿量は増え、送風部の送風量を少なくすれば加湿エレメントによる加湿量は少なくなる。また、上記制御部により加熱部の加熱量を制御して、加熱部の加熱量を多くすれば、加湿エレメントで消費される熱量が増えるため、加湿エレメントによる加湿量は増え、加熱部の加熱量を少なくすれば加湿エレメントによる加湿量は少なくなる。したがって、上記ポンプの流量と送風部の送風量と加熱部の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメントによる加湿量を容易に制御することができ、ポンプの流量と送風部の送風量と加熱部の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００１６】
また、一実施形態の加湿装置では、
上記要素は、上記加湿エレメントの入口側の水温を検出する入口側水温センサと、上記加湿エレメントの出口側の水温を検出する出口側水温センサとを含み、
上記制御部は、上記入口側水温センサにより検出された上記加湿エレメントの入口側の水温と上記出口側水温センサにより検出された上記加湿エレメントの出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、上記ポンプの流量を制御する。
【００１７】
上記実施形態によれば、ポンプの流量とが一定の場合、上記入口側水温センサにより検出された加湿エレメントの入口側の水温と出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温との温度差は、加湿エレメントで消費される熱量と略比例する。このような加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部によってポンプの流量を制御する。上記加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温との温度差が大きくなるほど、加湿エレメントの単位面積あたりの加湿量は、入口側で高く、出口側で低くなるため、加湿エレメント全体としての加湿効率(単位面積あたりの加湿量)は低くなる。このため、上記加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温との温度差が大きくなるほど、ポンプの流量を大きくして、加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温との温度差を小さくする。そうして、上記加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温の温度差が所定値以下になるように、ポンプの流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。
【００１８】
また、一実施形態の加湿装置では、
空気の湿度を検出する湿度センサを備え、
上記制御部は、上記要素の出力および上記湿度センサにより検出された空気の湿度に基づいて、上記加湿エレメントによる加湿量を制御する。
【００１９】
上記実施形態によれば、上記要素の出力および湿度センサにより検出された空気の湿度に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量を制御することにより、例えば局所空間を加湿する場合に、湿度センサにより検出された局所空間内の湿度に基づいてより正確な湿度コントロールができる。
【００２０】
また、一実施形態の加湿装置では、上記加熱部は、上記タンク部の下流側かつ上記加湿エレメントの上流側に配置されている。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記タンク部の下流側かつ加湿エレメントの上流側に加熱部を配置することによって、循環経路を循環する水を加湿エレメントの近くでより早く加熱することができ、加湿量の制御の応答が速くなる。また、加熱部で加熱された水が加湿エレメントに到達するまでの経路を短くして、加湿エレメントに供給される水の温度低下を低減でき、加湿効率を向上できる。
【００２２】
また、一実施形態の加湿装置では、上記加熱部は、スケールを析出させて除去するためのスケール析出部を有する。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記加熱部のスケール析出部によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部の排水を行うことなく、加湿エレメントのスケール発生を抑制することができる。
【００２４】
また、一実施形態の加湿装置では、上記スケール析出部は、析出したスケールを除去可能な構造である。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記スケール析出部は、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部の加熱効率の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上より明らかなように、この発明の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００２７】
また、一実施形態の加湿装置によれば、出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００２８】
