JPH04103930A - Air conditioning system - Google Patents

Air conditioning system

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JPH04103930A
JPH04103930A JP21810590A JP21810590A JPH04103930A JP H04103930 A JPH04103930 A JP H04103930A JP 21810590 A JP21810590 A JP 21810590A JP 21810590 A JP21810590 A JP 21810590A JP H04103930 A JPH04103930 A JP H04103930A
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Osayuki Inoue
修行 井上
Kensaku Maeda
健作 前田
Toshio Matsubara
利男 松原
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Abstract

PURPOSE:To obtain an economical air conditioning system of high heat efficiency by a method wherein a heat pump is installed in at least one of a plurality of air- handling units and the heat pump is used only when an air conditioning need different from a main operation is made. CONSTITUTION:When a main operation is cooling, at first a heat source device 1 is driven to produce cold water of about 4 to 15 deg.C for cooling and make it flow through a go-passage 4 of a flowing pipe for a heat source water. In the case that cooling is needed in a division of respective air-handling units 2, 2' and 2'', a valve is opened to permit the cold water which is sent to flow through a pipe 6 into an air heat exchanger 10, and a fan 8 is driven to cool air from an air intake port 9 and blow off the cooled air for cooling the division. The cold water heated by the heat exchange reaches the heat source device 1 from a pipe 7 through a return-passage 5 for being cooled again, taking up a circulation cycle. Further, in the case that the division in the air-handling units is turned over to a heating need, cold water supply to the air heat exchanger 10 is stopped and a heat pump is driven. In the heat pump, the cold water in the return-passage is introduced into a water heat exchanger 14 (vaporizer) through a pipe 16. The cold water in the return-passage is cooled and then returned to the go-passage through a pipe 17.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、空気調和システムに係り、特に端末にエアハ
ンドリングユニットを設けた空気調和システムに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an air conditioning system, and particularly to an air conditioning system in which an air handling unit is provided at a terminal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近のビル空気調和では、部屋の区画で冷房と暖房が逆
であったり、(南向き、北向きあるいはOA機器の有無
による)、また、同一区画であっても、時間帯により冷
房と暖房が逆になったりする。
In recent building air conditioning systems, cooling and heating may be reversed depending on the section of the room (depending on whether it faces south or north, or whether there is OA equipment), or even in the same section, cooling and heating may be switched on depending on the time of day. It might be the other way around.

従来、このような用途に対し、熱源水と冷媒との間で熱
交換をする水熱交換器と、空気調和対象の空気と冷媒と
の間で熱交換をする空気熱交換器とを有し、これら熱交
換器を冷媒圧縮機および配管、切替弁、絞り装置(膨張
弁)などで結んで冷凍サイクルを行わせるヒートポンプ
を有するエアハンドリングユニットを用いる例がある。
Conventionally, for such applications, there are a water heat exchanger that exchanges heat between heat source water and a refrigerant, and an air heat exchanger that exchanges heat between the air to be conditioned and the refrigerant. There is an example of using an air handling unit having a heat pump that connects these heat exchangers with a refrigerant compressor, piping, a switching valve, a throttle device (expansion valve), etc. to perform a refrigeration cycle.

この方式では、熱源水としては、20〜30℃の冷却水
を用い、空気調和要求が冷房の場合には、水熱交換器を
凝縮器、空気熱交換器を蒸発器として、圧縮機を運転し
て、冷凍サイクルを行わせ、空気から熱を奪い(冷房)
、冷却水に熱を放出する。
In this method, cooling water of 20 to 30°C is used as the heat source water, and when the air conditioning requirement is cooling, the compressor is operated using the water heat exchanger as the condenser and the air heat exchanger as the evaporator. to run the refrigeration cycle and remove heat from the air (cooling)
, releasing heat into the cooling water.

また、逆に、空気調和要求が暖房の場合には、水熱交換
器を蒸発器、空気熱交換器を凝縮器として、圧縮機を運
転して、冷凍サイクルを行わせ、前記冷却水から熱を奪
い、空気に熱(暖房)を放出している。
Conversely, when the air conditioning request is for heating, the water heat exchanger is used as an evaporator, the air heat exchanger is used as a condenser, the compressor is operated, a refrigeration cycle is performed, and heat is generated from the cooling water. and releases heat (heating) into the air.

