JP2019174007A - Air conditioning system - Google Patents
Air conditioning system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019174007A JP2019174007A JP2018060146A JP2018060146A JP2019174007A JP 2019174007 A JP2019174007 A JP 2019174007A JP 2018060146 A JP2018060146 A JP 2018060146A JP 2018060146 A JP2018060146 A JP 2018060146A JP 2019174007 A JP2019174007 A JP 2019174007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- indoor
- heat
- heat exchanger
- air
- refrigerant
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Abstract
Description
本発明は、空調システムに関し、更に詳しくは、ヒートポンプ装置及びヒートポンプ装置とは別の熱付与装置を備えた空調システムに関するものである。 The present invention relates to an air conditioning system, and more particularly to an air conditioning system including a heat pump device and a heat applying device different from the heat pump device.
従来、冷房再熱除湿運転を行うことができる空気調和機が知られている(例えば特許文献1参照)。この空気調和機にあっては、通常冷房運転時には、圧縮機、室外熱交換器、開度が小さい第1流量制御弁、第1室内熱交換器、第2室内熱交換器、圧縮機に到る冷凍サイクルが構成される。 Conventionally, an air conditioner capable of performing a cooling reheat dehumidification operation is known (see, for example, Patent Document 1). In this air conditioner, during normal cooling operation, the compressor, the outdoor heat exchanger, the first flow control valve with a small opening, the first indoor heat exchanger, the second indoor heat exchanger, and the compressor are reached. A refrigeration cycle is configured.
また、この空気調和機にあっては、冷房再熱除湿運転時には、圧縮機、室外熱交換器、開度がやや小さい第1流量制御弁、第1室内熱交換器、開度が小さい第2流量制御弁、第2室内熱交換器、圧縮機に到る冷凍サイクルが構成される。 Further, in this air conditioner, during the cooling reheat dehumidifying operation, the compressor, the outdoor heat exchanger, the first flow control valve with a slightly smaller opening, the first indoor heat exchanger, the second with a smaller opening. A refrigeration cycle that reaches the flow control valve, the second indoor heat exchanger, and the compressor is configured.
特許文献1に示される空気調和機にあっては、冷房再熱除湿運転時には、第2室内熱交換器が蒸発器となり、第1室内熱交換器が凝縮器となる。限られた冷凍サイクルにおいては、蒸発器における除湿能力及び凝縮器における再熱能力を向上させるのは困難であった。
In the air conditioner disclosed in
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、限られた冷凍サイクルにおいて、空調対象空間の空気に対する除湿能力及び加熱能力を向上させることができる空調システムを提供することにある。 This invention is invented in view of the said conventional problem, Comprising: It is providing the air-conditioning system which can improve the dehumidification capability with respect to the air of an air-conditioning object space, and a heating capability in the limited refrigeration cycle. .
上記課題を解決するために、請求項1に係る空調システムは、ヒートポンプ装置と、熱付与装置と、制御部と、を備える。前記ヒートポンプ装置は、圧縮機と、室外側冷媒熱交換器と、膨張機構と、第1室内側冷媒熱交換器と、第2室内側冷媒熱交換器と、を有する。前記熱付与装置は、前記ヒートポンプ装置における前記第1室内側冷媒熱交換器及び前記第2室内側冷媒熱交換器が配置される室内流路を通流する空気に熱を付与する。前記制御部は、前記ヒートポンプ装置及び前記熱付与装置を制御する。 In order to solve the above problem, an air conditioning system according to a first aspect includes a heat pump device, a heat application device, and a control unit. The heat pump device includes a compressor, an outdoor refrigerant heat exchanger, an expansion mechanism, a first indoor refrigerant heat exchanger, and a second indoor refrigerant heat exchanger. The heat applying device applies heat to air flowing through an indoor flow path in which the first indoor-side refrigerant heat exchanger and the second indoor-side refrigerant heat exchanger are arranged in the heat pump device. The control unit controls the heat pump device and the heat application device.
前記ヒートポンプ装置は、全吸熱冷房運転と、吸放熱冷房運転と、を実行可能である。前記全吸熱冷房運転は、冷媒が前記圧縮機、凝縮器として機能する前記室外側冷媒熱交換器、前記膨張機構、蒸発器として機能する前記第1室内側冷媒熱交換器、蒸発器として機能する前記第2室内側冷媒熱交換器、前記圧縮機に順に通流する。前記吸放熱冷房運転は、前記冷媒が前記圧縮機、凝縮器として機能する前記室外側冷媒熱交換器、凝縮器として機能する前記第1室内側冷媒熱交換器、前記膨張機構、蒸発器として機能する前記第2室内側冷媒熱交換器、前記圧縮機に順に通流する。 The heat pump device is capable of performing a total endothermic cooling operation and an absorption / radiation cooling operation. In the total endothermic cooling operation, the refrigerant functions as the compressor, the outdoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the expansion mechanism, the first indoor refrigerant heat exchanger functioning as an evaporator, and an evaporator. The refrigerant flows in order through the second indoor-side refrigerant heat exchanger and the compressor. In the absorption / radiation cooling operation, the refrigerant functions as the compressor, the outdoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the first indoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the expansion mechanism, and an evaporator. The second indoor-side refrigerant heat exchanger and the compressor are sequentially passed.
