JP2004353893A - Air conditioner having variable sensible heat ratio - Google Patents
Air conditioner having variable sensible heat ratio Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004353893A JP2004353893A JP2003149369A JP2003149369A JP2004353893A JP 2004353893 A JP2004353893 A JP 2004353893A JP 2003149369 A JP2003149369 A JP 2003149369A JP 2003149369 A JP2003149369 A JP 2003149369A JP 2004353893 A JP2004353893 A JP 2004353893A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refrigerant
- coil
- air
- cooling
- air conditioner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/153—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with subsequent heating, i.e. with the air, given the required humidity in the central station, passing a heating element to achieve the required temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕熱比が可変な空調機に関し、特に予冷却器と再熱器を備え顕熱比が可変な空調機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、図6に示すように、顕熱比を減少するために処理空気の流れに沿って主冷却コイル2を挟んで設けられた予冷却コイル1と再熱コイル3とを設けた空調機があった(例えば特許文献1参照)。この空調機では、予冷却コイル1と再熱コイル3とをいわゆるヒートパイプとして構成し、再熱コイル3で凝縮した冷媒液を予冷コイル1に導く冷媒液配管4と予冷コイル1で蒸発した冷媒ガスを再熱コイル3に導く冷媒ガス配管5が設けられていた。主冷却コイル2には、熱源機31から冷水が供給される。
【0003】
【特許文献1】
US4,607,498公報(Fig.3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の空調機では、顕熱比を増加させることができず、顕熱負荷の大きな空調負荷が発生すると除湿過多となり、余分な熱負荷を熱源機に伝達する。そのため、システムのエネルギー消費量を必要以上に増やしてしまうという問題があった。
【0005】
そこで本発明は、顕熱比が可変な空調機を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による空調機は、例えば図1に示すように、処理空気を冷却する空気冷却器12と;前記処理空気を空気冷却器12で冷却する前に、冷媒の蒸発により、予め冷却する予冷却器11と; 前記処理空気を空気冷却器12で冷却した後で、冷媒の凝縮により、加熱する再熱器13と;前記凝縮した冷媒を再熱器13から予冷却器11に送る第1の冷媒経路21と;前記蒸発した冷媒を予冷却器11から再熱器13に送る第2の冷媒経路22とを備え;第1の冷媒経路21又は第2の冷媒経路22に、冷媒の流量を調節する開閉弁14を設ける。
【0007】
このように構成すると、第1の冷媒経路21又は第2の冷媒経路22に、冷媒の流量を調節する開閉弁を設けるので、予冷却器と再熱器との間を流れる冷媒の流量を変えることができる。冷媒流量を変えるとは、冷媒の流れを遮断する場合も含む概念である。冷媒流量を増やせば予冷却器で蒸発し再熱器で凝縮する冷媒量が増える。したがって除湿量が増え、空調機の顕熱比は小さくなる。冷媒流量を減らせば、逆に顕熱比は大きくなる。
【0008】
また請求項2に記載のように、請求項1に記載の空調機では、第1の冷媒経路21を予冷却器11及び再熱器13に対して相対的に鉛直方向下方に設け、第2の冷媒経路22を前記予冷却器及び前記再熱器に対して相対的に鉛直方向上方に設け、第1の冷媒経路21に開閉弁14を設ける。
【0009】
このように構成すると、第1の冷媒経路を予冷却器及び再熱器に対して相対的に鉛直方向下方に設け、第2の冷媒経路を前記予冷却器及び前記再熱器に対して相対的に鉛直方向上方に設けるので、第1の冷媒経路には冷媒液が流れる傾向となる。又第1の冷媒経路に開閉弁を設けるので、開閉弁は冷媒液の経路を開閉でき、冷媒流量の調節、又は遮断を効果的に行うことができる。しかも開閉弁の口径を小さくすることができる。
【0010】
また請求項3に記載のように、請求項1又は請求項2に記載の空調機では、前記処理空気の湿度を検出する湿度検出器15と、湿度検出器15の検出信号を受信して、前記処理空気の湿度に応じて、開閉弁14の開閉を制御するコントローラ17を備える。