この方式では、冷房であっても暖房であってもヒートポ
ンプ(冷凍機)を運転している。
In this method, a heat pump (refrigerating machine) is operated for both cooling and heating.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一般に、小容量のヒートポンプは、単位出力あたりの損
失が、大容量のヒートポンプよりも大きく効率が劣るた
め、上記のように小型ヒートポンプを各ユニットごとに
配備する方式は効率が悪い。
Generally, a small-capacity heat pump has a larger loss per unit output and is less efficient than a large-capacity heat pump, so the method of disposing a small heat pump in each unit as described above is inefficient.

本発明は、前記のような欠点を改良し、経済的で熱効率
のよい空気調和システムを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks and provide an economical and thermally efficient air conditioning system.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明では、熱源水として
の冷水又は温水を製造する熱源機、熱源機から熱源水が
流通する往復路、及び該熱源水を用いて冷暖房を行う複
数台のエアハンドリングユニットから構成される空気調
和システムにおいて、前記複数台のエアハンドリングユ
ニットのうち少なくとも1台にはヒートポンプが内蔵さ
れていることを特徴とする空気調和システムとしたもの
である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a heat source machine that produces cold water or hot water as heat source water, a round trip path through which heat source water flows from the heat source machine, and a plurality of air conditioners that perform air conditioning and heating using the heat source water. The air conditioning system is comprised of handling units, characterized in that at least one of the plurality of air handling units has a built-in heat pump.

本発明では、熱源水の温度レベルとして、冷房用に4〜
15℃程度、暖房用に40〜60℃程度を製造する熱源
機を有し、この熱源水を、2管式(往路+復路)で、エ
アハンドリングユニットに供給する。ビル全体として、
冷房が主体であれば、熱源水を冷水としく冷房用)、ま
た暖房が主体であれば、熱源水を温水として運転するの
が好ましい。
In the present invention, the temperature level of the heat source water is 4 to 4 for cooling.
It has a heat source machine that produces about 15°C and about 40 to 60°C for heating, and supplies this heat source water to the air handling unit in a two-pipe system (outward path + return path). The building as a whole
If the main purpose is air conditioning, it is preferable to use cold water as the heat source water (for cooling), and if the main purpose is heating, it is preferable to use hot water as the heat source water.

個々のエアハンドリングユニットでは、熱源水の温度レ
ベルが、空気側の要求と合っていれば、熱源水で空調す
ればよく、合っていない場合、ヒートポンプを有するエ
アハンドリングユニットであれば、熱源水を低熱源(熱
供給源)または熱放出先として、ヒートポンプ(圧縮機
)を運転する。
For individual air handling units, if the temperature level of the heat source water matches the requirements on the air side, air conditioning can be performed using the heat source water; if the temperature level does not match, if the air handling unit has a heat pump, the heat source water can be used for air conditioning. A heat pump (compressor) is operated as a low heat source (heat supply source) or heat release destination.

熱源機の冷房主体運転と暖房主体運転の切替は、季節的
におおまかに行ってもよいし、自動的に判断して切り替
えてもよい。判断要素としては、負荷量、ヒートポンプ
の運転割合などによる。
Switching between cooling-based operation and heating-based operation of the heat source device may be performed roughly seasonally, or may be automatically determined and switched. Judgment factors include load amount, heat pump operation rate, etc.

熱源水の温度レベルが、空気側の要求と合っている場合
は、熱源水を往路からエアハンドリングユニットに取り
込み、復路に戻す。一方、熱源水の温度レベルが、空気
側の要求と合っていない場合は、熱源水を熱源への復路
からエアハンドリングユニットに取り込み、往路に戻す
のがよい。ヒートポンプでの汲み上げ温度幅を少なくし
、圧縮機動力を減らすことができる。
If the temperature level of the heat source water matches the requirements on the air side, the heat source water is taken into the air handling unit from the outward route and returned to the return route. On the other hand, if the temperature level of the heat source water does not match the requirements on the air side, it is preferable to take the heat source water into the air handling unit from the return route to the heat source and return it to the outward route. It is possible to reduce the pumping temperature range of the heat pump and reduce the compressor power.

