JP2010159925A - Temperature control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、前記蒸発器内を流れる冷媒を熱源として温調対象空気を冷却させる温度調整装置に関する。 The present invention relates to a temperature adjustment device that includes a refrigeration cycle that circulates refrigerant in the order of a compressor, a condenser, an expansion unit, and an evaporator, and cools temperature-controlled air using the refrigerant flowing in the evaporator as a heat source.
このような温度調整装置は、例えば、冷凍サイクルに加えて、加熱手段を備え、蒸発器にて冷媒と温調対象空気とを熱交換させて温調対象空気を冷却し、その冷却された温調対象空気を加熱手段にて加熱することにより、温調対象空気の温度を目標温度範囲(例えば、目標温度(20℃)±0.1℃の範囲)内に調整している。そして、温調された目標温度範囲の温調対象空気を温調対象空間に供給するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。 Such a temperature adjusting device includes, for example, a heating unit in addition to the refrigeration cycle, heats the refrigerant and the temperature adjustment target air in an evaporator to cool the temperature adjustment target air, and the cooled temperature. The temperature of the temperature adjustment target air is adjusted within a target temperature range (for example, a range of target temperature (20 ° C.) ± 0.1 ° C.) by heating the temperature adjustment target air with a heating unit. And the temperature adjustment object air of the target temperature range by which temperature adjustment was carried out is made to supply to the temperature adjustment object space (for example, refer patent document 1).
このような温度調整装置では、蒸発器にて冷媒と温調対象空気とを熱交換させるときにドレン水が発生することになる。例えば、温調対象空間が精密加工機等が設置されている室内空間等とされていると、精密加工機から発生した蒸気が温調対象空気に含まれることになる。よって、例えば、温度調整装置にて温調された温調対象空気を温調対象空間に供給し、温調対象空間の温調対象空気を温度調整装置に戻すように、温度調整装置と温調対象空間との間で温調対象空気を循環させるものでは、蒸発器にて冷却される温調対象空気に精密加工機から発生した蒸気が含まれているので、蒸発器にて多くのドレン水が発生することになる。 In such a temperature adjusting device, drain water is generated when heat exchange is performed between the refrigerant and the temperature adjustment target air in the evaporator. For example, when the temperature control target space is an indoor space where a precision processing machine or the like is installed, steam generated from the precision processing machine is included in the temperature control target air. Therefore, for example, the temperature adjustment target air that has been temperature-controlled by the temperature adjustment device is supplied to the temperature adjustment target space, and the temperature adjustment target air in the temperature adjustment target space is returned to the temperature adjustment device. In a device that circulates temperature control air to and from the target space, steam generated from a precision processing machine is included in the temperature control air that is cooled by the evaporator. Will occur.
従来の温度調整装置では、ドレン水に対して何らかの処置を行う必要があることから、例えば、蒸発器にて発生するドレン水を装置外に排出するためのドレン水排水設備を設けているものがある。また、あらたにドレン水排水設備を設けると、構成の複雑化を招くことになるので、他の従来の温度調整装置では、蒸発器にて発生したドレン水を蒸発室に供給し、ヒータの加熱によりドレン水を蒸発させるものもある(例えば、特許文献2参照。)。 In the conventional temperature control apparatus, since it is necessary to perform some treatment on the drain water, for example, there is provided a drain water drainage facility for discharging drain water generated in the evaporator to the outside of the apparatus. is there. In addition, if a drain water drainage facility is newly provided, the configuration becomes complicated. Therefore, in other conventional temperature control devices, drain water generated in the evaporator is supplied to the evaporation chamber and the heater is heated. There is also one that evaporates the drain water (see, for example, Patent Document 2).
上記特許文献2に記載のものでは、あらたにドレン水排水設備を設けなくてもよいので、それだけ構成の簡素化を図ることができる。しかしながら、あらたにヒータを備えた蒸発室を設けなければならず、依然として構成の複雑化を招くものとなっていた。
しかも、上記特許文献2に記載のものでは、ドレン水をヒータの加熱によって蒸発させているので、ヒータにてあらたに熱を発生しており、また、ドレン水が有する冷熱を単に排熱しているだけであるので、既に有する熱を有効に活用できていなかった。
In the thing of the said patent document 2, since it is not necessary to provide a drain water drainage facility newly, the simplification of a structure can be aimed at. However, a new evaporation chamber equipped with a heater has to be provided, which still causes a complicated structure.
Moreover, since the drain water is evaporated by the heating of the heater in the one described in Patent Document 2, heat is newly generated by the heater, and the cold heat of the drain water is simply exhausted. Therefore, the heat already possessed could not be effectively utilized.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の簡素化を図ることができながら、熱の有効活用を図ることができる温度調整装置を提供する点にある。 The present invention has been made paying attention to this point, and an object of the present invention is to provide a temperature adjusting device capable of effectively utilizing heat while simplifying the configuration.
