KR20080005434A - 공조 시스템 - Google Patents

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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

공조 시스템(1)에서는, 운전조건에 따라, 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 통상운전과, 조습장치(10)로 공기를 제습하는 동시에, 공조장치(20)로 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 제습하는 동시제습운전이 선택적으로 전환된다.
조습장치, 공조장치, 공조 시스템, 제습, 통상운전, 동시제습운전

Description

공조 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은, 조습장치에서 제습한 공기와, 공조장치에서 냉각한 공기를 동일 실내로 공급하는 공조 시스템에 관한 것이다.
종래, 조습한 공기를 실내로 공급하여 실내의 현열을 처리하는 공조장치나, 조습한 공기를 실내로 공급하여 실내의 잠열을 처리하는 조습장치 등이 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 냉매회로에서 냉매가 순환하여 증기압축 냉동주기를 행하는 공조장치가 개시되어 있다. 이 공조장치의 냉매회로에는, 압축기, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기, 및 십자전환밸브가 접속된다. 이 공조장치는, 십자전환밸브의 전환에 의해 냉매의 순환방향이 가역(可逆)이 되어, 냉방운전과 난방운전이 전환 가능하게 구성된다. 그리고, 예를 들어 냉방운전에서는, 증발기가 되는 실내 열교환기에서 냉각된 공기가 실내로 공급되어, 실내공간의 냉방이 이루어진다. 한편, 난방운전에서는, 응축기가 되는 실내 열교환기에서 가열된 공기가 실내로 공급되어, 실내공간의 난방이 이루어진다.
또, 예를 들어 특허문헌 2에는, 수분을 흡착하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 냉매회로에 접속된 조습장치가 알려져 있다. 이 조습장치는, 냉매의 순환 방향이 전환됨으로써 상기 흡착열교환기가 증발기 또는 응축기로서 기능하여, 제습운전과 가습운전이 전환 가능하게 구성된다. 예를 들어, 제습운전에서는, 흡착열교환기에서 증발한 냉매에 의해 흡착제가 냉각된다. 공기가 흡착열교환기를 통과하면, 냉각된 흡착제와 공기가 접촉하여, 공기 중의 수분이 이 흡착제에 흡착된다. 흡착제에 수분을 부여하고 제습된 공기는 실내로 공급되어, 실내의 제습이 이루어진다. 한편, 가습운전에서는, 흡착열교환기에서 응축한 냉매에 의해 흡착제가 가열된다. 공기가 흡착열교환기를 통과하면, 가열된 흡착제와 공기가 접촉하여, 흡착제에 흡착된 수분이 이 공기로 방출된다. 이 수분을 함유하며 가습된 공기는 실내로 공급되어, 실내의 가습이 이루어진다.
[특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2003-106609호 공보]
[특허문헌 2 : 일본 특허 공개 2004-294048호 공보]
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그런데, 실내의 조습과 온도조절을 동시에 실행하기 위해, 전술한 공조장치 및 조습장치를 동일 실내에서 병용하는 공조 시스템을 생각할 수 있다. 예를 들어, 이 공조 시스템에서는, 공조장치에서 공기를 냉각하는 동시에, 조습장치에서 공기를 제습하여, 실내를 냉방 제습하기가 가능해진다. 여기에서, 이 공조 시스템의 냉방제습운전 시에, 실외공기의 습도가 극단적으로 높아지면, 조습장치에서 처리할 잠열부하도 극단적으로 증대해버린다. 그 결과, 이 조습장치가 과부하운전상태로 되어, 이 조습장치의 운전효율이 저하되어버린다. 따라서, 공조 시스템의 효율이 저하되어버리거나, 또는 실내의 제습을 확실하게 행할 수 없게 된다는 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 조습장치와 공조장치를 구비하여 냉방 제습을 실행하는 공조 시스템에 있어서, 어떤 운전조건에서도 실내의 제습을 확실하게 또 효율적으로 실행할 수 있도록 한 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제 1 발명은, 조습장치(10) 및 공조장치(20)를 구비하며, 상기 조습장치(10)에서 제습한 공기와 상기 공조장치(20)에서 냉각한 공기를 동일 실내로 공급하는 공조 시스템을 전제로 한다. 그리고 이 공조 시스템은, 상기 공조장치(20)가, 공기의 냉각 시에 공기 중의 수분을 응축시켜 이 공기를 제습하는 운전이 가능하게 구성되며, 상기 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 통상운전과, 이 조습장치(10) 및 공조장치(20)로 공기를 제습하는 동시제습운전이 전환 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 1 발명에서는, 조습장치(10)가 공기의 잠열을 처리함과 동시에, 공조장치(20)가 공기의 현열을 처리함으로써, 실내의 냉방과 제습이 동시에 이루어진다. 상기 공조장치(20)는, 예를 들어 냉각온도를 낮게 설정함으로써, 공기 중의 수분을 응축시켜 공기가 제습 가능하게 구성된다.
본 발명의 공조 시스템에서는, 조습장치(10)와 공조장치(20)가 연동되고 제어되어, 통상운전과 동시제습운전이 전환된다. 구체적으로, 상기 통상운전에서는, 조습장치(10)가 공기를 제습함과 동시에, 공조장치(20)는 공기의 냉각만을 행하도록 냉각능력이 조절된다. 즉, 이 통상운전에서는, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 잠열을 조습장치(10)가 모두 처리하는 식의 운전제어가 행해진다. 한편, 상기 동시제습운전에서는, 조습장치(10)가 공기 중의 수분을 응축시키도록 냉각하므로, 조습장치(10)에서 공기의 제습과 냉각의 쌍방이 행해진다. 이와 동시에, 공조장치(20)는 소정의 제습능력으로 공기를 제습한다. 즉, 이 동시제습운전에서는, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요한 조습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)가 분담하여 처리한다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 있어서, 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치(10) 운전효율을 예측하는 연산부(43)를 구비하며, 상기 연산부(43)에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율 이상이 되면 통상운전을 행하고, 상기 연산부(43)에서 예측한 조습장치(10)의 운전효율이 기준운전효율보다 작아지면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 한다.
제 2 발명에서는, 공조 시스템에 연산부(43)가 구성된다. 이 연산부(43)는, 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 경우에, 이 조습장치(10)의 운전효율이 어느 정도로 될지를 예측한다. 이 운전효율은, 이 공조 시스템의 현시점에서의 운전조건(예를 들어, 실내 온습도, 실외 온습도, 실내의 목표습도 등)에 기초하여 산출된다. 또, 이 공조 시스템에는, 이 조습장치(10)에서 충분한 운전효율을 달성할 수 있는 운전효율로서 기준운전효율이 설정된다.
본 발명의 공조 시스템에서는, 상기 연산부(43)에서 예측되는 운전효율과, 상기 기준운전효율과의 대소비교에 의해, 상기 통상운전과 동시제습운전의 전환판정이 이루어진다. 구체적으로는, 예를 들어 실외 습도가 비교적 낮은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 운전효율이 상기 기준운전효율 이상일 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해도 조습장치(10)의 운전효율은 기준운전효율을 만족시킬 것으로 예측된다. 따라서, 이 경우, 공조 시스템에서 통상운전이 행해진다. 반대로, 예를 들어 실외습도가 극단적으로 높은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 운전효율이 상기 기준운전효율보다 작아질 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해버리면, 조습장치(10)의 운전효율은 기준운전효율을 달성할 수 없을 것으로 예측된다. 따라서, 이 경우, 공조 시스템에서 동시제습운전이 실행되며, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)가 분담하여 처리한다.
