JPH03134419A - マルチヒートポンプ空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビル空調の空気調和装置に関する。

〔従来の技術〕

ビルにおける空気調和装置の方式は、中央方式と個別方
式とに大きく分かれる。

このうち、中央方式は第３図に示すように、ヒートポン
プチラー１等の熱源とエアハン２などの空調機を集中的
に設け、ダクト３にて所定の各室に送風し、冷暖房を行
う方式である。この方式は送風量が多（、外気冷房や中
間期の換気に適している。

ただし、熱源や空Ｕｉ４ｍが１台の集中方式であるため
、運転性や制御性において各室ごとの個別制御ができな
い。

図中、４はヒートポンプチラー１とエアハン２とを結ぶ
冷温水配管、５はダクト３からの吹出口、６はダクト３
′への吸込口を示す。

一方、個別方式は第４図に示すように個別に熱源を持つ
空調機７を各フロア−または室毎に設置し、室内の使用
状態及び負荷状態により運転を行う方式である。また、
換気についても各室毎に換気装置を設けることが多（、
各室ごとに運転を行っている。図中、８はこのような換
気装置の換気ダクト中に配設する全熱交換器であり、ま
た、前記空調機７の熱源はマルチ屋外機９に冷媒管１０
で接続される。

この個別方式は、運転性や制御性において各室ごとの個
別制御が可能なことから、中小規模のビルに適したもの
とされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように中小規模のビルを対象とした場合、個別方式
が多く採用されているが、外気取入れ及び加湿について
は、各階毎に全熱交換器８や加湿器を設置することにな
り、天井裏に多くの配管やフィルターが配設されてこれ
らのメンテナンスが大変であり、また施工性も良くない
。

さらに下階部分では、外気取入れ位置が外部環境の悪い
下方となるため、室内環境にとって好ましくない。また
、室内機に換気負荷を負担させることになり、換気負荷
を見込んだ冷房能力が必要で、それに伴い機器が大きく
なる。

なお、個別方式でヒートポンプ式空調機を用い、室内か
ら屋外に排気される空気の全部または一部が屋外側コイ
ルを通過するようにして、通過の際の熱交換で省エネル
ギー化を図ることは、特開昭６０−１０５８４４号公報
に示されている。

この特開昭６０−１０５８４４号公報の空気調和機も個
別方式なので、前記のごときメンテナンス性や環境性、
施工性で難がある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、特開昭６
０−１０５８４４号公報のごときヒートポンプ式空調機
を用いて省エネルギー化を図れるとともに、１台のユニ
ット型空調機の集中方式を採用してメンテナンス面や環
境面、施工面に優れるものでありながら、個別制御を可
能として中小規模のビルに最適なマルチヒートポンプ空
気調和装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的を達成するため、閉鎖形ハウジング内
を、一方に外気取入口を有し、反対側が送風ダクトに接
続する吸気部と、一方に排気口を有し反対側が排気ダク
トに接続する排気部とに区画し、吸気部では外気取入口
側から排気ゾーンとに跨がる全熱交換器と、ヒートポン
プの室内側エバポレータ・コンデンサコイルと加湿器と
インバータ送風機とを並べて配設し、排気部では排気ダ
クト側からインバータ送風機と、前記全熱交換器と、室
外側エバポレータ・コンデンサコイルと排気ファンとを
並べて配設し、さらに吸気部の外気取入口と全熱交換器
間と排気部の全熱交換器と室外側エバポレータ・コンデ
ンサコイル間とを連通ずるバイパス路を形成したユニッ
ト型空調機を屋上等のビルの一個所に設置し、この空調
機に接続する前記送風ダクトと排気ダクトとはビル内の
各ゾーンに到り、ゾーン毎に全閉型の定風量装置又は可
変風量装置を送風ダクトと排気ダクトとにそれぞれ設け
たこと、及び必要に応じてユニット型空調機の排気部の
インバータ送風機と全熱交換器間と吸気部の全熱交換器
と室内側エバポレータ・コンデンサコイル間にもバイパ
ス路を設けることを要旨とするものである。

