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技術 調湿装置及び空調システム

出願人 ダイキン工業株式会社
発明者 松井伸樹
出願日 2005年6月9日 (14年9ヶ月経過) 出願番号 2005-169580
公開日 2006年12月21日 (13年3ヶ月経過) 公開番号 2006-343038
状態 未査定
技術分野 中央式空気調和 空調制御装置1 空調制御装置2 空調制御装置
主要キーワード 湿度量 湿度コントロール 運転当初 長方形板 風量可変 省エネルギー対策 在室者数 外気湿度
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この項目の情報は公開日時点(2006年12月21日)のものです。
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図面 (7)

課題

無駄な除湿運転または加湿運転を防止するようにした調湿装置及び空調システムを提供する。

解決手段

調湿装置(10)は、室外空気を室内に供給し、室内空気室外に放出して加湿運転及び除湿運転を行う。そして、室内湿度が変化すると、その変化に基づいて、室内湿度が設定値となるように風量を制御する。

概要

背景

従来より、室内空気室外に放出して室外空気を室内に供給し、加湿運転及び除湿運転を行う調湿装置が知られている。

例えば、特許文献1には、吸着剤が水分の吸着と脱離とを行うことにより空気の湿度を調節する調湿装置が開示されている。この調湿装置は、第1の熱交換器と、第2の熱交換器と、冷媒循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行い、第1及び第2熱交換器で冷媒の凝縮蒸発とを交互に行う冷媒回路を備えている。また、吸着剤が、第1熱交換器及び第2熱交換器の表面に担持されている。そして、上記調湿装置は、第1熱交換器において室内空気から水分を吸着すると同時に、第2熱交換器において室外空気を加湿して室内に供給する運転と、第2熱交換器において室内空気から水分を吸着すると同時に、第1熱交換器において室外空気を加湿して室内に供給する運転を交互に行い、加湿運転を行う、と記載されている。
特開2004−294048号公報

概要

無駄な除湿運転または加湿運転を防止するようにした調湿装置及び空調システムを提供する。調湿装置(10)は、室外空気を室内に供給し、室内空気を室外に放出して加湿運転及び除湿運転を行う。そして、室内湿度が変化すると、その変化に基づいて、室内湿度が設定値となるように風量を制御する。

目的

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、室内の必要とする換気量に併せて適切な換気量を予測して風量制御を行うことにより、無駄な空調負荷及び調湿負荷を低減する調湿、換気、空調システムを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

風量可変ファンを駆動し、室内空気室外に放出する一方、室外空気調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置であって、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(60)と、上記湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化に基づいて、室内の在室者数予測する予測手段(71)と、上記予測手段(71)における上記在室者数に基づいて上記ファンの室内供給風量を算出し、室内に該室内供給風量を供給する風量制御手段(76)とを備えていることを特徴とする調湿装置。

請求項2

風量可変のファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置であって、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(60)と、室内温度の変化を検知する温度変化検知手段(80)と、上記湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化と上記温度変化検知手段(80)における室内温度の変化とに基づいて、室内の在室者数を予測する予測手段(91)と、上記予測手段(91)における上記在室者数に基づいて上記ファンの室内供給風量を算出し、室内に該室内供給風量を供給する風量制御手段(96)とを備えていることを特徴とする調湿装置。

請求項3

請求項1または2において、上記湿度変化検知手段(60)は、運転中の一定時間における室内湿度の変化を検知するように構成されていることを特徴とする調湿装置。

請求項4

風量可変のファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置を複数備えた空調システムであって、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(8)と、上記湿度変化検知手段(8)における室内湿度の変化に基づいて室内の在室者数を予測して、該在室者数に基づいて算出された上記ファンの風量を室内に供給する風量制御運転を、各々の調湿装置に実行させる連動制御手段(7)とを備えていることを特徴とする空調システム。

請求項5

請求項4において、上記連動制御手段(7)は、一部の上記調湿装置に対して上記風量制御運転を実行させ、他の一部の上記調湿装置に対して調湿空気の室内供給を停止させるように構成されていることを特徴とする空調システム。

技術分野

0001

本発明は、調湿装置及び空調システムに関し、特に、省エネルギー対策に係るものである。

背景技術

0002

従来より、室内空気室外に放出して室外空気を室内に供給し、加湿運転及び除湿運転を行う調湿装置が知られている。

0003

例えば、特許文献1には、吸着剤が水分の吸着と脱離とを行うことにより空気の湿度を調節する調湿装置が開示されている。この調湿装置は、第1の熱交換器と、第2の熱交換器と、冷媒循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行い、第1及び第2熱交換器で冷媒の凝縮蒸発とを交互に行う冷媒回路を備えている。また、吸着剤が、第1熱交換器及び第2熱交換器の表面に担持されている。そして、上記調湿装置は、第1熱交換器において室内空気から水分を吸着すると同時に、第2熱交換器において室外空気を加湿して室内に供給する運転と、第2熱交換器において室内空気から水分を吸着すると同時に、第1熱交換器において室外空気を加湿して室内に供給する運転を交互に行い、加湿運転を行う、と記載されている。
特開2004−294048号公報

