JP2021017999A - Air conditioning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は天井設置空調システムに関するものである。 The present invention relates to a ceiling-mounted air conditioning system.
従来、ビルの空気調和システムは、屋外の冷温水熱源機と屋内の冷温水式空調機とを水配管で接続し、冷温水式空調機から空調用空気をダクトを使って室内に供給すると共に、室内の二酸化炭素が基準値を超えないように外気を導入する構成となっている。あるいは、冷温水を使わずに、ヒートポンプ式の室外機と室内機を冷媒配管で接続した構成となっている。 Conventionally, the air conditioning system of a building connects an outdoor cold / hot water heat source unit and an indoor cold / hot water air conditioner with a water pipe, and supplies air conditioning air from the cold / hot water air conditioner to the room using a duct. , It is configured to introduce outside air so that the carbon dioxide in the room does not exceed the standard value. Alternatively, the heat pump type outdoor unit and the indoor unit are connected by a refrigerant pipe without using cold / hot water.
冷温水式の場合、前記空調機は床面設置のため、空調機専用の機械室がビルに必要でレンタブル比が低下する問題がある。さらに、冷温水式空調機で冷房運転と暖房運転を同時にするには、4管式と呼ばれる冷水と温水を同時に冷温水式空調機へ送る水熱源設備が必要で、設備コスト及び運転コストが高くなる。一方、2管式と呼ばれる冷水と温水を切換えて冷温水式空調機へ送る水熱源設備では、冷房運転と暖房運転を同時にすることができず快適性が損なわれる問題がある。 In the case of the cold / hot water type, since the air conditioner is installed on the floor, there is a problem that a machine room dedicated to the air conditioner is required in the building and the rentable ratio is lowered. Furthermore, in order to simultaneously perform cooling operation and heating operation with a cold / hot water type air conditioner, a water heat source facility called a 4-tube type that simultaneously sends cold water and hot water to the cold / hot water type air conditioner is required, and the equipment cost and operating cost are high. Become. On the other hand, in a water heat source facility that switches between cold water and hot water, which is called a two-tube type, and sends it to a cold / hot water type air conditioner, there is a problem that the cooling operation and the heating operation cannot be performed at the same time, and the comfort is impaired.
また、空調機は、空調用空気と熱交換用水との間で熱交換させる熱交換器を備え、熱交換用水の流量を増減することで熱交換量を調整し、空調用空気を冷却又は加熱する能力を制御している。この熱交換器の伝熱管群を2つのグループに等分することで熱交換用水の下限流量を減らして、熱交換コイルの下限能力制御範囲を広げている。しかしながら、伝熱管群を等分しているため熱交換用水の下限流量に限度があり、僅少な熱交換量(貫流熱量)で足りる低空調負荷域では、能力過多となって冷やし過ぎや温め過ぎが生じ、熱交換器の熱交換で生じる熱交換用水の温度差が一定にならない問題があった。 In addition, the air conditioner is equipped with a heat exchanger that exchanges heat between the air conditioning air and the heat exchange water, adjusts the heat exchange amount by increasing or decreasing the flow rate of the heat exchange water, and cools or heats the air conditioning air. Controls the ability to do. By dividing the heat transfer tube group of this heat exchanger into two groups equally, the lower limit flow rate of the heat exchange water is reduced and the lower limit capacity control range of the heat exchange coil is expanded. However, since the heat transfer tube group is divided into equal parts, there is a limit to the lower limit flow rate of heat exchange water, and in a low air conditioning load region where a small amount of heat exchange (through heat amount) is sufficient, the capacity becomes excessive and it is overcooled or overheated. There is a problem that the temperature difference of the heat exchange water generated by the heat exchange of the heat exchanger is not constant.
また、複数のテナントが入居しているビル等の建物では、チラー等の熱源機を共用して空調を行っており、各テナント毎に空調料金を按分して課金する必要がある。そのための課金システムとして、空調機に設けられた熱交換器の水量制御バルブの開度と稼働時間の積から空調料金を算出して按分するものがあった。このような課金システムでは、熱交換コイルの通水量は算出できるが、実際に熱交換に使用されたエネルギー消費量が不明なため、空調料金算出の正確性に欠ける問題があった。 In addition, in buildings such as buildings where multiple tenants are occupying, air conditioning is performed by sharing a heat source unit such as a chiller, and it is necessary to prorate and charge the air conditioning fee for each tenant. As a billing system for that purpose, there is a system in which the air conditioning charge is calculated and apportioned from the product of the opening degree of the water amount control valve of the heat exchanger provided in the air conditioner and the operating time. In such a billing system, the amount of water flowing through the heat exchange coil can be calculated, but since the amount of energy actually used for heat exchange is unknown, there is a problem that the calculation of the air conditioning charge is not accurate.
本発明は上記課題を解決するため、被空調空間の天井に設置される空調機器を、備え、前記空調機器は、冷房運転と暖房運転を切換できるヒートポンプを有すると共に前記ヒートポンプの熱交換用冷媒で外気を熱交換して給気する外調機と、熱交換用水である冷水又は温水を選択的に流通させる熱交換器を有すると共に前記外調機から給気された前記外気と前記被空調空間の還気とを前記熱交換器の前記熱交換用水で熱交換して空調用空気として給気する空調機と、前記空調機から給気された前記空調用空気で前記被空調空間の還気を誘引して混合すると共にこの混合空気を前記被空調空間に出しつつ前記混合空気の熱を放射する誘引放射ユニットと、を備えたことを最も主要な特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes an air-conditioning device installed on the ceiling of the air-conditioned space, and the air-conditioning device has a heat pump capable of switching between cooling operation and heating operation, and uses a heat exchange refrigerant for the heat pump. It has an external air conditioner that exchanges heat with the outside air to supply air, and a heat exchanger that selectively circulates cold water or hot water as heat exchange water, and the outside air supplied from the external air conditioner and the air-conditioned space. The return air of the air-conditioned space is returned by an air conditioner that exchanges heat with the heat exchange water of the heat exchanger and supplies air as air conditioning air, and the air conditioning air supplied from the air conditioner. The most important feature is that it is provided with an attracting radiation unit that radiates the heat of the mixed air while attracting and mixing the mixed air and discharging the mixed air to the air-conditioned space.