〔作用〕

請求項第１項記載の本発明によれば、外気はユニット型
空調機の外気取入口から吸気部に導入され、全熱交換器
を通り、室内側エバポレータ・コンデンサコイルで冷却
（夏季）または加温（冬季）され、必要に応じて（冬季
に多い）加湿器で適宜な湿気を与えられ、送風機により
送風ダクトへ送り出され、該送風ダクト端の吹出口から
室内に吹出される。

一方、室内の空気は排気ダクト端の吸込口からこの排気
ダクトを経て、ユニット型空調機の排気部に入り、送風
機、全熱交換器、室外側エバポレータ・コンデンサコイ
ルを通過して排気口から屋外へ排出される。

このような吸気と排気の流れにおいて、吸気は全熱交換
器で室内からの排気と熱交換され、その分だけ室内側エ
バポレータ・コンデンサコイルにかかる負荷を軽減でき
る。

また、排気は全熱交換器を通過し、バイパス路を経て全
熱交換器に到らずに排気部へ流れる外気（吸気）と混合
され、室外側エバポレータ・コンデンサコイルの熱源と
して利用されてから排気口から屋外へ排出される。

そして、吸気及び排気を行うインバータ送風機は、ゾー
ン毎に設けた定風量装置又は可変風量装置の開または全
閉に応じてファン性能を無段階にコントロールされ、そ
の結果各ゾーン毎の状態に応じた個別制御を行うことが
できる。

請求項第２項記載の本発明によれば、前記作用に加えて
排気部における排気で送風機から全熱交換器へ送られる
ものの一部は、バイパス路から吸気部へ入り、室内側エ
バポレータ・コンデンサコイルに行く外気と混合されて
、この室内側エバポレータ・コンデンサコイルにかかる
負荷をさらに軽減できる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明のマルチヒートポンプ空気調和装置の１
実施例を示す説明図、第２図は本発明で使用するユニッ
ト型空調機の詳細を示す回路図である。

先ず、このユニット型空調機１１から説明すると、閉鎖
形ハウジング１２内を、一方に外気取入口重３を形成し
、反対側に送風ダクト１４を接続する吸気部１５と、一
方に排気口１６を形成し、反対側に排気ダクト１７を接
続する排気部１８とに区画した。

そして、吸気部１５では外気取入口工３側から排気部１
８とに跨がる全熱交換器１９と、ヒートポンプの室内側
エバポレータ・コンデンサコイル２０と加湿器２１とイ
ンバータ送風機２２とを並べて配設し、排気部１８では
排気ダクト１７側からインバータ送風機２３と、前記全
熱交換器１９と、室外側エバポレータ・コンデンサコイ
ル２４と排気ファン２５とを並べて配設する。

さらに、吸気部１５では外気取入口１３の近傍に温度セ
ンサー２６と湿度センサー２７を設け、排気部１８では
排気ダクト１７の接続部付近に温度センサー２８と湿度
センサー２９を設けた。

また、吸気部１５の外気取入口１３と全熱交換器１９間
と排気部１８の全熱交換器１９と室外側エバポレータ・
コンデンサコイル２４間とを連通ずるガラリ状のバイパ
ス路３０を形成し、さらに粗フイルタ−３１を吸気部１
５と排気部１８の適宜個所に、またメインフィルター３
２を吸気部１５の全熱交換器１９と室内側エバポレータ
・コンデンサコイル２０との間に配設し、その前後に差
圧スイッチ３３を取付ける。

この他に、センサーとしてインバータ送風機２２゜２３
の風下側に風速センサー３４を設け、温度センサー３５
もさらに追加する。

このようなユニット型空調機１１は屋上等のビルの一個
所に設置され、該空調機１１に接続する前記送風ダクト
１４と排気ダクト１７はビル内に伸びて、各フロアまた
は各室のゾーンに到り、ゾーン毎に全閉型の定風量装置
又は可変風量装置３６．３７を送風ダクト１４と排気ダ
クト１７とにそれぞれ設ける。

