JP2003120965A - 除湿空調装置 - Google Patents

除湿空調装置

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JP2003120965A
JP2003120965A JP2001313944A JP2001313944A JP2003120965A JP 2003120965 A JP2003120965 A JP 2003120965A JP 2001313944 A JP2001313944 A JP 2001313944A JP 2001313944 A JP2001313944 A JP 2001313944A JP 2003120965 A JP2003120965 A JP 2003120965A
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JP
Japan
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switching valve
cold water
brine
air
hot water
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Application number
JP2001313944A
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English (en)
Inventor
Kenichi Suzuki
賢一 鈴木
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Toyo Seisakusho KK
Original Assignee
Toyo Seisakusho KK
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】多様な運転モードに切り替えることができて冷
却負荷の量にかかわらず除湿空調を充分に行なうことが
できるとともに、再熱用の熱源を別途設けることなく加
熱・暖房運転も行なうことができ、また、電力消費量の
ピークをシフトあるいはカットすることができて冷凍機
の容量を小さくする。 【解決手段】ヒートポンプ式の冷凍機ユニット1に、氷
蓄熱を行なう蓄熱槽ユニット2と、熱交換器3とを並列
に接続し、冷凍機ユニットからのブラインを蓄熱槽ユニ
ットまたは熱交換器のいずれか一方に送るブライン切替
弁装置(V1、V2、V3、V4)を備え、前記熱交換
器からの温水または冷水を温水コイルと冷水コイルのど
ちらかに送るかを切り替える送水切替弁装置と、冷水コ
イルからの冷水を蓄熱槽ユニットと熱交換器のどちらに
戻すかを切り替える返水切替弁装置(V5、V8)とを
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却除湿方式による
被空調室の冷却・除湿および暖房を行なうための除湿空
調装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】工場や倉庫においては、温
度および湿度の管理が要求されることが多く、例えば粉
末調味料や海苔の製造・加工等を行う食品工場や精密機
器、光学機器の製造工場等ではその工程中に温度・湿度
が厳密に管理されている室内で行なわなければならない
工程を有することが多い。
【0003】除湿方式には被処理空気を露点以下に冷却
して被処理空気中の水分を結露させて除去する冷却除湿
方式と、多孔質物質や吸湿性を有する薬剤によって被処
理空気中の水分を除去する吸着除湿方式とがあり、また
冷却除湿と吸着除湿を併用する方式もあるが、冷却除湿
方式は除湿以外に冷却も行なうことができ、かつ保守が
容易であり、しかも設備費が安価であるので、工場や倉
庫の除湿に広く利用されている。
【0004】従来の冷却除湿方式では、被処理空気を一
旦露点以下に冷却して除湿を行い、さらに被空調室で要
求される吹出し温度まで加熱(再熱)をしなければなら
ず、したがって冷却除湿後の空気を加熱するための熱源
(再熱用の熱源)が必要となる。
【0005】従来の冷却除湿装置には、上述した再熱用
の熱源として冷却除湿用に使用する冷凍機のホットガス
を使用するものがあり、このホットガスを再熱用の熱源
とするものでは電気ヒータ等の他の熱源を設ける場合に
比して装置コストやエネルギーコストを抑えることがで
きるというメリットがある。
【0006】しかし、冷凍機のホットガスを再熱用の熱
源として利用するものにおいては、被空調室の冷却負荷
に応じた冷凍機の凝縮熱量の範囲内でしか加熱できず、
暖房のみを行なうということもできない。
【0007】したがって、冷却除湿用に用いられる冷凍
機のホットガスを再熱用の熱源とする装置では、冷却・
除湿運転を行なうことのできる時季や運転方法に制限が
生じ、また、除湿空調負荷のない状態で加熱運転や暖房
運転を行なう必要がある場合には、別に熱源を設けなけ
ればならない。
【0008】
【目的】本発明の目的とするところは、弁の操作により
多様な運転モードに切り替えることができて被空調室の
冷却/加熱負荷の変動に充分に対応することができ、冷
却負荷の量にかかわらず除湿空調を充分に行なうことが
できるとともに、再熱用の熱源を別途設けることなく加
熱・暖房運転も行なうことができ、また、電力消費量の
大なる時季・時間帯においては電力消費量のピークをシ
フトあるいはカットすることができて冷凍機の容量を小
なるものとすることのできる除湿空調装置を提供するこ
とにある。
【0009】
【本発明の手段】上記目的を達成するために、本発明に
係る除湿空調装置は、ヒートポンプ運転の切り替えによ
ってブラインを冷却または加熱して送り出すヒートポン
プ式の冷凍機ユニットに、この冷凍機ユニットから冷ブ
ラインが供給されることにより製氷が行なわれて氷蓄熱
する蓄熱槽ユニットと、前記冷凍機ユニットからブライ
ンが1次コイルに供給されて2次コイルに流通される水
との熱交換を行なう熱交換器とを並列に接続し、冷凍機
