JP2004077040A - Heat pump air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートポンプ空調システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ヒートポンプ式のルームエアコンは、冷暖房運転のみで外気処理は別の機器で行う必要があった。また、還気を室内機の蒸発器で熱交換して給気し、蒸発器で熱交換した冷媒を、室外機の凝縮器へ送風される外気で熱交換している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、外気処理用の機器の設備費が余分にかかり、室内機と室外機をつなぐ配管工事が必要となる。また、外気で凝縮器を熱交換するため効率が悪く、極寒地や酷暑地での使用に制限があった。そこで、これらの問題点を解決するヒートポンプ空調システムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、外気を屋内空調ゾーンへ給気するヒートポンプ式の外調機と、前記屋内空調ゾーンの空気を循環させて給気すると共にこの屋内空調ゾーンの空気の一部を屋外へ排気するヒートポンプ式の熱回収循環空調機と、を備え、前記外調機のケーシング内に、外調用冷媒循環回路を構成する蒸発器と凝縮器と圧縮機と、屋内空調ゾーン給気用外気が通る前記外調用蒸発器を設けた蒸発送風路と、凝縮用外気が通る前記外調用凝縮器を設けた凝縮送風路と、を備え、前記熱回収循環空調機のケーシング内に、空調用冷媒循環回路を構成する蒸発器と凝縮器と圧縮機と、前記屋内空調ゾーンの循環空気が通る前記空調用蒸発器を設けた給気送風路と、前記屋内空調ゾーンの排気兼熱回収用空気が通る前記空調用凝縮器を設けた排気送風路と、を備えた。外調機が、熱負荷に応じて凝縮送風路の送風機の風量制御を行う増補手段を備えた。空調用冷媒循環回路を、熱回収循環空調機のケーシングに対して取出・収納自在に構成し、外調用冷媒循環回路を、外調機のケーシングに対して取出・収納自在に構成した。空調用冷媒循環回路と外調用冷媒循環回路のそれぞれの蒸発器と凝縮器のフィンチューブを楕円管で構成した。
【0005】
【発明の実施の形態】
図1〜図3は、本発明のヒートポンプ空調システムの一実施例を示しており、外気を屋内空調ゾーンEへ給気するヒートポンプ式の外調機Bと、前記屋内空調ゾーンEの空気を循環させて給気すると共にこの屋内空調ゾーンEの空気の一部を屋外へ排気するヒートポンプ式の熱回収循環空調機Aと、を備え、前記外調機Bのケーシング8内に、外調用冷媒循環回路Dを構成する蒸発器5と凝縮器6と圧縮機7と、屋内空調ゾーン給気用外気が通る前記外調用蒸発器5を設けた蒸発送風路16と、凝縮用外気が通る前記外調用凝縮器6を設けた凝縮送風路17と、を備え、前記熱回収循環空調機Aのケーシング1内に、空調用冷媒循環回路Cを構成する蒸発器2と凝縮器3と圧縮機4と、前記屋内空調ゾーンEの循環空気が通る前記空調用蒸発器2を設けた給気送風路14と、前記屋内空調ゾーンEの排気兼熱回収用空気が通る前記空調用凝縮器3を設けた排気送風路15と、を備えている。オフィスや厨房などの屋内空調ゾーンEのうち、厨房には局所排気用の排気口や排気ファン、換気扇20などを設ける。実線及び点線の白抜き矢印は送風方向を示す。
【0006】
熱回収循環空調機Aの給気送風路14には給気用送風機11を設け、排気送風路15には排気用送風機12を設ける。この給気送風路14の空気入口と空気出口を屋内空調ゾーンEに通じさせる。排気送風路15の空気入口は屋内空調ゾーンEに通じさせ、排気送風路15の空気出口は屋外に通じさせる。外調機Bの蒸発送風路16には蒸発用送風機9を設け、凝縮送風路17には凝縮用送風機10を設ける。この蒸発送風路16の空気入口を屋外に通じさせ、蒸発送風路16の空気出口を屋内空調ゾーンEに通じさせる。凝縮送風路17の空気入口と空気出口は屋外に通じさせる
【0007】
熱回収循環空調機Aの冷媒循環回路Cは、蒸発器2、凝縮器3、圧縮機4、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器2及び凝縮器3の吸熱と放熱を切換自在に構成する。外調機Bの冷媒循環回路Dは、蒸発器5、凝縮器6、圧縮機7、図示省略の受液器、膨張弁及び冷媒循環方向の切換弁等を配管接続して成り、蒸発器5及び凝縮器6の吸熱と放熱を切換自在に構成する。凝縮器3、6と蒸発器2、5のフィンチューブ19は低圧損の楕円管で構成する(図5参照)のが好ましいが円形管でもよい。この冷媒循環回路C、Dは、それぞれ、ケーシング1、8に対して取出・収納自在に構成する。例えば、熱回収循環空調機Aでは、ケーシング1内に着脱自在に取付けられるフレーム13に、冷媒循環回路Cを固定して一体化し、ケーシング1の一面に開口部を形成し、この開口部に対して冷媒循環回路付フレーム13を取出・収納自在に構成する。開口部には、着脱又は開閉自在な外装板を設ける。同様にして外調機Bもフレーム18などを用いて取出・収納自在に構成する。なお、前述以外の構成で冷媒循環回路C、Dを取出・収納自在に設けるも自由である。熱回収循環空調機Aと外調機Bは、内部構造が同じにできるため部品の共通化が可能で、送風路出入口に対しての通気場所を変更するだけで熱回収循環空調機と外調機の何れにもなる。
【0008】
熱回収循環空調機Aと外調機Bの送風機11、12、9、10は風量(翼回転数)制御自在に構成し、圧縮機4、7も容量制御自在に構成する。熱回収循環空調機Aは、熱負荷の変動に応じて凝縮用送風機12と蒸発用送風機11の風量制御と圧縮機4の容量制御を段階的又は比例的に行う。例えば、冷房負荷又は暖房負荷が大きくなると凝縮器風量と蒸発器風量と圧縮機容量を適宜増加させ、冷房負荷又は暖房負荷が小さくなると凝縮器風量と蒸発器風量と圧縮機容量を適宜減少させる。熱回収循環空調機Aでは、給気送風路14へ取入れた屋内空調ゾーンEの空気(還気)を蒸発器2の流通冷媒で熱交換し、屋内空調ゾーンEへ給気して循環させ、同時に排気送風路15へ取入れた屋内空調ゾーンEの空気(還気)で凝縮器3の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し屋外へ排気する。このようにして還気熱を利用して凝縮器3の熱交換負荷を下げることができ、あたかも全熱交換器を用いたような効果を凝縮器3で得ることができる。
【0009】
外調機Bでは、蒸発送風路16に取入れた屋外の空気(外気)を蒸発器5の流通冷媒で熱交換して屋内空調ゾーンEへ給気し、同時に凝縮送風路17に取入れた屋外の空気(外気)で凝縮器6の流通冷媒を熱交換して吸熱又は放熱し屋外に排気する。このとき厨房へ給気した空気は、換気扇20などにて局所排気する。外調機Bは、熱負荷の変動に応じて凝縮送風路17の送風機10の風量制御を行う増補手段を備えており、凝縮器風量を増加させることにより圧縮機7の性能限界以上の熱量を得ることができ、成績係数(COP)が向上する。なお、熱負荷が小さくなって圧縮機容量を減少させる場合、定風量の送風機では無駄に送風電力を消費するが、本発明では送風機の風量を減らして省エネ化を図れる。また、複数の送風機を運転・停止することにより風量制御する場合と比べて安価で細かく能力調整できる。