この目的を達成するために、本発明に係る温度調整装置の特徴構成は、圧縮機、凝縮器、膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、前記蒸発器内を流れる冷媒を熱源として温調対象空気を冷却させる温度調整装置において、
前記蒸発器にて発生するドレン水を冷却用熱交換器に滴下するドレン水滴下手段と、前記冷却用熱交換器に滴下されるドレン水に対して前記温調対象空気の一部を通風させる通風手段と、前記冷却用熱交換器内を前記温調対象空気とは別の別温調対象流体を通流させて、前記ドレン水の蒸発潜熱を利用して前記別温調対象流体を冷却させる別温調対象流体冷却手段とを備えている点にある。
In order to achieve this object, the characteristic configuration of the temperature adjusting device according to the present invention is provided with a refrigeration cycle for circulating a refrigerant in the order of a compressor, a condenser, an expansion unit, and an evaporator, and the refrigerant flowing in the evaporator In the temperature adjustment device that cools the temperature-controlled air as a heat source,
Drain water dripping means for dripping drain water generated in the evaporator to the cooling heat exchanger, and a part of the temperature adjustment target air to the drain water dripped to the cooling heat exchanger. A temperature control target fluid different from the temperature control air is passed through the ventilation means and the cooling heat exchanger, and the temperature control target fluid is cooled using the latent heat of evaporation of the drain water. Another temperature adjustment target fluid cooling means to be provided.
本特徴構成によれば、冷却用熱交換器では、ドレン水滴下手段によりドレン水を滴下させ、滴下されるドレン水に対して通風手段により温調対象空気の一部が通風される。これにより、ドレン水は蒸発してそのときの蒸発潜熱により冷却用熱交換器の周囲の空気等を冷却させる。例えば、工場等では温調対象空気を温調することに加えて、圧縮空気等の温調対象空気とは別の別温調対象流体をも温調することが求められる場合がある。そこで、冷却用熱交換器内には、別温調対象流体冷却手段により別温調対象流体を通流させている。これにより、ドレン水の蒸発潜熱により冷却された冷却用熱交換器の周囲の空気と別温調対象流体とを熱交換させて、或いは、ドレン水の蒸発潜熱と別温調対象流体とを直接熱交換させて、別温調対象流体を冷却させることができる。このようにして、温調対象空気を冷却するだけでなく、別温調対象流体をも冷却することができ、別温調対象流体をも温調したいという要望に応えることができる。しかも、別温調対象流体を冷却させる際の熱源は、ドレン水が有する冷熱を用いているので、別温調対象流体を冷却させるための熱源をあらたに設けなくてもよい。さらに、ドレン水は、冷却用熱交換器において蒸発されるので、ドレン水を装置外に排出させるためのドレン水排水設備をあらたに設ける必要もない。
以上のことから、構成の簡素化及びコストの低減を図ることができながら、ドレン水が有する冷熱を用いて別温調対象流体をも冷却させることができ、熱の有効活用を図ることができる温度調整装置を実現できる。
According to this characteristic configuration, in the cooling heat exchanger, the drain water is dropped by the drain water dropping means, and a part of the temperature-controlled air is ventilated by the ventilation means to the dripped drain water. As a result, the drain water evaporates, and the air around the cooling heat exchanger is cooled by the latent heat of vaporization at that time. For example, in a factory or the like, in addition to adjusting the temperature of the temperature adjustment target air, it may be required to adjust the temperature of another temperature adjustment target fluid other than the temperature adjustment target air such as compressed air. Therefore, another temperature adjustment target fluid is caused to flow through the cooling heat exchanger by another temperature adjustment target fluid cooling means. As a result, heat exchange is performed between the air around the cooling heat exchanger cooled by the latent heat of evaporation of the drain water and the target fluid for temperature adjustment, or the latent heat of evaporation of the drain water and the target fluid for another temperature control are directly exchanged. Heat exchange can be performed to cool the separate temperature control target fluid. In this way, not only the temperature adjustment target air can be cooled, but also the other temperature adjustment target fluid can be cooled, and the demand for adjusting the temperature of the other temperature adjustment target fluid can be met. And since the heat source at the time of cooling another temperature control object fluid uses the cold heat which drain water has, it is not necessary to newly provide the heat source for cooling another temperature control object fluid. Furthermore, since the drain water is evaporated in the cooling heat exchanger, it is not necessary to newly provide a drain water drainage facility for discharging the drain water to the outside of the apparatus.
From the above, while the structure can be simplified and the cost can be reduced, the temperature control target fluid can be cooled using the cooling heat of the drain water, and the heat can be effectively utilized. A temperature control device can be realized.
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記蒸発器内を流れる冷媒を熱源として冷却された前記温調対象空気を加熱する加熱手段を備え、前記通風手段は、前記加熱手段にて加熱された後の前記温調対象空気の一部を前記ドレン水に対して通風させるように構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the temperature adjusting device according to the present invention includes a heating unit that heats the temperature-controlled air that is cooled by using the refrigerant flowing in the evaporator as a heat source, and the ventilation unit is the heating unit. It exists in the point comprised so that a part of said temperature control object air after heating may be ventilated with respect to the said drain water.
