CN202792258U - 带有空调功能的外空调机 - Google Patents

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木村惠一
石田贵之
后藤和也
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KIMURA MACHINE TOOLS CO Ltd
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KIMURA MACHINE TOOLS CO Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种带有空调功能的外空调机,具备:向封闭空间导入来自屋外的外部空气和来自室内的回气并混合,同时调节外部空气和回气的混合比率的风量调节机构;设置在封闭空间内,具有将封闭空间内的外部空气和回气作为空调用空气摄入的空气摄入口,同时与供气导管连通地连接的机箱;设置于机箱内,空调用空气通过的热交换盘管;设置于机箱内,使空调用空气通过热交换盘管并从供气导管向室内送风的风扇;向空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器;和操作风量调节机构以使室内的二氧化碳浓度达到预先设定的设定浓度,从而控制外部空气和回气的混合比率的二氧化碳控制部。可以得到能够实现舒适性和节能性两方面的带有空调功能的外空调机。

Description

带有空调功能的外空调机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及带有空调功能的外空调机。
背景技术
[0002] 使用冷水或温水的方式(即冷温水式)的空调系统由调节冷水或温水的温度的热源机;接受冷水或温水,用热交换盘管调节室内空气的温湿度,以进行室内的空气调节的空调机;接受冷水或温水,用热交换盘管和加湿器调节外部空气的温湿度并供给至室内的外部空气处理空调机(外空调机);使冷水或温水在空调机、外空调机及热源机中循环的配管及送水泵;和从空调机及外空调机向室内送风的导管构成。在该空调系统中,需要设置空调机及外空调机的专用的机械室,并存在施工不便及花费成本的问题。
[0003] 专利文献I :日本特开平9-243141号公报。
[0004] 又,在冷温水式空调系统中消耗能量的是热源机、空调机及外空调机的风扇及送水泵;
[0005] 在热源机上有热泵式冷机、涡轮式制冷机及吸收式制冷机等,该热源机将在空调机及外空调机的热交换盘管上吸热或者散热而还原的水进行冷却或者加热,并调节为规定温度;
[0006] 另外,对于规定的总楼面面积以上的大楼,规定引入外部空气以使室内的二氧化碳(CO2)浓度达到IOOOppm以下,从而用外空调机等的风扇引入外部空气;
[0007] 如何削减这些能源消耗量成为了节能的关键点。可知在该热源机、风扇及送水泵的能源消耗量上具有如以下的关系;
[0008] (I)热源机的能源消耗量随着在空调机及外空调机中的热交换盘管的入口的热交换用水的温度(热源机的出口上的冷水或温水的温度)的变化而增减;
[0009] (2)送水泵的能源消耗量随着作为空调机及外空调机上的热交换盘管的入口的热交换用水的温度和出口的热交换用水的温度之差的水温度差(热源机的入口的水温和出口的水温的温度差)的变化而增减;
[0010] (3)风扇的能源消耗量随着空调机及外空调机的供气温度(供气风量)的变化而增减;
[0011] 但是,以往,在并没有考虑这些的情况下设计空调机、外空调机等,并进行运行控制,因此面临能量消耗量无益地增加的状况。
实用新型内容
[0012] 本实用新型的一个方面,为了解决上述问题,提供一种带有空调功能的外空调机,具备:向设置于天花板内或室内的一部分上的封闭空间导入来自屋外的外部空气和来自所述室内的回气并混合,同时调节所述外部空气和所述回气的混合比率的风量调节机构;设置在所述封闭空间内,具有将所述封闭空间内的所述外部空气和所述回气作为空调用空气摄入的空气摄入口,同时与供气导管连通地连接的机箱;设置于所述机箱内,所述空调用空气通过的热交换盘管;设置于所述机箱内,使所述空调用空气通过所述热交换盘管并从所述供气导管向所述室内送风的风扇;向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器;和操作所述风量调节机构、控制所述外部空气和所述回气的混合比率,以使所述室内的二氧化碳浓度达到预先设定的设定浓度,从而的二氧化碳控制部。