また、請求項2に係る発明にあっては、請求項1に係る発明において、前記制御部は、前記ヒートポンプ装置に前記全吸熱冷房運転又は前記吸放熱冷房運転を行わせ、かつ、前記熱付与装置を駆動させて前記熱付与装置により前記室内流路を通流する空気に熱を付与する、熱付与除湿運転を実行可能である。
Moreover, in the invention which concerns on
また、請求項3に係る発明にあっては、請求項2に係る発明において、前記空調システムは、前記室内流路を通流する空気の吸込み湿度を検知する吸込み湿度検知部を更に備える。前記制御部は、前記吸込み湿度が所定の湿度範囲内にあるときには、前記ヒートポンプ装置に前記全吸熱冷房運転を行わせ、かつ、前記熱付与装置を駆動させて前記熱付与装置により前記室内流路を通流する空気に熱を付与する強熱付与除湿運転を実行可能である。
Moreover, in the invention which concerns on
請求項1に係る発明にあっては、熱付与装置により空調対象空間の空気を加熱することができるため、空気の加熱を維持しながらも、空気の除湿能力を向上させることができる。これにより、限られた冷凍サイクルにおいて、空調対象空間の空気に対する除湿能力及び加熱能力を向上させることができる。
In the invention which concerns on
請求項2に係る発明にあっては、熱付与装置により空調対象空間の空気を加熱することにより、第1室内側冷媒熱交換器による空気の加熱能力を低減させるかあるいは無くすことができる。その分、第2室内側冷媒熱交換器、あるいは、第1室内側冷媒熱交換器及び第2室内側冷媒熱交換器による空気の除湿能力を向上させることができる。
In the invention which concerns on
請求項3に係る発明にあっては、強熱付与除湿運転により、第1室内側冷媒熱交換器と第2室内側冷媒熱交換器の両方により空気の除湿を行うため、空気の除湿能力を大きく向上させることができる。
In the invention which concerns on
本開示は、空調システムに関し、更に詳しくは、ヒートポンプ装置と、ヒートポンプ装置とは別の熱付与装置と、を備えた空調システムに関するものである。以下、本開示に係る空調システムの第一実施形態について、図1〜図6に基づいて説明する。 The present disclosure relates to an air conditioning system, and more particularly, to an air conditioning system including a heat pump device and a heat applying device different from the heat pump device. Hereinafter, a first embodiment of an air conditioning system according to the present disclosure will be described based on FIGS. 1 to 6.
図1に示すように、空調システム1は、ヒートポンプ装置2と、熱付与装置12としての給湯装置3と、制御部10(図2参照)と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ヒートポンプ装置2は、圧縮機21と、室外側冷媒熱交換器22と、膨張機構23と、室内側冷媒熱交換器24と、を有し、冷凍サイクルを構成する。
As shown in FIG. 1, the
ヒートポンプ装置2は、室外機201と室内機202とを有する。室外機201は、ケーシング(不図示)と、ケーシング内に収容される、圧縮機21と、室外側冷媒熱交換器22と、膨張機構23と、四方弁25と、送風装置26等の機器を有する。
The
膨張機構23は、第一実施形態では電子膨張弁により構成される。膨張機構23として、第1膨張機構231と、第2膨張機構232とが設けられる。第1膨張機構231及び第2膨張機構232は、それぞれ、膨張機構としての機能を発揮せずに単に流路を形成するための開度が大きい状態と、膨張機構としての機能を発揮するための開度が小さい状態の二種類の状態のいずれかに切り替える。なお、第1膨張機構231及び第2膨張機構232は、開度が調節できるものであればよく、電子膨張弁に限定されない。
The
第1膨張機構231の流路の一端は、冷媒流路27を介して室外側冷媒熱交換器22の流路の一端に接続される。室外側冷媒熱交換器22は、室外機201内の外気流路(不図示)の途中に配置される。室外機201のケーシングは、外気の取込み口(不図示)と吹出し口(不図示)を有し、これら取込み口と吹出し口との間に外気流路が形成される。外気流路の途中には更に、送風装置26としてのファンが配置される。
One end of the flow path of the
室外側冷媒熱交換器22の流路の他端は、冷媒流路27を介して四方弁25の第1のポート251に接続される。四方弁25の第2のポート252は、冷媒流路27を介して圧縮機21の流路の一端に接続される。圧縮機21の流路の他端は、冷媒流路27を介して四方弁25の第3のポート253に接続される。第1膨張機構231の流路の他端に接続される冷媒流路27と、四方弁25の第4のポート254に接続される冷媒流路27とは、室外機201より導出され、室内機202に導入される。
The other end of the flow path of the outdoor
室内機202は、ケーシング(不図示)と、ケーシング内に収容される、室内側冷媒熱交換器24と、室内側熱媒熱交換器33と、送風装置28等の機器を有する。但し、室内側熱媒熱交換器33は、空調システム1を構成する要素であるが、ヒートポンプ装置2を構成する要素ではない。室内側冷媒熱交換器24として、第1室内側冷媒熱交換器241と、第2室内側冷媒熱交換器242とが設けられる。
The
室内機202のケーシングは、室内の空気の取込み口(不図示)と吹出し口(不図示)を有し、これら取込み口と吹出し口との間に室内流路(不図示)が形成される。室内流路の途中には、取込み口側から吹出し口側にかけて、送風装置28としてのファン、室内側熱媒熱交換器33、第1室内側冷媒熱交換器241及び第2室内側冷媒熱交換器242、がこの順に配置される。第1室内側冷媒熱交換器241と第2室内側冷媒熱交換器242とは、室内流路の流れ方向と交差する方向に並んでいる。
