JPH07104019B2 - 水熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いた空気調和設備 - Google Patents
水熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いた空気調和設備Info
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- JPH07104019B2 JPH07104019B2 JP19745191A JP19745191A JPH07104019B2 JP H07104019 B2 JPH07104019 B2 JP H07104019B2 JP 19745191 A JP19745191 A JP 19745191A JP 19745191 A JP19745191 A JP 19745191A JP H07104019 B2 JPH07104019 B2 JP H07104019B2
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Description
熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いて電力消費の
平準化を図った省エネルギー空調設備に関する。
物内の空調対象室に配置したフアンコイルユニットや水
熱源ヒートポンプユニットに循環させる水熱源空調方式
が普及している。周知のように,前者は空調用コイル
(空気対水熱交換器)に蓄熱水槽内の冷温水を循環させ
るものであり,後者はヒートポンプユニットの水側熱交
換器に熱源水を循環させ,この水側熱交換器を凝縮器ま
たは蒸発器とし,空気側熱交換器を蒸発器または凝縮器
としたヒートポンプの稼働によって,該熱源水を熱源と
して空気側熱交換器で冷風または温風を得るものであ
る。前者はユニットが廉価に済むという利点を有し,ま
た後者のヒートポンプユニットを配置する場合には建物
内の廃熱回収や冷房運転と暖房運転が共存するような場
合に熱の総合的な利用が行える等の有利な面を有してい
る。
源方式では夏期および冬期には蓄熱水槽に冷熱または温
熱を蓄えることが必要である。このための熱源機器は不
可欠であり,一般に冷凍機,冷却塔およびボイラーが常
設される。したがって,熱源機器のための機械室や設備
が大掛かりとなり,蓄熱水槽も比較的大きなものが構築
されるので,建物内で空調用設備が占める割合が比較的
大きくなるという問題がある。
て個別制御性の優れた空調システムが求められ,互いに
独立した空調ゾーン毎に負荷に応じて応答性よく制御が
できることが必要とされるが,フアンコイルユニット方
式では即応できない場合もある。加えて最近ではエネル
ギーの安定供給という社会的な面から空調用消費電力の
平準化(特に夏期のピークカット,ピークシフト)が重
要な課題となっておりこの課題に対処できるより有効な
ビル空調が求められている。本発明はこのような課題を
解決することを目的としたものである。
する水側熱交換器と空気が通流する空気側熱交換器との
間で冷媒配管してヒートポンプを形成してなる空気調和
機内に,熱源水が通水する空調用コイルを設置し,該水
側熱交換器と空調用コイルのいずれか一方だけに熱源水
を通水する回路と両者ともに通水する回路とを切換え可
能に形成してなる水熱源空気調和機ユニットを提供す
る。
と,この熱源水を加熱または冷却するための熱源装置
と,循環供給される該熱源水を熱源として各室を個別空
調するための水熱源空気調和機ユニット群とからなる空
気調和設備において,該熱源装置が該熱源水が通水する
水側熱交換器と外気が通流する空気側熱交換器との間で
冷媒配管してヒートポンプを形成してなるヒートポンプ
装置からなり,該水熱源空気調和機ユニットが,熱源水
が通水する水側熱交換器と空気が通流する空気側熱交換
器との間で冷媒配管してヒートポンプを形成してなる空
気調和機内に,熱源水が通水する空調用コイルを設置
し,該水側熱交換器と空調用コイルのいずれか一方また
は両者に熱源水を通水する回路を切換え可能に形成した
ユニットからなることを特徴とする空気調和設備を提供
する。
ト1(以下,空調ユニット1と略称することがある)を
建物内に配置してなる空調システムの全体構成を示した
ものである。空調ユニット1はフアンコイルユニット
(FC)とヒートポンプユニット(HP)を組み合わせ
からなる。その詳細な構造については後述する。
天井裏に配置されている。各空調ユニット1には蓄熱水
槽2内の冷温水(熱源水)が二次側ポンプ3によって往
管4を通じて供給され,還管5を通じて蓄熱水槽2内に
戻される。
7と空気側熱交換器8との間で冷媒配管してヒートポン
プを形成してなるヒートポンプ装置である。水側熱交換
器7には蓄熱水槽2内の熱源水が一次側ポンプ9によっ
て通水され,水側熱交換器7が凝縮器として機能してい