[0013] 根据本实用新型:
[0014] (I)在天花板内或室内的一部分上用隔板等制作封闭空间并设置带有空调功能的外空调机即可,不需要风量调节机构和机箱的连接导管,因此容易施工,缩短工期,谋求降低成本。由于将封闭空间兼用为空气摄入室,因此不需要送风导管的构件,谋求降低成本;
[0015] (2)导管仅需要供气用导管,因此机箱周围的障碍物少,从而容易保养,没有额外的送风导管,与此相对应地压力损失也会变小,因此节能;
[0016] (3)在封闭空间内混合外部空气和回气,因此没有混合不均,可以实现均匀的热交换,由于是蒸汽加湿,因此谋求提高室内的温湿度控制的精度;
[0017] (4)由于是混合外部空气和回气进行热交换,因此在春秋季等空调负荷少的情况下,可以用带有空调功能的外空调机单独进行外部空气处理和回气处理,并停止或间歇地运行带有空调功能的外空调机以外的空调机,因此节能;
[0018] (5)上述外空调机为多功能,可以进行冷却运行、加热运行、送风运行、全外气冷却运行、冬季冷却及低温加湿,从而可以应对广泛的空调需求;
[0019] (6)外部空气负荷大的情况下,因室内人数减少等而导致二氧化碳浓度(CO2浓度)降低时,通过二氧化碳控制部减少外部空气量,从而谋求降低空调能源消耗量。
[0020] 另一方面,本实用新型的带有空调功能的外空调机具备:将来自屋外的外部空气和来自室内的回气作为空调用空气导入的机箱;设置于所述机箱内,用于冷却或加热所述空调用空气的热交换用水流过的热交换盘管;设置于所述机箱内,使所述空调用空气通过所述热交换盘管并向所述室内送风的风扇;调节所述外部空气和所述回气的混合比率的风量调节机构;调节所述热交换用水的流量的水量调节机构;和控制装置;所述热交换盘管具有所述热交换用水的入口和出口 ;所述控制装置具备:操作所述风量调节机构、控制所述外部空气和所述回气的混合比率以使所述室内的二氧化碳浓度达到预先设定的设定浓度的二氧化碳控制部;和操作所述水量调节机构,控制所述热交换用水的流量,以使作为已通过所述热交换盘管的所述空调用空气的温度的供气温度达到预先设定的设定供气温度,同时操作所述水量调节机构,控制所述热交换用水的流量,以使作为所述入口的所述热交换用水的温度和所述出口的所述热交换用水的温度之差的水温度差达到预先设定的设定水温度差的水量控制部。根据该实用新型,还可以:
[0021] (I)在二氧化碳控制部中,外部空气负荷大的情况下,因室内人数减少等而导致二氧化碳浓度降低时,可以减少外部空气量,谋求降低空调能源的消耗量;
[0022] (2)即使空调负荷发生变化,也控制为使空调用空气的温度、与作为热交换盘管的出口的热交换用水的温度和其入口的热交换用水的温度之差的水温度差一起达到设定值,因此在广范围的空气条件(并不仅仅是规划的屋内或屋外条件)下同时进行通过空调用空气的少风量化的风扇能源消耗量的削减,通过热交换用水(冷水或温水)的少水量化的送水泵能源消耗量的削减,通过提高上述水温度差的热源机能源消耗量的削减,从而谋求大幅度节能;[0023] 例如,通过热交换盘管的冷却或加热的空调用空气所具有的热能是热交换盘管入口的空气的焓值和热交换盘管出口的空气的焓值之差(即焓值差)和通过热交换盘管的空调用空气的风量的乘积,因此热能不变时焓值差越大向室内输送的风量越少;
[0024] 因此,如果提高热交换盘管的上述焓值差,即在冷却空调用空气时降低设定供气温度,在加热空调用空气时提高设定供气温度,则可以削减风扇的能量消耗量;
[0025] 又,通过热交换盘管的热交换用水的热交换量(贯流热量)是热交换盘管的热交换用水的流量与作为热交换盘管的出口的热交换用水的温度和入口的热交换用水的温度之差的水温度差的乘积,因此热交换盘管的贯流热量不变时,随着上述水温度差增大,在热源机和带有空调功能的外空调机之间循环的热交换用水的量减少。因此,提高上述水温度差 时可以削减热交换用水的送水泵的能源消耗量;
[0026] 此外,热源机的出口的热交换用水的温度不变时,随着热交换盘管上的上述水温度差增大,冷却运行时平均冷水温度上升,加热运行时平均温水温度下降,因此可以削减热源机的能源消耗量;
[0027] (3)可以仅用带有空调功能的外空调机控制水温度差和热交换用水的流量,而不需要进行除了带有空调功能的外空调机以外的热源机等的控制,从而谋求设备的简单化;
