JP2938759B2 - 空気熱源型ヒートポンプ式空調設備 - Google Patents
空気熱源型ヒートポンプ式空調設備Info
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- JP2938759B2 JP2938759B2 JP6159572A JP15957294A JP2938759B2 JP 2938759 B2 JP2938759 B2 JP 2938759B2 JP 6159572 A JP6159572 A JP 6159572A JP 15957294 A JP15957294 A JP 15957294A JP 2938759 B2 JP2938759 B2 JP 2938759B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
- Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空調機に係り，特に外気
および／または還気を熱源とするヒートポンプユニット
により冷暖房を行う空気熱源型ヒートポンプ式空調設備
に関する。
および／または還気を熱源とするヒートポンプユニット
により冷暖房を行う空気熱源型ヒートポンプ式空調設備
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年，オフィスビルなどの空調設備の方
式は，ビル機能のインテリジェント化による冷房負荷の
増大への対応やオフィス環境の快適化要求に応じて，セ
ントラル方式から個別分散方式に変遷しつつある。この
ような個別分散型ビル空調方式に対応する空調設備とし
て，ユニット型ヒートポンプやマルチ方式空気調和器な
どの個別空調システムが提案されている。
式は，ビル機能のインテリジェント化による冷房負荷の
増大への対応やオフィス環境の快適化要求に応じて，セ
ントラル方式から個別分散方式に変遷しつつある。この
ような個別分散型ビル空調方式に対応する空調設備とし
て，ユニット型ヒートポンプやマルチ方式空気調和器な
どの個別空調システムが提案されている。
【０００３】たとえば典型的なマルチ方式空調設備は，
１台の室外ユニットに複数の室内ユニットが接続され，
各室内ユニットごとに個別に運転停止や室温設定などの
制御ができるように構成されている。このようなマルチ
方式空調設備は個別運転制御特性に優れているため個別
分散方式に最適であり，しかも熱搬送動力を軽減するこ
とが可能なため，消費エネルギーを大幅に抑えることが
できる点でも注目されている。
１台の室外ユニットに複数の室内ユニットが接続され，
各室内ユニットごとに個別に運転停止や室温設定などの
制御ができるように構成されている。このようなマルチ
方式空調設備は個別運転制御特性に優れているため個別
分散方式に最適であり，しかも熱搬送動力を軽減するこ
とが可能なため，消費エネルギーを大幅に抑えることが
できる点でも注目されている。
【０００４】しかしながら，上記のようなマルチ方式空
調設備の設置にあたっては，室内ユニットと室外ユニッ
トとを連絡する冷媒配管の長さや高低差が設置場所によ
って多様であり，さらに設置現場に応じて冷却能力の予
測，配管系の設定，オイル注入量の適正調整などを行う
必要があるため，各設備のユニット化，モジュール化，
プレハブ化などにより施工の標準化が要求されている。
調設備の設置にあたっては，室内ユニットと室外ユニッ
トとを連絡する冷媒配管の長さや高低差が設置場所によ
って多様であり，さらに設置現場に応じて冷却能力の予
測，配管系の設定，オイル注入量の適正調整などを行う
必要があるため，各設備のユニット化，モジュール化，
プレハブ化などにより施工の標準化が要求されている。
【０００５】また室外ユニットにおいて，凝縮器に水を
散水またはスプレーする方式では，コンデンサの腐食が
進行しやすく，機器の寿命が短くなるという問題点も指
摘されている。
散水またはスプレーする方式では，コンデンサの腐食が
進行しやすく，機器の寿命が短くなるという問題点も指
摘されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記のよう
な従来の個別空調システムの抱える問題点に鑑みてなさ
れたものであり，その目的とするところは，熱源用空気
を予め加湿冷却処理した上でヒートポンプユニットに導
き熱交換を行うことにより，ビル管理法の要求を満たす
ために取り入れた外気量以下の排気のみを熱源とすべ
く，液の気化潜熱を利用して従来の空気熱源型ヒートポ
ンプユニット空調機よりもＣＯＰが高く，空調空間の部
分負荷に自己完結的に対応することが可能であり，冷暖
房同時負荷に対しても柔軟に対応することが可能であ
り，小さな熱搬送動力で稼働することが可能であり，機
器施工の標準化を達成することが可能であり，さらに温
熱環境および空気質環境の個別性をも同時に達成するこ
とが可能な，新規かつ改良された空気熱源型ヒートポン
プユニット空調機を提供することである。
な従来の個別空調システムの抱える問題点に鑑みてなさ
れたものであり，その目的とするところは，熱源用空気
を予め加湿冷却処理した上でヒートポンプユニットに導
き熱交換を行うことにより，ビル管理法の要求を満たす
ために取り入れた外気量以下の排気のみを熱源とすべ
く，液の気化潜熱を利用して従来の空気熱源型ヒートポ
ンプユニット空調機よりもＣＯＰが高く，空調空間の部
分負荷に自己完結的に対応することが可能であり，冷暖
房同時負荷に対しても柔軟に対応することが可能であ
り，小さな熱搬送動力で稼働することが可能であり，機
器施工の標準化を達成することが可能であり，さらに温
熱環境および空気質環境の個別性をも同時に達成するこ
とが可能な，新規かつ改良された空気熱源型ヒートポン
プユニット空調機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，請求項１に記載のように，外気お
よび／または還気を熱源とするヒートポンプにより冷暖
房を行う空気熱源型ヒートポンプ式空調設備であって，
外気および／または還気と加湿冷却用水とを直接接触さ
せ熱交換するための第１熱交換器を備え，前記ヒートポ
ンプは，前記第１熱交換器を通過した空気とヒートポン
プ回路内を循環する熱媒との間で熱交換するための第２
熱交換器と，前記熱媒と空調室内への給気との間で熱交
