JP5217701B2 - Air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、外気を所定の温度及び湿度に調温及び調湿して塗装ブースに供給する空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system that adjusts the temperature and humidity of outside air to a predetermined temperature and humidity and supplies the outside air to a painting booth.
従来より、(1)外気を予備的に加熱し、(2)予備加熱された外気を飽和状態まで加湿し、(3)飽和状態を維持して外気を所定の露点温度まで冷却し、(4)冷却された外気を設定温度まで加熱することにより、外気を所定の温度及び湿度に調温及び調湿して塗装ブースに供給する空調システムが知られている(特許文献1参照)。
従来の空調システムは、外気の温度及び湿度が所定の温度及び湿度に近いのにも係わらず上記(2)〜(4)の一連の温湿度制御を実行する等、外気の温度及び湿度に関係なく外気導入口から取り込まれた全風量に対し上記(1)〜(4)又は上記(2)〜(4)の一連の温湿度制御を実行する構成になっていることから、省エネルギー化を図ることが難しい。 The conventional air conditioning system is related to the temperature and humidity of the outside air, such as executing the series of temperature and humidity control described in (2) to (4) above, although the temperature and humidity of the outside air are close to the predetermined temperature and humidity. Since it is configured to execute the series of temperature and humidity control of (1) to (4) or (2) to (4) above with respect to the total air volume taken in from the outside air introduction port, energy saving is achieved. It is difficult.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的、外気の温湿度制御に必要なエネルギーを削減可能な空調システムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, It is providing the air conditioning system which can reduce the energy required for the temperature and humidity control of the external air.
本発明の態様に係る空調システムは、取り込まれた外気の全風量の一部に対し冷却、その他の風量に対し加温及び加湿を行い、冷却された風量と加温及び加湿された風量を混合して塗装ブースに供給する。 The air conditioning system according to the aspect of the present invention cools a part of the total air volume of the taken-in outside air, heats and humidifies the other air volumes, and mixes the cooled air volume and the heated and humidified air volume. To supply to the painting booth .
本発明に係る空調システムによれば、外気が有する顕熱や潜熱を利用して外気の温度及び湿度を設定温度及び設定湿度に制御することができるので、外気の温湿度制御に必要なエネルギーを削減することができる。 According to the air conditioning system of the present invention, the temperature and humidity of the outside air can be controlled to the set temperature and the set humidity using the sensible heat and latent heat of the outside air. Can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる空調システムの構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔空調システムの全体構成〕
本発明の実施形態となる空調システムは、図1に示すように、主空調器2とリサイクル空調器3を主な構成要素として備え、所定の温度及び湿度に調温及び調湿された空気を塗装ブース1の有人ゾーンZ1及び無人ゾーンZ2(例えば外板塗装等の自動化エリア)に供給するものである。主空調器2は、空調室2aと空調室2bを有する。空調室2aは、外気導入路L1を介して取り込まれた外気を冷却する冷却器4を有する。空調室2bは、外気導入路L2を介して取り込まれた外気を加熱する加温器5と、加温器5から排出された外気を加湿する加湿器6とを有する。空調室2a,2bから排出された外気は、混合された後にファンF1及び供給路L3を介して有人ゾーンZ1に供給される。外気導入路L1,L2には流路を開閉するための給排気ダンパーD1,D2がそれぞれ設けられている。
[Overall configuration of air conditioning system]
As shown in FIG. 1, an air conditioning system according to an embodiment of the present invention includes a
有人ゾーンZ1は、公知技術により洗浄された有人ゾーンZ1内の空気を排出するファンF2と、ファンF2から排出された空気を系外に排出する排出路L4と、ファンF2から排出された空気をリサイクル空調器3側に循環させる循環路L5を有する。無人ゾーンZ2には、リサイクル空調器3によって所定の温度及び湿度に調温及び調湿された空気が供給路L9を介して供給される。無人ゾーンZ2は、公知技術により洗浄された無人ゾーンZ2内の空気を排出するファンF3と、ファンF3から排出された空気を系外に排出する排出路L6を有する。排出路L4及び循環路L5には流路を開閉するための給排気ダンパーD3,D4がそれぞれ設けられている。
The manned zone Z1 is a fan F2 that discharges air in the manned zone Z1 cleaned by a known technique, a discharge path L4 that discharges air discharged from the fan F2 to the outside of the system, and air discharged from the fan F2. A circulation path L5 is provided for circulation to the