[0028] (4)在谋求与以往同等的能力下大幅度削减能源消耗量,可以同时实现舒适性和节能性两个方面。
[0029] 还可以使本实用新型的带有空调功能的外空调机,在所述热交换盘管为冷却所述空调用空气的模式下,设置为使所述入口的所述热交换用水的温度为10〜12°C、使所述水温度差为8〜12°C、使所述供气温度为12〜14°C ;且,在所述热交换盘管为加热所述空调用空气的模式下,设置为使所述入口的所述热交换用水的温度为35〜40°C、使所述水温度差为8〜12°C、使所述供气温度为30〜35°C。根据这样的实用新型,还可以:
[0030] (I)热泵式冷机等的热源机为冷却运行时冷水出口温度变高,则能源消耗量会减少,加热运行时温水出口温度变低,则能源消耗量会减少;
[0031] 因此,空调用空气冷却时的热交换盘管的入口的热交换用水的设定温度(热源机的出口的热交换用水的设定温度)是10〜12°C (历来是7°C),空调用空气冷却时的热交换盘管的入口的热交换用水的温度是,由于通过旁路空气等的热交换盘管的热流经能力的上限的原因需要比供气温度低3°C以上的冷水,因此为了热源机的能源消耗量的削减,最佳地是设定为10°C ;
[0032] 空调用空气加热时的热交换盘管的入口的热交换用水的设定温度较佳地是35〜40°C(历来是45°C),但是,空调用空气加热时的热交换盘管的入口的热交换用水的温度是,由于热交换盘管的热贯流能力的上限的原因需要比供气温度高3°C以上的温水,因此为了热源机的能源消耗量的削减,最佳地是设定为40°C ;
[0033] 又,空调用空气冷却时的设定供气温度,如果考虑去除室内从人体等上产生的潜热时,较佳地也是12〜14°C (历来16°C),但是为了削减风扇能源消耗量、最低限度抑制室内吹出口的结露和冷吹风,最佳地是设定为13°C ;
[0034] 空调用空气加热时的设定供气温度较佳地是30〜35°C (历来是28°C),但是如果考虑当热交换盘管的入口的热交换用水的温度和供气温度之差减小时热源机能源消耗量会减少这个方面时,最佳地是设定为30°C ;[0035] 热交换盘管的入口的热交换用水的设定温度和出口的热交换用水的设定温度的水温度差(设定水温度差)、为了削减送水泵及热源机的能源消耗量而较佳地是8〜12°C(历来是5°C),但是由于用一般的热源机可应对的水温度差的原因而最佳地是设定为10°C。
[0036] 也可以使本实用新型的外空调机的所述控制装置具备:在所述外部空气的温度达到所述设定供气温度时,操作所述水量调节机构而停止所述热交换用水流入所述热交换盘管中,同时操作所述风量调节机构而使所述空调用空气全部由所述外部空气构成的送风控制部;在所述外部空气的温度超过所述设定供气温度、且外部空气焓值小于回气焓值时,操作所述风量调节机构以使所述空调用空气全部由所述外部空气构成,同时操作所述水量调节机构以控制所述热交换用水的流量,从而使所述供气温度达到所述设定供气温度的全外部空气冷却控制部;以及,在所述外部空气的温度小于所述设定供气温度、且所述回气的温度超出预先设定的设定回气温度时,操作所述风量调节机构、控制所述空调用空气中的所述回气的比率以使所述供气温度达到所述设定供气温度的冬季冷却控制部。根据这样的实用新型,还可以:
[0037] ( I)在送风控制部中,由于仅通过向室内送风而不使外部空气热交换可以进行空 气调节,因此可以削减热源机的能源消耗量,从而节能;
[0038] (2)在全外部空气冷却控制部中,由于仅冷却焓值比室内空气更低的外部空气并进行空气调节,因此与冷却回气、或冷却外部空气和回气的混合空气相比更削减热源机的能源消耗量,从而节能;
[0039] (3)在冬季冷却控制部中,在冬季室内变热时用风量调节机构在低温的外部空气中混合高温的回气以调节为设定供气温度并进行空气调节,而不使外部空气热交换,因此可以削减热源机的能源消耗量,从而节能。此外,不需要可同时使空调用空气的冷却用冷水和再热用温水流过的四管式配管;
[0040] (4)上述外空调机为多功能,可以进行冷却运行、加热运行、送风运行、全外气冷却运行及冬季冷却运行,从而可以应对广泛的空调需求;
[0041] (5)风量调节机构可以共用于二氧化碳控制、送风运行、全外部空气冷却运行及冬季冷却运行中,从而谋求降低成本。
[0042] 本实用新型的带有空调功能的外空调机,也可以具备:调节通过所述风扇输送至所述室内的所述空调用空气的风量的变风量机构;且所述控制装置具备在所述回气的温度小于预先设定的设定回气温度时,操作所述变风量机构以控制所述空调用空气的风量,从而使所述回气的温度达到所述设定回气温度的过冷却防止控制部。根据该实用新型的外空调机,还可以:
