JP5309716B2 - 空気調和システム - Google Patents

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Description

本発明は、ビニルハウスなどの園芸用の温室空間内の温湿度を調整する空気調和システムに関する。
園芸用の植物を栽培するビニルハウス内部などの温室空間の温湿度調整を行う場合に、その温室空間の湿度が1年を通して常に高くなるという理由から、夏季には冷房運転を行いながら除湿(冷房除湿)し、冬季には暖房運転を行いながら除湿(暖房除湿)する必要がある。このような場合に、従来では、冷房手段として空気調和装置(冷房除湿機)を利用しており、暖房手段として重油などの燃料が必要な例えばバーナなどを利用した温風暖房機を利用している(特許文献1参照)。特許文献1の技術では、冷房除湿には冷房除湿機(いわゆる空気調和装置の冷房運転)を利用しており、暖房除湿には温風暖房機により温度を上昇させることで結果的に相対湿度を下げる手法を利用している。また、暖房除湿としては、特許文献1のような温風暖房機と除湿機とを併用して行う場合もある。
特開平8−308395号公報
しかしながら、暖房除湿として特許文献1のような温風暖房機を利用すると、燃料を必要とするため、近年の燃料コストが増大している傾向からランニングコストが多くかかるという問題がある。
本発明の課題は、温室空間の温湿度調整にかかるランニングコストを低減することができる空気調和システムを提供することにある。
第1発明に係る空気調和システムは、利用ユニットと、熱源ユニットと、空気導入手段と、外気導入手段と、温度検出手段と、湿度検出手段と、制御部とを備える。利用ユニットは、空調対象空間に配備され、利用側熱交換器を有する。熱源ユニットは、外部空間から閉鎖された空間であって空調対象空間とは異なる除湿空間に配備され、利用側熱交換器と冷媒配管で接続されている熱源側熱交換器及び圧縮機を有する。空気導入手段は、第1導入状態と第1非導入状態とを切り換える。第1導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された除湿空間の空気を空調対象空間内へと導入する状態である。第1非導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された除湿空間の空気を空調対象空間内へと導入しない状態である。外気導入手段は、第2導入状態と第2非導入状態とを切り換える。第2導入状態は、外気を除湿空間を経て熱源側熱交換器へと導入する状態である。第2非導入状態は、外気を除湿空間を経て熱源側熱交換器へと導入しない状態である。温度検出手段は、空調対象空間内の温度を空間温度として検出する。湿度検出手段は、空調対象空間内の湿度を空間湿度として検出する。制御部は、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段と外気導入手段とを制御する温湿度制御を行う。そして、制御部は、冬季において、利用側熱交換器を放熱器として、かつ、熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を行いつつ、空間湿度が目標湿度よりも低い場合に、空気導入手段を第1非導入状態に、かつ、外気導入手段を第2導入状態に切り換え、空間湿度が目標湿度よりも高い場合に、空気導入手段を第1導入状態に、かつ、外気導入手段を第2非導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。
本発明では、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、制御部が利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段とを制御している。例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
また、本発明では、制御部が外気導入手段を制御することにより、熱源側熱交換器へ外気を導入したり遮断したりできる。このため、熱源側熱交換器と外気とを熱交換させたいような場合に、制御部は、外気導入手段を制御して外気から吸熱を行ったり、外気へ放熱を行ったりすることができる。
さらに、本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を除湿空間へ導いて除湿空間内で熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
そして、本発明では、冬季において、利用側熱交換器を放熱器として機能させて空調対象空間の暖房運転を行いつつ、空間湿度が目標湿度よりも高くなった場合に、空気導入手段を第1導入状態にして吸熱器(蒸発器)として機能している熱源側熱交換器に空調対象空間の空気を送り込んで熱交換させて、空調対象空間の除湿を行っている。
