(57)【要約】【課題】加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを抑えて加湿ホース等の通路内の結露を防ぎ、通路内の結露水に起因する騒音の発生を防止することにより室内の快適性を向上できる加湿装置およびそれを用いた空気調和機を提供する。【解決手段】加湿ロータ１１と、加湿ロータ１１を経由する吸着通路Ａに設けられた吸着ファン１３と、加湿ロータ１１を経由する加湿通路Ｂに設けられた加湿ファン１２と、加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも上流側に設けられたヒータ１４とを備える。加湿運転開始時、制御部３ａにより加湿ロータ１１の回転数を制御して、加湿ロータ１１の初期保水量の低減運転を行う。そして、加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも下流側に設けられた吹出温度センサ２０により検出された加湿空気の吹出温度が所定温度以上になると、制御部３ａは、加湿ロータ１１の初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転を行う。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿ロータ（１１）と、上記加湿ロータ（１１）を経由する吸着通路に設けられた吸着ファン（１３）と、上記加湿ロータ（１１）を経由する加湿通路に設けられた加湿ファン（１２）と、上記加湿通路の上記加湿ロータ（１１）よりも上流側に設けられたヒータ（１４）とを備えた加湿装置において、
加湿運転開始時に上記加湿ロータ（１１）の回転数を制御して、上記加湿ロータ（１１）の初期保水量の低減運転を行う制御部（３ａ）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、
上記加湿通路の上記加湿ロータ（１１）よりも下流側に設けられ、上記加湿ロータ（１１）を通過した加湿空気の吹出温度を検出する吹出温度センサ（２０）を備え、
上記制御部（３ａ）は、上記吹出温度センサ（２０）により検出された加湿空気の吹出温度が所定温度以上になると、上記加湿ロータ（１１）の初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転を行うことを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
請求項１に記載の加湿装置において、
上記加湿通路の上記加湿ロータ（１１）よりも下流側に設けられ、上記加湿ロータ（１１）を通過した加湿空気の吹出温度を検出する吹出温度センサ（２０）を備え、
上記制御部（３ａ）は、上記吹出温度センサ（２０）により検出された加湿空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差が小さくなるように、上記加湿ロータ（１１）の回転数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乃至３のいずれか１つに記載の加湿装置を用いたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内に加湿空気を供給する加湿装置およびそれを用いた空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、加湿装置としては、加湿ロータと、上記加湿ロータを経由する吸着通路に設けられた吸着ファンと、上記加湿ロータを経由する加湿通路に設けられた加湿ファンと、上記加湿通路の加湿ロータよりも上流側に設けられたヒータとを備えものがある（特開２００２−２２２４６号公報参照）。この加湿装置は、室外において外気から加湿ロータに水分を吸着させた後、その加湿ロータから水分を脱着させて加湿した加湿空気を加湿ホースを通じて室内に供給する。そうすることにより、冬季の乾燥しやすい室内の湿度を調整して快適性を向上できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記加湿装置では、加湿ロータを一定回転数とし、吸着ファンの回転数制御によって加湿量の制御を行っている。この場合、加湿運転開始時に加湿ロータが急に一定回転数で回転を開始するため、加湿ロータに保水されていた水分が過剰に供給され、図６の上側に示すグラフの点線で囲まれた領域のように、加湿量のオーバーシュートが発生する。このような過剰な加湿により加湿ホース内に結露が発生し、その結露水により異音が発生して、ユーザーに不快感を与えるという問題がある。このとき、吸着ファンの回転数制御は、加湿ロータへの吸着通路の通風量を制御するようにしているため、既に加湿ロータに保水されている状態からの加湿運転開始時には、上記加湿量のオーバーシュートに対してはあまり有効でない。