JP2005069555A - Large temperature difference water heat source air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は大温度差水熱源空調システムに関するものである。 The present invention relates to a large temperature difference water heat source air conditioning system.
ゾーニングを行える水熱源空調システムとして、ボイラーや冷却塔などの熱源機と、この熱源機で温度調整された熱源水が流れる熱源水回路と、この熱源水回路の熱源水が通水される複数の屋内冷暖房用水冷ヒートポンプ式空調機と、を備えたものがある。 As a water heat source air conditioning system that can perform zoning, a heat source device such as a boiler or a cooling tower, a heat source water circuit through which heat source water adjusted in temperature by this heat source device, and a plurality of heat source waters of the heat source water circuit are passed. Some are equipped with a water-cooled heat pump air conditioner for indoor air conditioning.
このシステムでは広い温調範囲でゾーニングを行うことができるが、冷温水コイル式空調機と比べて水冷ヒートポンプ式空調機はヒートポンプなどの部品や圧縮機などの運転が余分に必要で、設備コストや運転コストが高くなる。また、熱源機の運転効率は往きと返りの水温差により変動するが、水冷ヒートポンプ式空調機の冷暖房運転などによって生じる水温差(熱源負荷)が小さいため、熱源機を効率良く温調運転することが難しい。 In this system, zoning can be performed over a wide temperature control range, but compared to the cold / hot water coil air conditioner, the water-cooled heat pump air conditioner requires extra operations such as heat pumps and compressors. The operating cost is high. In addition, the operating efficiency of the heat source unit varies depending on the difference in water temperature between the return and return, but since the water temperature difference (heat source load) caused by the cooling / heating operation of the water-cooled heat pump air conditioner is small, the temperature of the heat source unit must be controlled efficiently. Is difficult.
解決しようとする問題点は、水冷ヒートポンプ式空調機によるゾーニングでは設備コスト及び運転コストがかかる点と熱源機の運転に無駄が発生しやすい点である。 The problems to be solved are that the zoning by the water-cooled heat pump type air conditioner is incurred in equipment cost and operation cost, and is likely to be wasteful in the operation of the heat source machine.
本発明は上記課題を解決するため、熱源機と、この熱源機で温度調整された熱源水が流れる熱源水回路と、を備え、この熱源水回路が、1台又は複数台の冷温水コイル式空調機が接続されたC系水路と、1台又は複数台の水冷ヒートポンプ式空調機が接続されたHP系水路と、を有し、前記C系水路の出口と前記HP系水路の入口が接続し、前記冷温水コイル式空調機で被空調空間の所定ゾーンを空調しかつこれとは異なるゾーンを前記水冷ヒートポンプ式空調機で空調するように構成したことを最も主要な特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a heat source unit and a heat source water circuit through which heat source water whose temperature is adjusted by the heat source unit flows, and the heat source water circuit includes one or a plurality of cold / hot water coil types. A C-type water channel to which an air conditioner is connected and an HP-type water channel to which one or a plurality of water-cooled heat pump air conditioners are connected, and an outlet of the C-type water channel and an inlet of the HP-type water channel are connected The most important feature is that a predetermined zone of the air-conditioned space is air-conditioned by the cold / hot water coil air conditioner and a different zone is air-conditioned by the water-cooled heat pump air conditioner.
