JPS63279035A - 空気調和装置及び空気調和方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、除湿器を備えた空気調和装置及び空気調和方
法に関す唇。特に、本発明は、除湿器がピーク負荷条件
及び部分負荷条件の下でも顕然負荷及び潜熱負荷の両方
を満足させるため負荷条件の変化に対して制御される新
規な空気調和装置及び空気調和方法に関する。

（従来技術及びその問題点） 空気調和装置に対しエネルギコストを減らすため、装置
設備するための主要コストを減らすため、又、必要空間
占有条件を減らすために行った努力が原因で一定の空気
量装置系と可変空気量装置系には幾つかの間飄が生じて
いる。

これら問題の幾つかはうまく解決されているが、他は元
来の設計目標と大きく離れ、そしてしばしばその性能を
受容出来ないレベルにまで落としている不適切な手段に
よって解決されている。

特に、以下のパラメータは熟慮を要する。

（ｉ）塗Ｊ」幻九屋− 冷却体流量はぎりぎりの天候条件では部分負荷性能に影
響を与える。他のパラメータが全て一定に維持された状
態で、除湿器の配管内の冷却体速度が速くなれば、温度
図表上のコイル条件が急峻となる。即ち、潜熱冷却（除
湿）対顕然冷却の比が大きくなる。

従来から空気調和装置が一定の空気量装置系であろうが
可変空気量装置系であろうが、顕然冷却要求が減るに伴
い冷却体の流量を除湿器コイルの配管を介して減らすこ
とにより制御することが一般に行われている。このこと
は、除湿器コイルの冷却性能を低下させるばかりでなく
冷却側熱移動係数を少なくすることにより熱が冷却体に
移動する割合を減らすこととなる。

部分負荷の天候条件中、顕熱が空調ゾーンに伝わる度合
が減少するか或は実際には負になりそのため内部顕然負
荷の一部をキャンセルする。しかしながら、同時にしか
も顕然の移動と平行して潜熱が追加されること（人体、
浸透、及び他の熱源から）は通常そのままかあるいは増
加する。周囲の乾球温度が低く露点温度が設計ピーク負
荷条件でのそれよりも高い部分負荷条件を持つことは良
く知られている。従って、顕然負荷は減少し、潜熱負荷
が増加する。除湿器は新しい潜熱対顕然の移動比で動作
しなければならず従ってコイル条件カーブの傾きはより
急峻なものが要求される。

一定の空気量装置系では除湿器コイルの面に入る従来の
空気流速度（以下、面速度と称する）は負荷変動に伴う
変化はない。負荷の減少分は除湿器への冷却体の流量を
絞ることによりオフセットされる。その結果、除湿器の
表面の温度は上昇し除湿器から出る空気の温度が絞りの
ない冷却体の流れの場合よりも高くなる。この事は通常
では全く起きないものであるか、空調ゾーンの潜熱負荷
が顕著でなく部分負荷での周囲温度が乾燥しているなら
ば、減少した負荷を調整するのに十分な手段となる。冷
却体の流量が減少したならば表面温度が冷却体側での熱
移動係数が少なくなる結果上昇し又、それによりコイル
条件カーブの傾斜は潜熱対顕然移動比に対する潜熱と顕
然移動比以下に減少するように下がる。冷却体の絞りが
進むと、更に湿度比が高くなる。しかしながら、部分頁
荷時増加した潜熱負荷対顕然負荷の比を調整するために
より急峻なコイル条件カーブが必要であることが判明し
ている。

（ｂ）冷却流量と可変空気ｆｆｉ　（ＶＡＶ）装置系Ｖ
ＡＶ装置系の場合、出ていく供給空気温度は一般に一定
に保たれている。又、空気流量は負荷全体が減少すると
少なくなる。一定空気量装置系については冷却体流量は
負荷が減少するに伴い供給空気温度を一定に維持するよ
うに絞られる。そして上記のようにこのことはコイル条
件カーブの傾斜を小さくする傾向がある。コイルの表面
温度がその空気の露点温度以下のままであれば、この効
果は空気流量の減少により一部オフセットされる。何故
ならば、空気はコイルを通過するのに時間がかかりその
空気の大部分が凝結が発生するに十分な程度に冷却され
るからである。これら２つの相対する影響が組み合わさ
れた結果、部分負荷での冷却体流量を絞ることによりＶ
ＡＶ装置系のコイル条件カーブの傾斜がＣＡＶ装置系の
それよりも幾分小さい程度まで下がる。冷却体温度上昇
を減らすこと及び冷却体供給温度を下げることの両方ま
たはいずれか一方はコイル条件カーブの急峻度を制御で
きる追加手段である。

（ｉ　ｉ）権駄致土扱 全負荷設計条件に対し選択された除湿器コイルの寸法と
部分負荷条件でオフセットされる実際の負荷の間にある
不整合が本発明により克服された主たる問題となってい
る。

要求される空気調和装置が全設計負荷の４０％又は３０
％である部分負荷条件を満足することは知られている。

現在の慣行では、ピーク設計負荷に対し適当な寸法を与
えられた除湿器が部分負荷条件に対して除湿することが
必要となる時起こる厳しい結果を評価していないと思わ
れる。部分負荷に対する性能がコンサルティングエンジ
ニアによって指定されることは稀である。低負荷条件で
は、負荷の大きさに対ル反比例して寸法の大きい所与の
コイルを介する冷却体の流量は少々落ちる。

