JP2019078501A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱媒体に水を用いて冷熱や温熱を造る空調熱源と、空調二次側に外調機を具備する空調システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system that includes an air conditioning heat source that produces cold or heat by using water as a heat medium, and an external conditioner on the air conditioning secondary side.
従来、一般事務所ビル、工場、宿泊施設等の大規模建物には、建物内空間の換気を行うべく外気を取入れるとともに、取入れた外気を建物内空間に供給する前に、当該外気の温度を建物内空間の温度に近付ける調節を行ったり、建物内空間を所望の湿度に近付けるべく取入れた外気の湿度を調節したりする外気温調専門の空調機である外調機が、空調二次側に設けられている場合がある。この空調二次側に外調機を備える空調システムでは、建物内に快適な環境を提供するため処理しなければならない熱負荷である、建屋負荷、内部負荷、外気負荷のうち、天候などに影響され最も変動の激しい外気負荷を、換気空気量だけ専門に処理して全体の空調の変動要因を抑える外調機と、建物内空間の空気を循環して建屋負荷と内部負荷を処理する内調機とで、温湿度の異なる場の空気を空調分担し、全体として省エネになる空調システムでもある。 Conventionally, in large-scale buildings such as general office buildings, factories, and accommodation facilities, outside air is introduced to ventilate the inside space of the building, and the temperature of the outside air is supplied before the outside air taken in is supplied to the inside space of the building. An external air conditioner that is an outside air conditioner specialized in adjusting the temperature of the interior space of the building or adjusting the humidity of the outside air introduced to bring the interior space of the building closer to a desired humidity. It may be provided on the side. In this air conditioning system having an external air conditioner on the secondary side of the air conditioning, the heat load that must be treated to provide a comfortable environment in the building, such as building load, internal load and outside air load, affects the weather etc. An external unit that specializes in the most fluctuating external air load, and only the ventilation air amount to reduce the overall air conditioning fluctuation factor, and an internal control that circulates the air in the building interior space to process the building load and internal load It is also an air conditioning system that distributes the air of the place where temperature and humidity are different by air conditioning, resulting in energy saving as a whole.
また、上記大規模建物の場合、熱媒体に水を用いて冷熱や温熱を造る空調熱源を用いることで、空調空気の温湿度制御性能の高い空調システムを提供することが多い。大規模建物では、建屋負荷である外壁負荷などをペリメータ専門空調機で温調すれば、冬期でも内部負荷が多くて冷熱も要求することが多く、熱媒体に水を用いる空調熱源に冷熱源及び温熱源を同時に要求する場合が多い。もちろん外調機では外気温湿度に応じて冷やしたり除湿したりする冷熱と、暖める温熱を熱源に要求する。季節により要求冷熱量と要求温熱量が変動するので、一台の機器で冷熱源と温熱源を容易に切替できる空冷式のヒートポンプチラーを採用することが、設備のシンプルさにおいて有利になる場合がある。 In the case of the above-mentioned large-scale building, an air conditioning system having high temperature and humidity control performance of the conditioned air is often provided by using an air conditioning heat source which produces cold or warm heat by using water as a heat medium. In large-scale buildings, if the external wall load, which is a building load, is temperature-controlled with a perimeter specialized air conditioner, the internal load is large even in winter and cold heat is often required, and cold heat source and air conditioning heat source using water as a heat medium are required. In many cases, a heat source is required at the same time. Of course, in the external air conditioner, the heat source is required to be cold heat which is cooled or dehumidified according to the outside air temperature and humidity, and heat which is warmed. Since the required cold energy and the required temperature heat fluctuate depending on the season, it may be advantageous in the simplicity of the equipment to adopt an air-cooled heat pump chiller that can easily switch between the cold heat source and the heat source with one device. is there.
これらのことから、外調機を具備する空調システムとしては、空冷式のヒートポンプチラー等により構成される第1熱源装置(温熱源)、及び、第2熱源装置(冷熱源)と、第1熱源装置と外調機との間に第1熱媒体(温水)を循環させる第1循環経路と、第2熱源装置と外調機との間に第2熱媒体(冷水)を循環させる第2循環経路とを備え、第1循環経路と第2循環経路とに並行してそれぞれ内調機と各熱源装置との間に各熱媒体を循環させる第1熱媒体を流す経路と第2熱媒体を流す経路とを備える構成を、今回対象とする。そして、第1熱源装置により加熱される第1熱媒体が外調機において取入れた外気の昇温に寄与し、第2熱源装置により冷却される第2熱媒体が外調機において取入れた外気の降温もしくは除湿に寄与するように構成されている。 From these things, as an air conditioning system which comprises an external air conditioner, the 1st heat source device (thermal heat source) comprised by air-cooled heat pump chiller etc., the 2nd heat source device (cold heat source), and the 1st heat source A second circulation path for circulating a first heat medium (hot water) between the device and the external air conditioner, and a second heat medium (cold water) for circulation between the second heat source device and the external air conditioner And a second heat medium flow path for circulating a first heat medium for circulating each heat medium between the internal conditioner and each heat source device in parallel with the first circulation path and the second circulation path. A configuration having a flow path is set as a target this time. Then, the first heat medium heated by the first heat source device contributes to the temperature rise of the outside air taken in by the external air conditioner, and the second heat medium cooled by the second heat source device is outside air taken in by the external air machine It is configured to contribute to temperature reduction or dehumidification.
さらに、外調機と、熱源装置との間に循環させる熱媒体の流量を増加させることで、熱媒体の温度変化に寄与する熱源装置の影響が大きくなることから、例えば、外調機を介して建物内空間に供給される空気の温度が、外気供給温設定温度以上の場合(十分に暖かい場合)には、第1循環経路の熱媒体の流量を減少させ、外気供給温設定温度以下の場合(十分に冷たい場合)あるいは外気供給露点温設定温度以下の場合(十分に乾いている場合)には、第2循環経路の熱媒体の流量を減少させることになる。 Furthermore, by increasing the flow rate of the heat medium to be circulated between the external air conditioner and the heat source device, the effect of the heat source device contributing to the temperature change of the heat medium is increased. If the temperature of the air supplied to the interior space of the building is equal to or higher than the ambient air supply temperature set temperature (if it is sufficiently warm), the flow rate of the heat medium in the first circulation path is reduced to In the case (if it is sufficiently cold) or below the set point temperature of the outside air supply (if it is sufficiently dry), the flow rate of the heat medium in the second circulation path will be reduced.
ところで、例えば、外気温が氷点下に近い低温とされている状況で空調システムの運転を行う場合には、第2循環経路を循環する第2熱媒体の流量が減少している、或いは、第2熱媒体の循環が停止されているといった第2熱媒体の凍結が起こり易くなっている状況にもかかわらず、外調機において、第2循環経路の第2熱媒体と、外調機に取入れられた外気との間で外調機内第2熱媒体コイルを介して熱交換が行われ、第2熱媒体がさらに冷却される。これにより、第2循環経路や外調機内第2熱媒体コイルにおいて第2熱媒体が凍結してしまうことが懸念され、場合によっては、第2循環経路に接続される細い管を有する外調機内第2熱媒体コイルが破損してしまうおそれがある。 By the way, for example, when the air conditioning system is operated in a situation where the outside air temperature is low temperature close to the freezing point, the flow rate of the second heat medium circulating in the second circulation path is decreased, or In the external air conditioner, the second heat medium of the second circulation path and the external air conditioner are taken in, despite the situation in which the heat medium circulation is stopped and the second heat medium is likely to freeze. Heat exchange is performed with the outside air via the second heat medium coil in the external air conditioner to further cool the second heat medium. As a result, there is a concern that the second heat medium may freeze in the second circulation path or the second heat medium coil in the external air conditioner, and in some cases, in the external air conditioner having a thin pipe connected to the second circulation path. There is a possibility that the second heat medium coil may be broken.