るときはここで加熱され,また蒸発器として機能してい
るときは冷却されて,蓄熱水槽2に戻される。空気側熱
交換器8は外気が通流され,水側熱交換器7が凝縮器の
場合は蒸発器となり,外気から抜熱する。また水側熱交
換器7が蒸発器の場合は凝縮器となり,外気に放熱す
る。すなわち熱源装置としてのヒートポンプ装置6は,
外気を熱源として温水と冷水のいずれも作ることができ
る可逆式ヒートポンプであり,本発明設備では冷凍機や
冷却塔,さらにはボイラー等は付設されていない。熱源
用ヒートポンプ装置6の稼働は後述のように夜間電力を
利用して稼働される。
に従う空調ユニット1を図解して示したものである。F
C部分では,熱源水が通水する水対空気熱交換器(空調
用コイル) 10が機内の空気通路に配置される。HP部分
では,熱源水が通水する水側熱交換器11と機内の通気通
路に配置される空気側熱交換器12との間において,圧縮
機13, 四方弁14, 膨張弁15を介して冷媒配管され,これ
によって可逆式ヒートポンプが形成される。すなわち,
冷房運転時の空気側熱交換器12が蒸発器として機能する
場合には,四方弁14の切換えによって,圧縮機13→四方
弁14→水側熱交換器11 (凝縮器) →膨張弁15→空気側熱
交換器12 (蒸発器) →四方弁14→圧縮機13の冷媒循環路
が形成され,暖房運転時の空気側熱交換器12が凝縮器と
して機能する場合には,四方弁14の切換えによって,圧
縮機13→四方弁14→空気側熱交換器12 (蒸発器) →膨張
弁15→水側熱交換器11(凝縮器) →四方弁14→圧縮機13
の冷媒循環路が形成される。
て還気 (室内からの戻り空気) が導入されると共に, 蓄
熱水槽2からの熱源水がFCの空調用コイル10とHPの
水側熱交換器11の一方だけ,或いは両者ともに切換え可
能に往管4から供給される。この切換えは図示の例では
三方弁18によって行われるようになっている。すなわち
各空調ユニット1への熱源水入口管 (往管) に三方弁18
を取り付け, この三方弁18の一方の出口管19を空調用コ
イル10の入口に,他方の出口管20を水側熱交換器11に入
口に接続すると共に,空調用コイル10の出口管21を水側
熱交換器11の入口管に接続し,水側熱交換器11の出口管
22を還管5に接続してある。これにより三方弁18を切換
動作することによって,三方弁18→空調用コイル10→水
側熱交換器11の通流路と,三方弁18→水側熱交換器11の
通流路とが任意に形成できる。
との組み合わせによって,次のような運転モードを選択
できる。 運転モード 三方弁18の水路 圧縮機13の発停 FCだけの運転 4→19 OFF FC+HPの運転 4→19 ON HPだけの運転 4→20 ON 温水時の冷房運転 4→20 ON 送風運転 4→20 OFF ここで,温水時の冷房運転とは,暖房シーズンにおいて
温水を蓄熱している状態で或る空調ユニット1では冷房
運転をすることが必要とされる場合である。最近のビル
ではOA機器類の発熱によって, 暖房シーズンでも或る
室だけを冷房することが求められる場合が多い。送風運
転とは,空気を加熱または冷却することなく送風だけを
必要とする場合であり,扇風機効果や換気作用を得る場
合に有利となる。
ル10と空気側熱交換器12の配置関係を示したものであ
る。空調ユニット1の機内に配置されたフアン24の駆動
によって形成される機内空気通路に,図示のように互い
にほぼ等しい通気断面積を有する空調用コイル10と空気
側熱交換器12を重ね合せて配置する。図例では空気通路
の上流側に空調用コイル10を, 下流側に空気側熱交換器
12を配置してあり,空調用コイル10の全断面積を通過し
た空気がそのまま等断面積の空気側熱交換器12に導かれ
るようにしてある。これによって,通流空気全体を均等
に加熱または冷却することができる。そして,空調用コ
イル10と空気側熱交換器12は共通のドレンパン25をそれ
らの下方に備えており,運転モードが異なってもドレン
処理は一本化できるようにしてある。
例を示しており,分離可能な二つのケーシング26と27を
用いて機内空気通路を形成したものである。上流側の一
方の一つのケーシング27にはフイルタ17だけを配置し,
下流側の本体ケーシング26内にはFCとHPを形成する
に必要な機器類を収納する。場合によっては, 図5に示
したように,フイルタ用のケーシング27は,フレキシブ
ルダクト28を介して他方の本体ケーシング26に接続す
る。本体ケーシング26においては,空調用コイル10と空
気側熱交換器12とを空気通路において直列に配置し,水
側熱交換器11は機内の通流空気の流路とは外れた位置
(図例ではフアン24の下方) に配置する。また圧縮機は
ケーシング26内に仕切壁を用いて形成した圧縮機室 (例
えばフアン24の側方) に配置する。フアン24は一台でF
CとHPの共用とすることができる。
1の機器配置構造を示したものであり,同一ユニットに