請求項1と2の発明によれば、空調機器を全て天井に設置するので、機械室が不要で施工の省力化が図れて、レンタブル比を高めることができる。
2管式の水熱源設備と、ヒートポンプ式の外調機を設けるだけでよいので、4管式の水熱源設備に比べて、設備及び運転のコストを低減できる。
冷房と暖房の両方が要求される中間期などに、ヒートポンプ式の外調機単体で冷房運転と暖房運転を自由に切換えできるので快適性が向上する。しかも、外気冷房ができかつ空調機の運転に使用する水熱源設備を停止できるので省エネ性が向上する。
外調機と空調機の2段階で空気を処理するので除湿効果や加湿効果に優れる。
誘引放射ユニットの熱放射の作用により温度ムラがなく被空調空間の快適性が向上する。
誘引放射ユニットで空調用空気と還気を誘引混合して、混合空気の温度を被空調空間の温度に近づけることができるため、コールドドラフトがなく冷房時の結露防止効果が得られる。
According to the inventions of
Since it is only necessary to provide a 2-tube type water heat source equipment and a heat pump type external air conditioner, the equipment and operation costs can be reduced as compared with the 4-tube type water heat source equipment.
In the middle period when both cooling and heating are required, the heat pump type external air conditioner can freely switch between cooling operation and heating operation, improving comfort. Moreover, energy saving is improved because the outside air can be cooled and the water heat source equipment used for operating the air conditioner can be stopped.
Since the air is processed in two stages, an external air conditioner and an air conditioner, it has excellent dehumidifying and humidifying effects.
Due to the action of heat radiation from the attract radiation unit, there is no temperature unevenness and the comfort of the air-conditioned space is improved.
Since the air-conditioning air and the return air can be attracted and mixed by the attracting radiation unit to bring the temperature of the mixed air close to the temperature of the air-conditioned space, there is no cold draft and the effect of preventing dew condensation during cooling can be obtained.
請求項2の発明によれば、第1と第2の運転パターンを組合わせることで、被空調空間の空調負荷の変動にきめ細かく対応できるので空調能力の過不足が発生せず、無駄なエネルギー消費がなくなって省エネ性が向上する。
誘引放射ユニットによる熱放射なので空調範囲に偏りがなく、どの組の空調機器を停止しても被空調空間全域の空調をカバーでき、快適性が損なわれない。
請求項3の発明によれば、第3の運転パターンにより空調機器の運転時間を平均化して長寿命化を図れる。
According to the invention of
Since the heat is radiated by the attracting radiation unit, the air conditioning range is not biased, and even if any set of air conditioning equipment is stopped, the air conditioning of the entire air-conditioned space can be covered, and comfort is not impaired.
According to the third aspect of the invention, the operating time of the air conditioner can be averaged and the life can be extended by the third operation pattern.
請求項4の発明によれば、冷媒配管が不要な一体形ヒートポンプを備えた外調機なので、セパレートタイプのヒートポンプ式空調機と比べて設備コスト及び運転コストを低減できる。
外気と比べてエクセルギーの高い還気を熱源として利用するので、省エネ性の向上とデフロスト運転の軽減を図れる。
外調機で換気することができるので、別個に換気装置を設置せずに済み設備コストを低減できる。
外調機全体を天井から降ろすことなく、スライド機構にて外調機の底面からヒートポンプを出し入れできるのでメンテナンスが容易となる。
According to the invention of
Since the return air, which has a higher exergy than the outside air, is used as a heat source, it is possible to improve energy saving and reduce defrost operation.
Since it can be ventilated by an external air conditioner, it is not necessary to install a separate ventilation device, and the equipment cost can be reduced.
Maintenance is easy because the heat pump can be taken in and out from the bottom of the external air conditioner by the slide mechanism without lowering the entire external air conditioner from the ceiling.
請求項5の発明によれば、熱交換用水の流量と給気風量の両方で被空調空間の温度調整をしているので(熱交換用水の水量制御のみ又は給気風量制御のみの温度調整と比べて)空調能力の過大な変動(過冷却や過加熱)を緩和して、屋内温度のオーバーシュートを抑制でき、安定性と快適性に優れた空調を行える。
空調負荷が変動しても熱交換用水の温度差を一定に制御しつつ、給気風量の増減によって被空調空間の温度を制御するので快適性も維持できる。
低空調負荷の場合に分流回路の第1グループで熱交換用水の流量を増減させて下限流量をさらに最少化できる。そのため、熱交換器の下限能力制御範囲が広がって低空調負荷の場合でも能力過多とならず、エネルギー浪費及び冷やし過ぎや温め過ぎが無くなって省エネ性と快適性が向上する。
低空調負荷の場合でも熱交換用水の温度差を一定に制御するので空調機の少水量大温度差運転ができ、少水量化による配管や空調設備の簡略化と、大温度差化による熱源機の省エネ化を図れる。
According to the invention of claim 5, since the temperature of the air-conditioned space is adjusted by both the flow rate of the heat exchange water and the air supply air volume (the temperature adjustment of only the water amount control of the heat exchange water or only the air supply air volume control). (Compared to this) It is possible to mitigate excessive fluctuations in air conditioning capacity (overcooling and overheating), suppress overshoot of indoor temperature, and perform air conditioning with excellent stability and comfort.
Even if the air conditioning load fluctuates, the temperature difference of the heat exchange water is controlled to be constant, and the temperature of the air-conditioned space is controlled by increasing or decreasing the amount of air supply air, so comfort can be maintained.
In the case of a low air conditioning load, the lower limit flow rate can be further minimized by increasing or decreasing the flow rate of heat exchange water in the first group of the shunt circuit. Therefore, the lower limit capacity control range of the heat exchanger is widened so that the capacity is not excessive even in the case of a low air-conditioning load, energy waste, overcooling and overheating are eliminated, and energy saving and comfort are improved.
Even when the air conditioning load is low, the temperature difference of the heat exchange water is controlled to be constant, so the air conditioner can be operated with a small amount of water and a large temperature difference. Can save energy.
請求項6の発明によれば、冷房時に熱交換用水を第1グループに流通させて第2グループに流通させないようにし、第1グループを通過して過冷却除湿した空気を、不重複ゾーンを通過した前記過冷却除湿空気よりも高温のバイパス空気で再熱し、不快な冷感がないドライエアーを得ることができる。このとき、前記過冷却除湿空気が逃げないように前記バイパス空気で挟むので混合が促進されて確実に再熱することができる。そのため、湿度が高くてジメジメする中間期でも、コールドドラフトのないカラッとした気流で空調ができ快適性が向上する。しかも、バイパスダンパ等の機器が不要でコストダウンとコンパクト化を図れる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、熱交換用水の温度差を一定に制御し、熱交換用水の温度差と、熱交換用水の流量と、に基づいて被空調空間のエネルギー消費量を算出できる。そのため、各被空調空間のエネルギー消費量を比較することで空調料金を正確に算出して按分できる。
熱交換用水の流量と温度を計測するだけでよく、空調機の運転とエネルギー消費量の出力を一つの制御装置で行えるので設備や施工を簡略化でき、コスト低減を図れる。
According to the invention of
Since it is only necessary to measure the flow rate and temperature of the heat exchange water, and the operation of the air conditioner and the output of energy consumption can be performed with one control device, the equipment and construction can be simplified and the cost can be reduced.
