特許 6074185 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6074185

(24)【登録日】2017年1月13日

(45)【発行日】2017年2月1日

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/18 20060101AFI20170123BHJP

   F24F 3/16 20060101ALI20170123BHJP

   F24F 3/12 20060101ALI20170123BHJP

   B01D 53/26 20060101ALI20170123BHJP

   B01D 47/14 20060101ALN20170123BHJP

   C02F 1/46 20060101ALN20170123BHJP

   A61L 9/16 20060101ALN20170123BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/18 130

   F24F3/16

   F24F3/12

   B01D53/26 220

   !B01D47/14

   !C02F1/46 A

   !A61L9/16 Z

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-161504(P2012-161504)

(22)【出願日】2012年7月20日

(65)【公開番号】特開2014-18764(P2014-18764A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年4月2日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】土井 雄太

(72)【発明者】

【氏名】藤田 雅司

(72)【発明者】

【氏名】山中 弘次

【審査官】 小久保 勝伊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０７９７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７５５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０２８３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／１４−５３／１８

Ａ６１Ｌ ９／００− ９／２２

Ｂ０１Ｄ ４７／００−４７／１８

Ｆ２４Ｆ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気口および排気口と、
洗浄水を収容するとともに、循環経路に沿って前記洗浄水を循環させ、前記吸気口から導入された空気を前記洗浄水に接触させることで浄化する空気浄化手段と、
前記吸気口から導入される空気の乾球温度および相対湿度を検出する第１の温湿度検出手段と、
前記第１の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度から、前記吸気口から導入される空気の絶対湿度を算出し、該算出した絶対湿度に基づいて、前記洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記単位時間当たりの蒸発量に基づいて、前記空気浄化手段に収容された前記洗浄水の補充または交換が必要であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記吸気口から導入される空気の絶対湿度と、前記空気浄化手段で浄化された空気の絶対湿度との差と、単位時間当たりに前記吸気口から導入される空気量とから、前記洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する、空気調和装置。

【請求項2】

前記算出手段は、前記第１の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度に基づいて、前記吸気口から導入される空気の湿球温度を算出し、前記空気浄化手段で浄化された空気の相対湿度が１００％であり、前記空気浄化手段で浄化された空気の乾球温度が前記算出した湿球温度であると推定し、該推定した乾球温度および相対湿度から、前記空気浄化手段で浄化された空気の絶対湿度を算出する、請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記排気口から排出される空気の乾球温度および相対湿度を検出する第２の温湿度検出手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記第２の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度に基づいて、前記空気浄化手段で浄化された空気の絶対湿度を算出する、請求項１に記載の空気調和装置。

【請求項4】

吸気口および排気口と、
洗浄水を収容するとともに、循環経路に沿って前記洗浄水を循環させ、前記吸気口から導入された空気を前記洗浄水に接触させることで浄化する空気浄化手段と、
前記吸気口から導入される空気の乾球温度および相対湿度を検出する第１の温湿度検出手段と、
前記第１の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度から、前記吸気口から導入される空気の絶対湿度を算出し、該算出した絶対湿度に基づいて、前記洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記単位時間当たりの蒸発量に基づいて、前記空気浄化手段に収容された前記洗浄水の補充または交換が必要であるか否かを判定する判定手段と、
を有し、
前記算出手段は、前記吸気口から導入される空気の絶対湿度と、単位時間当たりに前記吸気口から導入される空気量とから算出した、単位時間当たりに前記吸気口から導入される空気に含まれる水分量と、単位時間当たりに前記空気浄化手段で浄化された空気に含まれる水分量とから、前記洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する、空気調和装置。

【請求項5】

前記排気口から排出される空気の乾球温度および相対湿度を検出する第２の温湿度検出手段と、
前記空気浄化手段と前記排気口との間に配置され、前記空気浄化手段で浄化された空気に含まれる湿分を吸収するデシカントロータと、
前記デシカントロータを再生した空気の乾球温度および相対湿度を検出する第３の温湿度検出手段と、をさらに有し、
前記算出手段は、前記第２の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度から、前記排気口から排出される空気の絶対湿度を算出するとともに、前記第３の温湿度検出手段により検出された前記乾球温度および前記相対湿度から、前記デシカントロータを再生した空気の絶対湿度を算出し、前記排気口から排出される空気の絶対湿度と、単位時間当たりに前記排気口から排出される空気量とから算出した、単位時間当たりに前記排気口から排出される空気に含まれる水分量と、前記デシカントロータを再生した空気の絶対湿度と、単位時間当たりに前記デシカントロータを再生した空気量とから算出した、単位時間当たりに前記デシカントロータを再生した空気に含まれる水分量とから、単位時間当たりに前記空気浄化手段で浄化された空気に含まれる水分量を算出する、請求項４に記載の空気調和装置。

