JP4865758B2 - Temperature and humidity control device - Google Patents
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Description
本発明は温湿度調整装置に関する。 The present invention relates to a temperature and humidity adjusting device.
通常、半導体装置の製造工程等の精密加工分野では、その殆どが温度および湿度が制御されたクリーンルーム内に設置されている。
しかし、近年、精密加工分野でも、従来よりも更に加工精度の高い精密加工等が要求される工程が出現しつつある。
かかる高い精密加工等が要求される工程では、通常、クリーンルームの温度変化よりも更に小さな温度変化の環境であることが要求される。このため、高い精密加工等が要求される工程は、精密な温度管理がなされている空間ユニット内に設けられる。
Usually, in the precision processing field such as a manufacturing process of a semiconductor device, most of them are installed in a clean room in which temperature and humidity are controlled.
However, in recent years, in the precision processing field, processes requiring precision processing with higher processing accuracy than before have been emerging.
In a process that requires such high precision processing, it is usually required that the temperature change environment is smaller than that of a clean room. For this reason, a process requiring high precision processing or the like is provided in a space unit in which precise temperature management is performed.
この様な空間ユニットの温度調整に用いられる温度調整装置としては、例えば下記特許文献1に図35に示す温度調整装置が記載されている。
図35に示す温度調整装置には、圧縮機100、三方弁102、凝縮器104、膨張弁106、冷却器108および加熱器110が設けられており、冷却器108を具備する冷却流路と加熱器110を具備する加熱流路とが設けられている。
かかる冷却器108と加熱器110とによって、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流の温度が調整される。
As a temperature adjusting device used for adjusting the temperature of such a space unit, for example, the temperature adjusting device shown in FIG.
35 is provided with a
The
この図35に示す温度調整装置では、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体を三方弁102によって、冷却流路と加熱流路とに分配する。冷却流路側に分配された高温の熱媒体は、凝縮器104で冷却される。この冷却された熱媒体は、膨張弁106によって断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給される。冷却器108では、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流を冷却しつつ吸熱して昇温された熱媒体は圧縮機100に供給される。
35, the high-temperature heat medium compressed by the
一方、加熱流路側に分配された高温の熱媒体は加熱器110に供給され、冷却器108で冷却された温度調整対象の空気流を加熱して所望の温度に調整する。このように、加熱器110において、温度調整対象の空気流を加熱しつつ放熱して降温された熱媒体は、膨張弁106および冷却器108を通過して圧縮機100に供給される。
図35に示す温度調整装置では、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の全量が膨張弁106を通過して断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給されるため、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流を冷却する冷却エネルギー量は一定である。
一方、三方弁102によって加熱流路側に分配する高温の熱媒体の流量を調整することによって、冷却器108で冷却された温度調整対象の空気流に対する加熱器110での加熱量を調整できる。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 35, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the
On the other hand, by adjusting the flow rate of the high-temperature heat medium distributed to the heating flow path side by the three-
したがって、冷却器108および加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の温度を調整でき、空間ユニット内の温度管理を狭い温度範囲で行うことは可能である。
しかし、図35に示す温度調整装置では、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の全量が膨張弁106を通過して断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給されるため、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流に対する温度調整は、専ら加熱器110に供給する圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の再加熱によって行われる。
Therefore, it is possible to adjust the temperature of the air flow to be temperature adjusted that passes through the
However, in the temperature control apparatus shown in FIG. 35, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the
このように、図35に示す温度調整装置で採用された温度制御方式では、加熱に使用した熱媒体も冷却流路に流すため、加熱できる熱量は圧縮機の動力による熱量のみとなり、冷却器108および加熱器110に対する負荷変動への対応が困難である。
このため、冷却器108および加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の設定温度を大幅に高くする場合、温度調整対象の空気流の温度が設定温度に到達しなかったり、設定温度に到達するまでに著しく時間がかかることがある。
さらに、図35に示す温度調整装置では、冷却器108および加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の湿度を調整する湿度調整機能が設けられておらず、空気流に湿度調整を施すことはできない。
As described above, in the temperature control method adopted in the temperature adjusting device shown in FIG. 35, the heat medium used for heating is also passed through the cooling flow path, so the amount of heat that can be heated is only the amount of heat by the power of the compressor, and In addition, it is difficult to cope with load fluctuations on the heater 110.
For this reason, when the set temperature of the air flow to be adjusted through the
Furthermore, in the temperature adjusting device shown in FIG. 35, there is no humidity adjustment function for adjusting the humidity of the air flow to be temperature adjusted that passes through the
このような、図35に示す温度調整装置の加熱量不足を補うと共に、空気流に湿度調整を施すべく、図36に示す温湿度調整装置のように、加熱器110の出口側に複数の加熱水蒸気を噴霧する噴霧ノズル114、114、・・・を設け、噴霧ノズル114の各々に加熱水蒸気を供給する加熱蒸気発生装置を設けることが考えられる。 In order to compensate for the shortage of the heating amount of the temperature adjusting device shown in FIG. 35 and to adjust the humidity of the air flow, a plurality of heating is performed on the outlet side of the heater 110 as in the temperature and humidity adjusting device shown in FIG. It is conceivable to provide spray nozzles 114, 114,... For spraying steam, and to provide a heating steam generator for supplying heated steam to each of the spray nozzles 114.
しかし、図36に示す温湿度調整装置では、加熱水蒸気を発生するためのエネルギーがエネルギー的に無駄である。
しかも、図36の温湿度調整装置の加熱量不足を補うことのできる量の加熱水蒸気を噴霧ノズル114、114、・・・から噴出すると、空気流の湿度調整が困難となる場合がある。
他方、空気流の湿度調整を行うことのできる量の加熱水蒸気を、噴霧ノズル114、114、・・・から噴出しても、温湿度調整装置の加熱量不足を補うことができない場合がある。
したがって、図36に示す温湿度調整装置によって、空気流の温度および湿度を同時に調整できる範囲はさらに一層狭くなる。
However, in the temperature / humidity adjusting apparatus shown in FIG. 36, the energy for generating heated steam is wasteful in terms of energy.
Moreover, if the amount of heated water vapor that can compensate for the insufficient heating amount of the temperature / humidity adjusting device in FIG. 36 is ejected from the spray nozzles 114, 114,.
On the other hand, even if the amount of heated water vapor that can adjust the humidity of the air flow is ejected from the spray nozzles 114, 114,...
Therefore, the range in which the temperature and humidity of the air flow can be adjusted simultaneously by the temperature and humidity adjusting device shown in FIG. 36 is further narrowed.
そこで、本発明は、上記課題を解決し、空気流の温度調整と湿度調整とを同時に好適に行え、かつ省エネルギーを図ることのできる温湿度調整装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a temperature / humidity adjusting device that solves the above-described problems and can suitably perform temperature adjustment and humidity adjustment of an air flow at the same time and can save energy.
