JP2021173459A - External air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋外の空気を屋内に取り入れる際に、屋外の空気の温度や湿度を調整する外調機に関する。 The present invention relates to an external air conditioner that adjusts the temperature and humidity of the outdoor air when the outdoor air is taken indoors.
外調機は、屋外の空気を屋内に取り入れる際に、屋外の空気の温度や湿度を調整するための空気調和機である。
例えば、特許文献1には温度が高い外気(例35℃)を、低い温度の屋内空間(例5℃)に導入する場合のように温度勾配が大きい場合における外調機が開示されている。
この特許文献1の外調機は、閉鎖された冷気庫内に、冷気庫外と冷媒を循環させる冷凍サイクル回路を備えている。外気は冷気庫内に取り入れられ、冷却されて室内に供給される。
The external air conditioner is an air conditioner for adjusting the temperature and humidity of the outdoor air when the outdoor air is taken indoors.
For example,
The external air conditioner of
また、特許文献2には、外気と屋内空気とを合わせて温度調整して屋内に戻す外調機が開示されている。
特許文献2の外調機は、圧縮機、凝縮器、再熱器、膨張弁、蒸発器の順で冷媒が循環する冷凍サイクル回路を備えており、室内空気と外気は蒸発器と再熱器を通過することにより、所定の温度・湿度に調整される。
Further,
The external conditioner of
特許文献1のように外気を冷却することを主とした外調機の場合、冬季の寒冷外気を適温にして屋内に供給することができない。
なお、例えば夏季においては、温度は大きく変えずに除湿だけしたいという場合がある。このような場合、特許文献2のように冷凍サイクル回路の蒸発器と再熱器を用いると、実際に必要な仕事は除湿のみであるにもかかわらず、顕熱冷却分の仕事も冷凍サイクル回路によって行うため、冷凍サイクル回路を動作させる無駄な電力が大きいという課題がある。
また、冬季においては、外気を冷却する冷却器側が低温になって着霜するため、霜を溶かすためにデフロストを実行せざるを得ない。しかし、デフロスト中は外調機としての運転が停止してしまうので、デフロストを実行しなくても済むようにしたいという課題がある。
In the case of an external air conditioner that mainly cools the outside air as in
For example, in summer, there are cases where it is desired to only dehumidify without significantly changing the temperature. In such a case, if the evaporator and reheater of the refrigeration cycle circuit are used as in
In winter, the cooler side that cools the outside air becomes cold and frosts, so defrosting must be performed to melt the frost. However, since the operation as an external controller is stopped during defrosting, there is a problem that it is not necessary to execute defrosting.
そこで本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、冬季と夏季における外気の調整に対する異なる要望に応え、且つ消費電力の低減に寄与する外調機を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an external air conditioner that meets different demands for adjusting the outside air in winter and summer and contributes to reduction of power consumption.
本発明に係る外調機によれば、外気を取り入れる取り入れ口から導入された外気が流通する流通路と、前記流通路内に取り入れられた外気を冷却する冷却器と、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置され、前記冷却器を通過した外気を加熱する加熱器と、前記冷却器の外気流通方向上流側に配置された第1熱交換器、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置された第2熱交換器、前記加熱器の外気流通方向下流側に配置された第3熱交換器、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器と前記第3熱交換器とを流通して外気との間で熱交換するブラインが流通する流通管、前記第2熱交換器と前記第3熱交換器との間でブラインの流通を切り替える三方弁、前記流通管の中途部に設けられてブラインを前記流通管内で流通させるポンプ、を有する顕熱回収回路と、前記ポンプの駆動制御及び前記三方弁の切り替えを制御する制御部と、を具備し、前記冷却器及び前記加熱器は、圧縮機で圧縮されて送り出される冷媒が分配され、分配された一方の冷媒が、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器、圧縮機の順に循環される冷却回路と、分配された他方の冷媒が、加熱器を通過した後、前記膨張弁において前記冷却回路に合流するように設けられた加熱回路と、を有する冷媒レヒート回路の構成の一部であり、前記制御部は、前記三方弁を操作して、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間でブラインを循環させる夏モードと、前記第1熱交換器と前記第3熱交換器との間でブラインを循環させる冬モードとを切り替えるように制御可能であることを特徴としている。
この構成を採用することによって、夏モードの場合には顕熱回収回路により冷却器の外気入口側で顕熱の回収を行うため、冷却器の冷却能力を節約することができるために冷媒レヒート回路の消費電力低減に寄与する。また冬モードの場合には加熱器の下流側の第3熱交換器においてブラインが加熱されて冷却器側の第1熱交換器へ循環される。このため、冷却器への着霜が起きないようにすることができ、冬期間であってもデフロストせずに運転できる。また、デフロストを電気ヒータで実行していた場合には、消費電力の低減に寄与する。
According to the external conditioner according to the present invention, a flow passage through which the outside air introduced from the intake port for taking in the outside air flows, a cooler for cooling the outside air taken into the flow passage, and an outside air flow of the cooler. A heater arranged on the downstream side in the direction to heat the outside air passing through the cooler, a first heat exchanger arranged on the upstream side in the outside air flow direction of the cooler, and a downstream side in the outside air flow direction of the cooler. The arranged second heat exchanger, the third heat exchanger arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the heater, the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger. In the middle of the distribution pipe, a distribution pipe through which brine that circulates and exchanges heat with the outside air flows, a three-way valve that switches the flow of brine between the second heat exchanger and the third heat exchanger. The cooler and the heater are provided with a sensible heat recovery circuit having a pump for circulating brine in the flow pipe, and a control unit for controlling the drive of the pump and switching of the three-way valve. The refrigerant compressed and sent out by the compressor is distributed, and one of the distributed refrigerants is circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler, and a compressor that releases heat to an external heat medium which is an external heat source. A part of the configuration of a refrigerant reheat circuit having a cooling circuit and a heating circuit provided so that the other distributed refrigerant joins the cooling circuit at the expansion valve after passing through the heater. The control unit operates the three-way valve to circulate brine between the first heat exchanger and the second heat exchanger, and the first heat exchanger and the third heat exchanger. It is characterized in that it can be controlled to switch between the winter mode in which brine is circulated with the heat exchanger.