【0010】
さらに、熱回収循環空調機Aにおいて、蒸発器2の風下に再熱器20を設け、凝縮器3に流れる冷媒(ホットガス)の一部を再熱器20にバイパスさせて過冷却・除湿・再熱自在な空調用冷媒循環回路Cに構成するも自由で、これにより作られるいわゆるドライエアーを給気することにより、冷え過ぎによる不快感の防止や厨房のキープドライに効果を発揮する。しかも別個に加熱源が不要でかつ凝縮器負荷が下がり省エネとなる。外調機Bにおいても、蒸発器5の風下に再熱器21を設け、凝縮器6に流れる冷媒(ホットガス)の一部を再熱器21にバイパスさせて過冷却・除湿・再熱自在な外調用冷媒循環回路Dに構成するも自由である。なお、図例では外調機Bは屋内設置形としているが、図4のように屋外設置形とすることも自由である。また、熱回収循環空調機Aと外調機Bの給気を床下から行うアンダーフロアー形とするも自由である。これ以外の構成は前記実施例と同様であるので説明は省略する。
【0011】
【発明の効果】
請求項1の発明では、屋内空調ゾーンに対する換気・外気処理と冷暖房の全てをヒートポンプで行なうことができ、別個に熱源機などの付帯設備が不要で設備コストの低減を図れる。熱回収循環空調機と外調機は、いずれもケーシング内に冷媒循環回路を一体に設けてあるため設置後の冷媒配管工事が不要となり施工が簡単で屋内設置も容易である。熱回収循環空調機で排気するので、中央ダクト式の空調機と比べて排気ダクトが短くて済む。熱回収循環空調機は、排気熱(還気熱)を利用して空調機を運転できるので熱交換能力が高く、冷媒循環回路を小型化できて省エネを図れ、全熱交換器と比べてメンテナンスが容易である。外調機により換気・外気処理だけでなく局所排気にも対応でき、局所排気専用機器が不要となる。
請求項2の発明では、凝縮器の風量を増すことにより成績係数が向上して省エネとなり、圧縮機を大型化せずとも極寒地から酷暑地まで広範囲の地域で使用できる。
請求項3の発明では、ケーシング全体を取り外すことなく冷媒循環回路のみをケーシングから取出して冷媒回収作業やメンテナンスを容易に行え、取付け収納にも手間がかからない。また、冷媒循環回路だけ交換することにより、リニューアル時のコストダウンも図れる。
請求項4の発明では、高風速で使用しても圧力損失が増加せずかつ熱交換能力も低下しないので小型の蒸発器と凝縮器を使用でき空調機と外調機を大幅にコンパクト化できる。また、通常風速では圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す正面図である。
【図2】熱回収循環空調機の断面図である。
【図3】外調機の断面図である。
【図4】他の実施例を示す正面図である。
【図5】フィンチューブの断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 蒸発器
3 凝縮器
4 圧縮機
5 蒸発器
6 凝縮器
7 圧縮機
8 ケーシング
14 給気送風路
15 排気送風路
16 蒸発送風路
17 凝縮送風路
19 フィンチューブ
A 熱回収循環空調機
B 外調機
C 冷媒循環回路
D 冷媒循環回路
E 屋内空調ゾーン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat pump air conditioning system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a heat pump type room air conditioner only needs to perform air-conditioning operation and perform outside air processing with another device. Further, the return air is supplied with heat by exchanging heat with the evaporator of the indoor unit, and the refrigerant that has exchanged heat with the evaporator is exchanged with outside air blown to the condenser of the outdoor unit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, equipment cost for equipment for treating outside air is extra, and piping work for connecting the indoor unit and the outdoor unit is required. Further, since the condenser exchanges heat with the outside air, the efficiency is low, and the use of the condenser in extremely cold or extremely hot places is limited. Then, it aims at providing the heat pump air conditioning system which solves these problems.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat pump type external air conditioner that supplies outside air to an indoor air conditioning zone, and circulates air in the indoor air conditioning zone to supply air. A heat pump type heat recovery circulation air conditioner that exhausts a part of the air to the outside, and an evaporator, a condenser, a compressor, and an indoor air conditioning zone that constitute an external adjustment refrigerant circulation circuit in a casing of the external control device. An evaporative air passage provided with the external conditioning evaporator through which the outside air for air supply passes, and a condensation air passage provided with the external conditioning condenser through which the outside air for