ユニットからのブラインを蓄熱槽ユニットまたは熱交換
器のいずれか一方に送るブライン切替弁装置を備え、ま
た、被空調室からの還気口と被空調室への給気口を有す
るケーシング内に還気口側から冷水コイル、温水コイル
および送風機を配設した空調器ユニットを備え、前記蓄
熱槽ユニットと冷水コイルとの間に冷水が循環される冷
水回路を設けるとともに前記熱交換器の2次コイルと温
水コイルとの間に温水または冷水が循環される温水回路
を設け、さらに前記熱交換器からの冷水を冷水コイルに
導く第1連絡管と冷水コイルからの冷水を熱交換器に戻
す第2連絡管を設けるとともに、前記熱交換器からの温
水または冷水を温水コイルに送るかあるいは前記第1連
絡管によって冷水コイルに送るかを切り替える送水切替
弁装置と、冷水コイルからの冷水を蓄熱槽ユニットに戻
すかあるいは前記第2連絡管によって熱交換器に戻すか
を切り替える返水切替弁装置とを設けたものとしてあ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る除湿空調装置の実施例を
添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。冷凍
機ユニット1はヒートポンプ運転の切り替えによって冷
ブラインまたは温ブラインを送り出すヒートポンプ式の
ものとしてあり、この冷凍機ユニット1からのブライン
は後述するブライン切替弁装置の切り替え操作によって
蓄熱槽ユニット2と熱交換器3のいずれか一方に送られ
るようになっている。
【0011】前記蓄熱槽ユニット2は、前記冷凍機ユニ
ット1にて冷却されたブラインの冷熱で蓄熱槽ユニット
内の水を氷に変えて蓄積し、蓄積した氷の冷熱によって
被空調室へ空調空気を送るための後述する空調器ユニッ
ト4の冷水コイル8へ冷却除湿用の冷水を供給するため
のものとしてあって、冷凍機ユニット1との間で蓄熱用
ブライン回路を構成している。
【0012】具体的には、前記冷凍機ユニット1と蓄熱
槽ユニット2との間を蓄熱用往管5aと同復管5bで接
続してあり、蓄熱用往管5aと同復管5bの途中には通
常は閉ざされているが、後述する製氷運転時に開かれる
第1切替弁V1と第2切替弁V2をそれぞれ設けてあ
り、また蓄熱用復管5bにおける第2切替弁V2の2次
側には常時駆動される第1ポンプP1を設けてある。
【0013】前記熱交換器3はその1次コイル3aに冷
凍機ユニット1から主に温ブラインが供給され、被空調
室へ空調空気を送るための後述する空調器ユニット4の
温水コイル9へ供給する水が2次コイル3bに流通され
てこの水と温ブラインとの熱交換を行うためのものとし
てあって、前記冷凍機ユニット1との間で熱交換用ブラ
イン回路を構成しており、前記蓄熱槽ユニット2と並列
に設けてある。
【0014】具体的には、前記熱交換器3の1次コイル
3a入口に一端が接続された熱交換用往管6aの他端が
蓄熱用往管5aにおける第1切替弁V1の1次側に接続
され、熱交換器3の1次コイル3a出口に一端が接続さ
れた熱交換用復管6bの他端が蓄熱用復管における第2
切替弁V2と前記第1ポンプP1との間に接続されてお
り、熱交換用往管6aと同復管6bの途中には通常は開
かれているが、後述する製氷運転時に閉ざされる第3切
替弁V3と第4切替弁V4をそれぞれ設けてある。
【0015】なお、前記第1切替弁V1、第2切替弁V
2、第3切替弁V3および第4切替弁V4の切り替え制
御は独立して行なわれるのではなく、互いに関連付けら
れていてこれら4つの切替弁で前記ブライン切替弁装置
を構成しており、切り替え制御の詳細については後述の
各運転モードの具体例において詳説する。
【0016】前記空調器ユニット4はケーシング7に還
気口7aと給気口7bを有し、還気口側から冷水コイル
8、温水コイル9および送風機10を順に備え、前記還
気口7aと給気口7bがそれぞれダクト11a、11b
により図示省略の被空調室に接続されている。
【0017】前記空調器ユニット4の冷水コイル8に
は、前記蓄熱槽ユニット2からの冷水往管12aと同復
管12bが接続されていて冷水回路を構成しており、冷
水往管12aの途中には、通常は駆動されているが、製
氷運転時および暖房専用運転時には停止される第2ポン
プP2と、その上流側に三方コントロール弁CVを設け
てその第1流入ポートaを上流側に、流出ポートbを下
流側に接続してあり、冷水コイルの入口には同コイルへ
の冷水の流入量を制御する冷水用コントロール弁CVC
を設けてある。
【0018】また、冷水復管12bの途中には、通常は
開かれているが、製氷運転時および連続冷房運転時には
閉ざされる第5切替弁V5を設けてあって、前記三方コ
ントロール弁CVの第2流入ポートcを冷水復管12b
における第5切替弁V5の下流側から分岐するバイパス
管13を接続してある。
【0019】また、前記空調器ユニット4の温水コイル
9には、前記熱交換器3の2次コイル3b出口と同入口
にそれぞれ一端が接続された温水往管14aおよび同復
管14bの各他端が接続されていて温水回路(通常は温
水が流されるが、後述する運転モードによっては例外的
に冷水が流される)を構成しており、温水往管14aの
途中には、通常は開かれているが、製氷運転時および連
続冷房運転時には閉ざされる第6切替弁V6を設けてあ
り、温水コイルの入口には同コイルへの温水または冷水
の流入量を制御する温水用コントロール弁CVHを設け
てある。
【0020】また、温水復管14bの途中には通常は駆
動されているが、製氷運転時および連続冷房運転時には
停止される第3ポンプP3と、その下流側に逆止弁15
を設けてある。
【0021】前記温水復管14aと冷水復管12bとの
間および温水復管14bと冷水復管12bとの間にはそ
れぞれ第1連絡管16aと第2連絡管16bを設けてあ
る。
【0022】具体的には、第1連絡管16aの一端が温
水往管14aにおける第6切替弁V6の上流側に接続さ
れ、他端が通常は閉ざされているが、連続冷房運転時に
は開かれる第7切替弁V7を介して冷水復管12bの途
中における前記第5切替弁V5の下流側に接続されてい
て、さらにこの冷水復管の一部と前記バイパス管13を
