JP2010159928A - Air conditioner - Google Patents

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JP2010159928A JP2009002903A JP2009002903A JP2010159928A JP 2010159928 A JP2010159928 A JP 2010159928A JP 2009002903 A JP2009002903 A JP 2009002903A JP 2009002903 A JP2009002903 A JP 2009002903A JP 2010159928 A JP2010159928 A JP 2010159928A
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Inventor
Tomoaki Kobayakawa
智明 小早川
Mitsuaki Harada
光朗 原田
Takashi Izumi
尚 和泉
Hideaki Sato
英明 佐藤
Akihiko Aizawa
昭彦 相澤
Masahiro Obika
正弘 小比賀
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Nissan Motor Co Ltd
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air conditioner capable of precisely controlling a temperature and humidity, and saving energy and a space of an installation area. <P>SOLUTION: The air conditioner maintaining a predetermined temperature and humidity of an indoor space typically comprises: a plurality of ventilation passages 108 formed in a casing 102; a plurality of heat exchangers 112 provided in the ventilation passages to heat or cool air; a plurality of humidifiers 114 provided in the ventilation passages; an air blower 118 for sending air passing through the heat exchangers and the humidifiers to the indoor space; a heat pump 130 for heating or cooling a secondary refrigerant supplied to the heat exchangers; and a control part 120 for controlling a heat quantity of the heat exchangers and water supply to the humidifiers with respect to each of the ventilation passages based on the predetermined temperature. <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大型の空気調和機(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、空気調和機に供給された空気(外気)の温度および湿度を、当該空気調和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 clean rooms and factory production lines, etc., large-scale air conditioners (air conditioners that process only the outside air and blow air are referred to as outside air conditioners) in order to maintain the temperature and humidity of the indoor space at the predetermined temperature and humidity. (Hereinafter referred to as “air conditioner”). And by adjusting the temperature and humidity of the air (outside air) supplied to the air conditioner to a predetermined temperature and predetermined humidity in the air conditioner, and sending the adjusted air (process air) to the indoor space, The temperature and humidity of the indoor space are maintained at a predetermined temperature and a predetermined humidity.

従来の空気調和方式において説明する。図7は従来の空気調和機の一例を説明する図である。図7に示す空気調和機900は、ケーシング902の上流端に外気口902aを形成し、下流端に給気口902bを形成している。なお空気調和機900は、室内からの還気を利用せず、外気のみを調整して導入する構成の例である。   A conventional air conditioning system will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional air conditioner. An air conditioner 900 shown in FIG. 7 has an outside air port 902a formed at the upstream end of the casing 902 and an air supply port 902b formed at the downstream end. The air conditioner 900 is an example of a configuration in which only the outside air is adjusted and introduced without using the return air from the room.

ケーシング902の内部には、上流側から順に調整室904、送風機室906を有している。調整室904の内部には、上流側から順に、塵埃を除去するプレフィルタ910、さらに微細な塵埃を除去するフィルタ912、空気を加熱する加熱バーナ914、空気中の化学成分を除去するエアワッシャ916、空気を冷却する冷却器918、蒸気式の加湿器920、再熱用バーナ922が備えられている。エアワッシャ916の前後には、水滴の飛散を防止するためのエリミネータ(水切り板)が設けられる場合が多い。送風機室906には、温湿度を調整した空気を室内空間に送出する送風機924(シロッコファン等)が設けられている。   Inside the casing 902, there are an adjustment chamber 904 and a blower chamber 906 in order from the upstream side. Inside the adjustment chamber 904, in order from the upstream side, a pre-filter 910 that removes dust, a filter 912 that removes fine dust, a heating burner 914 that heats air, and an air washer 916 that removes chemical components in the air. , A cooler 918 for cooling air, a steam humidifier 920, and a reheating burner 922 are provided. In many cases, an eliminator (water draining plate) is provided in front of and behind the air washer 916 to prevent water droplets from scattering. The blower chamber 906 is provided with a blower 924 (such as a sirocco fan) that sends out air with adjusted temperature and humidity to the indoor space.

図8は従来の空気調和機における温度および湿度の変化を示す空気線図である。図中、夏場の高温高湿の外気をA1、夏場の所定温度および所定湿度である目標点をSA、冬場などの低温低湿の外気をB1、冬場の所定温度および所定湿度である目標点をSBとする。   FIG. 8 is an air diagram showing changes in temperature and humidity in a conventional air conditioner. In the figure, A1 is high temperature and high humidity outside air in summer, SA is a target point that is a predetermined temperature and predetermined humidity in summer, B1 is low temperature and low humidity outside air such as in winter, and SB is a target point that is predetermined temperature and predetermined humidity in winter. And

夏場の例について説明すると、高温高湿の外気A1を、冷却器918によって相対湿度100%となる点A2を超えて冷却すると、空気中の水蒸気は結露して、絶対湿度が低下する。そして所定の絶対湿度となった時点A3で再熱用バーナ922によって空気を加熱することにより、目標点SAに到達する。冬場の例について説明すると、低温低湿の外気B1を、加熱バーナ914によって所定温度となる点B2まで加熱し、蒸気式の加湿器920によって所定湿度まで加湿することにより、目標点SBに到達する。   Explaining an example in summer, when the high temperature and high humidity outside air A1 is cooled by the cooler 918 beyond the point A2 where the relative humidity becomes 100%, the water vapor in the air is condensed and the absolute humidity is lowered. Then, the air reaches the target point SA by heating the air with the reheating burner 922 at the time A3 when the absolute humidity is reached. An example in winter will be described. The low-temperature and low-humidity outside air B1 is heated to a point B2 having a predetermined temperature by the heating burner 914 and humidified to a predetermined humidity by the steam humidifier 920, thereby reaching the target point SB.

ここで加湿器は、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、例えばボイラで発生させた蒸気を熱交換器に噴霧している。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。   Here, the humidifier is roughly classified into a vaporizing humidifier, a steam humidifier, and a water spray humidifier depending on the method. 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, steam generated by a boiler is sprayed on a heat exchanger. 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を設置し、ボイラ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 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気調和機として、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、外気の湿度が低い場合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 is predetermined when performing a cooling operation. An air conditioning apparatus is disclosed that includes control means for operating the humidifier when it is lower than the reference value. According to this, when the cooling operation is performed when the humidity of the outside air is low, the outside air is humidified by the natural vaporizing type humidifier, so that the outside air is cooled and humidified at the same time, and the cooling and the humidity are maintained. It can be achieved at the same time.

図9は、気化式加湿器を用いた場合の温度および湿度の変化を示す空気線図である。冬場の例について説明すると、低温低湿の外気B1を、加熱バーナ914によってB3まで加熱し、気化式の加湿器(不図示)によって所定の絶対湿度となる点B4まで加湿する。このとき温湿度は図9に示すように等エンタルピ線をたどり、絶対湿度が上昇すると共に空気の温度が低下する。そして再熱用バーナ922によって加熱して、所定温度および所定湿度を示す目標点SBに到達する。すなわちはじめに加熱する点B3は、水の蒸発による温度低下を見込んだ高温にする必要がある。なおB4からSBまで再熱を行うのは湿度制御性向上のためであり、気化式加湿によって相対湿度を95%程度まで加湿した後に、加熱して所望の湿度まで低下させている。   FIG. 9 is an air line diagram showing changes in temperature and humidity when a vaporizing humidifier is used. An example in winter will be described. The low-temperature and low-humidity outside air B1 is heated to B3 by a heating burner 914, and is humidified to a point B4 having a predetermined absolute humidity by a vaporizing humidifier (not shown). At this time, the temperature and humidity follow an isoenthalpy line as shown in FIG. 9, and the absolute humidity increases and the temperature of the air decreases. And it heats with the reheat burner 922 and reaches | attains the target point SB which shows predetermined temperature and predetermined humidity. That is, the point B3 to be heated first needs to be a high temperature in consideration of a temperature decrease due to water evaporation. Reheating from B4 to SB is for improving humidity controllability, and after humidifying the relative humidity to about 95% by vaporization humidification, it is heated to lower it to a desired humidity.

