JP2014126208A - Air conditioning method and air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調方法および空調システムに関する。さらに詳細には、本発明は、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調方法および空調システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning method and an air conditioning system. More specifically, the present invention relates to an air conditioning method and an air conditioning system in a packaged air conditioner system that maintains a room environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of outside air.
夏季には、オフィスなどにおいて、空調作用により室内の温度を外気の温度よりも低い所望の温度に維持している。ただし、節電のために室内温度を例えば28度程度に維持しつつ、湿度の比較的低い快適な室内環境を実現することが求められている。 In the summer, the indoor temperature is maintained at a desired temperature lower than the temperature of the outside air in an office or the like by air conditioning. However, it is required to realize a comfortable indoor environment with a relatively low humidity while maintaining the indoor temperature at, for example, about 28 degrees for power saving.
一般的なパッケージエアコン方式では、直膨付全熱交換器によって外気処理を行っている。直膨付全熱交換器によって処理された空気の室内への吹出温度は成り行きとなる。具体的に、直膨付全熱交換器を経た空気の室内への吹出温度は、外気温度の変動の影響を受けるため成り行きとなる。 In a general packaged air conditioner system, the outside air is processed by a direct expansion total heat exchanger. The temperature at which the air treated by the direct expansion total heat exchanger is blown into the room is the result. Specifically, the temperature at which the air that has passed through the direct expansion total heat exchanger is blown into the room is affected by fluctuations in the outside air temperature.
また、全熱交換器を用いることなくオールフレッシュ型エアコンだけを用いて空調を行う手法も知られている。オールフレッシュ型エアコンでは、外気を直接冷却処理して空調(温度調整)した後に室内へ送風するため、室内への吹出温度がほぼ一定に保持される。 There is also known a method of performing air conditioning using only an all-fresh air conditioner without using a total heat exchanger. In an all fresh type air conditioner, since the outside air is directly cooled and air-conditioned (temperature adjustment) and then blown into the room, the temperature of the air blown into the room is kept substantially constant.
直膨付全熱交換器によって外気処理を行う空調方法では、節電のために室内温度が28度程度に設定された場合、必要な程度の湿度を処理すること(除湿すること)ができない。その結果、室内の湿度が外気の比較的高く変動する湿度の影響を受けて成り行きとなり、蒸し暑い不快な室内環境になることが多い。 In the air conditioning method in which the outside air treatment is performed by the direct expansion total heat exchanger, when the room temperature is set to about 28 degrees for power saving, it is not possible to treat (dehumidify) a necessary degree of humidity. As a result, the indoor humidity is affected by the relatively high and fluctuating humidity of the outside air, often resulting in a sultry and uncomfortable indoor environment.
オールフレッシュ型エアコンを用いる空調方法では、上述したように、室内への吹出温度をほぼ一定に保持することができる。しかしながら、所要の除湿能力を確保するのに必要な程度まで低い温度の空気を室内へ吹き出すことができず、ひいては快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができない。また、外気を直接冷却処理するため、エネルギー消費量が大きい。 In the air conditioning method using an all fresh air conditioner, as described above, the temperature of the air blown into the room can be kept substantially constant. However, it is impossible to blow out air at a temperature as low as necessary to ensure the required dehumidifying capacity, and it is impossible to realize a comfortable and stable air conditioning for cool biz. Further, since the outside air is directly cooled, the energy consumption is large.
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することのできるパッケージエアコン方式における空調方法および空調システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is an air conditioning method and an air conditioning system in a packaged air conditioner system that can realize comfortable and stable air conditioning for cool biz while keeping energy consumption relatively small. The purpose is to provide.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調方法であって、
全熱交換器を用いて外気を処理することと、
前記全熱交換器に接続された空調機を用いて、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すこととを含むことを特徴とする空調方法を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, according to the first aspect of the present invention, there is provided an air conditioning method in a packaged air conditioner system that maintains the indoor environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of the outside air,
Treating the outside air with a total heat exchanger;
Using an air conditioner connected to the total heat exchanger, and supercooling the air processed through the total heat exchanger to a temperature at which a required latent heat treatment can be performed and blowing the air into the room. An air conditioning method is provided.
