JPH0650566A - 空気調和装置 - Google Patents

空気調和装置

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JPH0650566A
JPH0650566A JP20666192A JP20666192A JPH0650566A JP H0650566 A JPH0650566 A JP H0650566A JP 20666192 A JP20666192 A JP 20666192A JP 20666192 A JP20666192 A JP 20666192A JP H0650566 A JPH0650566 A JP H0650566A
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JP
Japan
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air
heating
load side
cooling
heating load
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JP20666192A
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Haruyuki Yamamori
晴之 山森
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のダクトシステムで冷暖同時運転が可能
に構成された空気調和装置において、冷風の再加熱によ
り生じるエネルギーロスを抑制する。 【構成】 ビルのペリメータCpとインテリアCiとを
共通の送風ファンF2による通風路50で接続し、イン
テリア側分岐路52の下流側にペリメータ側分岐路51
を設ける。通風路50の最上流側に利用側熱交換器12
を、ペリメータ側分岐路51に再熱器14を介設し、ペ
リメータCpで暖房をインテリアCiで冷房を同時に行
う冷暖同時運転を可能とする。ペリメータ側分岐路51
の風量調節機構Va1を設け、ペリメータCpへの送風を
制御する際、冷暖同時運転時にはペリメータCpの冷房
運転時よりも定格風量を小さく設定し、吹出空気の制御
目標値を高く設定することで、冷風の再加熱によるエネ
ルギーロスを抑制する。吹出空気温度を制御指標として
再熱器14の能力制御を行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、単一のダクトシステム
で複数の空調空間における冷暖同時運転可能に構成され
た空気調和装置の運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、特開平3―156225号公
報に開示される如く、例えばビルのペリメータ(窓側)
等の暖房負荷が大きい空調空間(暖房負荷側空調空間)
と、ビルのインテリア(内部側)等の冷房負荷が大きい
空調空間(冷房負荷側空調空間)とを同時に空調するた
めの空気調和装置において、蒸発器としてのみ機能する
利用側熱交換器を設け、利用側熱交換器の下流側の通風
路を、冷房負荷側空調空間に連通する冷房負荷側分岐路
と、暖房負荷側空調空間に連通する冷房負荷側分岐路と
に分岐させ、暖房負荷側分岐路に冷風を加熱する再熱器
を配設することにより、単一のダクトシステムでもっ
て、複数の室内における冷暖房同時運転を可能にしたも
のは公知の技術である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のもののように、単一のダクトシステムで温風と冷風
とを生ぜしめ、複数の室内における冷暖同時運転を行わ
しめる場合、下記のような問題があった。
【0004】すなわち、暖房負荷側空調空間で冷房運転
を行うときには、再熱器を作動させずに冷風をそのまま
通過させることになるが、ビルの西側ペリメータのよう
に夏の冷房負荷が大きい暖房負荷側空調空間では、冷風
の定格風量も大きく確保しておく必要がある。一方、暖
房運転を行う際には、いったん利用側熱交換器で冷却さ
れた空調空気を再加熱することで、エネルギーロスが生
じるが、その場合、上述のように冷房運転時に必要な空
調空気量で各分岐路の風量が設定されていると、暖房運
転時に、暖房負荷側分岐路で冷風を再加熱することによ
るエネルギーロスが非常に大きくなる。
【0005】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、暖房能力は吹出空気量つまり風量と
吹出空気温度−室温間の温度差との積で決定されること
に鑑み、暖房負荷側分岐路における定格風量そのもの
を、冷暖同時運転時には同時冷房運転時よりも小さく設
定しておくことにより、空気調和装置のエネルギーロス
を抑制し、もって、運転効率の向上を図ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明の講じた手段は、図1に示すよう
に、暖房負荷側空調空間(Cp)と冷房負荷側空調空間
(Ci)とを有する建物に配設され、送風ファン(F
2)による通風路(50)から上記暖房負荷側空調空間
(Cp)に通ずる暖房負荷側分岐路(51)を上記冷房
負荷側空調空間(Ci)に通ずる冷房負荷側分岐路(5
2),(53)よりも下流側で分岐させ、上記通風路
(50)の冷房負荷側分岐路(52),(53)との分
岐点よりも上流側に蒸発器として機能可能な利用側熱交
換器(12)を配設する一方、暖房負荷側分岐路(5
1)に空調空気を再加熱するための再熱器(14)を配
置し、暖房負荷側空調空間(Cp)で暖房を冷房負荷側
空調空間(Ci)で冷房を同時に行う冷暖同時運転が可
能に構成された空気調和装置を前提とする。
【0007】そして、空気調和装置の運転制御装置とし
て、上記暖房負荷側分岐路(51)の風量を調節する風
