JP2021173457A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却除湿した外気を複数の空調対象空間の夫々に供給する外調機と、前記複数の空調対象空間の夫々に対して設置されて、前記外調機から供給された外気を目標温度に再熱して当該空調対象空間に導入する複数のレヒータと、を備えた空調システムに関する。 The present invention targets an external air conditioner that supplies cooling and dehumidified outside air to each of a plurality of air-conditioned spaces, and an outside air that is installed for each of the plurality of air-conditioned spaces and is supplied from the external air conditioner. The present invention relates to an air conditioning system including a plurality of reheaters that are reheated to a temperature and introduced into the air conditioning target space.
病院等の建物では、感染防止等の目的で、すべての空調空気を外気で賄う全外気空調や換気回数が多い室内空間、安全キャビネットが設置される室内空間などのように、大風量の外気供給が必要な室内空間が存在する。外気導入が必要な空調対象空間に対しては、外調機で冷却除湿した外気を供給するのが一般的であるが、上記のように大風量の外気導入が必要な室内空間に対して外調機で冷却除湿した比較的低温の外気を供給すると、その風量が室内空間の大きさ等に対応する熱負荷に対して大きすぎるために、室温が低くなりすぎる場合がある。そこで、特に大風量の外気導入が必要な空調対象空間に対しては、外調機から供給された外気を目標温度に再熱した上で、当該再熱した外気を吹出空気として室内へ吹き出すレヒータを設ける場合がある(例えば、特許文献1を参照。)。 In buildings such as hospitals, for the purpose of preventing infections, a large amount of outside air is supplied, such as all outside air conditioning that covers all air conditioning air with outside air, indoor spaces with high ventilation frequency, and indoor spaces where safety cabinets are installed. There is an indoor space that requires. Generally, the outside air cooled and dehumidified by an external air conditioner is supplied to the air-conditioned space that requires the introduction of outside air, but as described above, the outside air is supplied to the indoor space that requires the introduction of a large amount of outside air. When a relatively low temperature outside air that has been cooled and dehumidified by an air conditioner is supplied, the room temperature may become too low because the air volume is too large for the heat load corresponding to the size of the indoor space and the like. Therefore, especially for the air-conditioned space that requires the introduction of a large amount of outside air, the reheater that reheats the outside air supplied from the outside controller to the target temperature and then blows the reheated outside air into the room as blown air. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の空調システムでは、空調対象空間に対して設置されるレヒータは、温水を温熱源として利用しているため、複数の空調対象空間の夫々に対してレヒータを設置する場合には、夫々の空調対象空間に対して温水を循環供給するために、過大な費用がかかる温水循環回路が必要となる。
更に、中小病院では、中央熱源を採用しない個別分散型のパッケージエアコンを各室の空調に用いることが多く、レヒータを必要とする室内空間も少なく、更には比較的費用がかかる温水循環回路を備えることができない等の理由から、夫々の空調対象空間に対して設置するレヒータとしては、消費電力が大きい電気加熱式のレヒータを採用する場合があり、空調システム全体のエネルギ効率悪化の要因となっている。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、複数の空調対象空間に対して、外調機で冷却除湿した外気を当該空調対象空間に対して設置されたレヒータで再熱した上で吹き出す空調システムにおいて、低コストでエネルギ効率の向上を図ることができる技術を提供する点にある。
However, in the air conditioning system described in
Furthermore, in small and medium-sized hospitals, individually distributed packaged air conditioners that do not use a central heat source are often used for air conditioning in each room, there is little indoor space that requires a reheater, and a hot water circulation circuit that is relatively expensive is provided. For reasons such as being unable to do so, an electrically heated reheater with high power consumption may be used as the reheater installed in each air-conditioned space, which causes deterioration of the energy efficiency of the entire air-conditioning system. There is.
In view of this situation, the main subject of the present invention is an air conditioning system in which the outside air cooled and dehumidified by an external air conditioner is reheated by a reheater installed in the air conditioning target space and then blown out to a plurality of air conditioning target spaces. The point is to provide a technology capable of improving energy efficiency at low cost.