介して前記三方コントロール弁CVの第2流入ポートc
に接続されている。すなわち、前記第1連絡管16aは
三方コントロール弁CVの操作によって熱交換器3と冷
水往管12aを連絡している。
【0023】また、第2連絡管16bの一端が温水復管
14bにおける前記逆止弁15の下流側に接続され、他
端が通常は閉ざされているが、連続冷房運転時には開か
れる第8切替弁V8を介して冷水復管12bの途中にお
ける前記第5切替弁V5の上流側に接続されている。
【0024】なお、前記第6切替弁V6と第7切替弁V
7は開閉制御が互いに関連付けられていて、これら第6
および第7切替弁で熱交換器3からの水を温水コイル9
と冷水コイル8のいずれか一方に送る送水切替弁装置を
構成し、また、第5切替弁V5と第8切替弁V8も開閉
制御が互いに関連付けられていて、冷水コイルからの水
を蓄熱槽ユニット2と熱交換器3のいずれか一方に戻す
返水切替弁装置を構成しており、これらの各切替弁の開
閉制御については後述の各運転モードの具体例において
詳説する
【0025】上述のように構成された本発明の装置の作
用について説明する。本発明の装置は、図2に示すよう
に冷凍機ユニット1の冷却運転と加熱運転の切替、弁の
開閉およびポンプの駆動を操作することにより、各種運
転モードに切り替えることができ、これらの各運転モー
ドにおける作用を図3〜10に基づいて個別に説明す
る。
【0026】なお、各運転モードを示す各図において
は、開成している弁、駆動しているポンプおよびブライ
ンや冷水・温水が流通する管を太線で強調して示し、各
図中にブラインや冷水・温水の流れ方向を矢印で示し
た。
【0027】本発明の装置における主な運転モードに
は、蓄熱槽ユニット2に冷熱を蓄える製氷運転モード
と、この製氷運転モードによって蓄えた冷熱を利用して
被空調室の冷房を行う冷却・除湿運転モードと、同じく
製氷運転モードによって蓄えた冷熱を利用する冷房と冷
凍機ユニット1からの温ブラインの熱によって暖房とを
切り替える冷却/加熱運転モードとがあり、まずこれら
の製氷運転モード、冷却・除湿運転モードおよび冷却/
加熱運転モードの3つの運転モードについて説明する。
【0028】<A.製氷運転モード>製氷運転モードは
被空調室の空調が不要な例えば夜間に、夜間電力を使用
して蓄熱槽ユニット2内に氷を生成して冷熱を蓄える運
転モードであり、冷凍機ユニット1を冷却運転させ、ブ
ライン切替弁装置を蓄熱槽ユニット2側へ切り替えて蓄
熱槽ユニット2との間の前記蓄熱用ブライン回路に冷ブ
ラインを循環させる。
【0029】具体的には、図3に示すように第1切替弁
V1と第2切替弁V2を開くとともに第1ポンプP1を
駆動せしめ、他の切替弁V3乃至V8を全て閉じるとと
もに第2ポンプP2および第3ポンプP3を停止し、冷
凍機ユニット1からの冷ブラインがブライン往管5aか
ら蓄熱槽ユニット2に送られ、蓄熱槽ユニット内での水
との熱交換により氷を生成し、ブライン復管5bにより
冷凍機ユニットへ戻され、この冷凍機ユニットにて再び
冷却されて蓄熱槽ユニットへ送り出されて循環する。
【0030】すなわち、この製氷運転モードにおいては
冷凍機ユニット1と蓄熱槽ユニット2間のブライン回路
に冷ブラインが循環させられることにより、蓄熱槽ユニ
ット内に氷が生成される。なおこの際、蓄熱槽ユニット
2と冷水コイル8間の冷水回路および熱交換器3と温水
コイル9間の温水コイル9間の温水回路はいずれも休止
されていて、空調器4の送風機10も停止されて被空調
室への給気は停止された状態である。
【0031】<B.冷却・除湿運転モード>冷却・除湿
運転モードは、空調器ユニット4において冷水コイル8
により還気を冷却し、かつ温水コイル9により冷水コイ
ル通過後の空気を再熱する運転モードであり、主に梅雨
から夏季の高温多湿時に適した運転モードである。
【0032】より詳しくは、前記冷水コイル8において
還気を露点以下に冷却して空気中の水蒸気量を所要の値
まで下げる冷却除湿を行い、この冷水コイルを通過した
空気を温水コイル9にて所要の温度まで再熱し、送風機
10によって冷却・除湿空気を被空調室へ供給する。
【0033】しかしてこの冷却・除湿運転モードにおい
ては、冷凍機ユニット1を加熱運転させ、ブライン切替
弁装置を熱交換器側に、送水切替弁装置を温水コイル側
に、返水切替弁装置を蓄熱槽ユニット側にそれぞれ切り
替えることにより、熱交換用ブライン回路、冷水回路お
よび温水回路を開き、蓄熱用ブライン回路および第1、
第2連絡管16a、16bを閉じる。
【0034】具体的には、図4に示すように冷水回路に
おいて、第5切替弁V5を開くとともに三方コントロー
ル弁CVを第1流入ポートaから流出ポートb間が開と
なるように操作し、かつ第2ポンプP2を駆動せしめて
蓄熱槽ユニット2からの冷水を冷水コイル8との間で循
環させ、冷水コイルにて還気の冷却を行う。
【0035】また、蓄熱用ブライン回路における第1お
よび第2切替弁V1、V2を閉じるとともに、熱交換用
ブライン回路における第3および第4切替弁V3、V4
を開き、第1ポンプP1を駆動せしめて冷凍機ユニット
1からの温ブラインを熱交換器3へ供給し、かつ温水回
路において第6切替弁V6を開くとともに第3ポンプP
3を駆動せしめ、第1連絡管16aにおける第7切替弁
V7および第2連絡管16bにおける第8切替弁V8を
ともに閉じ、熱交換器3にて加熱された温水を温水コイ
ル9との間で循環させ、冷水コイルにおいて冷却・除湿
された空気を温水コイル9にて再熱して所要の温度まで
上昇せしめる。
【0036】なお、給気の温度や湿度は冷水コイル8に
供給する冷水量および温水コイル9に供給する温水量や
熱交換器3に供給する温ブライン量、送風機10の送風
量、あるいは冷水用コントロール弁CVCと温水用コン
トロール弁CVHの開度を調節することによって所要の
値に設定することができる。
【0037】<C.冷却/加熱運転モード>冷却/加熱
運転モードは、空調器ユニット4において冷水コイル8
による還気を冷却か、または温水コイル9による還気の
加熱を行い、被空調室の冷房または暖房を被空調室内の