請求項8の発明によれば、空調機のエネルギー消費量の増減に応じて熱源機の運転台数を増減させるので熱源機のエネルギー浪費を抑えることができ省エネとなる。
請求項9の発明によれば、伝熱管群の死水領域が減少し、伝熱管群の通風抵抗が小さくて省エネとなり、空調用空気との接触面積(貫流熱量)が増して熱交換効率が向上する。そのため、熱交換器の伝熱面積を増加(大型化)させずに少水量大温度差運転ができる。
According to the invention of
According to the invention of claim 9, the dead water region of the heat transfer tube group is reduced, the ventilation resistance of the heat transfer tube group is small, energy is saved, the contact area with air conditioning air (through heat amount) is increased, and the heat exchange efficiency is improved. To do. Therefore, it is possible to operate with a small amount of water and a large temperature difference without increasing (increasing the size) the heat transfer area of the heat exchanger.
図1から図3は本発明の天井設置空調システムの一実施例で、この天井設置空調システムは、空調機器1、水熱源設備2及び制御装置3を備えており、ビルなどの建物に設置する。空調機器1は、建物内の1又は複数の被空調空間Sの天井に2組以上設置する。被空調空間Sは、建物の各階層を天井、床及び壁等で区画して成る。空調機器1は、外調機4、空調機5及び誘引放射ユニット6を備えている。各図の太い点線の矢印は空気の気流方向を示す。
1 to 3 are examples of the ceiling-mounted air-conditioning system of the present invention. The ceiling-mounted air-conditioning system includes an air-
外調機4は、冷房運転と暖房運転を切換できるヒートポンプ50を有し、被空調空間Sの還気を熱源空気として使用する。このヒートポンプ50の熱交換用冷媒で外気(OA)を熱交換(冷却又は加熱)して給気(SA)する。空調機5は、熱交換用水である冷水又は温水を選択的に流通させる水用の熱交換器20を有している。この熱交換器20の熱交換用水で、外調機4から給気された外気と被空調空間Sの還気(RA)とを熱交換(冷却又は加熱)して空調用空気として給気(SA)する。あるいは、外気のみ又は外気と還気の混合空気を、熱交換器20の熱交換用水で熱交換せずに空調用空気として給気する。
The
誘引放射ユニット6は、空調機5から給気された空調用空気で被空調空間Sの還気を誘引して混合し、この混合空気を被空調空間Sに出しつつ混合空気の熱を放射する。誘引放射ユニット6、空調機5、外調機4及び屋外との間で空気が流通するようにダクト7を介して相互に接続する。ダクト7は図1と図2では太い実線で簡略化して示す。図例では、被空調空間Sを天井板8で仕切って設けた天井懐に空調機器1を設置している。天井懐は天井チャンバ―として利用し、天井板8に設けた空気取入口9から被空調空間Sの還気を天井懐に取入れる。
The attracting
水熱源設備2は2管式で、熱源機10及び循環機器11を備えている。熱源機10は、空調機5の熱交換器20に供される熱交換用水を冷却又は加熱して、熱交換に適した冷水又は温水となるように水温調整する。熱源機10は複数台設け、1台毎個別に運転・停止できかつ冷水と温水を切換できるように構成する。循環機器11は、熱交換用水を熱源機10と空調機5との間で循環させる。循環機器11は、熱交換用水を熱源機10から空調機5へ送る往配管12と、空調機5から熱源機10へ還す還配管13と、熱交換用水を搬送するポンプ14と、を備えている。
The water
空調機5は、熱交換器20と、熱交換器20に流れる熱交換用水の流量を調整するバルブ33と、熱交換器20を通過した空気を加湿する加湿器21と、給気用ファン22と、ファン22の回転数を無段階又は段階制御して給気風量を調整する回転制御器23と、熱交換器20と加湿器21とファン22とを内装するケーシング24と、空気を分流させる分岐チャンバ部25と、を備えている。
The air conditioner 5 includes a
分岐チャンバ部25は複数の誘引放射ユニット6にダクト7を介して接続する。ケーシング24には還気口26を設ける。ファン22は、外調機4から給気された外気と、被空調空間Sから空気取入口9及び還気口26を介して取込んだ還気を、熱交換器20及び加湿器21に通過させて分岐チャンバ部25からダクト7を介して誘引放射ユニット6に送風する。
The
図4から図6に示すように、熱交換器20は、フィン群27と分流回路28とを備えている。フィン群27は、空調用空気が通る隙間をあけて配置した多数のプレートフィン29から成る。分流回路28は、熱交換用水が流通する伝熱管群30を複数のグループGに分配しかつ分配の割合を相違させて成る。これにより、一部又は全てのグループGの伝熱面積(熱交換量)を異ならせる。たとえば、図5の太い一点鎖線で示す単独かつ最少分配割合の第1のグループG(G1)と、第1グループ(G1)を除いた図5の細い一点鎖線で示す分配割合の多い第2のグループG(G2)と、に分ける。伝熱管群30は空調用空気の気流方向を横切るように蛇行させてフィン群27に接続する。伝熱管群30の直管部は楕円管にて構成するのが望ましいが円形管としてもよい。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
第1グループG1の熱交換用水入口は第1の分岐ヘッダ31に接続し、第2グループG2の熱交換用水入口は第2の分岐ヘッダ31に接続する。第1グループG1と第2グループG2の熱交換用水出口は両方とも合流ヘッダ32に接続する。分岐ヘッダ31はバルブ33を介して往配管12に接続し、合流ヘッダ32は還配管13に接続する。バルブ33は流量(弁開度)を無段階に調整することができる比例制御弁とし、分流回路28の各グループGに設ける。空調機5の冷却能力と加熱能力の増減は、分流回路28を流れる熱交換用水の流量制御と、ファン22の給気風量制御と、を組合わせて調整する。分流回路28は、熱交換器20を通る空気の気流方向から見たときに、第2グループG2に、第1グループG1と重ならない不重複ゾーンFが、複数形成されると共に、第1グループG1が不重複ゾーンFで挟まれるように構成する。
The heat exchange water inlet of the first group G1 is connected to the
図3と図7に示すように、外調機4は、ヒートポンプ50と、外気を加湿する加湿器40と、外気(OA)を外調機4から空調機5に給気する外気用給気ファン41と、還気(RA)を屋外に排気(EA)する熱源空気用排気ファン42と、外気用給気ファン41と熱源空気用排気ファン42の回転数を無段階又は段階制御して給気風量と排気風量を調整する回転制御器43と、これらを内装するケーシング45と、ケーシング45の底部からヒートポンプ50を出し入れするためのスライド機構46と、を備えている。ケーシング45には還気口54を設ける
As shown in FIGS. 3 and 7, the
スライド機構46は、ヒートポンプ50を取り付けたフレーム47と、フレーム47を上下移動させるダンパー48と、を備える。ダンパー48は、ケーシング45とフレーム47に跨って設ける。外調機4の保守点検は、天井板8に設けた点検口44を開き、ケーシング45の底面の開口部を閉じている外装板49を外し、スライド機構46を用いてフレーム47と共にヒートポンプ50を降ろして行う。ダンパー48は、ガスやオイルの圧力で伸縮して作業者の身体的負担を軽減する。
The
図3に示すように、ヒートポンプ50は、外気用熱交換器51と熱源空気用熱交換器52と圧縮機53とを有する冷媒配管工事が不要な一体形とする。外気用給気ファン41は、屋外からダクト7を介して外気を取込んで外気用熱交換器51を通過させ、外調機4からダクト7を介して空調機5に送風して供給する。熱源空気用排気ファン42は、被空調空間Sから空気取入口9及び還気口54を介して還気を取込んで熱源空気用熱交換器52を通過させ、外調機4からダクト7を介して屋外に排気する。
As shown in FIG. 3, the
