JP2695603B2 - ヒートポンプパッケージの加湿方式 - Google Patents

ヒートポンプパッケージの加湿方式

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JP2695603B2 JP5307326A JP30732693A JP2695603B2 JP 2695603 B2 JP2695603 B2 JP 2695603B2 JP 5307326 A JP5307326 A JP 5307326A JP 30732693 A JP30732693 A JP 30732693A JP 2695603 B2 JP2695603 B2 JP 2695603B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加湿効率を高める加湿
方式に関し、更に詳しくは、圧縮機からの高圧冷媒をレ
タン空気のプレヒートに利用するものである。
【0002】
【従来の技術】加湿器の一つに、濡れ表面に通風し、空
気に湿り気を持たせる気化式加湿器がある。気化式加湿
器では、相対湿度が100%以下であり、吹き出し空気
の近くに障害物があっても結露の心配がなく、また、加
湿は気化作用で行うので水中の不純物を放出することが
ない。このような利点から近年、パッケージエアコンの
加湿方式は、気化式加湿方式が主流になりつつある。
【0003】図7は加湿器を組み込んだ従来のパッケー
ジエアコンの構成概略図である。室内ユニット1には一
つの熱交換器(コイル)3が備えられ、このコイル3が
蒸発器、或いは凝縮器として作用することにより、吸熱
運転(冷房運転)又は排熱運転(暖房運転)が行われ
る。室内ユニット1には送風機5、加湿器7が備えら
れ、加湿器7はコイル3に対して通過空気の上流側に配
置されている。図8は暖房モードにおける加湿時の説明
図である。このように構成された室内ユニット1の暖房
モード加湿運転時では、レタン空気が加湿器7により先
ず加湿され、湿り気を持ったレタン空気がコイル3によ
り加熱されることにより、高温多湿となった調和空気が
居室に供給されることになる。図9は冷房モードにおけ
る加湿時の説明図である。一方、冷房モード加湿運転時
では、レタン空気が同様に加湿器7により先ず加湿さ
れ、湿り気を持ったレタン空気がコイル3により冷却さ
れ、低温多湿となった調和空気が居室に供給されること
になるのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加湿方式では、加湿器7がコイル3に対して通過空気の
上流側に配置されているので、レタン空気(外気と混合
後の吸込空気)の温度が低い場合、飽和効率が低いもの
となり、充分に加湿効率を高めることができなかった。
即ち、図10の空気線図に示すように、吸気状態P1
ままからの加湿は、充分な湿り気を得ずに飽和状態P2
に達し、加熱後の吹出状態P3 の吹出空気は、絶対湿度
1 が低く、加湿効率が低いものであった。また、イン
テリアゾーン系統のパッケージエアコンの場合、冬期冷
房運転モードとなることが多く、冷房モード加湿運転と
なると加湿効率が低下した。即ち、図11の空気線図に
示すように、低温t1 の吸気状態P4 からの加湿は、飽
和効率が低く、上述同様、充分な湿り気を得ずに加湿終
了状態P5 となり、冷却後の吹出状態P6 の吹出空気
は、絶対湿度I2 が低く、加湿効率が低いものであっ
た。更に、気化式の加湿器7は一定の水量を保有してい
るため、空調停止後、加湿器7内に水が残留している
と、翌日の空調開始時の給気に臭いが発生する問題があ
った。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、飽和
効率が高められるとともに、空調停止後の加湿器を乾燥
させることができるヒートポンプパッケージの加湿方式
を提供し、もって、加湿効率の向上、及び臭い発生の防
止を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るヒートポンプパッケージの加湿方式は、
室内ユニットの熱交換器を二つに分割し、この二つの熱
交換器を通過空気流方向に並設し、加湿器をこの熱交換
器同士の間に配設し、圧縮機からの高温ガスを通過空気
上流側の一方の熱交換器に供給し、加湿器通過前の空気
を高温ガスと熱交換させて加熱することを特徴とするも
のである。また、加湿器乾燥方式では、加湿器と通過空
気下流側の他方の熱交換器との間に湿度検出器を設け、
湿度検出器が所定の乾燥値を検出するまで圧縮機からの
高温ガスを通過空気上流側の一方の熱交換器に供給する
とともに、送風運転を継続することを特徴とするもので
ある。
【0006】
【作用】通過空気上流側の一方の熱交換器に膨張弁を通
過しない高温ガスが直接供給され、当該熱交換器が加熱
運転される。これにより、レタン空気が高温ガスにより
予備加熱され、相対湿度が低い加湿されやすい状態とな
り、加湿効率が高くなり、加湿が行われることにより充
分な加湿状態となる。この場合において、予備加熱には
他の電気エネルギーが使用されることがなく、一つの冷
凍サイクル内での余剰熱量が有効利用されることにな