本発明の第1特徴構成は、
冷却除湿した外気を複数の空調対象空間の夫々に供給する外調機と、
前記複数の空調対象空間の夫々に対して設置されて、前記外調機から供給された外気を目標温度に再熱して当該空調対象空間に導入する複数のレヒータと、を備えた空調システムであって、
前記複数のレヒータに対して冷媒を温熱源として供給する共通のヒートポンプ回路を備えた点にある。
The first characteristic configuration of the present invention is
An external air conditioner that supplies cooling and dehumidified outside air to each of multiple air-conditioned spaces,
It is an air conditioning system provided with a plurality of reheaters installed in each of the plurality of air conditioning target spaces, reheating the outside air supplied from the external air conditioner to a target temperature, and introducing the outside air into the air conditioning target space. hand,
The point is that a common heat pump circuit for supplying a refrigerant as a heat source to the plurality of reheaters is provided.
本構成によれば、複数の空調対象空間の夫々に対して設置されたレヒータが、過大な費用がかかる温水循環路を必要とせずに、高効率な熱搬送が可能な共通のヒートポンプ回路から供給される冷媒を温熱源として利用するものとして構成されているので、低コストでエネルギ効率の向上を図ることができる。 According to this configuration, the reheaters installed for each of the multiple air-conditioned spaces are supplied from a common heat pump circuit that enables highly efficient heat transfer without the need for an excessively expensive hot water circulation path. Since the refrigerant is configured to be used as a heat source, energy efficiency can be improved at low cost.
本発明の第2特徴構成は、
前記空調対象空間に対して設置され、冷熱源及び温熱源の少なくとも一方として供給された冷媒を利用して当該空調対象空間に対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行う空調用室内機を備え、
前記共通のヒートポンプ回路が、前記空調用室内機に対して冷媒を冷熱源及び温熱源の少なくとも一方として供給するものとして構成されている点にある。
The second characteristic configuration of the present invention is
An air-conditioning indoor unit installed in the air-conditioned space and using a refrigerant supplied as at least one of a cold heat source and a hot source to perform at least one of cooling and heating in the air-conditioned space is provided.
The common heat pump circuit is configured to supply a refrigerant as at least one of a cold heat source and a hot heat source to the indoor unit for air conditioning.
本構成によれば、空調対象空間に対して空調用室内機を設置する場合においても、この空調用室内機において、複数のレヒータと共通のヒートポンプ回路からの冷媒の供給を受けて当該冷媒を冷熱源及び温熱源の少なくとも一方として利用して当該空調対象空間に対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行う形態で、エネルギ効率の一層向上を図ることができる。更に、空調用室内機で冷房が行われる場合には、当該冷房により回収された熱を共通のヒートポンプ回路を通じてレヒータの再熱で利用する形態で、エネルギ効率の更なる向上を図ることができる。 According to this configuration, even when the indoor unit for air conditioning is installed in the space to be air-conditioned, the indoor unit for air conditioning receives the supply of the refrigerant from the heat pump circuit common to the plurality of reheaters and cools the refrigerant. Energy efficiency can be further improved by using as at least one of a source and a heat source to perform at least one of cooling and heating for the air-conditioned space. Further, when cooling is performed in the indoor unit for air conditioning, the energy efficiency can be further improved by using the heat recovered by the cooling for reheating the reheater through a common heat pump circuit.
本発明の第3特徴構成は、
前記共通のヒートポンプ回路が、前記外調機に対して冷媒を冷熱源として供給するものとして構成されている点にある。
The third characteristic configuration of the present invention is
The common heat pump circuit is configured to supply a refrigerant as a cold heat source to the external conditioner.
本構成によれば、外調機において複数のレヒータと共通のヒートポンプ回路からの冷媒の供給を受けて当該冷媒を冷熱源として利用して外気の冷却除湿を行う形態で、エネルギ効率の一層向上を図ることができる。更に、外調機で外気の冷却除湿により回収された熱を共通のヒートポンプ回路を通じてレヒータの再熱で利用する形態で、エネルギ効率の更なる向上を図ることができる。 According to this configuration, the energy efficiency is further improved by receiving the supply of the refrigerant from the heat pump circuit common to a plurality of reheaters in the external air conditioner and using the refrigerant as a cold heat source to cool and dehumidify the outside air. Can be planned. Further, the energy efficiency can be further improved by using the heat recovered by cooling and dehumidifying the outside air in the external air conditioner for reheating the reheater through a common heat pump circuit.
