JP2010151380A - Air conditioner - Google Patents

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JP2010151380A JP2008330202A JP2008330202A JP2010151380A JP 2010151380 A JP2010151380 A JP 2010151380A JP 2008330202 A JP2008330202 A JP 2008330202A JP 2008330202 A JP2008330202 A JP 2008330202A JP 2010151380 A JP2010151380 A JP 2010151380A
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Tomoaki Kobayakawa
智明 小早川
Mitsuaki Harada
光朗 原田
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Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioner and a control method for the air conditioner, improving COP (coefficient of performance) and reducing power consumption by reducing the pressure of a compressor. <P>SOLUTION: The air conditioner 200 maintaining the temperature and humidity of an indoor space to a predetermined temperature and a predetermined humidity, is provided with: a heat pump 220 producing hot water using heat which a refrigerant obtains by heat exchange with outside air; a plurality of heaters 210 (210a, 210b) heating air using the hot water as a heat source; a humidifier 112 humidifying the air; a blower 114 blowing the air having passed the heaters and humidifier, into the indoor space; and a control section 240 controlling the temperature of the hot water produced by the heat pump, based on the predetermined temperature. The plurality of heaters are juxtaposed in the traveling direction of air, and are supplied with hot water of different temperatures, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機に関するものである。   The present invention relates to an air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity.

クリーンルームや工場の生産ライン等では、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つために空気調和機(外気のみを処理して送風する空調機は外気調和機と称されることもある。以下、「空調機」と称する。)が設置されている。そして、空調機に供給された空気(外気)の温度および湿度を、当該空調機において所定温度および所定湿度に調節し、調節後の空気(処理空気)を室内空間に送出することにより、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保っている。   In a clean room, factory production line, etc., an air conditioner (an air conditioner that processes only the outside air and blows air is sometimes referred to as an outside air conditioner) in order to keep the temperature and humidity of the indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity. (Hereinafter referred to as “air conditioner”). Then, the temperature and humidity of the air (outside air) supplied to the air conditioner are adjusted to a predetermined temperature and a predetermined humidity in the air conditioner, and the adjusted air (processed air) is sent to the indoor space. The temperature and humidity are maintained at a predetermined temperature and a predetermined humidity.

空調機には、室内空間の湿度を所定湿度に調節するために加湿器が設けられている。かかる加湿器は方式によって、気化式加湿器、蒸気式加湿器、水噴霧式加湿器に大別される。気化式加湿器は、常温の水を蒸発させることにより加湿を行うものであり、一般には暖めた空気の顕熱を水の潜熱に代えて蒸発させる構成となっている。蒸気式加湿器は、蒸気を利用して加湿する方式であり、例えばボイラーで発生させた蒸気を直接噴霧している。水噴霧式加湿器は、常温の水を微細な水滴にして放出することによって加湿する方式であり、例えばスプレーや超音波によって数十ミクロン(マイクロオーダー)以下の水滴を発生させて噴出する。   The air conditioner is provided with a humidifier in order to adjust the humidity of the indoor space to a predetermined humidity. Such humidifiers are roughly classified into vaporizing humidifiers, steam humidifiers, and water spray humidifiers. The vaporization type humidifier performs humidification by evaporating normal temperature water, and is generally configured to evaporate sensible heat of warmed air instead of latent heat of water. The steam humidifier is a method of humidifying using steam, for example, directly spraying steam generated by a boiler. The water spray type humidifier is a method of humidifying by discharging water at normal temperature into fine water droplets. For example, water droplets of several tens of microns (micro order) or less are generated and ejected by spraying or ultrasonic waves.

しかし、蒸気式加湿器はボイラーにおいて火気を用いるため、工場の生産ライン等、有機溶剤を用いる可能性がある施設では火災のおそれが生じる。したがって、かかる施設においては外部にボイラーを設置し、ボイラーから室内空間まで蒸気配管を延長する必要がある。また水噴霧式加湿器は加湿効率が30%程度と低いため、効率が悪いという問題がある。このため、空調機には、設置可能な施設の範囲が広い気化式加湿器が最も多く導入されている。   However, since steam humidifiers use fire in boilers, there is a risk of fire in facilities that may use organic solvents, such as factory production lines. Therefore, in such a facility, it is necessary to install a boiler outside and to extend the steam pipe from the boiler to the indoor space. Further, the water spray type humidifier has a problem that the efficiency is poor because the humidification efficiency is as low as about 30%. For this reason, vaporizer humidifiers with a wide range of facilities that can be installed are most often introduced into air conditioners.

気化式加湿器を備える空調機として、例えば特許文献1には、導入された外気を冷却しつつ加湿できる自然気化式の加湿器と、冷房運転を行う際に、室内空間の湿度が所定の基準値より低い場合、加湿器を運転する制御手段と、を備える空気調和装置が開示されている。これによれば、冬季のように外気の湿度が低い時期に冷房運転をする場合、自然気化式の加湿器により外気が加湿されるため、外気の冷却と加湿とが同時に行われ、冷房と湿度の維持とを同時に達成することができるとされている。   As an air conditioner equipped with a vaporizing humidifier, for example, Patent Document 1 discloses a natural vaporizing humidifier that can humidify while cooling the introduced outside air, and the humidity of the indoor space when performing a cooling operation. An air conditioner comprising a control means for operating the humidifier if lower than the value is disclosed. According to this, when the cooling operation is performed at a time when the humidity of the outside air is low as in winter, the outside air is humidified by the natural vaporizing humidifier, so that the outside air is cooled and humidified at the same time. It can be achieved at the same time.

ところで、空調機には、気化式加湿器において水を蒸発させるために、および室内空間の温度を所定温度に調節するために、空気を暖める手段としての加熱器(「加熱コイル」とも称される。)が設けられている。加熱器には温水が供給されており、その温水の熱を熱源として空調機に供給された空気を加熱する。熱源となる温水を生成する装置としては、ボイラー等様々なものがあるが、近年ではヒートポンプが主流となっている。   By the way, the air conditioner is also referred to as a heater (also referred to as “heating coil”) as means for warming air in order to evaporate water in the vaporizing humidifier and to adjust the temperature of the indoor space to a predetermined temperature. .) Is provided. Hot water is supplied to the heater, and the air supplied to the air conditioner is heated using the heat of the hot water as a heat source. There are various devices such as boilers that generate hot water as a heat source, but in recent years heat pumps have become mainstream.

ヒートポンプは熱交換サイクルを利用している。詳細には、ヒートポンプ内部に冷媒が循環しており、かかる冷媒が大気中の熱を吸収する。熱を吸収した冷媒を、ヒートポンプ内の圧縮機において電力を利用して圧縮することにより、冷媒は高圧状態となり、高温となる。そして、ヒートポンプ内の熱交換器において、水を高温の冷媒により加熱することで、加熱器の熱源となる温水を生成する。   The heat pump uses a heat exchange cycle. Specifically, a refrigerant circulates inside the heat pump, and the refrigerant absorbs heat in the atmosphere. By compressing the heat-absorbed refrigerant using electric power in the compressor in the heat pump, the refrigerant becomes a high pressure state and becomes a high temperature. And in the heat exchanger in a heat pump, warm water used as the heat source of a heater is produced | generated by heating water with a high temperature refrigerant | coolant.

したがって、温水を生成するための熱源として大気の熱を利用するヒートポンプを用いることにより、ボイラー等の燃焼式装置を用いた場合と比較し、約30%の省エネルギー、および約50%の二酸化炭素排出量の削減が可能である。これにより、エネルギーの有効活用、および温室効果ガスである二酸化炭素の排出量削減を促進することができる。
特開平6−337151号公報
Therefore, by using a heat pump that uses the heat of the atmosphere as a heat source for generating hot water, compared with the case where a combustion type device such as a boiler is used, about 30% energy saving and about 50% carbon dioxide emission. The amount can be reduced. Thereby, effective use of energy and reduction of the emission amount of carbon dioxide, which is a greenhouse gas, can be promoted.
JP-A-6-337151

上述したように、空調機では加熱器を用いて空気の温度が所定温度となるように調節している。そして、かかる調整を行うために、空調機では、ヒートポンプやボイラー等の温水を生成する装置から加熱器に送る温水の量、すなわち温水の流量を制御している。これにより、空調機が空気の温度および湿度を適切に調整することが可能となる。   As described above, in an air conditioner, the temperature of air is adjusted to a predetermined temperature using a heater. And in order to perform this adjustment, in the air conditioner, the amount of warm water sent to the heater from a device that generates warm water such as a heat pump and a boiler, that is, the flow rate of warm water is controlled. Thereby, the air conditioner can appropriately adjust the temperature and humidity of the air.

しかし、上記の温水の流量を制御する方法であると、温水の温度は常に一定となり、その温度は、所定温度が最も高い場合に合わせて設定される。したがって、所定温度が高い場合には問題ないが、所定温度が低い場合には、高温の温水が不要であるにも拘わらず、高温の温水を無駄に生成し、加熱器に供給することとなる。これにより、高温の温水を生成する際に、かかる温水を生成する装置において無駄にエネルギーを消費することとなるため、非効率的であり、省エネルギーの観点から好ましくない。   However, in the method of controlling the flow rate of the warm water, the temperature of the warm water is always constant, and the temperature is set according to the case where the predetermined temperature is the highest. Therefore, there is no problem when the predetermined temperature is high, but when the predetermined temperature is low, high-temperature hot water is wastefully generated and supplied to the heater even though high-temperature hot water is unnecessary. . As a result, when generating high-temperature hot water, energy is wasted in an apparatus that generates such hot water, which is inefficient and not preferable from the viewpoint of energy saving.

特に、温水を生成する装置としてヒートポンプを用いる場合、生成する温水の温度、すなわちヒートポンプの出湯温度が高くなるに従い、圧縮機の圧力を上昇させる必要がある。そして、これに伴い、圧縮機のCOP(Coefficient Of Performance:成績係数)が加速度的に低下する。また、圧縮機を動作させるための電力の消費量も増大してしまう。なお、COPとはエネルギー効率を示す指標であり、動作係数とも称される。COPは動作能力(kW)/消費電力(kW)として算出できる。   In particular, when a heat pump is used as an apparatus for generating hot water, it is necessary to increase the pressure of the compressor as the temperature of the generated hot water, that is, the tapping temperature of the heat pump increases. Along with this, the COP (Coefficient Of Performance) of the compressor is accelerated. In addition, power consumption for operating the compressor also increases. COP is an index indicating energy efficiency, and is also referred to as an operation coefficient. COP can be calculated as operating capacity (kW) / power consumption (kW).

したがって、上記の温水の流量を制御する方法を用いると、あくまでもすべての水を高温の温水となるまでヒートポンプにおいて加熱するため、圧縮機の圧力を低減することはできない。故に、COPの向上および消費電力の削減を図ることも不可能である。   Therefore, if the method for controlling the flow rate of the warm water is used, the pressure of the compressor cannot be reduced because all the water is heated in the heat pump until it becomes hot hot water. Therefore, it is impossible to improve COP and reduce power consumption.

本発明は、このような課題に鑑み、圧縮機の圧力を低減させることで、COPの向上および消費電力の削減を図ることが可能な空気調和機の制御方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, an object of the present invention is to provide an air conditioner control method capable of improving COP and reducing power consumption by reducing the pressure of a compressor.

上記課題を解決するために、本発明にかかる空気調和機の代表的な構成は、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機であって、外気との熱交換により冷媒が得た熱を用いて温水を生成するヒートポンプと、温水を熱源として用いて空気を加熱する複数の加熱器と、空気を加湿する加湿器と、加熱器および加湿器を通過した空気を室内空間に送出する送風機と、所定温度に基づいて、ヒートポンプが生成する温水の温度を制御する制御部と、を備え、複数の加熱器は、空気の進行方向に並設され、複数の加熱器には、それぞれ温度の異なる温水が供給されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of an air conditioner according to the present invention is an air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity, and the refrigerant is exchanged by heat exchange with outside air. A heat pump that generates hot water using the heat obtained by the heater, a plurality of heaters that heat the air using the hot water as a heat source, a humidifier that humidifies the air, and the air that has passed through the heater and the humidifier And a control unit that controls the temperature of the hot water generated by the heat pump based on a predetermined temperature, and the plurality of heaters are juxtaposed in the air traveling direction, The hot water having different temperatures is supplied.

上記構成では、制御部が、当該空調機に設定された所定温度と外気の温度に基づき、ヒートポンプが生成する温水の温度、すなわちヒートポンプの出湯温度を制御する。例えばヒートポンプは、制御部の制御に従い、所定温度が高い場合および外気温度が低い場合には高温の温水を、所定温度が低い場合および外気温度が高い場合には低温の温水を生成する。このように温度にしたがって適切な熱量を与えるようにヒートポンプを動作させることにより、ヒートポンプのCOPの向上、および消費電力の削減が可能となる。   In the said structure, a control part controls the temperature of the hot water which a heat pump produces | generates, ie, the tapping temperature of a heat pump, based on the predetermined temperature set to the said air conditioner, and the temperature of external air. For example, according to the control of the control unit, the heat pump generates high-temperature hot water when the predetermined temperature is high and the outside air temperature is low, and low-temperature hot water when the predetermined temperature is low and the outside air temperature is high. In this way, by operating the heat pump so as to give an appropriate amount of heat according to the temperature, it is possible to improve the COP of the heat pump and reduce the power consumption.

