JP2005308313A - Air conditioning system using ocean deep water - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は海洋深層水を冷熱源とする空調装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner using deep ocean water as a cold heat source.
海洋深層水は表層の海水温度変化に関わりなくほぼ一定の低温であるので、この海洋深層水の冷熱エネルギーを利用する技術が各種提案されている(特許文献1参照)。 Since deep ocean water is at a substantially constant low temperature regardless of changes in surface seawater temperature, various technologies using the cold energy of this deep ocean water have been proposed (see Patent Document 1).
海洋深層水の冷熱を空調(冷房)に利用する場合、海洋深層水を機械室に設けた空調器の空気−水熱交換器に直接供給し、同熱交換器にて冷却された空気をダクトを介して被空調室に供給する全空気方式と、海洋深層水を水−水熱交換器に供給して真水を冷却し、冷却された真水(冷水)を各被空調室に設けた空調器の空気−水熱交換器に供給して各被空調室の空気を冷却する水方式とがある。 When using deep ocean water cooling for air conditioning (cooling), supply ocean deep ocean water directly to the air-water heat exchanger of the air conditioner installed in the machine room, and air cooled by the heat exchanger is ducted All-air system for supplying air to air-conditioned rooms through air, and air conditioners that supply deep ocean water to a water-water heat exchanger to cool fresh water and provide cooled fresh water (cold water) in each air-conditioned room There is a water system in which the air in each air-conditioned room is cooled by supplying to the air-water heat exchanger.
上述した全空気方式と水方式のいずれの方式においても、被空調室の温度制御は各空調器における風量を一定に保った状態で空気−水熱交換器に供給する海洋深層水または冷水の量を調節して行っている。 In both the all-air method and the water method described above, the temperature control of the air-conditioned room is the amount of deep ocean water or cold water supplied to the air-water heat exchanger with the air volume in each air conditioner kept constant. It is done by adjusting.
したがって、例えば海洋深層水の温度が高めである場合、空気−水熱交換器に供給される海洋深層水または冷水の温度が高めとなり、空調顕熱負荷が小である場合は空気−水熱交換器に供給される海洋深層水または冷水の量が少なく給気温度も高いので、除湿されず、被空調室の湿度は通常の50〜60%RHより高い70〜90%RHとなる。
本発明の目的とするところは、除湿器や再熱ヒータを設けなくても被空調室の温湿度制御ができ、省エネルギー化を図ることができて湿度60%RH以下の快適な空調を行うことができる空調装置を提供することにある。 The object of the present invention is to control the temperature and humidity of an air-conditioned room without providing a dehumidifier or a reheat heater, to achieve energy saving and to perform comfortable air conditioning at a humidity of 60% RH or less. The object is to provide an air conditioner capable of
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る空調装置は、空調器の空気通路内に空気−水熱交換器と送風機とを備え、海洋深層水または海洋深層水との熱交換により冷却された冷水を前記空気−水熱交換器に供給する水送り管と、空気−水熱交換器を流過した水を戻す水戻し管と、これら水送り管と水戻り管の途中を連通するバイパス管と、前記水送り管からバイパス管へ流入する海洋深層水または冷水の量を調節することにより前記空気−水熱交換器へ供給する海洋深層水または冷水を制御する制御弁機構とを備え、また、前記送風機の送風量を制御する風量制御機構を備え、さらに被空調室内に設けた温度センサと湿度センサにより検出される温度および湿度に基づいて、前記制御弁機構と風量制御機構をコントロールする制御回路を備え、この制御回路は、前記湿度センサにより検出される湿度が予め設定された値以下である場合には送風量を一定に保つが、前記空気−水熱交換器に供給する海洋深層水または冷水の量を前記温度センサにより検出される温度と設定温度との差に基づいて制御して被空調室内の温度が所定の値に調節される温度制御運転が行われ、また、前記湿度センサにより検出される湿度が予め設定された値を超えた場合には、前記制御回路は、前記空気−水熱交換器に供給する海洋深層水または冷水の量を予め設定された最大値に保つが、送風量を予め設定された最小値に保って空気通路内の空気温度を低下させることにより除湿する除湿運転が行われ、前記湿度センサにより検出される湿度が前記予め設定された値以下になると再び前記温度制御運転が行われ、被空調室内の温度が所定の値に調節されるとともに湿度も所定の値以下に保たれるように構成したものとしてある。
In order to achieve the above object, an air conditioner according to
本発明の請求項2に係る空調装置は、前記制御回路を、前記除湿運転時間が開始されるとONとなり、予め設定された時間が経過するとOFFとなるタイマを備え、このタイマがOFFになると除湿運転を終了して前記温度制御運転が開始されるように制御が行われるように構成したものとしてある。
The air conditioner according to
本発明の請求項3に係る空調装置は、前記送風機における送風量の制御をインバータにより行うことを特徴としている。
The air conditioner according to
本発明によれば、海洋深層水の冷熱を有効に利用することができ、しかも空調器内に再熱ヒータや除湿器を設けなくても被空調室内の除湿を確実に行うことができ、省エネルギーで快適な空調を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to effectively use the cold heat of deep ocean water, and to reliably perform dehumidification in the air-conditioned room without providing a reheat heater or dehumidifier in the air conditioner. And comfortable air conditioning.