発明が解決しようとする課題

0004

換気装置換気風量は、室内に在室する人数によって要求する換気量が変化し、室内に在室する人数が多い際には大風量を必要とし、人数が少ない際には少ない換気風量で良い。

0005

しかしながら、従来の調湿装置は、換気風量一定、つまり、ファン風量一定で運転を行っているため、室内の在室人数が少ない場合には必要以上に換気を行ってしまい、室外より外気負荷を多く持ち込んでしまうため、温度及び湿度コントロールエネルギーを多く必要とするという問題があった。

0006

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、室内の必要とする換気量に併せて適切な換気量を予測して風量制御を行うことにより、無駄な空調負荷及び調湿負荷を低減する調湿、換気、空調システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

第1の発明は、風量可変ファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置である。そして、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(60)と、上記湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化に基づいて、室内の在室者数を予測する予測手段(71)と、上記予測手段(71)における上記在室者数に基づいて上記ファンの室内供給風量を算出し、室内に該室内供給風量を供給する風量制御手段(76)とを備えている。

0008

本発明では、湿度変化検知手段(60)は、室内湿度の変化を検知する。湿度は、人間から発せられる場合が多く、予測手段(71)は、湿度の変化に基づいて、室内の在室者数を予測する。風量制御手段(76)は、その在室者数に基づいて室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給する。つまり、室内湿度が上昇した場合には、予測手段(71)は、室内の在室者数が運転当初よりも増えていると予測する。そして、風量制御手段(76)は、運転当初よりも多い室内供給風量を算出して、その風量を室内に供給するように運転する。一方、室内湿度が低下した場合には、予測手段(71)は、室内の在室者数が運転当初よりも減っていると予測する。そして、風量制御手段(76)は、運転当初よりも少ない室内供給風量を算出して、その風量を室内に供給するように運転する。この結果、無駄な運転が防止される。

0009

第2の発明は、風量可変のファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置である。そして、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(60)と、室内温度の変化を検知する温度変化検知手段(80)と、上記湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化と上記温度変化検知手段(80)における室内温度の変化とに基づいて、室内の在室者数を予測する予測手段(91)と、上記予測手段(91)における上記在室者数に基づいて上記ファンの室内供給風量を算出し、室内に該室内供給風量を供給する風量制御手段(96)とを備えている。

0010

第2の発明では、湿度変化検知手段(60)は、室内湿度の変化を検知し、温度変化検知手段(80)は、室内温度の変化を検知する。湿度及び温度は、人間から発せられる場合が多く、予測手段(71)は、湿度の変化及び温度の変化に基づいて、室内の在室者数を予測する。風量制御手段(76)は、その在室者数に基づいて室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給する。つまり、室内湿度及び室内温度が上昇した場合には、予測手段(71)は、室内の在室者数が運転当初よりも増えていると予測する。そして、風量制御手段(76)は、運転当初よりも多い室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給するように運転する。一方、室内湿度及び室内温度が低下した場合には、予測手段(71)は、室内の在室者数が運転当初よりも減っていると予測する。そして、風量制御手段(76)は、運転当初よりも少ない室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給するように運転する。この結果、無駄な運転が防止される。

0011

第3の発明は、上記第1及び第2の発明において、上記湿度変化検知手段(60)は、運転中の一定時間における室内湿度の変化を検知するように構成されている。

0012

第3の発明では、湿度変化検知手段(60)は、ある時刻での室内湿度と、その後一定時間運転後の室内湿度との変化を検知する。そして、予測手段(71)は、湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化に基づいて、在室者数を予測し、風量制御手段(76)は、予測手段(71)における在室者数に基づいて、室内供給風量を算出して供給する。この結果、室内の在室者数が徐々に減少した場合であっても、無駄な運転が防止される。

0013

第4の発明は、風量可変のファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、該室内を調湿する調湿装置を複数備えた空調システムである。そして、室内湿度の変化を検知する湿度変化検知手段(8)と、上記湿度変化検知手段(8)における室内湿度の変化に基づいて室内の在室者数が予測され、該在室者数に基づいて算出された上記ファンの風量を室内に供給する風量制御運転を、各々の調湿装置に実行させる連動制御手段(7)とを備えている。

0014

第4の発明では、湿度変化検知手段(8)は、室内湿度の変化を検知する。湿度は、人間から発せられる場合が多い。連動制御手段(7)は、各調湿装置(11)に対して風量制御運転を実行させる。風量制御運転は、湿度変化検知手段(8)における室内湿度の変化に基づいて室内の在室者数が予測され、その在室者数に基づいて室内供給風量が算出され、その風量を室内に供給する運転である。つまり、室内湿度が上昇した場合には、室内の在室者数が運転当初よりも増えていると予測され、運転当初よりも多い室内供給風量が算出される。一方、室内湿度が低下した場合には、室内の在室者数が運転当初よりも減っていると予測され、運転当初よりも少ない室内供給風量が算出される。この結果、無駄な運転が防止される。

0015

第5の発明は、上記第4の発明において、上記連動制御手段(7)は、一部の上記調湿装置に対して上記風量制御運転を実行させ、他の一部の上記調湿装置に対して調湿空気の室内供給を停止させるように構成されている。

0016

第5の発明では、連動制御手段(7)は、一部の調湿装置に対して上記風量制御運転を実行させる一方、他の一部の調湿装置に対しては風の供給を停止させる。この結果、無駄な運転が防止される。

発明の効果

0017

本発明によれば、室内湿度の変化に基づいて室内供給風量が制御されるため、無駄な運転を抑制することができる。この結果、省エネルギー化を図ることができる。

0018

また、上記第2の発明によれば、室内湿度の変化及び室内温度の変化に基づいて室内供給風量が制御されるため、無駄な運転を防止することができる。この結果、省エネルギー化を図ることができる。