これに対し、外調機内第2熱媒体コイルに対し、第2熱源装置を経由させることなく第2熱媒体を循環可能とするバイパス管を設け、外気温が低温とされる状況では、外調機(外調機内第2熱媒体コイル)、及び、バイパス管を含むバイパス回路において、第2熱媒体を強制的に外調機内第2熱媒体コイルの定格量をバイパスポンプで循環させるといった技術がある(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, the external heat pump is provided with a bypass pipe capable of circulating the second heat medium without passing through the second heat source device with respect to the second heat medium coil in the air conditioner. Technology that forcibly circulates the rated amount of the second heat medium coil in the external air conditioner by the bypass pump in the bypass circuit including the machine (the external heat exchanger in the second heat medium coil) and the bypass pipe (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、外気温が相当な低温度とされる場合には、第2熱媒体を強制的に循環させるだけでは、バイパスポンプの発熱量では追いつかず外気で第2熱媒体が冷却され管内の滞留しがちなところを氷の核として凍り始め、第2熱媒体の凍結を防ぎきれないことが懸念される。 However, when the outside temperature is considerably low, it is impossible to catch up with the calorific value of the bypass pump only by forcibly circulating the second heat medium, and the second heat medium is cooled by the outside air and stagnated in the pipe. It is feared that it starts to freeze as a core of ice and it can not prevent freezing of the second heat medium.
また、例えば、外調機において、別途、第2熱媒体の凍結を防止するためのヒータを設けることが考えられるが、設置場所等の制限により前記ヒータ等を設置することが不可能な場合もある。そして、外気温湿度の制御を優先すると、外調機内第1熱媒体コイルを外調機第2熱媒体コイルの外気上流側に設置して外気予熱することも出来ない場合がある。 Further, for example, although it is conceivable to separately provide a heater for preventing freezing of the second heat medium in the external air conditioner, it is also possible to install the heater etc. due to the restriction of the installation place etc. is there. When priority is given to the control of the outside air temperature and humidity, it may not be possible to install the outside heat exchanger first heat medium coil inside the outside air upstream side of the outside air conditioner second heat medium coil to preheat outside air.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、熱媒体の凍結防止を図ることのできる空調システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an air conditioning system capable of preventing the heat medium from freezing.
以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。 In the following, each means suitable for solving the above object and the like will be described by item. In addition, specific effects and the like are added to the corresponding means as needed.
手段1.外気を取入れて温度及び湿度の調節を行い、建物内空間もしくは内調機に供給する外調機と、
建物内空間の空気を循環して温調する内調機と、第1熱源装置、及び、第2熱源装置と、
前記第1熱源装置と、前記外調機との間に第1熱媒体を循環可能とする第1循環経路と、
前記第2熱源装置と、前記外調機との間に第2熱媒体を循環可能とする第2循環経路と、
前記第1循環経路の前記第1熱媒体を流動させて前記第1循環経路に循環させる第1循環ポンプと、
前記第2循環経路の前記第2熱媒体を流動させて前記第2循環経路に循環させる第2循環ポンプとを備え、
前記第1熱源装置は前記第1熱媒体を昇温可能に構成され、前記第2熱源装置は前記第2熱媒体を降温可能に構成され、
前記第1熱媒体が前記外調機において取入れた外気の昇温に寄与し、前記第2熱媒体が前記外調機において取入れた外気の降温に寄与するように構成された空調システムにおいて、
前記第2循環経路における前記第2熱源装置入口の前記第2熱媒体の温度を計測する第2熱媒体温度計測手段と、
前記第1循環経路と、前記第2循環経路との間に接続される往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管と、
前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管の開閉を行う第1バルブと、
前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管の開閉を行う第2バルブと、
前記第1バルブ、及び、前記第2バルブの開閉制御を行う温度調節手段とを備え、
前記温度調節手段は、
前記第2熱媒体温度計測手段で計測された前記第2熱媒体の温度が特定温度以下とされた場合に前記第1バルブを開状態とするとともに、
前記第1バルブを前記開状態とした場合に、前記第2バルブも開状態とし、
前記第1バルブが前記開状態とされた場合には、前記第1循環経路の前記第1熱媒体が、前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して、前記第2循環経路に流入し、
前記第2バルブが前記開状態とされた場合には、前記第2循環経路の前記第2熱媒体が、前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管を介して、前記第1循環経路に流入することを特徴とする空調システム。
An internal air conditioner that circulates air in a space in the building to control the temperature, a first heat source device, and a second heat source device;
A first circulation path enabling circulation of a first heat medium between the first heat source device and the external air conditioner;
A second circulation path enabling circulation of a second heat medium between the second heat source device and the external air conditioner;
A first circulation pump that causes the first heat medium in the first circulation path to flow and circulate in the first circulation path;
And a second circulation pump that causes the second heat medium in the second circulation path to flow and circulate in the second circulation path.
The first heat source apparatus is configured to be capable of raising the temperature of the first heat medium, and the second heat source apparatus is configured to be capable of lowering the temperature of the second heat medium.
In the air conditioning system, the first heat medium contributes to the temperature rise of the outside air taken in the outside air conditioner, and the second heat medium contributes to the temperature decrease of the outside air taken in the outside air machine,
A second heat medium temperature measurement unit that measures the temperature of the second heat medium at the inlet of the second heat source device in the second circulation path;
A first heat medium and a returning second heat medium bypass pipe connected between the first circulation path and the second circulation path, and a second heat medium and a return first heat medium bypass pipe,
A first valve for opening and closing the first heat medium and the second heat medium bypass pipe;
A second valve for opening and closing the forward second heat medium and the return first heat medium bypass pipe;
And a temperature control unit that performs opening / closing control of the first valve and the second valve.
The temperature control means is
The first valve is opened when the temperature of the second heat medium measured by the second heat medium temperature measurement unit is equal to or lower than a specific temperature.
When the first valve is in the open state, the second valve is also in the open state,
When the first valve is in the open state, the first heat medium in the first circulation path flows through the second heat medium bypass pipe and the second heat medium bypass pipe. Flow into the path,
When the second valve is brought into the open state, the second heat medium in the second circulation path passes through the first heat medium bypass pipe and the second heat medium that passes through the second heat medium and the first circulation. An air conditioning system characterized by flowing into a route.
手段1によれば、第2循環経路を循環する第2熱媒体の第2熱源装置入口温度が特定温度以下とされた場合には、第1バルブが開状態とされることで、第1循環経路を循環する比較的高温度の第1熱媒体が第2循環経路に流入し、第2熱媒体と混合することとなる。これにより、第2熱媒体の温度の低下を抑制する、又は、第2熱媒体の温度を上昇させることができ、例えば、外気温が氷点下となっている状況において、第2循環経路の第2熱媒体が凍結してしまうといった事態を防止することができる。従って、第2循環経路、或いは第2循環経路が接続される外調機内第2熱媒体コイル内で第2熱媒体が凍結することで、好適な温度・湿度調節を行うことが困難となってしまったり、凍結した第2熱媒体が膨張して外調機内第2熱媒体コイルや第2循環経路が破損したりしてしまうといった事態を回避することができる。
According to the
さらに、例えば、第1循環経路の第1熱媒体と、第2循環経路の第2熱媒体との間で、第1熱媒体及び第2熱媒体を混合させることなく熱交換を行うような構成に比べ、第1バルブを開状態とすることで第2熱媒体を即効で昇温させることが可能となり、比較的急激な温度変化にも対応可能である上、細かな温度調節についても行うことができる。加えて、外調機において、外調機内第2熱媒体コイル内の第2熱媒体の凍結を防止するためのヒータを外調機内に設ける場合に比べ、外調機のコンパクト化を図ることができるとともに、第2熱媒体の凍結防止にかかるコストの削減を図ることができる。さらに、前記ヒータのない既存の外調機をそのまま利用して、本手段の空調システムを構成し、第2熱媒体の凍結防止を図ることも可能である。 Furthermore, for example, the configuration is such that heat exchange is performed without mixing the first heat medium and the second heat medium between the first heat medium of the first circulation path and the second heat medium of the second circulation path. By opening the first valve, it is possible to quickly raise the temperature of the second heat medium compared to the above, and it is possible to cope with relatively rapid temperature changes, as well as performing fine temperature control. Can. In addition, as compared with the case where a heater for preventing freezing of the second heat medium in the second heat medium coil in the external air conditioner is provided in the external air machine, the external air conditioner can be made compact. While being able to do, reduction of the cost concerning freeze prevention of the 2nd heat carrier can be aimed at. Furthermore, it is possible to configure the air conditioning system of the present means by using the existing external air conditioner without the heater as it is, and to prevent the second heat medium from freezing.