本特徴構成によれば、ドレン水に対して通風させる温調対象空気を、加熱手段にて加熱された後の湿度の低い極力乾いた空気とすることができる。これにより、ドレン水を積極的に蒸発させることができ、ドレン水の蒸発潜熱を利用して別温調対象流体を的確に冷却させることができる。 According to this characteristic configuration, the temperature-controlled air to be ventilated with respect to the drain water can be made as dry air as possible with low humidity after being heated by the heating means. As a result, the drain water can be positively evaporated, and the separate temperature adjustment target fluid can be accurately cooled using the latent heat of evaporation of the drain water.
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記通風手段は、前記ドレン水に対して通風させる前記温調対象空気の通風量を調整自在に構成されている点にある。 A further characteristic configuration of the temperature adjustment device according to the present invention is that the ventilation means is configured to freely adjust the ventilation amount of the temperature adjustment target air to be ventilated to the drain water.
本特徴構成によれば、別温調対象流体を冷却させるために必要となる通風量となるように、ドレン水に対して通風させる温調対象空気の通風量を調整することができ、別温調対象流体の冷却を確実に行うことができる。
また、加熱手段にて加熱された後の温調対象空気は、温調対象空間を温調するための目標温度に温調されているので、ドレン水に対して必要以上に温調対象空気を通風させると、温調対象空気を温調させるための熱を無駄に排熱することになる。そこで、例えば、ドレン水に対して通風させる温調対象空気を加熱手段にて加熱された後の温調対象空気とする場合には、別温調対象流体を冷却させるために必要となる最低の通風量に調整することができる。これにより、温調対象空気を温調させるための熱を無駄に排熱するのを防止して、熱の有効活用をより一層図ることができる。
According to this characteristic configuration, the ventilation amount of the temperature adjustment target air to be ventilated with respect to the drain water can be adjusted so that the ventilation amount required for cooling the separate temperature adjustment target fluid can be obtained. Cooling of the fluid to be adjusted can be performed reliably.
In addition, since the temperature adjustment target air after being heated by the heating means is adjusted to the target temperature for adjusting the temperature adjustment target space, the temperature adjustment target air is more than necessary for the drain water. When ventilating, the heat for adjusting the temperature of the temperature adjustment target air is wasted. Therefore, for example, when the temperature adjustment target air to be ventilated to the drain water is the temperature adjustment target air heated by the heating means, the minimum required for cooling the separate temperature adjustment target fluid It is possible to adjust the ventilation rate. Thereby, it is possible to prevent the heat for adjusting the temperature of the temperature adjustment target air from being wasted and to further effectively use the heat.
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記蒸発器において前記冷媒と熱伝達用液体とを熱交換させて前記熱伝達用液体を冷却させる熱伝達用液体冷却手段と、冷却された前記熱伝達用液体と前記温調対象空気とを熱交換させて前記温調対象空気を冷却させる温調対象空気冷却用熱交換器とを備え、前記ドレン水滴下手段は、前記蒸発器にて発生するドレン水及び前記温調対象空気冷却用熱交換器にて発生するドレン水を前記冷却用熱交換器に滴下するように構成されている点にある。 The temperature control device according to the present invention is further characterized in that a heat transfer liquid cooling means that cools the heat transfer liquid by exchanging heat between the refrigerant and the heat transfer liquid in the evaporator and cooled. A heat exchanger for cooling the temperature adjustment target air that cools the temperature adjustment target air by exchanging heat between the heat transfer liquid and the temperature adjustment target air, and the drain water dripping means is the evaporator. The drain water that is generated and the drain water that is generated in the temperature-controlled air cooling heat exchanger are configured to be dropped onto the cooling heat exchanger.
蒸発器における冷媒を熱源として温調対象空気を冷却させるに当たり、蒸発器において冷媒と温調対象空気とを熱交換させると、温調対象空気を均一に冷却することが難しい。すなわち、例えば、冷媒の状態変化の度合い等によって蒸発器における入口側を通流する冷媒の温度と出口側を通流する冷媒の温度とが異なる等、蒸発器の全体に亘って冷媒の温度を均一にすることが難しい。よって、蒸発器において冷媒にて温調対象空気を冷却すると、温調対象空気を均一に冷却することが難しく、温調対象空気に温度むらが生じる場合がある。 When the temperature adjustment target air is cooled by using the refrigerant in the evaporator as a heat source, if the refrigerant and the temperature adjustment target air are heat-exchanged in the evaporator, it is difficult to uniformly cool the temperature adjustment target air. That is, for example, the temperature of the refrigerant flowing throughout the evaporator is different such that the temperature of the refrigerant flowing through the inlet side of the evaporator differs from the temperature of the refrigerant flowing through the outlet side depending on the degree of change in the state of the refrigerant. Difficult to make uniform. Therefore, when the temperature adjustment target air is cooled by the refrigerant in the evaporator, it is difficult to uniformly cool the temperature adjustment target air, and temperature unevenness may occur in the temperature adjustment target air.
