JP2005226922A - ヒートポンプ式空調機 - Google Patents

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Abstract

【課題】各種の特殊環境の空調に対応し、設備と運転のコストを低減する。
【解決手段】第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、を備える。第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bと加湿器5とを送風方向へ順に配設する。1つの凝縮器3を第1ヒートポンプAと第2ヒートポンプBにて共用する。第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成する。
【選択図】図1

Description

本発明はヒートポンプ式空調機に関するものである。
電子工場や農芸工場、飼育室などの特殊環境の空調では、空調用空気に対して加熱と冷却を所定順序で行い適宜加湿して温湿度調整をする必要がある。そのため、たとえば冷水コイル(冷却コイル)と温水コイル(加熱コイル)や加湿器などを備え、熱源水回路を4管式として冷水コイルと温水コイルに冷水と温水を別々に流して運転する方式があるが、4管式の熱源水回路では配管距離が長くて設備コストがかかり、冷水と温水を同時に作る必要があるため熱源機の運転コストもかかる問題がある。
また、冷水コイルと温水コイルの替わりに水冷ヒートポンプを使用するとなると、たとえば水冷ヒートポンプのプレート式水熱交換器などは能力維持のため定期的に分解清掃が必要でメンテナンスに手間がかかる問題がある。
特開昭63−233244号公報 特開平11−14296号公報
解決しようとする問題点は、設備コストや運転コストが高くなる点と、水熱交換器のメンテナンスが面倒な点であり、さらに、各種の特殊環境の空調に対応でき、コンパクトで成績係数(COP)の良いヒートポンプ式空調機を提供する。
本発明は、上記課題を解決するため、第1と第2の圧縮式のヒートポンプと、加湿器と、を備え、前記第1ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器と前記第2ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器と前記加湿器とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器を前記第1ヒートポンプと前記第2ヒートポンプにて共用し、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、前記第1蒸発器で冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器にて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成した。また、第1と第2の圧縮式のヒートポンプと、加湿器と、を備え、前記第1ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器と前記第2ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器と前記加湿器とを送風方向へ順に配設すると共にこの加湿器を蒸気吹出し方式とし、1つの凝縮器を前記第1ヒートポンプと前記第2ヒートポンプにて共用し、前記第1蒸発器で冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器にて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成した。また、第1と第2の圧縮式のヒートポンプと、加湿器と、を備え、前記第1ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器と前記加湿器と前記第2ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器を前記第1ヒートポンプと前記第2ヒートポンプにて共用し、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、前記第1蒸発器で冷媒凝縮かつ前記第2蒸発器にて冷媒蒸発させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成した。また、第1と第2の圧縮式のヒートポンプを備え、前記第1ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器と前記第2ヒートポンプの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器を前記第1ヒートポンプと前記第2ヒートポンプにて共用し、前記第1蒸発器で冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器にて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器と前記第2蒸発器の両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成し、前記凝縮器をプレート式の冷媒−熱源水熱交換器とし、前記凝縮器内の前記第1ヒートポンプの冷媒流通路と前記第2ヒートポンプの冷媒流通路と熱源水流通路とを互いに熱交換自在として配設したことを最も主要な特徴とする。
