JPH11101520A - エアサイクル式空気調和装置 - Google Patents
エアサイクル式空気調和装置Info
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- JPH11101520A JPH11101520A JP9264175A JP26417597A JPH11101520A JP H11101520 A JPH11101520 A JP H11101520A JP 9264175 A JP9264175 A JP 9264175A JP 26417597 A JP26417597 A JP 26417597A JP H11101520 A JPH11101520 A JP H11101520A
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0085—Systems using a compressed air circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/004—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
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- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02743—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using three four-way valves
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度と湿度を同時に制御でき、システム内部
の錆びを防止し、空気温度を氷点温度以下にでき、暖房
時の吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高く
できるエアサイクル式空気調和装置を提供すること。 【解決手段】 吸込口８から吸い込まれた空気の温湿度
を測定する温湿度測定部１２及び除湿機１０を吸込口８
と四方弁５との間に配設し、該温湿度測定部１２が測定
した吸込口８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求さ
れる吹き出し空気の温湿度とから、制御部１４が除湿機
１０における除湿量を計算し、計算した除湿量に基づい
て除湿器１０による除湿を行う。
の錆びを防止し、空気温度を氷点温度以下にでき、暖房
時の吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高く
できるエアサイクル式空気調和装置を提供すること。 【解決手段】 吸込口８から吸い込まれた空気の温湿度
を測定する温湿度測定部１２及び除湿機１０を吸込口８
と四方弁５との間に配設し、該温湿度測定部１２が測定
した吸込口８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求さ
れる吹き出し空気の温湿度とから、制御部１４が除湿機
１０における除湿量を計算し、計算した除湿量に基づい
て除湿器１０による除湿を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも圧縮
機、モータ、熱交換器及び膨張機を有し、所定の吸込口
から吸い込んだ空気を熱交換して吹出口から室内に出力
するエアサイクル式空気調和装置に関し、特に、温度と
湿度を同時に制御でき、システム内部の錆びを防止し、
空気温度を氷点温度以下にでき、暖房時の吸い込み空気
よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くできるエアサイク
ル式空気調和装置に関する。
機、モータ、熱交換器及び膨張機を有し、所定の吸込口
から吸い込んだ空気を熱交換して吹出口から室内に出力
するエアサイクル式空気調和装置に関し、特に、温度と
湿度を同時に制御でき、システム内部の錆びを防止し、
空気温度を氷点温度以下にでき、暖房時の吸い込み空気
よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くできるエアサイク
ル式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず最初に、従来の開放型エアサイクル
式の空気調和装置の概要について説明する。図５は、従
来のエアサイクル式空気調和機の構成を示す図であり、
同図に示すように、このエアサイクル式空気調和機は、
圧縮機１、モータ２、熱交換器３及び膨張機４が、四方
弁５、６及び７という３つの四方弁によって連通されて
おり、かかる３つの四方弁の連通を切り替えることによ
り、冷房運転と暖房運転を切り替えている。なお、同図
に示す実線は冷房運転時を意味し、破線は暖房運転時を
示している。
式の空気調和装置の概要について説明する。図５は、従
来のエアサイクル式空気調和機の構成を示す図であり、
同図に示すように、このエアサイクル式空気調和機は、
圧縮機１、モータ２、熱交換器３及び膨張機４が、四方
弁５、６及び７という３つの四方弁によって連通されて
おり、かかる３つの四方弁の連通を切り替えることによ
り、冷房運転と暖房運転を切り替えている。なお、同図
に示す実線は冷房運転時を意味し、破線は暖房運転時を
示している。
【０００３】ここで、四方弁５は、冷房運転時又は暖房
運転時の別を問わず、吸込口８と吹出口９とが入れ替わ
らないようにするために配設された弁であり、具体的に
は、冷房運転時には、四方弁６を介して吸込口８を圧縮
機１の入口に連通し、四方弁７を介して吹出口９を膨張