0019

また、上記第3の発明によれば、運転前後における室内湿度の変化を検知できるので、無駄な運転を確実に防止することができる。

0020

また、上記第4の発明によれば、室内湿度の変化に基づいて各調湿装置が室内に供給する風量を変化させることができるので、無駄な運転を抑制することができる。この結果、省エネルギー化を図ることができる。

0021

また、上記第5の発明によれば、室内湿度の変化に基づいて、複数の調湿装置の一部の調湿装置が室内に供給する風量を変化させ、他の一部の調湿装置が風の供給を停止させるため、無駄な運転を抑制することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

0023

《発明の実施形態1》
本発明の実施形態1について説明する。本実施形態は、図1に示すように、除湿した空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿した空気を室内へ供給する加湿運転とが可能な調湿装置に適用したものである。

0024

上記調湿装置(10)は、冷媒回路(50)を備えている。この冷媒回路(50)は、第1吸着熱交換器(51)、第2吸着熱交換器(52)、圧縮機(53)、四方切換弁(54)、及び電動膨張弁膨張機構)(55)が設けられた閉回路である。この冷媒回路(50)は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。

0025

上記冷媒回路(50)において、圧縮機(53)は、その吐出側が四方切換弁(54)の第1のポートに、その吸入側が四方切換弁(54)の第2のポートにそれぞれ接続されている。第1吸着熱交換器(51)の一端は、四方切換弁(54)の第3のポートに接続されている。第1吸着熱交換器(51)の他端は、電動膨張弁(55)を介して第2吸着熱交換器(52)の一端に接続されている。第2吸着熱交換器(52)の他端は、四方切換弁(54)の第4のポートに接続されている。

0026

上記四方切換弁(54)は、第1のポートと第3のポートが連通して第2のポートと第4のポートが連通する第1状態図1(A)に示す状態)と、第1のポートと第4のポートが連通して第2のポートと第3のポートが連通する第2状態(図1(B)に示す状態)とに切り換え可能となっている。

0027

図2に示すように、第1吸着熱交換器(51)及び第2吸着熱交換器(52)は、何れもクロスフィン型のフィンアンドチューブ熱交換器によって構成されている。これら吸着熱交換器(51,52)は、銅製の伝熱管(58)とアルミニウム製のフィン(57)とを備えている。吸着熱交換器(51,52)に設けられた複数のフィン(57)は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。また、伝熱管(58)は、各フィン(57)を貫通するように設けられている。

0028

上記各吸着熱交換器(51,52)では、各フィン(57)の表面に吸着剤が担持されており、フィン(57)の間を通過する空気がフィン(57)の表面の吸着剤と接触する。この吸着剤としては、ゼオライトシリカゲル活性炭親水性官能基を有する有機高分子材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用いられる。

0029

上記調湿装置(10)は、第1コントローラ(30)と第2コントローラ(70)と第3コントローラ(75)とを備えている。第1コントローラ(30)は、運転制御手段(31)を備えている一方、入力スイッチ(40)が接続されている。上記運転制御手段(31)は、室内湿度がユーザの設定した設定値となるように、加湿運転または除湿運転を制御するように構成されている。

0030

上記第2コントローラ(70)は、予測手段(71)を備えている一方、湿度変化検知手段(60)が接続されている。また、第2コントローラ(70)には、図示しないが、外気温度を検出する外気温度センサと、外気湿度を検出する外気湿度センサと、室内温度を検出する室内温度センサと、室内湿度を検出する室内湿度センサから、温湿度情報が入力されている。上記湿度変化検知手段(60)は、上記室内湿度センサからの室内湿度に基づいて、室内湿度の変化を検知するように構成されている。上記予測手段(71)は、湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化に基づいて、室内の在室者数を予測するように構成されている。具体的には、予測手段(71)は、一定時間毎に、式(1)の計算を行うことにより、室内の在室者数を予測する。

0031

X=X0+A×(Rr−Rpre)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(1) ここで、Xは、室内の在室者数の予測値
X0は、運転当初の室内の在室者数、または予測を行う前の室内の在室者数、 Aは、係数
Rrは、室内湿度であり、Rpreは、式(2)または式(3)で求められる。

0032

Rpre=(Rta−Rr)×B+Rr,(B<1.0)・・・・・・・・・・・・式(2) Rpre=(R0−Rr)×C+Rr,(C<1.0)・・・・・・・・・・・・・式(3) ここで、式(2)は、除湿または加湿運転時における室内湿度予測値、
式(3)は、換気運転時における室内湿度予測値であり、
Rtaは、目標湿度
R0は、室外湿度である。

0033

除湿運転時または加湿運転時には、目標湿度Rtaと室内湿度Rrとを式(2)に代入して、室内湿度予測値Rpreを算出し、その室内湿度予測値Rpreと室内湿度Rrとを式(1)に代入して室内の在室者数Xを予測する。

0034

また、換気運転時には、室外湿度R0と室内湿度Rrとを式(3)に代入して、室内湿度予測値Rpreを算出し、その室内湿度予測値Rpreと室内湿度Rrとを式(1)に代入して室内の在室者数Xを予測する。