また空気を加熱する熱源として、従来は上記の加熱バーナ914、再熱用バーナ922のようなバーナが用いられていた。しかしバーナは、空気が流通している状態では点火しにくいことから、ガスバルブが絞り状態であっても、火を消さずに低燃焼させていた。このため、省エネルギー化を図る上では限界があった。また、化石燃料を直接燃焼させる方式であるため、燃料費の高騰が直接生産コストに反映されてしまい、生産効率の改善効果が吸収されてしまう問題があった。   Conventionally, burners such as the above-described heating burner 914 and reheating burner 922 have been used as a heat source for heating air. However, since the burner is difficult to ignite in a state where air is circulating, even if the gas valve is in a throttle state, the burner has been made to burn low without extinguishing the fire. For this reason, there was a limit in achieving energy saving. In addition, since the fossil fuel is directly burned, the increase in fuel cost is directly reflected in the production cost, and the improvement effect of production efficiency is absorbed.

さらに、バーナの強弱はガスバルブの開閉によって行うが、外気変動に対して俊敏な応答をさせるために精密な制御を試みると、機器の起動、停止を頻発させてしまう。しかし機器の起動や停止には時間がかかるために、結局は設定温湿度に対して誤差が発生するという問題があった。   Furthermore, the burner is controlled by opening and closing the gas valve. However, if precise control is attempted in order to make an agile response to changes in the outside air, the device is frequently started and stopped. However, since it takes time to start and stop the device, there is a problem that an error occurs with respect to the set temperature and humidity.

そこで近年は、熱源として、ヒートポンプが利用され始めている。特許文献2には、ヒートポンプを熱源に利用した空気調和機が開示されている。ヒートポンプは熱交換サイクルを利用するものであって、水などの二次冷媒を加熱または冷却し、ケーシング内のコイルに流通させて空気と二次冷媒との間で熱交換を行わせる。ヒートポンプでは冷媒を循環させるポンプの動力が必要となるが、空気熱を吸収することによって、ボイラ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。   Therefore, in recent years, a heat pump has begun to be used as a heat source. Patent Document 2 discloses an air conditioner that uses a heat pump as a heat source. The heat pump uses a heat exchange cycle, and heats or cools a secondary refrigerant such as water, and distributes the heat between air and the secondary refrigerant through a coil in the casing. The heat pump requires the power of the pump that circulates the refrigerant. However, by absorbing air heat, it saves about 30% energy and about 50% carbon dioxide compared to the case where a combustion type device such as a boiler is used. Emissions 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.

特開平6−337151号公報JP-A-6-337151 特開2002−267230号公報JP 2002-267230 A

上述したように、空気調和機では気化式加湿器を用いることが好ましい。そのため、図9に示したように、高温高湿の夏場は冷却と加熱を、低温低湿の冬場は加熱と加湿、および再熱を行う必要がある。したがって空気調和機には、加熱器、冷却器、加湿器、および再熱器が必要となっている。特に、3種類もの熱交換器を備える必要があるために、空気調和機が必然的に大がかりとなり、その設置面積を縮小することも困難になっていた。   As described above, it is preferable to use a vaporizing humidifier in an air conditioner. Therefore, as shown in FIG. 9, it is necessary to perform cooling and heating in the high temperature and high humidity summer season, and heating, humidification, and reheating in the low temperature and low humidity winter season. Therefore, the air conditioner requires a heater, a cooler, a humidifier, and a reheater. In particular, since it is necessary to provide three types of heat exchangers, the air conditioner inevitably becomes large, and it is difficult to reduce the installation area.

また空気の流量を大きくしようとすると、必然的に熱交換器のコイルも長くなり、これに十分な熱量を供給しようとすれば二次冷媒の流量を増大させたり、二次冷媒の温度を上昇させたりする必要がある。しかしヒートポンプにおいて二次冷媒の流量を増大させたり、温度を高温にしたりすると、冷媒ポンプの圧縮仕事が増大し、COP(Coefficient Of Performance:成績係数)が著しく低下するという問題がある。そのため、効率のいいはずのヒートポンプであるが、その利益を万全には活用できずにいたのが現状である。   In addition, if the air flow rate is increased, the heat exchanger coil will inevitably become longer, and if sufficient heat is supplied, the secondary refrigerant flow rate will increase or the secondary refrigerant temperature will increase. It is necessary to let them. However, when the flow rate of the secondary refrigerant is increased or the temperature is increased in the heat pump, there is a problem that the compression work of the refrigerant pump increases and the COP (Coefficient Of Performance) is remarkably lowered. Therefore, although it is a heat pump that should be efficient, the current situation is that the profit cannot be fully utilized.

そこで本発明は、上記課題を鑑みて、温度及び湿度を精密に制御し、省エネルギー化および設置面積の省スペース化を図ることが可能な空気調和機を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an air conditioner capable of precisely controlling temperature and humidity to save energy and save installation space.

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、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、ケーシング内に設けられた複数の通風路と、通風路の夫々に設けられ空気を加熱または冷却する複数の熱交換器と、通風路の夫々に設けられた複数の加湿器と、熱交換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、熱交換器に供給する二次冷媒を加熱または冷却するヒートポンプと、所定温度に基づいて通風路ごとに熱交換器の熱量および加湿器への給水を調整する制御部と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of 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 a plurality of ventilation paths provided in the casing, A plurality of heat exchangers provided in each of the ventilation paths to heat or cool the air, a plurality of humidifiers provided in each of the ventilation paths, and air that has passed through the heat exchanger and the humidifier are sent to the indoor space. A blower, a heat pump that heats or cools the secondary refrigerant supplied to the heat exchanger, and a control unit that adjusts the amount of heat of the heat exchanger and the water supply to the humidifier for each ventilation path based on a predetermined temperature. It is characterized by that.

上記構成によれば、空気調和機のケーシング内を複数の通風路に分けて、通風路ごとに熱交換器と加湿器を設けることにより、それぞれの通風路に独立した空気調和の機能を持たせることができる。そして通風路ごとに空気処理の度合いを変えて、混合により所定温度および所定湿度の空気を得ることができるため、熱負荷に応じて稼働させる台数を増減させることができる。したがって、必要な分のみのヒートポンプを稼働させればよいため、省エネルギー化を図ることができる。またそれぞれの通風路においては熱交換器が1つ(1種類)でよいため、空気を流通させるための圧力損失を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。さらに、熱交換器が1つでよいことから空気調和機の全長を短くすることができ、省スペース化を図ることができる。   According to the above configuration, the inside of the casing of the air conditioner is divided into a plurality of ventilation paths, and a heat exchanger and a humidifier are provided for each ventilation path, so that each ventilation path has an independent air conditioning function. be able to. And since the air processing degree can be changed for every ventilation path and the air of predetermined temperature and predetermined humidity can be obtained by mixing, the number of units operated according to a heat load can be increased or decreased. Therefore, it is only necessary to operate the heat pump only for the necessary amount, so that energy saving can be achieved. Moreover, since only one (one type) heat exchanger is required in each ventilation path, pressure loss for circulating air can be reduced, and energy saving can be achieved. Furthermore, since only one heat exchanger is required, the overall length of the air conditioner can be shortened, and space saving can be achieved.