By adopting this configuration, in the summer mode, the sensible heat recovery circuit recovers the sensible heat on the outside air inlet side of the cooler, so that the cooling capacity of the cooler can be saved. Contributes to the reduction of power consumption. In the winter mode, the brine is heated in the third heat exchanger on the downstream side of the heater and circulated to the first heat exchanger on the cooler side. Therefore, it is possible to prevent frost from forming on the cooler, and the operation can be performed without defrosting even in winter. Further, when the defrost is executed by the electric heater, it contributes to the reduction of power consumption.
また、前記第1熱交換器、前記冷却器、前記第2熱交換器、前記加熱器、前記第3熱交換器は前記流通路内で外気の流通方向に沿って一直線上に配置されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、シンプルな構成で効率よく外気の調整を行える。
Further, the first heat exchanger, the cooler, the second heat exchanger, the heater, and the third heat exchanger are arranged in a straight line in the flow passage along the flow direction of the outside air. It may be characterized by that.
According to this configuration, the outside air can be efficiently adjusted with a simple configuration.
また、前記制御部は、前記圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になったことを検出した場合に、夏モードから冬モードへ切り替えることを特徴としてもよい。
圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になるということは圧縮機への液バックが生じるということなので、この時点で切り替えることによって、冷媒レヒート回路に液バックを生じさせることなく運転することができる。
Further, the control unit may be characterized in switching from the summer mode to the winter mode when it detects that the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes equal to or lower than the evaporation temperature of the refrigerant.
When the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes lower than the evaporation temperature of the refrigerant, liquid back to the compressor occurs. Therefore, by switching at this point, the refrigerant reheat circuit can be operated without causing liquid back. can do.
また、前記制御部は、前記夏モードの際には、前記第1熱交換器の上部から下部に向けてブラインが流通するように前記ポンプを駆動し、前記冬モードの際には、前記第1熱交換器の下部から上部に向けてブラインが流通するように前記ポンプを駆動することを特徴としてもよい。
この構成によれば、特に冬モードの際には温度が高いブラインを下から上昇させて外気と熱交換するので、熱交換効率が良く、確実な熱交換が行える。
Further, the control unit drives the pump so that the brine flows from the upper part to the lower part of the first heat exchanger in the summer mode, and in the winter mode, the control unit drives the pump so that the brine flows from the upper part to the lower part. 1. The pump may be driven so that brine flows from the lower part to the upper part of the heat exchanger.
According to this configuration, especially in the winter mode, the high temperature brine is raised from below to exchange heat with the outside air, so that the heat exchange efficiency is good and reliable heat exchange can be performed.
本発明にかかる外調機によれば、外気を取り入れる取り入れ口から導入された外気が流通する流通路と、前記流通路内に取り入れられた外気を冷却する冷却器と、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置され、前記冷却器を通過した外気を加熱する加熱器と、前記冷却器の外気流通方向上流側に配置された第1熱交換器、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置された第2熱交換器、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間を流通して外気との間で熱交換するブライン又は温水が流通する流通管、及び該流通管の中途部に設けられてブライン又は温水を前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間で流通させるポンプを有する顕熱回収回路と、を具備し、前記冷却器及び前記加熱器は、圧縮機で圧縮されて送り出される冷媒が分配され、分配された一方の冷媒が、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器、圧縮機の順に循環される冷却回路と、分配された他方の冷媒が、加熱器を通過した後、前記膨張弁において前記冷却回路に合流するように設けられた加熱回路と、を有する冷媒レヒート回路の構成の一部であり、前記顕熱回収回路には、前記流通路内のブライン又は温水を排出する排出バルブと、前記流通路内へブライン又は温水を供給する供給バルブと、が設けられ、前記制御部は、前記顕熱回収回路内でブラインを循環させる夏モードと、前記顕熱回収回路内で外部から供給した温水を循環させる冬モードとで切り替え可能となるように、前記排出バルブと前記供給バルブとを制御することを特徴としている。
この構成を採用することによって、夏モードの場合には顕熱回収回路により冷却器の外気入口側で顕熱の回収を行うため、冷却器の冷却能力を節約することができるために冷媒レヒート回路の消費電力低減に寄与する。また冬モードの場合には、顕熱回収回路内で温水を循環させるため、冷却器への着霜が起きないようにすることができ、冬期間であってもデフロストせずに運転できる。また、デフロストを電気ヒータで実行していた場合には、消費電力の低減に寄与する。
According to the external conditioner according to the present invention, a flow passage through which the outside air introduced from the intake port for taking in the outside air flows, a cooler for cooling the outside air taken into the flow passage, and an outside air flow of the cooler. A heater arranged on the downstream side in the direction to heat the outside air passing through the cooler, a first heat exchanger arranged on the upstream side in the outside air flow direction of the cooler, and a downstream side in the outside air flow direction of the cooler. An arranged second heat exchanger, a flow pipe through which brine or hot water that flows between the first heat exchanger and the second heat exchanger and exchanges heat with the outside air flows, and the flow pipe. A sensible heat recovery circuit provided in the middle and having a pump for circulating brine or hot water between the first heat exchanger and the second heat exchanger is provided, and the cooler and the heater are provided. The refrigerant compressed and sent out by the compressor is distributed, and one of the distributed refrigerants is circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler, and a compressor that releases heat to an external heat medium that is an external heat source. A part of the configuration of a refrigerant reheat circuit having a cooling circuit and a heating circuit provided so that the other distributed refrigerant joins the cooling circuit at the expansion valve after passing through the heater. The exposed heat recovery circuit is provided with a discharge valve for discharging brine or hot water in the flow passage, and a supply valve for supplying brine or hot water in the flow passage. The discharge valve and the supply valve are controlled so as to be switchable between a summer mode in which brine is circulated in the sensible heat recovery circuit and a winter mode in which hot water supplied from the outside is circulated in the sensible heat recovery circuit. It is characterized by doing.