冷却/加熱負荷に応じて適宜切り替えることができる運
転モードであり、主に春季や秋季等の寒暖の差が大であ
る時季において被空調室内の温度を一定に保つのに適し
た運転モードである。
【0038】しかしてこの冷却/加熱運転モードにおい
ては、図5に示すように前述した冷却・除湿運転モード
と同じく冷凍機ユニット1を加熱運転させ、ブライン切
替弁装置を熱交換器側に、送水切替弁装置を温水コイル
側に、返水切替弁装置を蓄熱槽ユニット側にそれぞれ切
り替えることにより、熱交換用ブライン回路、冷水回路
および温水回路における各切替弁を開き、蓄熱用ブライ
ン回路および第1、第2連絡管16a、16bの切替弁
を閉じるが、冷水回路における第2ポンプP2と温水回
路における第3ポンプP3を駆動させ、冷却/加熱負荷
の変動には前記冷水用コントロール弁CVCと温水用コ
ントロール弁CVHの開度を制御することにより対応す
る。
【0039】具体的には、冷水回路において、第5切替
弁V5を開くとともに三方コントロール弁CVを第1流
入ポートaから流出ポートb間が開となるように操作
し、冷却時には冷水用コントロール弁CVCの開度を大
にして駆動せしめて蓄熱槽ユニット2からの冷水を冷水
コイル8との間で循環させ、冷水コイルにて還気の冷却
を行なう(図6参照)が、加熱時には冷水用コントロー
ル弁CVCを閉止あるいは絞って冷水コイルでの冷却・
除湿を殆ど行なわない(図7参照)。
【0040】また、蓄熱用ブライン回路における第1お
よび第2切替弁V1、V2を閉じるとともに、熱交換用
ブライン回路における第3および第4切替弁V3、V4
を開き、第1ポンプP1を駆動せしめて冷凍機ユニット
1からの温ブラインを熱交換器3へ供給し、かつ温水回
路において第6切替弁V6を開き、第1連絡管16aに
おける第7切替弁V7および第2連絡管16bにおける
第8切替弁V8をともに閉じる。冷却時に温水用コント
ロール弁CVHを閉止あるいは絞って温水コイル9にお
ける加熱を殆ど行なわず(図6参照)、加熱時には温水
用コントロール弁CVHの開度を大にして、熱交換器3
にて加熱された温水を温水コイル9との間で循環させ、
冷水が殆ど供給されていない冷水コイルをそのまま通過
した還気を温水コイル9にて加熱して所要の温度まで上
昇せしめる(図7参照)。なお、加熱時には第2ポンプ
P2を、冷却時には第3ポンプP3を完全に停止させる
場合もあるし、冷却時には第1ポンプP1を停止して熱
交換器3への温ブラインの供給自体を停止する場合もあ
る。
【0041】<D.冷却増強運転モード>上述した冷却
・除湿運転モードおよび冷却/加熱運転モードにおいて
は蓄熱槽ユニット2に蓄積した氷の冷熱を冷水回路によ
って冷水コイル8に供給するとともに、冷凍機ユニット
1からの温ブラインによって熱交換器3で加熱した温水
を温水回路によって温水コイル9に供給し、空調器ユニ
ット4において還気の冷却と加熱を併用または選択的に
行うことによって被空調室への温度、湿度を調節する
が、蓄熱槽ユニット2から供給される冷水だけでは被空
調室の負荷に対応できない場合、例えば真夏の昼間にお
いて、温水回路にも冷水を循環させて冷却・除湿能力を
増強せしめる冷却増強運転モードについて説明する。
【0042】この冷却運転モードにおいては、温水コイ
ル9にも冷水を供給し、前記冷水コイル8において還気
を露点以下に冷却して空気中の水蒸気量を所要の値まで
下げる冷却除湿を行い、この冷水コイルを通過した空気
をさらに冷水が供給されている温水コイル9にて冷却
し、送風機10によって冷却・除湿空気を被空調室へ供
給する。
【0043】しかしてこの冷却増強運転モードにおいて
は、冷凍機ユニット1を冷却運転させ、ブライン切替弁
装置を熱交換器側に、送水切替弁装置を温水コイル側
に、返水切替弁装置を蓄熱槽ユニット側にそれぞれ切り
替えることにより、熱交換用ブライン回路、冷水回路お
よび温水回路を開き、蓄熱用ブライン回路および第1、
第2連絡管16a、16bを閉じる。
【0044】具体的には、図8に示すように冷水回路に
おいて、第5切替弁V5を開くとともに三方コントロー
ル弁CVを第1流入ポートaから流出ポートb間が開と
なるように操作し、かつ第2ポンプP2を駆動せしめて
蓄熱槽ユニット2からの冷水を冷水コイル8との間で循
環させ、冷水コイルにて還気の冷却を行う。
【0045】また、蓄熱用ブライン回路における第1お
よび第2切替弁V1、V2を閉じるとともに、熱交換用
ブライン回路における第3および第4切替弁V3、V4
を開き、第1ポンプP1を駆動せしめて冷凍機ユニット
1からの冷ブラインを熱交換器3へ供給し、かつ温水回
路において第6切替弁V6を開くとともに第3ポンプP
3を駆動せしめ、第1連絡管16aにおける第7切替弁
V7および第2連絡管16bにおける第8切替弁V8を
ともに閉じ、熱交換器3にて冷却された冷水を温水コイ
ル9との間で循環させ、冷水コイルにおいて冷却・除湿
された空気を温水コイル9にてさらに冷却して所要の温
度まで低下せしめる。
【0046】かくすることにより、蓄熱槽ユニット2か
ら冷水コイル8に供給される冷水による冷熱だけでは被
空調室の負荷に充分対応できない場合であっても温水コ
イル9を冷却用として使用するので、充分な冷却・除湿
を行うことができ、しかも冷凍機ユニット1からの冷熱
と、夜間電力により冷熱を蓄えることのできる蓄熱槽ユ
ニット2からの冷熱を併用するので、冷凍機ユニット1
の容量はさほど大なるものとする必要がなく、さらには
電力使用量の大なる時間帯の消費電力のピークを抑える
ことができ、エネルギコストの低減も期すことができ
る。
【0047】上述した冷却・除湿運転モード、冷却/加
熱運転モードおよび冷却増強運転モードはいずれも予め
製氷運転モードによって蓄熱槽ユニット2内に冷熱を蓄
えておくが、例えば夏季において夜間にも日中と同様に
冷却運転を行う連続冷却運転モードや冬季において加熱
運転のみを行う加熱専用運転モードのように製氷運転を
行わない場合もあり、以下にこれら連続冷却運転モード
と加熱専用運転モードについて説明する。