おける平面を図6に,X−X断面を図7に,側断面を図
8に示した。図6に見られるように,圧縮機13はフアン
24の側方に独立して形成した圧縮機室30内に収納され,
また水側熱交換器11はフアン24の下方に配置されてい
る。この水側熱交換器11は二重管コイルからなり,内管
に熱源水が外管に冷媒が通水される。空調用コイル10と
水側熱交換器11はいずれもフインチューブ熱交換器であ
る。31はフアンモータ, 32は空気取入口, 33は空気吐出
口を示す。図6〜8において,図2〜図5と同じ参照数
字で示してた部材は先に説明したものに対応している。
なお34はドレンポンプであり,ドレンパン25で集液した
ドレンをいったんドレン溜35に集め, これをドレンポン
プ34によって機外に排出するようにしてある。ドレンパ
ン25は圧縮機室30を除く全底面をカバーしており,水側
熱交換器11で形成することもあるドレンもドレン溜35に
集液される。またフイルタ17は高性能フイルタが使用さ
れている。圧縮機13 (図6)は,図示されてはいないが
本体底部に取り付け板を固定し,この取り付け板をベー
ス板に載せ, ベース板は断熱材の上に設置してあり,圧
縮機本体と取り付け板を一体にして必要なときに取替え
可能にしてある。
よびこれを用いた空調設備においては,夜間の安価な深
夜電力を利用して熱源用ヒートポンプ装置6(図1)を
稼働して蓄熱水槽2に蓄熱し,各階に分散配置された空
調ユニット1がそれぞれ個別に必要な空調運転を行って
夜間に蓄えられた熱を活かして昼間の空調を行う。例え
ば夏期における運転パターンの一例を挙げると,夜間電
力を利用して蓄熱水槽2内に7℃の冷水を蓄える。昼間
ではこの冷水を空調ユニット1のFCで先ず利用し,F
Cから12℃で出てきた冷水を今度はHPの冷却水として
利用し,17℃で蓄熱水槽2に戻す。これによって,日中
の電力消費のピーク時に熱源の電力消費を従来の半分に
することが可能となり,電力ピークカット,ピークシフ
トを実現することができる。
6を稼働して蓄熱水槽2内に45℃の温水を蓄える。空調
ユニット1ではこの蓄熱水槽から汲み上げた45℃の温水
を初めFCが利用する。そしてFCから40℃で出てき
た温水を今度をHPが熱源水として利用して暖房を行
う。そのさい,HPは熱源水温度が高いために大きな能
力となる。これによって間欠空調運転において発生する
大きな予熱暖房負荷にも対処することができる。また冬
期でも冷房要求がある場合にはFCを停止しHPのみを
冷房モードで運転し熱源水を冷却水として利用する。こ
れによって熱源水は排熱で加温されるが,これは蓄熱水
槽に戻され,暖房に有効利用される。
る空調システムが構築できる。 (1) 全電化空調システムであるため,安全でクリーンな
空調が実現でき,地球環境保全にも対応できる。 (2) 必要な時間だけまた必要な場所だけ個別空調がなさ
れ,一台毎の温度調節により過温過冷の無駄がなく,大
型機に見られる小負荷時の効率低下がないので省エネル
ギー性に優れる。 (3) 安価な夜間電力の利用ができ,また各ユニットでの
利用温度差が大きいので水の搬送動力を半減できること
からランニングコストが低減する。 (4) 機械室面積が減るので建物の有効面積を増やすこと
ができる。 (5) 夜間蓄熱を有効利用することによって昼間の消費電
力のピークカット,ピークシフトができる。
図である。
統図である。
交換器の配置状態を示す斜視図である。
である。
面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 熱源水が通水する水側熱交換器と空気が
通流する空気側熱交換器との間で冷媒配管してヒートポ
ンプを形成してなる空気調和機内に,熱源水が通水する
空調用コイルを設置し,該水側熱交換器と空調用コイル
のいずれか一方だけに熱源水を通水する回路と両者とも
に通水する回路とを切換え可能に形成してなる水熱源空
気調和機ユニット。 - 【請求項2】 ヒートポンプの空気側熱交換器と空調用
コイルとは実質的に等しい通気断面積を有し,ユニット
内を通過する空気通路内に両者が直列に配置される請求
項1に記載の水熱源空気調和機ユニット。 - 【請求項3】 熱源水を蓄える蓄熱水槽と,この熱源水
を加熱または冷却するための熱源装置と,循環供給され
る該熱源水を熱源として各室を個別空調するための水熱
源空気調和機ユニット群とからなる空気調和設備におい
て, 該熱源装置が,該熱源水が通水する水側熱交換器と外気
が通流する空気側熱交換器との間で冷媒配管してヒート
ポンプを形成してなるヒートポンプ装置からなり, 該水熱源空気調和機ユニットが,熱源水が通水する水側
熱交換器と空気が通流する空気側熱交換器との間で冷媒
配管してヒートポンプを形成してなる空気調和機内に,
熱源水が通水する空調用コイルを設置し,該水側熱交換
器と空調用コイルのいずれか一方または両者に熱源水を
通水する回路を切換え可能に形成したユニットからな