請求項1の発明によれば、寒冷地ビル、オフィスビルのコンピュータルーム、一方のヒートポンプをバックアップに用いての24時間運転、動物飼育室、病院治療室等の外気処理空調運転が冷温水コイルを使わずにヒートポンプのみででき、設備コストと運転コストの削減を図り得る。第1と第2のヒートポンプの凝縮器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。
請求項2の発明によれば、水耕工場、研究所実験室、製薬工場、機械精密工場、電子工場、美術・博物館等での恒温恒湿空調運転が冷温水コイルを使わずにヒートポンプのみででき、設備コストと運転コストの削減を図り得る。温度降下せず無段階制御が可能な蒸気吹出し方式の加湿器を用いているので精度良く温湿度制御を行える。第1と第2のヒートポンプの凝縮器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。
請求項3の発明によれば、農芸工場でのきのこ栽培、穀物倉庫での保存、電子工場での静電気防止等のための低温加湿空調運転がヒートポンプのみででき、設備コストと運転コストの削減を図り得る。第1と第2のヒートポンプの凝縮器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。
請求項4の発明によれば、スーパーや大店舗でのコールドアイル解消、ホテルやレストランでのドライ厨房、うどんや干し魚などの食品乾燥、薬品乾燥などの除湿乾燥空調運転が冷温水コイルを使わずにヒートポンプのみででき、設備コストと運転コストの削減を図り得る。第1と第2のヒートポンプの凝縮器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。凝縮器がいわゆる水冷式のため熱交換能力とCOPが高く性能が安定するので、生外気を温湿度調整して給気する場合でも気象・気候に影響されず精度良く空調が行えて、寒冷地から暑地まで広範囲の地域で使用できる。共用の凝縮器において冷媒の一方が蒸発で他方が凝縮する場合、冷媒同士の熱交換も行えてCOPが高まり省エネとなる。
請求項5の発明によれば、凝縮器がいわゆる水冷式のため熱交換能力とCOPが高く性能が安定するので、生外気を温湿度調整して給気する場合でも気象・気候に影響されず精度良く空調が行えて、寒冷地から暑地まで広範囲の地域で使用できる。共用の凝縮器において冷媒の一方が蒸発で他方が凝縮する場合、冷媒同士の熱交換も行えてCOPが高まり省エネとなる。
請求項6の発明によれば、プレート式の冷媒−熱源水熱交換器を分解せずに洗浄による清掃ができメンテナンスが容易となる。
請求項7の発明によれば、部品が少なく簡単な構造で通水機構を構成でき、製作が容易でコスト節減を図れ、スペースをとらなくて済む。洗浄流路への熱源水の流入を遮断して薬品洗浄でき、洗浄効果が大となる。
請求項8の発明によれば、ストレーナを熱源流路と洗浄流路の異物除去に兼用でき、個別にストレーナを設ける必要がなくコストダウンを図れる。
請求項9の発明によれば、凝縮器の熱交換用空気が還気の場合、熱回収によりCOPの向上を図れる。凝縮器はフィン群を共用してあるので伝熱面積が大きくなって第1と第2のヒートポンプの一方のみの運転でも熱交換能力が高くなる。共用の凝縮器において冷媒の一方が蒸発で他方が凝縮する場合、冷媒同士の熱交換も行えてCOPが高まり省エネとなる。
請求項10の発明によれば、高風速で凝縮器の熱交換をすることによりCOPが向上して省エネを図れ、小型の凝縮器を使用できて空調機のコンパクト化を図れる。凝縮器面風速制御により細かく空調機の能力調整ができ、圧縮機を大型化せずとも寒冷地から暑地まで広範囲の地域で使用できる。
請求項11の発明では、圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。冷媒−空気熱交換用熱交換器も小型化でき空調機をコンパクト化できる。
図1と図2は、本発明のヒートポンプ式空調機の一実施例を示しており、実線及び点線の白抜き矢印は送風方向を示す。この空調機は、ケーシング1内に、給気送風路9と、第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、空調用空気を被空調空間へ給気する送風機6と、を備えている。給気送風路9には第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bと加湿器5とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器3を第1ヒートポンプAと第2ヒートポンプBにて共用し、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成する。
凝縮器3はプレート式の冷媒−熱源水熱交換器とし、凝縮器3内の第1ヒートポンプAの冷媒流通路と第2ヒートポンプBの冷媒流通路と熱源水流通路とを互いに熱交換自在として配設する。プレート式の凝縮器3は、たとえば幾枚もの伝熱板(プレート)を重ねその伝熱板と伝熱板の間を熱源水と2つの冷媒が交互に流れて互いに熱交換するように構成する。凝縮器3は熱源機11で温度調整された熱源水が流れる熱源水回路12に接続される。(図3参照)第1ヒートポンプAは、熱源水で循環冷媒の熱交換をする共用の凝縮器3と、循環冷媒で空調用空気の熱交換をする第1蒸発器2aと、第1の圧縮機4aと、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁(四方弁)と、図示省略の受液器等と、を備え、これらを配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により凝縮器3と第1蒸発器2aの吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。第2ヒートポンプBは、共用の凝縮器3と、循環冷媒で空調用空気の熱交換をする第2蒸発器2bと、第2の圧縮機4bと、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁(四方弁)と、図示省略の受液器等と、を備え、これらを配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により凝縮器3と第2蒸発器2bの吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。加湿器5は、気化方式や蒸気吹出し方式など各種方式のものを用いることができる。