By adopting this configuration, in the summer mode, the sensible heat recovery circuit recovers the sensible heat on the outside air inlet side of the cooler, so that the cooling capacity of the cooler can be saved. Contributes to the reduction of power consumption. Further, in the winter mode, since hot water is circulated in the sensible heat recovery circuit, frost formation on the cooler can be prevented, and the operation can be performed without defrosting even in the winter period. Further, when the defrost is executed by the electric heater, it contributes to the reduction of power consumption.
また、前記第1熱交換器、前記冷却器、前記第2熱交換器、前記加熱器は前記流通路内で外気の流通方向に沿って一直線上に配置されていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、シンプルな構成で効率よく外気の調整を行える。
Further, the first heat exchanger, the cooler, the second heat exchanger, and the heater may be characterized in that they are arranged in a straight line in the flow passage along the flow direction of the outside air.
According to this configuration, the outside air can be efficiently adjusted with a simple configuration.
また、前記制御部は、前記圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になったことを検出した場合に、夏モードから冬モードへ切り替えることを特徴としてもよい。
圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になるということは圧縮機への液バックが生じるということなので、この時点で切り替えることによって、冷媒レヒート回路に液バックを生じさせることなく運転することができる。
Further, the control unit may be characterized in switching from the summer mode to the winter mode when it detects that the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes equal to or lower than the evaporation temperature of the refrigerant.
When the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes lower than the evaporation temperature of the refrigerant, liquid back to the compressor occurs. Therefore, by switching at this point, the refrigerant reheat circuit can be operated without causing liquid back. can do.
また、前記制御部は、前記流通管に温水を導入した後は、前記第1熱交換器の下部から上部に向けて温水が流通するように前記ポンプを駆動することを特徴としてもよい。
この構成によれば、特に冬モードの際にはポンプ熱等によって加温されたブラインを第1熱交換器の下から上昇させて外気と熱交換するので、熱交換効率が良く、確実な熱交換が行える。
Further, the control unit may be characterized in that after the hot water is introduced into the flow pipe, the pump is driven so that the hot water flows from the lower part to the upper part of the first heat exchanger.
According to this configuration, especially in the winter mode, the brine heated by the pump heat or the like is raised from under the first heat exchanger to exchange heat with the outside air, so that the heat exchange efficiency is good and reliable heat is obtained. Can be exchanged.
本発明によれば、冬季と夏季における外気の調整に対する異なる要望に応え、且つ消費電力の低減に寄与することができる。 According to the present invention, it is possible to meet different demands for adjusting the outside air in winter and summer, and to contribute to reduction of power consumption.
(第1の実施形態)
以下本発明に係る外調機の好適な実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態における外調機の概略構成を示す配管系統図である。
外調機10は、室外の外気を、所定の温度・湿度に調整して室内に取り入れるための温度調整機である。
(First Embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the external air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a piping system diagram showing a schematic configuration of an external air conditioner according to the present embodiment.
The
外調機10は、外気を取り入れる取り入れ口11から導入された外気が流通する流通路12を有している。
流通路12内には、外気を冷却する冷却器14と、冷却器14よりも外気の流通方向下流側において冷却器14を通過した外気を加熱する加熱器16とが設けられている。
また、冷却器14を通過した外気は低温低湿となり、その後加熱器16で加熱されて相対湿度が低下するため加熱器16は再熱器として機能する。
流通路12の出口側(室内側)において、後述する第3熱交換器26の外気流通方向下流側には、室内に向けて空気流を生じさせるファン27を設ける。
The
In the flow passage 12, a cooler 14 for cooling the outside air and a heater 16 for heating the outside air passing through the cooler 14 on the downstream side in the distribution direction of the outside air from the cooler 14 are provided.
Further, the outside air that has passed through the cooler 14 becomes low temperature and low humidity, and then is heated by the heater 16 to reduce the relative humidity, so that the heater 16 functions as a reheater.