したがって、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムは、利用ユニットと、熱源ユニットと、空気導入手段と、外気導入手段と、温度検出手段と、湿度検出手段と、制御部とを備える。利用ユニットは、空調対象空間に配備され、利用側熱交換器を有する。熱源ユニットは、外部空間から閉鎖された空間であって空調対象空間とは異なる除湿空間に配備され、利用側熱交換器と冷媒配管で接続されている熱源側熱交換器及び圧縮機を有する。空気導入手段は、第1導入状態と第1非導入状態とを切り換える。第1導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された除湿空間の空気を空調対象空間内へと導入する状態である。第1非導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された除湿空間の空気を空調対象空間内へと導入しない状態である。外気導入手段は、第2導入状態と第2非導入状態とを切り換える。第2導入状態は、外気を除湿空間を経て熱源側熱交換器へと導入する状態である。第2非導入状態は、外気を除湿空間を経て熱源側熱交換器へと導入しない状態である。温度検出手段は、空調対象空間内の温度を空間温度として検出する。湿度検出手段は、空調対象空間内の湿度を空間湿度として検出する。制御部は、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段と外気導入手段とを制御する温湿度制御を行う。そして、制御部は、利用側熱交換器を放熱器として、かつ、熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を冬季および夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも低い場合に、空気導入手段を第1非導入状態に、かつ、外気導入手段を第2導入状態に切り換え、暖房運転を中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも高い場合に、空気導入手段を第1導入状態に、かつ、外気導入手段を第2非導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。
本発明では、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、制御部が利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段とを制御している。例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
また、本発明では、制御部が外気導入手段を制御することにより、熱源側熱交換器へ外気を導入したり遮断したりできる。このため、熱源側熱交換器と外気とを熱交換させたいような場合に、制御部は、外気導入手段を制御して外気から吸熱を行ったり、外気へ放熱を行ったりすることができる。
さらに、本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を除湿空間へ導いて除湿空間内で熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
そして、本発明では、中間期において、暖房運転を行っている場合で、空間湿度が目標湿度よりも高くなった場合に、空気導入手段を第1導入状態にして吸熱器(蒸発器)として機能している熱源側熱交換器に空調対象空間の空気を送り込んで熱交換させて、空調対象空間の除湿を行っている。
したがって、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムは、第発明または第発明に係る空気調和システムであって、制御部は、夏季において、利用側熱交換器を吸熱器として、かつ、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる冷房運転を行いつつ、外気導入手段を第2導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。
本発明では、夏季において、利用側熱交換器を吸熱器(蒸発器)として機能させて空調対象空間の冷房運転を行っている。このように、利用側熱交換器を吸熱器として機能させるため、利用側熱交換器により除湿運転を行っていることになり、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで冷房除湿を実現できる。
発明に係る空気調和システムは、第発明または発明に係る空気調和システムであって、制御部は、利用側熱交換器を放熱器として、かつ、熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を冬季および夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも低い場合に、空気導入手段を第1非導入状態に、かつ、外気導入手段を第2導入状態に切り換え、暖房運転を中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも高い場合に、空気導入手段を第1導入状態に、かつ、外気導入手段を第2非導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。
