JP2017215081A - Radiation type air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、輻射式空調装置に関する。 The present invention relates to a radiation type air conditioner.
熱交換器に冷媒を通すと共に、熱交換器の輻射熱で冷暖房を行う輻射式空調装置が知られている。下記特許文献1に記載の輻射式空調装置は、冷房時に発生する結露水を円滑に排出することで、冷房特性に悪影響を与えないものとしている。 2. Description of the Related Art A radiant air conditioner that passes a refrigerant through a heat exchanger and performs cooling and heating with radiant heat of the heat exchanger is known. The radiation-type air conditioner described in Patent Document 1 described below smoothly discharges condensed water generated during cooling, and does not adversely affect cooling characteristics.
上記従来の技術では、確かに結露水を円滑に排出することが可能となっている。しかしながら、室内温度に対して低温の結露水は室内を冷却する能力を有しているにも関わらず、その冷却能力を活かすことができなかった。 In the above conventional technique, it is possible to smoothly discharge condensed water. However, although the dew condensation water having a temperature lower than the room temperature has the ability to cool the room, the cooling capacity cannot be utilized.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷房運転時に発生する結露水の冷却能力を冷房に活用することが可能な輻射式空調装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective is to provide the radiation type air conditioner which can utilize the cooling capability of the dew condensation water which generate | occur | produces at the time of air_conditionaing | cooling operation for air_conditioning | cooling.
上記課題を解決するために、本発明に係る輻射式空調装置は、 冷媒が内部を通ることで輻射熱により冷房又は暖房を行う輻射式熱交換器(22)と、前記輻射式熱交換器が冷房運転を行っている場合の結露水が内部を通り、輻射熱により冷房を行う結露水熱交換器(26)と、を備える。 In order to solve the above problems, a radiant air conditioner according to the present invention includes a radiant heat exchanger (22) that performs cooling or heating by radiant heat when a refrigerant passes through the interior, and the radiant heat exchanger is a A dew condensation water heat exchanger (26) is provided which is provided with the dew condensation water when it is in operation and which cools by radiant heat.
本発明によれば、輻射式熱交換器に発生する結露水を用いて結露水熱交換器において冷房に利用しているので、冷房運転時に発生する結露水の冷却能力を冷房に活用することができる。 According to the present invention, since the dew condensation water generated in the radiation heat exchanger is used for cooling in the dew condensation water heat exchanger, the cooling capacity of the dew condensation water generated during the cooling operation can be utilized for cooling. it can.
尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。 Reference numerals in parentheses described in “Means for Solving the Problems” and “Claims” indicate a correspondence relationship with “Mode for Carrying Out the Invention” described later, It does not indicate that the invention described in “Means for Solving the Problems” and “Claims” is limited to “Mode for Carrying Out the Invention” described later.