量調節機構(Va1)と、該風量調節機構(Va1)で調節
される上記暖房負荷側分岐路(51)の定格風量を、上
記冷暖同時運転時では、暖房負荷側空調空間(Cp)の
冷房時の定格風量よりも小さくするよう設定する定格風
量設定手段(61)とを設ける構成としたものである。
【0008】請求項2の発明の講じた手段は、上記請求
項1の発明において、図1の破線部分に示すように、暖
房負荷側空調空間(Cp)における要求能力を検出する
負荷検出手段(Thr)と、該負荷検出手段(Thr)の出
力を受け、上記風量調節機構(Va1)を駆動して、上記
暖房負荷側分岐路(51)の風量と定格風量との強度比
を、暖房負荷側空調空間(Cp)の要求能力に応じた値
とするよう制御する風量制御手段(63A)とを設ける
構成としたものである。
【0009】請求項3の発明の講じた手段は、上記請求
項1の発明において、図1の破線部分及び一点鎖線部分
に示すように、暖房負荷側空調空間(Cp)における要
求能力を検出する負荷検出手段(Thr)と、該負荷検出
手段(Thr)の出力を受け、上記風量調節機構(Va1)
を駆動して、上記暖房負荷側分岐路(51)の風量と定
格風量との強度比を、暖房負荷側空調空間(Cp)の要
求能力に応じた値とするよう制御する風量制御手段(6
3B)と、暖房負荷側空調空間(Cp)の室温を検出す
る室温検出手段(Thr)と、該室温検出手段(Thr)の
出力を受け、上記冷暖同時運転時、暖房負荷側空調空間
(Cp)の吹出空気温度の制御目標値と現在室温との差
値を、要求暖房能力を上記風量制御手段(63A)で制
御される風量で除算した値にするよう設定する吹出目標
値設定手段(64)と、暖房負荷側空調空間(Cp)へ
の吹出空気の温度を検出する吹出温度検出手段(Thp)
と、該吹出温度検出手段(Thp)の出力を受け、暖房負
荷側空調空間(Cp)への吹出空気温度が上記吹出目標
値設定手段(64)で設定された制御目標値になるよう
上記再熱器(14)の加熱能力を制御する加熱能力制御
手段(62)とを設ける構成としたものである。
【0010】請求項4の発明の講じた手段は、上記請求
項1,2又は3の発明において、図11に示すように、
再熱器(14)のケーシング(40)内に設けられ、吹
出空気が再熱器(14)をバイパスして吹出口まで流通
するためのバイパス路(41)と、該バイパス路(4
1)の通路面積を増減変更する面積変更機構(45)
と、暖房負荷側空調空間(Cp)の冷房時にはバイパス
路(41)の通路を開き、冷暖同時運転時にはバイパス
路(41)の通路を閉じるよう上記面積変更機構(4
5)を制御するバイパス量制御手段とを設ける構成とし
たものである。
【0011】請求項5の発明の講じた手段は、上記請求
項4の発明において、面積変更機構(45)を、風量調
節機能を有するものとしたものである。
【0012】
【作用】以上の構成により、請求項1の発明では、暖房
負荷側空調空間(Cp)に空調空気を供給するための暖
房負荷側分岐路(51)において、風量調節機構(Va
1)が配設されているので、吹出空気の風量の調節によ
り、吹出空気温度の調節が可能になる。
【0013】その場合、定格風量設定手段(61)によ
り、冷暖同時運転時の定格風量が暖房負荷側空調空間
(Cp)の冷房運転時の定格風量よりも小さく設定され
ているので、いったん利用側熱交換器(12)で冷却さ
れた空調空気を再加熱する風量が少なくなり、一方、吹
出空気温度は上昇する。したがって、暖房能力は良好に
維持されるとともに、再加熱により生じるエネルギーロ
スが小さく抑制されることになる。
【0014】請求項2の発明では、上記請求項1の発明
の作用に加えて、風量制御手段(63A)により、暖房
負荷側分岐路(51)における風量の定格風量に対する
強度比が要求能力に応じた値になるよう風量調節機構
(Va1)が制御される。したがって、冷暖同時運転時に
おける風量の低減作用を利用して、簡素な制御構成でエ
ネルギーロスが抑制され、しかも、暖房負荷側空調空間
(Cp)における空調の快適性が良好に維持されること
になる。
【0015】請求項3の発明では、上記請求項1の発明
の作用に加えて、冷暖同時運転時、風量制御手段(63
B)により、暖房負荷側分岐路(51)における風量の
暖房定格風量に対する強度比が暖房負荷側空調空間(C
p)の空調負荷に応じた値になるように、風量調節機構
(Va1)が制御される。さらに、吹出目標値設定手段
(64)により、吹出空気の制御目標値が、要求暖房能
力を目標風量で除算した値と、現在の室温とを加算した
値になるよう設定されるので、吹出空気の制御目標値が
冷房定格風量に基づいて定まる目標風量から求められる
値よりもかなり高い値となる。そして、加熱能力制御手
段(62)により、吹出空気温度がこの制御目標値にな
るよう再熱器(14)の加熱能力が制御されるので、エ
ネルギーロスを低減しながら、より正確な室温の制御が
可能になり、空調の快適性が向上することになる。
【0016】請求項4の発明では、ケーシング(40)
内において、バイパス量制御手段により、暖房負荷側空
調空間(Cp)の冷房運転時にはバイパス路(41)の
通路を開放するように面積変更機構(45)が制御され
て、ほとんどの空調空気が再熱器(14)をバイパスし
てバイパス路(41)を介して流通する一方、冷暖同時
運転時には、バイパス路(41)を閉じるように面積変
更機構(45)が制御されるので、すべての空調空気が
再熱器(14)を流通する。その場合、熱交換器の圧力
損失は熱交換器入口の風速の増大につれて増大するが、
上記各請求項の発明の作用において、冷暖同時運転時に
は冷房運転時よりも暖房負荷側分岐路(51)側の風量
が小さくするように制御されるので、送風ファン(F
2)の所要動力が冷房運転時と同じ程度で済み、製造コ
ストや所要電力の増大が回避されることになる。
【0017】請求項5の発明では、上記請求項4の発明
において、面積変更機構(45)により、同時に暖房負