上記配管の熱移動係数は幾分下がりコイル表面温度は上
昇することは避けられない。

冷却体側熱移動係数の減少は冷却体のような液体の冷却
体及び冷凍液Ｒ１２又はＲ２２のような液体及び蒸気相
をもつ流量冷却体と両方で生じる。

後者の場合、液体の大部分と、各相の流体特性と、流量
とに応じて幾つかの流れのパターンが生じる。

熱移動係数に対する冷凍液の低質量速度の影響を良く理
解するには１９８１年米国ノコウシア州アトランタにあ
るヒーティング　レフリジゲーテイング　アンド　エア
コンデショニング　エンジニアズ　インコーボレシジン
のアメリカン　ソサエティ　発行の　ＡＳＨＲＥＡ　　
Ｈａｎｄｂｏｏｋファンダメンタル　パート２．３Ｉの
第２０図に示しである。そこでは図示したピーク流量の
４０％までの冷凍液の大部分の流量の低下は熱移動係数
が３４％に低下することと関連していることを示してい
る。

コイルの大部分の表面温度は処理空気の露点温度よりも
高くなるが除湿に損失が伴うこととなる。

この二番目の理由のため、従来の空気調和装置の部分負
荷でのコイル条件カーブの傾斜はコイルを介しての面速
度の落ち込みに対し急峻させる効果があるにもかかわら
ず、ちょうど急峻となることが要求される時に浅くなる
（ｓｈａｌ　ｌｏｗ）（緩やかになる）。

コイルの湿った外側表面の温度が下がると水蒸気のその
表面での凝結が多くなる。フィン即ち二次表面は配管即
ち一次表面の持つ表面温度よりも高い表面温度を有する
。フィン密度が増加するにつれ平均フィン温度も増加す
る。そしてフィン間の空気流のレイノルド数が減りその
ため熱と移動係数を減少させる。−次表面積を大きく持
つことにより順位表面積当たりの除湿量が大きくなるが
、大きすぎるとそれらを上記凝結により製造した材料を
効率的に利用しない、多くの奥行の列を有するコイルを
作ることとなる。従って、所与の適用に対して必要な除
湿量を達成するに際し材料の最も良好な使用になる二次
表面対−次表面比が最適となるようにする。非常に高い
フィン密度を使用することによってコイルの奥行を減ら
すことにする試みはあまり好ましいやりかたではない。

それは寸法の幾分かの減少、従って除湿器の主要コスト
の減少となるが、除湿を低下させるし部分負荷性能に妥
協する強い証拠となる。コイル条件カーブの傾斜が低下
し、性能を損しない高いフィン密度によって空気流に与
えられる抵抗が大きくなるのでファンの消費電力量が増
加することとなる。

空気調和装置を設計する場合、特にエネルギ節約とスペ
ース節約を考慮する場合、可変空気量装置系（ＶＡＶ）
がしばしば使用されている。

しかしながら、この装置系は性能が部分負荷のもとでは
期待したものにならないのでビルの居住者より批判をし
ばしば受けていた。新しいＶＡＶ装置系について１９８
３年（９月）ＡＳＨＲＡＥジャーナル、（Ｔａｍｂｌｙ
ｎ）のある項目では空気を抜き又空気の移動が無いとい
う不平を揚げ又ビルオーナは達は外側の空気比率を揚げ
ることにより、ファンを長く動作させることにより、又
以前は除外した同じレヒートの使用を要求する最小空気
流を設定することによりエネルギ消費方向に戦っている
という報告をしている。

ＶＡＶ装置系の問題を詳細に検討している１９８７年８
月のＡＳＨＲＡＥジャーナル第２２頁を参照することが
できる。ここでは不均一な温度、温度と湿度制御の欠如
、新鮮な空気の欠如、及び不満足なエネルギ節約が列挙
されている。その項目ではレヒーティングが推奨されて
いる。更にそこではインテリアゾーンのみＶＡＶ装置系
によってサービスを受けるべきだと示唆している。

特にスペースとエネルギとを節約することに長所がある
代表的なＶＡＶ装置系は各フロアに複数の空気取り扱い
ユニットを有する高いオフィスブロックの設備に当てら
れている。各空気取り扱いユニットが使用フロアに位置
しているので大きなシャフト用スペースと長いダクトを
備える必要がない。天井空間を大きな戻り空気吹き込み
スペースとして利用することが知られている。このよう
なビルディングが、例えばオーストラリアのメルボルン
　テキサス州　ダラスのように市街に位置すればこのよ
うな装置系は夏のピーク設計条件時高い外側空気の乾燥
球温度即ち９０°Ｆ（３０゜Ｃ）及び湿度が低いような
時動作するように設計される。周囲の乾燥球温度が低い
時部分負荷時昼間及びぎりぎりの気象条件では湿度比が
夏のピーク条件をかなり上回る期間が長い。最小の新鮮
な空気の吹き込み量は例えば全ピーク設計空気流量の１
５％に等値である。換気要求に合致するこの最小の新鮮
な空気の吹き込み虫は固定された量であるので、６０％
部分負荷では外側空気の要求率は（１５１０，６）％即
ち２６％であり３０％の部分負荷では５０％の外側空気
が必要である。従って、除湿器は湿気の多い部分負荷臼
にピーク負荷での場合よりも高い外側空気温度比条件で
だけでなく高い比率の外側空気で負荷がかかる。大気が
湿っぽい又は蒸し暑いという多くの不平となっている原
因となる従来のＶＡＶ装置系ではこの要望はその性能を
超えてたものである。

上記幾つかの問題点は本発明に於いて総ての負荷条件で
十分な除湿性能があることを確認するためにコイルの大
部分に速い冷却体流量速度が存在するようにコイルを介
する冷却体流量を制御することにより主に克服される。

ある実施例では除湿器の他の部分の箇所を介して冷却体
の流量を減少させる時除湿器の一部を介する冷却体流量
を増加させている。

、除湿器の各部分はその設計及び装置に関して独立でも
よい。即ち各々の部分は異なった回路、異なったフィン
密度、異なった奥行の列、異なった寸法を有してよい。

従って、各コイルは異なった部分間で異なった冷却体温
度上昇を有することが出来る。他の実施例では、所望の
部分的負荷条件で除湿を増加させるためにコイルのアク
ティブ部分が低度の冷却体温度上昇を有するようにコイ
ルを選択している。

