JP2005030706A - Central ventilating and air conditioning system - Google Patents

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Toru Muramatsu
徹 村松
Hisasuke Sakakibara
久介 榊原
Takeshi Sakai
猛 酒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save energy and prevent dewing and icing on an intake heating/cooling part. <P>SOLUTION: A system is so designed that an intake heating/cooling heat exchanger 11 is disposed in an intake duct 34 and supplied with high temperature fluid or low temperature fluid generated in a heat pump type water heater 100 to preheat or precool outside air flowing in the intake duct 34. The heat exchange with high temperature fluid or low temperature fluid generated in the heat pump type water heater 100 can provide preheating to a higher temperature or precooling to a lower temperature than conventional heat recovery from indoor exhaust to thereby prevent dewing and icing, which is a conventional problem especially in the winter, and ensure continuously stable ventilation. The preheating or precooling can use excess heat or waste cold from water heating in the heat pump type water heater 100 to support an air conditioning load if the quantity of heat is sufficient and save energy in the entire system. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、1台の空調装置で屋外空気を取り込んで建物内の各部屋および共用スペースを冷暖房する全館換気空調システムに関するものであり、特にヒートポンプ式給湯装置の冷温熱を取り込んだ屋外空気の加熱・冷却に利用する全館換気空調システムに関するものである。   The present invention relates to a whole-building ventilation air conditioning system that takes in outdoor air with a single air conditioner and cools and cools each room and common space in a building, and particularly heats outdoor air that incorporates the cold and hot heat of a heat pump hot water supply device. -It is related to the whole building ventilation air conditioning system used for cooling.

従来の全館空調システムとして、特許文献1および特許文献2に示すものがある。また図7は、従来の全館空調換気システムの概要構成を示す模式図である。屋外吸気口34aより吸引された屋外空気は、吸気ダクト34からフィルターユニット35の吸気用フィルタ35aを通り、吸気加熱冷却熱交換器39の吸気側通路39aに導入される。吸気加熱冷却熱交換器39では屋内空気の排気と全熱もしくは顕熱熱交換することにより、屋外空気をプレヒート・プレクールして空調システムの省エネルギーを図っている。   As conventional whole building air conditioning systems, there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2. FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional whole-building air-conditioning ventilation system. Outdoor air sucked from the outdoor intake port 34 a passes through the intake duct 35 a of the filter unit 35 from the intake duct 34 and is introduced into the intake side passage 39 a of the intake heating / cooling heat exchanger 39. The intake air heating / cooling heat exchanger 39 exchanges total heat or sensible heat with the exhaust of indoor air, thereby preheating and precooling the outdoor air to save energy in the air conditioning system.

吸気加熱冷却熱交換器39にてプレヒート・プレクールされた屋外空気は、屋内側空調装置36に導入され、空調に適した温度に加熱もしくは冷却される。その後、空調された空気は送風ダクト37で各部屋32や共用スペースに導かれ、天井に配置された室内給気口37aから室内に吹き出される。吹き出された空気は屋内を循環して一般的には台所・浴室・便所などに配置された室内排気口38aより排出される。   The outdoor air preheated and precooled by the intake air heating / cooling heat exchanger 39 is introduced into the indoor air conditioner 36 and heated or cooled to a temperature suitable for air conditioning. Thereafter, the air-conditioned air is guided to each room 32 and the common space by the air duct 37 and blown out into the room from the indoor air supply port 37a arranged on the ceiling. The blown air circulates indoors and is generally discharged from an indoor exhaust port 38a disposed in a kitchen, bathroom, toilet or the like.

室内より排出された空気は排気ダクト38からフィルターユニット35の排気用フィルタ35bを通り、吸気加熱冷却熱交換器39の排気側通路39bに導入される。吸気加熱冷却熱交換器39で吸引された屋外空気と熱交換した後、屋外排気口38bから屋外に排気される。ちなみに、屋外には屋外側空調装置40が配置されおり、これら全てを合せて全館空調システムを成す。そして、屋外側空調装置40以外は建物31内の屋根裏33や天井裏などに配置されている。
特開平11−294836号公報 特開2002−257399号公報
The air discharged from the room passes through the exhaust duct 38 and the exhaust filter 35b of the filter unit 35 and is introduced into the exhaust side passage 39b of the intake air heating / cooling heat exchanger 39. After exchanging heat with the outdoor air sucked by the intake heating / cooling heat exchanger 39, the air is exhausted to the outdoors from the outdoor exhaust port 38b. Incidentally, an outdoor air conditioner 40 is arranged outdoors, and all of these are combined to form an entire building air conditioning system. And except the outdoor side air conditioner 40, it is arrange | positioned in the attic 33, the ceiling back, etc. in the building 31. FIG.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-294836 JP 2002-257399 A

しかしながら、上記従来の全館換気空調システムでは、吸気加熱冷却熱交換器39は屋内排気の熱回収を目的とした程度のものであり、相応の空調装置が必要となっている。また、冬期においては吸気加熱冷却熱交換器39にて結露や氷結が発生し、機能不全を起すという問題が発生している。本発明は、この従来技術の問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、省エネルギーを図ると共に、吸気加熱冷却部で結露や氷結を発生させない全館換気空調システムを提供することにある。   However, in the conventional whole-building ventilation air conditioning system, the intake air heating / cooling heat exchanger 39 has a purpose of heat recovery of indoor exhaust, and a corresponding air conditioner is required. In winter, there is a problem that condensation or icing occurs in the intake air heating / cooling heat exchanger 39 to cause malfunction. The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a whole-building ventilation air conditioning system that saves energy and does not cause condensation or icing in the intake air heating and cooling unit.