機４の出口に連通する。一方、暖房運転時には、四方弁
７を介して吸込口８を膨張機４の入口に連通し、四方弁
６を介して吹出口９を圧縮機１の出口に連通する。
運転時の別を問わず、吸込口８と吹出口９とが入れ替わ
らないようにするために配設された弁であり、具体的に
は、冷房運転時には、四方弁６を介して吸込口８を圧縮
機１の入口に連通し、四方弁７を介して吹出口９を膨張
機４の出口に連通する。一方、暖房運転時には、四方弁
７を介して吸込口８を膨張機４の入口に連通し、四方弁
６を介して吹出口９を圧縮機１の出口に連通する。
【０００４】また、四方弁６は、冷房運転時には、四方
弁５を介して圧縮機１の入口を吸込口８に連通するとと
もに、圧縮機１の出口を熱交換器３に連通し、暖房運転
時には、圧縮機１の入口を熱交換器３に連通するととも
に、四方弁５を介して圧縮機１の出口を吹出口９に連通
する。さらに、四方弁７は、冷房運転時には、膨張機４
の入口を熱交換器３に連通するとともに、四方弁５を介
して膨張機４の出口を吹出口９に連通し、暖房運転時に
は、四方弁５を介して膨張機４の入口を吸込口８に連通
するとともに、膨張機４の出口を熱交換器３に連通す
る。
弁５を介して圧縮機１の入口を吸込口８に連通するとと
もに、圧縮機１の出口を熱交換器３に連通し、暖房運転
時には、圧縮機１の入口を熱交換器３に連通するととも
に、四方弁５を介して圧縮機１の出口を吹出口９に連通
する。さらに、四方弁７は、冷房運転時には、膨張機４
の入口を熱交換器３に連通するとともに、四方弁５を介
して膨張機４の出口を吹出口９に連通し、暖房運転時に
は、四方弁５を介して膨張機４の入口を吸込口８に連通
するとともに、膨張機４の出口を熱交換器３に連通す
る。
【０００５】そして、冷房運転時には、吸込口８から吸
入された空気を、四方弁５及び四方弁６を介して圧縮機
１に導き、該圧縮機１において圧縮して高温高圧の空気
とした後にさらに熱交換器３に導き、この熱交換器３に
おいて冷却空気又は冷却水と熱交換して冷却する。その
後、この高圧空気を膨張機４に導き、該膨脹機４で断熱
膨張して低温常圧の空気とした後に、四方弁７及び四方
弁５を介して吹出口９から室内へ吹き出される。
入された空気を、四方弁５及び四方弁６を介して圧縮機
１に導き、該圧縮機１において圧縮して高温高圧の空気
とした後にさらに熱交換器３に導き、この熱交換器３に
おいて冷却空気又は冷却水と熱交換して冷却する。その
後、この高圧空気を膨張機４に導き、該膨脹機４で断熱
膨張して低温常圧の空気とした後に、四方弁７及び四方
弁５を介して吹出口９から室内へ吹き出される。
【０００６】また、暖房運転時には、吸込口８から吸入
された空気を、四方弁５及び四方弁７を介して膨脹機４
に導き、該膨張機４で減圧して低温低圧の空気とした後
にさらに熱交換器３に導き、この熱交換器３において熱
交換して常温低圧の空気とする。その後、この常温低圧
の空気を圧縮機１に導き、該圧縮機１で圧縮して高温常
圧の空気とした後に、四方弁６及び四方弁５を介して吹
出口９から室内へ吹き出される。なお、同図において、
圧縮機１は、モータ２の動力及び膨張機４で発生した動
力によって駆動される。
された空気を、四方弁５及び四方弁７を介して膨脹機４
に導き、該膨張機４で減圧して低温低圧の空気とした後
にさらに熱交換器３に導き、この熱交換器３において熱
交換して常温低圧の空気とする。その後、この常温低圧
の空気を圧縮機１に導き、該圧縮機１で圧縮して高温常
圧の空気とした後に、四方弁６及び四方弁５を介して吹
出口９から室内へ吹き出される。なお、同図において、
圧縮機１は、モータ２の動力及び膨張機４で発生した動
力によって駆動される。
【０００７】このように、従来のエアサイクル式空気調
和機では、圧縮機１、モータ２、熱交換器３、膨脹機４
及び３つの四方弁５〜７を用いて、冷房運転と暖房運転
を切り替えている。
和機では、圧縮機１、モータ２、熱交換器３、膨脹機４
及び３つの四方弁５〜７を用いて、冷房運転と暖房運転
を切り替えている。
【０００８】ところで、上記従来のエアサイクル式空気
調和機に関し、システム全体の効率を向上するために、
各種技術が提案されている。例えば、特開平４−１８４
０４９号公報には、冷房時において熱交換器３又は膨張
機４にて発生した凝縮水で圧縮機２を冷却したり、熱交
換器３に噴霧して蒸発させ、その蒸発熱により熱交換器
３を冷却してシステム全体の効率向上を図る方法が開示
されている。また、特開平５−２２３３７５号公報に
は、膨張機４を流出する空気に含有される水分の氷結を
防止する手段として、膨張機４を流出した空気の温度が
所定温度以下になった場合に、圧縮機１を駆動するモー
タ２の回転数を減少させる制御手段を備えた空気調和機
が開示されている。
調和機に関し、システム全体の効率を向上するために、
各種技術が提案されている。例えば、特開平４−１８４
０４９号公報には、冷房時において熱交換器３又は膨張
機４にて発生した凝縮水で圧縮機２を冷却したり、熱交
換器３に噴霧して蒸発させ、その蒸発熱により熱交換器
３を冷却してシステム全体の効率向上を図る方法が開示
されている。また、特開平５−２２３３７５号公報に
は、膨張機４を流出する空気に含有される水分の氷結を
防止する手段として、膨張機４を流出した空気の温度が
所定温度以下になった場合に、圧縮機１を駆動するモー
タ２の回転数を減少させる制御手段を備えた空気調和機
が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のエアサイクル式空気調和装置においては、下記に示
す４つの大きな問題がある。
来のエアサイクル式空気調和装置においては、下記に示
す４つの大きな問題がある。
【００１０】（１） 室内からの吸い込み空気の温湿度