本発明に係る温湿度調整装置は、
A:第1圧縮機から送り出される第1熱媒体の一部が第1分配器により分配され、第1加熱器(凝縮器)、膨張弁、蒸発器、第1圧縮機の順に循環される第1ヒートポンプ回路と、第1圧縮機から送り出される第1熱媒体の残余部が前記第1分配器により分配され、凝縮器、膨張弁、第1冷却器(蒸発器)、第1圧縮機の順に循環される第1冷却回路と、前記第1分配器を制御し、第1ヒートポンプ回路と第1冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を調整して、第1加熱器と第1冷却器とを通過する温湿度調整対象の空気を設定温度に制御する第1制御部とを具備する温度調整装置;
B:第2圧縮機から送り出される第2熱媒体の一部が第2分配器により分配され、第2加熱器(凝縮器)、膨張弁、蒸発器、第2圧縮機の順に循環される第2ヒートポンプ回路と、第2圧縮機から送り出される第2熱媒体の残余部が前記第2分配器により分配され、凝縮器、膨張弁、第2冷却器(蒸発器)、第2圧縮機の順に循環される第2冷却回路と、通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルから噴出される水の量を調整する水量制御弁と、前記第2分配器を制御し、第2ヒートポンプ回路と第2冷却回路とに分配される高温の第2熱媒体の分配比率を調整して、第2加熱器と第2冷却器とを通過する温湿度調整対象の空気を必要な所要温度に制御する第2制御部とを具備する加減湿整装置;
C:前記第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過した出口空気の温度を検出する第1温度センサ;
D:前記第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過した出口空気の湿度を検出する第1湿度センサ;
を具備し、
温湿度調整対象の空気が、第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過し、通過する空気が、Bの加減湿装置により必要な所要温度および水分量に調整されるとともに、Aの温度調整装置により所望温度および湿度に調整されることを特徴とする。
The temperature and humidity adjustment device according to the present invention is:
A: A part of the first heat medium sent out from the first compressor is distributed by the first distributor, and is circulated in the order of the first heater (condenser), the expansion valve, the evaporator, and the first compressor. 1 heat pump circuit and the remainder of the 1st heat carrier sent out from the 1st compressor are distributed by the 1st above-mentioned distributor, a condenser, an expansion valve, the 1st cooler (evaporator), and the 1st compressor in order A first cooling circuit to be circulated; and the first distributor is controlled to adjust a distribution ratio of a high-temperature first heat medium distributed to the first heat pump circuit and the first cooling circuit to thereby adjust the first heater. And a first control unit that controls the temperature / humidity adjustment target air passing through the first cooler to a set temperature;
B: A part of the second heat medium sent out from the second compressor is distributed by the second distributor, and is circulated in the order of the second heater (condenser), the expansion valve, the evaporator, and the second compressor. 2 heat pump circuit and the remaining portion of the second heat medium sent out from the second compressor are distributed by the second distributor, in the order of condenser, expansion valve, second cooler (evaporator), second compressor. Controlling the second cooling circuit to be circulated, a spray nozzle for spraying water for humidifying the passing air, a water amount control valve for adjusting the amount of water ejected from the spray nozzle, and the second distributor And adjusting the distribution ratio of the high-temperature second heat medium distributed to the second heat pump circuit and the second cooling circuit to change the temperature / humidity adjustment target air passing through the second heater and the second cooler. A humidifying / decreasing apparatus comprising a second control unit for controlling to a necessary required temperature;
C: a first temperature sensor that detects a temperature of the outlet air that has passed through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater;
D: a first humidity sensor that detects the humidity of the outlet air that has passed through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater;
Comprising
The air to be adjusted in temperature and humidity passes through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater, and the air that passes through the air is adjusted to the required temperature and moisture amount required by the humidifying / dehumidifying device of B. In addition to being adjusted, the temperature is adjusted to a desired temperature and humidity by the temperature adjusting device of A.
また、前記第2冷却器および第2加熱器を通過した空気の温度を検出する第2温度センサと、全体制御部とを具備し、該全体制御部により、入力されている出口空気の設定湿度と前記第1湿度センサによって計測した出口空気の湿度とにより、前記噴霧ノズルから噴霧される水分量が必要な水分量となるように、前記水量制御弁を制御し、入力されている出口空気設定温度と入力されている出口空気設定湿度とから出口空気露点温度を算出し、前記第2加熱器および第2冷却器を通過した空気の設定温度を、あらかじめ経験により求められた温度だけ前記算出露点温度からシフトした設定露点温度に設定し、前記第2温度センサで検出される温度が上記設定露点温度となるように、前記第2制御部により第2分配器による前記分配比率を調整し、前記第1温度センサで検出される温度が前記設定出口温度となるように、前記第1制御部により前記第1分配器による分配比率を調整することを特徴とする。 And a second temperature sensor that detects the temperature of the air that has passed through the second cooler and the second heater, and an overall control unit, and the set humidity of the outlet air that is input by the overall control unit. And the humidity of the outlet air measured by the first humidity sensor, the water amount control valve is controlled so that the amount of water sprayed from the spray nozzle becomes a necessary amount of water, and the input outlet air setting The outlet air dew point temperature is calculated from the temperature and the input outlet air set humidity, and the calculated dew point of the set temperature of the air that has passed through the second heater and the second cooler is determined by experience in advance. The set dew point temperature shifted from the temperature is set, and the second controller adjusts the distribution ratio by the second distributor so that the temperature detected by the second temperature sensor becomes the set dew point temperature. , So that the temperature detected by the first temperature sensor is the set outlet temperature, and adjusting the distribution ratio by the first divider by the first control unit.
また、前記加減湿装置で、水分が除湿されるとともに、噴霧ノズルにより必要な水分量に加湿されることを特徴とする。
第1冷却回路の凝縮器で放熱される熱が第1ヒートポンプ回路の蒸発器で吸熱され利用されることを特徴とする。
第2冷却回路の凝縮器で放熱される熱が第2ヒートポンプ回路の蒸発器で吸熱され利用されることを特徴とする。
In addition, the moisture is dehumidified by the humidifying / dehumidifying device, and the moisture is humidified to a necessary amount by a spray nozzle.
The heat radiated by the condenser of the first cooling circuit is absorbed and used by the evaporator of the first heat pump circuit.
The heat radiated by the condenser of the second cooling circuit is absorbed and used by the evaporator of the second heat pump circuit.
また、前記噴霧ノズルが、圧縮空気により水が噴霧される2流体ノズルであることを特徴とする。
また、第2冷却回路の第2冷却器に、該第2冷却器により冷やされ、周囲空気中の水分を凝縮して除湿する除湿用部材を配置したことを特徴とする。
また、第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を、空気入口側からこの順に配置したことを特徴とする。
The spray nozzle is a two-fluid nozzle that sprays water with compressed air.
In addition, a dehumidifying member that is cooled by the second cooler and condenses moisture in the ambient air to dehumidify is disposed in the second cooler of the second cooling circuit.
Further, the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater are arranged in this order from the air inlet side.