本発明に係る空調システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
以下、本実施形態の空調システム(以下「本空調システム」と呼ぶ)の基本構成と、本空調システムに設けられたヒートポンプ回路の詳細構成について、順に説明する。
An embodiment of the air conditioning system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Hereinafter, the basic configuration of the air conditioning system of the present embodiment (hereinafter referred to as the “main air conditioning system”) and the detailed configuration of the heat pump circuit provided in the present air conditioning system will be described in order.
〔本空調システムの基本構成〕
図1に基づいて、本空調システム100の基本構成を説明する。
本空調システム100は、感染防止等の目的で換気回数が多い部屋や安全キャビネットなどを含む空調対象空間Rが存在する病院などの建物1に設置されている。尚、本実施形態において、建物1は4階建てとし、各階の室内空間を上記空調対象空間Rとしているが、建物1の規模や空調対象空間Rにおける区画状態やレイアウトなどについては適宜変更可能である。
[Basic configuration of this air conditioning system]
The basic configuration of the
The air-
本空調システム100には、詳細構成については後述するが、冷房運転を行って冷却除湿した外気OAを複数の空調対象空間Rの夫々に供給する外調機20と、複数の空調対象空間Rの夫々に対して設置されて外調機20から供給された外気OAを目標温度に再熱して当該空調対象空間Rに導入する複数のレヒータ30と、複数の空調対象空間Rの夫々に対して設置されて当該空調対象空間Rに対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行う空調用室内機40とが設けられている。尚、各階における外調機20、レヒータ30、及び空調用室内機40の設置箇所や台数については適宜変更可能である。
Although the detailed configuration of the
建物1の2階部分及び4階部分に設置された外調機20Aは、冷房運転を行って冷却除湿した外気OAを複数の空調対象空間Rの夫々に対して設置されたレヒータ30の夫々に供給するものとして構成されている。そして、夫々のレヒータ30は、外調機20から供給された外気OAを目標温度に再熱して空調対象空間Rに導入するものとして構成されている。
The
即ち、外気OAの導入が必要な空調対象空間Rに対しては、冷房運転を行う外調機20で冷却除湿した外気OAが供給される。更に、外調機20で冷却除湿された外気OAの温度は、空調対象空間Rにおける快適な室温を下回る場合があるため、外気OAの導入が必要な空調対象空間Rに対しては、外調機20から供給された外気OAがレヒータ30により目標温度に再熱された上で吹出空気として吹き出されることになる。
そして、本空調システム100には、低コストでエネルギ効率の向上を図るために、複数のレヒータ30に対して冷媒を温熱源として供給する共通のヒートポンプ回路50が設けられている。
That is, the outside air OA cooled and dehumidified by the
The
外気OAを冷却除湿する外調機20に対しても、ヒートポンプ回路50から冷媒を冷熱源として供給されている。
各階の空調対象空間Rに設置された空調用室内機40は、上記ヒートポンプ回路50から冷媒を冷熱源及び温熱源の少なくとも一方として供給されて、当該冷媒を利用して当該空調対象空間Rに対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行うものとして構成されている。
尚、本実施形態において、建物1の各階に対し、ヒートポンプ回路50が各別に設けられている。それら各階のヒートポンプ回路50の夫々に対して設けられた複数の室外機10が、建物1の屋上に設置されている。
Refrigerant is also supplied from the
The
In the present embodiment,
〔ヒートポンプ回路〕
図2に基づいて、ヒートポンプ回路50の詳細構成について説明する。
上記ヒートポンプ回路50は、室外機10と、外調機20、レヒータ30、及び空調用室内機40との間で冷媒を循環させながら、圧縮した高圧の冷媒ガスを凝縮させて温熱を取り出すと共に膨張した低圧の冷媒液を蒸発させて冷熱を取り出す圧縮式の冷凍回路として構成されている。