送風ダクト１４の定風量装置又は可変風量装置３６から
先の端部に吹出口３８を形成し、排気ダクト１７の定風
量装置又は可変風量装置３７から先の端部に吸込口３９
を形成した。

なお、他の実施例として第１図に示すように前記ユニッ
ト型空８１　ｍ　１１は、排気部１８のインバータ送風
機２３と全熱交換器１９間と吸気部１５の全熱交換器１
９と室内側エバポレータ・コンデンサコイル２０間にも
バイパス路４０を設けるようにしてもよい。

次に、使用法について説明する。

夏期においては、インバータ送風機２２の吸引力で外気
取入口１３がら空調機１１内に導入された外気の大部分
が全熱交換器１９を通過して、室内からの排気と熱交換
し、冷やされ、さらにエバポレータ・コンデンサコイル
２０によって冷却され、送風機２２にて送風ダクト１４
に送り込まれる。

この冷風は送風ダクト１４を通り、吹出口３８から室内
に吹出される。

その場合に、送風機２２の吐出部の温度センサー３５を
利用して、給気温度がその設定値になるようにコンプレ
ッサ制御を行い、エバポレータ・コンデンサコイル２０
内の冷媒流量を制御する。

一方、室内からの排気は吸込口３９から排気ダクト１７
内に入り、空調機１１のインバータ送風機２３にて集め
られ、全熱交換器１９を通過して、外気と熱交換され放
熱し、さらにバイパス路３０から排気部１８に入る外気
と混合して、エバポレータ・コンデンサコイル２４の冷
却用として使用された後、排気口１６より排出される。

なお、このバイパス路３０を介して排気部１８に外気を
入れるには、セト気ファン２５の吸引力が必要不可欠な
ものとなる。

ところで、外気冷房を行う場合は、温度センサー２６や
湿度センサー２７及び温度センサー２８、湿度センサー
２９を利用して各々のエンタルピ比較演算を行い、環気
のエンタルピより外気エンタルピが低い場合は、前記全
熱交換器１９の運転は間欠運転とする。

これに対して、送風機２２の吐出部の設定温度に満たな
い場合は、コンプレッサ制御を行い、エバポレータ・コ
ンデンサコイル２０内の冷媒流量制御を行い、バックア
ップする。

そして、吸気及び排気を行うインバータ送風機２２．２
３は、ゾーン毎に設けた定風量装置又は可変風量装置３
６．３７の開または全閉に応じてファン性能を無段階に
コントロールされ、その結果各ゾーン毎の状態に応じた
個別制御を行うことができる。

その際には、送風機２２．２３の風量を風速センサー３
４で検出し、この送風機２２．２３が適正風量になるよ
うに送風機２２．２３のインバータを制御する。

冬期においては、外気取入口１３がら空調機１１内に導
入された外気の大部分が全熱交換器１９を通過して、室
内空気と熱交換し、温められ、さらにエバポレータ・コ
ンデンサコイル２０によって加温され、加湿器２１によ
り加湿され、送風機２２にて送風ダクト１４に送り込ま
れ、吹出口３８から室内に吹出される。

また、室内からの排気は吸込口３９から排気ダクト１７
内に入り、空調機１１のインバータ送風機２３にて集め
られ、全熱交換器１９を通過して、外気と熱交換され放
熱し、さらにバイパス路３０から排気部１８に入る外気
と混合して、エバポレータ・コンデンサコイル２４の加
温用として使用された後、排気口１６より排出される。

各ゾーン毎の制御については、前記夏期の場合と同じで
あり、定風量装置又は可変風量装置３６゜３７の開また
は全閉で行う。

中間期においては、エバポレータ・コンデンサコイル２
０．２４は作用せず、外気取入口１３がら空調機１１内
に導入された外気は全熱交換器１９（間欠運転）を通過
して、送風機２２にて送風ダクト１４に送り込まれ、吹
出口３８から室内に吹出される。

一方、室内からの排気は、吸込口３９から排気ダクト１
７内に入り、空調機１１のインバータ送風ｍ２３にて集
められ、全熱交換器１９を通過して排気口１６より排出
される。