換するための第３熱交換器とを少なくとも備え，前記第
２熱交換器および前記第３熱交換器は，運転モードに応
じて，凝縮器または蒸発器として選択的に機能するよう
に構成したことを特徴とする，空気熱源型ヒートポンプ
式空調設備が提供される。なお，後記実施の形態にかか
る説明から明らかなように，第１〜第３の熱交換器は，
一つのケーシングに納められた空調ユニットとして構成
しても良いし，第１の熱交換器をユニットと連通する空
気流路に機外設置するよう構成しても良い。したがっ
て，本明細書では，両態様を称して「空調設備」と称す
ることにする。
に，本発明によれば，請求項１に記載のように，外気お
よび／または還気を熱源とするヒートポンプにより冷暖
房を行う空気熱源型ヒートポンプ式空調設備であって，
外気および／または還気と加湿冷却用水とを直接接触さ
せ熱交換するための第１熱交換器を備え，前記ヒートポ
ンプは，前記第１熱交換器を通過した空気とヒートポン
プ回路内を循環する熱媒との間で熱交換するための第２
熱交換器と，前記熱媒と空調室内への給気との間で熱交
換するための第３熱交換器とを少なくとも備え，前記第
２熱交換器および前記第３熱交換器は，運転モードに応
じて，凝縮器または蒸発器として選択的に機能するよう
に構成したことを特徴とする，空気熱源型ヒートポンプ
式空調設備が提供される。なお，後記実施の形態にかか
る説明から明らかなように，第１〜第３の熱交換器は，
一つのケーシングに納められた空調ユニットとして構成
しても良いし，第１の熱交換器をユニットと連通する空
気流路に機外設置するよう構成しても良い。したがっ
て，本明細書では，両態様を称して「空調設備」と称す
ることにする。
【０００８】さらに，請求項２によれば，上記空気熱源
型ヒートポンプ式空調設備は，別個に構成された第１給
気経路および第２給気経路を備え，前記第３熱交換器
は，第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成さ
れ，前記第３Ａ熱交換器は前記第１給気経路に介装され
るとともに，前記第３Ｂ熱交換器は前記第２給気経路に
介装され，さらに，前記第３Ａ熱交換器および前記第３
Ｂ熱交換器は，運転モードに応じて，凝縮器または蒸発
器として選択的に機能するように構成したことを特徴と
している。
型ヒートポンプ式空調設備は，別個に構成された第１給
気経路および第２給気経路を備え，前記第３熱交換器
は，第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成さ
れ，前記第３Ａ熱交換器は前記第１給気経路に介装され
るとともに，前記第３Ｂ熱交換器は前記第２給気経路に
介装され，さらに，前記第３Ａ熱交換器および前記第３
Ｂ熱交換器は，運転モードに応じて，凝縮器または蒸発
器として選択的に機能するように構成したことを特徴と
している。
【０００９】さらに，上記空気熱源型ヒートポンプ式空
調設備の第１熱交換器とヒートポンプとは，請求項３に
記載のように，同体の装置として一体に構成することも
可能であり，あるいは請求項４に記載のように，別体の
装置として構成することも可能である。
調設備の第１熱交換器とヒートポンプとは，請求項３に
記載のように，同体の装置として一体に構成することも
可能であり，あるいは請求項４に記載のように，別体の
装置として構成することも可能である。
【００１０】
【作用】本発明によれば，冷房運転時には，第１の熱交
換器により加湿冷却された空気を熱源として，第２の熱
交換器を凝縮器として機能させ，第３の熱交換器を蒸発
器として機能させることにより，高いＣＯＰで冷気を室
内に給気することができる。また暖房運転時には，第１
の熱交換器を空気状態を保持したまま通過した還気また
は外気を熱源として，第２の熱交換器を蒸発器として機
能させ，第３の熱交換器を凝縮器として機能させること
により，暖気を室内に給気することができる。
換器により加湿冷却された空気を熱源として，第２の熱
交換器を凝縮器として機能させ，第３の熱交換器を蒸発
器として機能させることにより，高いＣＯＰで冷気を室
内に給気することができる。また暖房運転時には，第１
の熱交換器を空気状態を保持したまま通過した還気また
は外気を熱源として，第２の熱交換器を蒸発器として機
能させ，第３の熱交換器を凝縮器として機能させること
により，暖気を室内に給気することができる。
【００１１】また特に請求項２に記載のように，第３熱
交換器を第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成
することにより，空調空間において冷暖房同時負荷が要
求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。
交換器を第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成
することにより，空調空間において冷暖房同時負荷が要
求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。
【００１２】さらに本発明に基づいて構成された空気熱
源型ヒートポンプユニット空調機は，たとえば請求項３
に記載のように一体型装置としても構成可能であるし，
あるいは請求項４に記載のように別体型装置としても構
成可能なので，設置現場に応じた柔軟な施工が可能であ
る。
源型ヒートポンプユニット空調機は，たとえば請求項３
に記載のように一体型装置としても構成可能であるし，
あるいは請求項４に記載のように別体型装置としても構
成可能なので，設置現場に応じた柔軟な施工が可能であ
る。
【００１３】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら，本発明に基
づいて構成された空気熱源型ヒートポンプユニット空調
機（空調設備）のいくつかの好適な実施例について詳細
に説明する。
づいて構成された空気熱源型ヒートポンプユニット空調
機（空調設備）のいくつかの好適な実施例について詳細
に説明する。
【００１４】（第１実施例） 図１及び図２には，本発明に基づいて構成された空気熱
源型ヒートポンプユニット空調機をペリメータ側に設置
するに好適なウォールスルー型ユニットに構成した一実
施例が示されており，図１はその空調機の冷媒配管およ
び水配管を示しており，図２はその空調機の空気経路を
示している。