そこで、本特徴構成によれば、熱伝達用液体冷却手段によって、蒸発器において冷媒にて温調対象空気を冷却させるのではなく、冷媒にて熱伝達用液体を冷却させている。そして、温調対象空気冷却用熱交換器では、冷却された熱伝達用液体と温調対象空気とを熱交換させて温調対象空気を冷却させる。熱伝達用液体は、冷媒と比べて比重が大きいので、熱伝達用液体と温調対象空気とを熱交換させる際に、熱伝達用液体の温度を均一にすることができる。よって、温調対象空気を温度むらがなく均一な温度に冷却することができる。しかも、温調対象空気冷却用熱交換器にてドレン水が発生するが、このドレン水もドレン水滴下手段により冷却用熱交換器に滴下される。これにより、蒸発器にて発生するドレン水及び温調対象空気冷却用熱交換器にて発生するドレン水が有する冷熱を用いて、冷却用熱交換器にて別温調対象流体を効率よく且つ的確に冷却させることができる。 Therefore, according to the present characteristic configuration, the heat transfer liquid cooling means cools the heat transfer liquid using the refrigerant instead of cooling the temperature adjustment target air using the refrigerant in the evaporator. In the heat exchanger for cooling the temperature adjustment target air, the temperature adjustment target air is cooled by exchanging heat between the cooled heat transfer liquid and the temperature adjustment target air. Since the specific gravity of the heat transfer liquid is larger than that of the refrigerant, the heat transfer liquid can be made uniform in temperature when heat exchange is performed between the heat transfer liquid and the temperature adjustment target air. Therefore, the temperature adjustment target air can be cooled to a uniform temperature without temperature unevenness. In addition, drain water is generated in the heat control air cooling heat exchanger, and this drain water is also dropped into the cooling heat exchanger by the drain water dropping means. Thus, the drainage water generated in the evaporator and the cold heat of the drainage water generated in the temperature control target air cooling heat exchanger can be used to efficiently separate the temperature control target fluid in the cooling heat exchanger and It can be cooled accurately.
本発明に係る温度調整装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この温度調整装置は、図1に示すように、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3(膨張部に相当する)、蒸発器4の順に冷媒A(図中点線矢印参照)を循環させる冷媒回路5を備えた冷凍サイクルCと、蒸発器4において冷媒Aにて冷却された熱伝達用液体B(図中実線矢印参照)を循環させる液体回路6とを備えて構成されている。ここで、熱伝達用液体Bとして、例えば水が用いられている。
An embodiment of a temperature control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this temperature adjusting device circulates a refrigerant A (see the dotted arrow in the figure) in the order of a
この温度調整装置は、蒸発器4において冷媒Aにて熱伝達用液体Bを冷却させ、その冷却された熱伝達用液体Bにて温調対象空気Pを冷却するように構成されている。ここで、温調対象空気Pは、例えば、温調対象空間を温調するために温調対象空間に供給され、温調対象空間から温度調整装置に戻されるように、温調対象空間と温度調整装置との間で循環されている。そして、この温度調整装置は、蒸発器4にて発生するドレン水W及び熱伝達用液体Bにて温調対象空気Pを冷却する際に温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生するドレン水Wを熱源として別温調対象流体Qを冷却させるように構成されている。ここで、別温調対象流体Qは、例えば、圧縮空気が用いられている。 This temperature adjusting device is configured to cool the heat transfer liquid B with the refrigerant A in the evaporator 4 and cool the temperature adjustment target air P with the cooled heat transfer liquid B. Here, the temperature adjustment target air P is supplied to the temperature adjustment target space, for example, in order to adjust the temperature of the temperature adjustment target space, and is returned from the temperature adjustment target space to the temperature adjustment device. It is circulated with the adjusting device. And this temperature control apparatus generate | occur | produces in the heat exchanger 7 for temperature control object air cooling, when cooling the temperature control object air P with the drain water W and the heat transfer liquid B which generate | occur | produce in the evaporator 4. The temperature control target fluid Q is cooled by using the drain water W as a heat source. Here, as the separate temperature adjustment target fluid Q, for example, compressed air is used.