condensation passes, inside the casing of the heat recovery circulation air conditioner. An air-conditioning refrigerant circulation circuit, an evaporator, a condenser, and a compressor; an air-conditioning evaporator provided with the air-conditioning evaporator through which the circulating air in the indoor air-conditioning zone is provided; Air-conditioning condensation through which the recovery air passes And an exhaust air passage which is provided, comprising a. The outside air conditioner has an augmenting means for controlling the air volume of the blower in the condensing air passage according to the heat load. The refrigerant circuit for air conditioning is configured to be able to be taken out and stored in the casing of the heat recovery circulation air conditioner, and the refrigerant circuit for external conditioning is configured to be able to be taken out and stored in the casing of the external conditioning machine. The fin tubes of the evaporator and the condenser of the refrigerant circuit for air conditioning and the refrigerant circuit for external conditioning were configured by elliptic tubes.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of a heat pump air conditioning system according to the present invention, in which a heat pump type air conditioner B for supplying outside air to an indoor air conditioning zone E and circulating air in the indoor air conditioning zone E are shown. A heat recovery circulation air conditioner A of a heat pump type for supplying air and exhausting a part of the air in the indoor air conditioning zone E to the outside. An
[0006]
An air supply fan 11 is provided in an
The refrigerant circulation circuit C of the heat recovery circulation air conditioner A is configured by connecting pipes of an evaporator 2, a condenser 3, a compressor 4, a liquid receiver (not shown), an expansion valve, a switching valve for a refrigerant circulation direction, and the like. The heat absorption and the heat radiation of the condenser 2 and the condenser 3 can be switched freely. The refrigerant circulation circuit D of the external conditioner B is formed by connecting pipes of an
[0008]
The
[0009]
In the air conditioner B, the outdoor air (outside air) taken into the
[0010]
Further, in the heat recovery and circulation air conditioner A, a
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, all of the ventilation / outside air processing and cooling / heating of the indoor air-conditioning zone can be performed by the heat pump, and additional equipment such as a heat source unit is not required separately, so that equipment cost can be reduced. Both the heat recovery circulation air conditioner and the external air conditioner have a refrigerant circulation circuit integrally provided in the casing, so that refrigerant piping work after installation is not required, construction is simple, and indoor installation is easy. Since air is exhausted by the heat recovery circulation air conditioner, the exhaust duct can be shorter than that of the central duct type air conditioner. The heat recovery circulation air conditioner can operate the air conditioner using the exhaust heat (return air heat), so it has a high heat exchange capacity, can reduce the size of the refrigerant circulation circuit, save energy, and maintain it compared to the total heat exchanger. Is easy. The external air conditioner can handle not only ventilation and outside air processing but also local exhaust, eliminating the need for dedicated equipment for local exhaust.