源型ヒートポンプユニット空調機をペリメータ側に設置
するに好適なウォールスルー型ユニットに構成した一実
施例が示されており，図１はその空調機の冷媒配管およ
び水配管を示しており，図２はその空調機の空気経路を
示している。
【００１５】図１に示すように，このウォールスルー型
空気熱源型ヒートポンプユニット空調機は，加湿冷却部
とヒートポンプ部とから構成されている。加湿冷却部
は，たとえば小型の冷却塔仕様でコンデンサに加湿冷却
水を散水することにより外気を加湿冷却することが可能
な気液直接接触型熱交換器１と，水循環配管２と，加湿
冷却水用循環ポンプ３と，散水された加湿冷却水を受け
る水槽４と，蒸発により減少した加湿冷却水を適宜補う
ための補給水配管５とから構成されている。
空気熱源型ヒートポンプユニット空調機は，加湿冷却部
とヒートポンプ部とから構成されている。加湿冷却部
は，たとえば小型の冷却塔仕様でコンデンサに加湿冷却
水を散水することにより外気を加湿冷却することが可能
な気液直接接触型熱交換器１と，水循環配管２と，加湿
冷却水用循環ポンプ３と，散水された加湿冷却水を受け
る水槽４と，蒸発により減少した加湿冷却水を適宜補う
ための補給水配管５とから構成されている。
【００１６】またヒートポンプ部は，ヒートポンプ回路
を構成する熱媒配管６と，その熱媒配管６内を循環する
熱媒と第１熱交換器１を通過した外気との熱交換を行う
ための第２熱交換器７と，膨張弁８と，熱媒配管６内を
循環する熱媒と室内への給気との熱交換を行うための第
３熱交換器９と，圧縮機１０と，運転モードに応じて熱
媒の流れ方向を切り換えるための四方弁１１とから構成
されている。
を構成する熱媒配管６と，その熱媒配管６内を循環する
熱媒と第１熱交換器１を通過した外気との熱交換を行う
ための第２熱交換器７と，膨張弁８と，熱媒配管６内を
循環する熱媒と室内への給気との熱交換を行うための第
３熱交換器９と，圧縮機１０と，運転モードに応じて熱
媒の流れ方向を切り換えるための四方弁１１とから構成
されている。
【００１７】そして図２に示すように，これらの機器
が，ケーシング１１内に一体的に収容されており，床置
式または天吊式のウォールスルー型空調機を構成してい
る。空気熱源用送風機１２により，外気取入口（ＯＡ）
から吸気された外気は，第１熱交換器１を通過し，さら
に第２熱交換器７を通過して，排気口（ＥＡ）から排気
される。また給気用送風機１３により，還気口（ＲＡ）
から吸気された室内側還気は，第３熱交換器９を通過し
て，たとえばケーシング１１の上面に設けられた給気口
（ＳＡ）より室内に給気される。
が，ケーシング１１内に一体的に収容されており，床置
式または天吊式のウォールスルー型空調機を構成してい
る。空気熱源用送風機１２により，外気取入口（ＯＡ）
から吸気された外気は，第１熱交換器１を通過し，さら
に第２熱交換器７を通過して，排気口（ＥＡ）から排気
される。また給気用送風機１３により，還気口（ＲＡ）
から吸気された室内側還気は，第３熱交換器９を通過し
て，たとえばケーシング１１の上面に設けられた給気口
（ＳＡ）より室内に給気される。
【００１８】図１および図２に示すウォールスルー型空
気熱源型ヒートポンプユニット空調機は，四方弁１１を
切り換えることにより，次のような各運転モードで駆動
することが可能である。
気熱源型ヒートポンプユニット空調機は，四方弁１１を
切り換えることにより，次のような各運転モードで駆動
することが可能である。
【００１９】（１）冷房運転モード 冷房運転時には，補給水配管５により水槽４に加湿冷却
用水を供給し，さらに水循環ポンプ３を運転して，水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして，空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り，外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１熱交
換器１により加湿冷却した後，第２熱交換器７を通過さ
せ，排気口（ＥＡ）より排気させる。
用水を供給し，さらに水循環ポンプ３を運転して，水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして，空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り，外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１熱交
換器１により加湿冷却した後，第２熱交換器７を通過さ
せ，排気口（ＥＡ）より排気させる。
【００２０】その際，冷房運転時には，四方弁１１が切
り換えられて，ヒートポンプ回路６内の熱媒は，圧縮機
１０→四方弁１１→第２熱交換器７→膨張弁８→第３熱
交換器９→圧縮機１０と順次循環し，第２熱交換器７を
凝縮器として機能させ，第３熱交換器９を蒸発器として
機能させることにより，還気口（ＲＡ）から取り入れら
れた還気から抜熱し，給気口（ＳＡ）より冷風を室内に
給気することが可能である。そして，本発明によれば，
第２熱交換器７を介して，第１熱交換器１により一旦加
湿冷却された空気中に排熱を行うので，従来の装置に比
較して高いＣＯＰで空調機を運転することが可能とな
り，冷房効率を高め，装置のコンパクト化を図ることが
できる。
り換えられて，ヒートポンプ回路６内の熱媒は，圧縮機
１０→四方弁１１→第２熱交換器７→膨張弁８→第３熱
交換器９→圧縮機１０と順次循環し，第２熱交換器７を
凝縮器として機能させ，第３熱交換器９を蒸発器として
機能させることにより，還気口（ＲＡ）から取り入れら
れた還気から抜熱し，給気口（ＳＡ）より冷風を室内に
給気することが可能である。そして，本発明によれば，
第２熱交換器７を介して，第１熱交換器１により一旦加
湿冷却された空気中に排熱を行うので，従来の装置に比
較して高いＣＯＰで空調機を運転することが可能とな
り，冷房効率を高め，装置のコンパクト化を図ることが
できる。
【００２１】（２）暖房運転モード 暖房運転時には，補給水配管５からの補給水を停止する
とともに，水循環ポンプ３も停止し，第１熱交換器１へ
の加湿冷却用水の供給を停止する。したがって，この状
態で空気熱源用送風機１１を運転すると，外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は，その空気状態を保持し