0035

上記第3コントローラ(75)は、風量制御手段(76)を備えている一方、第2コントローラ(70)が接続されている。上記風量制御手段(76)は、予測手段(71)における室内の在室者数に基づいて室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給するように構成されている。具体的には、風量制御手段(76)は、ファンの回転を制御するように構成されており、式(4)に、室内の在室者数の予測値Xを代入して、室内供給風量Wを算出する。

0036

W=X×D・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式(4) つまり、ユーザの入力操作により、運転制御手段(31)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。そして、湿度変化検知手段(60)により室内湿度の変化が検知された場合には、予測手段(71)が室内の在室者数を予測し、風量制御手段(76)がその在室者数に基づいて室内供給風量を算出して室内に供給する。具体的に、室内湿度が上昇すると、予測手段(71)は、運転当初よりも室内の在室者数が増えていると予測し、風量制御手段(76)は、その予測に基づいて、運転当初よりも多い室内供給風量を算出してその風量を供給する。よって、風量制御手段(76)は、より多くの風量を室内に供給するように、すなわち、ファンの回転を増加させるように、構成されている。一方、室内湿度が低下すると、予測手段(71)は、運転当初よりも室内の在室者数が減っていると予測し、風量制御手段(76)は、その予測に基づいて、運転当初よりも少ない室内供給風量を算出してその風量を供給する。よって、風量制御手段(76)は、より少ない風量を室内に供給するように、すなわち、ファンの回転を減少させるように、構成されている。

0037

運転動作
本実施形態の調湿装置(10)では、除湿運転と加湿運転とが行われる。除湿運転中や加湿運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)を調湿してから供給空気(SA)として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気(RA)を排出空気(EA)として室外へ排出する。つまり、除湿運転中や加湿運転中の調湿装置(10)は、室内の換気を行っている。また、上記調湿装置(10)は、除湿運転中と加湿運転中の何れにおいても、第1動作と第2動作を所定の時間間隔(例えば3分間隔)で交互に繰り返す。

0038

上記調湿装置(10)は、除湿運転中であれば第1空気として室外空気(OA)を、第2空気として室内空気(RA)をそれぞれ取り込む。また、上記調湿装置(10)は、加湿運転中であれば第1空気として室内空気(RA)を、第2空気として室外空気(OA)をそれぞれ取り込む。

0039

先ず、第1動作について説明する。第1動作中には、第1吸着熱交換器(51)へ第2空気が、第2吸着熱交換器(52)へ第1空気がそれぞれ送り込まれる。この第1動作では、第1吸着熱交換器(51)についての再生動作と、第2吸着熱交換器(52)についての吸着動作とが行われる。

0040

図1(A)に示すように、第1動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(54)が第1状態に設定される。圧縮機(53)を運転すると、冷媒回路(50)内で冷媒が循環する。具体的に、圧縮機(53)から吐出された冷媒は、第1吸着熱交換器(51)で放熱して凝縮する。第1吸着熱交換器(51)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁(55)を通過する際に減圧され、その後に第2吸着熱交換器(52)で吸熱して蒸発する。第2吸着熱交換器(52)で蒸発した冷媒は、圧縮機(53)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機(53)から吐出される。

0041

このように、第1動作中の冷媒回路(50)では、第1吸着熱交換器(51)が凝縮器となり、第2吸着熱交換器(52)が蒸発器となる。第1吸着熱交換器(51)では、フィン(57)表面の吸着剤が伝熱管(58)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱離した水分が第2空気に付与される。一方、第2吸着熱交換器(52)では、フィン(57)表面の吸着剤に第1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管(58)内の冷媒に吸熱される。

0042

そして、除湿運転中であれば、第2吸着熱交換器(52)で除湿された第1空気が室内へ供給され、第1吸着熱交換器(51)から脱離した水分が第2空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第1吸着熱交換器(51)で加湿された第2空気が室内へ供給され、第2吸着熱交換器(52)に水分を奪われた第1空気が室外へ排出される。

0043

次に、第2動作について説明する。第2動作中には、第1吸着熱交換器(51)へ第1空気が、第2吸着熱交換器(52)へ第2空気がそれぞれ送り込まれる。この第2動作では、第2吸着熱交換器(52)についての再生動作と、第1吸着熱交換器(51)についての吸着動作とが行われる。

0044

図1(B)に示すように、第2動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(54)が第2状態に設定される。圧縮機(53)を運転すると、冷媒回路(50)内で冷媒が循環する。具体的に、圧縮機(53)から吐出された冷媒は、第2吸着熱交換器(52)で放熱して凝縮する。第2吸着熱交換器(52)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁(55)を通過する際に減圧され、その後に第1吸着熱交換器(51)で吸熱して蒸発する。第1吸着熱交換器(51)で蒸発した冷媒は、圧縮機(53)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機(53)から吐出される。

0045

このように、冷媒回路(50)では、第2吸着熱交換器(52)が凝縮器となり、第1吸着熱交換器(51)が蒸発器となる。第2吸着熱交換器(52)では、フィン(57)表面の吸着剤が伝熱管(58)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱離した水分が第2空気に付与される。一方、第1吸着熱交換器(51)では、フィン(57)表面の吸着剤に第1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管(58)内の冷媒に吸熱される。

0046

そして、除湿運転中であれば、第1吸着熱交換器(51)で除湿された第1空気が室内へ供給され、第2吸着熱交換器(52)から脱離した水分が第2空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第2吸着熱交換器(52)で加湿された第2空気が室内へ供給され、第1吸着熱交換器(51)に水分を奪われた第1空気が室外へ排出される。