本発明は上記目的を達成するために、請求項1ないし請求項4に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、吸気路(34)を介して取り込んだ屋外空気を、屋内側空調装置(36)で加熱もしくは冷却して建物(31)内の各部屋(32)および共用スペースに供給する全館換気空調システムにおいて、吸気路(34)に吸気加熱冷却手段(11)を設けると共に、吸気加熱冷却手段(11)にヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した高温流体もしくは低温流体を供給することにより、吸気路(34)を流通する屋外空気を予備加熱もしくは予備冷却するようにしたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention employs technical means described in claims 1 to 4. That is, in the first aspect of the invention, outdoor air taken in via the intake passage (34) is heated or cooled by the indoor air conditioner (36), and each room (32) in the building (31) and In the whole building ventilation air-conditioning system supplied to the common space, the intake passage (34) is provided with the intake air heating / cooling means (11), and the intake air heating / cooling means (11) is a high-temperature fluid or low temperature generated by the heat pump hot water supply device (100). By supplying a fluid, the outdoor air flowing through the intake passage (34) is preheated or precooled.

この請求項1に記載の発明によれば、吸気加熱冷却手段(11)ではヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した高温流体もしくは低温流体と熱交換するため、従来の室内排気からの熱回収と比べてより高い温度、もしくはより低い温度で予備加熱もしくは予備冷却することが可能となる。これにより従来、特に冬期において問題であった結露や氷結を発生させないようにすることができ、常時安定した換気が可能なシステムとすることができる。   According to the first aspect of the present invention, since the intake air heating and cooling means (11) exchanges heat with the high-temperature fluid or low-temperature fluid generated by the heat pump hot water supply device (100), Compared to this, preheating or precooling can be performed at a higher temperature or a lower temperature. As a result, it is possible to prevent the occurrence of condensation or icing, which has been a problem in the winter in particular, and it is possible to provide a system that can always provide stable ventilation.

加えて、室内排気と熱交換することが不要となるため、フィルターユニットの排気用フィルタをなくすことができる。また、これらの予備加熱もしくは予備冷却はヒートポンプ式給湯装置(100)の給湯加熱時の余剰熱や排冷熱を利用しているため、熱量によっては空調負荷を担うことも可能であり、システム全体としての省エネルギーを図ることができる。   In addition, since it is not necessary to exchange heat with room exhaust, the exhaust filter of the filter unit can be eliminated. Moreover, since these preheating or precooling uses surplus heat and exhaust cooling heat at the time of hot water supply heating of the heat pump type hot water supply device (100), it is possible to bear an air conditioning load depending on the amount of heat. Energy saving.

また、請求項2に記載の発明では、温水式床暖房装置(10)を備えると共に、ヒートポンプ式給湯装置(100)から温水式床暖房装置(10)へ供給して床暖房を行なった後の循環流体を高温流体として吸気加熱冷却手段(11)に供給することを特徴としている。   Moreover, in invention of Claim 2, while providing a hot-water type floor heating apparatus (10), after supplying a hot-water type floor heating apparatus (10) from a heat pump type hot-water supply apparatus (100) and performing floor heating, The circulating fluid is supplied as a high-temperature fluid to the intake air heating / cooling means (11).

この請求項2に記載の発明によれば、高温流体を循環させる際に温水式床暖房装置(10)と組み合わせ、循環流体の温熱を有効に利用するシステムとすることが可能である。従来、温水式床暖房装置(10)からの戻り水は40〜50℃程度の水温を有しており、屋外空気の予備加熱には充分な熱源と成り得るため、これを利用するものである。この方式とすることにより、給湯加熱性能に対しても高給水状態を回避でき、高い効率でヒートポンプユニットを運転することが可能となり、更なる省エネルギー効果を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, when circulating a high-temperature fluid, it can be combined with the hot water floor heating device (10) to make a system that effectively uses the heat of the circulating fluid. Conventionally, the return water from the hot water type floor heating device (10) has a water temperature of about 40 to 50 ° C. and can be used as a sufficient heat source for preheating outdoor air. . By adopting this method, it is possible to avoid a high water supply state with respect to the hot water supply heating performance, it is possible to operate the heat pump unit with high efficiency, and a further energy saving effect can be obtained.

また、請求項3に記載の発明では、蓄冷槽(15)を設けると共に、ヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した低温流体を蓄冷槽(15)に貯めて屋外空気の予備冷却に利用することを特徴としている。この請求項3に記載の発明によれば、例えば夜中に深夜電力を利用して行われるヒートポンプ式給湯装置(100)の給湯加熱時の排冷熱を低温流体にして蓄冷槽(15)に貯めておき、それを日中の室内冷房時に屋外空気の予備冷却に利用することができる。このように、発生した排冷熱を蓄冷して必要な時に有効利用することが可能となり、更に省エネルギーを図ることができる。   In the invention according to claim 3, a cold storage tank (15) is provided, and the low-temperature fluid generated by the heat pump hot water supply device (100) is stored in the cold storage tank (15) and used for preliminary cooling of outdoor air. It is characterized by. According to the third aspect of the present invention, for example, waste heat at the time of hot water supply heating of the heat pump hot water supply device (100) performed using midnight power at night is stored in the cold storage tank (15) as a low-temperature fluid. It can be used for pre-cooling outdoor air during indoor daytime cooling. In this way, the generated exhaust heat can be stored and used effectively when necessary, and further energy saving can be achieved.