リサイクル空調器3は、空調室3aと空調室3bを有する。空調室3aは、循環路L5又は外気導入路L7を介して取り込まれた空気を冷却する冷却器7を有する。空調室3bは、外気導入路L8を介して取り込まれた外気を加熱する加温器8を有する。空調室3a,3bから排出された外気は、混合された後にファンF4及び供給路L9を介して無人ゾーンZ2に供給される。外気導入路L7,L8には対応する流路を開閉するための給排気ダンパーD5,D6がそれぞれ設けられている。
The
〔制御系の構成〕
上記空調システムの制御系は、外気の温度を検出する温度センサ10と、外気の湿度を検出する湿度センサ11と、マイクロプロセッサ等のコントローラ12により構成され、コントローラ12が、温度センサ10及び湿度センサ11により検出された外気の温度及び湿度に応じて以下に示す温湿度制御処理を実行することにより、外気の温湿度制御に必要なエネルギーを削減する。具体的には、予め温度及び湿度に応じて空気線図を図2に示す(1)〜(7)の領域にエリア分けしておき、コントローラ12は、温度センサ10及び湿度センサ11により検出された外気の温度及び湿度がエリア(1)〜(7)のうちのどのエリアに属するかによって、冷却器の冷却温度,加温器の加熱温度,加湿器の加湿割合,及び給排気ダンパーD1〜D6の開度を制御する。以下、図3を参照して、(A)主空調器2による温湿度制御と(B)リサイクル空調器3による温湿度制御とに分けてコントローラ12が実行する温湿度制御処理について説明する。
[Control system configuration]
The control system of the air conditioning system includes a
(A)主空調器による温湿度制御
(a)外気の温度及び湿度が所定の範囲内にあるとき(図2に示すエリア(1))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2を開状態に制御すると共に冷却器3,加温器5,及び加湿器6をオフ状態にして外気をそのまま有人ゾーンZ1に供給する。
(A) Temperature and humidity control by the main air conditioner (a) When the temperature and humidity of the outside air are within a predetermined range (area (1) shown in FIG. 2)
The
(b)外気の温度は所定の範囲内にあるが、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(2))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に加湿器6のみをオン状態に切り換えて加湿器6により加湿された外気と空調室2aから排出された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。加湿器6の加湿割合は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、加湿器6の排出外気ではなく混合外気の湿度が所定範囲内になるように設定する。
(B) The temperature of the outside air is within a predetermined range, but the humidity is insufficient (area (2) shown in FIG. 2).
The
(c)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(3))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に冷却器4と加湿器6をオン状態に切り換えて冷却器4により冷却された外気と加湿器6により加湿された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。冷却器4の冷却温度や加湿器6の加湿割合は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(C) When the temperature of the outside air is not less than the predetermined range and the humidity is insufficient (area (3) shown in FIG. 2)
The
(d)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が所定の範囲以上であるとき(図2に示すエリア(4))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に冷却器4のみをオン状態に切り換えて冷却器4により冷却された外気と空調室2bから排出された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。冷却器4の冷却温度は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、混合外気の温度が所定範囲内になるように設定する。外気の湿度が所定の範囲内から少し外れている場合には、温度を低下させることにより外気の湿度を所定の範囲内に調湿することができる。
(D) When the temperature of the outside air is not less than the predetermined range and the humidity is not less than the predetermined range (area (4) shown in FIG. 2).
The
(e)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が過剰であるとき(図2に示すエリア(5))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に冷却器4と加温器5をオン状態に切り換えて冷却器4により冷却された外気と空調室2bにおいて加熱された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。冷却器4の冷却温度及び加温器5の加熱温度は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(E) When the temperature of the outside air is not less than a predetermined range and the humidity is excessive (area (5) shown in FIG. 2)
The
(f)外気の温度は所定の範囲内にあるが、湿度が所定の範囲以上であるとき(図2に示すエリア(6))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に加温器5のみをオン状態に切り換えて空調室2aから排出された外気と空調室2bにおいて加熱された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。加温器5の加熱割合は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、加温器5の排出外気ではなく混合外気の温度が所定範囲内になるように設定する。
(F) When the temperature of the outside air is within a predetermined range, but the humidity is not less than the predetermined range (area (6) shown in FIG. 2).