また上記構成では、複数の加熱器が、当該空調機内における空気の進行方向に並設され、複数の加熱器にはそれぞれ温度の異なる温水が供給される。これにより、例えば2つの加熱器が並設される場合、空気の進行方向の上流側に設けられた加熱器には低温または中温の温水を供給し、かかる加熱器において空気を予熱し、空気の温度をある程度上昇させることができる。そして、下流側に設けられた加熱器に高温の温水を供給し、かかる加熱器において、上流側の加熱器による予熱後の空気を加熱し、予熱で不足した分、すなわち所望する温度まで到達させるための熱量を補い、空気の温度を更に上昇させることができる。したがって、2つ(複数)の加熱器を、予熱を行う加熱器と、追加加熱を行う加熱器とすることができる。故に、1つの加熱器において空気の加熱を完全に全うする必要がなく、従来は1つの加熱器で賄っていた仕事量を2つの加熱器に分担させることができる。   Moreover, in the said structure, a some heater is arranged in parallel by the advancing direction of the air in the said air conditioner, and warm water from which temperature differs each is supplied to a some heater. Thereby, for example, when two heaters are arranged side by side, low-temperature or medium-temperature hot water is supplied to the heater provided on the upstream side in the air traveling direction, and the air is preheated in such a heater. The temperature can be raised to some extent. Then, hot water is supplied to a heater provided on the downstream side, and in this heater, the air preheated by the upstream heater is heated, and the preheated amount is reached, that is, reaches a desired temperature. Therefore, it is possible to supplement the amount of heat for increasing the air temperature. Therefore, the two (plurality) heaters can be a heater that performs preheating and a heater that performs additional heating. Therefore, it is not necessary to completely heat the air in one heater, and the amount of work conventionally provided by one heater can be shared by the two heaters.

上記課題を解決するために、本発明にかかる空気調和機の他の構成は、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機であって、外気との熱交換により冷媒が得た熱を用いて温水を生成するヒートポンプと、温水を熱源として用いて空気を加熱する加熱器と、空気を加湿する加湿器と、加熱器および加湿器を通過した空気を室内空間に送出する送風機と、所定温度に基づいて、ヒートポンプが生成する温水の温度を制御する制御部と、を備え、加熱器は、温水が流通する配管を複数有し、複数の配管には、それぞれ温度の異なる温水が流通することを特徴とする。   In order to solve the above problems, another configuration of the air conditioner according to the present invention is an air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity, wherein the refrigerant is exchanged by heat exchange with outside air. A heat pump that generates hot water using the obtained heat, a heater that heats air using hot water as a heat source, a humidifier that humidifies air, and air that has passed through the heater and humidifier is sent to the indoor space. A blower and a controller that controls the temperature of the hot water generated by the heat pump based on a predetermined temperature, and the heater has a plurality of pipes through which the hot water circulates, and each of the pipes has a different temperature. It is characterized by circulating hot water.

上述した如く、制御部が、当該空調機に設定された所定温度に基づいて、ヒートポンプが生成する温水の温度、すなわちヒートポンプの出湯温度を制御することにより、所定温度が低い場合において圧縮機の圧力を低下させることができ、ヒートポンプのCOPの向上、および消費電力の削減が可能となる。   As described above, the control unit controls the temperature of the hot water generated by the heat pump based on the predetermined temperature set in the air conditioner, that is, the tapping temperature of the heat pump. The COP of the heat pump can be improved and the power consumption can be reduced.

また上記構成では、加熱器が温水が流通する配管を複数有し、その複数の配管にはそれぞれ温度の異なる温水が流通する、すなわち一つの加熱器に温度の異なる複数の温水が供給される。   In the above configuration, the heater has a plurality of pipes through which hot water flows, and hot water having different temperatures flows through the pipes, that is, a plurality of hot waters having different temperatures are supplied to one heater.

従来のように高熱の温水のみを加熱器に供給した場合、空気は高温の温水からその熱を吸熱するが、温水から空気への熱伝達効率を考慮すると、高温の温水のすべての熱を空気が吸熱できるわけではない。したがって、高温の温水における空気が吸熱しきれなかった分の熱は、空気の加熱に用いられることなく、高温の温水の加熱器の通過に伴って加熱器外へ排出されてしまい、利用されないこととなる。故に、高熱の温水のみを加熱器に供給するのは非効率である。   When only high-temperature hot water is supplied to the heater as in the past, the air absorbs the heat from the hot water, but considering the heat transfer efficiency from the hot water to the air, all the heat of the hot water is Can not absorb heat. Therefore, the amount of heat that the air in the high-temperature hot water could not absorb has been exhausted to the outside of the heater as it passes through the high-temperature hot water heater without being used for heating the air. It becomes. Therefore, it is inefficient to supply only hot hot water to the heater.

したがって、上記構成のように、加熱器が複数、例えば3つの配管を有することで、空気の進行方向の最も上流側となる配管に低温の温水を、かかる配管よりも下流側となる配管に中温の温水を、最も下流側となる配管に高温の温水を流通させることができる。これにより、空気が加熱器を通過する際に、上流側の配管から下流側の配管により徐々に加熱されることとなる。その結果、高温の温水のみを供給する場合と比較し、熱損失を低減することができる。   Therefore, as in the above configuration, the heater has a plurality of, for example, three pipes, so that the hot water having a low temperature is supplied to the pipe that is the most upstream side in the air traveling direction, and the medium temperature is supplied to the pipe that is the downstream side of the pipe. Hot water can be circulated through the most downstream pipe. Thus, when air passes through the heater, it is gradually heated from the upstream piping to the downstream piping. As a result, heat loss can be reduced as compared with the case where only high-temperature hot water is supplied.

なお、上記の所定温度とは乾球温度における値であり、所定湿度とは相対湿度における値とする。しかし、これに限定するものではなく、所定温度を湿球温度における値としてもよいし、所定湿度を絶対湿度における値としてもよい。   The predetermined temperature is a value at the dry bulb temperature, and the predetermined humidity is a value at the relative humidity. However, the present invention is not limited to this, and the predetermined temperature may be a value at the wet bulb temperature, or the predetermined humidity may be a value at the absolute humidity.

上記の加熱器は複数設けられ、複数の加熱器は、空気の流路の断面方向に並設され、複数の加熱器にも、それぞれ温度の異なる温水を供給可能であるとよい。   It is preferable that a plurality of the above heaters are provided, the plurality of heaters are arranged in parallel in the cross-sectional direction of the air flow path, and the hot water having different temperatures can be supplied to the plurality of heaters.

上記構成の如く空調機に複数の加熱器を設けることにより、更に微細な温度制御を行うことが可能となる。また複数の加熱器を空気の進行方向に並設すると、当該空調機の大きさはその進行方向に増大してしまうが、複数の加熱器を空気の流路の断面方向に並設することにより、当該空調機の大きさが空気の進行方向に増大することがない。したがって、上記構成によれば空調機に複数の加熱器を設けたとしても、当該空調機の、空気の進行方向への大きさは変化しないため、空調機の設置面積の増大を防ぐことができる。   By providing a plurality of heaters in the air conditioner as in the above configuration, it is possible to perform finer temperature control. In addition, when a plurality of heaters are arranged in parallel in the air traveling direction, the size of the air conditioner increases in the traveling direction, but by arranging a plurality of heaters in the cross-sectional direction of the air flow path, The size of the air conditioner does not increase in the direction of air travel. Therefore, according to the above configuration, even if a plurality of heaters are provided in the air conditioner, since the size of the air conditioner in the air traveling direction does not change, an increase in the installation area of the air conditioner can be prevented. .

上記のヒートポンプは複数設けられ、温度の異なる温水は、ヒートポンプのうち、それぞれ異なるヒートポンプから供給されるとよい。   A plurality of the heat pumps are provided, and hot water having different temperatures may be supplied from different heat pumps among the heat pumps.

上記構成によれば、温度の異なる温水は、各々異なるヒートポンプにおいて生成される。また上述したように各ヒートポンプは、制御部による温度設定に基づいて異なる温度の温水を生成するため、異なる温度の温水を容易に加熱器に供給することが可能となる。   According to the said structure, the warm water from which temperature differs is produced | generated in a different heat pump. Moreover, since each heat pump produces | generates the warm water of a different temperature based on the temperature setting by a control part as mentioned above, it becomes possible to supply the warm water of a different temperature to a heater easily.

また、従来のように1つのヒートポンプにおいて高温の温水を生成していた場合にはCOPが著しく低下してしまう。しかし、上記構成のように複数のヒートポンプを備える場合、例えば2つのヒートポンプを備え、一方のヒートポンプで高温の温水を生成し、他方のヒートポンプで低温の温水を生成すると仮定すると、高温の温水を生成するヒートポンプのCOPは従来のヒートポンプのCOPと同程度である。しかし、低温の温水を生成するヒートポンプは、圧縮機の圧力を低下させることができるため、そのCOPは向上する。したがって、2つのヒートポンプのCOPの合計COP(平均値)は、1つのヒートポンプを用いた場合よりも向上するため、ヒートポンプ全体としてのCOPを向上させることが可能となる。   Moreover, when high temperature hot water is produced | generated in one heat pump like the past, COP will fall remarkably. However, when a plurality of heat pumps are provided as in the above configuration, for example, two heat pumps are provided, and hot water is generated with one heat pump, and hot water with low temperature is generated with the other heat pump. The COP of the heat pump is the same as the COP of the conventional heat pump. However, since the heat pump that generates low-temperature hot water can reduce the pressure of the compressor, its COP is improved. Therefore, since the total COP (average value) of the COPs of the two heat pumps is improved as compared with the case where one heat pump is used, the COP as the entire heat pump can be improved.

上記の具体的な数値を、例えばヒートポンプが高温(45℃)の温水を生成する場合のCOPを3.5、低温(25℃)の温水を生成する場合のCOPを5.5と仮定すると、1つのヒートポンプを用いて高温の温水を生成する場合、当然ながらヒートポンプのCOPは3.5である。しかし、2つのヒートポンプを用い、一方のヒートポンプで高温の温水を生成すると、そのCOPは3.5であり、他方のヒートポンプで低温の温水を生成すると、そのCOPは5.5である。そして、2つのヒートポンプを用いた場合のヒートポンプ全体としての合計COPは、「(1/3.5+1/5.5)×2」の式から、約4.27と算出される。したがって、1つのヒートポンプを用いた場合よりもCOPが向上することがわかる。なお、上記の数値は仮定としての例示であり、これに限定するものではない。   Assuming that the above specific numerical values are, for example, COP when the heat pump generates hot water of high temperature (45 ° C) is 3.5, and COP when hot water of low temperature (25 ° C) is generated is 5.5. When high temperature hot water is generated using one heat pump, the COP of the heat pump is naturally 3.5. However, if two heat pumps are used to generate hot hot water with one heat pump, the COP is 3.5, and if cold water is generated with the other heat pump, the COP is 5.5. Then, the total COP of the entire heat pump when two heat pumps are used is calculated to be about 4.27 from the formula “(1 / 3.5 + 1 / 5.5) × 2”. Therefore, it can be seen that COP is improved as compared with the case of using one heat pump. In addition, said numerical value is an illustration as assumption and is not limited to this.

上記のヒートポンプは、当該ヒートポンプが生成した温水を貯湯する蓄熱槽を有し、温度の異なる温水は、蓄熱槽の異なる位置から取水するとよい。   Said heat pump has a heat storage tank which stores the hot water which the said heat pump produced | generated, and it is good to take hot water from which the temperature differs from a different position of a heat storage tank.

ヒートポンプにおいて生成された温水は、当該ヒートポンプが有する蓄熱槽の上方に供給される。このため、蓄熱槽に貯湯される温水には温度分布が発生し、蓄熱槽の上方になるに従い高温の温水が、下方になるに従い低温の温水(または水)が貯湯(または貯水)されることとなる。したがって、蓄熱槽の異なる位置、例えば上方および下方から温水を取水することにより、1つのヒートポンプを用いて、異なる温度、例えば高温および低温の温水(または水)を得ることができる。これにより、当該空調機に複数のヒートポンプを設置することなく、異なる温度の温水を加熱器に供給することが可能となる。   The hot water produced | generated in the heat pump is supplied above the thermal storage tank which the said heat pump has. For this reason, temperature distribution is generated in the hot water stored in the heat storage tank, and hot water is stored as hot water (or water) as it goes upward and hot water (or water) as it goes down. It becomes. Accordingly, by taking hot water from different positions of the heat storage tank, for example, from above and below, it is possible to obtain hot water (or water) at different temperatures, for example, high temperature and low temperature, using one heat pump. Thereby, it becomes possible to supply warm water of different temperature to a heater, without installing a plurality of heat pumps in the air conditioner.

上記の加湿器は、気化式加湿器であるとよい。   The humidifier may be a vaporizing humidifier.

気化式加湿器は、空気の顕熱を水の潜熱に代えることにより常温の水を蒸発させ、加湿を行う。したがって、気化式加熱器は、火気を用いないため火災のおそれが生じず、また高い加湿効率を得ることができる。このため、気化式加熱器を備える空調機は、工場等の有機溶剤を用いる施設にも設置することができ、設置可能な施設の範囲が広い。故に、空調機に導入する加湿器としては気化式加湿器が最も好適である。   The vaporizing humidifier performs humidification by evaporating normal temperature water by replacing the sensible heat of air with the latent heat of water. Therefore, since the vaporization type heater does not use fire, there is no fear of fire and high humidification efficiency can be obtained. For this reason, the air conditioner provided with the vaporization type heater can be installed in a facility using an organic solvent such as a factory, and the range of facilities that can be installed is wide. Therefore, a vaporizing humidifier is most suitable as a humidifier to be introduced into an air conditioner.

上記の空気は、外気および室内空間からの回収空気であるとよい。   Said air is good in the collection | recovery air from outside air and indoor space.

当該空調機は、空気の温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節し、室内空間に送出している。故に、室内空間からの回収空気は、その温度および湿度が所定温度および所定湿度に極めて近い状態となっている。したがって、当該空調機に供給する空気として、上記構成のように外気だけでなく室内空間からの回収空気をも用いることにより、外気のみを用いる場合と比較し、供給された空気の温度および湿度の所定温度および所定湿度への調整量が低減する、すなわち空気の加熱および加湿に用いる熱量を低減することができる。これにより、ヒートポンプの出湯温度を低下させることができ、COPの向上および消費電力の削減が可能となる。   The air conditioner adjusts the temperature and humidity of air to a predetermined temperature and a predetermined humidity, and sends them to the indoor space. Therefore, the temperature and humidity of the recovered air from the indoor space are extremely close to the predetermined temperature and the predetermined humidity. Therefore, as the air supplied to the air conditioner, by using not only the outside air but also the air collected from the indoor space as in the above configuration, the temperature and humidity of the supplied air are compared with the case where only the outside air is used. The amount of adjustment to the predetermined temperature and predetermined humidity can be reduced, that is, the amount of heat used for heating and humidifying the air can be reduced. Thereby, the tapping temperature of the heat pump can be lowered, and COP can be improved and power consumption can be reduced.

