JP6057789B2 - Air conditioning system and air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、空調システムおよび空調機に係り、特にパーソナル空調に適した空調システムおよび空調機に関する。 The present invention relates to an air conditioning system and an air conditioner, and more particularly to an air conditioning system and an air conditioner suitable for personal air conditioning.
従来、パーソナル空調システムとして、例えば特許文献1に記載された技術が知られている。この特許文献1に記載された空調システムは、冷凍回路を箱体内に収容し、ローパーティションおよび机などの家具に組み込み、局所空調をきめ細かく調節するものである。
Conventionally, as a personal air conditioning system, for example, a technique described in
また、この特許文献1に記載された空調システムは、冷風吹出装置から送出される冷風により冷却され冷輻射を放射する冷却板と、この冷風を吹き出す冷風吹出口とを備える。これにより、この空調システムは、使用者の体感に応じて冷却効果が得られるものであった。
The air conditioning system described in
引用文献1に記載されたような冷媒回路をユニットとして筐体に組み込んだ空調システムは、冷房時において、圧縮機の排熱を居室内に排出することになる。よって、このような空調システムは、使用者の快適性の観点から、排熱の処理を考慮しなければならない。しかし、引用文献1の空調システムは、排熱についての考慮が一切なされておらず、排熱の熱風が使用者に不快感を与える恐れがあった。
The air conditioning system in which the refrigerant circuit described in the cited
また、放射空調方式を用いた空調システムは、顕熱のみの処理しかできず、潜熱を処理できない。このため、潜熱処理する場合には、除湿機を別途設置しなければならないという不具合があった。また、除湿機を個人の近傍に設置できない場合には、その個人の周りの空気環境が快適でない恐れが生じる。 In addition, an air conditioning system using a radiant air conditioning system can only process sensible heat and cannot process latent heat. For this reason, there has been a problem that a dehumidifier has to be installed separately when performing the latent heat treatment. Further, when the dehumidifier cannot be installed in the vicinity of an individual, the air environment around the individual may be uncomfortable.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、放射空調方式による顕熱処理と、対流空調方式による潜熱処理とを同時に行い、冷媒回路の効率、快適性、および省エネルギー性を向上し、かつ小型化を実現することができる空調システムおよび空調機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and performs sensible heat treatment by a radiation air-conditioning method and latent heat treatment by a convection air-conditioning method at the same time, improving the efficiency, comfort and energy saving of the refrigerant circuit, An object of the present invention is to provide an air conditioning system and an air conditioner that can be downsized.
本発明に係る空調システムは、上述した課題を解決するために、圧縮機、凝縮器、膨張弁、放射空調用蒸発器、および除湿冷却用蒸発器を備え、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路を収容する筐体と、前記筐体と接続され前記放射空調用蒸発器において熱交換した熱媒体により放射空調する放射パネルと、前記筐体外から空気を取り込み、一部の前記空気を前記除湿冷却用蒸発器に導き除湿冷却させ、除湿冷却された一部の前記空気と他の前記空気とをともに前記凝縮器に導き加熱させて前記筐体外に排出する送風機と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an air conditioning system according to the present invention includes a compressor, a condenser, an expansion valve, a radiant air conditioning evaporator, and a dehumidifying cooling evaporator, and a refrigerant circuit that circulates the refrigerant, A housing containing a refrigerant circuit, a radiant panel connected to the housing and radiantly air-conditioned by a heat medium heat-exchanged in the radiant air-conditioning evaporator, taking air from outside the housing, and taking part of the air A blower that leads to a dehumidifying and cooling evaporator and dehumidifies and cools, and a part of the dehumidified and cooled air and the other air are both guided to the condenser and heated to be discharged out of the housing. Features.
また、本発明に係る空調機は、上述した課題を解決するために、圧縮機、凝縮器、膨張弁、放射空調用蒸発器、および除湿冷却用蒸発器を備え、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路を収容する筐体と、前記筐体外から空気を取り込み、一部の前記空気を前記除湿冷却用蒸発器に導き除湿冷却させ、除湿冷却された一部の前記空気と他の前記空気とをともに前記凝縮器に導き加熱させて前記筐体外に排出する送風機と、を備えたことを特徴とする。 Further, an air conditioner according to the present invention includes a compressor circuit, a condenser, an expansion valve, a radiant air conditioning evaporator, and a dehumidifying cooling evaporator, and a refrigerant circuit for circulating the refrigerant, in order to solve the above-described problems. A housing containing the refrigerant circuit, and taking in air from outside the housing, leading a part of the air to the dehumidifying and cooling evaporator to dehumidify and cooling, the dehumidified and cooled part of the air and the other A blower that guides and heats the air to the condenser and discharges the air out of the housing.