【請求項6】

前記算出手段は、前記単位時間当たりの蒸発量から、前記洗浄水の所定時間ごとの蒸発量を算出し、
前記判定手段は、前記算出手段により算出された前記所定時間ごとの蒸発量を積算し、前回の前記洗浄水の補充時からの積算蒸発量が所定値以上になった場合に、前記洗浄水の補充が必要であると判定する、請求項１から５のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項7】

前記算出手段は、前記単位時間当たりの蒸発量から、前記洗浄水の所定時間ごとの蒸発量を算出し、
前記判定手段は、前記算出手段により算出された前記所定時間ごとの蒸発量を積算し、前回の前記洗浄水の交換時からの積算蒸発量が所定値以上になった場合に、前記洗浄水の交換が必要であると判定する、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項8】

前記吸気口から導入される空気と、前記排気口から排気される空気との少なくとも一方の圧力を検出する圧力検出手段をさらに有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【請求項9】

一対の電極を有し、前記洗浄水を電気分解する電気分解手段と、
前記電気分解手段の前記電極間の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記洗浄水の温度を検出する水温検出手段と、
前記電圧検出手段により検出された前記電圧から前記洗浄水の導電率を算出し、該算出した導電率と、前記水温検出手段により検出された前記温度とに基づいて、前記電気分解手段の前記電極間に流す電流を決定する制御手段と、
をさらに有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和装置に関し、特に、洗浄水を用いて空気を浄化する空気浄化手段を備えた空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、屋内外の空気の温度調節や湿度調節を行う空気調和装置として、洗浄水と空気とを接触させることで、空気に含まれる微粒子やガス状物質を除去する空気浄化手段を備えたものが知られている。

【0003】

このような空気調和装置では、洗浄水を長時間循環させて定常運転を行う場合、洗浄水は蒸発によって濃縮されるが、洗浄水が過度に濃縮されると、スケール生成の問題が生じてしまう。したがって、洗浄水の補充または交換が適宜必要となるが、洗浄水の濃縮の度合いは運転条件や周囲環境によって変化するため、運転時間で水補充または水交換のタイミングを制御することは困難である。そのため、水補充または水交換の頻度によっては、水の使用量が増加するという問題も生じる。

【0004】

そこで、このような水交換のタイミングを正確に制御することを目的として、特許文献１では、水の導電率を測定し、その測定結果に基づいて水交換のタイミングを判定する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７５３８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述の方法では、導電率を測定するための導電率検出手段を別途用意する必要があり、それがコストアップにつながってしまう。

【0007】

そこで、本発明の目的は、コストを増加させることなく、洗浄水の補充または交換のタイミングを適切に判定することができる空気調和装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した目的を達成するために、本発明の空気調和装置は、吸気口および排気口と、洗浄水を収容するとともに、循環経路に沿って洗浄水を循環させ、吸気口から導入された空気を洗浄水に接触させることで浄化する空気浄化手段と、吸気口から導入される空気の乾球温度および相対湿度を検出する第１の温湿度検出手段と、第１の温湿度検出手段により検出された乾球温度および相対湿度から、吸気口から導入される空気の絶対湿度を算出し、算出した絶対湿度に基づいて、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する算出手段と、算出手段により算出された単位時間当たりの蒸発量に基づいて、空気浄化手段に収容された洗浄水の補充または交換が必要であるか否かを判定する判定手段と、を有している。一態様では、算出手段は、吸気口から導入される空気の絶対湿度と、空気浄化手段で浄化された空気の絶対湿度との差と、単位時間当たりに吸気口から導入される空気量とから、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する。他の態様では、算出手段は、吸気口から導入される空気の絶対湿度と、単位時間当たりに吸気口から導入される空気量とから算出した、単位時間当たりに吸気口から導入される空気に含まれる水分量と、単位時間当たりに空気浄化手段で浄化された空気に含まれる水分量とから、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出する。

