JP5129238B2 - 空調ユニットと空調方法 - Google Patents
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Description
空気入口と、主要換気装置と、閉鎖空間(例えば地上に止まっている航空機)に好ましくは1つまたは複数の可撓性ダクトを通じて接続できる空気出口とを備える空気回路と、
この空気回路の中に配置されていて、冷媒を蒸発させて空気を冷却する熱交換器−蒸発器と、圧縮機と、冷媒を凝縮させた後に熱交換器−蒸発器に戻す凝縮器とを備える冷却回路
を備えている。
主要換気装置によって送り出された周囲の空気を空気回路に取り込むステップと、
その周囲の空気を熱交換器−蒸発器を通過させ、その熱交換器−蒸発器の中を循環している冷媒流を蒸発させることによってその空気を冷却するステップと、
冷却された空気を空気出口から好ましくは1つまたは複数の可撓性ダクトを通じてほぼ閉鎖された空間(例えば地上に止まっている航空機)に向けて送り出すステップと、
熱交換器−蒸発器の下流にある圧縮機の中で冷媒を圧縮するステップと、
圧縮機の下流にある凝縮器の中で冷媒を凝縮させるステップを含む方法で実現することができる。
熱交換器−蒸発器が複数の並列回路を備えていて、そのそれぞれの並列回路は膨張弁を1つ持ち、
空気回路が、
熱交換器−蒸発器の下流の空気の温度を設定範囲内に維持するべく、その熱交換器−蒸発器の下流にあって冷媒の流量を調節する膨張弁の制御手段に接続された温度センサーと、
空気出口において最大超過圧力を超えないようにするべく、その空気出口にあって、主要換気装置の回転速度および/またはパワーを調節する手段に接続された圧力センサーと、を備えていて、
冷媒回路が、
圧縮機への吸込み圧力を設定範囲内に維持するべく、その圧縮機によって吸い込まれる冷媒の流量を調節する手段に接続された、その圧縮機への吸込み圧力のセンサーを備えている。
その熱機関の冷却用流体を冷却するための、好ましくは換気装置を有するラジエータと、
熱機関の冷却用流体を冷却しながら空気を加熱するため、空気回路の中で好ましくは熱交換器−蒸発器の下流に配置された補助熱交換器と、
熱機関の冷却用流体を前記ラジエータまたは補助熱交換器に向かわせることのできる三方向弁と
を有する冷却回路を備えることが望ましい。
それぞれの並列回路19の出口において温度センサーST2によって検出される冷媒の過熱温度(熱交換器−蒸発器12の中に存在するすべての冷媒が蒸発した状態で圧縮機17の中に吸い込まれることを保証するため)、
熱交換器−蒸発器12の下流で温度センサーST3によって検出される空気の温度(空気の温度が固定された設定範囲に留まるように制御するため)、
温度センサーST4によって検出される熱交換器−蒸発器12の表面の温度(熱交換器−蒸発器12の表面に形成される可能性のある霜に関する情報を与える)、
圧力センサーSP2によって検出される熱交換器−蒸発器12内の蒸気圧(この蒸気圧により、過熱温度を補正して過熱温度の正確な値が得ることができる)。
水が高温である、
油圧がない。
主要換気装置10、
圧縮機17、
凝縮器18、
熱交換器−蒸発器12の膨張弁20、
エコノマイザ回路24の膨張弁27、
電気式加熱手段13、
ディーゼル・エンジン8の冷却回路の三方向弁、
を制御する。
オン−オフ・ボタン、
動作モード(暖房、冷房、換気)選択装置、
デフォルト・ランプ、
動作中ランプ、
動作させるのに役立つ情報を示す表示装置、
を備えている。
全体的に強力すぎること、
主要換気装置10が強力すぎること、
凝縮が高圧になること(冷房モード)、
送り出される空気が高圧になること、
である。
2 シャーシ
3 車輪
4 車体
5 空気入口
5′ フィルタ
6 空気出口
7 送出口
7a 弁
7b 弁
7c 弁
8 ディーゼル・エンジン
9 発電機
10 主要換気装置
11 冷媒回路
12 熱交換器−蒸発器
13 電気式加熱手段
14 補助熱交換器
15 空気処理ケーシング
16 水回収用の受け皿