On the outlet side (indoor side) of the flow passage 12, a
また、流通路12内の、冷却器14の外気流通方向上流側には第1熱交換器18が配置され、冷却器14の外気流通方向下流側には第2熱交換器20が配置されている。第1熱交換器18と第2熱交換器20との間はブラインが流通するように流通管22によって接続されている。
ブラインとしては、凍結温度が低く熱伝導性が高い液体であればよく、例えばアルコール溶液などを使用することができる。
流通管22の中途部には、ブラインを循環させるためのポンプ24が設けられている。ポンプ24の駆動は、制御部40によって制御される。
Further, in the flow passage 12, the
The brine may be a liquid having a low freezing temperature and high thermal conductivity, and an alcohol solution or the like can be used, for example.
A
また、加熱器16の外気流通方向下流側には第3熱交換器26が配置されている。
第3熱交換器26には、流通管22から分岐した分岐管28が接続されており、分岐管28を通じて第3熱交換器26にもブラインが循環する。流通管22における分岐個所は、第2熱交換器20と第3熱交換器26とを分岐する個所であって、この分岐個所に三方弁30が設けられている。
このため、三方弁30の制御により、ブラインが第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を循環する場合と、ブラインが第1熱交換器18と第3熱交換器26との間を循環する場合とで切り替えることができる。
Further, a third heat exchanger 26 is arranged on the downstream side of the heater 16 in the outside air flow direction.
A branch pipe 28 branched from the distribution pipe 22 is connected to the third heat exchanger 26, and brine circulates in the third heat exchanger 26 through the branch pipe 28. The branching point in the distribution pipe 22 is a place where the
Therefore, under the control of the three-
第1熱交換器18、第2熱交換器20、第3熱交換器26、流通管22、分岐管28、ポンプ24によって顕熱回収回路32が構成される。
The sensible heat recovery circuit 32 is composed of the
次に、冷媒レヒート回路について説明する。
冷却器14と加熱器16は、冷媒レヒート回路34の構成の一部として設けられている。
冷媒レヒート回路34は、圧縮機36と、加熱器16と、凝縮器38と、膨張弁42と、冷却器14とを備えている。また、加熱器16と冷却器14は、流通路12内に配置されている。圧縮機36、凝縮器38、膨張弁42は、流通路12の外部に配置されている。
Next, the refrigerant reheat circuit will be described.
The cooler 14 and the heater 16 are provided as part of the configuration of the
The
圧縮機36によって高温高圧となった冷媒は、加熱器16と、凝縮器38に分岐して供給される。加熱器16に供給された冷媒は、冷却器14の上流側に設けられた膨張弁42に供給される。
凝縮器38に供給された冷媒は、温度調整対象ではない外気と熱交換し、冷却器14の上流側に設けられた膨張弁42に供給される。
加熱器16を通過した冷媒と、凝縮器38を通過した冷媒は、合流して膨張弁42によって断熱膨張し、冷却器14に導入される。
冷却器14に供給された冷媒は、第1熱交換器18から出た外気と熱交換し、圧縮機36に供給される。
The high temperature and high pressure refrigerant produced by the
The refrigerant supplied to the
The refrigerant that has passed through the heater 16 and the refrigerant that has passed through the
The refrigerant supplied to the cooler 14 exchanges heat with the outside air emitted from the
制御部40は、顕熱回収回路32のポンプ24の駆動を制御するとともに、三方弁30の切り替え制御を実行する。
さらに、制御部40は、冷媒レヒート回路34の圧縮機36の駆動制御も実行する。
The
Further, the
次に、本実施形態における外調機10の動作について説明する。
まず、夏モードの場合について説明する。夏モードは、冷媒レヒート回路34において液バックが起こらない状態のときのモードである。液バックは、圧縮機36に液体の状態での冷媒が流れ込む現象をいう。液バックは、圧縮機36へ供給される冷媒の温度が、冷媒の蒸発温度以下の場合に起こりうる。液バックは冷凍サイクルの機能低下や圧縮機の故障の原因となるため、液バックを防止することは外調機10の機能を維持する上で重要なことである。
したがって、制御部40は、圧縮機36の上流側に設けられた温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度>冷媒の蒸発温度の場合には、夏モードとして各構成を制御する。
Next, the operation of the
First, the case of the summer mode will be described. The summer mode is a mode when the liquid back does not occur in the
Therefore, the
制御部40は、夏モードの場合、顕熱回収回路32の三方弁30を、第1熱交換器18と第2熱交換器20との間でブラインが循環するように切り替える。
第1熱交換器18と第2熱交換器20との間でブラインが循環することで、冷却器14からの冷えた空気によって第2熱交換器20を通過するブラインを冷却し、冷却されたブラインが第1熱交換器18に流通するので、冷却器14に導入される外気をあらかじめ冷却できる。すなわち、夏モードにおいては、第1熱交換器18は予冷として機能する。
In the summer mode, the
By circulating the brine between the
また、制御部40は、夏モードの場合において、ブラインを第1熱交換器18の上部から下部へ流通させるようにポンプ24の回転方向を制御してもよい。
すなわち、図1の場合では、ブラインは第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を時計回りに循環することになる。
図1における第1熱交換器18の上部には下部よりも高温の外気が通過するため、第2熱交換器20で冷却されたブラインが、第1熱交換器18において図1の矢印に示したように上部から下部へ流れることによって、第1熱交換器18における外気とブラインとの熱交換効率が上がる。
Further, the
That is, in the case of FIG. 1, the brine circulates clockwise between the
Since outside air having a higher temperature than the lower part passes through the upper part of the
また、夏モードの場合において、制御部40は顕熱回収回路32のポンプ24の回転を制御する。
例えば、図1に示すように、室内へ供給する空気の目標温度をTc、第2熱交換器20を通過した空気温度をTmとする。第2熱交換器20の下流側に温度センサ45を設け、制御部40は、温度センサ45によってTmを検出する。
例えば、Tcを25℃に設定した場合、制御部40はTmが25℃より高いか、25℃以下かを判断し、ポンプ24の回転制御を切り替える。
Further, in the case of the summer mode, the