本発明に係る空調システムおよび空調機においては、放射空調方式による顕熱処理と、対流空調方式による潜熱処理とを同時に行い、冷媒回路の効率、快適性、および省エネルギー性を向上し、かつ小型化を実現することができる。 In the air conditioning system and the air conditioner according to the present invention, the sensible heat treatment by the radiation air conditioning method and the latent heat treatment by the convection air conditioning method are simultaneously performed to improve the efficiency, comfort and energy saving of the refrigerant circuit, and to reduce the size. Can be realized.
本発明に係る空調システムおよび空調機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of an air conditioning system and an air conditioner according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
以下の実施形態においては、本発明に係る空調システムおよび空調機をパーソナル空調システムおよび空調機に適用して説明する。「パーソナル空調」は、特定の空間において、または個人において制御可能な空調とする。また、空調システムおよび空調機は、居室内などの被空調空間内に設置されるものとする。従って、本発明において使用される熱交換器は、クーリングタワーやボイラなどの中央で管理される機器と接続されるものではない。 In the following embodiments, an air conditioning system and an air conditioner according to the present invention will be described by applying them to a personal air conditioning system and an air conditioner. “Personal air conditioning” is air conditioning that can be controlled in a specific space or by an individual. The air conditioning system and the air conditioner are installed in an air-conditioned space such as a living room. Therefore, the heat exchanger used in the present invention is not connected to a centrally managed device such as a cooling tower or a boiler.
[第1実施形態]
図1は、本発明に係る空調システムおよび空調機の第1実施形態を示す構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an air conditioning system and an air conditioner according to the present invention.
図2は、本発明に係る空調システムおよび空調機の第1実施形態を示す外観構成図である。 FIG. 2 is an external configuration diagram showing the first embodiment of the air conditioning system and the air conditioner according to the present invention.
空調システム1は、空調機10と水式放射パネル30とを有する。
The
空調機10は、冷媒回路11と、この冷媒回路11を収容する筐体12とを有する。
The
冷媒回路11は、圧縮機13と、四方弁14と、凝縮器15と、膨張弁16と、放射空調用蒸発器17と、除湿冷却用蒸発器18とを順次備える。
また、空調機10は、筐体12から取り込まれ除湿冷却用蒸発器18において熱交換した空気および筐体12外から取り込まれた空気を凝縮器15に導き、その後筐体12外に排出するよう、送風機22と再熱風路20と、バイパス風路21とをさらに備える。
The
Further, the
送風機22は、混合空気流において、凝縮器15に対して下流側に配置される。送風機22は、筐体12外から空気を取り込み、除湿冷却用蒸発器18および凝縮器15に空気を導く。送風機22は、一部の空気を除湿冷却用蒸発器18に導き除湿冷却させる。また、送風機22は、除湿冷却された一部の空気と他の空気とをともに凝縮器15に導き加熱させて、筐体12外に排出する。再熱風路20は、筐体12外から取り込まれ除湿冷却用蒸発器18において熱交換した空気を凝縮器15に導く。バイパス風路21は、筐体12外(被空調空間または被空調空間近傍)から取り込まれた空気を再熱風路20に導く。すなわち、再熱風路20を通る空気と、バイパス風路21を通る空気とは、凝縮器15手前にて混合空気となり、凝縮器15に導かれる。筐体12内と筐体12外との間で空気を出し入れするため、筐体12は筐体12外から空気を取り込む取込口と、筐体12外へ空気を排出する排気口とを備える。
The
水式放射パネル30(放射パネル30)は、水を熱媒体として用い、放射空調方式により空調する放射パネルである。 The water-type radiant panel 30 (radiant panel 30) is a radiant panel that uses water as a heat medium and performs air conditioning by a radiant air-conditioning method.