제 3 발명은, 제 2 발명에 있어서, 상기 동시제습운전 시에는, 조습장치(10)의 운전효율이 상기 기준운전효율이 되도록 이 조습장치(10)의 제습능력을 조정하는 것을 특징으로 한다.
제 3 발명에서는, 연산부(43)에서 예측한 조습장치(10)의 운전효율이 상기 기준운전효율보다 작아져, 동시제습운전이 행해질 때, 조습장치(10)는 기준운전효율이 되도록 조습능력이 조절된다. 그 결과, 동시제습운전에서, 실제 조습장치(10)의 운전효율이, 연산부(43)에서 예측한 운전효율과 마찬가지로, 기준운전효율을 밑돌아버리는 것은 회피된다.
제 4 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 조습장치(10)는, 실외공기를 제습하여 실내로 공급하도록 구성되며, 실외공기의 습도에 따라 상기 통상운전과 상기 동시제습운전을 전환하는 것을 특징으로 한다.
제 4 발명에서는, 조습장치(10)가 실외공기를 제습하여 실내로 공급한다. 여기에서, 이 공조 시스템에서는, 조습장치(10)에서 제습하는 실외공기의 습도에 기초하여 상기 통상운전과 동시제습운전이 전환된다.
구체적으로, 예를 들어 실외공기의 습도가 그다지 높지 않을 경우에는, 이 공조 시스템에서 통상운전이 행해진다. 그 결과, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량은, 조습장치(10)만으로 처리된다. 한편, 실외공기의 습도가 극단적으로 높을 경우에는, 이 공조 시스템에서 동시제습운전이 행해진다. 그 결과, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요 제습량은, 조습장치(10)와 공조장치(20)의 쌍방에서 처리된다.
제 5 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 조습장치(10)가, 용량 가변의 압축기(53)를 갖는 냉매회로(50)와, 흡착제가 담지된 흡착부재(51, 52)를 구비하며, 냉매회로(50)의 냉매로 냉각한 흡착부재(51, 52)의 흡착제와 접촉하는 공기를 제습하도록 구성되고, 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치(10) 운전효율을 예측하는 연산부(43)를 구비하며, 상기 연산부(43)에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율 이상이 되면 통상운전을 행하고, 상기 연산부(43)에서 예측한 조습장치(10)의 운전효율이 기준운전효율보다 작아지면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 한다.
제 5 발명의 조습장치(10)에는, 냉매가 순환하여 냉동주기를 행하는 냉매회로(50)가 구성된다. 또, 조습장치(10)에는, 공기 중의 수분을 흡착하는 흡착제를 담지하는 흡착부재(51, 52)가 설치된다. 이 흡착부재(51, 52)의 흡착제는, 냉매회로(50)의 증발냉매에 의해 냉각된다.
조습장치(10)에서 처리되는 공기는, 냉각된 흡착제와 접촉한다. 그 결과, 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되어, 이 공기가 제습된다. 이 조습장치(10)에서는, 압축기(53)의 운전주파수를 조절함으로써, 냉매회로(50)의 냉매순환량이 변경된다. 그 결과, 흡착제로부터 냉매로 탈취되는 흡열량도 변경되어, 흡착제에 의한 수분의 흡착능력이 조절된다.
여기에서, 연산부(43)는 제 2 발명과 마찬가지로, 조습장치(10)만으로 공기를 제습할 경우에, 이 조습장치(10)의 운전효율이 어느 정도로 될지를 예측한다. 그리고 상기 연산부(43)에서 예측되는 운전효율과, 상기 기준운전효율과의 대소비교에 의해 통상운전과 동시제습운전의 전환판정이 이루어진다. 구체적으로는, 예를 들어 실외습도가 비교적 낮은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 운전효율이 상기 기준운전효율 이상으로 될 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해도 조습장치(10)의 운전효율은 기준운전효율을 만족시킬 것으로 예측된다. 따라서, 이 경우, 공조 시스템에서 통상운전이 이루어진다. 반대로, 예를 들어 실외습도가 극단적으로 높은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 운전효율이 상기 기준운전효율보다 작을 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해버리면, 조습장치(10)의 운전효율은 기준운전효율을 달성할 수 없을 것으로 예측된다. 따라서, 이 경우, 공조 시스템에서 동시제습운전이 행해지며, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)가 분담하여 처리한다.
제 6 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 조습장치(10)는, 용량 가변의 압축기를 갖는 냉매회로(50)와, 흡착제가 담지된 흡착부재(51, 52)를 구비하며, 냉매회로(50)의 냉매로 냉각한 흡착부재(51, 52)의 흡착제와 접촉하는 공기를 제습하도록 구성되고, 조습장치(10)만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치(10)의 압축기 운전주파수를 예측하는 연산부(43)를 구비하며, 상기 연산부(43)에서 예측한 압축기(53)의 운전주파수가 상한주파수보다 작아지면 통상운전을 행하고, 상기 연산부(43)에서 예측한 압축기(53)의 운전주파수가 상한주파수 이상이 되면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 한다.
제 6 발명에서는, 조습장치(10)가 제 5 발명과 마찬가지로 구성된다. 한편, 제 5 발명과는 달리 연산부(43)는, 조습장치(10)만으로 공기를 제습할 경우에, 이 조습장치(10)의 압축기(53) 운전주파수가 어느 정도로 될지를 예측한다. 이 운전주파수는, 이 공조 시스템의 현시점에서의 운전조건(예를 들어, 실내 온습도, 실외 온습도, 실내의 목표습도 등)에 기초하여 산출된다. 또, 이 공조 시스템에는, 압축기(53) 및 조습장치(10)를 효율적으로 운전하기 위한 상한주파수가 설정된다.
이 공조 시스템에서는, 상기 연산부(43)에서 예측되는 압축기(53)의 운전주파수와, 상한주파수와의 대소비교에 의해 상기 통상운전과 동시제습운전의 전환판정이 이루어진다. 구체적으로는, 예를 들어 실외습도가 비교적 낮은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 압축기(53)의 운전주파수가 상한주파수보다 작아질 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해도 압축기(53) 및 조습장치(10)의 효율이 저하되지 않을 것으로 예측된다. 따라서 이 경우, 공조 시스템에서 통상운전이 이루어진다. 반대로, 예를 들어 실외습도가 극단적으로 높은 운전조건에서, 연산부(43)에서 예측된 압축기(53)의 운전주파수가 상기 상한주파수 이상일 경우, 이 공조 시스템에서 통상운전을 해버리면, 압축기(53) 및 조습장치(10)의 효율이 저하되어버릴 것으로 예측된다. 따라서 이 경우, 공조 시스템에서 동시제습운전이 실행되며, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)가 분담하여 처리한다.