通風路は、ケーシング内において空気の進行方向に対して直交する面をマトリクス状に仕切られていてもよい。なお、仕切り板は固定的に設定していてもよく、位置調整可能または着脱可能に取り付けられていてもよい。さらには、仕切り板を設けずに、気流によって通風路を構成してもよい。   The ventilation path may be partitioned in a matrix shape on the surface orthogonal to the air traveling direction in the casing. In addition, the partition plate may be set fixedly, and may be attached so that position adjustment is possible or detachable. Furthermore, you may comprise a ventilation path by airflow, without providing a partition plate.

これにより、ケーシング内において加熱を行う通風路と冷却を行う通風路とを分散させて選択することができる。したがってケーシング内を流通する空気を平均的に加熱、冷却、および加湿を行うことができ、処理後の空気を混合させることにより、温度及び湿度の分布が均質な空気を供給することができる。   Thereby, the ventilation path which heats in the casing, and the ventilation path which cools can be distributed and selected. Therefore, the air flowing through the casing can be heated, cooled, and humidified on average, and air having a uniform temperature and humidity distribution can be supplied by mixing the processed air.

複数の熱交換器は、夫々が個別のヒートポンプに接続され、熱交換器の二次冷媒配管はヒートポンプの蒸発器または凝縮器に切り替えて流通可能であってもよい。   Each of the plurality of heat exchangers may be connected to an individual heat pump, and the secondary refrigerant piping of the heat exchanger may be switched to the evaporator or the condenser of the heat pump to be circulated.

すなわち、複数の熱交換器に対して、1対1でヒートポンプを備えていてもよい。これにより個別の温度制御が可能となり、必要分の温度を供給すればよいことから、容易かつ確実に制御することができる。   That is, a heat pump may be provided on a one-to-one basis for a plurality of heat exchangers. Thereby, individual temperature control becomes possible, and since it is only necessary to supply the necessary temperature, it is possible to control easily and reliably.

複数の熱交換器のうち、空気を加熱する少なくとも1つの熱交換器の二次冷媒配管と、空気を冷却する少なくとも1つの熱交換器の二次冷媒配管が、同一のヒートポンプの凝縮器と蒸発器に流通可能であってもよい。   Among the plurality of heat exchangers, the secondary refrigerant piping of at least one heat exchanger that heats the air and the secondary refrigerant piping of at least one heat exchanger that cools the air are the same heat exchanger condenser and evaporation It may be circulated in the vessel.

空気調和機においては必要に応じて冷却と加熱の両方を行う場合があるが、一方の熱交換器で吸熱(冷却)した熱を用いて加熱を行うことにより、ヒートポンプの稼働台数を削減することができる。また外気温によらずヒートポンプを動作させることができ、全体としてのCOPを向上させることができる。   In air conditioners, both cooling and heating may be performed as necessary, but by using the heat absorbed (cooled) by one heat exchanger, the number of operating heat pumps can be reduced. Can do. Further, the heat pump can be operated regardless of the outside air temperature, and the COP as a whole can be improved.

加湿器は気化式加湿器であってもよい。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 humidifier may be a vaporizing humidifier. 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.

また、上記のように複数の通風路の空気を混合して供給する構成としたことにより、冷却除湿した空気と外気とを混合することによって、所定温度および所定湿度の空気を生成することができる。これにより、気化式の加湿器を用いると温度低下を招くにもかかわらず、再熱を行う必要がない。このことからも、熱交換器を1段とすることが可能となっている。   Further, as described above, the air of the plurality of ventilation paths is mixed and supplied, so that the air having a predetermined temperature and a predetermined humidity can be generated by mixing the cooled and dehumidified air and the outside air. . As a result, when a vaporizing humidifier is used, there is no need to perform reheating despite incurring a temperature drop. This also makes it possible to use a single heat exchanger.

複数の通風路のうち、少なくとも1つの通風路には、流量を調整するためのエアダンパが設けられていてもよい。   An air damper for adjusting the flow rate may be provided in at least one of the plurality of ventilation paths.

上記のようにエアダンパを設けることにより、通風路ごとの空気の流量(流量比)を調節することができる。これにより、台数制御に伴うヒートポンプの起動・停止を行ったり、加湿器に供給する水の量を調節したりするよりも、応答が早く、かつ、精密な微調整を行うことができる。なおエアダンパは、熱交換器よりも上流側にあってもよく、下流側にあってもよい。   By providing the air damper as described above, the air flow rate (flow rate ratio) for each ventilation path can be adjusted. This makes it possible to perform a fine adjustment that is quicker in response than starting and stopping the heat pumps associated with the number control, and adjusting the amount of water supplied to the humidifier. The air damper may be on the upstream side or on the downstream side of the heat exchanger.

熱交換器ごとに、二次冷媒の流量を調節するバルブを備えていてもよい。これにより空気に与える熱量を制御することができる。なお、流量の調整は、二次冷媒のポンプをインバータ制御することによって行ってもよい。   A valve for adjusting the flow rate of the secondary refrigerant may be provided for each heat exchanger. Thereby, the amount of heat given to the air can be controlled. The flow rate may be adjusted by inverter control of the secondary refrigerant pump.

また、制御部は、熱交換器ごとに二次冷媒の流量は一定のまま、二次冷媒の温度を調節するようにヒートポンプの出力を制御してもよい。これにより、ヒートポンプは、制御部の制御に従い、目標とする所定温度が高い場合には高温の二次冷媒を、所定温度が低い場合には低温の二次冷媒を生成する。したがって、所定温度が低い場合には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。   Further, the control unit may control the output of the heat pump so as to adjust the temperature of the secondary refrigerant while keeping the flow rate of the secondary refrigerant constant for each heat exchanger. Thereby, according to control of a control part, a heat pump produces | generates a high temperature secondary refrigerant | coolant when the target predetermined temperature is high, and produces | generates a low temperature secondary refrigerant | coolant when predetermined temperature is low. Therefore, when the predetermined temperature is low, the pressure of the compressor can be reduced, and the COP of the heat pump can be improved and the power consumption can be reduced.

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.

本発明によれば、温度及び湿度を精密に制御し、かつ省エネルギー化および設置面積の省スペース化を図ることが可能な空気調和機を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air conditioner which can control temperature and humidity precisely, can aim at energy saving and space saving of an installation area can be provided.

