JP4199643B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば蓄熱源から冷水もしくは温水を供給して冷房もしくは暖房を行うファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加し、冷暖房運転および除湿運転を自由に設定することができる空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner capable of freely setting a cooling / heating operation and a dehumidifying operation by adding a heat pump refrigeration cycle to a fan coil function for cooling or heating by supplying cold water or hot water from a heat storage source, for example. .
たとえば蓄熱源から冷水もしくは温水を供給して冷房もしくは暖房を行うファンコイル機能に、ヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加し組合せた技術が、[特許文献1]に開示されている。
特に、[特許文献1]の第4図に示されているように、室内空気を導く風路(ダクト)中に、熱源水を導くファンコイル(水対空気熱交換器)および冷凍サイクルの室内熱交換器に相当する空気熱交換器(冷媒対空気熱交換器)が配置される。冷凍サイクルは、圧縮機、四方弁、減圧装置、上記空気熱交換器の他に、室外熱交換器に相当する水対冷媒熱交換器を備えている。そして、蓄熱源から導かれる熱源水をファンコイルもしくは水対冷媒熱交換器、もしくはその両方に切換え案内する三方弁を備えた回路を備えている。
For example, [Patent Document 1] discloses a technique in which a heat pump type refrigeration cycle is added to a fan coil function for cooling or heating by supplying cold water or hot water from a heat storage source.
In particular, as shown in FIG. 4 of [Patent Document 1], a fan coil (water-to-air heat exchanger) for leading heat source water and a refrigeration cycle room in an air passage (duct) for guiding room air. An air heat exchanger (refrigerant to air heat exchanger) corresponding to the heat exchanger is arranged. The refrigeration cycle includes a water-to-refrigerant heat exchanger corresponding to an outdoor heat exchanger, in addition to a compressor, a four-way valve, a pressure reducing device, and the air heat exchanger. And the circuit provided with the three-way valve which switches and guides the heat source water guide | induced from a heat storage source to a fan coil or a water-to-refrigerant heat exchanger, or both.
通常の冷暖房は、冷凍サイクルを停止し三方弁を切換えて熱源水をファンコイルに導びき、室内空気と熱交換させる。また、三方弁を切換えて冷凍サイクルを駆動し熱源水を水対冷媒熱交換器に循環させれば、熱源水を熱源とするヒートポンプサイクルとなり、空気熱交換器において冷風または温風を得られる。このときファンコイルには熱源水が導かれないので、ここでの熱交換作用はない。
冷凍サイクルによる冷暖房運転時に、さらに冷暖房能力の性能アップが要求されると、三方弁は熱源水をファンコイルおよび水対冷媒熱交換器の両方に同時に流すよう制御される。ファンコイルと空気熱交換器を併用することになり、より大きな熱負荷に対処できる、とある。
In the cooling / heating operation by the refrigeration cycle, when further improvement in the cooling / heating capacity is required, the three-way valve is controlled so that the heat source water flows simultaneously to both the fan coil and the water-to-refrigerant heat exchanger. A fan coil and an air heat exchanger are used together, and it can cope with a larger heat load.
しかしながら、上記のものは以下のような欠点がある。
蓄熱源から温度の高い温水を供給しているときに、冷凍サイクルでの冷房運転が選択される場合がある。このとき、冷凍サイクルの運転にともなって三方弁が切換ってしまい、温度の高い温水が直接、冷凍サイクルの凝縮器となる水対冷媒熱交換器に導かれ放熱する。したがって、冷凍サイクルの高圧上昇が顕著となり、それによるサイクル効率の低下をきたす。
However, the above has the following drawbacks.
When hot water having a high temperature is supplied from a heat storage source, cooling operation in a refrigeration cycle may be selected. At this time, the three-way valve is switched in accordance with the operation of the refrigeration cycle, and the hot water having a high temperature is directly guided to the water-to-refrigerant heat exchanger serving as the condenser of the refrigeration cycle and dissipates heat. Therefore, the increase in the high pressure of the refrigeration cycle becomes significant, resulting in a decrease in cycle efficiency.
逆に、蓄熱源から温度の低い冷水を導いているときに、冷凍サイクルでの暖房運転が選択される場合がある。このときも、冷凍サイクルの運転にともなって三方弁が切換ってしまい、温度の低い冷水が直接、冷凍サイクルの蒸発器となる水対冷媒熱交換器に導かれ吸熱する。したがって、冷凍サイクルの低圧降下が顕著となり、それによるサイクル効率の低下をきたす。 On the other hand, when cold water having a low temperature is guided from the heat storage source, the heating operation in the refrigeration cycle may be selected. Also at this time, the three-way valve is switched in accordance with the operation of the refrigeration cycle, and cold water having a low temperature is directly guided to the water-to-refrigerant heat exchanger serving as an evaporator of the refrigeration cycle and absorbs heat. Therefore, the low pressure drop of the refrigeration cycle becomes remarkable, resulting in a decrease in cycle efficiency.
