JPH10227483A - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
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- JPH10227483A JPH10227483A JP9031926A JP3192697A JPH10227483A JP H10227483 A JPH10227483 A JP H10227483A JP 9031926 A JP9031926 A JP 9031926A JP 3192697 A JP3192697 A JP 3192697A JP H10227483 A JPH10227483 A JP H10227483A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Abstract
によって加熱または冷却される。熱交換コイル18の下
流側には、エアワッシャ20が設けられ、そこにおいて
空気は加湿および有害ガスなどの除去がなされる。エア
ワッシャ20で加湿された空気は、冷却コイル22で目
標温度まで冷却される。このとき空気中の有害ガスなど
は、凝縮水によってさらに捕獲される。また、熱交換コ
イル18と加熱コイル24とは、分岐管64および66
によって接続され、熱交換コイル18と加熱コイル24
との間において媒体の授受が可能にされる。 【効果】 高湿度の空気が安定的に得られるので、冷却
後の空気を加熱するだけの制御でよく、したがって、比
較的安価な温度センサを適用できる。しかも、エアワッ
シャと冷却コイルとを併用することによって、空気中の
有害ガスなどは効果的に除去し得る。また、エネルギ消
費を抑制できる。
Description
特にたとえば機械室等に設置されて、装置内に導かれた
空気を所望の温湿度に調整し、浄化する、エアハンドリ
ングユニット型の空気調和装置に関する。
平成5年11月2日に出願公開された特開平5−288
390号公報によって開示される。この従来技術は、空
調対象域へ送出する調整後の空気の状態すなわち温湿度
をセンサで検出し、その検出結果および外気状態(外気
の温湿度)に応じて、加湿手段に関連して配置される予
熱手段または冷却手段を制御するようにして、蒸気加湿
手段を不要としながら目標温湿度状態の調整空気を精度
よく得るように構成したものである。
選択されたときには、調整空気の状態に基づき、加湿空
気の絶対湿度が目標値となるように予熱手段の出力を調
整し、得られた目標絶対湿度の加湿空気を再熱手段で再
熱して、目標温湿度の空気を得るようにし、他方、夏期
モードが選択されたときには、調整空気の状態に基づい
て冷却手段を制御し、目標絶対湿度の冷却除湿空気を得
るようにするとともに、その目標絶対湿度の冷却除湿空
気を再熱手段で再熱するようにしている。また、中間期
モードが選択されたときには、予熱手段により、加湿空
気の絶対湿度が目標絶対湿度よりも充分に高くなるよう
に予熱し、冷却除湿による絶対湿度調整を可能にした上
で、夏期運転モードと同様の処理がなされる。
ードが選択された際、冷却手段で加熱後の外気を一気に
目標絶対湿度を得ることのできる温度まで冷却除湿する
ので、エネルギ消費が著しく大きく不経済であり、冬期
モードでは加湿後の空気を冷却除湿しないので、有害ガ
スの除去の効果が増幅されないといった欠点があった。
相対湿度および温度を検出することによって、調整空気
(および外気)の状態を把握するように構成されてお
り、また夏期および中間期モードの冷却後の空気の露点
温度を検出する手段には、露点温度センサ(露点温度発
振器)が一般に適用される。しかしながら、これらの相
対湿度を検出するセンサや露点温度センサは非常に高価
である上、精度も悪く(最適条件下で±1℃)、しかも
取り扱いが非常に面倒であるといった欠点があった。
通過した空気を飽和状態近くまで加湿する手段としてワ
ッシャが用いられ、このワッシャによる導入外気中の塵
埃や有害ガス等の除去が期待されるところであるが、実
際の効果については不明である。それゆえに、この発明
の主たる目的は、所望の温湿度の空気を安定的かつ容易
に得ることができるとともに、省資源化に優れ、しか
も、通年にわたって空気中の塵埃や有害ガス等を効果的
に除去し得る、空気調和装置を提供することである。
または冷却して空気を目標温度よりも高い温度に設定す