本発明によれば、冷房運転時に発生する結露水の冷却能力を冷房に活用することが可能な輻射式空調装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radiation type air conditioner which can utilize the cooling capability of the dew condensation water generate | occur | produced at the time of air_conditionaing | cooling for cooling can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
図1に示されるように、本発明の実施形態に係る輻射式空調装置2は、本体部21と、制御装置20とを備えている。本体部21には、輻射式熱交換器22と、結露水タンク24と、ポンプ25と、結露水熱交換器26と、電磁弁28と、が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
輻射式熱交換器22は、冷媒が内部を通ることで輻射熱により冷房又は暖房を行う熱交換器である。輻射式熱交換器22の形状や熱交換器の方式は特に限定されるものではなく、輻射熱による冷暖房が可能であれば適用することができる。輻射式熱交換器22は、冷媒入口221と、冷媒管222と、ヘッダタンク223と、冷媒出口224と、を有している。
The
冷凍サイクルに繋がる冷媒入口221から流れ込む冷媒は、複数の冷媒管222に分岐して下方に流れる。冷媒管222からヘッダタンク223に流れ込んだ冷媒は、冷媒出口224に繋がる複数の冷媒管222に再度分岐して流れる。冷媒出口224から流出した冷媒は、冷凍サイクルに還流する。
The refrigerant flowing from the
冷媒は、冷媒管222を流れる間において、輻射熱で冷房又は暖房を行っている。冷房時には、冷媒管222が室温よりも低温となるので、結露水が発生する。結露水は冷媒管222を伝って下方に流れ、ヘッダタンク223の下方に設けられた結露水受皿23に流れ込む。
While the refrigerant flows through the
結露水受皿23に流れこんだ結露水は、連結管231を通って結露水タンク24に流れ込む。結露水受皿23が複数設けられている場合は、複数の結露水受皿23から1つの結露水タンク24に結露水が集約される。尚、結露水受皿23が1つ設けられている場合は、結露水受皿23と結露水タンク24とを一体的なものとして構成してもよい。結露水タンク24は、表面に結露する可能性が想定されるような場合は断熱することが好ましいが、その恐れがない場合は必ずしも断熱する必要はない。
The condensed water that has flowed into the condensed
輻射式熱交換器22の上方には、結露水熱交換器26が配置されている。結露水熱交換器26と結露水タンク24とは、連結管241によって繋がれている。連結管241にはポンプ25が設けられている。
A dew condensation
ポンプ25は、制御装置20から出力される駆動信号によって駆動される。ポンプ25が駆動されると、結露水タンク24内の結露水が結露水熱交換器26に供給される。ポンプ25は、非自吸式であれば下部に配置されることが望ましいが、自吸式であれば上部に配置することもできる。
The
結露水熱交換器26は、輻射式熱交換器22が冷房運転を行っている場合の結露水が内部を通り、輻射熱により冷房を行うものである。結露水熱交換器26の下方には、結露水受皿27が設けられている。
In the dew condensation
冷房時には、結露水熱交換器26が室温よりも低温となるので、結露水が発生する。結露水は、結露水熱交換器26から結露水受皿27に流れ込む。結露水受皿27に流れ込んだ結露水は、結露水管271を通って結露水受皿23に流れ込む。
At the time of cooling, the dew condensation
結露水熱交換器26内を通った結露水の出口側には、電磁弁28が設けられている。電磁弁28は、制御装置20から出力される駆動信号によって開弁・閉弁の動作を実行する。電磁弁28を開弁して、ポンプ25を駆動すると、結露水熱交換器26内の結露水が外部に排出される。
A
本体部21には、室温センサ211が設けられている。室温センサ211は、輻射式空調装置2が設置されている室内の温度を測定するセンサである。室温センサ211が測定した室温を示す信号は、制御装置20に出力される。
The
結露水熱交換器26には、水温センサ261が設けられている。水温センサ261は、結露水熱交換器26内の結露水の温度を測定するセンサである。水温センサ261は、結露水熱交換器26内部の結露水の温度を直接測定してもよいが、結露水熱交換器26の表面温度を測定し、その測定結果から内部水温を推定してもよい。水温センサ261が測定した水温を示す信号は、制御装置20に出力される。
The dew condensation
室温センサ211と水温センサ261とは、極力近くに配置されることが好ましい。双方の測定温度差によって、制御装置20がポンプ25の駆動を調整するためである。
The
図2に示されるように、結露水タンク24には、第1スイッチとしての第1フロートスイッチ242と、第2スイッチとしての第2フロートスイッチ243と、が設けられている。
As shown in FIG. 2, the condensed
第1フロートスイッチ242が設けられた位置まで結露水タンク24内の水位が上昇すると、第1フロートスイッチ242からON信号が制御装置20に出力される。第1フロートスイッチ242が設けられた位置まで結露水タンク24内の水位が達しないと、ON信号が出力されないので、制御装置20は第1フロートスイッチがOFFであると判断する。
When the water level in the condensed
第2フロートスイッチ243が設けられた位置まで結露水タンク24内の水位が上昇すると、第2フロートスイッチ243からON信号が制御装置20に出力される。第2フロートスイッチ243が設けられた位置まで結露水タンク24内の水位が達しないと、ON信号が出力されないので、制御装置20は第2フロートスイッチがOFFであると判断する。
When the water level in the dew
続いて、図3を参照しながら、輻射式空調装置2における制御装置20の動作について説明する。ステップS101では、制御装置20は、第1フロートスイッチがONになっているか否かを判断する。第1フロートスイッチがONになっていなければステップS101の判断を繰り返し、第1フロートスイッチがONになっていればステップS102の処理に進む。