また、一実施形態の加湿装置によれば、出口側水温センサにより検出された加湿エレメントの出口側の水温および入口側水温センサにより検出された加湿エレメントの入口側の水温に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００２９】
また、一実施形態の加湿装置によれば、空気温度センサにより検出された加湿エレメントの風下側の空気温度に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量をより正確に制御することができる。
【００３０】
また、一実施形態の加湿装置によれば、ポンプの流量と送風部の送風量と加熱部の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメントによる加湿量を容易に制御することができる。
【００３１】
また、一実施形態の加湿装置によれば、加湿エレメントの入口側の水温と加湿エレメントの出口側の水温の温度差が所定値以下になるように、ポンプの流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転を行うことができる。
【００３２】
また、一実施形態の加湿装置によれば、加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する要素の出力および湿度センサにより検出された空気の湿度に基づいて、制御部によって加湿エレメントによる加湿量を制御することにより、例えば局所空間を加湿する場合に、湿度センサにより検出された局所空間内の湿度に基づいてより正確な湿度コントロールができる。
【００３３】
また、一実施形態の加湿装置によれば、タンクの下流側かつ加湿エレメントの上流側に加熱部を配置することによって、循環経路を循環する水を加湿エレメントの近くでより早く加熱することができ、加湿量の制御の応答が速くなると共に、加熱部で加熱された水が加湿エレメントに到達するまでの経路を短くして、加湿エレメントに供給される水の温度低下を低減でき、加湿効率を向上できる。
【００３４】
また、一実施形態の加湿装置によれば、加熱部のスケール析出部によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部の排水を行うことなく、加湿エレメントのスケール発生を抑制することができる。
【００３５】
また、一実施形態の加湿装置によれば、上記スケール析出部を、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部の加熱効率の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明の加湿装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態の加湿装置の構成を示している。
【００３８】
この第１実施形態の加湿装置は、図１に示すように、水を溜めるタンク部１と、上記タンク部１内から供給された水を蒸発させるための加湿エレメント２と、上記加湿エレメント２に風を送る送風部の一例としての送風ファン３と、上記タンク部１内の水を加湿エレメント２を介して循環させるポンプ４と、上記ポンプ４により加湿エレメント２を含む循環経路を循環する水を加熱する加熱部の一例としてのヒータ５と、上記ポンプ４と送風ファン３とヒータ５を制御する制御部１０とを備えている。上記加湿エレメント２は、並列接続された複数の透水膜チューブを有している。
【００３９】
上記タンク部１内の下側にヒータ５を配置すると共に、タンク部１内の下側かつ側面にタンク部用水温センサ１５を設けている。上記加熱部として、入力電力を制御することにより容易に加熱量を制御可能な電気式のヒータを用いたが、加熱部はこれに限らず、加熱量を制御可能な各種の燃焼バーナーなどを用いてもよく、給湯器の中間温水を加熱に用いてもよい。給湯器の中間温水を加熱に用いる場合は、熱交換器を流れる温水の量を制御する(熱交換器を流れる温水の量が多くなると熱交換量が増大して加熱量は多くなる)。
【００４０】
また、上記タンク部１内の側面に水位センサ１６を設けている。上記水位センサ１６は、フロート式の水位を検出するセンサを用いてもよいし、複数の電極を用いて水位を検出するセンサを用いてもよく、さらに光学式センサや超音波式センサなどを用いてもよい。
【００４１】
上記タンク部１の下側と加湿エレメント２の入口側とを配管Ｌ１を介して接続し、その配管Ｌ１にポンプ４を配設している。また、上記加湿エレメント２の出口側に一端が接続された配管Ｌ２の他端をタンク部１の上部に配置している。上記タンク部１と配管Ｌ１と加湿エレメント２および配管Ｌ２で循環経路を構成している。
【００４２】
また、外部から水をタンク部１に供給するための給水配管Ｌ３の給水口を、タンク部１の上部に配置している。上記給水配管Ｌ３に開閉バルブＶ１を配設している。また、上記タンク部１の下部に排水配管Ｌ４の一端を接続し、排水配管Ｌ４に開閉バルブＶ２を配設している。
【００４３】
また、上記配管Ｌ２の加湿エレメント２の出口近傍に、加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素の一例としての出口側水温センサ１１を設けている。
【００４４】
また、上記制御部１０は、マイクロコンピュータと入出力回路などからなり、出口側水温センサ１１とタンク部用水温センサ１５および水位センサ１６により検出された各信号に基づいて、ポンプ４と送風ファン３とヒータ５および開閉バルブＶ１,Ｖ２を制御する。上記制御部１０は、送風ファン３を駆動するモータ６の単位時間あたりの回転数を制御する。