液体回路6には、熱伝達用液体Bの流れ方向において、冷媒Aにて熱伝達用液体Bを冷却させる蒸発器4、蒸発器4にて冷却された熱伝達用液体Bと温調対象空気Pとを熱交換させる温調対象空気冷却用熱交換器7と、熱伝達用液体Bを循環させる液体ポンプ8と、熱伝達用液体Bと圧縮機1から吐出された冷媒Aの一部とを熱交換させる第1再熱器9とが備えられている。熱伝達用液体冷却手段10は、液体回路6及び液体ポンプ8を備え、蒸発器4において冷媒Aと熱伝達用液体Bとを熱交換させて熱伝達用液体Bを冷却させるように構成されている。熱伝達用液体Bは、蒸発器4において冷媒Aにて冷却され、その冷却により取得した冷熱を用いて温調対象空気冷却用熱交換器7にて温調対象空気Pを冷却させるように構成されている。
The
温度調整装置には、温調対象空気Pを送風させる送風ファン11と、温調対象空気冷却用熱交換器7において熱伝達用液体Bにて冷却された温調対象空気Pと圧縮機1から吐出された冷媒Aの一部とを熱交換させる第2再熱器12(加熱手段に相当する)とが設けられている。これにより、温調対象空気Pは、温調対象空気冷却用熱交換器7において熱伝達用液体Bにて冷却されたのち、第2再熱器12において冷媒Aにて所望温度に加熱されて温調対象空間に供給される。
The temperature adjusting device includes a
本発明に係る温度調整装置では、図1及び図2に示すように、蒸発器4及び温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生するドレン水Wを冷却用熱交換器13に滴下するとともに、その滴下されるドレン水Wに対して温調対象空気Pの一部を通風させてドレン水Wを蒸発させる。図2は、ドレン水Wの蒸発潜熱を利用して別温調対象流体Qを冷却させるときの状態を模式的に示している。そして、図2では、冷却用熱交換器13への別温調対象流体Qの入口側のみ図示しており、冷却用熱交換器13からの別温調対象流体Qの出口側については省略している。冷却用熱交換器13内に別温調対象流体Qを通流させておき、ドレン水Wが蒸発するときの蒸発潜熱を利用して別温調対象流体Qを冷却させている。
本発明に係る温度調整装置では、ドレン水滴下手段14と通風手段15と別温調対象流体冷却手段16とを備えているので、以下、夫々について説明する。
In the temperature control apparatus according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the drain water W generated in the evaporator 4 and the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7 is dropped into the
Since the temperature adjusting device according to the present invention includes the drain water dripping means 14, the ventilation means 15, and the separate temperature adjustment target fluid cooling means 16, each will be described below.
ドレン水滴下手段14は、蒸発器4にて発生するドレン水W、及び、温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生するドレン水Wを冷却用熱交換器13に滴下するように構成されている。ドレン水滴下手段14は、蒸発器4及び温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生するドレン水Wを受け止め回収するドレンパン17と、そのドレンパン17にて回収したドレン水Wを冷却用熱交換器13に導いて冷却用熱交換器13の上方から滴下するドレン水供給路18とを備えている。
図1に示すものでは、ドレン水滴下手段14が、蒸発器4及び温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生したドレン水Wをそのまま供給しているが、例えば、ドレン水供給路18の途中にドレン水貯留部等を備えて、一旦、蒸発器4及び温調対象空気冷却用熱交換器7にて発生したドレン水Wをドレン水貯留部に設定量貯留し、その設定量のドレン水Wを冷却用熱交換器13の上方から滴下するように構成することもできる。
The drain water dropping means 14 is configured to drop the drain water W generated in the evaporator 4 and the drain water W generated in the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7 onto the
In the example shown in FIG. 1, the drain water dripping means 14 supplies the drain water W generated in the evaporator 4 and the temperature control target air cooling heat exchanger 7 as it is, but for example, the drain
通風手段15は、冷却用熱交換器13に滴下されるドレン水Wに対して、第2再熱器12にて加熱された後の温調対象空気Pの一部を通風させるように構成されている。これにより、ドレン水Wに対して通風させる温調対象空気Pを湿度の低い極力乾いた空気とすることができ、ドレン水Wを積極的に蒸発させることができる。よって、ドレン水Wの蒸発潜熱を利用して別温調対象流体Qを的確に冷却させることができる。通風手段15は、送風ファン11と、第2再熱器12にて加熱された後の温調対象空気Pの一部を分岐して冷却用熱交換器13に導く通風路19とを備えている。通風路19は、図2に示すように、冷却用熱交換器13に導いた温調対象空気Pを、冷却用熱交換器13の横側部からフィン13b同士の間等を通過させて通風させるように構成されている。通風路19の途中には、温調対象空気Pの通風量を調整自在な通風量調整弁20が設けられており、通風手段15は、通風量調整弁20の開度を調整することにより、冷却用熱交換器13内のドレン水Wに対して通風させる温調対象空気Pの通風量を調整自在に構成されている。
The ventilation means 15 is configured to allow a part of the temperature adjustment target air P after being heated by the
別温調対象流体冷却手段16は、冷却用熱交換器13内を別温調対象流体Qを通流させて、ドレン水Wの蒸発潜熱を利用して別温調対象流体Qを冷却させるように構成されている。図2に示すように、冷却用熱交換器13は、例えば、フィンチューブ型の熱交換器にて構成されており、別温調対象流体Qを通流させる別温調対象流体通流路21は、冷却用熱交換器13のチューブ13aの入口側及び出口側の夫々に接続されている。これにより、蒸発されたドレン水Wの蒸発潜熱により冷却用熱交換器13の周囲の空気を冷却し、その冷却された空気と冷却用熱交換器13のチューブ13a内を通流する別温調対象流体Qとを熱交換させて、或いは、ドレン水Wの蒸発潜熱と別温調対象流体Qとを直接熱交換させて、別温調対象流体Qを冷却させるようにしている。別温調対象流体冷却手段16は、別温調対象流体通流路21を備えている。