荷側分岐路(51)の風量も調節されるので、構造が簡
素化されることになる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図2以下の
図面に基づき説明する。
【0019】まず、請求項1及び2の発明に係る第1実
施例について説明する。図2は第1実施例に係る空気調
和装置の室外ユニット(B)における冷媒配管系統を示
し、該室外ユニット(A)には、インバ―タにより運転
周波数が可変に調整される第1圧縮機(1a)と、キャ
ピラリチュ―ブ(1g)及び開閉弁(1f)等からなる
アンロ―ダにより容量が複数段階に調整される第2圧縮
機(1b)とを逆止弁(1e)を介し並列に接続して構
成される容量可変な圧縮機(1)と、上記第1,第2圧
縮機(1a),(1b)から吐出されるガス中の油をそ
れぞれ分離する第1,第2油分離器(4a),(4b)
と、各々凝縮器、蒸発器に機能しうる第1,第2熱源側
熱交換器(6a),(6b)および該熱源側熱交換器
(6a),(6b)に付設された2台の室外ファン(F
1),(F1)と、上記各熱源側熱交換器(6a),
(6b)が凝縮器となるときには冷媒流量を調節し、蒸
発器となるときには冷媒の絞り作用を行う第1,第2室
外電動膨張弁(8a),(8b)と、液化した冷媒を貯
蔵するレシ―バ(9)と、吸入冷媒中の液冷媒を除去す
るためのアキュムレ―タ(10)とが主要機器として配
設されている。
【0020】ここで、上記各熱源側熱交換器(6a),
(6b)及び室外電動膨張弁(8a),(8b)は各々
分岐管によって冷媒回路内に並列に配設されており、さ
らに、各分岐管と圧縮機(1)の吐出管及び吸入管との
間には、冷凍サイクルを切換える第1,第2四路切換弁
(5a),(5b)が介設されている。すなわち、各四
路切換弁(5a),(5b)が個別に切換わることによ
り、各熱源側熱交換器(6a),(6b)が個別に凝縮
器,蒸発器に切換り、室内側の冷暖房負荷の微妙な変化
に追随しうるようになされている。なお、上記各四路切
換弁(5a),(5b)のデッドポートは、キャピラリ
チュ―ブ及び逆止弁を介して熱源側熱交換器(6a),
(6b)の分岐管に接続されている。
【0021】また、上記圧縮機(1)の吐出管側からは
吐出ライン(11a)が、吸入管側からは吸入ライン
(11b)が、上記各室外熱交換器(6a),(6b)
の液分岐管の合流管側からは液ライン(11c)が、そ
れぞれ室内ユニット(B)側に向かって延設されてお
り、いわゆる3本配管の構造となっている。
【0022】一方、図3は室内ユニット(B)の冷媒配
管系統及び空調空気の配管構成を示し、該室内ユニット
(B)は、ビルの暖房負荷側空調空間であるペリメータ
(Cp)と、冷房負荷側空調空間であるインテリア(C
i1),(Ci2)とを冷暖房するようになされている。該
室内ユニット(B)において、(C)は利用側熱交換器
ユニット、(D)は再熱器ユニット、(E)はダクトシ
ステムである。
【0023】上記利用側熱交換器ユニット(C)には、
冷房運転時には蒸発器、暖房運転時には凝縮器となる室
内熱交換器(12)及び室内ファン(F2)と、該利用
側熱交換器(12)の暖房サイクル運転時に冷媒流量を
調節し、冷房サイクル運転時に冷媒の絞り作用を行う室
内電動膨張弁(13)とが配置され、利用側配管によっ
て直列に接続されている。そして、利用側熱交換器(1
2)の液管側は、上記液ライン(11c)に接続される
一方、利用側熱交換器(12)のガス管側は、各々逆止
機能を有する第1,第2開閉弁(SV1),(SV2)によ
り、上記吐出ライン(11a)と吸入ライン(11b)
とに交互に切換え可能になされている。すなわち、第1
開閉弁(SV1)が開いたときには、吐出ライン(11
a)から高圧ガス冷媒が利用側熱交換器(12)に導入
されて、利用側熱交換器(12)が凝縮器となり、第2
開閉弁(SV2)が開いたときには、利用側熱交換器(1
2)から吸入ライン(11b)に冷媒が吸引されて、利
用側熱交換器(12)が蒸発器となるようになされてい
る。
【0024】また、上記再熱器ユニット(D)には、再
熱器(14)と、キャピラリチュ―ブ(15)と、開閉
弁(16)とが配設され、上記再熱器(14)のガス管
側は吐出ライン(11a)に、液管側は液ライン(11
c)に接続されている。つまり、上記利用側熱交換器
(12)が蒸発器,凝縮器に切換可能に構成されている
のに対し、再熱器(14)は凝縮器としてのみ機能する
ようになされている。
【0025】そして、上記ダクトシステム(E)におい
て、上記室内ファン(F2)の送風が流通する通風路
(50)は、ペリメータ(Cp)に吹出口(51a)を
開口させてなる暖房負荷側分岐路としての第1分岐路
(51)と、各インテリア(Ci1),(Ci2)に吹出口
(52a),(53a)を開口させてなる冷房負荷側分
岐路としての第2,第3分岐路(52),(53)とに
分岐されている。そして、各分岐路(51)〜(53)
には、風量調節機構である第1〜第3ダンパー(Va1)
〜(Va3)が設けられ、該各ダンパー(Va1)〜(Va
3)により、各々各分岐路(51)〜(53)の風量
を、相互の風量変化にも対応させて目標風量にするよう
制御するようになされている。
【0026】なお、冷媒回路において、(11d)は吐
出管と吸入管とを開閉弁(SV3)を介して接続する均圧
バイパス路、(11e)は吐出ライン(11a)とレシ
ーバ(9)とをキャピラリチュ―ブ及び開閉弁(SV4)
を介して接続する冷房低温時制御回路、(11f)は液
ライン(11c)と吸入ライン(11b)とをキャピラ
リチュ―ブ及び開閉弁(SV5)を介して接続するリキッ
ドインジェクションバイパス路、(31)は液ライン
(11c)の高圧冷媒との熱交換により吸入冷媒を暖め
るべく設けられた吸入熱交、(32a),(32b)は
各油分離器(4a),(4b)から圧縮機(1a),