For example, as shown in FIG. 1, the target temperature of the air supplied into the room is Tc, and the temperature of the air that has passed through the
For example, when Tc is set to 25 ° C., the
夏モードにおいて、制御部40は、Tm>Tcと判断した場合、ポンプ24の回転数を下げて顕熱回収量を減らす。
一方、制御部40はTm≦Tcと判断した場合、ポンプ24の回転数を最大にして顕熱回収量を増やす。このため、冷却器14の負荷を減らすことができる。
In the summer mode, when the
On the other hand, when the
なお、制御部40によるポンプ24の制御は、ポンプ24の回転数制御ではなく、ポンプ24の運転時間の調整による流量制御であってもよい。
すなわち、夏モードの状態において、制御部40は、Tm>Tcと判断した場合、ポンプ24流量を減らして顕熱回収量を減らす。
また、制御部40は、Tm≦Tcと判断した場合、ポンプ24流量を増やして顕熱回収量を増やす。
The control of the
That is, in the summer mode, when the
Further, when the
夏モードから冬モードへの切り替えについて説明する。
制御部40は、温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度≦冷媒の蒸発温度の場合には、夏モードから冬モードへの切り替え制御を実行する。
制御部40は、圧縮機36へ供給される冷媒の温度≦冷媒の蒸発温度であると判断した場合に、顕熱回収回路32の三方弁30を、第1熱交換器18と第3熱交換器26との間でブラインが循環するように切り替える。
第1熱交換器18と第3熱交換器26との間でブラインが循環することで、加熱器16からの加温された空気によって第3熱交換器26を通過するブラインを加熱し、加熱されたブラインが第1熱交換器18に流通する。
The switching from the summer mode to the winter mode will be described.
The
When the
By circulating the brine between the
このため、第1熱交換器18において冷えた外気が加熱され、加熱された空気が冷却器14に導入されるため、冷媒レヒート回路34における液バックが防止され、且つ冷却器14における着霜が防止される。したがって、冷媒レヒート回路34の運転を一旦停止してデフロストを行わなくてもよく、安定した運転を可能とする。
Therefore, the cold outside air in the
また、顕熱回収回路32のポンプ24を、冷却器20の近傍に配置するとよい。このことによって、制御部40は冬モードにおいて、ポンプ24を全開で駆動することにより、ポンプ24を熱源として冷却器14近傍を加温し、液バックが防止され、且つ冷却器14における着霜が防止される。
Further, the
また、制御部40は、冬モードの場合において、ブラインを第1熱交換器18の下部から上部へ流通させるようにポンプ24の回転方向を制御してもよい。
すなわち、図1の場合では、ブラインは第1熱交換器18と第3熱交換器26との間を反時計回りに循環することになる。
図1における第1熱交換器18の下部には上部よりも低温の外気が通過するため、第3熱交換器26である程度加温されたブラインが、第1熱交換器18において図1の矢印に示したように下部から上部へ流れることによって、第1熱交換器18における外気とブラインとの熱交換効率が上がる。
Further, the
That is, in the case of FIG. 1, the brine circulates counterclockwise between the
Since outside air at a lower temperature than the upper part passes through the lower part of the
なお、制御部40は、温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度>冷媒の蒸発温度となった場合には、冬モードから夏モードへの切り替え制御を実行する。
The
(第2の実施形態)
次に、本発明にかかる外調機の第2の実施形態について説明する。
図2は、本実施形態における外調機の概略構成を示す配管系統図である。なお、上述した第1の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the external air conditioner according to the present invention will be described.
FIG. 2 is a piping system diagram showing a schematic configuration of the external air conditioner according to the present embodiment. The same components as those of the above-described first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.
本実施形態では、第1の実施形態とは異なり、顕熱回収回路32において、加熱器16の外気流通方向下流側には第3熱交換器26が配置されておらず、第1熱交換器18と第2熱交換器20のみ設けられている。
本実施形態では、夏モードの場合にはブラインが第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を循環し、冬モードの場合にはブラインの代わりに温水を第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を循環させることが特徴となっている。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, in the sensible heat recovery circuit 32, the third heat exchanger 26 is not arranged on the downstream side of the heater 16 in the outside air flow direction, and the first heat exchanger Only 18 and the
In the present embodiment, in the summer mode, the brine circulates between the
すなわち、本実施形態の顕熱回収回路32は、冷却器14の外気流通方向上流側に設けられた第1熱交換器18と、冷却器14の外気流通方向下流側に設けられた第2熱交換器20とが設けられ、第1熱交換器18と第2熱交換器20との間はブライン又は温水が流通するように流通管22によって接続されている。流通管22の中途部には、ブライン又は温水を循環させるためのポンプ24が設けられている。ポンプ24の駆動は、制御部40によって制御される。
That is, the manifest heat recovery circuit 32 of the present embodiment has a
流通管22には、流通管22内を循環するブライン又は温水を排出する排出バルブ50と、流通管22内へブライン又は温水を供給する供給バルブ52が設けられている。
排出バルブ50は、外調機10外部への排出管53に接続されている。また、供給バルブ52は、外調機10外部からの供給管54に接続されている。
ブラインを排出する際には排出管53の先端にはブラインの貯留容器(図示せず)を接続させておく必要があるが、温水を排出する際には排水として処理してもよいし、温水生成器(図示せず)へ戻すようにしてもよい。
また、ブラインを供給する際には、供給管54の先端にはブラインを貯留している貯留容器を接続させ、温水を供給する際には温水を生成する温水生成器を接続する。
The distribution pipe 22 is provided with a
The
When discharging brine, it is necessary to connect a storage container for brine (not shown) to the tip of the discharge pipe 53, but when discharging hot water, it may be treated as wastewater or hot water. It may be returned to the generator (not shown).