そして、ファンコイル機能による冷暖房では、ファンまたは熱源水の通水のオン−オフでしか能力制御ができず、そのため室内の温度変動が大きくなり快適性が損なわれる。三方弁の切換えでファンコイルに通水されない状態が長時間継続すると、ファンコイル内に熱源水が滞留して、内部の腐蝕または冷温水の変質が起き易い。また、必要に応じて、室内温度の変化がない状態で除湿する等温除湿が求められる場合もあるが、上述の技術ではその要望を満たせないでいる。 In the cooling / heating by the fan coil function, capacity control can be performed only by turning on / off the fan or heat source water, and therefore, the temperature fluctuation in the room increases and the comfort is impaired. If the state where water does not pass through the fan coil continues for a long time by switching the three-way valve, the heat source water stays in the fan coil, and internal corrosion or alteration of cold / hot water tends to occur. In addition, if necessary, isothermal dehumidification in which there is no change in room temperature may be required, but the above-described technology cannot satisfy the demand.
本発明は上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加することを前提として、能力可変が可能で、冷暖房運転および除湿運転を自由に選択できる空気調和装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to change the capacity on the premise that a heat pump type refrigeration cycle is added to the fan coil function, and to perform cooling / heating operation and dehumidification operation. An object of the present invention is to provide an air conditioner that can be freely selected.
本発明は上述の目的を満足するためになされたものであり、熱源水の導通路を備えたファンコイルおよび冷媒の導通路を備えた空気熱交換器が室内空気の通風路に配置され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルとして圧縮機、四方弁、空気熱交換器、減圧装置、熱源水と冷媒の導通路を備えた水/冷媒熱交換器が順次冷媒管を介して連通され、水循環手段として熱源から熱源水を一対の熱源水の導通路を備えた水/水熱交換器に導きさらにファンコイルに導いてから再び水/水熱交換器に導きさらに水/冷媒熱交換器を介して熱源へ戻す第1の流路および、この第1の流路においてファンコイルから導出される熱源水を水/水熱交換器に通さずに直接水/冷媒熱交換器へ導く第2の流路を有し、流路制御手段は熱源水を第1の流路と第2の流路に切換え制御し、運転制御手段は冷凍サイクルおよび流路制御手段を制御する。 The present invention has been made in order to satisfy the above-described object, and a fan coil having a heat source water conduction path and an air heat exchanger having a refrigerant conduction path are arranged in a room air ventilation path, and a heat pump. Compressor, four-way valve, air heat exchanger, pressure reducing device, water / refrigerant heat exchanger with heat source water and refrigerant conduction path are sequentially communicated through the refrigerant pipe as a water refrigeration cycle, and from the heat source as water circulation means The heat source water is led to a water / water heat exchanger having a pair of heat source water passages, further led to a fan coil, then led again to the water / water heat exchanger, and then returned to the heat source via the water / refrigerant heat exchanger. A first flow path and a second flow path for directly leading the heat source water derived from the fan coil to the water / refrigerant heat exchanger without passing through the water / water heat exchanger in the first flow path. The flow path control means supplies the heat source water to the first flow path and the second flow path. And changeover control, operation control means for controlling the refrigeration cycle and the flow path control means.
本発明によれば、ファンコイル機能にヒートポンプ式の冷凍サイクルを付加することを前提として、能力可変が可能で、冷暖房運転および除湿運転を自由に選択できるという効果を奏する。 According to the present invention, on the premise that a heat pump type refrigeration cycle is added to the fan coil function, it is possible to change the capacity, and there is an effect that an air conditioning operation and a dehumidifying operation can be freely selected.
[実施例1]
以下、図面を参照して本発明の実施例に係る空気調和装置について説明する。図1は、空気調和装置の構成を概略的に示す図である。
図中1は、被空調室に連通する通風路(ダクト)であり、この通風路1内における風上側に、熱源水の導通路を備えて熱源水と通風路1に導かれる室内空気とを熱交換できるファンコイル2が配置される。上記通風路1内のファンコイル2風下側には、冷凍サイクルRの室内熱交換器に相当する空気熱交換器3が配置され、冷媒と通風路1に導かれる室内空気とを熱交換できる。さらに、ファンコイル2および空気熱交換器3の風下側には被空調室内の空気を送風する送風機4が設置される。
[Example 1]
Hereinafter, an air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an air conditioner.