熱媒体循環回路25(循環回路25)は、放射パネル30内を流れる水が、放射空調用蒸発器17において熱交換するために設けられる。循環回路25は、水を循環させるためのポンプ26を備える。放射パネル30は、図2に示すように、水の入口および出口となる入口配管31および出口配管32を備える。ポンプ26を含む循環回路25の一部は、筐体12内に収容され、放射パネル30側の入口配管31および出口配管32と接続されることにより循環回路25が形成される。空調機10と放射パネル30とが、入口配管31および出口配管32を介して脱着されるため、空調機10と放射パネル30とは、簡便に接続できる。なお、入口配管31および出口配管32は、空調機10側に設けられてもよい。
The heat medium circulation circuit 25 (circulation circuit 25) is provided for water exchange in the
図2に示すように、筐体12および放射パネル30は、脚部としてキャスター35を備える。これにより、筐体12および放射パネル30は、自由に移動され得る。
As shown in FIG. 2, the housing |
次に、第1実施形態における空調システム1および空調機10の作用について説明する。図1においては、冷房運転時の冷媒の流れを実線の矢印で、暖房運転時の冷媒の流れを点線の矢印で示す。
Next, the operation of the
冷房運転時において、圧縮機13で圧縮された冷媒は、四方弁14を通って凝縮器15に導かれる。冷媒は、再熱風路20およびバイパス風路21を通って導かれた混合空気と、凝縮器15において熱交換する。すなわち、除湿冷却用蒸発器18で冷却された空気を含む空気は加熱(再熱)され、冷媒は凝縮する。
During the cooling operation, the refrigerant compressed by the
その後、冷媒は膨張弁16で減圧される。減圧された冷媒は、放射空調用蒸発器17において放射パネル30と接続された循環回路25の水と熱交換する。すなわち、循環回路25の熱媒体は冷却され、冷媒は蒸発する。これにより、循環回路25内の水は冷却され、放射パネル30に供給されることにより、放射パネル30は放射式で空調する。
Thereafter, the refrigerant is decompressed by the
さらに、冷媒は、除湿冷却用蒸発器18において、筐体12外から取り込まれた空気と熱交換する。すなわち、空気は冷却され、冷媒は蒸発する。これにより、空調機10の周囲環境は、除湿冷却される。また、上述したように、除湿冷却された空気は、混合空気となり凝縮器15に導かれて再熱された後、筐体12外へ排出される。
Further, the refrigerant exchanges heat with air taken from outside the
暖房運転時においては、冷房運転時に対して四方弁14が切り替わり、冷媒の流れが切り替わる。また、放射空調用蒸発器17と除湿冷却用蒸発器18とはそれぞれ凝縮器として機能し、凝縮器15は蒸発器として機能する。
In the heating operation, the four-
圧縮機13で圧縮された冷媒は、四方弁14を通って除湿冷却用蒸発器18に導かれる。冷媒は、除湿冷却用蒸発器18において、筐体12外から取り込まれた空気と熱交換する。すなわち、空気は加熱され、冷媒は凝縮する。また、放射空調用蒸発器17において、循環回路25の水と熱交換する。すなわち、循環回路25の水は加熱され、冷媒は凝縮する。これにより、循環回路25内の水は加熱され、放射パネル30に供給されることにより、放射パネル30は放射式で空調する。
The refrigerant compressed by the
その後、冷媒は膨張弁16で減圧される。減圧された冷媒は、凝縮器15において再熱風路20およびバイパス風路21を通って導かれた混合空気と熱交換する。すなわち、除湿冷却用蒸発器18で加熱された空気を含む空気は冷却され、冷媒は蒸発する。冷却された空気は、筐体12外へ排出される。
Thereafter, the refrigerant is decompressed by the
このような第1実施形態における空調システム1および空調機10は、冷媒回路11に除湿冷却用蒸発器18を設けた。また、空調システム1および空調機10は、冷房運転時において、除湿冷却用蒸発器18で除湿冷却された空気を、凝縮器15で再熱するようにした。これにより、空調システム1および空調機10は、放射空調方式により顕熱処理を行うと同時に、対流空調方式により潜熱処理を行い、かつ凝縮器15において除湿冷却された空気を再熱することができる。この結果、放射空調式の空調機であっても、別途除湿機を設置する必要がない。
In the
また、この空調システム1および空調機10は、除湿冷却用蒸発器18で冷却された空気と、バイパスされた室内の空気とを混合した空気を凝縮器15に流す。このため、凝縮器15の排熱温度は一般的な方法と比べて低下し(以下の比較例参照)、排熱により使用者に不快感を与えることを低減できる。
In addition, the
さらに、空調システム1は、COP(Coefficient Of Performance)を向上させ、かつ圧縮機13の消費電力を低下させるという効果がある。以下、COPの向上および圧縮機13の消費電力低下について、具体的に説明する。
Furthermore, the