この手段により装置の全体の性能を低下させることにな
るが、殆ど直線に近いようコイル条件カーブの傾斜を増
加させることが可能である。

空気調和されたスペース内（部分負荷時での）での湿っ
ぽい又は蒸し暑い状態に関連した問題は本発明によって
適当な換気と、空気を空気調和用スペースに供給する出
口のレジスタでのＣｏ　ａｎｄａ効果の維持と、該スペ
ース内の空気の移動とを確保するために空気速度を十分
な高いレベルで維持することにより解決されるものであ
る。

部分負荷条件の下で生じる顕然負荷と潜熱負荷との比率
をかなり満足させるために、十分に急峻（はぼ直線状態
となるような）となるコイル条件カーブを示している公
知資料はないと思われる。

しかしながら、１９８２年（Ｓｈａｗ）ＡＳＨＲＡＥ報
告書と、それに対応する米国特許第４３１９４６１号を
参照されたい。本引例に於いては湿気のある空気の面速
度は部分負荷性能に影響を与えることを示している。レ
イノルド数と面速度とが減少するにつれコイル条件カー
ブの傾斜が急峻になりコイル条件カーブの曲率半径が減
り直線状になる。

この問題はワシントンＤ、Ｃ，にあるヘミスフェア出版
会社（Ｈｅｍｓｐｈｅｖｅ　　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　
　Ｃｏｒｐ、）の　西ドイツ　ミュンヘンに於ける第７
回熱移動会議の議事録第６巻（Ｖ。

６）に示されるようにＳｈａｗにより更に検討された。

又、関係する情報はＲｏＴ、Ｔａｍｂ　１　ｙｎによる
　Ｂｅａｔｉｎｇ　　ｔｈｅ　　ｂｌａｈｓｆｏｒ　　
ＶＡＶ　　というタイトルの項目の上記１９８３年９月
の　ＡＳＨＲＡＢ　　ジャーナルに含まれている。最後
に、１９８５年　ＳｈａｗとＲ，Ｅ　　レキシントン教
授による″　Ｌａｔｅｎｔ　　ｆｉｎｄｉｎｇｓ　　ｏ
ｎ　　ａｉｒ　　ｓｔｒｅａｍ　　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　
　ｅｆｆｅｃｔｓ　　１ｎｈｅａｔ　　ａｎｄ　　ｍａ
ｓｓ　　ｔｒａｎｓｆｅｒ　　　ｔｈｒｏｕｇｈ　　　
ｄｅｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒｃｏｉｌｓ″　　（メルボル
ン大学でのＮ、Ｓ。

Ｗ、　　　Ｓｔ、　レオナードの　Ｅ、Ａ、Ｂｏｏｋｓ
により出版された第３回オーストラリア熱及び物質移動
に関する議事録）を参照されたい。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明に於い
て、空気調和装置の除湿器は例えば、冷却体又は冷凍液
等の冷却用媒体によって冷却される複数コイル部分から
なることを特徴とする。部分負荷状態では、ピーク負荷
時の流量以下の冷却体の流量に対する制限又はその全体
の遮断は幾つかの上記コイル部分のみに限定され残りの
コイル部分はピーク負荷条件時の冷却体流量と同じかそ
れよりも多くの冷却体の流量を受は入れることとなる。

この残りのコイル部分を経由する相対絞りを入れていな
い冷却体の流量は減少したアクティブな寸法のコイルを
供給するのに、更に多くのポンプ出力が得られているた
めにピーク負荷条件のもとでの冷却体の流量よりも大き
くすることが出来る。更に、アクティブなコイル部分を
経由する相対絞りが入っていない冷却体の流量は、制御
器を、特定の空気調和装置の負荷での冷却体用スロット
ル弁をオープン（又はクローズ）するようにプリセット
することによりピーク負荷条件の下での流量より多く（
又は少なく）するこが出来る。本発明に於いて、複数の
制御弁があるのが特徴である。各制御弁はコイル系全体
を構成するコイルの部分の少くとも１部と接続している
。負荷変動の全範囲をオフセットするための制御弁には
ピーク負荷時全開とはならない幾つかの弁と、部分頁荷
時全開する幾つかの弁と、装置が動作する範囲のうち一
部である程度の開放状態に固定されたままとなる幾つか
の弁とを含む。

たいていの場合、除湿器のコイル部分を経由した冷却体
の流れは完全に絞りが入らないことになる。しかしなが
ら、本発明は通常は（しかしながら常時ではないカリコ
イル系全体の各コイル部分に対し少くともｌの弁を関係
させている。全範囲の負荷変動を行うための制御弁は装
置の動作範囲の一部に部分負荷では全開である幾つかの
弁と全開でない幾つかの弁とを含む。

具体的には、本発明に於いては、空気調和装置は複数の
コイル部分と、このコイル部分を通る冷却体供給手段か
らの冷却体の流れを選択的に制御する弁手段と、負荷が
ピーク条件から部分負荷条件に減少する時コイル部分を
経由する冷却体の流量が弁手段により絞られその結果上
記コイル部分の熱移動が減少するが残りのコイル部分を
経由する冷却体の流量は除湿を維持するのに十分なまま
であるように上記弁手段とセンサとを接続するカップリ
ング手段とからなることを特徴としている。

その結果除湿器のアクティブな寸法は部分負荷に対し小
さくなり、又除湿を上げるためにより多くの冷却体が得
られる。

設計条件は空調スペースの割に幾分任意な条件である。

しかしながら、２２′″Ｃから２６°　Ｃの狭い温度範
囲にあり又湿度範囲は３５％から５５％までと狭い。本
発明は最小からピーク負荷までの範囲にわたり顕然負荷
と潜熱真青とを正しく比例させてこれら条件を満足させ
るため負荷条件をオフセットさせるためのより良い性能
をあたえるようにしている。