請求項1の発明によれば、たとえば北向きで熱負荷が増減しにくい(温調範囲が広くない)ゾーンを運転コストの安い冷温水コイル式空調機19で空調し、南向きで熱負荷が大幅に増減しやすい(温調範囲が広い)ゾーンを水冷ヒートポンプ式空調機4で細かく能力調整しながらゾーニングできるうえに、C系水路16の冷温水コイル式空調機19と、HP系水路17の水冷ヒートポンプ式空調機4と、の併用運転により、熱源水の往きと返りの水温差を大きくとれるので、熱源機の運転効率が良くなり、省エネとなる。また、安価な冷温水コイル式空調機19を用いることにより設備コストも低減できる。
請求項2の発明によれば、熱源負荷の変動があっても水冷ヒートポンプ式熱回収機13にて熱源水の往きと返りの水温差を調整し、常時安定して熱源機を高効率運転でき省エネを図れる。水冷ヒートポンプ式熱回収機13を返り管2bに接続してあるので、冷温水コイル式空調機19に対して能力変動などの影響を与えることなく併用運転できる。
According to the first aspect of the present invention, for example, a zone in which the heat load is difficult to increase or decrease in the north direction (the temperature control range is not wide) is air-conditioned by the cold / hot water coil
According to the second aspect of the present invention, even if the heat source load fluctuates, the water temperature difference between the return and return of the heat source water can be adjusted by the water-cooled heat pump type
図1と図2は、本発明の大温度差水熱源空調システムの一実施例を簡略図で示しており、この大温度差水熱源空調システムは、熱源機1と、この熱源機1で温度調整された熱源水が流れる熱源水回路2と、熱源水を矢印方向に送る送水ポンプ3と、を備えている。熱源機1は、温水用のボイラーと冷水用の冷却塔又はチラーなどと図示省略の切換機構とにより熱源水を温水と冷水に切換え自在として構成する。熱源水回路2は、1台又は複数台の冷温水コイル式空調機19が接続されたC系水路16と、1台又は複数台の水冷ヒートポンプ式空調機4が接続されたHP系水路17と、を有し、C系水路16の出口とHP系水路17の入口を接続し、冷温水コイル式空調機19で被空調空間の所定ゾーンを空調しかつこれとは異なるゾーンを水冷ヒートポンプ式空調機4で空調するように構成する。
FIG. 1 and FIG. 2 show one embodiment of the large temperature difference water heat source air conditioning system of the present invention in a simplified diagram. The large temperature difference water heat source air conditioning system includes a
冷温水コイル式空調機19の熱源水入口路はC系水路16の往き管16aに、熱源水出口路はC系水路16の返り管16bに、それぞれ接続する。水冷ヒートポンプ式空調機4の熱源水入口路はHP系水路17の往き管17aに、熱源水出口路はHP系水路17の返り管17bに、それぞれ接続する。熱源水回路2のHP系水路17より下流の返り管2bには、被空調空間から屋外へ空気を排出する機能とこの屋外排出空気と返り管2bからの熱源水との間で所定熱源水温差となるように熱移動させるヒートポンプ6とを有する水冷ヒートポンプ式熱回収機13を、接続する。
The heat source water inlet path of the cold / hot water
冷温水コイル式空調機19は、図示省略するが、ケーシング内に熱源水回路2の熱源水が通水される冷温水コイルと給気用送風機とを備え、この冷温水コイルにて空調用空気を冷却又は加熱し、冷房運転と暖房運転を切換自在に行い、被空調空間に給気して空調する。冷温水コイル式空調機19にはエアハンドリングユニットやファンコイルユニットなど各種のものが適用される。
Although not shown in the drawings, the cold / hot water coil
水冷ヒートポンプ式空調機4は、図示省略するが、ケーシング内に水冷ヒートポンプと給気用送風機とを備え、水冷ヒートポンプは、熱源水と冷媒を熱交換する水熱交換器と、冷媒と空調用空気を熱交換する空気熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁と、受液器等と、を配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により水熱交換器と空気熱交換器の吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。この水冷ヒートポンプの空気熱交換器にて空調用空気を冷却又は加熱し、冷房運転と暖房運転を切換自在に行い、被空調空間に給気して空調する。
Although not shown, the water-cooled heat