図3は、比較例としての空調システム40が所定条件で稼働した場合の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram when the
図4は、第1実施形態における空調システム1が所定条件で稼働した場合の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram when the
図3に示す比較例としての空調システム40および空調機41が第1実施形態における空調システム1空調機10と異なる点は、空調機41において除湿用送風機43と排熱用送風機44とが個別に設けられ、除湿冷却用蒸発器18で除湿冷却された空気が凝縮器15に導かれない点である。なお、比較例としての空調システム40においては、第1実施形態における空調システム1と対応する構成および部分については同一の符号を付す。
The
第1実施形態における空調システム1と比較例としての空調システム40との効果の比較のため、凝縮器15における排熱温度(吹出空気の温度)、圧縮機13の消費電力、およびCOPをそれぞれ算出した。算出は次のように行った。
In order to compare the effects of the
熱負荷を、潜熱53W/人、顕熱69W/人、全熱122W/人とする(夏期、事務所業務が行われる事務所などを想定)。また、放射空調用蒸発器17(放射パネル30)における放射空調は顕熱処理とし、一人あたりの顕熱69Wを処理するものと仮定する。
The heat load is set to 53W / person of latent heat, 69W / person of sensible heat, and 122W / person of total heat (assuming an office where office work is performed in summer). Further, it is assumed that the radiant air conditioning in the radiant air conditioning evaporator 17 (radiant panel 30) is sensible heat treatment, and
除湿冷却用蒸発器18における除湿冷却は潜熱処理および顕熱処理するものとし、潜熱については一人あたりの潜熱53Wを処理するものとする。また、顕熱比0.75と仮定し、この顕熱比および潜熱53Wに基づき全熱および顕熱を算出すると、全熱212W、顕熱159Wとなる。ここで、除湿冷却用蒸発器18で処理する顕熱159Wは、人以外の顕熱負荷とする。
The dehumidifying cooling in the
また、室温は、27℃DB/19℃WBとし、除湿冷却用蒸発器18から吹き出される吹出空気相対湿度は90%とする。除湿用送風機43の風量は、0.525m3/min、排熱用送風機44および送風機22の風量は、1.24m3/minとする。また、冷媒回路10、42の冷媒は、R134aとする。
The room temperature is 27 ° C. DB / 19 ° C. WB, and the relative humidity of the blown air blown out from the dehumidifying and cooling
比較例としての空調システム40の凝縮器15の吹出空気温度、COPおよび圧縮機13の消費電力を求める。空調システム40について、各種値を熱負荷の式(熱負荷=空気密度×送風量×比エンタルピー差)に当てはめると、除湿冷却用蒸発器18における冷却前後の比エンタルピー差は以下の通りとなる。
The blown air temperature of the
0.212KW=Δi×1.2Kg/m3×0.525×60m3/h÷860Cal/Wh 0.212 KW = Δi × 1.2 Kg / m 3 × 0.525 × 60 m 3 / h ÷ 860 Cal / Wh
これにより、Δi=4.82Kcal/Kg(DA)が算出される。 Thereby, Δi = 4.82 Kcal / Kg (DA) is calculated.
空気線図より、除湿冷却用蒸発器18の吹出空気は、12.74℃DB/11.82℃WBとなる。
From the air diagram, the air blown from the dehumidifying and cooling
蒸発器17、18の蒸発温度を5℃(12.74℃−7.74℃)と仮定すると、R134aのPh線図より、蒸発圧力は0.35Mpa(abs)となる。凝縮器15の凝縮温度を47℃(42℃+5℃)とすると、凝縮圧力は1.22Mpa(abs)となる。また、同様にPh線図より、冷凍効果は139.07KJ/Kg、圧縮仕事は26.73KJ/Kgとなる。蒸発器17、18の効率を0.82、圧縮機13の効率を0.7とすると、COP=(冷凍効果139.07KJ/Kg×0.82)÷(圧縮仕事26.73KJ/Kg/0.7)=2.99≒3となる。また、COP=3、および冷房能力281W((放射空調用蒸発器17の熱負荷69W)+(除湿冷却用蒸発器18の熱負荷212W))に基づき圧縮機13の消費電力を算出すると、(圧縮機13の消費電力)=冷房能力281W÷COP3≒94Wとなる。
Assuming that the evaporation temperature of the