【００４５】
上記構成の加湿装置において、まず制御部１０により開閉バルブＶ１を開いて、タンク部１内に給水配管Ｌ３を介して給水する。このとき、水位センサ１６により検出されたタンク部１内の水位が所定水位になると、開閉バルブＶ１を閉じて給水を終了する。次に、タンク部１内の水をヒータ５により加熱してポンプ４を駆動することにより、加熱された温水を、タンク部１と配管Ｌ１と加湿エレメント２および配管Ｌ２の順に循環させる。そうして、送風ファン３を所定の回転数で運転して、送風ファン３から空気を加湿エレメント２に供給する。上記加湿エレメント２に供給された空気は加湿され、加湿空気が加湿エレメント２の下流側に流れて、室内などの局所空間を加湿する。
【００４６】
そして、加湿運転により水位センサ１６により検出されたタンク部１内の水位が下限水位以下になると、再び制御部１０により開閉バルブＶ１を開いて、所定水位になるようにタンク部１内に給水する。
【００４７】
また、加湿運転時間の累積値などの定められた条件になったときに、開閉バルブＶ２を開いて、タンク部１内の水を排水配管Ｌ４を介して排水する。そうして、排水が終了すると、開閉バルブＶ２を閉じ、再び開閉バルブＶ１を開いて、所定水位になるようにタンク部１内に給水する。このようにして、定期的にタンク部１内の水を新しくすることにより、スケールの発生を抑えることができる。
【００４８】
図６は加湿装置において同一加湿量を得るための加湿エレメント２の温度低下と温水循環量比との関係、および、加湿エレメント２の温度低下と加湿エレメント２の面積比との関係を示している。図６において、横軸は温度低下ΔＴ[deg]を表し、縦軸は温水循環量比と加湿エレメント２の面積比を表している。この図６では、加湿エレメント２の入口側に流入する温水の温度が一定で、かつ、加湿エレメント２の単位面積あたりの通風量が一定とする条件において、同一の加湿量を得るために必要となる温水循環量と加湿エレメント２の面積比を示している。なお、横軸の温度低下ΔＴは、
ΔＴ＝(加湿エレメント２の入口側の水温)−(加湿エレメント２の出口側の水温)
である。
【００４９】
図６に示すように、温度低下ΔＴが５[deg]以下では、温水循環量が急増するが、加湿エレメント２の面積はあまり小さくならない。一方、温度低下ΔＴが１５[deg]以上では、温水循環量はあまり減らないが、加湿エレメント２の面積は温度低下ΔＴが大きくなるほど大きくなる。
【００５０】
このように、温度低下ΔＴを例えば５[deg]〜１５[deg]の範囲にすることにより、温水循環量を極端に高くする必要が無くなり、大型のポンプが不要となって、加湿エレメント２内の循環水量も抑えることができるため、加湿エレメント２内の水路もコンパクトにできる。また、温度低下ΔＴを例えば５[deg]〜１５[deg]の範囲にすることにより、加湿エレメントを極端に大きくする必要が無くなり、加湿装置を小型化することができる。これにより、高性能の循環装置や大型の加湿エレメントを使用することなく、高い加湿量を得ることができる。このように、温度低下ΔＴは、加湿装置の最大加湿量を設定するときに重要となる一方、小加湿量の時は、温度低下ΔＴはいくら大きくてもよい。こうして、温水循環量と加湿エレメント２の面積を適切な値に設定することによって、温水循環量を最適にして省エネルギー化と小型化が図れる加湿性能の優れた加湿装置を実現できる。
【００５１】
上記加湿装置では、出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温に基づいて、制御部１０によって加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００５２】
上記加湿エレメント２で消費される熱量は、加湿エレメント２から水が気化するときの潜熱によるものであり、ポンプ流量と入口側水温が一定の場合、加湿エレメント２の入口側で消費される熱量が多くなるほど加湿エレメント２の出口側の水温は低くなり、加湿エレメント２で消費される熱量が少なくなるほど加湿エレメント２の出口側の水温は高くなる。このように、上記加湿エレメント２の出口側の水温と加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する。
【００５３】
また、上記加湿装置において、配管Ｌ１の加湿エレメント２の入口側近傍に加湿エレメント２の入口側の水温を検出する入口側水温センサ１２を備えてもよい。この入口側水温センサ１２は、加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素の一例である。この場合、出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温と、入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温に基づいて、制御部１０によって加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００５４】
