JP5669587B2 - 低温再生デシカント空調機および運転方法 - Google Patents
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本発明の低温再生デシカント空調機は、系内へ流入する外気の潜熱を制御する潜熱制御部と外気の顕熱を制御する顕熱制御部を有し、潜熱制御部および顕熱制御部を通して外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、潜熱制御部は、還気経路側で還気から湿気を収着して外気経路側で外気により湿気を脱着させて再生するデシカントロータと、デシカントロータへ通気する外気を加熱する外気予熱部と、潜熱制御部を制御する指標としての還気の湿度を検知する還気湿度センサを備えることを特徴とする。
本発明の低温再生デシカント空調機において、潜熱制御部の下流側において還気経路と外気経路とを連通する還気の戻り経路を有することを特徴とする。
暖房時は、全熱交換器で外気の熱負荷を低減し、加熱機器でデシカントロータを再生することで、還気より吸収した水分を給気側で加湿に使用することができる。
(実施の形態1)
図1〜図3において、低温再生デシカント空調機は、ケーシング1に外気口2、給気口3、還気口4、排気口5を有しており、ここでは外気口2から給気口3までの通気路を外気経路6とし、還気口4から排気口5までの通気路を還気経路7として説明する。
還気温度センサ19は顕熱制御部10を制御する指標としての還気の温度を検知し、還気の温度に基づいて冷水コイル122、温水コイル123の各バルブ124、125を開閉制御もしくは開度制御する。
冷房モード
図2および図4において冷房モードの運転について説明する。図4における各プロットのアルファベットの添え字は、図2における外気経路6および還気経路7の各位置を示すものである。
すなわち、還気湿度センサ20は潜熱制御部10を制御する指標としての還気の湿度を検知し、還気の湿度に基づいて冷温水コイル101のバルブ107を開閉制御もしくは開度制御して冷水の流量を制御して除湿量を制御し、還気の湿度に基づいてデシカントロータ102の運転の起動、停止もしくは回転数を制御し、室内へ供給する空気の絶対湿度を制御する。
暖房モード
図3および図5において暖房モードの運転について説明する。図5における各プロットのアルファベットの添え字は、図3における外気経路6および還気経路7の各位置を示すものである。
すなわち、還気湿度センサ20は潜熱制御部10を制御する指標としての還気の湿度を検知し、還気の湿度に基づいて冷温水コイル101のバルブ107を開閉制御もしくは開度制御して温水の流量の制御により加熱を調整し、デシカントロータ102における加湿量を制御するとともに、還気の湿度に基づいてデシカントロータ102の運転の起動、停止もしくは回転数を制御し、室内へ供給する空気の絶対湿度を制御する。加湿が不足する場合には、気化式加湿器103により外気を加湿する。
(実施の形態2)
本発明の低温再生デシカント空調機は、図7、図9、図11に示すように潜熱制御部の外気側に全熱交換器200を配置する構成であってもよい。すなわち、外気経路6のプレフィルタ8を通過した外気と、還気経路7の潜熱制御部10を通過した還気との間で熱と水分を交換する全熱交換器200を配置する。全熱交換器200としては回転型、静止型があるが、何れの形態であってもよい。
2 外気口
3 給気口
4 還気口
5 排気口
6 外気経路
7 還気経路
8 プレフィルタ
9 外気ファン
10 潜熱制御部
11 プレフィルタ
12 顕熱制御部
13 給気ファン
14 給気ダクト
15 給気湿度センサ
16 プレフィルタ
17 排気ファン
18 還気ダクト
19 還気温度センサ
20 還気湿度センサ
21 還気の戻り経路
22 還気ダンパ
101 冷温水コイル
102 デシカントロータ
103 気化式加湿器
104 温水コイル
105 デシカントロータバイパス経路
106 デシカントロータバイパスダンパ
107、108、109、124、125 バルブ
121 中性能フィルタ
122 冷水コイル
123 温水コイル
150 デシカントロータバイパス経路
151 第1のデシカントロータバイパスダンパ
152 第2のデシカントロータバイパスダンパ
200 全熱交換器
201 全熱交換器バイパス経路
202 第1の全熱交換器バイパスダンパ
203 第2の全熱交換器バイパスダンパ
301 外気温度センサ
302 外気湿度センサ
Claims (15)
- 系内へ流入する外気の潜熱を制御する潜熱制御部と外気の顕熱を制御する顕熱制御部を有し、潜熱制御部および顕熱制御部を通して外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部は、外気経路側で外気から湿気を収着して還気経路側で還気により湿気を脱着させて再生するデシカントロータと、冷房時にデシカントロータへ通気する外気を冷却し、暖房時にデシカントロータへ通気する外気を加熱する冷温水コイルと、潜熱制御部を制御する指標としての還気の湿度を検知する還気湿度センサを備えることを特徴とする低温再生デシカント空調機。 - 潜熱制御部は、デシカントロータへ通気する還気を加熱する還気予熱部を備えることを特徴とする請求項1に記載の低温再生デシカント空調機。