0047

次に、風量制御について、説明する。

0048

上記加湿運転時及び上記除湿運転時において、ユーザは、リモコンなどによって室内の設定湿度を入力する。この設定湿度に基づいて、運転制御手段(31)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。また、換気運転時において、ユーザは、リモコンなどにより、換気運転を実行させる。

0049

これらの運転中において、室内の湿度が変化すると、その変化は、湿度変化検知手段(60)により検知される。すると、予測手段(71)が、その変化に基づいて、つまり、上記式(1)及び式(2)または上記式(1)及び式(3)に基づいて、室内の在室者数を予測する。そして、風量制御手段(76)が、その在室者数に基づいて、つまり、上記式(4)に基づいて、室内供給風量を算出して、その風量を室内に供給する。

0050

具体的に、室内湿度が上昇すると、人から発せられる湿度量が増加していると考えられるため、室内の在室者数は、予測手段(71)により運転当初よりも増えていると予測される。よって、室内供給風量は、風量制御手段(76)により、運転当初よりも多く算出され、算出された風量が室内に供給される。つまり、この場合、ファンの回転数を増加させる。

0051

一方、室内湿度が低下すると、人から発せられる湿度量が減少していると考えられるため、室内の在室者数は、予測手段(71)により運転当初よりも減っていると予測される。よって、室内供給風量は、風量制御手段(76)により、運転当初よりも少なく算出され、算出された風量が室内に供給される。つまり、この場合、ファンの回転数を減少させる。

0052

−実施形態1における効果−
本実施形態は、室内湿度が変化すると、湿度変化検知手段(60)がその変化を検知する。そして、その変化に基づいて、予測手段(71)が室内の在室者数を予測する。その在室者数に基づいて、風量制御手段(76)が室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給する。この結果、過剰な除湿運転及び加湿運転を防止することができ、省エネルギー化を図ることができる。

0053

−実施形態1における変形例−
第1変形例は、運転中の一定時間における室内湿度の変化を検知し、その変化に基づいて風量制御手段を行うように構成されたものである。

0054

(第1変形例)
湿度変化検知手段(60)は、運転中の一定時間における室内湿度の変化を検知するように構成されている。

0055

予測手段(71)は、湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化に基づいて、室内の在室者数を予測するように構成されている。室内の在室者数の予測値は、上記実施形態1における式(1)及び式(2)または式(1)及び式(3)を用いて、算出される。

0056

風量制御手段(76)は、予測手段(71)における室内の在室者数に基づいて、室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給するように構成されている。室内供給風量は、上記実施形態1における式(4)を用いて、算出される。

0057

第1変形例における風量制御について、説明する。

0058

上記加湿運転時及び上記除湿運転時において、ユーザは、リモコンなどによって室内の設定湿度を入力する。この設定湿度に基づいて、運転制御手段(31)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。また、換気運転時において、ユーザは、リモコンなどにより、換気運転を実行させる。

0059

その後、室内湿度を測定し、一定時間経過後、再度、室内湿度を測定する。このとき、室内湿度が変化していれば、湿度変化検知手段(60)によりその変化が検知され、その変化に基づいて予測手段(71)が室内の在室者数を予測する。そして、風量制御手段(76)がその在室者数に基づいて室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給する。

0060

−第1変形例における効果−
第1変形例では、運転中の一定時間における室内湿度の変化を検知し、その変化に基づいて、予測手段(71)が室内の在室者数を予測し、風量制御手段(76)がその在室者数に基づいて、室内供給風量を算出してその風量を室内に供給する。そのため、室内から徐々に人が退室した場合であっても、室内湿度の変化が検知される。この結果、第1変形例は、上記実施形態1よりも確実に風量を制御でき、省エネルギー化を更に図ることができる。

0061

《発明の実施形態2》
以下に実施形態2を示す。本実施形態は、図3に示すように、室内湿度の変化と室内温度の変化とに基づいて、風量を制御する調湿装置に適用されたものである。

0062

調湿装置(20)は、図3(A)及び(B)に示すように、第1コントローラ(30)と第2コントローラ(90)と第3コントローラ(95)とを備えている。第1コントローラ(30)は、上記実施形態1に記載の第1コントローラ(30)と同一である。第2コントローラ(90)は、予測手段(91)を備えている一方、湿度変化検知手段(60)と温度変化検知手段(80)とが接続されている。上記温度変化検知手段(80)は、室内温度センサからの室内温度に基づいて、室内温度の変化を検知するように構成されている。上記予測手段(91)は、上記湿度変化検知手段(60)における室内湿度の変化と上記温度変化検知手段(80)における室内温度の変化とに基づいて、室内の在室者数を予測するように構成されている。具体的に、予測手段(91)は、一定時間毎に、式(5)の計算を行うことにより、室内の在室者数を予測する。

0063

X=X0+A1×(Rr−Rpre)+A2×(Tr−Tpre)・・・・・・・・・・式(5) ここで、Xは、室内の在室者数の予測値、
X0は、運転当初の室内の在室者数、または予測を行う前の室内の在室者数、 A1及びA2は、係数、
Rrは、室内湿度であり、Rpreは、式(6)または式(7)で算出され、
Trは、室内温度であり、Tpreは、式(8)または式(9)で算出される。