ヒートポンプ50は、冷媒に対して圧縮・凝縮・膨張・蒸発の工程順を繰返し、この冷媒と熱交換する空気に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うものである。ヒートポンプ50は、冷媒の蒸発工程と凝縮工程であって互いに異なる工程を担う外気用熱交換器51及び熱源空気用熱交換器52と、冷媒を圧縮して搬送する圧縮機53と、冷媒を膨張させる膨張弁等の減圧機構55と、外気用熱交換器51及び熱源空気用熱交換器52の蒸発工程と凝縮工程を切換えるバルブ等の切換機構56と、を少なくとも備え、これらを冷媒が循環するように配管接続して成る。
The
外気用熱交換器51と熱源空気用熱交換器52は、空調機5の熱交換器20と同様に、熱交換用冷媒が流通する伝熱管群を、空気が通過するフィン群に接続した構造で、熱交換用冷媒と通過空気が、伝熱管群及びフィン群を介して熱交換する(図示省略)。伝熱管群は楕円管にて構成するのが望ましいが円形管としてもよい。外調機4の冷却能力と加熱能力の増減は、外気用熱交換器51の外気冷却又は加熱能力制御と、外気用給気ファン41の給気風量制御と、を組合わせて調整する。
Similar to the
図8と図9に示すように、誘引放射ユニット6は、空気供給部60、空気誘引部61及び空気混合部62を備え、天井板8の開口部から空気混合部62の底面を被空調空間Sに向けた状態で設置する。空気供給部60は空調機5の供給空気を噴流し、空気誘引部61は噴流空気の誘引作用にて被空調空間Sの還気を引き込む。空気混合部62は、混合空気の熱を蓄熱するプレート63と貫孔64の群を備え、貫孔64を介してプレート63から熱を被空調空間Sへ放射しつつ混合空気を被空調空間Sへ放出する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図2と図5に示すように、制御装置3は、被空調空間Sの温度及び湿度と熱交換用水の温度差を設定する設定部70と、空気状態検出部71と、水状態検出部72と、空調制御部73、温度補償部74と、エネルギー消費監視部75と、熱源制御部76と、を備えており、これらはマイクロプロセッサ、各種センサー、スイッチ、その他の制御機器にて構成する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
空気状態検出部71は、被空調空間Sの空気(還気)の温度及び湿度を検出する還気センサー77を備える。水状態検出部72は、各被空調空間Sの熱交換用水の流量を検出する流量計78と、熱交換器20の熱交換用水の入口水温と出口水温を検出する水温計79と、を備える。流量計78は各被空調空間Sの往配管12又は還配管13に設け、水温計79は各空調機5の熱交換器20に接続する往配管12と還配管13に設ける。なお、水状態検出部72は、流量計78と水温計79を一体にした熱量計としてもよい。
The air
空調制御部73は、空気用検出部46で検出した被空調空間Sの空気の温度及び湿度が設定部70で設定した被空調空間Sの温度及び湿度になるように、空調機器1の冷却能力と加熱能力を制御し、空調機器1の加湿器21、40の加湿量を制御する。さらに、空調制御部73は、空調機器1の運転と停止を組単位で行う第1の運転パターンと、外調機4の単体運転と外調機4及び空調機5の同時運転とを切換える第2の運転パターンと、運転中の空調機器1と停止中の空調機器1を交替させる第3の運転パターンと、外調機4と空調機5の一方又は両方の空調能力を増減させる第4の運転パターンと、を有しており、第1から第4の運転パターンを切換え又は組合せて被空調空間Sを空調する。
The air-
たとえば、被空調空間Sの空気の温度及び湿度と、予め設定した温度及び湿度と、の差(空調負荷)が減少するにしたがって、空調機器1の運転パターンを第1、第2の順番に切換えて空調能力を減少させる。第1と第2と第4の運転パターンを組合せた場合は、被空調空間Sの温度及び湿度の制御範囲が拡がり、よりきめ細かな空調が行える。これらの運転パターンに、第3の運転パターンを追加で組合せた場合は、特定の空調機器1だけに運転が偏らなくなる。
For example, as the difference between the temperature and humidity of the air in the air-conditioned space S and the preset temperature and humidity (air-conditioning load) decreases, the operation pattern of the air-
上述の運転パターンにおいて、外調機4の運転は、ヒートポンプ50の圧縮機53と、外気用給気ファン41と、熱源空気用排気ファン42と、を稼働させて行い、空調機5の運転は、各バルブ33を開いて熱交換器20に熱交換用水を流通させると共にファン22を稼働させて行う。外調機4の停止はヒートポンプ50の圧縮機53を止めて行い、空調機5の停止は各バルブ33を全閉にして熱交換器20の熱交換用水の流通を止めて行う。
In the above operation pattern, the
温度補償部74は、低空調負荷の場合に分流回路28の第1グループG1で熱交換用水の流量を増減させて熱交換器20の熱交換で生じる熱交換用水の温度差を一定に制御すると共に空調機5の給気風量を増減させて被空調空間Sの温度を制御する。さらに温度補償部74は、高空調負荷の場合に全てのグループGで熱交換用水の流量を増減させて熱交換用水の温度差を一定に制御すると共に、高空調負荷と低空調負荷との間の通常空調負荷の場合に第2グループG2で熱交換用水の流量を増減させて熱交換用水の温度差を一定に制御する。これにより真夏や真冬などのように最大の熱交換量が必要となる高空調負荷の場合から、中間期などのように僅少な熱交換量で足りる低空調負荷の場合まで幅広く、空調機5の少水量大温度差運転に対応できる。
The
エネルギー消費監視部75は、空調機5の熱交換器20に供された熱交換用水の流量と、熱交換器20の熱交換により生じた熱交換用水の温度差と、に基づいて被空調空間S毎のエネルギー消費量を算出してデータ出力する。熱源制御部76は、エネルギー消費監視部75にてデータ出力された全ての被空調空間Sのエネルギー消費量の増減に応じて熱源機10の運転台数を増減させる信号を出力する。
The energy
図10は空調運転の一例を示している。空調運転開始後、外調機4は運転せずに空調機5のみを運転し、熱交換器20の熱交換用水の流量とファン22の給気風量を最大にしてウォーミングアップ運転する。被空調空間Sの温度(還気温度)が、予め設定された還気温度の許容範囲になれば、外調機4の運転を開始する。その後、空調機5の熱交換器20の熱交換で生じる熱交換用水の温度差(水温差)が、予め設定された水温差の許容範囲を外れている場合、設定水温差に近づくように熱交換器20の熱交換用水の流量を制御する。この処理によって、還気温度が設定還気温度の許容範囲を外れた場合、設定還気温度に近づくようにファン22の給気風量を制御する。これらの処理を空調機5の空調運転を停止するまで繰り返す。
FIG. 10 shows an example of air conditioning operation. After the start of the air conditioning operation, the
なお、本発明は上述の実施例に限定されない。設計空調能力に応じて空調機器1の組数を増減したり、必要な空調能力を超える場合は空調機器1の適宜の組の外調機4を省略するも自由である。図例では分流回路28のグループGを2つのグループG1とG2に分配しているが、3つ以上のグループGに分配してそのうちの1つのグループGを最少分配割合とするも自由である。誘引放射ユニット6は天井板8に設置しているが被空調空間Sを構成する壁面に設置してもよい。また、天井板8を省略した状態の天井に空調機器1を設置してもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned examples. The number of sets of the
1 空調機器
3 制御装置
4 外調機
5 空調機
6 誘引放射ユニット
10 熱源機
20 熱交換器
28 分流回路
30 伝熱管群
45 ケーシング
46 スライド機構
50 ヒートポンプ
51 外気用熱交換器
52 熱源空気用熱交換器
53 圧縮機
73 空調制御部
74 温度補償部
75 エネルギー消費監視部
76 熱源制御部
F 不重複ゾーン
G グループ
S 被空調空間
1
本発明は空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner .
従来、ビルの空気調和システムは、屋外の冷温水熱源機と屋内の冷温水式空調機とを水配管で接続し、冷温水式空調機から空調用空気をダクトを使って室内に供給すると共に、室内の二酸化炭素が基準値を超えないように外気を導入する構成となっている。あるいは、冷温水を使わずに、ヒートポンプ式の室外機と室内機を冷媒配管で接続した構成となっている。 Conventionally, the air conditioning system of a building connects an outdoor cold / hot water heat source unit and an indoor cold / hot water air conditioner with a water pipe, and supplies air conditioning air from the cold / hot water air conditioner to the room using a duct. , It is configured to introduce outside air so that the carbon dioxide in the room does not exceed the standard value. Alternatively, the heat pump type outdoor unit and the indoor unit are connected by a refrigerant pipe without using cold / hot water.
冷温水式の場合、前記空調機は床面設置のため、空調機専用の機械室がビルに必要でレンタブル比が低下する問題がある。さらに、冷温水式空調機で冷房運転と暖房運転を同時にするには、4管式と呼ばれる冷水と温水を同時に冷温水式空調機へ送る水熱源設備が必要で、設備コスト及び運転コストが高くなる。一方、2管式と呼ばれる冷水と温水を切換えて冷温水式空調機へ送る水熱源設備では、冷房運転と暖房運転を同時にすることができず快適性が損なわれる問題がある。 In the case of the cold / hot water type, since the air conditioner is installed on the floor, there is a problem that a machine room dedicated to the air conditioner is required in the building and the rentable ratio is lowered. Furthermore, in order to simultaneously perform cooling operation and heating operation with a cold / hot water type air conditioner, a water heat source facility called a 4-tube type that simultaneously sends cold water and hot water to the cold / hot water type air conditioner is required, and the equipment cost and operating cost are high. Become. On the other hand, in a water heat source facility that switches between cold water and hot water, which is called a two-tube type, and sends it to a cold / hot water type air conditioner, there is a problem that the cooling operation and the heating operation cannot be performed at the same time, and the comfort is impaired.
また、空調機は、空調用空気と熱交換用水との間で熱交換させる熱交換器を備え、熱交換用水の流量を増減することで熱交換量を調整し、空調用空気を冷却又は加熱する能力を制御している。この熱交換器の伝熱管群を2つのグループに等分することで熱交換用水の下限流量を減らして、熱交換コイルの下限能力制御範囲を広げている。しかしながら、伝熱管群を等分しているため熱交換用水の下限流量に限度があり、僅少な熱交換量(貫流熱量)で足りる低空調負荷域では、能力過多となって冷やし過ぎや温め過ぎが生じ、熱交換器の熱交換で生じる熱交換用水の温度差が一定にならない問題があった。 In addition, the air conditioner is equipped with a heat exchanger that exchanges heat between the air conditioning air and the heat exchange water, adjusts the heat exchange amount by increasing or decreasing the flow rate of the heat exchange water, and cools or heats the air conditioning air. Controls the ability to do. By dividing the heat transfer tube group of this heat exchanger into two groups equally, the lower limit flow rate of the heat exchange water is reduced and the lower limit capacity control range of the heat exchange coil is expanded. However, since the heat transfer tube group is divided into equal parts, there is a limit to the lower limit flow rate of heat exchange water, and in a low air conditioning load region where a small amount of heat exchange (through heat amount) is sufficient, the capacity becomes excessive and it is overcooled or overheated. There is a problem that the temperature difference of the heat exchange water generated by the heat exchange of the heat exchanger is not constant.
また、複数のテナントが入居しているビル等の建物では、チラー等の熱源機を共用して空調を行っており、各テナント毎に空調料金を按分して課金する必要がある。そのための課金システムとして、空調機に設けられた熱交換器の水量制御バルブの開度と稼働時間の積から空調料金を算出して按分するものがあった。このような課金システムでは、熱交換コイルの通水量は算出できるが、実際に熱交換に使用されたエネルギー消費量が不明なため、空調料金算出の正確性に欠ける問題があった。 In addition, in buildings such as buildings where multiple tenants are occupying, air conditioning is performed by sharing a heat source unit such as a chiller, and it is necessary to prorate and charge the air conditioning fee for each tenant. As a billing system for that purpose, there is a system in which the air conditioning charge is calculated and apportioned from the product of the opening degree of the water amount control valve of the heat exchanger provided in the air conditioner and the operating time. In such a billing system, the amount of water flowing through the heat exchange coil can be calculated, but since the amount of energy actually used for heat exchange is unknown, there is a problem that the calculation of the air conditioning charge is not accurate.
