JP7258143B2 - 空調装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかる複数の空調装置を有する空調システムの配置を示す概略図である。
四方弁373は四つの配管接続ポートを有するモータ・バルブとすることができる。四方弁373は、第一熱交換器341と第二熱交換器342,343とのそれぞれに接続される。このように、四方弁373は、空調装置300の状態を冷房モード接続状態と暖房モード接続状態との間で切り換えるよう構成される。
空調装置300の上述の所定の動作状態には、熱回収標準状態と非熱回収標準状態と低換気状態と空調状態と弱冷房状態とフリークーリング状態と冷媒排出状態とが含まれる。
空調装置300のユニット制御器381は、空調装置300の状態を上述の所定の動作状態の間で、空調装置300の動作状態の指示および/または所定空間220と関係する条件に基づいて、切り換えるよう構成される。そのような指示および/または条件を、所定空間220の目標温度、所定空間220の実際の温度、外気の温度、所定空間220が使用されているか否か、等とすることができる。ユーザは、空調装置300の動作状態の指示を、タッチ・パネルなどのユーザ・インターフェースを介して行うことができる。
さらに、ユニット制御器381を、空調装置30における気圧バランスが所定のバランスに維持されるよう、気流調整器350を制御するよう構成することもできる。外気が扉(ドア)や窓等を介して所定空間220内に入るのを防止するために、所定空間220における気圧を外部230の気圧以上に維持することが好ましい。
図15は、空調装置300によって実行されるプロセスを示すフローチャートである。プロセスはユニット制御器381(図6参照)によって実行される。
上述の通り、本実施形態にかかる空調装置300は、換気排出空気614が第二熱交換器342,343を通過できるよう構成される排出用換気流路334を有する。第二熱交換器342,343を通過する空気の温度と第二熱交換器342,343内を流れる冷媒の温度との間の差を、換気排出空気614を利用することによって、大きくできる。これにより、簡単な構造で空調装置300の性能を向上させることができる。
上で説明した本実施形態にかかる空調装置300および空調システム100の構成を変更することもできる。そのような変更のいくつかの例を以下に説明する。それぞれの変更実施例を他の変更実施例のうちの一つ以上と組み合わせることもできる。
空調装置300はさらに、内部を空気が流れることができるよう構成される流路を、上述の流路に加えてまたは上述の流路のうちの一つ以上の代わりに有することができる。
空調装置300のさらに他の変形として、空調装置300の一部を空調装置300の他の部分から分離することができる。例えば、第一主空気流路331および第一熱交換器341を有する室内ユニットと、第二主空気流路332および第二主熱交換器342を有する屋外ユニットと、を別々に配置することができる。
空調装置300のさらに他の変形として、冷媒回路を、複数の空調装置300との間で、および/または第一熱交換器341と第二主熱交換器342との間で分離することもできる。例えば、図5に示す通り、フォー・パイプ・システムをツー・パイプのシステムの代わりに用いることができる。
言うまでもなく、空調装置300の応用は上で説明した応用に限定されない。例えば、空調装置300を、空調および/または換気される複数の空間を含む区域(コンパウンド)に設置することができる。
200 建物
210 機械空間
220 所定空間
230 外部
240 内壁
241 RA吸気グリル
242 SA放出グリル
243 検査扉
250 外壁
251 OA吸気グリル
252 EA放出グリル
261 天井スラブ
262 床スラブ
270 背壁空間
300、300a、300b、300c、300d、300e、300f,300g 空調装置
301 筐体
302 第一面
303 第二面
304 第三面
305 第四面
311 RAセパレータ
312 SAセパレータ
313 OAセパレータ
314 EAセパレータ
315 内部アパーチャ
316 第一セパレータ・ユニット
317 第二セパレータ・ユニット
321 還気入口
322 給気出口
323 外気入口
324 排気出口
331 第一主空気流路
332 第二主空気流路
333 供給用換気流路
334 排出用換気流路
335 排出バイパス流路
336 セミ・バイパス流路
337 セミ・バイパス・アパーチャ
341 第一熱交換器
342 第二主熱交換器(第二熱交換器)
343 第二副熱交換器(第二熱交換器)
344 全熱交換器
345 第一ファン
346 第二ファン
347 第三ファン
348 電気予熱器
350 気流調整器
351 第一主ダンパ
352 第二主ダンパ
353 第二副ダンパ
354 排出バイパスダンパ(排出ダンパ)
355 排出切換ダンパ(排出ダンパ)
356 第一切換ダンパ(排出ダンパ)
357 第二切換ダンパ(排出ダンパ)
358 分離プレート
360,360g 液体冷媒パイプ
361 第一膨張弁
362 第二膨張弁