[0043] (I)在空调负荷小等的情况下,通过减少供气风量可以防止室内的回气温度与设定回气温度相比过度下降,从而提高舒适性。
[0044] 又,本实用新型的带有空调功能的外空调机,也可以具备向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器;且所述控制装置具备在回气绝对湿度小于预先设定的设定回气绝对湿度时,控制所述蒸汽式加湿器的蒸汽放出量,从而使所述回气绝对湿度不超出所述空调用空气的绝对湿度的上限的加湿控制部。根据该实用新型,还可以:
[0045] (I)即使在空调用空气低温的情况及蒸发吸收距离短(气流中被喷雾的水分直到被空气所吸收为止所需的水分移动距离)的情况下也可以防止结露的同时进行加湿,不需要去除结露水的去除器等,可以谋求降低成本和紧凑化;
[0046] (2)由于以回气绝对湿度加湿,可以实现高精度的室内温湿度控制。
[0047] 此外,可以使本实用新型的所述热交换盘管的传热管(15)由椭圆管构成,根据这样的实用新型,还可以:
[0048] (I)由于是椭圆管而压力损失小,因此通过增加热交换盘管的列数(热贯流量),在冷却时使热交换盘管的入口的热交换用水的设定温度(热源机的出口的热交换用水的设定温度)上升,在加热时使其下降,以此可以减少热源机的能源消耗量(不增加风扇的能源消耗量);
[0049] 此外,通过降低热交换盘管通过风速而增加热交换盘管的通风截面面积,维持供气风量和冷却或加热能力,同时变更盘管内的热交换用水的流法(变更盘管内的热交换用水的回路的构造),以此使送水距离变长,防止水速降低,防止伴随着水速降低而出现的贯 流热量的减少(能力降低),可以提高上述水温度差,减少送水泵及热源机的能源消耗量;
[0050] 另外,热交换盘管的传热管为圆管的情况下,为了成为上述设定温度而增加盘管的列数时会大幅度增加风扇的能源消耗量,并不节能。
附图说明
[0051] 图I是示出带有空调功能的外空调机的设置状态的侧视图;
[0052] 图2是示出带有空调功能的外空调机的整个结构的简略说明图;
[0053] 图3是冷水模式运行的流程图;
[0054] 图4是温水模式运行的流程图;
[0055] 图5是模式判断流程图;
[0056] 图6是示出其他实施例的侧视图;
[0057] I 机箱;
[0058] 2 蒸汽式加湿器;
[0059] 3 控制装置;
[0060] 6 空气摄入口 ;
[0061] 8 供气导管;
[0062] 9 热交换盘管;
[0063] 10 风扇;
[0064] 15 传热管;
[0065] 22 二氧化碳控制部;
[0066] 23 水量控制部;
[0067] 24 送风控制部;
[0068] 25 全外部空气冷却控制部;
[0069] 26 冬季冷却控制部;
[0070] 27 过冷却防止控制部;
[0071] 28 加湿控制部;
[0072] D 风量调节机构;
[0073] E 变风量机构;[0074] V 水量调节机构。
具体实施方式
[0075] 图I及图2是示出本实用新型的带有空调功能的外空调机的一个实施例,该带有空调功能的外空调机具备机箱I、蒸汽式加湿器2、风量调节机构D、水量调节机构V、和控制装置3。在建筑物的天花板34内部S的一部分上的封闭空间CS内设置调节作为空调用空气来自屋外的外部空气和来自室内的回气的混合比率的风量调节机构D,并将封闭空间作为简易的机械室使用,在其内部设置横向上长的机箱I。在形成封闭空间的壁部和天花板上设置调节风量的比例式的外部空气风门4及回气风门5,从而构成风量调节机构D。在图例中,封闭空间CS由壁部32、地板部33、天花板34、隔墙部35构成,但是其构成可自由变更。
[0076] 机箱I具有将封闭空间内的外部气体和回风作为空调用空气摄入的空气摄入口6、和与空气摄入口 6连通的空气出口 7。空气出口 7与供气导管8连通地连接。在机箱I内设置用于冷却或加热空调用空气的热交换用水流过的热交换盘管9、使空调用空气经过·热交换盘管9并由供气导管8向室内送风的风扇10、向经过热交换盘管9的空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器2的加湿喷嘴11、过滤器12、和接水盘13。