Next, the operation of the
ステップS102では、制御装置20は、電磁弁28を開くための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が開かれる。
In step S102, the
ステップS102に続くステップS103では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25を回転駆動するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が駆動され、結露水タンク24から結露水が汲み上げられ結露水熱交換器26に送り出される。
In step S103 following step S102, the
ステップS103に続くステップS104では、制御装置20は、第2フロートスイッチがOFFになっているか否かを判断する。第2フロートスイッチがOFFになっていなければステップS101の処理に戻り、第2フロートスイッチがOFFになっていればステップS105の処理に進む。
In step S104 following step S103, the
ステップS105では、制御装置20は、電磁弁28を閉じるための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が閉じられる。
In step S105, the
ステップS105に続くステップS106では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25の停止するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が停止される。
In step S106 following step S105, the
上記したように本実施形態に係る輻射式空調装置2は、冷媒が内部を通ることで輻射熱により冷房又は暖房を行う輻射式熱交換器22と、輻射式熱交換器22が冷房運転を行っている場合の結露水が内部を通り、輻射熱により冷房を行う結露水熱交換器26と、を備える。
As described above, in the
本実施形態によれば、輻射式熱交換器22に発生する結露水を用いて結露水熱交換器26において冷房に利用しているので、冷房運転時に発生する結露水の冷却能力を冷房に活用することができる。
According to the present embodiment, the condensed water generated in the
また本実施形態では、輻射式熱交換器22の上方に結露水熱交換器26が配置されている。本実施形態では、結露水を利用しているため、メインとなる輻射式熱交換器22よりも結露水熱交換器26の温度が高くなる。自然対流により上部の空気温度が下部の空気温度よりも高くなるので、結露水熱交換器26によって温度の高い方の空気と熱交換することができ、より多くの熱交換を行うことができる。
In this embodiment, a dew condensation
また本実施形態では、更に、輻射式熱交換器22の下方に結露水を一時的に溜める結露水タンク24を備えている。結露水タンク24に一時的に結露水を溜めておくことができるので、常時ポンプ25を駆動させる必要がなく、無駄な電力使用を低減することができる。
Moreover, in this embodiment, the dew
また本実施形態では、更に、結露水タンク24に溜められた結露水を結露水熱交換器26に送り込むポンプ25を備えている。必要とされるタイミングでポンプ25を駆動することで、結露水タンク24に一時的に溜められた結露水を結露水熱交換器26に供給することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また本実施形態では、更に、ポンプ25を制御する制御装置20を備え、結露水タンク24には、第1水量の水が溜まったか否かを検知する第1フロートスイッチ242と、第1水量よりも少ない第2水量の水が溜まったか否かを検知する第2フロートスイッチ243と、が設けられている。制御装置20は、第1フロートスイッチ242が第1水量の水が溜まったことを検知するとポンプ25を駆動し、第2フロートスイッチ243が第2水量の水が溜まっていないことを検知するとポンプ25を停止するポンプ駆動制御を実行する。
Further, in the present embodiment, a
このように、結露水タンク24に所定量溜まった場合にポンプ25を駆動し、ポンプ25の駆動によって溜められた結露水が減少するとポンプ25の駆動を停止するので、効率的に結露水の冷房利用が可能となる。
As described above, the
続いて、図4を参照しながら、冷暖房運転停止中における結露水排出の処理について説明する。ステップS201では、制御装置20は、第2フロートスイッチがONになっているか否かを判断する。第2フロートスイッチがONになっていなければステップS201の判断を繰り返し、第2フロートスイッチがONになっていればステップS202の処理に進む。
Next, the process of discharging condensed water while the cooling / heating operation is stopped will be described with reference to FIG. In step S201, the
ステップS202では、制御装置20は、電磁弁28を開くための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が開かれる。
In step S202, the
ステップS202に続くステップS203では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25を回転駆動するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が駆動され、結露水タンク24から結露水が汲み上げられ結露水熱交換器26に送り出される。
In step S203 following step S202, the
ステップS203に続くステップS204では、制御装置20は、第2フロートスイッチがOFFになっているか否かを判断する。第2フロートスイッチがOFFになっていなければステップS201の処理に戻り、第2フロートスイッチがOFFになっていればステップS205の処理に進む。