【0011】
湿度検出器は、典型的には予冷却器で予冷される前の処理空気の湿度を検出する。さらに温度検出器を備え、コントローラは該温度検出器の検出信号を受信して、湿度と温度に基づいて、開閉弁を開閉するようにしてもよい。
【0012】
このように構成すると、コントローラを備えるので、開閉弁の開閉を制御して、冷房運転、冷房運転から除湿運転への切り替え、除湿運転から冷房運転への切り替えを自動で行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【0014】
図1は、本発明による第1の実施の形態である空調機10のフロー図である。この空調機10は処理空気をその露点温度に冷却して水分を除いた後に再熱して除湿する除湿モードの運転と、主として顕熱を奪う冷房モードの運転ができる空調機である。
【0015】
ここで、「処理空気をその露点温度に冷却して除湿」というとき、処理空気は多少過冷却されることがあり、このときは「露点温度以下に冷却して除湿」となるが、この概念も含むものとする。また露点温度に冷却されて水分が除かれた空気は当初の空気よりも露点温度が低下するので、当初の露点温度を基準にすると「露点温度以下に冷却して除湿」となるが、この概念も含む。
【0016】
図1を参照して、本発明の実施の形態である空調機10の構成を説明する。この空調機10は、不図示の空調空間100内に供給する処理空気を、除湿し、又は冷房のために冷却する。
【0017】
空調機10は、熱源機としてのチラー31から供給される冷水で、処理空気としての空調空間からの戻り空気を冷却する、空気冷却器としての主コイル12と、処理空気を主コイル12の上流で予冷する予冷却器としての予冷コイル11と、処理空気を主コイル12の下流で再熱する再熱器としての再熱コイル13とを含んで構成される。
予冷コイル11と再熱コイル13の構造については別図を参照して後で詳しく説明する。
【0018】
なお図1(図3、図4も同様)は、空調機10を側面から見た模式的な側面図でもある。すなわち、側面図として、予冷コイル11、主コイル12、再熱コイル13の上下関係をあらわしている。図示のように、予冷コイル11、主コイル12、再熱コイル13は、ほぼ水平方向に配列されている。
【0019】
予冷コイル11の細管の最下部と再熱コイル13の最下部とは、第1の冷媒経路21で接続され連通している。また予冷コイル11の最上部と再熱コイル13の最上部とは第2の冷媒経路22で接続され連通している。図1は側面図として、第1の冷媒経路21と第2の冷媒経路22の上下関係もあらわしている。すなわち図示のように、第1の冷媒経路21と第2の冷媒経路22は、予冷コイル11、主コイル12、再熱コイル13よりも、それぞれ鉛直方向下方と上方に配置されている。このような構成において、予冷コイル11と再熱コイル13内に冷媒が封入されている。封入された冷媒は、第1の冷媒経路21と第2の冷媒経路22を通して予冷コイル11と再熱コイル13との間で循環していわゆるヒートパイプとして作動する。
【0020】
ここで、予冷コイル11と再熱コイル13とがヒートパイプとして作用するときは、再熱コイル13中で凝縮した冷媒液は第1の冷媒経路21を通して予冷コイル11に流れ、予冷コイル11中で蒸発した冷媒ガスは第2の冷媒経路22を通して再熱コイル13に流れる。
【0021】
第1の冷媒経路21には、開閉弁としての電磁弁14が挿入配置されている。また、予冷コイルの処理空気上流側のダクトには、湿度検出器としての湿度センサ15と温度検出器としての気温センサ16が設けられている。これらセンサは、処理空気のそれぞれ湿度と温度が検出できればよいので、不図示の空調空間に設けてもよい。
【0022】
空調機10は、電磁弁14を開閉制御するコントローラ17をさらに備えている。コントローラ17は、空調機10が、冷房モードで運転されるか、除湿モードで運転されるかにより、電磁弁15と電磁弁16を開閉制御する。
【0023】
予冷コイル11、主コイル12、再熱コイル13を通る処理空気を流すためのファン18が、処理空気経路に備えられている。再熱コイル13で再熱され、相対湿度の低下した処理空気は、ファン18により、空調空間に送られ、空調空間からの戻り空気は、予冷コイル11に流入する。なお、予冷コイル11、主コイル12、再熱コイル13、パイロット熱交換器14、ファン18及びこれらを収納する筐体を含んで、空調機組立が構成されている。
【0024】
図2を参照して、予冷コイル11と再熱コイル13の構造の一例を説明する。本図は、予冷コイル11と再熱コイル13を抽出して示したものである。実際は、両コイルの間に、この図には不図示の空気冷却器である主コイル12が設けられている。予冷コイル11と再熱コイル13は、ほぼ水平方向に配列されている。予冷コイル11、再熱コイル13は、アルミ等で製作された多層フィン11a、13aと、該フィンを蛇行して貫通する細管群で構成されている。
【0025】
本図では、予冷コイル11のフィンは一部のみ図示し、他は図示を省略してある。特に再熱コイル13の細管は、凝縮した冷媒液が滞留することなく鉛直方向下方に流下するように構成されている。本図では、予冷コイル11、再熱コイル13共に、水平方向に配列された複数の細管の端部をU(ユー)チューブで接続し、蛇行した細管として構成されている。予冷コイル11、再熱コイル13それぞれの、蛇行した細管は上部で第2の冷媒経路22で接続されている。また、予冷コイル11、再熱コイル13それぞれの、蛇行した細管は下部で第1の冷媒経路21で接続されている。第1の冷媒経路21には、電磁弁14が配置されている。本図では、電磁弁14は模式的に描いてある。
