JP6862504B2 - セパレート設置空調システム - Google Patents
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Description
2管式の水熱源設備と、ヒートポンプ式の外調機を設けるだけでよいので、4管式の水熱源設備に比べて、設備及び運転のコストを低減できる。
冷房と暖房の両方が要求される中間期などに、ヒートポンプ式の外調機単体で冷房運転と暖房運転を自由に切換えできるので快適性が向上する。しかも、外気冷房ができかつ熱交換ユニットの運転に使用する水熱源設備を停止できるので省エネ性が向上する。
外調機と熱交換ユニットの2段階で空気を処理するので除湿効果や加湿効果に優れる。
誘引放射ユニットの熱放射の作用により温度ムラがなく被空調空間の快適性が向上する。
誘引放射ユニットで空調用空気と還気を誘引混合して、混合空気の温度を被空調空間の温度に近づけることができるため、コールドドラフトがなく冷房時の結露防止効果が得られる。
低空調負荷の場合に熱交換器の分流回路の第1グループで熱交換用水の流量を増減させて下限流量をさらに最少化できる。そのため、熱交換器の下限能力制御範囲が広がって低空調負荷の場合でも能力過多とならず、エネルギー浪費及び冷やし過ぎや温め過ぎが無くなって省エネ性と快適性が向上する。
低空調負荷の場合でも熱交換器の熱交換用水の温度差を一定に制御するので熱交換ユニットの少水量大温度差運転ができ、少水量化による配管や空調設備の簡略化と、大温度差化による熱源機の省エネ化を図れる。
冷房時に熱交換用水を熱交換器の分流回路の第1グループに流通させて第2グループに流通させないようにし、第1グループを通過して過冷却除湿した空気を、不重複ゾーンを通過した前記過冷却除湿空気よりも高温のバイパス空気で再熱し、不快な冷感がないドライエアーを得ることができる。このとき、前記過冷却除湿空気が逃げないように前記バイパス空気で挟むので混合が促進されて確実に再熱することができる。そのため、湿度が高くてジメジメする中間期でも、コールドドラフトのないカラッとした気流で空調ができ快適性が向上する。しかも、バイパスダンパ等の機器が不要でコストダウンとコンパクト化を図れる。
誘引放射ユニットによる熱放射なので空調範囲に偏りがなく、どの組の空調機器を停止しても被空調空間全域の空調をカバーでき、快適性が損なわれない。
請求項3の発明によれば、第3の運転パターンにより空調機器の運転時間を平均化して長寿命化を図れる。
外気と比べてエクセルギーの高い還気を熱源として利用するので、省エネ性の向上とデフロスト運転の軽減を図れる。
外調機で換気することができるので、別個に換気装置を設置せずに済み設備コストを低減できる。
外調機全体を天井から降ろすことなく、スライド機構にて外調機の底面からヒートポンプを出し入れできるのでメンテナンスが容易となる。
熱交換用水の流量と温度を計測するだけでよく、熱交換ユニットの運転とエネルギー消費量の出力を一つの制御装置で行えるので設備や施工を簡略化でき、コスト低減を図れる。
請求項7の発明によれば、熱交換器の伝熱管群の死水領域が減少し、伝熱管群の通風抵抗が小さくて省エネとなり、空調用空気との接触面積(貫流熱量)が増して熱交換効率が向上する。そのため、熱交換器の伝熱面積を増加(大型化)させずに少水量大温度差運転ができる。
3 制御装置
4 外調機
5 熱交換ユニット
6 誘引放射ユニット
7 ファンユニット
10 熱源機
20 熱交換器
28 分流回路
30 伝熱管群
45 ケーシング
46 スライド機構
50 ヒートポンプ
51 外気用熱交換器
52 熱源空気用熱交換器
53 圧縮機
73 空調制御部
74 温度補償部
75 エネルギー消費監視部
76 熱源制御部
F 不重複ゾーン
G グループ
R 機械室
S 被空調空間
Claims (7)