たまま第１熱交換器１を通過し，さらに第２熱交換器７
において熱媒と熱交換を行った後，排気口（ＥＡ）より
排気される。
とともに，水循環ポンプ３も停止し，第１熱交換器１へ
の加湿冷却用水の供給を停止する。したがって，この状
態で空気熱源用送風機１１を運転すると，外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は，その空気状態を保持し
たまま第１熱交換器１を通過し，さらに第２熱交換器７
において熱媒と熱交換を行った後，排気口（ＥＡ）より
排気される。
【００２２】そして，暖房運転時には，四方弁１１が切
り換えられて，ヒートポンプ回路６内の熱媒は，圧縮機
１０→四方弁１１→第３熱交換器９→膨張弁８→第２熱
交換器７→圧縮機１０と順次循環し，第２熱交換器７を
蒸発器として機能させ，第３熱交換器９を凝縮器として
機能させることにより，第２熱交換器７により排気中か
ら抜熱した熱を，第３熱交換器９により給気中に放熱す
ることにより，室内に暖気を供給することが可能であ
る。
り換えられて，ヒートポンプ回路６内の熱媒は，圧縮機
１０→四方弁１１→第３熱交換器９→膨張弁８→第２熱
交換器７→圧縮機１０と順次循環し，第２熱交換器７を
蒸発器として機能させ，第３熱交換器９を凝縮器として
機能させることにより，第２熱交換器７により排気中か
ら抜熱した熱を，第３熱交換器９により給気中に放熱す
ることにより，室内に暖気を供給することが可能であ
る。
【００２３】（第２実施例） 図３および図４には，空気／水直接接触型の第１熱交換
器１と，ヒートポンプユニットが別体に構成され，たと
えば第１熱交換器１がペリメータゾーンに設置され，ヒ
ートポンプユニットが天井などに設置され，２つのユニ
ットをダクト２０，２１で接続した構成が示されてい
る。なお，各構成機器の基本的な機能は，図１および図
２に示したウォールスルー型の空調機と実質的に同様で
あり，同一の機能を有する部材に関しては，同一の参照
番号を付することにより重複説明を省略することにす
る。
器１と，ヒートポンプユニットが別体に構成され，たと
えば第１熱交換器１がペリメータゾーンに設置され，ヒ
ートポンプユニットが天井などに設置され，２つのユニ
ットをダクト２０，２１で接続した構成が示されてい
る。なお，各構成機器の基本的な機能は，図１および図
２に示したウォールスルー型の空調機と実質的に同様で
あり，同一の機能を有する部材に関しては，同一の参照
番号を付することにより重複説明を省略することにす
る。
【００２４】図示のように，この第２実施例において
は，第１熱交換器１により加湿冷却された熱源用空気は
ダクト２０を介して，たとえば天井などに設置されたケ
ーシング１１’内に一体に収容されたヒートポンプユニ
ットの第２熱交換器７に送られ，ヒートポンプ回路内の
熱媒と熱交換を行った後，ダクト２１を介して排気口
（ＥＡ）より排気される。そして，たとえば天井面に設
けられた還気口（ＲＡ）から給気された空気は，第３熱
交換器９により空調されて，同じく天井面に設けられた
給気口（ＳＡ）より室内に供給される。
は，第１熱交換器１により加湿冷却された熱源用空気は
ダクト２０を介して，たとえば天井などに設置されたケ
ーシング１１’内に一体に収容されたヒートポンプユニ
ットの第２熱交換器７に送られ，ヒートポンプ回路内の
熱媒と熱交換を行った後，ダクト２１を介して排気口
（ＥＡ）より排気される。そして，たとえば天井面に設
けられた還気口（ＲＡ）から給気された空気は，第３熱
交換器９により空調されて，同じく天井面に設けられた
給気口（ＳＡ）より室内に供給される。
【００２５】図３および図４に示す天吊型の空気熱源型
ヒートポンプユニット空調機についても，四方弁１１を
切り換えることにより，次のような各運転モードで駆動
することが可能である。
ヒートポンプユニット空調機についても，四方弁１１を
切り換えることにより，次のような各運転モードで駆動
することが可能である。
【００２６】（１）冷房運転モード 冷房運転時には，補給水配管５により水槽４に加湿冷却
用水を供給し，さらに水循環ポンプ３を運転して，水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして，空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り，外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１熱交
換器１により加湿冷却した後，ダクト２０を介して，別
体として構成されたヒートポンプユニットの第２熱交換
器７に送り，そこでヒートポンプ回路の熱媒と熱交換を
行った後，ダクト２１を介して排気口（ＥＡ）より排気
することが可能である。
用水を供給し，さらに水循環ポンプ３を運転して，水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして，空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り，外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１熱交
換器１により加湿冷却した後，ダクト２０を介して，別
体として構成されたヒートポンプユニットの第２熱交換
器７に送り，そこでヒートポンプ回路の熱媒と熱交換を
行った後，ダクト２１を介して排気口（ＥＡ）より排気
することが可能である。
【００２７】その際，ヒートポンプユニット内におい
て，四方弁１１が切り換えられて，ヒートポンプ回路６
内の熱媒は，圧縮機１０→四方弁１１→第２熱交換器７
→膨張弁８→第３熱交換器９→圧縮機１０と順次循環
し，第２熱交換器７を凝縮器として機能させ，第３熱交
換器９を蒸発器として機能させることにより，還気口
（ＲＡ）から取り入れられた還気から抜熱し，給気口
（ＳＡ）より冷風を室内に給気することが可能である。
そして，本発明によれば，第２熱交換器７を介して，第
１熱交換器１により一旦加湿冷却された空気中に排熱を
行うので，従来の装置に比較して高いＣＯＰで空調機を
運転することが可能となり，冷房効率を高め，装置のコ
ンパクト化を図ることができる。
て，四方弁１１が切り換えられて，ヒートポンプ回路６
内の熱媒は，圧縮機１０→四方弁１１→第２熱交換器７
→膨張弁８→第３熱交換器９→圧縮機１０と順次循環
