JP2015190729A - 空調システム - Google Patents

空調システム Download PDF

Info

Publication number
JP2015190729A
JP2015190729A JP2014069982A JP2014069982A JP2015190729A JP 2015190729 A JP2015190729 A JP 2015190729A JP 2014069982 A JP2014069982 A JP 2014069982A JP 2014069982 A JP2014069982 A JP 2014069982A JP 2015190729 A JP2015190729 A JP 2015190729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
refrigerant
exhaust
heat exchanger
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014069982A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6489753B2 (ja
Inventor
一孝 寺尾
Kazutaka Terao
一孝 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2014069982A priority Critical patent/JP6489753B2/ja
Publication of JP2015190729A publication Critical patent/JP2015190729A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6489753B2 publication Critical patent/JP6489753B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Abstract

【課題】GHPとデシカント装置とを備えたものにおいて、ガスエンジンの立ち上がり時や、外気の湿度が高い時等であっても、デシカントロータの再生を適切に行い、デシカント装置を介して室内へ供給される空調用空気の湿度を十分に下げる。
【解決手段】エンジン22のエンジン冷却水循環路C2を通流するエンジン冷却水と排気通路R2を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器EX1と、冷房運転時において冷媒循環路C1で圧縮機21と凝縮器Gとの間を通流する冷媒と排気通路R2を通流する空気とを熱交換する第2熱交換器EX2とを備え、第1熱交換器EX1と第2熱交換器EX2とを、排気通路R2の第1排気領域D1bと第2排気領域D2bとの間に、排気通路R2を通流する空気の流れ方向で記載の順に備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、エンジンにより駆動され冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁にて膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機と前記凝縮器と前記膨張弁と前記蒸発器とに記載の順に冷媒を循環する冷媒循環路とを有し、冷房運転時には前記蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給すると共に暖房運転時には前記凝縮器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給するエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、室外空間から取り込んだ空気を室内空間へ供給する給気通路と、室内空間から取り出した空気を室外空間へ排気する排気通路と、前記給気通路に配置される第1給気領域と前記排気通路に配置される第1排気領域との間で通気性吸湿体から成るデシカントロータを回転駆動させて前記第1給気領域及び前記第1排気領域を通過する空気の除湿及び加湿を行う第1ロータ部と、前記給気通路の前記第1給気領域よりも下流側に配置される第2給気領域と前記排気通路における前記第1排気領域よりも上流側に配置される第2排気領域との間で通気性体からなる顕熱ロータを回転駆動させて前記第2給気領域を通過する空気と前記第2排気領域を通過する空気とを熱交換する第2ロータ部とを有するデシカント装置とを備え、前記エンジンのエンジン冷却水循環路を通流するエンジン冷却水と前記排気通路を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器を、前記排気通路の前記第1排気領域と前記第2排気領域との間に備えた空調システムに関する。
近年、建築基準法にて24時間換気が一般戸建て住宅にも義務付けられる等の理由により、空調システムとしては、一般的に知られるガスエンジン駆動式ヒートポンプ装置(以下、GHPと略称)に加え、室内空間の室内空気と室外空間の室外空気とを熱交換する形態で換気する換気装置とを備えたものが知られている(特許文献1を参照)。