る, ことを特徴とする空気調和設備。 - 【請求項4】 水熱源空気調和機ユニットは各々が受け
持つ空調対象室の負荷に応じて個別運転され,各々は該
負荷の大きさに応じて空調用コイル単独運転モード,ヒ
ートポンプ単独運転モード,空調用コイルとヒートポン
プの併用運転モードのいずれかに制御される請求項3に
記載の空気調和設備。 - 【請求項5】 熱源装置は夜間電力を利用して稼働され
る請求項3または4に記載の空気調和設備。 - 【請求項6】 熱源装置および空気調和機ユニットのヒ
ートポンプはいずれも水側熱交換器が凝縮器または蒸発
器のいずれにも機能するように冷媒回路を切換え可能に
形成した可逆式ヒートポンプである請求項3,4または
5に記載の空気調和設備。 - 【請求項7】 水熱源空気調和機ユニットは天井裏空間
に配置される請求項3,4,5または6に記載の空気調
和設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19745191A JPH07104019B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 水熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いた空気調和設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19745191A JPH07104019B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 水熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いた空気調和設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05118595A JPH05118595A (ja) | 1993-05-14 |
JPH07104019B2 true JPH07104019B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=16374729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19745191A Expired - Lifetime JPH07104019B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 水熱源空気調和機ユニットおよびこれを用いた空気調和設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07104019B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007046796A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和装置 |
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JPH07317930A (ja) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Nippon P-Mac Kk | 閉止機構を有する三方弁及び空気調和設備 |
JP4869873B2 (ja) * | 2006-11-07 | 2012-02-08 | 高砂熱学工業株式会社 | 空調システムおよび空調システムの制御方法 |
CN104929965B (zh) * | 2015-06-30 | 2017-10-20 | 西安交通大学 | 具有边壁喷水管的喷雾轴流风机 |
JP2017110892A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社コロナ | ヒートポンプ装置 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19745191A patent/JPH07104019B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2007046796A (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-22 | Toshiba Kyaria Kk | 空気調和装置 |
JP4641228B2 (ja) * | 2005-08-05 | 2011-03-02 | 東芝キヤリア株式会社 | 空気調和装置 |
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JPH05118595A (ja) | 1993-05-14 |
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