空調用空気入口と空調用空気出口はケーシング1に設け、空調用空気入口は還気取入用や外気取入用あるいは還気と外気の混合空気取入用としてダクトなどを介して室内などの被空調空間や屋外と連通させ、空調用空気出口は給気用としてダクトなどを介して室内などの被空調空間に連通させる。この第1と第2のヒートポンプA、Bの凝縮器3に熱源水を流し、送風機6で送風することにより第1と第2のヒートポンプA、Bの第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて空調用空気を熱交換(冷却・加熱)して被空調空間に給気し、各種環境に応じた空調運転を行う。第1と第2のヒートポンプA、Bで冷却と加熱を行うときの熱源水の使用限界水温範囲はたとえば10℃〜45℃なので、エアハンなどの冷温水コイルでは冷却・加熱できないような温度の熱源水を用いて、第1と第2のヒートポンプA、Bで冷却と加熱を切換自在に行え、熱源水回路12が2管式ですむ。第1蒸発器2aと第2蒸発器2bのフィンチューブは圧損の少ない楕円管にするのが好ましいが円形管でもよい。
ケーシング1内には、熱源水回路12からの熱源水と洗浄装置13からの洗浄液とを選択的に凝縮器3に流通自在とする通水機構Dを、設ける。図3(b)は、凝縮器3を清掃する洗浄装置13を接続した状態を示し、図3(a)は洗浄装置13を外した状態を示している。通水機構Dは、熱源水回路12と凝縮器3を接続する熱源水入口路16a及び熱源水出口路16bと、熱源水入口路16aと熱源水出口路16bに個別に設けられて洗浄装置13の洗浄液入口路20a及び洗浄液出口路20bを接続・分離自在なプラグ付接続口17、17と、洗浄装置13と凝縮器3を洗浄液入口路20a及び洗浄液出口路20bで接続することにより構成される洗浄流路Eへの熱源水の流入を遮断する開閉弁18、18と、を備え、熱源水回路12と凝縮器3を熱源水入口路16a及び熱源水出口路16bで接続して成る熱源流路Fと、洗浄流路Eとの共用部にストレーナ19を設ける。空調運転時は図3(a)の状態で接続口17、17のプラグを閉め、開閉弁18、18を開いて熱源水を流し、ストレーナ19は適宜清掃する。凝縮器3の清掃時はケーシング1内を露出させ、図3(b)のように接続口17、17のプラグを外して洗浄装置13の洗浄液入口路20a及び洗浄液出口路20bを接続し、開閉弁18、18を閉じて凝縮器3に洗浄液を流して洗浄し、洗浄後にストレーナ19を清掃する。なお、ストレーナ19は図例以外の位置に変更自由である。また、通水機構Dは、ケーシング1内でなく、全て外部に設けたり、一部を外部に設けるも自由である。
図2の空調機は、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器入口空気温湿度に応じて第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルとにすくなくとも切換自在な制御手段(図示省略)を、備えており、被空調空間の外気処理を行うことができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷却減湿し、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて加熱してから加湿し、所定の給気温湿度に制御する。ドライエアーにする場合は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて再熱する。
また図2の実施例において、加湿器5を蒸気吹出し方式とし、制御手段を、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器入口空気温湿度に応じて第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルとにすくなくとも切換自在に構成した場合は、被空調空間を恒温恒湿に空調することができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合と所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が低く湿度が高い場合は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて加熱して温調、又は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて加熱して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて加熱して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が高く湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて乾き冷却して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。