本発明では、中間期において、暖房運転を行っている場合で、空間湿度が目標湿度よりも高くなった場合に、空気導入手段を第1導入状態にして吸熱器(蒸発器)として機能している熱源側熱交換器に空調対象空間の空気を送り込んで熱交換させて、空調対象空間の除湿を行っている。
したがって、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムは、第発明から第4発明のいずれかに係る空気調和システムであって、空気導入手段は、空調対象空間と除湿空間との間に設けられ、空調対象空間と除湿空間との間を連通したり遮断したりできる空気導入ダンパである。
本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態(空気導入ダンパが開状態)になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムは、第発明から発明のいずれかに係る空気調和システムであって、外気導入手段は、外部空間と除湿空間との間に設けられ、外部空間と除湿空間との間を連通したり遮断したりできる外気導入ダンパである。
本発明では、制御部が外気導入手段としての外気導入ダンパを制御することにより、除湿空間へ外気を導入したり遮断したりできる。すなわち、外気導入ダンパを開にすることにより、除湿空間に外気を導入することができ、外気の熱エネルギーを取り入れたり、外気に熱エネルギーを放出したりすることができる。
第1発明に係る空気調和システムでは、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
第2発明に係る空気調和システムでは、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムでは、利用側熱交換器を吸熱器として機能させるため、利用側熱交換器により除湿運転を行っていることになり、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。
発明に係る空気調和システムでは、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第1導入状態(空気導入ダンパが開状態)になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器(蒸発器)として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
発明に係る空気調和システムでは、制御部が外気導入手段としての外気導入ダンパを制御することにより、除湿空間へ外気を導入したり遮断したりできる。すなわち、外気導入ダンパを開にすることにより、除湿空間に外気を導入することができ、外気の熱エネルギーを取り入れたり、外気に熱エネルギーを放出したりすることができる。
<空気調和システムの構成>
本実施形態に係る空気調和システム10は、ビニルハウス8などの内部の園芸用の空調対象空間としての温室空間Z1に配備され、主に、空気調和装置1と、空気導入手段としてのハウスバイパスダンパD1と、外気導入手段としての外気開放ダンパD2とから構成される。図1は、本実施形態に係る空気調和システム10の概略構成図である。
空気調和装置1は、熱源ユニットとしての室外ユニット2と利用ユニットとしての室内ユニット3とを有しており、本実施形態では室外ユニット2が温室空間Z1に隣接する除湿空間Z2に備えられ(すなわちビニルハウス8は、温室空間Z1と除湿空間Z2とを有する)、室内ユニット3が温室空間Z1に備えられる。なお、室外ユニット2と室内ユニット3とは冷媒連絡配管9により接続され、冷媒回路5を形成している。
図2は、空気調和装置1の冷媒回路5の概略図である。冷媒回路5は、圧縮機21、四路切換弁22、熱源側熱交換器としての室外熱交換器23、膨張弁24、および室内熱交換器31を、冷媒配管4で連結した回路である。冷媒回路5を構成する各機器21,22,23,24,31のうち、圧縮機21、四路切換弁22、室外熱交換器23、および膨張弁24が室外ユニット2に設けられ、室内熱交換器31が室内ユニット3に設けられる。なお、図2において、実線および破線の矢印は冷媒の流れ方向を示している。
圧縮機21は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより回転数が制御されるモータ(図示せず)によって駆動される容積式圧縮機である。