特許文献1に開示の技術にあっては、換気装置は、室内空間の室内空気を室外空間へ排気する排気通路と、室外空間の室外空気を室内空間へ給気する給気通路と、給気通路に配置される第1給気領域と排気通路に配置される第1排気領域との間で通気性吸湿体から成るデシカントロータを回転駆動させて当該空気の除湿及び加湿を行う第1ロータ部と、給気通路の第1給気領域よりも下流側に配置される第2給気領域と排気通路における第1排気領域よりも上流側に配置される第2排気領域との間で通気性体からなる顕熱ロータを回転駆動させる第2ロータ部とを備えたデシカント装置として構成されている。
当該換気装置にあっては、特に、冷房運転時において、デシカントロータを良好に再生すべく、エンジンの排熱を回収した湯水と排気通路を通流する空気とを熱交換する熱交換器を、排気通路の第1排気領域と第2排気領域との間に備えている。これにより、第1排気領域を通過するデシカントロータへ、熱交換器にてエンジンの排熱により昇温された空気を導くことができ、良好に再生している。
特開2002−276996号公報
上記特許文献1に開示の技術では、例えば、エンジンの起動時等で、熱交換器へ導かれる湯水をエンジンの排熱にて十分に昇温できない場合等には、第1排気領域でのデシカントロータの再生を良好に行うことができないという課題があった。
また、エンジンが定格運転時であっても、エンジンの排熱を回収して熱交換器へ導かれる温水の温度は、75℃程度が上限温度となり、特に、湿度が高い夏場等にあっては、デシカントロータを十分に再生できないことがあり、改善の余地があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、GHPとデシカント装置とを備えたものにおいて、ガスエンジンの立ち上がり時や、外気の湿度が高い時等であっても、デシカントロータの再生を適切に行い、デシカント装置を介して室内空間へ供給される空調用空気の湿度を十分に下げることができる空調システムを提供することにある。
上記目的を達成するための空調システムは、エンジンにより駆動され冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁にて膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機と前記凝縮器と前記膨張弁と前記蒸発器とに記載の順に冷媒を循環する冷媒循環路とを有し、冷房運転時には前記蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給すると共に暖房運転時には前記凝縮器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給するエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
室外空間から取り込んだ空気を室内空間へ供給する給気通路と、室内空間から取り出した空気を室外空間へ排気する排気通路と、前記給気通路に配置される第1給気領域と前記排気通路に配置される第1排気領域との間で通気性吸湿体から成るデシカントロータを回転駆動させて前記第1給気領域及び前記第1排気領域を通過する空気の除湿及び加湿を行う第1ロータ部と、前記給気通路の前記第1給気領域よりも下流側に配置される第2給気領域と前記排気通路における前記第1排気領域よりも上流側に配置される第2排気領域との間で通気性体からなる顕熱ロータを回転駆動させて前記第2給気領域を通過する空気と前記第2排気領域を通過する空気とを熱交換する第2ロータ部とを有するデシカント装置とを備え、
前記エンジンのエンジン冷却水循環路を通流するエンジン冷却水と前記排気通路を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器を、前記排気通路の前記第1排気領域と前記第2排気領域との間に備えた空調システムであって、その特徴構成は、
前記冷房運転時において前記冷媒循環路で前記圧縮機と前記凝縮器との間を通流する冷媒と前記排気通路を通流する空気とを熱交換する第2熱交換器を備え、
前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とを、前記排気通路の前記第1排気領域と前記第2排気領域との間に、前記排気通路を通流する空気の流れ方向で記載の順に備える点にある。
上記特徴構成によれば、排気通路において、第1排気領域と第2排気領域の間に、エンジン冷却水と排気通路を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器に加え、冷房運転時に冷媒循環路で圧縮機と凝縮器との間を通流する冷媒と排気通路を通流する空気とを熱交換する第2熱交換器を備えるから、第1排気領域を通過するデシカントロータを、第1熱交換器に加え、第2熱交換器によっても加熱することができる。これにより、エンジンの起動時等で、第1熱交換器により第1排気領域を通流する空気が十分に昇温できない場合であっても、第2熱交換器により冷媒と熱交換する形態で、十分に昇温できる。
特に、第2熱交換器を通流する冷媒は、圧縮機にて圧縮され十分に昇温した後で凝縮器に導かれる前の冷媒であるから、圧縮機の圧縮仕事によっては、エンジン冷却水よりも高い温度とすることができるため、上記特徴構成では、第1排気通路において、第2熱交換器を第1熱交換器の下流側へ設けることで、第1熱交換器の上流側へ設ける場合よりも、より一層、第1排気領域へ導かれる空気を昇温させる効果を発揮し得る。これにより、例えば、外気の湿度が高いときで、デシカントロータが多くの湿分を吸湿している場合であっても、当該デシカントロータを第1排気領域にて良好に再生でき、除湿性能を向上できる。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記冷房運転時において前記冷媒循環路で前記蒸発器と前記圧縮機との間を通流する冷媒と前記給気通路を通流する空気とを熱交換する第3熱交換器を、前記給気通路を通流する空気の流れ方向で前記第2給気領域の下流側に備える点にある。