The casing of the
第1膨張機構231の他端は、冷媒流路27を介して第1室内側冷媒熱交換器241の流路の一端に接続される。第1室内側冷媒熱交換器241の流路の他端は、冷媒流路27を介して第2膨張機構232の一端に接続される。第2膨張機構232の他端は、第2室内側冷媒熱交換器242の流路の一端に接続される。第2室内側冷媒熱交換器242の流路の他端は、冷媒流路27を介して四方弁25の第4のポート254に接続される。
The other end of the
四方弁25は、第1のポート251と第2のポート252とが通じると共に第3のポート253と第4のポート254とが通じる状態と、第1のポート251と第3のポート253とが通じると共に第2のポート252と第4のポート254とが通じる状態のいずれかに任意に切り替えることができる。
The four-
図2に示すように、制御部10は、ヒートポンプ装置2を制御する。制御部10は、例えばマイクロコンピュータを有し、ROM(Read Only Memory)等の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、各要素の動作を制御する。制御部10は、具体的には、圧縮機21により搬送される冷媒の単位時間当たりの搬送量(l/s)、膨張機構23の開度の調節、室外機201及び室内機202に配置された送風装置26,28による単位時間当たりの風量(m3/s)、四方弁25の切り替えを制御することができる。
As shown in FIG. 2, the
このヒートポンプ装置2により、冷房運転と暖房運転とが選択的に運転可能である。図1に示すように、冷房運転時には、四方弁25を、第1のポート251と第2のポート252とが通じると共に第3のポート253と第4のポート254とが通じる状態とする。更に、第1膨張機構231の開度を小さくして膨張機構としての機能を発揮させ、第2膨張機構232の開度を大きくして膨張機構としての機能を発揮させないようにする。これにより、圧縮機21、室外側冷媒熱交換器22(凝縮器)、第1膨張機構231、第1室内側冷媒熱交換器241(蒸発器)、第2室内側冷媒熱交換器242(蒸発器)、再び圧縮機21へと到る冷媒流路27が形成され、冷房運転(後述する全吸熱冷房運転)が行われる。
With this
また、暖房運転時には、四方弁25を、第1のポート251と第3のポート253とが通じると共に第2のポート252と第4のポート254とが通じる状態とする。更に、第1膨張機構231の開度を小さくして膨張機構としての機能を発揮させ、第2膨張機構232の開度を大きくして膨張機構としての機能を発揮させないようにする。これにより、圧縮機21、第2室内側冷媒熱交換器242(凝縮器)、第1室内側冷媒熱交換器241(凝縮器)、第1膨張機構231、室外側冷媒熱交換器22(蒸発器)、再び圧縮機21へと到る冷媒流路27が形成され、暖房運転が行われる。ヒートポンプ装置2では、制御部10に制御されて冷房運転及び暖房運転が行われる。
Further, during the heating operation, the four-
このようなヒートポンプ装置2は、従来広く知られており、様々なものが適宜利用可能であって特に限定されない。例えば、ヒートポンプ装置2が適宜アキュミュレータ等の機器を有してもよい。
Such a
第一実施形態においては、空調システム1は、給湯装置3を更に備える。給湯装置3は、熱源部31と、熱媒と、熱媒流路32と、室内側熱媒熱交換器33と、熱源制御部30(図2参照)と、を有する。
In the first embodiment, the
熱源部31は、熱媒を加熱する。第一実施形態においては、燃料電池により、熱源部31が構成される。燃料電池は、貯湯式のいわゆるコージェネレーションシステムを構成するものであってもよいし、単体で用いられるものでもよい。燃料電池において発生する熱が、熱交換器(不図示)を介して熱媒に付与される。なお、燃料電池がコージェネレーションシステムを構成するものである場合、エネルギー効率が高い。このため、コージェネレーションシステムを構成する燃料電池により、熱源部31が構成されることが好ましい。
The
熱媒流路32は、熱媒が通流する循環配管により構成される。熱媒流路32の途中に、熱源部31と、室内側熱媒熱交換器33と、が配置されている。室内側熱媒熱交換器33は、上述したように、室内機202のケーシング内の室内流路に配置されている。この室内側熱媒熱交換器33を含む給湯装置3が、室内機202のケーシング内の室内流路を流れる空気に熱を付与する熱付与装置12を構成する。熱付与装置12として給湯装置3が用いられることにより、追従性が向上する。
The heat
図2に示すように、熱源制御部30は、熱源部31を制御する。熱源制御部30は、例えばマイクロコンピュータを有し、ROM等の記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、各要素の動作を制御する。熱源制御部30は、具体的には、熱源部31により発生して熱媒流路32を通流する熱媒に付与される、単位時間当たりの熱量を制御することができる。
As shown in FIG. 2, the heat
図1に示すように、熱媒流路32の途中に、ポンプ等からなる搬送装置34と、流量調整弁又は電磁弁等からなる弁35と、が配置されている。図2に示すように、搬送装置34と弁35は、熱源制御部30により制御される。
As shown in FIG. 1, in the middle of the heat
第一実施形態においては、空調システム1は、制御部10と熱源制御部30との間で通信を行う通信装置(不図示)を更に備える。通信装置により、制御部10と熱源制御部30は、無線又は有線により相互に送受信を行うことができる。制御部10は、通信装置を介して熱源制御部30と通信を行い、給湯装置3を制御することができる。
In the first embodiment, the
なお、このような通信装置は、従来広く知られており、様々なものが適宜利用可能であって特に限定されない。 Note that such communication devices are widely known in the past, and various devices can be used as appropriate and are not particularly limited.