[0077] 在风扇10上设置调节空调用空气的供气风量的由变换器构成的变风量机构E。另夕卜,作为蒸汽式加湿器2可自由变更为公知的电极式及电热式、蒸汽喷雾式等各种模式,或者选择气化式的加湿器。在图例中,举例说明了在机箱I内仅配置加湿喷嘴11的情况,但是也可以在机箱I内设置向加湿喷嘴11供给蒸汽的蒸汽发生器等的器械。
[0078] 图例的实线及点线的空心箭头是示出送风方向,利用风扇10吸入的空调用空气经过热交换盘管9并通过供气导管8及省略图示的吹出口向室内供气。热交换盘管9是在通风自如地设置的多个传热板14上插着多个传热管15而形成,流过传热管15内的热交换用水(冷水或温水)和经过的空气通过传热管15及传热板14进行热交换。该传热管15以椭圆管为较佳,可选地为圆形管。将热交换盘管9上的热交换用水的入口及出口与冷水配管或温水配管16管道连接并设置比例式的水量调节阀17,从而构成调节热交换盘管9的水的流量的水量调节机构V。热交换盘管9通过配管16与省略图示的热源机和送水泵连接,用该热源机调节为规定温度的热交换用水(冷水或温水)在热交换盘管9和所述热源机中循环。另外,配管16可以自由地选择使冷水和温水切换着流过的双管式、使冷水和温水同时流过的四管式中的任意一种。
[0079] 控制装置3具备检测外部空气温湿度的外部空气温湿度检测器18、检测回气的温度及湿度的回气温湿度检测器19、检测通过热交换盘管9的空调用空气(即供气)的温度及湿度的供气温湿度检测器31、检测作为热交换盘管9的入口的热交换用水的温度和出口的热交换用水的温度之差的水温度差的水温度差检测器20、检测回气(室内)的二氧化碳浓度的二氧化碳检测器21、二氧化碳控制部22、水量控制部23、送风控制部24、全外部空气冷却控制部25、冬季冷却控制部26、过冷却防止控制部27、加湿控制部28、设定部29、模式判断部30,并由传感器、执行器、微型电子计算机等构成。
[0080] 图3是冷水模式运行的流程图,图4是温水模式运行的流程图,图5是模式判断处理的流程图。二氧化碳控制部22通过风量调节机构D控制空调用空气的混合比率以使经由二氧化碳检测器21检测的室内的二氧化碳浓度达到设定浓度。例如,因室内人数的增减等而导致二氧化碳浓度低于设定浓度时,通过回气风门5和外部空气风门4控制为能够减少空调用空气的外部空气比率而提高二氧化碳浓度,二氧化碳浓度高于设定浓度时,通过回气风门5和外部空气风门4控制为能够增加空调用空气的外部空气比率而降低二氧化碳浓度。
[0081] 水量控制部23用水量调节机构V控制水的流量以使通过供气温湿度检测器31检测到的作为通过热交换盘管的空调用空气(供气)的温度的供气温度达到设定供气温度,同时用水量调节机构V控制水的流量以使通过水温度差检测器20检测的水温度差达到设定水温度差。例如,在冷却运行的情况下控制为,当供气温度低于设定供气温度时,用水量调节阀17减少水的流量以提高供气温度,当供气温度高于设定供气温度时,用水量调节阀17增加热交换用水的流量以降低供气温度。当供气温度达到设定供气温度时 控制为,在水温度差小于设定水温度差时用水量调节阀17减少热交换用水的流量以提高水温度差,水温度差大于设定水温度差时用水量调节阀17增加热交换用水的流量以减少水温度差。又,在加热运行的情况下控制为,在供气温度低于设定供气温度时,用水量调节阀17增加热交换用水的流量以提高供气温度,供气温度高于设定供气温度时,用水量调节阀17减少热交换用水的流量以降低供气温度。当供气温度达到设定供气温度时控制为,在水温度差小于设定水温度差时用水量调节阀17减少热交换用水的流量以提高水温度差,水温度差大于设定水温度差时用水量调节阀17增加热交换用水的流量以减少水温度差。借助于此,控制为能够使作为通过热交换盘管的空调用空气的温度的供气温度和上述水温度差一同达到设定值。
[0082] 上述设定值是在用热交换盘管9冷却空调用空气的情况下,将热交换盘管9的入口上的热交换用水的温度设定为10〜12°C (较佳地是10°C),将热交换盘管9上的水温度差设定为8〜12°C (较佳地是10°C),将通过热交换盘管的空调用空气的温度(供气温度)设定为12〜14°C (较佳地是13°C),同时在用热交换盘管9加热空调用空气的情况下,将热交换盘管9的入口上的热交换用水的温度设定为35〜40°C (较佳地是40°C),将热交换盘管9上的水温度差设定为8〜12°C (较佳地是10°C),将通过热交换盘管的空调用空气的温度(供气温度)设定为30〜35°C (较佳地是30°C )。