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. 熱交換器とヒートポンプの接続を説明する図である。It is a figure explaining the connection of a heat exchanger and a heat pump. 第1実施形態に係る空気調和機における温度および湿度の変化を示す空気線図である。It is an air line figure which shows the change of the temperature and humidity in the air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 第3実施形態に係る空気調和機を説明する図である。It is a figure explaining the air conditioner which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る空気調和機を説明する図である。It is a figure explaining the air conditioner which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る空気調和機を説明する図である。It is a figure explaining the air conditioner which concerns on 5th Embodiment. 従来の空気調和機の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the conventional air conditioner. 従来の空気調和機における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 in the conventional air conditioner. 従来の気化式加湿器を用い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 at the time of using the conventional vaporization type humidifier.

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.

なお、本実施形態において調整の目標とする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。   In the present embodiment, the predetermined temperature targeted for adjustment 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.

(第1実施形態)
図1は第1実施形態にかかる空気調和機100の構成を示す図、図2は熱交換器とヒートポンプの接続を説明する図である。なお図1中、太い白抜き矢印は空気の流れを、黒破線は制御部120の接続関係を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner 100 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating connection between a heat exchanger and a heat pump. In FIG. 1, thick white arrows indicate the air flow, and black broken lines indicate the connection relationship of the control unit 120.

図1(a)に示す空気調和機100のケーシング102は、上流端に外気口102aを形成し、下流端に給気口102bを形成している。外気口102aには、目の粗いプレフィルタ104が備えられている。そしてケーシング102の内部には、仕切り板106によって仕切られた複数の通風路108が形成されている。なお、仕切り板106は板状の部材を固定的に設定していてもよく、位置調整可能または着脱可能に取り付けられていてもよい。さらには、仕切り板106を設けずに、気流によって通風路108を構成してもよい。この場合において、気流を層流となる条件とし(ケーシング102の直径と空気の粘性と平均流速の関係が臨界レイノルズ数の上臨界速度以下となること)、かつ通風路間に圧損差が極めて少ないという条件を満たす設計とすることにより、空気はケーシング102内を平行に流れるため、気流による通風路を形成することができる。   The casing 102 of the air conditioner 100 shown in FIG. 1A has an outside air port 102a formed at the upstream end and an air supply port 102b formed at the downstream end. A pre-filter 104 having a coarse mesh is provided in the outside air port 102a. A plurality of ventilation paths 108 partitioned by the partition plate 106 are formed inside the casing 102. The partition plate 106 may be a fixed plate-like member, or may be attached so that its position can be adjusted or detached. Further, the ventilation path 108 may be configured by an air flow without providing the partition plate 106. In this case, the airflow is assumed to be a laminar condition (the relationship between the diameter of the casing 102, the viscosity of the air, and the average flow velocity is equal to or lower than the upper critical velocity of the critical Reynolds number), and the pressure loss difference between the ventilation paths is extremely small. Since the air flows in parallel in the casing 102 by using the design that satisfies the condition, it is possible to form a ventilation path using an air flow.

複数の通風路108の夫々には、目の細かいフィルタ110と、空気を加熱または冷却する熱交換器112と、気化式の加湿器114とが備えられている。なお気化式の加湿器114は、熱交換器112を用いて冷却を行う場合に、熱交換器112で結露して飛散した水滴を除去するためのエリミネータ(水切り板)としても機能する。   Each of the plurality of ventilation paths 108 includes a fine filter 110, a heat exchanger 112 for heating or cooling air, and a vaporizing humidifier 114. Note that the vaporizing humidifier 114 also functions as an eliminator (draining plate) for removing water droplets dewed and scattered by the heat exchanger 112 when the heat exchanger 112 is used for cooling.

また一部の通風路108には、風量を調節するためのエアダンパ116が備えられている。図1(a)では全ての通風路108にエアダンパ116を設けて示しているが、1つまたは一部の通風路108に設けることでよい。また、エアダンパ116を熱交換器112より上流側(例えば通風路108の最上流位置)に配置して図示しているが、熱交換器112より下流側(例えば通風路108の最下流位置)に配置してもよい。   Some of the ventilation paths 108 are provided with an air damper 116 for adjusting the air volume. In FIG. 1A, the air dampers 116 are provided in all the ventilation paths 108, but may be provided in one or a part of the ventilation paths 108. In addition, the air damper 116 is illustrated on the upstream side of the heat exchanger 112 (for example, the most upstream position of the ventilation path 108), but is illustrated downstream of the heat exchanger 112 (for example, the downstream side of the ventilation path 108). You may arrange.

空気調和機100の後段には、熱交換器112および加湿器114を通過した空気を室内空間10に送出する送風機118が備えられている。   A blower 118 that sends the air that has passed through the heat exchanger 112 and the humidifier 114 to the indoor space 10 is provided at the subsequent stage of the air conditioner 100.

制御部120には、外気口102aの近傍に配置された入気温湿度センサ122と、室内空間10の中に配置された室内温湿度センサ124が接続されている。また制御部120には、後述するヒートポンプ130、二次冷媒の流量調整バルブ144、加湿器114への給水バルブ(不図示)、エアダンパ116の駆動機構などが接続されており、装置全体の動作を制御する。制御部120は入気温湿度センサ122、室内温湿度センサ124が検知した温度と湿度、および目標として設定された所定温度および所定湿度に基づいて、各部の動作を制御する。   The controller 120 is connected to an incoming air temperature / humidity sensor 122 disposed in the vicinity of the outside air port 102 a and an indoor temperature / humidity sensor 124 disposed in the indoor space 10. The control unit 120 is connected to a heat pump 130, a secondary refrigerant flow rate adjusting valve 144, a water supply valve (not shown) to the humidifier 114, a drive mechanism for the air damper 116, and the like, which are described later. Control. The control unit 120 controls the operation of each unit based on the temperature and humidity detected by the incoming air temperature / humidity sensor 122 and the indoor temperature / humidity sensor 124 and the predetermined temperature and predetermined humidity set as targets.

また図1(b)のA−A断面図に示すように、通風路108は、ケーシング102内において、空気の進行方向に対して直交する面を仕切り板106によってマトリクス状に仕切られて構成されている(A−A断面図を参照)。換言すれば、ケーシング102内は複数の通風路108が束ねられた状態となっている。   In addition, as shown in the AA cross-sectional view of FIG. 1B, the ventilation path 108 is configured by partitioning a plane orthogonal to the air traveling direction into a matrix shape with a partition plate 106 in the casing 102. (Refer to AA cross-sectional view). In other words, a plurality of ventilation paths 108 are bundled in the casing 102.

図2に示すように、各通風路108に備えられた熱交換器112は、夫々が個別のヒートポンプ130に接続されている。ヒートポンプ130は供給する二次冷媒を加熱または冷却する。ヒートポンプ130は圧縮機132と、凝縮器134(加熱器)、膨張弁136、蒸発器138(冷却器)を備え、また凝縮器134および蒸発器138には送気ファンを備えている。熱交換器112とヒートポンプ130との間は二次冷媒の例としての水がポンプ140によって循環しており、三方弁142a、142bによって凝縮器134を通る加熱ラインと蒸発器138を通る冷却ラインを切り替え可能に構成されている。二次冷媒のラインには、熱交換器の熱量を調節するための流量調整バルブ144が設けられている。流量調整バルブ144によって二次冷媒の流量を調整することにより、空気に与える熱量を制御することができる。   As shown in FIG. 2, each heat exchanger 112 provided in each ventilation path 108 is connected to an individual heat pump 130. The heat pump 130 heats or cools the secondary refrigerant to be supplied. The heat pump 130 includes a compressor 132, a condenser 134 (heater), an expansion valve 136, and an evaporator 138 (cooler), and the condenser 134 and the evaporator 138 include an air supply fan. Between the heat exchanger 112 and the heat pump 130, water as an example of a secondary refrigerant is circulated by the pump 140, and a heating line passing through the condenser 134 and a cooling line passing through the evaporator 138 are passed by the three-way valves 142a and 142b. It is configured to be switchable. A flow rate adjusting valve 144 for adjusting the amount of heat of the heat exchanger is provided in the secondary refrigerant line. The amount of heat given to the air can be controlled by adjusting the flow rate of the secondary refrigerant by the flow rate adjusting valve 144.