また、第1分配器および第2分配器の少なくとも一方が、加熱器側に分配する高温の熱媒体と冷却器側に分配する高温の熱媒体との合計量が圧縮機から吐出された高温の熱媒体量と等しくなるように、高温の熱媒体を比例分配する比例三方弁であることを特徴とする。
あるいは、第1分配器および第2分配器の少なくとも一方が、高温の熱媒体を加熱器側と冷却器側とに分岐する分岐配管の各々に設けられた二方弁であることを特徴とする。
Further, at least one of the first distributor and the second distributor has a high amount of the high-temperature heat medium distributed to the heater side and the high-temperature heat medium distributed to the cooler side that is discharged from the compressor. It is a proportional three-way valve that proportionally distributes a high-temperature heat medium so as to be equal to the amount of heat medium.
Alternatively, at least one of the first distributor and the second distributor is a two-way valve provided in each branch pipe that branches a high-temperature heat medium to the heater side and the cooler side. .
本発明の温湿度調整装置では、温度調整装置および加減湿装置の双方に、加熱器としてヒートポンプ回路を採用して、外部熱源を有効に利用している。したがって、温度調節用の電気ヒータや加湿用の電気ヒータを用いる従来方式に比べて大幅な省エネを図ることができる。この場合に、冷却回路側で放熱する熱を外部熱源として吸熱、利用することによって、一層熱効率をよくすることができ、加熱能力を向上できる。また、加熱器と冷却器とを通過する温度調整対象の流体の微小な負荷変動は、加熱回路(ヒートポンプ回路)と冷却回路とに分配する高温の熱媒体の分配比率を微小調整することによって迅速に対応でき、温湿度調整対象の空気に対して精密な温湿度調整を図ることができる。 In the temperature / humidity adjusting apparatus of the present invention, a heat pump circuit is employed as a heater in both the temperature adjusting apparatus and the humidifying / dehumidifying apparatus to effectively use an external heat source. Therefore, significant energy saving can be achieved as compared with the conventional method using an electric heater for temperature adjustment or an electric heater for humidification. In this case, by using the heat radiated on the cooling circuit side as an external heat source, the heat efficiency can be further improved and the heating capacity can be improved. In addition, a minute load fluctuation of the temperature adjustment target fluid passing through the heater and the cooler can be quickly adjusted by finely adjusting the distribution ratio of the high-temperature heat medium distributed to the heating circuit (heat pump circuit) and the cooling circuit. Therefore, precise temperature / humidity adjustment can be performed on the air to be adjusted.
以下本発明に係る温湿度調整装置54(図7)の好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、温湿度調整装置54のうち、基本的な構成となる温度調整装置50について、図1〜図6により説明する。
図1は温度調整装置50の概略図である。
温度調整装置50の概略は次のとおりである。すなわち、第1圧縮機18から送り出される第1熱媒体の一部が第1分配器20により分配され、第1加熱器(凝縮器)14、膨張弁34、蒸発器(吸熱器)32、第1圧縮機18の順に循環される第1ヒートポンプ回路と、第1圧縮機18から送り出される第1熱媒体の残余部が前記第1分配器20により分配され、凝縮器26、膨張弁28、第1冷却器(蒸発器)16、第1圧縮機18の順に循環される第1冷却回路と、前記第1分配器20を制御し、第1ヒートポンプ回路と第1冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を調整して、第1加熱器14と第1冷却器16とを通過する温湿度調整対象の空気を設定温度に制御する第1制御部22aとを具備する。
A preferred embodiment of the temperature / humidity adjusting device 54 (FIG. 7) according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
First, a
FIG. 1 is a schematic view of a
The outline of the
以下、温度調整装置50をさらに詳細に説明する。
図1に示す温度調整装置50には、ファン12によって、空間ユニット10内に、後記する加減湿装置から吸込んだ空気を温度調整する第1加熱器(凝縮器)14を備える第1ヒートポンプ回路と、第1冷却器(蒸発器)16を備える第1冷却回路とが設けられている。
Hereinafter, the
The
空間ユニット10内に吸引される空気流の入口側に第1加熱器14が、その下流に第1冷却器16が配設されている。この第1冷却器16と第1加熱器14との空気流に対する配置によれば、第1加熱器14および第1冷却器16を通過する空気流の除湿を更に向上できる。
かかる第1加熱器14および第1冷却器16には、第1熱媒体として、例えばプロパン、イソブタンやシクロペンタン等の炭化水素、フロン類、アンモニア、炭酸ガスが供給される。
A
For example, hydrocarbons such as propane, isobutane, and cyclopentane, chlorofluorocarbons, ammonia, and carbon dioxide gas are supplied to the
このような第1熱媒体は、第1圧縮機18によって圧縮・加熱されて高温(例えば70℃)の気体状となって吐出される。第1圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体を、第1分配器としての比例三方弁20によって、第1加熱器14が設けられた第1ヒートポンプ回路側と第1冷却器16が設けられた第1冷却回路側とに分配する。
Such a first heat medium is compressed and heated by the
この比例三方弁20では、第1ヒートポンプ回路側に分配する高温の第1熱媒体と第1冷却回路側に分配する高温の第1熱媒体との合計量が第1圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体量と等しくなるように分配する。
かかる比例三方弁20は、第1制御部22aによって制御されている。この第1制御部22aでは、空間ユニット10内に設けられた出口側の第1温度センサ24によって測定された測定温度と設定された設定温度と比較し、測定温度が設定温度と一致するように、第1加熱器14側と第1冷却器16側とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を実質的に連続して変更し、空間ユニット10内に吸込まれた空気を所定温度に調整する。
In this proportional three-
The proportional three-
この「実質的に連続して変更」とは、比例三方弁20をステップ制御で駆動するとき、微視的には比例三方弁20がステップ的に駆動されているものの、全体的には連続して駆動されている場合を含む意味である。
かかる第1制御部22aに設定する設定温度は、任意に設定できるようにしてもよい。また、図1に示す第1温度センサ24は、ファン12の吐出側に設置されているが、ファン12の吸入側に設置してもよく、ファン12の吐出側および吸入側に設けてもよい。
This “substantially continuously changing” means that when the proportional three-
The set temperature set in the first control unit 22a may be arbitrarily set. Further, the
第1ヒートポンプ回路側に分配された高温の第1熱媒体は、第1加熱器14に直接供給され、空間ユニット10内に吸引された空気流を加熱して所定温度に調整する。その際に、高温の第1熱媒体は放熱して冷却されて凝縮液を含む第1熱媒体となる。