Further, when supplying brine, a storage container for storing brine is connected to the tip of the
次に、本実施形態における外調機10の動作について説明する。
まず、夏モードの場合について説明する。第1の実施形態と同様に、夏モードは、冷媒レヒート回路34において液バックが起こらない状態のときのモードである。
したがって、制御部40は、温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度>冷媒の蒸発温度の場合には、夏モードとして各構成を制御する。
Next, the operation of the
First, the case of the summer mode will be described. Similar to the first embodiment, the summer mode is a mode in which liquid backing does not occur in the
Therefore, the
制御部40は、夏モードの場合、第1熱交換器18と第2熱交換器20との間でブラインが循環するようにポンプ24を駆動する。
また、制御部40は、夏モードの場合において、ブラインを第1熱交換器18の上部から下部へ流通させるようにポンプ24の回転方向を制御してもよい。
すなわち、図2の場合では、ブラインは第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を時計回りに循環することになる。
図2における第1熱交換器18の上部には下部よりも高温の外気が通過するため、第2熱交換器20で冷却されたブラインが、第1熱交換器18において図2の矢印に示したように上部から下部へ流れることによって、第1熱交換器18における外気とブラインとの熱交換効率が上がる。
In the summer mode, the
Further, the
That is, in the case of FIG. 2, the brine circulates clockwise between the
Since outside air having a higher temperature than the lower part passes through the upper part of the
また、夏モードの場合において、制御部40は顕熱回収回路32のポンプ24の回転を制御する。
例えば、図2のように、室内へ供給する空気の目標温度をTc、第2熱交換器20を通過した空気温度をTmとする。例えば、Tcを25℃に設定した場合、制御部40は、温度センサ45で検出したTmが25℃より高いか、25℃以下かを判断し、ポンプ24の回転制御を切り替える。
Further, in the case of the summer mode, the
For example, as shown in FIG. 2, the target temperature of the air supplied into the room is Tc, and the temperature of the air that has passed through the
夏モードにおいて、制御部40は、Tm>Tcと判断した場合、ポンプ24の回転数を下げて顕熱回収量を減らす。
一方、制御部40はTm≦Tcと判断した場合、ポンプ24の回転数を最大にして顕熱回収量を増やす。このため、冷却器14の負荷を減らすことができる。
In the summer mode, when the
On the other hand, when the
なお、第1の実施形態と同様に、制御部40によるポンプ24の制御は、ポンプ24の回転数制御ではなく、ポンプ24の運転時間の調整による流量制御であってもよい。
すなわち、夏モードの状態において、制御部40は、Tm>Tcと判断した場合、ポンプ24流量を減らして顕熱回収量を減らす。
また、制御部40は、Tm≦Tcと判断した場合、ポンプ24流量を増やして顕熱回収量を増やす。
As in the first embodiment, the control of the
That is, in the summer mode, when the
Further, when the
夏モードから冬モードへの切り替えについて説明する。
制御部40は、温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度≦冷媒の蒸発温度の場合には、夏モードから冬モードへの切り替え制御を実行する。
制御部40は、冬モードへの切り替え時には、排出バルブ50を開き、流通管22内のブラインを排出する。そして、排出バルブ50を閉じた後に供給バルブ52を開き、温水生成器からの温水を流通管22内に供給する。なお、温水生成器から供給される温水は、ブラインよりも高温にした水である。流通管22には、温度センサ46を設け、流通管22内を流通する温水の温度を検出可能とする。
The switching from the summer mode to the winter mode will be described.