すなわち、熱交換器112は制御部120が三方弁142a、142bを制御して二次冷媒の通るラインを切り換えることにより、加熱器および冷却器のいずれとしても機能する。なお二次冷媒が凝縮器134を通るとき、制御部120は、蒸発器138においては送気ファンを稼働させて空気熱を吸収する。二次冷媒が蒸発器138を通るとき、制御部120は、凝縮器134においては送気ファンを稼働させてサイクルの冷媒を空冷する。なお、このように二次冷媒(ブライン)を温度管理させながら循環させる装置は、一般にブラインチラーと称されている。   That is, the heat exchanger 112 functions as both a heater and a cooler when the control unit 120 controls the three-way valves 142a and 142b to switch the line through which the secondary refrigerant passes. When the secondary refrigerant passes through the condenser 134, the control unit 120 operates the air supply fan in the evaporator 138 to absorb air heat. When the secondary refrigerant passes through the evaporator 138, the control unit 120 operates the air supply fan in the condenser 134 to air-cool the refrigerant in the cycle. An apparatus that circulates the secondary refrigerant (brine) while controlling the temperature in this way is generally referred to as a Blainchler.

なお図2の構成では、熱交換器112に備えられたコイルは加熱にも冷却にも用いられる冷温水コイルである。しかし本発明は上記の例に限らず、冷水コイルと温水コイルを別に設けて、いずれか一方をヒートポンプ130の加熱ラインまたは冷却ラインと固定的に接続するように構成してもよい。さらには、図示はしないが、別体の加熱用熱交換器と冷却用熱交換器を各通風路108に設けてもよい。   In the configuration of FIG. 2, the coil provided in the heat exchanger 112 is a cold / hot water coil used for both heating and cooling. However, the present invention is not limited to the above example, and a cold water coil and a hot water coil may be separately provided, and either one may be fixedly connected to the heating line or the cooling line of the heat pump 130. Furthermore, although not shown in the figure, a separate heating heat exchanger and cooling heat exchanger may be provided in each ventilation path 108.

上記構成によれば、空気調和機100のケーシング102内を複数の通風路108に分けて、通風路108ごとに熱交換器112と加湿器114を設けることにより、それぞれの通風路108に独立した空気調和の機能を持たせることができる。したがって、ケーシング102内において加熱を行う通風路108と、冷却を行う通風路108とを、分散させて選択することができる。   According to the above configuration, the inside of the casing 102 of the air conditioner 100 is divided into a plurality of ventilation paths 108, and the heat exchanger 112 and the humidifier 114 are provided for each ventilation path 108, so that each ventilation path 108 is independent. An air conditioning function can be provided. Therefore, the ventilation path 108 for heating in the casing 102 and the ventilation path 108 for cooling can be selected in a dispersed manner.

図3は第1実施形態に係る空気調和機における温度および湿度の変化を示す空気線図である。図中、夏場の高温高湿の外気をA1、夏場の所定温度および所定湿度である目標点をSA、冬場などの低温低湿の外気をB1、冬場の所定温度および所定湿度である目標点をSBとする。   FIG. 3 is an air diagram showing changes in temperature and humidity in the air conditioner according to the first embodiment. In the figure, A1 is high temperature and high humidity outside air in summer, SA is a target point that is a predetermined temperature and predetermined humidity in summer, B1 is low temperature and low humidity outside air such as in winter, and SB is a target point that is predetermined temperature and predetermined humidity in winter. And

夏場の例について説明すると、マトリクス状に配置した複数の通風路108のうち、一群の通風路108の熱交換器112を冷却器とし、相対湿度100%となる点A2を超えて冷却すると、空気中の水蒸気は結露して、絶対湿度が低下する。さらに点A3まで冷却することにより、空気の絶対湿度を低下させる。他の一群の通風路108では熱交換器112を停止(ヒートポンプ130を停止)して、そのまま通風させる。そして点A3にある処理後の空気と、点A1にある未処理の空気とを混合させることにより、所定温度および所定湿度の空気SAを生成することができる。点A3の温度、湿度、および風量(冷却すると選択する通風路の割合)は、点A1の空気と混合したときに点SAとなる比率で逆算する。   An example in the summer will be described. Among the plurality of ventilation paths 108 arranged in a matrix, when the heat exchanger 112 of the group of ventilation paths 108 is a cooler and is cooled beyond a point A2 where the relative humidity is 100%, Water vapor in the inside condenses and the absolute humidity decreases. Furthermore, the absolute humidity of air is reduced by cooling to point A3. In the other group of ventilation paths 108, the heat exchanger 112 is stopped (heat pump 130 is stopped), and the ventilation is performed as it is. And the air SA of predetermined temperature and predetermined humidity can be produced | generated by mixing the air after the process in the point A3, and the unprocessed air in the point A1. The temperature, humidity, and air volume at point A3 (the ratio of the ventilation path that is selected when cooled) are back-calculated by the ratio that becomes point SA when mixed with the air at point A1.

上記のように複数の通風路108の空気を混合して供給する構成としたことにより、冷却除湿した空気と外気とを混合することによって、所定温度および所定湿度の空気を生成することができる。これにより、除湿のために冷却しているにもかかわらず、再熱を行う必要がない。このことから、熱交換器112を1段とすることが可能となっている。   Since the air in the plurality of ventilation paths 108 is mixed and supplied as described above, air having a predetermined temperature and a predetermined humidity can be generated by mixing the cooled and dehumidified air and the outside air. This eliminates the need for reheating despite cooling for dehumidification. Thus, the heat exchanger 112 can be made one stage.

また、マトリクス状に配置した複数の通風路108のうち、冷却をおこなうものと加熱を行うものを適切に選択することにより、ケーシング102内を流通する空気を平均的に加熱、冷却、および加湿を行うことができ、温度及び湿度の分布が均質な空気を供給することができる。どのように分散させるかは任意であるが、例えば3行3列のマトリクスである場合、中段の3つを冷却とし、上段および下段の6つを加熱とすることができる。もっとも、マトリクスの分割数は空気調和機100の規模によって自由に選択することができ、2行2列以上であればよい。また冷却の数と加熱の数は一例に過ぎず、外気と目標温湿度に応じて適宜設定することができる。   In addition, by appropriately selecting the cooling passage and the heating portion among the plurality of ventilation paths 108 arranged in a matrix, the air flowing in the casing 102 is heated, cooled, and humidified on average. It is possible to supply air having a uniform temperature and humidity distribution. How to disperse is arbitrary, but in the case of a matrix of 3 rows and 3 columns, for example, three in the middle stage can be cooled, and six in the upper and lower stages can be heated. But the division | segmentation number of a matrix can be freely selected by the scale of the air conditioner 100, and should just be 2 rows 2 columns or more. Moreover, the number of cooling and the number of heating are only examples, and can be appropriately set according to the outside air and the target temperature and humidity.