In the figure, reference numeral 1 denotes a ventilation path (duct) communicating with the air-conditioned room. On the windward side in the ventilation path 1, a heat source water conduction path is provided, and heat source water and indoor air guided to the ventilation path 1 are provided. A
一方、通風路1内もしくは外部の所定の部位にメインユニットMが配置されていて、このメインユニットMには冷凍サイクルRを構成する、圧縮機13、四方弁12、電子膨張弁(減圧装置)11、室外熱交換器に相当する後述する水/冷媒熱交換器9など上記空気熱交換器3を除いて配置され、これら構成部品は冷媒管Pを介して連通される。上記電子膨張弁11は、上記水/冷媒熱交換器9と空気熱交換器3の中間に配置され、適度な絞りを与えて冷媒の過熱度を制御する。上記水/冷媒熱交換器9は冷媒を導く導通路と、熱源水を導く導通路を備えていて、冷媒と熱源水との熱交換ができる。
On the other hand, a main unit M is disposed in a predetermined part inside or outside the ventilation path 1, and the main unit M constitutes a refrigeration cycle R. The
さらにメインユニットMには、図示しない蓄熱源から熱源水である冷水または温水を導く熱源水入口部5と、蓄熱源へ熱源水を戻す熱源水出口部10を備えている。これら熱源水入口部5と熱源水出口部10は、メインユニットM内に収容される熱源水循環回路(水循環手段)Nの入口部と出口部を構成している。
熱源水循環回路Nとして、蓄熱源から熱源水入口部5に導かれる熱源水を、後述する水/水熱交換器6を介して上記ファンコイル2に導き、このファンコイル2から導出される熱源水を三方弁(流路制御手段)7の切換え動作にもとづいて再び上記水/水熱交換器6へ導き、さらに上記水/冷媒熱交換器9に導いてから熱源水出口部10を介して蓄熱源へ戻す第1の流路Aを備えている。
Further, the main unit M includes a heat source water inlet portion 5 that guides cold water or hot water that is heat source water from a heat storage source (not shown), and a heat source
As the heat source water circulation circuit N, heat source water led from the heat storage source to the heat source water inlet 5 is led to the
そして上記熱源水循環回路Nは、上記ファンコイル2から導出される熱源水を上記三方弁7の切換え動作にもとづいて水/水熱交換器6に通さずに直接、上記水/冷媒熱交換器9へ導く第2の流路Bを備えている。
上記水/水熱交換器6には、2本の熱源水導通路が互いに交差して備えられている。上記熱源水入口部5と上記ファンコイル2に連通する熱源水導通路と、三方弁7と水/冷媒熱交換器9導入側とを連通する熱源水導通路であり、これら熱源水導通路を導かれる間に互いの熱源水は熱交換される。
The heat source water circulation circuit N directly connects the water / refrigerant heat exchanger 9 without passing the heat source water derived from the
The water /
さらに空気調和装置は、使用者において運転モード・風量・設定温度の指示をなすための遠隔操作盤(リモコン)と、この遠隔操作盤での指示にもとづいて送風機4、圧縮機13、電子膨張弁11および三方弁7などを制御し、最適な運転を実施するための制御部(運転制御手段)15を備えている。
なお、上記電子膨張弁12は固定絞りのキャピラリーチューブ等で代行できる。図中では通風路1中にファンコイル2、空気熱交換器3および送風機4のみ示しているが、他の構成要素も送風径路を確保した状態で通風路1内に収納してもよい。さらに、圧縮機13は回転数変更等の能力を可変できるものでもよい。
Further, the air conditioner includes a remote control panel (remote control) for giving an instruction of an operation mode, an air volume, and a set temperature to the user, and the
The
つぎに、このようにして構成される空気調和装置の各運転モードでの作用を説明する。運転モードは使用者のリモコンに対する運転モード指示と、設定温度と、現在の被空調空間の温度および、熱源水入口部5における水温により決定される。以下の[表1]は、各運転モードと、それぞれの運転モードに対応する制御条件を示している。
以下、表1の内容を具体的に説明する。
(1)通常冷房運転と通常暖房運転
必要冷暖房能力がそれほど大きくなく、かつ冷房時に25℃未満の冷水が供給され、暖房時に25℃以上の温水が供給されている場合は、制御部15から圧縮機13の停止が指令されて空気熱交換器3は熱交換作用せず、ファンコイル2のみ機能する。
The contents of Table 1 will be specifically described below.