【0026】
このような構造において、予冷コイル11では、下部の細管内に溜まった冷媒液がフィン11a側を通過する処理空気で加熱され、沸騰して蒸発し、上部の細管に冷媒ガスとなって流れる。この冷媒ガスは第2の冷媒経路22を通して再熱コイル13側に流入し、ここでフィン13a側を流れる処理空気を加熱し、自身は熱を奪われて凝縮する。凝縮した冷媒液は蛇行した細管の下部に溜まる。電磁弁14が開のときは、冷媒液は第1の冷媒経路21を通して、予冷コイル11の下部に流れる。
【0027】
予冷コイル11は、液混じりの冷媒ガスが下方から上方にスムーズに流れる構造であればよく、また再熱コイル13は、ガス混じりの冷媒液が上方から下方にスムーズに流れる構造であればよい。したがって、図2に示す構造に限らず、最上部と最下部にそれぞれ水平方向に設置されるヘッダーを備え、両ヘッダー間を複数の細管で連結した構造をとってもよい。
【0028】
主コイル12も、予冷コイル11、再熱コイル13と同様に、アルミ等で製作された多層フィンと、該フィンを蛇行して貫通する細管群で構成されている。主コイル12は、本発明の実施の形態では、冷熱媒体として冷水を用いるので、細管の配列は予冷コイル11、再熱コイル13と同様である必要はない。上下方向に配列され、上部と下部でUチューブにより接続された構造であってもよい。
【0029】
図3のフロー図を参照して、実施の形態である、空調機10の作用を説明する。本図は、空調機10が除湿モードに設定されている場合である。
【0030】
除湿モードでは、コントローラ17の指令により電磁弁14は開とされる。図中、白抜きされた弁は開となっていることを示す。
【0031】
電磁弁14が開であるから、再熱コイル13内で凝縮され再熱コイル13の下方に溜まった冷媒液は、第1の冷媒経路21を通して予冷コイル11に移動する。予冷コイル11に移動した冷媒液は予冷コイル11内で蒸発して冷媒ガスとなり、冷媒ガスは第2の冷媒経路22を通して再熱コイル13に移動する。
【0032】
このようにして、冷媒は予冷コイル11内での蒸発と再熱コイル13内での凝縮を繰り返すことにより、処理空気間の熱交換を行う。すなわち、冷媒は予冷コイル11内で蒸発し、空調空間からの温度の高い処理空気を予冷することにより自身は熱を得て蒸発する。蒸発した冷媒ガスは第2の冷媒経路22を通して再熱コイル13の上部に流れ、再熱コイル13内で凝縮し、主コイル12で冷却されて温度と共に絶対湿度の低下した処理空気を加熱(再熱)する。
【0033】
再熱コイル13内で凝縮した冷媒液は、第1の冷媒経路21を通って、又開となっている電磁弁14を通過して、予冷コイル11の下部に流入する。流入した冷媒は、前記のように予冷コイル11内で蒸発する。このようにして、予冷コイル11と再熱コイル13とにより、主コイル12前後の処理空気の間で熱交換がされる。予冷コイル11が処理空気の予冷をするので、主コイル12が処理空気の絶対湿度を下げるのに有効に使用でき、再熱コイル13が再熱をするので、処理空気の相対湿度を下げることができる。すなわち除湿量の大きい、言い換えれば顕熱比の小さい運転ができる。ここで顕熱比とは空調負荷における顕熱の全熱量に対する比である。すなわち、式(顕熱)/(顕熱+潜熱)で計算することができる。これは、空調機の入り口処理空気の顕熱から出口の処理空気の顕熱を引いた顕熱差を、同じく全熱差で除したものを該空調機の顕熱比とし、該空調機はその顕熱比で運転されているという。
【0034】
主コイル12には、熱源機としてのチラー31からの冷水を冷水供給管32を通して供給する。主コイル12で処理空気を冷却して、温度の上昇した冷水は、冷水戻り管33を通してチラー31に戻る。主コイル12は、冷水を使った冷却器に限らず、いわゆる直膨型であってもよい。すなわち圧縮機で圧縮された冷媒ガスを凝縮器で凝縮し、凝縮された冷媒液を膨張弁を介して主コイル12に供給し、冷媒液の蒸発により処理空気を冷却し、そこで蒸発した冷媒ガスを圧縮機に戻す構成であってもよい。
【0035】
除湿モードで運転されているときは、予冷コイル11と再熱コイル13内のそれぞれ下方に溜まった冷媒液の液面の高さは、第1の冷媒経路21と第2の冷媒経路の流れ抵抗を無視すれば、実質的に同レベルとなる。実際は、第1の冷媒経路21を流れる冷媒液の流れ抵抗分だけ、予冷コイル11側の高さが再熱コイル側の高さより低くなる。又第2の冷媒経路を流れる冷媒ガスの流れ抵抗もある程度冷媒液レベルに影響を与える。
【0036】
電磁弁は湿度センサ15と気温センサ16で検出された、予冷コイル11に流入する前の処理空気の湿度と温度の信号を受信したコントローラ17によって制御される。
【0037】
処理空気の湿度が設定湿度以上であり、温度が設定温度プラス所定温度差(0〜2℃)以下の場合に、コントローラ17は電磁弁14を開とし空調機10の運転を除湿モードに切り替える。
【0038】
次に図4のフロー図を参照して、本実施の形態の空調機10を冷房モードで運転する場合を説明する。
【0039】