本発明は上記課題を解決するため、熱交換用水である冷水又は温水を選択的に流通させる熱交換器を有する空調機と、制御装置と、を備え、前記熱交換器は、前記熱交換用水が流通する伝熱管群を複数のグループに分配しかつ前記分配の割合を相違させて成る分流回路を、備え、前記制御装置は、低空調負荷の場合に前記分流回路の単独かつ最少分配割合の第1のグループで前記熱交換用水の流量を増減させて前記熱交換器の熱交換で生じる前記熱交換用水の温度差を一定に制御する温度補償部を、備え、前記空調機の前記熱交換器を通る空気の気流方向から見たときに、前記分流回路の前記第1グループを除いた第2の前記グループに、前記第1グループと重ならない不重複ゾーンが、形成されると共に、前記第1グループが前記不重複ゾーンで挟まれるように前記分流回路を構成したことを最も主要な特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes an air conditioner having a heat exchanger for selectively flowing cold water or hot water as heat exchange water, and a control device, and the heat exchanger is the heat exchange water. The heat transfer tube group in which the heat transfer tubes are distributed is provided in a plurality of groups and the distribution ratio is different, and the control device is provided with a single and minimum distribution ratio of the distribution circuit in the case of a low air conditioning load. The first group includes a temperature compensating unit that increases or decreases the flow rate of the heat exchange water to constantly control the temperature difference of the heat exchange water generated by heat exchange of the heat exchanger, and provides the heat exchange of the air exchanger. When viewed from the direction of the air flow through the vessel, a non-overlapping zone that does not overlap with the first group is formed in the second group excluding the first group of the diversion circuit, and the first group is formed. The most important feature is that the diversion circuit is configured so that one group is sandwiched between the non-overlapping zones .
請求項1の発明によれば、低空調負荷の場合に熱交換器の分流回路の第1グループで熱交換用水の流量を増減させて下限流量をさらに最少化できる。そのため、熱交換器の下限能力制御範囲が広がって低空調負荷の場合でも能力過多とならず、エネルギー浪費及び冷やし過ぎや温め過ぎが無くなって省エネ性と快適性が向上する。 According to the first aspect of the present invention, in the case of a low air conditioning load, the lower limit flow rate can be further minimized by increasing or decreasing the flow rate of the heat exchange water in the first group of the heat exchanger diversion circuit. Therefore, the lower limit capacity control range of the heat exchanger is widened so that the capacity is not excessive even in the case of a low air-conditioning load, energy waste, overcooling and overheating are eliminated, and energy saving and comfort are improved.
低空調負荷の場合でも熱交換器の熱交換用水の温度差を一定に制御するので空調機の少水量大温度差運転ができ、少水量化による配管や空調設備の簡略化と、大温度差化による熱源機の省エネ化を図れる。 Even when the air conditioning load is low, the temperature difference of the heat exchange water of the heat exchanger is controlled to be constant, so the air conditioner can be operated with a small amount of water and a large temperature difference. It is possible to save energy in the heat source machine by using air conditioning.
冷房時に熱交換用水を熱交換器の分流回路の第1グループに流通させて第2グループに流通させないようにし、第1グループを通過して過冷却除湿した空気を、不重複ゾーンを通過した前記過冷却除湿空気よりも高温のバイパス空気で再熱し、不快な冷感がないドライエアーを得ることができる。このとき、前記過冷却除湿空気が逃げないように前記バイパス空気で挟むので混合が促進されて確実に再熱することができる。そのため、湿度が高くてジメジメする中間期でも、コールドドラフトのないカラッとした気流で空調ができ快適性が向上する。しかも、バイパスダンパ等の機器が不要でコストダウンとコンパクト化を図れる。 During cooling, the heat exchange water is circulated to the first group of the heat exchanger's diversion circuit so that it is not circulated to the second group, and the supercooled dehumidified air that has passed through the first group has passed through the non-overlapping zone. By reheating with bypass air that is hotter than supercooled dehumidified air, it is possible to obtain dry air without an unpleasant feeling of coldness. At this time, since the supercooled dehumidified air is sandwiched between the bypass airs so as not to escape, mixing is promoted and reheating can be reliably performed. Therefore, even in the middle period when the humidity is high and it gets damp, air conditioning can be performed with a crisp air flow without cold draft, and comfort is improved. Moreover, equipment such as a bypass damper is not required, and cost reduction and compactness can be achieved.
請求項2の発明によれば、熱交換器の熱交換用水の温度差を一定に制御し、熱交換用水の温度差と、熱交換用水の流量と、に基づいて被空調空間のエネルギー消費量を算出できる。そのため、各被空調空間のエネルギー消費量を比較することで空調料金を正確に算出して按分できる。
According to the invention of
熱交換器の熱交換用水の流量と温度を計測するだけでよく、空調機の運転とエネルギー消費量の出力を一つの制御装置で行えるので設備や施工を簡略化でき、コスト低減を図れる。 Since it is only necessary to measure the flow rate and temperature of the heat exchange water of the heat exchanger, and the operation of the air conditioner and the output of the energy consumption can be performed by one control device, the equipment and construction can be simplified and the cost can be reduced.