本発明の実施例では、除湿器のコイルの１つ又は幾つか
のコイルを経由する空気流速度は従来の装置の除ｉＵＨ
の１つのコイル又は幾つかのコイルを経由するものより
も小さいことが特徴となっている。その結果、従来の空
気調和装置よりもファンの必要電力が著しく低下し、又
同様に騒音レベルも著しく低下する効果を示す。

（実施例の説明） 以下、本発明に係る空気調和装置及び空気調和方法を図
面を参照しつつ説明する。

第１図は、従来からの条件（破線）のもとで使用される
本発明に従った可変空気ｑ装置系でのコイル条件カーブ
と負荷比とを示す簡略化した湿度図である。

第２図は、本発明が異なった負荷率（１００％と８０％
、６１％、６０％、そして４０％）の下−／Ｐ、閘肯争
？壮ｍ１−塵ｍ１札吐小１ノＨ７欠社七−ゴを示したも
のである。

第３図は、第１図及び第２図で示す結果が達成される装
置の実施例を示し、第３Ａ図は全負荷での全体図を、第
３Ｂ図は部分負荷（６０％）の下での部分図を、第３Ｃ
図は部分負荷（４０％）の下での部分図を夫々示してい
る。

第４図は、除湿器が単一の弁により作用する２つのコイ
ル部分と更に別々の弁により作用する２つのコイル部分
とからなる本発明に係る空気調和装置の実施例に於ける
成る負荷範囲に於ける弁の制御グラフである。

第４図に示すように、例えば過大寸法の空気調和装置が
ビルディングを′増設することを予期して備える場合の
ように弁の絞りが必要となる例が多い。多くの場合、例
えピーク負荷条件下でも除湿器を通る冷却体の流れを一
部分絞ることが必要である。従って、以下に説明するよ
うに冷却体の流れに対する絞りは相対絞りと考えなけれ
ばならない。例えば、空気調和の要求条件のダイナミッ
クスに於いて環境条件を考慮することは除湿器を選択す
る上で重要な要因である。例えば、ビクトリア州メルボ
ルン、テキサス州ダラスのようなピーク空気調和負荷時
乾燥している気候では、ピーク空気調和期間時最大の冷
却体の流れを発生する必要はない。従って、冷却体の流
れは一部絞ることでよい。これに対し、部分負荷である
が湿気の多い条件時には冷却体流量を最も少なく絞る理
由がある。この効果は第４図にグラフで示している。

第４図に示す例では、従来の装置では得ることの出来な
い本発明の重要な要素を含んでいる。即ち、除湿器全体
の内容部分は特定の空気調和での部分負荷条件時性能を
高めるために異なる回路、異なるフィン密度、異なる奥
行列のコイル及び異なる寸法を使用できるという特徴を
有する。従って、本発明は寸法と全空気調和範囲に渡り
最高にフィツトすることを可能とする性能特性の変動の
両方を選択することが出来る。このことも冷却体流量の
絞りに影響を与える。

従って、上記のように負荷性能が落ちる時に占める全体
的負荷特性を支持するかそれに反対する多くの特別に考
慮することが必要となることが分かるであろう。上記用
語である“相対°絞りを使用することに関係するのがこ
れら特別考慮することである。

本発明に於けるコイル系は複数コイル部分に分割される
。従って、空調負荷がピーク負荷より下がった時コイル
全部の実効（アクティブ）寸法を減らすことができる。

部分負荷時にはコイル系の残りのアクティブな部分がコ
イル系の除湿性能を維持又は増大させるためにその残り
の部分を通る冷却体の速度を増加させるようになってい
る。この方法で全体の負荷特性と部分頁荷時発生する潜
熱対顕然負荷特性比とを上げることとを満足させる部分
負荷時のコイル条件カーブが得られる。コイル条件カー
ブがより急峻な傾斜となり面速度が減り又冷却体速度が
増加し更に冷却体温度上昇が下がるのに伴い、このカー
ブの曲率半径は、減少し、直線状態に近似する。本発明
では、コイル系のアクティブな寸法はピークから最小ま
での全負荷条件でのコイルの動作範囲に整合している。

ところが、従来の方法は非常に異なる。何故なら、どん
な性能を所望しても、負荷が減少すると、冷却体速度は
落ちしかもコイルのアクティブな寸法は一定であるから
である。

本発明に係るピーク冷却体条件と比較すると、第４図に
示すように、３７％のピーク空気調和負荷で弁を介して
の６５％の冷却体の流れで３２％のコイルがアクティブ
となり、５３％のピーク空気調和負荷で弁を介しての１
１０％の冷却体の流れで６７％のコイルがアクティブと
なる。明らかに、本発明に於いては負荷の減少につれて
のアクティブなコイル寸法は冷却体の流れの弁による絞
り具合と必ずしも比例していない。本発明に於ける理想
目標は空気調和負荷の減少と共に除湿器のアクティブな
寸法を減らすことであり、同時にピークから最小までの
全負荷範囲の時起こる同じ比率での顕然負荷と潜熱負荷
とをオフセットするために面速度を減少させること、冷
却体速度を増加させること、可能ならば冷却体温度上昇
を抑えることである。

第１図は、同じ部分負荷条件での従来のＶＡＶ装置系と
本発明に係るＶＡＶ装置系との比較を示す。又、第２図
は、本発明に係るＶＡＶ装置系に対する負荷減少に伴う
除湿の増加を示す。