四路切換弁22は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器23を圧縮機21によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器31を室外熱交換器23において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とを接続するとともに圧縮機21の吸入側と室内熱交換器31のガス側とを接続し(冷房運転状態:図2の四路切換弁22の実線を参照)、暖房運転時には、室内熱交換器31を圧縮機21によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器23を室内熱交換器31において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機21の吐出側と室内熱交換器31のガス側とを接続するとともに圧縮機21の吸入側と室外熱交換器23のガス側とを接続することが可能である(暖房運転状態:図2の四路切換弁22の破線を参照)。
室外熱交換器23および室内熱交換器31は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室外熱交換器23は除湿空間Z2内部の空気と熱交換を行い、室内熱交換器31は温室空間Z1内部の空気と熱交換を行う。なお、図示しないが、室外ユニット2は、室外熱交換器23と周囲空気(除湿空間Z2内部の空気)との熱交換を促進する室外ファンを有しており、また、室内ユニット3は、室内熱交換器31と周囲空気(温室空間Z1内部の空気)との熱交換を促進する室内ファンを有している。
膨張弁24は、室外熱交換器23と室内熱交換器31との間に設けられ、冷媒の圧力や流量等の調節を行う電動膨張弁である。
本実施形態において、冷媒回路5では、冷房運転時においては、室外熱交換器23が凝縮器となり除湿空間Z2内部の空気と熱交換を行って加熱し、室内熱交換器31が蒸発器となり温室空間Z1内部の空気と熱交換を行って温室空間Z1内部の空気を冷却する。一方、暖房運転時においては、室外熱交換器23が蒸発器となり除湿空間Z2内部の空気と熱交換を行って除湿空間Z2内部の空気を冷却し、室内熱交換器31が凝縮器となり温室空間Z1内部の空気と熱交換を行って加熱する。なお、室外熱交換器23および室内熱交換器31が蒸発器として機能する場合に、蒸発器として機能している熱交換器23,31により熱交換された空気は、冷却されると同時に除湿も行われることになる。これは、水分を含んだ空気が冷却されることでほとんどの場合においてその露点を下回るため、蒸発器として機能している熱交換器23,31に空気に含まれた水分が凝縮水として取り除かれることになるためである。
また、温室空間Z1の温度を温室温度T1として検出する温度検出手段としての温室温度センサSe1と、温室空間Z1の湿度を温室湿度H1として検出する湿度検出手段としての温室湿度センサSe2とが室内ユニット3に設けられており、外部空間Z3の温度を外気温度T2として検出する外気温度センサSe3が外部空間Z3に設けられている。
本実施形態において、制御部7は、例えば、CPU、メモリ、入出力インターフェースなどを有するマイクロコンピュータを用いて構成される。また、制御部7は、図3に示されるように、各種センサSe1,Se2,Se3の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号などに基づいて各種機器および弁21,22,D1,D2を制御することができるように接続されている。
<温湿度制御>
本実施形態においては、空気調和システム10は、ビニルハウス8の温室空間Z1の温室温度T1と温室湿度H1とを適当な目標値(目標温度Ttおよび目標湿度Ht)に制御する温湿度制御を行っている。なお、目標温度Ttおよび目標湿度Htは園芸される植物やその成長過程によって最適な値が設定される。本実施形態において、ビニルハウス8は園芸用に利用され、例えば水耕栽培などに利用される場合には、基本的にビニルハウス8の温室空間Z1において水を噴霧している状態であるために温室空間Z1内部の湿度は高くなる(例えば、相対湿度が85〜90%ほどになる)。したがって、暖房運転を行う場合でも、湿度は十分にあるため除湿運転を行うことにより湿度の調整を行っている。本実施形態において、空気調和システム10では、冬季には、暖房運転状態において除湿運転が行われる暖房除湿制御が行われ、夏季には、冷房運転状態において除湿運転が行われる冷房除湿制御が行われる。すなわち、温湿度制御には、暖房除湿制御と冷房除湿制御とがある。空気調和システム10では、外気温度T2に基づいて夏季であるか冬季であるかの判定を行っている。なお、一般的に冬季および夏季以外の期間である中間期においては、上述した冬季であるか夏季であるかの判定を行い、その判定された結果に基づいた制御が行われることになる。
(暖房除湿制御)