以下、ヒートポンプ回路50における、室外機10、外調機20、レヒータ30、空調用室内機40の詳細構成について順に説明する。
[Heat pump circuit]
The detailed configuration of the
The
Hereinafter, the detailed configurations of the
(室外機10)
室外機10には、低圧冷媒ガスLGを圧縮して高圧冷媒ガスHGを生成する圧縮機13と、当該高圧冷媒ガスHGを凝縮させて高圧冷媒液HLを生成する凝縮器11と、当該高圧冷媒液HLを膨張させる膨張弁14と、膨張後の低圧冷媒液を蒸発させる蒸発器12とが設けられている。また、凝縮器11で発生する温熱及び蒸発器12で発生する冷熱は、図示は省略するが、例えば凝縮器11及び蒸発器12相互の熱交換で消費され、余剰分がファンにより導入される外気OAへ放出される。
(Outdoor unit 10)
The
室外機10には、高圧冷媒ガスHGが通流する高圧冷媒ガス管路51と、低圧冷媒ガスLGが通流する低圧冷媒ガス管路52と、高圧冷媒液HLが通流する高圧冷媒液管路53とが接続されている。そして、これら管路51,52,53が、空調対象空間R側に設置されたレヒータ30及び空調用室内機40並びに外調機20に延びる形態で建物1内に設けられている。
The
(外調機20)
外調機20には、高圧冷媒液管路53に接続された膨張弁24と、低圧冷媒ガス管路52に接続された開閉制御弁22と、高圧冷媒ガス管路51に接続された開閉制御弁23と、屋外から取り込んだ外気OAと内部を通流する冷媒との間で熱交換を行う熱交換器21とが設けられている。また、熱交換器21の一方側の冷媒流出入部には膨張弁24が接続されており、熱交換器21の他方側の冷媒流出入部には開閉制御弁22と開閉制御弁23とが並列状態で接続されている。
(External controller 20)
The
そして、この外調機20は、開閉制御弁22,23の開閉制御により、熱交換器21を蒸発器21Aとして機能させて外気OAを冷却除湿する冷房運転と、熱交換器21を凝縮器として機能させて外気OAを加熱する暖房運転とで、運転状態を切替自在に構成されている。
The
即ち、冷房運転を行う外調機20Aでは、開閉制御弁22が開放され、開閉制御弁23が閉鎖される。すると、高圧冷媒液管路53から供給された高圧冷媒液HLが膨張弁24で膨張され、当該膨張後の低圧冷媒液が熱交換器21に供給されることで、当該熱交換器21が蒸発器21Aとして機能して当該蒸発器21Aで外気OAとの熱交換により低圧冷媒液が蒸発し、その蒸発で生成された低圧冷媒ガスLGが開閉制御弁22を通じて低圧冷媒ガス管路52に流入する。このことで、蒸発器21Aとして機能する熱交換器21では、冷媒との熱交換により外気OAが冷却除湿され、その冷却除湿後の外気OAが空調対象空間R側に供給される。
以上のような構成により、建物1の2階部分及び4階部分に設けられた夫々の外調機20Aは、夫々の階に対して設けられたヒートポンプ回路50から供給される冷媒を冷熱源として利用するものとして構成される。
That is, in the
With the above configuration, each of the
一方、図示は省略するが、暖房運転を行う外調機20では、開閉制御弁22が閉鎖され、開閉制御弁23が開放される。すると、高圧冷媒ガス管路51から供給された高圧冷媒ガスHGが熱交換器21に供給されることで、当該熱交換器21が凝縮器として機能して当該凝縮器で外気OAとの熱交換により高圧冷媒ガスHGが凝縮し、その凝縮で生成された高圧冷媒液HLが開放された膨張弁24を通じて高圧冷媒液管路53に流入する。このことで、凝縮器として機能する熱交換器21では、冷媒との熱交換により外気OAが加熱され、その加熱後の外気OAが空調対象空間R側に供給される。
以上のような構成により、建物1の2階部分及び4階部分に設けられた夫々の外調機20は、夫々の階に対して設けられたヒートポンプ回路50から供給される冷媒を温熱源としても利用するものとして構成される。
On the other hand, although not shown, in the
With the above configuration, each of the
(レヒータ30)
レヒータ30には、冷房運転を行う外調機20Aから供給された冷却除湿後の外気OAと内部を通流する冷媒との間で熱交換を行う熱交換器31が設けられている。また、熱交換器31の一方側の冷媒流出入部には高圧冷媒ガス管路51が接続されており、熱交換器31の他方側の冷媒流出入部には高圧冷媒液管路53が接続されている。
そして、このレヒータ30は、熱交換器31を凝縮器として機能させ、外調機20Aから供給された冷却除湿後の外気OAを当該凝縮器として機能する熱交換器31で目標温度に再熱した上で、当該再熱した外気OAを吹出空気として空調対象空間Rへ吹き出すように構成されている。