The
When switching to the winter mode, the
温水が流通管22に供給された後、制御部40は、ポンプ24を駆動して温水を第1熱交換器18と第2熱交換器20の間を循環させる。このため、冷却器14に導入される外気は第1熱交換器18において温水と熱交換して加温され、冷却器14に導入する。このため、冷媒レヒート回路34における液バックが防止され、且つ冷却器14における着霜を防止することができる。また着霜を解消するためのデフロストの必要がなくなる。
After the hot water is supplied to the flow pipe 22, the
なお、制御部40は、冬モードの実行中において、温度センサ46が検出した温水の温度が、予め設定した所定温度よりも低いと判断した場合(外気との熱交換によって温水の温度が低下してきた場合)には、排出バルブ50を開き、流通管22内の低温になった温水を排出する。そして、排出バルブ50を閉じた後に供給バルブ52を開き、温水生成器からの新たな温水を流通管22内に供給する。
When the
制御部40は、圧縮機36へ供給される冷媒の温度>冷媒の蒸発温度の場合には、冬モードから夏モードへの切り替え制御を実行する。
制御部40は、夏モードへの切り替え時には、排出バルブ50を開き、流通管22内の温水を排出する。そして、排出バルブ50を閉じた後に供給バルブ52を開き、ブラインを流通管22内に供給する。
When the temperature of the refrigerant supplied to the
When switching to the summer mode, the
また、制御部40は、冬モードの場合において、温水を第1熱交換器18の下部から上部へ流通させるようにポンプ24の回転方向を制御してもよい。
すなわち、図2の場合では、温水は第1熱交換器18と第2熱交換器20との間を反時計回りに循環することになる。また、第2熱交換器20を通過した温水は、ポンプ24の駆動に基づくポンプ熱によって加温される。
図2における第1熱交換器18の下部には上部よりも低温の外気が通過するため、ポンプ熱によってある程度加温された温水が第1熱交換器18において図2の矢印に示したように下部から上部へ流れることによって、第1熱交換器18における外気と温水との熱交換効率が上がる。
Further, the
That is, in the case of FIG. 2, the hot water circulates counterclockwise between the
Since the outside air having a lower temperature than the upper part passes through the lower part of the
なお、制御部40は、温度センサ44によって圧縮機36へ供給される冷媒の温度を検出し、圧縮機36へ供給される冷媒の温度>冷媒の蒸発温度となった場合には、冬モードから夏モードへの切り替え制御を実行する。
The
(他の実施形態)
上述してきた第1の実施形態では、第1熱交換器18、冷却器14、第2熱交換器20、加熱器16、第3熱交換器26が外気の流通方向に沿って直線状に配置されている構成を説明した。
しかし、第1熱交換器18、冷却器14、第2熱交換器20、加熱器16、第3熱交換器26が非直線状(例えば曲線状)に配置されていてもよい。
同様に、第2の実施形態において、第1熱交換器18、冷却器14、第2熱交換器20、加熱器16が非直線状(例えば曲線状)に配置されていてもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment described above, the
However, the
Similarly, in the second embodiment, the
また、第1の実施形態において、第2熱交換器20と第3熱交換器26の切り替えは、三方弁ではなく2つの二方弁を用いた場合も三方弁の概念に含まれるものとする。
2つの二方弁を用いる場合、流通管22の第2熱交換器20と第3熱交換器26の分岐点から第2熱交換器20側の位置と、分岐点から第3熱交換器26側の位置にそれぞれ二方弁を設ける。
流通管22の分岐点から第2熱交換器20側の二方弁を開き、分岐点から第3熱交換器26側の二方弁を閉じることによってブラインを第1熱交換器18と第2熱交換器20との間で流通させることができる。
また、流通管22の分岐点から第2熱交換器20側の二方弁を閉じ、分岐点から第3熱交換器26側の二方弁を開くことによってブラインを第1熱交換器18と第3熱交換器26との間で流通させることができる。
Further, in the first embodiment, switching between the
When two two-way valves are used, the position of the flow pipe 22 from the branch point of the
By opening the two-way valve on the
Further, by closing the two-way valve on the
10 外調機
11 取り入れ口
12 流通路
14 冷却器
16 加熱器
18 第1熱交換器
20 第2熱交換器
22 流通管
24 ポンプ
26 第3熱交換器
27 ファン
28 分岐管
30 三方弁
32 顕熱回収回路
34 冷媒レヒート回路
36 圧縮機
38 凝縮器
40 制御部
42 膨張弁
44 温度センサ
45 温度センサ
46 温度センサ
50 排出バルブ
52 供給バルブ
53 排出管
54 供給管
10 External conditioner 11 Intake port 12
Claims (8)
前記流通路内に取り入れられた外気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の外気流通方向下流側に配置され、前記冷却器を通過した外気を加熱する加熱器と、
前記冷却器の外気流通方向上流側に配置された第1熱交換器、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置された第2熱交換器、前記加熱器の外気流通方向下流側に配置された第3熱交換器、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器と前記第3熱交換器とを流通して外気との間で熱交換するブラインが流通する流通管、前記第2熱交換器と前記第3熱交換器との間でブラインの流通を切り替える三方弁、前記流通管の中途部に設けられてブラインを前記流通管内で流通させるポンプ、を有する顕熱回収回路と、
前記ポンプの駆動制御及び前記三方弁の切り替えを制御する制御部と、を具備し、
前記冷却器及び前記加熱器は、
圧縮機で圧縮されて送り出される冷媒が分配され、分配された一方の冷媒が、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器、圧縮機の順に循環される冷却回路と、分配された他方の冷媒が、加熱器を通過した後、前記膨張弁において前記冷却回路に合流するように設けられた加熱回路と、を有する冷媒レヒート回路の構成の一部であり、
前記制御部は、
前記三方弁を操作して、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間でブラインを循環させる夏モードと、前記第1熱交換器と前記第3熱交換器との間でブラインを循環させる冬モードとを切り替えるように制御可能であることを特徴とする外調機。 The flow path through which the outside air introduced from the intake that takes in the outside air flows, and
A cooler that cools the outside air taken into the flow path,
A heater arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the cooler and heating the outside air that has passed through the cooler, and a heater.