冷房モードでは、コントローラ17の指令により電磁弁14は閉とされる。図中黒塗りされた弁は閉であることを示す。電磁弁14が閉なので、冷媒液は第1の冷媒経路21を流れない。
【0040】
このとき、予冷コイル11内の冷媒液は予冷コイル11のフィン側を流れる処理空気により加熱されて蒸発する。蒸発した冷媒ガスは第2の冷媒経路22を通して、予冷コイル11から再熱コイル13に流れる。再熱コイル13に流入した冷媒ガスは、再熱コイル13のフィン側を流れる処理空気により冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒液は再熱コイル13内に溜まる。電磁弁14が閉となっているので、再熱コイル13に貯留された冷媒液は、予冷コイル11に移動しない。
【0041】
しばらくすると、予冷コイル11内には冷媒液が無くなり、乾いた状態となる。このときは、再熱コイル13のフィン側を流れる処理空気の温度により定まる、冷媒の飽和圧力となった状態で予冷コイル11から再熱コイル13側への冷媒の流れは止まっている。このようにしてほとんどの冷媒は冷媒液として再熱コイル13内に貯留される。すなわち、図示のように再熱コイル13内の冷媒液レベルが高くなる。
【0042】
この状態では、予冷コイル11と再熱コイル13による、処理空気間の間接的な熱交換はされない。したがって、処理空気は主コイル12による冷却だけとなり、除湿量は少なくなり顕熱比は高くなる。すなわち冷房モードの運転である。
【0043】
次に図5に示す除湿モード時の湿り空気線図を参照して、また構成については適宜図3を参照して、空調機10の除湿モード時の作用を説明する。図中、アルファベット記号K、X、L、Mにより、各部における空気の状態を示す。この記号は、図3のフロー図中で丸で囲んだアルファベットに対応する。
【0044】
図中、不図示の空調空間からの処理空気(状態K)は、処理空気経路を通して、予冷コイル11に送り込まれ、ここで蒸発する冷媒によりある程度まで冷却される。これは主コイル12で露点温度(以下)まで冷却される前の予備的冷却であるので予冷と呼ぶことができる。この間、予冷コイル11で冷却されながら、また状態Kの温度が低いときは、ある程度水分を除去され僅かながら絶対湿度を低下させながら、点Xに到る。点Xは飽和線上にある。あるいは予冷段階では、飽和線と点Xとの中間点まで冷却するものであってもよい(図示はその場合である)。又は飽和線を越えて、多少飽和線上を低湿度側に移行した点まで冷却されるものであってもよい。
【0045】
予冷された処理空気は、処理空気経路を通して、主コイル12に導入される。ここでは、熱源機であるチラー31から供給された冷水により、処理空気はその露点温度(以下)に冷却され、水分を奪われながら、絶対湿度を低下させつつ乾球温度を下げて、点Lに到る。点Xから点Lまでの変化を示す太線は、便宜上飽和線とはずらして描いてあるが、実際は飽和線と少なくとも一部で重なっている。
【0046】
点Lの状態の処理空気は、処理空気経路を通して再熱コイル13に流入する。ここでは再熱コイル13内で凝縮する冷媒により、絶対湿度一定のまま加熱され点Mに到る。点Mは、点Kよりも絶対湿度は十分に低く、乾球温度は低すぎない、適度な相対湿度の空気として、ファン18により吸い込まれ、空調空間に戻される。
【0047】
予冷コイル11と再熱コイル13では、予冷コイル11での冷媒の蒸発により処理空気を予冷し、再熱コイル13での冷媒の凝縮により処理空気を再熱する。そして予冷コイル11で蒸発した冷媒は、再熱コイル13で凝縮する。このように同じ冷媒の蒸発と凝縮作用により、主コイル12で冷却される前後の処理空気同士の熱交換を間接的に行う。
【0048】
ここで図5の湿り空気線図上に示す空気側のサイクルでは、予冷コイル11で処理空気を予冷した熱量、すなわち再熱コイル13で処理空気を再熱した熱量ΔHが熱回収分であり、主コイル12で処理空気を冷却した熱量分がΔQである。また空調空間を冷房する、冷房効果がΔiである。
エンタルピ差Δiは、除湿冷房部(主コイル12と、予冷コイル11、再熱コイル13からなる)に入ってから出るまでの処理空気のエンタルピの差である。これは予冷コイル11と再熱コイル13の有無にかかわらず一定である。
【0049】
点Mを通る等エンタルピ線と線XLの交点をM’とする。点M’は予冷コイル11と再熱コイル13が無いと仮定したとき、除湿冷房部(主コイル12からなる)から出る処理空気の状態を表す。点Kと点M’を結ぶ線は、顕熱比SHF−0(冷房モード)を表す。また点Kと点Mとを結ぶ線は、顕熱比SHF−1(除湿モード)を表す。
【0050】
除湿冷房部については、顕熱比SHF−0>顕熱比SHF−1の関係がある。顕熱比が小さい方が、言い換えれば潜熱比が大きい(湿り空気線図上で傾斜が大きい)方が同じ冷房エンタルピ差(Δi)において除湿量が多くできる。即ち、本実施の形態のように予冷コイル11と再熱コイル13を設けると、図中SHF−1のように顕熱比が小さくなり、除湿量を多くできる。
【0051】
なお、ΔH+ΔQ−Δi=Δhは、予冷コイル11と再熱コイル13を設けたことによる、除湿能力の増加分である。仮に、除湿冷房部において、間接熱交換部である予冷コイル11と再熱コイル13の面積を小さくして行ったとすると、Δhは小さくなり、ついにはその面積がゼロになったところで、点Mは点M’と重なる。これは、除湿冷房部が特別の除湿効果の無い通常の冷房装置(主コイル12からなる)となったのと同じである。
