JP2022109494A - Outside air treatment device - Google Patents

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直樹 安松
Naoki Yasumatsu
光 久米
Hikaru Kume
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Abstract

To solve problems that in the case of use in a cold place in winter season, since outside air temperature taken into an outside air treatment device is low, insufficient heating capacity causes supply of low-temperature air to an indoor side, leading to uncomfortable feeling, and due to defrosting caused by frequent frost formation on a heat exchanger, low-temperature air is supplied to an indoor side, leading to uncomfortable feeling and, that in summer season (intermediate season), when outside air is cooled and then reheated, insufficient reheating capacity causes failure to satisfy required temperature and humidity.SOLUTION: An outside air treatment device supplies to an indoor side outside air whose temperature and humidity are controlled. In the outside air treatment device, a heat pump unit for energy saving and a boiler unit circulating heating medium water having a predetermined temperature are integrally packaged, and output of the heat pump unit and output of the boiler unit are simultaneously controlled.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空調機と併せて使用される室内を換気するための外気処理機に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an outside air processor for ventilating a room used together with an air conditioner.

従来、病院、老人福祉施設、大型のビル等の大型施設や工場等の生産プロセス用として商品の品質を維持するための空調においては、換気の為の室内からの空気の排気量が外部からの給気量よりも大きいと、室内が負圧となり隙間から汚れた空気が侵入し、室内の空気環境が悪化する恐れがある。このため、大量の換気・排気が必要な大型施設においては、室内への給気量と室内から排気量を調整して施設の用途に応じて室内を正圧や負圧に保つため、室内の温湿度を調整する空調機以外に、新鮮な外気を処理して室内に供給する外気処理機が併用されている。 Conventionally, in air conditioning to maintain the quality of products for the production process of large facilities such as hospitals, welfare facilities for the elderly, large buildings, and factories, the amount of air exhausted from the room for ventilation is less than the amount of air discharged from the outside. If it is larger than the air supply amount, the indoor air pressure becomes negative, and dirty air enters through the gap, which may deteriorate the indoor air environment. For this reason, in large facilities that require a large amount of ventilation and exhaust, the amount of air supplied to the room and the amount of exhaust from the room are adjusted to maintain positive or negative pressure in the room according to the purpose of the facility. In addition to the air conditioner that adjusts the temperature and humidity, an outside air processor that processes fresh outside air and supplies it to the room is also used.

外気処理機は、例えば、夏季であれば外気より低温の温度の空気を室内に給気し、冬季であれば外気より高温の温度の空気を室内に給気することで、空調された室内温度との差がなくなり室内の給気口付近が不快にならないようにする役割があり、更に空調機に余計な負担をかけない機能を備えている。また、近年では、省エネのため電気エネルギー以上の大きな熱エネルギーが得られるヒートポンプの技術を採用した外気処理機が提供されている。 For example, the outside air processor supplies air with a temperature lower than the outside air into the room in summer, and supplies air with a temperature higher than the outside air into the room in winter, thereby adjusting the indoor temperature It has the role of eliminating the difference between the air supply and preventing discomfort around the air supply port in the room, and has a function that does not place an extra burden on the air conditioner. Also, in recent years, for energy saving, there has been provided an outside air processor that employs a heat pump technology that can obtain heat energy greater than that of electrical energy.

このような外気処理機(外気処理空調機)としては、同一ケーシング内に、外気取入口と、屋内からの排気を取入れる排気取入口と、外気と熱交換する蒸発器と、排気熱回収兼用の凝縮器と、圧縮機と、外気を蒸発器を介して屋内送風する給気送風機と、凝縮器を介して排気を屋外送風する排気送風機と、屋外から蒸発器への外気風量を調整する外気ダンパと、屋内から凝縮器への排気風量を調整する排気ダンパと、凝縮器への送風量を補助する外気導入ダンパと、を備えた空冷ヒートポンプ式外気処理空調機が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。 Such an outside air processing machine (outside air processing air conditioner) includes, in the same casing, an outside air intake, an exhaust intake for taking in exhaust from the room, an evaporator for exchanging heat with the outside, and an exhaust heat recovery unit. a condenser, a compressor, a supply air blower that blows outside air indoors through the evaporator, an exhaust blower that blows exhaust outside through the condenser, and outside air that adjusts the amount of outside air from outdoors to the evaporator. An air-cooling heat pump type outside air processing air conditioner is disclosed that includes a damper, an exhaust damper that adjusts the amount of exhaust air from indoors to the condenser, and an outside air introduction damper that assists the amount of air blown to the condenser (for example, See Patent Document 1.).

