JP3422421B2 - 低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機 - Google Patents
低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機Info
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Description
プ式外気処理空調機に関する。
では、冷温水用熱源や全熱交換器などが必要であった。
据付場所に限界があり、設備コストも高かった。そこ
で、これらの問題点を解決する低騒音形ヒートポンプ式
外気処理空調機を提供することを目的とする。
に、本発明の低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機
は、ケーシングに、蒸発器を設けた給気送風路と、凝縮
器を設けた排気送風路と、給気送風路入口と排気送風路
入口にまたがって連通連結された入口側チャンバと、給
気送風路出口と排気送風路出口にまたがって連通連結さ
れた出口側チャンバと、を備え、入口側チャンバに、給
気送風路と排気送風路に連通する外気取入口と、給気送
風路と排気送風路に連通する還排気取入口と、外気取入
口から給気送風路の蒸発器への外気風量を調整する給気
側外気ダンパと、外気取入口から排気送風路の凝縮器へ
の外気風量を調整する排気側外気ダンパと、還排気取入
口から給気送風路の蒸発器への還気風量を調整する還気
ダンパと、還排気取入口から排気送風路の凝縮器への排
気風量を調整する排気ダンパと、を設けた。さらに、ケ
ーシングを、凝縮器用送風機及び蒸発器用送風機を有す
る送風ブロックと、凝縮器と蒸発器と圧縮機を有する冷
凍ブロックと、入口側チャンバと、出口側チャンバと、
に分離・接続自在に構成した。さらに、蒸発器を風上側
分割蒸発器と風下側分割蒸発器に分割し、風上側分割蒸
発器と第一の圧縮機と共用の凝縮器にて第一冷凍回路を
構成し、風下側分割蒸発器と第二の圧縮機と上記共用の
凝縮器にて第二冷凍回路を構成した。風上側分割蒸発器
の冷媒出入口と風下側分割蒸発器の冷媒出入口を正反対
に設けて各々別の圧縮機に配管接続すると共に、共用の
凝縮器においてその冷媒出入口を正反対に2つ設けて一
方の冷媒出入口を風上側分割蒸発器に他方の冷媒出入口
を風下側分割蒸発器に各々配管接続し、かつ風上側分割
蒸発器と凝縮器の接続配管と、風下側分割蒸発器と凝縮
器の接続配管と、を並列状としてその間が送風路兼用に
なるように構成した。さらに、2つの圧縮機の能力比を
3:7又は4:6に設定した。さらに、凝縮器の面風速
を4.0〜6.0m/sに設定した。さらに、蒸発器及
び凝縮器のフィンチューブを楕円管にした。
ヒートポンプ式外気処理空調機の一実施例を示してお
り、この空調機は、ケーシング1に、蒸発器2を設けた
給気送風路20と、凝縮器3を設けた排気送風路21
と、給気送風路入口と排気送風路入口にまたがって連通
連結された入口側チャンバ24と、給気送風路出口と排
気送風路出口にまたがって連通連結された出口側チャン
バ27と、圧縮機4、受液器、膨張弁、切換弁等から成
る冷却・加熱切換自在な2つの冷凍回路11と、を備え
ている。ケーシング1は、凝縮器用送風機5及び蒸発器
用送風機6を有する送風ブロック17と、凝縮器3と蒸
発器2と圧縮機4を有する冷凍ブロック18と、入口側
チャンバ24と、出口側チャンバ27と、に分離・接続
自在に構成する。
と排気送風路21に連通する外気取入口7と、給気送風
路20と排気送風路21に連通する還排気取入口9と、
外気取入口7から給気送風路20の蒸発器2への外気風
量を調整する給気側外気ダンパ12と、外気取入口7か
ら排気送風路21の凝縮器3への外気風量を調整する排
気側外気ダンパ13と、還排気取入口9から給気送風路
20の蒸発器2への還気風量を調整する還気ダンパ14
と、還排気取入口9から排気送風路21の凝縮器3への
排気風量を調整する排気ダンパ15と、を設ける。各ダ
ンパ12、13、14、15は、風量を0〜100%の
間で調整自在に構成する。
せ、入口側チャンバ24と給気送風路20の連通口22
と、入口側チャンバ24と排気送風路21の連通口23
と、外気取入口7と、還排気取入口9と、を互いにずら
して千鳥状に配置し、出口側チャンバ27に、給気送風
路20に連通する給気口8と、排気送風路21に連通す
る排気口10と、を設け、出口側チャンバ27と給気送
風路20の連通口25と、給気口8と、を互いにずらし
て千鳥状に設け、出口側チャンバ27と排気送風路21
の連通口26と、排気口10と、を互いにずらして千鳥
状に設ける。これにより、送風路を屈曲させて騒音を反
射させかつ送風距離を長くして騒音エネルギーを大幅に
減衰させることができる。排気取入口9はダクトや吸込
口等を介して屋内と連通連結し、給気口8はダクトや吹
出口等を介して屋内と連通連結する。
分割蒸発器2bに距離を隔てて分割し、風上側分割蒸発
器2aと第一の圧縮機4と共用の凝縮器3にて第一冷凍
回路11を構成し、風下側分割蒸発器2bと第二の圧縮
機4と上記共用の凝縮器3にて第二冷凍回路11を構成
する。風上側分割蒸発器2aの冷媒出入口28と風下側