と、要求される室内への吹き出し空気温度によって、吹
き出し空気の湿度が一義的に決定されるため、空調機の
性能として重要になる温度と湿度を同時に制御すること
ができない。
と、要求される室内への吹き出し空気温度によって、吹
き出し空気の湿度が一義的に決定されるため、空調機の
性能として重要になる温度と湿度を同時に制御すること
ができない。
【００１１】（２） 上記従来技術では、冷房時には熱
交換器３又は膨張機４において吸い込み空気に含まれる
水分をも冷却して凝縮させるため、湿度が高い場合には
システム全体の効率が低下するほか、システム内部に錆
びが発生する。
交換器３又は膨張機４において吸い込み空気に含まれる
水分をも冷却して凝縮させるため、湿度が高い場合には
システム全体の効率が低下するほか、システム内部に錆
びが発生する。
【００１２】（３） 装置に吸入される空気の温度が低
い場合には、膨張機４を流出した空気が室内へ戻ると
き、氷粒が吹き出される等の不具合があるため空気温度
を氷点温度以下にすることができない。
い場合には、膨張機４を流出した空気が室内へ戻ると
き、氷粒が吹き出される等の不具合があるため空気温度
を氷点温度以下にすることができない。
【００１３】（４） 一般に、吹き出し空気の絶対湿度
は、冷房時においては吸い込み空気の絶対湿度よりも低
く、暖房時には吸い込み空気の絶対湿度よりも高くする
ことが望まれるが、上記従来技術においては、暖房時に
は吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くす
ることができない。
は、冷房時においては吸い込み空気の絶対湿度よりも低
く、暖房時には吸い込み空気の絶対湿度よりも高くする
ことが望まれるが、上記従来技術においては、暖房時に
は吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くす
ることができない。
【００１４】このため、温度と湿度を同時に制御でき、
システム内部の錆びを防止し、空気温度を氷点温度以下
にでき、暖房時の吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶
対湿度を高くできるエアサイクル式空気調和装置をいか
に実現するかが大きな課題となっている。
システム内部の錆びを防止し、空気温度を氷点温度以下
にでき、暖房時の吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶
対湿度を高くできるエアサイクル式空気調和装置をいか
に実現するかが大きな課題となっている。
【００１５】そこで、本発明では、上記課題を解決し
て、温度と湿度を同時に制御でき、システム内部の錆び
を防止し、空気温度を氷点温度以下にでき、暖房時の吸
い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くできる
エアサイクル式空気調和装置を提供することを目的とす
る。
て、温度と湿度を同時に制御でき、システム内部の錆び
を防止し、空気温度を氷点温度以下にでき、暖房時の吸
い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度を高くできる
エアサイクル式空気調和装置を提供することを目的とす
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
第１の発明は、少なくとも圧縮機、モータ、熱交換器及
び膨張機を有し、所定の吸込口から吸い込んだ空気を熱
交換して吹出口から室内に出力するエアサイクル式空気
調和装置において、前記吸込口から吸い込まれた空気の
温湿度を測定する温湿度測定手段と、前記吸込口部から
吸い込まれた空気を除湿する除湿手段と、前記温湿度測
定手段が測定した温湿度と、要求される吹き出し空気の
温湿度とから除湿量を算定し、算定した除湿量に基づい
て前記除湿手段を制御する制御手段とを具備することを
特徴とする。
第１の発明は、少なくとも圧縮機、モータ、熱交換器及
び膨張機を有し、所定の吸込口から吸い込んだ空気を熱
交換して吹出口から室内に出力するエアサイクル式空気
調和装置において、前記吸込口から吸い込まれた空気の
温湿度を測定する温湿度測定手段と、前記吸込口部から
吸い込まれた空気を除湿する除湿手段と、前記温湿度測
定手段が測定した温湿度と、要求される吹き出し空気の
温湿度とから除湿量を算定し、算定した除湿量に基づい
て前記除湿手段を制御する制御手段とを具備することを
特徴とする。
【００１７】このため、吸い込み空気の温湿度と吹き出
し空気温度とから一義的に定まっていた湿度を制御し、
要求される吹き出し空気の温湿度を、簡単に得ることが
できる。そして、熱交換器及び膨張機で発生していた凝
縮水をなくしてシステム全体の効率低下を防ぐととも
に、要求される吹き出し空気温度を氷点温度以下にまで
低くすることができる。
し空気温度とから一義的に定まっていた湿度を制御し、
要求される吹き出し空気の温湿度を、簡単に得ることが
できる。そして、熱交換器及び膨張機で発生していた凝
縮水をなくしてシステム全体の効率低下を防ぐととも
に、要求される吹き出し空気温度を氷点温度以下にまで
低くすることができる。
【００１８】また、第２の発明は、前記除湿手段が発生
した凝縮水を、前記圧縮機、モータ及び熱交換器のうち
１又は２以上に供給し、該圧縮機、モータ及び熱交換器
のうち１又は２以上を冷却する冷却手段をさらに具備す
ることを特徴とする。
した凝縮水を、前記圧縮機、モータ及び熱交換器のうち
１又は２以上に供給し、該圧縮機、モータ及び熱交換器
のうち１又は２以上を冷却する冷却手段をさらに具備す
ることを特徴とする。
【００１９】このため、凝縮水を供給した圧縮機、モー