【0052】
本実施の形態の除湿冷房部は、除湿モード時に、予冷コイル11と再熱コイル13からなる間接熱交換部を主コイル12を通過する前後の処理空気の再熱(レヒート)熱交換器として使うことによって冷却による結露水分量を冷房モード時より増やし、除湿能力すなわち潜熱処理能力を増加させることができる。これによって、除湿モード時では、速やかに湿度を下げることができ、梅雨時のようないわゆる低顕熱比の湿度の高い空調負荷に対応できる。
【0053】
以上の実施の形態では、熱源機は冷水を作るチラーとして説明したが、これに限らず、冷水を蓄える蓄熱槽であってもよい。冷水を製造する熱源機は、吸収冷凍機あるいはターボ冷凍機であってもよい。
【0054】
以上の実施の形態では、コントローラ17は湿度センサ15と気温センサ16の両方の検出値に基づいて電磁弁14を開閉するものとして説明したが、これに限らず湿度センサ15だけの検出値に基づいて開閉してもよい。
【0055】
以上の実施の形態では、第2の冷媒経路22に設けられた開閉弁は、電磁弁であるものとして説明したが、空気作動のダイヤフラム弁、シリンダ弁であってもよいし、オン・オフ弁に限らず、開から閉まで開度を無段階に調節しながら開閉する開閉弁であってもよい。このときは、主コイル12による冷却に対する予冷・再熱の割合を無段階に調節することができる。
【0056】
また本実施の形態の空調機によれば、除湿過多になるのを防ぐことができるので、皮膚の乾燥を防ぎ、有害なウイルスの活動の活性化を防ぐこともできる。このようにして、健康上好ましくない室内空気質(IAQ:Indoor Air Quality)を発生させる問題を解決することができる。また省エネルギーで運転経済性に優れている。
【0057】
電磁弁14を第1の冷媒経路21に設けるので、口径の小さい弁で済み、経済性とコンパクト性に優れている。
また空調負荷が熱源機に直接的に反映されるので、負荷応答性と信頼性に優れている。
多湿地域において従来から多用されてきたエネルギー多消費型の再熱除湿を行うことなく、室内を適正湿度に保つことができ、したがってカビの発生などによる室内空気質の低下を防ぎ、人体の健康上安全な環境を提供することができる。
【0058】
また本発明の実施の形態である空調機は、セントラル方式の空調設備用の空調機として適している。
【0059】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第1の冷媒経路又は第2の冷媒経路に、冷媒の流量を調節する開閉弁を設けるので、予冷却器と再熱器との間を流れる冷媒の流量を変えることができ、よって顕熱比が可変な空調機を提供することが可能となり、無駄な冷却や除湿を行うことがない省エネルギーな空調システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である空調機のフロー図である。
【図2】本発明の実施の形態に適する予冷コイルと再熱コイルの一例を示す模式的斜視図である。
【図3】図1に示す空調機を除湿モードで運転する場合のフロー図である。
【図4】図1に示す空調機を冷房モードで運転する場合のフロー図である。
【図5】本発明の実施の形態である空調機の除湿モード時の作動を説明する湿り空気線図である。
【図6】従来の空調機のフロー図である。
【符号の説明】
10 空調機
11 予冷コイル
12 主コイル
13 再熱コイル
14 電磁弁
15 湿度センサ
16 気温センサ
17 コントローラ
18 ファン
21 第1の冷媒経路
22 第2の冷媒経路
31 チラー
32 冷水供給管
33 冷水戻り管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner having a variable sensible heat ratio, and more particularly to an air conditioner having a precooler and a reheater and having a variable sensible heat ratio.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 6, an air conditioner provided with a
[0003]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 4,607,498 (FIG. 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional air conditioners described above, the sensible heat ratio cannot be increased, and when an air conditioning load having a large sensible heat load is generated, excess dehumidification occurs and an extra heat load is transmitted to the heat source device. Therefore, there is a problem that the energy consumption of the system is unnecessarily increased.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an air conditioner having a variable sensible heat ratio.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an air conditioner according to the first aspect of the present invention includes, as shown in FIG. 1, an