空調システム1は、吸込み湿度検知部15を更に備える。吸込み湿度検知部15は、室内流路を通流する空気の吸込み湿度Hs(g/m3)を検知する。吸込み湿度検知部15は、室内機202のケーシング内の室内流路の取込み口近傍に配置されている。このような吸込み湿度検知部15としては、広く公知であり、様々なものが適宜利用可能であって特に限定されない。吸込み湿度検知部15により検知された吸込み湿度Hs情報は、制御部10に受信される。
The
空調システム1は、吸込み温度検知部11を更に備える。吸込み温度検知部11は、ヒートポンプ装置2における室内側の吸込み温度Ts(℃)(すなわち空調対象空間の空気の温度)を検知する。吸込み温度検知部11は、室内機202のケーシング内の室内流路の取込み口近傍に配置されている。吸込み温度検知部11により検知された吸込み温度Ts情報は、制御部10に受信される。
The
また、第一実施形態においては、室外機201のケーシング内の外気流路の取込み口近傍に外気温度To(℃)を検知する外気温度検知部14が配置されている。外気温度検知部14により検知された外気温度To情報は、制御部10に受信される。なお、吸込み温度検知部11及び外気温度検知部14は、主にサーミスタにより構成されるが、サーミスタ以外にも各種の温度センサが適宜利用可能であって特に限定されない。
In the first embodiment, the outside air
制御部10は、ヒートポンプ装置2を制御して冷房運転を行う。冷房運転においては、制御部10は、吸込み温度Tsが室内目標温度Ta(℃)となるように、制御する。室内目標温度Taは、例えば18℃等の一般的に快適となる温度である。第一実施形態においては、空調システム1は操作部13を備えている。使用者は、操作部13を操作して、室内目標温度Taと、室内目標相対湿度と、室内機202の吹出し口から吹き出す風量Qa(m3/s)とを任意に設定することができる。操作部13より入力された室内目標温度Taと室内目標相対湿度と風量Qaの情報は、制御部10に受信される。
The
第一実施形態においては、冷房運転において、制御部10は、吸込み温度Tsが室内目標温度Taを含む所定の温度範囲に入るように、フィードバック制御を行っている。所定の温度範囲は、室内目標温度Ta以上の温度である許容上限温度Tu(℃)と、許容下限温度Tl(℃)との間の温度範囲である。
In the first embodiment, in the cooling operation, the
許容上限温度Tuは、例えば、Tu=室内目標温度Ta+5としたりする等により、適宜決められる温度である。また、許容下限温度Tlは、例えば室内目標温度Taとしたりする等により、適宜決められる温度である。なお、許容上限温度Tu及び許容下限温度Tlは、室内目標温度Taに対してどのような値となるかは特に限定されないが、Tl<Tuを満たす。 The allowable upper limit temperature Tu is a temperature that is appropriately determined by, for example, Tu = indoor target temperature Ta + 5. Further, the allowable lower limit temperature Tl is a temperature that is appropriately determined by, for example, setting the indoor target temperature Ta. The allowable upper limit temperature Tu and the allowable lower limit temperature Tl are not particularly limited with respect to the indoor target temperature Ta, but satisfy Tl <Tu.
制御部10は、圧縮機21が有するモータの単位時間当たりの回転数を調節して、冷媒の搬送量を制御する。また、制御部10は、室内機202に配置された送風装置28が有するモータの単位時間当たりの回転数を調節して、室内機202のケーシングの吹出し口から吹き出す風量Qaを制御する。また、制御部10は、室外機201に配置された送風装置26が有するモータの単位時間当たりの回転数を調節して、室外機201の外気流路を通流する風量を制御する。
The
ヒートポンプ装置2は、冷房運転として、全吸熱冷房運転と、吸放熱冷房運転と、を実行可能である。
The
制御部10は、全吸熱冷房運転を行うにあたり、四方弁25を、第1のポート251と第2のポート252とが通じると共に第3のポート253と第4のポート254とが通じる状態とする。更に、制御部10は、第1膨張機構231の開度を小さくして膨張機構としての機能を発揮させ、第2膨張機構232の開度を大きくして膨張機構としての機能を発揮させないようにする。これにより、圧縮機21、室外側冷媒熱交換器22(凝縮器)、第1膨張機構231、第1室内側冷媒熱交換器241(蒸発器)、第2室内側冷媒熱交換器242(蒸発器)、再び圧縮機21へと到る全吸熱冷房用冷媒回路が形成され、全吸熱冷房運転が行われる。
When performing the all-endothermic cooling operation, the
制御部10は、吸放熱冷房運転を行うにあたり、四方弁25を、第1のポート251と第2のポート252とが通じると共に第3のポート253と第4のポート254とが通じる状態とするが、この点は全吸熱冷房運転を行う場合と同じである。
When the
更に、制御部10は、第1膨張機構231の開度を大きくして膨張機構としての機能を発揮させないようにし、第2膨張機構232の開度を小さくして膨張機構としての機能を発揮させる。これにより、圧縮機21、室外側冷媒熱交換器22(凝縮器)、第1室内側冷媒熱交換器241(凝縮器)、第2膨張機構232、第2室内側冷媒熱交換器242(蒸発器)、再び圧縮機21へと到る吸放熱冷房用冷媒回路が形成され、吸放熱冷房運転が行われる。
Further, the
すなわち、吸放熱冷房運転においては、室内側冷媒熱交換器24のうち、第1室内側冷媒熱交換器241において放熱が行われ、第2室内側冷媒熱交換器242において吸熱が行われる。
That is, in the heat absorption / radiation cooling operation, heat is dissipated in the first indoor
空調システム1において運転される、全吸熱冷房運転及び吸放熱冷房運転を含む、冷凍サイクルによる冷房運転について図3に基づいて説明する。
The cooling operation by the refrigerating cycle including the total endothermic cooling operation and the absorption / radiation cooling operation operated in the