タ及び熱交換器のうち１又は２以上を冷却して、各々の
効率及びシステム全体の効率を向上させることができ
る。
タ及び熱交換器のうち１又は２以上を冷却して、各々の
効率及びシステム全体の効率を向上させることができ
る。
【００２０】また、第３の発明は、前記圧縮機、モータ
及び熱交換器の各々の効率を演算して比較する比較手段
をさらに具備し、前記比較手段の比較結果に基づいて、
前記圧縮機、モータ又は熱交換器のうちの最も効率の悪
いものに前記除湿手段が発生した凝縮水を供給すること
を特徴とする。
及び熱交換器の各々の効率を演算して比較する比較手段
をさらに具備し、前記比較手段の比較結果に基づいて、
前記圧縮機、モータ又は熱交換器のうちの最も効率の悪
いものに前記除湿手段が発生した凝縮水を供給すること
を特徴とする。
【００２１】このため、運転条件によって変化する圧縮
機、モータ及び熱交換器の最も効率の悪いものを冷却
し、システム全体の効率を向上させることができる。
機、モータ及び熱交換器の最も効率の悪いものを冷却
し、システム全体の効率を向上させることができる。
【００２２】また、第４の発明は、少なくとも圧縮機、
モータ、熱交換器及び膨張機を有し、所定の吸込口から
吸い込んだ空気を熱交換して吹出口から室内に出力する
エアサイクル式空気調和装置において、前記吸込口から
吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定手段
と、前記吹出口から出力する吹き出し空気を加湿する加
湿手段と、前記温湿度測定手段が測定した温湿度と、要
求される吹き出し空気の温湿度とから加湿量を算定し、
算定した加湿量に基づいて前記加湿手段を制御する制御
手段とを具備することを特徴とする。
モータ、熱交換器及び膨張機を有し、所定の吸込口から
吸い込んだ空気を熱交換して吹出口から室内に出力する
エアサイクル式空気調和装置において、前記吸込口から
吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定手段
と、前記吹出口から出力する吹き出し空気を加湿する加
湿手段と、前記温湿度測定手段が測定した温湿度と、要
求される吹き出し空気の温湿度とから加湿量を算定し、
算定した加湿量に基づいて前記加湿手段を制御する制御
手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】このため、暖房運転時に、吸い込み空気よ
りも吹き出し空気の絶対湿度がさらに低くなる場合をな
くし、吹き出し空気の温湿度を制御することができる。
りも吹き出し空気の絶対湿度がさらに低くなる場合をな
くし、吹き出し空気の温湿度を制御することができる。
【００２４】また、第５の発明は、前記吸込口部から吸
い込まれた空気を除湿する除湿手段と、前記除湿手段、
熱交換器及び膨脹機で発生した凝縮水を前記加湿手段が
加湿する際の水分として供給する供給手段とをさらに具
備することを特徴とする。
い込まれた空気を除湿する除湿手段と、前記除湿手段、
熱交換器及び膨脹機で発生した凝縮水を前記加湿手段が
加湿する際の水分として供給する供給手段とをさらに具
備することを特徴とする。
【００２５】このため、除湿手段、熱交換器及び膨張機
で発生した凝縮水を加湿手段の水分補給に利用すること
ができる。
で発生した凝縮水を加湿手段の水分補給に利用すること
ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる実施の形態
について図面を参照して説明する。
について図面を参照して説明する。
【００２７】図１は、第１の実施の形態で用いるエアサ
イクル式空気調和装置の構成を示す図である。同図に示
すように、このエアサイクル式空気調和装置は、吸込口
８から吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定
部１２及び除湿機１０を吸込口８と四方弁５との間に配
設している。そして、該温湿度測定部１２が測定した吸
込口８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求される吹
き出し空気の温湿度とから、制御部１４が除湿機１０に
おける除湿量を計算し、計算した除湿量に基づいて除湿
器１０による除湿を行う。なお、温湿度測定部１２、温
湿度測定部１５、除湿機１０及び制御部１４以外の各部
の機能は図５に示す従来のものと同様であるため、同一
符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
イクル式空気調和装置の構成を示す図である。同図に示
すように、このエアサイクル式空気調和装置は、吸込口
８から吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定
部１２及び除湿機１０を吸込口８と四方弁５との間に配
設している。そして、該温湿度測定部１２が測定した吸
込口８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求される吹
き出し空気の温湿度とから、制御部１４が除湿機１０に
おける除湿量を計算し、計算した除湿量に基づいて除湿
器１０による除湿を行う。なお、温湿度測定部１２、温
湿度測定部１５、除湿機１０及び制御部１４以外の各部
の機能は図５に示す従来のものと同様であるため、同一
符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。
【００２８】次に、このエアサイクル式空気調和装置の
冷房運転時における動作について説明する。このエアサ
イクル式空気調和装置は、室内の空気が吸込口８から吸
い込まれたならば、温湿度測定部１２がその温湿度を測
定した後、制御部１４が、吸い込み空気の絶対湿度と、