特開2002-228187号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-228187

しかし、特許文献1の外気処理機では、冬季の寒冷地で使用した場合、外気処理機に取り込む外気が低温(0℃以下)のため、暖房能力が不足し低温の空気が室内に供給され室内の給気口付近では寒い。また、加湿能力が不足し湿度が上がらない。寒冷地で使用するヒートポンプは寒冷地仕様といった特殊なヒートポンプが必要になり高価である。また、外気が低温の場合には、頻繁に熱交換器が着霜するためデフロスト(除霜)する必要がある。等の様々な問題があり、特に冬季の寒冷地等においては十分な能力を発揮できなかった。夏季(中間期)においては、外気を冷却し後に冷媒ホットガスで再熱する場合には再熱能力が不足し、目標の温湿度にならない場合があった。 However, when the outside air treatment machine of Patent Document 1 is used in cold regions in winter, the outside air taken into the outside air treatment machine is low temperature (below 0°C), so the heating capacity is insufficient and low temperature air is supplied indoors. It is cold near the air supply port. In addition, the humidification capacity is insufficient and the humidity does not rise. Heat pumps used in cold climates require special heat pumps designed for cold climates, and are expensive. In addition, when the outside air is cold, the heat exchanger is frequently frosted and must be defrosted. There were various problems such as these, and it was not possible to demonstrate sufficient ability especially in cold regions in winter. In the summer (intermediate season), if the outside air is cooled and then reheated with the refrigerant hot gas, the reheating capability may be insufficient, and the target temperature and humidity may not be achieved.

上記問題点を解決するために、外気処理機の前または後ろに電気ヒータユニットや加熱コイルユニットを配置して、外気処理機に取り込む外気を予熱することが考えられるが、大掛かりな設備工事が必要となるばかりか、追加した機器を含めた最適な制御を構築できない場合がある。 In order to solve the above problems, it is conceivable to place an electric heater unit or heating coil unit in front or behind the outside air processing machine to preheat the outside air taken into the outside air processing machine, but this requires large-scale facility construction. In addition, it may not be possible to construct the optimum control including the added equipment.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、外気処理機にヒートポンプの技術だけではなく、所定温度の温水や不凍液等(以下、熱媒水)を循環させるボイラーユニットを一体に構成し、それらを同時に最適制御することで、冬季の寒冷地で使用可能な外気処理機を提供することを目的としている。また、寒冷地でなくても冬季の病院や老人福祉施設、工場等で生産プロセス用として商品の品質を維持するために高温で高湿の給気が必要とされる施設に最適な外気処理機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and not only heat pump technology but also a boiler unit that circulates hot water at a predetermined temperature, antifreeze liquid, etc. (hereinafter referred to as heat transfer water) is integrated into the outside air processing machine. The purpose is to provide an outdoor air processor that can be used in cold regions in winter by optimally controlling them at the same time. In addition, even if it is not a cold region, it is an outdoor air processing unit that is ideal for facilities that require high temperature and high humidity air supply to maintain the quality of products for production processes such as hospitals, welfare facilities for the elderly, and factories in winter. is intended to provide

本発明は、室内に温湿度を調整した外気を供給する外気処理機であって、省エネルギーのためのヒートポンプユニットと、所定温度の熱媒水を循環させるボイラーユニットとを一体にパッケージ化したことを特徴とする外気処理機とした。 The present invention is an outside air processing machine that supplies temperature and humidity-controlled outside air to a room, wherein a heat pump unit for saving energy and a boiler unit for circulating heat transfer water at a predetermined temperature are packaged together. It was made into the characteristic outside air processing machine.

また、前記ヒートポンプユニットの出力と、前記ボイラーユニットとの出力を同時に制御することで、熱交換器のデフロストを抑制することを特徴とする。 Further, defrost of the heat exchanger is suppressed by simultaneously controlling the output of the heat pump unit and the output of the boiler unit.

本発明の外気処理機は、省エネルギーのためのヒートポンプユニットと、所定温度の熱媒水を循環させるボイラーユニットとを一体にパッケージ化してものである。これにより、冬季の寒冷地において外気処理機に取り込む外気の温度が低い場合でも、室内に供給する外気の温度をボイラーユニットで予熱することで、安定した温湿度の外気を室内に供給することができる。 The outside air processor of the present invention is an integral package of a heat pump unit for saving energy and a boiler unit for circulating heat transfer water at a predetermined temperature. As a result, even if the temperature of the outside air taken into the outside air processing unit is low in cold regions in winter, the boiler unit preheats the temperature of the outside air to be supplied to the room, making it possible to supply outside air with a stable temperature and humidity to the room. can.