The separate temperature adjustment target fluid cooling means 16 allows the separate temperature adjustment target fluid Q to flow through the
温度調整装置には、冷却用熱交換器13にて冷却された別温調対象流体Qと圧縮機1から吐出された冷媒Aの一部と熱交換させる第3再熱器22が設けられている。これにより、別温調対象流体Qは、冷却用熱交換器13においてドレン水Wを熱源として冷却されたのち、第3再熱器22において冷媒Aにて所望温度に加熱されて、目的の供給箇所に供給される。
The temperature adjusting device is provided with a
冷媒回路5において、圧縮機1と凝縮器2との間から分岐されて凝縮器2と膨張弁3との間に合流される分岐合流路23が設けられている。そして、分岐合流路23は、互いに並列状態で接続された第1分岐合流路24と第2分岐合流路25と第3分岐合流路26とを備えている。
第1分岐合流路24には、冷媒Aの流れ方向の上流側から順に、冷媒Aの断続及び冷媒Aの流量を調整自在な第1冷媒調整弁27、第1再熱器9が設けられている。第2分岐合流路25には、冷媒Aの流れ方向の上流側から順に、冷媒Aの断続及び冷媒Aの流量を調整自在な第2冷媒調整弁28、第2再熱器12が設けられている。第3分岐合流路26には、冷媒Aの流れ方向の上流側から順に、冷媒Aの断続及び冷媒Aの流量を調整自在な第3冷媒調整弁29、第3再熱器22が設けられている。
In the
A first
温調対象空気P及び別温調対象流体Qを温調させるときの動作について説明する。
まず、蒸発器4を流れる冷媒Aの冷熱を熱伝達用液体Bが取得するために、蒸発器4において冷媒Aと熱伝達用液体Bとを熱交換させて冷媒Aにて熱伝達用液体Bを所望温度に冷却する。例えば、蒸発器4を通流させる冷媒Aの通流量や熱伝達用液体Bの通流量等を調整することにより、熱伝達用液体Bを所望温度に冷却させる。そして、例えば、蒸発器4に供給される熱伝達用液体Bの温度を20℃とし、蒸発器4を通過した熱伝達用液体Bの温度を17℃としている。
The operation when the temperature adjustment target air P and the separate temperature adjustment target fluid Q are adjusted will be described.
First, in order for the heat transfer liquid B to acquire the cold heat of the refrigerant A flowing through the evaporator 4, the refrigerant A and the heat transfer liquid B are exchanged in the evaporator 4, and the heat transfer liquid B is used in the refrigerant A. Is cooled to the desired temperature. For example, the heat transfer liquid B is cooled to a desired temperature by adjusting the flow rate of the refrigerant A flowing through the evaporator 4 and the flow rate of the heat transfer liquid B. For example, the temperature of the heat transfer liquid B supplied to the evaporator 4 is 20 ° C., and the temperature of the heat transfer liquid B that has passed through the evaporator 4 is 17 ° C.
このように熱伝達用液体Bが取得した冷熱を用いて、温調対象空気冷却用熱交換器7において熱伝達用液体Bにて温調対象空気Pを所望温度に冷却する。例えば、温調対象空気冷却用熱交換器7を通過した温調対象空気Pの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて熱伝達用液体Bの通流量等を調整することにより、温調対象空気Pを例えば18℃±1℃の所望温度に冷却させる。このとき、例えば、温調対象空気冷却用熱交換器7に供給される熱伝達用液体Bの温度を17℃とし、温調対象空気冷却用熱交換器7を通過した熱伝達用液体Bの温度を18℃としている。一方、温調対象空気冷却用熱交換器7に供給される温調対象空気Pの温度を25℃としている。 In this way, the temperature control target air P is cooled to a desired temperature by the heat transfer liquid B in the temperature control target air cooling heat exchanger 7 using the cold heat acquired by the heat transfer liquid B. For example, by adjusting the flow rate of the heat transfer liquid B based on detection information of a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the temperature adjustment target air P that has passed through the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7. Then, the temperature adjustment target air P is cooled to a desired temperature of 18 ° C. ± 1 ° C., for example. At this time, for example, the temperature of the heat transfer liquid B supplied to the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7 is 17 ° C., and the heat transfer liquid B that has passed through the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7 The temperature is 18 ° C. On the other hand, the temperature of the temperature control target air P supplied to the temperature control target air cooling heat exchanger 7 is set to 25 ° C.