上記加湿エレメント２の入口側の水温が低くなるほど加湿エレメント２で消費される熱量は少なくなり、加湿エレメント２の入口側の水温が高くなるほど加湿エレメント２で消費される熱量は多くなる。このように、上記加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する。そして、加湿エレメント２の入口側に流入する温水の温度が一定で、かつ、加湿エレメント２の単位面積あたりの通風量が一定とする条件では、入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温と出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温との温度差は、加湿エレメント２で消費される熱量と略比例するので、この特性を利用して加湿量を正確に制御することが可能となる。
【００５５】
また、ポンプ流量と入口側水温が一定の場合、上記加湿エレメント２で消費される熱量が多ければ加湿エレメント２の風下側の空気温度は低くなり、加湿エレメント２で消費される熱量が少なければ加湿エレメント２の風下側の空気温度は高くなる。これは、加湿エレメント２で消費される熱量が加湿エレメント２から水が気化するときの潜熱によるものであり、加湿空気の温度が低下するからである。このように、上記加湿エレメント２の風下側の空気温度と送風ファン３の送風量と、加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する。したがって、このような加湿エレメント２の風下側の空気温度を空気温度センサ１３により検出して、検出された加湿エレメント２の風下側の空気温度に基づいて、制御部１０によって加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００５６】
また、上記加湿装置において、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメント２による加湿量を容易に制御することができ、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００５７】
また、送風ファン３の送風量と入口側水温が一定の場合でも、上記制御部１０によりポンプ４の流量を制御して、加湿エレメント２を含む循環経路を循環する水の量を多くするほど加湿エレメント２による加湿量は増え、加湿エレメント２を含む循環経路を循環する水の量を少なくするほど加湿エレメント２による加湿量は少なくなる。また、ポンプ４の流量と入口側水温が一定の場合でも、上記制御部１０により送風ファン３の送風量を制御して、送風ファン３の送風量を多くすれば加湿エレメント２による加湿量は増え、送風ファン３の送風量を少なくするほど加湿エレメント２による加湿量は少なくなる。また、上記制御部１０によりヒータ５の加熱量を制御して、ヒータ５の加熱量を多くするほど加湿エレメント２による加湿量は増え、ヒータ５の加熱量を少なくすれば加湿エレメント２による加湿量は少なくなる。
【００５８】
また、ポンプ４の流量が一定の場合、上記加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２の出口側の水温との温度差は、加湿エレメント２で消費される熱量と略比例する。したがって、上記加湿装置において、加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部１０によってポンプ４の流量を制御することによって、加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が大きくなるほど、加湿エレメント２の出口側の水温が低くなって加湿効率が全体として低下するので、ポンプ４の流量を大きくして、加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２の出口側の水温との温度差を小さくする。そうして、上記加湿エレメント２の入口側の水温と加湿エレメント２の出口側の水温の温度差が所定値以下になるように、ポンプ４の流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。ここで、ポンプ４の流量は、加湿エレメント２内の圧力が最大許容圧力を越えないように制御する。
【００５９】
また、上記入口側水温センサ１２に加えて、送風ファン３の風上側に湿度を検出する湿度センサ１４を備えてもよい。この場合、湿度センサ１４により検出された空気の湿度に基づいて、制御部１０によって加湿エレメント２による加湿量を制御することにより、例えば室内などの局所空間を加湿する場合により正確な湿度コントロールができる。
【００６０】
また、上記加湿装置において、タンク部１の下流側かつ加湿エレメント２の上流側にヒータ５を配置することによって、循環経路を循環する水を加湿エレメント２の近くでより早く加熱することができ、加湿量の制御の応答が速くなる。また、ヒータ５で加熱された水が加湿エレメント２に到達するまでの経路を短くして、加湿エレメント２に供給される水の温度低下を低減でき、加湿効率を向上できる。
【００６１】
上記第１実施形態の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００６２】
〔第２実施形態〕
図２はこの発明の第２実施形態の加湿装置の構成を示している。この第２実施形態の加湿装置は、加熱部を除いて第１実施形態の加湿装置と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
【００６３】