また、ヒートポンプユニットの出力と、ボイラーユニットとの出力を同時に制御することで、外気処理機の熱交換器のデフロストを抑制することができる。すなわち、ヒートポンプユニットとボイラーユニットとを一体に構成するとともに、連動して同時に最適な制御をすることで、外気処理機内の蒸発器への着霜を制御することができるので、デフロスト(徐霜)による能力低下や室内の冷風感等の不快を解消することができる。 Also, by simultaneously controlling the output of the heat pump unit and the output of the boiler unit, it is possible to suppress the defrost of the heat exchanger of the outside air processing machine. That is, by integrally configuring the heat pump unit and the boiler unit and performing optimal control in conjunction with each other, it is possible to control the formation of frost on the evaporator in the outside air processing machine. It is possible to eliminate the discomfort such as the deterioration of performance due to the cold air and the feeling of cold air in the room.

本発明の一実施形態の外気処理機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the external air processing machine of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の冬季の外気処理機内における外気の温度変化を説明する空気線図である。FIG. 4 is a psychrometric diagram illustrating temperature changes of outside air in the outside air processing machine in winter according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の冬季の外気処理機内におけるデフロスト抑制制御の概要を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an overview of defrost suppression control in the outside air processing machine in winter according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の夏季(中間期)の外気処理機内における外気の温度変化を説明する空気線図である。FIG. 4 is a psychrometric diagram illustrating temperature changes of outside air in the outside air processing machine in summer (intermediate season) according to one embodiment of the present invention.

本発明は、室内に温湿度を調整した外気を供給する処理機であって、省エネルギーのためのヒートポンプユニットと、所定温度の熱媒水を循環させるボイラーユニットとを一体にパッケージ化したことを特徴とする外気処理機に関する。 The present invention is a processing machine that supplies temperature-and-humidity-regulated outside air to a room, and is characterized by integrally packaging a heat pump unit for energy saving and a boiler unit that circulates heat transfer water at a predetermined temperature. It relates to an outside air processing machine.

以下、本発明の実施形態に係る外気処理機について、図面を参照しながら具体的に説明する。図1は、本発明の一実施形態の外気処理機の構成を示す図である。図2は、本発明の一実施形態の冬季の外気処理機内における外気の温度変化を説明する空気線図である。図3は、本発明の一実施形態の冬季の外気処理機内におけるデフロスト抑制制御の概要を説明するフローチャートである。図4は、本発明の一実施形態の夏季(中間期)の外気処理機内における外気の温度変化を説明する空気線図である。 Hereinafter, an outside air processor according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an outside air processor according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a psychrometric diagram illustrating the temperature change of outside air in the outside air processing machine in winter according to one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flow chart illustrating an outline of defrost suppression control in the outside air processor in winter according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a psychrometric diagram for explaining the temperature change of outside air in the outside air processing machine in the summer (intermediate season) according to one embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態の外気処理機1は、金属製(例えば、鉄、アルミ)の上中下の箱型の上段ケーシングKH、中段ケーシングKM、下段ケーシングKL内に各種機器をユニット化して構成されている。最上段の上段ケーシングKHは左右開口部を有してして構成されており、上部に設けられた排気ファン30を稼働することにより、左右開口部から外気OAを吸い込んで上部に排出する。上段ケーシングKHの左右開口部近傍には、凝縮器20がそれぞれ設置されている。この凝縮器20は、夏季運転時は内部の高圧・高温の冷媒ガスを外気OAにより冷却し、凝縮液化させるための熱交換器である。ここで凝縮液化された冷媒ガスは、冷媒配管25を経由して、後述の蒸発器21、再熱器22に循環される。 As shown in FIG. 1, the outside air processing unit 1 of the present embodiment includes various devices in upper, middle, and lower box-shaped casings KH, middle casings KM, and lower casings KL made of metal (for example, iron or aluminum). configured as a unit. The upper casing KH at the uppermost stage is configured to have left and right openings, and by operating an exhaust fan 30 provided at the top, the outside air OA is sucked through the left and right openings and discharged to the top. Condensers 20 are installed near the left and right openings of the upper casing KH. The condenser 20 is a heat exchanger for cooling the internal high-pressure, high-temperature refrigerant gas with the outside air OA to condense and liquefy it during operation in summer. The refrigerant gas condensed and liquefied here is circulated to the evaporator 21 and the reheater 22 described later via the refrigerant pipe 25 .

中段ケーシングKMは、上段ケーシングKHと同様に左右開口部を有して構成されている。中段ケーシングKMの右開口部は外気OAの取り入れ口であり、取り入れた外気OAの温湿度を調整して、中段ケーシングKMの左開口部から給気SAとして室内に供給する。中段ケーシングKMの左右開口部近傍には、熱媒水コイル13がそれぞれ設置されている。熱媒水コイル13は、熱媒水配管12を循環する熱媒水を内部で循環させる複数の熱媒水流通パイプで構成されており、中段ケーシングKMの右開口部から取り入れた外気OAの温度調整(冬季の予熱)を行う。 Like the upper casing KH, the middle casing KM has left and right openings. The right opening of the middle casing KM is an inlet for outside air OA, and the temperature and humidity of the outside air OA that is taken in is adjusted and supplied as supply air SA from the left opening of the middle casing KM into the room. Heat transfer water coils 13 are installed near the left and right openings of the intermediate casing KM. The heat transfer water coil 13 is composed of a plurality of heat transfer water circulation pipes for internally circulating the heat transfer water circulating in the heat transfer water pipes 12. The temperature of the outside air OA taken in from the right opening of the intermediate casing KM Make adjustments (preheat in winter).