また、第1バルブを閉状態とすることで、第1熱媒体と、第2熱媒体との間で熱交換が行われることを回避することができ、第1循環経路の第1熱媒体、及び、第2循環経路の第2熱媒体の熱効率の低下を防止するとともに、第1循環経路の第1熱媒体、及び、第2循環経路の第2熱媒体のそれぞれの温度調節(温度管理)を比較的容易に行うことができる。さらに、第1バルブが開状態とされた場合には、第2バルブも開状態とされることから、第1循環経路、及び、第2循環経路の第1熱媒体、及び、第2熱媒体の圧力を好適に保つことができるとともに、第1熱媒体を比較的スムースに第2循環経路に流入させることができる。特に、例えば、第2バルブの開度が、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管における第1熱媒体の流量と、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管における第2熱媒体の流量とが同じ、又は、ほぼ同じとなるように、第1バルブの開度に応じて調節される場合には、かかる作用効果がより顕著に奏されることとなる。 Further, by closing the first valve, heat exchange between the first heat medium and the second heat medium can be avoided, and the first heat medium of the first circulation path, And while preventing the fall of the thermal efficiency of the 2nd heat carrier of the 2nd circulation route, temperature control of each of the 1st heat carrier of the 1st circulation route and the 2nd heat carrier of the 2nd circulation route (temperature management) Can be done relatively easily. Furthermore, since the second valve is also opened when the first valve is opened, the first heat medium of the first circulation path and the second circulation path, and the second heat medium And the first heat medium can flow relatively smoothly into the second circulation path. In particular, for example, the opening degree of the second valve may be the flow rate of the first heat medium in the first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe, and the second heat medium bypass pipe in the returning second heat medium and the second heat medium bypass pipe. When the flow rate of the heat medium is adjusted in accordance with the opening degree of the first valve so as to be the same or substantially the same, such an effect is more significantly exerted.
また、空調システムとして、例えば、外調機に取入れられた外気を冷却する必要がない状況であっても、外気温が特定外気温以下とされた場合には、第2熱媒体の凍結を防止するべく、第2循環ポンプを駆動させて第2熱媒体を強制的に循環させる機能を設けることが考えられる。さらに、第2熱源装置に対し低温度の第2熱媒体が流入して、第2循環経路に接続される第2熱源装置の熱交換器(蒸発器)において第2熱媒体が凍結してしまう等といった事態を回避するべく、第2熱媒体温度計測手段で計測された第2熱媒体の温度が熱源凍結回避温度以下となってしまう場合に、第2熱源装置の安全回路により第2循環ポンプを停止状態として第2熱源装置の熱交換器を保護する機能が発動することが考えられる。この場合には、第2熱媒体の温度が熱源凍結回避温度以下となるのに、第2熱媒体を循環させることができないことから、第2循環経路の外調機側で第2熱媒体が凍結するおそれが高まってしまう。 In addition, as an air conditioning system, for example, even if it is not necessary to cool the outside air taken into the air conditioner, the freezing of the second heat medium is prevented when the outside air temperature is made lower than the specified outside air temperature. In order to achieve this, it is conceivable to provide a function of driving the second circulation pump to forcibly circulate the second heat medium. Furthermore, the low-temperature second heat medium flows into the second heat source apparatus, and the second heat medium is frozen in the heat exchanger (evaporator) of the second heat source apparatus connected to the second circulation path. If the temperature of the second heat medium measured by the second heat medium temperature measuring means falls below the heat source freezing avoidance temperature in order to avoid a situation such as a second heat pump, the second circulation pump by the safety circuit of the second heat source device It is conceivable that the function of protecting the heat exchanger of the second heat source apparatus is activated by stopping the In this case, since the second heat medium can not be circulated even though the temperature of the second heat medium is equal to or lower than the heat source freeze avoidance temperature, the second heat medium is on the outside air conditioner side of the second circulation path. The risk of freezing will increase.
この点、第1バルブが開状態とされる契機とされる特定温度を、熱源凍結回避温度よりも高く設定することにより、第2熱媒体温度計測手段の計測温度が熱源凍結回避温度以下となることを抑制し、第2熱源装置の熱交換器保護回路による第2循環ポンプ停止を回避することができる。従って、第2循環ポンプが停止状態とされ、第2熱媒体を循環不可能な状態に至ってしまうことを抑止することができる。また、万一、第2熱媒体が熱源凍結回避温度以下となり、第2循環ポンプが停止状態とされた場合であっても、第1バルブを開状態とすることで、第1循環経路の第1熱媒体を循環させる第1循環ポンプにより、第1熱媒体を第2循環経路に流入させ、当該第1熱媒体が混合された第2熱媒体を循環させることができる。このため、第1バルブを開状態とすることで、第2循環経路の第2熱媒体の温度を、熱源凍結回避温度以下の状態から、熱源凍結回避温度以上、さらには、特定温度以上となるまでに上昇させることが可能となる。従って、第2熱媒体の凍結防止効果がより確実に奏される。尚、「前記第1バルブ、及び、前記第2バルブの開度は、前記第2熱媒体温度計測手段の計測温度に応じて比例制御されること」としてもよい。この場合、特定温度を比例帯の中央の設定温度としてもよいし、比例帯の上限値としてもよい。 In this respect, the measurement temperature of the second heat medium temperature measuring means becomes equal to or less than the heat source freezing avoidance temperature by setting the specific temperature at which the first valve is opened as a trigger temperature higher than the heat source freezing avoidance temperature. It is possible to prevent the second circulation pump from being stopped by the heat exchanger protection circuit of the second heat source device. Therefore, it is possible to prevent the second circulation pump from being brought into the stop state, and the second heat medium can not be circulated. Also, even if the second heat medium falls below the heat source freezing avoidance temperature and the second circulation pump is stopped, the first valve is opened to prevent the first circulation path from being opened. The first heat pump can be circulated by the first circulation pump that circulates the heat medium, and the second heat medium mixed with the first heat medium can be circulated. Therefore, by setting the first valve in the open state, the temperature of the second heat medium in the second circulation path becomes equal to or higher than the heat source freeze avoidance temperature and further to the specific temperature or more from the state below the heat source freeze avoidance temperature. It will be possible to raise it by Therefore, the antifreeze effect of the second heat medium is more reliably achieved. Note that “the opening degree of the first valve and the second valve may be proportionally controlled in accordance with the measurement temperature of the second heat medium temperature measurement unit”. In this case, the specific temperature may be set as the center set temperature of the proportional band or may be set as the upper limit value of the proportional band.