さらに、バイパス路４０を設けた場合には、排気部１８
における排気で送風機２３から全熱交換器１９へ送られ
るものの一部は、該バイパス路４０から吸気部１５へ入
り、室内側エバポレータ・コンデンサコイル２０に行く
外気と混合されて、この室内側エバポレータ・コンデン
サコイル２０にかかる負荷をさらに軽減できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のマルチヒートポンプ空気調和
装置は、熱源の集中化により運転管理が容易で、さらに
機器の集中化によりメンテナンス及び施工が簡単なもの
である。

さらに、建物上層部よりのみ外気を取入れるので室内環
境に優れ、室内に機器がほとんどないので室内での騒音
も少ない。

また、湿度コントロールが容易であり、外気冷房及び中
間期の換気も可能なものとなる。

さらに、運転性及び制御性においてゾーン毎の個別対応
が可能なので、中小規模のビルにも適するものとなり、
室内からの排気を冷房時にはコンデンサーの冷却用とし
、暖房時には熱源として利用するので、省エネルギー化
が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマルチヒートポンプ空気調和装置の１
実施例を示す説明図、第２図は本発明で使用するユニッ
ト型空調機の詳細を示す回路図、第３図、第４図はそれ
ぞれ従来例を示す説明図である。 １・・・ヒートポンプチラー ２・・・エアハン　　　　３・・・送風ダクト３′・・
・排風ダクト　　４・・・冷温水配管５・・・吹出口 ６・・・吸込口　　　　　７・・・空調機８・・・全熱
交換器　　　９・・・マルチ屋外機１０・・・冷媒管　
　　　　１１・・・ユニット型空調機１２・・・ハウジ
ング　　　１３・・・外気取入口１４・・・送風ダクト
１５・・・吸気部１６・・・排気口　　　　　１７・・
・排気ダクト１８・・・排気部　　　　　１９・・・全
熱交換器２０、２４・・・エバポレータ・コンデンサコ
イル２１・・・加湿器　　　　　２２．２３・・・イン
バータ送風機２５・・・排気ファン　　　２６．２８・
・・温度センサー２７、２９・・・湿度センサー ３０・・・バイパス路　　　３１・・・粗フイルタ−３
２・・・メインフィルター ３３・・・差圧スイッチ　　３４・・・風速センサー３
５・・・温度センサー ３６、３７・・・定風量装置又は可変風量装置３８・・
・吹出口　　　　　３９・・・吸込口４０・・・バイパ
ス路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）閉鎖形ハウジング内を、一方に外気取入口を有し
   、反対側が送風ダクトに接続する吸気部と、一方に排気
   口を有し反対側が排気ダクトに接続する排気部とに区画
   し、吸気部では外気取入口側から排気ゾーンとに跨がる
   全熱交換器と、ヒートポンプの室内側エバポレータ・コ
   ンデンサコイルと加湿器とインバータ送風機とを並べて
   配設し、排気部では排気ダクト側からインバータ送風機
   と、前記全熱交換器と、室外側エバポレータ・コンデン
   サコイルと排気ファンとを並べて配設し、さらに吸気部
   の外気取入口と全熱交換器間と排気部の全熱交換器と室
   外側エバポレータ・コンデンサコイル間とを連通するバ
   イパス路を形成したユニット型空調機を屋上等のビルの
   一個所に設置し、この空調機に接続する前記送風ダクト
   と排気ダクトとはビル内の各ゾーンに到り、ゾーン毎に
   全閉型の定風量装置又は可変風量装置を送風ダクトと排
   気ダクトとにそれぞれ設けたことを特徴とするマルチヒ
   ートポンプ空気調和装置。
2. （２）ユニット型空調機は、排気部のインバータ送風機
   と全熱交換器間と吸気部の全熱交換器と室内側エバポレ
   ータ・コンデンサコイル間にもバイパス路を設ける請求
   項第１項記載のマルチヒートポンプ空気調和装置。