次に、第３Ａ、３Ｂ、及び３０図を参照して説明を行う
。

熱交換器（冷却器）１０は図示しない冷凍器からの冷凍
液によって冷却される１つの回路を有す。

又、該交換器ＩＯが有する別の回路には冷却媒体または
別の冷却媒体（冷却体）が収容されている。

この冷却体は水ポンプ１１によってコイル部分１４．１
５．１７からなる除湿器１゛６の第１コイル部分！４と
第３コイル部分１５とに冷却体を供給する２つの導管■
２．１３内に吸い上げられる。

除湿器１６の第２コイル部分１７は第３コイル部分１５
の出口側からブリッジ導管１８によって冷却体が供給さ
れる。但し、本実施例は発明のほんの一例であって発明
の範囲内で多数の変形例が実施可能である。

更に、本実施例に於いて２０で示す電子制御器を設けて
いる。該電子制御器２０は３つの弁２１゜２２．２３を
直接ディジタル的に制御しているものである。この各弁
２１．２２．２３は接続されたソレノイド、駆動モータ
、又は他の手段によって動作する。これら、全ソレノイ
ド又は駆動部材は全体として２４で示す。

上記電子制御器２０は又空気をフィルタ２７と除湿器１
６とを経由して吸い込むファン２６とこの吸い込んだ空
気をゾーン２８に出すように制御する機能を有する。こ
のゾーンの１つが第３Ａ図に示す。各ゾーン２８には通
常の構成に従ってサーモスタット３０により制御される
バッフル２９を含んでいる。

上記弁２１．２２．２３の機能は以下の通りである。

ｉえ住 冷却体はポンプ１１により吸い上げられ導管１２と第１
コイル部分１４とを通り開放状態の弁２１を通り熱交換
器１０に戻る。冷却体は又導管１３と第３コイル部分１
５と導管１８と第２コイル部分１７と開放状態の弁２２
とを通り熱交換器ＩＯまでの冷却体復帰線に流れていく
。尚、弁２３は閉じている。

次の相の開会負荷から部分負荷（６０％）までの遷移状
態では弁２３が開放し弁２２は絞る状態となる。又この
状態では、第２コイル部分１７を通る冷却流の減少が徐
々に起こる。

部ｌ　、　６０％ 上記電子制御器２０の制御により弁が第３ｂ図に示す状
態となるようソレノイド２４を介して動作する。開放状
態の弁２工を介し又第１のコイル部分１４を介して冷却
体全部が流れ弁２２が閉じているので第２コイル部分１
７を介する冷却体流量は無い。次に弁２３が開放されて
いるので第３コイル部分１５を介して冷却体全体の流れ
が起きる。この状態は第２図のＣ６０％で示しである。

このＣは本発明によれば除湿器全体１６から出発する状
態を示している。このことは、（１００％を示す＞ｃ　
　１００％、（遷移時の状態）６１％、及び（以下に示
す４０％負荷での状態を示す）Ｃ４０％と比較された。

しかしながら、６０％負荷に対し示した状態は以下に示
す第１図の全ての線に略対応する。

’７　．６０％から４０％への遷移 弁２２は閉じたままである。又、弁２３は開放のままで
ある。弁２１は閉位置のほうに絞られているが弁２３は
開放のままである。従って第１コイル部分１４を通る冷
却体の流れは４０％負荷で弁２１が全閉となるまでゆっ
くりと絞られる。

土」」ばＬ１魚Ｂ− 第３Ｃ図に示すように４０％負荷状態では弁２１と弁２
２は共に閉じられる。一方弁２３は開放される。従って
、冷却体の流れは第３コイル部分１５を介してのみ行わ
れる。図示のように、水ポンプ１１が遠心ポンプであれ
ば、その特性により第３コイル部分１５を通る冷却体の
流れは全負荷状態の下でのそれよりも大きくなる。その
ため、第３コイル部分１５で更に除湿が行なわれ、この
ことは第１図に示すようにＣ６０％で印した点にまでコ
イル条件カーブの傾斜が上昇することとなる。（加えて
、全体的には第４図に示すように、制御器２０がいずれ
かの弁を任意の所望位置に開放するようプリセットされ
ることによって冷却体流量は増加出来る。） ４０％から３０％までの　ｌ　　。

弁２１，２２．２３は、ｆｊＥｓＣ図に示すままである
。しかしながら、弁２３は第３コイル部分１５を通る冷
却流量を減らすように閉じる方向に動作する。

３０％の　ハ　　　。

最小位置状態で、弁２３は第３コイル部分１５を介する
冷却体流量を減らすように一部開放状態である。

上記機能の総てを以下に示す第１表に列挙する。

上記のように、可変空気量装置系（ＶＡＶ）で起こる問
題の１つとして非常に低い負荷条件では喚起が十分でな
い為に冷却すべき及び除湿すべきゾーンが息苦しく又快
適でない。ファンの速度（又は、他の空気流量速度制御
対象）は、供給サーモスタット３２と空気流量測定ゲー
ジ３３によって制御される。又、適切な喚起を与える最
小量の空気流量速度を確保する為に、第１表に示すよう
に乾燥法温度をＩｏと３°の間だけ上昇させる。これは
下記のように電子制御器２０によって達成出来る。、負
荷百分率はこのゲージ３３の実施例に於いては空気調和
に現在使用される公知の手順のいずれか１つにより決定
出来る。

ゲージ３３は部分的負荷の要因でもあるので除湿器での
空気流のエンタルピ差がかなり変化するようになってい
てもよい。

（以下会合） 以下に示すチャートは電子制御器２０の動作について示
している。電子制御器２０は空気調和装置用に製作され
た人手可能な多数の電子制御デバイスの内のどの種類の
ものでも可能であり、本実施例ではイリノイ州　ナベー
ルビル　１２５０イースト　ディール　ロードに在るジ
ジンソンコントロール　プロダクツ　デビイジョン　（
Ｊｏｈｎｓｏｎ　　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　Ｐｒｏｄｕｃｔ
ｓ　　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ、１２５０　　Ｅａｓｔ　　Ｄ
ｉｅｈｌ　　Ｒｏａｄ、Ｎｅｐｅｒｖｉｌｌｅ、１１１
ｉｎｏｆｓ）製のＣ５００及びＮ５００とＤＳＣｌｏｏ
で各々指定されたコントローラ及びインクフェイスシス
テム及びこれらの結合からなる。

