JPH0231295B2 - Haikinetsukaishugatakuchoshisetsu - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は排気量が多い場合の排気熱回収型空調
施設、ことにバイオクリーンルーム等、外気負荷
の大きな施設の空調システムに用いられる。本発
明は、一般的な空調やトイレ排気からの熱回収へ
も応用することができる。

従来の技術 バイオクリーンルーム（薬品、食品製造や実験
動物飼育など）等では、室内で発生する臭気、微
粉、菌などのため、全量または多量の排気を行な
うので、外気負荷が大きい。

発明が解決しようとする問題点 このような外気負荷のため冷暖房に要するエネ
ルギ消費量が多い。

また、室内温湿度を一定（例えば乾球温度23
℃、相対湿度55％など）に保つ必要があり、中間
期（春、秋）でも、調湿のため再熱負荷（外気を
冷却して除湿し、再び加熱するための負荷）が発
生するなど、年間を通してエネルギの多消費が問
題である。

従来の排気熱回収装置としては、全熱交換器が
代表的であるが、菌や臭気が給気側へ移行する恐
れがあるので使用できないケースが多い。

給気ダクトと排気ダクト中に冷媒熱交換器を設
ける熱回収ヒートポンプも実用化されているが、
再熱が出来ないこと及び、冷媒配管のため適用が
限定（高低差および距離を大きくできない）され
る等の問題があつた。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決せんとしてなされ
たもので、本発明は、空調対象室に冷却コイル、
加熱コイル、加湿器を介して給気ダクトを連通せ
しめると共に、前記空調対象室に熱回収コイルを
介して排気ダクトを連通せしめ、排気側の前記熱
回収コイルを弁を介して水対水ヒートポンプの冷
媒凝縮器に接続すると共に同じく弁を介して該水
対水ヒートポンプの冷媒蒸発器に接続し、給気側
の前記冷却コイルを弁を介して前記水対水ヒート
ポンプの冷媒蒸発器に、また前記加熱コイルを弁
を介して前記水対水ヒートポンプの冷媒凝縮器に
接続したことを特徴とする、排気熱回収型空調施
設にある。

作 用 本発明空調施設では、弁の切替による冷温水系
統の切替により、暖房、冷房、調湿の運転が排気
熱を回収して極めて効率的に行なうことができ
る。

実施例 第１図には本発明の好適な１実施例の回路を示
してある。符号１０は全量排気による空調を行な
うとする空調対象室を示し、その室内温湿度はた
とえば乾球温度23℃、相対湿度55％とする。この
空調対象室には給気フアン１１、給気タクト１２
を介して外気が供給されるが、この外気は給気ダ
クト１２の途中に配設した冷却コイル１３、加熱
コイル１４、加湿器１５により上記所望温湿度に
調和され、かつフイルタ１６によつてろ過されて
から空調対象室１０内に導入される。

他方、空調対象室からの排気はフイルタ２０、
熱回収コイル１９を介し排気ダクト１７から排気
フアン１８で吸引され、その全量が外部に放出せ
しめられる。

また空調対象室１０の外には水対水ヒートポン
プ２１が設置してある。この水対水ヒートポンプ
２１は冷媒としてR22やR12などの単一冷媒、ま
たはR22とR114などの非共沸混合冷媒を用いた
対向流熱交換器を採用したもので、その冷媒凝縮
器２２を温水配管３０，２９、に、またその冷媒
蒸発器２３を冷水配管２８，３１に接続してあ
る。

すなわち排気側の熱回収コイル１９よりの配管
３０は、弁１，２および温水ポンプ２４を介して
水対水ヒートポンプ２１の冷媒凝縮器２２に、ま
た弁３，４、冷水ポンプ２５を介して配管３１か
ら冷媒蒸発器２３に接続してある。

さらに、給気側の冷却コイル１３からの配管２
８は弁５，６を介し配管３１から冷媒蒸発器２３
に接続してあり、またこの配管２８は配管２６で
チラーへ接続してある。

また、給気側の加熱コイル１４は配管２９から
弁７，８を介し配管３０から冷媒凝縮器に接続し
てある。配管２９はまた配管２７からボイラに接
続してある。

上記各コイルは通常フインチユーブ型熱交換器
とするのがよい。

この構成の空調施設の運転を説明すると次のと
おりである。

Γ暖房 第１図で弁１，２，５，６を閉、弁３，４，
７，８を開にする。この状態を第２図に示し
た。この第２図で付記してある温度は一例であ
る。この回路によつて排気から熱を回収して水
対水ヒートポンプ２１で昇温し、給気を加熱す
る。熱量が不足する場合は、ボイラ等で補助す
る。