(1) Normal cooling operation and normal heating operation
When the required cooling / heating capacity is not so large and cold water of less than 25 ° C. is supplied during cooling, and hot water of 25 ° C. or more is supplied during heating, the
このとき制御部15は三方弁7を切換えて第2の流路Bに熱源水を循環させ、第1の流路Aには熱源水が流れないように制御する。蓄熱源の熱源水は熱源水入口部5から水/水熱交換器6を介してファンコイル2へ導かれる。ファンコイル2から導出される熱源水は、三方弁7から水/冷媒熱交換器9に導かれ、さらに熱源水出口部10から排出されて蓄熱源に戻される。
At this time, the
この運転モードでは、上記水/水熱交換器6において熱源水入口部5とファンコイル2に連通する熱源水導通路にのみ熱源水が導かれ、三方弁7と水/冷媒熱交換器9の熱源水導入側を連通する熱源水導通路には熱源水が導かれない。そのため、水/水熱交換器6において熱源水相互の熱交換作用は行われず、かつ冷凍サイクル運転を停止しているため水/冷媒熱交換器9においても熱交換作用はない状態で熱源水が導かれる。
In this operation mode, in the water /
結局、ファンコイル2において通風路1に導かれる室内空気と熱交換するのみであり、熱源水循環回路Nに冷水が導かれていれば室内の冷房作用をなし、熱源水循環回路Nに温水が導かれていれば室内の暖房をなす。このとき、リモコンに対する設定温度と現在室温との差によって行う能力調整は、送風機4の送風量を大とすることで能力大の要求を満足でき、送風機4の送風量を小とすることで能力小の要求を満足できる。
Eventually, the
(2)高能力冷房運転と高能力暖房運転
上記(1)通常冷暖房の運転条件を継続している間に、設定温度と現在室温の差が大きくなりファンコイル機能のみでは能力不足になった場合、冷凍サイクル運転をなして能力を増加させる高能力冷暖房運転を行う。
このとき、熱源水循環回路Nにおける三方弁7の切換え方向に変化がなく先に説明した通常の冷暖房運転と同様であるが、制御部15は冷凍サイクルRを構成する圧縮機13の駆動を開始するとともに、四方弁12の切換え制御をなす。
(2) High capacity cooling operation and high capacity heating operation
(1) If the difference between the set temperature and the current room temperature becomes large and the fan coil function alone becomes insufficient while the normal cooling / heating operation conditions are continued, the refrigeration cycle operation is performed to increase the capacity. Capability air conditioning operation.
At this time, there is no change in the switching direction of the three-
たとえば、冷水供給中に高能力冷房運転の指示がある場合、蓄熱源から熱源水入口部5に導かれる冷水は水/水熱交換器6の一方の熱源水導通路のみ導通し他方の熱源水導通路には導かれないので、冷水は水/水熱交換器6で温度上昇することなくファンコイル2に導かれ、通風路1の室内空気から吸熱する。すなわち、ファンコイル2は室内空気中に冷熱を放出し、室内空気は温度低下して冷気に変わり、ファンコイル2の風下側に配置される空気熱交換器3に導かれる。
For example, when there is an instruction for high-capacity cooling operation during the supply of cold water, the cold water led from the heat storage source to the heat source water inlet 5 is conducted only in one heat source water passage of the water /
同時に冷凍サイクル運転が行われて、水/冷媒熱交換器9で冷媒が凝縮し、空気熱交換器3では冷媒が蒸発して、ファンコイル2を流通したあとの冷気から蒸発潜熱を奪う。冷気はさらに温度低下した冷気に変わり、室内へ送風される。したがって、高能力冷房が得られる。
なお、ファンコイル2で吸熱を終了した冷水は三方弁7から第2の流路Bを経由して水/冷媒熱交換器9に導かれる。この水/冷媒熱交換器9では冷媒の凝縮作用が行われているので、冷水は冷媒と熱交換して凝縮熱を吸収する。水/冷媒熱交換器9は水熱交換器として用いられることになり、ここでの吸熱が冷凍サイクルRにおける冷房熱量として利用され、ファンコイル機能のみと比べて利用温度差が取れ効率のよい冷房となる。
At the same time, the refrigeration cycle operation is performed, the refrigerant condenses in the water / refrigerant heat exchanger 9, the refrigerant evaporates in the air heat exchanger 3, and the latent heat of evaporation is taken away from the cold air that has passed through the
The cold water that has finished absorbing heat by the
温水供給中に高能力暖房運転の指示がある場合は、蓄熱源から熱源水入口部5に導かれる温水が水/水熱交換器6で温度低下することなくファンコイル2に導かれ、室内空気へ放熱する。ファンコイル2が室内空気中に温熱を放出することで室内空気は温度上昇して暖気に変わり、空気熱交換器3に導かれる。