る熱交換手段、熱交換手段を通過した空気に水を噴霧し
て空気を加湿する噴霧加湿手段、噴霧加湿手段で加湿し
た空気を目標温度まで冷却する冷却手段、冷却手段で冷
却した空気を必要に応じて加熱する加熱手段、噴霧加湿
手段,冷却手段および加熱手段の各々に関連して設けら
れて対応する位置における空気の温度を検出する温度検
出手段、および加熱手段と熱交換手段とを連結して加熱
手段と熱交換手段との間において熱交換のための媒体の
授受を行う接続管を備え、さらに接続管に関連して設け
られ、温度検出手段の検出結果に基づいて加熱手段およ
び熱交換手段を制御する制御手段を備える、空気調和装
置である。
手段と熱交換手段とを連結する接続管による媒体の移動
が許容され、したがって、加熱手段と熱交換手段との間
において媒体(エネルギ)の授受が可能にされる。つま
り、熱交換手段において空気(外気)から媒体に移動し
た熱エネルギは、その接続管を通して、加熱手段に供給
され、その熱エネルギによって、冷却手段を通過した冷
却後の空気が目標温度まで加熱される。一方、加熱手段
において、冷却後の空気に熱エネルギを奪われ、温度が
低下した媒体は、再び接続管を通して、熱交換手段に供
給されて、空気(外気)を冷却する冷媒として機能す
る。なお、冬期(または中間期)運転モードが選択され
たときには、加熱手段と熱交換手段との間においてエネ
ルギすなわち媒体の授受は不能化される。
加湿手段で飽和曲線の近傍まで加湿され、そして浄化さ
れる。すなわち、空気流中に噴霧された水(噴霧水)
は、空気中に含まれる塵埃や有害ガス等を取り込み、熱
交換手段と噴霧加湿手段とを仕切るマット状の隔壁によ
って捕獲される。噴霧加湿手段において除去し得なかっ
た塵埃、特に有害ガスは、空気流に載って冷却手段に導
かれ、そこにおいても除去される。すなわち、冷却手段
において、加湿後の空気は目標絶対湿度に対応する温度
(目標温度)まで冷却(除湿)され、それによって、空
気中の水分は凝縮し、発生した凝縮水によって、当該塵
埃や有害ガス等は捕獲されるのである。
入された空気を飽和効率に優れるエアワッシャなどの噴
霧加湿手段で加湿し、そして、加湿後の空気を目標温度
まで冷却するようにしたので、期待する高湿度(相対湿
度96〜97%程度)の空気は容易に得ることができ
る。したがって、冷却後の空気を所望の温度まで加熱す
るだけの制御でよいので、従来のように、露点温度セン
サや相対湿度を検出するセンサを設ける必要がなく、し
たがって安価であり、しかも高精度の温度センサ(温度
検出手段)を用いることができる。
ギが消費される夏期運転モード時に、熱交換手段におい
て空気から媒体に移動した熱エネルギを加熱手段で加熱
エネルギとして利用し、そして、加熱手段において熱エ
ネルギを奪われた媒体を熱交換手段において冷却用媒体
として用いるようにしたので、エネルギ消費の少ない、
経済性に優れた空気調和装置が実現できる。
することによって、空気(外気)中の塵埃や有害ガスな
どの除去効果を高めるので、クリーンな空気を通年にわ
たって得ることができる。この発明の上述の目的,その
他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下
の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
ハウジング12を含み、このハウジング12の右側面に
は外気口14が、左側面には給気口16が、それぞれ形
成される。そして、ハウジング12の内部には、熱交換
コイル18,エアワッシャ20,冷却コイル22および
加熱コイル24が、空気の流れ方向において上流側から
この順で設けられる。なお、給気口16には、図示しな
い給気ファンが接続され、その給気ファンによって、外
気(空気)が外気口14からハウジング12内に取り込
まれる。
ャ20に関連して温度センサ(温度検出手段)26aが
設けられ、さらにその下流側には、冷却コイル22に関
連して温度センサ26bが、加熱コイル24に関連して
温度センサ26cが、それぞれ配置される。すなわち、
温度センサ26aはエアワッシャ20を通過した加湿後
の空気の温度を検出し、温度センサ26bは冷却コイル
22を通過した冷却後の空気の温度を検出し、温度セン
サ26cは加熱コイル24を通過した加熱後の空気の温
度を検出する。そして、各温度センサがコントローラ2