そして、温調対象空気冷却用熱交換器7にて冷却された温調対象空気Pが、第2再熱器12にて所望温度に加熱されて温調対象空間に供給される。例えば、第2再熱器12を通過した温調対象空気Pの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて第2冷媒調整弁28の開度等を調整することにより、温調対象空気Pを例えば20±0.1℃の所望温度に精密に温調させる。
Then, the temperature adjustment target air P cooled by the temperature adjustment target air cooling heat exchanger 7 is heated to a desired temperature by the
蒸発器4では、冷媒Aと熱伝達用液体Bとを熱交換させて熱伝達用液体Bを冷却させるが、このときドレン水Wが発生するので、そのドレン水Wをドレンパン17にて回収する。また、温調対象空気冷却用熱交換器7では、熱伝達用液体Bと温調対象空気Pとを熱交換させて温調対象空気Pを冷却させるが、このときドレン水Wが発生するので、そのドレン水Wをドレンパン17にて回収する。例えば、温調対象空間に、精密加工機等が設置されていると、精密加工機から発生した蒸気が温調対象空気に含まれることになる。よって、温調対象空間と温度調整装置との間で温調対象空気Pを循環させるものでは、温調対象空気冷却用熱交換器7において多くのドレン水Wが発生することになる。
蒸発器4及び温調対象空気冷却用熱交換器7のドレンパン17にて回収されたドレン水Wは、ドレン水供給路18にて冷却用熱交換器13に導かれ、冷却用熱交換器13の上方から冷却用熱交換器13に滴下される。
In the evaporator 4, the heat transfer liquid B is cooled by exchanging heat between the refrigerant A and the heat transfer liquid B. At this time, since the drain water W is generated, the drain water W is recovered by the
The drain water W collected in the
第2再熱器12にて所望温度に加熱された温調対象空気Pは、温調対象空間に供給させるだけでなく、通風路19によりその一部が分岐されて冷却用熱交換器13に導かれ、冷却用熱交換器13に滴下されるドレン水Wに対して通風される。これにより、冷却用熱交換器13に滴下されるドレン水Wの温度は例えば9〜15℃であるが、このドレン水Wが蒸発してそのときの蒸発潜熱により冷却用熱交換器13の周囲の空気が冷却され、その冷却された空気と別温調対象流体Qとの熱交換、或いは、ドレン水Wの蒸発潜熱と別温調対象流体Qとの直接的な熱交換により別温調対象流体Qを冷却させる。そして、ドレン水Wに対して通風させる温調対象空気Pの通風量は、通風量調整弁20の開度を調整することにより調整される。例えば、冷却用熱交換器13に供給される別温調対象流体Qの温度を25℃とし、冷却用熱交換器13を通過した別温調対象流体Qの温度が目標温度(例えば18℃)になるように、ドレン水Wに対して通風させる温調対象空気Pの通風量が調整される。これにより、例えば、別温調対象流体Qを冷却させるために必要となる最低の通風量に調整することができ、温調対象空気Pを温調させるための熱を無駄に排熱するのを防止して、熱の有効活用をより一層図ることができる。このような温調対象空気Pの通風量の調整は、例えば、装置の使用初期等に行い、その後は調整した一定の通風量となるようにしている。
The temperature adjustment target air P heated to the desired temperature by the
冷却用熱交換器13にて冷却された別温調対象流体Qは、第3再熱器22にて所望温度に加熱されて、別温調対象流体Qを使用する目的の箇所に供給される。例えば、第3再熱器22を通過した別温調対象流体Qの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて第3冷媒調整弁29の開度等を調整することにより、別温調対象流体Qを例えば20℃の所望温度に温調させる。
The separate temperature control target fluid Q cooled by the
ちなみに、液体回路6に第1再熱器9を設けているので、温調対象空気Pや別温調対象流体Qを温調させる必要がない無負荷状態であるときに、第1冷媒調整弁27を開弁することにより第1再熱器9において冷媒Aにて熱伝達用液体Bを加熱させる。そして、第1再熱器9にて加熱された熱伝達用液体Bを蒸発器4に供給することにより、蒸発器4における凍結等を防止するようにしている。
Incidentally, since the
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態において、第1再熱器9、第2再熱器12、第3再熱器22の夫々について、例えば、電気ヒータ等の加熱手段に代えて実施することもできる。また、第1再熱器9及び第3再熱器22については省略することもできる。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, each of the
(2)上記実施形態では、通風手段15が、第2再熱器12にて加熱された後の温調対象空気Pの一部を通風させているが、温調対象空気Pの一部であればよく、第2再熱器12にて加熱された後の温調対象空気Pに限られない。例えば、図1において、二点鎖線にて示すように、温調対象空気冷却用熱交換器7に供給する前の温調対象空気Pの一部をドレン水Wに対して通風させることもできる。この場合には、図1において、点線にて示すように、温調対象空気冷却用熱交換器7に供給する前の温調対象空気Pの一部を冷却用熱交換器13に導く流路にバルブを設け、そのバルブによりドレン水Wに対して通風させる温調対象空気Pの通風量を調整可能に構成されている。
(2) In the above-described embodiment, the ventilation means 15 ventilates a part of the temperature adjustment target air P after being heated by the
(3)上記実施形態では、別温調対象流体Qを圧縮空気としているが、温調対象空気と別温調対象流体とは別の流体であればよく、例えば、各種機器を冷却するために用いる冷却水を別温調対象流体Qとすることも可能である。 (3) In the above embodiment, the separate temperature adjustment target fluid Q is compressed air, but the temperature adjustment target air and the separate temperature adjustment target fluid may be different fluids, for example, for cooling various devices. It is also possible to use the cooling water to be used as another temperature control target fluid Q.