[0083] 将送风控制部24控制为在用外部空气温湿度检测器18检测的外部空气温度达到预先设定的设定供气温度的情况下,操作水量调节机构V,停止热交换用水流入热交换盘管9中,同时操作风量调节机构D,使空调用空气全部用外部空气构成。例如,空调负荷小的情况下,供气温度达到设定供气温度时,用水量调节阀17将热交换用水的流量变为零,并通过回气风门5和外部空气风门4将空调用空气的外部空气比率控制为100%。这就是所谓的夏季的外部空气制冷。
[0084] 全外部空气冷却控制部25是在用外部空气温湿度检测器18检测的外部空气温度超过设定供气温度,且屋外的外部空气焓值小于室内的回气焓值的情况下,操作风量调节机构D,使空调用空气全部由外部空气构成,同时操作水量调节机构V,以控制热交换用水的流量,使供气温度达到设定供气温度。例如,在夏季的外部空气温度低于室内回气温度并高于设定供气温度的情况下,通过回气风门5和外部空气风门4将空调用的空气的外部空气比率变为100%,并用水量调节阀17控制热交换用水的流量,使供气温度达到设定供气温度。所述外部空气焓值是由通过外部空气温湿度检测器18检测的外部空气的温度及湿度计算,上述回气焓值是由通过回气温湿度检测器19检测的回气的温度及湿度计算。
[0085] 冬季冷却控制部26是在用回气温湿度检测器19检测的回气温度超过设定回气温度,且用外部空气温湿度检测器18检测的外部空气温度小于设定供气温度、用二氧化碳检测器21检测的室内的二氧化碳浓度小于设 定浓度的情况下,用水量调节机构V停止热交换用水流入热交换盘管9中,同时操作风量调节机构D,以控制空调用空气的回气比率,使通过供气温湿度检测器30检测的供气温度达到设定供气温度。例如,在冬季室内回气温度超过设定回气温度,外部空气温度低于设定供气温度的情况下,操作水量调节阀17,使热交换用水的流量变为零,通过回气风门5和外部空气风门4增加空调用空气的回气比率提高温度,控制为使供气温度达到设定供气温度。在将回气比率增加至用二氧化碳检测器21检测的室内的二氧化碳浓度达到设定浓度,供气温度也小于设定供气温度的情况下,用热交换盘管9的温水加热空调用空气,以控制供气温度使其达到设定供气温度。
[0086] 过冷却防止控制部27是在用回气温湿度检测器19检测的回气温度小于设定回气温度、用二氧化碳检测器21检测的室内的二氧化碳浓度小于设定浓度的情况下,用变风量机构E控制供气风量,从而使回气温度达到设定回气温度。例如,各种模式的运行中,室内回气温度小于设定回气温度的情况下,用水量调节阀17使热交换用水的流量最小,并通过变风量机构E减少风扇10的供气风量以提高回气温度,控制使其达到设定回气温度。
[0087] 加湿控制部28是在用回气温湿度检测器19检测的室内的回气绝对湿度小于预先设定的回气的绝对湿度、即设定回气绝对湿度的情况下,控制蒸汽式加湿器2的蒸汽释放量,以使回气绝对湿度不超出空调用空气(供气)的绝对湿度的上限。例如,在室内的设定回气绝对湿度为供气的绝对湿度的上限以下的情况下控制为,以设定回气绝对温度作为目标用蒸汽式加湿器2加湿,在室内的设定回气绝对湿度超过供气的绝对湿度的上限的情况下,以供气的绝对湿度的上限作为目标进行加湿。供气的绝对湿度的上限是,当供气的温度为设定供气温度时该供气变成饱和湿空气而凝结(结露)之前的绝对湿度,并通过计算等而被设定的值。
[0088] 设定部29分别设定空调用空气(供气)的设定供气温度、室内的设定回气温度、室内的设定回气绝对湿度、室内的二氧化碳的设定浓度、热交换盘管9中的设定水温度差、供气的绝对湿度的上限。这些设定值可以是单一的数值,也可以是包含阈值的规定范围的数值,可自由选择。
[0089] 如图5所示,模式判断部30是在冷水流过配管16时,外部空气温度为设定供气温度时判断为送风运行,外部空气温度超过设定供气温度,且屋外外部空气焓值小于室内回气焓值时判断为全外部空气冷却运行,外部空气超过设定供气温度,且回气温度为设定回气温度以上时判断为冷却运行。又,温水流过配管16时,外部空气温度为设定供气温度时判断为送风运行,外部空气温度小于设定供气温度,且回气温度超过设定回气温度时判断为冬季冷却运行,外部空气温度小于设定供气温度,且回气温度小于设定回气温度时判断为加热运行。