一方、凝縮器15の処理熱量は、(除湿冷却用蒸発器18の熱負荷212W)+(放射空調用蒸発器17の熱負荷69W)+(圧縮機13の消費電力94W)=375Wとなる。上記熱負荷の式に当てはめると、凝縮器15における加熱前後の吹出空気温度差は以下の通りとなる。
On the other hand, the amount of heat processed by the
0.375KW=Δt×1.2Kg/m3×0.24Kcal/Kg・℃×1.24×60m3/h÷860Cal/Wh 0.375 KW = Δt × 1.2 Kg / m 3 × 0.24 Kcal / Kg · ° C. × 1.24 × 60 m 3 / h ÷ 860 Cal / Wh
これにより、Δt=15.05℃が算出される。よって、凝縮器15においては、室温27℃DB+温度差15.05℃=42.05℃DB(乾球温度)の空気が吹き出される。また、空気線図より、湿球温度は23.44℃WBとなる。
Thereby, Δt = 15.05 ° C. is calculated. Therefore, in the
同様に、第1実施形態における空調システム1の凝縮器15の吹出空気温度、COPおよび圧縮機13の消費電力を求める。比較例としての除湿冷却用蒸発器18と同様、空調システム1における、再熱風路20を流れる除湿冷却用蒸発器18の吹出空気の温度は、12.74℃DB/11.82℃WBとなる。
Similarly, the blown air temperature, COP, and power consumption of the
一方、バイパス風路21を流れる空気の風量は、0.715m3/minとなる。このバイパスされた室内空気と除湿冷却後の空気とを混合すると、混合空気風量は1.24m3/min、混合空気温度は20.97℃DB/16.2℃WBとなる。
On the other hand, the air volume of the air flowing through the
この混合空気は、凝縮器15に導かれ、再熱される。ここで、比較例としての空調システム40において凝縮器15に導かれる空気(室内空気)の温度27℃DB/19℃WBと比較すると、この混合空気温度は、27℃−20.97℃≒6℃DBも低い温度となる。R134aの凝縮温度は比較例としての空調システム40の47℃に対して41℃と仮定すると、R134aのPh線図より、凝縮圧力は1.05Mpa(abs)となる。蒸発器17、18の蒸発温度については、比較例としての空調システム40と同様に5℃と仮定すると、蒸発圧力は0.35Mpa(abs)となる。また、同様にPh線図より、冷凍効果は148.17KJ/Kg、圧縮仕事は23.36KJ/Kgとなる。
This mixed air is guided to the
蒸発器17、18の効率を0.82、圧縮機13の効率を0.7とすると、COP=(冷凍効果148.17KJ/Kg×0.82)÷(圧縮仕事23.36KJ/Kg/0.7)=3.64となる。また、COPおよび冷房能力281Wに基づき圧縮機13の消費電力を算出すると、(圧縮機13の消費電力)=冷房能力281W÷COP3.64=77.2Wとなる。
When the efficiency of the
一方、凝縮器15の処理熱量は、(除湿冷却用蒸発器18の212W)+(放射空調用蒸発器17の熱負荷69W)+(圧縮機13の消費電力77.2W)=358.2Wとなる。上記熱負荷の式に当てはめると、凝縮器15における加熱前後の吹出空気温度差は以下の通りとなる。
On the other hand, the processing heat amount of the
0.3582KW=Δt×1.2Kg/m3×0.24Kcal/Kg・℃×1.24×60m3/h÷860Cal/Wh 0.3582 KW = Δt × 1.2 Kg / m 3 × 0.24 Kcal / Kg · ° C. × 1.24 × 60 m 3 / h ÷ 860 Cal / Wh
これにより、Δt=14.38℃が算出される。よって、凝縮器15においては、混合空気温度20.97℃DB+温度差14.38℃=35.35℃DB(乾球温度)の空気が吹き出される。また、空気線図より、湿球温度は21.57℃WBとなる。
Thereby, Δt = 14.38 ° C. is calculated. Therefore, in the
このような第1実施形態における空調システム1は、除湿冷却用蒸発器18で除湿冷却された冷風(空気)が凝縮器15において冷媒と熱交換し、凝縮器15で再熱される。排熱温度は除湿再熱により、通常の排熱温度より低くなる。このため、居住域内に吹き出すことができ、排熱による不快感を軽減できる。また、凝縮器15の冷媒温度は、比較例としての空調システム40に比べ低下する。これにより、効率が向上するため凝縮器15、ひいては空調機10全体を小型化できる。
In the
また、凝縮器15の吹出空気温度(排熱温度)は35.35℃DBとなり、比較例の空調システム40の吹出空気温度42.05℃DBに比べて低くなる。このため、凝縮器15を小型化できると同時に、その他の補機(送風機など)の寸法および数の低減を図ることができるため、空調機10自体の大きさが小型化できる。また、空調機10は小型化に伴い、可搬式にできる。例えば、図5は、可搬式の空調機10にパーティションとしての放射パネル30を接続した場合の外観構成図である。このように、空調機10にキャスターなどの可搬手段を取り付けることにより、例えばオフィス内の机などの移動が生じても、空調機10を簡単に移動でき、適宜、配置換えができる。また、移動できることを応用し、放射パネル30を図示の通りパーティションなどとしてもよい。これにより、空調システム1は、小区画で区切られた空間を効率良く空調することができる。また、空調システム1に温度センサを設けた場合には、温度センサと室温との差により、自動で冷房暖房を切り替えるなどして、各個人の好みに合った空調を提供できる。