上記特徴構成によれば、冷房運転時において冷媒循環路で蒸発器にて室内空間へ供給される空調用空気と熱交換した後の冷媒で、まだ冷熱を保有してる冷媒を、圧縮機に導かれる前に、第3熱交換器にて、給気通路で第2給気領域を通過した後で室内空間へ導かれる前の空気と熱交換することができ、冷凍サイクルで余った冷熱をデシカント装置側で空調用空気を冷却する形態で、有効に利用できる。
尚、特許文献1に開示の技術にあっても、デシカント装置において、給気通路で第2給気領域と室内空間との間に、給気通路を通過する空気と冷房運転時で冷媒循環路で膨張弁にて膨張された後の冷媒とを熱交換する第2熱交換器を設ける構成が開示されているが、当該第2熱交換器は、GHPの蒸発器として設けられており、本発明の『第2熱交換器』とは意味合いが異なる。即ち、特許文献1に開示の技術にあっては、GHPとしては、室内空気と冷媒とが熱交換器する蒸発器(室内機の室内熱交換器)が存在しない構成となるため、上記特徴構成を有する発明に比べ、低温の空調用空気を供給し難くなり、この意味で、冷房能力は低下する。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記圧縮機による圧縮仕事を、設定される除湿設定値に基づいて制御する制御手段が設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、圧縮機による圧縮仕事を、設定される除湿設定値に基づいて制御する制御手段を備えているから、例えば、除湿設定値として『除湿量:低』に設定されている場合、圧縮機による圧縮仕事を高め、圧縮機から出る冷媒を昇温することで、第2熱交換器で当該冷媒と熱交換する空気を昇温し、当該昇温した空気により、第1排気領域を通過するデシカントロータを十分に再生する形態で、給気通路から供給される空調用空気の湿度を下げることができる。当該システムによれば、GHPの室内機としての蒸発器での冷房能力を上げ過ぎることなく、湿度を良好に低下させることができるから、特に、空調用空気の温度を下げ過ぎず、湿度を下げる場合に、有効となる。
尚、通常のエアコンにおいて、空調用空気の温度を下げず湿度を下げる場合、室内機内において、蒸発器にて室内空気を冷却して除湿した後に再度加熱する再熱除湿運転が実行されており、当該加熱は電気ヒータ等で実行されるため、非常に効率が悪くなる。
上記特徴構成によれば、このような加熱を行うことなく、空調用空気の温度を下げ過ぎずに、湿度を下げることができるから、通常のエアコンにおいて再熱除湿運転を行う場合に比べて、COPの向上が期待できる。
逆に、除湿設定値として『除湿量:高』に設定されている場合、圧縮機による圧縮仕事を低下させ、圧縮機から出る冷媒を降温することで、第2熱交換器で当該冷媒と熱交換する空気を降温し、当該降温した空気により、第1排気領域を通過するデシカントロータを再生する形態で、給気通路から供給される空調用空気の除湿量を低下できる。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記制御手段は、前記圧縮機による圧縮仕事を、前記第2熱交換器への冷媒の流入温度が、前記第1熱交換器へ流入するエンジン冷却水の最高温度よりも高くなるように制御する点にある。
上記特徴構成によれば、制御手段は、圧縮機による圧縮仕事を、第2熱交換器への冷媒の流入温度が、第1熱交換器へ流入するエンジン冷却水の最高温度よりも高くなるように制御するから、排気通路において、第1熱交換器の下流側に設けられる第2熱交換器にて、排気通路で第1熱交換器を通過した後の空気を更に昇温して、第1排気領域でデシカントロータの再生を良好に実行できる。
除湿冷房運転を実行する場合の空調システムの概略構成図 暖房運転を実行する場合の空調システムの概略構成図 本発明において除湿冷房運転を実行する場合のPH線図 従来技術と本発明とにおいて除湿冷房運転を実行する場合の空気線図 従来技術において除湿冷房運転を実行する場合のPH線図
本発明の空調システム100は、図1、2に示すように、エンジン駆動式ヒートポンプ装置(以下、GHPと略称する場合がある)と、エンジン駆動式ヒートポンプ装置にて発生した熱を利用するデシカント装置とを備えたものにおいて、ガスエンジン22の立ち上がり時や、外気の湿度が高い時等であっても、デシカントロータD1cの再生を適切に行い、デシカント装置から室内空間ISへ供給される空調用空気SAの湿度を十分に下げることができると共に、デシカント装置から室内空間ISへ供給される空調用空気SAの温度をも十分に低下させることができるものに関する。
〔エンジン駆動式ヒートポンプ装置〕
当該空調システム100は、図1、2に示すように、ガスエンジン22の軸出力にて冷媒を圧縮する圧縮機21と、当該圧縮機21にて圧縮された冷媒と空気とを熱交換させる形態で冷媒を凝縮させる凝縮器Gと、凝縮器Gにて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁24と、膨張弁24にて膨張した冷媒と空気とを熱交換させる形態で冷媒を蒸発させる蒸発器Jとに、記載の順に冷媒を循環する冷媒循環路Cとを有するGHPを備えている。