即ち、外調機20Aが冷房運転を行う際のレヒータ30では、高圧冷媒ガス管路51から供給された高圧冷媒ガスHGが熱交換器31に供給されることで、当該熱交換器31が凝縮器として機能して当該凝縮器で外調機20Aから供給された冷却除湿後の外気OAとの熱交換により高圧冷媒ガスHGが凝縮し、その凝縮で生成された高圧冷媒液HLが高圧冷媒液管路53に流入する。このことで、凝縮器として機能する熱交換器31では、冷媒との熱交換により外気OAが加熱され、その加熱後の外気OAが空調対象空間Rに吹き出される。
以上のような構成により、建物1の各階に設けられた複数のレヒータ30は、共通のヒートポンプ回路50から供給される冷媒を温熱源として利用するものとして構成される。
(Reheater 30)
The
Then, the
That is, in the
With the above configuration, the plurality of
(空調用室内機40)
空調用室内機40には、高圧冷媒液管路53に接続された膨張弁44と、低圧冷媒ガス管路52に接続された開閉制御弁42と、高圧冷媒ガス管路51に接続された開閉制御弁43と、空調対象空間Rから取り込んだ室内空気RAと内部を通流する冷媒との間で熱交換を行う熱交換器41とが設けられている。また、熱交換器41の一方側の冷媒流出入部には膨張弁44が接続されており、熱交換器41の他方側の冷媒流出入部には開閉制御弁42と開閉制御弁43とが並列状態で接続されている。
(
The
そして、この空調用室内機40は、開閉制御弁42,43の開閉制御により、熱交換器41を蒸発器41Aと機能させて空調対象空間Rから取り込んだ室内空気RAを冷却して当該冷却後の冷風CAを空調対象空間Rへ吹き出す冷房運転と、熱交換器41を凝縮器として機能させて空調対象空間Rから取り込んだ室内空気RAを加熱して当該加熱後の温風HAを空調対象空間Rへ吹き出す暖房運転とで、運転状態を切替自在に構成されている。
Then, in the air conditioner
即ち、冷房運転を行う空調用室内機40Aでは、開閉制御弁42が開放され、開閉制御弁43が閉鎖される。すると、高圧冷媒液管路53から供給された高圧冷媒液HLが膨張弁44で膨張され、当該膨張後の低圧冷媒液が熱交換器41に供給されることで、当該熱交換器41が蒸発器41Aとして機能して当該蒸発器41Aで室内空気RAとの熱交換により低圧冷媒液が蒸発し、その蒸発で生成された低圧冷媒ガスLGが開閉制御弁42を通じて低圧冷媒ガス管路52に流入する。このことで、蒸発器41Aとして機能する熱交換器41では、冷媒との熱交換により室内空気RAが冷却され、その冷却後の室内空気RAが冷風CAとして空調対象空間Rに吹き出される。
以上のような構成により、建物1の各階に設けられた複数の空調用室内機40Aは、夫々の階に対して設けられたヒートポンプ回路50から供給される冷媒を冷熱源として利用するものとして構成される。
That is, in the air-conditioning
With the above configuration, the plurality of indoor units for
一方、暖房運転を行う空調用室内機40Bでは、開閉制御弁42が閉鎖され、開閉制御弁43が開放される。すると、高圧冷媒ガス管路51から供給された高圧冷媒ガスHGが熱交換器41に供給されることで、当該熱交換器41が凝縮器41Bとして機能して当該凝縮器41Bで室内空気RAとの熱交換により高圧冷媒ガスHGが凝縮し、その凝縮で生成された高圧冷媒液HLが開放された膨張弁44を通じて高圧冷媒液管路53に流入する。このことで、凝縮器41Bとして機能する熱交換器41では、冷媒との熱交換により室内空気RAが加熱され、その加熱後の室内空気RAが温風HAとして空調対象空間Rに吹き出される。
以上のような構成により、建物1の各階に設けられた複数の空調用室内機40Bは、夫々の階に対して設けられたヒートポンプ回路50から供給される冷媒を温熱源として利用するものとして構成される。
On the other hand, in the air-conditioning
With the above configuration, the plurality of indoor units for
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another Embodiment]
Other embodiments of the present invention will be described. It should be noted that the configurations of the respective embodiments described below are not limited to being applied independently, but can also be applied in combination with the configurations of other embodiments.