（メ下依台り 又、本発明の特徴をグラフにて示した第１図と第２図と
に戻って説明する。

第１図に於いて、破線Ｂ−Ｄはコイル条件カーブを示し
破線Ｆ−Ｄは従来の制御方法による部分負荷で生じる負
荷比率線を示す。負荷比率線Ｆ−Ｄの傾斜はオフセット
すべき潜熱と顕然負荷比によって決定される。しかしな
がら、図での位置は除湿器から出る後の空気状態によっ
て決定される。

Ｑ点は部分負荷条件での外側（ｏｕｔｓｉｄｅ）空気の
状態例を示す。線ＱＰは外側空気と空調されたゾーンか
ら戻った空気とが長さＦ　Ｂ／Ｑ　Ｂの比で混合された
ことを示す。

第１図では、同じ部分負荷条件での従来の装置と本発明
の装置とが比較されている。尚、第１表の空気全体の内
の外側空気（Ｏｕｔｓｉｄｅ　　Ａｉｒ−Ｐａｒｔ　　
ｏｆ　　Ｔｏｔａｌ　　Ａｉｒ）と言うコラムで示すよ
うにＦＢ／ＢＱの比率は部分負荷が更に小さくなると増
加する。従って、同じ外側空気の条件では点０１点Ｂは
さらに高い湿度比まで上昇する。これは大きな問題であ
る。一方、本発明に係る装置は最小部分負荷条件でも指
定された条件を達成する事が可能である。

点Ｂは従来の制御方法によって混合した空気が除湿器に
入る場合の点を示す。点りはこの混合空気が除湿器を出
た時の調和空気を示し、点Ｆは従来の制御条件での実際
の平均ゾーン状態を示す。

この点Ｆと実線とを比較されたい。本発明によれば、混
合空気は点Ａから除湿器に入る。本発明によれば、除湿
器から出る空気の状態は点Ｃからである。そして本発明
による空気の平均ゾーン状態は点Ｅによって示されてい
る。このことは部分負荷での平均ゾーン所望条件となる
。上側の実線は本発明に於けるコイル条件カーブであり
下側の実線は本発明に於ける負荷比率線を示す。

第１図に示すような浅い形（ｓｈａ　ｌ　ｌ　ｏｗ）の
コイル条件カーブ特性を持つ従来の装置では、例え従来
の装置に入ってくる空気が最初点Ａからであっても点Ｅ
にかなり近い形での除湿器からの空気が出ていく状態は
達成されない。

更には、従来の部分負荷性能では第１図の実線Ａ−Ｃの
傾斜よりも浅い（ｓｈａｌｌｏｗ）コイル条件カーブの
傾斜となることである。この結果、点Ｃの出発状態より
も上となる。第１図の実線Ｃ−Ｅに示すように同じ室内
負荷比率線を与えれば、ｊ　　　　　　　対象スペース
から復帰した空気は所望点Ｅよりも高い湿度比となる。

この復帰した空気は点Ｑでの部分負荷の外側空気と混合
時点Ａでの湿度比より高い湿度比を有する除湿器への入
力条件となる。

従って、点Ａ、Ｃ，及びＥは外側の空気の必要量に対し
負荷比率線Ｄ−Ｆに必要な傾斜をコイル条件カーブＢ−
Ｄの傾斜が満足する平衡点まで上昇し続ける。このこと
は線Ｄ−Ｆの傾斜が部分負荷で室内負荷比率線Ｃ−Ｅの
実際の傾斜と等しくなると起こる。

不幸にも、従来の空気調和装置はその点Ｅにかなり近接
するスペース設計条件を達成すると言う主たる目的を達
成していない。代わりに、点Ｆというしばしば受認出来
ない条件になっている。

線Ｄ−Ｆ　（これは線Ｃ−Ｅに平行である）は点Ｆが設
計目標の４０％ではなくわずかに受認出来る６０％と言
う相対湿度を有するものとして区分けされるので全く不
快である条件で終わるとは思われない。このことは単一
のゾーンが空気処理ユニットで処理されたケースにあた
る。しかしながら、可変空気量系が全ゾーンの処理を行
うフロア当たり単一の空気処理ユニット用に設計された
場合を考えよう。これらの条件では、点Ｆは点Ｅでの設
計条件を考えると受は入れられない。線Ｄ−Ｆは金−ゾ
ーンからの王立負荷比率線を表わす。そして、平均点Ｆ
によって示される場合よりも更に設計条件Ｅから遠くな
るゾーンがある。

上記のように、第２図は又全負荷条件と部分負荷条件と
の下での負荷比率線を示し第２図は如何にして負荷が４
０％まで下る時負荷比率線が急峻になるかをグラフによ
り示している。尚、上記第１表のように４０％負荷で第
３コイル部分１５を通る冷却流量を制御する弁２３では
最大速度となる。そのため上記負荷でコイルから最大の
除湿が得られる。

上記事柄は大変簡単な装備に対して当てはまり本発明を
例示したものである。しかしながら、このような簡単な
条件はあまり通常では起こらない。

装備が異なれば異なったコイル制御方法が必要となって
くる。

第４図は除湿器が２つの２列奥行の除湿器コイル部分か
らなり各コイルは別々の制御弁２．３を有する実施例の
場合の所定の負荷範囲にわたる弁の制御グラフを示す。

加えて、上記２つの２列奥行部分に第３の奥行列を構成
する２つの奥行１列部分がある。これら２つのＩ列奥行
部分は単一制御弁である番号ｌによって処理される。第
４図は本実施例でのピーク負荷条件から最小負荷条件ま
での装置性能を最適にする各制御弁の位置を示す。