[발명의 효과]
본 발명에서는, 조습장치(10)와 공조장치(20)를 연동시키고 제어하여, 통상운전과 동시제습운전이 전환 가능하게 구성한다. 이로써, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량이 극단적으로 높을 경우에도, 상기 동시제습운전을 행함으로써, 이 필요제습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)에서 분담하여 처리할 수 있다. 또, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량이 그다지 높지 않을 경우에는, 상기 통상운전을 행함으로써, 이 필요제습량을 조습장치(10)에서 확실하게 처리할 수 있다. 이상과 같이, 본 발명에 의하면, 이 공조 시스템의 운전조건에 따라 통상운전과 동시제습운전을 전환할 수 있으므로, 어떤 운전조건에서도 이 공조 시스템에서 확실하게 또 효율적으로 공기를 제습할 수 있다.
특히, 상기 제 2 발명에서는, 연산부(43)에서 예측한 조습장치(10)의 운전효율과, 기준운전효율을 비교하고, 그 비교결과에 기초하여 통상운전과 동시제습운전을 자동으로 전환하도록 한다. 구체적으로는, 연산부(43)에서 예측한 운전효율이 기준운전효율 이상인 운전조건에서는 통상운전이 행해지므로, 조습장치(10)만의 제습에 의해, 이 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량을 확실하게 또 효율적으로 처리할 수 있다. 한편, 연산부(43)에서 예측한 운전효율이 기준운전효율보다 작아지는 운전조건에서는 동시제습운전이 행해지므로, 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량을 조습장치(10)와 공조장치(20)의 쌍방에서 분담하여 처리할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량이 높아지면, 자동적으로 동시제습운전이 행해지도록 하므로, 어떤 운전조건에서도, 이 공조 시스템에서 확실하게 또 효율적으로 공기를 제습할 수 있다.
또, 상기 제 3 발명에 의하면, 동시제습운전 시에 있어서, 조습장치(10)의 실제 운전효율이, 연산부(43)에서 예측된 운전효율과 마찬가지로, 기준운전효율을 밑돌아버리는 것을 확실하게 회피할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 조습장치(10)가 과부하운전으로 되어버리는 것을 확실하게 방지할 수 있으므로, 이 공조 시스템의 효율저하를 회피할 수 있다.
상기 제 4 발명에서는, 조습장치(10)에서 제습하는 실외공기의 습도에 기초하여, 통상운전과 동시제습운전을 자동으로 전환할 수 있다. 따라서, 실외공기의 습도가 변동되어, 공조 시스템에서 처리해야 할 필요제습량이 크게 변동되어도, 이 조건에 적합한 효율적인 공기의 제습을 행할 수 있다.
상기 제 5 발명에서는, 조습장치(10)의 흡착부재(51, 52) 흡착제로 공기를 제습하도록 한다. 여기에서, 이 공조 시스템에서는, 연산부(43)에서 예측한 운전효율과, 기준운전효율을 비교하여, 통상운전과 동시제습운전을 자동으로 전환하도록 한다. 따라서, 이 공조 시스템에 있어서, 어떤 운전조건에서도 확실하게 또 효율적으로 공기를 제습할 수 있다.
또, 상기 제 6 발명에서는, 제 5 발명과 마찬가지 구성의 조습장치(10)를 갖는 공조 시스템에서, 연산부(43)에서 예측한 압축기(53)의 운전주파수와, 상한주파수를 비교하여, 통상운전과 동시제습운전을 자동으로 전환하도록 한다. 따라서, 어떤 운전조건에서도, 압축기(53) 및 조습장치(10)를 효율적으로 운전시킬 수 있어, 이 공조 시스템에서 효율적으로 공기를 제습할 수 있다.
도 1은, 실시형태에 있어서 공조 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는, 실시형태의 조습장치에 관한 냉매회로 구성을 나타낸 배관계통도이며, (A)는 제 1 동작 중의 동작을 나타내고, (B)는 제 2 동작 중의 동작을 나타낸 것이다.
도 3은, 흡착열교환기의 개략 사시도이다.
도 4는, 실시형태의 공조장치에 관한 냉매회로 구성을 나타낸 배관계통도이며, (A)는 제 1 상태를 나타내고, (B)는 제 2 상태를 나타낸 것이다.
도 5는, 실시형태의 공조 시스템에 관한 냉방제습운전 시의 제어동작을 나타낸 개략 제어흐름도.
도 6은, 제 1 변형예의 공조 시스템에 관한 냉방제습운전 시의 제어동작을 나타낸 개략 제어흐름도.
도 7은, 제 2 변형예의 공조 시스템에 관한 냉방제습운전 시의 제어동작을 나타낸 개략 제어흐름도.
도 8은, 제 1 변형예의 공조 시스템에 관한 냉방제습운전 시의 제어동작을 나타낸 개략 제어흐름도.
도 9는, 그 밖의 실시형태의 제 1 변형예에 관한 조습장치의 개략 구성도이며, (A)는 제 1 동작 중의 동작을 나타내고, (B)는 제 2 동작 중의 동작을 나타낸 것이다.
도 10은, 그 밖의 실시형태의 제 2 변형예에 관한 조습유닛의 개략 사시도.
[부호의 설명]
1 : 공조 시스템 10 : 조습장치
20 : 공조장치 41 : 공조제어부
42 : 조습제어부 43 : 연산부
50 : 냉매회로 51, 52 : 흡착부재
53 : 압축기
본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 공조 시스템(1)은, 조습장치(10)와 공조장치(20)를 구비한다. 이 공조 시스템(1)에서는, 조습장치(10)에서 처리한 공기와, 공조장치(20)에서 처리한 공기의 쌍방이 동일 실내로 공급된다. 또, 이 공조 시스템(1)은, 상기 조습장치(10) 및 공조장치(20)의 제어수단으로서 조습제어부(41) 및 공조제어부(42)를 구비한다.
[조습장치의 개략구성]
본 실시형태의 조습장치(10)는, 제습한 공기를 실내로 공급하는 제습운전과, 가습한 공기를 실내로 공급하는 가습운전이 가능하게 구성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 조습장치(10)는 냉매회로(50)를 구비한다. 이 냉매회로(50)는, 제 1 흡착열교환기(51), 제 2 흡착열교환기(52), 압축기(53), 십자전환밸브(54), 및 전동팽창밸브(55)가 배치된 폐회로이다. 이 냉매회로(50)는, 충전된 냉매를 순환시킴으로써, 증기압축 냉동주기를 행한다.
상기 냉매회로(50)에서 압축기(53)는, 그 토출측이 십자전환밸브(54)의 제 1 포트에, 그 흡입측이 십자전환밸브(54)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 제 1 흡착열교환기(51)의 한끝은 십자전환밸브(54)의 제 3 포트에 접속된다. 제 1 흡착열교환기(51)의 다른 끝은, 전동팽창밸브(55)를 개재하고 제 2 흡착열교환기(52)의 한끝에 접속된다. 제 2 흡착열교환기(52)의 다른 끝은, 십자전환밸브(54)의 제 4 포트에 접속된다.
상기 십자전환밸브(54)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 4 포트가 연통되는 제 1 상태(도 2(A)에 나타낸 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 3 포트가 연통되는 제 2 상태(도 2(B)에 나타낸 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제 1 흡착열교환기(51) 및 제 2 흡착열교환기(52)는 모두 크로스핀식 핀튜브형 열교환기로 구성된다. 이들 흡착열교환기(51, 52)는, 동제 전열관(58)과 알루미늄제 핀(57)을 구비한다. 흡착열교환기(51, 52)에 배치된 복수의 핀(57)은 각각이 장방형의 판상으로 형성되며, 일정간격으로 나열된 다. 또, 전열관(58)은, 각 핀(57)을 관통하도록 설치된다.
