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オゾン水を用いた加湿空気清浄機の開発~加湿能力の向上と制御

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オゾン水を用いた加湿空気清浄機の開発
∼加湿能力の向上と制御システムの構築∼
13A223
制御技術科
超音波霧化装置
冷却
ファン
図 1 超音波霧化ユニット
実験結果
2.1 加湿能力向上の検討
100
45
90
40
80
35
30
25
20
15
湿度
温度
10
5
2.3 加湿制御システムの構築
本装置の実用化を目指し,制御システムの構築を行った.図
3 にシステムの構成を示す.湿度センサの値によって霧化装置
の稼動 ON/OFF を行う.更に湿度が上昇した場合は,排気フ
ァン,ポンプ,電解槽の電源を OFF にして,装置の運転を停
止する.ON/OFF 方法はソリッドステートリレーを用いて,
装置の電源電圧の制御をする.
PIC マイコンにより制御を行う前に,LabVIEW を用いて各
電源の ON/OFF の確認試験を行った.問題なく制御すること
が確認できたため,PIC マイコンへ移行し,プログラムの完
成しだい運転試験を行う.
3.
まとめ
(1)超音波霧化装置を取り付けることで加湿能力を多少上げ
ることができた.さらに加湿能力を高めるには送風量を大き
▲ 霧化装置0つ
● 霧化装置1つ
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0
1
稼動時間[h]
2
0
3
1
稼動時間[h]
部屋中央
2
3
2
3
部屋奥
50
45
45
40
40
温度[℃] 湿度[%]
50
35
30
25
20
15
10
5
35
30
25
20
15
10
5
0
0
0
1
稼動時間[h]
2
3
0
1
稼動時間[h]
4
3.5
■ 霧化装置0つ
◆ 霧化装置1つ
3
2.5
蒸発量
2
1.5
1
2.2 室内のオゾン濃度測定
水を 5 インチのろ過フィルターと RO 膜に通して不純物を
取り除き,純水に近い状態にしてから電解槽で電気分解を行う
ことで殺菌能力を有するオゾンを発生させる.これを室内空気
と接触させて空気清浄と循環水の除菌を行う.オゾンは残留性
が無いという性質があるが,強力な酸化力を持ち殺菌・脱臭等
の作用を有するため,人体への影響を考慮して室内環境基準
(Max 0.1ppm,平均 0.05ppm)が定められている.そのため,
本装置で加湿中の室内オゾン濃度を,エフアイエス㈱製オゾン
モニタと㈱ガステック製気体採取器で測定し,その安全性の確
認を行った.その結果を表 1 に示す.
ここで,送風口では 0.2ppm の濃度のオゾンが検知されたが,
吸込み口及び室内ではオゾンは検知されなかった.これは,オ
ゾンは送風口を出てすぐに酸素に戻ったと考えられ,室内環境
基準をクリアできている.
温度[℃] 湿度[%]
50
蒸発量[ℓ]
循環水を上部から降水させ加湿するのに加えて,送風口に本
多電子㈱製超音波霧化装置を取り付けて,霧化粒子を発生させ,
加湿能力の向上を行った.その外観を図 1 に示す.霧化装置 1
個あたりの霧化能力は 125±50 mℓ/h であり,3 個まで取付け
が可能である.超音波霧化装置稼動無しの場合と 1 個稼動した
時の温湿度の計測(3 時間)を行った.その結果を図 2 に示す.
ここで,送風口において霧化装置稼動無しでは約 89%であ
った湿度が,1 個稼動により約 98%に上昇している.また室内
中央の湿度は 9%上昇したのに比べ 13%上昇した.加湿量は
768mℓ/h から 902mℓ/h に増加している.また,霧化装置の稼動
を 2 個,3 個と増やしても湿度及び加湿量に増加は見られなか
った.これは,1 個で送風口の湿度が限界に達しているため,
これ以上の加湿能力向上に繋がらなかったものと考えられる.
尚,これまでの研究では排気ファンの送風量を 280m3/h か
ら 400m3/h に変更したときに,加湿量は 400mℓ/h から 880
mℓ/h まで 2.2 倍向上したことが確認されている.更に加湿能
力を高めるには送風量を大きくすることが有効と考えられる.
吐出し口
吸込み口
温度[℃] 湿度[%]
2.
洸司
はじめに
本研究では,水を電気分解して発生させたオゾンを用いて除
菌を行うスクラバー方式の加湿空気清浄機の加湿能力向上の
ため,超音波霧化装置を付加してその加湿性能の比較を行った.
オゾン水と接触して装置から排気される加湿空気には,微量の
オゾンが含まれるため,湿中の室内オゾン濃度を測定して,そ
の安全性についても検討を行った.更に,本装置の実用化を目
指し,制御システムの構築の検討を行った.
温度[℃] 湿度[%]
1.
山浦
0.5
0
0
1
稼働時間[h]
2
3
図 2 加湿性能上昇試験結果
表 1 オゾン濃度計測結果
日付
測定開始時刻
稼働時間[h]
オゾンセンサ[ppb]
吐き出し口
ガステック[ppm]
オゾンセンサ[ppb]
吸い込み口
ガステック[ppm]
オゾンセンサ[ppb]
部屋中央
ガステック[ppm]
オゾンセンサ[ppb]
部屋奥
ガステック[ppm]
10:30
0
0
2015.1.6
11:30
13:30
1
3
0.2
0
0
0
0
0
0
0.2
0
0
0
0
0
0
15:00
4.5
0.2
0
0
0
0
0
0
超音波霧化
装置×2
制御装置
湿度センサ
湿度[%]
PICマイコン
スイッチ
ング
ボード
図 3 制御システムの構成
排気ファン
ポンプ×2
電解槽
給水
排水
くすることや,送風口を大きくすることが考えられる.
(2)装置から排気される空気及び室内のオゾン濃度を測定し,
室内空間ではオゾンが検出されないことを確認した.
(3)LabVIEW を用いて,各装置電源の ON/OFF 制御の確認
を行った.
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