Moreover, the blowing air temperature (exhaust heat temperature) of the
また、図3および図4を用いて説明した各種条件は一例である。例えば、凝縮器15の風量を1.24m3/min以上とすれば、吹出空気温度を35.35℃DBより低下させることができる上、凝縮温度が低下する。これにより、COPがさらに向上し、圧縮機13の消費電力をさらに低下させことができる。
The various conditions described with reference to FIGS. 3 and 4 are examples. For example, if the air volume of the
また、図3および図4を用いて説明したとおり、第1実施形態における空調システム1および空調機10は、小容量(出力100W程度)の圧縮機で空調できるため、排熱は100W程度となり、冷房負荷としては少なくすることができる。
In addition, as described with reference to FIGS. 3 and 4, the
なお、暖房運転時においては、除湿冷却用蒸発器18は除湿冷却として機能しない。しかし、熱交換した空気は、バイパス風路21から導かれた空気と混合されて凝縮器15に供給されることにより、冷房運転時と同様に凝縮器15の効率を向上させることができる。
During the heating operation, the dehumidifying and cooling
第1実施形態においては、水式放射パネル30を備えた空調システム1を例に説明したが、空気式放射パネルであってもよい。
In 1st Embodiment, although the air-
図6は、空気式放射パネル60を備えた、第1実施形態の変形例としての空調システムおよび空調機を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an air conditioning system and an air conditioner as a modified example of the first embodiment provided with a
図7は、空気式放射パネル60を備えた、第1実施形態の変形例としての空調システムおよび空調機を示す外観構成図であり、(A)は空調機51および放射パネル60を示し、(B)は放射パネル60の側面を示す。
FIG. 7: is an external appearance block diagram which shows the air conditioning system and air conditioner as a modification of 1st Embodiment provided with the
図6および図7に示す空調システム50および空調機51が、図1および図2に示す空調システム1および空調機10と異なる点は、放射パネルが空気式放射パネル60である点である。第1実施形態の空調システム1および空調機10と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
The
空気式放射パネル60(放射パネル60)は、空気を熱媒体として用い、放射空調方式により空調する放射パネルである。放射パネル60には、所定の吹出口が設けられ、放射パネル60内に導かれた空気が吹き出される。
The pneumatic radiant panel 60 (radiant panel 60) is a radiant panel that uses air as a heat medium and performs air conditioning by a radiant air conditioning system. The
空調機51は、放射空調用風路53および送風機54を備える。放射空調用風路53は、室内(筐体12外)より導かれた空気を放射空調用蒸発器17で熱交換させ、放射パネル60内に導くために設けられる。また、送風機54は、熱交換した空気を放射パネル60に送風する。
The
放射パネル60は、図7に示すように、空気の入口となるダクト62を備える。送風機54を含む放射空調用風路53は、筐体12内に収容され、ダクト62と接続される。空調機51と放射パネル60とが、ダクト62を介して脱着されるため、空調機51と放射パネル60とは、簡便に接続できる。
As shown in FIG. 7, the radiating
このような空気式放射パネル60を備えた空調システム50および空調機51についても、第1実施形態における空調システム1および空調機10とほぼ同様に作用および効果を奏することができる。
The
[第2実施形態]
図8は、本発明に係る空調システムおよび空調機の第2実施形態を示す構成図である。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the air conditioning system and the air conditioner according to the present invention.