Γ冷房 第１図で弁１，２，５，６を開、弁３，４，
７，８を閉にする。この状態を第３図に示し
た。この第３図で付記してある温度は一例であ
る。外気温度が低い時（例えば室温以下で）は
冷凍機（ターボ冷凍機や吸収冷凍機などここで
はチラーと略称）を運転する。しかし、外気温
度が高くなれば、排気の方が低温なので、熱回
収ヒートポンプも運転して、熱回収コイル１９
（冷熱の回収）から放熱する。再熱の必要があ
れば、弁７，８を開いて加熱コイル１４に温水
を循環させる。

Γ調湿 外気の湿度が低ければ加湿（蒸気等）する。
湿度が高い時は、冷却コイル１３へ冷水を循環
させて除湿し、加熱コイル１４で再熱する（第
４図）。

冷却熱量と加熱熱量のアンバランスは次のよう
にして調節する。

加熱熱量が過剰の場合は、熱回収コイル１９へ
温水を回して放熱し、不足の場合はボイラで補助
する。

冷却熱量が過剰の場合は、熱回収コイル１９へ
冷水を回して吸熱し、不足の場合は、チラーで補
助する。

給気用の加熱・冷却コイルについて、図ではチ
ラーとボイラ用のコイルとそれぞれ共用している
が、別のコイルを設けても良い。また、チラー
（冷凍機）、ボイラに替えて、空気熱源ヒートポン
プを設けることもできる。

発明の効果 本発明空調施設の奏し得る効果を例記すれば以
下のとおりである。

(i) 暖房運転では、排気熱を回収するので、ヒー
トポンプの成績係数が高く、エネルギ消費量が
少ない。

(ii) 再熱運転時は、ヒートポンプからの冷温水を
同時に使うので、通常の方式（冷水はチラー
で、温水はボイラから供給）と比べて、熱エネ
ルギを有効に使用できる。

(iii) ヒートポンプをユニツト化して量産できるの
で、コストが低くなる。

(iv) 現場では、水配管なので施工が容易であり、
冷媒配管のような制約（高低差や距離）がな
い。

(v) 冷温水系統に蓄熱装置を組み込み易いので、
夜間電力の利用が可能になる。また、冷温水タ
ンクの組み込みによりヒートポンプが発停して
も冷温水温度が安定化（熱的バツフア作用）
し、室内条件の変動を小さくできる。

(′) 冷温水温度を安定化させるために、ヒート
ポンプ圧縮機の容量制御（インバータによる回
転数制御やアンローダによる気筒数制御など）
を併用してもよい。

(vi) ヒートポンプの冷媒として、非共沸混合冷媒
（R22とR114など）と対向流熱交換器の使用に
より、成績係数を上げることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調施設の好適な１実施例の
系統図、第２図は暖房運転時の回路を示す同様な
図、第３図は冷房運転時の回路を示す同様な図、
第４図は調湿運転時の回路を示す同様な図であ
る。 １，２，３，４，５，７，８……弁、１０……
空調対象室、１１……給気フアン、１２……給気
ダクト、１３……冷却コイル、１４……加熱コイ
ル、１５……加湿器、１６……フイルタ、１７…
…排気ダクト、１８……排気フアン、１９……熱
回収コイル、２０……フイルタ、２１……水対水
ヒートポンプ、２２……冷媒凝縮器、２３……冷
媒蒸発器、２４……温水ポンプ、２５……冷水ポ
ンプ、２６，２７，２８，２９，３０，３１……
配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空調対象室１０に冷却コイル１３、加熱コイ
   ル１４、加湿器１５を介して給気ダクト１２を連
   通せしめると共に、前記空調対象室１０に熱回収
   コイル１９を介して排気ダクト１７を連通せし
   め、排気側の前記熱回収コイル１９を弁１，２を
   介して水対水ヒートポンプ２１の冷媒凝縮器２２
   に接続すると共に、同じく弁３，４を介して該水
   対水ヒートポンプ２１の冷媒蒸発器２３に接続
   し、給気側の前記冷却コイル１３を弁５，６を介
   して前記水対水ヒートポンプ２１の冷媒蒸発器２
   ３に、また前記加熱コイル１４を弁７，８を介し
   て前記水対水ヒートポンプ２１の冷媒凝縮器２２
   に接続したことを特徴とする、排気熱回収型空調
   施設。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の空調施設におい
   て、前記冷却コイル１３から前記冷媒蒸発器への
   配管にチラーへの配管を接続したことを特徴とす
   る排気熱回収型空調施設。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の空調施設におい
   て、前記加熱コイルから前記冷媒凝縮器への配管
   にボイラへの配管を接続したことを特徴とする排
   気熱回収型空調施設。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の空調施設におい
   て、前記水対水ヒートポンプの冷媒を非共沸混合
   冷媒としたことを特徴とする排気熱回収型空調施
   設。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の空調施設におい
   て、冷温水系統に蓄熱装置を組み込んだことを特
   徴とする排気熱回収型空調施設。