また、請求項4に記載の発明では、建物(31)の躯体の一部に躯体蓄冷部(23)を設けると共に、ヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した冷熱を躯体蓄冷部(23)に蓄冷して屋外空気の予備冷却に利用することを特徴としている。先の発明において蓄冷槽(15)を設けていたが、この請求項4に記載の発明によれば、建物(31)の躯体の一部、例えばコンクリートの壁材などを躯体蓄冷部(23)とした躯体蓄冷方式にて蓄冷を行い、蓄冷槽(15)を削除して設置性を高めることができる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   Moreover, in invention of Claim 4, while providing a housing | casing cool storage part (23) in a part of housing | casing of a building (31), the cold heat produced | generated with the heat pump type hot water supply apparatus (100) is given to a housing cool storage part (23). It is characterized by storing cold and using it for preliminary cooling of outdoor air. Although the cold storage tank (15) was provided in the previous invention, according to the invention described in claim 4, a part of the frame of the building (31), such as a concrete wall material, is used as the frame cold storage unit (23). It is possible to improve the installation by removing the cold storage tank (15). In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、全館換気空調システムについて説明する。図1は、本発明の第1実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。屋外吸気口34aより吸引された屋外空気は、吸気ダクト(吸気路)34から吸気用フィルタ35aを通って塵埃が除去され、吸気加熱冷却熱交換器(吸気加熱冷却手段)11を通って屋内側空調装置36に導入される。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the entire building ventilation air conditioning system will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a whole-building ventilation air conditioning system according to the first embodiment of the present invention. Dust is removed from the outdoor air sucked from the outdoor intake port 34a through the intake duct (intake path) 34 through the intake filter 35a, and passes through the intake air heating / cooling heat exchanger (intake air heating / cooling means) 11 to the indoor side. It is introduced into the air conditioner 36.

吸気加熱冷却熱交換器11へは後述するヒートポンプ式給湯装置100で生成した高温流体もしくは低温流体を供給することにより、吸気ダクト34を流通する屋外空気を予備加熱(以後、プレヒート)もしくは予備冷却(以後、プレクール)するようになっている。吸気加熱冷却熱交換器11にてプレヒート・プレクールされた屋外空気は、屋内側空調装置36に導入され、空調に適した温度に加熱もしくは冷却される。   The intake air heating / cooling heat exchanger 11 is supplied with high-temperature fluid or low-temperature fluid generated by a heat pump hot water supply apparatus 100 described later, thereby preheating (hereinafter referred to as preheating) or precooling (hereinafter referred to as preheating) outdoor air flowing through the intake duct 34. Since then, pre-cool). The outdoor air preheated and precooled by the intake air heating / cooling heat exchanger 11 is introduced into the indoor air conditioner 36 and heated or cooled to a temperature suitable for air conditioning.

その後、空調された空気は送風ダクト37で各部屋32や図示しない共用スペースに導かれ、天井に配置された室内給気口37aから室内に吹き出される。吹き出された空気は屋内を循環して一般的には台所・浴室・便所などに配置された室内排気口38aより吸引される。室内より吸引された空気は排気ダクト38を通って屋外排気口38bから屋外に排気される。ちなみに、屋外には屋外側空調装置40が配置されおり、これら全てを合せて全館空調システムを成し、通常フロン冷媒を用いたヒートポンプ式空調装置などである。そして、屋外側空調装置40以外は建物31内の屋根裏33や天井裏などに配置されている。   Thereafter, the air-conditioned air is guided to each room 32 and a common space (not shown) by the air duct 37, and blown out into the room from the indoor air supply port 37a disposed on the ceiling. The blown air circulates indoors and is generally sucked from an indoor exhaust port 38a disposed in a kitchen, bathroom, toilet or the like. The air sucked from the room passes through the exhaust duct 38 and is exhausted outdoors from the outdoor exhaust port 38b. Incidentally, the outdoor side air conditioner 40 is arranged outdoors, and all of these constitute a whole building air conditioning system, which is a heat pump type air conditioner or the like that normally uses CFC refrigerant. And except the outdoor side air conditioner 40, it is arrange | positioned in the attic 33, the ceiling back, etc. in the building 31. FIG.

次に、ヒートポンプ式給湯装置100について説明する。図2は、本発明の第1実施形態における冷機能兼用ヒートポンプ式給湯装置100の構成を示す模式図であり、給湯用水加熱と給湯とブライン(前記低温流体・循環流体)冷却とを行っている状態を示す。本実施形態でのヒートポンプ式給湯装置100は冷機能兼用のものであり、超臨界ヒートポンプサイクルを用いて給湯用水を高温(本実施形態では約90℃)に加熱すると共に、後述するブライン冷却熱交換器9にて熱交換媒体となる不凍液などのブラインを低温(本実施形態では約−10℃)に冷却して、そのブラインを屋外空気のプレクールに利用するものである。   Next, the heat pump type hot water supply apparatus 100 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of the heat pump type hot water supply apparatus 100 for both cooling function in the first embodiment of the present invention, and performs hot water supply water heating, hot water supply and brine (the low-temperature fluid / circulating fluid) cooling. Indicates the state. The heat pump type hot water supply apparatus 100 in the present embodiment is also used for a cooling function, and heats hot water supply water to a high temperature (about 90 ° C. in the present embodiment) using a supercritical heat pump cycle, as well as brine cooling heat exchange described later. A brine such as an antifreeze liquid serving as a heat exchange medium is cooled to a low temperature (about −10 ° C. in the present embodiment) in the vessel 9, and the brine is used for outdoor air precooling.

尚、超臨界ヒートポンプサイクル(以下、ヒートポンプ)とは、高圧側の冷媒圧力が冷媒の臨界圧力以上となるヒートポンプサイクルを言い、例えば二酸化炭素・エチレン・エタン・酸化窒素などを冷媒とするヒートポンプサイクルである。冷機能兼用のヒートポンプ式給湯装置100は大きく分けて、主に後述する冷凍サイクル機器が収納されたヒートポンプユニットと、主に後述する貯湯タンク7が収納された貯湯タンクユニットと、主に後述する蓄冷タンク(蓄冷槽)15が収納された蓄冷タンクユニットと、端末機器としての温水式床暖房装置10や上記吸気加熱冷却熱交換器11などよりなる。   The supercritical heat pump cycle (hereinafter referred to as heat pump) is a heat pump cycle in which the refrigerant pressure on the high pressure side is equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant. For example, the heat pump cycle uses carbon dioxide, ethylene, ethane, nitrogen oxide, etc. as the refrigerant. is there. The heat pump type hot water supply apparatus 100 that also serves as a cooling function is roughly divided into a heat pump unit that mainly stores a refrigeration cycle apparatus described later, a hot water storage tank unit that mainly stores a hot water storage tank 7 described later, and a cold storage mainly described later. It comprises a cold storage tank unit in which a tank (cold storage tank) 15 is stored, a hot water type floor heating device 10 as a terminal device, the intake air heating / cooling heat exchanger 11 and the like.