0064

Rpre=(Rta−Rr)×B1+Rr,(B1<1.0)・・・・・・・・・・・式(6) Rpre=(R0−Rr)×B1+Rr,(B1<1.0)・・・・・・・・・・・・式(7) Tpre=(Tset−Tr)×B2+Tr,(B2<1.0)・・・・・・・・・・・式(8) Tpre=(T0−Tr)×B2+Tr,(B2<1.0)・・・・・・・・・・・・式(9) ここで、式(6)は、除湿または加湿運転時における室内湿度予測値、
式(7)は、換気運転時における室内湿度予測値であり、
式(8)は、除湿または加湿運転時における室内温度予測値、
式(9)は、換気運転時における室内温度予測値であり、
Rtaは、目標湿度、
R0は、室外湿度であり、
Tsetは、目標温度
T0は、室外温度である。

0065

除湿運転時または加湿運転時には、目標湿度Rtaと室内湿度Rrとを式(6)に代入して、室内湿度予測値Rpreを算出し、目標温度Tsetと室内温度Trとを式(8)に代入して、室内温度予測値Tpreを算出する。そして、室内湿度予測値Rpreと室内湿度Rrと室内温度予測値Tpreと室内温度Trとを式(5)に代入して室内の在室者数Xを予測する。

0066

また、換気運転時には、室外湿度R0と室内湿度Rrとを式(7)に代入して、室内湿度予測値Rpreを算出し、室外温度T0と室内温度Trとを式(9)に代入して、室内温度予測値Tpreを算出する。そして、室内湿度予測値Rpreと室内湿度Rrと室内温度予測値Tpreと室内温度Trとを式(5)に代入して室内の在室者数Xを予測する。

0067

上記第3コントローラ(95)は、風量制御手段(96)を備えている一方、第2コントローラ(90)が接続されている。上記風量制御手段(96)は、予測手段(91)における室内の在室者数に基づいて室内供給風量を算出し、その風量を室内に供給するように構成されている。そして、風量制御手段(96)は、ファンの回転を制御するように構成されており、上記実施形態1における式(4)に基づいて、室内供給風量Wを算出する。

0068

つまり、ユーザの入力操作により、運転制御手段(31)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。そして、湿度変化検知手段(60)により、室内湿度の変化が検知された場合には、また、温度変化検知手段(80)により、室内温度の変化が検知された場合には、予測手段(91)が室内の在室者数を予測し、風量制御手段(96)がその在室者数に基づいて室内供給風量を算出して室内に供給する。具体的に、室内湿度及び室内温度が上昇すると、予測手段(91)は、室内の在室者数が運転当初よりも増えていると予測する。風量制御手段(96)は、その予測に基づいて、運転当初よりも多い室内供給風量を算出してその風量を供給する。

0069

一方、室内湿度及び室内温度が低下すると、予測手段(91)は、室内の在室者数が運転当初よりも減っていると予測する。風量制御手段(96)は、その予測に基づいて、運転当初よりも少ない室内供給風量を算出してその風量を供給する。

0070

次に、風量制御について、説明する。

0071

上記加湿運転時及び上記除湿運転時において、ユーザは、リモコンなどによって室内の設定湿度を入力する。この設定湿度に基づいて、運転制御手段(31)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。また、換気運転時において、ユーザは、リモコンなどにより、換気運転を実行させる。

0072

これらの運転中において、室内湿度が変化すると、その変化は、湿度変化検知手段(60)により検知される。また、室内温度が変化すると、その変化は、温度変化検知手段(80)により検知される。すると、予測手段(91)が、室内湿度の変化及び室内温度の変化に基づいて、つまり、上記式(5)、(6)及び(8)または上記式(5)、(7)及び(9)に基づいて、室内の在室者数を予測する。そして、風量制御手段(96)が、その在室者数に基づいて、つまり、上記実施形態1における式(4)に基づいて、室内供給風量を算出してその風量を室内に供給する。

0073

具体的に、室内湿度及び室内温度が上昇すると、各々、人から発せられる湿度量及び熱量が増加していると考えられる。そのため、室内の在室者数は、予測手段(91)により運転当初よりも増えていると予測される。よって、室内供給風量は、風量制御手段(96)により、運転当初よりも多く算出され、算出された風量が室内に供給される。つまり、この場合、ファンの回転数を増加させる。

0074

一方、室内湿度や室内温度が低下すると、室内の在室者数は、予測手段(91)により運転当初よりも減っていると予測される。よって、室内供給風量は、風量制御手段(96)により、運転当初よりも少なく算出され、算出された風量が室内に供給される。つまり、この場合、ファンの回転数を減少させる。

0075

−実施形態2における効果−
本実施形態は、上記実施形態1と同様に風量を制御できるため、省エネルギー化を図ることができる。

0076

《発明の実施形態3》
以下に実施形態3を示す。本実施形態は、図4に示すように、複数の調湿装置(11,11,…)を備えた空調システムに適用させたものである。

0077

空調システム(1)は、複数の調湿装置(11,11,…)と、第1コントローラ(2)と、第2コントローラ(6)とを備えている。

0078

上記複数の調湿装置(11,11,…)は、各々、風量可変のファンを駆動し、室内空気を室外に放出する一方、室外空気を調湿して室内に供給し、室内を調湿する装置であり、上記実施形態1の調湿装置(10)と異なり、運転制御手段や風量制御手段などを備えていない。