The high temperature first heat medium distributed to the first heat pump circuit side is directly supplied to the
一方、第1冷却回路側に分配された高温の第1熱媒体は、凝縮器26によって冷却されてから膨張弁28によって断熱的に膨張して更に冷却(例えば、10℃に冷却)される。冷却された第1熱媒体は、第1冷却器16に供給され、空間ユニット10内に吸込まれて第1加熱器14によって加熱された空気流を冷却して所定温度に調整する。その際に、第1冷却器16に供給された第1熱媒体は空気流から吸熱して昇温される。このように、第1加熱器14に吹き付けられて昇温された空気流を第1冷却器16に吹き付けることによって、空気流の温度調整の精度を向上できる。
On the other hand, the high temperature first heat medium distributed to the first cooling circuit side is cooled by the
かかる凝縮器26には、第1加熱器14側に分配された高温の第1熱媒体を冷却する冷却用として配管30を経由して、冷却水が供給されている。かかる冷却水は、凝縮器26内で70℃程度の第1熱媒体によって30℃程度に加熱されて配管31から吐出される。この配管31から吐出される冷却水は、吸熱手段としての吸熱器(蒸発器)32に加熱源として供給される。
The
この吸熱器32には、第1加熱器14で放熱した第1熱媒体を、膨張弁34によって断熱的に膨張して更に冷却した10℃程度の第1熱媒体が供給されている。このため、吸熱器32では、凝縮器26で吸熱して30℃程度に昇温された冷却水と10℃程度に冷却された第1熱媒体との温度差に基づいて、第1熱媒体が冷却水から吸熱できる。すなわち、第1冷却回路の凝縮器26で放熱された熱により、吸熱器32でヒートポンプ回路側の第1熱媒体を加温するので、熱の有効利用が図れる。
The
吸熱器32で冷却水から吸熱して昇温された第1熱媒体は、アキュームレータ36を経由して第1圧縮機18に供給される。このアキュームレータ36には、第1冷却器16に供給されて空間ユニット10内に吸込まれた空気流から吸熱した第1熱媒体も供給される。かかるアキュームレータ36は、液体成分を貯めてガス成分のみを第1圧縮機18に再供給できるタイプのアキュームレータであるため、確実に第1熱媒体のガス成分のみを第1圧縮機18に供給できる。
The first heat medium that has been heated by absorbing heat from the cooling water in the
このアキュームレータ36としては、蓄圧器用タイプのアキュームレータを用いることができる。
なお、アキュームレータ36を設置しなくても、吸熱器32で空気流から吸熱して昇温された熱媒体と、第1冷却器16に供給されて空間ユニット10内に吸込まれた空気流から吸熱した熱媒体とを合流して、第1圧縮機18に再供給できればよい。
As this
Even if the
ところで、第1加熱器14で放熱した第1熱媒体を、膨張弁34によって断熱的に膨張して冷却しているが、膨張弁34での断熱膨張による冷却では、第1熱媒体と外部との間での熱の遣り取りはない。このため、断熱的に冷却された第1熱媒体は、外部から凝縮器26を経由して吸熱器32に供給された冷却水から吸熱できる。
By the way, although the first heat medium radiated by the
したがって、第1圧縮機18から吐出される高温の第1熱媒体には、第1圧縮機18による圧縮動力エネルギーに、吸熱器32によって外部から供給された冷却水より吸熱したエネルギーを加えることができる。更に、図1に示す温度調整装置では、外部から供給された冷却水が凝縮器26を経由して吸熱器32に供給されており、凝縮器26で除去した高温の第1熱媒体から除去したエネルギーの一部も、圧縮機18から吐出される高温の第1熱媒体に加えることができ、加熱流路の加熱能力を向上できる。その結果、補助ヒータ等の他の加熱手段を用いることを要しない。
Therefore, energy absorbed from the cooling water supplied from the outside by the
このように、図1に示す温度調整装置では、その第1加熱器14の加熱能力をヒートポンプ回路の設置によって向上でき、かつ比例三方弁20によって第1ヒートポンプ回路側に分配する高温の第1熱媒体と第1冷却回路側に分配する高温の第1熱媒体との分配比率を、空間ユニット10内の温度に応じて実質的に連続して変更できる。
As described above, in the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the heating capacity of the
このため、図1に示す温度調整装置では、第1ヒートポンプ回路および第1冷却回路に高温の第1熱媒体が常時供給されており、第1加熱器14と第1冷却器16とを通過する温度調整対象の空気流の微小な負荷変動は、加熱流路と冷却流路とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を比例三方弁20によって直ちに微小調整することによって迅速に対応でき、応答性を向上できる。
For this reason, in the temperature control apparatus shown in FIG. 1, the high-temperature first heat medium is constantly supplied to the first heat pump circuit and the first cooling circuit, and passes through the
その結果、第1加熱器14と第1冷却器16とを通過する温度調整対象の空気流の温度を設定温度に対して±0.1℃以下の精度で制御でき、図1に示す温度調整装置が設置された空間ユニット10の温度変化を、例えばクリーンルームの温度変化よりも小さくでき、精密加工が要求される工程を設置できる。
As a result, the temperature of the air flow subject to temperature adjustment passing through the
また、図1に示す温度調整装置では、上述した様に、第1ヒートポンプ回路の第1加熱器14の加熱能力が向上され、かつ加熱流路と冷却手段とを含む流路のうち、第1分配器としての比例三方弁20から第1冷却器16および吸熱器32の各々を通過した第1熱媒体がアキュームレータ36で合流されるまでの加熱流路を含む流路と冷却流路を含む流路との各々が、流路的に独立して設けられている。
Moreover, in the temperature control apparatus shown in FIG. 1, as mentioned above, the heating capacity of the
このため、第1加熱器14と第1冷却器16とを通過する温度調整対象の空気流の設定温度を大幅に高くする場合でも、比例三方弁20によって高温の第1熱媒体の分配比率を冷却流路よりも加熱流路に分配する分配比率を大幅に高くして、温度調整対象の空気流を所定温度に迅速に調整できる。
その結果、例えば、図35に示す温度調整装置では、その温度設定範囲が20〜26℃程度であるが、図1に示す温度調整装置では、その温度設定範囲を18〜35℃と大幅に拡大できる。
For this reason, even when the set temperature of the air flow to be temperature adjusted passing through the
As a result, for example, in the temperature adjusting device shown in FIG. 35, the temperature setting range is about 20 to 26 ° C., but in the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the temperature setting range is greatly expanded to 18 to 35 ° C. it can.
更に、図1に示す温度調整装置では、加熱流路の加熱能力が向上され、補助ヒータ等の他の加熱手段を用いることを要しないため、図35に示す補助ヒータ114を設けた温度調整装置に比較して、大幅な省エネルギーを図ることができる。
例えば、図35に示す補助ヒータ114を設けた温度調整装置では、全消費エネルギーの内訳は、圧縮機100が18%、補助ヒータ114が69%、および送風機112が13%である。この点、図1に示す温度調整装置では、補助ヒータ114の消費エネルギーをカットできる。
このため、吐出量が20m3/min程度の水冷式空調機に、図35に示す温度調整装置の方式を適用した場合には、最大消費電力が11.7KWであったが、図1に示す温度調整装置の方式を適用すると、最大消費電力を2.4KW程度とすることができる。
Furthermore, in the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the heating capacity of the heating channel is improved, and it is not necessary to use other heating means such as an auxiliary heater. Therefore, the temperature adjusting device provided with the auxiliary heater 114 shown in FIG. Compared with, significant energy saving can be achieved.