また、冷凍サイクルユニット内は、大きく分けてヒートポンプサイクルなどの冷媒回路Rと、給湯関係の給湯用水加熱回路Kと、端末機器関係のブライン回路Bで構成されている。まず、ヒートポンプサイクルの冷媒回路Rは、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機1と、給湯用水の加熱手段である水熱交換器2と、冷媒の減圧膨張手段であるエジェクタ14と、第1冷媒回路R1として大気から吸熱するための空気熱交換器5と、冷媒回路切換手段としての第1開閉弁3aと、冷媒を気液分離する気液分離器55とを環状に接続して構成され、冷媒として臨界温度の低い二酸化炭素(以下、CO)が封入されている。 The refrigeration cycle unit is roughly divided into a refrigerant circuit R such as a heat pump cycle, a hot water supply water heating circuit K related to hot water supply, and a brine circuit B related to terminal equipment. First, the refrigerant circuit R of the heat pump cycle includes a refrigerant compressor 1 that compresses the refrigerant, a water heat exchanger 2 that is a heating means for hot water supply, an ejector 14 that is a decompression expansion means for the refrigerant, and a first refrigerant circuit R1. The air heat exchanger 5 for absorbing heat from the atmosphere, the first on-off valve 3a as the refrigerant circuit switching means, and the gas-liquid separator 55 for separating the refrigerant into gas and liquid are connected in a ring shape, Carbon dioxide (hereinafter, CO 2 ) having a low critical temperature is enclosed.

冷媒圧縮機1は、内蔵する駆動モータと、吸引したガス冷媒を臨界圧力以上の高圧にまで昇圧して吐出する高圧圧縮部とで構成しており、これらが密閉容器内に収納されている。尚、レシプロ・ロータリー・スクロールなどの方式は問わない。また、エンジン駆動式であっても良い。水熱交換器2は、冷媒圧縮機1の高圧圧縮部で昇圧された高温高圧のガス冷媒と給湯用水とを熱交換して給湯用水を加熱するもので、高圧冷媒通路2aに隣接して給湯用水通路2bが設けられ、その高圧冷媒通路2aを流れる冷媒の流れ方向と給湯用水通路2bを流れる給湯用水の流れ方向とが対向するように構成されている。   The refrigerant compressor 1 includes a built-in drive motor and a high-pressure compressor that discharges the sucked gas refrigerant to a high pressure equal to or higher than the critical pressure, and these are housed in a sealed container. Any method such as reciprocating, rotary, scrolling, etc. may be used. Moreover, an engine drive type may be sufficient. The water heat exchanger 2 heats the hot water by exchanging heat between the high-temperature and high-pressure gas refrigerant boosted by the high-pressure compressor of the refrigerant compressor 1 and the hot-water supply water. The hot-water supply water is adjacent to the high-pressure refrigerant passage 2a. A water passage 2b is provided, and the flow direction of the refrigerant flowing through the high-pressure refrigerant passage 2a is opposed to the flow direction of the hot water supply water flowing through the hot water supply water passage 2b.

エジェクタ14は、冷媒圧縮機1で加圧され水熱交換器2を経由して流入する高圧冷媒の圧力エネルギー(圧力ヘッド)を速度エネルギー(速度ヘッド)に変換して冷媒を減圧膨張させるノズルと、そのノズルから噴射する高い速度の冷媒流により低圧側に接続した空気熱交換器5もしくは後述するブライン冷却熱交換器9で蒸発した気相冷媒を吸引する吸引部と、その吸引した冷媒とノズルから噴射する冷媒とを混合させる混合部と、速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ部とを有するエジェクタである。
尚、ノズルの冷媒上流側に、絞り開度を制御することにより高圧冷媒の圧力を制御する可変絞り機構14eを設けた可変絞り型のエジェクタであり、この可変絞り機構14eは、後述する制御装置12により通電制御される。
The ejector 14 is a nozzle that converts the pressure energy (pressure head) of the high-pressure refrigerant that is pressurized by the refrigerant compressor 1 and flows in through the water heat exchanger 2 into velocity energy (speed head) to decompress and expand the refrigerant. A suction section for sucking the vapor-phase refrigerant evaporated in the air heat exchanger 5 or the brine cooling heat exchanger 9 described later by the high-speed refrigerant flow injected from the nozzle, and the sucked refrigerant and nozzle An ejector having a mixing unit that mixes the refrigerant injected from the refrigerant and a diffuser unit that converts the velocity energy into pressure energy to increase the pressure of the refrigerant.
Note that the variable throttle mechanism 14e is provided with a variable throttle mechanism 14e that controls the pressure of the high-pressure refrigerant by controlling the throttle opening degree on the refrigerant upstream side of the nozzle. 12 is energized and controlled.

エジェクタ14から吐出された冷媒は、気液分離器55に流入して液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス冷媒のみ先の冷媒圧縮機1に吸引される。また、液冷媒は貯留されると共に、空気熱交換器5へ供給される。空気熱交換器5は、図示しない送風ファンによる送風を受けて、気液分離器55より供給される冷媒を大気との熱交換によって蒸発させる。そして、蒸発した気相冷媒はエジェクタ14の吸引部に吸引される。   The refrigerant discharged from the ejector 14 flows into the gas-liquid separator 55 and is separated into liquid refrigerant and gas refrigerant, and only the gas refrigerant is sucked into the previous refrigerant compressor 1. Further, the liquid refrigerant is stored and supplied to the air heat exchanger 5. The air heat exchanger 5 receives air blown by a blower fan (not shown) and evaporates the refrigerant supplied from the gas-liquid separator 55 by heat exchange with the atmosphere. Then, the evaporated gas phase refrigerant is sucked into the suction portion of the ejector 14.