0079

上記第1コントローラ(2)は、運転制御手段(3)を備えている一方、入力手段(4)と接続されている。運転制御手段(3)は、室内湿度がユーザの設定した設定値となるように、加湿運転または除湿運転を制御するように構成されている。

0080

上記第2コントローラ(6)は、連動制御手段(7)を備えている一方、湿度変化検知手段(8)と接続されている。また、第2コントローラ(6)には、図示しないが、外気温度を検出する外気温度センサと、外気湿度を検出する外気湿度センサと、室内温度を検出する室内温度センサと、室内湿度を検出する室内湿度センサから、温湿度情報が入力されている。上記湿度変化検知手段(8)は、上記室内湿度センサからの室内湿度に基づいて、室内湿度の変化を検知するように構成されている。連動制御手段(7)は、各々の調湿装置に対して、風量制御運転を実行させるように構成されている。

0081

つまり、ユーザの入力操作により、運転制御手段(3)は、室内湿度が設定値となるように除湿運転または加湿運転を行う。そして、湿度変化検知手段(8)により、室内湿度の変化が検知された場合には、連動制御手段(7)が各調湿装置(11)に対して風量制御運転を実行させる。風量制御運転は、室内湿度の変化が検出された場合には、その変化に基づいて室内の在室者数が予測され、在室者数に基づいて算出された風量を室内に供給する運転モードであり、ファンの回転数を制御させて行う運転である。具体的に、風量制御運転は、上記実施形態1における式(1)、(2)及び(4)または式(1)、(3)及び(4)を用いて算出された風量を室内に供給する運転である。

0082

尚、入力手段(4)及び湿度変化検知手段(8)は、空調システム(1)に備えられているとしたが、各調湿装置(11)に備えられていてもよい。

0083

次に、風量制御について、説明する。

0084

上記加湿運転時及び上記除湿運転時において、ユーザは、リモコンなどによって室内の設定湿度を入力する。この設定湿度に基づいて、運転制御手段(3)は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。また、換気運転時において、ユーザは、リモコンなどにより、換気運転を実行させる。

0085

これらの運転中において、室内の湿度が変化すると、その変化は、湿度変化検知手段(8)により検知される。すると、連動制御手段(7)により、その変化に基づいて室内の在室者数が予測され、その在室者数に基づいて室内供給風量が算出され、各調湿装置(11)に対してその風量が室内に供給される。

0086

具体的に、室内湿度が上昇すると、人から発せられる湿度量が増加していると考えられるため、室内の在室者数は、運転当初よりも増えていると予測される。よって、室内供給風量が運転当初よりも多く算出され、連動制御手段(7)は、各調湿装置(11)に対して算出された風量を室内に供給させる。

0087

一方、室内湿度が低下すると、人から発せられる湿度量が減少していると考えられるため、室内の在室者数は、運転当初よりも減っていると予測される。よって、室内供給風量が運転当初よりも少なく算出され、連動制御手段(7)は、各調湿装置(11)に対して算出された風量を室内に供給させる。

0088

−実施形態3における効果−
本実施形態は、室内湿度が変化すると、湿度変化検知手段(8)がその変化を検知し、連動制御手段(7)が各々の調湿装置(11)に対して風量制御運転を実行させる。風量制御運転は、室内湿度の変化に基づいて、室内の在室者数が予測され、その在室者数に基づいて、室内供給風量が算出され、その風量が供給される運転モードである。そのため、室内湿度が変化した場合には、連動制御手段(7)は、各調湿装置(11)に対して風量を減少させる風量制御運転を実行させる。この結果、過剰な除湿運転や加湿運転を防止することができ、省エネルギー化を図ることができる。

0089

(第1変形例)
第1変形例の空調システムは、連動制御手段(7)が一部の調湿装置に対して風量制御運転を実行させ、他の一部の調湿装置に対して風の供給を停止させるように構成されたものである。

0090

つまり、ユーザの入力操作により、運転制御手段(3)は、室内湿度が設定値となるように除湿運転または加湿運転を行う。そして、湿度変化検知手段(8)により、室内湿度の変化を検知した場合には、連動制御手段(7)が各調湿装置(11)を制御する。具体的に、連動制御手段(7)は、室内湿度が低下した場合には、一部の調湿装置に対して風量を減少させる風量制御運転を実行させ、他の一部の調湿装置に対して風の供給を停止させるように構成されている。また、室内湿度が上昇した場合には、一部の調湿装置に対して風量を増加させる風量制御運転を実行させるように構成されている。

0091

上記風量制御運転は、ファンの回転数を制御して行う運転であり、上記実施形態3に記載の風量制御運転と略同一である。

0092

上記風の供給の停止は、ファンの回転を停止させることである。

0093

次に、風量制御について、説明する。

0094

上記加湿運転時及び上記除湿運転時において、ユーザは、リモコンなどによって室内の設定湿度を入力する。この設定湿度に基づいて、運転制御手段は、室内湿度が設定値となるように加湿運転または除湿運転を行う。また、換気運転時において、ユーザは、リモコンなどにより、換気運転を実行させる。

0095

この運転中において、室内湿度が変化すると、人が発する湿度量が変化したと考えられ、湿度変化検知手段がその変化を検知する。そして、その変化に基づいて、連動制御手段(7)が以下の制御を行う。

0096

具体的に、室内湿度が上昇すると、室内の在室者数が増加したと予測され、連動制御手段(7)は、一部の調湿装置に対して風量を増加させる風量制御運転を実行させる。つまり、一部の調湿装置に対して、ファンの回転数を増加させる運転を実行させる。