According to the second aspect of the present invention, the coefficient of performance is improved by increasing the air volume of the condenser to save energy, and the compressor can be used in a wide range of regions from extremely cold regions to extremely hot regions without increasing the size of the compressor.
According to the third aspect of the invention, only the refrigerant circulation circuit is taken out of the casing without removing the entire casing, so that the refrigerant recovery operation and maintenance can be easily performed, and the installation and storage are not troublesome. Further, by replacing only the refrigerant circuit, the cost can be reduced at the time of renewal.
According to the fourth aspect of the present invention, even when used at a high wind speed, the pressure loss does not increase and the heat exchange capacity does not decrease, so that a small-sized evaporator and condenser can be used, and the air conditioner and the air conditioner can be made much more compact. . At normal wind speeds, pressure loss is reduced and heat exchange efficiency is improved, so that a small blower can be used and noise can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a heat recovery circulation air conditioner.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the external conditioner.
FIG. 4 is a front view showing another embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a fin tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002238932A JP2004077040A (en) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | Heat pump air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002238932A JP2004077040A (en) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | Heat pump air conditioning system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004077040A true JP2004077040A (en) | 2004-03-11 |
Family
ID=32022177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002238932A Pending JP2004077040A (en) | 2002-08-20 | 2002-08-20 | Heat pump air conditioning system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004077040A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008070097A (en) * | 2006-08-17 | 2008-03-27 | Kimura Kohki Co Ltd | Dehumidifying air conditioner |
-
2002
- 2002-08-20 JP JP2002238932A patent/JP2004077040A/en active Pending
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JP2008070097A (en) * | 2006-08-17 | 2008-03-27 | Kimura Kohki Co Ltd | Dehumidifying air conditioner |
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050419 |
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A521 | Written amendment |
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|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050719 |