[0007]
With this configuration, since the on-off valve for adjusting the flow rate of the refrigerant is provided in the
[0008]
As described in
[0009]
With this configuration, the first refrigerant path is provided vertically below the pre-cooler and the reheater, and the second refrigerant path is positioned relative to the pre-cooler and the reheater. Since it is provided vertically upward, the refrigerant liquid tends to flow in the first refrigerant path. Further, since the on-off valve is provided in the first refrigerant path, the on-off valve can open and close the path of the refrigerant liquid, and can effectively adjust or shut off the refrigerant flow rate. Moreover, the diameter of the on-off valve can be reduced.
[0010]
Further, as described in
[0011]
The humidity detector typically detects the humidity of the treated air before being precooled by the precooler. Further, a temperature detector may be provided, and the controller may receive the detection signal of the temperature detector and open and close the on-off valve based on the humidity and the temperature.
[0012]
With this configuration, since the controller is provided, the opening and closing of the on-off valve can be controlled to automatically perform the cooling operation, the switching from the cooling operation to the dehumidifying operation, and the switching from the dehumidifying operation to the cooling operation.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0014]
FIG. 1 is a flowchart of an
[0015]
Here, when "the processing air is cooled to the dew point temperature and dehumidified", the processing air may be slightly supercooled, and in this case, "cooled to the dew point temperature or less and dehumidified". Shall be included. In addition, air cooled to the dew point temperature to remove moisture has a lower dew point temperature than the original air, so `` cooling below the dew point temperature and dehumidifying '' based on the initial dew point temperature, this concept Including.
