JP2006084144A - 空調システム。 - Google Patents

Abstract

【課題】
熱源設備から往水配管により往水される冷水または温水を熱交換器により給気と熱交換して還水配管により熱源設備に還水しうる空調システムで、熱交換能力を高める空調システムを提供する。
【解決手段】
熱交換器は独立して稼動する複数の熱交換器とし、これらの熱交換器のうち一つの熱交換器は、熱交換器として稼動するとともに、熱交換量が少なくい場合には冷温水の循環供給を止めて空気だけが通過するように形成し、他の熱交換器は、接続した還水配管の冷温水温度を検出し、該冷温水温度が所定温度となるように前記熱交換器に供給する冷温水の量を増減制御し、前記複数の熱交換器内で冷温水の循環供給を止めた時は、通過した熱交換後の室内空気が所望温度となるように前記熱交換を行っている熱交換器を通過する各室内空気量の比率を可変制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気を調和する空調システムに係り、特に空調システムの制御対象である室温、給気温度などの制御対象を制御しつつ、熱源システムへの還水温度を一定値に制御して往還水温度差を所定値以上に維持することが可能な空調システムに関する。

従来より、地域熱供給設備では、熱源設備から送られた地域熱媒を需用家側に直接供給するために、ブリードイン方式が採用されている。このブリードイン方式では、需用者が利用した後の熱媒の一部を、混合弁などで送られてきた熱媒と混合して、需要家設備に供給する方式であるが、このブリードイン方式を水熱源型地域熱供給システムに適用する場合には、還水温度が変動することが知られている。また、個別熱源システムの場合でも同じことが知られている。

このため、往還水温度差を一定にして、水熱源型空調システムの搬送動力を軽減するために、例えば、特許文献１に開示されるような空調システムが提案されており、この空調システムは、図２に示すように、検出器aにより熱交換器出口bから還水配管cに戻される還水温度を検出し、その還水温度に応じて、流量制御二方弁dにより、熱源システムから往水配管eを介して熱交換器fへ供給される往水量を操作し、同時に、検出器gにより、空調空間内の温度、空調空間への給気温度などの当該空調システムの制御対象量を検出し、その検出値に応じて、循環ポンプhにより、還水の一部を熱交換器入口fに供給することにより熱交換器内の循環流量の操作を行って往還水温度差を一定にしている。
特開平９−１６６３４６号公報

ところで、前記の従来の空調システムは装置は、一般に大型の熱交換器となるが、熱交換量が少ない場合には熱交換器に通水される水量が減少し、熱交換器内を通過する水速が遅くなり層流になると熱交換器の熱交換効率が低下するという不都合があった。また、往還水の制御が難しく、冷暖房能力のきめ細かな対応が困難であり、装置自体が複雑になり、保守が困難であるという不都合があった。
本発明は、このような従来システムの問題点に鑑みてなされたもので、往還水温度差を一定にするとともに、冷暖房能力のきめ細かな対応を容易とし、簡単な構成で設置や保守が簡単で、かつ、熱交換能力も高める空調システムを提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、 熱源設備から往水配管により往水される冷温水を熱交換器により給気と熱交換して還水配管により熱源設備に還水しうる空調システムにおいて、前記熱交換器は独立して稼動する複数の熱交換器とし、これらの熱交換器のうち少なくとも一つの熱交換器は、熱交換器として稼動するとともに、熱交換量が少ない場合には冷温水の循環供給を止めて空気だけが通過するように形成し、他の少なくとも一つの熱交換器は、接続した還水配管の冷温水温度を検出し、該冷温水温度が所定温度となるように前記熱交換器に供給する冷温水の量を増減制御し、前記複数の熱交換器内で冷温水の循環供給を止めて空気を止めた熱交換機がある場合には、通過した熱交換後の室内空気が所望温度となるように前記熱交換を行っている熱交換器を通過する各室内空気量の比率を可変制御する空調システムである。

本発明によれば、熱水源から往水配管により往水される冷水または温水を熱交換器により給気と熱交換して、還水配管により熱水源に還水する空調システムにおいて、往還水温度差を一定にし、熱交換器を分割運転することにより水量は減少しても熱交換器内を通過する水速を遅くすることがなく熱交換効率は低下せず、また、最大熱交換能力が向上し、熱交換効率も高まる空調システムとなるという効果が得られる。また、複数の熱交換器の送風量の分割する割合を非等分にすることにより運転する熱交換器を適宜切換えることにより要求される冷暖房能力をきめ細かに対応することも可能となるという効果も得られる。

本発明の好適な実施例を図面に沿って説明するが、図１は、実施例の全体の概略を示すもので、図１において、地域熱供給システム(セントラルヒーテング)あるいは個別熱源システムで熱源設備から送られる熱媒を直接あるいは熱交換器を介し、配備された往水配管１と還水配管２によって熱媒を各熱交換システムに供給するが、往水配管１と還水配管２に接続する複数の熱交換システムのうちの１つを図示している。
実施例においては、熱交換システムＡはファンＦにより外気ＯＡや還気ＲＡを吸い込んで、室内温度センサーＳ１により室内温度を検出して空気調和した空気ＳＡを供給するに際して、制御手段TC1により供給装置Ｂで室内への供給量を制御して室内Ｒに供給する。