同時に冷凍サイクル運転が行われて、水/冷媒熱交換器9で冷媒が蒸発し、空気熱交換器3では冷媒が凝縮して、ファンコイル2から導かれる暖気へ凝縮熱を放出する。暖気はさらに温度上昇した暖気に変わり、室内へ送風される。したがって、高能力暖房が得られる。
When there is an instruction for high-capacity heating operation during the supply of hot water, the hot water led from the heat storage source to the heat source water inlet 5 is led to the
Simultaneously, the refrigeration cycle operation is performed, the refrigerant evaporates in the water / refrigerant heat exchanger 9, the refrigerant condenses in the air heat exchanger 3, and the condensed heat is released to the warm air led from the
なお、ファンコイル2で放熱を終了した温水は三方弁7から第2の流路Bを経由して水/冷媒熱交換器9に導かれる。冷媒は、水/冷媒熱交換器9で蒸発していて、蒸発潜熱を放出する。すなわち、ファンコイル2で温度低下した温水は水/冷媒熱交換器9でさらに熱を奪われ、ここでの放熱が冷凍サイクルを介して暖房熱量として利用されるので、ファンコイル機能のみと比べて利用温度差が取れ効率のよい暖房となる。
Note that the hot water that has radiated heat by the
このようにして、検知水温が25℃未満の冷水を用いてファンコイル2で冷房をなしていても、設定温度と現在室温の差が大きく、大能力で冷房する要求がある場合は、冷凍サイクルRによる冷房とファンコイル2による冷房を同時に行うことで要求を満たすことができる。さらに、検知水温が25℃以上の温水を用いてファンコイル2で暖房をなしていても、設定温度と現在室温の差が大きく、大能力で暖房する要求がある場合は、冷凍サイクルRによる暖房とファンコイル2による暖房を同時に行うことで要求を満たすことができる。
In this way, even if cooling is performed by the
(3)温水供給時の冷房運転(逆冷房)と冷水供給時の暖房運転(逆暖房)
蓄熱源から25℃以上の温水が供給されているが、被空調室における何らかの事情により冷房運転を強調したい要求がある。また、蓄熱源から25℃未満の冷水が供給されているが、被空調室における何らかの事情により暖房運転を強調したい要求がある。
(3) Cooling operation when supplying hot water (reverse cooling) and heating operation when supplying cold water (reverse heating)
Hot water of 25 ° C. or higher is supplied from the heat storage source, but there is a demand for emphasizing the cooling operation for some reason in the air-conditioned room. Moreover, although cold water below 25 degreeC is supplied from the heat storage source, there exists a request | requirement which wants to emphasize heating operation by a certain situation in an air-conditioned room.
すなわち、ファンコイル機能による冷房と暖房は使用者の指示によって決定されるが、温水の供給中に冷房運転が要求された場合に、温水をそのままファンコイル2に導いては冷房ができないし、冷水の供給中に暖房運転が要求された場合に、冷水をそのままファンコイル2に導いては暖房ができない。そこで、制御部15は三方弁7に対して熱源水の導通方向を第2の流路Bから第1の流路Aに切換え制御したうえで、冷凍サイクル運転を開始する。
That is, cooling and heating by the fan coil function are determined by the user's instruction, but when the cooling operation is requested during the supply of hot water, the hot water cannot be cooled by directing it to the
温水供給時に冷房運転の指示があると、蓄熱源から熱源水入口部5に導かれる温水は水/水熱交換器6の一方の熱源水導通路を導通してからファンコイル2に導かれる。ファンコイル2で温水は室内空気と熱交換して温度低下し、そのあと三方弁7の切換え方向に応じて第1の流路Aである水/水熱交換器6の他方の熱源水導通路に導かれ、熱源水入口部5を通過した温水と熱交換する。
If there is an instruction for cooling operation during the supply of hot water, the hot water led from the heat storage source to the heat source water inlet 5 is conducted through one heat source water conduction path of the water /
結局、熱源水入口部5で高温(45〜50℃)であった温水が、水/水熱交換器6で熱交換することにより温度低下(略30℃程度)したあと、ファンコイル2に導かれる。温水は低温の室内空気と熱交換して空気温度(略25℃程度)に近い温度にまで低下し、さらに熱源水入口部5から導かれる温水と水/水熱交換器6で熱交換する。
ファンコイル2での暖房能力が無効化し、その一方で冷凍サイクルRに対する運転が開始される。水/冷媒熱交換器9では冷やされて温度低下した温水と冷媒が熱交換し、冷媒は凝縮して空気熱交換器3に導かれ、ここで蒸発する冷房運転が行われる。空気熱交換器3では、ファンコイル2を流通したあとの空気から蒸発潜熱を奪って冷気に変える、いわゆる“逆冷房”作用を得る。