[0016]
The configuration of an
[0017]
The
The structures of the
[0018]
FIG. 1 (also FIGS. 3 and 4) is a schematic side view of the
[0019]
The lowermost part of the narrow tube of the
[0020]
Here, when the
[0021]
An
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
An example of the structure of the
[0025]
In this drawing, only a part of the fins of the
[0026]
In such a structure, in the
[0027]
The
[0028]
Like the
[0029]
The operation of the
[0030]
In the dehumidification mode, the
[0031]
Since the
[0032]
In this way, the refrigerant exchanges heat between the processing air by repeating evaporation in the precooling
[0033]
The refrigerant liquid condensed in the reheating
[0034]
Cold water from a
[0035]
When operating in the dehumidification mode, the height of the liquid surface of the refrigerant liquid accumulated below in each of the
[0036]
The solenoid valve is controlled by a
[0037]
When the humidity of the processing air is equal to or higher than the set humidity and the temperature is equal to or lower than the set temperature plus a predetermined temperature difference (0 to 2 ° C.), the
[0038]
Next, a case where the
[0039]
In the cooling mode, the
[0040]
At this time, the refrigerant liquid in the precooling
[0041]
After a while, the refrigerant liquid in the
[0042]
In this state, indirect heat exchange between the processing air by the precooling
[0043]
Next, the operation of the
[0044]
In the figure, processing air (state K) from an unillustrated air-conditioned space is sent to a
[0045]
The pre-cooled processing air is introduced into the
[0046]
The processing air in the state of the point L flows into the reheating
[0047]
The precooling
[0048]
Here, in the cycle on the air side shown on the psychrometric chart of FIG. 5, the heat amount of pre-cooling the processing air by the
The enthalpy difference Δi is the difference in the enthalpy of the treated air from entering the dehumidifying / cooling unit (consisting of the
[0049]
The intersection of the isenthalpy line passing through the point M and the line XL is defined as M ′. A point M ′ represents the state of the processing air flowing out of the dehumidifying and cooling unit (consisting of the main coil 12), assuming that there is no
[0050]
For the dehumidifying and cooling unit, there is a relationship of sensible heat ratio SHF-0> sensible heat ratio SHF-1. When the sensible heat ratio is small, in other words, when the latent heat ratio is large (the slope is large on the psychrometric chart), the dehumidification amount can be increased at the same cooling enthalpy difference (Δi). That is, when the
[0051]
Note that ΔH + ΔQ−Δi = Δh is an increase in the dehumidifying capacity due to the provision of the
[0052]
In the dehumidification cooling section of the present embodiment, in the dehumidification mode, the indirect heat exchange section composed of the
[0053]
In the above embodiment, the heat source device has been described as a chiller for producing cold water, but is not limited thereto, and may be a heat storage tank for storing cold water. The heat source device for producing cold water may be an absorption refrigerator or a turbo refrigerator.
[0054]
In the above-described embodiment, the
[0055]
In the above embodiment, the on-off valve provided in the second
[0056]
Further, according to the air conditioner of the present embodiment, excessive dehumidification can be prevented, so that drying of the skin can be prevented, and activation of harmful virus activity can also be prevented. In this way, it is possible to solve the problem of generating indoor air quality (IAQ: Indoor Air Quality) that is not desirable for health. It is also energy efficient and has excellent driving economy.
[0057]
Since the
Also, since the air conditioning load is directly reflected on the heat source unit, the load response and reliability are excellent.
It is possible to maintain the indoor humidity at an appropriate level without performing energy-consuming reheating and dehumidification, which has been widely used in humid areas. A safe environment can be provided.
[0058]
The air conditioner according to the embodiment of the present invention is suitable as an air conditioner for a central type air conditioner.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the opening / closing valve for adjusting the flow rate of the refrigerant is provided in the first refrigerant path or the second refrigerant path, the flow rate of the refrigerant flowing between the precooler and the reheater is provided. Therefore, it is possible to provide an air conditioner having a variable sensible heat ratio, and to provide an energy-saving air conditioning system that does not perform useless cooling or dehumidification.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a pre-cooling coil and a reheating coil suitable for the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart when the air conditioner shown in FIG. 1 is operated in a dehumidification mode.
FIG. 4 is a flowchart when the air conditioner shown in FIG. 1 is operated in a cooling mode.
FIG. 5 is a psychrometric chart illustrating the operation of the air conditioner according to the embodiment of the present invention in the dehumidification mode.