冬場の例について説明すると、低温低湿の外気B1を、熱交換器112に温水を供給して加熱器とし、点B2まで加熱する。そして、気化式の加湿器114によって所定湿度となる目標点SBまで加湿する。   An example in winter will be described. The low-temperature and low-humidity outside air B1 is heated to a point B2 by supplying warm water to the heat exchanger 112 to be a heater. Then, the vaporizing humidifier 114 humidifies the target point SB at a predetermined humidity.

上記の冬場の例では全ての熱交換器112を加熱器としているが、複数の通風路108が個別に稼働させることが可能であることから、加熱しか行わない場合であっても、熱負荷に応じて稼働させる熱交換器112の台数を増減することができるため、省エネルギー化を図ることができる。特に、熱交換器112に対して1対1でヒートポンプ130を備えることにより、流量調整バルブ144によって二次冷媒の流量を調整するのみでなく、必要な分のみのヒートポンプ130を稼働させればよいため、さらなる省エネルギー化を図ることができる。   In the above winter example, all the heat exchangers 112 are heaters. However, since a plurality of ventilation paths 108 can be operated individually, even when only heating is performed, Since the number of heat exchangers 112 to be operated can be increased or decreased accordingly, energy saving can be achieved. In particular, by providing the heat pumps 130 on a one-to-one basis with the heat exchanger 112, not only the flow rate of the secondary refrigerant is adjusted by the flow rate adjusting valve 144 but also the heat pump 130 for only the necessary amount is operated. Therefore, further energy saving can be achieved.

上記説明した如く、本実施形態に係る空気調和機100の構成によれば、複数の通風路108で処理した空気を混合させる構成としているため、温度及び湿度を精密に制御することができる。さらに縦横のマトリクス状に分割していることから、処理を行う通風路108を適切に分散させて選択することができ、温度及び湿度の分布が均質な空気を供給することができる。   As described above, according to the configuration of the air conditioner 100 according to the present embodiment, since the air processed in the plurality of ventilation paths 108 is mixed, the temperature and humidity can be precisely controlled. Furthermore, since the vertical and horizontal matrix is divided, the ventilation paths 108 to be processed can be appropriately dispersed and selected, and air having a uniform temperature and humidity distribution can be supplied.

またそれぞれの通風路108においては熱交換器112が1つ(1種類)でよいため、空気を流通させるための圧力損失を低減させることができ、送風機118の動力の省エネルギー化を図ることができる。さらに、熱交換器112が1つでよいことから空気調和機100の全長を短くすることができ、省スペース化を図ることができる。また再熱のための熱交換器112が不要となるため、空気調和機100の構成および制御が簡略になる利点を有している。   Further, in each ventilation path 108, only one (one type) heat exchanger 112 is required, so that pressure loss for circulating air can be reduced, and energy saving of the power of the blower 118 can be achieved. . Furthermore, since only one heat exchanger 112 is required, the overall length of the air conditioner 100 can be shortened, and space saving can be achieved. Moreover, since the heat exchanger 112 for reheating becomes unnecessary, it has the advantage that the structure and control of the air conditioner 100 are simplified.

なお、上記実施形態においては通風路108を3行3列のマトリクス状に分割し、これに応じて9組の熱交換器112と加湿器114を備えるように例示している(図1参照)。しかし本発明は上記の数に限定されるものではなく、必要とする空気の流量に応じて通風路108の数(すなわち熱交換器112と加湿器114の個数)を設定することができ、例えば3行4列や4行4列とすることができる。   In the above embodiment, the ventilation path 108 is divided into a matrix of 3 rows and 3 columns, and nine sets of heat exchangers 112 and humidifiers 114 are provided according to this (see FIG. 1). . However, the present invention is not limited to the above number, and the number of ventilation paths 108 (that is, the number of heat exchangers 112 and humidifiers 114) can be set according to the required air flow rate. It can be 3 rows 4 columns or 4 rows 4 columns.

また加湿器114は、上述したように気化式加湿器である。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、気化式加湿器は、火気を用いないため火災のおそれが生じず、且つ水に繁殖した雑菌を室内空間に放出するおそれがない。このため、気化式の加湿器114を備える空気調和機100は、工場等の有機溶剤を用いる施設や、クリーンルーム等の衛生基準が厳しい施設にも設置することができ、設置可能な施設の適用範囲を広げることができる。   The humidifier 114 is a vaporizing humidifier as described above. 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 vaporizing humidifier does not use fire, there is no risk of fire, and there is no risk of releasing germs that have propagated in water into the indoor space. For this reason, the air conditioner 100 provided with the vaporizing humidifier 114 can be installed in facilities using organic solvents such as factories, and facilities with strict hygiene standards such as clean rooms, and the applicable range of installable facilities. Can be spread.

また通風路108の一部にエアダンパ116を設けることにより、通風路ごとの空気の流量(流量比)を調節することができる。上記のように、空気調和機100においては熱交換器112の台数制御、熱交換器112に流通させる二次冷媒の流量調整によって空気の温度(加熱冷却の程度)を調節することができるが、さらにエアダンパ116の開度を調節することによって、温度および湿度をさらに微調整することができる。これにより、台数制御に伴うヒートポンプ130の起動・停止を行ったり、加湿器114に供給する水の量を調節したりするよりも、応答が早く、かつ、精密な調整を行うことができる。   Further, by providing the air damper 116 in a part of the ventilation path 108, the air flow rate (flow rate ratio) for each ventilation path can be adjusted. As described above, in the air conditioner 100, the temperature of the air (degree of heating and cooling) can be adjusted by controlling the number of heat exchangers 112 and adjusting the flow rate of the secondary refrigerant flowing through the heat exchanger 112. Further, by adjusting the opening degree of the air damper 116, the temperature and humidity can be further finely adjusted. Thereby, it is possible to perform a quick and precise adjustment more quickly than when the heat pump 130 is started / stopped in accordance with the number control or the amount of water supplied to the humidifier 114 is adjusted.

なおエアダンパ116は、熱交換器112よりも上流側に設けてもよいが、熱交換器112および加湿器114よりも下流側に設けてもよい。いずれの場合においても、加湿器の飽和効率を精密に制御することができ、さらに温湿度の微調整を可能とすることができる。上流側に配置した場合には、加湿器114から飛散する水が付着する可能性がないため、腐食の可能性を低減することができる。下流側に配置した場合には、加湿器114による圧損の調整を含めた、より柔軟な風量調整を行うことができる。   The air damper 116 may be provided on the upstream side of the heat exchanger 112, but may be provided on the downstream side of the heat exchanger 112 and the humidifier 114. In either case, the saturation efficiency of the humidifier can be precisely controlled, and fine adjustment of temperature and humidity can be made possible. When arranged on the upstream side, there is no possibility that water scattered from the humidifier 114 adheres, and therefore the possibility of corrosion can be reduced. When arranged on the downstream side, more flexible air volume adjustment including pressure loss adjustment by the humidifier 114 can be performed.