17 圧縮機
18 凝縮器
19 並列回路
20 膨張弁
21 冷却用換気装置
22 水平な冷媒タンク
23 脱水フィルタ
24 エコノマイザ回路
25 主要な分岐路
26 二次的な分岐路
27 膨張弁
28 熱交換器
29 ラジエータ
30 エンジン区画
31 換気装置
A1 流量/圧力曲線V2とE1の交点
A2 流量/圧力曲線V2とE2の交点
A3 流量/圧力曲線V2とE3の交点
B1 流量/圧力曲線E1とPmaxの交点
B2 流量/圧力曲線E2とPmaxの交点
B3 流量/圧力曲線E3とPmaxの交点
D 空気の流量
DA1 点A1における空気の流量
DA2 点A2における空気の流量
DA3 点A3における空気の流量
DB1 点B1における空気の流量
DB2 点B2における空気の流量
DB3 点B3における空気の流量
E1 第1の閉鎖空間の流量/圧力曲線
E2 第2の閉鎖空間の流量/圧力曲線
E3 第3の閉鎖空間の流量/圧力曲線
P 空気出口における空調された空気の超過圧力
Pmax 最大超過圧力
SP1 圧力センサー
SP2 圧力センサー
SP3 圧力センサー
SP4 圧力センサー
ST1 温度センサー
ST2 温度センサー
ST3 温度センサー
ST4 温度センサー
V1 換気装置が第1の回転速度であるときの流量/圧力曲線
V2 換気装置が第2の回転速度であるときの流量/圧力曲線
V3 換気装置が第3の回転速度であるときの流量/圧力曲線
V4 換気装置が第4の回転速度であるときの流量/圧力曲線
Claims (19)
- 空調ユニット(1)であって、
空気入口(5)と、主要換気装置(10)と、好ましくは1つまたは複数の可撓性ダクトを通じて閉鎖空間、例えば地上に止まっている航空機、に接続できる空気出口(6)とを有する空気回路と、
冷媒を蒸発させて空気を冷却するため前記空気回路の中に配置された熱交換器−蒸発器(12)と、圧縮機(17)と、前記冷媒を凝縮させた後に前記熱交換器−蒸発器(12)に戻すための凝縮器(18)とを有する冷媒回路と、を備える、
ものにおいて、
前記熱交換器−蒸発器(12)が複数の並列回路(19)を備えていて、そのそれぞれの並列回路は膨張弁(20)を1つ有しており、前記熱交換器−蒸発器(12)が、その熱交換器−蒸発器(12)の中で略すべての冷媒の流れを確実に蒸発させるべく、前記並列回路(19)のそれぞれの出口において、冷媒の流量を調節するための前記膨張弁(20)の制御手段に接続された、冷媒の温度センサー(ST2)も備えていて、そして前記熱交換器−蒸発器(12)が、前記並列回路(19)の出口に、前記膨張弁(20)の制御手段に接続された冷媒の圧力センサー(SP2)も備えていて、前記冷媒の温度センサー(ST2)によって検知された温度をその並列回路(19)の出口で補正しており、
前記空気回路が、
前記熱交換器−蒸発器(12)の下流の空気の温度を設定範囲内に維持するべく、その熱交換器−蒸発器(12)の下流にあって、冷媒の流量を調節するための前記膨張弁(20)の制御手段に接続された、温度センサー(ST3)と、
前記空気出口(6)において最大超過圧力を超えないようにするべく、その空気出口(6)にあって、主要換気装置(10)の回転速度および/またはパワーを調節する手段に接続された、圧力センサー(SP1)と、をさらに備えており、
前記冷媒回路が、
前記圧縮機(17)への吸込み圧力を設定範囲内に維持するべく、その圧縮機(17)によって吸い込まれる冷媒の流量を調節する手段に接続された、その圧縮機(17)への吸込み圧力のセンサー(SP3)、をさらに備えている、
ことを特徴とする空調ユニット(1)。 - 前記空気回路が、
前記空気出口(6)の温度を設定範囲内に維持するべく、その空気出口(6)において前記主要換気装置(10)の回転速度および/またはパワーを調節して空気の流量を制御する手段に接続された、温度センサー(ST1)、も備えている、
ことを特徴とする請求項1に記載の空調ユニット(1)。 - 前記凝縮器(18)を空気で冷却することができる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の空調ユニット(1)。