【0009】

このような空気調和装置では、吸気口から導入される空気（入口空気）の乾球温度（気温）および相対湿度の検出値から、気液接触によって蒸発する洗浄水の水量を把握することができる。入口空気の気温や相対湿度は、複雑な構成を必要とすることなく簡単な方法で検出可能である。そのため、コストを増加させることなく、洗浄水の蒸発量を監視することができ、それにより、洗浄水の補充または交換のタイミングを適切に判定することができる。

【発明の効果】

【0010】

以上、本発明によれば、コストを増加させることなく、洗浄水の交換のタイミングを適切に判定することができる空気調和装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の空気調和装置の一実施形態の構成を示す概略図である。

【図2】本実施形態の空気調和装置による洗浄水の補充または交換のタイミング判定動作を示すフローチャートである。

【図3】本実施形態の空気調和装置による洗浄水の単位時間当たりの蒸発量の算出方法の一例を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態の空気浄化手段で浄化された空気の絶対湿度の算出方法を説明するための湿り空気線図の模式図である。

【図5】本実施形態の空気調和装置による洗浄水の単位時間当たりの蒸発量の算出方法の別の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

【0013】

図１は、本発明の空気調和装置の一実施形態の構成を示す概略図である。

【0014】

空気調和装置１は、筐体１０の下部側面に設けられた吸気口１１と、筐体１０の上部側面に設けられた排気口１２と、筐体１０に収容された空気浄化手段２０と、を有している。

【0015】

空気浄化手段２０は、洗浄水を収容するとともに、循環経路に沿って洗浄水を循環させ、吸気口１１から筐体１０内部に導入された空気を洗浄水と接触させることで、空気を浄化するようになっている。このため、空気浄化手段２０は、洗浄水を貯留する循環タンク２１と、洗浄水が空気と接触する気液接触部を構成する充填塔２２と、充填塔２２に洗浄水を散水する散水ノズル２３と、を有している。筐体１０の底部に設置された循環タンク２１の上方に、充填塔２２と、散水ノズル２３とが、この順で設置されている。また、空気浄化手段２０は、洗浄水を循環させる循環ポンプ２４を有している。

【0016】

空気浄化手段２０に収容され、空気を浄化するために使用する洗浄水は、清浄な水であれば特に限定されず、水道水、井水、蒸留水、純水、電解水等を用いることができる。

【0017】

循環タンク２１には、配管３１を介して外部水源３２が接続されており、配管３１に設けられた給水弁３３の制御により、外部水源３２からの洗浄水の補充および交換が可能となっている。また、循環タンク２１の底面には、水抜き用の排水弁２５が設けられている。さらに、循環タンク２１には、一対の電極を有し、洗浄水を電気分解して塩素（次亜塩素酸）を生成し、洗浄水中の雑菌類の繁殖を抑制するための電気分解手段２６が設けられている。

【0018】

吸気口１１を挟んで循環タンク２１の上方には、支持体（図示せず）によって支持され、充填材としてラシヒリングが充填された充填塔２２が設けられている。上方の散水ノズル２３から散布される洗浄水がラシヒリングの表面に付着し、その表面で、下方から上昇してくる空気との気液接触が行われることになる。充填材としては他にも、レッシングリング、ポールリング、サドル、スルザーパッキン等の、充填塔２２において一般的に用いられる充填材を用いることができる。充填塔２２の代わりに、棚段塔を用いることもできる。また、気液接触部は、フラットな上面とラフでザラザラした下面とを有するマット状の繊維集合体から構成されていてもよい。このような繊維集合体としては、旭化成ホームプロダクツ株式会社のサランロック（登録商標）が挙げられる。

【0019】

散水ノズル２３は、例えば多数の孔の開けられた配管であり、孔から洗浄水を吐出するようになっている。この配管の形状は特に限定されず、充填塔２２に洗浄水が均一に散布されれば、直線状または同心円状の複数の管、らせん状の管など、任意の形状の管が選択可能である。散水ノズル２３としては、ジョロ、シャワー、スプリンクラー、スプレータイプ等、公知の散水ノズルを適宜用いることができるが、スプレータイプが好適である。スプレータイプは、散布される水が霧状で、粒径が細かい。そのため、充填塔２２の充填材を効率良く濡らすことができるだけでなく、スプレーから散布される霧状の水自体が被処理空気と接触して被処理空気を浄化することができ、結果として、気液接触効率が高くなる。また、一つのノズルから広範囲に水を散水することができるため、部品点数を少なくすることができる。