For example, in the temperature control apparatus provided with the auxiliary heater 114 shown in FIG. 35, the breakdown of the total energy consumption is 18% for the
For this reason, when the system of the temperature control apparatus shown in FIG. 35 is applied to a water-cooled air conditioner with a discharge rate of about 20
以上、説明してきた図1に示す温度調整装置では、凝縮器26に冷却水を供給する配管30に、冷媒制御手段としての制御弁40が設けられている。この制御弁40は、第1圧縮機18の吐出圧が一定となるように制御されている。かかる制御弁40は、図2に示す様に、冷却水の流路内に設けられた弁部40aの開口部を開閉する弁体40bを具備する棒状部が設けられている。この棒状部は、その先端面が当接するバネ40cによって弁体40bが弁部40aの開口部を開放する方向に付勢されている。また、棒状部の他端面は、第1圧縮器18から吐出された第1熱媒体の圧力が供給されるベローズ40dに当接し、棒状部をバネ40cの付勢力に抗して弁部40aの開口部を閉じる方向に弁体40bを付勢している。
As described above, in the temperature adjusting apparatus shown in FIG. 1, the
このため、第1圧縮機18の吐出圧がバネ40cの付勢力以上となったとき、ベローズ40dによって弁体40bが弁部40aの開口部を開放する方向に移動し、凝縮器26に供給される冷却水量が増加して、凝縮器26の冷却能力が向上される。このため、第1圧縮機18の吐出圧が低下する。
他方、第1圧縮機18の吐出圧がバネ40cの付勢力以下となったとき、弁体40bが弁部40aの開口部を閉じる方向に移動し、凝縮器26に供給される冷却水量が減少して、凝縮器26の冷却能力が低下する。このため、第1圧縮機18の吐出圧が高くなる。
このように、第1圧縮機18の吐出圧を一定に保持することによって、温度調整装置を安定して運転できる。また、凝縮器26に冷却水量が必要以上に供給され、系外に排出されないように調整できる。
For this reason, when the discharge pressure of the
On the other hand, when the discharge pressure of the
In this way, the temperature adjusting device can be stably operated by keeping the discharge pressure of the
ところで、加熱器14および冷却器16を通過する空気流の温度設定を大幅に昇温した場合、第1制御部22aでは、比例三方弁20の冷却流路側の吐出口の開度を全閉状態又は全閉状態に近い状態とすると共に、加熱流路側の吐出口を全開状態又は全開状態に近い状態とする。
また、温度調整対象の空気流の温度が低温である場合、加熱流路の加熱器14に供給された高温の第1熱媒体は、加熱器14で低温の空気流によって凝縮され、第1圧縮機18の吐出圧が所定圧よりも低圧となるため、制御弁40が閉じて凝縮器26に冷却水が供給されなくなる。
By the way, when the temperature setting of the air flow passing through the
In addition, when the temperature of the air flow to be adjusted is low, the high-temperature first heat medium supplied to the
このように、凝縮器26に冷却水が供給されなくなると、凝縮器26から吸熱器32に供給される冷却水も供給されなくなる。このため、吸熱器32が稼働停止状態となって、ヒートポンプとして機能しなくなる。
しかも、第1加熱器14で放熱して凝縮した第1熱媒体を膨張弁34で断熱的に膨張して冷却した第1熱媒体と冷却水との熱交換が行われず、吸熱器32が凍結するおそれがある。
As described above, when the cooling water is not supplied to the
In addition, heat exchange between the first heat medium, which is radiated and condensed by the
このため、図3に示す温度調整装置のように、吸熱器32への冷却水の供給手段として、制御弁40のバイパス配管42に制御弁44を設けている。この制御弁44は、比例三方弁20の冷却流路側の吐出口の開度が全閉状態又は全閉状態に近い状態となり、加熱流路側の吐出口が全開状態又は全開状態に近い状態となったとき、第1制御部22aからの信号によって開き、強制的に冷却水を凝縮器26に供給し、吸熱器32を稼働状態としている。
For this reason, a
このため、第1加熱器14および第1冷却器16を通過する空気流の温度設定を大幅に昇温した場合や第1加熱器14および第1冷却器16を通過する空気流が低温の場合の様に、冷却流路側に分配される高温の第1熱媒体の分配率がゼロ又はその近傍となったときでも、吸熱器32に所定量の冷却水を供給でき、吸熱器32の凍結を防止しかつヒートポンプとしての機能を発揮させることができる。
第1圧縮機18の吐出圧が上昇し所定圧近傍に到達したとき、制御弁44を第1制御部22aからの信号によって閉じる。その後は、制御弁40によって第1圧縮機18の吐出側の圧力が一定に保持されるように、凝縮器26に供給される冷却水の供給量を制御する。
Therefore, when the temperature setting of the air flow passing through the
When the discharge pressure of the
図3に示す温度調整装置では、第1冷却器16に吹き付けられて冷却された空気流を第1加熱器14に吹き付けている。このように、最初に空気流を第1冷却器16に吹き付けることによって、空気流中の水分を凝縮して除湿を行うことができる。
なお、図3に示す温度調整装置では、その構成部材が図1に示す温度調整装置の構成部材と同一部材である場合には、図1の構成部材と同一番号を付し、詳細な説明を省略した。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 3, the air flow blown to the
In the temperature adjusting device shown in FIG. 3, when the constituent members are the same as the constituent members of the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. Omitted.
図1〜図3に示す温度調整装置では、凝縮器26および吸熱器32に供給する熱媒体として冷却水を用いていたが、図4に示す様に、凝縮器26およびヒートポンプ手段の吸熱器32に供給する熱媒体としてファン46による空気流を用いることができる。
図4に示す温度調整装置では、第1加熱器14で放熱した第1熱媒体が膨張弁34によって断熱膨張して更に冷却されて供給されている吸熱器32に、ファン46によって凝縮器26に吹き付けられて加熱された空気流が吹き付けられる。このため、吸熱器32では、第1加熱器14で放熱・凝縮し断熱膨張して更に冷却した第1熱媒体が空気流から吸熱して昇温される。
なお、図4に示す温度調整装置では、その構成部材が図1に示す温度調整装置の構成部材と同一部材である場合には、図1の構成部材と同一番号を付し、詳細な説明を省略した。
1 to 3, the cooling water is used as the heat medium supplied to the
In the temperature adjusting device shown in FIG. 4, the first heat medium radiated by the
In the temperature adjusting device shown in FIG. 4, when the constituent members are the same as the constituent members of the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. Omitted.
また、図1〜図4に示す温度調整装置に用いた第1分配器としての比例三方弁20に代えて、図5に示す様に、2個の二方弁としてのゲートバルブ38a,38bを用いることができる。2個のゲートバルブ38a,38bの各々は、第1制御部22aによって制御されている。かかる第1制御部22aによって、二方弁38a,38bの各々の開度を調整し、第1圧縮機18で圧縮・加熱された気体状の高温の第1熱媒体を加熱流路(第1ヒートポンプ回路)と冷却流路(第1冷却回路)とに分配する分配比率を実質的に連続して調整し、第1加熱器14と題1冷却器16とを通過する空気流を所定温度に制御する。その際に、第1加熱器14側に分配する高温の第1熱媒体量と第1冷却器16側に分配する高温の第1熱媒体量との合計量が、第1圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体量と等しくなるように、ゲートバルブ38a,38bの開度を調整して連続的に比例分配される。
その際に、ゲートバルブ38a,38bの各々は、図6に示す様に、バルブ開度と流量との関係は直線状でない。このため、第1制御部22aでは、図6に示すゲートバルブ38a,38bの各々についての流量特性データを保持し、第1制御部22aからは、ゲートバルブ38a,38bの各流量特性に基づいて各ゲートバルブ38a,38bへの開度信号を発信する。
Further, in place of the proportional three-
At that time, as shown in FIG. 6, in each of the gate valves 38a and 38b, the relationship between the valve opening and the flow rate is not linear. For this reason, the first control unit 22a holds the flow rate characteristic data for each of the gate valves 38a and 38b shown in FIG. 6, and the first control unit 22a is based on the flow rate characteristics of the gate valves 38a and 38b. An opening signal is transmitted to each gate valve 38a, 38b.