手段2.前記第1循環経路は、前記第1熱源装置で温度調節された前記第1熱媒体を前記外調機に供給する第1往路と、前記外調機において外気との間で熱交換が行われた前記第1熱媒体を前記第1熱源装置に供給する第1復路とを備え、
前記第2循環経路は、前記第2熱源装置で温度調節された前記第2熱媒体を前記外調機に供給する第2往路と、前記外調機において外気との間で熱交換が行われた前記第2熱媒体を前記第2熱源装置に供給する第2復路とを備え、
前記第2熱媒体温度計測手段は、前記第2復路における前記第2熱媒体の温度を計測可能に設けられ、
前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管は、前記第1往路と、前記第2復路との間に接続され、
前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管は、前記第2往路と、前記第1復路との間に接続され、
前記第1バルブが前記開状態とされた場合には、前記第1往路の前記第1熱媒体が、前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して、前記第2復路に流入し、
前記第2バルブが前記開状態とされた場合には、前記第2往路の前記第2熱媒体が、前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管を介して、前記第1復路に流入することを特徴とする手段1に記載の空調システム。
In the second circulation path, heat exchange is performed between the second outward path for supplying the second heat medium temperature-controlled by the second heat source device to the external air conditioner, and the external air in the external air conditioner And a second return path for supplying the second heat medium to the second heat source device,
The second heat medium temperature measurement means is provided to be able to measure the temperature of the second heat medium in the second return path,
The forward first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe are connected between the first outward path and the second return path,
The forward second heat medium and the return first heat medium bypass pipe are connected between the second outward path and the first return path,
When the first valve is brought into the open state, the first heat medium of the first forward path is transferred to the second return path via the first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe. Flow in,
When the second valve is brought into the open state, the second heat medium in the second outward path travels to the first return path via the forward second heat medium and the returning first heat medium bypass pipe. An air conditioning system according to the
手段2によれば、第1バルブを開状態とすることで、第1往路の第1熱媒体が第2復路に流入するようになっている。従って、外調機で熱交換される前の比較的温度の高い第1熱媒体を、第2熱源装置に流入する手前の第2熱媒体に混入させることができる。このため、第2循環経路における第2熱媒体の温度上昇をより確実に図ることができる上、第2熱源装置に低温度の第2熱媒体が流入し、第2熱源装置の第2循環経路において第2熱媒体が凍結してしまうといった事態をより確実に防止することができる。さらに、第2バルブを開状態とすることで、第2往路の第1熱媒体が第1復路に流入するようになっている。このため、例えば、第2循環経路の第2熱媒体が第1往路に流入してしまうことで、外調機に供給される第1熱媒体の温度が低下してしまうといった事態を回避することができる。加えて、例えば、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管のうち一方の出口側の直下流側に他方の入口側が接続されるような場合のように、上記のような第1熱媒体を用いて第2熱媒体の温度を高めるといった作用効果が上手く奏されなくなってしまう(例えば、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して第2循環経路に流入した第1熱媒体の一部が、その直後、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管を介して、第1循環経路に戻されてしまう等)といった事態を回避することができる。
According to the
また、外調機における第1循環経路、及び、第2循環経路に接続される先は、外調機の外調機内第1熱媒体コイル(加熱コイル)、及び、外調機内第2熱媒体コイル(冷却コイル)により構成され、第1熱媒体、及び、第2熱媒体の水圧が高くなることから、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管をそれぞれ比較的シンプルに接続することで、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管に別途のポンプ等を設置しなくても、第1バルブ、及び、第2バルブを開状態とするだけで、(入口出口の圧力差の違いにより、外調機の加熱コイル、及び、冷却コイルよりも流れ易い)往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管に、第1熱媒体、及び、第2熱媒体を流通させることができる。従って、構成の簡素化、制御の簡素化、及び、コストの削減等を図ることができる。 Further, the first circulation path and the second circulation path in the external air conditioner are connected to the first heat medium coil (heating coil) in the external air conditioner of the external air machine, and the second heat medium in the external air machine Since the water pressure of the first heat medium and the second heat medium is increased by the coil (cooling coil), the first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe, the second heat medium and the second heat medium, and the second heat medium By connecting the first return heat medium bypass pipe relatively simply, each of the first heat transfer medium and the second return heat medium bypass pipe, and the second heat transfer medium and the first return heat medium bypass pipe are separately connected. Even if the pump and the like are not installed, only by opening the first valve and the second valve (by the difference in the pressure difference between the inlet and the outlet, it flows more than the heating coil and cooling coil of the external air conditioner Easy) forward first heat medium and return second heat medium bypass And forward to the second heat medium and went back the first heat medium bypass pipe, a first heat medium, and can be circulated through the second heat medium. Accordingly, the configuration can be simplified, the control can be simplified, and the cost can be reduced.
手段3.それぞれ複数台設置されている前記第1熱源装置および前記第2熱源装置は、空冷式または水冷式のヒートポンプチラーであり、第2熱媒体の冷熱負荷要求が多くなると熱源台数制御により、前記第1熱源装置の一部が前記第2熱源装置に切り替わり、切り替わった熱源装置はバルブの切り替えで前記第1循環経路から前記第2循環経路に接続が変更され、
第1熱媒体の温熱負荷要求が多くなると熱源台数制御により、前記第2熱源装置の一部が前記第1熱源装置に切り替わり、切り替わった熱源装置は前記バルブの切り替えで前記第2循環経路から前記第1循環経路に接続が変更されるよう構成されていることを特徴とする手段1又は2に記載の空調システム。
When the thermal load demand of the first heat medium increases, a part of the second heat source apparatus is switched to the first heat source apparatus by heat source number control, and the switched heat source apparatus is switched from the second circulation path to the second circulation path. The air conditioning system according to the
手段3によれば、空冷式ヒートポンプチラーもしくは水冷式ヒートポンプチラーの、冷凍サイクルの蒸発器と凝縮器と圧縮機と膨張弁の流れを4方弁で切り替えることで2つの熱交換器をそれぞれ蒸発器から凝縮器、凝縮器から蒸発器に切り替え可能で、冷熱、温熱を切り替え取り出し可能な機器特性を十分生かして、冷熱専用熱源、温熱専用熱源よりも、台数を減少した形でイニシャルコストを削減でき、中間期に冷熱専用熱源、温熱専用熱源の一部が停止して遊んでしまうところ、本発明では熱源装置を有効利用できる。
According to
手段4.前記外調機に取入れられる外気温を計測可能な外気温計測手段を備え、
前記外気温計測手段で計測された外気温が特定外気温以下とされた場合に、複数ある前記第2熱源装置のうちの1台に内蔵される第2熱媒体循環ポンプを定格流量で駆動状態として前記第2熱媒体を強制循環させる強制循環制御が行われる構成であって、
前記特定外気温は、前記第1バルブが前記開状態とされる熱媒体混合制御よりも先に、前記強制循環制御が開始されることとなる温度に設定されていることを特徴とする手段1乃至3のいずれかに記載の空調システム。
When the outside air temperature measured by the outside air temperature measurement means is lower than or equal to the specified outside air temperature, the second heat medium circulation pump built in one of the plurality of second heat source devices is driven at the rated flow rate Forced circulation control for forcedly circulating the second heat medium as
The specified outside air temperature is set to a temperature at which the forced circulation control is started prior to the heat medium mixing control in which the first valve is brought into the open state. 3. An air conditioning system according to any one of 3. to 3.