第2実施形態における空調システム70および空調機80が、第1実施形態の空調システム1および空調機10と異なる点は、四方弁を備えず、かつ冷房用膨張弁85および膨張弁86が設けられた点である。その他の構成は第1実施形態における空調システム1および空調機10と同様であるため、第1実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
The
空調システム70は、空調機80と水式放射パネル30とを有する。
The
空調機80は、冷媒回路81と、この冷媒回路81を収容する筐体12とを有する。
The
冷媒回路81は、圧縮機13と、凝縮器15と、冷房用膨張弁85と、放射空調用蒸発器17と、暖房用膨張弁86と、除湿冷却用蒸発器18とを順次備える。
The
次に、第2実施形態における空調システム70の作用について説明する。図8においては、冷房運転時、暖房運転時共に冷媒の流れを実線の矢印で示す。
Next, the operation of the
冷房運転時において、圧縮機13で圧縮された冷媒は、凝縮器15に導かれる。冷媒は、再熱風路20およびバイパス風路21を通って導かれた空気と、凝縮器15において熱交換する。すなわち、除湿冷却用蒸発器18で冷却された空気を含む空気は加熱(再熱)され、冷媒は凝縮する。
During the cooling operation, the refrigerant compressed by the
その後、冷媒は冷房用膨張弁85で減圧される。減圧された冷媒は、放射空調用蒸発器17において放射パネル30と接続された循環回路25の水と熱交換する。すなわち、循環回路25の熱媒体は冷却され、冷媒は蒸発する。これにより、循環回路25内の水は冷却され、放射パネル30に供給されることにより、放射式で空調する。
Thereafter, the refrigerant is decompressed by the cooling
その後、冷媒は全開の暖房用膨張弁86を通り、除湿冷却用蒸発器18において、筐体12外から取り込まれた空気と熱交換する。すなわち、空気は冷却され、冷媒は蒸発する。これにより、空調機10の周囲環境は、除湿冷却される。また、上述したように、筐体12外から取り込まれ除湿冷却された空気は、凝縮器15に導かれて再熱された後、筐体12外へ排出される。
Thereafter, the refrigerant passes through the fully open
暖房運転時においては、放射空調用蒸発器17と凝縮器15とはそれぞれ凝縮器として機能し、除湿冷却用蒸発器18は蒸発器として機能する。
During the heating operation, the radiant air-
圧縮機13で圧縮された冷媒は、凝縮器15に導かれる。冷媒は、再熱風路20およびバイパス風路21を通って導かれた空気と、凝縮器15において熱交換する。すなわち、除湿冷却用蒸発器18で冷却された空気を含む空気は加熱(再熱)され、冷媒は凝縮する。
The refrigerant compressed by the
冷媒は全開の冷房用膨張弁85を通り、放射空調用蒸発器17において、循環回路25の水と熱交換する。すなわち、循環回路25の水は加熱され、冷媒は凝縮する。これにより、循環回路25内の水は加熱され、放射パネル30に供給されることにより、放射式で空調する。
The refrigerant passes through the fully opened cooling
冷媒は、暖房用膨張弁86で減圧される。減圧された冷媒は、除湿冷却用蒸発器18に導かれる。冷媒は、除湿冷却用蒸発器18において、筐体12外から取り込まれた空気と熱交換する。すなわち、空気は冷却され、冷媒は蒸発する。
The refrigerant is decompressed by the
この第2実施形態における空調システム70および空調機80は、四方弁に代えて所要の位置に冷房用膨張弁85および暖房用膨張弁86を備えた。これにより、装置コストの上昇につながる四方弁を用いることなく、空調システムを構成することができる。また、四方弁を用いることによりシステム構造が複雑化するが、膨張弁85、86と置き換えることで、システムを簡素化することができる。
The
また、高圧が要求される冷媒(例えばCO2)を用いた場合、四方弁を用いることが困難な場合がある。しかし、このような空調システム70および空調機80は、四方弁を用いずに構成することができるため、有効である。
In addition, when a refrigerant (for example, CO 2 ) requiring high pressure is used, it may be difficult to use a four-way valve. However, the
第2実施形態においては、水式放射パネル30を備えた空調システム70を例に説明したが、空気式放射パネルであってもよい。
In 2nd Embodiment, although the air-
図9は、空気式放射パネル60を備えた、第2実施形態の変形例としての空調システムおよび空調機を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing an air conditioning system and an air conditioner as a modified example of the second embodiment including the
図9に示す空調システム90および空調機91が、図8に示す空調システム70および空調機80と異なる点は、放射パネルが空気式放射パネル60である点である。第1および第2実施形態の空調システム1、50、70および空調機10、51、80と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
The
このような空気式放射パネル60を備えた空調システム90および空調機91についても、第2実施形態における空調システム70および空調機80とほぼ同様に作用および効果を奏することができる。
The
各実施形態においては、除湿冷却用蒸発器18は、室温30℃〜35℃、湿度60%〜80%の被空調空間の空気を、温度24℃〜27℃、湿度40%〜70%に除湿冷却する能力を有する程度のものであればよい。また、凝縮器15は、上述した空気と、除湿冷却用蒸発器18で除湿冷却された空気とを30℃〜35℃に加熱する能力を有するものであればよい。
In each embodiment, the dehumidifying and cooling
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、冷媒回路において、放射空調用蒸発器17および除湿冷却用蒸発器18の順序が入れ替わってもよい。空調機において凝縮器15の下流に設けられた送風機22は、各実施形態において説明した空気の流れを形成できれば、再熱風路20やバイパス風路21の上流側や、凝縮器15の上流側に配置されてもよいし、個数も1個に限られない。
For example, in the refrigerant circuit, the order of the radiant
1、40、50、70、90 空調システム
10、41、51、80、91 空調機
11、42、81 冷媒回路
12 筐体
13 圧縮機
14 四方弁
15 凝縮器
16 膨張弁
17 放射空調用蒸発器
18 除湿冷却用蒸発器
20 再熱風路
