(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿負荷及び温度負荷に合わせて段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機を備え、湿度調整器による加湿及び電気ヒータによる再加熱によって湿度及び温度を補正するようにした空気調整装置における湿度制御方法において、除湿負荷に対応する冷凍機の出力レベルが温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルと同じか、温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルより大きい場合には、湿度の基準設定値並びに該基準設定値を挟んで上限設定値及び下限設定値を制御範囲として段階的に複数の湿度の制御レベルを設定し、該湿度の制御レベルと前記冷凍機の出力レベルとを対応させて、湿度検出器からの湿度信号によって冷凍機の運転を制御し、前記湿度の制御レベルと冷凍機の出力レベルの組み合わせのうちの特定のレベルの組み合わせにおいて、湿度の制御レベルが許容範囲を超えたときは、湿度検出器からの湿度信号によって他のレベルの組み合わせへの移行を図るとともに、移行したレベルの湿度の基準設定値が目標とする設定湿度となるように各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値を自動的に変更し、該変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行い、除湿負荷に対応する冷凍機の出力レベルより温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルが大きい場合には、温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルによって冷凍機の運転を行いながら湿度制御を行うことを特徴とする空気調整装置における湿度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調整装置における湿度制御方法に関し、特に、段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機を備えた空気調整装置における湿度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調整装置は、例えば、図２に示すように、空気調整装置１の筺体２に、冷凍機３、冷凍機３に接続された冷却コイル４、電気ヒータ５、湿度調整器６、排気フアン７、排気フアン７によって吸引口８を介して筺体２内に吸引される空気の湿度を測定する湿度検出器９等を備え、湿度検出器９によって測定された湿度が、目標とする設定湿度に満たない場合には、湿度調整器６の蒸気発生器６１を稼働することにより発生させた蒸気を、連結管６２及び蒸気排出管６３を介して噴出させることによって、空気の加湿を行い、一方、目標とする設定湿度を超過する場合には、冷凍機３に接続された冷却コイル４により空気を冷却することによって、空気の除湿を行うようにしていた（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、この空気調整装置１において、空気の除湿を行う場合、通常、冷凍機３のフルロード運転を行うため、空気の温度を目標とする設定温度に維持するために、電気ヒータ５にて再加熱を行う必要が生じ、エネルギ消費量が増大するという問題があった。
また、冷凍機３のフルロード運転を行った場合、除湿が過度になりやすく、また、加湿の応答性が悪いことと相俟って、冷凍機３の除湿運転の出力レベルの変動が頻繁に繰り返されたり、湿度制御の変動（振れ幅）が大きく目標とする設定湿度を安定して維持できないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３６４８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の空気調整装置の有する問題点に鑑み、段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機を備えた空気調整装置における湿度制御において、冷凍機の除湿運転の出力レベルの変動の回数が低減されるようにするとともに、湿度制御の変動（振れ幅）を小さくして目標とする設定湿度を安定して維持できるようにし、かつ、湿度制御を省エネルギで行うことができるようにした空気調整装置における湿度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の空気調整装置における湿度制御方法は、除湿負荷及び温度負荷に合わせて段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機を備え、湿度調整器による加湿及び電気ヒータによる再加熱によって湿度及び温度を補正するようにした空気調整装置における湿度制御方法において、除湿負荷に対応する冷凍機の出力レベルが温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルと同じか、温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルより大きい場合には、湿度の基準設定値並びに該基準設定値を挟んで上限設定値及び下限設定値を制御範囲として段階的に複数の湿度の制御レベルを設定し、該湿度の制御レベルと前記冷凍機の出力レベルとを対応させて、湿度検出器からの湿度信号によって冷凍機の運転を制御し、前記湿度の制御レベルと冷凍機の出力レベルの組み合わせのうちの特定のレベルの組み合わせにおいて、湿度の制御レベルが許容範囲を超えたときは、湿度検出器からの湿度信号によって他のレベルの組み合わせへの移行を図るとともに、移行したレベルの湿度の基準設定値が目標とする設定湿度となるように各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値を自動的に変更し、該変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行い、除湿負荷に対応する冷凍機の出力レベルより温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルが大きい場合には、温度負荷に対応する冷凍機の出力レベルによって冷凍機の運転を行いながら湿度制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の空気調整装置における湿度制御方法によれば、冷凍機の除湿運転の出力レベルの変動の回数が低減されて空気調整装置の耐久性を向上することができるとともに、湿度制御の変動（振れ幅）が小さくなって目標とする設定湿度を安定して維持でき、かつ、電気ヒータによる再加熱や湿度調整器による加湿の程度が低減されて湿度制御を省エネルギで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の空気調整装置における湿度制御方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１に、本発明の空気調整装置における湿度制御方法の一実施例を示す。