[0090] 图3是冷水模式运行的一个示例,在开始运行时,使规定水量的热交换用水(冷水)流过热交换盘管9,并使空调用空气的外部空气比率变成100%并向室内以一定风量供气。接着,在送风运行的情况下,停止热交换用水(冷水)而使空调用空气全部由外部空气构成。在全外部空气冷却运行的情况下,将空调用空气全部使用外部空气,并控制冷水流量,使供气温度以及热交换盘管9的出口的热交换用水的温度和入口的热交换用水的温度之间的水温度差达到设定值。在冷却运行的情况下,控制外部空气比率,使空调用空气的二氧化碳浓度达到设定值,并控制冷水流量使供气温度和上述水温度差达到设定值。在送风运行、全外部空气冷却运行及冷却运行中,如果回气温度低于设定值,则在使二氧化碳浓度不超出设定值的范围下减少供气风量,从而控制为使回气温度达到设定值。
[0091] 图4是温水模式运行的一个示例,在开始运行时,使规定水量的热交换用水(温水)流过热交换盘管9,并使空调用空气的外部空气比率变成100%并向室内以一定风量供气,控制为使室内湿度达到设定值。接着,在送风运行的情况下,停止温水而使空调用空气全部由外部空气构成。在冬季冷却运行的情况下,停止温水而使空调用空气暂且全部由外部空气构成,并控制空调用空气的回气比率,在使二氧化碳浓度不超出设定值范围下使供气温度达到设定值。在加热运行的情况下,控制外部空气比率,使空调用空气的二氧化碳浓度达到设定值,并控制温水流量,使供气温度和上述水温度差达到设定值。在送风运行、冬季冷却运行及加热运行中,如果回气温度低于设定值,则在使二氧化碳浓度不超出设定值的范 围下减少供气风量,从而控制为使回气温度达到设定值。
[0092] 图6是另一实施例,示出设置于天花板内部以外的室内的一部分上的作为简易的机械室的封闭空间CS内设置纵向上长的机箱I的情况。在构成封闭空间CS的壁部32上设置有调节风量的外部空气风门4及回气风门5。在图例中,封闭空间由壁部32、地板部33、隔墙部35构成,但是对其构成的变更是自由的。还可以通过与外部空气风门4连通的导管36将外部空气导入封闭空间。隔墙部35可以利用隔板等。
[0093] 本实用新型并不限于上述实施例,在不脱离本实用新型主旨的范围下可自由设计变更,例如热交换盘管9可以自由采用用加热泵的制冷剂切换对空调用空气的冷却和加热的热交换方式。又,也可以在控制装置3的各检测器及各控制部中仅选择所需的部件并组合使用,对其构成的变更是自由的。例如,在水量控制部23中省略水温度差的控制而仅实施供气温度控制,或者省略过冷却防止控制部27,不实施回气温度控制,这也是自由的。又,对冷水模式运行及温水模式运行的顺序及处理内容的变更是自由的。例如,冷水模式运行及温水模式运行开始后,接着将空调用空气全部使用外部空气,此外也可以自由地变更为用二氧化碳控制部22调节空调用空气的混合比的处理,从而使二氧化碳浓度达到设定浓度。

Claims (10)

1. 一种带有空调功能的外空调机,其特征在于,具备: 向设置于天花板内或室内的一部分上的封闭空间导入来自屋外的外部空气和来自所述室内的回气并混合,同时调节所述外部空气和所述回气的混合比率的风量调节机构(D);设置在所述封闭空间内,具有将所述封闭空间内的所述外部空气和所述回气作为空调用空气摄入的空气摄入口(6),同时与供气导管(8)连通地连接的机箱(I); 设置于所述机箱(I)内,所述空调用空气通过的热交换盘管(9); 设置于所述机箱(I)内,使所述空调用空气通过所述热交换盘管(9)并从所述供气导管(8)向所述室内送风的风扇(10); 向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器(2);和操作所述风量调节机构(D)、控制所述外部空气和所述回气的混合比率,以使所述室内的二氧化碳浓度达到预先设定的设定浓度的二氧化碳控制部(22)。
2. 一种带有空调功能的外空调机,其特征在于,具备: 将来自屋外的外部空气和来自室内的回气作为空调用空气导入的机箱(I); 设置于所述机箱(I)内,用于冷却或加热所述空调用空气的热交换用水流过的热交换盘管(9); 设置于所述机箱(I)内,使所述空调用空气通过所述热交换盘管(9)并向所述室内送风的风扇(10); 调节所述外部空气和所述回气的混合比率的风量调节机构(D); 调节所述热交换用水的流量的水量调节机构(V);和 控制装置(3); 所述热交换盘管(9)具有所述热交换用水的入口和出口 ; 所述控制装置(3)具备: 操作所述风量调节机构(D)、控制所述外部空气和所述回气的混合比率以使所述室内的二氧化碳浓度达到预先设定的设定浓度的二氧化碳控制部(22);和 操作所述水量调节机构(V),控制所述热交换用水的流量,以使作为已通过所述热交换盘管(9)的所述空调用空气的温度的供气温度达到预先设定的设定供气温度,同时操作所述水量调节机构(V),控制所述热交换用水的流量,以使作为所述入口的所述热交换用水的温度和所述出口的所述热交换用水的温度之差的水温度差达到预先设定的设定水温度差的水量控制部(23)。