上記第１実施形態の加湿装置では、加熱部としてのヒータ５をタンク部１内に配置したが、この第２実施形態の加熱装置は、タンク部１内の底部にヒータ２２を配置し、そのヒータ２２を囲むように、スケール析出部２１を配置している。上記スケール析出部２１とヒータ２２で加熱部２５を構成している。
【００６４】
上記スケール析出部２１に用いられるスケールを析出させる部材としては、表面積の大きい多孔質の部材などが望ましく、特に後述する第３実施形態のように循環経路を塞ぐように配置される場合は、通水性が高いことが望ましい。なお、多孔質の部材として、パン式加湿機で使用されているスケール捕集部材などが使用でき、ガラスやロックウール、セラミック、各種樹脂、金属繊維などで作られた不織布を用いたり、発泡金属やセラミックの多孔体などを用いたりしてもよい。
【００６５】
上記第２実施形態の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００６６】
また、上記加湿装置において、配管Ｌ１の加湿エレメント２の入口側近傍に加湿エレメント２の入口側の水温を検出する入口側水温センサ１２を備えてもよく、第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００６７】
また、上記加湿エレメント２の風下側の空気温度を検出する空気温度センサ１３を備えてもよいし、送風ファン３の風上側に湿度を検出する湿度センサ１４を備えてもよい。いずれの場合も、上記第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００６８】
また、上記加湿装置において、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメント２による加湿量を容易に制御することができ、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００６９】
また、上記入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温と出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部２０によってポンプ４の流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。
【００７０】
また、上記加熱部２５のスケール析出部２１によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部１の排水を行うことなく、加湿エレメント２のスケール発生を抑制することができる。したがって、加湿エレメント２の長寿命化が図れ、排水頻度を少なくして使用水量を低減できる。
【００７１】
特に、上記スケール析出部２１とヒータ２２で構成された加熱部２５を、スケールが溜まりやすいタンク部１内の底部またはその近傍に配置することにより、発生したスケールを効果的に除去できる。
【００７２】
また、上記スケール析出部２１は、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部２５の加熱効率の低下を防止できる。
【００７３】
例えば、スケール析出部３１に開閉部を設け、析出したスケールをその開閉部から取り出して除去してもよいし、スケール析出部３１においてスケールが析出して付着した部材を取り外し、その部材からスケールを除去してもよい。
【００７４】
〔第３実施形態〕
図３はこの発明の第３実施形態の加湿装置の構成を示している。この第３実施形態の加湿装置は、加熱部を除いて第２実施形態の加湿装置と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
【００７５】
上記第１実施形態の加湿装置では、加熱部としてのヒータ５をタンク部１内に配置したが、この第３実施形態の加熱装置は、タンク部１と加湿エレメント２を接続する配管Ｌ１のポンプ４の下流側にスケール析出部３１を配設し、そのスケール析出部３１に接するようにヒータ３２を配置している。上記スケール析出部２１とヒータ３２で加熱部３５を構成している。
【００７６】
上記第３実施形態の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００７７】
また、上記加湿装置において、配管Ｌ１の加湿エレメント２の入口側近傍に加湿エレメント２の入口側の水温を検出する入口側水温センサ１２を備えてもよく、第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００７８】
また、上記加湿エレメント２の風下側の空気温度を検出する空気温度センサ１３を備えてもよいし、送風ファン３の風上側に湿度を検出する湿度センサ１４を備えてもよい。いずれの場合も、上記第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００７９】
また、上記加湿装置において、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメント２による加湿量を容易に制御することができ、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００８０】
また、上記入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温と出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部３０によってポンプ４の流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。