FIG. 6 is a flowchart of a conventional air conditioner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記処理空気を前記空気冷却器で冷却する前に、冷媒の蒸発により、予め冷却する予冷却器と;
前記処理空気を前記空気冷却器で冷却した後で、冷媒の凝縮により、加熱する再熱器と;
前記凝縮した冷媒を前記再熱器から前記予冷却器に送る第1の冷媒経路と;
前記蒸発した冷媒を前記予冷却器から前記再熱器に送る第2の冷媒経路とを備え;
前記第1の冷媒経路又は前記第2の冷媒経路に、冷媒の流量を調節する開閉弁を設けた;
空調機。An air cooler for cooling the processing air;
A pre-cooler for pre-cooling the processing air by evaporating a refrigerant before cooling the air with the air cooler;
A reheater that heats the condensed refrigerant after cooling the process air with the air cooler;
A first refrigerant path for sending the condensed refrigerant from the reheater to the precooler;
A second refrigerant path for sending the evaporated refrigerant from the precooler to the reheater;
An on-off valve for adjusting the flow rate of the refrigerant is provided in the first refrigerant path or the second refrigerant path;
air conditioner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003149369A JP2004353893A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Air conditioner having variable sensible heat ratio |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003149369A JP2004353893A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Air conditioner having variable sensible heat ratio |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004353893A true JP2004353893A (en) | 2004-12-16 |
Family
ID=34045495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003149369A Withdrawn JP2004353893A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Air conditioner having variable sensible heat ratio |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004353893A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121650A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Peter John Bayram | An ‘installed’ air conditioning cooling capacity reduction run-around pre-cool / re-heat coil system |
CN102418966A (en) * | 2011-12-19 | 2012-04-18 | 东南大学 | Air treatment device and air treatment method |
JP2015194304A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 高砂熱学工業株式会社 | Outside air treatment device |
CN106839481A (en) * | 2017-04-07 | 2017-06-13 | 北京丰联奥睿科技有限公司 | A kind of cooling unit with auxiliary cold source |
JP2018169260A (en) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | エスペック株式会社 | Air conditioning device, air conditioning method, and environmental test device |
JP7317687B2 (en) | 2019-12-12 | 2023-07-31 | 株式会社竹中工務店 | Air conditioner |
-
2003
- 2003-05-27 JP JP2003149369A patent/JP2004353893A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121650A1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Peter John Bayram | An ‘installed’ air conditioning cooling capacity reduction run-around pre-cool / re-heat coil system |
CN102418966A (en) * | 2011-12-19 | 2012-04-18 | 东南大学 | Air treatment device and air treatment method |
JP2015194304A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 高砂熱学工業株式会社 | Outside air treatment device |
JP2018169260A (en) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | エスペック株式会社 | Air conditioning device, air conditioning method, and environmental test device |
CN106839481A (en) * | 2017-04-07 | 2017-06-13 | 北京丰联奥睿科技有限公司 | A kind of cooling unit with auxiliary cold source |
CN106839481B (en) * | 2017-04-07 | 2022-06-07 | 北京丰联奥睿科技有限公司 | Cooling unit with auxiliary cold source |
JP7317687B2 (en) | 2019-12-12 | 2023-07-31 | 株式会社竹中工務店 | Air conditioner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4835688B2 (en) | Air conditioner, air conditioning system | |
US20130186118A1 (en) | Dehumidification system | |
JPH11132506A (en) | Dehumidification air conditioner and operation thereof | |
WO1998046959A1 (en) | Air-conditioning system and method of operating the same | |
JP4039358B2 (en) | Air conditioner | |
JP6374807B2 (en) | Dehumidifying and drying equipment | |
JP5218135B2 (en) | Humidity control device | |
CN112050618B (en) | Triple-effect heat recovery type air mixing type heat pump drying system and application thereof | |
CN108800668A (en) | A kind of the cooling heat exchange device and its control method of energy saving dehumidifying | |
WO2005079957A1 (en) | Air conditioning method and air conditioning system | |
JPH07233968A (en) | Air conditioner system | |
CN108826541A (en) | A kind of dehumidification heat exchange heat pump air conditioning system and its operation method with regenerator | |
JP5542777B2 (en) | Air conditioner | |
JP4647399B2 (en) | Ventilation air conditioner | |
JP2004353893A (en) | Air conditioner having variable sensible heat ratio | |
CN112361476A (en) | Energy-saving dehumidifier | |
WO2003104719A1 (en) | Dehumidifier/air conditioner | |
JPH0833252B2 (en) | Dehumidifier | |
JP2004340476A (en) | Sensible heat ratio variable dehumidifying device | |
JP5453795B2 (en) | Air conditioning system | |
JPH1144462A (en) | Refrigerating circuit equipped with heat exchanger unit for controlling refrigerating capacity | |
JP2008121995A (en) | Air conditioner | |
JPH0331640A (en) | Air conditioning apparatus | |
CN216244668U (en) | Temperature-adjusting dehumidifier with two heat exchangers | |
TWI765270B (en) | Dehumidifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051220 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070709 |