JP2007132545A - 空調システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 冷凍回路16の蒸発器として機能する空調対象域用の空気冷却器10を備えるとともに、この空気冷却器10を含むシステム構成要素11を制御して空調対象域1を目標の温湿度状態tm,xmに調整する制御手段13を備える空調システムにおいて、この制御手段13は、目標温湿度状態tm,xmと空気冷却器としての蒸発器10における冷媒蒸発温度teとの相関を設定した設定演算基準Kに基づいて、現状の目標温湿度状態tm,xmに対応する冷媒蒸発温度teを演算するとともに、その演算した冷媒蒸発温度teを目標蒸発温度temとして、空気冷却器としての蒸発器10における冷媒蒸発温度teが目標蒸発温度temになる状態に冷凍回路16を制御する構成する。
【選択図】 図2
Description
そして、この冷凍回路16において液ポンプ19を停止するとともに蒸発圧力調整弁EPRを非作用にした状態で圧縮機22の運転により冷媒rを循環させて空気冷却器としての蒸発器10において冷媒rを低い蒸発温度で蒸発させる冷却運転と、この冷凍回路16において蒸発圧力調整弁EPRを作用させる状態で圧縮機22と液ポンプ19との両方の運転により冷媒rを循環させて空気冷却器としての蒸発器10において冷媒rを高い設定蒸発温度tes(すなわち、蒸発圧力調整弁EPRにより規定される高い蒸発温度)で蒸発させる高温運転とを択一的に実施するものが提案されている。
そして、この冷凍回路16において定減圧弁18Aに対する冷媒通過を阻止した状態で圧縮機22の運転により冷媒rを循環させて空気冷却器としての蒸発器10において冷媒rを着霜温度よりも低い蒸発温度で蒸発させるフロスト運転と、この冷凍回路16において定減圧弁18Aに対する冷媒通過を許した状態で圧縮機22の運転により冷媒rを循環させて空気冷却器としての蒸発器10において冷媒rを着霜温度よりも高い設定蒸発温度tes(言わば、定減圧弁18Aにより規定される高い蒸発温度)で蒸発させるノーフロスト運転とを択一的に実施するものも提案されている。
なお、定減圧弁18Aの開度は、圧縮機22を最大出力で運転したとき空気冷却器としての蒸発器10における冷媒蒸発温度teが上記の高い設定蒸発温度tesとなる開度に固定されている。
冷凍回路の蒸発器として機能する空調対象域用の空気冷却器を備えるとともに、この空気冷却器を含むシステム構成要素を制御して空調対象域を目標の温湿度状態に調整する制御手段を備える構成において、
前記制御手段は、目標温湿度状態と前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度との相関を設定した設定演算基準に基づいて、現状の目標温湿度状態に対応する冷媒蒸発温度を演算するとともに、
その演算した冷媒蒸発温度を目標蒸発温度として、前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度が目標蒸発温度になる状態に前記冷凍回路を制御する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記冷凍回路における圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する構成にしてある点にある。
前記冷凍回路における凝縮器から膨張弁への冷媒路部分に液ポンプを設け、
前記制御手段は、目標蒸発温度に応じて、
前記液ポンプを停止した状態で前記冷凍回路において圧縮機の運転により冷媒を循環させながら、その圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する低温モード運転と、
前記冷凍回路において前記圧縮機及び前記液ポンプの運転により冷媒を循環させながら、それら圧縮機又は液ポンプの出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する高温モード運転とを選択的に実施する構成にしてある点にある。
前記冷凍回路における凝縮器から膨張弁への冷媒路部分に液ポンプを設け、
前記制御手段は、目標蒸発温度に応じて、
前記液ポンプを停止した状態で前記冷凍回路において圧縮機の運転により冷媒を循環させながら、その圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する低温モード運転と、
前記圧縮機を停止した状態で前記冷凍回路において前記液ポンプの運転により冷媒を循環させながら、その液ポンプの出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する高温モード運転とを選択的に実施する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記高温モード運転において前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を前記冷凍回路の凝縮器における冷媒凝縮温度よりも高温にする運転状態を前記液ポンプの運転により現出する構成にしてある点にある。
前記制御手段は、前記冷凍回路の凝縮器において冷媒と熱交換させる放熱用流体の流量又は温度を調整することで前記凝縮器における冷媒凝縮温度を目標蒸発温度に応じて調整する構成にしてある点にある。
前記冷凍回路における前記蒸発器から圧縮機への冷媒路部分に、圧縮機吸入冷媒の圧力を設定上限圧力以下に維持する吸入圧力調整弁を設けてある点にある。
前記冷凍回路の圧縮機から送出される高圧冷媒の一部を熱源として空気を加熱する冷媒利用空気加熱器を設けてある点にある。
前記空気冷却器と補助空気加熱器とを、その順に空気流れ方向の上流側から並べて調整対象空気の通気経路に配置し、
前記制御手段は、前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整することに併行して、その冷媒蒸発温度と目標蒸発温度との検出偏差に応じ前記補助空気加熱器の出力を偏差解消方向へ調整する構成にしてある点にある。