本発明によれば、ヒートポンプの出湯温度を所定温度に基づいて制御することで、圧縮機の圧力を低減し、COPの向上および消費電力の削減を図ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pressure of a compressor can be reduced by controlling the tapping temperature of a heat pump based on predetermined temperature, and the improvement of COP and the reduction of power consumption can be aimed at.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

以下の説明では、本実施形態にかかる空気調和機を用いた室内空間の空気調和の流れを説明した後に、空気調和機の構成を詳述する。   In the following description, after describing the flow of air conditioning in an indoor space using the air conditioner according to the present embodiment, the configuration of the air conditioner will be described in detail.

図1は、本実施形態にかかる空気調和機100(以下、「空調機100」と称する。)を用いた室内空間の空気調和を説明する図である。空調機100に外気のみを供給する場合、まず、外気ダクトから外気(OA:Out side Air)、すなわち空気が空調機100に供給される。供給された空気は、空調機100において温度および湿度が所定温度および所定湿度に調整され、処理空気、すなわち供給空気(SA:Supply Air)として供給ダクトから所定流速で室内空間に供給される。そして、室内空間に供給された供給空気は、所定流速で排気空気(EA:Exhaust Air)として排気ダクトを通じて室外に排気される。   FIG. 1 is a diagram illustrating air conditioning in an indoor space using an air conditioner 100 according to the present embodiment (hereinafter referred to as “air conditioner 100”). When supplying only the outside air to the air conditioner 100, first, outside air (OA: Out side Air), that is, air is supplied to the air conditioner 100 from the outside air duct. The supplied air is adjusted in temperature and humidity to a predetermined temperature and predetermined humidity in the air conditioner 100, and is supplied as processing air, that is, supply air (SA) from the supply duct to the indoor space at a predetermined flow rate. The supply air supplied to the indoor space is exhausted to the outside through an exhaust duct as exhaust air (EA) at a predetermined flow rate.

空調機100に外気および室内空間からの回収空気を供給する場合、まず、外気ダクトから外気が、および回収ダクトから室内空間の空気、すなわち回収空気(RA:Return Air)が、空調機100に供給される。供給された外気および回収空気は、空調機100において上述したように処理空気(供給空気)とされ、室内空間に供給される。そして、室内空間に供給された供給空気は、一部が回収ダクトを通じて回収空気として空調機100に供給され、残りは排気空気として排気ダクトを通じて室外に排気される。   When supplying the outside air and the recovered air from the indoor space to the air conditioner 100, first, the outside air is supplied from the outside air duct, and the air in the indoor space, that is, the recovered air (RA: Return Air) is supplied from the recovery duct to the air conditioner 100. Is done. The supplied outside air and recovered air are treated air (supply air) in the air conditioner 100 as described above, and are supplied to the indoor space. A part of the supply air supplied to the indoor space is supplied to the air conditioner 100 as recovery air through the recovery duct, and the rest is exhausted outside the room as exhaust air through the exhaust duct.

上述したように、回収空気は、既に空調機100で温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節され、室内空間に供給された空気である。したがって、回収空気は温度および湿度が所定温度および所定湿度に極めて近い状態であるため、かかる室内空間からの回収空気を外気と共に空調機100に供給することにより、外気のみを空調機100に供給する場合よりも、空気の温度および湿度の所定温度および所定湿度への調整量が低減する。これにより、ヒートポンプの出湯温度を低下させ、COPの向上および消費電力の削減が可能となる。   As described above, the recovered air is air that has already been adjusted to the predetermined temperature and predetermined humidity by the air conditioner 100 and supplied to the indoor space. Accordingly, since the temperature and humidity of the recovered air are very close to the predetermined temperature and predetermined humidity, only the outside air is supplied to the air conditioner 100 by supplying the recovered air from the indoor space to the air conditioner 100 together with the outside air. The amount of adjustment of the air temperature and humidity to the predetermined temperature and predetermined humidity is reduced. Thereby, the tapping temperature of the heat pump is lowered, and it is possible to improve COP and reduce power consumption.

なお、上記の所定温度とは乾球温度における値であり、所定湿度とは相対湿度における値であるが、これに限定するものではなく、所定温度を湿球温度における値としてもよいし、所定湿度を絶対湿度における値としてもよい。   The predetermined temperature is a value at the dry bulb temperature, and the predetermined humidity is a value at the relative humidity. However, the present invention is not limited to this, and the predetermined temperature may be a value at the wet bulb temperature. Humidity may be a value in absolute humidity.

また、後述する空気調和機200においても、上述した空気調和機100と同様に室内空間の空気調和を行うことができる。   Moreover, also in the air conditioner 200 to be described later, air conditioning in the indoor space can be performed in the same manner as the air conditioner 100 described above.

(第1実施形態)
図2は、第1実施形態にかかる空気調和機100の構成を示す図である。なお図2中、太い白抜き矢印は空気の流れを、細い白抜き矢印は水または温水の流れを、黒実線矢印は冷媒の流れを、黒破線は制御部の接続関係を示す。
(First embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the air conditioner 100 according to the first embodiment. In FIG. 2, a thick white arrow indicates the flow of air, a thin white arrow indicates the flow of water or warm water, a black solid line arrow indicates the flow of refrigerant, and a black broken line indicates the connection relationship of the control units.

図2に示すように、空調機100は、センサ102と、プレフィルタ104と、中性能フィルタ106と、冷却器108と、加熱器110と、加湿器112と、送風機114と、ヒートポンプ120と、制御部140とを含んで構成される。   As shown in FIG. 2, the air conditioner 100 includes a sensor 102, a pre-filter 104, a medium performance filter 106, a cooler 108, a heater 110, a humidifier 112, a blower 114, a heat pump 120, And a control unit 140.

センサ102aは、当該空調機100に供給された空気の温度および湿度を検知する。センサ102bは、空調機100から室内に供給される空気の温度および湿度を検知する。これらの検知した温度および湿度に基づいて、後述する制御部140が空調機100の動作を制御する。   The sensor 102a detects the temperature and humidity of the air supplied to the air conditioner 100. The sensor 102b detects the temperature and humidity of the air supplied from the air conditioner 100 to the room. Based on the detected temperature and humidity, the control unit 140 described later controls the operation of the air conditioner 100.

プレフィルタ104は、空調機100における空気の流れの最上流側に設けられるフィルタであり、粒径の大きい、すなわち粗い塵埃を捕捉する。これにより、空調機100に供給された空気に含まれる粗い塵埃を空気中から除去することが可能となる。   The pre-filter 104 is a filter provided on the most upstream side of the air flow in the air conditioner 100, and captures dust having a large particle size, that is, coarse dust. Thereby, coarse dust contained in the air supplied to the air conditioner 100 can be removed from the air.

中性能フィルタ106は、プレフィルタ104よりも下流側に設けられるフィルタであり、プレフィルタ104を通過した、粒径の小さい、すなわち微細な塵埃を捕捉する。これにより、空調機100に供給された空気に含まれる微細な塵埃を空気中から除去することが可能となる。   The medium performance filter 106 is a filter provided on the downstream side of the pre-filter 104, and captures small dust, that is, fine dust that has passed through the pre-filter 104. Thereby, it is possible to remove fine dust contained in the air supplied to the air conditioner 100 from the air.

冷却器108は、冷水配管を通じて冷水が供給され、かかる冷水を用いて空気を冷却する。これにより、空調機100に供給された空気の温度を低下させることができ、空気の温度を所定温度に調節することが可能となる。また、空気の温度を低下させることにより、かかる空気の絶対湿度を低下させ、空気の除湿を行い、空気の湿度を所定湿度に調節することが可能となる。   The cooler 108 is supplied with cold water through a cold water pipe, and cools the air using the cold water. Thereby, the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 can be lowered, and the temperature of the air can be adjusted to a predetermined temperature. Further, by reducing the temperature of the air, it is possible to reduce the absolute humidity of the air, dehumidify the air, and adjust the humidity of the air to a predetermined humidity.

加熱器110は、温水配管を通じて後述するヒートポンプ120から温水が供給され、かかる温水を熱源として用いて空気を加熱する。これにより、空調機100に供給された空気の温度を上昇させることができ、空気の温度を所定温度に調節することが可能となる。また、空気の温度を上昇させることにより、かかる空気に含まれる熱(顕熱)が増大するため、空気が後述する加湿器112を通過した際に加湿用水を高効率で蒸発させることができ、加湿効率が向上する。   The heater 110 is supplied with warm water from a heat pump 120 described later through a warm water pipe, and heats the air using the warm water as a heat source. Thereby, the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 can be raised, and the temperature of the air can be adjusted to a predetermined temperature. Moreover, since the heat (sensible heat) contained in the air increases by increasing the temperature of the air, the humidifying water can be evaporated with high efficiency when the air passes through the humidifier 112 described later. Humidification efficiency is improved.

また第1実施形態において、加熱器110は、温水が流通する配管である温水配管を複数有する。複数の温水配管は、温水配管110a、110b、110cから構成され、温水配管110a、110b、110cにはそれぞれ温度の異なる温水が、ヒートポンプ120から供給される。流通する温水の温度は、温水配管110a、110b、110cの順に高温となる。したがって、空気の進行方向の最も上流側となる温水配管110aには低温の温水が、かかる温水配管110aよりも下流側となる温水配管110bには中温の温水が、最も下流側となる温水配管110cには高温の温水が流通することとなる。   In the first embodiment, the heater 110 has a plurality of hot water pipes that are pipes through which hot water flows. The plurality of hot water pipes are constituted by hot water pipes 110a, 110b, 110c, and hot water having different temperatures is supplied from the heat pump 120 to the hot water pipes 110a, 110b, 110c. The temperature of the circulating hot water becomes higher in the order of the hot water pipes 110a, 110b, and 110c. Therefore, the hot water pipe 110a that is the most upstream side in the air traveling direction has low temperature hot water, the hot water pipe 110b that is downstream of the hot water pipe 110a, the medium temperature hot water, and the hot water pipe 110c that is the most downstream side. Hot water will circulate in the area.

上記構成により、1つの加熱器110において複数の温度の温水を用いて、加熱器110を通過する空気を上流側の温水配管110aから下流側の温水配管110cにより徐々に加熱することが可能となる。したがって、従来のように高熱の温水のみを加熱器110に供給した場合には、高温の温水における空気が吸熱しきれなかった分の熱が、高温の温水の加熱器110の通過に伴って加熱器110外へ排出されるため、熱損失が増大するが、本実施形態の如く温水配管110aおよび110bに低温および中温の温水を供給することでかかる熱損失を低減することが可能となる。   With the above configuration, it is possible to gradually heat the air passing through the heater 110 from the upstream hot water pipe 110a to the downstream hot water pipe 110c using a plurality of temperature hot water in one heater 110. . Therefore, when only high-temperature hot water is supplied to the heater 110 as in the prior art, the heat that could not be absorbed by the air in the high-temperature hot water is heated with the passage of the high-temperature hot water heater 110. Since the heat loss is increased because the heat is discharged to the outside of the vessel 110, it is possible to reduce the heat loss by supplying low-temperature and medium-temperature hot water to the hot water pipes 110a and 110b as in this embodiment.

また本実施形態では空調機100が備える加熱器110は1つであるが、これに限定するものではなく、2以上の(複数の)加熱器110を備えてもよい。そして、複数の加熱器110にも、それぞれ温度の異なる温水を供給可能としてもよい。これにより、更に微細な温度制御を行うことが可能となる。   In the present embodiment, the air conditioner 100 includes one heater 110. However, the present invention is not limited to this, and two or more (a plurality of) heaters 110 may be provided. The hot water 110 having different temperatures may be supplied to the plurality of heaters 110. As a result, finer temperature control can be performed.

更に、複数の加熱器110を備える場合、かかる複数の加熱器110は、空気の流路の断面方向に並設されるとよい。これによれば、空調機100に複数の加熱器110を設けたとしても、当該空調機100の大きさが空気の進行方向に増大することがないため、空調機100の設置面積の増大を防ぐことができる。   Further, when a plurality of heaters 110 are provided, the plurality of heaters 110 may be arranged in parallel in the cross-sectional direction of the air flow path. According to this, even if a plurality of heaters 110 are provided in the air conditioner 100, the size of the air conditioner 100 does not increase in the air traveling direction, thereby preventing an increase in the installation area of the air conditioner 100. be able to.

なお、当該加熱器110に供給される温水の温度は、後述する制御部140により制御される。制御部140による温水の温度の制御については、後に詳述する。   Note that the temperature of the hot water supplied to the heater 110 is controlled by the control unit 140 described later. The control of the temperature of the hot water by the control unit 140 will be described in detail later.

加湿器112は、加湿用水配管を通じて加湿用水が供給され、空調機100に供給された空気が当該加湿器112を通過することで、空気の顕熱を水の潜熱に代えて加湿用水を蒸発させ、空気の加湿を行う。本実施形態では加湿器112として気化式加湿器を用いる。これにより、当該空調機100を設置可能な施設の範囲を拡大することが可能となる。   The humidifier 112 is supplied with humidifying water through a humidifying water pipe, and the air supplied to the air conditioner 100 passes through the humidifier 112 so that the sensible heat of the air is replaced with the latent heat of the water to evaporate the humidifying water. , Humidify the air. In the present embodiment, a vaporizing humidifier is used as the humidifier 112. Thereby, the range of facilities where the air conditioner 100 can be installed can be expanded.