363 受け器
370 パイプ接続機構
371 高圧気体冷媒ポート
372 低圧気体冷媒ポート
373,373g 四方弁(切換機構)
374 冷媒調整器
375 第一気体冷媒ポート
376 第二気体冷媒ポート
377 第一液体冷媒ポート
378 第二液体冷媒ポート
381 ユニット制御器(コントローラ)
400,400g 冷媒圧縮機システム
410,410g 圧縮機ユニット
411 冷媒圧縮機
412 システム制御器(コントローラ)
413 システム記憶器
414 冷却用副熱交換器
420 放出弁
430 高圧気体冷媒パイプ
440 低圧気体冷媒パイプ
451g 第一気体冷媒パイプ
452g 第二気体冷媒パイプ
510 室内CO2センサ
511 機械室CO2センサ
611 第一通過空気
612 第二通過空気
613 換気吸入空気
614 換気排出空気
615 排出バイパス空気
Claims (32)
- それぞれが所定空間と連通する還気入口および給気出口と、
内部を空気が前記給気出口に向かって流れることができるよう構成される第一主空気流路と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記第一主空気流路内に配置される第一熱交換器と、
前記所定空間の外部と連通する外気入口および排気出口と、
内部を空気が前記排気出口に向かって流れることができるよう構成される第二主空気流路と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記第二主空気流路内に配置される第二熱交換器と、
内部を空気が前記還気入口から前記排気出口に向かって流れることができるよう構成される排出用換気流路と、
少なくとも第一通過空気と第二通過空気と換気排出空気とのそれぞれの流れを調整するよう構成されている気流調整器と、
を備える空調装置であって、
前記第一通過空気は前記還気入口を通じて取り込まれる空気であって前記給気出口を通じて放出される空気であり、
前記第二通過空気が前記外気入口を通じて取り込まれる空気であって前記排気出口を通じて放出される空気であり、
前記換気排出空気は前記還気入口を通じて取り込まれる空気であって前記排気出口を通じて放出される空気であり、
前記第二主空気流路は、その内部を空気が前記外気入口から前記給気出口に向かって流れるように構成されており、
前記排出用換気流路は前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通過することができるよう構成されており、
前記気流調整器は前記第二通過空気および前記換気排出空気の流れを調整して、前記第二熱交換器を通り抜ける空気の温度が前記第二熱交換器に流れる二酸化炭素冷媒の超臨界温度より低くなるよう構成されている、
空調装置。 - 請求項1に記載の空調装置であって、前記第二主空気流路は実質的に前記換気排出空気のみが前記第二熱交換器を通過することができるよう構成されている空調装置。
- それぞれが所定空間と連通する還気入口および給気出口と、
内部を空気が前記還気入口から前記給気出口に向かって流れることができるよう構成される第一主空気流路と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記第一主空気流路内に配置される第一熱交換器と、
それぞれが前記所定空間の外部と連通する外気入口および排気出口と、
内部を空気が前記外気入口から前記排気出口に向かって流れることができるよう構成される第二主空気流路と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記第二主空気流路内に配置される第二熱交換器と、
内部を空気が前記還気入口から前記排気出口に向かって流れることができるよう構成される排出用換気流路と、
少なくとも第一通過空気と第二通過空気と換気排出空気とのそれぞれの流れを調整するよう構成されている気流調整器と、
を備える空調装置であって、
前記第一通過空気は前記還気入口を通じて取り込まれる空気であって前記給気出口を通じて放出される空気であり、
前記第二通過空気が前記外気入口を通じて取り込まれる空気であって前記排気出口を通じて放出される空気であり、
前記換気排出空気は前記還気入口を通じて取り込まれる空気であって前記排気出口を通じて放出される空気であり、
前記第二主空気流路は、その内部を空気が前記外気入口から前記給気出口に向かって流れるように構成されており、
前記排出用換気流路は前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通過することができるよう構成されており、
前記気流調整器は前記第二通過空気および前記換気排出空気の流れを調整して、前記第二熱交換器を通り抜ける空気の温度が前記第二熱交換器に流れる二酸化炭素冷媒の超臨界温度より低くなるよう構成されている、
空調装置。 - 請求項3に記載の空調装置であって、
前記排出用換気流路は前記第二通過空気を、前記第二通過空気が前記第二熱交換器を通過する前に、前記換気排出空気と混合できるよう構成されており、