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを抑えて加湿ホース等の通路内の結露を防ぎ、通路内の結露水に起因する騒音の発生を防止することにより室内の快適性を向上できる加湿装置およびそれを用いた空気調和機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の加湿装置は、加湿ロータと、上記加湿ロータを経由する吸着通路に設けられた吸着ファンと、上記加湿ロータを経由する加湿通路に設けられた加湿ファンと、上記加湿通路の上記加湿ロータよりも上流側に設けられたヒータとを備えた加湿装置において、加湿運転開始時に上記加湿ロータの回転数を制御して、上記加湿ロータの初期保水量の低減運転を行う制御部を備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記請求項１の加湿装置によれば、上記加湿ロータの吸着通路に面する領域に、上記吸着通路に設けた吸着ファンにより外気を通過させ、加湿ロータの吸着通路に面する領域に外気から水分を吸着させる。そして、上記加湿ロータの吸着通路に面していた領域（水分を吸着した領域）は、加湿ロータの回転に伴って順に加湿通路に面して、上記加湿通路に設けた加湿ファンにより、ヒータで加熱された空気を加湿ロータの加湿通路に面する領域を通過させ、加湿ロータから水分を脱着させて空気を加湿する。このようにして、上記加湿ロータの回転に伴って吸着と脱着を繰り返し、加湿空気を室内に供給する。そして、この加湿装置の加湿運転開始時に上記制御部により加湿ロータの回転数を制御して、上記加湿ロータの初期保水量の低減運転を行うことによって、例えば加湿ロータの回転数を通常加湿運転時の回転数よりも下げることによって、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを抑えて、加湿空気を室内に導く例えば加湿ホース内の結露を防ぐことができる。したがって、加湿ホース内の結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内の快適性を向上できる。
【０００７】
また、請求項２の加湿装置は、請求項１の加湿装置において、上記加湿通路の上記加湿ロータよりも下流側に設けられ、上記加湿ロータを通過した加湿空気の吹出温度を検出する吹出温度センサを備え、上記制御部は、上記吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度が所定温度以上になると、上記加湿ロータの初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転を行うことを特徴としている。
【０００８】
上記請求項２の加湿装置によれば、初期保水量の低減運転を開始した後、上記吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度が所定温度以上になると、上記制御部により加湿ロータの初期保水量の低減運転を停止して通常の加湿運転を行う。すなわち、加湿空気の吹出温度と加湿量には相関関係があり、例えば目標加湿量に相当する吹出温度を目標吹出温度として上記所定温度を設定することにより、初期保水量の低減運転時において目標加湿量に達したら、初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転に移行できるので、最短時間で初期保水量の低減運転を終了させることができ、初期保水量の低減運転の時間を短縮できる。
【０００９】
また、請求項３の加湿装置は、請求項１の加湿装置において、上記加湿通路の上記加湿ロータよりも下流側に設けられ、上記加湿ロータを通過した加湿空気の吹出温度を検出する吹出温度センサを備え、上記制御部は、上記吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差が小さくなるように、上記加湿ロータの回転数を制御することを特徴としている。
【００１０】
上記請求項３の加湿装置によれば、上記吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差が小さくなるように、上記制御部により加湿ロータの回転数を制御して、加湿空気の吹出温度が目標吹出温度になるようにすることによって、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを確実に軽減できる。
【００１１】
また、請求項４の空気調和機は、請求項１乃至３のいずれか１つの加湿装置を用いたことを特徴としている。
【００１２】