21 バイパス風路
22、54 送風機
25 熱媒体循環回路(循環回路)
26 ポンプ
30 水式放射パネル(放射パネル)
31 入口配管
32 出口配管
43 除湿用送風機
44 排熱用送風機
53 放射空調用風路
60 空気式放射パネル(放射パネル)
62 ダクト
85 冷房用膨張弁
86 暖房用膨張弁
1, 40, 50, 70, 90 Air-
26
31
62
Claims (7)
前記冷媒回路を収容する筐体と、
前記筐体と接続され前記放射空調用蒸発器において熱交換した熱媒体により放射空調する放射パネルと、
前記筐体外から空気を取り込み、一部の前記空気を前記除湿冷却用蒸発器に導き除湿冷却させ、除湿冷却された一部の前記空気と他の前記空気とをともに前記凝縮器に導き加熱させて前記筐体外に排出する送風機と、を備えたことを特徴とする空調システム。 A refrigerant circuit comprising a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator for radiation air conditioning, and an evaporator for dehumidifying cooling, and circulating a refrigerant;
A housing that houses the refrigerant circuit;
A radiant panel that radiates and air-conditions with a heat medium that is connected to the housing and exchanges heat in the radiant air-conditioning evaporator;
Air is taken from outside the casing, a part of the air is guided to the dehumidifying and cooling evaporator to be dehumidified and cooled, and a part of the dehumidified and cooled air and the other air are guided to the condenser and heated. And an air blower that discharges outside the casing.
前記水式放射パネルは、前記放射空調用蒸発器と前記水式放射パネル内との間で水を循環させる2本の導水管により、前記筐体と接続された請求項1記載の空調システム。 The radiant panel is a water radiant panel,
2. The air conditioning system according to claim 1, wherein the water radiating panel is connected to the housing by two water conduits that circulate water between the radiant air conditioning evaporator and the water radiating panel.
前記空気式放射パネルは、前記筐体外より導かれ前記放射空調用蒸発器で熱交換された空気を前記空気式放射パネル内に導くダクトにより前記筐体と接続された請求項1記載の空調システム。 The radiant panel is a pneumatic radiant panel;
2. The air conditioning system according to claim 1, wherein the pneumatic radiant panel is connected to the casing by a duct that guides air, which is guided from outside the casing and heat-exchanged by the radiant air conditioning evaporator, into the pneumatic radiating panel. .
前記空調システムは、前記四方弁を切り換えることにより冷房運転および暖房運転する請求項1〜4の何れか一項記載の空調システム。 The refrigerant circuit further includes a four-way valve that switches the flow of the refrigerant,
The air conditioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the air conditioning system performs a cooling operation and a heating operation by switching the four-way valve.
前記空調システムは、前記膨張弁を制御することにより冷房運転および暖房運転する請求項1〜4の何れか一項記載の空調システム。 The refrigerant circuit further includes two expansion valves that can be controlled to open and close,
The air conditioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the air conditioning system performs a cooling operation and a heating operation by controlling the expansion valve.
前記冷媒回路を収容する筐体と、
前記筐体外から空気を取り込み、一部の前記空気を前記除湿冷却用蒸発器に導き除湿冷却させ、除湿冷却された一部の前記空気と他の前記空気とをともに前記凝縮器に導き加熱させて前記筐体外に排出する送風機と、を備えたことを特徴とする空調機。 A refrigerant circuit comprising a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator for radiation air conditioning, and an evaporator for dehumidifying cooling, and circulating a refrigerant;
A housing that houses the refrigerant circuit;
Air is taken from outside the housing, a part of the air is guided to the dehumidifying and cooling evaporator to be dehumidified and cooled, and a part of the dehumidified and cooled air and the other air are guided to the condenser and heated. And an air blower that discharges outside the casing.
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