要求されている吹き出し空気の温湿度とから、吹き出し
空気に必要な絶対湿度を計算し、吸い込み空気と吹き出
し空気の絶対湿度の差を算出する。そして、圧縮機１の
入力又は回転数から吸い込み空気の流量を求め、これら
の結果に基づいて、除湿機１０が単位時間当たりに吸い
込み空気から除湿すべき水分量を計算する。
冷房運転時における動作について説明する。このエアサ
イクル式空気調和装置は、室内の空気が吸込口８から吸
い込まれたならば、温湿度測定部１２がその温湿度を測
定した後、制御部１４が、吸い込み空気の絶対湿度と、
要求されている吹き出し空気の温湿度とから、吹き出し
空気に必要な絶対湿度を計算し、吸い込み空気と吹き出
し空気の絶対湿度の差を算出する。そして、圧縮機１の
入力又は回転数から吸い込み空気の流量を求め、これら
の結果に基づいて、除湿機１０が単位時間当たりに吸い
込み空気から除湿すべき水分量を計算する。
【００２９】一般に、冷房運転時には、吸い込み空気の
絶対湿度が要求される吹き出し空気の絶対湿度よりも大
きいため、要求される吹き出し空気の温湿度を実現する
ために、上記除湿機１０を用いて必要な量だけ除湿を行
う。
絶対湿度が要求される吹き出し空気の絶対湿度よりも大
きいため、要求される吹き出し空気の温湿度を実現する
ために、上記除湿機１０を用いて必要な量だけ除湿を行
う。
【００３０】なお、使用条件により異なるが、かかるエ
アサイクル式空気調和装置をルームエアコンとして使用
する場合には、その除湿量が通常２ｇ／ｓｅｃ程度以下
であるので、この除湿機１０としてはハニカムロータ式
の乾式除湿機や吸着式除湿機など比較的能力の小さな除
湿機で足りる。そして、除湿された吸い込み空気は、四
方弁５及び四方弁６を介して圧縮機１に入り、圧縮され
て高温高圧の空気とされた後に、四方弁６を介して熱交
換器３に導かれ、ここで冷却空気又は冷却水と熱交換す
ることによって冷却される。
アサイクル式空気調和装置をルームエアコンとして使用
する場合には、その除湿量が通常２ｇ／ｓｅｃ程度以下
であるので、この除湿機１０としてはハニカムロータ式
の乾式除湿機や吸着式除湿機など比較的能力の小さな除
湿機で足りる。そして、除湿された吸い込み空気は、四
方弁５及び四方弁６を介して圧縮機１に入り、圧縮され
て高温高圧の空気とされた後に、四方弁６を介して熱交
換器３に導かれ、ここで冷却空気又は冷却水と熱交換す
ることによって冷却される。
【００３１】その後、この高圧空気は、四方弁７を介し
て膨張機４に入り、ここで断熱膨張して低温常圧の空気
とした後に、四方弁７及び四方弁５を介して吹出口９か
ら室内へ吹き出される。この際、熱交換器３及び膨張機
４では温度が低下するが、水分が凝縮することはなく、
吹き出し空気の温湿度は要求された温湿度となる。
て膨張機４に入り、ここで断熱膨張して低温常圧の空気
とした後に、四方弁７及び四方弁５を介して吹出口９か
ら室内へ吹き出される。この際、熱交換器３及び膨張機
４では温度が低下するが、水分が凝縮することはなく、
吹き出し空気の温湿度は要求された温湿度となる。
【００３２】制御部１４は、四方弁５と吹出口９との間
に配設された温湿度測定部１５を用いて、吹き出し空気
の温湿度と要求される温湿度との差を検知して、モータ
２及び除湿機１０の能力制御を行う。
に配設された温湿度測定部１５を用いて、吹き出し空気
の温湿度と要求される温湿度との差を検知して、モータ
２及び除湿機１０の能力制御を行う。
【００３３】ところで、上記第１の実施の形態では、除
湿機１０が除湿する際に発生する凝縮水についての説明
を省略したが、かかる凝縮水は、圧縮機１、モータ２及
び熱交換器３の冷却用に用いることができる。そこで、
次に、除湿器１０が発生する凝縮水を冷却用に用いる第
２の実施の形態について説明する。
湿機１０が除湿する際に発生する凝縮水についての説明
を省略したが、かかる凝縮水は、圧縮機１、モータ２及
び熱交換器３の冷却用に用いることができる。そこで、
次に、除湿器１０が発生する凝縮水を冷却用に用いる第
２の実施の形態について説明する。
【００３４】図２は、第２の実施の形態で用いるエアサ
イクル式空気調和装置の構成を示す図である。同図に示
すように、このエアサイクル式空気調和装置は、除湿機
１０で発生した凝縮水を配菅１３により圧縮機１、モー
タ２及び熱交換器３に供給し、それぞれを冷却する。こ
こで、この凝縮水は、すでに説明したように２ｇ／ｓｅ
ｃ程度のものであるので、配管１３としては内径２ない
し３ｍｍ程度のフレキシブルな樹脂製チューブを利用す
ることができる。なお、この凝縮水を搬送するための動
力としては、小型のポンプ又は除湿機１０を圧縮機１、
モータ２及び熱交換器３の上方に配設した際の位置エネ
ルギーを利用することができる。
イクル式空気調和装置の構成を示す図である。同図に示
すように、このエアサイクル式空気調和装置は、除湿機
１０で発生した凝縮水を配菅１３により圧縮機１、モー
タ２及び熱交換器３に供給し、それぞれを冷却する。こ
こで、この凝縮水は、すでに説明したように２ｇ／ｓｅ
ｃ程度のものであるので、配管１３としては内径２ない
し３ｍｍ程度のフレキシブルな樹脂製チューブを利用す
ることができる。なお、この凝縮水を搬送するための動
力としては、小型のポンプ又は除湿機１０を圧縮機１、
モータ２及び熱交換器３の上方に配設した際の位置エネ
ルギーを利用することができる。
【００３５】この凝縮水は、圧縮機１、モータ２及び熱
交換器３において蒸発して熱を奪うため、圧縮機１の断
熱効率、モータ２の効率、熱交換器３の温度効率がそれ
ぞれ向上し、もってシステム全体の効率が上がる。圧縮
機１、モータ２及び熱交換器３の効率は、吸い込み空気
の風量や外気温度などの条件によって変化するため、シ
