JP6532270B2 - 低温再生デシカント空調機 - Google Patents
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Description
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。
本発明の低温再生デシカント空調機において、潜熱制御部の下流において還気経路と外気経路を連通する還気の戻り経路を有することを特徴とする。
(実施の形態1)
図1、図2、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。
第1の全熱交換器通気制御用ダンパ202、第2の全熱交換器通気制御用ダンパ203の制御部は、外気温度センサ301と外気湿度センサ302の測定値を受けて外気のエンタルピーを算出するとともに、予め設定したエンタルピーと比較して開閉動作を制御する。
つまり、潜熱制御部10において室内に取り入れる外気の湿度制御を行うことで室内の潜熱負荷を処理し、顕熱制御部12において外気と還気の混合空気の温度制御を行うことで室内の顕熱負荷を処理する。このように、室内の潜熱負荷と顕熱負荷を別々に処理することで室内の温湿度制御の精度が高くなり、エネルギーの無駄がなくなる。
図1および図4において、冷房モードの外気のエンタルピーが設定値のエンタルピーより高く、還気の湿度が高い場合の冷房のピーク時の運転について説明する。
外気OAのエンタルピーが設定値のエンタルピーより高い場合には、第1の全熱交換器通気制御用ダンパ202を閉操作し、第2の全熱交換器通気制御用ダンパ203を開操作する。
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RAの湿度を検知し、還気RA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、室内へ供給する空気の絶対湿度を制御する。
このように、全熱交換器200と冷温水コイル101とデシカントロータ102を併用することで、冷温水コイル101の消費エネルギーを低減しつつ、乾球温度および絶対湿度を低減させた外気OAをデシカントロータ102に通気させることができる。
図2および図5において、冷房モードの外気OAのエンタルピーが設定値のエンタルピーより低く、還気RAの湿度が高い場合について説明する。
すなわち、デシカントロータ102へ通気する外気OAを冷温水コイル101により冷却し、その乾球温度および絶対湿度を低減させる。予冷した外気OAはデシカントロータ102の外気経路側を通過し、外気OAの湿気をデシカントロータ102が収着して除湿し、その絶対湿度を低減させて潜熱(湿度)を制御する。デシカントロータ102は還気経路側で還気RAにより湿気を脱着させて再生する。このため、還気RAのエネルギーをデシカントロータ102の再生エネルギーとして有効に利用でき、デシカントロータ102を別途の熱源による加熱を要することなく再生でき、省エネが図られる。
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RAの湿度を検知し、還気RA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RA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。
このように、デシカントロータ102と冷温水コイル101を使用することで、高温低湿の室内条件を過冷却なしで実現できる。
冷温水コイル101の予冷による除湿能力が不足する時には、還気RAを温水コイル104で加熱してデシカントロータ102へ通気することでデシカントロータ102を加熱再生して除湿能力を確保する。
図3および図6において暖房モードの運転について説明する。暖房モードにおいては、第1の全熱交換器通気制御用ダンパ202を閉操作し、第2の全熱交換器通気制御用ダンパ203を開操作し、第1のデシカントロータ通気制御用ダンパ151を閉操作し、第2のデシカントロータ通気制御用ダンパ152を開操作する。
すなわち、デシカントロータ102へ通気する外気OAを冷温水コイル101により加熱する。予熱した外気OAはデシカントロータ102の外気経路側を通過し、外気OAでデシカントロータ102から湿気を脱着させて再生し、外気OAを加湿する。デシカントロータ102は還気経路側で還気RAから湿気を収着する。このように、室内からの水分を外気OAに移行させることで、加湿に必要な水の使用量を低減させることができる。
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RAの湿度を検知し、還気RA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RA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OAを加湿する。
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
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
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通気制御用ダンパ
152 第2のデシカントロータ通気制御用ダンパ
200 全熱交換器
201 全熱交換器バイパス経路
202 第1の全熱交換器通気制御用ダンパ
203 第2の全熱交換器通気制御用ダンパ
301 外気温度センサ
302 外気湿度センサ
Claims (8)
- 外気を室内へ給気する外気経路と、室内からの還気を排気する還気経路と、外気経路の外気の潜熱を制御する潜熱制御部と、外気経路の外気の顕熱を制御する顕熱制御部と、外気と還気との間で顕熱および潜熱を交換する全熱交換器部を備え、
全熱交換器部は、潜熱制御部へ通気する外気経路の外気と潜熱制御部を通過した還気経路の還気との間で顕熱および潜熱を交換する全熱交換器と、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を切替える第1の経路切替装置を有し、
潜熱制御部は、外気経路の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、デシカントロータの上流側および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の経路切替装置を有し、
第1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、第1の経路切替装置は、外気のエンタルピーに基づいて全熱交換器を通る外気経路と全熱交換器バイパス経路を切替え、
第2の経路切替装置の制御指標として還気の湿度を検知する還気湿度センサーを備え、第2の経路切替装置は、還気の湿度に基づいて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。
- 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1または2に記載の低温再生デシカント空調機。
- 潜熱制御部の下流において還気経路と外気経路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から3の何れか1項に記載の低温再生デシカント空調機。
- 室内へ給気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し、全熱交換器によって潜熱制御部へ通気する外気と潜熱制御部を通過した還気との間で顕熱および潜熱を交換し、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、還気湿度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低温再生デシカント空調機の運転方法。
- 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く、かつ還気湿度が設定した湿度より高い場合は、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を通る外気経路を選択することを特徴とする請求項5に記載の低温再生デシカント空調機の運転方法。
- 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く、かつ還気湿度が設定した湿度より高い場合は、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することを特徴とする請求項5に記載の低温再生デシカント空調機の運転方法。
- 暖房時は第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請求項5に記載の低温再生デシカント空調機の運転方法。
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