(1b)の吸入側までキャピラリチュ―ブを介して設け
られた油戻し通路である。
【0027】また、空気調和装置にはセンサ類が配設さ
れており、(P1)は高圧側圧力を検出する高圧セン
サ、(P2)は低圧側圧力を検出する低圧センサ、(T
hp)はペリメータ(Cp)の空気吹出口に配設されたペ
リメータ側吹出温度センサ、(Thi1 ),(Thi2 )は
各インテリア(Ci1),(Ci2)の空気吹出口に配設さ
れたインテリア側吹出温度センサ、(Thr)はペリメー
タ(Cp)の室温Trを検出する室温検出手段としての
室温センサ、(Tha)は該室温センサ(Thr)に接続さ
れ、室温Trと使用者により設定される設定温度Tsと
の差温ΔTrから要求能力を検出する負荷検出手段とし
ての室温サーモスタット、(Wqp),Wqi1 ),(Wqi
2 )は各分岐路(51〜53)に配設された風量センサ
である。
【0028】ここで、空気調和装置の運転モードについ
て説明する。例えば夏期等ペリメータ(Cp)及びイン
テリア(Ci1),(Ci2)において冷房運転を行う同時
冷房運転モードでは、利用側熱交換器(12)が蒸発器
となるよう第1,第2開閉弁(SV1),(SV2)が切換
えられ通風路(50)に冷風が流通するとともに、再熱
器(14)の開閉弁(16)が閉じられて、第1分岐路
(51)で冷風が再加熱されることなくペリメータ(C
p)側にも冷風が吹き出される。また、厳冬期などペリ
メータ及びインテリア(Ci1),(Ci2)で暖房を行う
同時暖房運転モードでは、利用側熱交換器(12)が凝
縮器となるよう第1,第2開閉弁(SV1),(SV2)が
切換えられ通風路(50)に温風が流通するとともに、
再熱器(14)の開閉弁(16)は必要に応じて開くよ
う制御される。一方、春期,秋期や冬期の初めと終りな
どの中間期においてペリメータ(Cp)では暖房要求が
あり、インテリア(Ci1),(Ci2)で冷房要求がある
冷暖同時運転モードでは、利用側熱交換器(12)が蒸
発器として機能するよう第1,第2開閉弁(SV1),
(SV2)が切換えられ通風路(50)に冷風が流通する
一方、再熱器(14)の開閉弁(16)が開かれ、イン
テリア(Ci1),(Ci2)に冷風が、ペリメータ(C
p)には再熱器(14)で再加熱された温風が吹き出さ
れる。
【0029】その場合、本実施例では、吹出空気の風量
は以下のように制御される。すなわち、ペリメータ(C
p)の風量調節ダンパー(Va1)の定格風量は、冷房運
転時には、図4の(a)に示す所定値Qf(例えば7.
5m3 /min 程度の値)に設定され、暖房運転時には、
図4の(b)に示すように、上記冷房定格風量Qfに所
定の比(冷暖風量比Rhc)を乗じた値Rhc・Qfに設定
されている(ただし、0<Rhc<1で、例えば3.3
3 /min 程度の値)。
【0030】そして、図5に示すように、室温Trと設
定温度Tsとの差温ΔTr(冷房運転時にはΔTr=T
r−Ts、暖房運転時にはΔTr=Ts−Tr)に対
し、上記定格風量Qf(又はRhc・Qf)に対する強度
比Rqを、ΔTr>1の範囲では100%に、ΔTr<
−0.25℃では、37.5%に、−0.25℃<ΔT
r<1℃では、37.5%から100%までリニアに変
化させるようになされている。
【0031】上記の制御において、図4に示す冷房定格
風量Qf及び暖房定格風量Rhc・Qfの設定により、請
求項1の発明にいう定格風量設定手段(61)が構成さ
れている。
【0032】また、再熱器(14)のキャピラリチュ―
ブ(15)及び開閉弁(16)により、請求項2の発明
にいう能力制御手段(62A)が構成され、図5に示す
強度比Rqの制御により、請求項2の発明にいう風量制
御手段(63A)が構成されている。
【0033】したがって、上記第1実施例では、ペリメ
ータ(Cp)の空調空気が流通する第1分岐路(51)
に風量調節機構である第1ダンパー(Va1)が配設さ
れ、吹出空気の風量が可変に調節されることで、吹出空
気の温度の調節が可能になる。
【0034】その場合、図4(a),(b)に示すよう
に、ペリメータ(Cp)の冷房運転時の定格風量Qfに
対し、暖房定格風量Rhc・Qfが小さく設定されている
ことで、暖房運転時におけるエネルギーロスを抑制する
ことができる。例えば、10HPの72m3 /min のファ
ン能力をもつ空気調和装置で、図4の(a)に示すペリ
メータ通路の冷房定格風量Qfを7.5m3 /min ×4
か所とし、冷暖同時運転時にも同じ風量の空調空気がペ
リメータ(Cp)に供給されるとすると、いったん利用
側熱交換器(12)で冷却された空調空気72m3 /mi
n のうち7.5m3 /min の分を再熱することによる冷
却エネルギーロスQxは、吹出空気温度を32℃、室温
を22℃、インテリア(Ci1),(Ci2)側への吹出空
気温度を10℃とすると、10HPの空気調和装置で17
426 ×1.5 ×4 /72=7260(Kcal/h)となる。つま
り、全体として、42%のエネルギーロスが生じること
になる。
【0035】一方、同図(b)に示すごとく、暖房定格
風量3.3m3 /min ×4か所の空調空気を供給し、吹
出空気温度を44℃として、暖房能力Qyを等しくした
場合には、同じインテリア(Ci1),(Ci2)への冷風
温度10℃に対し、冷却エネルギーロスQxは、17426
×3.3 ×4 /72=3195(Kcal/h)となる。つまり、全
体として、18%のエネルギーロスとなり、エネルギー
ロスが50%以上低減されることになる。
【0036】さらに、吹出空気温度Tpが高いので、暖
房時におけるコールドドラフトが生じにくいという利点
をも有する。
【0037】特に、上記第1実施例のごとく、風量制御
手段(63A)により、要求能力に応じて第1分岐路
(51)における風量の定格風量に対する強度比を制御
するようにした場合、簡素な制御構成でしかもエネルギ