ステムの運転状況に応じて圧縮機１、モータ２及び熱交
換器３のうち、最も効率が悪くなっている機器に対して
凝縮水を重点的に供給することにより、よりシステム全
体の効率を向上させることができる。
交換器３において蒸発して熱を奪うため、圧縮機１の断
熱効率、モータ２の効率、熱交換器３の温度効率がそれ
ぞれ向上し、もってシステム全体の効率が上がる。圧縮
機１、モータ２及び熱交換器３の効率は、吸い込み空気
の風量や外気温度などの条件によって変化するため、シ
ステムの運転状況に応じて圧縮機１、モータ２及び熱交
換器３のうち、最も効率が悪くなっている機器に対して
凝縮水を重点的に供給することにより、よりシステム全
体の効率を向上させることができる。
【００３６】ここで、圧縮機１の断熱効率は、圧縮機１
の入口と出口の空気温度の測定結果及び圧縮比から計算
することができ、モータ２の効率は、あらかじめモータ
表面温度と効率との相関を求めておき、測定したモータ
表面温度から算出することができる。また、熱交換器３
の温度効率は、冷媒空気側の熱交換器３の入口及び出口
の温度と、冷却側の熱交換器３の入口及び出口の温度と
の測定結果から算出することができる。
の入口と出口の空気温度の測定結果及び圧縮比から計算
することができ、モータ２の効率は、あらかじめモータ
表面温度と効率との相関を求めておき、測定したモータ
表面温度から算出することができる。また、熱交換器３
の温度効率は、冷媒空気側の熱交換器３の入口及び出口
の温度と、冷却側の熱交換器３の入口及び出口の温度と
の測定結果から算出することができる。
【００３７】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図３は、第３の実施の形態で用いるエアサイクル式
空気調和装置の構成を示す図である。同図に示すよう
に、このエアサイクル式空気調和装置では、吸込口８か
ら吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定部１
２及び加湿器１１を四方弁５と吹出口９との間に配設し
ている。そして、該温湿度測定部１２が測定した吸込口
８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求される吹き出
し空気の温湿度とから制御部１４が加湿器１１における
加湿量を計算し、計算した加湿量に基づいて加湿器１１
による加湿を行う。
る。図３は、第３の実施の形態で用いるエアサイクル式
空気調和装置の構成を示す図である。同図に示すよう
に、このエアサイクル式空気調和装置では、吸込口８か
ら吸い込まれた空気の温湿度を測定する温湿度測定部１
２及び加湿器１１を四方弁５と吹出口９との間に配設し
ている。そして、該温湿度測定部１２が測定した吸込口
８から吸い込まれた空気の温湿度と、要求される吹き出
し空気の温湿度とから制御部１４が加湿器１１における
加湿量を計算し、計算した加湿量に基づいて加湿器１１
による加湿を行う。
【００３８】次に、このエアサイクル式空気調和装置の
暖房運転時における動作について説明する。このエアサ
イクル式空気調和装置は、室内の空気が吸込口８から吸
い込まれたならば、温湿度測定部１２がその温湿度を測
定して、吸い込み空気の絶対湿度を計算する。そして、
要求される吹き出し空気の温湿度から吹き出し空気に必
要な絶対湿度を計算し、吸い込み空気と吹き出し空気の
絶対湿度の差を求めた後に、圧縮機１の入力又は回転数
により吸い込み空気の流量を求める。これらの結果を踏
まえて、加湿機１１が単位時間当たりに加湿すべき水分
量を計算する。吸込口８から吸入された空気は、四方弁
５及び四方弁７を介して膨張機４にて減圧して低温低圧
の空気とし、四方弁７を介して熱交換器３に導き、該熱
交換器３が熱交換を行って常温低圧の空気とする。
暖房運転時における動作について説明する。このエアサ
イクル式空気調和装置は、室内の空気が吸込口８から吸
い込まれたならば、温湿度測定部１２がその温湿度を測
定して、吸い込み空気の絶対湿度を計算する。そして、
要求される吹き出し空気の温湿度から吹き出し空気に必
要な絶対湿度を計算し、吸い込み空気と吹き出し空気の
絶対湿度の差を求めた後に、圧縮機１の入力又は回転数
により吸い込み空気の流量を求める。これらの結果を踏
まえて、加湿機１１が単位時間当たりに加湿すべき水分
量を計算する。吸込口８から吸入された空気は、四方弁
５及び四方弁７を介して膨張機４にて減圧して低温低圧
の空気とし、四方弁７を介して熱交換器３に導き、該熱
交換器３が熱交換を行って常温低圧の空気とする。
【００３９】次に、この常温低圧の空気は、四方弁６を
介して圧縮機１に入り、ここで圧縮されて高温常圧の空
気となり四方弁６及び四方弁５を通り吹出口９から室内
へ吹き出される。暖房運転を行う際には、吸い込み空気
の絶対湿度が要求される吹き出し空気の絶対湿度よりも
通常小さいため、要求される吹き出し空気の温湿度を実
現するために、制御手段１４が、四方弁５と吹出口９と
の間に配設された加湿機１１を用いて必要な量だけ加湿
する。
介して圧縮機１に入り、ここで圧縮されて高温常圧の空
気となり四方弁６及び四方弁５を通り吹出口９から室内
へ吹き出される。暖房運転を行う際には、吸い込み空気
の絶対湿度が要求される吹き出し空気の絶対湿度よりも
通常小さいため、要求される吹き出し空気の温湿度を実
現するために、制御手段１４が、四方弁５と吹出口９と
の間に配設された加湿機１１を用いて必要な量だけ加湿
する。
【００４０】このようにして、吹き出し空気の温湿度を
要求される温湿度とすることができる。また、暖房運転
時に吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度がさら
に低くなるという従来の問題点を解決し、吹き出し空気