【0020】

循環ポンプ２４は、一次側（吸込側）が配管２７を介して循環タンク２１に接続され、二次側（吐出側）が配管２８を介して散水ノズル２３に接続され、これにより、循環タンク２１と、配管２７と、循環ポンプ２４と、配管２８と、散水ノズル２３とから循環経路が形成され、洗浄水を循環させることが可能となる。本実施形態では、循環ポンプ２４は、筐体１０の外部に設けられているが、洗浄水を循環させるようになっていればよく、筐体１０の内部に設けられていてもよい。また、循環ポンプ２４は、循環タンク２１内に設けられた水中ポンプであってもよい。

【0021】

空気浄化手段２０の上方には、気液接触方式により浄化された空気に含まれる大量の湿分を除去するための湿度調節手段が設けられている。本実施形態では、湿度調節手段としてデシカントロータ４０が用いられている。

【0022】

デシカントロータ４０は、内部に乾燥剤を保持した回転可能なロータ４１を有し、ロータ４１の回転軸Ｃに関して一定の角度範囲に吸湿領域４２を形成している。吸湿領域４２では、水分を大量に含む、空気浄化手段２０を通過した空気が、上方に向かって、ロータ４１の厚み方向にロータ４１を通過する。その際、ロータ４１の内部に保持された乾燥剤によって、空気の湿分が吸収される。一方、残りの角度範囲は再生領域４３となっている。そこでは、吸湿した乾燥剤に対して、再生用ヒータ１３からの高温空気が下向きに送られ、乾燥剤に含まれる湿分が除去される。つまり、ロータ４１の一部は、再生領域４３で再生される。ロータ４１は一定の回転速度で回転しているため、ロータ４１の各領域（角度位置）は、一定時間ごとに、吸湿領域４２と再生領域４３との間を切り替わることになる。再生用ヒータ１３は、筐体１０内部の空気の流路から空間的に分離された再生ヒータ室１４に設置されているため、吸湿中の乾燥剤に再生用の高温空気が接触することはない。

【0023】

デシカントロータ再生用の高温空気の生成は、デシカントロータ４０を出た乾燥した空気の一部を再生室ファン１５によって再生ヒータ室１４に取り入れ、再生ヒータ室１４に取り入れられた空気を再生用ヒータ１３で加熱することによって行われる。高温空気に吸収されたデシカントロータ４０の湿分は、一部が充填塔２２に送られて、洗浄水として再利用され、残りは、再生ヒータ室１４に還流して、大気に放出される。

【0024】

デシカントロータ４０の上方であって、排気口１２の手前には、吸気口１１から導入された空気に上向きの駆動力を与え、空気浄化手段２０によって浄化された空気を排気口１２から排出させるための送風機１６が設置されている。なお、浄化された空気が排気口１２から排出されるようになっていればよく、送風機１６の代わりに、排気口１２から空気を排出する排気手段が筐体１０外部に設けられていてもよい。

【0025】

なお、循環ポンプ２４の吸込側の配管２７または吐出側の配管２８、あるいは循環タンク２１の内部に、洗浄水を加熱または冷却する洗浄水加熱冷却手段が設けられていてもよい。洗浄水加熱冷却手段は、熱交換器と、熱交換器の熱媒体を加熱または冷却する熱源とによって構成されていることが好ましい。熱源としては、加熱と冷却の両方を行える熱源であることが好ましく、ヒートポンプ、吸収式冷温水機、ペルチェ素子を用いた加熱冷却装置などを使用することができる。また、洗浄水加熱冷却手段は、加熱手段と冷却手段とを別に設けて、それらを適宜切り替えるような構成であってもよい。その場合、加熱手段の熱源としては、ボイラー、コジェネレーション排熱とボイラーとの組み合わせ等を用いることができ、冷却手段の熱源としては、吸収式冷凍機、排熱利用の吸収式冷凍機と電気駆動冷凍機との組み合わせなどを用いることができる。

【0026】

ここで、本実施形態の空気調和装置１を用いた空気調和動作について、簡単に説明する。

【0027】

送風機１６が作動すると、筐体１０内部が減圧状態となり、浄化すべき空気が吸気口１２から筐体１０内へと導入される。導入された空気は、送風機１６によって上向きの駆動力を与えられており、筐体１０の内部を下から上へと流れ、充填塔２２に到達する。