本発明の第2形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調システムであって、
外気を処理する全熱交換器と、
前記全熱交換器に接続された空調機とを備え、
前記空調機は、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すことを特徴とする空調システムを提供する。
In the second form of the present invention, an air conditioning system in a packaged air conditioner system that maintains the indoor environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of the outside air,
A total heat exchanger for treating outside air;
An air conditioner connected to the total heat exchanger,
The air conditioner provides an air conditioning system characterized in that the air processed through the total heat exchanger is supercooled to a temperature at which a required latent heat treatment can be performed and blown into the room.
本発明では、全熱交換器を用いて外気を処理し、全熱交換器に接続された空調機により、全熱交換器から供給された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出す。その結果、本発明では、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。 In the present invention, the outside air is processed using a total heat exchanger, and the air supplied from the total heat exchanger is supercooled to a temperature at which a required latent heat treatment can be performed by an air conditioner connected to the total heat exchanger. And blow out indoors. As a result, in the present invention, it is possible to realize a comfortable and stable air-conditioning for cool biz while keeping energy consumption relatively small.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる空調システムの構成を概略的に示す図である。図2は、本実施形態にかかる空調システムの作用を説明する空気線図である。本実施形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持する空調システムに本発明を適用している。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an air diagram illustrating the operation of the air conditioning system according to the present embodiment. In the present embodiment, the present invention is applied to an air conditioning system that maintains the indoor environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of the outside air.
図1を参照すると、本実施形態にかかる空調システムは、外気を処理する全熱交換器1と、全熱交換器1に接続された空調機2と、室内負荷の顕熱を処理する第2の空調機4とを備えている。空調機4は、室外機4aと、室外機4aに接続された室内機4bとを有する。空調機2は、全熱交換器1から供給された空気を空調(温度調整および湿度調整)した後に、吹出し口3から室内21へ吹き出す。
Referring to FIG. 1, the air conditioning system according to the present embodiment includes a total heat exchanger 1 that processes outside air, an
図2の空気線図において、縦軸は絶対湿度[kg/kg(DA)]を、横軸は乾球温度(一般的な温度計の温度)[°C]をそれぞれ示している。また、右上がりに延びる曲線群は相対湿度(一般的な湿度計の湿度)[%]を、右下がりに延びる直線群は比エンタルピー[kJ/kg(DA)]をそれぞれ表している。本明細書では、乾球温度を単に「温度」といい、相対湿度を単に「湿度」という。 In the air diagram of FIG. 2, the vertical axis represents absolute humidity [kg / kg (DA)], and the horizontal axis represents dry bulb temperature (temperature of a general thermometer) [° C.]. A curve group extending to the right represents relative humidity (humidity of a general hygrometer) [%], and a straight line group extending to the right represents specific enthalpy [kJ / kg (DA)]. In the present specification, the dry bulb temperature is simply referred to as “temperature”, and the relative humidity is simply referred to as “humidity”.