Eventually, the hot water, which was high in temperature (45 to 50 ° C.) at the heat source water inlet portion 5, is reduced in temperature (approximately 30 ° C.) by heat exchange in the water /
The heating capacity in the
このようにして、水/水熱交換器6における2本の熱源水導通路に温水を導いて互いに熱交換させるので、ファンコイル2に導かれる温水が室内空気と熱交換する熱量は、温水が直接ファンコイル2に流入する場合に比べて非常に小さくなる。水/水熱交換器6を介することで高温の温水を低温化でき、ファンコイル2での放熱量を小さくできる。他方、空気熱交換器3では冷媒が蒸発する吸熱器として作用するため、ファンコイル2を通過したあとの未だ熱交換されていない空気を確実に、かつ充分に冷却する。
In this way, since the hot water is guided to the two heat source water passages in the water /
同様にして、冷水供給時に暖房運転の指示があると、蓄熱源から熱源水入口部5に導かれる冷水は水/水熱交換器6の一方の熱源水導通路を導通してからファンコイル2に導かれる。ファンコイル2で冷水は空気と熱交換して温度上昇し、そのあと三方弁7の切換え方向に応じて第1の流路Aである水/水熱交換器6の他方の熱源水導通路に導かれ、熱源水入口部5を通過した冷水と熱交換する。
Similarly, when there is an instruction for heating operation during the supply of cold water, the cold water led from the heat storage source to the heat source water inlet 5 is conducted through one heat source water passage of the water /
結局、熱源水入口部5で低温(10℃程度)であった冷水が、水/水熱交換器6で熱交換することにより温度上昇(20℃程度)したあとファンコイル2に導かれる。冷水は室内空気と熱交換して空気温度(25℃程度)に近い温度にまで上昇し、さらに熱源水入口部4から導かれる低温の冷水と水/水熱交換器6で熱交換する。
ファンコイル2での冷房能力が無効化し、その一方で冷凍サイクルRに対する運転が開始される。水/冷媒熱交換器9では温められて温度上昇した冷水と冷媒が熱交換し、冷媒は蒸発して空気熱交換器3に導かれ、ここで凝縮する冷房運転が行われる。空気熱交換器3では、ファンコイル2を流通したあとの空気へ凝縮熱を付与し暖気に変える、いわゆる“逆暖房”作用を得る。
Eventually, the cold water, which has been at a low temperature (about 10 ° C.) at the heat source water inlet portion 5, is led to the
The cooling capacity of the
このようにして、水/水熱交換器6における2本の熱源水導通路に冷水を導いて互いに熱交換させるので、ファンコイル2に導かれる冷水が室内空気と熱交換する熱量は、冷水が直接ファンコイル2に流入する場合に比べて非常に小さくなる。水/水熱交換器6を介することで低温の冷水を温度上昇化し、ファンコイル2での吸熱量を小さくできる。他方、空気熱交換器3では冷媒が凝縮する放熱器として作用するため、ファンコイル2を通過したあとの未だ熱交換されていない空気を確実に、かつ充分に温める。
In this way, cold water is guided to the two heat source water conducting paths in the water /
逆冷房と逆暖房ともに、ファンコイル2を出て水/水熱交換器9に流入する熱源水は、ほとんど室温に近い温度まで加熱(冷却)される。そのあと水/冷媒熱交換器9に導かれ、冷凍サイクルの冷媒と熱交換される。したがって、従来のように水/冷媒熱交換器9に直接冷温水を導入する制御と比較して、冷房時は高圧側を低くして高効率と高圧危険防止を図り、暖房時は低圧側を高くして高効率と凍結防止をなす。
In both the reverse cooling and the reverse heating, the heat source water that leaves the
(4)除湿運転
室内温度を変えることなく、湿度の低下を図る除湿運転が指示される場合がある。このとき制御部15は、熱源水循環回路Nに供給される熱源水である冷水と温水の水温に関わらず、先に説明した通常の冷暖房時と同様に三方弁7を第2の流路B側に切換える。熱源水は、熱源水入口部5から第2の流路Bを構成する水/水熱交換器6、ファンコイル2、三方弁7、水/冷媒熱交換器9を介して熱源水出口部10へ順次導びかれる。
(4) Dehumidifying operation
There is a case where a dehumidifying operation for reducing the humidity is instructed without changing the room temperature. At this time, the
一方、制御部15は、冷凍サイクルRに対する制御を、熱源水入口部5における熱源水水温に応じて異ならせる。たとえば、熱源水が25℃以上の温水であれば冷房サイクルをなし、熱源水が25℃以下の冷水であれば暖房サイクルをなすよう四方弁12を切換え制御する。
25℃よりも高い温度の温水がファンコイル2に導かれると、室内空気中に放熱して一旦、室内空気を温度上昇させるが、冷凍サイクルRに対して冷房サイクルが選択されているので、空気熱交換器3に導かれる室内空気は冷却される。したがって、空気熱交換器3はファンコイル2を通過した室内空気を露点温度以下に変えて結露を誘発する。ファンコイル2での暖房と、空気熱交換器3での冷房とが相互に動作し、通風路1の出口側においては室内空気の温度を変えず(等温)に除湿ができる。
On the other hand, the
When hot water having a temperature higher than 25 ° C. is led to the