上記請求項４の空気調和機によれば、上記加湿装置を用いることによって、加湿空気を室内に導く例えば加湿ホース内の結露を防ぐことができるので、加湿ホース内の結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内の快適性を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の加湿装置およびそれを用いた空気調和機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１４】
（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を用いた空気調和機の空気調和機の概略ブロック図であり、１は室内ユニット、２は室外ユニット、３は上記室外ユニット２の上部に配置された加湿装置、４は上記室内ユニット１と加湿装置３とを接続する加湿ホースである。上記加湿装置３は、加湿運転を制御する制御部３ａを有している。この空気調和機は、加湿装置３から加湿ホース４を介して室外ユニット１に加湿空気を供給して、室内を加湿する。
【００１５】
また、図２は上記加湿装置３の要部のブロック図を示しており、この加湿装置３は、ケーシング１０内に円板状の加湿ロータ１１を配置している。上記加湿ロータ１１は、吸着材を用いて例えばハニカム状または多孔多粒状に成形されており、加湿ロータ用モータ１６によって軸１１ａを中心に回転する。また、上記ケーシング１０内を仕切板１５で仕切ることによって、加湿ロータ１１をそれぞれ経由する吸着通路Ａと加湿通路Ｂとを形成している。そして、上記加湿通路Ｂの加湿ロータ１１の下流側に加湿ファン１２を配置し、その加湿ファン１２の下流側近傍に吹出温度センサ２０を配置している。さらに、上記加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも上側の部分にヒータ１４を設けている。また、上記吸着通路Ａの加湿ロータ１１よりも下流側に吸着ファン１３を設けている。
【００１６】
上記加湿ロータ用モータ１６により回転する加湿ロータ１１は、吸着ファン１３により吸着通路Ａの矢印方向に流れる空気から水分を吸着する一方、加湿通路Ｂの加湿ロータ１１よりも下流側の加湿ファン１２により、空気を矢印（加湿通路Ｂ）に示すように吸引して流すようにしている。このとき、ヒータ１４で加熱された空気が加湿ロータ１１を通り、加湿ロータ１１によって加湿される（加湿ロータ１１から水分を脱着する）。すなわち、上記加湿ロータ１１が吸着した水分は、ヒータ１４によって加熱された空気によって脱着されて、通過する空気を加湿する。そうして加湿された空気は、加湿ファン１２によって図１に示す加湿ホース４を介して室内ユニット１に送られる。
【００１７】
また、図３は上記加湿装置３の制御部３ａの動作を説明するフローチャートである。以下、図３にしたがって制御部３ａの加湿運転開始時の初期保水量の低減運転の処理を説明する。
【００１８】
まず、処理がスタートすると、ステップＳ１で加湿ロータ１１の回転数を初期回転数に設定する。このとき、初期回転数は、通常の加湿運転時の目標回転数よりも低い値に設定する。
【００１９】
次に、ステップＳ２に進み、タイマをスタートする。このタイマの計時時間は、例えば１分〜５分とする。
【００２０】
次に、ステップＳ３に進み、吹出温度センサ２０により吹出温度を検出する。
【００２１】
次に、ステップＳ４に進み、吹出温度が所定温度以上か否かを判定して、吹出温度が所定温度以上であると判定すると、ステップＳ６に進む一方、吹出温度が所定温度未満であると判定すると、ステップＳ５に進む。
【００２２】
そして、ステップＳ５でタイマの計時が終了したか否かを判定して、タイマの計時が終了したと判定すると、ステップＳ６に進む。一方、ステップＳ５でタイマの計時が終了していないと判定すると、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返す。
【００２３】
そして、ステップＳ６で加湿ロータ１１の回転数を目標回転数に設定して、この処理を終了し、通常の加湿運転を続けて行う。
【００２４】
ここで、加湿運転開始時、吸着ファン１３，加湿ファン１１の回転数を夫々一定にすると共に、ヒータ１４の出力も一定にして、加湿ロータ１１の回転数によって加湿量を制御する。なお、加湿ファン１１により吹き出す加湿空気の加湿量は、加湿空気の絶対湿度に比例し、さらにその絶対湿度は、加湿空気の吹出温度に比例している。これは、ヒータ１４による加熱量が加湿ロータ１１からの水分脱着に使用される熱量に比例しており、脱着に使われなかった熱量が空気の温度上昇に寄与するためである。つまり、加湿ロータ１１の回転数の初期値を低速回転とすることにより、加湿量が少ない状態から徐々に加湿量を上げていくことができるので、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを回避することができる。