次に、給湯関係の給湯用水加熱回路Kは、給湯用水の加熱手段である水熱交換器2の給湯用水通路2bと、給湯用水を循環させる給湯用水循環ポンプ6と、給湯用水を貯留する貯湯タンク7と、冷却能力を得る時に貯湯の必要がない(例えば前日の湯使用量が少なく貯湯タンク7内に充分な湯がある)場合大気に放熱する空気放熱器4とを環状に接続して構成される。   Next, a hot water supply water heating circuit K related to hot water supply includes a hot water supply water passage 2b of the water heat exchanger 2 which is a heating means for hot water supply water, a hot water supply water circulation pump 6 for circulating hot water supply water, and hot water storage for storing hot water supply water. When there is no need for hot water storage to obtain cooling capacity (for example, when there is little hot water used the day before and there is enough hot water in the hot water storage tank 7), the air radiator 4 that radiates heat to the atmosphere is connected in an annular shape. Composed.

給湯用水循環ポンプ6は、図2に示すように、貯湯タンク7の下部に設けられた冷水流出部7aから冷水を水熱交換器2の給湯用水通路2bに供給し、貯湯タンク7の上部に設けられた温水流入部7bから還流する様に水流を発生させる。この給湯用水循環ポンプ6は、内蔵するモータ(図示しない)の回転数に応じて流水量を調節することができる。   As shown in FIG. 2, the hot water supply water circulation pump 6 supplies cold water from a cold water outflow portion 7 a provided at the lower part of the hot water storage tank 7 to the hot water supply water passage 2 b of the water heat exchanger 2. A water flow is generated so as to recirculate from the provided hot water inflow portion 7b. This hot water supply water circulation pump 6 can adjust the amount of flowing water in accordance with the rotational speed of a built-in motor (not shown).

貯湯タンク7は、耐蝕性に優れた金属製(例えばステンレス製)で断熱構造を有し、高温の給湯用水を長時間に渡って保温することができる。貯湯タンク7に貯留された高温の給湯用水は、貯湯タンク7の上部に設けられた温水流出部7cから出湯され、出湯時に図示しない温調弁で水道からの冷水と混合して温度調節した後、主に台所や風呂などに給湯される。また、貯湯タンク7内の下部に設けられた冷水流入部7dからは水道からの冷水が給湯用水として補給されるようになっている。   The hot water storage tank 7 is made of metal (for example, made of stainless steel) excellent in corrosion resistance and has a heat insulating structure, and can keep hot hot water for a long time. The hot water supply water stored in the hot water storage tank 7 is discharged from a hot water outlet 7c provided in the upper part of the hot water storage tank 7, and mixed with cold water from a water supply by a temperature control valve (not shown) at the time of hot water adjustment. Hot water is supplied mainly to kitchens and baths. Further, cold water from the water supply is replenished as hot water supply water from a cold water inflow portion 7d provided in the lower part of the hot water storage tank 7.

次に、ブライン冷却回路について説明する。まず、気液分離器55の下流で分岐してブライン冷却熱交換器9と冷媒回路切換手段としての第2開閉弁3bとを通ってエジェクタ14吸引部で合流する、第1冷媒回路R1とは並列となった第2冷媒回路R2を設けている。そして、第1冷媒回路R1と第2冷媒回路R2とに設けられた第1開閉弁3aと第2開閉弁3bとは、後述する制御装置12により通電制御され、開閉を切り換えることにより第1冷媒回路R1と第2冷媒回路R2との流通を切り換えている。   Next, the brine cooling circuit will be described. First, the first refrigerant circuit R1 branched downstream of the gas-liquid separator 55 and merged at the suction portion of the ejector 14 through the brine cooling heat exchanger 9 and the second on-off valve 3b as refrigerant circuit switching means. A second refrigerant circuit R2 is provided in parallel. The first on-off valve 3a and the second on-off valve 3b provided in the first refrigerant circuit R1 and the second refrigerant circuit R2 are energized and controlled by a control device 12 to be described later, and the first refrigerant is switched by opening and closing. The circulation between the circuit R1 and the second refrigerant circuit R2 is switched.

ブライン冷却熱交換器9は、気液分離器55から供給される低圧冷媒とブラインとを熱交換してブラインを冷却するもので、低圧冷媒通路9aに隣接してブライン通路9bが設けられ、その低圧冷媒通路9aを流れる冷媒の流れ方向とブライン通路9bを流れるブラインの流れ方向とが対向するように構成されている。   The brine cooling heat exchanger 9 cools the brine by exchanging heat between the low-pressure refrigerant supplied from the gas-liquid separator 55 and the brine, and a brine passage 9b is provided adjacent to the low-pressure refrigerant passage 9a. The flow direction of the refrigerant flowing through the low-pressure refrigerant passage 9a and the flow direction of the brine flowing through the brine passage 9b are configured to face each other.

次に、端末機器関係のブライン回路Bは、ブラインを循環させる冷ブライン循環ポンプ8と、ブラインの冷却手段であるブライン冷却熱交換器9のブライン通路9bと、冷却されたブラインを貯留する蓄冷タンク15と、冷却されたブラインを利用する端末機器として吸気加熱冷却熱交換器11とを環状に接続して冷ブライン回路B1を構成しており、ブラインとして防錆剤や凍結防止剤を添加した水やLLC(エンジン用冷却水)などの不凍液が封入されている。   Next, the terminal-related brine circuit B includes a cold brine circulation pump 8 that circulates the brine, a brine passage 9b of the brine cooling heat exchanger 9 that is a cooling means for the brine, and a cold storage tank that stores the cooled brine. 15 and an intake heating / cooling heat exchanger 11 as a terminal device using the cooled brine are connected in a ring to form a cold brine circuit B1, and water added with a rust preventive or antifreeze as the brine And antifreeze such as LLC (cooling water for engine).