〔作 用〕[For production]

本発明においては、多数のエアハンドリングユニットに
対し、全体としての要求が大きな方(主体となる方)を
熱源機としての大容量ヒートポンプで熱源水(冷水また
は温水)を−括して製造し、個々のエアハンドリングユ
ニットに供給し、個々のエアハンドリングユニットのヒ
ートポンプの運転をなるべく抑え、空調要求と供給熱源
水温度レベルとが合致しないエアハンドリングユニット
では、供給されている熱源水を低熱源(冷水)あるいは
熱放出先(冷却水)としてエアハンドリングユニット内
の小容量ヒートポンプを運転して、空調要求に合わせる
In the present invention, the heat source water (chilled water or hot water) is produced by collectively producing the heat source water (chilled water or hot water) for a large number of air handling units with a large capacity heat pump as a heat source device for the one with the larger overall demand (the main one), The operation of the heat pump of each air handling unit is suppressed as much as possible.In air handling units where the air conditioning demand and the supplied heat source water temperature level do not match, the supplied heat source water is replaced with a low heat source (cold water). ) or operate a small-capacity heat pump in the air handling unit as a heat release destination (cooling water) to meet air conditioning demands.

この場合、小容量ヒートポンプの一方では冷熱が、他方
では温熱ができ、両者共、有効に利用できる。すなわち
、一方では、要求に合致した熱源を製造して、エアハン
ドリングユニットで使用し、他方では、大容量ヒートポ
ンプと同じ熱源を製造し、熱源側に戻している。従って
大容量ヒートポンプの出力は減らすことができ、省エネ
が図れる。
In this case, one of the small-capacity heat pumps can produce cold heat, and the other can produce warm heat, and both can be used effectively. That is, on the one hand, a heat source that meets the requirements is produced and used in the air handling unit, and on the other hand, the same heat source as a large-capacity heat pump is produced and returned to the heat source side. Therefore, the output of the large-capacity heat pump can be reduced, resulting in energy savings.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例で図面を用いて具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されない。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained in Examples using drawings, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 第1図に本発明の空気調和システムの構成図を示し、第
2図は、ヒートポンプを内蔵したエアハンドリングユニ
ットの部分拡大図である。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a configuration diagram of an air conditioning system of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of an air handling unit incorporating a heat pump.

第1図において、1は熱源機、2.2’ 、2’はエア
ハンドリングユニット、3はヒートポンプを示し、熱源
機からの熱源水の流通管の往路は4、復路は5で、この
熱源水の往復路4.5と各エアハンドリングユニットを
結ぶ流路を6及び7で示す。また各エアハンドリングユ
ニット2.2’ 、2’は、空気熱交換器10と送風機
8及び空気取入口9からなっている。そして、エアハン
ドリングユニット2′にはヒートポンプが内蔵されてい
る。ヒートポンプ3は、第2図に示すように、空気熱交
換器11、圧縮機12、膨張弁13、水熱交換器14及
び切替弁15からなっている。ここで、空気熱交換器1
1は、冷房運転では蒸発器で、暖房運転では凝集器とな
り、−力水熱交換器14は、冷房運転では凝縮器で、暖
房運転では蒸発器となる。
In Fig. 1, 1 is a heat source machine, 2.2', 2' are air handling units, 3 is a heat pump, the outgoing route of the heat source water distribution pipe from the heat source machine is 4, the return route is 5, and the heat source water Flow paths connecting the reciprocating path 4.5 and each air handling unit are indicated by 6 and 7. Furthermore, each air handling unit 2.2', 2' consists of an air heat exchanger 10, a blower 8 and an air intake 9. The air handling unit 2' has a built-in heat pump. As shown in FIG. 2, the heat pump 3 includes an air heat exchanger 11, a compressor 12, an expansion valve 13, a water heat exchanger 14, and a switching valve 15. Here, air heat exchanger 1
1 is an evaporator during cooling operation and a condenser during heating operation, and the -hydraulic heat exchanger 14 is a condenser during cooling operation and an evaporator during heating operation.