この空気調整装置における湿度制御方法は、制御部等を除くと、例えば、図２に示すような、筺体２に、冷凍機３、冷凍機３に接続された冷却コイル４、電気ヒータ５、湿度調整器６、排気フアン７、排気フアン７によって吸引口８を介して筺体２内に吸引される空気の湿度を測定する湿度検出器９等を備えた従来と同様の空気調整装置１を用いて実施することができる。
【０００９】
この場合において、空気調整装置１に備えられる冷凍機３は、例えば、インバータ制御方式の冷凍機３を用いることにより、外部信号によって出力レベルを段階的に複数のレベル、特に限定されるものではないが、例えば、０％、５０％、８０％、１００％の４段階に切り替えることができるようにされている。
【００１０】
次に、このような段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機３を備えた空気調整装置１を用いて湿度制御を行う制御要領を図１（横軸に湿度、縦軸に除湿負荷を示す。）を用いて説明すると、空気調整装置１の制御部に湿度の基準設定値Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３並びに該基準設定値を挟んで上限設定値Ｂ、Ｄ及び下限設定値Ａ、Ｃを制御範囲として段階的に複数の湿度の制御レベルを設定し、この湿度の制御レベルと冷凍機３の出力レベル、すなわち、除湿レベルＶ１、Ｖ２、Ｖ３とを対応させて、湿度検出器９からの湿度信号によって冷凍機３の運転を制御し、湿度の制御レベルと冷凍機３の除湿レベルＶ１、Ｖ２、Ｖ３の組み合わせのうちの特定のレベルの組み合わせにおいて、湿度の制御レベルが許容範囲を超えたときは、湿度検出器９からの湿度信号によって他のレベルの組み合わせへの移行を図るとともに、移行したレベルの湿度の基準設定値が目標とする設定湿度、特に限定されるものではないが、例えば、湿度５０％となるように、各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値を自動的に変更し、該変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行うようにする。
これにより、冷凍機３の除湿運転の出力レベルの変動の回数が低減されて空気調整装置１の耐久性を向上することができるとともに、湿度制御の変動（振れ幅）が小さくなって目標とする設定湿度を安定して維持でき、かつ、電気ヒータ５による再加熱や湿度調整器６による加湿の程度が低減されて湿度制御を省エネルギで行うことができる。
【００１１】
より具体的には、図３−１に示すように、まず冷凍機３の除湿レベルＶ１に対応する湿度の制御レベルとして、例えば、湿度の基準設定値Ｈ１：５０％（以下、湿度に関する数値は、目標とする設定湿度を湿度５０％とし、±５％の範囲で湿度制御する場合を例に説明するが、数値はこれに限定されるものではない。）、上限設定値Ｂ：５４％、下限設定値Ａ：４８％、ディファレンシャルａ：６％とする。
この湿度の制御レベルは、冷凍機３の出力レベルの変動（アップ（ＵＰ）／ダウン（ＤＯＷＮ））の指令を出す湿度を示すもので、例えば、高い湿度からＡ点に到達したとき冷凍機３の出力レベルを８０％から５０％にダウン（ＤＯＷＮ）させ、低い湿度からＢ点に到達したとき冷凍機３の出力レベルを５０％から８０％にアップ（ＵＰ）させる。
【００１２】
同様に、冷凍機の除湿レベルＶ２に対応する湿度の制御レベルとして、湿度の基準設定値Ｈ２：５２％、上限設定値Ｄ：５６％、下限設定値Ｃ：５０％、ディファレンシャルａ：６％、ステップｂ：２％とする。
この湿度の制御レベルは、高い湿度からＣ点に到達したとき冷凍機３の出力レベルを１００％から８０％にダウン（ＤＯＷＮ）させ、低い湿度からＤ点に到達したとき冷凍機３の出力レベルを８０％から１００％にアップ（ＵＰ）させる。
【００１３】
同様に、冷凍機の除湿レベルＶ３に対応する湿度の制御レベルとして、湿度の基準設定値Ｈ３：５４％、ディファレンシャルａ：６％とする。
【００１４】
次に、動作について説明する。
まず、空気調整装置１の起動時、湿度検出器９からの湿度信号によって、冷凍機３の除湿レベルを切り替え、目標とする設定湿度５０％となるようにする。
【００１５】
なお、湿度検出器９によって測定された湿度が、目標とする設定湿度５０％に満たない場合には、湿度調整器６の蒸気発生器６１を稼働することにより発生させた蒸気を、連結管６２及び蒸気排出管６３を介して噴出させることによって、空気の加湿を行うようにすることができる。
【００１６】
ここで、例えば、図３−１に示す冷凍機３の出力レベルが除湿レベルＶ１で５０％の状態で、室内への入室者があった等により除湿負荷が増加し、湿度が上昇に転じ、Ｂ点に達すると、冷凍機３の出力レベルを５０％から除湿レベルＶ２の８０％にアップ（ＵＰ）させる。
【００１７】
冷凍機３の出力レベルが除湿レベルＶ２へ移行しても、直ちには各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値は変更せず、湿度検出器９からの湿度信号によって、湿度が下降傾向となり、さらに、Ｃ点付近で安定したときに、図３−２に示すように、冷凍機の除湿レベルＶ２に対応する湿度の制御レベルを、湿度の基準設定値Ｈ２：５２％→５０％、上限設定値Ｄ：５６％→５４％、下限設定値Ｃ：５０％→４８％、ディファレンシャルａ：６％、ステップｂ：２％の設定に自動的に変更されるようにする。これに併せて、他の湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値も自動的に変更されるようにする。そして、この変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行うようにする。