説明を追加すると、当該GHPは、凝縮器G又は蒸発器Jとして働く室内熱交換器25a、当該室内熱交換器25aに空気を送る送風ファン25bとを内部に配設する室内機25と、凝縮器G又は蒸発器Jとして働く室外熱交換器23a、送風ファン23b、圧縮機21、ガスエンジン22、冷媒循環路Cの冷媒循環方向を冷房運転と暖房運転とで切り替える四方弁26、及び四方弁26の切り替えに伴って冷媒循環状態を切り替える第1三方弁V1、第2三方弁V2、及びそれらを制御する制御装置Sとを内部に備える室外機(図示せず)とを備えている。
尚、第1三方弁V1、第2三方弁V2による冷媒循環状態の切り替えについては、後述するデシカント装置における説明箇所にて詳述する。
ガスエンジン22は、シリンダ及びシリンダヘッドにエンジン冷却水を循環するエンジンジャケット22aと、エンジン冷却水を空気と熱交換する熱交換器22c及び送風ファン22dから成るラジエータと、エンジンジャケット22aとラジエータとの間でエンジン冷却水を循環するエンジン冷却水循環路C2と、エンジン冷却水循環路C2にエンジン冷却水を圧送する循環ポンプ22bとを備えている。
これにより、当該GHPは、四方弁26を図1に示す状態に切り替えることにより、圧縮機21で圧縮された冷媒が、凝縮器Gとしての室外熱交換器23aで室外の空気と熱交換する形態で凝縮し、膨張弁24で膨張された冷媒が、蒸発器Jとしての室内熱交換器25aで室内の空気と熱交換する形態で蒸発し、熱交換した後の室内空気を比較的低温で低湿の空調用空気SAとして室内空間ISへ導く、所謂、冷房運転を実行する。
更に、GHPは、四方弁26を図2に示す状態(図1に示す状態から90度回転した状態)に切り替えることにより、膨張弁24で膨張された冷媒が、蒸発器Jとしての室外熱交換器23aで室外空間OSの空気と熱交換する形態で蒸発し、圧縮機21で圧縮された冷媒が、凝縮器Gとしての室内熱交換器25aで室内空間ISの空気と熱交換する形態で凝縮し、熱交換した後の室内の空気を比較的高温の空調用空気SAとして室内空間ISへ導く、所謂、暖房運転を実行する。
〔デシカント装置〕
デシカント装置は、室外空間OSから取り込んだ空気を室内空間ISへ供給する給気通路R1と、室内空間ISから取り出した空気を室外空間OSへ排気する排気通路R2と、給気通路R1に配置される第1給気領域D1aと排気通路R2に配置される第1排気領域D1bとの間で通気性吸湿体から成るデシカントロータD1cを回転駆動させて第1給気領域D1a及び第1排気領域D1bを通過する空気の除湿及び加湿を行う第1ロータ部D1と、給気通路R1の第1給気領域D1aよりも下流側に配置される第2給気領域D2aと排気通路R2における第1排気領域D1bよりも上流側に配置される第2排気領域D2bとの間で通気性体からなる顕熱ロータD2cを回転駆動させて第2給気領域D2aを通過する空気と第2排気領域D2bを通過する空気とを熱交換する第2ロータ部D2と、給気通路R1に空気を圧送する第2ファンF2と、排気通路R2に空気を圧送する第1ファンF1とを備えている。
制御装置Sは、給気通路R1及び排気通路R2の圧力損失等を考慮して、給気通路R1を通流する空気流量と排気通路R2を通流する空気流量とが略同一となるように、第1ファンF1及び第2ファンF2の回転数を制御する。
ここで、第1ロータ部D1の構成の説明を加える。
第1ロータ部D1に設けられるデシカントロータD1cは、モータ等の回転機構部M1により、回転される回転軸に中心部が固定されて比較的低速の所定の回転速度で回転駆動し、複数の通路に配設される領域D1a、D1bを横断する姿勢で配設された円盤状又は円柱状の部材として構成されている。当該デシカントロータD1cは、回転軸に沿う方向に貫通する多数の通路が形成されたハニカム状に形成されており、各領域D1a、D1bにおいて空気がデシカントロータD1cを貫通する状態で通過する。当該デシカントロータD1cは、ゼオライト、シリカゲル、活性炭等の公知の吸着剤を担持して、通気性吸湿体とされている。
このようなデシカントロータD1cを備えたロータ部D1は、第1給気領域D1a、第1排気領域D1bのうち、第1給気領域D1aに比較的低温の空気が通過することにより、当該空気がデシカントロータD1cの吸湿時の放熱作用による温度上昇を伴って除湿され、それによりデシカントロータD1cは空気の水分を吸着した状態となる。その水分を吸着したデシカントロータD1cの部分が上記回転駆動により第1排気領域D1bに移動することになる。
一方、第1排気領域D1bに比較的高温の空気が通過することで、その空気はデシカントロータD1cの放湿時の吸熱作用による温度低下を伴って加湿され、それによりデシカントロータD1cは上記吸着した水分を脱着させて再生されることとなる。その再生されたデシカントロータD1cの部分が上記回転駆動により第1給気領域D1aに移動することになる。
このようにして、ロータ部D1は、第1給気領域D1a及び第1排気領域D1bを通過する夫々の空気の除湿と加湿とを行うことができるように構成されている。
第2ロータ部D2は、顕熱ロータD2cが吸着剤が担持されていない点を除き、第1ロータ部D1と同一の構成を有しているため、ここでは、その詳細な説明を割愛する。
本発明の空調システム100にあっては、給気通路R1及び排気通路R2を通過する空気を加熱・冷却するべく、以下のように構成されている。