中段ケーシングKMの右開口部近傍の熱媒水コイル13の左側には、蒸発器21が配設されている。蒸発器21は、内部を循環する凝縮液化された冷媒の蒸発潜熱を利用して容器の外を中段ケーシングKMの右から左に流通する外気OAに熱交換する熱交換器である。このため、冷媒配管25により凝縮器20と連結され、凝縮液化された冷媒が凝縮器20から供給される構成としている。 An evaporator 21 is arranged on the left side of the heat transfer water coil 13 near the right opening of the intermediate casing KM. The evaporator 21 is a heat exchanger that utilizes the latent heat of vaporization of the condensed and liquefied refrigerant circulating inside to exchange heat with the outside air OA flowing from the right to the left of the middle casing KM outside the container. Therefore, it is configured to be connected to the condenser 20 by the refrigerant pipe 25 so that the condensed and liquefied refrigerant is supplied from the condenser 20 .

蒸発器21の左側には、再熱器22が配設されている。再熱器22は蒸発器21を通過して温度が低下した外気OAを暖めるものである。つまり、熱交換器として機能することで、冷ました空気を再度加熱するため「再熱器」と呼称される。この再熱器22も冷媒配管25により凝縮器20と連結され、凝縮液化された冷媒が凝縮器20から供給される。そして、再熱器22の熱源として凝縮器20から供給された凝縮液化された冷媒ホットガスを使用する構成としている。 A reheater 22 is arranged on the left side of the evaporator 21 . The reheater 22 warms the outside air OA that has passed through the evaporator 21 and the temperature of which has decreased. In other words, by functioning as a heat exchanger, it is called a "reheater" because it reheats the cooled air. This reheater 22 is also connected to the condenser 20 by a refrigerant pipe 25 , and the condensed and liquefied refrigerant is supplied from the condenser 20 . As a heat source for the reheater 22, the condensed and liquefied refrigerant hot gas supplied from the condenser 20 is used.

すなわち、上段ケーシングKHの左右開口部近傍にそれぞれ設置された凝縮器20と、中段ケーシングKMに設置された蒸発器21、再熱器22及びそれらを連結した冷媒配管25により、本実施形態におけるヒートポンプユニットが構成されている。なお、ヒートポンプユニットを構成する凝縮器20及び蒸発器21は、冬季の暖房運転時と夏季の冷房運転時とでは、その機能を逆転させて動作する。つまり、凝縮器20は、冬季の暖房運転時は蒸発器20として機能し、蒸発器21は、冬季の暖房運転時は凝縮器21として機能する。このため、以下の説明では、符号を同じくした凝縮器20、蒸発器20又は、蒸発器21、凝縮器21として記載される場合がある。 That is, the condenser 20 installed near the left and right openings of the upper casing KH, the evaporator 21 and the reheater 22 installed in the middle casing KM, and the refrigerant pipes 25 connecting them make up the heat pump in this embodiment. unit is configured. Note that the condenser 20 and the evaporator 21 that constitute the heat pump unit operate by reversing their functions between heating operation in winter and cooling operation in summer. That is, the condenser 20 functions as the evaporator 20 during the winter heating operation, and the evaporator 21 functions as the condenser 21 during the winter heating operation. Therefore, in the following description, they may be referred to as condenser 20 and evaporator 20 or evaporator 21 and condenser 21 with the same reference numerals.

再熱器22の左側には、加湿器23が配設されている。この加湿器23は、上段ケーシングKHを左から右に流通する外気OAに所定の湿度を付与するものである。加湿器23の左側であり、中段ケーシングKMの左開口部近傍には熱媒水コイル14が配設されている。熱媒水コイル14は、熱媒水配管12を循環する熱媒水を内部に循環させることにより、中段ケーシングKMの右開口部から取り入れた外気OAの最終的な温度調整を行い、中段ケーシングKMの左開口部から所定温度の空気を給気SAとして室内に供給する。 A humidifier 23 is arranged on the left side of the reheater 22 . The humidifier 23 imparts a predetermined humidity to the outside air OA flowing through the upper casing KH from left to right. A heat transfer water coil 14 is arranged on the left side of the humidifier 23 and near the left opening of the intermediate casing KM. The heat transfer water coil 14 internally circulates the heat transfer water circulating in the heat transfer water pipe 12, thereby performing final temperature adjustment of the outside air OA taken in from the right opening of the middle casing KM. Air of a predetermined temperature is supplied to the room as supply air SA from the left opening of .