상기 각 흡착열교환기(51, 52)에서는, 각 핀(57)의 표면에 흡착제가 담지되어, 본 발명의 흡착부채를 구성한다. 이 흡착열교환기(51, 52)의 핀(57) 사이를 통과하는 공기가 핀(57) 표면의 흡착제와 접촉한다. 이 흡착제로는, 제올라이트, 실리카겔, 활성탄, 친수성 관능기를 갖는 유기고분자 재료 등, 공기 중의 수증기를 흡착할 수 있는 것이 이용된다.
또, 이 조습장치(10)에는, 도시하지 않았으나, 공기의 온도나 습도를 검출하는 복수의 센서가 설치된다. 이들 복수의 센서는, 실외공기의 온도를 검출하는 실외온도센서와, 실외공기의 상대습도를 검출하는 실외습도센서와, 실내공기의 온도를 검출하는 실내온도센서와, 실내공기의 상대습도를 검출하는 실내습도센서로 구성된다.
<공조장치의 개략구성>
본 실시형태의 공조장치(20)는, 냉각한 공기를 실내로 공급하는 냉방운전과, 가열한 공기를 실내로 공급하는 난방운전이 가능하게 구성된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 공조장치(20)는, 실내유닛(21) 및 실외유닛(22)을 구비한다. 상기 실내유닛(21)은 실내에 배치된다. 이 실내유닛(21)에는 실내 열교환기(62)가 수납된다. 한편, 상기 실외유닛(22)은 실외에 배치된다. 이 실외유닛(22)에는 실외 열교환기(61), 압축기(63), 십자전환밸브(64), 및 전동팽창밸브(65)가 수납된다. 상기 실내유닛(21)과 상기 실외유닛(22)은 2개의 연결배관(23, 24)으로 서로 접속된다. 그리고 공조장치(20)에는, 폐회로인 냉매회로(60) 가 구성된다. 이 냉매회로(60)는, 충전된 냉매를 순환시킴으로써 증기압축 냉동주기를 행한다.
상기 냉매회로(60)에서 압축기(63)는, 그 토출측이 십자전환밸브(64)의 제 1 포트에, 그 흡입측이 십자전환밸브(64)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 실외 열교환기(61)의 한끝은, 십자전환밸브(64)의 제 3 포트에 접속된다. 실외 열교환기(61)의 다른 끝은, 전동팽창밸브(65)를 개재하고 실내 열교환기(62)의 한끝에 접속된다. 실내 열교환기(62)의 다른 끝은, 십자전환밸브(64)의 제 4 포트에 접속된다.
상기 십자전환밸브(54)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 4 포트가 연통되는 제 1 상태(도 4(A)에 나타낸 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 연통되며 제 2 포트와 제 3 포트가 연통되는 제 2 상태(도 4(B)에 나타낸 상태)로 전환 가능하게 구성된다. 또, 이 공조장치(20)에는, 실내로부터 공조장치(20)로의 흡입실내공기 온도를 검출하는 흡입온도센서가 설치된다.
<조습제어부, 공조제어부의 구성>
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 공조 시스템(1)에는, 조습제어부(41), 및 공조제어부(42)가 구성된다.
상기 조습제어부(41)는, 조습장치(10)의 조습능력을 제어하는 것이다. 구체적으로, 조습제어부(41)는, 운전조건에 따라 조습장치(10)의 압축기(53) 운전주파수를 제어하여, 냉매회로(50)의 냉매순환량을 조절한다. 그 결과, 흡착열교환기(51, 52)에서의 냉매의 흡열량이나 방열량이 변경되어, 조습장치(10)의 조습능력 이 조절된다.
여기에서, 공조 시스템(1)에는, 도시하지 않는 제어기를 통해 실내 목표온도(설정온도)가 입력된다. 이 공조 시스템(1)에서는, 이 설정온도에 따라 실내 목표습도도 자동적으로 결정된다. 그리고 이 조습장치(10)의 조습능력은, 실내습도가 상기 목표습도에 가까워지도록 조절된다.
공조제어부(42)는, 공조장치(20)의 온도조절능력을 조절하는 것이다. 구체적으로 공조제어부(42)는, 운전조건에 따라 압축기(63)의 운전주파수를 제어하여, 냉매회로(60)의 냉매순환량을 조절한다. 또, 공조제어부(42)는, 운전조건에 따라 실내 열교환기(62)의 냉매증발온도나 냉매응축온도를 조절한다. 그 결과, 실내 열교환기(62)에서의 냉매의 흡열량이나 방열량이 조절되어, 공조장치(20)의 온도조절능력이 조절된다. 이 공조장치(20)의 온도조절능력은, 실내온도가 상기 설정온도에 가까워지도록 조절된다.
또, 공조장치(20)는, 냉방운전 시에, 실내 열교환기(62)의 증발온도를 소정온도로 저하시킴으로써, 실내 열교환기(62)에 의한 공기의 냉각 시에 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 제습하는 운전이 가능하게 구성된다.
이 공조 시스템(1)에서는, 조습장치(10)가 제습운전을 하는 동시에, 공조장치(20)가 냉방운전을 하는 냉방제습운전이 가능하게 구성된다. 또, 이 냉방제습운전 시에는, 통상운전과 동시제습운전이 전환 가능하게 구성된다. 상기 통상운전은, 상기 조습장치(10)만이 공기를 제습하는 동시에, 공조장치(20)가 공기를 냉각하는 운전이다. 한편, 상기 동시제습운전은, 조습장치(10)가 공기를 제습하는 동 시에, 공조장치(20)가 공기의 제습과 냉각을 하는 운전이다. 공조 시스템(1)의 냉방제습운전에서는, 이 2종류 운전의 전환이 자동적으로 이루어진다. 이 2종류 운전의 전환은, 조습제어부(41)에 설치되는 연산부(43)의 산출결과에 기초하여 이루어진다(상세는 후술함).
-운전동작-
<조습장치의 운전동작>
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 조습장치(10)에서는 제습운전과 가습운전이 행해진다. 제습운전 중이나 가습운전 중의 조습장치(10)는, 도입한 실외공기(OA)를 조습하고 나서 공급공기(SA)로서 실내로 공급하는 동시에, 도입한 실내공기(RA)를 배출공기(EA)로서 실외로 배출한다. 즉, 제습운전 중이나 가습운전 중의 조습장치(10)는, 실내를 환기한다. 또, 상기 조습장치(10)는, 제습운전 중과 가습운전 중의 어느 쪽에서도, 제 1 동작과 제 2 동작을 소정의 시간간격(예를 들어, 3분 간격)으로 교대로 반복한다.
상기 조습장치(10)는, 제습운전 중에는 제 1 공기로서 실외공기(OA)를, 제 2 공기로서 실내공기(RA)를 각각 도입한다. 또, 상기 조습장치(10)는, 가습운전 중에는 제 1 공기로서 실내공기(RA)를, 제 2 공기로서 실외공기(OA)를 각각 도입한다.