冷ブライン循環ポンプ8は、図2に示すように、ブライン回路Bの中に設けられ、ブラインをブライン冷却熱交換器9のブライン通路9bに供給し、ブライン回路Bの中に設けられた吸気加熱冷却熱交換器11から還流する様に水流を発生させる。この冷ブライン循環ポンプ8は、内蔵するモータ(図示しない)の回転数に応じて流水量を調節することができる。尚、蓄冷タンク15を備えることにより、ブライン冷却熱交換器9でのブライン冷却作動が中断しても吸気加熱冷却熱交換器11での冷却を持続させることができる。   As shown in FIG. 2, the cold brine circulation pump 8 is provided in the brine circuit B, supplies brine to the brine passage 9 b of the brine cooling heat exchanger 9, and intake air heating provided in the brine circuit B A water flow is generated so as to reflux from the cooling heat exchanger 11. The cold brine circulation pump 8 can adjust the amount of flowing water according to the rotational speed of a built-in motor (not shown). In addition, by providing the cold storage tank 15, even if the brine cooling operation in the brine cooling heat exchanger 9 is interrupted, the cooling in the intake air heating / cooling heat exchanger 11 can be continued.

また、冷ブライン回路B1に吸気加熱冷却熱交換器11をバイパスさせて循環させるバイパス回路B3と、ブラインの循環を吸気加熱冷却熱交換器11側もしくはバイパス回路B3側に切り換える開閉弁20(20b)・21とを設けている。これにより、吸気加熱冷却熱交換器11での冷却が不要な場合でも、バイパス回路B3側に切り換えてブライン冷却を作動させることにより、冷却されたブラインを蓄冷タンク15に蓄える、いわゆる蓄冷運転を行なうことが可能となる。   Also, a bypass circuit B3 for bypassing and circulating the intake air heating / cooling heat exchanger 11 in the cold brine circuit B1, and an on-off valve 20 (20b) for switching the circulation of the brine to the intake air heating / cooling heat exchanger 11 side or the bypass circuit B3 side.・ 21 is provided. As a result, even when cooling in the intake air heating / cooling heat exchanger 11 is unnecessary, switching to the bypass circuit B3 side and operating brine cooling performs a so-called cold storage operation in which the cooled brine is stored in the cold storage tank 15. It becomes possible.

また、貯湯タンク7、ブライン加熱熱交換器16の高温水側通路16a、高温水循環ポンプ17とを環状に接続したブライン加熱回路K2と、ブライン加熱熱交換器16のブライン側通路16b、温ブライン循環ポンプ18及び加熱されたブラインを利用する端末機器として温水式床暖房装置10とを環状に接続した温ブライン回路B2とを設けている。   Also, a brine heating circuit K2 in which the hot water storage tank 7, the high temperature water side passage 16a of the brine heating heat exchanger 16 and the high temperature water circulation pump 17 are connected in an annular shape, the brine side passage 16b of the brine heating heat exchanger 16, and the warm brine circulation A warm brine circuit B <b> 2 in which a hot water type floor heating apparatus 10 is connected in a ring shape is provided as a terminal device using the pump 18 and the heated brine.

そして、高温水循環ポンプ17と温ブライン循環ポンプ18とを作動させ、高温水側通路16aを流通する高温水とブライン側通路16bを流通するブラインとを熱交換させてブラインを加熱すると共に、この加熱されたブラインを温水式床暖房装置10に流通させて建物31内の床を加熱・保温している。   Then, the high temperature water circulation pump 17 and the warm brine circulation pump 18 are operated to heat-exchange the high temperature water flowing through the high temperature water side passage 16a and the brine flowing through the brine side passage 16b, thereby heating the brine. The brine is distributed to the hot water floor heater 10 to heat and keep the floor in the building 31.

尚、19・22は開閉弁であり、冷ブライン回路B1を循環させる時には冷ブライン回路B1側の開閉弁19を開き、温ブライン回路B2側の開閉弁22を閉じる。逆に、温ブライン回路B2を循環させる時には温ブライン回路B2側の開閉弁22を開き、冷ブライン回路B1側の開閉弁19を閉じるものである。また、温水式床暖房装置10の上流側にはブラインの流通を断続させる開閉弁20(20a)設けられている。ちなみに本構成では、温水式床暖房装置10に冷却されたブラインを供給すれば夏場などに床を冷やすことも可能である。   Reference numerals 19 and 22 denote on-off valves. When the cold brine circuit B1 is circulated, the on-off valve 19 on the cold brine circuit B1 side is opened and the on-off valve 22 on the warm brine circuit B2 side is closed. Conversely, when circulating the warm brine circuit B2, the open / close valve 22 on the warm brine circuit B2 side is opened and the open / close valve 19 on the cold brine circuit B1 side is closed. An on-off valve 20 (20a) for intermittently circulating the brine is provided on the upstream side of the hot water floor heater 10. By the way, in this configuration, if the cooled brine is supplied to the hot water type floor heating device 10, the floor can be cooled in summer.

そして12は、冷機能兼用の本ヒートポンプ式給湯装置100の作動を制御する制御装置であり、図示しない操作パネル・各部の温度センサ・その他の機器からの信号が入力され、冷媒圧縮機1、開閉弁3a・3b、給湯用水循環ポンプ6、冷ブライン循環ポンプ8、高温水循環ポンプ17、温ブライン循環ポンプ18、開閉弁19〜22などに制御信号を出力する。   Reference numeral 12 denotes a control device that controls the operation of the heat pump type hot water supply apparatus 100 that also serves as a cooling function, and receives signals from an operation panel (not shown), temperature sensors of each part, and other devices, and the refrigerant compressor 1 is opened and closed. Control signals are output to the valves 3a and 3b, the hot water circulation pump 6, the cold brine circulation pump 8, the hot water circulation pump 17, the warm brine circulation pump 18, the open / close valves 19 to 22, and the like.