8のAI(Analog Input)端子28aに接続される。つま
りコントローラ28には、各温度センサの出力(検出結
果)が与えられる。
ての熱交換コイル18によって、加熱または冷却され
る。すなわち、熱交換コイル18は、配管30および3
2によって、図示しない温熱源および冷熱源に接続さ
れ、したがって、両熱源と熱交換コイル18との間にお
いて媒体(温水や冷水等)の授受が可能にされる。ま
た、配管30および32の所定位置には、媒体の通過流
量を規制する開閉弁34および制御弁36が、それぞれ
配置され、開閉弁34がコントローラ28のDO(Digit
al Output)端子28cに接続され、制御弁36がAO(A
nalog Output) 端子28bに接続される。そして、熱交
換コイル18によって調整(加熱または冷却)された空
気は、続くエアワッシャ20によって加湿および除塵さ
れる。
よくわかるように、複数の噴霧ノズル38を含み、この
実施例において、噴霧ノズル38からは、空気の流れ方
向に逆行するようにして所定量の水が所定圧力で噴霧さ
れる。噴霧ノズル38からの噴霧水は空気流と接触し、
噴霧水と空気との間において、熱交換および水分移動
(蒸発)が行われる。また、噴霧水は、空気中の塵埃や
有害ガス(たとえばSO 2 ,NO2 ,NH3 など)と衝
突し、それらを除去する。なお、この実施例では、水−
空気比が0.5〜0.7程度のエアワッシャを用いた。
び42で捕獲されるまたは蒸発する。そして、捕獲噴霧
水は、隔壁40を伝って流下し、水槽44に捕らえられ
た後、再びポンプ46によって汲み上げられて、噴霧ノ
ズル38から空気中に噴霧される。隔壁40および42
には、噴霧水とともに、空気中に含まれる塵埃や有害ガ
スが吸着し、したがって、その塵埃や有害ガス等は、捕
獲された噴霧水とともに隔壁40および42を伝って流
下する。また、隔壁42の下流位置には、噴霧水が空気
流に載って機外に搬出されるのを防止するエリミネータ
48が配置され、このエリミネータ48によって噴霧水
は捕獲される。
は、冷却手段としての冷却コイル22によって、目標絶
対湿度に対応する温度(目標温度)まで冷却される。つ
まり、冷却コイル22は、配管50および52によって
図示しない冷熱源に接続され、その配管58には、コン
トローラ28のAO端子28bに接続されて、コントロ
ーラ28に制御される制御弁58が配置される。
なかった空気中の塵埃や有害ガス等は、この冷却コイル
22でさらに除去される。すなわち、塵埃などを含むか
つ充分に加湿された空気は、冷却コイル22で冷却され
ることによって、空気中の水蒸気は凝縮し、その凝縮水
が冷却コイル22の表面などを伝って流下する。この凝
縮水によって、空気中の塵埃や有害ガス等は捕獲される
のである。
は、加熱手段としての加熱コイル24を通して、必要に
応じて加熱される。加熱コイル24は、配管54および
56によって、図示しない温熱源に接続され、さらに、
配管54には開閉弁60が、配管56には制御弁62
が、それぞれ設けられる。そして、開閉弁60がコント
ローラ28のDO端子28cに接続され、制御弁62が
AO端子28bに接続される。
は、さらに、図1からよくわかるように、加熱コイル2
4と熱交換コイル18とを連結する分岐管(接続管)6
4および66が接続され、したがって、熱交換コイル1
8と加熱コイル24との間において媒体の授受が可能に
される。そして、分岐管64の所定位置には開閉弁68
とインバータによって制御される循環ポンプ70とが、
分岐管66の所定位置には開閉弁72が、それぞれ配置
され、開閉弁68および72がコントローラ28のDO
端子28cに、インバータがAO端子28bに、それぞ
れ接続される。これら開閉弁68および72,ならびに
循環ポンプ70によって、分岐管64および66を通過
する媒体の流量などが制御される。すなわち、開閉弁6
8および72,ならびに循環ポンプ70は制御手段を形
成する。
(調整空気)は、図示しない給気ファンによって、給気
口16から排出され、ダクトなどを介して、室内などに
供給される。このような空気調和装置10の一般的な動
作を図2および図3に示す湿り空気線図に従って詳述す
る。なお、図2および図3における〜は、図1にお
ける〜に対応するものであって、は外気口14付
近の空気,は熱交換コイル18を通過した空気,は
エアワッシャ20による加湿後の空気,は冷却コイル