【0048】<E.連続冷却運転モード>連続冷却運転
モードは、24時間連続で被空調室の冷却を行うことが
できる運転モードであり、冷凍機ユニット1を冷却運転
させ、ブライン切替弁装置を熱交換器側に切り替えて第
1ポンプP1を駆動せしめることにより、冷凍機ユニッ
トからの冷ブラインを熱交換器3に送り、また送水切替
弁装置を冷水コイル側に、返水切替弁装置を熱交換器側
にそれぞれ切り替えて第2ポンプP2を駆動せしめるこ
とにより、熱交換器3からの冷水を第1連絡管16aに
よって冷水回路に導き、冷水コイル8へ冷水を供給し、
蓄熱槽ユニット2への冷ブラインの供給は行わず、した
がって同ユニット2における氷の生成は行なわれない。
【0049】具体的には、図9に示すように蓄熱用ブラ
イン回路における第1および第2切替弁V1、V2を閉
じるとともに、熱交換用ブライン回路における第3およ
び第4切替弁V3、V4を開き、第1ポンプP1を駆動
せしめて冷凍機ユニット1からの冷ブラインを熱交換器
3へ供給する。
【0050】また、温水回路において第6切替弁V6を
閉じるとともに第3ポンプP3を停止し、第1連絡管1
6aにおける第7切替弁V7および第2連絡管16bに
おける第8切替弁V8をともに開き、また、冷水回路に
おける第5切替弁を閉じるとともに三方コントロール弁
CVの第2流入ポートcと流出ポートb間を開き、第2
ポンプP2を駆動せしめる。
【0051】かくすることにより、熱交換器3にて冷却
された冷水は温水往管14aの途中から第1連絡管16
aに流入し、冷水復管12bの一部を経て三方コントロ
ール弁CVの第2流入ポートに流れ込み、同コントロー
ル弁の流出ポートbから冷水往管12aにより第2ポン
プP2を経て冷水コイル8に送られ、同冷水コイル8に
て被空調室からの還気を冷却して冷水復管12b、第2
連絡管16b、温水復管14bにより熱交換器3へ戻さ
れ、同熱交換器3で再び冷却されて送り出される。
【0052】したがって、この連続冷却運転モードでは
被空調室からの還気を連続的に冷却して被空調室へ送る
ことができ、被空調室を常に一定の温度に冷却すること
ができる。
【0053】<F.加熱専用運転モード>加熱専用運転
モードは、被空調室の暖房のみを行う場合の運転モード
であり、この運転モードにおいても上述した連続冷却運
転モードと同様に蓄熱槽ユニット2への蓄熱は行わず、
冷凍機ユニット1を加熱運転させ、ブライン切替弁装置
を熱交換器側に切り替えるとともに第1ポンプP1を駆
動せしめることにより、温ブラインを熱交換器3に供給
し、また送水切替弁装置を温水コイル側に切り替えて、
熱交換器にて温ブラインにより加熱された温水を温水回
路によって温水コイル9に供給し、被空調室からの還気
を加熱する。
【0054】具体的には、図10に示すように蓄熱用ブ
ライン回路における第1および第2切替弁V1、V2を
閉じるとともに、熱交換用ブライン回路における第3お
よび第4切替弁V3、V4を開き、第1ポンプP1を駆
動せしめて冷凍機ユニット1からの温ブラインを熱交換
器3へ供給する。
【0055】また、温水回路において第6切替弁V6を
開くとともに第3ポンプP3を駆動せしめ、第1連絡管
16aにおける第7切替弁V7および第2連絡管16b
における第8切替弁V8をともに閉じる。
【0056】かくすると、熱交換器3にて加熱された温
水は温水往管14aによって温水コイル9へ送られ、被
空調室からの還気を加熱し、温水復管14bにより第3
ポンプP3、逆止弁15を経て熱交換器3へ戻され、こ
の熱交換器で再び加熱されて温水コイル9へ送られる。
【0057】したがって、被空調室からの還気は冷水コ
イル8をそのまま通過して温水コイル9で所要の温度ま
で加熱され、被空調室へ送り出される。なお、この暖房
専用運転モードにおいても連続冷却運転と同様に蓄熱槽
ユニット2による蓄熱が不要であるので、24時間連続
して暖房運転を行うことができる。
【0058】上述した実施例においては、ブライン切替
弁装置を第1乃至第4切替弁で構成し、送水切替弁装置
を第6及び第7切替弁で構成し、また返水切替弁装置を
第5及び第8切替弁で構成しているが、図11に示すよ
うにブライン切替弁装置におけるブライン送り側の第1
切替弁V1と第3切替弁V3に代えて、蓄熱用往管5a
と熱交換用往管6aとの交差部に三方弁VAを設け、ま
た、ブライン戻り側の第2切替弁V2と第4切替弁V4
に代えて、蓄熱用復管5bと熱交換用復管6bとの交差
部に三方弁VBを設け、これら三方弁VAとVBでブラ
イン切替弁装置を構成する場合もある。
【0059】また、送水切替弁装置を構成する第6切替
弁V6と第7切替弁V7に代えて、温水用往管14aと
第1連絡管16aとの交差部に三方弁VDを設け、この
三方弁VDで送水切替弁装置を構成する場合もあるし、
返水切替弁装置を構成する第5切替弁V5と第8切替弁
V8に代えて、冷水複管12bと第2連絡管16bとの
交差部に三方弁VCを設け、この三方弁VCで返水用切
替弁装置を構成する場合もある。
【0060】
【発明の効果】本発明に係る除湿空調装置は、蓄熱槽ユ
ニットと、この蓄熱槽へ蓄える冷熱源たるヒートポンプ
式の冷凍機ユニットとを備えており、蓄熱槽ユニットに
予め蓄えた冷熱での冷却除湿と冷凍機ユニットからの温
ブラインによる再熱を行なうことができるので、弁の操
作により多様な運転モードに切り替えることができて被
空調室の冷却/加熱負荷の変動に充分に対応することが
でき、したがって冷却負荷が小なる例えば春季や秋季に
おいても充分な除湿運転を行なうことができ、しかも冷
凍機ユニットからの温ブラインにより再熱用の熱源を別
途設けることなく加熱・暖房運転も行なうことができ
る。
【0061】また、電力消費量の大なる例えば真夏の日
中においては、夜間に夜間電力を利用して予め蓄熱槽ユ
ニットに蓄えた冷熱を冷却除湿の冷熱源に使用すること
ができ、電力消費量のピークをシフトあるいはカットす
ることができて冷凍機の容量を小なるものとすることが
でき、しかも安価な夜間電力を利用することによるラン
ニングコストの低減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る除湿空調装置の実施例を示す構成