【００２５】
また、初期保水量低減運転における所定時間と加湿ロータ１１の初期回転数は、予め実験により最適値を求めておくと共に、通常加湿運転時における加湿ロータ１１の目標回転数も、予め実験により目標とする加湿量を確保できる最適値を求めておく。
【００２６】
図４は上記加湿運転開始時の初期保水量低減運転における加湿ロータの回転数と加湿量の時間変化を示している。図４に示すように、加湿運転開始時、加湿ロータ１１の回転数を初期回転数（＜目標回転数）に設定して、所定時間（例えば１分〜５分）初期保水量低減運転を行うことによって、加湿量が低く抑えられて徐々に加湿量が増えるが、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートはなくなり、加湿空気を室内に導く加湿ホース４内の結露を防ぐことができる（図６の下側に示すグラフ）。
【００２７】
このように、上記加湿装置を用いた空気調和機によれば、加湿運転開始時に加湿ロータが急に一定回転数で回転を開始するために加湿ロータに保水されていた水分が過剰に供給されることがない。したがって、加湿ホース４内の結露を防ぎ、結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内のユーザーに不快感を与えることがなく快適性を向上できる。
【００２８】
また、上記吹出温度センサ２０により検出された加湿空気の吹出温度が所定温度の目標吹出温度以上になると、制御部３ａにより加湿ロータ１１の初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転を行うので、最短時間で初期保水量の低減運転を終了させることができ、初期保水量の低減運転の時間を短縮することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態の加湿装置を用いた空気調和機について説明する。この第２実施形態の加湿装置を用いた空気調和機は、加湿運転開始時の初期保水量低減運転の処理を除いて第１実施形態の加湿装置を用いた空気調和機と同一の構成をしており、図１，図２を援用する。
【００３０】
この加湿装置を用いた空気調和機は、加湿運転時、吹出温度と所定温度の一例としての目標吹出温度との温度差を求めて、その温度差が小さくなるように、加湿ロータ１１の回転数を制御するフィードバック制御を行う。すなわち、加湿運転開始時は、加湿ロータ１１の回転数を初期回転数に設定し、その後、吹出温度と目標吹出温度との温度差△Ｔ（＝目標吹出温度−吹出温度）に応じて、所定時間毎に、吹出温度と目標吹出温度の温度差△Ｔ＞０であれば、加湿ロータ１１の回転数を所定回転数上げる一方、吹出温度と目標吹出温度の温度差△Ｔが小さくなり、温度差△Ｔ＜０となった場合は、加湿ロータ１１の回転数を所定回転数下げ、この処理を繰り返す。
【００３１】
上記吹出温度センサ２０により検出される吹出温度と加湿量との間の関係に基づいて、例えば目標加湿量に相当する吹出温度を目標吹出温度として設定することにより、初期保水量の低減運転時において目標加湿量に達したら、加湿ロータ１１の初期保水量の低減がなされたものとしてこの初期保水量の低減運転を停止して通常加湿運転に移行する。
【００３２】
図５は上記加湿運転開始時の初期保水量低減運転における加湿ロータの回転数と加湿量の時間変化を示している。図５に示すように、加湿運転開始時に加湿ロータ１１の回転数を初期回転数に設定した後、上記フィードバック制御により、加湿ロータ１１の回転数を初期回転数から徐々に上げて、加湿量を目標加湿量になるようにしている。図５では、加湿量と目標加湿量との差△Ｈ（目標加湿量−加湿量）＞０であれば、加湿ロータ１１の回転数を下げる一方、加湿量と目標加湿量との差△Ｈが小さくなり、差△Ｈ＜０となった場合は、加湿ロータ１１の回転数を上げて、この処理を繰り返している。
【００３３】
上記第２実施形態の加湿装置を用いた空気調和機では、吹出温度センサ２０により検出された加湿空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差が小さくなるように、制御部３ａにより加湿ロータ１１の回転数を制御して、加湿空気の吹出温度が目標吹出温度になるようにすることによって、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを確実に軽減することができる。
【００３４】
このように、上記加湿装置を用いた空気調和機によれば、加湿運転開始時に加湿ロータが急に一定回転数で回転を開始するために加湿ロータに保水されていた水分が過剰に供給されることがない。したがって、加湿ホース４内の結露を防ぎ、結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内のユーザーに不快感を与えることがなく快適性を向上できる。