【0028】

一方、循環タンク２１内に貯留された洗浄水は、循環ポンプ２４によって、散水ノズル２３に供給される。散水ノズル２３に供給された洗浄水は、散水ノズル２３によって充填塔２２に散水されて、充填塔２２のラシヒリングの表面に付着して濡れ面を形成する。

【0029】

充填塔２２の下方から上昇してくる空気は、ラシヒリングの表面で気液接触を行い、洗浄水によって、空気中の粒子性物質やガス状化学物質が除去される。浄化された空気は、気液接触が行われたことで高湿度となっており、デシカントロータ４０を通気することで除湿されて、送風機１６によって排気口１２から排出される。

【0030】

このような空気調和装置１では、充填塔２２で気液接触が行われることで、洗浄水は蒸発していき、長時間定常運転を行う場合、循環タンク２１内の洗浄水は徐々に減少することになる。そのため、定期的に洗浄水の補充が必要となるが、洗浄水の蒸発量（減少量）を正確に把握して、適切な補充のタイミングを知ることは、循環ポンプ２４がエア噛みすることや電気分解手段２６が空気に露出することを防止する意味で重要となる。また、洗浄水の減少は補充によって解消されるが、補充を繰り返していくと、洗浄水の濃縮が進行し、過度に濃縮されると、スケール生成の虞が生じる。そのため洗浄水は、補充だけでなく、交換も必要となる。この交換のタイミングを正確に制御することは、スケール生成抑制の観点だけでなく、節水効果の観点からも有効となる。

【0031】

このために、本実施形態の空気調和装置１は、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出するとともに、その算出された蒸発量に基づいて、循環タンク２１内の洗浄水の補充または交換のタイミングを判定するコントローラ５０を有している。これに加えて、吸気口１１には、吸気口１１から導入される空気（入口空気）の乾球温度（気温）および相対湿度を検出する第１の温湿度モニタ５１が設けられている。さらに、コントローラ５０は、少なくともこの第１の温湿度モニタ５１によって検出される空気の乾球温度および相対湿度に基づいて、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出するようになっている。蒸発量の算出方法の詳細については、後述する。

【0032】

蒸発量の算出は、定常運転中に所定時間ごとに行われ、所定時間ごとに算出された蒸発量を積算し、積算値が所定値以上になったか否かに応じて、洗浄水の補充または交換が必要であるか否かが判定される。

【0033】

図２は、本実施形態の空気調和装置１で実施される、洗浄水の補充または交換のタイミング判定動作を示すフローチャートである。

【0034】

まず、後述する算出方法に基づいて、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量が算出される（ステップＳ１）。そして、この単位時間当たりの蒸発量に基づいて、所定期間内に蒸発した洗浄水の蒸発量が算出される（ステップＳ２）。ここで、所定期間とは、以前に洗浄水を補充または交換してから初めてタイミング判定動作を行う場合には、洗浄水を補充または交換してから経過した時間を意味し、その後にタイミング判定動作を行う場合には、前回蒸発量を算出してから経過した時間を意味する。

【0035】

次に、算出された所定期間内での洗浄水の蒸発量が積算される（ステップＳ３）。以前に洗浄水を補充または交換してから初めてタイミング判定動作を行う場合には、算出された蒸発量が、初期値としてコントローラ５０に記憶される。また、その後にタイミング判定動作を行う場合には、算出された蒸発量がコントローラ５０に記憶されている積算値に加算されて、新たな積算値となる。このとき、コントローラ５０には、２つの積算値が記憶されている。１つは、前回の洗浄水の補充時からの積算値であり、もう１つは、前回の洗浄水の交換時からの積算値である。算出された蒸発量は、それぞれの積算値に加算され、それぞれ新たな積算値となる。なお、コントローラ５０に記憶されている２つの積算値は、洗浄水の補充が行われると、前回の洗浄水の補充時からの積算値のみがリセットされ、洗浄水の交換が行われると、どちらもリセットされる。

【0036】

そして、これらの積算値（積算蒸発量）がそれぞれ所定値以上であるか否かが判定され（ステップＳ４）、積算蒸発量が所定値以上であった場合、洗浄水の補充または交換が必要であると判定され、洗浄水の補充または交換が行われる（ステップＳ５）。