全熱交換器1は、例えばメーカーの標準品であって、外部から取り入れた空気(外気)と室内21から取り入れた空気との間で温度および湿度を交換する。その結果、全熱交換器1を経て処理された空気の温度および湿度は、取り入れた外気の温度および湿度と室内21の温度および湿度との中間的な値になる。
The total heat exchanger 1 is, for example, a manufacturer's standard product, and exchanges temperature and humidity between air (outside air) taken from the outside and air taken from the
一例として、図2において点Aで示すように、外気の温度が約34.3°Cで、湿度が約57%で、絶対湿度が約0.0195[kg/kg(DA)]であるものとする。また、点Bで示すように、室内21の空気の温度が約28°Cで、湿度が約45%で、絶対湿度が約0.0105[kg/kg(DA)]であるものとする。この場合、全熱交換器1から空調機2に供給される空気は、図2において点Cで示すように、例えば温度が約31.2°Cで、湿度が約52%で、絶対湿度が約0.015[kg/kg(DA)]になる。
As an example, as indicated by a point A in FIG. 2, the outside air temperature is about 34.3 ° C., the humidity is about 57%, and the absolute humidity is about 0.0195 [kg / kg (DA)]. And As indicated by point B, the temperature of the air in the
空調機2では、図2における点Cから点Dへの直線状の経路にしたがって、全熱交換器1から供給された空気の絶対湿度がほとんど変化することなく、温度が約31.2°Cから約21°Cまで低下し、湿度が約52%から100%にある程度近い湿度、例えば約97%まで上昇する。その後、空調機2では、図2における点Dから点Eへの曲線状の経路にしたがって、空気の湿度はほとんど変化することなく、温度は約21°Cから約12°Cまで低下し、絶対湿度は約0.015[kg/kg(DA)]から約0.0083[kg/kg(DA)]まで低下する。
In the
その結果、空調機2により空調されて室内21へ吹き出される空気は、温度が約12°Cであり、湿度が約96%であり、絶対湿度は約0.0083[kg/kg(DA)]である。すなわち、空調機2は、室内21へ吹き出される空気の絶対湿度の方が、維持すべき所望の室内環境に対応する絶対湿度よりも小さくなるまで、全熱交換器1から供給された空気を冷却して室内21へ吹き出す。
As a result, the air that is air-conditioned by the
室内21には、照明器具、人体などの顕熱発生源があるが、これらの顕熱発生源に起因する室内21の負荷は、もっぱら設定室温に近づけるようにのみ制御される空調機4により主体的に処理される。換言すれば、空調機4は、室内負荷の顕熱を主に処理する空調機である。一方、人体などの潜熱発生源に起因する室内21の負荷は、空調機2より吹き出される空気により主体的に処理される。すなわち、本実施形態では、全熱交換器1と空調機2との協働作用により、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、所要の潜熱処理(図2において実線の矢印Fで示す処理)が可能な低温度(約12°C)まで過冷却された空気を室内21へ吹き出すことができる。
There are sensible heat generation sources such as lighting fixtures and human bodies in the
換言すると、全熱交換器1と空調機2との協働作用により、所要の除湿能力を確保するのに必要な程度まで冷却された低温度の空気が室内21へ吹き出される。その結果、本実施形態では、図2において破線の矢印Gで示すように、室内21へ吹き出された低温空気により、室内21を所望の温度および湿度に維持することができ、ひいては快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。
In other words, due to the cooperative action of the total heat exchanger 1 and the
以下、本実施形態における作用効果の理解を容易にするために、図3および図4を参照して、比較例にかかる空調システムの構成およびその不都合を説明する。比較例にかかる空調システムは、図3に示すように、外気を処理する直膨付全熱交換器11と、室内負荷の顕熱を主に処理する空調機14とを備えている。空調機14は、室外機14aと、室外機14aに接続された室内機14bとを有する。
Hereinafter, in order to facilitate understanding of the operational effects of the present embodiment, the configuration of the air conditioning system according to the comparative example and its disadvantages will be described with reference to FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 3, the air conditioning system according to the comparative example includes a direct expansion
比較例において、直膨付全熱交換器11の全熱交換器11aから直膨コイル11bに供給される空気は、図4において点Cで示すように、例えば温度が約31.2°Cで、湿度が約52%で、絶対湿度が約0.015[kg/kg(DA)]になる。また、直膨コイル11bでは、図4における点Cから点Dへの直線状の経路にしたがって、全熱交換器11aから供給された空気の絶対湿度がほとんど変化することなく、温度が約31.2°Cから約21°Cまで低下し、湿度が約52%から100%にある程度近い湿度、例えば約97%まで上昇する。
In the comparative example, the air supplied to the
その後、直膨コイル11bでは、図4における点Dから点E’への曲線状の経路にしたがって、空気の湿度は変化することなく、温度は約21°Cから約16.5°Cまで低下し、絶対湿度は約0.015[kg/kg(DA)]から約0.0112[kg/kg(DA)]まで低下する。その結果、直膨付全熱交換器11を経て吹出し口13から室内21へ吹き出される空気は、温度が約16.5°Cであり、湿度が約96%であり、絶対湿度は約0.0112[kg/kg(DA)]である。
Thereafter, in the directly expanded
すなわち、比較例では、室内21へ吹き出される空気の絶対湿度の方が、維持すべき所望の室内環境に対応する絶対湿度よりも大きい。その結果、直膨付全熱交換器11を経て室内21へ吹き出される空気には除湿能力が無く、図4において破線の矢印G’で示すように、室内21の温度は所望の約28°Cで維持されるが、室内21の湿度は外気の変動する湿度の影響を受けて成り行きとなり、蒸し暑い不快な室内環境になってしまう。