【００８１】
また、上記タンク部１の下流側かつ加湿エレメント２の上流側に加熱部３５を配置することによって、循環経路を循環する水を加湿エレメント２の近くでより早く加熱することができ、加湿量の制御の応答が速くなる。また、加熱部３５で加熱された水が加湿エレメント２に到達するまでの経路を短くして、加湿エレメント２に供給される水の温度低下を低減でき、加湿効率を向上できる。
【００８２】
また、上記加熱部３５のスケール析出部３１によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部１の排水を行うことなく、加湿エレメント２のスケール発生を抑制することができる。したがって、加湿エレメント２の長寿命化が図れ、排水頻度を少なくして使用水量を低減できる。
【００８３】
また、上記スケール析出部３１は、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部３５の加熱効率の低下を防止できる。
【００８４】
〔第４実施形態〕
図４はこの発明の第４実施形態の加湿装置の構成を示している。この第４実施形態の加湿装置は、加熱部を除いて第１実施形態の加湿装置と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
【００８５】
上記第１実施形態の加湿装置では、加熱部としてのヒータ５をタンク部１内に配置したが、この第４実施形態の加熱装置は、タンク部１外に加熱部４５を配置している。
【００８６】
上記タンク部１の底部に配管Ｌ１１の一端を接続し、その配管Ｌ１１の他端に熱交換器４３の一次側の入口を接続している。上記配管Ｌ１１にポンプ４６を配設している。上記熱交換器４３の一次側の出口にスケール析出部４１の一端を接続し、スケール析出部４１の他端に配管Ｌ１２の一端を接続している。上記配管Ｌ１２の他端を熱交換器４３の二次側の入口に接続し、熱交換器４３の二次側の出口を、タンク部１の配管Ｌ１の接続位置よりも上側に配管Ｌ１３を介して接続している。そして、上記スケール析出部４１に接するようにヒータ４２を配置している。上記スケール析出部４１とヒータ４２と熱交換器４３で加熱部４５を構成している。
【００８７】
上記加湿装置によれば、タンク部１内の水を加熱するとき、制御部４０によってヒータ４２をオンすると共にポンプ４６を運転して、タンク部１内の水を、配管Ｌ１１と熱交換器４３の一次側とスケール析出部４１と配管Ｌ１２と熱交換器４３の二次側および配管Ｌ１３を介して循環させる。
【００８８】
上記第４実施形態の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００８９】
また、上記加湿装置において、配管Ｌ１の加湿エレメント２の入口側近傍に加湿エレメント２の入口側の水温を検出する入口側水温センサ１２を備えてもよく、第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００９０】
また、上記加湿エレメント２の風下側の空気温度を検出する空気温度センサ１３を備えてもよいし、送風ファン３の風上側に湿度を検出する湿度センサ１４を備えてもよい。いずれの場合も、上記第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【００９１】
また、上記加湿装置において、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメント２による加湿量を容易に制御することができ、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【００９２】
また、上記入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温と出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部３０によってポンプ４の流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。
【００９３】
また、上記加熱部４５のスケール析出部４１によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部１の排水を行うことなく、加湿エレメント２のスケール発生を抑制することができる。したがって、加湿エレメント２の長寿命化が図れ、排水頻度を少なくして使用水量を低減できる。
【００９４】
また、上記スケール析出部４１は、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部４５の加熱効率の低下を防止できる。
【００９５】
また、上記熱交換器４３の一次側(スケール析出部４１の上流側)と熱交換器４３の二次側(スケール析出部４１の下流側)との間で熱交換を行うことにより、熱交換器がない場合と比べてより少ない熱量で、スケール析出部４１に流入する水の温度を上げることができる。
【００９６】
〔第５実施形態〕
図５はこの発明の第５実施形態の加湿装置の構成を示している。この第５実施形態の加湿装置は、加熱部を除いて第３実施形態の加湿装置と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