なお、本実施形態では加湿器112として気化式加湿器を例示したが、これに限定するものではなく、蒸気式加湿器、水噴霧式加湿器等、気化式以外の方式を用いた加湿器を用いることも可能である。   In this embodiment, a vaporizing humidifier is illustrated as the humidifier 112, but the humidifier is not limited to this, and a humidifier using a method other than the vaporizing method such as a steam humidifier or a water spray humidifier is used. It is also possible to use it.

送風機114は、冷却器108において冷却または加熱器110において加熱され、且つ加湿器112を通過した空気、すなわち空調機100において所定温度および所定湿度となった空気(処理空気)を室内空間に送出する。   The blower 114 sends air that has been cooled by the cooler 108 or heated by the heater 110 and passed through the humidifier 112, that is, air that has reached a predetermined temperature and humidity in the air conditioner 100 (process air) to the indoor space. .

ヒートポンプ120は、内部に冷媒が循環しており、かかる冷媒が外気との熱交換により得た熱を用いて温水を生成する。ヒートポンプ120は、蒸発器122と、圧縮機124と、放熱器126と、膨張手段128と、ポンプ130と、蓄熱槽132とを含んで構成される。   In the heat pump 120, a refrigerant circulates inside, and the refrigerant generates hot water using heat obtained by heat exchange with the outside air. The heat pump 120 includes an evaporator 122, a compressor 124, a radiator 126, an expansion unit 128, a pump 130, and a heat storage tank 132.

蒸発器122は、ヒートポンプ120内を循環する冷媒と、外気との熱交換を行う。これにより、冷媒は外気(大気中)の熱を吸熱し、後述する放熱器126において水を加熱するための熱を得ることができる。   The evaporator 122 performs heat exchange between the refrigerant circulating in the heat pump 120 and the outside air. Thereby, a refrigerant | coolant absorbs the heat of external air (in the air | atmosphere), and can obtain the heat | fever for heating water in the heat radiator 126 mentioned later.

圧縮機124は、外気の熱を吸熱した冷媒を、電力を利用して圧縮する。これにより、冷媒は高温高圧状態となり、かかる高温の冷媒を用いて後述する放熱器126において水を加熱することが可能となる。   The compressor 124 compresses the refrigerant that has absorbed the heat of the outside air using electric power. Thereby, a refrigerant | coolant will be in a high temperature / high pressure state, and it will become possible to heat water in the heat radiator 126 mentioned later using this high temperature refrigerant | coolant.

ヒートポンプ120が生成する温水の温度、すなわちヒートポンプ120の出湯温度が高くなるに従い、水を高温の温水とするために要する熱量も増大する。したがって、冷媒から大量の熱を得るために、圧縮機124の圧力を上昇させなければならない。これにより、圧縮機124のCOP、ひいてはヒートポンプ120のCOPが加速度的に低下し、圧縮機124を動作させるための電力の消費量も増大してしまう。   As the temperature of the hot water generated by the heat pump 120, that is, the tapping temperature of the heat pump 120 increases, the amount of heat required to make the water hot water increases. Therefore, in order to obtain a large amount of heat from the refrigerant, the pressure of the compressor 124 must be increased. As a result, the COP of the compressor 124 and thus the COP of the heat pump 120 are reduced at an accelerated rate, and the power consumption for operating the compressor 124 is also increased.

放熱器126は、圧縮機124における圧縮により高温となった冷媒と、後述する蓄熱槽132から供給される水との熱交換を行う。これにより、冷媒の熱を用いて水を加熱し温水を生成することができる。   The radiator 126 performs heat exchange between the refrigerant having a high temperature due to the compression in the compressor 124 and water supplied from the heat storage tank 132 described later. Thereby, water can be heated using the heat | fever of a refrigerant | coolant and hot water can be produced | generated.

膨張手段128は、放熱器126において水を加熱後の冷媒を減圧状態とし膨張冷却する。これにより、かかる冷媒が再度外気の熱を吸収することが可能となり、冷媒を再利用することができる。本実施形態においては、膨張手段128として膨張弁を用いるが、これに限定するものではなく、冷媒を減圧状態とし膨張冷却することが可能なものであればよい。   The expansion means 128 expands and cools the refrigerant after heating the water in the radiator 126 to a reduced pressure state. Thereby, it becomes possible for this refrigerant | coolant to absorb the heat of outside air again, and a refrigerant | coolant can be reused. In this embodiment, an expansion valve is used as the expansion means 128. However, the present invention is not limited to this, and any expansion valve can be used as long as the refrigerant can be decompressed and cooled.

ポンプ130は、水を蓄熱槽132から放熱器126へと循環させる。   The pump 130 circulates water from the heat storage tank 132 to the radiator 126.

蓄熱槽132は、放熱器126において冷媒との熱交換を行うことにより生成された温水を貯湯する。そして、貯湯された温水を温水配管110a、110b、110cを通じて加熱器110に供給する。   The heat storage tank 132 stores hot water generated by heat exchange with the refrigerant in the radiator 126. And the hot water stored hot water is supplied to the heater 110 through the hot water piping 110a, 110b, 110c.

本実施形態において、蓄熱槽132は、取水口132a、132b、132cを当該蓄熱槽132の垂直方向において異なる位置(高さ)に備える。取水口132aは温水配管110aに、取水口132bは温水配管110bに、取水口132cは温水配管110cに、それぞれ接続されている。   In the present embodiment, the heat storage tank 132 includes water intake ports 132 a, 132 b, and 132 c at different positions (heights) in the vertical direction of the heat storage tank 132. The intake port 132a is connected to the hot water pipe 110a, the intake port 132b is connected to the hot water pipe 110b, and the intake port 132c is connected to the hot water pipe 110c.

ヒートポンプ120において生成された温水は蓄熱槽132の上方に供給されるため、蓄熱槽132に貯湯される温水には温度分布が存在し、蓄熱槽132の上方になるに従い高温の温水が、下方になるに従い低温の温水(または水)が貯湯(または貯水)されている。したがって、上記構成によれば、蓄熱槽132に貯湯されている低温の温水(または水)の温水を温水配管110aを通じて取水口132aから、中温の温水を温水配管110bを通じて取水口132bから、高温の温水を温水配管110cを通じて取水口132cから、各々加熱器110に供給することが可能となる。これにより、1つのヒートポンプ120を用いて、異なる温度、例えば高温、中温および低温の温水(または水)を得ることができ、当該空調機100に複数のヒートポンプを設置することなく、異なる温度の温水を加熱器110に供給することができる。   Since the hot water generated in the heat pump 120 is supplied above the heat storage tank 132, there is a temperature distribution in the hot water stored in the heat storage tank 132. As it is, hot water (or water) at a low temperature is stored (or stored). Therefore, according to the above configuration, the hot water of low-temperature hot water (or water) stored in the heat storage tank 132 is heated from the water intake port 132a through the hot water piping 110a, and the medium temperature hot water is supplied from the water intake port 132b through the hot water piping 110b. Hot water can be supplied to each heater 110 from the water intake port 132c through the hot water pipe 110c. Thus, different temperatures, for example, high temperature, medium temperature, and low temperature hot water (or water) can be obtained using one heat pump 120, and hot water having different temperatures can be obtained without installing a plurality of heat pumps in the air conditioner 100. Can be supplied to the heater 110.

なお、図2に示す取水口132a、132b、132cの位置および取水口の数は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、取水口の数は2つでもよいし、取水口の設置位置は蓄熱槽132において上下に移動してもよい。   Note that the positions of the water intakes 132a, 132b, and 132c and the number of water intakes shown in FIG. 2 are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, the number of water intakes may be two, and the installation position of the water intakes may be moved up and down in the heat storage tank 132.

以上説明したように、ヒートポンプ120が上記構成を備えることで、ヒートポンプ120が生成した温水を熱源として用いて、加熱器110において空気を加熱することが可能となる。   As described above, the heat pump 120 having the above-described configuration allows the heater 110 to heat the air using the hot water generated by the heat pump 120 as a heat source.

また、加熱器110において熱源として用いる温水を生成する装置として上記のヒートポンプ120を用いることにより、ボイラー等の燃焼式装置を用いた場合と比較し、約30%の省エネルギー、および約50%の二酸化炭素排出量の削減が可能である。したがって、エネルギーの有効活用、および温室効果ガスの排出量削減を促進することができる。   Further, by using the heat pump 120 as a device for generating hot water used as a heat source in the heater 110, compared with the case where a combustion type device such as a boiler is used, energy saving of about 30% and about 50% of dioxide dioxide are obtained. It is possible to reduce carbon emissions. Therefore, effective use of energy and reduction of greenhouse gas emissions can be promoted.

制御部140は、センサ102が検知した空気の温度および湿度に基づいて、当該空調機100の動作を制御する。また本実施形態においては、制御部140は、空調機100に設定された室内空間の所定温度に基づいて、ヒートポンプ120が生成する温水の温度(ヒートポンプの出湯温度)を制御する。これにより、ヒートポンプ120は、制御部140の制御に従い、所定温度に対して適切な温度の温水を生成することが可能となる。したがって、所定温度が低い場合には圧縮機124の圧力を低下させ、ヒートポンプ120のCOPを向上し、且つ消費電力を削減することができる。   The control unit 140 controls the operation of the air conditioner 100 based on the air temperature and humidity detected by the sensor 102. Moreover, in this embodiment, the control part 140 controls the temperature of the warm water (heat pump hot water temperature) which the heat pump 120 produces | generates based on the predetermined temperature of the indoor space set to the air conditioner 100. FIG. Thereby, the heat pump 120 can generate hot water having an appropriate temperature with respect to the predetermined temperature in accordance with the control of the control unit 140. Therefore, when the predetermined temperature is low, the pressure of the compressor 124 can be reduced, the COP of the heat pump 120 can be improved, and the power consumption can be reduced.

以下に、空気線図を用いて、制御部140による、所定温度に基づいたヒートポンプ120の出湯温度の制御を説明する。なお、以下の説明において、特に断りがない限り、「温度」とは乾球温度のことであり、「湿度」とは相対湿度のことである。   Below, control of the tapping temperature of the heat pump 120 based on a predetermined temperature by the control unit 140 will be described using an air diagram. In the following description, “temperature” means dry bulb temperature and “humidity” means relative humidity unless otherwise specified.

図3は、所定温度を20℃、所定湿度を80%とした場合の温度および湿度の変化を示す空気線図である。図3中、所定温度(20℃)および所定湿度(80%)となる点をS1、夏場等、空調機100に供給される空気の温度が所定温度より高い場合を例示する点をA1、冬場等、空調機100に供給される空気の温度が所定温度より低い場合を例示する点をB1としている。なお、S1、A1およびB1における温度および湿度は一例であり、これに限定するものではない。   FIG. 3 is an air diagram showing changes in temperature and humidity when the predetermined temperature is 20 ° C. and the predetermined humidity is 80%. In FIG. 3, the point at which the predetermined temperature (20 ° C.) and the predetermined humidity (80%) are reached is S1, and the point illustrating the case where the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 is higher than the predetermined temperature, such as summer, is A1, winter The point which illustrates the case where the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 is lower than a predetermined temperature is set to B1. In addition, the temperature and humidity in S1, A1, and B1 are examples, and are not limited thereto.

図3に示すように、夏場等、空調機100に供給される空気の温度が所定温度より高い場合、例えば供給される空気の温度が30℃、湿度が70%の場合(A1)について説明する。かかる温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する、すなわちA1からS1に到達するためには、まず空調機100に供給された空気を冷却器108において冷却する。この冷却において、空気の温度が24℃まで低下する。このとき、空気の水蒸気量(絶対湿度)は変化しないため、空気中の水蒸気量は24℃における飽和水蒸気量に達し、空気の湿度は相対湿度100%となる。   As shown in FIG. 3, the case where the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 is higher than a predetermined temperature, such as in summer, for example, the case where the temperature of the supplied air is 30 ° C. and the humidity is 70% (A1) will be described. . In order to adjust the temperature and humidity to the predetermined temperature and the predetermined humidity, that is, to reach S1 from A1, air supplied to the air conditioner 100 is first cooled in the cooler 108. In this cooling, the temperature of the air is reduced to 24 ° C. At this time, since the water vapor amount (absolute humidity) of air does not change, the water vapor amount in the air reaches the saturated water vapor amount at 24 ° C., and the air humidity becomes 100% relative humidity.

そして、空気を更に冷却し続けることにより、空気の温度は相対湿度100%の曲線(飽和水蒸気曲)に沿って低下する。この温度低下に伴い、空気中の飽和水蒸気量を超えた分の水蒸気、すなわち空気に飽和しきれなくなった水蒸気は液体となり、結露が生じ、空気の絶対湿度が低下する(空気中の水蒸気量が減少する)。これにより空気中の水蒸気量(絶対湿度)が調節され、空気の絶対湿度が所定温度および所定湿度の空気の絶対湿度と略等しくなった時点で冷却を終了する。その結果、冷却器108における冷却により、空気は、温度が約17℃、湿度が100%の状態となる。   And by further cooling air, the temperature of air falls along the curve (saturated water vapor curve) of 100% relative humidity. As the temperature drops, the amount of water vapor that exceeds the amount of saturated water vapor in the air, that is, water vapor that can no longer be saturated in the air becomes liquid, condensation occurs, and the absolute humidity of the air decreases (the amount of water vapor in the air decreases). Decrease). As a result, the amount of water vapor (absolute humidity) in the air is adjusted, and the cooling is terminated when the absolute humidity of the air becomes substantially equal to the absolute humidity of the air having a predetermined temperature and a predetermined humidity. As a result, due to the cooling in the cooler 108, the temperature of the air is about 17 ° C. and the humidity is 100%.