次に、本実施形態での特徴を説明する。まず、吸気ダクト34を介して取り込んだ屋外空気を、屋内側空調装置36で加熱もしくは冷却して建物31内の各部屋32および共用スペースに供給する全館換気空調システムにおいて、吸気ダクト34に吸気加熱冷却熱交換器11を設けると共に、吸気加熱冷却熱交換器11にヒートポンプ式給湯装置100で生成した高温ブラインもしくは低温ブラインを供給することにより、吸気ダクト34を流通する屋外空気をプレヒートもしくはプレクールするようにした。   Next, features in the present embodiment will be described. First, in the entire building ventilation air conditioning system in which outdoor air taken in via the intake duct 34 is heated or cooled by the indoor air conditioner 36 and supplied to each room 32 and the common space in the building 31, the intake duct 34 is heated by intake air. The cooling heat exchanger 11 is provided, and the high temperature brine or the low temperature brine generated by the heat pump hot water supply device 100 is supplied to the intake air heating / cooling heat exchanger 11 so that the outdoor air flowing through the intake duct 34 is preheated or precooled. I made it.

これにより、吸気加熱冷却熱交換器11ではヒートポンプ式給湯装置100で生成した高温ブラインもしくは低温ブラインと熱交換するため、従来の室内排気からの熱回収と比べてより高い温度、もしくはより低い温度でプレヒートもしくはプレクールすることが可能となる。これにより従来、特に冬期において問題であった結露や氷結を発生させないようにすることができ、常時安定した換気が可能なシステムとすることができる。   As a result, the intake air heating / cooling heat exchanger 11 exchanges heat with the high-temperature brine or the low-temperature brine generated by the heat pump hot water supply apparatus 100, so that the temperature is higher or lower than that of heat recovery from conventional indoor exhaust. It becomes possible to preheat or precool. As a result, it is possible to prevent the occurrence of condensation or icing, which has been a problem in the winter in particular, and it is possible to provide a system that can always provide stable ventilation.

加えて、室内排気と熱交換することが不要となるため、フィルターユニットの排気用フィルタをなくすことができる。また、これらのプレヒートもしくはプレクールはヒートポンプ式給湯装置100の給湯加熱時の余剰熱や排冷熱を利用しているため、熱量によっては空調負荷を担うことも可能であり、システム全体としての省エネルギーを図ることができる。   In addition, since it is not necessary to exchange heat with room exhaust, the exhaust filter of the filter unit can be eliminated. In addition, since these preheating or precooling uses surplus heat or exhaust cooling heat at the time of hot water supply heating of the heat pump hot water supply apparatus 100, it is possible to bear an air conditioning load depending on the amount of heat, and to save energy as a whole system. be able to.

また、蓄冷タンク15を設けると共に、ヒートポンプ式給湯装置100で生成した低温ブラインを蓄冷タンク15に貯めて屋外空気のプレクールに利用している。これにより、例えば夜中に深夜電力を利用して行われるヒートポンプ式給湯装置100の給湯加熱時の排冷熱を低温ブラインにして蓄冷タンク15に貯めておき、それを日中の室内冷房時に屋外空気の予備冷却に利用することができる。このように、発生した排冷熱を蓄冷して必要な時に有効利用することが可能となり、更に省エネルギーを図ることができる。   Moreover, while providing the cool storage tank 15, the low temperature brine produced | generated with the heat pump type hot water supply apparatus 100 is stored in the cool storage tank 15, and is utilized for the precool of outdoor air. Thereby, for example, the exhaust heat at the time of hot water supply heating of the heat pump hot water supply apparatus 100 performed using midnight power at night is stored in the cold storage tank 15 as low-temperature brine, and this is stored in the outdoor storage air during daytime indoor cooling. It can be used for pre-cooling. In this way, the generated exhaust heat can be stored and used effectively when necessary, and further energy saving can be achieved.

(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図であり、図4は、本発明の第2実施形態における冷機能兼用ヒートポンプ式給湯装置100の構成を示す模式図である。上述の第1実施形態と異なるのは、ヒートポンプ式給湯装置100から温水式床暖房装置10へ供給して床暖房を行なった後のブラインを高温ブラインとして吸気加熱冷却熱交換器11に供給している点のみであり、図3・4に示すように温水式床暖房装置10の後流側に吸気加熱冷却熱交換器11を直列に接続している。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the entire building ventilation air conditioning system in the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a configuration of the heat pump type hot water supply apparatus 100 for both cold function in the second embodiment of the present invention. It is a schematic diagram. The difference from the first embodiment described above is that the brine after being heated from the heat pump type hot water supply device 100 to the hot water type floor heating device 10 and being heated is supplied to the intake air heating / cooling heat exchanger 11 as a high temperature brine. The intake air heating / cooling heat exchanger 11 is connected in series on the downstream side of the hot water type floor heating apparatus 10 as shown in FIGS.

これにより、高温ブラインを循環させる際に温水式床暖房装置10と組み合わせ、ブラインの温熱を有効に利用するシステムとすることが可能である。従来、温水式床暖房装置10からの戻りブラインは40〜50℃程度の温度を有しており、屋外空気の予備加熱には充分な熱源と成り得るため、これを利用するものである。この方式とすることにより、給湯加熱性能に対しても高給水状態を回避でき、高い効率でヒートポンプユニットを運転することが可能となり、更なる省エネルギー効果を得ることができる。   Thereby, when circulating a high temperature brine, it can be combined with the hot water type floor heating apparatus 10, and it can be set as the system which utilizes the heat of a brine effectively. Conventionally, the return brine from the hot water floor heating apparatus 10 has a temperature of about 40 to 50 ° C. and can be used as a sufficient heat source for preheating outdoor air. By adopting this method, it is possible to avoid a high water supply state with respect to the hot water supply heating performance, it is possible to operate the heat pump unit with high efficiency, and a further energy saving effect can be obtained.