る。また、加湿器乾燥モードでは、空調停止後、通過空
気上流側の一方の熱交換器のみに高温ガスが通過され、
当該熱交換器により高温となった空気が、加湿器側に送
風され、加湿器が乾燥される。加湿器を通過した空気は
湿度検出器により湿度が検出され、通過空気が所定湿度
値となった場合に、加湿器が乾燥したことを判断し、高
圧ガスの供給、送風が停止される。
【0007】
【実施例】以下、本発明に係るヒートポンプパッケージ
の加湿方式の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明
する。図1は本発明加湿方式による暖房加湿時の説明
図、図2は暖房加湿時の状態を空気線図で表した説明
図、図3は冷房加湿時の説明図、図4は冷房加湿時の状
態を空気線図で表した説明図、図5は本発明加湿方式を
実現するための構成概略図である。本加湿方式を実現さ
せる構成では、図5に示すように、室内ユニット11内
の高圧配管13に電動膨張弁15が設けられ、電動膨張
弁15の低圧側は二つに分割された第1コイル19a、
第2コイル19bにそれぞれ接続されている。電動膨張
弁15と第1コイル19aの間、及び電動膨張弁15と
第2コイル19bの間の接続配管13a、13bには制
御弁21a、21bが設けられ、制御弁21a、21b
は接続配管13a、13bの開閉を行う。
【0008】電動膨張弁15の上流側の高圧配管13に
は二本に分岐されたホットガスバイパス配管23a、2
3bが接続され、ホットガスバイパス配管23aは制御
弁21aと第1コイル19aとの間の接続配管13aに
接続される一方、ホットガスバイパス配管23bは制御
弁21bと第2コイル19bとの間の接続配管13bに
接続されている。つまり、高圧冷媒は、電動膨張弁15
を通過することなく、直接、第1コイル19a、第2コ
イル19bへ供給可能となっているのである。ホットガ
スバイパス配管23a、23bには比例制御弁25a、
25bが設けられ、比例制御弁25a、25bは高圧冷
媒の流量を比例制御できるようになっている。
【0009】第1コイル19aと第2コイル19bの間
には加湿器27が設けられ、加湿器27は第1コイル1
9aにより予備加熱されたレタン空気に対して加湿が行
えるようになっている。第2コイル19bの通過空気流
の下流側には送風機29が設けられ、送風機29は第1
コイル19a、加湿器27、第2コイル19bを順次通
過した空気を調和空気として送気するようになってい
る。また、加湿器27と第2コイル19bの間には湿度
検出器(H)31が取り付けられ、湿度検出器31は加
湿器27を通過した空気の湿度を検出できるようになっ
ている。
【0010】このように構成されたヒートポンプパッケ
ージによる加湿方式(方法)を説明する。暖房モードに
おいて加湿を行う場合、比例制御弁25a、25bが開
かれる一方、制御弁21a、21bが閉じられる。する
と第1コイル19a、第2コイル19bには、電動膨張
弁15を通過せずに圧縮機(図示略)から比例制御弁2
5a、25bを通って直接高温ガスが供給され、これに
より第1コイル19a、第2コイル19bは加熱運転
(図1参照)になる。この状態を図2に示す空気線図上
で説明すると、吸気状態P7 のレタン空気は、第1コイ
ル19aに供給された高温ガスにより予備加熱(プレヒ
ート)され、温度がt2 からt3 に上昇する。この状態
8 では相対湿度が低く、加湿効率が高くなり、加湿が
行われることにより充分な加湿状態P9 となる。この状
態で、第2コイル19bにより加熱された空気は、高温
多湿の状態P10となり、プレヒートを行わずに加湿した
従来の絶対湿度I1 (図10参照)に比べ、絶対湿度I
3 が高くなる。
【0011】従って、圧縮機からの高圧ガス(高温ガ
ス)の熱量がレタン空気の加熱に利用され、加熱された
レタン空気は、相対湿度が低下して加湿し易い状態とな
り、多量の湿気を含むことができるようになる。そし
て、この場合において、プレヒートには他の電気エネル
ギー、例えば電気ヒーター等が使用されることがなく、
一つの冷凍サイクル内での余剰熱量が有効利用されるこ
とになる。因みに、プレヒートを行うことで、冷却され
た高温ガスは、過冷却されることになり、冷却能力が高
められることになる。つまり、高温ガスは、一方で、加
湿効率の向上に寄与し、他方で、その大小に冷却能力が
高められるのである。
【0012】また、冷房モードにおいて加湿を行う場
合、制御弁21b、比例制御弁25aが開かれる一方、
制御弁21a、比例制御弁25bが閉じられ、この状態
で圧縮機から高圧高温ガスが高圧配管13に供給され
る。すると、第1コイル19aには、電動膨張弁15を
通過せず比例制御弁25aを通って高温ガスが直接供給
される。一方、第2コイル19bには、電動膨張弁15
を通過し膨張することによって低温化した低温冷媒が供
給されることになる。つまり、第1コイル19aは加熱
運転、第2コイル19bは冷却運転になるのである(図
3参照)。ここで、電動膨張弁15は高圧配管13中に
おいて高抵抗体となるものであり、したがってこの電動
膨張弁15に流入した高圧高温ガスは該電動膨張弁15