前記第二通過空気が前記外気入口を通じて取り込まれる空気であって前記排気出口を通じて放出される空気である空調装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の空調装置であって、さらに、内部を空気が前記外気入口から前記給気出口に向かって流れることができるよう構成される供給用換気流路を備える空調装置。
- 請求項5に記載の空調装置であって、
前記供給用換気流路は前記第一通過空気を、前記第一通過空気が前記第一熱交換器を通過する前に、換気吸入空気と混合できるよう構成されており、
前記第一通過空気は前記還気入口を通じて取り込まれる空気であって前記給気出口を通じて放出される空気であり、
前記換気吸入空気は前記外気入口を通じて取り込まれる空気であって前記給気出口を通じて放出される空気である空調装置。 - 請求項6に記載の空調装置であって、さらに、前記供給用換気流路の少なくとも一部と前記排出用換気流路の少なくとも一部とを形成して、前記換気吸入空気と前記換気排出空気との間で熱交換を行う全熱交換器を備える空調装置。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記気流調整器は、
前記第一主空気流路内に配置される第一主ダンパと、
前記第二主空気流路内に配置される第二主ダンパと、
前記排出用換気流路に配置される排出ダンパと、
を備える空調装置。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記第一熱交換器の空気通過方向が前記第一主空気流路の延設方向に対して傾斜するよう、前記第一熱交換器が配置されており、
前記第二熱交換器の空気通過方向が前記第二主空気流路の延設方向に対して傾斜するよう、前記第二熱交換器が配置されている空調装置。 - 請求項1~9のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第一主空気流路と前記第二主空気流路とが実質的に平行に配置され、かつ前記還気入口から前記給気出口への方向と前記外気入口から前記排気出口への方向とが実質的に反対向きとなるよう構成されている空調装置。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第一主空気流路と前記第二主空気流路とが実質的に平行に配置され、かつ前記還気入口から前記給気出口への方向と前記外気入口から前記排気出口への方向とが実質的に同じ向きとなるよう構成されている空調装置。
- 請求項5~7のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記供給用換気流路と前記排出用換気流路とが実質的に平行に配置され、かつ前記外気入口から前記給気出口への方向と前記還気入口から前記排気出口への方向が実質的に反対向きとなるよう構成されている空調装置。 - 請求項5~7のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記供給用換気流路と前記排出用換気流路とが実質的に平行に配置され、かつ前記外気入口から前記給気出口への方向と前記還気入口から前記排気出口への方向が実質的に同じ向きとなるよう構成されている空調装置。 - 請求項1~13のいずれか1項に記載の空調装置であって、さらに、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のそれぞれを冷媒圧縮機に、前記冷媒圧縮機の吐出側に接続される高圧気体冷媒パイプと前記冷媒圧縮機の吸引側に接続される低圧気体冷媒パイプとを介して、接続して、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器と前記冷媒圧縮機とがヒートポンプ回路を形成するよう構成されるパイプ接続機構を備える空調装置。
- 請求項1~14のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のそれぞれは内部を二酸化炭素冷媒が流れるよう構成される空調装置。
- 請求項1または2のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記第一熱交換器および前記第二熱交換器のそれぞれは内部を二酸化炭素冷媒が流れるよう構成されており、
前記気流調整器は前記換気排出空気の流れを調整して、前記第二熱交換器を通り抜ける空気の温度が前記第二熱交換器に流れる二酸化炭素冷媒の超臨界温度より低くなるよう構成されている空調装置。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記気流調整器は前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通り抜けるか抜けないかを切り換えるよう構成されている空調装置。 - 請求項17に記載の空調装置であって、さらに、前記外気入口から前記空調装置内へと引き込まれた空気の温度が所定の閾値以上であるという所定の条件を満たしているか否かを判断するように構成される制御器を備えており、