の温湿度を制御することができる。なお、この加湿機１
１としては、ヒータ加熱による蒸気吹き出し式や超音波
振動子を用いた水噴霧式の加湿機を使用することができ
る。また、制御手段１４は、吹出口９の前に配設された
温湿度測定部１５を用いて、要求される温湿度との差を
検知して、モータ２および加湿機１１の能力制御を行
う。
要求される温湿度とすることができる。また、暖房運転
時に吸い込み空気よりも吹き出し空気の絶対湿度がさら
に低くなるという従来の問題点を解決し、吹き出し空気
の温湿度を制御することができる。なお、この加湿機１
１としては、ヒータ加熱による蒸気吹き出し式や超音波
振動子を用いた水噴霧式の加湿機を使用することができ
る。また、制御手段１４は、吹出口９の前に配設された
温湿度測定部１５を用いて、要求される温湿度との差を
検知して、モータ２および加湿機１１の能力制御を行
う。
【００４１】次に、第４の実施の形態について説明す
る。図４は、第４の実施の形態で用いるエアサイクル式
空気調和装置の構成を示す図である。同図に示すエアサ
イクル式空気調和装置は、除湿機１０、熱交換器３及び
膨張機４で発生した凝縮水を加湿機１１に供給すること
により、システムの効率を向上させるよう構成したもの
である。すなわち、このエアサイクル式空気調和装置
は、図３に示すエアサイクル式空気調和装置の加湿器１
１に、凝縮水の供給ルートを提供することにより、シス
テム効率を高めている。なお、第２の実施の形態と同様
に、配管１４としては内径２ないし３ｍｍ程度のフレキ
シブルな樹脂製チューブ等を利用することができる。
る。図４は、第４の実施の形態で用いるエアサイクル式
空気調和装置の構成を示す図である。同図に示すエアサ
イクル式空気調和装置は、除湿機１０、熱交換器３及び
膨張機４で発生した凝縮水を加湿機１１に供給すること
により、システムの効率を向上させるよう構成したもの
である。すなわち、このエアサイクル式空気調和装置
は、図３に示すエアサイクル式空気調和装置の加湿器１
１に、凝縮水の供給ルートを提供することにより、シス
テム効率を高めている。なお、第２の実施の形態と同様
に、配管１４としては内径２ないし３ｍｍ程度のフレキ
シブルな樹脂製チューブ等を利用することができる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、第１及び第４の発
明では、常に要求されている温湿度に吹き出し空気を制
御することができるので、冷房運転時においてはより低
湿度にし、暖房運転時においてはより高湿度にすること
ができ、室内の快適感を向上させることができる。
明では、常に要求されている温湿度に吹き出し空気を制
御することができるので、冷房運転時においてはより低
湿度にし、暖房運転時においてはより高湿度にすること
ができ、室内の快適感を向上させることができる。
【００４３】また、第２及び第３の発明では、除湿手段
において発生した凝縮水を圧縮機、モータ及び熱交換器
のうち１又は２以上の冷却に使用して、システム全体の
効率を向上させることができる。
において発生した凝縮水を圧縮機、モータ及び熱交換器
のうち１又は２以上の冷却に使用して、システム全体の
効率を向上させることができる。
【００４４】さらに、第１から第３の発明により、吹出
口から流出した空気を氷点温度以下にして、室内を急速
に冷房することができる。
口から流出した空気を氷点温度以下にして、室内を急速
に冷房することができる。
【００４５】また、第５の発明では除湿手段、熱交換器
及び膨張機において発生した凝縮水を加湿手段の水分補
給に利用して、システム全体の効率を向上させることが
できる。
及び膨張機において発生した凝縮水を加湿手段の水分補
給に利用して、システム全体の効率を向上させることが
できる。
【図１】第１の実施の形態で用いるエアサイクル式空気
調和装置の構成を示す図である。
調和装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施の形態で用いるエアサイクル式空気
調和装置の構成を示す図である。
調和装置の構成を示す図である。
【図３】第３の実施の形態で用いるエアサイクル式空気
調和装置の構成を示す図である。
調和装置の構成を示す図である。
【図４】第４の実施の形態で用いるエアサイクル式空気
調和装置の構成を示す図である。
調和装置の構成を示す図である。
【図５】従来のエアサイクル式空気調和機の構成を示す
図である。
図である。
１…圧縮機 ２…モータ ３…熱交換器 ４…膨張機 ５，６，７…四方弁 ８…吸込口 ９…吹出口 １０…除湿機 １１…加湿機 １２，１５…温湿度測定部 １３…配管 １４…制御部
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも圧縮機、モータ、熱交換器及
び膨張機を有し、所定の吸込口から吸い込んだ空気を熱
交換して吹出口から室内に出力するエアサイクル式空気
調和装置において、 前記吸込口から吸い込まれた空気の温湿度を測定する温
湿度測定手段と、 前記吸込口部から吸い込まれた空気を除湿する除湿手段
と、 前記温湿度測定手段が測定した温湿度と、要求される吹
き出し空気の温湿度とから除湿量を算定し、算定した除
湿量に基づいて前記除湿手段を制御する制御手段とを具
備することを特徴とするエアサイクル式空気調和装置。 - 【請求項２】 前記除湿手段が発生した凝縮水を、前記
圧縮機、モータ及び熱交換器のうち１又は２以上に供給
し、該圧縮機、モータ及び熱交換器のうち１又は２以上
を冷却する冷却手段をさらに具備することを特徴とする
請求項１記載のエアサイクル式空気調和装置。 - 【請求項３】 前記圧縮機、モータ及び熱交換器の各々
の効率を演算して比較する比較手段をさらに具備し、 前記比較手段の比較結果に基づいて、前記圧縮機、モー