次に、冷却後の空気を加熱器110において加熱する。これにより、空気の温度が上昇し、温度は所定温度(20℃)となる。このとき、空気の水蒸気量(絶対湿度)は変化しないため、空気の湿度は、約17℃における相対湿度100%から、所定温度(20℃)における相対湿度80%(所定湿度)となる。このようにして、空調機100に供給された空気の温度(30℃)および湿度(70%)が所定温度(20℃)および所定湿度(80%)に調節される。   Next, the cooled air is heated in the heater 110. Thereby, the temperature of air rises and temperature becomes predetermined temperature (20 degreeC). At this time, since the water vapor amount (absolute humidity) of air does not change, the humidity of air changes from 100% relative humidity at about 17 ° C. to 80% relative humidity (predetermined humidity) at a predetermined temperature (20 ° C.). In this way, the temperature (30 ° C.) and humidity (70%) of the air supplied to the air conditioner 100 are adjusted to the predetermined temperature (20 ° C.) and the predetermined humidity (80%).

また、冬場等、空調機100に供給される空気の温度が所定温度より低い場合、例えば供給される空気の温度が10℃、湿度が30%の場合(B1)について説明する。かかる温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する、すなわちB1からS1に到達するためには、まず空調機100に供給された空気を加熱器110において加熱する。この加熱において、空気の温度を約44℃まで上昇させる。このとき、空気の水蒸気量は変化しないため、湿度は、10℃における相対湿度30%から、約44℃における相対湿度約5%となる。   Further, a case where the temperature of the air supplied to the air conditioner 100 is lower than a predetermined temperature, such as in winter, for example, the case where the temperature of the supplied air is 10 ° C. and the humidity is 30% (B1) will be described. In order to adjust the temperature and humidity to a predetermined temperature and a predetermined humidity, that is, to reach S1 from B1, air supplied to the air conditioner 100 is first heated in the heater 110. In this heating, the temperature of the air is raised to about 44 ° C. At this time, since the amount of water vapor in the air does not change, the humidity changes from 30% relative humidity at 10 ° C. to about 5% relative humidity at about 44 ° C.

なお、上記の加熱では、空気を、その温度が所定温度(20℃)よりも著しく高い約44℃に達するまで加熱している。これは、加熱器110による加熱の後に行われる加湿器112による加湿において、空気が加湿器112を通過し、加湿器112に供給される加湿用水を蒸発させる際に、空気の顕熱が加湿用水の潜熱に代わる、すなわち空気の熱が加湿用水に奪われ、空気の温度が低下するからである。換言すれば、空気の温度(10℃)を所定温度(20℃)よりも著しく高い温度(約44℃)まで加熱することにより、加湿器112による加湿を行った後の空気の温度を所定温度とすることができるからである。したがって、加湿器112による加湿を行う場合、加湿器112を通過する際の空気の熱損失を考慮し、空気の温度を所定温度よりも高い温度まで加熱しなくてはならない。   In the above heating, the air is heated until the temperature reaches about 44 ° C., which is significantly higher than the predetermined temperature (20 ° C.). This is because in the humidification by the humidifier 112 performed after the heating by the heater 110, when the air passes through the humidifier 112 and evaporates the humidifying water supplied to the humidifier 112, the sensible heat of the air becomes the humidifying water. This is because the heat of the air is taken away by the humidifying water and the temperature of the air is lowered. In other words, by heating the air temperature (10 ° C.) to a temperature (about 44 ° C.) significantly higher than the predetermined temperature (20 ° C.), the air temperature after humidification by the humidifier 112 is set to the predetermined temperature. Because it can be. Therefore, when humidification is performed by the humidifier 112, the temperature of the air must be heated to a temperature higher than a predetermined temperature in consideration of heat loss of air when passing through the humidifier 112.

加熱器110による空気の加熱を行った後、加熱後の空気を加湿器112を通過させることにより加湿する。これにより、空気の顕熱が加湿用水の蒸発に用いられ、空気の温度が低下し、空気の水蒸気量が増加する(絶対湿度が上昇する)。その結果、空気の温度は約44℃から所定温度(20℃)まで低下し、空気の湿度は、約44℃における相対湿度約5%から、所定温度(20℃)における相対湿度80%となる。このようにして、空調機100に供給された空気の温度(10℃)および湿度(30%)が所定温度(20℃)および所定湿度(80%)に調節される。   After the air is heated by the heater 110, the heated air is humidified by passing through the humidifier 112. Thereby, the sensible heat of air is used for evaporation of humidification water, the temperature of air falls, and the amount of water vapor of air increases (absolute humidity rises). As a result, the air temperature decreases from about 44 ° C. to a predetermined temperature (20 ° C.), and the air humidity changes from about 5% relative humidity at about 44 ° C. to 80% relative humidity at the predetermined temperature (20 ° C.). . In this way, the temperature (10 ° C.) and humidity (30%) of the air supplied to the air conditioner 100 are adjusted to the predetermined temperature (20 ° C.) and the predetermined humidity (80%).

図4は、所定温度を15℃、所定湿度を80%とした場合の温度および湿度の変化を示す空気線図である。図4中、所定温度(15℃)および所定湿度(80%)となる点をS2とし、A1およびB1については、図3とにおけるA1およびB1と同様の条件とする。なお、S2、A1およびB1における温度および湿度は一例であり、これに限定するものではない。   FIG. 4 is an air diagram showing changes in temperature and humidity when the predetermined temperature is 15 ° C. and the predetermined humidity is 80%. In FIG. 4, the point at which the predetermined temperature (15 ° C.) and the predetermined humidity (80%) are reached is S2, and A1 and B1 are the same conditions as A1 and B1 in FIG. In addition, the temperature and humidity in S2, A1, and B1 are examples, and are not limited thereto.

図4に示すように、夏場等、空調機に供給される空気の温度が所定温度より高い場合、例えば供給される空気の温度が30℃、湿度が70%の場合(A1)について説明する。かかる温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する(A1からS2に到達する)ためには、まず供給された空気を冷却器108において冷却し、空気の温度を24℃まで低下させる。このとき、空気の水蒸気量(絶対湿度)は変化しないため、空気中の水蒸気量は24℃における飽和水蒸気量に到達する(空気は相対湿度100%となる)。   As shown in FIG. 4, the case where the temperature of the air supplied to the air conditioner is higher than a predetermined temperature such as in summer, for example, the case where the temperature of the supplied air is 30 ° C. and the humidity is 70% (A1) will be described. In order to adjust the temperature and humidity to the predetermined temperature and the predetermined humidity (reaching from A1 to S2), first, the supplied air is cooled in the cooler 108, and the temperature of the air is lowered to 24 ° C. At this time, since the water vapor amount (absolute humidity) of the air does not change, the water vapor amount in the air reaches the saturated water vapor amount at 24 ° C. (the air has a relative humidity of 100%).

空気を更に冷却し続けると、空気の温度は相対湿度100%の曲線(飽和水蒸気曲)に沿って低下する。この温度低下に伴い、空気に飽和しきれなくなった水蒸気は液体となり、結露が生じ、空気中の水蒸気量が減少する(空気の絶対湿度低下)。そして、空気の絶対湿度が所定温度および所定湿度の空気の絶対湿度と略等しくなった時点で冷却を終了する。これにより、空気中の水蒸気量(絶対湿度)が調節され、空気は、温度が約12℃、湿度が100%の状態となる。   As the air continues to cool, the air temperature decreases along a 100% relative humidity curve (saturated water vapor curve). As the temperature drops, the water vapor that can no longer be saturated in the air becomes liquid, causing condensation and reducing the amount of water vapor in the air (decreasing the absolute humidity of the air). Then, when the absolute humidity of the air becomes substantially equal to the absolute humidity of the air having the predetermined temperature and the predetermined humidity, the cooling is finished. As a result, the amount of water vapor (absolute humidity) in the air is adjusted, and the air has a temperature of about 12 ° C. and a humidity of 100%.

次に、冷却後の空気を加熱器110において加熱することにより、空気の温度は所定温度(20℃)となる。このとき、空気の水蒸気量(絶対湿度)は変化しないため、空気の湿度は、約12℃における相対湿度100%から、所定温度(20℃)における相対湿度80%(所定湿度)となる。このようにして、空調機100に供給された空気の温度(30℃)および湿度(70%)が所定温度(15℃)および所定湿度(80%)に調節される。   Next, the air after cooling is heated in the heater 110 so that the temperature of the air becomes a predetermined temperature (20 ° C.). At this time, since the amount of water vapor (absolute humidity) of air does not change, the humidity of air changes from 100% relative humidity at about 12 ° C. to 80% relative humidity (predetermined humidity) at a predetermined temperature (20 ° C.). In this way, the temperature (30 ° C.) and humidity (70%) of the air supplied to the air conditioner 100 are adjusted to the predetermined temperature (15 ° C.) and the predetermined humidity (80%).

また、冬場等、空調機に供給される空気の温度が所定温度より低い場合、例えば供給される空気の温度が10℃、湿度が30%の場合(B1)について説明する。かかる温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する(B1からS2に到達する)ためには、まず空調機100に供給された空気を加熱器110において加熱し、空気の温度を約30℃まで上昇させる。このとき、空気の水蒸気量は変化しないため、空気の湿度は、10℃における相対湿度30%から、約30℃における相対湿度約10%となる。   Further, a case where the temperature of the air supplied to the air conditioner is lower than a predetermined temperature, such as in winter, for example, the case where the temperature of the supplied air is 10 ° C. and the humidity is 30% (B1) will be described. In order to adjust the temperature and humidity to a predetermined temperature and a predetermined humidity (from S1 to B2), first, the air supplied to the air conditioner 100 is heated in the heater 110, and the temperature of the air is increased to about 30 ° C. Raise. At this time, since the amount of water vapor in the air does not change, the humidity of the air is changed from 30% relative humidity at 10 ° C. to about 10% relative humidity at about 30 ° C.

なお、かかる加熱において、空気の温度が所定温度(15℃)よりも著しく高い約30℃に達するまで加熱したのは、上記の図3の説明において詳述した如く、加熱器110による加熱の後に行われる加湿器112による加湿における、加湿器112を通過する際の空気の熱損失を考慮してのことである。   In this heating, the heating was performed until the temperature of the air reached about 30 ° C., which is significantly higher than the predetermined temperature (15 ° C.), after the heating by the heater 110 as described in detail in the explanation of FIG. In the humidification performed by the humidifier 112, the heat loss of air when passing through the humidifier 112 is taken into consideration.

次に、加熱後の空気を加湿器112を通過させることにより加湿する。これにより、空気の顕熱が加湿用水の蒸発に用いられ、空気の温度が低下し、空気の水蒸気量が増加する。その結果、空気の温度は、約30℃から15℃(所定温度)まで低下し、空気の湿度は、約30℃における相対湿度約10%から、所定温度(15℃)における相対湿度80%となる。このようにして、空調機100に供給された空気の温度(10℃)および湿度(30%)が所定温度(15℃)および所定湿度(80%)に調節される。   Next, the heated air is humidified by passing through the humidifier 112. Thereby, the sensible heat of air is used for evaporation of humidification water, the temperature of air falls, and the amount of water vapor of air increases. As a result, the air temperature decreases from about 30 ° C. to 15 ° C. (predetermined temperature), and the air humidity ranges from about 10% relative humidity at about 30 ° C. to 80% relative humidity at the predetermined temperature (15 ° C.). Become. In this way, the temperature (10 ° C.) and humidity (30%) of the air supplied to the air conditioner 100 are adjusted to the predetermined temperature (15 ° C.) and the predetermined humidity (80%).

以上説明したように、所定温度を20℃、所定湿度を80%とし、供給される空気の温度を10℃、湿度を30%とした場合、空気の温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する(B1からS1に到達する)ためには、空気の温度が約44℃(加熱温度)になるまで加熱しなくてはならない。したがって、加熱器110から水への熱伝導における熱損失も考慮し、従来では加熱温度(約44℃)より5〜10℃程高い温度、すなわち約49〜54℃の温水をヒートポンプ120において生成し、加熱器110に供給していた。   As described above, when the predetermined temperature is 20 ° C., the predetermined humidity is 80%, the temperature of the supplied air is 10 ° C., and the humidity is 30%, the air temperature and humidity are adjusted to the predetermined temperature and the predetermined humidity. In order to do (from S1 to B1), the air must be heated until the air temperature reaches about 44 ° C. (heating temperature). Therefore, in consideration of heat loss in heat conduction from the heater 110 to water, conventionally, the heat pump 120 generates hot water having a temperature about 5 to 10 ° C. higher than the heating temperature (about 44 ° C.), that is, about 49 to 54 ° C. , Was supplied to the heater 110.

また、所定温度を15℃、所定湿度を80%とし、供給される空気の温度を10℃、湿度を30%とした場合、空気の温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節する(B1からS2に到達する)ためには、空気の温度が約30℃(加熱温度)になるまで加熱すればよい。したがって、従来では、ヒートポンプ120において、所定温度が高い場合に要する温水と同じ温度の温水、例えば所定温度が20℃の場合と同じく約49〜54℃の温水を生成し、かかる温水の加熱器110への供給量を低下させる(制御する)ことにより、加熱器110において空気の温度が約30℃となるように加熱していた。   When the predetermined temperature is 15 ° C., the predetermined humidity is 80%, the temperature of the supplied air is 10 ° C. and the humidity is 30%, the air temperature and humidity are adjusted to the predetermined temperature and the predetermined humidity (from B1). In order to reach (S2), heating may be performed until the temperature of the air reaches approximately 30 ° C. (heating temperature). Therefore, conventionally, in the heat pump 120, hot water having the same temperature as that required when the predetermined temperature is high, for example, hot water having a temperature of about 49 to 54 ° C. is generated as in the case where the predetermined temperature is 20 ° C. By reducing (controlling) the supply amount to the air, the heater 110 was heated so that the temperature of the air was about 30 ° C.