即ち、エンジン冷却水循環路C2を通流するエンジン冷却水と排気通路R2を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器EX1と、GHPの冷房運転時(図1に示す回路状態にある時)において冷媒循環路C1で圧縮機21と凝縮器Gとしての室外熱交換器23aとの間を通流する冷媒と排気通路R2を通流する空気とを熱交換する第2熱交換器EX2とを備え、第1熱交換器EX1と第2熱交換器EX2とを、排気通路R2の第1排気領域D1bと第2排気領域D2bとの間に、排気通路R2を通流する空気の流れ方向で記載の順に備える。
説明を加えると、第1熱交換器EX1は、エンジン冷却水循環路C2において、エンジン冷却水の流れ方向で、エンジンジャケット22aから送り出されたエンジン冷却水が第1熱交換器EX1とラジエータとしての熱交換器22cとを記載の順に通流するように配設されている。これにより、エンジン冷却水循環路C2を循環するエンジン冷却水のうち、エンジンジャケット22aを出た後の比較的高温(例えば、70℃程度)のエンジン冷却水にて排気通路R2の第1排気領域D1bと第2排気領域D2bとの間を通流する空気を加熱できる。
また、冷媒循環路C1には、GHPの冷房運転時に、冷媒循環路C1の圧縮機21と凝縮器Gとしての室外熱交換器23aとの間を通流する冷媒を第2熱交換器EX2の側へ導く状態(図1に示す回路状態)と、GHPの暖房運転時に、冷媒循環路C1を通流する冷媒を第2熱交換器EX2の側へ導かず圧縮機21と蒸発器Jとしての室外熱交換器23aとを直接接続する状態(図2に示す回路状態)とを切り替える第2三方弁V2が設けられている。これにより、GHPの冷房運転時においては、第2熱交換器EX2に、圧縮機21にて圧縮された比較的高温(例えば、73℃〜90℃程度)の冷媒を通流させることができ、第1排気領域D1bと第2排気領域D2bとの間を通流する空気を、当該第2熱交換器EX2にて加熱することができる。
尚、制御装置Sは、圧縮機21による圧縮仕事を可変に設定可能に構成されており、本発明にあっては、例えば、GHPを定格運転している場合において、当該圧縮機21による圧縮仕事を、図5に示す従来技術の圧縮仕事ΔW'から、図3に示す本発明の圧縮仕事ΔWまで増加させる制御を実行する。これにより、圧縮機21にて圧縮された冷媒の温度を、73℃から90℃程度まで昇温させて、第2熱交換器EX2への冷媒の流入温度を、第1熱交換器EX1へ流入するエンジン冷却水の最高温度(例えば、70℃)よりも高くして、第1排気領域D1bを通過する空気の温度を十分に昇温させる。これにより、第1ロータ部D1のデシカントロータD1cを、第1排気領域D1bにて十分に再生し、第1給気領域D1bでの吸湿性能を向上させている。
更に、本発明にあっては、GHPの冷房運転時(図1に示す回路状態の時)に、冷媒循環路C1で蒸発器Jとしての室内熱交換器25aと圧縮機21との間を通流する冷媒と給気通路R1を通流する空気とを熱交換する第3熱交換器EX3を、給気通路R1を通流する空気の流れ方向で第2給気領域D2aの下流側、即ち、室内空間ISの直前に備えている。
説明を加えると、冷媒循環路C1には、GHPの冷房運転時に、冷媒循環路C1で蒸発器Jとしての室内熱交換器25aと圧縮機21との間を通流する冷媒を第3熱交換器EX3の側へ導く状態(図1に示す回路状態)と、GHPの暖房運転時に、冷媒循環路C1で蒸発器Jとしての室内熱交換器25aと圧縮機21との間を通流する冷媒を第3熱交換器EX3の側へ導かず圧縮機21と凝縮器Gとしての室内熱交換器25aとを直接接続する状態(図2に示す回路状態)とを切り替える第1三方弁V1が設けられている。これにより、GHPの冷房運転時においては、図3でP14−P15間に示すように、蒸発器Jを出た後で冷熱(潜熱+顕熱)を保有する冷媒を第3熱交換器EX3へ導くことができ、第3熱交換器EX3にて空調用空気SAを冷却している。尚、図3におけるP11〜P15は、図1の冷媒循環路C1でのP11〜P15における値を示している。
〔除湿冷房運転〕
本発明の空調システム100では、GHPにて冷房運転を実行している時に、デシカント装置にて空調用空気SAを除湿冷却することで、所謂、除湿冷房運転を実行可能に構成されている。
制御装置Sは、除湿冷房運転において、GHP側では、四方弁26を図1に示す状態に切り替えると共に、第2熱交換器EX2、第3熱交換器EX3に冷媒が循環するように第1三方弁V1、第2三方弁V2の開閉状態を制御すると共に、デシカント装置側では、第1ファンF1及び第2ファンF2を所定の回転速度で働かせると共に、第1ロータ部D1の回転機構部M1及び第2ロータ部D2の回転機構部M2を働かせて、デシカントロータD1c及び顕熱ロータD2cを回転駆動させる。
当該除湿冷房運転により、デシカント装置側での空気線図を図4に示す。図4で、一点鎖線、二点鎖線は従来技術(第2熱交換器EX2を設けない構成)の空気線図を示すものであり、実線、太実線は本発明の空気線図を示すものである。
図4から、第2熱交換器EX2を設け、第1排気領域D1bを通過する空気の温度を、約15℃程度(P7―P8間の温度)増加させることにより、本発明での除湿量Hを従来技術の除湿量H'からΔH(約20%)増加できており、除湿性能の向上が見込まれる。
尚、当該空気線図におけるP1−P9は、図1におけるP1−P9での空気の状態を示すものである。
〔暖房運転〕