【0037】

洗浄水の補充は、前回の洗浄水の補充時からの積算蒸発量が所定値以上になった場合に必要であると判定される。ここで、洗浄水補充の判定基準となる所定値は、例えば、循環タンク２１にオーバーフロー排水口が設けられている場合、オーバーフロー水位と運転保証最低水位（循環ポンプ２４がエア噛みしたり、電気分解手段２６が露出したりしない最低水位）との差に相当する水量である。

【0038】

一方で、洗浄水は、上述したように、補充を繰り返していくと濃縮が進行し、その度合いが一定以上になると、スケール生成の虞が生じる。すなわち、洗浄水の補充が一定以上繰り返されて、その補充量の総量が所定値以上になると、スケール生成の可能性が高まることになる。上述の洗浄水の補充において、洗浄水の補充量は、洗浄水の蒸発量に実質的に相当し、したがって、洗浄水の総補充量は、前回の洗浄水の交換時からの積算蒸発量に実質的に相当する。そのため、洗浄水の交換は、前回の洗浄水の交換時からの積算蒸発量が、スケール生成の目安となる上記総補充量に相当する所定値以上になった場合に必要であると判定される。

【0039】

なお、洗浄水の交換における上記所定値は、運転条件や周囲環境、使用する洗浄水の水質に応じて変更されることに留意されたい。また、洗浄水の補充と洗浄水の交換とが同時に必要であると判定された場合には、当然ながら、洗浄水の交換が優先される。

【0040】

一方、ステップＳ４においていずれの積算蒸発量も所定値未満であった場合には、いずれかの積算蒸発量が所定値を上回るまで、ステップＳ１〜Ｓ３が繰り返し行われる。そして、洗浄水の補充または交換が行われると、タイミング判定動作は終了する。

【0041】

次に、図３から図５を参照して、洗浄水の単位時間当たりの蒸発量の算出方法について説明する。

【0042】

図３は、本実施形態の空気調和装置１による洗浄水の単位時間当たりの蒸発量の算出方法の一例を示すフローチャートである。

【0043】

まず、第１の温湿度モニタ５１によって、吸気口１１から導入される空気（入口空気）の乾球温度（気温）および相対湿度が検出され（ステップＳ１１）、それと同時に、吸気口１１に設けられた風量計２９（図１参照）によって、入口空気の風量（単位時間当たりに導入される空気量）が検出される（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１１で検出された入口空気の気温から、入口空気の空気密度が算出される（ステップＳ１３）。

【0044】

次に、ステップＳ１１で検出された入口空気の気温および相対湿度から、入口空気の絶対湿度（重量絶対湿度）が算出される（ステップＳ１４）。具体的には、入口空気の気温から飽和蒸気圧が算出され、この飽和蒸気圧および相対湿度から、入口空気の絶対湿度が算出される。

【0045】

次に、ステップＳ１１で検出された入口空気の気温および相対湿度から、入口空気の湿球温度が算出される（ステップＳ１５）。一例として、入口空気の湿球温度は、通風型乾湿計用の湿度表を用いて、入口空気の気温および相対湿度から算出することができる。他には、入口空気の気温および相対湿度から、湿り空気線図上での状態点を求め、それにより、湿球温度を算出することができ、あるいは、湿球温度計の値を直接読み取ることでも、湿球温度を得ることができる。

【0046】

次に、ステップＳ１５で算出された入口空気の湿球温度から、以下に示すように、浄化された空気（浄化空気）の絶対湿度が算出される（ステップＳ１６）。ここで、浄化空気とは、空気浄化手段２０で浄化された空気であって、デシカントロータ４０を通過する前の空気を意味する。図４に、浄化空気の絶対湿度の算出方法を説明するための湿り空気線図の模式図を示す。水散布方式の空気調和装置における浄化空気の状態は、湿り空気線図において、入口空気の状態（図４の点Ａ参照）と同じ等湿球温度線上にあって、気液接触により加湿されることで、その線上を左上へ移動することが知られている（図中矢印参照）。浄化空気の相対湿度が１００％であると仮定すると、浄化空気の乾球温度（気温）は、等湿球温度線と飽和空気線との交点（図４の点Ｂ参照）から読み取ることができ、これは入口空気の湿球温度と等価である。こうして得られた浄化空気の気温および相対湿度（１００％と仮定）から、入口空気の場合と同様に、浄化空気の絶対湿度が算出される。