図。
【図2】本発明に係る装置の運転モードに対応する弁の
開閉等の操作を示す表。
【図3】製氷モードにおける運転状態を示す構成図。
【図4】冷却・除湿運転モードにおける運転状態を示す
構成図。
【図5】冷却/加熱運転モードにおける運転状態を示す
構成図。
【図6】冷却/加熱運転モードにおける冷却運転の状態
を示す構成図。
【図7】冷却/加熱運転モードにおける加熱運転の状態
を示す構成図。
【図8】冷却増強運転モードにおける運転状態を示す構
成図。
【図9】連続冷却運転モードにおける運転状態を示す構
成図。
【図10】加熱専用運転モードにおける運転状態を示す
構成図。
【図11】本発明に係る除湿空調装置の他の実施例を示
す構成図。
【符号の説明】
1 冷凍機ユニット 2 蓄熱槽ユニット 3 熱交換器 4 空調器ユニット 5a 蓄熱用往管 5b 蓄熱用復管 6a 熱交換用往管 6b 熱交換用復管 7 ケーシング 8 冷水コイル 9 温水コイル 10 送風機 11a 還気用ダクト 11b 給気用ダクト 12a 冷水往管 12b 冷水復管 13 バイパス管 14a 温水往管 14b 温水復管 15 逆止弁 16a 第1連絡管 16b 第2連絡管

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒートポンプ運転の切り替えによってブラ
    インを冷却または加熱して送り出すヒートポンプ式の冷
    凍機ユニットに、この冷凍機ユニットから冷ブラインが
    供給されることにより製氷が行なわれて氷蓄熱する蓄熱
    槽ユニットと、前記冷凍機ユニットからブラインが1次
    コイルに供給されて2次コイルに流通される水との熱交
    換を行なう熱交換器とを並列に接続し、冷凍機ユニット
    からのブラインを蓄熱槽ユニットまたは熱交換器のいず
    れか一方に送るブライン切替弁装置を備え、また、被空
    調室からの還気口と被空調室への給気口を有するケーシ
    ング内に還気口側から冷水コイル、温水コイルおよび送
    風機を配設した空調器ユニットを備え、前記蓄熱槽ユニ
    ットと冷水コイルとの間に冷水が循環される冷水回路を
    設けるとともに前記熱交換器の2次コイルと温水コイル
    との間に温水または冷水が循環される温水回路を設け、
    さらに前記熱交換器からの冷水を冷水コイルに導く第1
    連絡管と冷水コイルからの冷水を熱交換器に戻す第2連
    絡管を設けるとともに、前記熱交換器からの温水または
    冷水を温水コイルに送るかあるいは前記第1連絡管によ
    って冷水コイルに送るかを切り替える送水切替弁装置
    と、冷水コイルからの冷水を蓄熱槽ユニットに戻すかあ
    るいは前記第2連絡管によって熱交換器に戻すかを切り
    替える返水切替弁装置とを設けてなる除湿空調装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の発明において、 夜間等の被空調室の冷却負荷がない場合の製氷運転モー
    ドにおいては、前記冷凍機ユニットを冷却運転させ、前
    記ブライン切替弁装置を蓄熱槽ユニット側に切り替える
    ことにより冷凍機ユニットから蓄熱槽ユニットへ冷ブラ
    インが供給され、蓄熱槽ユニット内に氷が生成されて冷
    熱が蓄えられ、 梅雨や夏季の日中等の除湿空調負荷が大である場合に対
    応する冷却・除湿運転モードにおいては、前記冷凍機ユ
    ニットを加熱運転させ、前記ブライン切替弁装置を熱交
    換器側に切り替え、また、前記送水切替弁装置を温水コ
    イル側に切り替えるとともに前記返水切替弁装置を蓄熱
    槽ユニット側に切り替えることにより、予め上記製氷運
    転により冷熱を蓄えておいた蓄熱槽ユニットから前記冷
    水コイルへ冷水が供給され、また、熱交換器にて冷凍機
    ユニットからの温ブラインにより加熱された温水が前記
    温水コイルに供給され、前記空調器ユニット内において
    被空調室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・除湿さ
    れた後、温水コイルにて所要の温度まで加熱されて被空
    調室へ送り出され、 春季や秋季等の寒暖の差が大である場合に対応する冷却
    /加熱運転モードにおいては、前記冷凍機ユニットを加
    熱運転させ、前記ブライン切替弁装置を熱交換器側に切
    り替え、また、前記送水切替弁装置を温水コイル側に切
    り替えるとともに前記返水切替弁装置を蓄熱槽ユニット
    側に切り替えることにより、予め上記製氷運転により冷
    熱を蓄えておいた蓄熱槽ユニットから前記冷水コイルへ
    冷水が供給され、また、熱交換器にて冷凍機ユニットか
    らの温ブラインにより加熱された温水が前記温水コイル
    に供給され、被空調室内の冷却/加熱負荷に応じて前記
    冷水回路と温水回路に循環される冷水または温水の量が
    調節されることにより、前記空調器ユニット内において
    被空調室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・除湿さ
    れ、または温水コイルにて所要の温度まで加熱されて被
    空調室へ送り出され、 真夏の日中等の被空調室における冷却負荷が大である場
    合に対応する冷却増強運転モードにおいては、前記冷凍
    機ユニットを冷却運転させ、前記ブライン切替弁装置を
    熱交換器側に切り替え、また、前記送水切替弁装置を温
    水コイル側に切り替えるとともに前記返水切替弁装置を
    蓄熱槽ユニット側に切り替えることにより、予め上記製
    氷運転により冷熱を蓄えておいた蓄熱槽ユニットから前
    記冷水コイルへ冷水が供給され、また、熱交換器にて冷
    凍機ユニットからの冷ブラインにより冷却された冷水が
    前記温水コイルに供給され、前記空調器ユニット内にお