下段ケーシングKLは、上段ケーシングKH、中段ケーシングKMとは異なり、各種装置を内部に設置して構成されている。下段ケーシングKLの右側には、貯湯槽10、ボイラ11が設置されており、常に一定温度の熱媒水が貯湯槽10に貯湯される構成としている。貯湯槽10に貯留された熱媒水は熱媒水配管12の途中に設置されたポンプ(図中P)により、熱媒水配管12で連結された貯湯槽10と熱媒水コイル13及び14との間を循環することになる。 Unlike the upper casing KH and the middle casing KM, the lower casing KL is configured by installing various devices inside. A hot water storage tank 10 and a boiler 11 are installed on the right side of the lower casing KL, and heat transfer water at a constant temperature is always stored in the hot water storage tank 10 . The heat transfer water stored in the hot water storage tank 10 is pumped by a pump (P in the figure) installed in the heat transfer water pipe 12 to the hot water storage tank 10 and the heat transfer water coils 13 and 14 connected by the heat transfer water pipe 12. will circulate between

すなわち、中段ケーシングKMの左右開口部近傍にそれぞれ設置された熱媒水コイル13及び14と、下段ケーシングKLに設置された貯湯槽10、ボイラ11及びそれらを連結した熱媒水配管12により、本実施形態におけるボイラーユニットが構成されている。 That is, the heat transfer water coils 13 and 14 installed near the left and right openings of the middle casing KM, respectively, the hot water storage tank 10 and the boiler 11 installed in the lower casing KL, and the heat transfer water pipe 12 connecting them, make this A boiler unit in an embodiment is constructed.

上述した構成の外気処理機1によれば、夏季においては、高温の外気OAをヒートポンプユニットの蒸発器21で冷却し、再加熱が必要な場合には再熱器22で再熱する。再熱量が不足する場合にはボイラーユニットの貯湯槽の熱媒水を熱媒水コイル14に供給し再熱を補うことで、適切な温度及び湿度の給気SAを室内に提供することができる。また、冬季においては、低温の外気OAの温度をヒートポンプユニットの凝縮器21で加熱し、加湿が必要な場合には加湿器23で加湿する。加湿器で気化冷却した温度が低い場合にはボイラーユニットの貯湯槽の熱媒水を熱媒水コイル14に供給し加熱することで、適切な温度及び湿度の給気SAを室内に提供することができる。 According to the outside air processor 1 configured as described above, in summer, the high temperature outside air OA is cooled by the evaporator 21 of the heat pump unit, and is reheated by the reheater 22 when reheating is required. When the amount of reheat is insufficient, the heat transfer water in the hot water storage tank of the boiler unit is supplied to the heat transfer water coil 14 to compensate for the reheat, thereby providing the room with the supply air SA at an appropriate temperature and humidity. . In winter, the temperature of the low-temperature outside air OA is heated by the condenser 21 of the heat pump unit, and when humidification is required, the humidifier 23 humidifies the air. When the temperature evaporatively cooled by the humidifier is low, the heat transfer water in the hot water storage tank of the boiler unit is supplied to the heat transfer water coil 14 to heat it, thereby providing the indoor supply air SA with appropriate temperature and humidity. can be done.

以下、図2を参照して、冬季の外気処理機1内における外気OAの温度変化の一例を説明する。図2に示す例は、冬季の寒冷地に設置された外気処理機1内における外気OAの温度変化を示している。 An example of the temperature change of the outside air OA inside the outside air processing machine 1 in winter will be described below with reference to FIG. 2 . The example shown in FIG. 2 shows the temperature change of the outside air OA inside the outside air processor 1 installed in a cold region in winter.

図2に示すように、中段ケーシングKMの右開口部から取り入れた外気OAの温度は―15℃である(図中〇の1)。中段ケーシングKMの右開口部から左開口部に流通する外気OAの温度は、中段ケーシングKMの右開口部近傍のボイラーユニットを構成する熱媒水コイル13で予熱されて35℃まで上昇する(図中〇の2)。中段ケーシングKMの熱媒水コイル13の左に設置されたヒートポンプユニットの凝縮器20で外気OAの温度は45℃まで上昇する(図中〇の3)。 As shown in FIG. 2, the temperature of the outside air OA taken in from the right opening of the middle casing KM is −15° C. (1 in the figure). The temperature of the outside air OA flowing from the right opening of the middle casing KM to the left opening is preheated by the heat transfer water coil 13 constituting the boiler unit near the right opening of the middle casing KM and rises to 35° C. (Fig. Medium 0 2). The temperature of the outside air OA rises to 45° C. at the condenser 20 of the heat pump unit installed to the left of the heat transfer water coil 13 of the intermediate casing KM (3 in the figure).