3.根据权利要求2所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 在所述热交换盘管(9)为冷却所述空调用空气的模式下,设置为使所述入口的所述热交换用水的温度为10〜12°C、使所述水温度差为8〜12°C、使所述供气温度为12〜14°C;且,在所述热交换盘管(9)为加热所述空调用空气的模式下,设置为使所述入口的所述热交换用水的温度为35〜40°C、使所述水温度差为8〜12°C、使所述供气温度为30〜35°C。
4.根据权利要求2或3所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 所述控制装置(3)具备: 在所述外部空气的温度达到所述设定供气温度时,操作所述水量调节机构(V)而停止所述热交换用水流入所述热交换盘管(9)中,同时操作所述风量调节机构(D)而使所述空调用空气全部由所述外部空气构成的送风控制部(24);在所述外部空气的温度超过所述设定供气温度、且外部空气焓值小于回气焓值时,操作所述风量调节机构(D)以使所述空调用空气全部由所述外部空气构成,同时操作所述水量调节机构(V)以控制所述热交换用水的流量,从而使所述供气温度达到所述设定供气温度的全外部空气冷却控制部(25); 所述外部空气的温度小于所述设定供气温度、且所述回气的温度超出预先设定的设定回气温度时,操作所述风量调节机构(D)、控制所述空调用空气中的所述回气的比率以使所述供气温度达到所述设定供气温度的冬季冷却控制部(26 )。
5.根据权利要求2或3所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 具备调节通过所述风扇(10)输送至所述室内的所述空调用空气的风量的变风量机构(E); 所述控制装置(3)具备在所述回气的温度小于预先设定的设定回气温度时,操作所述变风量机构(E)以控制所述空调用空气的风量,从而使所述回气的温度达到所述设定回气温度的过冷却防止控制部(27 )。
6.根据权利要求2或3所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 具备向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器(2); 所述控制装置(3)具备在回气绝对湿度小于预先设定的设定回气绝对湿度时,控制所述蒸汽式加湿器(2)的蒸汽放出量,从而使所述回气绝对湿度不超出所述空调用空气的绝对湿度的上限的加湿控制部(28 )。
7.根据权利要求2或3所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于,所述热交换盘管(9)的传热管(15)由椭圆管构成。
8.根据权利要求4所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 具备调节通过所述风扇(10)输送至所述室内的所述空调用空气的风量的变风量机构(E); 所述控制装置(3)具备在所述回气的温度小于预先设定的设定回气温度时,操作所述变风量机构(E)以控制所述空调用空气的风量,从而使所述回气的温度达到所述设定回气温度的过冷却防止控制部(27 )。
9.根据权利要求4所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 具备向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器(2); 所述控制装置(3)具备在回气绝对湿度小于预先设定的设定回气绝对湿度时,控制所述蒸汽式加湿器(2)的蒸汽放出量,从而使所述回气绝对湿度不超出所述空调用空气的绝对湿度的上限的加湿控制部(28 )。
10.根据权利要求5所述的带有空调功能的外空调机,其特征在于, 具备向所述空调用空气放出加湿用的蒸汽的蒸汽式加湿器(2); 所述控制装置(3)具备在回气绝对湿度小于预先设定的设定回气绝对湿度时,控制所述蒸汽式加湿器(2)的蒸汽放出量,从而使所述回气绝对湿度不超出所述空调用空气的绝对湿度的上限的加湿控制部(28 )。
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