(4)上記実施形態では、液体回路6を設け、蒸発器4において冷媒Aにて冷却された熱伝達用液体Bを温調対象空気冷却用熱交換器7に供給することにより、温調対象空気Pを冷却させるようにしているが、例えば、蒸発器4において冷媒Aと温調対象空気Pとを熱交換させて冷媒Aにて温調対象空気Pを直接冷却させるようにしてもよい。この場合には、ドレン水滴下手段14は、蒸発器4にて発生するドレン水Wのみ冷却用熱交換器13に滴下することになる。
(4) In the above embodiment, the
本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、前記蒸発器内を流れる冷媒を熱源として温調対象空気を冷却させ、構成の簡素化を図ることができながら、熱の有効活用を図ることができる各種の温度調整装置に適応可能である。 The present invention includes a refrigeration cycle in which a refrigerant is circulated in the order of a compressor, a condenser, an expansion unit, and an evaporator. However, it can be applied to various temperature control devices that can effectively use heat.
1 圧縮機
2 凝縮器
3 膨張部(膨張弁)
4 蒸発器
7 温調対象空気冷却用熱交換器
10 熱伝達用液体冷却手段
12 加熱手段(第2再熱器)
13 冷却用熱交換器
14 ドレン水滴下手段
15 通風手段
16 別温調対象流体冷却手段
A 冷媒
B 熱伝達用液体
C 冷凍サイクル
P 温調対象空気
Q 別温調対象流体
W ドレン水
DESCRIPTION OF
4 Evaporator 7 Temperature-controlled air
13
Claims (4)
前記蒸発器にて発生するドレン水を冷却用熱交換器に滴下するドレン水滴下手段と、
前記冷却用熱交換器に滴下されるドレン水に対して前記温調対象空気の一部を通風させる通風手段と、
前記冷却用熱交換器内を前記温調対象空気とは別の別温調対象流体を通流させて、前記ドレン水の蒸発潜熱を利用して前記別温調対象流体を冷却させる別温調対象流体冷却手段とを備えている温度調整装置。 A temperature adjustment device that includes a refrigeration cycle that circulates refrigerant in the order of a compressor, a condenser, an expansion unit, and an evaporator, and that cools temperature-controlled air using the refrigerant flowing in the evaporator as a heat source,
Drain water dropping means for dripping drain water generated in the evaporator to a cooling heat exchanger;
Ventilation means for ventilating a part of the temperature control target air to drain water dripped into the cooling heat exchanger;
Another temperature control in which the other temperature control target fluid different from the temperature control target air is allowed to flow through the cooling heat exchanger, and the other temperature control target fluid is cooled using the latent heat of evaporation of the drain water. A temperature adjusting device comprising a target fluid cooling means.
前記通風手段は、前記加熱手段にて加熱された後の前記温調対象空気の一部を前記ドレン水に対して通風させるように構成されている請求項1に記載の温度調整装置。 A heating unit that heats the temperature-controlled air that has been cooled using the refrigerant flowing in the evaporator as a heat source;
The temperature adjustment device according to claim 1, wherein the ventilation unit is configured to vent a part of the temperature adjustment target air heated by the heating unit through the drain water.
冷却された前記熱伝達用液体と前記温調対象空気とを熱交換させて前記温調対象空気を冷却させる温調対象空気冷却用熱交換器とを備え、
前記ドレン水滴下手段は、前記蒸発器にて発生するドレン水及び前記温調対象空気冷却用熱交換器にて発生するドレン水を前記冷却用熱交換器に滴下するように構成されている請求項1〜3の何れか1項に記載の温度調整装置。 Heat transfer liquid cooling means for cooling the heat transfer liquid by exchanging heat between the refrigerant and the heat transfer liquid in the evaporator;
A heat exchanger for cooling the temperature adjustment target air that cools the temperature adjustment target air by exchanging heat between the cooled liquid for heat transfer and the temperature adjustment target air;
The drain water dropping means is configured to drop the drain water generated in the evaporator and the drain water generated in the temperature adjustment target air cooling heat exchanger onto the cooling heat exchanger. Item 4. The temperature adjusting device according to any one of Items 1 to 3.
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JP2013257067A (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Sharp Corp | Air conditioner |
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- 2009-01-08 JP JP2009002680A patent/JP2010159925A/en active Pending
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