【0047】

次に、ステップＳ１４で算出された入口空気の絶対湿度と、ステップＳ１６で算出された浄化空気の絶対湿度とから、絶対湿度の増加量が算出される（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１２で検出された風量と、ステップＳ１３で算出された空気密度とから、単位時間当たりに導入される空気の質量が算出され、この質量と、ステップＳ１７で算出された絶対湿度の増加量とから、単位時間当たりに洗浄水から空気に加えられる湿分、すなわち洗浄水の単位時間当たりの蒸発量が算出される（ステップＳ１８）。

【0048】

なお、上述の空気の質量を算出する際に用いられる空気の風量として、風量計２９での検出値の代わりに、運転条件として送風機１６に設定された値を用いることもできる。

【0049】

図５は、本実施形態の空気調和装置１による洗浄水の単位時間当たりの蒸発量の算出方法の別の例を示すフローチャートである。

【0050】

図３のフローチャートで示す算出方法では、浄化空気の相対湿度が１００％であり、気温が入口空気の湿球温度であると仮定して、浄化空気の絶対湿度を算出したが、別の方法で浄化空気の絶対湿度を算出することもできる。図５のフローチャートで示す算出方法は、浄化空気の絶対湿度の算出方法の点で、図３のフローチャートで示す算出方法と異なっている。以下では、図３のフローチャートで示す算出方法と異なるステップのみ説明する。

【0051】

本実施形態の空気調和装置１では、空気浄化手段２０によって浄化された浄化空気は、デシカントロータ４０によって除湿された後、排気口１２から排気される。したがって、排気口１２から排気される空気（出口空気）に含まれる水分量と、デシカントロータ４０に吸収された水分量とを検出することで、浄化空気に含まれる水分量を知ることができる。ここで、デシカントロータ４０に吸収された水分量は、デシカントロータ４０を再生した空気（デシカント排出空気）に含まれる水分量に等しいため、浄化空気に含まれる水分量は、出口空気に含まれる水分量と、デシカント排出空気に含まれる水分量とから算出される。

【0052】

このため、図５のフローチャートで示す算出方法では、ステップＳ１１で検出される入口空気の気温および相対湿度の他に、排気口１２に設けられた第２の温湿度モニタ５２によって、出口空気の気温および相対湿度が検出され（ステップＳ２１）、デシカントロータを再生するための再生用空気の排出側に設けられた第３の温湿度モニタ５３によって、デシカントロータを再生した空気（デシカント排出空気）の気温および相対湿度が検出される（ステップＳ２２）。

【0053】

そして、出口空気の気温および相対湿度と、デシカント排出空気の気温および相対湿度とから、入口空気の場合と同様に、それぞれ出口空気およびデシカント排出空気の絶対湿度が算出される（ステップＳ２３）。

【0054】

図５のフローチャートで示す算出方法では、これら出口空気およびデシカント排出空気の絶対湿度から、単位時間当たりの出口空気およびデシカント排出空気にそれぞれ含まれる水分量が算出される。具体的には、出口空気の絶対湿度と、出口空気の空気密度と、出口空気の風量（単位時間当たりに排気口１２から排出される空気量）とから、単位時間当たりの出口空気に含まれる水分量が算出される。また、デシカント排出空気の絶対湿度と、デシカント排出空気の空気密度と、デシカント排出空気の風量（単位時間当たりに排出される空気量）とから、単位時間当たりのデシカント排出空気に含まれる水分量が算出される。そして、これらの水分量から、単位時間当たりに浄化される空気に含まれる水分量（単位時間当たりの浄化空気に含まれる水分量）が算出される（ステップＳ２４）。

【0055】

なお、出口空気およびデシカント排出空気の風量は、入口空気の場合と同様に、ステップＳ１２において、排気口１２およびデシカントロータ４０の排出側にそれぞれ設けられた風量計（共に図示せず）によって検出することができ、あるいは、運転条件として送風機１６や再生室ファン１５に設定された値で代替することもできる。また、出口空気およびデシカント排出空気の空気密度は、ステップ１３において、入口空気の場合と同様に算出される。