本発明の空調システム100では、四方弁26を図2に示す状態に切り替えることで、暖房運転をも実行可能に構成されている。
制御装置Sは、暖房運転において、GHP側では、四方弁26を図2に示す状態に切り替えると共に、第2熱交換器EX2、第3熱交換器EX3に冷媒が循環しないように第1三方弁V1、第2三方弁V2の開閉状態を制御すると共に、デシカント装置側では、第1ファンF1及び第2ファンF2を所定の回転速度で働かせると共に、第1ロータ部D1の回転機構部M1を働かせずデシカントロータD1cの回転を停止状態で、第2ロータ部D2の回転機構部M2を働かせて、顕熱ロータD2cを回転駆動させる。
即ち、当該暖房運転においては、デシカント装置は、室内空気RAと室外空気OAとを熱交換する装置として機能する。
尚、当該暖房運転にあっては、第2熱交換器EX2及び第3熱交換器EX3へ冷媒は導かれないため、冷媒循環路C1を循環する冷媒のP11〜P14(P15はP14と同一)の状態は、図5に示す従来技術のPH線図のP11'〜P14'と略同等の値となる。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態においては、第1ロータ部D1及び第2ロータ部D2は、夫々1つづつ設ける構成を例示したが、別に複数設ける構成を採用しても構わない。
(2)第1ファンF1は、排気通路R2で第1排気領域D1bの下流側に設けられる例を示したが、排気通路R2上であれば、どこに設けられていても良い。
また、第2ファンF2は、給気通路R1で第1給気領域D1aの上流側に設けられる例を示したが、給気通路R1上であれば、どこに設けられていても良い。
(3)本発明の空調システム100は、例えば、除湿冷房運転時に、外部に設けられる設定部(図示せず)からの除湿設定値に基づいて、圧縮機21による圧縮仕事を制御する構成を採用しても構わない。
例えば、除湿設定値が『除湿量:低』から『除湿量:高』へ変更設定された場合、圧縮機21の圧縮仕事を大きく設定することで、当該圧縮機21にて圧縮される冷媒の温度を昇温させ、第2熱交換器EX2を通過した後の空気を昇温させ、第1ロータ部の第1排気領域D1bを通過するデシカントロータD1cの再生をより良好に行う形態で、第1給気領域D1aを通過する空気の除湿量を向上させることができる。
(4)上記実施形態では、除湿冷房運転と暖房運転とを切り替え実行可能な構成を示したが、四方弁26、第1三方弁V1、第2三方弁V2を設けない構成を採用し、除湿冷房運転を専用で行う空調システムとすることができる。
本発明の空調システムは、GHPとデシカント装置とを備えたものにおいて、ガスエンジンの立ち上がり時や、外気の湿度が高い時等であっても、デシカントロータの再生を適切に行い、デシカント装置を介して室内空間へ供給される空調用空気の湿度を十分に下げることができる空調システムとして、有効に利用可能である。
21 :圧縮機
22 :エンジン
23a :室外熱交換器(凝縮器、蒸発器)
25a :室内熱交換器(凝縮器、蒸発器)
26 :四方弁
S :制御装置
G :凝縮器
J :蒸発器
D1 :第1ロータ部
D1a :給気領域
D1b :排気領域
D1c :デシカントロータ
D2 :第2ロータ部
D2a :給気領域
D2b :排気領域
D1c :顕熱ロータ
R1 :給気通路
R2 :排気通路
EX1 :第1熱交換器
EX2 :第2熱交換器
EX3 :第3熱交換器
SA :空調用空気
RA :室内空気
OA :室外空気
EA :排気
100 :空調システム

Claims (4)

  1. エンジンにより駆動され冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機にて圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器にて凝縮した冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁にて膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記圧縮機と前記凝縮器と前記膨張弁と前記蒸発器とに記載の順に冷媒を循環する冷媒循環路とを有し、冷房運転時には前記蒸発器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給すると共に暖房運転時には前記凝縮器を通流する冷媒と熱交換した空調用空気を室内空間へ供給するエンジン駆動式ヒートポンプ装置と、
    室外空間から取り込んだ空気を室内空間へ供給する給気通路と、室内空間から取り出した空気を室外空間へ排気する排気通路と、前記給気通路に配置される第1給気領域と前記排気通路に配置される第1排気領域との間で通気性吸湿体から成るデシカントロータを回転駆動させて前記第1給気領域及び前記第1排気領域を通過する空気の除湿及び加湿を行う第1ロータ部と、前記給気通路の前記第1給気領域よりも下流側に配置される第2給気領域と前記排気通路における前記第1排気領域よりも上流側に配置される第2排気領域との間で通気性体からなる顕熱ロータを回転駆動させて前記第2給気領域を通過する空気と前記第2排気領域を通過する空気とを熱交換する第2ロータ部とを有するデシカント装置とを備え、
    前記エンジンのエンジン冷却水循環路を通流するエンジン冷却水と前記排気通路を通流する空気とを熱交換する第1熱交換器を、前記排気通路の前記第1排気領域と前記第2排気領域との間に備えた空調システムにおいて、