冷房運転が開始されると、制御部10は、(S1)において、操作部13より入力された室内目標温度Ta及び風量Qaを読み込んで設定する。
When the cooling operation is started, the
(S2)において、制御部10は、室内目標温度Taに基づいて許容上限温度Tu及び許容下限温度Tlを設定する。
In (S2), the
(S3)において、制御部10は、吸込み温度検知部11による吸込み温度Tsの検知を開始する。
In (S3), the
(S4)において、制御部10は、圧縮機21と、室外機201の送風装置26と、室内機202の送風装置28とを駆動させる。圧縮機21及び送風装置26,28が駆動すると、冷凍サイクルが成立してヒートポンプ装置2の駆動となり、吸込み温度Tsが上昇していく。
In (S4), the
(S5)において、制御部10は、吸込み温度Tsが許容下限温度Tl未満であるか否かを判定する。吸込み温度Tsが許容下限温度Tl未満でなければ、(S5)に戻る。吸込み温度Tsが許容下限温度Tl未満であれば、(S6)に移行する。
In (S5), the
(S6)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を停止させ、冷房運転を終了する。
In (S6), the
なお、冷房運転の停止は、常時受け付けられており、操作部13により冷房運転の停止が入力されると、制御部10は、冷房運転を停止する。
The stop of the cooling operation is always accepted, and when the stop of the cooling operation is input by the operation unit 13, the
ところで、ヒートポンプ装置2による冷房運転においては、冷房負荷W(W)は、風量Qa、室内目標温度Ta、吸込み温度Tsに基づいて、
W=Qa×(Ta−Ts)×A・・・(式1)
と求められる。(式1)におけるAは、ヒートポンプ装置2毎に決まる定数である。
By the way, in the cooling operation by the
W = Qa × (Ta−Ts) × A (Formula 1)
Is required. A in (Expression 1) is a constant determined for each
この冷房負荷Wと、冷凍サイクルにおける成績係数(Coefficient Of Performance、以下COPとする)との間には、図4に示す関係が存在する。ここで、Wmin(W)は冷房負荷Wの最小値であり、主に、圧縮機21により搬送される冷媒の最小限界搬送量と、外気温度Toと、に基づいて定まる最小絞り負荷である。最小限界搬送量は、主に、圧縮機21が有するモータの単位時間当たりの回転数の下限値により決まる。
A relationship shown in FIG. 4 exists between the cooling load W and a coefficient of performance (hereinafter referred to as COP) in the refrigeration cycle. Here, Wmin (W) is the minimum value of the cooling load W, and is mainly the minimum throttle load determined based on the minimum limit transport amount of the refrigerant transported by the
また、Wmax(W)は冷房負荷Wの最大値であり、主に、圧縮機21により搬送される冷媒の最大限界搬送量と、外気温度Toと、に基づいて定まる。最大限界搬送量は、主に、圧縮機21が有するモータの単位時間当たりの回転数の上限値により決まる。
Wmax (W) is the maximum value of the cooling load W, and is determined mainly based on the maximum limit transport amount of the refrigerant transported by the
なお、図4に示す関係において、冷房負荷W及びCOPの具体的な値は、ヒートポンプ装置2毎に定まるため、具体的な値についての説明は省略する。
In the relationship shown in FIG. 4, the specific values of the cooling load W and COP are determined for each
図4に示すように、COPが最大となる冷房負荷をWcmax(W)としたとき、上限をWcmax+α1(W)とすると共に下限をWcmax−α2(W)とする範囲を、高効率運転範囲Zとする。ここで、α1及びα2は、COP及びエネルギー効率等の観点から各種の許容範囲をどの位広くとるか等により、適宜決められる。 As shown in FIG. 4, when the cooling load at which COP is maximized is Wcmax (W), the range where the upper limit is Wcmax + α1 (W) and the lower limit is Wcmax−α2 (W) is the high-efficiency operation range Z And Here, α1 and α2 are appropriately determined depending on how wide various allowable ranges are taken from the viewpoint of COP and energy efficiency.
冷凍サイクルによる冷房運転は、冷房負荷Wが高効率運転範囲Z内にある場合に行われると、COP及びエネルギー効率が高く好ましい。また、冷凍サイクルによる冷房運転は、冷房負荷Wが高効率運転範囲Z外である場合に行われると、COP及びエネルギー効率が低く好ましくない。 When the cooling operation by the refrigeration cycle is performed when the cooling load W is within the high-efficiency operation range Z, it is preferable because of high COP and energy efficiency. Further, if the cooling operation by the refrigeration cycle is performed when the cooling load W is outside the high-efficiency operation range Z, COP and energy efficiency are low, which is not preferable.