25℃よりも低い温度の冷水がファンコイル2に導かれると、室内空気から吸熱して一旦、室内空気を温度低下させるが、冷凍サイクルRに対して暖房サイクルが選択されているので、空気熱交換器3に導かれる室内空気は加熱される。したがって、空気熱交換器3はファンコイル2を通過した室内空気を露点温度以下に変えて結露を誘発する。ファンコイル2での冷房と、空気熱交換器3での暖房とが相互に動作し、通風路1の出口側においては空気温度の温度を変えず(等温)に除湿ができる。
When cold water having a temperature lower than 25 ° C. is led to the
このようにして本発明によれば、熱源水の温度に応じて冷暖房能力を発揮するファンコイル機能に対して、冷凍サイクルRにおける空気冷却加熱用熱交換器である空気熱交換器3を加えるとともに水/水熱交換器6を備えている。そして、熱源水を略空気温度に近いファンコイル2を導出された熱源水と選択的に熱交換することで、ファンコイル能力を選択的に小さくすることができる。
Thus, according to this invention, while adding the air heat exchanger 3 which is a heat exchanger for the air cooling heating in the refrigerating cycle R with respect to the fan coil function which exhibits air conditioning capability according to the temperature of heat source water. A water /
ファンコイル機能ばかりでなく、冷水供給時の冷凍サイクル冷房運転と、温水供給時の冷凍サイクル暖房運転では、ファンコイル2と冷凍サイクルRの能力をプラスする大能力運転が可能となる。そして、冷水供給時の暖房(逆暖房)では、ファンコイル2に導かれる冷水を事前に温めることで、ファンコイル2の性能を下げつつ冷凍サイクルRで暖房ができる。冷凍サイクルRの吸熱側(水/冷媒熱交換器9)では、室内からの熱を再吸熱することで効率のよい運転ができる。
Not only the fan coil function but also the refrigeration cycle cooling operation at the time of cold water supply and the refrigeration cycle heating operation at the time of hot water supply enable a large-capacity operation that adds the capabilities of the
また、温水供給時の冷房(逆冷房)では、ファンコイル2に導かれる温水を事前に冷却することで、ファンコイル2の性能を下げつつ冷凍サイクルRで冷房ができる。冷凍サイクルRの吸熱側(水/冷媒熱交換器9)では、室内からの熱を再放熱することで効率のよい運転ができる。
さらに、ファンコイル2で得られる熱量と、冷凍サイクルRに対する運転を自由に組合せることで、等温除湿などの運転を自由に設定できる。
なお、本実施例では、ファンコイル2を風上側に有しているが、被空調空間の特性により温水(または20℃前後の水)が使用されることが多い条件下で等温除湿要求がある場合には、他の冷暖房性能が若干犠牲にされるが、空気熱交換器3を風上側に設置して、除湿効果を高めるなどの変更も可能である。
In cooling at the time of supplying hot water (reverse cooling), the hot water guided to the
Furthermore, by freely combining the amount of heat obtained by the
In this embodiment, the
また、第1の流路Aと第2の流路Bに対する流路制御手段として三方弁7を備えたが、これに限定されるものではなく、第1の流路Aと第2の流路Bにそれぞれ二方弁を備えて、互いに逆の開閉操作をしてもよい。
あるいは、第1の流路Aに流動抵抗の高いキャピラリーチューブ(抵抗手段)を設置し、第2の流路Bに二方弁を設置してもよい。この場合、第2の流路Bに熱源水を流したいときは二方弁を開放し、第1の流路Aに熱源水を流したいときは二方弁を閉成にすることで、水/水熱交換器6に常時熱源水が流れるようにして、錆などによる水/水熱交換器6の詰りを防止するなどの変更は可能である。
Further, although the three-
Alternatively, a capillary tube (resistance means) having a high flow resistance may be installed in the first flow path A, and a two-way valve may be installed in the second flow path B. In this case, when it is desired to flow the heat source water through the second flow path B, the two-way valve is opened, and when the heat source water is flowed through the first flow path A, the two-way valve is closed. The water /
上記圧縮機13を能力制御するため、回転数の変更で対応することのみならず、熱源水の入口部5または出口部10に循環量可変機構(ポンプまたは流量調整弁等)を設けて、熱源水の流量を制御することによる対応であってもよい。さらに、ファンコイル2と空気熱交換器3を横に並べて配置してもよい。
また、本発明は上述の実施例および変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を越えない範囲内でさらに種々変形実施が可能であり、本願発明はこれらの全てを完全に包含するものである。
In order to control the capacity of the
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention, and the present invention completely includes all of them. Is.