ーロスを抑制しながら、ペリメータ(Cp)における快
適な暖房を行うことができる。
【0038】なお、上記第1実施例や後述の第2実施例
では、3本配管を用いた熱回収機能により、損失は礼帽
能力のみとなるが、本発明除ける再熱器の構造は冷媒と
の熱交換を利用したものに限定されるものではなく、例
えば電気ヒータや温水コイル等を利用することもでき
る。その場合には、冷房能力の損失だけでなくいったん
冷却した空気を室温まで加熱する分が熱ロスとなるた
め、冷房能力と暖房能力とを合わせた分(2倍)のエネ
ルギーロスが生じることになり、その分本発明によるエ
ネルギーロスの抑制効果が大きい。
【0039】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。
【0040】図6は第2実施例に係る空気調和装置の室
内ユニット(B)の冷媒配管系統を示し、本実施例で
は、再熱ユニット(D)において、上記第1実施例にお
けるキャピラリチュ―ブ(15)及び開閉弁(16)の
代りに電子流量制御弁(EV)が冷媒配管の液管側に配
設されており、この電子流量制御弁(EV)の開度の調
節によって、再熱器(14)の能力を可変に調節しうる
ようになされている。その他の構成及び室外ユニット
(A)の構成は上記第1実施例と同様である。
【0041】また、図7は第2実施例におけるペリメー
タ(Cp)用制御回路の構成を示し、上記各センサ類は
空気調和装置の運転を制御するコントローラ(60)に
接続され、該コントローラ(60)により、室温サーモ
スタット(Tha)、吹出温度センサ(Thp)及び風量セ
ンサ(Wqp)の信号に応じて、空気調和装置の機器、特
に第1ダンパー(Va1)のモータと電子流量制御弁(E
V)とを制御するようになされている。
【0042】ここで、第2実施例におけるペリメータ
(Cp)の運転制御内容について、図8〜10のフロ―
チャ―トに基づき説明する。図8は、初期設定の制御内
容を示し、ステップST1で、冷暖風量比率Rhc(0<
Rhc<1)を設定し、ステップST2で、電源を投入
し、ステップST3で、空気調和装置が運転中か停止中
かを判別し、運転中であれば、ステップST4に進ん
で、冷房運転か暖房運転かを判別し、冷暖房運転のモー
ドに応じ、ステップST5,ST6でそれぞれ冷房運転
又は暖房運転を行う。一方、ステップST3における判
別で、空気調和装置の運転が停止中のときには、ステッ
プST7に移行し、電子流量制御弁(EV)を全閉に、
かつ第1ダンパー(Va1)を全閉にするよう制御する。
【0043】図9はペリメータ(Cp)における冷房運
転時の制御内容を示し、ステップSR1で、電子流量制
御弁(EV)を全閉とし、再熱器(14)が凝縮器とし
て機能しないようにした後、ステップSR2で、上記室
温センサ(Thr)で室温Trを検知し、ステップSR3
で、使用者から設定された設定室温Tsと室温Trとの
差温ΔTrを演算する。
【0044】次に、ステップSR4で、上記図5に示す
差温ΔTr−強度比Rqの特性から求められる冷房定格
風量Qfに対する強度比Rqと、図5に示す冷房定格風
量Qfとの積として、目標風量Qs(=Qf・Rq)を
決定する。そして、ステップSR5で、第1タイマ(T
m1)がカウントアップするまで待ってから、ステップS
R6に進み、ステップSR6で、上記風量センサ(Wq
p)で検出される現在風量Qcを検知し、ステップSR
7で、現在風量Qcと目標風量Qsとの風量差に基づき
第1ダンパー(Va1)の開度を決定して、さらにステッ
プSR8で、第1ダンパー(Va1)がその開度になるよ
うモータを駆動した後、第1タイマ(Tm1)をリセット
する。
【0045】また、図10は暖房運転における制御内容
を示し、ステップSS1,SS2で、室温Trの検知
と、使用者から設定された設定室温Tsと室温Trとの
差温ΔTrの演算とを行って、ステップSS3で、上記
強度比Rqと、暖房定格風量Rhc・Qf(つまり、上記
ステップST1で決定した冷暖風量比率Rhcと冷房定格
風量Qfとの積)との積として目標風量Qsを決定する
(Qs=Qf・Rhc・Rq)。このうち暖房定格風量Q
f・Rhcは、図4の(b)に示すように、冷房運転時の
定格風量Qfよりも小さく設定されている。
【0046】そして、ステップSS4〜SS8で、上記
ステップSR5〜SR9と同様の制御により、吹出空気
の風量を制御する。
【0047】その後、ステップSS9で、第2タイマ
(Tm2)がカウントアップするまで待ってから、ステッ
プSS10で、ペリメータ(Cp)の吹出空気の目標値
Tpsを決定する。つまり、図4の(b)において、室温
Trと設定温度Tsとの差温ΔTから求まるそのときの
要求暖房能力Qyを目標風量Qsで徐して得られる値
を、現在の室温Trに加算することにより、目標吹出温
度Tpsを決定する。
【0048】そして、ステップSS11で、ペリメータ
(Cp)の吹出温度センサ(Thp)の検出値である吹出
空気温度Tpを入力し、ステップSS12で、上記ステ
ップSS4で求めた目標吹出温度Tpsと現在の吹出空気
温度Tpとの差温ΔTpを算出し、ステップSS13
で、この差温ΔTrに応じて電子流量制御弁(EV)の
開度変更量を演算し、ステップSS14で、電子流量制
御弁(EV)のステッピングモータを駆動させた後、ス
テップSS15で、第2タイマ(Tm2)をリセットし
て、制御を終了する。
【0049】上記フローにおいて、ステップSS5及び
SS6の制御により、請求項3の発明にいう風量制御手
段(63B)が構成され、ステップSS10の制御によ
り、請求項3の発明にいう吹出目標値設定手段(64)
が構成され、ステップSS13及びSS14の制御によ
り、請求項3の発明にいう能力制御手段(62)が構成
されている。
【0050】したがって、上記第2実施例では、定格風
量設定手段(61)により、予め暖房定格風量Rhc・Q