加湿器23で湿度調整された外気OAの温度は、加湿による水分の蒸発により30.7℃まで気化冷却され下降する(図中〇の4)。最終的に、中段ケーシングKMの右開口部から左開口部に流通する外気OAの温度は、中段ケーシングKMの左開口部近傍のボイラーユニットを構成する熱媒水コイル14で加熱されて40℃まで上昇する(図中〇の5)。そして、中段ケーシングKMの左開口部から熱媒水コイル14で加熱された外気OAは、給気SAとして室内に供給される。 The temperature of the outside air OA whose humidity has been adjusted by the humidifier 23 is evaporatively cooled to 30.7° C. due to the evaporation of moisture due to the humidification (4 in the figure). Finally, the temperature of the outside air OA flowing from the right opening of the middle casing KM to the left opening is heated by the heat transfer water coil 14 constituting the boiler unit near the left opening of the middle casing KM to 40°C. It rises (5 of ○ in the figure). Then, the outside air OA heated by the heat transfer water coil 14 is supplied into the room from the left opening of the intermediate casing KM as supply air SA.

上述してきたように、本実施形態に外気処理機1は、ヒートポンプユニットだけではなく、所定温度の熱媒水を循環させるボイラーユニットを一体に構成することで、冬季の寒冷地で使用可能な外気処理機1を提供することができる。 As described above, the outside air processing machine 1 in this embodiment includes not only a heat pump unit but also a boiler unit that circulates heat transfer water at a predetermined temperature. A processor 1 can be provided.

ここで、本実施形態における外気処理機1は、一体に構成したヒートポンプユニット及びボイラーユニットを制御部(図示しない)において連動させて制御する構成としている。すなわち、ヒートポンプユニットを構成する凝縮器20、蒸発器21及び再熱器22の制御と、ボイラーユニットを構成する貯湯槽10と循環ポンプP、ボイラ11による温度制御とを同時に行うことで、運転効率の良いヒートポンプユニットを優先的に運転させ、ボイラーユニットの稼働は必要最小運転にすることで、無駄のない最適な制御を行うことができ、省エネルギーを図ることが可能となる。 Here, the external air processing machine 1 in the present embodiment is configured such that the integrally configured heat pump unit and boiler unit are interlocked and controlled by a control unit (not shown). That is, the control of the condenser 20, the evaporator 21, and the reheater 22, which constitute the heat pump unit, and the temperature control by the hot water storage tank 10, the circulation pump P, and the boiler 11, which constitute the boiler unit, are simultaneously performed, thereby improving the operating efficiency. By preferentially operating the heat pump unit with the best performance and operating the boiler unit to the minimum required operation, it is possible to perform optimum control without waste and to save energy.

また、冬季の寒冷地等においては、外気処理機1が取込む外気OAは、予めボイラーユニットを構成する熱媒水コイル13で予熱された状態で、熱交換器であるヒートポンプユニットを構成する凝縮器21を流通する。これにより、外気処理機1が取込む低温(例えば、-15℃)の外気OAが、低温のまま熱交換器であるヒートポンプユニットを構成する凝縮器21を流通することを防ぎ、加熱能力不足を補う。また、ヒートポンプユニットの蒸発器20の蒸発温度が低下し、デフロスト検知温度になった場合は、ヒートポンプユニットの出力を下げ蒸発温度を上昇させ、次にボイラーユニットの出力を上げ加熱能力不足を補うことで、蒸発器20は着霜しにくい状態になりデフロスト(除霜)を抑制し、冬季の寒冷地等においても十分な能力を発揮することができる。 Further, in a cold region in winter, the outside air OA taken in by the outside air processing unit 1 is preheated by the heat transfer water coil 13 forming the boiler unit, and then is condensed into a heat pump unit forming a heat exchanger. It flows through the container 21 . As a result, the low-temperature (for example, −15° C.) outside air OA taken in by the outside air processor 1 is prevented from flowing through the condenser 21 constituting the heat pump unit, which is a heat exchanger, at a low temperature, thereby preventing insufficient heating capacity. compensate. When the evaporation temperature of the evaporator 20 of the heat pump unit drops and reaches the defrost detection temperature, the output of the heat pump unit is lowered to raise the evaporation temperature, and then the output of the boiler unit is increased to compensate for the lack of heating capacity. As a result, the evaporator 20 is in a state where it is difficult for frost to form, so that defrosting is suppressed, and sufficient performance can be exhibited even in cold regions in winter.

以下、図3を参照して本実施形態の外気処理機1で制御されるデフロスト抑制制御方法の一例を説明する。なお、以下の制御処理は、外気処理機1に付設されている制御部(図示せず)に記憶されている制御プログラムにより実行される冬季の暖房運転時を一例として説明する。 An example of the defrost suppression control method controlled by the outside air processing machine 1 of the present embodiment will be described below with reference to FIG. 3 . The following control process will be described as an example during a heating operation in winter, which is executed by a control program stored in a control unit (not shown) attached to the outside air processor 1 .