請求項3の発明によれば、空調機のエネルギー消費量の増減に応じて熱源機の運転台数を増減させるので熱源機のエネルギー浪費を抑えることができ省エネとなる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、熱交換器の伝熱管群の死水領域が減少し、伝熱管群の通風抵抗が小さくて省エネとなり、空調用空気との接触面積(貫流熱量)が増して熱交換効率が向上する。そのため、熱交換器の伝熱面積を増加(大型化)させずに少水量大温度差運転ができる。
According to the invention of
図1から図3は本発明の空気調和装置の一実施例で、この空気調和装置は、空調機器1、水熱源設備2及び制御装置3を備えており、ビルなどの建物に設置する。空調機器1は、建物内の1又は複数の被空調空間Sの天井に2組以上設置する。被空調空間Sは、建物の各階層を天井、床及び壁等で区画して成る。空調機器1は、外調機4、空調機5及び誘引放射ユニット6を備えている。各図の太い点線の矢印は空気の気流方向を示す。
1 to 3 are an embodiment of the air conditioner of the present invention. The air conditioner includes an
外調機4は、冷房運転と暖房運転を切換できるヒートポンプ50を有し、被空調空間Sの還気を熱源空気として使用する。このヒートポンプ50の熱交換用冷媒で外気(OA)を熱交換(冷却又は加熱)して給気(SA)する。空調機5は、熱交換用水である冷水又は温水を選択的に流通させる水用の熱交換器20を有している。この熱交換器20の熱交換用水で、外調機4から給気された外気と被空調空間Sの還気(RA)とを熱交換(冷却又は加熱)して空調用空気として給気(SA)する。あるいは、外気のみ又は外気と還気の混合空気を、熱交換器20の熱交換用水で熱交換せずに空調用空気として給気する。
The
誘引放射ユニット6は、空調機5から給気された空調用空気で被空調空間Sの還気を誘引して混合し、この混合空気を被空調空間Sに出しつつ混合空気の熱を放射する。誘引放射ユニット6、空調機5、外調機4及び屋外との間で空気が流通するようにダクト7を介して相互に接続する。ダクト7は図1と図2では太い実線で簡略化して示す。図例では、被空調空間Sを天井板8で仕切って設けた天井懐に空調機器1を設置している。天井懐は天井チャンバ―として利用し、天井板8に設けた空気取入口9から被空調空間Sの還気を天井懐に取入れる。
The attracting
水熱源設備2は2管式で、熱源機10及び循環機器11を備えている。熱源機10は、空調機5の熱交換器20に供される熱交換用水を冷却又は加熱して、熱交換に適した冷水又は温水となるように水温調整する。熱源機10は複数台設け、1台毎個別に運転・停止できかつ冷水と温水を切換できるように構成する。循環機器11は、熱交換用水を熱源機10と空調機5との間で循環させる。循環機器11は、熱交換用水を熱源機10から空調機5へ送る往配管12と、空調機5から熱源機10へ還す還配管13と、熱交換用水を搬送するポンプ14と、を備えている。
The water
空調機5は、熱交換器20と、熱交換器20に流れる熱交換用水の流量を調整するバルブ33と、熱交換器20を通過した空気を加湿する加湿器21と、給気用ファン22と、ファン22の回転数を無段階又は段階制御して給気風量を調整する回転制御器23と、熱交換器20と加湿器21とファン22とを内装するケーシング24と、空気を分流させる分岐チャンバ部25と、を備えている。
The air conditioner 5 includes a
分岐チャンバ部25は複数の誘引放射ユニット6にダクト7を介して接続する。ケーシング24には還気口26を設ける。ファン22は、外調機4から給気された外気と、被空調空間Sから空気取入口9及び還気口26を介して取込んだ還気を、熱交換器20及び加湿器21に通過させて分岐チャンバ部25からダクト7を介して誘引放射ユニット6に送風する。
The
図4から図6に示すように、熱交換器20は、フィン群27と分流回路28とを備えている。フィン群27は、空調用空気が通る隙間をあけて配置した多数のプレートフィン29から成る。分流回路28は、熱交換用水が流通する伝熱管群30を複数のグループGに分配しかつ分配の割合を相違させて成る。これにより、一部又は全てのグループGの伝熱面積(熱交換量)を異ならせる。たとえば、図5の太い一点鎖線で示す単独かつ最少分配割合の第1のグループG(G1)と、第1グループ(G1)を除いた図5の細い一点鎖線で示す分配割合の多い第2のグループG(G2)と、に分ける。伝熱管群30は空調用空気の気流方向を横切るように蛇行させてフィン群27に接続する。伝熱管群30の直管部は楕円管にて構成するのが望ましいが円形管としてもよい。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
第1グループG1の熱交換用水入口は第1の分岐ヘッダ31に接続し、第2グループG2の熱交換用水入口は第2の分岐ヘッダ31に接続する。第1グループG1と第2グループG2の熱交換用水出口は両方とも合流ヘッダ32に接続する。分岐ヘッダ31はバルブ33を介して往配管12に接続し、合流ヘッダ32は還配管13に接続する。バルブ33は流量(弁開度)を無段階に調整することができる比例制御弁とし、分流回路28の各グループGに設ける。空調機5の冷却能力と加熱能力の増減は、分流回路28を流れる熱交換用水の流量制御と、ファン22の給気風量制御と、を組合わせて調整する。分流回路28は、熱交換器20を通る空気の気流方向から見たときに、第2グループG2に、第1グループG1と重ならない不重複ゾーンFが、複数形成されると共に、第1グループG1が不重複ゾーンFで挟まれるように構成する。
The heat exchange water inlet of the first group G1 is connected to the
図3と図7に示すように、外調機4は、ヒートポンプ50と、外気を加湿する加湿器40と、外気(OA)を外調機4から空調機5に給気する外気用給気ファン41と、還気(RA)を屋外に排気(EA)する熱源空気用排気ファン42と、外気用給気ファン41と熱源空気用排気ファン42の回転数を無段階又は段階制御して給気風量と排気風量を調整する回転制御器43と、これらを内装するケーシング45と、ケーシング45の底部からヒートポンプ50を出し入れするためのスライド機構46と、を備えている。ケーシング45には還気口54を設ける
As shown in FIGS. 3 and 7, the
スライド機構46は、ヒートポンプ50を取り付けたフレーム47と、フレーム47を上下移動させるダンパー48と、を備える。ダンパー48は、ケーシング45とフレーム47に跨って設ける。外調機4の保守点検は、天井板8に設けた点検口44を開き、ケーシング45の底面の開口部を閉じている外装板49を外し、スライド機構46を用いてフレーム47と共にヒートポンプ50を降ろして行う。ダンパー48は、ガスやオイルの圧力で伸縮して作業者の身体的負担を軽減する。
The
図3に示すように、ヒートポンプ50は、外気用熱交換器51と熱源空気用熱交換器52と圧縮機53とを有する冷媒配管工事が不要な一体形とする。外気用給気ファン41は、屋外からダクト7を介して外気を取込んで外気用熱交換器51を通過させ、外調機4からダクト7を介して空調機5に送風して供給する。熱源空気用排気ファン42は、被空調空間Sから空気取入口9及び還気口54を介して還気を取込んで熱源空気用熱交換器52を通過させ、外調機4からダクト7を介して屋外に排気する。
As shown in FIG. 3, the
ヒートポンプ50は、冷媒に対して圧縮・凝縮・膨張・蒸発の工程順を繰返し、この冷媒と熱交換する空気に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うものである。ヒートポンプ50は、冷媒の蒸発工程と凝縮工程であって互いに異なる工程を担う外気用熱交換器51及び熱源空気用熱交換器52と、冷媒を圧縮して搬送する圧縮機53と、冷媒を膨張させる膨張弁等の減圧機構55と、外気用熱交換器51及び熱源空気用熱交換器52の蒸発工程と凝縮工程を切換えるバルブ等の切換機構56と、を少なくとも備え、これらを冷媒が循環するように配管接続して成る。