    いて被空調室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・除
    湿された後、温水コイルにてさらに所要の温・湿度まで
    冷却・除湿されて被空調室へ送り出され、夏季において
    夜間にも被空調室の冷却負荷がある場合に対応する連続
    冷却運転モードにおいては、前記冷凍機ユニットを冷却
    運転させ、前記ブライン切替弁装置を熱交換器側に切り
    替え、また、前記送水切替弁装置を冷水コイル側に切り
    替えるとともに前記返水切替弁装置を熱交換器側に切り
    替えることにより、熱交換器にて冷凍機ユニットからの
    冷ブラインにより冷却された冷水が第1連絡管および第
    2連絡管によって冷水回路へ流されて前記冷水コイルへ
    冷水が供給され、前記空調器ユニット内において被空調
    室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・除湿されて被
    空調室へ送り出され、 冬季等の暖房運転を必要とする場合に対応する加熱専用
    運転モードにおいては、前記冷凍機ユニットを加熱運転
    させ、前記ブライン切替弁装置を熱交換器側に切り替
    え、また、前記送水切替弁装置を温水コイル側に切り替
    えるとともに前記返水切替弁装置を蓄熱槽ユニット側に
    切り替えることにより、熱交換器にて冷凍機ユニットか
    らの温ブラインにより加熱された温水が前記温水コイル
    に供給され、前記空調器ユニット内において被空調室か
    らの還気が温水コイルにて所要の温度まで加熱されて被
    空調室へ送り出されるようにした除湿空調装置。
  3. 【請求項3】ヒートポンプ運転の切り替えによってブラ
    インを冷却または加熱して送り出すヒートポンプ式の冷
    凍機ユニットと、この冷凍機ユニットから冷ブラインが
    供給されることにより製氷が行なわれて氷蓄熱する蓄熱
    槽ユニットと、この蓄熱槽ユニットと並列に設けられ、
    前記冷凍機ユニットから冷ブラインまたは温ブラインが
    1次コイルに供給されて2次コイルに流通される水との
    熱交換を行なう熱交換器と、被空調室からの還気口と被
    空調室への給気口を有するケーシング内に還気口側から
    冷水コイル、温水コイルおよび送風機を配設した空調器
    ユニットとを備え、前記冷凍機ユニットのブライン出口
    に一端が接続され、第1切替弁V1を途中に備える蓄熱
    用往管の他端を蓄熱槽ユニットのブライン入口に接続す
    るとともに同ブライン出口に一端が接続され、第2切替
    弁V2と第1ポンプP1を途中に備える蓄熱用復管の他
    端を冷凍機ユニットのブライン入口に接続して冷凍機ユ
    ニットと蓄熱槽ユニットとの間に冷ブラインが循環され
    る蓄熱用ブライン回路を構成し、蓄熱槽ユニットの冷水
    出口に一端が接続され、三方コントロール弁CVの第1
    流入ポートから同流出ポートを経て第2ポンプを途中に
    備える冷水往管の他端を、冷水用コントロール弁CVC
    を介して前記空調器ユニットの冷水コイル入口に接続
    し、同冷水コイル出口に一端が接続され、途中に第5切
    替弁V5を備える冷水復管の他端を蓄熱槽ユニットの冷
    水入口に接続して蓄熱槽ユニットと冷水コイルとの間に
    冷水回路を構成し、前記蓄熱用往管における第1切替弁
    の1次側に一端が接続され、第3切替弁V3を途中に備
    える熱交換用往管の他端を前記熱交換器の1次コイル入
    口に接続するとともに、同1次コイル出口に一端が接続
    され、第4切替弁V4を途中に備える熱交換用復管の他
    端を前記蓄熱用復管における前記第2切替弁V2と第1
    ポンプP1との間に接続して冷凍機ユニットと熱交換器
    との間に冷ブラインまたは温ブラインが循環される熱交
    換用ブライン回路を構成し、また、前記熱交換器の2次
    コイル出口に一端が接続され、途中に第6切替弁V6を
    備える温水往管の他端を、温水用コントロール弁CVH
    を介して前記空調器ユニットの温水コイル入口に接続
    し、同温水コイル出口に一端が接続され、第3ポンプP
    3、逆止弁を途中に備える温水復管の他端を熱交換器の
    2次コイル入口に接続して熱交換器と温水コイルとの間
    に温水または冷水が循環される温水回路を構成し、さら
    に、前記温水往管における第6切替弁V6の1次側に一
    端が接続され、途中に第7切替弁V7を備える第1連絡
    管の他端を前記冷水往管における三方コントロール弁C
    Vの第2流入ポートに接続するとともに、前記温水復管
    における逆止弁の2次側に一端が接続され、途中に第8
    切替弁V8を備える第2連絡管の他端を前記冷水復管に
    おける第5開閉弁V5の1次側に接続してなる除湿空調
    装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の発明において、 夜間等の被空調室の冷却負荷がない場合の製氷運転モー
    ドにおいては、前記冷凍機ユニットを冷却運転させ、蓄
    熱用ブライン回路における前記第1切替弁V1および第
    2切替弁V2を開成するとともに熱交換用ブライン回路
    における前記第3切替弁V3および第4切替弁V4を閉
    止して第1ポンプP1を駆動せしめることにより冷凍機
    ユニットから蓄熱槽ユニットへ冷ブラインが供給されて
    蓄熱槽ユニット内に氷が生成されて冷熱が蓄えられ、 梅雨や夏季の日中等の除湿空調負荷が大である場合に対
    応する冷却・除湿運転モードにおいては、前記冷凍機ユ
    ニットを加熱運転させ、蓄熱用ブライン回路における前
    記第1切替弁V1および第2切替弁V2を閉止するとと
    もに熱交換用ブライン回路における前記第3切替弁V3
    および第4切替弁V4を開成して第1ポンプP1を駆動