図3に示す暖房運転処理では、外気温度と蒸発器20の蒸発温度のデフロスト設定条件を監視しながら、条件が揃わない時にはヒートポンプユニットの出力のアップとダウンで給気設定温度に向かって制御し、条件が揃う時にはヒートポンプユニットの出力をダウンさせ蒸発温度を上げる制御を行い蒸発器20に着霜しないように抑制する。その際、ヒートポンプユニットの熱媒水コイル出力のアップとダウンで給気設定温度に向かって制御し、ヒートポンプユニットのデフロスト抑制を行う。 In the heating operation process shown in FIG. 3, while monitoring the defrost setting conditions of the outside air temperature and the evaporation temperature of the evaporator 20, when the conditions are not met, the output of the heat pump unit is increased or decreased to control the supply air toward the set temperature. When the conditions are met, the output of the heat pump unit is lowered to raise the evaporation temperature, thereby suppressing frost formation on the evaporator 20. - 特許庁At that time, the output of the heat transfer water coil of the heat pump unit is increased or decreased to control the supply air toward the set temperature, thereby suppressing the defrost of the heat pump unit.

図3に示すように、制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下か否かを判別する(ステップS1)。制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下ではないと判別した場合(ステップS1:No)は、ヒートポンプユニットの出力をダウン(ステップS2)させて、ステップS1に処理を移す。一方、外気OAの温度が設定給気温度以下であると判別した場合(ステップS1:Yes)は、ステップS3に処理を移す。 As shown in FIG. 3, the control unit determines whether or not the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S1). When the control unit determines that the temperature of the outside air OA is not equal to or lower than the set supply air temperature (step S1: No), the control unit reduces the output of the heat pump unit (step S2) and shifts the process to step S1. On the other hand, when it is determined that the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S1: Yes), the process proceeds to step S3.

制御部は、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下か否かを判別する(ステップS3)。制御部は、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下ではないと判別した場合(ステップS3:No)は、ヒートポンプユニットの出力をアップ(ステップS4)させて、ステップS1に処理を移す。一方、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下であると判別した場合(ステップS3:Yes)は、ヒートポンプユニットの出力をダウン(ステップS5)させて、ステップS6に処理を移す。 The control unit determines whether or not the temperature of the outside air OA is A (set value)° C. and the evaporation temperature X (set value)° C. or less (step S3). When the control unit determines that the temperature of the outside air OA is not below A (set value) ° C. and the evaporation temperature X (set value) ° C. (step S3: No), it increases the output of the heat pump unit (step S4). Then, the process moves to step S1. On the other hand, when it is determined that the temperature of the outside air OA is A (set value) ° C. and the evaporation temperature X (set value) ° C. or less (step S3: Yes), the output of the heat pump unit is decreased (step S5), The process moves to step S6.

制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下か否かを判別する(ステップS6)。制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下ではないと判別した場合(ステップS6:No)は、ステップS1に処理を移す。一方、外気OAの温度が設定給気温度以下であると判別した場合(ステップS6:Yes)は、熱媒水コイル13及び14の出力をアップ(ステップS7)させて、ステップS8に処理を移す。 The control unit determines whether or not the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S6). When the controller determines that the temperature of the outside air OA is not equal to or lower than the set supply air temperature (step S6: No), the process proceeds to step S1. On the other hand, if it is determined that the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S6: Yes), the outputs of the heat transfer water coils 13 and 14 are increased (step S7), and the process proceeds to step S8. .

制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下か否かを判別する(ステップS8)。制御部は、外気OAの温度が設定給気温度以下ではないと判別した場合(ステップS8:No)は、熱媒水コイル13及び14の出力をダウン(ステップS9)させて、ステップS8に処理を移す。一方、外気OAの温度が設定給気温度以下であると判別した場合(ステップS8:Yes)は、ステップS10に処理を移す。 The control unit determines whether or not the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S8). When the control unit determines that the temperature of the outside air OA is not equal to or lower than the set supply air temperature (step S8: No), it reduces the outputs of the heat transfer water coils 13 and 14 (step S9), and proceeds to step S8. to move. On the other hand, when it is determined that the temperature of the outside air OA is equal to or lower than the set supply air temperature (step S8: Yes), the process proceeds to step S10.