우선, 제 1 동작에 대해 설명한다. 제 1 동작 중에는, 제 1 흡착열교환기(51)로 제 2 공기가, 제 2 흡착열교환기(52)로 제 1 공기가 각각 공급된다. 이 제 1 동작에서는, 제 1 흡착열교환기(51)에 대한 재생동작과, 제 2 흡착열교환 기(52)에 대한 흡착동작이 이루어진다.
도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 제 1 동작 중의 냉매회로(50)에서는, 십자전환밸브(54)가 제 1 상태로 설정된다. 압축기(53)를 운전시키면, 냉매회로(50) 내에서 냉매가 순환한다. 구체적으로, 압축기(53)로부터 토출된 냉매는 제 1 흡착열교환기(51)에서 방열하여 웅축된다. 제 1 흡착열교환기(51)에서 웅축된 냉매는, 전동팽창밸브(55)를 통과할 때 감압되며, 그 후, 제 2 흡착열교환기(52)에서 흡열하여 증발한다. 제 2 흡착열교환기(52)에서 증발한 냉매는, 압축기(53)로 흡입되어 압축되며, 다시 압축기(53)로부터 토출된다.
이와 같이, 제 1 동작 중의 냉매회로(50)에서는, 제 1 흡착열교환기(51)가 응축기가 되며, 제 2 흡착열교환기(52)가 증발기가 된다. 제 1 흡착열교환기(51)에서는, 핀(57) 표면의 흡착제가 전열관(58) 내의 냉매에 의해 가열되어, 가열된 흡착제로부터 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 한편, 제 2 흡착열교환기(52)에서는, 핀(57) 표면의 흡착제에 제 1 공기 중의 수분이 흡착되어, 발생한 흡착열이 전열관(58) 내의 냉매에 흡열된다.
그리고 제습운전 중에는, 제 2 흡착열교환기(52)에서 제습된 제 1 공기가 실내로 공급되며, 제 1 흡착열교환기(51)로부터 탈리된 수분이 제 2 공기와 함께 실외로 배출된다. 한편, 가습운전 중에는, 제 1 흡착열교환기(51)에서 가습된 제 2 공기가 실내로 공급되며, 제 2 흡착열교환기(52)에서 수분을 빼앗긴 제 1 공기가 실외로 배출된다.
다음으로, 제 2 동작에 대해 설명한다. 제 2 동작 중에는, 제 1 흡착열교환 기(51)로 제 1 공기가, 제 2 흡착열교환기(52)로 제 2 공기가 각각 공급된다. 이 제 2 동작에서는, 제 2 흡착열교환기(52)에 대한 재생동작과, 제 1 흡착열교환기(51)에 대한 흡착동작이 행해진다.
도 2(B)에 나타낸 바와 같이, 제 2 동작 중의 냉매회로(50)에서는, 십자전환밸브(54)가 제 2 상태로 설정된다. 압축기(53)를 운전시키면, 냉매회로(50) 내에서 냉매가 순환한다. 구체적으로, 압축기(53)로부터 토출된 냉매는 제 2 흡착열교환기(52)에서 방열하여 웅축된다. 제 2 흡착열교환기(52)에서 웅축된 냉매는, 전동팽창밸브(55)를 통과할 때 감압되고, 그 후, 제 1 흡착열교환기(51)에서 흡열하여 증발한다. 제 1 흡착열교환기(51)에서 증발한 냉매는 압축기(53)로 흡입되어 압축되며, 다시 압축기(53)로부터 토출된다.
이와 같이, 냉매회로(50)에서는, 제 2 흡착열교환기(52)가 응축기가 되며, 제 1 흡착열교환기(51)가 증발기가 된다. 제 2 흡착열교환기(52)에서는, 핀(57) 표면의 흡착제가 전열관(58) 내의 냉매에 의해 가열되어, 가열된 흡착제로부터 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 한편, 제 1 흡착열교환기(51)에서는, 핀(57) 표면의 흡착제에 제 1 공기 중의 수분이 흡착되어, 발생한 흡착열이 전열관(58) 내의 냉매에 흡열된다.
그리고, 제습운전 중에는, 제 1 흡착열교환기(51)에서 제습된 제 1 공기가 실내로 공급되며, 제 2 흡착열교환기(52)로부터 탈리된 수분이 제 2 공기와 함께 실외로 배출된다. 한편, 가습운전 중에는, 제 2 흡착열교환기(52)에서 가습된 제 2 공기가 실내로 공급되며, 제 1 흡착열교환기(51)에 수분을 빼앗긴 제 1 공기가 실외로 배출된다.
<공조장치의 운전동작>
본 실시형태의 공조장치(20)에서는 냉방운전과 난방운전이 행해진다.
공조장치(20)의 냉방운전에서는, 도 4(A)에 나타낸 바와 같이, 냉매회로(60)의 십자전환밸브(64)가 제 1 상태로 설정된다. 압축기(63)를 운전시키면, 냉매회로(60) 내에서 냉매가 순환한다. 구체적으로, 압축기(63)로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(61)에서 방열하여 응축된다. 실외 열교환기(61)에서 응축된 냉매는 전동팽창밸브(65)를 통과할 때 감압된 후, 실내 열교환기(62)에서 흡열하여 증발한다. 실내 열교환기(62)에서 증발한 냉매는 압축기(63)로 흡입되어 압축되며, 다시 압축기(63)로부터 토출된다.
이와 같이, 냉매회로(60)에서는, 실외 열교환기(61)가 응축기가 되며, 실내 열교환기(62)가 증발기가 된다. 한편, 실내로부터 공조장치(20)로 흡입된 공기는, 증발기인 실내 열교환기(62)를 통과한다. 이 공기는, 실내 열교환기(62)에서 냉각된 후, 실내로 공급된다.
한편, 공조장치(20)의 난방운전에서는, 도 4(B)에 나타낸 바와 같이, 냉매회로(60)의 십자전환밸브(64)가 제 2 상태로 설정된다. 압축기(63)를 운전시키면, 냉매회로(60) 내에서 냉매가 순환한다. 구체적으로, 압축기(63)로부터 토출된 냉매는 실내 열교환기(62)에서 방열하여 응축된다. 실내 열교환기(62)에서 응축된 냉매는, 전동팽창밸브(65)를 통과할 때 감압된 후, 실외 열교환기(61)에서 흡열하여 증발한다. 실외 열교환기(61)에서 증발한 냉매는 압축기(63)로 흡입되어 압축 되며, 다시 압축기(63)로부터 토출된다.
이와 같이, 냉매회로(60)에서는, 실외 열교환기(61)가 증발기가 되며, 실내 열교환기(62)가 응축기가 된다. 한편, 실내로부터 공조장치(20)로 흡입된 공기는, 응축기인 실내 열교환기(62)를 통과한다. 이 공기는, 실내 열교환기(62)에서 가열된 후 실내로 공급된다.
-냉방제습운전에서의 제어동작-
본 실시형태의 공조 시스템(1)에서는, 전술한 조습장치(10)의 제습운전 또는 가습운전과, 전술한 공조장치(20)의 냉방운전 또는 난방운전과의 조합에 의해 4가지 운전이 이루어진다. 구체적으로 공조 시스템(1)에서는, "냉방제습운전", 난방가습운전", "냉방가습운전", 및 "난방제습운전"이 전환 가능하게 구성된다.