    せしめ、また、冷水回路における第5切替弁V5および
    温水回路における第6切替弁V6をそれぞれ開成すると
    ともに前記三方コントロール弁CVの第1流入ポートと
    流出ポート間を開成し、かつ前記第1連絡管における第
    7切替弁V7と第2連絡管における第8切替弁V8をと
    もに閉止して第2ポンプP2および第3ポンプP3を駆
    動せしめることにより、予め上記製氷運転により冷熱を
    蓄えておいた蓄熱槽ユニットから前記冷水コイルへ冷水
    が供給され、また、熱交換器にて冷凍機ユニットからの
    温ブラインにより加熱された温水が前記温水コイルに供
    給され、前記空調器ユニット内において被空調室からの
    還気が冷水コイルにおいて冷却・除湿された後、温水コ
    イルにて所要の温度まで加熱されて被空調室へ送り出さ
    れ、 春季や秋季等の寒暖の差が大である場合に対応する冷却
    /加熱運転モードにおいては、前記冷凍機ユニットを加
    熱運転させ、前記蓄熱用ブライン回路における第1切替
    弁V1および第2切替弁V2を閉止するとともに熱交換
    用ブライン回路における第3切替弁V3および第4切替
    弁V4を開成して第1ポンプP1を駆動せしめ、また、
    冷水回路における第5開閉弁V5および温水回路におけ
    る第6切替弁V6をそれぞれ開成するとともに前記三方
    コントロール弁CVの第1流入ポートと流出ポート間を
    開成し、かつ前記第1連絡管における第7切替弁V7と
    第2連絡管における第8切替弁V8をともに閉止して第
    2ポンプP2および第3ポンプP3を駆動せしめること
    により、予め上記製氷運転により冷熱を蓄えておいた蓄
    熱槽ユニットから前記冷水コイルへ冷水が供給され、ま
    た、熱交換器にて冷凍機ユニットからの温ブラインによ
    り加熱された温水が前記温水コイルに供給され、被空調
    室内の冷却/加熱負荷に応じて前記冷水用コントロール
    弁CVCと温水用コントロール弁CVHの開度が制御さ
    れることにより前記冷水回路と温水回路に循環される冷
    水または温水の量が調節され、前記空調器ユニット内に
    おいて被空調室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・
    除湿され、または温水コイルにて所要の温度まで加熱さ
    れて被空調室へ送り出され、 真夏の日中等の被空調室における冷却負荷が大である場
    合に対応する冷却増強運転モードにおいては、前記冷凍
    機ユニットを冷却運転させ、前記蓄熱用ブライン回路に
    おける第1切替弁V1および第2切替弁V2を閉止する
    とともに熱交換用ブライン回路における第3切替弁V3
    及び第4切替弁V4を開成して第1ポンプP1を駆動せ
    しめ、また、冷水回路における第5開閉弁V5および温
    水回路における第6切替弁V6をそれぞれ開成するとと
    もに前記三方コントロール弁CVの第1流入ポートと流
    出ポート間を開成して第2ポンプP2および第3ポンプ
    P3を駆動せしめ、かつ前記第1連絡管における第7切
    替弁V7と第2連絡管における第8切替弁V8を閉止す
    ることにより、予め上記製氷運転により冷熱を蓄えてお
    いた蓄熱槽ユニットから前記冷水コイルへ冷水が供給さ
    れ、また、熱交換器にて冷凍機ユニットからの冷ブライ
    ンにより冷却された冷水が前記温水コイルに供給され、
    前記空調器ユニット内において被空調室からの還気が冷
    水コイルにおいて冷却・除湿された後、温水コイルにて
    さらに所要の温・湿度まで冷却・除湿されて被空調室へ
    送り出され、 夏季において夜間にも被空調室の冷却負荷がある場合に
    対応する連続冷却運転モードにおいては、前記冷凍機ユ
    ニットを冷却運転させ、前記蓄熱用ブライン回路におけ
    る第1切替弁V1および第2切替弁V2を閉止するとと
    もに熱交換用ブライン回路における第3切替弁V3およ
    び第4切替弁V4を開成して第1ポンプを駆動せしめ、
    また、冷水回路における第5切替弁V5と温水回路にお
    ける第6切替弁V6を閉止し、かつ前記第1連絡管にお
    ける第7切替弁V7と第2連絡管における第8切替弁V
    8を開成するとともに前記三方コントロール弁CVの第
    2流入ポートと流出ポート間を開成して第2ポンプP2
    を駆動せしめることにより、熱交換器にて冷凍機ユニッ
    トからの冷ブラインにより冷却された冷水が第1連絡管
    および第2連絡管によって冷水回路へ流されて前記冷水
    コイルへ冷水が供給され、前記空調器ユニット内におい
    て被空調室からの還気が冷水コイルにおいて冷却・除湿
    されて被空調室へ送り出され、 冬季等の暖房運転を必要とする場合に対応する加熱専用
    運転モードにおいては、前記冷凍機ユニットを加熱運転
    させ、前記蓄熱用ブライン回路における第1切替弁V1
    および第2切替弁V2を閉止するとともに熱交換用ブラ
    イン回路における第3切替弁V3および第4切替弁V4
    を開成して第1ポンプP1を駆動せしめ、また、冷水回
    路の途中における第5切替弁V5を閉止するとともに温
    水回路における第6切替弁V6を開成し、かつ前記第1
    連絡管における第7切替弁V7と第2連絡管における第
    8切替弁V8をともに閉止して第3ポンプP3を駆動せ
    しめることにより、熱交換器にて冷凍機ユニットからの
    温ブラインにより加熱された温水が前記温水コイルに供
    給され、前記空調器ユニット内において被空調室からの
    還気が温水コイルにて所要の温度まで加熱されて被空調
    室へ送り出されるようにした除湿空調装置。
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