fが冷房定格風量Qfよりも小さく設定され、冷暖同時
運転時、風量制御手段(63B)により、ペリメータ
(Cp)の負荷に応じて、第1分岐路(51)における
風量の暖房定格風量Rhc・Qfに対する強度比Rqが制
御される。
【0051】さらに、吹出目標値設定手段(64)によ
り、吹出空気の制御目標値Tpsが、要求暖房能力Qyを
目標風量Qsで除算した値と、現在の室温Trとを加算
した値になるよう設定される。すなわち、図4の(a)
及び(b)から類推されるように、このようにして設定
された吹出空気の制御目標値Tpsは、要求暖房能力Qy
を冷房定格風量Qfに基づいて定まる目標風量で除算し
た値と室温Trとを加算した値よりも、かなり高い値と
なる。
【0052】そして、加熱能力制御手段(62)によ
り、吹出空気温度Tpがこの高い制御目標値になるよう
再熱器(14)の加熱能力が制御されるので、上記第1
実施例に比べ、エネルギーロスを低減しながら、より正
確な室温の制御が可能になり、空調の快適性の向上を図
ることができるのである。
【0053】したがって、図5に示すように、暖房負荷
が小さくなり、ΔTr<0の領域で最低風量となって
も、要求暖房能力が小さくなることから、吹出空気温度
Tpのみで能力制御することが可能になる。すなわち、
より低能力レベルでの能力制御が可能になり、暖房負荷
側の吹出を停止させるサーモオフの回数が少なくなり、
より快適なペリメータ空調を行うことができる。
【0054】次に、請求項4及び5の発明に係る第3実
施例について説明する。本第3実施例においても、冷媒
配管系統の構成は上記第1実施例と略同様であり、制御
についても、第1実施例または第2実施例における制御
内容が適用される。ただし、再熱ユニット(D)の機械
的構成のみが異なり、その部分について、以下に説明す
る。
【0055】図11〜14は、第3実施例における再熱
ユニット(D)の構造を示し、そのケーシング(40)
には、上記第1分岐路(51)の配管が接続され、さら
に、内部において、ケーシング(40)上壁に接して上
記再熱器(14)が配設され、再熱器(14)の下端と
ケーシング(40)下壁とは所定の空間を隔てており、
この空間に、上記第1ダンパー(Va1)が配設されてい
る。該第1ダンパー(Va1)は、上端が再熱器(14)
の側面に沿って水平軸回りに回動自在に取付けられかつ
再熱器(14)の下端から下方に向かって板状に延びる
可動仕切板(42)と、該可動仕切板(42)を上方か
らストッパー(44)に当接させるよう付勢するスプリ
ング(43)と、断面略V字形に形成され、V字の角部
回りに回動自在な一対の板部材からなる折曲部材(4
5)と、該折曲部材(45)の開き角を調節するための
ダンパーモータ(Mp)と、該ダンパーモータ(Mp)
に連結され、上記折曲部材(45)と直行する水平方向
に延びる回転自在なウォームギア(46)と、該ウォー
ムギア(46)に係合して、ウォームギア(46)の回
転に応じ、ウォームギア(46)の軸方向に往復動する
係止部材(47)と、上記折曲部材(45)の開閉時に
一端を案内するための軸ガイド(48)とを備えてい
る。
【0056】すなわち、上記折曲部材(45)のV字の
両上端は上記可動仕切板(42)の下端よりもやや上方
に位置しており、両上端のうち一端はケーシング(4
0)に固定され、他端が上記軸ガイド(48)に沿って
可動に構成されていて、ダンパーモータ(Mp)の回転
に応じてウォームギア(46)が回転すると、係止部材
(47)がウォームギア(46)の軸方向に沿って移動
することにより、折曲部材(45)を開閉させるととも
に、折曲部材(45)が開かれてその可動側上端が上記
ストッパー(44)で係止された状態の可動仕切板(4
2)に当接すると、可動仕切板(42)がスプリング
(43)に抗してストッパー(44)から離れるように
回動する一方、逆に折曲部材(45)が閉じられて可動
仕切板(44)をストッパー(44)に当接させる位置
まで戻った後は、折曲部材(45)と可動仕切板(4
4)との間に所定の空隙を生ぜしめるようになされてい
る。つまり、上記折曲部材(45)により、可動仕切部
材(42)とケーシング(40)壁面との間の空間部
(41)の面積を増減調節するようになされており、こ
の空間部(41)は請求項4の発明にいう空調空気のバ
イパス路であり、折曲部材(45)は面積変更機構とし
て機能するものである。
【0057】図15は、各運転モードに対応して変化す
る折曲部材(45)と可動仕切板(42)との位置の変
化と、その変化による空調空気の流通経路の変化を示
す。まず、ペリメータ(Cp)の冷房運転時には、同図
(a)又は(b)の状態となる。すなわち、冷房負荷が
大きいときには、同図(a)に示すように、折曲部材
(45)はほとんど閉じられ、空間部(41)が略全断
面に亘って開放状態となり、吹出空気は流通抵抗の大き
い再熱器(14)を通過するよりも空間部(41)を介
してペリメータ(Cp)に吹出される。この制御によ
り、請求項4の発明にいうバイパス量制御手段が構成さ
れている。
【0058】また、冷房運転中に冷房負荷が小さくなる
と、同図(b)に示すごとく、折曲部材(45)が空間
部(41)の開放面積を狭めるように開かれ、吹出空気
が再熱器(14)側を流れる割合が増大する。
【0059】一方、冷暖同時運転時には、同図(c)に
示すごとく、折曲部材(45)が開かれて可動仕切板
(42)に当接し、空間部(41)を全閉状態にする。
したがって、この状態では、吹出空気はもっぱら再熱器
(14)を経てペリメータ(Cp)に供給されることに
なる。そして、暖房負荷が小さくなると、同図(d)に
示すごとく、折曲部材(45)はさらに回動して、可動
仕切板(42)を回動させ、吹出空気の流量が絞られ
る。
【0060】したがって、上記第3実施例では、ケーシ
ング(40)内において、空調空気が再熱器(14)を