また、図2の実施例において、加湿器5を実線で示す位置から仮想線で示す位置に変更して、第1蒸発器2aと加湿器5と第2蒸発器2bとを送風方向へ順に配設し、制御手段を、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと第1蒸発器2aで冷媒凝縮かつ第2蒸発器2bにて冷媒蒸発させるサイクルとにすくなくとも切換自在に構成した場合は、被空調空間を低温加湿することができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷却減湿し、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aで加熱してから加湿しそののち乾き冷却し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が高く湿度が低い場合は加湿してから第2蒸発器2bのみにて乾き冷却し、所定の給気温湿度に制御する。
また、図2の実施例において、加湿器5を省略して、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bとを送風方向へ順に配設し、制御手段を、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルとにすくなくとも切換自在に構成した場合は、被空調空間を除湿乾燥することができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合と所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が低く湿度が高い場合は第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて加熱し、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて加熱し、所定の給気温湿度に制御する。
図4と図5は、本発明のヒートポンプ式空調機の他の実施例を示しており、実線及び点線の白抜き矢印は送風方向を示す。この空調機は、ケーシング1内に、給気送風路9と、第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、空調用空気を被空調空間へ給気する送風機6と、送風路8と、凝縮器3に外気や還気あるいはその混合空気などの熱交換用空気を送風する凝縮用送風機7と、を備えている。給気送風路9には第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bと加湿器5とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器3を第1ヒートポンプAと第2ヒートポンプBにて共用し、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成する。凝縮器3と凝縮器面風速(凝縮器通過風量)を増減調整自在な送風機7は送風路8に設ける。
凝縮器3は冷媒−空気熱交換器とすると共に、凝縮器3内の第1ヒートポンプAの冷媒流通路と第2ヒートポンプBの冷媒流通路とを互いに熱交換自在として配設し、凝縮器3において第1ヒートポンプAの冷媒と第2ヒートポンプBの冷媒の一方が蒸発で他方が凝縮する状態でこの異なる両冷媒が対向状に流通するように構成し、カウンタフローによる熱伝達の均一化と効率化を図る。さらに凝縮器3を、フィンチューブ1列毎、フィンチューブ1段毎又はフィンチューブ1本毎に、流れる冷媒が異なるように構成し、空気との熱交換ムラをなくし性能の安定化を図る。第1ヒートポンプAは、熱交換用空気で循環冷媒の熱交換をする共用の凝縮器3と、循環冷媒で空調用空気の熱交換をする第1蒸発器2aと、第1の圧縮機4aと、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁(四方弁)と、図示省略の受液器等と、を備え、これらを配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により凝縮器3と第1蒸発器2aの吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。第2ヒートポンプBは、共用の凝縮器3と、循環冷媒で空調用空気の熱交換をする第2蒸発器2bと、第2の圧縮機4bと、膨張弁と、冷媒循環方向の正逆の切換弁(四方弁)と、図示省略の受液器等と、を備え、これらを配管接続して冷媒循環回路を構成しかつ切換弁により凝縮器3と第2蒸発器2bの吸熱と放熱(蒸発機能と凝縮機能)を切換自在に構成する。加湿器5は、気化方式や蒸気吹出し方式など各種方式のものを用いることができる。
給気送風路9の空調用空気入口と空調用空気出口はケーシング1に設け、空調用空気入口は還気取入用や外気取入用あるいは還気と外気の混合空気取入用としてダクトなどを介して室内などの被空調空間や屋外と連通させ、空調用空気出口は給気用としてダクトなどを介して室内などの被空調空間に連通させる。送風路8の熱交換用空気入口と熱交換用空気出口はケーシング1に設け、熱交換用空気入口は還気取入用や外気取入用あるいは還気と外気の混合空気取入用としてダクトなどを介して室内などの被空調空間や屋外と連通させ、熱交換用空気出口は排気用としてダクトなどを介して屋外などに連通させる。この第1と第2のヒートポンプA、Bの凝縮器3に送風すると共に、送風機6で送風することにより第1と第2のヒートポンプA、Bの第1蒸発器2aと第2蒸発器2bにて空調用空気を熱交換(冷却・加熱)して被空調空間に給気し、各種環境に応じた空調運転を行う。第1蒸発器2aと第2蒸発器2bと凝縮器3のフィンチューブは圧損の少ない楕円管にするのが好ましいが円形管でもよい。