- 前記凝縮器(18)が、
その凝縮器(18)内の冷媒の圧力を設定範囲内に維持するべく、
冷却用換気装置(21)と、
その冷却用換気装置(21)の回転速度および/またはパワーを調節するための前記凝縮器の冷却を制御する手段に接続された、冷媒の圧力センサー(SP4)と、を備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の空調ユニット(1)。 - 前記熱交換器−蒸発器(12)が、
その熱交換器−蒸発器(12)の表面に霜が形成されるのを避けるべく、
冷媒の流量を調節するための前記膨張弁(20)の制御手段に接続された、前記熱交換器−蒸発器(12)の表面の温度センサー(ST4)をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。 - 前記冷媒回路が、前記凝縮器(18)の下流にエコノマイザ回路(24)をさらに備えていて、
そのエコノマイザ回路(24)は、
主要な分岐路(25)と、膨張弁(27)を有する二次的な分岐路(26)と、その主要な分岐路(25)とその二次的な分岐路(26)の間でその膨張弁(27)よりも下流にある熱交換器(28)と、を備えていて、
動作中には、冷媒の二次的な流れが前記二次的な分岐路(26)にそれて前記膨張弁(27)の中で膨張し、前記主要な分岐路(25)を通る冷媒の主要な流れを前記熱交換器(28)を通じて冷却することで、前記熱交換器−蒸発器(12)の上流で前記冷媒の中に気泡が出現するのを回避する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。 - 電気を供給するための発電機(9)に接続された熱機関(8)、好ましくはディーゼル・エンジンをさらに備える、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。
- 前記熱機関(8)が、冷却回路を備え、
該冷却回路が、
その熱機関(8)の冷却用流体を冷却するための、好ましくは換気装置(31)を有するラジエータ(29)と、
前記熱機関(8)の冷却用流体を冷却しながら空気を加熱するため、前記空気回路の中で好ましくは前記熱交換器−蒸発器(12)の下流に配置された補助熱交換器(14)と、
前記熱機関(8)の冷却用流体を前記ラジエータ(29)または前記補助熱交換器(14)に向かわせることのできる三方向弁と、
を具備する
ことを特徴とする請求項7に記載の空調ユニット(1)。 - 前記空気回路が、好ましくは前記熱交換器−蒸発器(12)の下流に、
好ましくは複数層のケーブルにされた一群の電気抵抗器を有する電気式加熱手段(13)と、
その電気式加熱手段(13)の下流の空気の温度を設定範囲内に維持するべく、その電気式加熱手段(13)の下流にあって、前記一群の電気抵抗器を制御して加熱電力を調節する手段に接続された、温度センサー(ST1)と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。 - 前記冷媒がフッ素置換炭化水素であり、好ましくはR134aである、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。
- 前記主要換気装置(10)が遠心換気装置である、ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。
- 前記圧縮機(17)がスクリュー圧縮機である、ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。
- 移動式または独立式のユニットの形態であり、空調された空気を、例えば地上に止まっている航空機などの移動式プラットフォーム、に供給する、ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の空調ユニット(1)。
- 空調方法であって、