The
外気用熱交換器51と熱源空気用熱交換器52は、空調機5の熱交換器20と同様に、熱交換用冷媒が流通する伝熱管群を、空気が通過するフィン群に接続した構造で、熱交換用冷媒と通過空気が、伝熱管群及びフィン群を介して熱交換する(図示省略)。伝熱管群は楕円管にて構成するのが望ましいが円形管としてもよい。外調機4の冷却能力と加熱能力の増減は、外気用熱交換器51の外気冷却又は加熱能力制御と、外気用給気ファン41の給気風量制御と、を組合わせて調整する。
Similar to the
図8と図9に示すように、誘引放射ユニット6は、空気供給部60、空気誘引部61及び空気混合部62を備え、天井板8の開口部から空気混合部62の底面を被空調空間Sに向けた状態で設置する。空気供給部60は空調機5の供給空気を噴流し、空気誘引部61は噴流空気の誘引作用にて被空調空間Sの還気を引き込む。空気混合部62は、混合空気の熱を蓄熱するプレート63と貫孔64の群を備え、貫孔64を介してプレート63から熱を被空調空間Sへ放射しつつ混合空気を被空調空間Sへ放出する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図2と図5に示すように、制御装置3は、被空調空間Sの温度及び湿度と熱交換用水の温度差を設定する設定部70と、空気状態検出部71と、水状態検出部72と、空調制御部73、温度補償部74と、エネルギー消費監視部75と、熱源制御部76と、を備えており、これらはマイクロプロセッサ、各種センサー、スイッチ、その他の制御機器にて構成する。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
空気状態検出部71は、被空調空間Sの空気(還気)の温度及び湿度を検出する還気センサー77を備える。水状態検出部72は、各被空調空間Sの熱交換用水の流量を検出する流量計78と、熱交換器20の熱交換用水の入口水温と出口水温を検出する水温計79と、を備える。流量計78は各被空調空間Sの往配管12又は還配管13に設け、水温計79は各空調機5の熱交換器20に接続する往配管12と還配管13に設ける。なお、水状態検出部72は、流量計78と水温計79を一体にした熱量計としてもよい。
The air
空調制御部73は、空気用検出部46で検出した被空調空間Sの空気の温度及び湿度が設定部70で設定した被空調空間Sの温度及び湿度になるように、空調機器1の冷却能力と加熱能力を制御し、空調機器1の加湿器21、40の加湿量を制御する。さらに、空調制御部73は、空調機器1の運転と停止を組単位で行う第1の運転パターンと、外調機4の単体運転と外調機4及び空調機5の同時運転とを切換える第2の運転パターンと、運転中の空調機器1と停止中の空調機器1を交替させる第3の運転パターンと、外調機4と空調機5の一方又は両方の空調能力を増減させる第4の運転パターンと、を有しており、第1から第4の運転パターンを切換え又は組合せて被空調空間Sを空調する。
The air-
たとえば、被空調空間Sの空気の温度及び湿度と、予め設定した温度及び湿度と、の差(空調負荷)が減少するにしたがって、空調機器1の運転パターンを第1、第2の順番に切換えて空調能力を減少させる。第1と第2と第4の運転パターンを組合せた場合は、被空調空間Sの温度及び湿度の制御範囲が拡がり、よりきめ細かな空調が行える。これらの運転パターンに、第3の運転パターンを追加で組合せた場合は、特定の空調機器1だけに運転が偏らなくなる。
For example, as the difference between the temperature and humidity of the air in the air-conditioned space S and the preset temperature and humidity (air-conditioning load) decreases, the operation pattern of the air-
上述の運転パターンにおいて、外調機4の運転は、ヒートポンプ50の圧縮機53と、外気用給気ファン41と、熱源空気用排気ファン42と、を稼働させて行い、空調機5の運転は、各バルブ33を開いて熱交換器20に熱交換用水を流通させると共にファン22を稼働させて行う。外調機4の停止はヒートポンプ50の圧縮機53を止めて行い、空調機5の停止は各バルブ33を全閉にして熱交換器20の熱交換用水の流通を止めて行う。
In the above operation pattern, the
温度補償部74は、低空調負荷の場合に分流回路28の第1グループG1で熱交換用水の流量を増減させて熱交換器20の熱交換で生じる熱交換用水の温度差を一定に制御すると共に空調機5の給気風量を増減させて被空調空間Sの温度を制御する。さらに温度補償部74は、高空調負荷の場合に全てのグループGで熱交換用水の流量を増減させて熱交換用水の温度差を一定に制御すると共に、高空調負荷と低空調負荷との間の通常空調負荷の場合に第2グループG2で熱交換用水の流量を増減させて熱交換用水の温度差を一定に制御する。これにより真夏や真冬などのように最大の熱交換量が必要となる高空調負荷の場合から、中間期などのように僅少な熱交換量で足りる低空調負荷の場合まで幅広く、空調機5の少水量大温度差運転に対応できる。
The
エネルギー消費監視部75は、空調機5の熱交換器20に供された熱交換用水の流量と、熱交換器20の熱交換により生じた熱交換用水の温度差と、に基づいて被空調空間S毎のエネルギー消費量を算出してデータ出力する。熱源制御部76は、エネルギー消費監視部75にてデータ出力された全ての被空調空間Sのエネルギー消費量の増減に応じて熱源機10の運転台数を増減させる信号を出力する。
The energy
図10は空調運転の一例を示している。空調運転開始後、外調機4は運転せずに空調機5のみを運転し、熱交換器20の熱交換用水の流量とファン22の給気風量を最大にしてウォーミングアップ運転する。被空調空間Sの温度(還気温度)が、予め設定された還気温度の許容範囲になれば、外調機4の運転を開始する。その後、空調機5の熱交換器20の熱交換で生じる熱交換用水の温度差(水温差)が、予め設定された水温差の許容範囲を外れている場合、設定水温差に近づくように熱交換器20の熱交換用水の流量を制御する。この処理によって、還気温度が設定還気温度の許容範囲を外れた場合、設定還気温度に近づくようにファン22の給気風量を制御する。これらの処理を空調機5の空調運転を停止するまで繰り返す。
FIG. 10 shows an example of air conditioning operation. After the start of the air conditioning operation, the
なお、本発明は上述の実施例に限定されない。設計空調能力に応じて空調機器1の組数を増減したり、必要な空調能力を超える場合は空調機器1の適宜の組の外調機4を省略するも自由である。図例では分流回路28のグループGを2つのグループG1とG2に分配しているが、3つ以上のグループGに分配してそのうちの1つのグループGを最少分配割合とするも自由である。誘引放射ユニット6は天井板8に設置しているが被空調空間Sを構成する壁面に設置してもよい。また、天井板8を省略した状態の天井に空調機器1を設置してもよい。
The present invention is not limited to the above-mentioned examples. The number of sets of the
1 空調機器
3 制御装置
4 外調機
5 空調機
6 誘引放射ユニット
10 熱源機
20 熱交換器
28 分流回路
30 伝熱管群
45 ケーシング
46 スライド機構
50 ヒートポンプ
51 外気用熱交換器
52 熱源空気用熱交換器
53 圧縮機
73 空調制御部
74 温度補償部
75 エネルギー消費監視部
76 熱源制御部
F 不重複ゾーン
G グループ
S 被空調空間
1
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