(第2実施形態)
本発明に係る空気調和機の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the air conditioner according to the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

上記第1実施形態においては、二次冷媒のラインに流量調整バルブ144を備え、熱交換器112において空気に与える熱量を制御するよう説明した。しかし、制御部120は、熱交換器112ごとに二次冷媒の流量は一定のまま、二次冷媒の温度を調節するようにヒートポンプ130の出力温度を制御してもよい。これにより、ヒートポンプ130は、制御部120の制御に従い、目標とする所定温度が高い場合には高温の二次冷媒を、所定温度が低い場合には低温の二次冷媒を生成する。したがって、所定温度が低い場合には圧縮機132の圧力を低下させることができ、ヒートポンプ130のCOPの向上、および消費電力の削減が可能となる。   In the first embodiment, it has been described that the flow rate adjusting valve 144 is provided in the secondary refrigerant line, and the amount of heat given to the air in the heat exchanger 112 is controlled. However, the control unit 120 may control the output temperature of the heat pump 130 so as to adjust the temperature of the secondary refrigerant while keeping the flow rate of the secondary refrigerant constant for each heat exchanger 112. Accordingly, the heat pump 130 generates a high temperature secondary refrigerant when the target predetermined temperature is high and a low temperature secondary refrigerant when the predetermined temperature is low according to the control of the control unit 120. Therefore, when the predetermined temperature is low, the pressure of the compressor 132 can be reduced, and the COP of the heat pump 130 can be improved and the power consumption can be reduced.

また、従来のように1つのヒートポンプ130において高温の温水を生成し、流量制御のみを行っていた場合には、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130を備える場合、例えば9つのヒートポンプ130を備え、一群のヒートポンプ130で高温の温水を生成し、他の一群のヒートポンプ130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130のCOPは従来のヒートポンプ130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130は、圧縮機132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130のCOPの合計COP(平均値)は、1つのヒートポンプ130を用いた場合よりも向上するため、ヒートポンプ130全体としてのCOPを向上させることが可能となる。   Further, when hot water is generated in one heat pump 130 as in the prior art and only flow control is performed, the COP is significantly reduced. However, when a plurality of heat pumps 130 are provided as in the above configuration, for example, it is assumed that nine heat pumps 130 are provided, high temperature hot water is generated by a group of heat pumps 130, and low temperature hot water is generated by another group of heat pumps 130. The COP of the heat pump 130 that generates high-temperature hot water is approximately the same as the COP of the conventional heat pump 130. However, since the heat pump 130 that generates low-temperature warm water can reduce the pressure of the compressor 132, its COP is improved. Therefore, since the total COP (average value) of the COPs of the two heat pumps 130 is improved as compared with the case where one heat pump 130 is used, the COP of the heat pump 130 as a whole can be improved.

(第3実施形態)
本発明に係る空気調和機の第3実施形態について説明する。図4は第3実施形態に係る空気調和機を説明する図であって、上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the air conditioner according to the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining an air conditioner according to the third embodiment, where the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

上記第1実施形態においては、熱交換器112とヒートポンプ130とは1対1で接続していると説明した。しかし、複数の熱交換器112のうち、空気を加熱する少なくとも1つの熱交換器112の二次冷媒配管と、空気を冷却する少なくとも1つの熱交換器112の二次冷媒配管が、同一のヒートポンプ130の凝縮器134と蒸発器138に流通可能であってもよい。   In the first embodiment, it has been described that the heat exchanger 112 and the heat pump 130 are connected on a one-to-one basis. However, among the plurality of heat exchangers 112, the secondary refrigerant pipe of at least one heat exchanger 112 that heats the air and the secondary refrigerant pipe of at least one heat exchanger 112 that cools the air are the same heat pump. 130 condensers 134 and evaporators 138 may be circulated.

図4の例では、熱交換器112aが加熱を行う熱交換器、熱交換器112bが冷却を行う熱交換器であるとする。このような場合においては同一のヒートポンプ130の凝縮器134と蒸発器138にそれぞれの二次冷媒配管を接続してもよい。なお、図4においては説明の簡便のために、二次冷媒配管の分岐を記載していないが、実際には1つの熱交換器112から凝縮器134および蒸発器138のいずれにも二次冷媒を流通可能とし(図2参照)、かつ熱交換器112a、112bからそれぞれ別個のヒートポンプにも二次冷媒を流通可能とすることが好ましい。   In the example of FIG. 4, it is assumed that the heat exchanger 112a is a heat exchanger that performs heating, and the heat exchanger 112b is a heat exchanger that performs cooling. In such a case, each secondary refrigerant pipe may be connected to the condenser 134 and the evaporator 138 of the same heat pump 130. In FIG. 4, for convenience of explanation, the branch of the secondary refrigerant pipe is not described, but actually, the secondary refrigerant is supplied from one heat exchanger 112 to both the condenser 134 and the evaporator 138. It is preferable that the secondary refrigerant can be circulated (see FIG. 2) and the secondary refrigerant can be circulated from the heat exchangers 112a and 112b to separate heat pumps.

空気調和機においては必要に応じて冷却と加熱の両方を行う場合があるが、一方の熱交換器112で吸熱(冷却)した熱を用いて加熱を行うことにより、ヒートポンプ130の稼働台数を削減することができる。また外気温によらずヒートポンプ130を動作させることができ、全体としてのCOPを向上させることができる。   In an air conditioner, both cooling and heating may be performed as necessary, but the number of operating heat pumps 130 is reduced by heating using the heat absorbed (cooled) by one heat exchanger 112. can do. Further, the heat pump 130 can be operated regardless of the outside air temperature, and the COP as a whole can be improved.

(第4実施形態)
本発明に係る空気調和機の第4実施形態について説明する。図5は第4実施形態に係る空気調和機を説明する図であって、上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the air conditioner according to the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining an air conditioner according to the fourth embodiment, where the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

上記第1実施形態においては、熱交換器112とヒートポンプ130とは1対1で接続していると説明した。しかし、1つの熱交換器112に対して、ヒートポンプ130とボイラ190の両方を接続した、いわゆる熱源ハイブリッド方式としてもよい。これにより、通常はCOPの高いヒートポンプ130を用いて温度制御しながら温水を供給し、高負荷の場合にはボイラ190を用いてさらに温水の温度を上昇させることができる。したがって熱容量の小さなヒートポンプ130を用いることができ、設備のコストの低減を図ることができる。   In the first embodiment, it has been described that the heat exchanger 112 and the heat pump 130 are connected on a one-to-one basis. However, a so-called heat source hybrid system in which both the heat pump 130 and the boiler 190 are connected to one heat exchanger 112 may be employed. Thereby, normally, warm water can be supplied while controlling the temperature using the heat pump 130 having a high COP, and the temperature of the warm water can be further increased using the boiler 190 when the load is high. Therefore, the heat pump 130 having a small heat capacity can be used, and the cost of the equipment can be reduced.