制御部は、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下か否かを判別する(ステップS10)。制御部は、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下であると判別した場合(ステップS10:Yes)は、ヒートポンプユニットの出力をダウン(ステップS11)させて、ステップS10に処理を移す。一方、外気OAの温度がA(設定値)℃かつ蒸発温度X(設定値)℃以下ではないと判別した場合(ステップS10:No)は、熱媒水コイル13及び14の出力をアップ(ステップS12)させて、ステップS13に処理を移す。 The control unit determines whether or not the temperature of the outside air OA is A (set value)° C. and the evaporation temperature X (set value)° C. or less (step S10). When the control unit determines that the temperature of the outside air OA is A (set value) ° C. and the evaporation temperature X (set value) ° C. or lower (step S10: Yes), it reduces the output of the heat pump unit (step S11). Then, the process moves to step S10. On the other hand, when it is determined that the temperature of the outside air OA is not below A (set value) ° C. and the evaporation temperature X (set value) ° C. (step S10: No), the outputs of the heat transfer water coils 13 and 14 are increased (step S12), and the process proceeds to step S13.

制御部は、暖房運転を継続するか否かを判別する(ステップS13)。制御部は、暖房運転を継続すると判別した場合(ステップS13:Yes)は、ステップS1に処理を移す。一方、暖房運転を継続しないと判別した場合(ステップS13:No)は、本処理を終了する。 The control unit determines whether or not to continue the heating operation (step S13). When the controller determines to continue the heating operation (step S13: Yes), the process proceeds to step S1. On the other hand, if it is determined not to continue the heating operation (step S13: No), this process is terminated.

以下、図4を参照して、夏季(中間期)の外気処理機1内における外気OAの温度変化の一例を説明する。 Hereinafter, an example of the temperature change of the outside air OA inside the outside air processing machine 1 in summer (intermediate season) will be described with reference to FIG. 4 .

図4に示すように、中段ケーシングKMの右開口部から取り入れた外気OAの温度は23℃である(図中の〇の1)。中段ケーシングKMの右開口部から左開口部に流通する外気OAの温度は、ヒートポンプユニットの蒸発器21で11.3℃まで冷却され(図中の〇の2)、再熱器22で22℃まで加熱される(図中の〇の3)。給気設定温度が25℃になっている場合、冷媒ホットガスだけでは再熱能力が不足するため、ボイラーユニットを構成する熱媒水コイル14にて25℃まで加熱する(図中の〇の4)。そして、中段ケーシングKMの左開口部から熱媒水コイル14で加熱された外気OAは、給気SAとして室内に供給される。 As shown in FIG. 4, the temperature of the outside air OA taken in from the right opening of the middle casing KM is 23° C. (circle 1 in the figure). The temperature of the outside air OA flowing from the right opening to the left opening of the middle casing KM is cooled to 11.3°C by the evaporator 21 of the heat pump unit (2 in the figure), and is 22°C by the reheater 22. It is heated up to (○ 3 in the figure). When the supply air set temperature is 25°C, the reheating capacity is insufficient only with the refrigerant hot gas, so the heat transfer water coil 14 that constitutes the boiler unit heats up to 25°C (4 in the figure) ). Then, the outside air OA heated by the heat transfer water coil 14 is supplied into the room from the left opening of the intermediate casing KM as supply air SA.

以上、本発明における実施形態の一例を説明してきたが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。 An example of the embodiment of the present invention has been described above, but the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention may be modified without departing from the spirit of the invention. Included in the invention.

1 外気処理機
10 貯湯槽
11 ボイラ
12 熱媒水配管
13 熱媒水コイル
14 熱媒水コイル
20 凝縮器(冬季は蒸発器)
21 蒸発器(冬季は凝縮器)
22 再熱器
23 加湿器
25 冷媒配管
30 排気ファン
KH 上段ケーシング
KM 中段ケーシング
KL 下段ケーシング
OA 外気
SA 給気
1 outside air processor 10 hot water storage tank 11 boiler 12 heat transfer water pipe 13 heat transfer water coil 14 heat transfer water coil 20 condenser (evaporator in winter)
21 evaporator (condenser in winter)
22 Reheater 23 Humidifier 25 Refrigerant pipe 30 Exhaust fan KH Upper casing KM Middle casing KL Lower casing OA Outside air SA Supply air

Claims (2)

室内に温湿度を調整した外気を供給する外気処理機であって、
省エネルギーのためのヒートポンプユニットと、
所定温度の熱媒水を循環させるボイラーユニットと、
を一体にパッケージ化したことを特徴とする外気処理機
An outside air processor for supplying outside air with adjusted temperature and humidity indoors,
heat pump unit for energy saving,
a boiler unit for circulating heat transfer water at a predetermined temperature;
An outside air processing machine characterized by integrally packaging
前記ヒートポンプユニットの出力と、前記ボイラーユニットとの出力を同時に制御することで、熱交換器のデフロストを抑制することを特徴とする請求項1に記載の外気処理機。 2. The outside air processing apparatus according to claim 1, wherein the defrost of the heat exchanger is suppressed by simultaneously controlling the output of the heat pump unit and the output of the boiler unit.
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