暖房除湿制御では、前提として、目標温度Ttになるように暖房運転が行われている。そして、この暖房運転が行われている状態で、まず、制御部7が、温室湿度H1が目標湿度Htを超えているか否かを、判定する。温室湿度H1が目標湿度Htを超えていると制御部7が判定した場合には、ハウスバイパスダンパD1を開にして、外気開放ダンパD2を閉にする(暖房除湿状態:図1のハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2の実線を参照)。これにより、除湿空間Z2内部に放出される室外熱交換器23により熱交換されかつ除湿された空気を、温室空間Z1内部に導入することができる。このとき、湿度が高くなっている温室空間Z1内部の空気を除湿空間Z2に導入することも同時に行われている(すなわち、温室空間Z1内部の空気と除湿空間Z2内部の空気とが混合されている)。したがって、温室空間Z1内部の湿度の高い空気を、除湿空間Z2に導いて、蒸発器として機能している室外熱交換器23と熱交換させることにより、その空気を除湿することができ、除湿された空気を温室空間Z1内部に再び導入させることができる。このようにして、暖房除湿制御が行われる。なお、制御部7が、温室湿度H1が目標湿度Htを超えていないと判定した場合には、ハウスバイパスダンパD1を閉にし、外気開放ダンパD2を開にしており、除湿空間Z2内部では、外気と熱交換が行われている(暖房運転状態:図1のハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2の破線を参照)。
(冷房除湿制御)
冷房除湿制御では、暖房除湿制御と同様に、前提として、目標温度Ttになるように冷房運転が行われている。この場合に、制御部7は、ハウスバイパスダンパD1を閉にして、外気開放ダンパD2を開にした状態で冷房運転を行っている(冷房除湿状態:図1のハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2の破線を参照)。この冷房運転を行うことで、室内熱交換器31が蒸発器として機能するため、自然と冷房運転状態において除湿運転が行われることになる。
<特徴>
(1)
本実施形態に係る空気調和システム10では、冬季において、温室空間Z1の温室温度T1が目標温度Ttに近づくように制御部7が空気調和装置1の暖房運転を行い、かつ、温室湿度H1が目標湿度Htに近づくように、制御部7がハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2を制御している。具体的には、暖房除湿制御として、暖房運転中に、温室湿度H1が目標湿度Htを超えている場合に、ハウスバイパスダンパD1を開にして、外気開放ダンパD2を閉にする。なお、暖房運転中に、温室湿度H1が目標湿度Htを超えていない場合には、ハウスバイパスダンパD1は閉状態であり、外気開放ダンパD2は開状態である。
したがって、除湿空間Z2に配備されている室外ユニット2により排出された空気を温室空間Z1に導くことができる。すなわち、室外熱交換器23により熱交換されることにより除湿された空気を温室空間Z1へ送ることができる。これは、暖房運転の場合に室外熱交換器23は、蒸発器として機能しているため、吸い込み空気を冷却することができ、余分な水分を除去することができるためである。このような暖房除湿制御を行うことにより、暖房運転を行いつつ温室空間Z1の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、空気調和装置1を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。
(2)
本実施形態に係る空気調和システム10では、夏季において、温室空間Z1の温室温度T1が目標温度Ttに近づくように制御部7が空気調和装置1の冷房運転を行っている。このように、空気調和装置1の冷房運転を行っており、室内熱交換器31を蒸発器として機能させているため、室内熱交換器31により温室空間Z1の除湿運転を行っていることになり、除湿機をさらに設けなくても、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで冷房除湿を実現できる。
参考例
(1)
上記実施形態では、温室空間Z1とは異なる除湿空間Z2を設けており、温室温度T1、外気温度T2、および温室湿度H1に基づいて、暖房運転および冷房運転の切換、または、ハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2の開閉の制御を温湿度制御として行っているが、これに限らず、除湿空間Z2に室外ユニット2を配備する形態にしなくとも良い。
例えば、図4に示すように、室外ユニット2を外部空間Z3に配備し、室外ユニット2と温室空間Z1との間を連通可能な除湿空気吐出用ダクトP1および温室空気吸入用ダクトP2を設けて温室空間Z1の空気を直接室外ユニット2に導入させる形態(空気調和システム10aとする)であっても構わない。なお、この場合に、除湿空気吐出用ダクトP1には、温室空間Z1内部へ室外熱交換器23により熱交換された空気を連通したり遮断したりできる第1ダンパD1aが設けられており、温室空気吸入用ダクトP2には、温室空間Z1内部から室外ユニット2へ吸い込み空気を連通したり遮断したりできる第2ダンパD1bが設けられている。また、室外ユニット2には、室外熱交換器23に導入可能な第1外気ダンパD2aと、室外熱交換器23により熱交換された後の空気を外気へ排出可能な第2外気ダンパD2bとが設けられている。