- 系内へ流入する外気の潜熱を制御する潜熱制御部と外気の顕熱を制御する顕熱制御部を有し、潜熱制御部および顕熱制御部を通して外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部は、還気経路側で還気から湿気を収着して外気経路側で外気により湿気を脱着させて再生するデシカントロータと、デシカントロータへ通気する外気を加熱する外気予熱部と、潜熱制御部を制御する指標としての還気の湿度を検知する還気湿度センサを備えることを特徴とする低温再生デシカント空調機。 - 潜熱制御部は、デシカントロータを通過した外気を加湿する外気加湿部を備えることを特徴とする請求項3に記載の低温再生デシカント空調機。
- 潜熱制御部の下流側において還気経路と外気経路とを連通する還気の戻り経路を有することを特徴とする請求項1または3に記載の低温再生デシカント空調機。
- 潜熱制御部は、外気経路におけるデシカントロータの上流側と下流側を連通するバイパス経路と、バイパス経路に設けたバイパスダンパを備えることを特徴とする請求項1または3に記載の低温再生デシカント空調機。
- 外気経路側における潜熱制御部へ通気する外気と、還気経路側における潜熱制御部を通過した還気との間で、顕熱と潜熱を交換する全熱交換器を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の低温再生デシカント空調機。
- 全熱交換器の上流側および下流側で外気経路に連通して全熱交換器を迂回する全熱交換器バイパス経路と、全熱交換器を通る外気経路と全熱交換器バイパス経路とを切替える第1の経路切替装置と、外気予冷部より下流側で、かつデシカントロータの上流側で外気経路に連通するとともに、デシカントロータの下流側で外気経路に連通してデシカントロータを迂回するデシカントロータバイパス経路と、デシカントロータを通る外気経路とデシカントロータバイパス経路とを切替える第2の経路切替装置を備えることを特徴とする請求項7に記載の低温再生デシカント空調機。
- 第1の経路切替装置および第2の経路切替装置の制御指標として外気のエンタルピーを測定するエンタルピー測定手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の低温再生デシカント空調機。
- 系内へ流入する外気の潜熱を潜熱制御部で制御し、潜熱制御部を通過した外気の顕熱を顕熱制御部で制御し、顕熱制御部を通過した外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
冷房時は、潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を冷温水コイルにより冷却し、デシカントロータの外気経路側で外気の湿気を収着して除湿し、還気経路側で還気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御し、
暖房時は、潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を前記冷温水コイルにより加熱し、デシカントロータの還気経路側で還気の湿気を収着して除湿し、外気経路側で外気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御することを特徴とする低温再生デシカント空調機の運転方法。 - 系内へ流入する外気の潜熱を潜熱制御部で制御し、潜熱制御部を通過した外気の顕熱を顕熱制御部で制御し、顕熱制御部を通過した外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を外気予冷部により冷却し、デシカントロータの外気経路側で外気の湿気を収着して除湿し、還気経路側で還気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御し、
顕熱制御部の給気冷却部を通過した給気の湿度を給気湿度センサで検知し、給気湿度が給気冷却部で冷却除湿が生じる湿度であるときに、デシカントロータおよび外気予冷部の運転を停止することを特徴とする低温再生デシカント空調機の運転方法。 - 系内へ流入する外気の潜熱を潜熱制御部で制御し、潜熱制御部を通過した外気の顕熱を顕熱制御部で制御し、顕熱制御部を通過した外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を外気予冷部により冷却し、デシカントロータの外気経路側で外気の湿気を収着して除湿し、還気経路側で還気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御し、