The
(g)外気の温度は所定の範囲以下であり、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(7))
コントローラ12は、給排気ダンパーD1,D2の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に加温器5及び加湿器6をオン状態に切り換えて空調室2aから排出された外気と空調室2bにおいて加熱,加湿された外気とを混合して有人ゾーンZ1に供給する。加温器5の加熱割合及び加湿器6の加湿割合は、給排気ダンパーD1,D2の開度割合を考慮して、空調室2bからの排出外気ではなく混合外気の温度が所定範囲内になるように設定する。
(G) When the temperature of the outside air is below a predetermined range and the humidity is insufficient (area (7) shown in FIG. 2)
The
(B)リサイクル空調器による温湿度制御
(a)外気の温度及び湿度が所定の範囲内にあるとき(図2に示すエリア(1))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D5,D6及び給排気ダンパーD4をそれぞれ開状態及び閉状態に制御すると共に冷却器7及び加温器8をオフ状態にして外気のみををそのまま無人ゾーンZ2に供給する。
(B) Temperature and humidity control by recycle air conditioner (a) When the temperature and humidity of the outside air are within a predetermined range (area (1) shown in FIG. 2)
The
(b)外気の温度は所定の範囲内にあるが、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(2))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度をそれぞれ0(閉状態)及び給排気ダンパーD3と同じ開度に制御する。そしてコントローラ12は、冷却器7及び加温器8をオフ状態にして有人ゾーンZ1から排出された空気と外気とを混合して無人ゾーンZ2に供給する。
(B) The temperature of the outside air is within a predetermined range, but the humidity is insufficient (area (2) shown in FIG. 2).
The
(c)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(3))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度をそれぞれ0(閉状態)及び給排気ダンパーD3と同じ開度に制御する。そしてコントローラ12は、冷却器7のみをオン状態にして有人ゾーンZ1から排出された空気を冷却したものと外気とを混合して無人ゾーンZ2に供給する。冷却器7の冷却温度は、給排気ダンパーD4,D6の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(C) When the temperature of the outside air is not less than the predetermined range and the humidity is insufficient (area (3) shown in FIG. 2)
The
(d)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が所定の範囲以上であるとき(図2に示すエリア(4))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度をそれぞれ0(閉状態)及び給排気ダンパーD3と同じ開度に制御する。そしてコントローラ12は、冷却器7のみをオン状態にして有人ゾーンZ1から排出された空気を冷却したものと外気とを混合して無人ゾーンZ2に供給する。冷却器7の冷却温度は、給排気ダンパーD4,D6の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(D) When the temperature of the outside air is not less than the predetermined range and the humidity is not less than the predetermined range (area (4) shown in FIG. 2).
The
(e)外気の温度が所定の範囲以上であり、湿度が過剰であるとき(図2に示すエリア(5))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度をそれぞれ0(閉状態)及び給排気ダンパーD3と同じ開度に制御する。そしてコントローラ12は、冷却器7と加温器8の双方をオン状態にして有人ゾーンZ1から排出された空気を冷却したものと外気を加熱したものとを混合して無人ゾーンZ2に供給する。冷却器7の冷却温度及び加温器8の加熱温度は、給排気ダンパーD4,D6の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(E) When the temperature of the outside air is not less than a predetermined range and the humidity is excessive (area (5) shown in FIG. 2)
The
(f)外気の温度は所定の範囲内にあるが、湿度が所定の範囲以上であるとき(図2に示すエリア(6))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4をそれぞれ開状態及び閉状態に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度の合計値を1(100%)に制御する。そしてコントローラ12は、加温器8のみをオン状態にして外気を冷却したものと外気を加熱したものとを混合して無人ゾーンZ2に供給する。加熱器8の加熱温度は、給排気ダンパーD5,D6の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(F) When the temperature of the outside air is within a predetermined range, but the humidity is not less than the predetermined range (area (6) shown in FIG. 2).
The
(g)外気の温度は所定の範囲以下であり、湿度が不足しているとき(図2に示すエリア(7))
コントローラ12は、給排気ダンパーD3,D4の開度の合計値を1(100%)に制御すると共に給排気ダンパーD5,D6の開度をそれぞれ0(閉状態)及び給排気ダンパーD3と同じ開度に制御する。そしてコントローラ12は、加温器8のみをオン状態にして有人ゾーンZ1から排出された空気と外気を加熱したものとを混合して無人ゾーンZ2に供給する。加温器8の加熱温度は、給排気ダンパーD4,D6の開度割合を考慮して、混合外気の温度及び湿度が所定範囲内になるように設定する。
(G) When the temperature of the outside air is below a predetermined range and the humidity is insufficient (area (7) shown in FIG. 2)
The
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる空調システムでは、コントローラ12が、温度センサ10及び湿度センサ11により検出された外気の温度及び湿度に応じて、空調室2a,2bに供給する外気の風量,冷却器4の冷却温度,加温器5の加熱温度,及び加湿器6の加湿割合を制御することにより、空調室2a,2bから排出された外気を混合して設定温度及び設定湿度に調温及び調湿された外気を塗装ブースに供給する。そしてこのような空調システムによれば、コントローラ12は、外気が有する顕熱や潜熱を利用して外気の温度及び湿度を設定温度及び設定湿度に制御することができるので、外気の温湿度制御に必要なエネルギーを削減することができる。