し，第２熱交換器７を凝縮器として機能させ，第３熱交
換器９を蒸発器として機能させることにより，還気口
（ＲＡ）から取り入れられた還気から抜熱し，給気口
（ＳＡ）より冷風を室内に給気することが可能である。
そして，本発明によれば，第２熱交換器７を介して，第
１熱交換器１により一旦加湿冷却された空気中に排熱を
行うので，従来の装置に比較して高いＣＯＰで空調機を
運転することが可能となり，冷房効率を高め，装置のコ
ンパクト化を図ることができる。
【００２８】（２）暖房運転モード 暖房運転時には，補給水配管５からの補給水を停止する
とともに，水循環ポンプ３も停止し，第１熱交換器１へ
の加湿冷却用水の供給を停止する。したがって，この状
態で空気熱源用送風機１１を運転すると，外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は，空気状態を保持しした
まま第１熱交換器１を通過し，ダクト２０を介して，ヒ
ートポンプユニットの第２熱交換器７に送られ，そこで
ヒートポンプ回路の熱媒と熱交換を行った後，ダクト２
１を介して排気口（ＥＡ）より排気される。
とともに，水循環ポンプ３も停止し，第１熱交換器１へ
の加湿冷却用水の供給を停止する。したがって，この状
態で空気熱源用送風機１１を運転すると，外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は，空気状態を保持しした
まま第１熱交換器１を通過し，ダクト２０を介して，ヒ
ートポンプユニットの第２熱交換器７に送られ，そこで
ヒートポンプ回路の熱媒と熱交換を行った後，ダクト２
１を介して排気口（ＥＡ）より排気される。
【００２９】そして，ヒートポンプユニットにおいて
は，四方弁１１が切り換えられて，ヒートポンプ回路６
内の熱媒は，圧縮機１０→四方弁１１→第３熱交換器９
→膨張弁８→第２熱交換器７→圧縮機１０と順次循環
し，第２熱交換器７を蒸発器として機能させ，第３熱交
換器９を凝縮器として機能させることにより，第２熱交
換器７により排気中から抜熱した熱を，第３熱交換器９
により給気中に放熱することにより，室内に暖気を供給
することが可能である。
は，四方弁１１が切り換えられて，ヒートポンプ回路６
内の熱媒は，圧縮機１０→四方弁１１→第３熱交換器９
→膨張弁８→第２熱交換器７→圧縮機１０と順次循環
し，第２熱交換器７を蒸発器として機能させ，第３熱交
換器９を凝縮器として機能させることにより，第２熱交
換器７により排気中から抜熱した熱を，第３熱交換器９
により給気中に放熱することにより，室内に暖気を供給
することが可能である。
【００３０】（第３実施例） 図５には，本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒー
トポンプユニット空調機のさらに別の実施例が示されて
いる。なお，この実施例においても，図１〜図４に示す
空調機の構成部品と実質的に同一の機能を有する構成部
品については，同一の参照番号を付することにより，詳
細な説明を省略している。
トポンプユニット空調機のさらに別の実施例が示されて
いる。なお，この実施例においても，図１〜図４に示す
空調機の構成部品と実質的に同一の機能を有する構成部
品については，同一の参照番号を付することにより，詳
細な説明を省略している。
【００３１】図５に示すように，この実施例では，ケー
シング３０内に加湿冷却部とヒートポンプユニット部と
を一体的に収容し，さらに第１給気用送風機３１を備え
た第１給気経路（ＳＡ１）および第２給気用送風機３２
を備えた第２給気経路（ＳＡ２）を形成し，ヒートポン
プ回路を，第１給気経路（ＳＡ１）に設置された室内へ
の給気と熱媒との熱交換を行うための第３Ａ熱交換器３
３と，第２給気経路（ＳＡ２）に設置された室内への給
気と熱媒との熱交換を行うための第３Ｂ熱交換器３４
と，膨張弁８と，第１の熱交換器１を通過した空気と熱
媒との熱交換を行うための第２の熱交換器７と，四方弁
１１と，圧縮機１０と，切換弁３５，３６，３７とから
構成している。そして，この空調機は，四方弁１１，お
よび切換弁３５，３６，３７を適宜切り換えることによ
り，以下のような運転モードで駆動することが可能であ
る。
シング３０内に加湿冷却部とヒートポンプユニット部と
を一体的に収容し，さらに第１給気用送風機３１を備え
た第１給気経路（ＳＡ１）および第２給気用送風機３２
を備えた第２給気経路（ＳＡ２）を形成し，ヒートポン
プ回路を，第１給気経路（ＳＡ１）に設置された室内へ
の給気と熱媒との熱交換を行うための第３Ａ熱交換器３
３と，第２給気経路（ＳＡ２）に設置された室内への給
気と熱媒との熱交換を行うための第３Ｂ熱交換器３４
と，膨張弁８と，第１の熱交換器１を通過した空気と熱
媒との熱交換を行うための第２の熱交換器７と，四方弁
１１と，圧縮機１０と，切換弁３５，３６，３７とから
構成している。そして，この空調機は，四方弁１１，お
よび切換弁３５，３６，３７を適宜切り換えることによ
り，以下のような運転モードで駆動することが可能であ
る。
【００３２】（１）冷房運転モード 冷房運転時には，加湿冷却水を水槽４に供給するととも
に，加湿冷却水循環ポンプ３を駆動して，第１熱交換器
１を加湿冷却装置として機能させ，空気熱源用送風機１
２により外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気を加湿
冷却して第２熱交換器７に送り，そこでヒートポンプ回
路の熱媒と熱交換した後，排気口（ＥＡ）より排気す
る。
に，加湿冷却水循環ポンプ３を駆動して，第１熱交換器
１を加湿冷却装置として機能させ，空気熱源用送風機１
２により外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気を加湿
冷却して第２熱交換器７に送り，そこでヒートポンプ回
路の熱媒と熱交換した後，排気口（ＥＡ）より排気す
る。
【００３３】また四方弁１１および切換弁３５，３６，
３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の熱媒を，圧縮機
１０→四方弁１１→第２熱交換器７→切換弁３６→膨張
弁８→第３Ａ熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０と
順次循環させ，第２熱交換器７を凝縮器として機能させ