0097

一方、室内湿度が低下すると、室内の在室者数が減少したと予測され、連動制御手段(7)は、室内湿度の低下を抑制するために、一部の調湿装置に対しては風量を減少させる風量制御運転を実行させ、他の一部の調湿装置に対しては風の供給を停止させる。つまり、一部の調湿装置に対しては、ファンの回転数を減少させ、他の一部の調湿装置に対しては、ファンの回転を停止させる。

0098

−第1変形例における効果−
第1変形例は、室内湿度が変化すると、湿度変化検知手段(8)がその変化を検知する。そして、室内湿度が低下した場合には、連動制御手段(7)が一部の調湿装置に対しては室内供給風量を減少させる運転を実行させ、他の一部の調湿装置に対しては風の供給を停止させる。また、室内湿度が増加した場合には、連動制御手段(7)が一部の調湿装置に対して室内供給風量を増加させる運転を実行させる。そのため、第1変形例は、上記実施形態1における効果と略同一の効果を奏する。

0099

《その他の実施形態》
上記実施形態では、調湿装置(10)が次のように構成されていてもよい。ここでは、調湿装置(10)の変形例について説明する。

0100

−第1変形例−
図5に示すように、第1変形例の調湿装置(10)は、冷媒回路(100)と2つの吸着素子(111,112)とを備えている。冷媒回路(100)は、圧縮機(101)と凝縮器(102)と膨張弁(103)と蒸発器(104)が順に接続された閉回路である。冷媒回路(100)で冷媒を循環させると、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路(100)は、熱源手段を構成している。第1吸着素子(111)及び第2吸着素子(112)は、ゼオライト等の吸着剤を備えており、それぞれ吸着部材を構成している。また、各吸着素子(111,112)には多数の空気通路が形成されており、この空気通路を通過する際に空気が吸着剤と接触する。

0101

この調湿装置(10)は、第1動作と第2動作を繰り返す。図5(A)に示すように、第1動作中の調湿装置(10)は、凝縮器(102)で加熱された空気を第1吸着素子(111)へ供給して吸着剤を再生する一方、第2吸着素子(112)に水分を奪われた空気を蒸発器(104)で冷却する。また、図5(B)に示すように、第2動作中の調湿装置(10)は、凝縮器(102)で加熱された空気を第2吸着素子(112)へ供給して吸着剤を再生する一方、第1吸着素子(111)に水分を奪われた空気を蒸発器(104)で冷却する。そして、この調湿装置(10)は、吸着素子(111,112)を通過する際に除湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、吸着素子(111,112)を通過する際に加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行う。

0102

−第2変形例−
図6に示すように、第2変形例の調湿装置(10)は、調湿ユニット(150)を備えている。この調湿ユニット(150)は、ペルチェ素子(153)と一対の吸着フィン(151,152)とを備えている。吸着フィン(151,152)は、いわゆるヒートシンクの表面にゼオライト等の吸着剤を担持させたものである。この吸着フィン(151,152)は、吸着部材を構成している。ペルチェ素子(153)は、その一方の面に第1吸着フィン(151)が、他方の面に第2吸着フィン(152)がそれぞれ接合されている。ペルチェ素子(153)に直流を流すと、2つの吸着フィン(151,152)の一方が吸熱側になって他方が放熱側になる。このペルチェ素子(153)は、熱源手段を構成している。

0103

この調湿装置(10)は、第1動作と第2動作を繰り返す。第1動作中の調湿ユニット(150)は、放熱側となった第1吸着フィン(151)の吸着剤を再生して空気を加湿する一方、吸熱側となった第2吸着フィン(152)の吸着剤に水分を吸着させて空気を除湿する。また、第1動作中の調湿ユニット(150)は、放熱側となった第2吸着フィン(152)の吸着剤を再生して空気を加湿する一方、吸熱側となった第1吸着フィン(151)の吸着剤に水分を吸着させて空気を除湿する。そして、この調湿装置(10)は、調湿ユニット(150)を通過する際に除湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、調湿ユニット(150)を通過する際に加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行う。

0104

また、上記実施形態2、上記実施形態3及び上記実施形態3の第1変形例は、各々、温度変化検知手段を備えていてもよい。

0105

また、本発明は、除湿のみを行う調湿装置、又は加湿のみを行う調湿装置に適用してもよいことは勿論である。

0106

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

0107

以上説明したように、本発明は、調湿装置及びその調湿装置を備えた空調システムに関し、特に、省エネルギー対策に係る調湿装置及び空調システムについて有用である。

図面の簡単な説明

0108

実施形態1の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(A)は第1動作中の動作を示すものであり、(B)は第2動作中の動作を示すものである。
吸着熱交換器の概略斜視図である。
実施形態2の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(A)は第1動作中の動作を示すものであり、(B)は第2動作中の動作を示すものである。
実施形態3の空調システムの構成を示す構成図である。
その他の実施形態の第1変形例における調湿装置の概略構成図であって、(A)は第1動作中の動作を示すものであり、(B)は第2動作中の動作を示すものである。
その他の実施形態の第2変形例における調湿ユニットの概略斜視図である。

符号の説明

0109

1 空調システム
7連動制御手段
8,60湿度変化検知手段
10,11調湿装置
71,91予測手段
76,96風量制御手段
80温度変化検知手段

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