分割蒸発器2bの冷媒出入口29は正反対に設けて各々
別の圧縮機4に配管接続すると共に、共用の凝縮器3に
おいてその冷媒出入口を正反対に2つ設けて一方の冷媒
出入口30を風上側分割蒸発器2aに他方の冷媒出入口
31を風下側分割蒸発器2bに各々配管接続し、かつ風
上側分割蒸発器2aと凝縮器3の接続配管32と、風下
側分割蒸発器2bと凝縮器3の接続配管33と、を並列
状としてその間が送風路兼用になるように構成する。
蒸発器2aと、の分割割合(風下側:風上側)は、例え
ば能力比で3:7又は4:6となるように設定するのが
よい。即ち2つの圧縮機4、4の能力比を3:7又は
4:6に設定する。通常、同一の蒸発器で冷却(冷房)
と加熱(暖房)を切り替えて使用する場合、加熱時に要
する能力は冷却時の6〜7割程度である。そのため、上
述のような分割比にすることにより、加熱時には風上側
の分割蒸発器2aのみ即ち一方の冷凍回路11のみを使
用するだけでよく省エネ化を図れる。蒸発器2の面風速
は3.5〜4.0m/sに設定し、凝縮器3の面風速は
4.0〜6.0m/sに設定するのが最適であるが、こ
れ以外の範囲であってもよい。蒸発器2及び凝縮器3の
フィンチューブ19は楕円管(図4参照)にするのが好
ましいが円形管でもよい。
機では、外気取入口7から取入れた外気を蒸発器2で適
宜熱交換し必要に応じて加湿器を作動させ、外気処理を
して給気口8から屋内へ給気し、同時に排気取入口9か
ら取入れた排気(還気)で凝縮器3の循環冷媒を熱交換
して吸熱又は放熱しつつ排気口10から屋外へ排気す
る。このようにして排気熱を利用して凝縮器3の熱交換
負荷を下げることができ、あたかも全熱交換器を用いた
ような効果を凝縮器3のみで得ることができる。このと
き、排気だけでは風量が不足する場合には、排気側外気
ダンパ13で風量を補う。また蒸発器2で冷暖房の補助
運転ができ、たとえば、ウォーミングアップ運転や夜間
の保冷保温運転では、還気ダンパ14を開いて還気を循
環させ、給気側外気ダンパ12と排気ダンパ15で外気
風量と排気風量をゼロ%から所定%まで適宜調整する。
に応じて、2つの分割蒸発器2a、2b(冷凍回路1
1、11)の一方のみ又は両方を運転するように適宜切
り替えて容易に屋内給気の外気温度を調整することがで
きる。しかも、分割蒸発器2a、2b(冷凍回路11、
11)の一方のみの運転でも、凝縮器3は2つの冷凍回
路11、11を1つのフィン群で共用してあるので伝熱
面積が大きくなって熱交換能力が正味の蒸発器分割比よ
りも高くなる。なお、外気冷房運転や換気運転では圧縮
機4、4を止めればよい。
処理空調機では除湿/再熱運転ができ、外気を風上側分
割蒸発器2aの循環冷媒にて冷却して除湿した後、その
除湿空気を風下側分割蒸発器2bの循環冷媒にて加熱し
て給気口8から屋内へ給気し、排気で凝縮器3の循環冷
媒を熱交換し、排気口10から排気する。このとき、凝
縮器3のフィン群は2つの冷凍回路11、11で共用し
てあるので冷媒と外気の熱交換だけでなく、それよりも
温度差の大きな冷媒同士(加熱用冷媒温度−冷却用冷媒
温度)での熱交換も行えて熱交換能力が高まる。
て、蒸発器2を分割せずに1つとし、冷凍回路11も1
つとして外調機を構成してもよい。
に冷温水用熱源が不要である。屋内からの排熱を利用し
て凝縮器を運転できるので熱交換能力が高く冷凍回路を
小型化できて省エネを図れ、全熱交換器などの余分な部
品が不要となり、外気処理空調機全体をコンパクト化で
き、設置スペースが少なくて済み、設備コスト及びラン
ニングコストの低減を図れる。1台の低騒音形ヒートポ
ンプ式外気処理空調機で、外気処理運転、外気冷房運
転、換気運転、還気循環によるウォーミングアップ運
転、夜間の屋内保冷保温、気温ピーク時などの冷暖房補
助運転ができる。給・排気送風路の騒音出口を塞ぐよう
にチャンバを設けてあるので低騒音となり、住居などの
近辺にも容易に設置できる。請求項2の発明では、製作
や設置場所への搬入が容易となり作業性の向上を図れ
る。各ブロックに分離することにより、冷媒回収作業や
メンテナンスを容易に行え、また、単一のブロックだけ
交換することにより、リニューアル時のコストダウンも
図れる。請求項3の発明では、1台の低騒音形ヒートポ
ンプ式外気処理空調機でさらに除湿/再熱運転を行え
る。任意の圧縮機を運転・停止させるだけで能力調整で
き、制御が容易で、制御機構の簡素化を図れ、故障が少
なく、無駄の少ない省エネ運転を行える。故障の際など
一方の冷凍回路をバックアップに用いることができる。
請求項4の発明では、蒸発器、凝縮器及び圧縮機の配管
作業がやり易く、配管距離も短くて済むので熱ロスが少
なく熱交換効率が良く、しかも、配管の間を風が通るの
で圧力損失が発生せず、送風機の小型化ひいては外調機
全体の一層のコンパクト化を図れる。請求項5の発明で
は、外気の熱負荷に応じて無駄無く圧縮機を運転しつつ
蒸発器の能力調整ができて省エネ化を図れる。請求項6
の発明では、高風速で小型の凝縮器を使用でき外調機を
コンパクト化できる。請求項7の発明では、高風速で使
用しても圧力損失が増加せずかつ熱交換能力も低下しな
いので小型の蒸発器と凝縮器を使用でき空調機を大幅に
コンパクト化できる。また、通常風速では圧力損失が減