以下、本発明に係る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。
被空調室1に設けた空調器2の空気通路内には、空気入口2a側から同出口2b側に向かってエアフィルタ3、送風機4および空気−水熱交換器たる冷却コイル5を備えていて、この冷却コイル5の冷水入口5aには水−水熱交換器たるプレート熱交換器6からの水送り管7が接続されており、また冷水出口5aには前記プレート熱交換器に至る水戻り管8が接続されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an air conditioner according to the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the accompanying drawings.
In the air passage of the
前記プレート熱交換器6は、海洋深層水と水との熱交換を行うものとしてあり、同プレート熱交換器の1次側には海洋深層水の送り管9と同戻り管10が接続され、2次側には前記水送り管7と水戻り管8が接続されている。
The plate heat exchanger 6 performs heat exchange between deep sea water and water, and a deep
しかして、前記水送り管7と水戻り管8の途中には、これら水送り管と水戻り管を連通するバイパス管11を接続してあって、このバイパス管の水送り管または水戻り管との分岐部(図1においては水戻り管8側の分岐部)に、制御弁機構12を設けてある。
In the middle of the water feed pipe 7 and the water return pipe 8, a
上記制御弁機構12は、例えば三方流量制御弁で構成されていて、第1入口ポート12aと出口ポート12cとの間と、第2入口ポート12bと出口ポート12cとの間の流量を制御できるものとしてあり、したがって前記冷却コイル5に送る水の量を任意に制御できるようになっている。
The
また、前記送風機4はインバータ13によって送風量を調節できるものとしてあって、空調器2の空気入口2aから吸入し、冷却コイル経て空気出口2bから送出する空気量を任意に制御できるようになっている。
Further, the
そして、前記制御弁機構12とインバータ13は、それぞれ信号線14、15によって制御回路16に接続されていて、この制御回路からの信号に基づいて制御弁機構12においては冷却コイル5への送水量を、インバータ13においては送風機の送風量をそれぞれ調節できるようになっている。
The
また上記制御回路16には、被空調室1内に設けた温度センサ17と湿度センサ18が接続されていて、これら温度センサと湿度センサにより検出される被空調室内の温度および湿度に基づいて前記制御弁機構12とインバータ13の制御を行うように構成されている。
Further, a
具体的には、被空調室1内の湿度が予め設定された所定の湿度、例えば60%RH以下である場合には、制御回路はインバータ13に対して送風機の送風量を予め設定された所定の値に一定に保つよう制御を行い、制御弁機構12に対しては、温度センサにて検出される温度に基づいて冷却コイル5への冷水供給量を調節する温度制御運転が行われる。
Specifically, when the humidity in the air-conditioned
より詳しくは、被空調室1内の温度が設定温度よりもある程度高い場合には制御弁機構12における水送り管7から冷却コイル5側への冷水供給量を増加し、バイパス管11側への冷水送り量を小ならしめ、被空調室内の温度が設定温度よりもある程度低い場合には制御弁機構12における水送り管7から冷却コイル側への冷水供給量を減少し、バイパス管11側への冷水送り量を大ならしめる。
More specifically, when the temperature in the air-conditioned
また、被空調室内の湿度が予め設定された所定の湿度、例えば60%RH未満である場合には、制御回路はインバータ13に対して送風機の送風量を予め設定された最小値に保つよう制御を行い、制御弁機構12に対しては冷却コイル側へ冷水を全量供給するように制御を行う除湿運転が行われる。
In addition, when the humidity in the air-conditioned room is a predetermined humidity set in advance, for example, less than 60% RH, the control circuit controls the
この除湿運転においては、送風量が最小値、冷却コイルへの冷水供給量が最大となるので、空気通路内の空気は露点よりも低温に冷却されて除湿され、被空調室内に供給される。
なお、冷却コイル5の表面にて結露したドレンは図示省略のドレンパンとドレンパイプを経て空調器外に排出される。
In this dehumidifying operation, since the blast amount is the minimum value and the chilled water supply amount to the cooling coil is the maximum, the air in the air passage is cooled to a temperature lower than the dew point, dehumidified, and supplied to the air-conditioned room.