以下、空調システム1において除湿を行う場合について説明する。
Hereinafter, the case where dehumidification is performed in the
空調システム1において、除湿を行った後に空調対象空間に吹き出す空気を加熱しない場合には、ヒートポンプ装置2による全吸熱冷房運転を行い、熱付与装置12は駆動しない。
In the
空調システム1において、除湿を行った後に空調対象空間に吹き出す空気を加熱する場合には、主に下記(1)〜(3)のいずれかが行われる。
(1)従来の再熱除湿冷房運転
空調システム1は、ヒートポンプ装置2による吸放熱冷房運転を行い、熱付与装置12は駆動させない。第1室内側冷媒熱交換器241において、空調対象空間に吹き出す空気の加熱が行われる。第2室内側冷媒熱交換器242において、空調対象空間に吹き出す空気の除湿及び冷房が行われる。
In the
(1) Conventional Reheat Dehumidifying and Cooling Operation The
熱付与装置12が駆動しない(1)に対して、(2)〜(3)は、熱付与装置12が駆動する熱付与除湿運転である。
(2)弱熱付与除湿運転
空調システム1は、ヒートポンプ装置2による吸放熱冷房運転を行い、熱付与装置12を駆動させる。第1室内側冷媒熱交換器241において、空調対象空間に吹き出す空気の加熱が行われる。更に、空調対象空間に吹き出す空気は、熱付与装置12によっても加熱される。また、第2室内側冷媒熱交換器242において、空調対象空間に吹き出す空気の除湿及び冷房が行われる。
In contrast to (1) in which the
(2) Weak heat application dehumidification operation The
(2)においては、(1)の再熱除湿運転におけるよりも、ヒートポンプ装置2において搬送される冷媒の単位時間当たりの搬送量を大きくする。これにより、第2室内側冷媒熱交換器242における、空調対象空間に吹き出す空気に対する除湿量を大きくとることができる。このとき、第2室内側冷媒熱交換器242における、空調対象空間に吹き出す空気に対する冷房量も大きくなってしまう。このため、(1)においては駆動していない熱付与装置12を駆動させて、空調対象空間に吹き出す空気を更に加熱して、空気の温度を上昇させる。なお、空調対象空間に吹き出す空気の温度は、(1)の場合と大きく変わらない。
(3)強熱付与除湿運転
空調システム1は、ヒートポンプ装置2による全吸熱冷房運転を行い、熱付与装置12を駆動させる。第1室内側冷媒熱交換器241及び第2室内側冷媒熱交換器242において、空調対象空間に吹き出す空気の除湿及び冷房が行われる。
In (2), the conveyance amount per unit time of the refrigerant conveyed in the
(3) Igniting Dehumidification Operation The
空調対象空間に吹き出す空気は、室内側冷媒熱交換器24によっては加熱されず、熱付与装置12によってのみ加熱される。
The air blown into the air-conditioning target space is not heated by the indoor
(3)においては、ヒートポンプ装置2において搬送される冷媒の単位時間当たりの搬送量は、(2)における場合と同じである。空調対象空間に吹き出す空気の除湿は、(2)においては第2室内側冷媒熱交換器242においてのみ行われていたのに対し、(3)においては第1室内側冷媒熱交換器241及び第2室内側冷媒熱交換器242の両方において行われる。これにより、空調対象空間に吹き出す空気に対する除湿量を(2)における場合よりも更に大きくとることができる。一方、空調対象空間に吹き出す空気に対する冷房量も、(2)における場合よりも更に大きくなってしまう上に、第1室内側冷媒熱交換器241による、空調対象空間に吹き出す空気への加熱が行われなくなる。このため、熱付与装置12により、空調対象空間に吹き出す空気に付与される熱量は、(2)における場合よりも更に大きい。
In (3), the conveyance amount per unit time of the refrigerant conveyed in the
次に、除湿運転について、図5に基づいて説明する。 Next, the dehumidifying operation will be described with reference to FIG.
除湿運転が開始すると、制御部10は、(S11)において、操作部13より入力された室内目標相対湿度から室内目標湿度Ha(g/m3)に換算して設定する。
When the dehumidifying operation is started, the
(S12)において、制御部10は、室内目標湿度Haに基づいて、許容上限湿度(g/m3)及び許容下限湿度(g/m3)を有する許容湿度範囲を設定する。許容湿度範囲は、室内目標湿度Haに基づいて適宜決められる湿度範囲であり、特に限定されない。
In (S12), the
(S13)において、制御部10は、主に室内目標湿度Haに基づいて、吸込み湿度Hsについての第1湿度範囲、第2湿度範囲及び第3湿度範囲を求めて設定する。第1湿度範囲は、上記(1)の再熱除湿運転を行うべき湿度範囲である。第2湿度範囲は、上記(2)の弱熱付与除湿運転を行うべき湿度範囲である。第3湿度範囲は、上記(3)の強熱付与除湿運転を行うべき湿度範囲である。
In (S13), the
第1湿度範囲〜第3湿度範囲は、主に、ヒートポンプ装置2と給湯装置3とを合わせたエネルギー効率が高くなるように、COP等を考慮して決められる。なお、ヒートポンプ装置2と給湯装置3とを合わせたエネルギー効率が低くても、他の運転(例えば(3)の強熱付与除湿運転に対して(1)の再熱除湿運転及び(2)の弱熱付与除湿運転)では達成できない場合には、達成すべき湿度範囲が一義的に決まる。
The first humidity range to the third humidity range are mainly determined in consideration of COP or the like so that the energy efficiency of the
(S14)において、制御部10は、吸込み湿度検知部15による吸込み湿度Hsの検知を開始する。
In (S14), the
(S15)において、制御部10は、吸込み湿度Hsが第1湿度範囲内にあるか否かを判定する。(S15)において、第1湿度範囲内にあると判定された場合には、(S16)に移行する。(S15)において、第1湿度範囲内にあると判定されなかった場合については後述する。
In (S15), the
(S16)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を駆動させることで、ヒートポンプ装置2を駆動させる。更に、制御部10は、吸放熱冷房用冷媒回路が形成されるように、第1膨張機構231及び第2膨張機構232を切り替える。なお、給湯装置3は停止させたままである。
In (S16), the
除湿運転において、制御部10は、吸込み湿度Hsが許容湿度範囲に入るように、フィードバック制御を行う。
In the dehumidifying operation, the
(S17)において、制御部10は、吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあるか否かを判定する。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内になければ、(S17)に戻る。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあれば、(S18)に移行する。
In (S17), the
(S18)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を停止させることでヒートポンプ装置2を停止させ、除湿運転を終了する。
In (S18), the
次に、(S15)において、第1湿度範囲内にあると判定されなかった場合について説明する。この場合、図6に示すフローに移行する。 Next, the case where it is not determined in (S15) that it is within the first humidity range will be described. In this case, the process proceeds to the flow shown in FIG.