22を通過した空気,は加熱コイル24を通過した空
気を、それぞれ意味する。
(夏期)運転モードが選択されると、コントローラ28
は、熱交換コイル18の開閉弁34および制御弁36、
ならびに加熱コイル24の開閉弁60および制御弁62
を閉鎖し、冷却コイル22の制御弁58,分岐管64の
開閉弁68および分岐管66の開閉弁72を開放する制
御信号を、対応する各々の開閉弁および制御弁に対して
出力する。したがって、熱交換コイル18と加熱コイル
24との間において熱交換のための媒体の授受が可能に
される。コントローラ28は、さらに、温度センサ26
aおよび26cの出力(検出結果)に基づいて、インバ
ータの出力周波数を調整し、循環ポンプ70の回転数を
制御する。
よって外気口14から取り込まれた空気は、熱交換コイ
ル18において、加熱コイル24または冷熱源(図示せ
ず)からの媒体(冷水など)によって、エアワッシャ2
0を通過後の空気温度が所定の温度(T1 )となるよう
に、適度に冷却される。つまり、加熱コイル24では、
媒体のもつ熱エネルギが冷却コイル22を通過した空気
に移動し、それによって冷却後の空気が所定温度
(T3 )またはその近傍まで加熱される。したがって、
加熱コイル24からは、分岐管66を通して、熱エネル
ギを奪われた低温度の媒体が熱交換コイル18に対して
供給され、この媒体は、熱交換コイル18において、冷
却用媒体として用いられる。
の温度T1 は、図2(A)および図2(B)の如く、熱
負荷の大きさによって変化する。つまり温度T1 は温度
T2以上であればよく、T2 以下となるのは冬期運転モ
ードが必要な時期である。熱交換コイル18において冷
却された空気は、エアワッシャ20で加湿および除塵さ
れる。上述したように、エアワッシャ20は、噴霧水を
冷却も加熱もせずに循環させるので、噴霧ノズル38か
ら噴霧される噴霧水は、エアワッシャ20の入口すなわ
ち熱交換コイル18を通過した空気(図1および図2に
おいてに示す空気)の湿球温度(断熱飽和温度)に等
しくなる。つまり、エアワッシャ20を通過した空気
は、図2の〜に示すように、湿球温度一定の線上を
変位し、飽和曲線Cに接近する。
された空気は、冷却コイル22を通して、目標温度(T
2 )まで冷却(除湿)される。つまり、コントローラ2
8は、冷却コイル22を通過した空気の温度が、要求さ
れる目標絶対湿度線の温度となるように、温度センサ2
6bの出力に基づいて、制御弁58を制御する。したが
って、冷却コイル22に導かれた空気は飽和曲線Cにほ
ぼ平行に変位し、その状態が図2の〜で表される。
イル24において、所望の温度(T 3 )まで加熱され
る。上述したように、加熱コイル24には、分岐管64
を通して、熱交換コイル18からの媒体が供給され、し
たがって、熱交換コイル18において、空気(外気)か
ら媒体に移動した熱エネルギは、加熱コイル24に与え
られる。その熱エネルギによって、冷却後の空気は所定
温度(T3 )まで加熱される。このとき、絶対湿度(露
点温度)は、図2の〜に示すように、変化すること
がないので、所望の温度,湿度の空気を容易に得ること
ができる。
18からの媒体で所望の温度(T3)まで加熱できない
と判断したときには、加熱コイル24の開閉弁60およ
び制御弁62を開放し、図示しない温熱源からの媒体を
加熱コイル24に供給するように構成する。一方、暖房
(冬期)運転モード(または中間期運転モード)が選択
された際には、コントローラ28によって、分岐管64
および66の開閉弁68および72が閉鎖され、熱交換
コイル18の開閉弁34および制御弁36、ならびに冷
却コイル22の制御弁58、さらに加熱コイル24の開
閉弁60および制御弁62が、それぞれ開放される。つ
まり、この運転モードにおいて分岐管64および66は
不能化される。
2内に取り込まれた空気は、エアワッシャ20を通過し
た空気の温度が所定温度(T1 )となるように、熱交換
コイル18を通して加熱され(図3の〜)、続くエ
アワッシャ20で加湿(および除塵)される(図3の
〜)。そして、加湿後の空気は、冷却コイル22にお
いて目標温度(T2 )まで冷却(および除塵)された後
(図3の〜)、加熱コイル24において加熱され
(図3の〜)、そして図示しない給気ファンによっ
て、空調すべき室内などに、ダクトなどを介して、供給
される。