手段4によれば、熱媒体混合制御が開始される段階では、既に強制循環制御が行われており、外調機内第2熱媒体コイル内においてまだ高温である第2熱媒体が強制循環されている状態となっている。このため、第2熱媒体温度計測手段の計測温度が特定温度以下とされた場合に、例えば、第1循環ポンプだけで第2循環経路における第2熱媒体を循環させなければならないような構成に比べ、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して第2循環経路に流入した第1熱媒体と混合されて昇温された第2熱媒体を比較的スムースに第2循環経路に循環させることができる。従って、第2循環経路において第2熱媒体が凍結するといった事態をより確実に防止することができる。尚、「前記第2熱媒体循環ポンプ」は、「前記第2循環ポンプ」であることとしてもよい。
According to the
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、ビル等の建物に設けられる空調システム1は、外気を取入れて温度及び湿度の調節を行い、建物内空間もしくは内調機(図示略)に供給する外調機2と、第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4と、第1熱源装置3と、外調機2との間に第1熱媒体を循環可能とする第1循環経路5と、第2熱源装置4と、外調機2との間に第2熱媒体を循環可能とする第2循環経路6とを備えている。また、第1熱源装置3は、第1循環経路5の第1熱媒体を流動させて第1循環経路5に循環させる第1循環ポンプ7を備え、第2熱源装置4は、第2循環経路6の第2熱媒体を流動させて第2循環経路6に循環させる第2循環ポンプ8を備えている。さらに、第1熱源装置3は、第1熱媒体を昇温可能に構成され、第2熱源装置4は、第2熱媒体を降温可能に構成されている。従って、第1熱媒体が、外調機2において取入れた外気の昇温に寄与し、第2熱媒体が、外調機2において取入れた外気の降温、もしくは熱交換器の外気側表面凝縮による除湿に寄与するように構成されている。尚、第1熱媒体、及び、第2熱媒体は、互いに同一成分の熱媒体が使用されている。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an
また、本実施形態の第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4は、それぞれ空冷式ヒートポンプチラーにより構成され、建物の屋上に設置されている。尚、図示しない冷却水配管系に凝縮器(蒸発器)が接続される水冷式ヒートポンプチラーであってもよい。さらに、本実施形態では、6基の空冷式ヒートポンプチラーが設けられ、そのうちの3基(図1の右側の3つ)が第1熱源装置3として使用され、残りの3基(図1の左側の3つ)が第2熱源装置4として使用される。尚、季節の変化等に応じて、ヒートポンプにおける冷媒の循環サイクルの向きを変更する等して、6基のヒートポンプのうち、第1熱源装置3として使用される数と、第2熱源装置4として使用される数との割合を適宜変更することも可能である。
In addition, the first
また、図示は省略するが、第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4は、空冷式ヒートポンプチラーの場合、冷媒と外気との間で熱交換を行う空気熱交換器と、前記第1熱媒体、又は、前記第2熱媒体と、冷媒との間で熱交換を行う水熱交換器と、圧縮器と、膨張弁と、空気熱交換器、圧縮器、水熱交換器、及び、膨張弁に冷媒を循環させる冷媒循環経路とを備えている。水熱交換器は、たとえばシェルアンドチューブ式で、第1循環経路5、又は、第2循環経路6と接続され第1熱媒体または第2熱媒体を流すチューブと、冷媒循環経路の一部を構成するシェル内とを備え、チューブの第1熱媒体、又は、第2熱媒体と、シェル内の冷媒との間で熱交換が行われる。水熱交換器はプレート式熱交換器の場合もあるが同様である。
Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the 1st
外調機2は、外気を取入れる外気取入れ口11と、異物の進入を防止する図示しないフィルタと、第2循環経路6に接続されている冷却コイル12(外調機内第2熱媒体コイル)と、第1循環経路5に接続されている加熱コイル13(外調機内第1熱媒体コイル)と、取入れた外気の加湿を可能とする蒸気スプレー14と、外気を外調機2に取入れるとともに、取入れた外気を建物内空間側へと供給する気流を生成するファン15とを備えている。
The
冷却コイル12は、加熱コイル13よりも外気取入れ口11側に配置されている。例えば、外気の湿度が高い状況で空調システム1を運転させる場合には、外調機2に取入れられた外気は、先ず冷却コイル12で冷却され、当該外気中の水蒸気が凝縮される。これにより、取入れられた外気の除湿が行われることとなり、その後、除湿のために設定温度以下にまで冷却された外気が加熱コイル13で設定温度、又は、それに近い温度にまで昇温され、建物内空間側へ供給されるようになっている。
The cooling
第1循環経路5は、第1熱源装置3の水熱交換器(凝縮器)出口と、外調機2の加熱コイル13入口との間に接続され、第1熱源装置3で温度調節された第1熱媒体を外調機2に供給する第1往路21と、外調機2の加熱コイル13出口と、第1熱源装置3の水熱交換器入口との間に接続され、外調機2において外気との間で熱交換が行われた第1熱媒体を第1熱源装置3に供給する第1復路22とを備えている。また、第1復路22には、第1膨張タンク23が設けられている。
The
第2循環経路6は、第2熱源装置4の水熱交換器(蒸発器)出口と、外調機2の冷却コイル12(外調機内第2熱媒体コイル)入口との間に接続され、第2熱源装置4で温度調節された第2熱媒体を外調機2に供給する第2往路31と、外調機2の冷却コイル12出口と、第2熱源装置4の水熱交換器入口との間に接続され、外調機2において外気との間で熱交換が行われた第2熱媒体を第2熱源装置4に供給する第2復路32とを備えている。また、第2復路32には、第2膨張タンク33が設けられている。
The
さて、本実施形態の空調システム1は、第1往路21と、第2復路32との間に接続される往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25と、第2往路31と、第1復路22との間に接続される往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35と、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25の開閉を行う第1バルブ26と、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35の開閉を行う第2バルブ36とを備えている。そして、第1バルブ26が開状態とされた場合に、第1往路21の第1熱媒体が、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して、第2復路32に流入し、第2バルブ36が開状態とされた場合に、第2往路31の第2熱媒体が、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35を介して、第1復路22に流入するように構成されている。尚、図1では、便宜上、第2循環経路6、及び、及び、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を、第1循環経路5、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35よりも太く図示しているが、基本的に、第2循環経路6は第1循環経路5と同じ径であり、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25は往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35と同じ径である。ここで、第1熱源装置3や第2熱源装置4の台数分割にもよるが、第1循環経路5や第2循環経路6を流れる第1熱媒体や第2熱媒体の各流量の、おおよそ3割程度までの流量として往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25や、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35の関係を決定し第1バルブ26と第2バルブ36の流量を決めると、それぞれ膨張タンクを有する第1循環経路5と、第2循環経路6の温度の不必要な乱高下が抑えられるとともに圧力も一定程度保つことが可能となる。
The
さらに、空調システム1は、第2復路32における第2熱媒体の温度を計測する第2熱媒体温度計測手段としての第2熱媒体温度計測センサ37を備えている。本実施形態では、第2熱媒体温度計測センサ37は、第2復路32のうち、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25との接続部よりも下流側の部位の第2熱媒体の温度を計測可能に設けられている。
Furthermore, the
また、本実施形態では、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度に基づいて、第1バルブ26、及び、第2バルブ36の開閉制御を行う温度調節手段としての温度調節器41を備えている。温度調節器41は、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度を監視し、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が「特定温度」以下とされた場合に、第1バルブ26を開状態とする熱媒体混合制御を実行可能に構成されている。本実施形態では、第2熱源装置4に供給される第2熱媒体の温度が7度(摂氏;以下同じ)以上となるように熱媒体混合制御が行われる。より具体的には、図2に示すように、「特定温度」として「10度」が設定され、そこから第1バルブ26、第2バルブ36に微小開度信号を送り、さらに、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が「0度」以下とされた場合に、第1バルブ26の開度が最大となるように「比例帯」を設定し、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度の昇降に応じて第1バルブ26の開度が比例制御されるように構成されている。
Further, in the present embodiment, the
また、第2バルブ36は、第1バルブ26と同一形状のバルブにより構成され、温度調節器41により、常に第1バルブ26と同じ開度とされるように開閉制御される。尚、空調システム1は、熱媒体混合制御が行われる凍結防止モードのオン・オフを切替可能に構成されている。例えば、外気温が比較的高く、第2熱媒体等の凍結のおそれのない状況では、第2熱媒体の温度が特定温度以下(10度以下)になっても熱媒体混合制御が行われないように、凍結防止モードをオフにする設定が行われる。
Further, the
さらに、空調システム1は、外調機2の外気取入れ口11と、冷却コイル12との間に設置され、外調機2に取入れられる外気温を計測可能な外気温計測手段としての外気温計測センサ42を備えている。また、本実施形態では、外気温計測センサ42の計測温度が「特定外気温」以下である場合に、複数ある第2熱源装置4のうちのたとえば図1の最も左に位置する1台に内蔵される第2循環ポンプ8を定格流量で駆動状態として第2熱媒体を強制循環させる強制循環制御が行われるように構成されている。
Furthermore, the
本実施形態では、「特定外気温」として「4度」が設定されている。すなわち、一般に、第2循環経路6の第2熱媒体が10度以下となる前に、外調機2近傍の外気温が4度以下となることから、熱媒体混合制御よりも先に、強制循環制御が開始される(熱媒体混合制御が行われる段階では、既に強制循環制御が行われている)こととなる。
In the present embodiment, “four degrees” is set as the “specified outside air temperature”. That is, in general, since the outside air temperature in the vicinity of the