前記所定の条件を満たしている場合前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通り抜け、また前記所定の条件を満たしていない場合前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通り抜けるのを禁止するよう、前記第二通過空気および前記換気排出空気の流れを調整するように、前記気流調整器は構成されている空調装置。 - 請求項7に記載の空調装置であって、
前記気流調整器は前記全熱交換器を通過した前記換気排出空気が前記第二熱交換器を通り抜けるか抜けないかを切り換えるよう構成されている空調装置。 - 請求項1または2のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記第二熱交換器は、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう構成される第二主熱交換器と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記排出用換気流路内に配置される第二副熱交換器と、
を備える空調装置。 - 請求項20に記載の空調装置であって、前記第二熱交換器が凝縮器として機能するとき、前記第二副熱交換器は、前記第二主熱交換器を通って流れた冷媒が該第二副熱交換器の内部を流れるように構成されている空調装置。
- 請求項3~19のいずれか1項に記載の空調装置であって、
前記第二熱交換器は、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう構成される第二主熱交換器と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記排出用換気流路内に配置される第二副熱交換器と、
を備える空調装置。 - 請求項22に記載の空調装置であって、前記第二熱交換器が凝縮器として機能するとき、前記第二副熱交換器は、前記第二主熱交換器を通って流れた冷媒が該第二副熱交換器の内部を流れるように構成されている空調装置。
- 請求項22または23に記載の空調装置であって、前記第二副熱交換器は、前記換気排出空気が通過できるよう、かつ前記第二通過空気が通過できないよう配置されている空調装置。
- 請求項22~24のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第二副熱交換器と前記第二主熱交換器とはこの順で前記換気排出空気の気流の方向に沿って直列に配置されている空調装置。
- 請求項7に記載の空調装置であって、
前記第二熱交換器は、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう構成される第二主熱交換器と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記排出用換気流路内に配置される第二副熱交換器と、
を備え、 前記全熱交換器と前記第二副熱交換器と前記第二主熱交換器とはこの順で前記換気排出空気の気流の方向に沿って直列に配置されている空調装置。 - 請求項22~24のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第二主熱交換器は、前記第二通過空気が通過できるよう、かつ前記換気排出空気が通過できないよう配置されている空調装置。
- 請求項27に記載の空調装置であって、
前記第二主熱交換器と前記第二副熱交換器とは一つの板形状を形成しており、
前記排出用換気流路は、空気が前記第二主熱交換器と前記第二副熱交換器とに引き込まれる空間を、空気が前記第二主熱交換器に引き込まれる主空間と空気が前記第二副熱交換器に引き込まれる副空間と、に分離する分離板を有する空調装置。 - 請求項22~28のいずれか1項に記載の空調装置であって、前記第二副熱交換器は前記第二通過空気の少なくとも一部と接するように配置されている空調装置。
- 請求項7に記載の空調装置であって、
前記第二熱交換器は、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう構成される第二主熱交換器と、
内部を流れる冷媒と通過する空気との間で熱交換を行うよう前記排出用換気流路内に配置される第二副熱交換器と、
を備え、
前記第二副熱交換器は、前記還気入口から前記排気出口への方向において前記全熱交換器の下流側に配置されている空調装置。 - 請求項7に記載の空調装置であって、さらに、前記供給用換気流路内で前記外気入口と前記全熱交換器との間に配置される電気予熱器を備える空調装置。
- 請求項1~31のいずれか1項に記載の空調装置であって、さらに、
少なくとも前記第一主空気流路と前記第二主空気流路と前記排出用換気流路とを収容する筐体と、
前記筐体内の空気を前記給気出口に向かって引き込むよう構成される第一ファンと、
前記筐体内の空気を前記排気出口に向かって引き込むよう構成される第二ファンと、
を備える空調装置。
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