バイパスするバイパス路である空間部(41)が設けら
れ、折曲部材(45)により、このバイパス路(41)
の通路面積が増減調節される。そして、バイパス量制御
手段により、ペリメータ(Cp)の冷房運転時には空間
部(41)を開放するように第1ダンパー(Va1)が制
御されるので、ほとんどの空調空気が再熱器(14)を
バイパスして空間部(41)を介しバイパスして流通す
る。一方、冷暖同時運転時には空間部(41)を閉じる
ように第1ダンパー(Va1)が制御されるので、利用側
熱交換器(12)で冷却された冷風が再加熱され、ペリ
メータ(Cp)の暖房が行われる。
【0061】その場合、図16に示すように、一般的に
熱交換器の圧力損失は熱交換器入口の風速の増大につれ
て増大する。ところが、暖房運転時には冷房運転時のよ
うに空調空気が再熱器(14)をバイパスすることなく
すべての空調空気が再熱器(14)を通過するので、冷
房運転時と同じ風量の空調空気を供給するとすると、圧
力損失が大きくなり、その結果、室内ファン(F2)の
所要動力が増大する。それに対し、上述のように、冷暖
同時運転時には第1分岐路(51)側の風量が小さくな
るように制御されるので、室内ファン(F2)の所要動
力が冷房運転時と同じ程度となり、よって、製造コスト
の抑制と所要電力の低減とを図ることができる利点があ
る。
【0062】特に、上記第3実施例のごとく、折曲部材
(45)の開閉作動によって可動仕切板(42)を回動
させ、風量の調節機能をもたせた場合には、単一のダン
パーモータ(Mp)で、バイパス作用と風量調節作用と
を行うことができ、構造が簡素化され、コストの低減を
図ることができる。
【0063】次に、上記第3実施例の変形例について、
説明する。図17は変形例における再熱ユニット(D)
の構造を示し、上記第3実施例における可動仕切(4
2)及び折曲部材(45)の代りに、蛇腹部材(45
a)が設けられており、この蛇腹部材(45a)を、再
熱器(14)下方の空間部(41)から再熱器(14)
上流側(下流側でもよい)に亘って伸縮させることで、
同図(a)〜(d)に示すように、上記図15(a)〜
(d)と同様の作用を行わせることができる。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、暖房負荷側空調空間と冷房負荷側空調空間とを
有する建物に配置される空気調和装置において、利用側
熱交換器の送風ファンの通風路から暖房負荷側分岐路を
冷房負荷側分岐路の下流側で分岐させ、暖房負荷側分岐
路に再熱器を介設するとともに、暖房負荷側分岐路に風
量調節機構を配設し、この風量調節機構による冷暖同時
運転時の定格風量を暖房負荷側空調空間の冷房運転時の
定格風量よりも小さく設定したので、いったん利用側熱
交換器で冷却された空調空気を再熱することによるエネ
ルギーロスを抑制することができ、よって、運転効率の
向上を図ることができる。
【0065】請求項2の発明によれば、上記請求項1の
発明において、再熱器の加熱能力を一定に制御するとと
もに、暖房負荷側分岐路における風量の定格風量に対す
る強度比を要求能力に応じた値になるよう風量調節機構
を制御するようにしたので、冷暖同時運転時における風
量の低減作用を利用して、簡素な制御構成でエネルギー
ロスを抑制しながら、暖房負荷側空調空間における快適
空調の快適性を良好に維持することができる。
【0066】請求項3の発明によれば、上記請求項1の
発明において、冷暖同時運転時、暖房負荷側分岐路にお
ける風量の暖房定格風量に対する強度比が暖房負荷側空
調空間の空調負荷に応じた値になるように風量調節機構
を制御するとともに、吹出空気の制御目標値が、要求暖
房能力を目標風量で除算した値と、現在の室温とを加算
した値になるよう設定し、吹出空気温度がこの高い制御
目標値になるよう再熱器の加熱能力が制御するようにし
たので、エネルギーロスを低減しながら、より正確な室
温の制御によって空調の快適性の向上を図ることができ
る。
【0067】請求項4の発明によれば、上記請求項1,
2又は3の発明において、再熱器のケーシング内に吹出
空気が再熱器をバイパスして吹出口まで流通するための
バイパス路と、バイパス路の通路面積を増減変更する面
積変更機構とを設け、暖房負荷側空調空間の冷房運転時
にはバイパス路を開き、冷暖同時運転時にはバイパス路
を閉じるようにしたので、冷暖同時運転時における風量
低減作用とあいまって熱交換器の圧力損失の増大による
送風ファン動力の増大を招くことなく、上記各発明の効
果を発揮することができ、よって、製造コストや所要電
力の増大を回避することができる。
【0068】請求項5の発明によれば、上記請求項4の
発明において、面積変更機構に風量調節機能を併有させ
たので、構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の構成を示すブロック図である。
【図2】第1実施例に係る空気調和装置の室外ユニット
の冷媒配管系統図である。
【図3】第1実施例に係る空気調和装置の室内ユニット
の冷媒配管系統図である。
【図4】ペリメータの冷房運転時及び冷暖同時運転時に
おける定格風量と吹出空気の目標値設定との関係及びエ
ネルギーロスを示す説明図である。
【図5】室温と設定室温との差温に対する目標風量の設
定特性を示す図である。
【図6】第2実施例に係る空気調和装置の室内ユニット
の冷媒配管系統図である。
【図7】第2実施例におけるペリメータ制御部の構成を
示すブロック図である。
【図8】第2実施例における初期設定制御の内容を示す
フロ―チャ―ト図である。
【図9】第2実施例における冷房運転時の制御内容を示
すフロ―チャ―ト図である。
【図10】第2実施例における冷暖同時運転時の制御内
容を示すフロ―チャ―ト図である。
【図11】第3実施例における再熱ユニットの構造を示
す斜視図である。
【図12】第3実施例における再熱ユニットの正面構造