空調機の運転停止に先立って、潜熱制御部の外気経路におけるデシカントロータの上流側と下流側を連通するデシカントロータバイパス経路を通して外気を通気し、外気がデシカントロータを迂回する状態で一定時間運転し、その後に空調機を運転停止させることを特徴とする低温再生デシカント空調機の運転方法。 - 全熱交換器によって潜熱制御部の外気経路側へ通気する外気と潜熱制御部の還気経路側を通過した還気との間で顕熱と潜熱を交換し、エンタルピー測定手段により外気のエンタルピーを測定し、外気のエンタルピーを制御指標として第1の経路切替装置を操作することで、全熱交換器の上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通して全熱交換器を迂回する全熱交換器バイパス経路と全熱交換器を通る外気経路とを切替えるとともに、外気のエンタルピーを制御指標として第2の経路切替装置を操作することで、デシカントロータの上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通してデシカントロータを迂回するデシカントロータバイパス経路と、デシカントロータを通る外気経路とを切替えることを特徴とする請求項10に記載の低温再生デシカント空調機の運転方法。
- 系内へ流入する外気の潜熱を潜熱制御部で制御し、潜熱制御部を通過した外気の顕熱を顕熱制御部で制御し、顕熱制御部を通過した外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を外気予冷部により冷却し、デシカントロータの外気経路側で外気の湿気を収着して除湿し、還気経路側で還気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御し、
全熱交換器によって潜熱制御部の外気経路側へ通気する外気と潜熱制御部の還気経路側を通過した還気との間で顕熱と潜熱を交換し、エンタルピー測定手段により外気のエンタルピーを測定し、外気のエンタルピーを制御指標として第1の経路切替装置を操作することで、全熱交換器の上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通して全熱交換器を迂回する全熱交換器バイパス経路と全熱交換器を通る外気経路とを切替えるとともに、外気のエンタルピーを制御指標として第2の経路切替装置を操作することで、デシカントロータの上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通してデシカントロータを迂回するデシカントロータバイパス経路と、デシカントロータを通る外気経路とを切替え、
冷房時に外気のエンタルピーが設定したエンタルピーより高い場合は、第1の経路切替装置を操作して全熱交換器を通る外気経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータバイパス経路を選択し、冷房時に外気のエンタルピーが設定したエンタルピーより低い場合は、第1の経路切替装置を操作して全熱交換器バイパス経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータを通る外気経路を選択し、暖房時には第1の経路切替装置を操作して全熱交換器を通る外気経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータを通る外気経路を選択することを特徴とする低温再生デシカント空調機の運転方法。 - 系内へ流入する外気の潜熱を潜熱制御部で制御し、潜熱制御部を通過した外気の顕熱を顕熱制御部で制御し、顕熱制御部を通過した外気を室内へ給気し、室内からの還気を潜熱制御部を通して排気するものであって、
潜熱制御部のデシカントロータへ通気する外気を外気予冷部により冷却し、デシカントロータの外気経路側で外気の湿気を収着して除湿し、還気経路側で還気により湿気を脱着させてデシカントロータを再生し、還気湿度センサで検知する還気の湿度を指標として潜熱制御部を制御し、
全熱交換器によって潜熱制御部の外気経路側へ通気する外気と潜熱制御部の還気経路側を通過した還気との間で顕熱と潜熱を交換し、エンタルピー測定手段により外気のエンタルピーを測定し、外気のエンタルピーを制御指標として第1の経路切替装置を操作することで、全熱交換器の上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通して全熱交換器を迂回する全熱交換器バイパス経路と全熱交換器を通る外気経路とを切替えるとともに、外気のエンタルピーを制御指標として第2の経路切替装置を操作することで、デシカントロータの上流側の外気経路と下流側の外気経路とに連通してデシカントロータを迂回するデシカントロータバイパス経路と、デシカントロータを通る外気経路とを切替え、
冷房時に外気のエンタルピーが還気のエンタルピーより高い場合は、第1の経路切替装置を操作して全熱交換器を通る外気経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータバイパス経路を選択し、冷房時に外気のエンタルピーが還気のエンタルピーより低い場合は、第1の経路切替装置を操作して全熱交換器バイパス経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータを通る外気経路を選択し、暖房時には第1の経路切替装置を操作して全熱交換器を通る外気経路を選択するとともに、第2の経路切替装置を操作してデシカントロータを通る外気経路を選択することを特徴とする低温再生デシカント空調機の運転方法。
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