全負荷設計条件に対し選択した除湿器のコイルの寸法と
部分負荷条件下でオフセットされる実際の負荷との間に
存在する不整合が問題の核心となる。そこで第３Ａ図を
参照すれば、弁２１，２３は閉塞状態であるので、この
極端に小さい部分負荷条件ではコイル部分Ｉ４．１７は
アクティブ状態ではない。従って、コイル部分１５がア
クティブとなって面速度と部分負荷条件での高い除湿要
求特性と一致する冷却体流量の増加が達成することが出
来る。

上記事柄は負荷が減少していくことに関係する。

本発明はが部分負荷から増大し設計負荷条件の方に行く
ような条件が逆となる場合にも適用されることは明らか
である。

（効果） 本発明の効果を以下のようにまとめられる。

（ａ）一定空気場装置系及び可変空気量装置系の両方に
対しても、エネルギ要求量は最小で済む。

又、装置の性能は顕然負荷及び潜熱負荷の全範囲にわた
り最適である。

（ｂ）部分負荷条件でも全負荷条件でも騒音は減る。

（ｃ）アクティブ状態のコイル寸法はそれにかかる実際
の負荷と整合するよう可変であり部分負荷条件でのアク
ティブ状態のコイル部分は潜熱対顕然比の増加に対し過
度冷却が無くオフセットするよう速い冷却流量速度を持
たせることが出来る。