In step S204 following step S203, the
ステップS205では、制御装置20は、電磁弁28を閉じるための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が閉じられる。
In step S205, the
ステップS205に続くステップS206では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25の停止するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が停止される。
In step S206 following step S205, the
このように本実施形態では、輻射式熱交換器22における冷房運転が停止した場合に、制御装置20は、ポンプ駆動制御を実行し、必要に応じて結露水を排出することができる。冷房終了時に結露水が結露水タンク24内に残っていると、次の冷房運転時に室内空気に与えられるべき熱が残留した結露水に与えられることになり、冷房効率が落ちてしまう。そこで、図4を参照しながら説明したように、結露水を排出することが好ましい。
Thus, in this embodiment, when the cooling operation in the
冷房時に室内温度よりも結露水熱交換器26の温度が高くなってしまう場合は、結露水による冷房効果見込めない。この場合の処理について、図5を参照しながら説明する。
When the temperature of the dew condensation
ステップS301では、制御装置20が、室内温度Trから結露水温度Tcを引いた値が0未満となるか否かを判断する。室内温度Trは、室温センサ211から出力される測定値によって特定される。結露水温度Tcは、水温センサ261から出力される測定値によって特定される。室内温度Trから結露水温度Tcを引いた値が0未満でなければ、ステップS301の判断を繰り返す。室内温度Trから結露水温度Tcを引いた値が0未満であれば、ステップS302の処理に進む。
In step S301, the
ステップS302では、制御装置20は、電磁弁28を開くための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が開かれる。
In step S <b> 302, the
ステップS302に続くステップS303では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25を回転駆動するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が駆動され、結露水タンク24から結露水が汲み上げられ結露水熱交換器26に送り出される。
In step S303 following step S302, the
ステップS303に続くステップS304では、制御装置20は、第2フロートスイッチがOFFになっているか否かを判断する。第2フロートスイッチがOFFになっていなければステップS301の処理に戻り、第2フロートスイッチがOFFになっていればステップS305の処理に進む。
In step S304 following step S303, the
ステップS305では、制御装置20は、電磁弁28を閉じるための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、電磁弁28が閉じられる。
In step S305, the
ステップS305に続くステップS306では、制御装置20は、結露水を汲み上げるためのポンプ25の停止するための駆動信号を出力する。この駆動信号の出力に応じて、ポンプ25が停止される。
In step S306 following step S305, the
このように本実施形態では、更に、室温を測定する室温センサ211と、結露水熱交換器26内の結露水の温度を測定する水温センサ261と、結露水熱交換器26から結露水を排出するための電磁弁28と、を備え、制御装置20は、室温よりも結露水の温度が高くなると、ポンプ駆動制御を実行するとともに電磁弁28を開いて、結露水を排出することができる。
As described above, in this embodiment, the
続いて、輻射式空調装置2の能力計算を行った結果を示す。体格1m×2mの輻射式熱交換器22を有する輻射式空調装置2からは、本体部21のパネル表面温度が9.5℃の時に、0.14g/sの結露水が発生する。
Then, the result of having performed capability calculation of the radiation
結露水温を9,5℃から室温と同じ27℃まで自然放熱すると、(27−9.5)×0.14×4.18=10.2Wとなる。上述の結露水を発生させた輻射式空調装置2の冷房時の定格能力が800W程度であるため、約1%の能力増となる。
When the condensed water temperature is naturally radiated from 9.5 ° C. to 27 ° C. which is the same as the room temperature, (27−9.5) × 0.14 × 4.18 = 10.2 W is obtained. Since the rated capacity at the time of cooling of the radiation
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. Those in which those skilled in the art appropriately modify the design of these specific examples are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. Each element included in each of the specific examples described above and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. Each element included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.