かれた空気を飽和効率の高いエアワッシャ(噴霧加湿手
段)で加湿し、そして、加湿後の空気を冷却コイル(冷
却手段)で冷却するようにしたので、安定した高湿度
(相対湿度96〜97%)の空気を容易に得ることがで
きる。したがって、加湿および冷却後の空気を所望の温
度に加熱するだけの制御でよく、従来の露点温度センサ
の代わりとして、安価であり、しかも高精度(誤差±
0.1℃)の温度センサを用いることができる。
コイル18と加熱コイル24との間で媒体(エネルギ)
の授受が行われるように構成したので、エネルギ消費の
少ない空気調和装置が実現でき、したがって冷熱源にか
かる負荷は軽減し得る。さらに、加湿手段として飽和効
率および除塵効果の高いエアワッシャを用い、さらにそ
のエアワッシャと冷却コイルとを併用することによっ
て、空気中の塵埃や有害ガス等の除去効果を増大して、
クリーンな空気を通年にわたり供給し得る空気調和装置
が実現できた。具体的には、SO2 を90%,NO2 を
20%,NOを30%,NH3 を70%除去し得る除去
能力を備えるエアワッシャと、冷却コイルと併用するこ
とによって、SO2 を95%,NO2 を30%,NOを
45%,NH3 を100%除去でき、さらに、2μm以
上の粒径の粉塵においては、65%程度除去し得ること
が、本発明者らの実験によって確認されている。
してエアワッシャを用いているが、飽和効率に優れるも
のであれば、それ以外のものが適用できることはいうま
でもない。
設定したときの湿り空気線図であって、(A)は高負荷
時であり、(B)は低負荷時の場合である。
設定したときの湿り空気線図である。
Claims (2)
- 【請求項1】空気を加熱または冷却して前記空気を目標
温度よりも高い温度に設定する熱交換手段、 前記熱交換手段を通過した前記空気に水を噴霧して前記
空気を加湿する噴霧加湿手段、 前記噴霧加湿手段で加湿した前記空気を前記目標温度ま
で冷却する冷却手段、 前記冷却手段で冷却した前記空気を必要に応じて加熱す
る加熱手段、 前記噴霧加湿手段,前記冷却手段および前記加熱手段の
各々に関連して設けられて対応する位置における前記空
気の温度を検出する温度検出手段、および前記加熱手段
と前記熱交換手段とを連結して前記加熱手段と前記熱交
換手段との間において熱交換のための媒体の授受を行う
接続管を備え、さらに前記接続管に関連して設けられ、
前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記加熱手段お
よび前記熱交換手段を制御する制御手段を備える、空気
調和装置。 - 【請求項2】前記熱交換手段において前記空気を冷却す
る要求があったとき前記熱交換手段と前記加熱手段との
間において前記接続管を通して前記媒体の授受を行うよ
うにした、請求項1記載の空気調和装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03192697A JP3450147B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03192697A JP3450147B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 空気調和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10227483A true JPH10227483A (ja) | 1998-08-25 |
JP3450147B2 JP3450147B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=12344587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03192697A Expired - Lifetime JP3450147B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3450147B2 (ja) |
Cited By (13)
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---|---|---|---|---|
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