るとともに，第３Ａ熱交換器３３を蒸発器として機能さ
せることにより，第３Ａ熱交換器３３により室内へ供給
される空気より抜熱した熱を第２熱交換器７により排気
中に排熱するヒートポンプ回路を構成し，第１給気経路
（ＳＡ１）より冷風を室内に供給することが可能であ
る。
３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の熱媒を，圧縮機
１０→四方弁１１→第２熱交換器７→切換弁３６→膨張
弁８→第３Ａ熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０と
順次循環させ，第２熱交換器７を凝縮器として機能させ
るとともに，第３Ａ熱交換器３３を蒸発器として機能さ
せることにより，第３Ａ熱交換器３３により室内へ供給
される空気より抜熱した熱を第２熱交換器７により排気
中に排熱するヒートポンプ回路を構成し，第１給気経路
（ＳＡ１）より冷風を室内に供給することが可能であ
る。
【００３４】（２）暖房運転モード 暖房運転時には，加湿冷却水の供給および加湿冷却水循
環ポンプ３の駆動を停止して，空気熱源用送風機１２に
より外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気をその空気
状態を保持したまま第１熱交換器１を通過させ，第２熱
交換器７に送り，そこでヒートポンプ回路の熱媒と熱交
換した後，排気口（ＥＡ）より排気する。
環ポンプ３の駆動を停止して，空気熱源用送風機１２に
より外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気をその空気
状態を保持したまま第１熱交換器１を通過させ，第２熱
交換器７に送り，そこでヒートポンプ回路の熱媒と熱交
換した後，排気口（ＥＡ）より排気する。
【００３５】また四方弁１１および切換弁３５，３６，
３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の熱媒を，圧縮機
１０→四方弁１１→第３Ａ熱交換器３３→膨張弁８→切
換弁３８→第１熱交換器７→四方弁１１→圧縮機１０と
順次循環させ，第３Ａ熱交換器３３を凝縮器として機能
させるとともに，第２熱交換器７を蒸発器として機能さ
せることにより，第２熱交換器７により熱源用空気より
抜熱した熱を第３Ａ熱交換器３３により室内へ供給する
空気に放熱するヒートポンプ回路を構成し，第１給気経
路（ＳＡ１）より温風を室内に給気することが可能であ
る。
３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の熱媒を，圧縮機
１０→四方弁１１→第３Ａ熱交換器３３→膨張弁８→切
換弁３８→第１熱交換器７→四方弁１１→圧縮機１０と
順次循環させ，第３Ａ熱交換器３３を凝縮器として機能
させるとともに，第２熱交換器７を蒸発器として機能さ
せることにより，第２熱交換器７により熱源用空気より
抜熱した熱を第３Ａ熱交換器３３により室内へ供給する
空気に放熱するヒートポンプ回路を構成し，第１給気経
路（ＳＡ１）より温風を室内に給気することが可能であ
る。
【００３６】（３）冷暖房同時運転（冷房運転モード） 冷房運転時に空調空間で暖房負荷も同時に要求される場
合には，上記冷房運転モードから四方弁１１および切換
弁３５，３６，３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の
熱媒を，圧縮機１０→四方弁１１→第２熱交換器７→切
換弁３５→第３Ｂ熱交換器３４→切換弁３７→膨張弁８
→第３Ａ熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０と順次
循環させ，第２熱交換器７および第３Ｂ熱交換器３４を
凝縮器として機能させるとともに，第３Ａ熱交換器３３
を蒸発器として機能させるヒートポンプ回路を構成し，
第１給気経路（ＳＡ１）より冷風を供給し，第２給気経
路（ＳＡ２）より温風を供給することが可能である。
合には，上記冷房運転モードから四方弁１１および切換
弁３５，３６，３７を切り換えて，ヒートポンプ回路の
熱媒を，圧縮機１０→四方弁１１→第２熱交換器７→切
換弁３５→第３Ｂ熱交換器３４→切換弁３７→膨張弁８
→第３Ａ熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０と順次
循環させ，第２熱交換器７および第３Ｂ熱交換器３４を
凝縮器として機能させるとともに，第３Ａ熱交換器３３
を蒸発器として機能させるヒートポンプ回路を構成し，
第１給気経路（ＳＡ１）より冷風を供給し，第２給気経
路（ＳＡ２）より温風を供給することが可能である。
【００３７】（４）冷暖房同時運転（暖房運転モード） これに対して，暖房運転時に空調空間で冷房負荷も同時
に要求される場合には，上記暖房運転モードから四方弁
１１および切換弁３５，３６，３７を切り換えて，ヒー
トポンプ回路の熱媒を，圧縮機１０→四方弁１１→第３
Ａ熱交換器３３→膨張弁８→切換弁３７→第３Ｂ熱交換
器３４→切換弁３５→第１熱交換器７→四方弁１１→圧
縮機１０と順次循環させ，第２熱交換器７および第３Ｂ
熱交換器３４を蒸発器として機能させるとともに，第３
Ａ熱交換器３３を凝縮器として機能させるヒートポンプ
回路を構成し，第１給気経路（ＳＡ１）より温風を供給
し，第２給気経路（ＳＡ２）より冷風を供給することが
可能である。
に要求される場合には，上記暖房運転モードから四方弁
１１および切換弁３５，３６，３７を切り換えて，ヒー
トポンプ回路の熱媒を，圧縮機１０→四方弁１１→第３
Ａ熱交換器３３→膨張弁８→切換弁３７→第３Ｂ熱交換
器３４→切換弁３５→第１熱交換器７→四方弁１１→圧
縮機１０と順次循環させ，第２熱交換器７および第３Ｂ
熱交換器３４を蒸発器として機能させるとともに，第３
Ａ熱交換器３３を凝縮器として機能させるヒートポンプ
回路を構成し，第１給気経路（ＳＡ１）より温風を供給
し，第２給気経路（ＳＡ２）より冷風を供給することが
可能である。
【００３８】（第４実施例） 図６には，本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒー
トポンプユニット空調機のさらに別の実施例が示されて
いる。この空調機の基本的構成は，図５に示した空調機
とほぼ同様である。したがって，同一の機能を有する構