コイルでの水温上昇は過度の空気冷却が無い状態で少な
く出来る。

（ｄ）コイル条件カーブの傾斜は空調スペースに供給す
る空気のうち新鮮な外側空気の必要量を維持しつつ顕然
負荷と潜熱負荷とが起こる割合でオフセットするのに必
要な負荷比率線を発生するように制御可能である。特に
、コイル条件カーブは従来の装置よりもより急峻にする
ことが出来、又直線に近似することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の条件（破線）の下で又本発明（実線）
に従って使用された可変空気量装置系に対するコイル条
件カーブと負荷比率線を示す湿度表である。 第２図は、本発明が同じ寸法の装置に適用した時及び異
なった負荷率（１００％と８０％、６１％、６０％、及
び４０％）の下でのコイル条件カーブを示す。 第３Ａ図、第３Ｂ図、及び第３Ｃ図は第１図及び第２図
に示す結果を達成できる本発明の実施例を示す空気調和
装置の簡単なダイヤグラムであり第３Ａ図は全負荷状態
時の装置全体を第３Ｂ図は部分負荷（６０％）でのその
一部分を第３Ｃ図は部分負荷（４０％）でのその一部分
をそれぞれ示す。 第４図は除湿器が単一の弁により作動する２つのコイル
部分と別の弁により作動する更に２つのコイル部分とか
らなる本発明に係る空気調和装置の別の実施例に於ける
ある負荷範囲にわたる弁の制御グラフを示す。 （符号の説明） １０−一熱交換器（冷却器）■■−−水ボンプ１２−−
導管１３−一導管　１４−一第１コイル部分　！５−−
第３コイル部分　１６一一除湿器１７−−第２コイル部
分　１８−一ブリッジ導管２０−−電子制御器　２１−
一弁　２２−一弁２３−−弁　２４−一駆動部材　　２
６−−フアン　２７−−フイルタ　２８−−ゾーン　２
９−−バッフル　３０−−サーモスタット３２−一供給
空気サーモスタット３３−一空気流量ゲージ−も ′−子・ 旨　　ジ　　♀　♀　　の 　ｕ　ｕｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）複数のコイルと、 ｂ）冷却用媒体を供給する第１手段と、 ｃ）除湿器本体と冷却用媒体とを冷却用媒体回路内で接
   続する導管と、 ｄ）空気流量ファンと、 ｅ）前記空気流量ファンと前記除湿器本体とを前記ファ
   ンの動作時ファンによって少くとも幾つかの前記コイル
   に空気流を与えるように接続する第２手段と、 ｆ）前記除湿器本体の下流側にある少くとも１つのセン
   サと、 ｇ）前記第１手段からの冷却媒体の流れを選択制御する
   複数の弁からなる第３手段と、 ｈ）装置負荷がピーク負荷条件から部分負荷条件に減少
   する時、前記１つのコイルを通る冷却用媒体の流量を前
   記第３手段の内の１つの弁によって絞り従ってその１つ
   のコイルの熱移動を減少させ残りの第３手段のコイルを
   通る冷却用媒体の流量は十分に除湿を維持し続けるよう
   に前記第３手段の弁を前記センサに接続する第４手段と
   からなる除湿器を備えたことを特徴とする空気調和装置
   。 ２、ａ）複数のコイル部分と、 ｂ）冷却用媒体供給手段と、 ｃ）冷却用媒体回路内で前記コイル部分と冷却用媒体供
   給手段とを接続する導管と、 ｄ）前記コイル部分の内の少くともいくつかを通る冷却
   用媒体の流量を制御するように動作可能な前記冷却用媒
   体回路内にある複数の弁と ｅ）空気流量ファンと、 ｆ）前記ファンが動作時前記コイル部分を通る空気の流
   れを発生させるように前記空気流量ファンと除湿器とを
   接続する第１カップリング手段と、 ｇ）前記除湿器の下流側にある少くとも１のセンサと、 ｈ）ピーク負荷条件時、除湿器コイル部分を介しての冷
   却用媒体の流量は前記複数の弁により相対絞りは行われ
   ないが負荷が減少すると、前記除湿器のコイル部分の内
   の少なくとも１のコイル部分を介しての冷却用媒体の流
   量が前記弁の内少くとも１の弁によって相対絞りが行な
   われるが残りの前記コイル部分を介しての相対絞りは行
   われないように前記センサを前記弁に接続する第２カッ
   プリング手段とからなる除湿器を備えたことを特徴とす
   る空気調和装置。 ３、前記弁は、スロットル弁からなり、且つ前記センサ
   は、前記コイル部分の内のただ幾つかを介する冷却用媒
   体の流量が負荷が減少するにつれ徐々に絞られていくよ
   うに前記スロットル弁を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の空気調和装置。 ４、前記センサは負荷が連続して減少するにつれ前記コ
   イルの内の少くとも１つを介しての冷却用媒体の流量の
   絞りが連続して流れを遮断するように前記第３手段の弁
   を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の空気調和装置。 ５、前記冷却用媒体は冷却水であって、前記冷却用媒体
   を供給する第１手段は、前記冷却水を負荷の減少に伴い
   前記相対絞りが入らない残りのコイルを通して増加する
   割合で前記冷却用媒体回路を介して吸い上げるポンプか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空
   気調和装置。 ６、前記冷却用媒体は冷凍液であって、前記冷却用媒体
   を供給する第１手段は冷凍液供給手段となり且つ前記冷
   凍液を前記コイルの上流側に在る増設装置と冷却用媒体
   回路を介して負荷が増加するにつれ相対絞りが入ってい
   ない残りのコイルを介して増加する割合で吸い上げるコ
   ンプレッサからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の空気調和装置。 ７、前記ポンプは、前記少くとも１つのコイルを通る冷
   却用媒体の流量に絞りを入れた時前記コイル全体の内残
   りの絞りのはいらない部分での冷却用媒体の流量が増加
   するように圧力が増加する特性を有する遠心ポンプであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の空気調
   和装置。 ８、前記弁をセンサに接続する第４手段は、負荷がピー
   ク負荷条件から部分負荷条件に減少するに伴い前記残り
   のコイルへの冷却用媒体の流れを制御する弁が開放しそ
   の冷却用媒体の流れを増加させるようにプログラムされ
   た電気制御手段からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の空気調和装置。 ９、前記弁からなる第３手段は少くとも弁の幾つかが電
   気的に動作するスロットル弁からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の空気調和装置。 １０、前記センサは、前記空気流量ファンの下流にあり
   且つ隣接するサーモスタットと、電子制御回路と、前記
   サーモスタットの温度が下降する時前記弁からなる第３
   手段が冷却用媒体の流量を絞るように前記サーモスタッ
   トと前記電子制御回路と前記弁からなる第３手段とを相
   互に接続する接続手段とからなることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の空気調和装置。 １１、前記弁からなる第３手段は、複数の電気的に制御
   される弁であって、前記センサはサーモスタットからな
   り、更に空気調和装置は前記電気制御される弁と前記セ
   ンサとの間に接続された電子制御回路からなり、前記電
   子制御回路は供給空気によるサーモスタットの温度が下
   降すると前記１つの弁を少くとも部分的に閉塞させ前記
   コイル部分の１つへの冷却用媒体の流量を絞り、且つ、
   前記電子制御回路は又別の弁を前記制御される別のコイ
   ルへの冷却用媒体の流量を増加させるように開放させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気調和
   装置。 １２、前記空気調和装置は更に前記空気流量ファンの下
   流にある別のセンサと空気流速度制御手段とからなり、
   前記別のセンサは空気流量センサと、空気流量速度が下
   がり負荷の減少に伴って換気速度が不十分なレベルにま
   で下がる場合空気流量速度が再び前記供給空気サーモス
   タットをより高い温度にリセットする電子制御回路から
   のプリセット信号により増加され、その結果コイル条件
   カーブのエンタルピ差を減少させ、各ゾーンに関係する
   空気ダンパが更に開放する位置に移動することにより修
   正動作を取らせ又、ファンの空気量を増加させ十分な換
   気を生じさせるように、前記電子制御回路と空気流量セ
   ンサと空気流速度制御手段とを相互接続させる相互接続
   手段とからなることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   記載の空気調和装置。 １３、複数のコイル部分からなる除湿器を備え除湿器の
   各部分はその設計と装置構成に於いて独立している、即
   ち、異なる回路構成と、異なるフィン密度と、異なる奥
   行列と異なる寸法とを持ちその結果特定の適用条件に合
   致するように制御に更にフレキシビリティを持たせるこ
   とを特徴とする空気調和装置。 １４、ａ）複数のコイル部分を通る冷却体を吸い上げる
   ことにより複数のコイル部分を冷却する工程と、 ｂ）空気流量ファンによって少くとも幾つかの前記コイ
   ル部分を通って空気が流れるように空気を付勢する工程
   と、 ｃ）除湿器の下流側の空気の温度を検出する工程と、 ｄ）供給空気サーモスタットによって温度の下降として
   負荷の減少を検出した時、少くとも１つの前記コイル部
   分を通る冷却用媒体の流量を絞り残りのコイル部分を介
   する冷却用媒体の流量はそのままにする工程とからなる
   ことを特徴とする空気調和方法。 １５、前記少くとも１つのコイル部分を介しての冷却用
   媒体の流量を絞る工程時残りのコイル部分を通る冷却用
   媒体の流量を増やす工程を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１４項記載の空気調和方法。 １６、前記冷却用媒体の流量の絞りはスロットル弁によ
   って行われることを特徴とする特許請求の範囲第１４項
   記載の空気調和方法。 １７、前記空気調和方法は更に部分負荷条件を識別する
   ことにより最小空気流速度を制限する工程からなり所定
   の部分負荷条件では前記ファンの空気流下流側に設定し
   ているサーモスタット動作温度が上がることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１４項記載の空気調和方法。