また、本実施形態の空調システム1は、第2熱源装置4に対し低温度の第2熱媒体が流入して、第2熱源装置4における水熱交換器のチューブにおいて第2熱媒体が凍結したり、第2熱源装置4における水熱交換器のシェルにおいて冷媒が蒸発しきれず冷凍サイクル後段の圧縮機に液バックして圧縮機が壊れたりしまうといった事態を回避するべく、第2熱媒体温度計測センサ37で計測された第2熱媒体の温度が、予め設定された「熱源凍結回避温度」以下とされた場合に、第2循環経路6の第2熱媒体を循環させる第2循環ポンプ8を停止状態として維持する機能を備えている。本実施形態では、「熱源凍結回避温度」として「7度」が設定されている。つまり、上記のように、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が10度以下とされた場合には、熱媒体混合制御が開始され、第2熱源装置4に供給される第2熱媒体の温度が7度以上となるように調節されることから、基本的に、第2循環ポンプ8が強制的に停止状態とされるといった事態が回避される。
Further, in the
以上詳述したように、本実施形態では、第2循環経路6を循環する第2熱媒体の温度が特定温度(本例では、10度)以下とされた場合には、第1バルブ26が開状態とされることで、第1循環経路5を循環する比較的高温度の第1熱媒体が第2循環経路6に流入し、第2熱媒体と混合することとなる。これにより、第2熱媒体の温度の低下を抑制する、又は、第2熱媒体の温度を上昇させることができ、例えば、外気温が氷点下となっている状況において、外調機2に取入れられた外気との間で熱交換が行われる外調機2の冷却コイル12や第2循環経路6において第2熱媒体が凍結してしまうといった事態を防止することができる。従って、冷却コイル12や第2循環経路6において第2熱媒体が凍結することで、好適な温度・湿度調節を行うことが困難となってしまったり、凍結した第2熱媒体が膨張して冷却コイル12や第2循環経路6が破損したりしてしまうといった事態を回避することができる。
As described above in detail, in the present embodiment, when the temperature of the second heat medium circulating in the
さらに、例えば、第1循環経路5の第1熱媒体と、第2循環経路6の第2熱媒体との間で、第1熱媒体及び第2熱媒体を混合させることなく熱交換を行うような構成に比べ、第1バルブ26を開状態とすることで第2熱媒体を即効で昇温させることが可能となり、比較的急激な温度変化にも対応可能である上、細かな温度調節についても行うことができる。加えて、例えば、外調機2の内部において、冷却コイル12の第2熱媒体の凍結を防止するためのヒータを設ける場合に比べ、外調機2のコンパクト化を図ることができるとともに、第2熱媒体の凍結防止にかかるコストの削減を図ることができる。さらに、前記ヒータのない既存の外調機をそのまま利用して、本実施形態の空調システム1を構成し、第2熱媒体の凍結防止を図ることも可能である。
Furthermore, for example, heat exchange is performed between the first heat medium of the
また、第1バルブ26を閉状態とすることで、第1熱媒体と、第2熱媒体との間で熱交換が行われることを回避することができ、第1循環経路5の第1熱媒体、及び、第2循環経路6の第2熱媒体の熱効率の低下を防止するとともに、第1循環経路5の第1熱媒体、及び、第2循環経路6の第2熱媒体のそれぞれの温度調節(温度管理)を比較的容易に行うことができる。さらに、第2バルブ36は、第1バルブ26と同じ開度となるように制御され、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35の流量がほぼ同じとされることから、第1循環経路5、及び、第2循環経路6の第1熱媒体、及び、第2熱媒体の圧力を好適に保つことができるとともに、第1熱媒体を比較的スムースに第2循環経路6に流入させることができる。
In addition, by closing the
また、第1バルブ26を開状態とすることで、第1往路21の第1熱媒体が第2復路32に流入するようになっている。従って、外調機2で熱交換される前の比較的温度の高い第1熱媒体を、第2熱源装置4に流入する手前の第2熱媒体に混入させることができる。このため、第2復路32の第2熱媒体の温度上昇をより確実に図ることができる上、第2熱源装置4に低温度の第2熱媒体が流入し、第2熱源装置4の第2循環経路6において第2熱媒体が凍結してしまうといった事態をより確実に防止することができる。さらに、第2バルブ36を開状態とすることで、第2往路31の第1熱媒体が第1復路22に流入するようになっている。このため、例えば、第2循環経路6の第2熱媒体が第1往路21に流入してしまうことで、外調機2に供給される第1熱媒体の温度が低下してしまうといった事態を回避することができる。加えて、例えば、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35のうち一方の出口側の直下流側に他方の入口側が接続されるような場合のように、上記のような第1熱媒体を用いて第2熱媒体の温度を高めるといった作用効果が上手く奏されなくなってしまう(例えば、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して第2循環経路6に流入した第1熱媒体の一部が、その直後、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35を介して、第1循環経路5に戻されてしまう等)といった事態を回避することができる。
Further, by opening the
また、外調機2における第1循環経路5、及び、第2循環経路6に接続される先は、外調機2の加熱コイル13、及び、冷却コイル12により構成され、第1熱媒体、及び、第2熱媒体の水圧が高くなることから、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35をそれぞれ比較的シンプルに接続することで、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35に別途のポンプ等を設置しなくても、第1バルブ26、及び、第2バルブ36を開状態とするだけで、(入口出口の圧力差の違いにより、外調機2の加熱コイル13、及び、冷却コイル12よりも流れ易い)往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35に、第1熱媒体、及び、第2熱媒体を流通させることができる。従って、構成の簡素化、制御の簡素化、及び、コストの削減等を図ることができる。
Further, the destination connected to the
さらに、第2熱媒体温度計測センサ37は、第2復路32のうち、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25との接続部よりも下流側の部位の第2熱媒体の温度を計測可能に設けられている。このため、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して流入する第1熱媒体と混合された後の第2熱媒体の温度を計測することができる。従って、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が特定温度以下の状態から、特定温度を超える状態に移行した場合に、即座に第1バルブ26及び第2バルブ36を閉状態とすることができ、第1熱源装置3でせっかく昇温された第1熱媒体が必要以上に第2循環経路6に供給されてしまうといった事態を防止することができる。
Furthermore, the temperature of the second heat
加えて、外調機2に取入れられた外気を冷却する必要がない状況であっても、外調機2に取入れられる外気温を計測可能な外気温計測センサ42の計測温度が特定外気温(本例では、4度)以下とされた場合には、第2熱媒体の凍結を防止するべく、複数ある第2熱源装置4のうちのたとえば図1の最も左に位置する1台に内蔵される第2循環ポンプ8を定格流量で強制的に駆動させ、第2循環経路6において第2熱媒体を強制循環させる強制循環制御が行われるように構成されている。強制循環制御が行われることにより、第2熱媒体が停留して結晶化し易くなることを抑制しつつ、第2循環ポンプ8の駆動により生じる熱を第2熱媒体に付加することで、第2熱媒体の凍結の抑止を図ることができる。
In addition, even if it is not necessary to cool the outside air taken into the
また、強制循環制御の開始の契機とされる外気温計測センサ42の計測温度(特定外気温)は、第1バルブ26、及び、第2バルブ36を開状態とし、第1熱媒体と第2熱媒体とを混合させる熱媒体混合制御よりも先に(熱媒体混合制御の開始の契機とされる第2復路32における第2熱媒体の温度が特定温度(本例では、10度)以下とされるよりも先に)、強制循環制御が開始されることとなる温度(本例では、4度;一般に、第2熱媒体が10度以下となる前に外気温が4度以下となる)に設定されている。つまり、熱媒体混合制御が開始される段階では、既に強制循環制御が行われており、第2循環経路6において第2熱媒体が強制循環されている状態となっている。このため、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が特定温度(本例では、10度)以下とされた場合に、例えば、第1循環ポンプ7だけで第2循環経路6における第2熱媒体を循環させなければならないような構成に比べ、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して第2循環経路6に流入した第1熱媒体と混合されて昇温された第2熱媒体を比較的スムースに第2循環経路6に循環させることができる。従って、第2循環経路6において第2熱媒体が凍結するといった事態をより確実に防止することができる。
In addition, the measured temperature (specific external temperature) of the outside air
また、本実施形態の空調システム1は、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が熱源凍結回避温度(本例では7度)以下とされた場合に、第2熱源装置4における水熱交換器のチューブにおいて第2熱媒体が凍結してしまう等といった事態を回避するべく、第2循環経路6の第2熱媒体の循環を停止させる。
Further, in the
この点、本実施形態によれば、第1バルブ26が開状態とされる契機とされる特定温度(本例では10度)を、熱源凍結回避温度(本例では7度)よりも高く設定することにより、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が熱源凍結回避温度以下となることを抑制しつつ精密な熱源入り口温度に制御することができる。従って、第2循環ポンプ8が停止状態とされ、第2熱媒体を循環不可能な状態に至ってしまうことを抑止することができる。また、万一、第2熱媒体が熱源凍結回避温度以下となり、第2循環ポンプ8が停止状態とされた場合であっても、第1バルブ26を開状態とすることで、第1循環経路5の第1熱媒体を循環させる第1循環ポンプ7により、第1熱媒体を第2循環経路6に流入させ、当該第1熱媒体が混合された第2熱媒体を循環させることができる。このため、第1バルブ26を開状態とすることで、第2循環経路6の第2熱媒体の温度を、熱源凍結回避温度以下の状態から、熱源凍結回避温度以上、さらには、特定温度以上となるまでに上昇させることが可能となる。従って、第2熱媒体の凍結防止効果がより確実に奏される。
In this respect, according to the present embodiment, the specific temperature (10 degrees in this example) at which the
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other applications and modifications not illustrated below are naturally possible.