しかし、所定温度が15℃の場合における加熱温度は約30℃であるため、熱伝導における熱損失を考慮したとしても、要する温水の温度は、約35〜45℃程度である。故に、上記のように、ヒートポンプ120が生成する温水の温度を所定温度が高い場合に要する温度で一定とし、加熱器110への温水の流量を制御するという従来の方法であると、所定温度が低い場合において、過剰に加熱した温水を加熱器110に供給していることになる。そして、ヒートポンプ120は高温の温水を無駄に生成している(水を不要なまでに加熱している)こととなり、高温の温水を生成するために圧縮機124は無駄に電力を使用して圧力を上昇させていることとなる。また、圧縮機124の圧力上昇により、COPも著しく低下してしまう。   However, since the heating temperature when the predetermined temperature is 15 ° C. is about 30 ° C., the temperature of the required hot water is about 35 to 45 ° C. even if heat loss in heat conduction is taken into consideration. Therefore, as described above, in the conventional method in which the temperature of the hot water generated by the heat pump 120 is constant at the temperature required when the predetermined temperature is high and the flow rate of the hot water to the heater 110 is controlled, the predetermined temperature is When the temperature is low, excessively heated hot water is supplied to the heater 110. Then, the heat pump 120 generates wasteful hot water (heats water unnecessarily), and the compressor 124 wastefully uses power to generate hot hot water. Will be raised. Moreover, COP will also fall remarkably by the pressure rise of the compressor 124. FIG.

したがって、本実施形態にかかる制御部140は、当該空調機100に設定された所定温度に基づき、ヒートポンプ120が生成する温水の温度(出湯温度)を制御する。これにより、ヒートポンプ120は、制御部140の制御に従い、所定温度が高い場合には高温の温水を、所定温度が低い場合には低温の温水を生成することが可能となる。例えば、所定温度が20℃の場合には、約44℃(加熱温度)より5〜10℃程高い温度、すなわち約49〜54℃の温水を、所定温度が15℃の場合には、約30℃(加熱温度)より5〜10℃程高い温度、すなわち約35〜45℃の温水を生成するよう、制御部140がヒートポンプ120の出湯温度を制御する。   Therefore, the control unit 140 according to the present embodiment controls the temperature of the hot water generated by the heat pump 120 (the hot water temperature) based on the predetermined temperature set in the air conditioner 100. As a result, the heat pump 120 can generate high-temperature hot water when the predetermined temperature is high and low-temperature hot water when the predetermined temperature is low according to the control of the control unit 140. For example, when the predetermined temperature is 20 ° C., about 5 to 10 ° C. higher than about 44 ° C. (heating temperature), that is, about 49 to 54 ° C. hot water is used, and when the predetermined temperature is 15 ° C., about 30 The controller 140 controls the hot water temperature of the heat pump 120 so as to generate hot water having a temperature about 5 to 10 ° C. higher than the temperature (heating temperature), that is, about 35 to 45 ° C.

そして、例えば所定温度が15℃の場合には、上記の制御部140の制御によりヒートポンプ120が生成した温水は蓄熱槽132に貯湯され、最も高温、すなわち約35〜45℃の温水は最も上方の取水口132cから温水配管110cを通じて加熱器110に供給される。約35〜45℃よりも温度が低い中温の温水は、中間の取水口132bから温水配管110bを通じて加熱器110に供給される。そして、中温の温水よりも更に温度の低い低温の温水は、下方の取水口132aから温水配管110aを通じて加熱器110に供給される。これにより、温水から空気へ伝達し切れなかった熱、すなわち熱損失を低減することが可能となる。   For example, when the predetermined temperature is 15 ° C., the hot water generated by the heat pump 120 by the control of the control unit 140 is stored in the heat storage tank 132, and the hottest water, that is, hot water of about 35 to 45 ° C. is the uppermost. The water is supplied from the water intake port 132c to the heater 110 through the hot water pipe 110c. Medium temperature warm water having a temperature lower than about 35 to 45 ° C. is supplied to the heater 110 from the intermediate water intake port 132b through the warm water pipe 110b. And the low temperature warm water whose temperature is lower than medium temperature warm water is supplied to the heater 110 from the lower intake port 132a through the warm water piping 110a. This makes it possible to reduce heat that has not been transferred from the hot water to the air, that is, heat loss.

上記説明したように、第1実施形態にかかる空調機100によれば、所定温度が低い場合におけるヒートポンプ120の出湯温度が低下するため、ヒートポンプ120内を循環する冷媒を圧縮するための圧縮機124の圧力を低下させることができる。これにより、ヒートポンプ120のCOPの向上、および消費電力の削減が可能となる。   As described above, according to the air conditioner 100 according to the first embodiment, the hot water temperature of the heat pump 120 is lowered when the predetermined temperature is low, so the compressor 124 for compressing the refrigerant circulating in the heat pump 120. The pressure can be reduced. Thereby, the COP of the heat pump 120 can be improved and the power consumption can be reduced.

また加熱器110が複数の配管(温水配管110a、110b、110c)を有し、かかる配管に温度の異なる温水を供給することにより、1つの加熱器110において複数の温度の温水を用いて空気を加熱することができる。これにより、従来のように高熱の温水のみを加熱器110に供給した場合と比較して、熱損失を低減することが可能となる。   In addition, the heater 110 has a plurality of pipes (hot water pipes 110a, 110b, 110c), and by supplying hot water having different temperatures to the pipes, the single heater 110 uses the hot water having a plurality of temperatures. Can be heated. Thereby, it becomes possible to reduce heat loss compared with the case where only the hot water of high temperature is supplied to the heater 110 like the past.

更に、ヒートポンプ120の蓄熱槽132に複数の取水口(取水口132a、132b、132c)を設け、かかる取水口を加熱器110の複数の配管(温水配管110a、110b、110c)に接続することにより、温度の異なる温水を1つのヒートポンプ120から加熱器110に供給することができる。   Furthermore, by providing a plurality of water intakes (water intakes 132a, 132b, 132c) in the heat storage tank 132 of the heat pump 120 and connecting the water intakes to a plurality of pipes (hot water pipes 110a, 110b, 110c) of the heater 110. , Hot water having different temperatures can be supplied from one heat pump 120 to the heater 110.

なお、第1実施形態においては、1つのヒートポンプ120で生成し蓄熱槽132に貯湯された温水を、蓄熱槽132の複数の取水口(取水口132a、132b、132c)から取水することにより、複数の配管(温水配管110a、110b、110c)に流通させる温度の異なる温水を得ているが、これに限定されるものではない。例えば後述する第2実施形態のように空調機100に複数のヒートポンプ120を設け、複数のヒートポンプ120から複数の配管各々に温水を供給することも可能である。   In the first embodiment, a plurality of hot waters generated by one heat pump 120 and stored in the heat storage tank 132 are taken from a plurality of water intakes (water intakes 132a, 132b, 132c) of the heat storage tank 132. Although hot water having different temperatures to be circulated through the pipes (hot water pipes 110a, 110b, 110c) is obtained, the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to provide a plurality of heat pumps 120 in the air conditioner 100 and supply hot water from the plurality of heat pumps 120 to each of the plurality of pipes as in a second embodiment described later.

(第2実施形態)
図5は、第2実施形態にかかる空気調和機200の構成を示す図である。なお図2と同様に、図5中、太い白抜き矢印は空気の流れを、細い白抜き矢印は水または温水の流れを、黒実線矢印は冷媒の流れを、黒破線は制御部の接続関係を示す。また、以下の説明において、第1実施形態と同様の要素および構成については、重複を避けるため説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner 200 according to the second embodiment. As in FIG. 2, in FIG. 5, the thick white arrows indicate the flow of air, the thin white arrows indicate the flow of water or warm water, the black solid line arrows indicate the flow of refrigerant, and the black broken lines indicate the connection relationship of the control units. Indicates. Moreover, in the following description, about the element and structure similar to 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted in order to avoid duplication.

図5に示すように、空調機200は、センサ102と、プレフィルタ104と、中性能フィルタ106と、冷却器108と、加熱器210(210a、210b)と、加湿器112と、送風機114と、ヒートポンプ220(220a、220b)と、制御部240とを含んで構成される。   As shown in FIG. 5, the air conditioner 200 includes a sensor 102, a pre-filter 104, a medium performance filter 106, a cooler 108, a heater 210 (210a, 210b), a humidifier 112, and a blower 114. The heat pump 220 (220a, 220b) and the control unit 240 are included.

第2実施形態にかかる空調機200は、複数の加熱器210(210aおよび210b)を備える。複数の加熱器210aおよび210bは、空気の進行方向に並設され、加熱器210aは空気の流路の上流側に、加熱器210bは空気の流路の下流側に設けられる。そして、加熱器210aには温水配管212aを通じて後述するヒートポンプ220aから、加熱器210bには温水配管212bを通じて後述するヒートポンプ220bから、各々温水が供給され、かかる温水を熱源として用いて空気を加熱する。これにより、空調機200に供給された空気の温度を上昇させることができ、空気の温度を所定温度に調節することが可能となる。また、空気の温度を上昇させることにより、かかる空気に含まれる熱(顕熱)が増大するため、空気が後述する加湿器112を通過した際に加湿用水を高効率で蒸発させることができ、加湿効率が向上する。   The air conditioner 200 according to the second embodiment includes a plurality of heaters 210 (210a and 210b). The plurality of heaters 210a and 210b are juxtaposed in the air traveling direction, the heater 210a is provided on the upstream side of the air flow path, and the heater 210b is provided on the downstream side of the air flow path. The heater 210a is supplied with hot water from a heat pump 220a, which will be described later, through a hot water pipe 212a, and the heater 210b is supplied with heat water from a heat pump 220b, which will be described later, through a hot water pipe 212b. Thereby, the temperature of the air supplied to the air conditioner 200 can be raised, and the temperature of the air can be adjusted to a predetermined temperature. Moreover, since the heat (sensible heat) contained in the air increases by increasing the temperature of the air, the humidifying water can be evaporated with high efficiency when the air passes through the humidifier 112 described later. Humidification efficiency is improved.

加熱器210aと加熱器210bには異なる温度の温水が供給される。これにより、空気の進行方向の上流側に設けられた加熱器210aには低温または中温の温水を供給し、加熱器210aにおいて空気を予熱し、空気の温度をある程度上昇させることができる。そして、下流側に設けられた加熱器210bに高温の温水を供給し、加熱器210bにおいて、加熱器210aによる予熱後の空気を加熱し、予熱で不足した分の熱量を補い、空気の温度を更に上昇させることができる。したがって、複数の加熱器210を、予熱を行う加熱器210aと、追加加熱を行う加熱器210bとすることができ、従来は1つの加熱器210で賄っていた仕事量を2つの加熱器に分担させることができる。   Hot water having different temperatures is supplied to the heater 210a and the heater 210b. Thereby, low temperature or medium temperature hot water is supplied to the heater 210a provided on the upstream side in the air traveling direction, and the air is preheated in the heater 210a, so that the temperature of the air can be raised to some extent. Then, high-temperature hot water is supplied to the heater 210b provided on the downstream side, and the heater 210b heats the air after preheating by the heater 210a, compensates for the amount of heat shortage due to preheating, and adjusts the temperature of the air. It can be further raised. Therefore, the plurality of heaters 210 can be a heater 210a that performs preheating and a heater 210b that performs additional heating, and the work that was conventionally provided by one heater 210 is shared by two heaters. Can be made.

なお、上記の説明では、加熱器210aには低温または中温の温水を、加熱器210bに高温の温水を供給するとしたが、これに限定するものではなく、加熱器210aと加熱器210bとに異なる温度の温水が供給されればよく、好ましくは、加熱器210aに供給される温水よりも加熱器210bに供給される温水のほうが温度が高いとよい。これにより、加熱器210aにおいて空気の予熱をし、加熱器210bにおいて空気の追加加熱をすることが可能となるからである。したがって、例えば加熱器210aに低温の温水を、加熱器210bに中温の温水を供給してもよい。   In the above description, the heater 210a is supplied with low-temperature or medium-temperature hot water, and the heater 210b is supplied with high-temperature hot water. However, the present invention is not limited to this, and the heater 210a and the heater 210b are different. It is sufficient that hot water having a temperature is supplied. Preferably, the hot water supplied to the heater 210b has a higher temperature than the hot water supplied to the heater 210a. This is because it is possible to preheat the air in the heater 210a and perform additional heating of the air in the heater 210b. Therefore, for example, low temperature hot water may be supplied to the heater 210a, and medium temperature hot water may be supplied to the heater 210b.

また、第2実施形態にかかる空調機200は、複数のヒートポンプ220(220aおよび220b)を備える。ヒートポンプ220aは温水配管212aを通じて加熱器210aに、ヒートポンプ220bは温水配管212bを通じて加熱器210bに、生成した温水を供給する。   The air conditioner 200 according to the second embodiment includes a plurality of heat pumps 220 (220a and 220b). The heat pump 220a supplies the generated hot water to the heater 210a through the hot water pipe 212a, and the heat pump 220b supplies the generated hot water to the heater 210b through the hot water pipe 212b.

ヒートポンプ220aは、内部に冷媒が循環しており、かかる冷媒が外気との熱交換により得た熱を用いて温水を生成する。ヒートポンプ220aは、蒸発器122と、圧縮機124と、放熱器126と、膨張手段128と、ポンプ230とを含んで構成される。   In the heat pump 220a, a refrigerant circulates inside, and the refrigerant generates hot water using heat obtained by heat exchange with the outside air. The heat pump 220 a includes an evaporator 122, a compressor 124, a radiator 126, expansion means 128, and a pump 230.

ポンプ230は、水(または温水)を放熱器126から加熱コイル210aおよび210bへと循環させる。   Pump 230 circulates water (or hot water) from radiator 126 to heating coils 210a and 210b.

なお、ヒートポンプ220(220aおよび220b)は、第1実施形態にかかるヒートポンプ120と構成が若干異なるものの、その機能は実質的に同様であるため、構成以外の詳細な説明は省略する。またヒートポンプ220bは、その構成および機能がヒートポンプ220aと同一であるため、上記のヒートポンプ220aの説明を以ってヒートポンプ220bの説明とし、詳細な説明および図示を省略する。   In addition, although the heat pump 220 (220a and 220b) has a slightly different configuration from the heat pump 120 according to the first embodiment, its function is substantially the same, and thus detailed description other than the configuration is omitted. Further, since the configuration and function of the heat pump 220b are the same as those of the heat pump 220a, the description of the heat pump 220b is used as the description of the heat pump 220a, and the detailed description and illustration are omitted.