That is, in the comparative example, the absolute humidity of the air blown into the
以上のように、本実施形態にかかる空調システムでは、全熱交換器1を用いて外気を処理し、全熱交換器1に接続された空調機2により、全熱交換器1から供給された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内21へ吹き出している。すなわち、本実施形態では、必要な除湿能力を確保するのに必要な程度まで冷却された低温度の空気を室内21へ吹き出しているので、室内21の潜熱を処理することによって安定的に除湿処理を行うことができる。
As described above, in the air conditioning system according to the present embodiment, the outside air is processed using the total heat exchanger 1 and supplied from the total heat exchanger 1 by the
その結果、本実施形態では、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。また、本実施形態では、全熱交換器1によって外気負荷を軽減し、全熱交換器1に接続された空調機2によって所要の潜熱を処理し、第2の空調機4によって室内負荷の顕熱を処理しているので、機器単体COP(Coefficient of Performance:成績係数)およびシステムCOPの向上を図ることができ、ひいては省エネルギーを図ることができる。
As a result, in this embodiment, it is possible to realize a comfortable and stable air conditioning for cool biz while keeping the energy consumption relatively small. Further, in the present embodiment, the outdoor heat load is reduced by the total heat exchanger 1, the required latent heat is processed by the
なお、上述の説明では、室内負荷の顕熱を処理するために第2の空調機4を用いているが、第2の空調機4は必須の構成ではなく、場合によってはその設置を省略することができる。
In the above description, the
室内負荷における潜熱負荷は、主に人体に起因し、作業内容が変わらない限り、その大小は人数にほぼ比例する。一方、室内空気質を所望の状態に維持するために必要な外気量も、人数にほぼ比例する。これらのことより、本実施形態において、室内人数に応じて外気量を変化させる手法についても適用可能である。 The latent heat load in the indoor load is mainly caused by the human body, and the size of the latent heat load is approximately proportional to the number of people unless the work contents are changed. On the other hand, the amount of outside air required to maintain the indoor air quality in a desired state is also substantially proportional to the number of people. From these things, in this embodiment, it is applicable also about the method of changing the amount of outside air according to the number of people in a room.
1 全熱交換器
2 空調機
3 吹出し口
4 第2の空調機
21 室内
1
Claims (6)
全熱交換器を用いて外気を処理することと、
前記全熱交換器に接続された空調機を用いて、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すこととを含むことを特徴とする空調方法。 An air conditioning method in a packaged air conditioner system that maintains an indoor environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of outside air,
Treating the outside air with a total heat exchanger;
Using an air conditioner connected to the total heat exchanger, and supercooling the air processed through the total heat exchanger to a temperature at which a required latent heat treatment can be performed and blowing the air into the room. Air conditioning method.
外気を処理する全熱交換器と、
前記全熱交換器に接続された空調機とを備え、
前記空調機は、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すことを特徴とする空調システム。 An air conditioning system in a packaged air conditioner system that maintains an indoor environment at a desired temperature and humidity lower than the temperature and humidity of outside air,
A total heat exchanger for treating outside air;
An air conditioner connected to the total heat exchanger,
The air conditioner is characterized in that the air processed through the total heat exchanger is supercooled to a temperature at which a required latent heat treatment can be performed and blown out into the room.
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