상기 냉방제습운전 시에는, 통상, 조습장치(10)가 공기를 제습하는 동시에, 공조장치(20)가 공기를 냉각한다. 그런데, 이와 같은 냉방제습운전 시에, 예를 들어 실외공기의 습도가 극단적으로 높아져, 이 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량이 증대해버리면, 종래에는 조습장치(10)가 과부하운전으로 되어, 이 공조 시스템(1)의 운전효율이 저하되거나, 실내습도를 목표습도로 유지하기가 어려워지거나 할 우려가 있었다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 실시형태 공조 시스템(1)의 냉방제습운전 시에는, 운전조건에 따라, 전술한 "통상운전"과 "동시제습운전"이 전환된다.
이하, 본 실시형태 공조 시스템(1)의 냉방제습운전 시에 있어서 통상운전과 동시제습운전의 전환제어 동작에 대해, 도 5를 참조하면서 설명한다.
단계(S1)에서, 연산부(43)는 운전조건에 기초하여 이 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량을 산출한다. 구체적으로, 이 필요제습량은, 실외온도센서 및 실외습도센서로 검출한 실외 온습도와, 실내온도센서 및 실내습도센서로 검출한 실내 온습도와, 공조 시스템(1)의 목표습도에 기초하여 산출된다. 또, 연산부(43)는, 이 필요제습량을 조습장치(10)에서만 처리할 경우의 조습장치(10) 운전효율을 산출한다. 구체적으로, 연산부(43)에는, 조습장치(10)의 필요제습량과, 이 필요제습량을 조습장치(10)에서만 처리할 경우의 COP와의 관계를 미리 데이터베이스화 한 것이 기억된다. 그리고 연산부(43)는, 조습장치(10)가 필요제습량을 모두 처리할 경우의 COP를 상기 데이터베이스를 이용하여 산출하고, 얻어진 값을 예측COP로 한다. 여기에서, 조습장치(10)에서의 COP란, 조습장치(10)의 운전에 필요한 전력소비량과, 이 운전 시의 조습장치(10) 조습능력과의 비율을 의미하는 것이다.
다음으로, 단계(S2)에서, 조습제어부(41)는 통상운전과 동시제습운전과의 전환판정을 한다. 구체적으로, 조습제어부(41)에서는, 단계(S1)에서 산출된 예측COP과, 미리 설정된 기준COP의 대소비교를 하여, 통상운전과 동시제습운전을 전환한다. 여기에서, 상기 기준COP는, 이 조습장치(10)에서 충분한 운전효율(기준운전효율)이 달성 가능한 경우의 COP이며, 본 실시형태에서는 이 기준 COP가 3.5로 설정된다.
여기에서, 단계(S2)에서, 단계(S1)에서 산출된 예측COP가 기준COP 이상일 경우, 조습장치(10)에서만 필요제습량을 모두 처리했다 하더라도, 조습장치(10)에서 고효율의 제습이 가능할 것으로 판단된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 단계(S3) 로 이행하며, 통상운전이 이루어진다. 이 통상운전에서는, 실내습도가 목표습도가 되도록 조습장치(10)의 압축기(53) 운전주파수가 제어되어, 조습장치(10)에서만 공기의 제습이 행해진다. 통상운전 중의 공조장치(20)에서는, 실내공기가 목표온도에 가까워지도록 냉각능력이 제어되어, 공조장치(20)에서 공기의 냉각이 이루어진다. 이때, 공조장치(20)에서는, 냉매의 증발온도를 실내공기의 이슬점온도보다 높게 설정하여, 실내 열교환기(62)에서 드레인수가 발생하지 않도록 한다.
한편, 단계(S2)에서, 단계(S1)에서 산출된 예측COP가 기준COP보다 작아질 경우, 조습장치(10)에서만 필요제습량을 모두 처리하면, 조습장치(10)의 운전효율이 저하되어버릴 것으로 판단된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 단계(S4)가 실행되며, 동시제습운전으로 이행한다.
단계(S4)에서는, 조습장치(10)에서 기준COP에서의 운전을 행하기 위한 제습능력이 산출되며, 조습장치(10)에서 이 제습능력이 되는 압축기(53)의 운전주파수(Y)가 산출된다. 그리고 단계(S5)에서, 조습장치(10)의 압축기(53) 주파수를 Y로 하는 주파수제어가 행해진다. 즉 단계(S5)에서는, 이와 같은 운전조건 하에서, 조습장치(10)의 실제 COP가 기준COP를 밑돌지 않도록, 조습장치(10)의 제습능력이 제어된다. 또, 단계(S6)에서는, 이상과 같이 하여 조습장치(10)의 조습능력을 변경한 경우에, 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량 중 조습장치(10)만의 제습으로는 처리할 수 없는 나머지 필요제습량(공조측 필요조습량)이 산출된다. 즉, 단계(S6)에서는, 조습장치(10)에서 기준COP를 만족시키는 운전을 행할 때, 공조장치(20)에서 부담해야 할 공조측 필요제습량의 산출이 행해진다.
단계(S7)에서는, 이상과 같이 하여 산출된 공조측 필요조습량이, 연산부(43)로부터 공조제어부(42)로 송신된다. 공조제어부(42)는, 이 공조측 필요제습량을 공조장치(20)에서 처리하기 위해 필요한 실내 열교환기(62)의 냉매 목표증발온도(Te)를 산출한다. 구체적으로, 이 목표증발온도(Te)는, 상기 공조측 필요제습량, 목표습도, 실내 온습도 등에 기초하여 산출되며, 실내공기의 이슬점온도보다 낮은 값이 된다.
단계(S8)에서 공조장치(20)의 냉매증발온도가 목표증발온도(Te)로 제어되면, 공조장치(20)에서 처리된 공기 중의 수분이 응축되어, 이 공기가 제습된다. 여기에서, 공조장치(20)에서 응축한 후의 수분은 드레인팬 등으로 회수되어, 드레인수로서 공조장치(20)의 외부로 배출된다.
이상과 같이, 동시제습운전 시에는, 조습장치(10)에서 기준COP를 만족시키는 공기의 제습이 이루어진다. 이와 동시에 공조장치(20)에서는, 상기 조습장치(10)의 제습만으로는 처리할 수 없는 나머지 수분이 제습되어, 최종적으로 실내 습도가 목표습도로 유지된다.
-실시형태의 효과-
상기 실시형태에서는 공조 시스템(1)의 냉방제습운전 시에 있어서, 조습장치(10)와 공조장치(20)를 연동시키고 제어하여, 통상운전과 동시 제습운전을 전환하도록 구성된다. 구체적으로, 예를 들어 실외공기의 습도가 비교적 낮으며, 연산부(43)에서 산출된 예측COP가 기준COP 이상인 운전조건에서는, 통상운전을 하도록 한다. 이 통상운전 시에는, 조습장치(10)에서, 기준COP를 상회하는 공기의 제습이 이루어지므로, 실내의 제습을 확실하게 또 효율적으로 행할 수 있다.