(a)上記実施形態では、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25は、第1往路21と、第2復路32との間に接続され、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35は、第2往路31と、第1復路22との間に接続されているが、第1循環経路5、及び、第2循環経路6に対する往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35の接続箇所を変更することも可能である。但し、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35の出口を第1往路21に接続してしまうと、外調機2の加熱コイル13に供給される第1熱媒体の温度が比較的大きく低下してしまい、外調機2において取入れた外気の昇温を好適に行うことができなくなってしまうことが懸念されるとともに、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35を介して第2循環経路6の第2熱媒体を第1往路21に流入させるためのポンプ等を別途設置する必要が生じることから、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35は、第2往路31と、第1復路22との間に接続されることが望ましい。
(A) In the above embodiment, the first heat medium and return second heat
また、外調機2で熱交換される前の比較的温度の高い第1熱媒体を第2循環経路6に供給可能とするとともに、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して第1循環経路5の第1熱媒体を第2循環経路6に流入させるためのポンプ等を別途設置しなくても済むように、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25は、第1往路21と、第2復路32との間に接続されることが望ましい。さらに、第2熱媒体温度計測センサ37に関し、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25を介して第2循環経路6に流入した第1熱媒体が混合した第2熱媒体の温度を即座に計測するべく、第2復路32のうち往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25の出口よりも下流側の部位に設けられることが望ましく、第2熱源装置4に流入する第2熱媒体の温度をより正確に計測するべく、第2復路32のうち第2熱源装置4の近傍の部位に設けられることが望ましい。
Further, the first heat medium having a relatively high temperature before heat exchange with the
(b)また、上記実施形態において、第1バルブ26、及び、第2バルブ36の開度の調節に関し、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度に応じて無段階で調節可能に構成してもよいし、第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度に応じて段階的に変更されるような構成としてもよい。尚、第1バルブ26、及び、第2バルブ36の形状や大きさが異なっていてもよく、第1バルブ26が開状態とされた場合に、第1バルブ26における第1熱媒体の流量と、第2バルブ36における第2熱媒体の流量とが同程度となるように、第2バルブ36の開度が調節されるように構成されていればよい。
(B) Further, in the above embodiment, the adjustment of the opening degree of the
(c)上記実施形態において、第1循環経路5、及び、第2循環経路6における第1熱媒体、及び、第2熱媒体の流量の調節に関し、第1循環ポンプ7、及び、第2循環ポンプ8のオンとオフの切替えだけで行う構成としてもよいし、循環ポンプ7、8のモータの所定時間あたりの回転数を変更可能としたり、第1循環経路5、及び、第2循環経路6に対し開度調節可能な制御弁を設けたりする等して、第1熱媒体、及び、第2熱媒体の流量を適宜変更可能に構成してもよい。
(C) In the above embodiment, regarding the adjustment of the flow rates of the first heat medium and the second heat medium in the
また、第2循環ポンプ8を強制駆動させる強制循環制御の開始の契機を、「外気温計測センサ42の計測温度が特定外気温以下になること」にするのではなく、「第2熱媒体温度計測センサ37の計測温度が特定温度よりも高い強制循環開始温度以下となること」に設定してもよい。尚、上記実施形態では、第1熱源装置3に内蔵された第1循環ポンプ7、及び、第2熱源装置4に内蔵された第2循環ポンプ8により、第1循環経路5、及び、第2循環経路6に第1熱媒体、及び、第2熱媒体を循環させているが、かかる構成に代えて、又は、加えて、第1循環経路5、及び、第2循環経路6に第1熱媒体、及び、第2熱媒体を循環させる循環ポンプを設けることとしてもよい。
In addition, the trigger of the start of forced circulation control for forcibly driving the
(d)上記実施形態では詳しく言及していないが、図3に示すように、それぞれ空冷式ヒートポンプチラー51により構成される第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4は、第2熱媒体の冷熱負荷要求が多くなると熱源台数制御により、第1熱源装置3の一部が第2熱源装置4に切り替わり、切り替わった熱源装置にはバルブ52の切り替えで第1循環経路5から第2循環経路6に接続が変更され、第1熱媒体の温熱負荷要求が多くなると熱源台数制御により、第2熱源装置4の一部が第1熱源装置3に切り替わり、切り替わった熱源装置にはバルブ52の切り替えで第2循環経路6から第1循環経路5に接続が変更されるよう構成されていることとしてもよい。
(D) Although not mentioned in detail in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the first
この場合、空冷式ヒートポンプチラー51の冷凍サイクルの蒸発器と凝縮器と圧縮機と膨張弁の流れを4方弁で切り替えることで2つの熱交換器をそれぞれ蒸発器から凝縮器、凝縮器から蒸発器に切り替え可能で、冷熱、温熱を切り替え取り出し可能な機器特性を十分生かして、冷熱専用熱源、温熱専用熱源よりも、台数を減少した形でイニシャルコストを削減でき、中間期に冷熱専用熱源、温熱専用熱源の一部が停止して遊んでしまうところ、本構成を採用することにより熱源装置を有効利用することができる。
In this case, two heat exchangers are respectively evaporated from the evaporator to the condenser and evaporated from the condenser by switching the flow of the evaporator, the condenser, the compressor, and the expansion valve of the refrigeration cycle of the air-cooled
尚、第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4の台数についても特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。また、第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4として、水冷式のヒートポンプチラーを採用してもよい。さらに、外調機2の台数についても特に限定されるものではなく、第1熱源装置3、及び、第2熱源装置4を共通で使用可能な複数台の外調機2を設けることとしてもよい。加えて、複数台の外調機2を具備する構成においては、各外調機2への第1熱媒体、及び、第2熱媒体の流量等を個別に制御可能としてもよいし、一括で制御するように構成してもよい。
The number of first
(e)この熱媒体に水を用いて冷熱や温熱を作る空調熱源と、空調二次側に外調機を具備する空調システムは、外調機の近傍を平行して設置されることが多い第1循環経路5の第1往路21と第1復路22、第2循環経路6の第2往路31と第2復路32それぞれに、新設工事の際にタッピングを配置しておけば、その後の改修工事で、往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管25及び往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管35をあとから設置することは、少しの計装工事を伴うだけで容易に追加できる。
(E) An air conditioning heat source that produces cold or heat using water as the heat medium, and an air conditioning system equipped with an external air conditioner on the air conditioning secondary side are often installed in parallel in the vicinity of the external air conditioner If tapping is arranged at the time of new construction in each of the first
1…空調システム、2…外調機、3…第1熱源装置、4…第2熱源装置、5…第1循環経路、6…第2循環経路、7…第1循環ポンプ、8…第2循環ポンプ、12…冷却コイル、13…加熱コイル、21…第1往路、22…第1復路、25…往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、26…第1バルブ、31…第2往路、32…第2復路、35…往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管、36…第2バルブ、37…第2熱媒体温度計測センサ、41…温度調節器、42…外気温計測センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
建物内空間の空気を循環して温調する内調機と、第1熱源装置、及び、第2熱源装置と、
前記第1熱源装置と、前記外調機との間に第1熱媒体を循環可能とする第1循環経路と、
前記第2熱源装置と、前記外調機との間に第2熱媒体を循環可能とする第2循環経路と、
前記第1循環経路の前記第1熱媒体を流動させて前記第1循環経路に循環させる第1循環ポンプと、
前記第2循環経路の前記第2熱媒体を流動させて前記第2循環経路に循環させる第2循環ポンプとを備え、
前記第1熱源装置は前記第1熱媒体を昇温可能に構成され、前記第2熱源装置は前記第2熱媒体を降温可能に構成され、
前記第1熱媒体が前記外調機において取入れた外気の昇温に寄与し、前記第2熱媒体が前記外調機において取入れた外気の降温に寄与するように構成された空調システムにおいて、
前記第2循環経路における前記第2熱源装置入口の第2熱媒体の温度を計測する第2熱媒体温度計測手段と、
前記第1循環経路と、前記第2循環経路との間に接続される往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管、及び、往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管と、
前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管の開閉を行う第1バルブと、
前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管の開閉を行う第2バルブと、
前記第1バルブ、及び、前記第2バルブの開閉制御を行う温度調節手段とを備え、
前記温度調節手段は、
前記第2熱媒体温度計測手段で計測された前記第2熱媒体の温度が特定温度以下とされた場合に前記第1バルブを開状態とするとともに、
前記第1バルブを前記開状態とした場合に、前記第2バルブも開状態とし、
前記第1バルブが前記開状態とされた場合には、前記第1循環経路の前記第1熱媒体が、前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して、前記第2循環経路に流入し、
前記第2バルブが前記開状態とされた場合には、前記第2循環経路の前記第2熱媒体が、前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管を介して、前記第1循環経路に流入することを特徴とする空調システム。 An external air conditioner that takes in the outside air, adjusts temperature and humidity, and supplies it to the space in the building or the internal air conditioner,
An internal air conditioner that circulates air in a space in the building to control the temperature, a first heat source device, and a second heat source device;
A first circulation path enabling circulation of a first heat medium between the first heat source device and the external air conditioner;
A second circulation path enabling circulation of a second heat medium between the second heat source device and the external air conditioner;
A first circulation pump that causes the first heat medium in the first circulation path to flow and circulate in the first circulation path;