熱交換システムＡにおいて、外気ＯＡや還気ＲＡの空気の吸込み空気通路は２本の分岐流路９１，９２に分岐され、各空気分岐流路９１，９２毎に二つの熱交換器３、４が並列に設けられ、該熱交換器３、４を通過した空気は合流してファンＦにより吐出口より送風し室内に供給されるが、各熱交換器３、４の上流にはダンパ５、６が設けられ、各熱交換器３、４には熱媒の流量を制御する流量制御弁７、８が設けられ、この流量制御弁７，８は還水接続配管２１に設けた温度センサーＳ３の検出値に基づいて弁制御装置TC2により制御される。
ダンパ５，６は給気温度センサーＳ２の検出値によりダンパ制御装置ΣＱでダンパ制御することにより給気温度を制御する。
往水１の温度(温度既知)と温度センサーＳ３の還水温度との温度差を算出し、温度差が所定以上であれば通常の運転となるが、温度差が所定以下であれば、次に説明するようにどちらかの熱交換器は熱交換せずに、単に空気分岐流路９２を形成するだけである。なお、往水１の温度は通常既知であるが、必要であれば、往水配管１に接続する往水接続配管11に温度センサーを設けて、温度センサーＳ３の還水温度との温度差を検出してもよい。

[動作]
以上の構成による空調システムについて、冷房時の場合を説明する。
（１）往水１(温度既知)と温度センサーＳ３の還水温度との温度差を算出し、温度差が所定以上である場合には、熱交換器３，４は通常稼働する。特に、真夏の日中のように高い冷房能力が要求さる場合は、熱交換器３，４はフル稼働することになる。
また、中位の冷房能力が要求さる場合は、例えば、一方の熱交換器３だけを稼働し他の熱交換器４の運転を停止するように制御する。即ち、流量制御弁８を閉状態にし、ダンパ６は開状態にする。このことにより、熱交換器３だけで効率の良い運転条件で稼働させることが可能となる。

（２）次ぎに、往水１(温度既知)と温度センサーＳ３の還水温度との温度差を算出し、温度差が所定以下である場合には、温度差が所定以上になるように作動するが、熱交換器４側は熱交換を行わない空気分岐流路９２（本実施例の場合）を形成する。
これには、まず、流量制御弁８を閉状態にし、ダンパ６も開状態で、ダンパ５を空気が通過させる。そして、温度センサーＳ３によりが還水温度が所定値以上になるよう流量制御弁７が制御され熱交換器３側の流量は少なくなる。さらに、温度センサーＳ２によりダンパ５及び６が制御され熱交換器３と熱交換器４を通過する空気量の割合を変え給気温度を制御する。このとき、熱交換機３は単独運転となり、少なくとも、複数の熱交換器での運転のときよりも流量は多くなり、熱交換器３で層流になることは少なくなり、熱交換効率の低下も小さくなる。
この結果、熱交換器３の出口の還水の温度は充分に熱交換が行われ、往水１と還水との温度差は所定値或いは所定値以上となり、かつ、ファンＦにより送風される風量は、冷温水の循環供給を止めて空気だけが通過した熱交換器からの風量が合流するので充分な総量が確保される。

以上のように、実施例においては、熱交換器の単体では熱交換量が少なくなり、往水と還水との温度差が所定値或いは所定値以上に制御することが困難になっても、熱源システムへの還水温度を常に所定値以上に維持することができ、且つ、高い冷房能力が要求さる場合でも、複数の熱交換器３，４は稼働することで対処できる。また、暖房時の場合は、往水と還水との温度が逆になるだけで、基本的な動作は同じである。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論であり、実施例では２つの熱交換器の例で説明したが、複数であれば２台以上の熱交換器を用いても良いことは勿論である。
また、複数の熱交換器の送風量の分割する割合を等分ではなく、非等分にすることにより運転する熱交換器を適宜切換えることにより要求される冷暖房能力についてきめ細かく対応することができる。

本発明の実施例の系統図である。 従来の空調システムの系統図である。

符号の説明

１…往水配管、11…往水接続配管、
２…還水配管、21…還水接続配管
３,４…熱交換器、５,６…ダンパ、７,８…流量制御弁、
91…空気分岐流路、92…空気分岐流路、
S1,S2,S3…温度センサー、TC1,TC2,ΣQ…制御装置

Claims (1)

1. 熱源設備から往水配管により往水される冷温水を熱交換器により給気と熱交換して還水配管により熱源設備に還水しうる空調システムにおいて、
   前記熱交換器は独立して稼動する複数の熱交換器とし、
   これらの熱交換器のうち少なくとも一つの熱交換器は、熱交換器として稼動するとともに、熱交換量が少ない場合には冷温水の循環供給を止めて空気だけが通過するように形成し、
   他の少なくとも一つの熱交換器は、接続した還水配管の冷温水温度を検出し、該冷温水温度が所定温度となるように前記熱交換器に供給する冷温水の量を増減制御し、
   前記複数の熱交換器内で冷温水の循環供給を止めて空気を止めた熱交換機がある場合には、通過した熱交換後の室内空気が所望温度となるように前記熱交換を行っている熱交換器を通過する各室内空気量の比率を可変制御することを特徴とする空調システム。

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