The drain condensed on the surface of the
ところで、制御回路16にはタイマ16aを設けてあって、上述した除湿運転が開始するとONとなり、予め設定された時間が経過するとOFFとなり、このタイマがOFFとされることによって除湿運転が停止されて除湿運転から前述した温度制御運転が行われるようにしてある。
By the way, the
より詳しくは、被空調室内の空気の空調顕熱負荷が大であって、除湿運転による除湿が所定時間内に終了しなかった場合、被空調室内の温度制御を再開して温度制御を優先できるようにしてある。 More specifically, when the air conditioning sensible heat load of the air in the air-conditioned room is large and the dehumidification operation does not end within a predetermined time, the temperature control in the air-conditioned room can be resumed to give priority to the temperature control. It is like that.
上述した実施例においては、1つの被空調室に設けた1つの空調器に冷水を供給する構成としてあるが、実際には複数の被空調室に設けた各空調器に、1つの冷水循環ラインに各空調器を並列に接続して冷水を供給し、各被空調室の温度、湿度を個別に制御する構成とし、この場合、温度センサ17および湿度センサ18は各被空調室内に設け、制御回路16も各被空調器ごとに設けるか、1つの制御回路にて各被空調室に対する個別の制御を集中制御する場合もある。
In the above-described embodiment, cold water is supplied to one air conditioner provided in one air-conditioned room, but in reality, one cold water circulation line is provided for each air conditioner provided in a plurality of air-conditioned rooms. The air conditioners are connected in parallel to supply cold water, and the temperature and humidity of each air-conditioned room are individually controlled. In this case, the
また、上述した実施例においては海洋深層水を水と熱交換して空調器の冷却コイルに供給する構成としてあるが、海洋深層水を直接空調器へ供給する場合もあるし、図2に示されるように冷水と海洋深層水の両方を用いる構成とする場合もある。 In the above-described embodiment, the deep ocean water is exchanged with water and supplied to the cooling coil of the air conditioner. However, the deep ocean water may be supplied directly to the air conditioner, as shown in FIG. In some cases, both cold water and deep ocean water are used.
具体的には、空調器19の空気通路内に、エアフィルタ20、第1冷却コイル21、第2冷却コイル22および送風機23を空気の流れ方向上流側からこの順に設け、第1冷却コイル21には図1に示した実施例のものと同様に冷水を供給し、第2冷却コイル22には海洋深層水を直接供給する。
Specifically, an
しかして、第1冷却コイル21への冷水供給と、送風機23に対する風量制御は第1実施例と同様に行われるが、第2冷却コイル22への海洋深層水の送り管24と同戻り管25との間にも第1冷却コイルにおける水送り管7と同戻り管8における場合と同様に、バイパス管26および制御弁機構27を設け、この制御弁機構27も第1実施例のものと同様に制御される。
Thus, the cold water supply to the first cooling coil 21 and the air volume control for the blower 23 are performed in the same manner as in the first embodiment, but the deep sea
上述した第2実施例のものは、各被空調室へダクト28によって冷却空気を供給する全空気方式に好適である。
The thing of 2nd Example mentioned above is suitable for the all-air system which supplies cooling air to each air-conditioned room by the
1 被空調室 2 空調器
3 エアフィルタ 4 送風機
5 冷却コイル 6 プレート熱交換器
7 水送り管 8 水戻り管
9 海洋深層水の送り管 10 海洋深層水の戻り管
11 バイパス管 12 制御弁機構
13 インバータ 14 信号線
15 信号線 16 制御回路
17 温度センサ 18 湿度センサ
19 空調器 20 エアフィルタ
21 第1冷却コイル 22 第2冷却コイル
23 送風機 24 海洋深層水の送り管
25 海洋深層水の戻り管 26 バイパス管
27 制御弁機構 28 ダクト
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