上記のヒートポンプ220aおよびヒートポンプ220bは、それぞれ異なる温度の温水を生成する。ここで、上記の加熱器210の説明において述べたように、空調機200において空気の流路の上流側に設けられた加熱器210aでは低温または中温の温水を熱源として用いて空気の予熱を、下流側に設けられた加熱器210bでは高温の温水を熱源として用いて空気の追加加熱を行うことから、ヒートポンプ220aは低温または中温の温水を、ヒートポンプ220bは高温の温水を生成することとなる。   The heat pump 220a and the heat pump 220b generate hot water having different temperatures. Here, as described in the description of the heater 210, the heater 210a provided on the upstream side of the air flow path in the air conditioner 200 performs preheating of the air using low-temperature or medium-temperature hot water as a heat source. The heater 210b provided on the downstream side performs additional heating of air using high-temperature hot water as a heat source, so the heat pump 220a generates low-temperature or medium-temperature hot water, and the heat pump 220b generates high-temperature hot water.

上記構成のように、空調機200が2つ(複数)のヒートポンプ220を備え、ヒートポンプ220aで低温の温水を、ヒートポンプ220bで高温の温水を生成することにより、従来のように1つのヒートポンプ220bにおいて高温の温水を生成していた場合と比較し、COPを向上させることが可能となる。   As in the above configuration, the air conditioner 200 includes two (plural) heat pumps 220, and generates low-temperature hot water using the heat pump 220a and high-temperature hot water using the heat pump 220b. Compared with the case where high-temperature hot water is generated, COP can be improved.

詳細には、ヒートポンプ220bは高温の温水を生成するため、そのCOPは従来と同程度であるが、ヒートポンプ220aは低温の温水を生成するため、圧縮機124の圧力を低下させることができ、そのCOPは従来よりも向上する。したがって、ヒートポンプ220aのCOPとヒートポンプ220bの平均のCOP(合計のCOP)は、1つのヒートポンプ220において高温の温水を生成していた場合よりも向上する。   Specifically, since the heat pump 220b generates high-temperature hot water, its COP is similar to the conventional one, but since the heat pump 220a generates low-temperature hot water, the pressure of the compressor 124 can be reduced. COP is improved as compared with the prior art. Therefore, the COP of the heat pump 220a and the average COP (total COP) of the heat pump 220b are improved as compared with the case where high temperature hot water is generated in one heat pump 220.

なお、上記の説明ではヒートポンプ220aにおいて低温または中温の温水を、ヒートポンプ220bにおいて高温の温水を生成するとしたが、これに限定するものではなく、ヒートポンプ220は加熱器210における空気の加熱に必要とされる温度の温水を生成すればよい。また、ヒートポンプ220が生成する温水の温度は後述する制御部240によって制御されるため、その制御に応じて、ヒートポンプ220は制御部240が決定した温度の温水を生成すればよい。   In the above description, the heat pump 220a generates low-temperature or medium-temperature hot water, and the heat pump 220b generates high-temperature hot water. However, the present invention is not limited to this, and the heat pump 220 is required for heating the air in the heater 210. What is necessary is just to produce | generate warm water of the temperature which is. Moreover, since the temperature of the hot water which the heat pump 220 produces | generates is controlled by the control part 240 mentioned later, the heat pump 220 should just produce | generate the hot water of the temperature which the control part 240 determined according to the control.

制御部240は、センサ102が検知した空気の温度および湿度に基づいて、当該空調機200の動作を制御する。また第2実施形態においては、制御部240は、空調機200に設定された室内空間の所定温度に基づいて、ヒートポンプ220aおよび220bが生成する温水の温度(ヒートポンプ220aおよび220bの出湯温度)を制御する。これにより、ヒートポンプ220aおよび220bは、制御部240の制御に従い、所定温度に対して適切な温度の温水を生成することが可能となる。したがって、所定温度が低い場合には圧縮機124の圧力を低下させ、ヒートポンプ220のCOPを向上し、且つ消費電力を削減することができる。   The controller 240 controls the operation of the air conditioner 200 based on the air temperature and humidity detected by the sensor 102. Moreover, in 2nd Embodiment, the control part 240 controls the temperature of the hot water which the heat pumps 220a and 220b generate | occur | produce (the tapping temperature of the heat pumps 220a and 220b) based on the predetermined temperature of the indoor space set to the air conditioner 200. To do. Thus, the heat pumps 220a and 220b can generate hot water having an appropriate temperature with respect to the predetermined temperature in accordance with the control of the control unit 240. Therefore, when the predetermined temperature is low, the pressure of the compressor 124 can be reduced, the COP of the heat pump 220 can be improved, and the power consumption can be reduced.

以下に、空気線図を用いて、制御部240による、所定温度に基づいたヒートポンプ220の出湯温度の制御を説明する。なお、以下の説明において、特に断りがない限り、「温度」とは乾球温度のことであり、「湿度」とは相対湿度のことである。   Below, control of the tapping temperature of the heat pump 220 based on a predetermined temperature by the control unit 240 will be described using an air diagram. In the following description, “temperature” means dry bulb temperature and “humidity” means relative humidity unless otherwise specified.

図6は、第2実施形態にかかる空調機200における空気の温度および湿度の変化を示す空気線図である。なお図6中、S1、S2、A1、およびB1は、図3および図4における各点と同様の条件とする。また、S1、S2、A1およびB1における温度および湿度は一例であり、これに限定するものではない。図6中、破線は、所定温度が高い場合における空気の温度および湿度の変化の軌跡であり、実線は、所定温度が低い場合における空気の温度および湿度の変化の軌跡である。   FIG. 6 is an air diagram showing changes in air temperature and humidity in the air conditioner 200 according to the second embodiment. In FIG. 6, S1, S2, A1, and B1 have the same conditions as the points in FIGS. Moreover, the temperature and humidity in S1, S2, A1, and B1 are examples, and are not limited thereto. In FIG. 6, a broken line is a locus of changes in air temperature and humidity when the predetermined temperature is high, and a solid line is a locus of changes in air temperature and humidity when the predetermined temperature is low.

ここで、夏場等、空調機200に供給される空気の温度が所定温度より高い場合、例えば供給される空気の温度が30℃、湿度が70%の場合(A1)の所定温度および所定湿度(S1またはS2)への調整では、図3および図4を用いて説明した第1実施形態にかかる空調機100と、第2実施形態にかかる空調機200では、用いる加熱器の数が異なるものの、実質的な動作(制御)はほぼ同一である。すなわち、第1実施形態にかかる空調機100では1つの加熱器110を用い、第2実施形態にかかる空調機200では2つの加熱器210(210aおよび210b)を用い、共に同様に空気の加熱を行う。したがって、図3および図4におけるA1からS1またはS2への調整の説明を以って、図6におけるA1からS1またはS2への調整の説明とし、ここでは詳細な説明を省略する。   Here, when the temperature of the air supplied to the air conditioner 200 is higher than a predetermined temperature, such as in summer, for example, when the temperature of the supplied air is 30 ° C. and the humidity is 70% (A1), the predetermined temperature and the predetermined humidity ( In the adjustment to S1 or S2), the air conditioner 100 according to the first embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4 and the air conditioner 200 according to the second embodiment differ in the number of heaters used. Substantially the operation (control) is almost the same. That is, in the air conditioner 100 according to the first embodiment, one heater 110 is used, and in the air conditioner 200 according to the second embodiment, two heaters 210 (210a and 210b) are used. Do. Therefore, the adjustment from A1 to S1 or S2 in FIGS. 3 and 4 is described as the adjustment from A1 to S1 or S2 in FIG. 6, and detailed description thereof is omitted here.

なお、空調機200におけるA1からS1またはS2への調整において、空気の冷却後の加熱は、加熱器210aもしくは加熱器210bのいずれか一方を用いて行ってもよい。これは、空気の加熱に必要とされる温水の温度が、所定温度20℃の場合には25℃〜30℃、所定温度15℃の場合には20℃〜35℃と、いずれにおいても比較的低い温度であるため、ヒートポンプ220の出湯温度を低下させることができ、十分にCOPの向上を図れるからである。   In the adjustment from A1 to S1 or S2 in the air conditioner 200, the heating after cooling the air may be performed using either the heater 210a or the heater 210b. This is because the temperature of the hot water required for heating the air is 25 ° C. to 30 ° C. when the temperature is 20 ° C., and 20 ° C. to 35 ° C. when the temperature is 15 ° C. This is because since the temperature is low, the temperature of the hot pump 220 can be lowered and the COP can be sufficiently improved.

冬場等、空調機200に供給される空気の温度が所定温度より低い場合、例えば供給される空気の温度が10℃、湿度が30%の場合(B1)の所定温度および所定湿度への調整について説明する。   When the temperature of the air supplied to the air conditioner 200 is lower than a predetermined temperature, such as in winter, for example, when the temperature of the supplied air is 10 ° C. and the humidity is 30% (B1), adjustment to the predetermined temperature and the predetermined humidity explain.

所定温度が20℃、所定湿度が80%に設定されており、空調機200に供給される空気の温度が10℃、湿度が30%の場合、すなわち所定温度が高く、供給される空気の温度が所定温度より低い場合には、空気の温度および湿度を調節し、B1からS1に到達させる。この場合、加熱器210(210a、210b)による加熱後の加湿において、加湿器112を通過する際の空気の熱損失を考慮し、空気の温度および湿度を所定温度および所定湿度に調節するためには、空気の温度が約44℃(加熱温度)になるまで加熱しなくてはならない。したがって、まず制御部はヒートポンプ220bの出湯温度を約49〜54℃に設定し、ヒートポンプ220aの出湯温度を、ヒートポンプ220bの出湯温度よりも低温、例えば35〜40℃に設定する。そして、ヒートポンプ220aおよび220bは設定された温度の温水を生成し、かかる温水を加熱器210aおよび210bに供給する。   When the predetermined temperature is set to 20 ° C. and the predetermined humidity is set to 80%, the temperature of the air supplied to the air conditioner 200 is 10 ° C. and the humidity is 30%, that is, the predetermined temperature is high, and the temperature of the supplied air Is lower than the predetermined temperature, the temperature and humidity of the air are adjusted, and B1 is reached from S1. In this case, in humidification after heating by the heater 210 (210a, 210b), in order to adjust the temperature and humidity of the air to the predetermined temperature and the predetermined humidity in consideration of the heat loss of the air when passing through the humidifier 112 Must be heated until the air temperature is about 44 ° C. (heating temperature). Therefore, the control unit first sets the temperature of the hot pump 220b to about 49 to 54 ° C, and sets the temperature of the hot pump 220a to a temperature lower than the temperature of the heat pump 220b, for example 35 to 40 ° C. The heat pumps 220a and 220b generate hot water having a set temperature, and supply the hot water to the heaters 210a and 210b.

次に、空調機200に供給された空気を、当該空調機200の空気の流路の上流側に設けられた加熱器210aにおいて予熱する。この予熱により、空気の温度は破線に沿って上昇し、約30℃となる。予熱後の空気を加熱器210bにおいて追加加熱すると、空気の温度は破線に沿って更に上昇し44℃に到達する。このとき、空気の水蒸気量は変化しないため、湿度は、10℃における相対湿度30%から、約44℃における相対湿度約5%となる。   Next, the air supplied to the air conditioner 200 is preheated in a heater 210 a provided on the upstream side of the air flow path of the air conditioner 200. By this preheating, the temperature of the air rises along the broken line and reaches about 30 ° C. When the preheated air is additionally heated in the heater 210b, the temperature of the air further increases along the broken line and reaches 44 ° C. At this time, since the amount of water vapor in the air does not change, the humidity changes from 30% relative humidity at 10 ° C. to about 5% relative humidity at about 44 ° C.

加熱器210bによる加熱後の空気を加湿器112を通過させることにより加湿する。これにより、空気の顕熱が加湿用水の蒸発に用いられ、空気の温度が低下し、空気の水蒸気量が増加する(絶対湿度が上昇する)。その結果、空気の温度は約44℃から所定温度(20℃)まで低下し、空気の湿度は、約44℃における相対湿度約5%から、所定温度(20℃)における相対湿度80%となる。   The air heated by the heater 210b is humidified by passing through the humidifier 112. Thereby, the sensible heat of air is used for evaporation of humidification water, the temperature of air falls, and the amount of water vapor of air increases (absolute humidity rises). As a result, the air temperature decreases from about 44 ° C. to a predetermined temperature (20 ° C.), and the air humidity changes from about 5% relative humidity at about 44 ° C. to 80% relative humidity at the predetermined temperature (20 ° C.). .

所定温度が15℃、所定湿度が80%に設定されており、空調機200に供給される空気の温度が10℃、湿度が30%の場合、すなわち所定温度が低く、供給される空気の温度が所定温度より低い場合には、空気の温度および湿度を調節し、B1からS2に到達させる。この場合、加湿器112を通過する際の空気の熱損失を考慮すると、空気の温度が約30℃(加熱温度)になるまで加熱しなくてはならない。したがって、まず制御部はヒートポンプ220bの出湯温度を約35〜40℃に設定し、ヒートポンプ220aの出湯温度を、ヒートポンプ220bの出湯温度よりも低温、例えば25〜30℃に設定する。そして、ヒートポンプ220aおよび220bは設定された温度の温水を生成し、かかる温水を加熱器210aおよび210bに供給する。   When the predetermined temperature is set to 15 ° C. and the predetermined humidity is set to 80%, the temperature of the air supplied to the air conditioner 200 is 10 ° C. and the humidity is 30%, that is, the predetermined temperature is low, and the temperature of the supplied air If the temperature is lower than the predetermined temperature, the temperature and humidity of the air are adjusted to reach S2 from B1. In this case, in consideration of heat loss of air when passing through the humidifier 112, the air must be heated until the temperature of the air reaches about 30 ° C. (heating temperature). Therefore, the controller first sets the temperature of the hot pump 220b to about 35-40 ° C., and sets the temperature of the hot pump 220a to a temperature lower than the temperature of the heat pump 220b, for example 25-30 ° C. The heat pumps 220a and 220b generate hot water having a set temperature, and supply the hot water to the heaters 210a and 210b.