そして、参考例(1)における空気調和システム10aにおける、温湿度制御では、制御部7は、暖房除湿状態として、第1ダンパD1aおよび第2ダンパD1bを開にし、第1外気ダンパD2aおよび第2外気ダンパD2bを閉にする(図4の各ダンパD1a,D1b,D2a,D2bの実線を参照)。そして、暖房運転状態または冷房除湿状態として、第1ダンパD1aおよび第2ダンパD1bを閉にし、第1外気ダンパD2aおよび第2外気ダンパD2bを開にする(図4の各ダンパD1a,D1b,D2a,D2bの破線を参照)。
(2)
上記実施形態では、温室空間Z1とは異なる除湿空間Z2を設けており、温室温度T1、外気温度T2、および温室湿度H1に基づいて、暖房運転および冷房運転の切換、または、ハウスバイパスダンパD1および外気開放ダンパD2の開閉の制御を温湿度制御として行っており、参考例(1)では室外ユニット2を外部空間Z3に配備しているが、これに限らない。
例えば、図5に示すように、室外ユニット2を温室空間Z1に配備する形態(空気調和システム10bとする)であっても構わない。この場合に、室外ユニット2には、室外ユニット2の吸い込み側に、温室空間Z1内部の空気を導入可能な第1ダンパD11bと、外部空間Z3内部の空気を導入可能な第1外気ダンパD12aとが設けられ、室外ユニット2の吐き出し側に、室外熱交換器23により熱交換された空気を温室空間Z1の導入可能な第2ダンパD11bと、室外熱交換器23に導入可能な室外熱交換器23により熱交換された後の空気を外気へ排出可能な第2外気ダンパD2bとが設けられている。
そして、参考例(2)における空気調和システム10bにおける、温湿度制御では、制御部7は、暖房除湿状態として、第1ダンパD11aおよび第2ダンパD11bを開にし、第1外気ダンパD12aおよび第2外気ダンパD12bを閉にする(図4の各ダンパD11a,D11b,D12a,D12bの実線を参照)。そして、暖房運転状態または冷房除湿状態として、第1ダンパD11aおよび第2ダンパD11bを閉にし、第1外気ダンパD12aおよび第2外気ダンパD12bを開にする(図4の各ダンパD11a,D11b,D12a,D12bの破線を参照)。
<変形例>

上記実施形態では、暖房除湿制御において、温室空間Z1と除湿空間Z2との間にハウスバイパスダンパD1を設けて、このハウスバイパスダンパD1を開閉することにより温室空間Z1の除湿を行っているが、さらに、温室空間Z1と除湿空間Z2との空気の混合を促進させる送風機などを設置しても構わない。これにより、除湿された空気を温室空間Z1内部に速やかに送り込むことができる。

上記実施形態では、暖房運転に空気調和装置1のみを利用しているが、これに限らず、暖房能力が不足時に備えて例えば燃料が必要な補助暖房装置を設けても構わない。
この場合であっても、本発明においては、補助暖房装置は、暖房能力が不足したときのみに利用されるため、燃料の消費を低減することができる。
本発明に係る空気調和システムは、ランニングコストを低減させるという効果を奏し、ビニルハウスなどの園芸用の温室空間内の温湿度を調整する空気調和システム等として有用である。
本発明の一実施形態に係る空気調和システムの概略構成図。 冷媒回路の概略図。 空気調和システムの制御ブロック図。 参考例(1)に係る空気調和システムの概略構成図。 参考例(2)に係る空気調和システムの概略構成図。
2 室外ユニット(熱源ユニット)
3 室内ユニット(利用ユニット)
7 制御部
10,10a 空気調和システム
D1 ハウスバイパスダンパ(空気導入手段)
D2 外気開放ダンパ(外気導入手段)
D1a,D11a 第1ダンパ
D1b,D11b 第2ダンパ
D2a,D12a 第1外気ダンパ
D2b,D12b 第2外気ダンパ
H1 温室湿度
Ht 目標湿度
Se1 温室温度センサ(温度検出手段)
Se2 湿度センサ
T1 温室温度
Tt 目標温度
Z1 温室空間(空調対象空間)
Z2 除湿空間(所定空間)
Z3 外部空間

Claims (6)

  1. 空調対象空間(Z1)に配備され、利用側熱交換器を有する利用ユニット(3)と、
    外部空間(Z3)から閉鎖された空間であって前記空調対象空間とは異なる除湿空間(Z2)に配備され、前記利用側熱交換器と冷媒配管(4)で接続されている熱源側熱交換器及び圧縮機を有する熱源ユニット(2)と、
    前記熱源側熱交換器に熱交換された前記除湿空間の空気を前記空調対象空間内へと導入する第1導入状態と、前記熱源側熱交換器に熱交換された前記除湿空間の空気を前記空調対象空間内へと導入しない第1非導入状態とを切り換える空気導入手段(D1)と、
    外気を前記除湿空間を経て前記熱源側熱交換器へと導入する第2導入状態と、外気を前記除湿空間を経て前記熱源側熱交換器へと導入しない第2非導入状態とを切り換える外気導入手段(D2)と、
    前記空調対象空間内の温度を空間温度(T1)として検出する温度検出手段(Se1)と、
    前記空調対象空間内の湿度を空間湿度(H1)として検出する湿度検出手段(Se2)と、
    前記空間温度が目標温度(Tt)に近づくように、かつ、前記空間湿度が目標湿度(Ht)に近づくように、前記利用ユニットと前記熱源ユニットと前記空気導入手段と前記外気導入手段とを制御する温湿度制御を行う制御部(7)と、
    を備え