한편, 예를 들어 실외공기의 습도가 극단적으로 높으며, 연산부(43)에서 산출된 예측COP가 기준COP보다 작아지는 운전조건에서는, 동시제습운전을 하도록 한다. 이 동시제습운전 시에는, 조습장치(10)와 공조장치(20)의 쌍방에서 제습이 이루어지므로, 이와 같은 운전조건에서도 실내의 제습을 확실하게 또 효율적으로 행할 수 있다.
특히, 동시제습운전에서는, 조습장치(10)에서 기준COP의 운전이 이루어지도록, 압축기(53)의 운전주파수를 제어한다. 따라서, 조습장치(10)의 실제 COP가 기준COP를 밑도는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또, 이와 같이 조습장치(10)의 제습능력을 제한하는 경우에, 공조 시스템(1)의 필요조습량 중, 조습장치(10)에서 처리할 수 없었던 나머지 필요조습량을 공조측 필요조습량으로서 산출하고, 이 공조측 필요조습량을 처리할 수 있도록 공조장치(20)의 냉매증발온도(Te)를 제어하도록 한다. 따라서, 조습장치(10)에서 고효율의 제습운전을 행할 수 있음과 더불어, 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요조습량을 조습장치(10) 및 공조장치(20)에서 분담하여 확실하게 처리할 수 있다.
<제어동작의 변형예>
공조 시스템(1)의 냉방제습운전 시에는, 전술한 실시형태 이외에 다음과 같은 변형예의 제어동작을 행할 수 있다.
-제 1 변형예-
도 6에 나타낸 제 1 변형예의 제어동작은, 동시제습운전 시에 있어서 공조장 치(20)의 목표증발온도(Te) 산출방법이 상기 실시형태와 다르다. 구체적으로, 공조 시스템(1)이 동시제습운전으로 이행하면, 단계(S6)에서는 실내 목표습도의 이슬점온도가 산출된다. 그리고 이 이슬점온도로부터 소정온도(A)(예를 들어, 5℃)를 뺀 온도가 상기 목표증발온도(Te)로서 결정된다.
이 제 1 변형예의 제어동작에서는, 조습장치(10)의 제습능력에 상관없이, 공조장치(20) 실내 열교환기(62)의 냉매증발온도가 확실하게 공기의 이슬점온도 이하로 된다. 따라서, 동시제습운전 시에, 공조장치(20)에서 확실하게 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 제습할 수 있다.
-제 2 변형예-
도 7에 나타낸 제 2 변형예의 제어동작에서는, 전술한 단계(S6)에서 공조측 필요제습량의 보정이 행해진다. 구체적으로, 제 2 변형예의 제어동작에서는, 단계(S9)에서 실내습도가 소정간격으로 검출된다. 여기에서, 실내 목표습도와 현재 실내습도와의 습도차 절대값이, 실내 목표습도와 지난 번 검출 시 실내습도와의 습도차 절대값보다 클 경우, 실내습도가 목표습도로 수속되지 않았던 것으로 판단된다. 그 결과, 단계(S10)로 이행하여, 상기 지난번의 실내습도, 현재 실내습도, 및 목표습도로부터 공조측 필요제습량의 보정값이 산출된다. 단계(S6)에서는 공조측 필요제습량에 이 보정값이 곱해지고, 실내습도가 목표습도로 수속될 공조측 필요제습량이 다시 설정된다.
이 제 2 변형예의 제어동작에서는, 이상과 같이 하여 공조장치(20)의 제습능력 보정이 이루어지므로, 실내습도를 확실하게 목표습도로 수속시킬 수 있다. 따 라서, 이 공조 시스템(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
-제 3 변형예-
도 8에 나타낸 제 3 변형예의 제어동작에서는, 통상운전과 동시제습운전의 전환 판정동작이 상기 실시형태와 다르다. 즉, 이 제 3 변형예에서는, 단계(S1)에서, 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량이 산출되면, 연산부(43)는 이 필요제습량을 조습장치(10)만으로 처리할 경우에 필요한 조습장치(10)의 압축기(53) 운전주파수를 예측주파수로서 산출한다.
다음으로, 단계(S2)에서 조습제어부(41)는, 통상운전과 동시제습운전의 전환 판정을 한다. 구체적으로, 조습제어부(41)에서는, 단계(S1)에서 산출된 예측주파수와, 미리 설정된 상한주파수의 대소 비교를 하여, 통상운전과 동시제습운전을 전환한다. 또, 상기 상한주파수는, 압축기(53) 및 이 조습장치(10)에서 효율적인 운전을 가능하게 하기 위한 상한인 압축기(53)의 운전주파수이다.
여기에서, 단계(S2)에서, 단계(S1)에서 산출된 예측주파수가 상한주파수보다 작아질 경우, 조습장치(10)에서만 필요제습량을 모두 처리했다 하더라도, 조습장치(10)에서 고효율의 제습이 가능할 것으로 판단된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 단계(S3)로 이행하며, 통상운전이 행해진다.
한편, 단계(S2)에서, 단계(S1)에서 산출된 예측주파수가 상한주파수 이상일 경우, 조습장치(10)에서만 필요제습량을 모두 처리하면, 조습장치(10)의 운전효율이 저하되어버릴 것으로 판단된다. 따라서, 이와 같은 경우에는 단계(S4)로 이행하며, 동시제습운전이 행해진다. 이 단계(S4)에서는, 압축기(53)의 주파수가 상기 상한주파수가 되도록 제어된다. 그 후, 상기 실시형태와 마찬가지로 단계(S5)에서 단계(S7)가 실행되어, 조습장치(10)와 공조장치(20)의 쌍방에서 공기의 제습이 이루어진다.
이 제 3 변형예의 제어동작에서는, 압축기(53)의 예측주파수와, 상한주파수와의 대소비교에 의해, 통상운전과 동시제습운전을 자동으로 전환할 수 있다. 여기에서, 동시제습운전 시에는, 조습장치(10)의 압축기(53) 주파수가 상한주파수가 되도록 제한된다. 따라서, 조습장치(10)가 과부하운전으로 되어버리는 것을 확실하게 회피할 수 있으며, 이 공조 시스템(1)으로 공기의 제습을 효율적으로 행할 수 있다.
여기에서, 제 3 변형예의 단계(S1)에서 단계(S4)까지의 전환판정동작을, 전술한 제 1 변형예나 제 2 변형예에 적용하도록 해도 된다.
<그 밖의 실시형태>
상기 각 실시형태에서는, 연산부(43)에서 조습장치(10)의 운전효율을 예측하며, 동시제습운전 시에는, 조습장치(10)에서 기준운전효율을 만족시키도록 제습능력을 제어한다. 그러나, 예를 들어 동시제습운전 시의 공조장치(20) 운전효율(예를 들어, COP)을 연산부(43)에서 다시 산출하도록 해도 된다. 여기에서, 이 공조측의 COP가 조습장치(10)의 기준COP보다 낮을 경우에는, 단계(S4)에서, 상기 기준COP가 낮아지는 보정을 하고, 이 보정된 기준COP를 만족시키도록 조습장치(10)의 압축기 주파수를 제어하도록 해도 된다. 이 경우에는, 조습장치(10)의 실제 COP가 저하되기는 하되, 공조측 필요조습량을 저감시킬 수 있으므로, 공조장치(20)의 실 제 COP를 향상시킬 수 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 단계(S1) 및 단계(S2)에서, 연산부(43)에서 예측한 COP와 기준COP의 대소비교에 의해 통상운전과 동시제습운전의 전환판정을 한다. 이 외에 실외공기의 습도에 따라 통상운전과 동시제습운전의 전환판정을 해도 된다. 구체적으로는, 연산부(43)가, 실외공기의 습도와 공조 시스템 목표습도와의 비율(실외공기습도/목표습도)을 산출하며, 이 비율이 기준값보다 낮을 경우에는, 이 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량이 비교적 적은 것으로 간주하여 통상운전으로 이행하는 한편, 이 비율이 기준값보다 높을 경우에는, 이 공조 시스템(1)에서 처리해야 할 필요제습량이 비교적 많은 것으로 간주하여 통상운전으로 이행하도록 해도 된다.