周囲の空気を主要換気装置(10)によって送り出して空気回路に入れるステップと、
その周囲の空気を熱交換器−蒸発器(12)を通過させ、その熱交換器−蒸発器(12)の中を循環する冷媒の流れを蒸発させることによって冷却するステップと、
冷却されたその空気を、空気出口(6)から、好ましくは1つまたは複数の可撓性ダクトを通じ、例えば地上に止まっている航空機などの閉鎖空間に向けて送り出すステップと、
前記冷媒を、前記熱交換器−蒸発器(12)の下流にある圧縮機(17)の中で圧縮するステップと、
前記冷媒を、前記圧縮機(17)の下流にある凝縮器(18)の中で凝縮させるステップと、
を含むものにおいて、
前記熱交換器−蒸発器(12)が、複数の並列回路(19)を備えていて、そのそれぞれの並列回路が少なくとも1つの膨張弁(20)を有し、前記熱交換器−蒸発器(12)が、その熱交換器−蒸発器(12)の中で略すべての冷媒の流れを確実に蒸発させるべく、前記並列回路(19)のそれぞれの出口において、冷媒の流量を調節するための前記膨張弁(20)の制御手段に接続された、冷媒の温度センサー(ST2)も備えていて、そして前記熱交換器−蒸発器(12)が、前記並列回路(19)の出口に、前記膨張弁(20)の制御手段に接続された冷媒の圧力センサー(SP2)も備えていて、前記冷媒の温度センサー(ST2)によって検知された温度をその並列回路(19)の出口で補正しており、
そのそれぞれの膨張弁(20)を通過する冷媒の流れを調節し、前記熱交換器−蒸発器(12)の下流の空気の温度を設定範囲内に維持し、
前記圧縮機(17)に吸い込まれる冷媒の流れを調節して、その圧縮機(17)の吸込み圧力を設定範囲内に維持し、
前記主要換気装置(10)の回転速度および/またはパワーを調節して、前記空気出口(6)の最大超過圧力を超えないようにする、
ことを特徴とする方法。 - 前記主要換気装置(10)の回転速度および/またはパワーを調節して空気の流量を調節し、前記空気出口(6)における温度を設定範囲内に維持する、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 回転速度および/またはパワーを調節できる冷却用換気装置(21)を用いて前記凝縮器(18)を空気で冷却し、その凝縮器(18)内の冷媒の圧力を設定範囲内に維持する、ことを特徴とする請求項14または15に記載の方法。
- 前記熱交換器−蒸発器(12)の各膨張弁(20)を通過する冷媒の流量も調節し、その熱交換器−蒸発器(12)の中で、冷媒の流れを確実にほぼすべて蒸発させる、
ことを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載の方法。 - 前記熱交換器−蒸発器(12)の各膨張弁(20)を通過する冷媒の流量も調節し、その熱交換器−蒸発器(12)の表面の温度を最低閾値よりも大きな値に維持してその熱交換器−蒸発器(12)の表面に霜が形成されることを回避する、
ことを特徴とする請求項14から17のいずれか1項に記載の方法。 - 前記冷媒を前記凝縮器の下流で少なくとも主要な流れと二次的な流れに分割するステップと、
前記二次的な流れをエコノマイザ回路(24)の膨張弁(27)の中で膨張させるステップと、
前記主要な流れと前記二次的な流れを前記エコノマイザ回路(24)の熱交換器(28)の中で交差させ、その二次的な流れを用いてその主要な流れを冷却するステップと、
前記二次的な流れを前記凝縮器(18)に戻すステップと、
冷却された前記主要な流れを前記熱交換器−蒸発器(12)に戻すステップと、
をさらに含んでいて、
前記二次的な流れを調節することで冷却された前記主要な流れの温度を調節して、前記熱交換器−蒸発器(12)の上流で前記冷媒の中に気泡が形成されることを回避する、
ことを特徴とする請求項14から18のいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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