次に、図7に、上記温度調整装置50と、加減湿装置52とを組み合わせた、本発明に係る温湿度調整装置54の一実施形態を示す。
加減湿装置52における熱媒体(第2熱媒体)の循環回路の基本構成は温度調整装置50と同じである。
すなわち、加減湿装置52は、第2圧縮機68から送り出される第2熱媒体の一部が第2分配器70により分配され、第2加熱器(凝縮器)64、膨張弁84、蒸発器82、第2圧縮機68の順に循環される第2ヒートポンプ回路と、第2圧縮機68から送り出される第2熱媒体の残余部が前記第2分配器70により分配され、凝縮器76、膨張弁78、第2冷却器(蒸発器)66、第2圧縮機68の順に循環される第2冷却回路と、第2分配器70を制御し、第2ヒートポンプ回路と第2冷却回路とに分配される高温の第2熱媒体の分配比率を調整して、第2加熱器64と第2冷却器66とを通過する温湿度調整対象の空気を必要な所要温度に制御する第2制御部72aとを具備する。
Next, FIG. 7 shows an embodiment of a temperature /
The basic configuration of the circulation circuit of the heat medium (second heat medium) in the humidifying /
That is, in the humidifying /
第2加熱器64および第2冷却器66は、空間ユニット(ダクト)10の入口側に配置されている。すなわち、図7の例では、空間ユニット10の入口側から第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14が所要間隔をおいてこの順に並んで配設されている。ファン12に吸引されて空間ユニット10内に進入した空気流は、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14の各熱交換器にこの順に接触することになる。
第1冷却器16、第1加熱器14による空気流の加熱制御は前記したとおりである。
The
The heating control of the air flow by the
第2冷却器66、第2加熱器64での空気流の加熱制御も、制御条件は温度調整装置50でのものと違うが、機能は同一である。したがって、その機能の説明は省略する。
加減湿装置52は、さらに、第2加熱器の手前側に配置され、第2加熱器64を通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズル88と、該噴霧ノズル88から噴出される水の量を調整する水量制御弁92とを有する。
The heating control of the air flow in the
The humidifying /
噴霧ノズル88の構成についてさらに詳細に説明する。
上記のように、噴霧ノズル88は、第2冷却器66と第2加熱器64との間に配設されていて、第2冷却器66によって除湿された空気に所定量の水を噴霧する。噴霧ノズル88は、複数のノズルが配設されたものとなっていて、空間ユニット10内に均一に水を噴霧できるようになっている。
噴霧ノズル88には、水タンク120に貯留されている純水がポンプ122および水供給配管124に設けられた上記水量制御弁92を経由して供給される。噴霧ノズル88は圧縮空気によって水を霧状にして噴霧する2流体ノズルで形成され、この圧縮空気は配管128を経由して噴霧ノズル88に供給される。
水タンク120には、前記配管30を経由して供給された通常水を純水器130に供給して得た純水が貯留されている。この水タンク120の純水の貯留量は、純水供給配管132に設けられた制御弁134によって一定に保持されている。
なお、噴霧ノズル88は、2流体ノズルでなく、超音波によって水を噴霧するノズルであってもよく、あるいは場合によっては工場排熱等による水蒸気そのものを噴出するノズルであってもよい。
The configuration of the spray nozzle 88 will be described in more detail.
As described above, the spray nozzle 88 is disposed between the
Pure water stored in the
The
The spray nozzle 88 may not be a two-fluid nozzle, but may be a nozzle that sprays water by ultrasonic waves, or may be a nozzle that ejects water vapor itself due to factory exhaust heat or the like.
温湿度調整装置54は、さらに、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14を通過した出口空気の温度を検出する第1温度センサ24と、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14を通過した出口空気の湿度を検出する第1湿度センサ136とを有する。
上記のように構成される温湿度調整装置54では、温湿度調整対象の空気が、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14を通過し、通過する空気が、加減湿装置52により必要な所要温度および水分量に調整されるとともに、温度調整装置50により所望温度および湿度に調整される。
The temperature /
In the temperature /
この温湿度調整制御についてさらに具体例を説明する。
空間ユニット(ダクト)の出口側には、上記のように、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14を通過した出口空気の温度を検出する前記第1温度センサ24が配設されていると共に、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14を通過した出口空気の湿度を検出する第1湿度センサ136が設けられている。この第1湿度センサ136の検出湿度に基づき、湿度制御部138によって水量制御弁92の開度が調整され、噴霧ノズル88からの噴霧水量が調整される。
A specific example of this temperature / humidity adjustment control will be further described.
On the outlet side of the space unit (duct), as described above, the temperature of the outlet air that has passed through the
また、第2加熱器64の下流には、第2冷却器66および第2加熱器64を通過した空気の温度を検出する第2温度センサ140が配設されている。この第2温度センサ140の検出温度に基づき、前記第2制御部72aにより第2分配器70による加熱流路側(第2ヒートポンプ回路側)と冷却回路側への第2熱媒体の分配量を調節することによって、第2加熱器64を出た空気の温度を所定温度となるように制御するのである。
A
図8、図9により、さらに具体的な温湿度制御について説明する。
以下に述べる制御の全体は、図示しない全体制御部によってなされる。
まず、出口空気の所望の設定温度と湿度を全体制御部に入力する(S1、S2)。
この入力された出口空気の設定湿度と第1湿度センサ136によって計測した出口空気の湿度とにより、噴霧ノズル88から噴霧される水分量が必要な水分量となるように、湿度制御部138により水量制御弁92を調整する(S3)。噴霧ノズル88からは、必要十分な水分量が噴霧されればよく、不足にならないようにだけ噴霧され、余分な水分は冷却器で凝縮されて除湿されるので、多めに噴霧される。
More specific temperature / humidity control will be described with reference to FIGS.
The overall control described below is performed by an overall control unit (not shown).
First, the desired set temperature and humidity of the outlet air are input to the overall control unit (S1, S2).
The amount of water is controlled by the humidity controller 138 so that the amount of water sprayed from the spray nozzle 88 becomes a required amount of water based on the input set humidity of the outlet air and the humidity of the outlet air measured by the
また全体制御部では、入力された出口空気設定温度と入力された出口空気設定湿度とから出口空気露点温度(水分量)を算出する(S4)。
また、全体制御部には、第2冷却器66および第2加熱器64を通過して第2温度センサ140で計測される温度の設定値があらかじめ入力される(S5)。
この設定温度値は、あらかじめ試験によって求められる。すなわち、理論的には、設定温度は、上記算出された露点温度でよいはずであるが、実際に出口湿度を計測してみると、算出露点温度が高いほど計測される出口湿度が低いことが実験によって確かめられた。
Further, the overall control unit calculates the outlet air dew point temperature (water content) from the input outlet air set temperature and the input outlet air set humidity (S4).