- 熱交換用水である冷水又は温水を選択的に流通させる熱交換器(20)を有する熱交換ユニット(5)と、外気と被空調空間(S)の還気との一方又は両方を前記熱交換ユニット(5)に取込んで前記熱交換器(20)の前記熱交換用水で熱交換して空調用空気として給気するファンユニット(7)と、前記ファンユニット(7)から給気された前記空調用空気で前記被空調空間(S)の還気を誘引して混合すると共にこの混合空気を前記被空調空間(S)に出しつつ前記混合空気の熱を放射する誘引放射ユニット(6)と、制御装置(3)と、を備え、前記ファンユニット(7)と前記誘引放射ユニット(6)を前記被空調空間(S)の天井に設置し、前記熱交換ユニット(5)を機械室(R)に設置し、前記熱交換ユニット(5)の前記熱交換器(20)は、前記熱交換用水が流通する伝熱管群(30)を複数のグループ(G)に分配しかつ前記分配の割合を相違させて成る分流回路(28)を、備え、前記制御装置(3)は、低空調負荷の場合に前記分流回路(28)の単独かつ最少分配割合の第1のグループ(G1)で前記熱交換用水の流量を増減させて前記熱交換器(20)の熱交換で生じる前記熱交換用水の温度差を一定に制御する温度補償部(74)を、備え、前記熱交換ユニット(5)の前記熱交換器(20)を通る空気の気流方向から見たときに、前記分流回路(28)の前記第1グループ(G1)を除いた第2の前記グループ(G2)に、前記第1グループ(G1)と重ならない不重複ゾーン(F)が、形成されると共に、前記第1グループ(G1)が前記不重複ゾーン(F)で挟まれるように前記分流回路(28)を構成したことを特徴とするセパレート設置空調システム。
- 冷房運転と暖房運転を切換できるヒートポンプ(50)を有すると共に前記ヒートポンプ(50)の熱交換用冷媒で外気を熱交換して前記熱交換ユニット(5)に給気する外調機(4)と、前記外調機(4)と前記ファンユニット(7)と前記誘引放射ユニット(6)とを一組とする空調機器(1)、又は、前記外調機(4)と前記熱交換ユニット(5)と前記ファンユニット(7)と前記誘引放射ユニット(6)とを一組とする空調機器(1)を、備え、前記制御装置(3)は、2組以上の前記空調機器(1)の運転と停止を組単位で行う第1の運転パターンと、前記外調機(4)の単体運転と前記外調機(4)及び前記熱交換ユニット(5)の同時運転とを切換える第2の運転パターンと、を用いて前記被空調空間(S)を空調する空調制御部(73)を、備えた請求項1に記載のセパレート設置空調システム。
- 前記空調制御部(73)が、運転中の前記空調機器(1)と停止中の前記空調機器(1)を交替させる第3の運転パターンを、有する請求項2に記載のセパレート設置空調システム。
- 前記外調機(4)が、前記被空調空間(S)の還気を熱源空気として使用するものであって外気用熱交換器(51)と熱源空気用熱交換器(52)と圧縮機(53)とを有する一体形のヒートポンプ(50)と、前記ヒートポンプ(50)を内装するケーシング(45)と、前記ケーシング(45)の底部から前記ヒートポンプ(50)を出し入れするためのスライド機構(46)と、を備えた請求項2又は3に記載のセパレート設置空調システム。
- 前記制御装置(3)は、前記熱交換ユニット(5)の前記熱交換器(20)に供された前記熱交換用水の流量と前記熱交換器(20)の熱交換で生じる前記熱交換用水の温度差とに基づいて前記被空調空間(S)のエネルギー消費量を算出して出力するエネルギー消費監視部(75)を、備えた請求項1から4のいずれかに記載のセパレート設置空調システム。
- 前記熱交換ユニット(5)の前記熱交換器(20)に供される前記熱交換用水を冷却又は加熱して水温調整する複数台の熱源機(10)を、備え、前記制御装置(3)は、前記エネルギー消費監視部(75)にて出力された前記被空調空間(S)の前記エネルギー消費量の増減に応じて前記熱源機(10)の運転台数を増減させる信号を出力する熱源制御部(76)を、備えた請求項5に記載のセパレート設置空調システム。
- 前記熱交換ユニット(5)の前記熱交換器(20)の伝熱管群(30)を楕円管にて構成した請求項1から6のいずれかに記載のセパレート設置空調システム。
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