そして、上述したようにまず空調機200に供給された空気を加熱器210aにおいて予熱すると、空気の温度は実線に沿って上昇し、約20℃となる。予熱後の空気を加熱器210bにおいて追加加熱すると、空気の温度は実線に沿って更に上昇し30℃に到達する。このとき、空気の湿度は、10℃における相対湿度30%から、約30℃における相対湿度約10%となる。次に、加熱後の空気を加湿器112を通過させて加湿すると、空気の温度は、約30℃から15℃(所定温度)まで低下し、空気の湿度は、約30℃における相対湿度約10%から、所定温度(15℃)における相対湿度80%となる。   As described above, when the air supplied to the air conditioner 200 is first preheated in the heater 210a, the temperature of the air rises along a solid line and becomes about 20 ° C. When the preheated air is additionally heated in the heater 210b, the temperature of the air further increases along the solid line and reaches 30 ° C. At this time, the humidity of the air is changed from 30% relative humidity at 10 ° C. to about 10% relative humidity at about 30 ° C. Next, when the heated air passes through the humidifier 112 and is humidified, the temperature of the air decreases from about 30 ° C. to 15 ° C. (predetermined temperature), and the humidity of the air is about 10% relative humidity at about 30 ° C. % To a relative humidity of 80% at a predetermined temperature (15 ° C.).

したがって、第1実施形態と同様に制御部240がヒートポンプ220aおよび220bの出湯温度を所定温度に基づいて制御するため、特に所定温度が低い場合においてヒートポンプ220のCOPを向上することが可能となる。また、上述したように2つのヒートポンプ220の出湯温度を制御部により制御し、一方のヒートポンプ220bの出湯温度を、空気を加熱温度まで到達させるために必要な温度、すなわち高温とし、他方のヒートポンプ220aの出湯温度を、ヒートポンプ220bの出湯温度よりも低い温度とすることにより、ヒートポンプ220の合計COPが向上するため、ヒートポンプ220全体としてのCOPを更に向上させることが可能となる。   Therefore, as in the first embodiment, since the control unit 240 controls the tapping temperature of the heat pumps 220a and 220b based on the predetermined temperature, the COP of the heat pump 220 can be improved particularly when the predetermined temperature is low. Further, as described above, the hot water temperature of the two heat pumps 220 is controlled by the control unit, and the hot water temperature of one heat pump 220b is set to a temperature necessary for the air to reach the heating temperature, that is, a high temperature, and the other heat pump 220a. Since the total COP of the heat pump 220 is improved by making the temperature of the hot water lower than that of the heat pump 220b, the COP of the heat pump 220 as a whole can be further improved.

上記説明したように、第2実施形態にかかる空調機200によっても、制御部240の制御により所定温度が低い場合におけるヒートポンプ220の出湯温度が低下させ、圧縮機124の圧力を低下させることで、ヒートポンプ220のCOPの向上、および消費電力の削減が可能となる。   As described above, even with the air conditioner 200 according to the second embodiment, the hot water temperature of the heat pump 220 when the predetermined temperature is low by the control of the control unit 240 is reduced, and the pressure of the compressor 124 is reduced. The COP of the heat pump 220 can be improved and the power consumption can be reduced.

また空調機200が複数の加熱器210(210a、210b)および複数のヒートポンプ220(220a、220b)を備え、複数のヒートポンプ220から複数の加熱器210にそれぞれ温度の異なる温水が供給可能であることから、一方ヒートポンプ220bの出湯温度を高温とし、他方のヒートポンプ220aの出湯温度を、ヒートポンプ220bの出湯温度よりも低い温度とすることができ、ヒートポンプ220の合計COPが向上させ、ヒートポンプ220全体としてのCOPを更に向上させることが可能となる。   The air conditioner 200 includes a plurality of heaters 210 (210a, 210b) and a plurality of heat pumps 220 (220a, 220b), and can supply hot water having different temperatures from the plurality of heat pumps 220 to the plurality of heaters 210, respectively. From the above, the temperature of the hot water of the heat pump 220b can be made high, the temperature of the hot water of the other heat pump 220a can be made lower than the temperature of the hot water of the heat pump 220b, and the total COP of the heat pump 220 can be improved. The COP can be further improved.

なお、第2実施形態においては、空調機200に複数のヒートポンプ220(220a、220b)を設け、複数のヒートポンプ220から複数の加熱器210(210a、210b)にそれぞれ温水を供給することにより、加熱器210は温度の異なる温水を得ているが、これに限定されるものではない。例えば先に述べた第1実施形態のように、ヒートポンプ220に蓄熱槽を設け、1つのヒートポンプ220で生成し蓄熱槽に貯湯された温水を、蓄熱槽の複数の取水口から取水することにより、複数の加熱器210に温度の異なる温水を流通させることも可能である。   In the second embodiment, the air conditioner 200 is provided with a plurality of heat pumps 220 (220a, 220b) and heated by supplying hot water from the plurality of heat pumps 220 to the plurality of heaters 210 (210a, 210b), respectively. The vessel 210 obtains hot water having different temperatures, but is not limited to this. For example, as in the first embodiment described above, a heat storage tank is provided in the heat pump 220, and hot water generated by one heat pump 220 and stored in the heat storage tank is taken from a plurality of water intakes of the heat storage tank, It is also possible to distribute hot water having different temperatures to the plurality of heaters 210.

更に、第2実施形態にかかる空調機200は、2つの加熱器210および2つのヒートポンプ220を備えているが、この数に限定するものではなく、加熱器210およびヒートポンプ220の設置数は適宜変更することが可能である。ただし、複数の加熱器210に供給する異なる温度の温水を各々異なるヒートポンプ220から得る場合、加熱器210とヒートポンプ220の数が等しくなることは言うまでもない。また、ヒートポンプ220の数が加熱器210の数を上回ると、加熱器210に温水を供給しない、すなわち使用されないヒートポンプ220が存在することとなり、不必要なコストおよび設置面積が生じるため好ましくない。   Furthermore, although the air conditioner 200 according to the second embodiment includes the two heaters 210 and the two heat pumps 220, the number of the heaters 210 and the heat pumps 220 is appropriately changed. Is possible. However, when the hot water of the different temperature supplied to the some heater 210 is obtained from each different heat pump 220, it cannot be overemphasized that the number of the heaters 210 and the heat pumps 220 becomes equal. Further, if the number of heat pumps 220 exceeds the number of heaters 210, there is a heat pump 220 that does not supply hot water to the heaters 210, that is, that is not used, which is not preferable because unnecessary costs and installation areas occur.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

なお、上述した実施形態において制御部140および240は、空調機100および200に設定された室内空間の所定温度に基づいてヒートポンプ120および220の出湯温度を制御しているが、これに限定するものではなく、所定温度以外に、所定湿度、空調機100および200に流入した空気の温度、空気の湿度に基づいてヒートポンプ120および220の出湯温度を制御してもよい。また、空気の温度と所定温度との差分、空気の湿度と所定湿度との差分に基づいて制御することも可能である。   In the embodiment described above, the control units 140 and 240 control the hot water temperature of the heat pumps 120 and 220 based on the predetermined temperature of the indoor space set in the air conditioners 100 and 200, but the present invention is not limited to this. Instead of the predetermined temperature, the hot water temperature of the heat pumps 120 and 220 may be controlled based on the predetermined humidity, the temperature of the air flowing into the air conditioners 100 and 200, and the humidity of the air. It is also possible to control based on the difference between the air temperature and the predetermined temperature and the difference between the air humidity and the predetermined humidity.

更に、本実施形態では、加熱器110および210に供給する温水の温度(ヒートポンプ120および220の出湯温度)のみを制御しているが、これに限定するものではなく、温水の温度制御に加えて、加熱器110および210に供給する温水の量を制御してもよい。   Furthermore, in this embodiment, only the temperature of the hot water supplied to the heaters 110 and 210 (the temperature of the hot water discharged from the heat pumps 120 and 220) is controlled. However, the present invention is not limited to this. The amount of hot water supplied to the heaters 110 and 210 may be controlled.

本発明は、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機として利用することができる。   The present invention can be used as an air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity.

本実施形態にかかる空気調和機を用いた室内空間の空気調和を説明する図である。It is a figure explaining the air conditioning of the indoor space using the air conditioner concerning this embodiment. 第1実施形態にかかる空気調和機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air conditioner concerning 1st Embodiment. 所定温度を20℃、所定湿度を80%とした場合の温度および湿度の変化を示す空気線図である。It is an air diagram which shows the change of temperature and humidity when predetermined temperature is 20 degreeC and predetermined humidity is 80%. 所定温度を15℃、所定湿度を80%とした場合の温度および湿度の変化を示す空気線図である。It is an air diagram which shows the change of temperature and humidity when predetermined temperature is 15 degreeC and predetermined humidity is 80%. 第2実施形態にかかる空気調和機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the air conditioner concerning 2nd Embodiment. 第2実施形態にかかる空調機における空気の温度および湿度の変化を示す空気線図である。It is an air diagram which shows the change of the temperature and humidity of the air in the air conditioner concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100、200 …空調機
102 …センサ
104 …プレフィルタ
106 …中性能フィルタ
108 …冷却器
110、210、210a、210b …加熱器
110a、110b、110c、212a、212b …温水配管
112 …加湿器
114 …送風機
120、220、220a、220b …ヒートポンプ
122 …蒸発器
124 …圧縮機
126 …放熱器
128 …膨張手段
130、230 …ポンプ
132 …蓄熱槽
132a、132b、132c …取水口
140、240 …制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Air conditioner 102 ... Sensor 104 ... Pre filter 106 ... Medium performance filter 108 ... Cooler 110, 210, 210a, 210b ... Heater 110a, 110b, 110c, 212a, 212b ... Hot water piping 112 ... Humidifier 114 ... Blower 120, 220, 220a, 220b ... Heat pump 122 ... Evaporator 124 ... Compressor 126 ... Radiator 128 ... Expansion means 130, 230 ... Pump 132 ... Thermal storage tanks 132a, 132b, 132c ... Intake port 140, 240 ... Control part

Claims (7)

室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機であって、
外気との熱交換により冷媒が得た熱を用いて温水を生成するヒートポンプと、
前記温水を熱源として用いて空気を加熱する複数の加熱器と、
前記空気を加湿する加湿器と、
前記加熱器および加湿器を通過した空気を前記室内空間に送出する送風機と、
前記所定温度に基づいて、前記ヒートポンプが生成する温水の温度を制御する制御部と、を備え、
前記複数の加熱器は、空気の進行方向に並設され、
前記複数の加熱器には、それぞれ温度の異なる温水が供給されることを特徴とする空気調和機。
An air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity,
A heat pump that generates hot water using heat obtained by the refrigerant by heat exchange with the outside air;
A plurality of heaters for heating air using the hot water as a heat source;
A humidifier for humidifying the air;
A blower for sending air that has passed through the heater and humidifier to the indoor space;
A controller that controls the temperature of the hot water generated by the heat pump based on the predetermined temperature, and
The plurality of heaters are juxtaposed in the air traveling direction,
The air conditioner characterized in that hot water having different temperatures is supplied to the plurality of heaters.
室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つ空気調和機であって、
外気との熱交換により冷媒が得た熱を用いて温水を生成するヒートポンプと、
前記温水を熱源として用いて空気を加熱する加熱器と、
前記空気を加湿する加湿器と、
前記加熱器および加湿器を通過した空気を前記室内空間に送出する送風機と、
前記所定温度に基づいて、前記ヒートポンプが生成する温水の温度を制御する制御部と、を備え、
前記加熱器は、前記温水が流通する配管を複数有し、
前記複数の配管には、それぞれ温度の異なる温水が流通することを特徴とする空気調和機。
An air conditioner that maintains the temperature and humidity of an indoor space at a predetermined temperature and a predetermined humidity,
A heat pump that generates hot water using heat obtained by the refrigerant by heat exchange with the outside air;
A heater for heating air using the hot water as a heat source;
A humidifier for humidifying the air;
A blower for sending air that has passed through the heater and humidifier to the indoor space;
A controller that controls the temperature of the hot water generated by the heat pump based on the predetermined temperature, and
The heater has a plurality of pipes through which the hot water flows,
An air conditioner characterized in that hot water having different temperatures flows through the plurality of pipes.
前記加熱器は複数設けられ、
前記複数の加熱器は、空気の流路の断面方向に並設され、
前記複数の加熱器にも、それぞれ温度の異なる温水を供給可能であることを特徴とする請求項2に記載の空気調和機。
A plurality of the heaters are provided,
The plurality of heaters are juxtaposed in the cross-sectional direction of the air flow path,
The air conditioner according to claim 2, wherein hot water having different temperatures can be supplied to each of the plurality of heaters.
前記ヒートポンプは複数設けられ、
前記温度の異なる温水は、前記ヒートポンプのうち、それぞれ異なるヒートポンプから供給されることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
A plurality of the heat pumps are provided,
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the hot water having different temperatures is supplied from different heat pumps among the heat pumps.
前記ヒートポンプは、該ヒートポンプが生成した温水を貯湯する蓄熱槽を有し、
前記温度の異なる温水は、前記蓄熱槽の異なる位置から取水することを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。
The heat pump has a heat storage tank for storing hot water generated by the heat pump,
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the hot water having different temperatures is taken from different positions of the heat storage tank.
前記加湿器は、気化式加湿器であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the humidifier is a vaporizing humidifier. 前記空気は、外気および前記室内空間からの回収空気であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the air is outside air and air collected from the indoor space.
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