And a second circulation pump that causes the second heat medium in the second circulation path to flow and circulate in the second circulation path.
The first heat source apparatus is configured to be capable of raising the temperature of the first heat medium, and the second heat source apparatus is configured to be capable of lowering the temperature of the second heat medium.
In the air conditioning system, the first heat medium contributes to the temperature rise of the outside air taken in the outside air conditioner, and the second heat medium contributes to the temperature decrease of the outside air taken in the outside air machine,
Second heat medium temperature measurement means for measuring the temperature of the second heat medium at the inlet of the second heat source device in the second circulation path;
A first heat medium and a returning second heat medium bypass pipe connected between the first circulation path and the second circulation path, and a second heat medium and a return first heat medium bypass pipe,
A first valve for opening and closing the first heat medium and the second heat medium bypass pipe;
A second valve for opening and closing the forward second heat medium and the return first heat medium bypass pipe;
And a temperature control unit that performs opening / closing control of the first valve and the second valve.
The temperature control means is
The first valve is opened when the temperature of the second heat medium measured by the second heat medium temperature measurement unit is equal to or lower than a specific temperature.
When the first valve is in the open state, the second valve is also in the open state,
When the first valve is in the open state, the first heat medium in the first circulation path flows through the second heat medium bypass pipe and the second heat medium bypass pipe. Flow into the path,
When the second valve is brought into the open state, the second heat medium in the second circulation path passes through the first heat medium bypass pipe and the second heat medium that passes through the second heat medium and the first circulation. An air conditioning system characterized by flowing into a route.
前記第2循環経路は、前記第2熱源装置で温度調節された前記第2熱媒体を前記外調機に供給する第2往路と、前記外調機において外気との間で熱交換が行われた前記第2熱媒体を前記第2熱源装置に供給する第2復路とを備え、
前記第2熱媒体温度計測手段は、前記第2復路における前記第2熱媒体の温度を計測可能に設けられ、
前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管は、前記第1往路と、前記第2復路との間に接続され、
前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管は、前記第2往路と、前記第1復路との間に接続され、
前記第1バルブが前記開状態とされた場合には、前記第1往路の前記第1熱媒体が、前記往き第1熱媒体及び還り第2熱媒体バイパス管を介して、前記第2復路に流入し、
前記第2バルブが前記開状態とされた場合には、前記第2往路の前記第2熱媒体が、前記往き第2熱媒体及び還り第1熱媒体バイパス管を介して、前記第1復路に流入することを特徴とする請求項1に記載の空調システム。 In the first circulation path, heat exchange is performed between the first outward path for supplying the first heat medium temperature-controlled by the first heat source device to the external air conditioner, and the external air in the external air conditioner And a first return path for supplying the first heat medium to the first heat source device,
In the second circulation path, heat exchange is performed between the second outward path for supplying the second heat medium temperature-controlled by the second heat source device to the external air conditioner, and the external air in the external air conditioner And a second return path for supplying the second heat medium to the second heat source device,
The second heat medium temperature measurement means is provided to be able to measure the temperature of the second heat medium in the second return path,
The forward first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe are connected between the first outward path and the second return path,
The forward second heat medium and the return first heat medium bypass pipe are connected between the second outward path and the first return path,
When the first valve is brought into the open state, the first heat medium of the first forward path is transferred to the second return path via the first heat medium and the returning second heat medium bypass pipe. Flow in,
When the second valve is brought into the open state, the second heat medium in the second outward path travels to the first return path via the forward second heat medium and the returning first heat medium bypass pipe. The air conditioning system according to claim 1, wherein the air flow is introduced.
第1熱媒体の温熱負荷要求が多くなると熱源台数制御により、前記第2熱源装置の一部が前記第1熱源装置に切り替わり、切り替わった熱源装置は前記バルブの切り替えで前記第2循環経路から前記第1循環経路に接続が変更されるよう構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の空調システム。 The plurality of first heat source devices and the plurality of second heat source devices respectively installed are air-cooled or water-cooled heat pump chillers, and the first heat source is controlled by controlling the number of heat sources when the cooling load requirement of the second heat medium increases. A part of the heat source apparatus is switched to the second heat source apparatus, and the switched heat source apparatus changes the connection from the first circulation path to the second circulation path by switching the valve,
When the thermal load demand of the first heat medium increases, a part of the second heat source apparatus is switched to the first heat source apparatus by heat source number control, and the switched heat source apparatus is switched from the second circulation path to the second circulation path. The air conditioning system according to claim 1 or 2, wherein the connection is changed to the first circulation path.
前記外気温計測手段で計測された外気温が特定外気温以下とされた場合に、複数ある第2熱源装置のうちの1台に内蔵される第2熱媒体循環ポンプを定格流量で駆動状態として前記第2熱媒体を強制循環させる強制循環制御が行われる構成であって、
前記特定外気温は、前記第1バルブが前記開状態とされる熱媒体混合制御よりも先に、前記強制循環制御が開始されることとなる温度に設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空調システム。 It has an outside air temperature measurement means capable of measuring the outside air temperature taken into the outside air conditioner,
When the outside air temperature measured by the outside air temperature measurement means is lower than or equal to the specified outside air temperature, the second heat medium circulation pump built in one of the plurality of second heat source devices is driven at the rated flow rate Forced circulation control for forcedly circulating the second heat medium is performed,
The specified external air temperature is set to a temperature at which the forced circulation control is started prior to the heat medium mixing control in which the first valve is in the open state. The air conditioning system according to any one of 1 to 3.
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