The first heat exchanger arranged on the upstream side in the outside air flow direction of the cooler, the second heat exchanger arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the cooler, and the second heat exchanger arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the heater. A third heat exchanger, a distribution pipe through which brine that circulates between the first heat exchanger, the second heat exchanger, and the third heat exchanger and exchanges heat with the outside air, and the second. A sensible heat recovery circuit having a three-way valve for switching the flow of brine between the heat exchanger and the third heat exchanger, and a pump provided in the middle of the flow pipe to circulate the brine in the flow pipe.
A control unit for controlling the drive of the pump and switching of the three-way valve is provided.
The cooler and the heater
The refrigerant compressed and sent out by the compressor is distributed, and one of the distributed refrigerants is circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler, and a compressor that releases heat to an external heat medium that is an external heat source. It is a part of the configuration of a refrigerant reheat circuit having a circuit and a heating circuit provided so that the other distributed refrigerant passes through the heater and then joins the cooling circuit at the expansion valve.
The control unit
A summer mode in which the three-way valve is operated to circulate brine between the first heat exchanger and the second heat exchanger, and between the first heat exchanger and the third heat exchanger. An external air conditioner characterized in that it can be controlled to switch between the winter mode in which the brine is circulated.
前記圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になったことを検出した場合に、夏モードから冬モードへ切り替えることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の外調機。 The control unit
The external regulator according to claim 1 or 2, wherein when it is detected that the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes equal to or lower than the evaporation temperature of the refrigerant, the mode is switched from the summer mode to the winter mode.
前記夏モードの際には、前記第1熱交換器の上部から下部に向けてブラインが流通するように前記ポンプを駆動し、
前記冬モードの際には、前記第1熱交換器の下部から上部に向けてブラインが流通するように前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の外調機。 The control unit
In the summer mode, the pump is driven so that the brine flows from the upper part to the lower part of the first heat exchanger.
Any one of claims 1 to 3, wherein in the winter mode, the pump is driven so that brine flows from the lower part to the upper part of the first heat exchanger. External conditioner described in the section.
前記流通路内に取り入れられた外気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の外気流通方向下流側に配置され、前記冷却器を通過した外気を加熱する加熱器と、
前記冷却器の外気流通方向上流側に配置された第1熱交換器、前記冷却器の外気流通方向下流側に配置された第2熱交換器、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間を流通して外気との間で熱交換するブライン又は温水が流通する流通管、及び該流通管の中途部に設けられてブライン又は温水を前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間で流通させるポンプを有する顕熱回収回路と、を具備し、
前記冷却器及び前記加熱器は、
圧縮機で圧縮されて送り出される冷媒が分配され、分配された一方の冷媒が、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器、圧縮機の順に循環される冷却回路と、分配された他方の冷媒が、加熱器を通過した後、前記膨張弁において前記冷却回路に合流するように設けられた加熱回路と、を有する冷媒レヒート回路の構成の一部であり、
前記顕熱回収回路には、前記流通路内のブライン又は温水を排出する排出バルブと、前記流通路内へブライン又は温水を供給する供給バルブと、が設けられ、
前記制御部は、
前記顕熱回収回路内でブラインを循環させる夏モードと、前記顕熱回収回路内で外部から供給した温水を循環させる冬モードとで切り替え可能となるように、前記排出バルブと前記供給バルブとを制御することを特徴とする外調機。 The flow path through which the outside air introduced from the intake that takes in the outside air flows, and
A cooler that cools the outside air taken into the flow path,
A heater arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the cooler and heating the outside air that has passed through the cooler, and a heater.
A first heat exchanger arranged on the upstream side in the outside air flow direction of the cooler, a second heat exchanger arranged on the downstream side in the outside air flow direction of the cooler, the first heat exchanger and the second heat exchange. A flow pipe through which brine or hot water that flows between the vessel and exchanges heat with the outside air flows, and a brine or hot water provided in the middle of the flow pipe to exchange the brine or hot water with the first heat exchanger and the second. A sensible heat recovery circuit having a pump to be circulated to and from the heat exchanger is provided.
The cooler and the heater
The refrigerant compressed and sent out by the compressor is distributed, and one of the distributed refrigerants is circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler, and a compressor that releases heat to an external heat medium that is an external heat source. It is a part of the configuration of a refrigerant reheat circuit having a circuit and a heating circuit provided so that the other distributed refrigerant passes through the heater and then joins the cooling circuit at the expansion valve.
The sensible heat recovery circuit is provided with a discharge valve for discharging brine or hot water in the flow passage, and a supply valve for supplying brine or hot water in the flow passage.
The control unit
The discharge valve and the supply valve are switched so as to be switchable between a summer mode in which brine is circulated in the sensible heat recovery circuit and a winter mode in which hot water supplied from the outside is circulated in the sensible heat recovery circuit. An external air conditioner characterized by being controlled.
前記圧縮機への冷媒の吸入温度が冷媒の蒸発温度以下になったことを検出した場合に、夏モードから冬モードへ切り替えることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の外調機。 The control unit
The external conditioner according to claim 5 or 6, wherein when it is detected that the suction temperature of the refrigerant into the compressor becomes equal to or lower than the evaporation temperature of the refrigerant, the mode is switched from the summer mode to the winter mode.
前記流通管に温水を導入した後は、前記第1熱交換器の下部から上部に向けて温水が流通するように前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項5〜請求項7のうちのいずれか1項記載の外調機。 The control unit
Of claims 5 to 7, the pump is driven so that hot water flows from the lower part to the upper part of the first heat exchanger after the hot water is introduced into the flow pipe. The external conditioner described in any one of the items.
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