【0056】

さらに、ステップＳ１４で算出された入口空気の絶対湿度と、ステップＳ１２で検出された風量と、ステップＳ１３で算出された空気密度とから、単位時間当たりに吸気口１２から導入される水分量（単位時間当たりの入口空気に含まれる水分量）が算出される（ステップＳ２５）。そして、単位時間当たりの入口空気および浄化空気に含まれる水分量から、単位時間当たりに洗浄水から空気に加えられる湿分、すなわち洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出することができる（ステップＳ１８）。

【0057】

このように、図５のフローチャートで示す算出方法では、浄化空気の絶対湿度の算出から絶対湿度の増加量の算出は行われないため、図３のフローチャートで示す算出方法におけるステップＳ１５〜Ｓ１７は行われない。

【0058】

なお、デシカントロータが設けられていない空気調和装置の場合、浄化された空気が排気口からそのまま排出されるため、排気口に設けられた温湿度モニタによって、浄化空気の気温および相対湿度を直接検出することができる。こうして検出された浄化空気の気温および相対湿度から、浄化空気の絶対湿度を算出することができ、これにより、絶対湿度の増加量、すなわち洗浄水の単位時間当たりの蒸発量を算出することができる。

【0059】

上述したいずれの算出方法でも、空気調和装置１の使用環境や運転条件については考慮されていない。そのため、空気調和装置１の使用環境や運転条件に応じて各検出値を補正することで、洗浄水の蒸発量をより正確に算出することができる。このために、空気調和装置１には、さまざまな検出手段を追加して設けることができる。

【0060】

例えば、吸気口１１および排気口１２の少なくとも一方に、吸気口１１から導入される空気および排気口１２から排気される空気の少なくとも一方の圧力を検出する圧力モニタが設けられていてもよい。また、洗浄水を加熱または冷却する洗浄水加熱冷却手段が設けられている場合には、例えば循環タンク２１内に、洗浄水の温度を検出する水温検出手段を設け、洗浄水の温度を監視するようになっていてもよい。

【0061】

上述のように、気液接触によって洗浄水が蒸発し、それに応じて洗浄水を補充していくことで、洗浄水の濃縮が進行していくことになる。洗浄水の濃縮が進行すると、例えば塩化物イオン濃度が上昇するため、洗浄水の導電率も変化する。そのため、一定条件下で洗浄水の電気分解を行っていくと、必要以上に次亜塩素酸が生成されてしまい、浄化された空気に塩素臭が混じってしまう。このような問題を回避するためには、洗浄水の導電率の変化に応じて、電気分解手段２６の電極間に流す電流を最適値に適宜設定し、生成される次亜塩素酸の濃度を適切に維持する必要がある。

【0062】

本実施形態では、電気分解手段２６の電極間の電圧を検出することで、洗浄水の導電率を算出し、算出した導電率と洗浄水の温度とから、所定の関係式によって、電解電流の最適値を決定することができる。このため、本実施形態の空気調和装置１には、図１には図示していないが、電気分解手段２６の電極間の電圧を検出する電圧検出手段と、洗浄水の温度を検出する水温検出手段とが設けられている。そして、コントローラ５０が、これらの検出値に基づいて、電気分解手段２６の電極間に流す電流を決定する制御手段としても機能するようになっている。

【0063】

以上のように、本実施形態の空気調和装置では、装置に導入される空気（入口空気）の乾球温度（気温）および相対湿度を検出し、その検出値に基づいて、気液接触によって蒸発する洗浄水の水量を把握することができる。入口空気の気温や相対湿度は、複雑な構成を必要とすることなく簡単な方法で検出可能である。したがって、コストを増加させることなく、洗浄水の蒸発量を監視することができ、それにより、洗浄水の補充または交換のタイミングを適切に判定することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 空気調和装置
１０ 筐体
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 再生用ヒータ
１４ 再生ヒータ室
１５ 再生室ファン
１６ 送風機
２０ 空気浄化手段
２１ 循環タンク
２２ 充填塔
２３ 散水ノズル
２４ 循環ポンプ
２５ 排水弁
２６ 電気分解手段
２７，２８，３１ 配管
２９ 風量計
３２ 外部水源
３３ 給水弁
４０ デシカントロータ
４１ ロータ
４２ 吸湿領域
４３ 再生領域
５０ コントローラ
５１ 第１の温湿度モニタ
５２ 第２の温湿度モニタ
５３ 第３の温湿度モニタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】