図1,図2は環境試験室用の空調システムを示し、1は空調対象域である環境試験室、2はその環境試験室1を温湿度調整する空調機、3は外気導入路4を通じて取り入れる換気用外気OAを予調整的に温湿度調整する外調機であり、この空調システムでは、外調機3から調整外気路5を通じて導く調整済みの換気用外気OA′と環境試験室1から還気路6を通じて導く還気空気RAとの混合空気MAを調整対象空気として空調機2で温湿度調整し、この温湿度調整した混合空気を給気空気SAとして給気路7を通じ給気ファン8により環境試験室1に給送することで、環境試験室1を目標の温湿度状態(すなわち、目標温度tmでかつ目標湿度xm(本例では絶対湿度)の状態)に調整する。
図5(イ)は第2実施形態における冷凍回路16の回路構成を示し、この冷凍回路16では、圧縮機22に対するバイパス路25、及び、その圧縮機用バイパス路25を開閉するバイパス弁26を設けてある。
図6(イ)は第3実施形態における冷凍回路16の回路構成を示し、この冷凍回路16では、液ポンプ19を設けるのに代え、凝縮器17において冷媒rと熱交換させる冷却水W(放熱用流体の一例)の流量を調整する流量調整弁27を設けてある。
図7(イ)は第4実施形態における冷凍回路16の回路構成を示し、この冷凍回路16では、第1実施形態で示した回路構成において圧縮機22から凝縮器17への冷媒路部分に冷媒利用の空気加熱器29を設けるとともに、この冷媒利用空気加熱器29に対するバイパス路30を設け、さらに、それら冷媒利用空気加熱器29とバイパス路30とに対する冷媒rの分流比を調整する冷媒流量調整弁31a,31bを設けてある。
次に別実施形態を列記する。
前述の各実施形態では、空調対象域1からの還気空気RAと外調機3による調整済み外気OA′との混合空気MAを空気冷却器10の調整対象空気とする例を示したが、空気冷却器10により冷却する調整対象空気は、空調対象域1からの還気空気RAと未調整外気OAとの混合空気であってもよく、また、その全量が空調対象域1からの還気空気RAであってもよく、空調対象域1からの還気空気RAを含む空気であれば、空調対象域1の用途上、どのような空気であってもよい。そしてまた、場合によっては、その全量が外気であってもよい。
10 蒸発器,空気冷却器
11,12 システム構成要素
1 空調対象域
tm,xm 目標温湿度状態
13 制御手段
te 冷媒蒸発温度
K 設定演算基準
tem 目標蒸発温度
22 圧縮機
17 凝縮器
18 膨張弁
19 液ポンプ
r 冷媒
tc 冷媒凝縮温度
W 放熱用流体
ps 圧縮機吸入冷媒の圧力
pss 設定上限圧力
23 吸入圧力調整弁
29 冷媒利用空気加熱器,補助空気加熱器
MA 調整対象空気
f 通気経路
Δte 蒸発温度偏差
Claims (9)
- 冷凍回路の蒸発器として機能する空調対象域用の空気冷却器を備えるとともに、この空気冷却器を含むシステム構成要素を制御して空調対象域を目標の温湿度状態に調整する制御手段を備える空調システムであって、
前記制御手段は、目標温湿度状態と前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度との相関を設定した設定演算基準に基づいて、現状の目標温湿度状態に対応する冷媒蒸発温度を演算するとともに、
その演算した冷媒蒸発温度を目標蒸発温度として、前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度が目標蒸発温度になる状態に前記冷凍回路を制御する構成にしてある空調システム。 - 前記制御手段は、前記冷凍回路における圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する構成にしてある請求項1記載の空調システム。
- 前記冷凍回路における凝縮器から膨張弁への冷媒路部分に液ポンプを設け、
前記制御手段は、目標蒸発温度に応じて、
前記液ポンプを停止した状態で前記冷凍回路において圧縮機の運転により冷媒を循環させながら、その圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する低温モード運転と、
前記冷凍回路において前記圧縮機及び前記液ポンプの運転により冷媒を循環させながら、それら圧縮機又は液ポンプの出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する高温モード運転とを選択的に実施する構成にしてある請求項1記載の空調システム。 - 前記冷凍回路における凝縮器から膨張弁への冷媒路部分に液ポンプを設け、
前記制御手段は、目標蒸発温度に応じて、
前記液ポンプを停止した状態で前記冷凍回路において圧縮機の運転により冷媒を循環させながら、その圧縮機の出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する低温モード運転と、
前記圧縮機を停止した状態で前記冷凍回路において前記液ポンプの運転により冷媒を循環させながら、その液ポンプの出力を調整することで前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整する高温モード運転とを選択的に実施する構成にしてある請求項1記載の空調システム。 - 前記制御手段は、前記高温モード運転において前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を前記冷凍回路の凝縮器における冷媒凝縮温度よりも高温にする運転状態を前記液ポンプの運転により現出する構成にしてある請求項3又は4記載の空調システム。
- 前記制御手段は、前記冷凍回路の凝縮器において冷媒と熱交換させる放熱用流体の流量又は温度を調整することで前記凝縮器における冷媒凝縮温度を目標蒸発温度に応じて調整する構成にしてある請求項1〜5のいずれか1項に記載の空調システム。
- 前記冷凍回路における前記蒸発器から圧縮機への冷媒路部分に、圧縮機吸入冷媒の圧力を設定上限圧力以下に維持する吸入圧力調整弁を設けてある請求項1〜6のいずれか1項に記載の空調システム。
- 前記冷凍回路の圧縮機から送出される高圧冷媒の一部を熱源として空気を加熱する冷媒利用空気加熱器を設けてある請求項1〜7のいずれか1項に記載の空調システム。
- 前記空気冷却器と補助空気加熱器とを、その順に空気流れ方向の上流側から並べて調整対象空気の通気経路に配置し、
前記制御手段は、前記空気冷却器としての蒸発器における冷媒蒸発温度を目標蒸発温度に調整することに併行して、その冷媒蒸発温度と目標蒸発温度との検出偏差に応じ前記補助空気加熱器の出力を偏差解消方向へ調整する構成にしてある請求項1〜8のいずれか1項に記載の空調システム。
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