(S21)において、制御部10は、吸込み湿度Hsが第2湿度範囲内にあるか否かを判定する。(S21)において、第2湿度範囲内にあると判定された場合には、(S22)に移行する。
In (S21), the
(S22)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を駆動させることで、ヒートポンプ装置2を駆動させる。更に、制御部10は、吸放熱冷房用冷媒回路が形成されるように、第1膨張機構231及び第2膨張機構232を切り替える。更に、制御部10は、給湯装置3を駆動させて、室内側熱媒熱交換器33に熱媒を通流させる。
In (S22), the
具体的には、制御部10は、空調対象空間に吹き出す空気を加熱するのに必要な熱媒を室内側熱媒熱交換器33に通流させるように要求する信号を、通信装置を介して熱源制御部30に送信する。この信号を熱源制御部30が受けて、給湯装置3を駆動させる。
Specifically, the
熱源制御部30は、室内側熱媒熱交換器33に向けて通流させる熱媒の温度及び量に基づいて、熱媒が室内流路を流れる空気に必要量の熱を付与するのに必要な加熱量(W)を求める。
The heat
熱源制御部30は、室内側熱媒熱交換器33に向けて通流させる熱媒の温度及び量に対する、室内側熱媒熱交換器33より戻る熱媒の温度の関係を、データとして有するかあるいは計算することにより、把握している。熱源制御部30は、室内側熱媒熱交換器33に向けて通流させる熱媒の温度及び量と、室内側熱媒熱交換器33より室内流路を流れる空気に付与する熱量との関係を把握している。主にこの関係により、熱媒が室内流路を流れる空気に必要量の熱を付与するために、熱源部31において熱媒に付与する加熱量が求められる。
Does the heat
熱源制御部30は、熱源部31で加熱して熱を付与した熱媒を室内側熱媒熱交換器33に向けて通流させる。熱源制御部30は、弁35の開度を調整したり、弁35の開閉(デューティ制御)を行ったりすることにより、熱媒流路32に通流する熱媒への加熱量を調整する。
The heat
(S23)において、制御部10は、吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあるか否かを判定する。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内になければ、(S23)に戻る。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあれば、(S24)に移行する。
In (S23), the
(S24)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を停止させることでヒートポンプ装置2を停止させ、給湯装置3を停止させて、除湿運転を終了する。
In (S24), the
給湯装置3の停止については、具体的には、制御部10は、熱媒を室内側熱媒熱交換器33に通流させるのを停止するように要求する信号を、通信装置を介して熱源制御部30に送信する。この信号を熱源制御部30が受けて、給湯装置3を停止させる。
Regarding the stop of the hot
(S21)において、吸込み湿度Hsが第2湿度範囲内にあると判定されなかった場合には、(S25)に移行する。なお、吸込み湿度Hsが第1湿度範囲内にも第2湿度範囲内にもない場合には、第3湿度範囲内にある。 In (S21), when it is not determined that the suction humidity Hs is within the second humidity range, the process proceeds to (S25). When the suction humidity Hs is neither within the first humidity range nor within the second humidity range, it is within the third humidity range.
(S25)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を駆動させることで、ヒートポンプ装置2を駆動させる。更に、制御部10は、全放熱冷房用冷媒回路が形成されるように、第1膨張機構231及び第2膨張機構232を切り替える。更に、制御部10は、給湯装置3を駆動させて、室内側熱媒熱交換器33に熱媒を通流させる。給湯装置3の駆動については、(S22)と同様であるが、熱媒が室内流路を流れる空気に付与する熱量及び熱源部31における加熱量については(S22)と異なる。
In (S25), the
(S26)において、制御部10は、吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあるか否かを判定する。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内になければ、(S26)に戻る。吸込み湿度Hsが許容湿度範囲内にあれば、(S27)に移行する。
In (S26), the
(S27)において、制御部10は、圧縮機21及び送風装置26,28を停止させることでヒートポンプ装置2を停止させ、給湯装置3を停止させて、除湿運転を終了する。
In (S27), the
給湯装置3の停止については、(S24)と同様である。
The stop of the hot
上述した空調システム1にあっては、除湿運転において、ヒートポンプ装置2のみならず、熱付与装置12によっても、空調対象空間の空気を加熱することができる。このため、空調対象空間の空気の加熱を維持しながらも、第1室内側冷媒熱交換器241による空気の加熱能力を低減させるか(弱熱付与除湿運転の場合)、あるいは無くす(強熱付与除湿運転の場合)ことができる。その分、第2室内側冷媒熱交換器242(弱熱付与除湿運転の場合)、あるいは、第1室内側冷媒熱交換器241及び第2室内側冷媒熱交換器242(強熱付与除湿運転の場合)による空気の除湿能力を向上させることができる。これにより、限られた冷凍サイクルにおいて、空調対象空間の空気に対する除湿能力及び加熱能力を向上させることができる。
In the
次に、第一実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the first embodiment will be described.
ヒートポンプ装置2は、第一実施形態においては四方弁25を有し、冷房運転と暖房運転の両方が可能であったが、四方弁25を有さず暖房専用機を構成してもよい。
In the first embodiment, the
空調システム1は、第一実施形態においては制御部10とは別に熱源制御部30を有していたが、制御部10とは別の熱源制御部30を有さず、制御部10が熱源制御部30の機能を併せ持つものであってもよい。
The
空調システム1は、第一実施形態においては通信装置を備えていたが、通信装置を備えなくてもよい。
The
室内目標相対湿度、室内目標温度Ta及び風量Qaは、第一実施形態においては使用者が任意に設定可能であったが、使用者が任意に設定可能でなくてもよい。また、使用者が室内目標湿度Haを直接設定してもよい。 The indoor target relative humidity, the indoor target temperature Ta, and the air volume Qa can be arbitrarily set by the user in the first embodiment, but may not be arbitrarily set by the user. The user may directly set the indoor target humidity Ha.