水冷ヒートポンプ式熱回収機13はケーシング5内にヒートポンプ6と排気用送風機7とを備えている。このケーシング5には空気取入口14と空気排出口15を設けて内部の送風路と連通連結する。ヒートポンプ6は、屋外排出空気と冷媒を熱交換する空気熱交換器9と、熱源水と冷媒を熱交換する水熱交換器8と、圧縮機10と、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁(四方弁)と、図示省略の受液器等と、を配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により水熱交換器8と空気熱交換器9の吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。空気取入口14は屋内の被空調空間と連通させ、空気排出口15は屋外に連通させ、被空調空間からの屋外排出空気が空気熱交換器9に通風されるように構成する。この屋外排出空気にて空気熱交換器9を流れる冷媒を冷却又は加熱し、その冷媒にて水熱交換器8を流れる熱源水を冷却又は加熱して水温調整し、熱源水回路2の返り管2bから熱源機1に熱源水を戻す。この返り管2bに流量制御弁12を設け、熱源水回路2における流量制御弁12より上流部をヒートポンプ6の熱源水入口路に接続し、熱源水回路2における流量制御弁12より下流部を水冷ヒートポンプ6の熱源水出口路に接続する。流量制御弁12は図示省略の制御手段により、ヒートポンプ6の運転を停止するときは全開として熱源水が水熱交換器8にその内部抵抗により流れないようにし、ヒートポンプ6の運転を行うときは開度調節を行い所定流量の熱源水が水熱交換器8に流れるようにする。したがって、熱源水回路2とヒートポンプ6の間に送水ポンプを設けなくても熱源水を分流させて必要水量だけヒートポンプ6に流すことができる。
The water-cooled heat pump
例えば冷温水コイル式空調機19で冷房運転する場合、熱源水回路2に熱源水(冷水)を流して冷温水コイルで空調用空気を冷却する。C系水路16の往き管16aから空調機19に入った熱源水は空調用空気から吸熱して温度上昇(たとえば7℃から12℃へ)しC系水路16の返り管16bに出る。このC系水路16の返り管16bからHP系水路17の往き管17aを介して熱源水を水冷ヒートポンプ式空調機4の水熱交換器に流し、水冷ヒートポンプの循環冷媒が水熱交換器で凝縮(放熱)し空気熱交換器で蒸発(吸熱)するように機能させ、熱源水で循環冷媒を凝縮させ、空気熱交換器で空調用空気を冷却する。HP系水路17の往き管17aから水熱交換器に入った熱源水は前記冷媒放熱作用により温度上昇(たとえば12℃から17℃へ)しHP系水路17の返り管17bに出る。水熱交換器から返り管17bに出た熱源水は熱源機1に戻って温度調整され、熱源水回路2を循環する。暖房運転する場合は、熱源水回路2に熱源水(温水)を流して冷温水コイルで空調用空気を加熱し、水冷ヒートポンプ式空調機4の空気熱交換器と水熱交換器を冷房運転の場合とは逆に機能させ、空気熱交換器で空調用空気を加熱する。
For example, when the cooling operation is performed by the cold / hot water coil
このとき熱源負荷変動の度合により、熱源機1に熱源水が所定の水温差で戻ってこなければ、所定の水温差となるように水冷ヒートポンプ式熱回収機13にて熱源水の往きと返りの水温差を調整する。例えば所定水温差よりも大きくなる場合、流量制御弁12の開度調整により返り管2bの熱源水を水冷ヒートポンプ式熱回収機13の水熱交換器8に流し、ヒートポンプ6の循環冷媒が空気熱交換器9で凝縮(放熱)し水熱交換器8で蒸発(吸熱)するように機能させ、温調された被空調空間からの空気で循環冷媒を凝縮させ、水熱交換器8で熱源水を冷却するサイクルで熱回収機13を運転する。このようにして屋外排出空気と返り管2bからの熱源水との間で所定熱源水温差となるように熱移動させる。水熱交換器8から返り管2bに出た熱源水は熱源機1に戻って温度調整される。所定水温差よりも小さくなる場合は、上記とは逆にして、温調された被空調空間からの空気で循環冷媒を蒸発させ、水熱交換器8で熱源水を加熱するサイクルで熱回収機13を運転して屋外排出空気と返り管2bからの熱源水との間で所定熱源水温差となるように熱移動させる。
At this time, if the heat source water does not return to the
なお、前記実施例において、水冷ヒートポンプ式熱回収機13と水冷ヒートポンプ式空調機4と冷温水コイル式空調機19の数の増減は自由である。熱源水回路2はダイレクトレターン方式、リバースレターン方式やこれらの併用方式など各種の方式に変更自由であり、HP系水路17を1本の主管が往き管と返り管を兼用する1管式として、水冷ヒートポンプ式空調機4を前記主管に接続してもよい。さらに、返り管2bに昇圧用の送水ポンプを設けるも自由である。本発明の返り管2bとしては、たとえば主管の返り管と、この主管から並列に分岐する枝管の返り管のいずれも含まれるものとする。
In addition, in the said Example, increase / decrease in the number of the water cooling heat pump type
1 熱源機
2 熱源水回路
2b 返り管
4 水冷ヒートポンプ式空調機
6 ヒートポンプ
13 水冷ヒートポンプ式熱回収機
16 C系水路
17 HP系水路
19 冷温水コイル式空調機
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JP2003299180A JP2005069555A (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Large temperature difference water heat source air conditioning system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013160436A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat source system |
-
2003
- 2003-08-22 JP JP2003299180A patent/JP2005069555A/en active Pending
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JP2013160436A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heat source system |
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