タ又は熱交換器のうちの最も効率の悪いものに前記除湿
手段が発生した凝縮水を供給することを特徴とする請求
項２記載のエアサイクル式空気調和装置。 - 【請求項４】 少なくとも圧縮機、モータ、熱交換器及
び膨張機を有し、所定の吸込口から吸い込んだ空気を熱
交換して吹出口から室内に出力するエアサイクル式空気
調和装置において、 前記吸込口から吸い込まれた空気の温湿度を測定する温
湿度測定手段と、 前記吹出口から出力する吹き出し空気を加湿する加湿手
段と、 前記温湿度測定手段が測定した温湿度と、要求される吹
き出し空気の温湿度とから加湿量を算定し、算定した加
湿量に基づいて前記加湿手段を制御する制御手段とを具
備することを特徴とするエアサイクル式空気調和装置。 - 【請求項５】 前記吸込口部から吸い込まれた空気を除
湿する除湿手段と、 前記除湿手段、熱交換器及び膨脹機で発生した凝縮水を
前記加湿手段が加湿する際の水分として供給する供給手
段とをさらに具備することを特徴とする請求項４記載の
エアサイクル式空気調和装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264175A JPH11101520A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | エアサイクル式空気調和装置 |
| PCT/JP1998/003751 WO1999017065A1 (fr) | 1997-09-29 | 1998-08-24 | Conditionneur d'air du type a circuit d'air |
| DE69827521T DE69827521T2 (de) | 1997-09-29 | 1998-08-24 | Klimaanlage mit luftkreislauf |
| US09/509,581 US6301922B1 (en) | 1997-09-29 | 1998-08-24 | Air cycling type air-conditioner |
| EP98938964A EP1022521B1 (en) | 1997-09-29 | 1998-08-24 | Air cycling type air-conditioner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9264175A JPH11101520A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | エアサイクル式空気調和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101520A true JPH11101520A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17399513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9264175A Pending JPH11101520A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | エアサイクル式空気調和装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6301922B1 (ja) |
| EP (1) | EP1022521B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11101520A (ja) |
| DE (1) | DE69827521T2 (ja) |
| WO (1) | WO1999017065A1 (ja) |
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| WO2016132820A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 株式会社 豊田自動織機 | 空気調和システム |
| CN112413760A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-26 | 太仓联科工业设计有限公司 | 车间温湿度监测自动调节设备 |
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| JP4242131B2 (ja) | 2002-10-18 | 2009-03-18 | パナソニック株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
| JP3863480B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2006-12-27 | 松下電器産業株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
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| KR102489912B1 (ko) | 2016-07-25 | 2023-01-19 | 삼성전자주식회사 | 공조기기 및 그 제습량 산출 방법 |
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| WO2020094158A2 (zh) * | 2018-11-11 | 2020-05-14 | 江洪 | 一种无需氟利昂的冷气机 |
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