このように構成された空気調和システムの運転操作を説
明すると、主運転が冷房の場合は、まず熱源機1を運転
し、冷房用の4〜15℃程度の冷水を製造し、熱源水の
流通管の往路4に通す。各エアハンドリングユニット2
.2′、2′では、その区画が冷房要求の場合は、弁を
開にして、送られてきた冷水を管6がら空気熱交換器1
0に通し、送風機8を運転して、空気取入口9からの空
気を冷却して送り出しその区画を冷房する。熱交換され
暖められた冷水は、管7から復路5に導かれて熱源機に
至り、再び冷されて循環するサイクルをとる。
To explain the operation of the air conditioning system configured in this way, when the main operation is cooling, first operate the heat source device 1, produce cold water of about 4 to 15 degrees Celsius for cooling, and distribute the heat source water. Pass it through the outward route 4 of the pipe. Each air handling unit 2
.. 2', 2', when cooling is required for that compartment, the valve is opened and the cold water sent through the pipe 6 is passed through the air heat exchanger 1.
0 and the blower 8 is operated to cool and send air from the air intake 9 to cool the compartment. The heat-exchanged and warmed cold water is guided from the pipe 7 to the return path 5, reaches the heat source device, is cooled again, and circulates in a cycle.

そして、エアハンドリングユニットでの区画が、暖房要
求に切替った場合は、空気熱交換器10への冷水の供給
を止め、ヒートポンプを運転する。ヒートポンプでは、
水熱交換器14(蒸発器)に復路の冷水を管16から導
く。水熱交換器14では冷媒が冷水から熱を奪う。そし
て、復路の冷水を冷却して管17から往路に返している
。冷媒は、この水熱交換器14で蒸発して、圧縮機12
で圧縮され、空気熱交換器11 (凝縮器)に至る。空
気熱交換器11では、冷媒は空気取入口9からの空気に
放熱して凝縮し、凝縮した冷媒は膨張弁13を通って水
熱交換器14に至る循環サイクルをとる。一方、空気熱
交換器11で冷媒から凝縮熱を奪って暖められた空気は
、送風機8から区画中に送られて暖房に供される。
When the section in the air handling unit switches to a heating request, the supply of cold water to the air heat exchanger 10 is stopped and the heat pump is operated. In heat pumps,
Return cold water is guided from pipe 16 to water heat exchanger 14 (evaporator). In the water heat exchanger 14, the refrigerant removes heat from the cold water. Then, the cold water on the return trip is cooled and returned to the outbound trip through the pipe 17. The refrigerant is evaporated in this water heat exchanger 14 and then transferred to the compressor 12.
The air is compressed by the air heat exchanger 11 (condenser). In the air heat exchanger 11, the refrigerant radiates heat to the air from the air intake port 9 and condenses, and the condensed refrigerant passes through the expansion valve 13 and reaches the water heat exchanger 14 in a circulation cycle. On the other hand, air heated by removing condensation heat from the refrigerant in the air heat exchanger 11 is sent into the compartment from the blower 8 and is provided for heating.

このように、主運転と異なる冷房及び暖房要求の生ずる
可能性のある区画には、小型のヒートポンプを設けてお
くことにより、それぞれの要求を満たすことができ、し
かも、ヒートポンプからの排熱は主運転用の熱源として
利用できる。
In this way, by installing a small heat pump in a compartment where there is a possibility that cooling and heating requirements different from those in main operation may occur, each requirement can be met, and the exhaust heat from the heat pump is mainly used. Can be used as a heat source for driving.

また、主運転が暖房の場合は、前記と逆の操作を行えば
よい。すなわち、熱源機では40〜60℃の暖房用の温
水が製造されて、各エアハンドリングユニットに供給さ
れる。そして、冷房要求のエアハンドリングユニットで
は、ヒートポンプが運転され、熱源水復路から水熱交換
器14(凝縮器)に冷却用の温水が供給されて、冷媒か
ら凝縮熱を奪い加熱されて、熱源水往路に戻される。一
方冷媒は熱を放出して凝縮され、凝縮された冷媒は、膨
張弁13を通って、空気熱交換器11 (蒸発器)に至
り、空気から蒸発熱を奪い蒸発し、空気は冷却される。
Moreover, if the main operation is heating, the operation described above may be performed in reverse. That is, in the heat source device, hot water for heating at a temperature of 40 to 60° C. is produced and supplied to each air handling unit. Then, in the air handling unit that requests cooling, the heat pump is operated, hot water for cooling is supplied from the heat source water return path to the water heat exchanger 14 (condenser), heat of condensation is removed from the refrigerant, and the heat source water is heated. Returned to the outbound route. On the other hand, the refrigerant releases heat and is condensed, and the condensed refrigerant passes through the expansion valve 13 and reaches the air heat exchanger 11 (evaporator), where it absorbs the heat of evaporation from the air and evaporates, cooling the air. .