図5の空調機は、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6、7と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器入口空気温湿度に応じて第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルとにすくなくとも切換自在な制御手段(図示省略)を、備えており、被空調空間の外気処理を行うことができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷却減湿し、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて加熱してから加湿し、所定の給気温湿度に制御する。ドライエアーにする場合は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて再熱する。前記の制御手段は凝縮器負荷に応じて送風機7による凝縮器面風速制御も行う。たとえば、凝縮器負荷が大きくなると凝縮器面風速を増加させ、凝縮器負荷が小さくなると凝縮器面風速を減少させる。この凝縮器3の面風速を4.0〜6.0m/sに設定することにより、圧縮機性能限界以上に熱量を確保でき、COPが向上する。
また、図5の実施例において、加湿器5を蒸気吹出し方式とし、制御手段を、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6、7と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器入口空気温湿度に応じて第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルとにすくなくとも切換自在に構成した場合は、被空調空間を恒温恒湿に空調することができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合と所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が低く湿度が高い場合は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて加熱して温調、又は、第1蒸発器2aで冷却減湿してから第2蒸発器2bにて加熱して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて加熱して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が高く湿度が低い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて乾き冷却して温調したのち蒸気により温度を下げずに加湿し、所定の給気温湿度に制御する。
また、図5の実施例において、加湿器5を実線で示す位置から仮想線で示す位置に変更して、第1蒸発器2aと加湿器5と第2蒸発器2bとを送風方向へ順に配設し、制御手段を、第1と第2のヒートポンプA、Bと送風機6、7と加湿器5の各々の容量制御をすると共に第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと第1蒸発器2aで冷媒凝縮かつ第2蒸発器2bにて冷媒蒸発させるサイクルとにすくなくとも切換自在に構成した場合は、被空調空間を低温加湿することができる。たとえば、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が高い場合は第1蒸発器2aと第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷却減湿し、所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気温湿度が低い場合は第1蒸発器2aで加熱してから加湿しそののち乾き冷却し、所定の給気温湿度に制御する。所望の給気温湿度に対して第1蒸発器入口空気の温度が高く湿度が低い場合は加湿してから第2蒸発器2bのみにて乾き冷却し、所定の給気温湿度に制御する。なお、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由で、たとえばヒートポンプA、Bや制御手段の構成の変更は自由である。
ヒートポンプ式空調機の実施例を示す正面図。 ヒートポンプの簡略説明図。 通水機構の簡略説明図。 ヒートポンプ式空調機の他の実施例を示す正面図。 図4のヒートポンプの簡略説明図。
符号の説明
1 ケーシング
2a 第1蒸発器
2b 第2蒸発器
3 凝縮器
5 加湿器
7 送風機
9 給気送風路
12 熱源水回路
13 洗浄装置
16a 熱源水入口路
16b 熱源水出口路
17 プラグ付接続口
18 開閉弁
19 ストレーナ
20a 洗浄液入口路
20b 洗浄液出口路
A 第1ヒートポンプ
B 第2ヒートポンプ
D 通水機構
E 洗浄流路
F 熱源流路

Claims (11)