一方、除湿レベルＶ２へ移行しても、湿度が上昇傾向を維持する場合には、各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値は変更せず、Ｄ点に達すると、冷凍機３の出力レベルを８０％から除湿レベルＶ３の１００％にアップ（ＵＰ）させる。
【００１８】
以下同様に、冷凍機３の出力レベルが除湿レベルＶ３へ移行しても、直ちには各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値は変更せず、湿度検出器９からの湿度信号によって、湿度が下降傾向となり、さらに、Ｅ点付近で安定したときに、図３−３に示すように、冷凍機の除湿レベルＶ３に対応する湿度の制御レベルを、湿度の基準設定値Ｈ３：５４％→５０％、ディファレンシャルａ：６％の設定に自動的に変更されるようにする。これに併せて、他の湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値も自動的に変更されるようにする。そして、この変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行うようにする。
【００１９】
一方、例えば、室内からの退室者があった場合等で除湿負荷が減少し、湿度が下降に転じた場合は、図３−４（図３−５）に示すように、逆に、冷凍機３の除湿レベルをＶ３からＶ２へ移行（さらに、必要に応じて、Ｖ１へ移行）させるとともに、湿度が上昇傾向となり、さらに、安定したときに、各湿度の制御レベルに設定した湿度の設定値を自動的に変更し、この変更した湿度の設定値を基準として湿度制御を行うようにする。
【００２０】
なお、上記の説明においては、空気調整装置における湿度の制御方法についてのみ説明したが、併せて、温度の制御を行うこともできる。
温度の制御方法は、例えば、図４に示すように、上記の湿度の制御方法と同様に、空気調整装置１の制御部に温度の基準設定値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５並びに該基準設定値を挟んで上限設定値及び下限設定値を制御範囲として段階的に複数の温度の制御レベルを設定し、この温度の制御レベルと冷凍機３の出力レベルＬ０、Ｌ０’、Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ３とを対応させて、温度検出器（図示省略）からの温度信号によって冷凍機３の運転を制御し、温度の制御レベルと冷凍機３の出力レベルＬ０、Ｌ０’、Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ３の組み合わせのうちの特定のレベルの組み合わせにおいて、温度の制御レベルが許容範囲を超えたときは、温度検出器（図示省略）からの温度信号によって他のレベルの組み合わせへの移行を図るとともに、移行したレベルの温度の基準設定値が目標とする設定温度となるように、各温度の制御レベルに設定した温度の設定値を自動的に変更し、該変更した温度の設定値を基準として温度制御を行うようにする（必要があれば、例えば、特開２００２−３６６２３３号公報及び特開２００３−３１６４４８号公報参照）。
この場合、冷凍機３の出力レベルは、除湿負荷、熱負荷（温度負荷）のいずれか大きい方に合わせて冷凍機３の運転を行うようにし、電気ヒータ５による再加熱や湿度調整器６による加湿によって、温度又は湿度を補正するようにする。
【００２１】
以上、本発明の空気調整装置における湿度制御方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の空気調整装置における湿度制御方法は、冷凍機の除湿運転の出力レベルの変動の回数が低減されるようにするとともに、湿度制御の変動（振れ幅）を小さくして目標とする設定湿度を安定して維持できるようにし、かつ、湿度制御を省エネルギで行うことができるという特性を有していることから、インバータ制御方式等の段階的に複数の出力レベルに切り替えることができるようにした冷凍機を備えた空気調整装置の湿度制御方法に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の一実施例を示す説明図である。
【図２】空気調整装置の一例を示す説明図である。
【図３−１】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の制御過程（当初状態）の説明図である。
【図３−２】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の制御過程（冷凍機の除湿レベルをＶ１→Ｖ２へ移行させて、Ｖ２で安定したときの自動変更後）の説明図である。
【図３−３】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の制御過程（冷凍機の除湿レベルをＶ１→Ｖ２→Ｖ３へ移行させて、Ｖ３で安定したときの自動変更後）の説明図である。
【図３−４】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の制御過程（冷凍機の除湿レベルをＶ３→Ｖ２へ移行させて、Ｖ２で安定したときの自動変更後）の説明図である。
【図３−５】本発明の空気調整装置における湿度制御方法の制御過程（冷凍機の除湿レベルをＶ３→Ｖ２→Ｖ１へ移行させて、Ｖ１で安定したときの自動変更後）の説明図である。
【図４】空気調整装置における温度制御方法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    空気調整装置
２    筺体
３    冷凍機
４    冷却コイル
５    電気ヒータ
６    湿度調整器
６１  蒸気発生器
６２  連結管
６３  蒸気排出管
７    排気フアン
８    吸引口
９    湿度検出器
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図４】
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