そして、この冷却された空気が冷房に供される。蒸発し
た冷媒は圧縮機12により圧縮されて、水熱交換器14
で凝縮されるサイクルとなる。このように、ヒートポン
プは、切替弁15で切替えることにより、冷房用にも、
暖房用にも使用できる。
This cooled air is then used for cooling. The evaporated refrigerant is compressed by the compressor 12 and transferred to the water heat exchanger 14.
This is a cycle that is condensed. In this way, the heat pump can also be used for cooling by switching with the switching valve 15.
It can also be used for heating.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、主たる運転は熱源機からの熱源水の供
給により、冷房又は暖房が行なわれ、この供給される熱
源水とは逆の空調要求があった場合のみ、小容量のヒー
トポンプを用いるため、効率的な運転ができ、また、ヒ
ートポンプの排熱も熱源水として有効に利用することが
できる。
According to the present invention, the main operation is to perform cooling or heating by supplying heat source water from a heat source device, and a small-capacity heat pump is used only when there is an air conditioning demand that is opposite to the supplied heat source water. Therefore, efficient operation is possible, and exhaust heat from the heat pump can also be effectively used as heat source water.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の空気調和システムの構成図、第2図
は、ヒートポンプを内蔵したエアハンドリングユニット
の部分拡大図である。 1・・・熱源機、2.2′  2′・・・エアハンドリ
ングユニット、3・・・ヒートポンプ、4・・・熱源水
往路、5・・・熱源水復路、6.7.16.17・・・
配管、8・・・送風機、9・・・空気取入口、10.1
1・・・空気熱交換器、12・・・圧縮機、13・・・
膨張弁、 14・・・水熱交換器、1 5・・・切替弁 特許出願人  株式会社 荏原製作所
FIG. 1 is a block diagram of an air conditioning system of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of an air handling unit incorporating a heat pump. 1... Heat source machine, 2.2'2'... Air handling unit, 3... Heat pump, 4... Heat source water outward path, 5... Heat source water return path, 6.7.16.17.・・・
Piping, 8...Blower, 9...Air intake, 10.1
1... Air heat exchanger, 12... Compressor, 13...
Expansion valve, 14... Water heat exchanger, 1 5... Switching valve Patent applicant Ebara Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、熱源水としての冷水又は温水を製造する熱源機、熱
源機から熱源水が流通する往復路及び該熱源水を用いて
冷暖房を行う複数台のエアハンドリングユニットから構
成される空気調和システムにおいて、前記複数台のエア
ハンドリングユニットのうち、少なくとも1台にはヒー
トポンプが内蔵されていることを特徴とする空気調和シ
ステム。 2、前記熱源機は、システム全体としての要求容量に応
じて、冷水製造又は温水製造に切り替えることを特徴と
する請求項1記載の空気調和システム。 3、ヒートポンプを内蔵しているエアハンドリングユニ
ットでは、負荷要求と、熱源機からの熱源水温度レベル
とが合わない場合、負荷要求に合わせるように熱源水を
熱放出先又は低熱源としてヒートポンプを運転すること
を特徴とする請求項1記載の空気調和システム。 4、ヒートポンプを内蔵しているエアハンドリングユニ
ットでは、負荷要求と、熱源機からの熱源水温度レベル
とが合わない場合、熱源水を復路側から取り込み往路側
に戻すようにヒートポンプを運転することを特徴とする
請求項1記載の空気調和システム。
[Claims] 1. Consisting of a heat source machine that produces cold water or hot water as heat source water, a round trip path through which heat source water flows from the heat source machine, and a plurality of air handling units that perform air conditioning and heating using the heat source water. An air conditioning system characterized in that at least one of the plurality of air handling units has a built-in heat pump. 2. The air conditioning system according to claim 1, wherein the heat source device switches between producing cold water or producing hot water depending on the required capacity of the entire system. 3. In an air handling unit with a built-in heat pump, if the load request and the temperature level of the heat source water from the heat source device do not match, the heat pump is operated with the heat source water as a heat release destination or a low heat source to match the load request. The air conditioning system according to claim 1, characterized in that: 4. In an air handling unit with a built-in heat pump, if the load request and the temperature level of the heat source water from the heat source machine do not match, the heat pump will be operated to take in the heat source water from the return side and return it to the outbound side. The air conditioning system according to claim 1, characterized in that:
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