を示す図である。
【図13】第3実施例における再熱ユニットの平面構造
を示す図である。
【図14】上記図12のXIV −XIV 線断面図である。
【図15】第3実施例における再熱ユニット内の空調空
気の流通経路の変化を示す説明図である。
【図16】熱交換器入口の風速に対する熱交換器の圧力
損失の特性を示す図である。
【図17】第3実施例における再熱ユニット内の空調空
気の流通経路の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
12 利用側熱交換器 14 再熱器 41 空間部(バイパス路) 45 折曲部材(面積変更機構) 50 通風路 51 第1分岐路(暖房負荷側分岐路) 52 第2分岐路(冷房負荷側分岐路) 53 第3分岐路(冷房負荷側分岐路) 61 定格風量設定手段 62 加熱能力制御手段 63 風量制御手段 64 吹出目標値設定手段 Cp ペリメータ(暖房負荷側空調空間) Ci インテリア(冷房負荷側空調空間) Va1 第1ダンパー(風量調節機構) Tha 室温サーモスタット(負荷検出手段) Thr 室温センサ(室温検出手段) Thp 吹出温度センサ(吹出温度検出手段) Wqp 風量センサ(風量検出手段)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 暖房負荷側空調空間(Cp)と冷房負荷
    側空調空間(Ci)とを有する建物に配設され、送風フ
    ァン(F2)による通風路(50)から上記暖房負荷側
    空調空間(Cp)に通ずる暖房負荷側分岐路(51)を
    上記冷房負荷側空調空間(Ci)に通ずる冷房負荷側分
    岐路(52)よりも下流側で分岐させ、上記通風路(5
    0)の冷房負荷側分岐路(52)との分岐点よりも上流
    側に蒸発器として機能可能な利用側熱交換器(12)を
    配設する一方、暖房負荷側分岐路(51)に空調空気を
    再加熱するための再熱器(14)を配置し、暖房負荷側
    空調空間(Cp)で暖房を冷房負荷側空調空間(Ci)
    で冷房を同時に行う冷暖同時運転が可能に構成された空
    気調和装置において、 上記暖房負荷側分岐路(51)の風量を調節する風量調
    節機構(Va1)と、 該風量調節機構(Va1)で調節される上記暖房負荷側分
    岐路(51)の定格風量を、上記冷暖同時運転時では、
    暖房負荷側空調空間(Cp)の冷房時の定格風量よりも
    小さくするよう設定する定格風量設定手段(61)とを
    備えたことを特徴とする空気調和装置の運転制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の空気調和装置の運転制御
    装置において、 暖房負荷側空調空間(Cp)における要求能力を検出す
    る負荷検出手段(Thr)と、 該負荷検出手段(Thr)の出力を受け、上記風量調節機
    構(Va1)を駆動して、上記暖房負荷側分岐路(51)
    の風量と定格風量との強度比を、暖房負荷側空調空間
    (Cp)の要求能力に応じた値とするよう制御する風量
    制御手段(63A)とを備えたことを特徴とする空気調
    和装置の運転制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の空気調和装置の運転制御
    装置において、 暖房負荷側空調空間(Cp)における要求能力を検出す
    る負荷検出手段(Thr)と、 該負荷検出手段(Thr)の出力を受け、上記風量調節機
    構(Va1)を駆動して、上記暖房負荷側分岐路(51)
    の風量と定格風量との強度比を、暖房負荷側空調空間
    (Cp)の要求能力に応じた値とするよう制御する風量
    制御手段(63B)と、 暖房負荷側空調空間(Cp)の室温を検出する室温検出
    手段(Thr)と、 該室温検出手段(Thr)の出力を受け、上記冷暖同時運
    転時、暖房負荷側空調空間(Cp)の吹出空気温度の制
    御目標値と現在室温との差値を、要求暖房能力を上記風
    量制御手段(63A)で制御される風量で除算した値に
    するよう設定する吹出目標値設定手段(64)と、 暖房負荷側空調空間(Cp)への吹出空気の温度を検出
    する吹出温度検出手段(Thp)と、 該吹出温度検出手段(Thp)の出力を受け、暖房負荷側
    空調空間(Cp)への吹出空気温度が上記吹出目標値設
    定手段(64)で設定された制御目標値になるよう上記
    再熱器(14)の加熱能力を制御する加熱能力制御手段
    (62)とを備えたことを特徴とする空気調和装置の運
    転制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3記載の空気調和装置
    の運転制御装置において、 再熱器(14)のケーシング(40)内に設けられ、吹
    出空気が再熱器(14)をバイパスして吹出口まで流通
    するためのバイパス路(41)と、 該バイパス路(41)の通路面積を増減変更する面積変
    更機構(45)と、 暖房負荷側空調空間(Cp)の冷房時にはバイパス路
    (41)の通路を開き、冷暖同時運転時にはバイパス路
    (41)の通路を閉じるよう上記面積変更機構(45)
    を制御するバイパス量制御手段とを備えたことを特徴と
    する空気調和装置の運転制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の空気調和装置の運転制御
    装置において、 面積変更機構(45)は、風量調節機能を有するもので
    あることを特徴とする空気調和装置の運転制御装置。
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