1…通風路、2…ファンコイル、3…空気熱交換器、13…圧縮機、12…四方弁、11…減圧装置(電子膨張弁)、9…水/冷媒熱交換器、R…冷凍サイクル、6…水/水熱交換器、A…第1の流路、B…第2の流路、N…熱源水循環回路(水循環手段)、7…三方弁(流路制御手段)、15…制御部(運転制御手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ventilation path, 2 ... Fan coil, 3 ... Air heat exchanger, 13 ... Compressor, 12 ... Four-way valve, 11 ... Pressure-reducing device (electronic expansion valve), 9 ... Water / refrigerant heat exchanger, R ... Refrigeration cycle , 6 ... water / water heat exchanger, A ... first flow path, B ... second flow path, N ... heat source water circulation circuit (water circulation means), 7 ... three-way valve (flow path control means), 15 ... control Part (operation control means).
Claims (6)
圧縮機、四方弁、上記空気熱交換器、減圧装置、熱源水と冷媒の導通路を備えた水/冷媒熱交換器が順次冷媒管を介して連通されるヒートポンプ式の冷凍サイクルと、
熱源から熱源水を、一対の熱源水の導通路を備えた水/水熱交換器に導き、さらに上記ファンコイルに導いてから再び上記水/水熱交換器に導き、さらに上記水/冷媒熱交換器を介して熱源へ戻す第1の流路および、この第1の流路において上記ファンコイルから導出される熱源水を上記水/水熱交換器に通さずに直接、上記水/冷媒熱交換器へ導く第2の流路を有する水循環手段と、
熱源水を第1の流路と第2の流路に切換え制御する流路制御手段と、
上記冷凍サイクルおよび上記流路制御手段を制御する運転制御手段と
を具備することを特徴とする空気調和装置。 An air heat exchanger provided with a fan coil provided with a conduction path for heat source water and a conduction path for refrigerant, arranged in a ventilation path for indoor air;
A heat pump type refrigeration cycle in which a water / refrigerant heat exchanger having a compressor, a four-way valve, the air heat exchanger, a pressure reducing device, a heat source water and a refrigerant passage is sequentially communicated via a refrigerant pipe;
The heat source water is led from the heat source to a water / water heat exchanger having a pair of heat source water conduction paths, further led to the fan coil, and then led again to the water / water heat exchanger, and further to the water / refrigerant heat. A first flow path that returns to the heat source via the exchanger, and heat source water derived from the fan coil in the first flow path directly without passing through the water / water heat exchanger; Water circulation means having a second flow path leading to the exchanger;
Flow path control means for switching and controlling the heat source water between the first flow path and the second flow path;
An air conditioner comprising: the refrigeration cycle; and an operation control means for controlling the flow path control means.
熱源水または熱源水と冷凍サイクルによる冷暖房運転時には、上記第1の流路を閉じてファンコイルから導出される熱源水を上記第2の流路に導くように制御することを特徴とする請求項1および請求項2のいずれかに記載の空気調和装置。 The flow path control means closes the second flow path when performing a heating operation by a refrigeration cycle when supplying cold water as a heat source water, and when performing a cooling operation by a refrigeration cycle when supplying hot water as a heat source water. The heat source water derived from the fan coil is guided to the first flow path,
The heat source water or the heat source water and a cooling / heating operation using the refrigeration cycle are controlled so that the first flow path is closed and the heat source water led out from the fan coil is guided to the second flow path. The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 and 2.
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