    前記冷房運転時において前記冷媒循環路で前記圧縮機と前記凝縮器との間を通流する冷媒と前記排気通路を通流する空気とを熱交換する第2熱交換器を備え、
    前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とを、前記排気通路の前記第1排気領域と前記第2排気領域との間に、前記排気通路を通流する空気の流れ方向で記載の順に備える空調システム。
  2. 前記冷房運転時において前記冷媒循環路で前記蒸発器と前記圧縮機との間を通流する冷媒と前記給気通路を通流する空気とを熱交換する第3熱交換器を、前記給気通路を通流する空気の流れ方向で前記第2給気領域の下流側に備える請求項1に記載の空調システム。
  3. 前記圧縮機による圧縮仕事を、設定される除湿設定値に基づいて制御する制御手段が設けられている請求項1又は2に記載の空調システム。
  4. 前記制御手段は、前記圧縮機による圧縮仕事を、前記第2熱交換器への冷媒の流入温度が、前記第1熱交換器へ流入するエンジン冷却水の最高温度よりも高くなるように制御する請求項3に記載の空調システム。
JP2014069982A 2014-03-28 2014-03-28 空調システム Active JP6489753B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014069982A JP6489753B2 (ja) 2014-03-28 2014-03-28 空調システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014069982A JP6489753B2 (ja) 2014-03-28 2014-03-28 空調システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015190729A true JP2015190729A (ja) 2015-11-02
JP6489753B2 JP6489753B2 (ja) 2019-03-27

Family

ID=54425356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014069982A Active JP6489753B2 (ja) 2014-03-28 2014-03-28 空調システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6489753B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708419C1 (ru) * 2019-06-20 2019-12-06 Владимир Евгеньевич Воскресенский Система кондиционирования приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102556842B1 (ko) * 2021-05-12 2023-07-18 케이엔솔 주식회사 2-로터 제습 시스템

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949642A (ja) * 1995-08-04 1997-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
JPH09264557A (ja) * 1996-03-26 1997-10-07 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP2002276996A (ja) * 2001-03-23 2002-09-25 Osaka Gas Co Ltd 空調システム
JP2004085096A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Univ Waseda ハイブリッド型デシカント空調システム
JP2005034838A (ja) * 2003-07-03 2005-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
JP2006189189A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和機
JP2008241190A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Tokyo Gas Co Ltd 空調システム及びその制御方法
JP2009150631A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Earth Clean Tohoku:Kk ガスヒートポンプを熱源として利用するデシカント空調機。
JP2010107059A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置
JP2011121010A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Chofu Seisakusho Co Ltd デシカント式換気扇システム