成部品については，同一の番号を付することにより詳細
な説明は省略する。ただし，図６に示す空調機では，図
５に示す空調機とは異なり，外気取入口（ＯＡ）が省略
され，還気口（ＲＡ）から吸気された室内からの還気の
一部４０を，第１熱交換器１に送り熱源として用いる構
成を採用している。このように，図６に示す実施例で
は，室内からの排気を熱源として使用するので，見かけ
上熱源を必要としない自己完結的なヒートポンプユニッ
ト空調機を構成することが可能である。
トポンプユニット空調機のさらに別の実施例が示されて
いる。この空調機の基本的構成は，図５に示した空調機
とほぼ同様である。したがって，同一の機能を有する構
成部品については，同一の番号を付することにより詳細
な説明は省略する。ただし，図６に示す空調機では，図
５に示す空調機とは異なり，外気取入口（ＯＡ）が省略
され，還気口（ＲＡ）から吸気された室内からの還気の
一部４０を，第１熱交換器１に送り熱源として用いる構
成を採用している。このように，図６に示す実施例で
は，室内からの排気を熱源として使用するので，見かけ
上熱源を必要としない自己完結的なヒートポンプユニッ
ト空調機を構成することが可能である。
【００３９】以上，本発明の好適ないくつかの実施例に
ついて図１〜図７を参照しながら説明したが，本発明は
かかる実施例に限定されることなく，特許請求の範囲に
記載された技術的思想の範囲内で，さまざまな変更およ
び修正が可能であり，かかる変更および修正について
も，本発明の範囲に当然に含まれるものと了解される。
特に熱源配管，加湿冷却水配管，各熱交換器の配置およ
び空気経路については，上記実施例の他にも，当業者で
あればさまざまな変更例および修正例に想到することが
可能であるが，それらについても本発明の範囲に当然に
含まれるものと了解される。
ついて図１〜図７を参照しながら説明したが，本発明は
かかる実施例に限定されることなく，特許請求の範囲に
記載された技術的思想の範囲内で，さまざまな変更およ
び修正が可能であり，かかる変更および修正について
も，本発明の範囲に当然に含まれるものと了解される。
特に熱源配管，加湿冷却水配管，各熱交換器の配置およ
び空気経路については，上記実施例の他にも，当業者で
あればさまざまな変更例および修正例に想到することが
可能であるが，それらについても本発明の範囲に当然に
含まれるものと了解される。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
加湿冷却手段により加湿および／または冷却した空気を
熱源として用いるので，ＣＯＰが高い空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機を提供することが可能である。
加湿冷却手段により加湿および／または冷却した空気を
熱源として用いるので，ＣＯＰが高い空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機を提供することが可能である。
【００４１】すなわち，請求項１に記載の空調機によれ
ば，冷房運転時には，第１の熱交換器により加湿冷却さ
れた空気を熱源として，第２の熱交換器を凝縮器として
機能させ，第３の熱交換器を蒸発器として機能させるこ
とにより，高いＣＯＰで冷気を室内に給気することがで
きる。また暖房運転時には，第１の熱交換器を空気状態
を保持したまま通過した還気または外気を熱源として，
第２の熱交換器を蒸発器として機能させ，第３の熱交換
器を凝縮器として機能させることにより，暖気を室内に
給気することができる。
ば，冷房運転時には，第１の熱交換器により加湿冷却さ
れた空気を熱源として，第２の熱交換器を凝縮器として
機能させ，第３の熱交換器を蒸発器として機能させるこ
とにより，高いＣＯＰで冷気を室内に給気することがで
きる。また暖房運転時には，第１の熱交換器を空気状態
を保持したまま通過した還気または外気を熱源として，
第２の熱交換器を蒸発器として機能させ，第３の熱交換
器を凝縮器として機能させることにより，暖気を室内に
給気することができる。
【００４２】また特に請求項２に記載のように，第３熱
交換器を第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成
することにより，空調空間において冷暖房同時負荷が要
求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。
交換器を第３Ａ熱交換器および第３Ｂ熱交換器から構成
することにより，空調空間において冷暖房同時負荷が要
求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。
【００４３】さらに本発明に基づいて構成された空気熱
源型ヒートポンプユニット空調機は，たとえば請求項３
に記載のように一体型装置としても構成可能であるし，
あるいは請求項４に記載のように別体型装置としても構
成可能なので，設置現場に応じた柔軟な施工が可能であ
る。
源型ヒートポンプユニット空調機は，たとえば請求項３
に記載のように一体型装置としても構成可能であるし，
あるいは請求項４に記載のように別体型装置としても構
成可能なので，設置現場に応じた柔軟な施工が可能であ
る。
【図１】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機の一実施例の冷媒配管および水配
管を示す構成図である。
ポンプユニット空調機の一実施例の冷媒配管および水配
管を示す構成図である。
【図２】図１に示す空気熱源型ヒートポンプユニット空
調機の空気経路を示す構成図である。
調機の空気経路を示す構成図である。
【図３】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機の別の実施例の冷媒配管および水
配管を示す構成図である。
ポンプユニット空調機の別の実施例の冷媒配管および水
配管を示す構成図である。
【図４】図１に示す空気熱源型ヒートポンプユニット空
調機の空気経路を示す構成図である。
調機の空気経路を示す構成図である。
【図５】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。
【図６】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。