Further, the set value of the temperature measured by the
This set temperature value is obtained in advance by a test. That is, theoretically, the set temperature should be the above calculated dew point temperature, but when actually measuring the outlet humidity, the higher the calculated dew point temperature, the lower the measured outlet humidity. It was confirmed by experiment.
そこで、図9に示すように、理論露点温度(算出露点温度)よりも所要温度だけ高い(シフトした)露点温度(設定露点温度)を全体制御部に入力しておくのである。このオフセット露点温度(設定露点温度)は、設定露点温度と計測される出口湿度との関係であらかじめ求められる。このオフセット値は、第2加熱器64の面積、通過空気の流速、噴霧ノズル88の位置などによって装置ごとに相違するので、あらかじめ実験によって求められる。
Therefore, as shown in FIG. 9, a dew point temperature (set dew point temperature) that is higher (shifted) by a required temperature than the theoretical dew point temperature (calculated dew point temperature) is input to the overall control unit. This offset dew point temperature (set dew point temperature) is obtained in advance in relation to the set dew point temperature and the measured outlet humidity. Since this offset value differs for each apparatus depending on the area of the
そして、第2温度センサ140で検出される温度が上記算出露点温度からシフトした設定露点温度となるように、第2制御部72aにより第2分配器70による第2熱媒体の分配比率を調整する(S6)。
この第2温度センサ140と第2制御部72aによる、第2加熱器64の出口の空気温度制御、および前記噴霧ノズル88から噴出される噴霧水量の制御によって、必要な水分量が通過空気中に含まれる。
Then, the distribution ratio of the second heat medium by the
By the control of the air temperature at the outlet of the
そして、第1温度センサ24で検出される温度が空間ユニット10の出口の前記設定出口温度となるように、前記にように第1制御部22aにより第1分配器20による分配比率を調整するのである(S7)。これにより、所望の出口温度に調整でき、また、第2加熱器64を出た空気中の余分な水分は第1冷却器16によって除湿されるので、空間ユニット10の出口湿度も所望湿度に調整されるのである。
Since the first control unit 22a adjusts the distribution ratio by the
なお、本実施の形態では、加減湿装置52で、第2冷却器66により一旦水分が除湿されるとともに、噴霧ノズル88により必要な水分量に加湿される。このように、一旦除湿され、その後加湿されることから、低い湿度設定も容易に行える。なお、図示しないが、この第2冷却器66に、第2冷却器66によって冷やされ、周囲空気の水分を凝縮して除湿するための、熱容量の大きな金属材等のメッシュ部材からなる除湿用部材を配設すると好適である。
In the present embodiment, the moisture is once dehumidified by the
図7では、噴霧ノズル88を第2冷却器66と第2加熱器64との間に配設したが、図10(a)に示すように、噴霧ノズル88を第2加熱器64の出口側に配設してもよい、この場合でも噴霧ノズル88からの噴霧は第2加熱器で加熱され空気流によって十分に加熱できる。
また、第2冷却器66と第2加熱器64とを、図10(b)に示すように、空気が第2加熱器64に供給された後、第2冷却器66に供給されるように配設し、第2冷却器66と第2加熱器64との間に噴霧ノズル88を配設してもよい。この場合も、噴霧ノズル88からの噴霧は第2加熱器64で加熱され、空気流によって十分に加熱できる。
In FIG. 7, the spray nozzle 88 is disposed between the
Further, the
さらに、図10(b)に示す第2加熱器64と第2冷却器66との配置であって、図10(c)に示すように、第2加熱器64の空気の入口側に噴霧ノズル88を配設してもよい。この場合も、噴霧ノズル88からの噴霧は第2加熱器64によって十分に加熱できる。
ただし、例えば、図10(a)に示す第2加熱器64と第2冷却器66との配置であって、図10(d)に示すごとく、第2冷却器66の空気の入口側に噴霧ノズル88を配設した場合には、噴霧ノズル88から噴霧された純水は、第2冷却器66内で凝縮されて空気流から除去されるため、空気流を所定の温度に調整することが困難となる。
Furthermore, it is arrangement | positioning of the
However, for example, in the arrangement of the
上記実施の形態では、空間ユニット(ダクト)10内に、空気流の入口側から、加減湿装置52の第2冷却器66、第2加熱器64、次いで温度調整装置50の第1冷却器16、第1加熱器14の順に配設したが、第2冷却器66、第2加熱器64、第1冷却器16、第1加熱器14の4つの熱交換器を入り乱れて配設してもよい。
In the above-described embodiment, the
図11〜図34は、これら4つの熱交換器、噴霧ノズル88、第2温度センサ140の配置例を示す。なお、各図で、H、C、DH、DCはそれぞれ第1加熱器14、第1冷却器16、第2加熱器64、第2冷却器66を示し、白丸は第2温度センサを示す。また矢印は空気流の方向(入口から出口側)を示す。
FIGS. 11 to 34 show examples of arrangement of these four heat exchangers, the spray nozzle 88 and the
図11は、入口側から、第1冷却器16、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1加熱器14の順に配設した例である。
以下、入口側からの配置で示す。
図12:第1冷却器16、第2加熱器64、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1加熱器14。
図13:第1冷却器16、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1加熱器14。
図14:第1冷却器16、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1加熱器14。
FIG. 11 shows an example in which the
Hereinafter, the arrangement from the entrance side is shown.
FIG. 12: first cooler 16,
FIG. 13: first cooler 16, spray nozzle 88,
FIG. 14: first cooler 16, second cooler 66, spray nozzle 88,
図15:第1冷却器16、第2冷却器66、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1加熱器14。
図16:第1冷却器16、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1加熱器14。
図17:第1加熱器14、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1冷却器16。
図18:第1加熱器14、第2加熱器64、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1冷却器16。
図19:第1加熱器14、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1冷却器16。
FIG. 15: first cooler 16, second cooler 66,
FIG. 16: the
FIG. 17:
FIG. 18: the
FIG. 19:
図20:第1加熱器14、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1冷却器16。
図21:第1加熱器14、第2冷却器66、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1冷却器16。
図22:第1加熱器14、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1冷却器16。
図23:第2冷却器66、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1冷却器16、第1加熱器14。
図24:第2冷却器66、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1冷却器16、噴霧ノズル88、第1加熱器14。
図25:第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1冷却器16、第1加熱器14。
FIG. 20:
FIG. 21:
FIG. 22:
FIG. 23: second cooler 66,
FIG. 24: second cooler 66,
FIG. 25: second cooler 66, spray nozzle 88,
図26:第2加熱器64、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1冷却器16、第1加熱器14。
図27:第2加熱器64、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1冷却器16、噴霧ノズル88、第1加熱器14。
図28:第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1冷却器16、第1加熱器14。
図29:第2冷却器66、第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1加熱器14、第1冷却器16。
図30:第2冷却器66、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1加熱器14、噴霧ノズル88、第1冷却器16。
図31:第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2加熱器64、第2温度センサ140、第1加熱器14、第1冷却器16。
FIG. 26:
FIG. 27:
FIG. 28:
FIG. 29: second cooler 66,
FIG. 30: second cooler 66,
FIG. 31: second cooler 66, spray nozzle 88,
図32:第2加熱器64、第2冷却器66、噴霧ノズル88、第2温度センサ140、第1加熱器14、第1冷却器16。
図33:第2加熱器64、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1加熱器14、噴霧ノズル88、第1冷却器16。
図34:第2加熱器64、噴霧ノズル88、第2冷却器66、第2温度センサ140、第1加熱器14、第1冷却器16。
図11〜図34の各部の配列によっても、最終的な出口温度と出口湿度の調整が可能である。なお、図11〜図34に示すように、第2加熱器(DH)64、第2冷却器(DC)66は隣接して配置するのが好ましい。
FIG. 32:
FIG. 33:
FIG. 34:
The final outlet temperature and outlet humidity can be adjusted also by the arrangement of each part in FIGS. In addition, as shown in FIGS. 11-34, it is preferable to arrange | position the 2nd heater (DH) 64 and the 2nd cooler (DC) 66 adjacent.