As is apparent from the above description, in the air conditioning system according to the embodiment of the present invention, the
また本発明の実施形態となる空調システムは、有人エリアZ1から排出された空気と外気を混合して無人エリアZ2に供給するリサイクル空調器3を有する。従来の排気を利用したリサイクル空調器は、全ての排気量を使用する構成になっているために、排気に含まれる水分を除去する上で多くのエネルギーを要していた。これに対し本発明の実施形態となる空調システムでは、リサイクル空調器が、外気と排気が有する顕熱や潜熱の有効利用を図り、季節に応じて排気量や外気取り入れ量を制御するので、消費エネルギーを削減することができる。
Moreover, the air conditioning system which becomes embodiment of this invention has the
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば上記主空調器2の代わりに図4に示すような主空調器2を用いても良い。図4に示す主空調器2は、冷却器20と、加湿器21と、加温器22とを有する。冷却器20は、図5に示すように、格子状に配列された外気を冷却して通過させる冷却エリアR1と外気を冷却せずにそのまま通過させる非冷却エリアR2とを有する。加湿器21は、冷却器20の冷却エリアR1を通過した外気と非冷却エリアR2を通過した外気とを混合して加湿する。加温器22は、加湿器21から排出された外気を加熱して有人ゾーンZ1に供給する。このような主空調器2の構成によれば、上記実施形態と同様に外気の温湿度制御に必要なエネルギーを削減することができる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
As mentioned above, although embodiment which applied the invention made by this inventor was described, this invention is not limited by the description and drawing which make a part of indication of this invention by this embodiment. For example, instead of the
1:塗装ブース
2:主空調器
3:リサイクル空調器
2a,2b,3a,3b:空調室
4,7,20:冷却器
5,8,22:加温器
6,21:加湿器
10:温度センサ
11:湿度センサ
12:コントローラ
D1〜D6:給排気ダンパー
F1〜F3:ファン
L1,L2,L7,L8:外気導入路
L3,L9:供給路
L4,L6:排出路
L5:循環路
Z1:有人ゾーン
Z2:無人ゾーン
1: Painting booth 2: Main air conditioner 3:
Claims (2)
第1の外気導入路を介して取り込まれた外気を第1の温度に冷却する冷却部と、
第2の外気導入路を介して取り込まれた外気を第2の温度に加熱する加温部と、
前記加温部から排出された外気を第1の湿度に加湿する加湿部と、
前記冷却部及び前記加湿部から排出された外気を混合して前記塗装ブースの第1のエリアに供給する供給部と、
前記第1の外気導入路を開閉する第1の開閉部と、
前記第2の外気導入路を開閉する第2の開閉部と、
外気の温度を検出する外気温度検出部と、
外気の湿度を検出する外気湿度検出部と、
前記外気温度検出部及び前記外気湿度検出部により検出された外気の温度及び湿度に応じて、前記第1及び前記第2の温度、前記第1の湿度、前記第1及び第2の開閉部の開度を制御する制御部と
を備えることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system that regulates and regulates the outside air to a predetermined temperature and humidity and supplies it to the painting booth,
A cooling unit that cools the outside air taken in via the first outside air introduction path to a first temperature;
A heating unit that heats the outside air taken in via the second outside air introduction path to a second temperature;
A humidifying unit for humidifying the outside air discharged from the heating unit to a first humidity;
A supply unit for mixing outside air discharged from the cooling unit and the humidifying unit and supplying the mixed air to the first area of the coating booth;
A first opening / closing portion for opening / closing the first outside air introduction path;
A second opening / closing part for opening / closing the second outside air introduction path;
An outside temperature detector for detecting the temperature of the outside air;
An outside air humidity detector for detecting the humidity of the outside air;
According to the temperature and humidity of the outside air detected by the outside air temperature detection unit and the outside air humidity detection unit, the first and second temperatures, the first humidity, and the first and second opening / closing units An air conditioning system comprising: a control unit that controls the opening degree.
前記第1のエリアから排出された空気を冷却する第2の冷却部と、
第3の外気導入路を介して取り込まれた外気を加熱する第2の加温部と、
前記第2の冷却部及び前記第2の加温部から排出された空気を混合して前記塗装ブースの第2のエリアに供給する第2の供給部と
を備えることを特徴とする空調システム。 The air conditioning system according to claim 1 ,
A second cooling unit for cooling the air discharged from the first area;
A second heating unit for heating the outside air taken in via the third outside air introduction path;
An air conditioning system comprising: a second supply unit that mixes air discharged from the second cooling unit and the second heating unit and supplies the mixed air to a second area of the coating booth.
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