１ 第１の熱交換器 ３ 加湿冷却水循環ポンプ ７ 第２の熱交換器 ８ 膨張弁 ９ 第３の熱交換器 １０ 圧縮機 １１ 四方弁 １２ 空気熱源用送風機 １３ 給気用送風機
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−172435（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366374（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297748（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F25B 27/02 F24F 7/08 F25B 25/00 F25B 19/00 F25B 13/00 104 F25B 29/00 361
Claims (4)
- 【請求項１】 外気および／または還気を熱源とするヒ
ートポンプにより冷暖房を行う空気熱源型ヒートポンプ
式空調設備であって： 外気および／または還気と加湿冷却用水とを直接接触さ
せ熱交換するための第１熱交換器を備え； 前記ヒートポンプは，前記第１熱交換器を通過した空気
とヒートポンプ回路内を循環する熱媒との間で熱交換す
るための第２熱交換器と，前記熱媒と空調室内への給気
との間で熱交換するための第３熱交換器とを少なくとも
備え； 前記第２熱交換器および前記第３熱交換器は，運転モー
ドに応じて，凝縮器または蒸発器として選択的に機能す
るように構成したことを特徴とする，空気熱源型ヒート
ポンプ式空調設備。 - 【請求項２】 別個に構成された第１給気経路および第
２給気経路を備え，前記第３熱交換器は，第３Ａ熱交換
器および第３Ｂ熱交換器から構成され，前記第３Ａ熱交
換器は前記第１給気経路に介装されるとともに，前記第
３Ｂ熱交換器は前記第２給気経路に介装され，さらに，
前記第３Ａ熱交換器および前記第３Ｂ熱交換器は，運転
モードに応じて，凝縮器または蒸発器として選択的に機
能するように構成したことを特徴とする，請求項１に記
載の空気熱源型ヒートポンプ式空調設備。 - 【請求項３】 前記第１熱交換器と前記ヒートポンプと
が同体の装置として一体に構成されていることを特徴と
する，請求項１または２に記載の空気熱源型ヒートポン
プ式空調設備。 - 【請求項４】 前記第１熱交換器と前記ヒートポンプと
が別体の装置として構成されていることを特徴とする，
請求項１または２に記載の空気熱源型ヒートポンプ式空
調設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6159572A JP2938759B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空気熱源型ヒートポンプ式空調設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6159572A JP2938759B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空気熱源型ヒートポンプ式空調設備 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37374998A Division JPH11248284A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 空気熱源型ヒ―トポンプ式空調設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085191A JPH085191A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2938759B2 true JP2938759B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=15696650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6159572A Expired - Fee Related JP2938759B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 空気熱源型ヒートポンプ式空調設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938759B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4723911B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2011-07-13 | 荏原冷熱システム株式会社 | 空調機及び空調システム |
| JP6494765B2 (ja) * | 2015-08-20 | 2019-04-03 | 三菱電機株式会社 | 空気調和システム |
| CN107238134A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-10-10 | 何方熙 | 一种水冷式厨卫用空调 |
| JP7320308B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2023-08-03 | 株式会社リビエラ | 熱交換補助装置 |
| JP7109781B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2022-08-01 | 株式会社リビエラ | 熱交換補助装置 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP6159572A patent/JP2938759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085191A (ja) | 1996-01-12 |
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| JPH0914694A (ja) | 水熱源型ヒートポンプユニット空調システムおよび水熱源型ヒートポンプ空調機 |
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