を通過することにより低圧状態となって低温化し、低温
冷媒となる。一方、比例制御弁25aはその開度が調整
されることにより高圧配管13から分岐したホットガス
バイパス配管23a中においてその抵抗値が変化するも
のであり、この例においては、電動膨張弁15より当然
低い抵抗値であるものの、高抵抗体である電動膨張弁1
5側にも圧縮機からの高圧ガスの一部が流入しこれを通
過するよう、その抵抗値が適宜に調整されている。よっ
て、このような状態のもとに、前述したように第1コイ
ル19aでは高温ガスが直接供給されることにより加熱
運転となり、また第2コイル19bでは、比例制御弁2
5aと電動膨張弁15との抵抗の比に対応して量的には
少なくなるものの高温高圧ガスが流入し、さらに膨張に
よって低温化した低温冷媒が供給されることにより、冷
却運転になるのである。この状態を図4に示す空気線図
上で説明すると、吸気状態P11のレタン空気は、第1コ
イル19aの高温ガスによりプレヒートされ、温度がt
4 からt5 に上昇する。この状態P12では相対湿度が低
く、加湿効率が高くなり、加湿が行われることにより充
分な加湿状態P13となる。この状態で、第2コイル19
bにより冷却された空気は、低温多湿の状態P14とな
り、プレヒートを行わずに加湿した従来の絶対湿度I2
(図11参照)に比べ、絶対湿度I4 が高くなる。従っ
て、冬期のインテリアゾーンにおける冷房運転の場合、
低温のレタン空気に直接加湿を行っていた従来に比べ
(図9参照)、レタン空気が一旦加熱されることによ
り、加湿効率が向上することになるのである。
【0013】図6は加湿器乾燥制御時の説明図である。
加湿器乾燥モードになると、空調停止後、比例制御弁2
5aのみが開かれ、第1コイル19aのみに高温ガスが
通過されることになる。第1コイル19aにより高温と
なった空気は、送風機29により加湿器27側に流れ、
加湿器27を乾燥させる。そして、加湿器27を通過し
た空気は湿度検出器31により湿度が検出され、通過空
気が所定湿度値となった場合に、加湿器27が乾燥した
ことを判断し、比例制御弁25aが閉じられるととも
に、送風機29が停止される。これにより、空調停止後
の加湿器27が完全に乾燥状態となり、翌日の運転始動
時に残留水から生じる臭いが発生しなくなるのである。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るヒートポンプパッケージの加湿方式によれば、通過空
気上流側の一方の熱交換器に高温ガスが直接供給され、
レタン空気が高温ガスにより予備加熱されるので、レタ
ン空気が相対湿度の低い加湿されやすい状態となり、加
湿効率が著しく向上する。また、この場合において、予
備加熱には他の電気エネルギーが使用されることがな
く、一つの冷凍サイクル内での余剰熱量が有効利用され
るので、極めて経済的に予備加熱を行うことができる。
そして、加湿器乾燥モードでは、通過空気上流側の一方
の熱交換器のみに高温ガスが通過され、当該熱交換器に
より高温となった空気が、加湿器側に送風され、加湿器
が乾燥されるので、加湿器を確実に乾燥状態とすること
ができ、運転始動時における残留水からの臭いを防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明加湿方式による暖房加湿時の説明図であ
る。
【図2】暖房加湿時の状態を空気線図で表した説明図で
ある。
【図3】冷房加湿時の説明図である。
【図4】冷房加湿時の状態を空気線図で表した説明図で
ある。
【図5】本発明加湿方式を実現するための構成概略図で
ある。
【図6】加湿器乾燥制御時の説明図である。
【図7】加湿器を組み込んだ従来のパッケージエアコン
の構成概略図である。
【図8】暖房モードにおける加湿時の説明図である。
【図9】冷房モードにおける加湿時の説明図である。
【図10】従来の暖房加湿時の状態を空気線図で表した
説明図である。
【図11】従来の冷房加湿時の状態を空気線図で表した
説明図である。
【符号の説明】
11 室内ユニット 19a 第1コイル(熱交換器) 19b 第2コイル(熱交換器) 27 加湿器 29 送風機 31 湿度検出器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内ユニットの熱交換器を二つに分割
    し、 該二つの熱交換器を通過空気流方向に並設し、 加湿器を該熱交換器同士の間に配設し、 圧縮機からの高温ガスを通過空気上流側の一方の前記熱
    交換器に供給し、 前記加湿器通過前の空気を前記高温ガスと熱交換させて
    加熱することを特徴とするヒートポンプパッケージの加
    湿方式。
  2. 【請求項2】 前記加湿器と通過空気下流側の他方の前
    記熱交換器との間に湿度検出器を設け、 該湿度検出器が所定の乾燥値を検出するまで圧縮機から
    の高温ガスを通過空気上流側の一方の前記熱交換器に供
    給するとともに、送風運転を継続することを特徴とする
    請求項1記載のヒートポンプパッケージの加湿方式。
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