10 空間ユニット
12 ファン
14 第1加熱器
16 第1冷却器
18 第1圧縮機
20 第1分配器(三方弁)
22a 第1制御部
24 第1温度センサ
26 凝縮器
28 膨張弁
30 配管
31 配管
32 吸熱器
34 膨張弁
36 アキュームレータ
38a、38b 二方弁
40 制御弁
44 制御弁
50 温度調整装置
52 加減湿装置
54 温湿度調整装置
64 第2加熱器
66 第2冷却器
68 第2圧縮機
70 第2分配器(三方弁)
72a 第2制御部
24 第1温度センサ
76 凝縮器
78 膨張弁
80 配管
81 配管
82 吸熱器
84 膨張弁
86 アキュームレータ
90 制御弁
94 制御弁
136 第1湿度センサ
138 第2制御部
140 第2温度センサ
DESCRIPTION OF
22a
72a
Claims (10)
B:第2圧縮機から送り出される第2熱媒体の一部が第2分配器により分配され、第2加熱器(凝縮器)、膨張弁、蒸発器、第2圧縮機の順に循環される第2ヒートポンプ回路と、第2圧縮機から送り出される第2熱媒体の残余部が前記第2分配器により分配され、凝縮器、膨張弁、第2冷却器(蒸発器)、第2圧縮機の順に循環される第2冷却回路と、通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルから噴出される水の量を調整する水量制御弁と、前記第2分配器を制御し、第2ヒートポンプ回路と第2冷却回路とに分配される高温の第2熱媒体の分配比率を調整して、第2加熱器と第2冷却器とを通過する温湿度調整対象の空気を必要な所要温度に制御する第2制御部とを具備する加減湿装置;
C:前記第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過した出口空気の温度を検出する第1温度センサ;
D:前記第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過した出口空気の湿度を検出する第1湿度センサ;
とを具備し、
温湿度調整対象の空気が、第2冷却器、第2加熱器、第1冷却器、第1加熱器を通過し、通過する空気が、Bの加減湿装置により必要な所要温度および水分量に調整されるとともに、Aの温度調整装置により所望温度および湿度に調整されることを特徴とする温湿度調整装置。 A: A part of the first heat medium sent out from the first compressor is distributed by the first distributor, and is circulated in the order of the first heater (condenser), the expansion valve, the evaporator, and the first compressor. 1 heat pump circuit and the remainder of the 1st heat carrier sent out from the 1st compressor are distributed by the 1st above-mentioned distributor, a condenser, an expansion valve, the 1st cooler (evaporator), and the 1st compressor in order A first cooling circuit to be circulated; and the first distributor is controlled to adjust a distribution ratio of a high-temperature first heat medium distributed to the first heat pump circuit and the first cooling circuit to thereby adjust the first heater. And a first control unit that controls the temperature / humidity adjustment target air passing through the first cooler to a set temperature;
B: A part of the second heat medium sent out from the second compressor is distributed by the second distributor, and is circulated in the order of the second heater (condenser), the expansion valve, the evaporator, and the second compressor. 2 heat pump circuit and the remaining portion of the second heat medium sent out from the second compressor are distributed by the second distributor, in the order of condenser, expansion valve, second cooler (evaporator), second compressor. Controlling the second cooling circuit to be circulated, a spray nozzle for spraying water for humidifying the passing air, a water amount control valve for adjusting the amount of water ejected from the spray nozzle, and the second distributor And adjusting the distribution ratio of the high-temperature second heat medium distributed to the second heat pump circuit and the second cooling circuit to change the temperature / humidity adjustment target air passing through the second heater and the second cooler. A humidifying / dehumidifying device comprising a second control unit for controlling the required required temperature;
C: a first temperature sensor that detects a temperature of the outlet air that has passed through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater;
D: a first humidity sensor that detects the humidity of the outlet air that has passed through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater;
And
The air to be adjusted in temperature and humidity passes through the second cooler, the second heater, the first cooler, and the first heater, and the air that passes through the air is adjusted to the required temperature and moisture amount required by the humidifying / dehumidifying device of B. A temperature / humidity adjusting device which is adjusted and adjusted to a desired temperature and humidity by the temperature adjusting device of A.
全体制御部とを具備し、
該全体制御部により、
入力されている出口空気の設定湿度と前記第1湿度センサによって計測した出口空気の湿度とにより、前記噴霧ノズルから噴霧される水分量が必要な水分量となるように、前記水量制御弁を制御し、
入力されている出口空気設定温度と入力されている出口空気設定湿度とから出口空気露点温度を算出し、
前記第2加熱器および第2冷却器を通過した空気の設定温度を、あらかじめ経験により求められた温度だけ前記算出露点温度からシフトした設定露点温度に設定し、
前記第2温度センサで検出される温度が上記設定露点温度となるように、前記第2制御部により第2分配器による前記分配比率を調整し、
前記第1温度センサで検出される温度が前記設定出口温度となるように、前記第1制御部により前記第1分配器による分配比率を調整することを特徴とする請求項1記載の温湿度調整装置。 A second temperature sensor for detecting the temperature of the air that has passed through the second cooler and the second heater;
An overall control unit,
By the overall control unit,
The water amount control valve is controlled so that the amount of water sprayed from the spray nozzle becomes a necessary amount of water based on the set humidity of the outlet air being input and the humidity of the outlet air measured by the first humidity sensor. And
Calculate the outlet air dew point temperature from the input outlet air set temperature and the input outlet air set humidity.
The set temperature of the air that has passed through the second heater and the second cooler is set to a set dew point temperature that is shifted from the calculated dew point temperature by a temperature determined in advance by experience,
Adjusting the distribution ratio by the second distributor by the second control unit so that the temperature detected by the second temperature sensor becomes the set dew point temperature;
The temperature / humidity adjustment according to claim 1, wherein a distribution ratio by the first distributor is adjusted by the first controller so that a temperature detected by the first temperature sensor becomes the set outlet temperature. apparatus.
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