    前記制御部は、冬季において、前記利用側熱交換器を放熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を行いつつ、前記空間湿度が前記目標湿度よりも低い場合に、前記空気導入手段を前記第1非導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2導入状態に切り換え、前記空間湿度が前記目標湿度よりも高い場合に、前記空気導入手段を前記第1導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2非導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
    空気調和システム(10
  2. 空調対象空間(Z1)に配備され、利用側熱交換器を有する利用ユニット(3)と、
    外部空間(Z3)から閉鎖された空間であって前記空調対象空間とは異なる除湿空間(Z2)に配備され、前記利用側熱交換器と冷媒配管(4)で接続されている熱源側熱交換器及び圧縮機を有する熱源ユニット(2)と、
    前記熱源側熱交換器に熱交換された前記除湿空間の空気を前記空調対象空間内へと導入する第1導入状態と、前記熱源側熱交換器に熱交換された前記除湿空間の空気を前記空調対象空間内へと導入しない第1非導入状態とを切り換える空気導入手段(D1)と、
    外気を前記除湿空間を経て前記熱源側熱交換器へと導入する第2導入状態と、外気を前記除湿空間を経て前記熱源側熱交換器へと導入しない第2非導入状態とを切り換える外気導入手段(D2)と、
    前記空調対象空間内の温度を空間温度(T1)として検出する温度検出手段(Se1)と、
    前記空調対象空間内の湿度を空間湿度(H1)として検出する湿度検出手段(Se2)と、
    前記空間温度が目標温度(Tt)に近づくように、かつ、前記空間湿度が目標湿度(Ht)に近づくように、前記利用ユニットと前記熱源ユニットと前記空気導入手段と前記外気導入手段とを制御する温湿度制御を行う制御部(7)と、
    を備え
    前記制御部は、前記利用側熱交換器を放熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を冬季および夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも低い場合に、前記空気導入手段を前記第1非導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2導入状態に切り換え、前記暖房運転を前記中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも高い場合に、前記空気導入手段を前記第1導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2非導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
    空気調和システム(10
  3. 前記制御部は、夏季において、前記利用側熱交換器を吸熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる冷房運転を行いつつ、前記外気導入手段を前記第2導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
    請求項またはに記載の空気調和システム(10)。
  4. 前記制御部は、
    前記利用側熱交換器を放熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を冬季および夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも低い場合に、前記空気導入手段を前記第1非導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2導入状態に切り換え、前記暖房運転を前記中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも高い場合に、前記空気導入手段を前記第1導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第2非導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
    請求項1または3に記載の空気調和システム(10)。
  5. 前記空気導入手段(D1)は、前記空調対象空間と前記除湿空間との間に設けられ、前記空調対象空間と前記除湿空間との間を連通したり遮断したりできる空気導入ダンパである、
    請求項1から4のいずれかに記載の空気調和システム(10)。
  6. 前記外気導入手段(D2)は、前記外部空間(Z3)と前記除湿空間との間に設けられ、前記外部空間と前記除湿空間との間を連通したり遮断したりできる外気導入ダンパである、
    請求項1から5のいずれかに記載の空気調和システム(10)。
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