【００３５】
なお、上記第２実施形態では、初期保水量の低減運転において加湿ロータ１１の回転数をステップ状に変化させたが、連続的に変化させてもよく、加湿ロータの回転数制御は、加湿装置の能力や構成に応じて適宜設計すればよい。
【００３６】
上記第１，第２実施形態では、加湿装置を用いた空気調和機について説明したが、加湿装置のみにこの発明を適用してもよいし、この発明の加湿装置を他の装置に用いてもよい。
【００３７】
また、上記第１，第２実施の形態では、加湿運転において、吸着ファン１３，加湿ファン１１の回転数を夫々一定にすると共に、ヒータ１４の出力も一定にして、加湿ロータ１１の回転数によって加湿量を制御したが、加湿ロータの回転数を制御するとき、吸着ファン，加湿ファンの回転数およびヒータの出力のうちの少なくとも１つを変化させる制御を行う加湿装置にこの発明を適用してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の加湿装置は、加湿ロータと、その加湿ロータを経由する吸着通路に設けられた吸着ファンと、加湿ロータを経由する加湿通路に設けられた加湿ファンと、加湿通路の加湿ロータよりも上流側に設けられたヒータとを備えた加湿装置において、加湿運転開始時に加湿ロータの回転数を制御して、加湿ロータの初期保水量の低減運転を行う制御部を備えたものである。
【００３９】
したがって、請求項１の発明の加湿装置によれば、加湿運転開始時に上記制御部により加湿ロータの回転数を制御して、加湿ロータの初期保水量の低減運転を行うことによって、例えば加湿ロータの回転数を通常加湿運転時の回転数よりも下げることによって、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを抑えることができ、加湿空気を室内に導く例えば加湿ホース内の結露を防ぐことができる。したがって、加湿ホース内の結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内の快適性を向上できる。
【００４０】
また、請求項２の発明の加湿装置によれば、請求項１の加湿装置において、上記加湿通路の加湿ロータよりも下流側に設けられ、加湿ロータを通過した加湿空気の吹出温度を検出する吹出温度センサを備え、初期保水量の低減運転開始後に吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度が所定温度以上になると、上記制御部により加湿ロータの初期保水量の低減運転を停止して通常の加湿運転を行うので、最短時間で初期保水量の低減運転を終了させることができ、初期保水量の低減運転の時間の短縮化を図ることができる。
【００４１】
また、請求項３の発明の加湿装置によれば、請求項１の加湿装置において、上記吹出温度センサにより検出された加湿空気の吹出温度と目標吹出温度との温度差が小さくなるように、上記制御部により加湿ロータの回転数を制御して、加湿空気の吹出温度が目標吹出温度になるようにすることによって、加湿運転開始時の加湿量のオーバーシュートを確実に軽減できる。
【００４２】
また、請求項４の発明の空気調和機によれば、請求項１乃至３のいずれか１つの加湿装置を用いることによって、加湿空気を室内に導く例えば加湿ホース内の結露を防ぐことができるので、加湿ホース内の結露水に起因する騒音の発生を防止することができ、室内の快適性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の加湿装置を用いた空気調和機の概略ブロック図である。
【図２】図２は上記加湿装置の要部の構成図である。
【図３】図３は上記空気調和機の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４は加湿ロータの回転数と加湿量の時間変化を示す図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態の加湿装置を用いた空気調和機における加湿ロータの回転数と加湿量の時間変化を示す図である。
【図６】図６は加湿運転開始時の加湿量の変化を示す図である。
【符号の説明】
１…室内ユニット、
２…室外ユニット、
３…加湿装置、
３ａ…制御部、
４…加湿ホース、
１０…ケーシング、
１１…加湿ロータ、
１２…加湿ファン、
１３…吸着ファン、
１４…ヒータ、
１５…仕切板、
１６…加湿ロータ用モータ、
２０…吹出温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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