少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いる
ことができ騒音低減を図れる。
Claims (7)
- 【請求項1】 ケーシング1に、蒸発器2を設けた給気
送風路20と、凝縮器3を設けた排気送風路21と、給
気送風路入口と排気送風路入口にまたがって連通連結さ
れた入口側チャンバ24と、給気送風路出口と排気送風
路出口にまたがって連通連結された出口側チャンバ27
と、を備え、入口側チャンバ24に、給気送風路20と
排気送風路21に連通する外気取入口7と、給気送風路
20と排気送風路21に連通する還排気取入口9と、外
気取入口7から給気送風路20の蒸発器2への外気風量
を調整する給気側外気ダンパ12と、外気取入口7から
排気送風路21の凝縮器3への外気風量を調整する排気
側外気ダンパ13と、還排気取入口9から給気送風路2
0の蒸発器2への還気風量を調整する還気ダンパ14
と、還排気取入口9から排気送風路21の凝縮器3への
排気風量を調整する排気ダンパ15と、を設けたことを
特徴とする低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機。 - 【請求項2】 ケーシング1を、凝縮器用送風機5及び
蒸発器用送風機6を有する送風ブロック17と、凝縮器
3と蒸発器2と圧縮機4を有する冷凍ブロック18と、
入口側チャンバ24と、出口側チャンバ27と、に分離
・接続自在に構成した請求項1記載の低騒音形ヒートポ
ンプ式外気処理空調機。 - 【請求項3】 蒸発器2を風上側分割蒸発器2aと風下
側分割蒸発器2bに分割し、風上側分割蒸発器2aと第
一の圧縮機4と共用の凝縮器3にて第一冷凍回路11を
構成し、風下側分割蒸発器2bと第二の圧縮機4と上記
共用の凝縮器3にて第二冷凍回路11を構成した請求項
1又は2記載の低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調
機。 - 【請求項4】 風上側分割蒸発器2aの冷媒出入口28
と風下側分割蒸発器2bの冷媒出入口29を正反対に設
けて各々別の圧縮機4に配管接続すると共に、共用の凝
縮器3においてその冷媒出入口を正反対に2つ設けて一
方の冷媒出入口30を風上側分割蒸発器2aに他方の冷
媒出入口31を風下側分割蒸発器2bに各々配管接続
し、かつ風上側分割蒸発器2aと凝縮器3の接続配管3
2と、風下側分割蒸発器2bと凝縮器3の接続配管33
と、を並列状としてその間が送風路兼用になるように構
成した請求項3記載の低騒音形ヒートポンプ式外気処理
空調機。 - 【請求項5】 2つの圧縮機4、4の能力比を3:7又
は4:6に設定した請求項3又は4記載の低騒音形ヒー
トポンプ式外気処理空調機。 - 【請求項6】 凝縮器3の面風速を4.0〜6.0m/
sに設定した請求項1、2、3、4又は5記載の低騒音
形ヒートポンプ式外気処理空調機。 - 【請求項7】 蒸発器2及び凝縮器3のフィンチューブ
19を楕円管にした請求項1、2、3、4、5又は6記
載の低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機。
Priority Applications (1)
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JP2001041880A JP3422421B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001041880A JP3422421B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002243201A JP2002243201A (ja) | 2002-08-28 |
JP3422421B2 true JP3422421B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=18904254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001041880A Expired - Fee Related JP3422421B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | 低騒音形ヒートポンプ式外気処理空調機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4505486B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2010-07-21 | 木村工機株式会社 | ヒートポンプ式空調機 |
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2001
- 2001-02-19 JP JP2001041880A patent/JP3422421B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP2002243201A (ja) | 2002-08-28 |
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