(第5実施形態)
本発明にかかる空気調和機の第5実施形態について説明する。図6は第5実施形態に係る空気調和機を説明する図であって、上記第1実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
5th Embodiment of the air conditioner concerning this invention is described. FIG. 6 is a diagram for explaining an air conditioner according to a fifth embodiment, where the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

上記第1実施形態においては、一つの通風路108に一組の熱交換器112と加湿器114を備えるように説明した。しかし、図6(a)に示すように、一つの通風路108に対して複数組の熱交換器112と加湿器114を備えるよう構成してもよい。これにより図6(b)に示す空気線図のように、加熱と加湿を多段にすることができ、夫々の熱交換器112において空気を加熱する温度を低下させることができる(温度B2まで加熱していたところを、B2aまたはB2bまで加熱すれば足りるようになる)。したがって熱交換器112に供給する温水温度を低下させることができるため、ヒートポンプ130のCOP(動作係数)を向上させ、より省エネルギーとすることができる。   In the said 1st Embodiment, it demonstrated so that one set of the heat exchanger 112 and the humidifier 114 might be provided in one ventilation path 108. FIG. However, as shown in FIG. 6A, a plurality of sets of heat exchangers 112 and humidifiers 114 may be provided for one ventilation path 108. As a result, as shown in the air diagram of FIG. 6B, heating and humidification can be performed in multiple stages, and the temperature at which air is heated in each heat exchanger 112 can be reduced (heating to temperature B2). It would be sufficient to heat up to B2a or B2b. Therefore, since the temperature of the hot water supplied to the heat exchanger 112 can be lowered, the COP (operation coefficient) of the heat pump 130 can be improved and energy can be further saved.

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.

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.

10…室内空間、100…空気調和機、102…ケーシング、102a…外気口、102b…給気口、104…プレフィルタ、106…仕切り板、108…通風路、110…フィルタ、112…熱交換器、114…加湿器、116…エアダンパ、118…送風機、120…制御部、122…入気温湿度センサ、124…室内温湿度センサ、130…ヒートポンプ、132…圧縮機、134…凝縮器、136…膨張弁、138…蒸発器、140…ポンプ、142a…三方弁、142b…三方弁、144…流量調整バルブ、900…空気調和機、902…ケーシング、902a…外気口、902b…給気口、904…調整室、906…送風機室、910…プレフィルタ、912…フィルタ、914…加熱バーナ、916…エアワッシャ、918…冷却器、920…加湿器、922…再熱用バーナ、924…送風機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Indoor space, 100 ... Air conditioner, 102 ... Casing, 102a ... Outside air port, 102b ... Air supply port, 104 ... Pre filter, 106 ... Partition plate, 108 ... Ventilation path, 110 ... Filter, 112 ... Heat exchanger , 114 ... Humidifier, 116 ... Air damper, 118 ... Blower, 120 ... Control unit, 122 ... Air temperature humidity sensor, 124 ... Indoor temperature / humidity sensor, 130 ... Heat pump, 132 ... Compressor, 134 ... Condenser, 136 ... Expansion Valves, 138 ... evaporator, 140 ... pump, 142a ... three-way valve, 142b ... three-way valve, 144 ... flow control valve, 900 ... air conditioner, 902 ... casing, 902a ... outside air port, 902b ... air supply port, 904 ... Adjusting chamber, 906 ... blower chamber, 910 ... pre-filter, 912 ... filter, 914 ... heating burner, 916 ... air washer, 918 ...却器, 920 ... Humidifier, 922 ... reheat burner, 924 ... blower

Claims (6)

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、
ケーシング内に設けられた複数の通風路と、
前記通風路の夫々に設けられ空気を加熱または冷却する複数の熱交換器と、
前記通風路の夫々に設けられた複数の加湿器と、
前記熱交換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、
前記熱交換器に供給する二次冷媒を加熱または冷却するヒートポンプと、
前記所定温度に基づいて前記通風路ごとに熱交換器の熱量および前記加湿器への給水を調整する制御部と、を備えた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 plurality of ventilation paths provided in the casing;
A plurality of heat exchangers provided in each of the ventilation passages for heating or cooling air;
A plurality of humidifiers provided in each of the ventilation paths;
A blower for sending air that has passed through the heat exchanger and humidifier to the indoor space;
A heat pump for heating or cooling a secondary refrigerant supplied to the heat exchanger;
An air conditioner comprising: a control unit that adjusts a heat amount of a heat exchanger and water supply to the humidifier for each of the ventilation paths based on the predetermined temperature.
前記通風路は、前記ケーシング内において空気の進行方向に対して直交する面をマトリクス状に仕切られてなることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。   2. The air conditioner according to claim 1, wherein the ventilation path is formed by partitioning a plane orthogonal to an air traveling direction in the casing in a matrix shape. 前記複数の熱交換器は、夫々が個別のヒートポンプに接続され、該熱交換器の二次冷媒配管は前記ヒートポンプの蒸発器または凝縮器に切り替えて流通可能であることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。   The plurality of heat exchangers are each connected to an individual heat pump, and the secondary refrigerant pipe of the heat exchanger can be switched to the evaporator or the condenser of the heat pump to be circulated. Air conditioner as described in. 前記複数の熱交換器のうち、空気を加熱する少なくとも1つの熱交換器の二次冷媒配管と、空気を冷却する少なくとも1つの熱交換器の二次冷媒配管が、同一のヒートポンプの凝縮器と蒸発器に流通可能であることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。   Among the plurality of heat exchangers, the secondary refrigerant pipe of at least one heat exchanger that heats air and the secondary refrigerant pipe of at least one heat exchanger that cools air are the condensers of the same heat pump. The air conditioner according to claim 1, wherein the air conditioner can be distributed to an evaporator. 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に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 1, wherein the humidifier is a vaporizing humidifier. 前記複数の通風路のうち、少なくとも1つの通風路には、流量を調整するためのエアダンパが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。   The air conditioner according to claim 1, wherein an air damper for adjusting a flow rate is provided in at least one of the plurality of ventilation paths.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013064519A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coil
JP2014129912A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coils
JP2014129913A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coils
JP2016095101A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 三菱重工冷熱株式会社 Control method of outdoor air conditioner
JP2017122573A (en) * 2017-03-02 2017-07-13 鹿島建設株式会社 Air conditioner using direct expansion coil
JP2017150772A (en) * 2016-02-26 2017-08-31 清水建設株式会社 Air-conditioning system
JP2019190705A (en) * 2018-04-23 2019-10-31 株式会社東芝 Arithmetic unit, arithmetic method, and arithmetic program
WO2021234578A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-25 Trane International Inc. Hvac system for indoor agriculture
KR102438514B1 (en) * 2021-05-20 2022-08-31 홍성일 Cold and hot air supply device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130388A (en) * 2001-10-24 2003-05-08 Kimura Kohki Co Ltd Heat pump type air conditioner

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130388A (en) * 2001-10-24 2003-05-08 Kimura Kohki Co Ltd Heat pump type air conditioner

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013064519A (en) * 2011-09-15 2013-04-11 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coil
JP2014129912A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coils
JP2014129913A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Kajima Corp Air conditioner using direct expansion coils
JP2016095101A (en) * 2014-11-14 2016-05-26 三菱重工冷熱株式会社 Control method of outdoor air conditioner
JP2017150772A (en) * 2016-02-26 2017-08-31 清水建設株式会社 Air-conditioning system
JP2017122573A (en) * 2017-03-02 2017-07-13 鹿島建設株式会社 Air conditioner using direct expansion coil
JP2019190705A (en) * 2018-04-23 2019-10-31 株式会社東芝 Arithmetic unit, arithmetic method, and arithmetic program
WO2021234578A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-25 Trane International Inc. Hvac system for indoor agriculture
US11864510B2 (en) 2020-05-18 2024-01-09 Trane International Inc. HVAC system for indoor agriculture
KR102438514B1 (en) * 2021-05-20 2022-08-31 홍성일 Cold and hot air supply device

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