制御部10は、第一実施形態においては、暖房運転においてフィードバック制御により吸込み温度Tsが室内目標温度Taとなるように制御していたが、必ずしもフィードバック制御によらなくてもよい。
In the first embodiment, the
吸込み温度検知部11及び吸込み湿度検知部15は、室内機202のケーシング内の室内流路の取込み口近傍に配置されなくてもよい。
The suction
外気温度検知部14が、室外機201ではなく給湯装置3の室外に位置する部分に設けられてもよい。
The outside air
1 空調システム
10 制御部
12 熱付与装置
15 吸込み湿度検知部
2 ヒートポンプ装置
21 圧縮機
22 室外側冷媒熱交換器
23 膨張機構
241 第1室内側冷媒熱交換器
242 第2室内側冷媒熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ヒートポンプ装置における前記第1室内側冷媒熱交換器及び前記第2室内側冷媒熱交換器が配置される室内流路を通流する空気に熱を付与する熱付与装置と、
前記ヒートポンプ装置及び前記熱付与装置を制御する制御部と、を備え、
前記ヒートポンプ装置は、
冷媒が前記圧縮機、凝縮器として機能する前記室外側冷媒熱交換器、前記膨張機構、蒸発器として機能する前記第1室内側冷媒熱交換器、蒸発器として機能する前記第2室内側冷媒熱交換器、前記圧縮機に順に通流する全吸熱冷房運転と、
前記冷媒が前記圧縮機、凝縮器として機能する前記室外側冷媒熱交換器、凝縮器として機能する前記第1室内側冷媒熱交換器、前記膨張機構、蒸発器として機能する前記第2室内側冷媒熱交換器、前記圧縮機に順に通流する吸放熱冷房運転と、
を実行可能である
空調システム。 A heat pump device having a compressor, an outdoor refrigerant heat exchanger, an expansion mechanism, a first indoor refrigerant heat exchanger, and a second indoor refrigerant heat exchanger;
A heat application device for applying heat to air flowing through an indoor flow path in which the first indoor-side refrigerant heat exchanger and the second indoor-side refrigerant heat exchanger are arranged in the heat pump device;
A controller that controls the heat pump device and the heat application device,
The heat pump device
The refrigerant is the compressor, the outdoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the expansion mechanism, the first indoor refrigerant heat exchanger functioning as an evaporator, and the second indoor refrigerant heat functioning as an evaporator. An exchanger, a total endothermic cooling operation sequentially flowing through the compressor,
The refrigerant is the compressor, the outdoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the first indoor refrigerant heat exchanger functioning as a condenser, the expansion mechanism, and the second indoor refrigerant functioning as an evaporator. A heat exchanger, an absorption / radiation cooling operation for passing through the compressor in order,
The air conditioning system is feasible.
前記ヒートポンプ装置に前記全吸熱冷房運転又は前記吸放熱冷房運転を行わせ、かつ、前記熱付与装置を駆動させて前記熱付与装置により前記室内流路を通流する空気に熱を付与する、熱付与除湿運転を実行可能である
請求項1記載の空調システム。 The controller is
Heat that causes the heat pump device to perform the all-end-of-heat absorption cooling operation or the absorption-and-radiation heat-release cooling operation, and drives the heat application device to apply heat to the air flowing through the indoor flow path by the heat application device. The air conditioning system according to claim 1, wherein the imparting dehumidifying operation is executable.
前記制御部は、
前記吸込み湿度が所定の湿度範囲内にあるときには、前記ヒートポンプ装置に前記全吸熱冷房運転を行わせ、かつ、前記熱付与装置を駆動させて前記熱付与装置により前記室内流路を通流する空気に熱を付与する強熱付与除湿運転を実行可能である
請求項2記載の空調システム。 A suction humidity detector for detecting the suction humidity of air flowing through the indoor flow path;
The controller is
When the suction humidity is within a predetermined humidity range, air that causes the heat pump device to perform the all-endothermic cooling operation and drives the heat application device to flow through the indoor flow path by the heat application device. The air conditioning system according to claim 2, wherein an intense heat dehumidifying operation for applying heat to the air is executable.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018060146A JP2019174007A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018060146A JP2019174007A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Air conditioning system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019174007A true JP2019174007A (en) | 2019-10-10 |
Family
ID=68166727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018060146A Pending JP2019174007A (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Air conditioning system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019174007A (en) |
-
2018
- 2018-03-27 JP JP2018060146A patent/JP2019174007A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5012777B2 (en) | Air conditioner | |
CN103124879A (en) | Controller and air-conditioning processing system | |
JP2012141113A (en) | Air conditioning/water heating device system | |
US20140230475A1 (en) | Humidity control apparatus | |
JP2015068582A (en) | Air conditioner | |
CN112867897B (en) | Air conditioner and control method thereof | |
JP6897848B2 (en) | Air conditioning system | |
JP2018128158A (en) | Air conditioner | |
KR20200083294A (en) | Constant temperature and humidity units | |
JP6120943B2 (en) | Air conditioner | |
KR101166385B1 (en) | A air conditioning system by water source and control method thereof | |
JP2017089950A (en) | Air Conditioning System | |
KR20060124960A (en) | Cool mode control method of air conditioner | |
JP3936345B2 (en) | Air conditioner | |
US11913694B2 (en) | Heat pump system | |
JP2019174007A (en) | Air conditioning system | |
JP4039100B2 (en) | Air conditioner | |
JP6545378B2 (en) | Air conditioning system and relay unit | |
KR101321545B1 (en) | Air conditioner | |
JP2686371B2 (en) | Air conditioner | |
JP2019174006A (en) | Air conditioning system | |
JP2019174004A (en) | Air conditioning system | |
JP5216813B2 (en) | Control method for air conditioning system | |
JP4592600B2 (en) | Air conditioner | |
JP6507598B2 (en) | Air conditioning system |