또, 상기 각 실시형태의 조습장치(10)는, 흡착열교환기(51, 52)에 담지된 흡착제로 공기를 제습하도록 구성된다. 그러나, 이 조습장치(10)를 다음과 같은 변형예의 구성으로 하는 것도 가능하다.
-조습장치의 제 1 변형예-
도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 변형예의 조습장치(10)는, 냉매회로(100)와 2개의 흡착소자(111, 112)를 구비한다. 냉매회로(100)는, 압축기(101)와 응축기(102)와 팽창밸브(103)와 증발기(104)가 차례로 접속된 폐회로이다. 냉매회로(100)에서 냉매를 순환시키면, 증기압축 냉동주기가 이루어진다. 이 냉매회로(100)는, 열원수단을 구성한다. 제 1 흡착소자(111) 및 제 2흡착소자(112)는, 제올라이트 등의 흡착제를 구비하며, 각각 흡착부재를 구성한다. 또, 각 흡착소 자(111, 112)에는 다수의 공기통로가 형성되며, 이 공기통로를 통과할 때 공기가 흡착제와 접촉한다.
이 조습장치(10)는 제 1 동작과 제 2 동작을 반복한다. 도 9(A)에 나타낸 바와 같이, 제 1 동작 중의 조습장치(10)는, 응축기(102)에서 가열된 공기를 제 1 흡착소자(111)로 공급하여 흡착제를 재생시키는 한편, 제 2 흡착소자(112)에 수분을 빼앗긴 공기를 증발기(104)에서 냉각한다. 또, 도 9(B)에 나타낸 바와 같이, 제 2 동작 중의 조습장치(10)는, 응축기(102)에서 가열된 공기를 제 2 흡착소자(112)로 공급하여 흡착제를 재생시키는 한편, 제 1 흡착소자(111)에 수분을 빼앗긴 공기를 증발기(104)에서 냉각한다. 그리고 이 조습장치(10)는, 흡착소자(111, 112)를 통과할 때 제습된 공기를 실내로 공급하는 제습운전과, 흡착소자(111, 112)를 통과할 때, 가습된 공기를 실내로 공급하는 가습운전을 전환하여 실행한다.
-조습장치의 제 2 변형예-
도 10에 나타낸 바와 같이, 제 2 변형예의 조습장치(10)는 조습유닛(150)을 구비한다. 이 조습유닛(150)은, 펠티어(Peltier) 소자(153)와 한 쌍의 흡착핀(151, 152)을 구비한다. 흡착핀(151, 152)은, 이른바 히트싱크의 표면에 제올라이트 등의 흡착제를 담지시킨 것이다. 이 흡착핀(151, 152)은 흡착부재를 구성한다. 펠티어 소자(153)는, 그 한쪽 면에 제 1 흡착핀(151)이, 다른 쪽 면에 제 2 흡착핀(152)이 각각 접합된다. 펠티어 소자(153)에 직류를 흘리면, 2개 흡착핀(151, 152)의 한쪽이 흡열측이 되며, 다른 쪽이 방열측이 된다. 이 펠티어 소자(153)는 열원수단을 구성한다.
이 조습장치(10)는 제 1 동작과 제 2 동작을 반복한다. 제 1 동작 중의 조습유닛(150)은, 방열측인 제 1 흡착핀(151)의 흡착제를 재생시켜 공기를 가습하는 한편, 흡열측인 제 2 흡착핀(152)의 흡착제에 수분을 흡착시켜 공기를 제습한다. 또, 제 2 동작 중의 조습유닛(150)은, 방열측인 제 2 흡착핀(152)의 흡착제를 재생시켜 공기를 가습하는 한편, 흡열측인 제 1 흡착핀(152)의 흡착제에 수분을 흡착시켜 공기를 제습한다. 그리고 이 조습장치(10)는, 조습유닛(150)을 통과할 때, 제습된 공기를 실내로 공급하는 제습운전과, 조습유닛(150)을 통과할 때 가습된 공기를 실내로 공급하는 가습운전을 전환하여 실행한다.
여기에서, 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시로서, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 조습장치에서 제습한 공기와, 공조장치에서 냉각한 공기를 동일 실내로 공급하는 공조 시스템에 대해 유용하다.

Claims (6)

  1. 조습장치 및 공조장치를 구비하며, 상기 조습장치로 제습한 공기와 상기 공조장치로 냉각한 공기를 동일 실내로 공급하는 공조 시스템에 있어서,
    상기 공조장치는, 공기의 냉각 시에 공기 중의 수분을 응축시켜 이 공기를 제습하는 운전이 가능하게 구성되고,
    상기 조습장치만으로 공기를 제습하는 통상운전과, 이 조습장치 및 공조장치로 공기를 제습하는 동시제습운전이 전환 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    조습장치만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치 운전효율을 예측하는 연산부를 구비하며,
    상기 연산부에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율 이상이 되면 통상운전을 행하고, 상기 연산부에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율보다 작아지면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 동시제습운전 시에는, 조습장치의 운전효율이 상기 기준운전효율이 되도록 이 조습장치의 제습능력을 조절하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 조습장치는, 실외공기를 제습하여 실내로 공급하도록 구성되며,
    실외공기의 습도에 따라 상기 통상운전과 상기 동시제습운전을 전환하여 행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조습장치는, 용량 가변의 압축기를 갖는 냉매회로와, 흡착제가 담지된 흡착부재를 구비하며, 냉매회로의 냉매로 냉각시킨 흡착부재의 흡착제와 접촉하는 공기를 제습하도록 구성되고,
    조습장치만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치 운전효율을 예측하는 연산부를 구비하며,
    상기 연산부에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율 이상이 되면 통상운전을 행하고, 상기 연산부에서 예측한 조습장치의 운전효율이 기준운전효율보다 작아지면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조습장치는, 용량 가변의 압축기를 갖는 냉매회로와, 흡착제가 담지된 흡착부재를 구비하며, 냉매회로의 냉매로 냉각시킨 흡착부재의 흡착제와 접촉하는 공기를 제습하도록 구성되고,
    조습장치만으로 공기를 제습하는 경우의 조습장치의 압축기 운전주파수를 예측하는 연산부를 구비하며,
    상기 연산부에서 예측한 압축기의 운전주파수가 상한주파수보다 작아지면 통상운전을 행하고, 상기 연산부에서 예측한 압축기의 운전주파수가 상한주파수 이상이 되면 동시제습운전을 행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
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