  1. 第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、を備え、前記第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと前記第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bと前記加湿器5とを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器3を前記第1ヒートポンプAと前記第2ヒートポンプBにて共用し、前記第1蒸発器2aと前記第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、前記第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器2aと前記第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成したことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
  2. 第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、を備え、前記第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと前記第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bと前記加湿器5とを送風方向へ順に配設すると共にこの加湿器5を蒸気吹出し方式とし、1つの凝縮器3を前記第1ヒートポンプAと前記第2ヒートポンプBにて共用し、前記第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器2aと前記第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成したことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
  3. 第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bと、加湿器5と、を備え、前記第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと前記加湿器5と前記第2ヒートポンプ2bの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bとを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器3を前記第1ヒートポンプAと前記第2ヒートポンプBにて共用し、前記第1蒸発器2aと前記第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒蒸発させるサイクルと、前記第1蒸発器2aで冷媒凝縮かつ前記第2蒸発器2bにて冷媒蒸発させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成したことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
  4. 第1と第2の圧縮式のヒートポンプA、Bを備え、前記第1ヒートポンプAの冷媒−空気熱交換用第1蒸発器2aと前記第2ヒートポンプBの冷媒−空気熱交換用第2蒸発器2bとを送風方向へ順に配設すると共に、1つの凝縮器3を前記第1ヒートポンプAと前記第2ヒートポンプBにて共用し、前記第1蒸発器2aで冷媒蒸発かつ前記第2蒸発器2bにて冷媒凝縮させるサイクルと、前記第1蒸発器2aと前記第2蒸発器2bの両方又は一方にて冷媒凝縮させるサイクルと、にすくなくとも切換自在に構成し、前記凝縮器3をプレート式の冷媒−熱源水熱交換器とし、前記凝縮器3内の前記第1ヒートポンプAの冷媒流通路と前記第2ヒートポンプBの冷媒流通路と熱源水流通路とを互いに熱交換自在として配設したことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
  5. 凝縮器3をプレート式の冷媒−熱源水熱交換器とし、前記凝縮器3内の第1ヒートポンプAの冷媒流通路と第2ヒートポンプBの冷媒流通路と熱源水流通路とを互いに熱交換自在として配設した請求項1、2又は3記載のヒートポンプ式空調機。
  6. 熱源水回路12からの熱源水と洗浄装置13からの洗浄液とを選択的に凝縮器3に流通自在とする通水機構Dを、設けた請求項4又は5記載のヒートポンプ式空調機。
  7. 通水機構Dが、熱源水回路12と凝縮器3を接続する熱源水入口路16a及び熱源水出口路16bと、前記熱源水入口路16aと前記熱源水出口路16bに個別に設けられて洗浄装置13の洗浄液入口路20a及び洗浄液出口路20bを接続・分離自在なプラグ付接続口17、17と、前記洗浄装置13と前記凝縮器3を前記洗浄液入口路20a及び前記洗浄液出口路20bで接続することにより構成される洗浄流路Eへの熱源水の流入を遮断する開閉弁18、18と、を備えた請求項6記載のヒートポンプ式空調機。
  8. 熱源水回路12と凝縮器3を熱源水入口路16a及び熱源水出口路16bで接続して成る熱源流路Fと、洗浄流路Eとの共用部にストレーナ19を設けた請求項7記載のヒートポンプ式空調機。
  9. 凝縮器3を冷媒−空気熱交換器とすると共に、前記凝縮器3内の第1ヒートポンプAの冷媒流通路と第2ヒートポンプBの冷媒流通路とを互いに熱交換自在として配設した請求項1、2又は3記載のヒートポンプ式空調機。
  10. 凝縮器面風速を増減調整自在な凝縮用送風機7を、備え、凝縮器3の面風速を4.0〜6.0m/sに設定した請求項9記載のヒートポンプ式空調機。
  11. 請求項1乃至10記載のヒートポンプ式空調機において、第1と第2のヒートポンプA、Bの熱交換器であって冷媒−空気熱交換用のもののフィンチューブを楕円管にしたことを特徴とするヒートポンプ式空調機。
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