【００９７】
上記タンク部１の底部に配管Ｌ２１の一端を接続し、その配管Ｌ２１の他端に熱交換器５３の一次側の入口を接続している。上記配管Ｌ２１にポンプ４を配設している。上記熱交換器４３の一次側の出口に配管Ｌ２２の一端を接続し、配管Ｌ２２の他端をスケール析出部５１の一端を接続している。上記スケール析出部５１の他端に配管Ｌ２３の一端を接続している。上記配管Ｌ２３の他端を熱交換器５３の二次側の入口に接続している。上記熱交換器４３の二次側の出口を配管Ｌ２４の一端に接続し、その配管Ｌ２４の他端を加湿エレメント２の入口側に接続している。そして、上記スケール析出部５１に接するようにヒータ５２を配置している。上記スケール析出部５１とヒータ５２と熱交換器５３で加熱部５５を構成している。
【００９８】
上記第５実施形態の加湿装置によれば、簡単な構成で加湿量を正確に制御できる加湿装置を実現することができる。
【００９９】
また、上記加湿装置において、配管Ｌ１の加湿エレメント２の入口側近傍に加湿エレメント２の入口側の水温を検出する入口側水温センサ１２を備えてもよく、第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【０１００】
また、上記加湿エレメント２の風下側の空気温度を検出する空気温度センサ１３を備えてもよいし、送風ファン３の風上側に湿度を検出する湿度センサ１４を備えてもよい。いずれの場合も、上記第１実施形態の加湿装置と同様の作用,効果を奏する。
【０１０１】
また、上記加湿装置において、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも１つを制御することによって、加湿エレメント２による加湿量を容易に制御することができ、ポンプ４の流量と送風ファン３の送風量とヒータ５の加熱量のうちの少なくとも２つ以上を組み合わせて制御することによって、加湿エレメント２による加湿量をより正確に制御することができる。
【０１０２】
また、上記入口側水温センサ１２により検出された加湿エレメント２の入口側の水温と出口側水温センサ１１により検出された加湿エレメント２の出口側の水温との温度差が所定値以下になるように、制御部３０によってポンプ４の流量を制御することによって、加湿効率の低下を防止でき、効率的な加湿運転ができる。
【０１０３】
また、上記タンク部１の下流側かつ加湿エレメント２の上流側に加熱部５５を配置することによって、循環経路を循環する水を加湿エレメント２の近くでより早く加熱することができ、加湿量の制御の応答が速くなる。また、加熱部５５で加熱された水が加湿エレメント２に到達するまでの経路を短くして、加湿エレメント２に供給される水の温度低下を低減でき、加湿効率を向上できる。
【０１０４】
また、上記加熱部５５のスケール析出部５１によって、スケールを析出させて除去することによって、煩雑にタンク部１の排水を行うことなく、加湿エレメント２のスケール発生を抑制することができる。したがって、加湿エレメント２の長寿命化が図れ、排水頻度を少なくして使用水量を低減できる。
【０１０５】
また、上記スケール析出部５１は、析出したスケールを除去可能な構造とすることによって、発生したスケールを容易に除去でき、メンテナンス性を向上できると共に、スケールによる加熱部５５の加熱効率の低下を防止できる。
【０１０６】
上記第１〜第５実施形態では、出口側水温センサ１１入口側水温センサ１２、空気温度センサ１３、湿度センサ１４を加湿エレメント２で消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素として用いた加湿装置について説明したが、加湿エレメントで消費される熱量との間に相関関係を有する状態を検出する要素は、これに限らず、また、２以上の要素を組み合わせて各要素の出力に基づいて、加湿エレメントの加湿量を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の加湿装置の構成図である。
【図２】図２はこの発明の第２実施形態の加湿装置の構成図である。
【図３】図３はこの発明の第３実施形態の加湿装置の構成図である。
【図４】図４はこの発明の第４実施形態の加湿装置の構成図である。
【図５】図５はこの発明の第５実施形態の加湿装置の構成図である。
【図６】図６は加湿装置において同一加湿量を得るための加湿エレメントの温度低下とお湯循環量比との関係および加湿エレメントの温度低下と加湿エレメントの面積比との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１…タンク部
２…加湿エレメント
３…送風ファン
４,４６…ポンプ
５,２２,３２,４２,５２…ヒータ
６…モータ
１０,２０,３０,４０,５０…制御部
１１…出口側水温センサ
１２…入口側水温センサ
１３…空気温度センサ
１４…湿度センサ
１５…タンク部用水温センサ
１６…水位センサ
２１,３１,４１,５１…スケール析出部
２５,３５,４５,５５…加熱部
４３,５３…熱交換器
Ｖ１,Ｖ２…開閉バルブ
【図１】
2010043769.tif 000003
【図２】
2010043769.tif 000004
【図３】
2010043769.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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