例えば次のような変形例が考えられる。
・結露水を配管に溜めて、配管を結露水熱交換器26の代わりとすること。
・結露水熱交換器26にファンを設けること。
・ポンプ25を設けるのはなく、サイフォン作用などにより結露水を汲み上げること。
For example, the following modifications can be considered.
-Accumulate condensed water in the piping, and replace the piping with the condensed
・ Install a fan in the dew condensation
・ Pump up the condensed water by siphoning, etc. without providing the
22:輻射式熱交換器
26:結露水熱交換器
22: Radiation heat exchanger 26: Condensation water heat exchanger
Claims (7)
冷媒が内部を通ることで輻射熱により冷房又は暖房を行う輻射式熱交換器(22)と、
前記輻射式熱交換器が冷房運転を行っている場合の結露水が内部を通り、輻射熱により冷房を行う結露水熱交換器(26)と、を備える輻射式空調装置。 A radiant air conditioner,
A radiant heat exchanger (22) that performs cooling or heating by radiant heat as the refrigerant passes through the interior;
A radiant air conditioner comprising: a dew condensation water heat exchanger (26) in which the dew condensation water passes through the inside when the radiant heat exchanger is performing a cooling operation, and is cooled by radiant heat.
前記輻射式熱交換器の上方に前記結露水熱交換器が配置されている、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 1,
A radiant air conditioner in which the dew condensation water heat exchanger is disposed above the radiant heat exchanger.
更に、前記輻射式熱交換器の下方に結露水を一時的に溜める結露水タンク(24)を備える、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 1,
Furthermore, a radiation type air conditioner provided with a condensed water tank (24) for temporarily storing condensed water below the radiation type heat exchanger.
更に、前記結露水タンクに溜められた結露水を前記結露水熱交換器に送り込むポンプ(25)を備える、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 3,
Furthermore, a radiation type air conditioner provided with a pump (25) for feeding the condensed water stored in the condensed water tank to the condensed water heat exchanger.
更に、前記ポンプを制御する制御装置(20)を備え、
前記結露水タンクには、第1水量の水が溜まったか否かを検知する第1スイッチ(242)と、前記第1水量よりも少ない第2水量の水が溜まったか否かを検知する第2スイッチ(243)と、が設けられており、
前記制御装置は、前記第1スイッチが前記第1水量の水が溜まったことを検知すると前記ポンプを駆動し、前記第2スイッチが前記第2水量の水が溜まっていないことを検知すると前記ポンプを停止するポンプ駆動制御を実行する、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 4,
Furthermore, a control device (20) for controlling the pump is provided,
A first switch (242) for detecting whether or not a first water amount has accumulated in the dew condensation water tank, and a second switch for detecting whether or not a second water amount smaller than the first water amount has accumulated. A switch (243), and
The controller drives the pump when the first switch detects that the first amount of water has accumulated, and the pump detects when the second switch detects that the second amount of water has not accumulated. A radiation type air conditioner that performs pump drive control to stop the operation.
前記輻射式熱交換器における冷房運転が停止した場合に、
前記制御装置は、前記ポンプ駆動制御を実行する、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 5,
When cooling operation in the radiant heat exchanger is stopped,
The said control apparatus is a radiation type air conditioner which performs the said pump drive control.
更に、室温を測定する室温センサ(211)と、前記結露水熱交換器内の結露水の温度を測定する水温センサ(261)と、前記結露水熱交換器から結露水を排出するための電磁弁(28)と、を備え、
前記制御装置は、室温よりも結露水の温度が高くなると、前記ポンプ駆動制御を実行するとともに前記電磁弁を開く、輻射式空調装置。 The radiation type air conditioner according to claim 5,
Furthermore, a room temperature sensor (211) for measuring the room temperature, a water temperature sensor (261) for measuring the temperature of the dew condensation water in the dew condensation water heat exchanger, and an electromagnetic for discharging the dew condensation water from the dew condensation water heat exchanger. A valve (28),
The controller is a radiant air conditioner that executes the pump drive control and opens the solenoid valve when the temperature of the condensed water becomes higher than room temperature.
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