JP2015190730A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 大阪瓦斯株式会社 空調システム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0949642A (ja) * 1995-08-04 1997-02-18 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機
JPH09264557A (ja) * 1996-03-26 1997-10-07 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JP2002276996A (ja) * 2001-03-23 2002-09-25 Osaka Gas Co Ltd 空調システム
JP2004085096A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Univ Waseda ハイブリッド型デシカント空調システム
JP2005034838A (ja) * 2003-07-03 2005-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
JP2006189189A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空気調和機
JP2008241190A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Tokyo Gas Co Ltd 空調システム及びその制御方法
JP2009150631A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Earth Clean Tohoku:Kk ガスヒートポンプを熱源として利用するデシカント空調機。
JP2010107059A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Mitsubishi Electric Corp 冷凍空調装置
JP2011121010A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Chofu Seisakusho Co Ltd デシカント式換気扇システム
JP2015190730A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 大阪瓦斯株式会社 空調システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708419C1 (ru) * 2019-06-20 2019-12-06 Владимир Евгеньевич Воскресенский Система кондиционирования приточного воздуха с безжидкостным роторным нагреванием

Also Published As

Publication number Publication date
JP6489753B2 (ja) 2019-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4169747B2 (ja) 空気調和機
JP2968232B2 (ja) 空調システム及びその運転方法
JP2009275955A (ja) デシカント空調装置
JP5669587B2 (ja) 低温再生デシカント空調機および運転方法
JP5542701B2 (ja) 低温再生デシカント空調機
JP2006329600A (ja) 空調システム
WO2017183689A1 (ja) 外気処理システム、外気処理システムの制御装置及び制御方法
JP6532270B2 (ja) 低温再生デシカント空調機
JP6489753B2 (ja) 空調システム
JP6320116B2 (ja) 空調システム
JP6898138B2 (ja) デシカント式調湿装置及びその制御方法
JP3729595B2 (ja) 空調システム及びその運転方法
JP2015068599A (ja) 除湿システム
JP6335721B2 (ja) 空調システム
JP6452368B2 (ja) 燃料電池装置利用型空調システム
JP5714946B2 (ja) 空調システム
JP7129281B2 (ja) デシカント空調機
JP6663655B2 (ja) デシカント空調装置
JP6073163B2 (ja) 空調システム及びその運転方法
JP6324269B2 (ja) 空調システム
JP7045911B2 (ja) 空調システム
JP4285010B2 (ja) 空気調和装置
JP6376900B2 (ja) 空調システム
JP6188438B2 (ja) 空調装置、及びその運転方法
JP2022126529A (ja) 調湿装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180605

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180803

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6489753

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150