(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。建物31の躯体の一部に躯体蓄冷部23を設けると共に、ヒートポンプ式給湯装置100で生成した冷熱を躯体蓄冷部23に蓄冷して屋外空気の予備冷却に利用している。これは、第1実施形態において蓄冷タンク15を設けていたが、本実施形態では代わりに、建物31の躯体の一部、例えばコンクリートの壁材などを躯体蓄冷部23とした躯体蓄冷方式にて蓄冷を行っている。これにより、蓄冷タンク15を削除して設置性を高めることができる。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a whole building ventilation air conditioning system according to a third embodiment of the present invention. The building cold storage unit 23 is provided in a part of the building 31, and the cold heat generated by the heat pump hot water supply apparatus 100 is stored in the building cold storage unit 23 and used for preliminary cooling of outdoor air. This is because the cold storage tank 15 is provided in the first embodiment, but in the present embodiment, instead of the building cold storage system in which a part of the building 31 of the building 31, for example, a concrete wall material, is used as the housing cold storage unit 23. Cold storage is performed. Thereby, the cool storage tank 15 can be deleted and installation property can be improved.

(その他の実施形態)
図6は、本発明のその他の実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。上述した実施形態では、室内排気は熱交換することなく屋外に排気しているが、図6に示すように「背景技術」で説明した従来の全館空調システムと同様の構成として、室内排気と屋外空気を熱交換させ、その後、本発明の吸気加熱冷却熱交換器11で更に加熱もしくは冷却するようにしても良い。
(Other embodiments)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a whole building ventilation air conditioning system according to another embodiment of the present invention. In the above-described embodiment, the indoor exhaust is exhausted to the outside without exchanging heat. However, as shown in FIG. 6, the indoor exhaust and the outdoor are configured in the same manner as the conventional whole building air conditioning system described in “Background Art”. The air may be subjected to heat exchange, and then further heated or cooled by the intake air heating / cooling heat exchanger 11 of the present invention.

本発明の第1実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the outline composition of the whole building ventilation air-conditioning system in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における冷機能兼用ヒートポンプ式給湯装置100の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the heat pump type hot water supply apparatus 100 combined with a cooling function in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the whole building ventilation air conditioning system in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における冷機能兼用ヒートポンプ式給湯装置100の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the heat pump type hot water supply apparatus 100 combined with a cooling function in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general | schematic structure of the whole building ventilation air conditioning system in 3rd Embodiment of this invention. 本発明のその他の実施形態における全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general | schematic structure of the whole building ventilation air conditioning system in other embodiment of this invention. 従来の全館換気空調システムの概要構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general | schematic structure of the conventional whole building ventilation air conditioning system.

符号の説明Explanation of symbols

10…温水式床暖房装置
11…吸気加熱冷却熱交換器(吸気加熱冷却手段)
15…蓄冷タンク(蓄冷槽)
23…躯体蓄冷部
31…建物
32…部屋
34…吸気ダクト(吸気路)
36…屋内側空調装置
100…ヒートポンプ式給湯装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Hot water type floor heating apparatus 11 ... Intake air heating / cooling heat exchanger (intake air heating / cooling means)
15 ... Cold storage tank (cool storage tank)
23 ... Cool storage unit 31 ... Building 32 ... Room 34 ... Intake duct (intake path)
36 ... Indoor air conditioner 100 ... Heat pump water heater

Claims (4)

吸気路(34)を介して取り込んだ屋外空気を、屋内側空調装置(36)で加熱もしくは冷却して建物(31)内の各部屋(32)および共用スペースに供給する全館換気空調システムにおいて、
前記吸気路(34)に吸気加熱冷却手段(11)を設けると共に、前記吸気加熱冷却手段(11)にヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した高温流体もしくは低温流体を供給することにより、前記吸気路(34)を流通する前記屋外空気を予備加熱もしくは予備冷却するようにしたことを特徴とする全館換気空調システム。
In the entire building ventilation air conditioning system for supplying outdoor air taken in through the intake passage (34) to each room (32) and a common space in the building (31) by heating or cooling with an indoor air conditioner (36),
An intake air heating / cooling means (11) is provided in the intake passage (34), and the intake air heating / cooling means (11) is supplied with a high-temperature fluid or a low-temperature fluid generated by a heat pump hot water supply device (100), thereby The whole building ventilation air conditioning system characterized by preheating or precooling said outdoor air which distribute | circulates a path | route (34).
温水式床暖房装置(10)を備えると共に、前記ヒートポンプ式給湯装置(100)から温水式床暖房装置(10)へ供給して床暖房を行なった後の循環流体を前記高温流体として前記吸気加熱冷却手段(11)に供給することを特徴とする請求項1に記載の全館換気空調システム。   A hot water type floor heating device (10) is provided, and the intake air heating is performed with the circulating fluid after the floor heating is performed by supplying the hot water type floor heating device (10) from the heat pump hot water supply device (100) as the high temperature fluid. The whole building ventilation air conditioning system according to claim 1, characterized in that it is supplied to the cooling means (11). 蓄冷槽(15)を設けると共に、前記ヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した低温流体を前記蓄冷槽(15)に貯めて前記屋外空気の予備冷却に利用することを特徴とする請求項1に記載の全館換気空調システム。   The cold storage tank (15) is provided, and the low-temperature fluid generated by the heat pump hot water supply device (100) is stored in the cold storage tank (15) and used for preliminary cooling of the outdoor air. The entire building ventilation air conditioning system described. 前記建物(31)の躯体の一部に躯体蓄冷部(23)を設けると共に、前記ヒートポンプ式給湯装置(100)で生成した冷熱を前記躯体蓄冷部(23)に蓄冷して前記屋外空気の予備冷却に利用することを特徴とする請求項1に記載の全館換気空調システム。   The building cold storage part (23) is provided in a part of the building (31) housing, and the cold air generated by the heat pump hot water supply device (100) is stored in the housing cold storage unit (23) to reserve the outdoor air. The entire building ventilation air conditioning system according to claim 1, wherein the entire building ventilation air conditioning system is used for cooling.
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