(1)上記実施形態では、外調機20を、レヒータ30に温熱源としての冷媒を供給する共通のヒートポンプ回路50を利用して、当該ヒートポンプ回路50から供給される冷媒を冷熱源又は温熱源としても利用するものとして構成したが、図3に示すように、外調機20に対して、レヒータ30とは別の熱源回路27を利用して冷熱源又は温熱源を供給するものとして構成しても構わない。
例えば、このような熱源回路27としては、上述したヒートポンプ回路50と同様に、室外機25と外調機20との間で冷媒を循環させながら、圧縮した高圧の冷媒ガスを凝縮させて温熱を取り出すと共に膨張した低圧の冷媒液を蒸発させて冷熱を取り出す圧縮式の冷凍回路とすることができる。又は、室外機25で生成した冷水又温水を外調機20との間で循環する回路とすることもできる。
(1) In the above embodiment, the
For example, in such a
(2)上記実施形態では、外調機20を、外気OAを冷却除湿する冷房運転と外気OAを加熱する暖房運転とで運転状態を切替自在に構成したが、そのような運転状態の切り替えを行うことなく冷房運転のみを行う外調機としても構わない。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態では、空調用室内機40を、室内空気RAを冷却する冷房運転と室内空気RAを加熱する暖房運転とで運転状態を切替自在に構成したが、冷房運転専用の冷房用室内機と暖房運転専用の暖房用室内機とを個別に設けても構わない。また、これら空調用室内機については、適宜省略することもできる。
(3) In the above embodiment, the
20,20A 外調機
30 レヒータ
40,40A,40B 空調用室内機
50 ヒートポンプ回路
OA 外気
R 空調対象空間
20,
Claims (3)
前記複数の空調対象空間の夫々に対して設置されて、前記外調機から供給された外気を目標温度に再熱して当該空調対象空間に導入する複数のレヒータと、を備えた空調システムであって、
前記複数のレヒータに対して冷媒を温熱源として供給する共通のヒートポンプ回路を備えた空調システム。 An external air conditioner that supplies cooling and dehumidified outside air to each of multiple air-conditioned spaces,
It is an air conditioning system provided with a plurality of reheaters installed in each of the plurality of air conditioning target spaces, reheating the outside air supplied from the external air conditioner to a target temperature, and introducing the outside air into the air conditioning target space. hand,
An air conditioning system provided with a common heat pump circuit that supplies a refrigerant as a heat source to the plurality of reheaters.
前記共通のヒートポンプ回路が、前記空調用室内機に対して冷媒を冷熱源及び温熱源の少なくとも一方として供給するものとして構成されている請求項1に記載の空調システム。 An air-conditioning indoor unit installed in the air-conditioned space and using a refrigerant supplied as at least one of a cold heat source and a hot source to perform at least one of cooling and heating in the air-conditioned space is provided.
The air conditioning system according to claim 1, wherein the common heat pump circuit supplies the refrigerant to the air conditioning indoor unit as at least one of a cold heat source and a hot heat source.
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2020
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