JP2006170543A - Air conditioning system for constant temperature and constant humidity - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理対象となる空気の温湿度調整を行う空調システムに係り、特に、冷凍機容量の削減及び省エネルギー化を実現すべく改良を施した恒温・恒湿用空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system that adjusts the temperature and humidity of air to be processed, and more particularly, to an air conditioning system for constant temperature and humidity that has been improved to reduce the capacity of a refrigerator and save energy.
電子工業や精密機械工業の工場、食品保存用の貯蔵庫、実験用動物飼育室、バイオロジカルクリーンルームなどにおいては、温度・湿度などの室内環境を一定に保つ必要がある。このため、このような設備においては、室内の恒温・恒湿を目的とした恒温・恒湿用空調システムが採用されている(特許文献1等)。
In electronic and precision machinery factories, food storage warehouses, laboratory animal breeding rooms, biological clean rooms, etc., it is necessary to maintain a constant indoor environment such as temperature and humidity. For this reason, a constant temperature / humidity air conditioning system for the purpose of indoor constant temperature / humidity is employed in such facilities (
(1)従来例−1
従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムは、例えば、図10に示すように、除湿期においては、外気(OA)とクリーンルームから循環供給された室内空気(RA)をミキシングして冷却除湿を行い、その後、必要温度まで再熱することにより、また、加湿期においては、加熱コイルによる加熱及び蒸気加湿装置による加湿を行うことにより、温湿度条件を維持するものが知られている。
(1) Conventional Example-1
For example, as shown in FIG. 10, an air conditioning system for constant temperature / humidity used in the past cools by mixing outdoor air (OA) and indoor air (RA) circulated and supplied from a clean room during the dehumidifying period. It is known to maintain the temperature and humidity conditions by performing dehumidification and then reheating to the required temperature, and in the humidification period, heating by a heating coil and humidification by a steam humidifier.
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング(図示せず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ1、中性能フィルタ2、循環する冷水によって空気を冷却及び除湿する冷却コイル3、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル4、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給して加湿する蒸気式加湿器5、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機6が配設されている。
That is, in the figure, a pre-filter 1 that removes dust from outside air from the intake side, a medium-
また、前記冷却コイル3、加熱コイル4及び蒸気式加湿器5には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ7、8、9が設けられている。さらに、加湿空気の供給口(あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部)には、温度及び湿度センサ12が取り付けられており、これらのセンサ12による検出値が温湿度制御器13に入力され、この温湿度制御器13によって、前記バルブ7〜9の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル3内の冷水、加熱コイル4内の温水、蒸気式加湿器5の蒸気の量が制御されるように構成されている。
The
図10に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図11(A)〜(C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図11に示したa〜fは、図10で示したa〜fの位置における空気の状態に対応している。 The temperature and humidity control in the constant temperature / humidity air conditioning system shown in FIG. 10 will be described below with reference to the humid air diagram of FIGS. In addition, af shown in FIG. 11 respond | corresponds to the state of the air in the position of af shown in FIG.
(1−1)除湿期−1…図11(A)参照
夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、冷却コイル3のバルブ7を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(33℃、62%)が流入する(4000m3/h、a点)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は24℃となる。この混合空気が冷却コイル3により冷却され(d点、11℃)、その後、加熱コイル4により再熱されて(e点、15℃)送風機6によって供給口から供給される。
(1-1) Dehumidification period -1. Refer to FIG. 11 (A). When air cooling and dehumidification are necessary, such as in summer, the
(1−2)除湿期−2…図11(B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、冷却コイル3のバルブ7を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(14℃、90%)が流入する(4000m3/h、a点)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は22.1℃となる。この混合空気が冷却コイル3により冷却され(d点、11℃)、その後、加熱コイル4により再熱されて(e点、15℃)送風機6によって供給口から供給される。
(1-2) Dehumidification period-2 ... Refer to FIG. 11 (B) When air dehumidification is mainly required in the intermediate period or the like, the
(1−3)加湿期…図11(C)参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、蒸気式加湿器5を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(−3℃、60%)が流入する(4000m3/h、a点)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は20.4℃となる。この混合空気が冷却コイル3により冷却され(d点、14.9℃)、その後、蒸気式加湿器5により加湿され(f点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので、図11(C)のdとfを結ぶ実線で示すように、乾球温度及び相対湿度が推移する。
(1-3) Humidification period… See FIG. 11C When air heating, cooling, and humidification are necessary in winter and the like, the
このように、図10に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期においては、冷却コイル3及び再熱のために加熱コイル4を作動させる必要があるため、そのコストがかかり、また、加湿期においては、蒸気式加湿器5を作動させる必要があるため、冷却や蒸気発生のためのコストがかかっていた。
Thus, in the constant temperature / humidity air conditioning system having the configuration as shown in FIG. 10, it is necessary to operate the
(2)従来例−2
また、従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムとしては、例えば、図12に示すように、外気取り入れ系統の除湿用として単独の冷却コイルを用い、計2台の冷却コイルを配設し、その中間部にクリーンルームから循環供給された室内空気(RA)を供給して、外気(OA)とミキシングして冷却を行うように構成することにより、余分な冷却と再熱エネルギーの使用を避けることができるシステムも知られている。
(2) Conventional example-2
In addition, as a conventional constant temperature / humidity air conditioning system, for example, as shown in FIG. 12, a single cooling coil is used for dehumidification of an outside air intake system, and a total of two cooling coils are provided. In addition, by supplying indoor air (RA) circulated and supplied from the clean room to the middle part, mixing with the outside air (OA) and cooling, it is possible to use extra cooling and use of reheat energy. Systems that can be avoided are also known.
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング(図示せず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ1、中性能フィルタ2、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第1の冷却コイル3a及び循環する冷水によって空気を冷却する第2の冷却コイル3b、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル4、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給して加湿する蒸気式加湿器5、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機6が配設されている。
That is, in the figure, a pre-filter 1 that removes dust from outside air from the intake side, a medium-
また、前記冷却コイル3a,3b、加熱コイル4及び蒸気式加湿器5には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ7a,7b、8、9が設けられている。さらに、加湿空気の供給口(あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部)には、温度及び湿度センサ12が取り付けられており、これらのセンサ12による検出値が温湿度制御器13に入力され、この温湿度制御器13によって、前記バルブ7〜9の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル3a、3b内の冷水、加熱コイル4内の温水、蒸気式加湿器5の蒸気の量が制御されるように構成されている。
Further, the
図12に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図13(A)〜(C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図13に示したa〜fは、図12で示したa〜fの位置における空気の状態に対応している。 The temperature and humidity control in the constant temperature / humidity air conditioning system shown in FIG. 12 will be described below with reference to the humid air diagram of FIGS. 13 (A) to (C). In addition, af shown in FIG. 13 respond | corresponds to the state of the air in the position of af shown in FIG.
(2−1)除湿期−1…図13(A)参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(33℃、62%)が流入し(4000m3/h、a点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(a´点、11℃)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(d点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
(2-1) Dehumidification period -1. Refer to FIG. 13 (A). That is, when air cooling and dehumidification are necessary, such as in summer, the
(2−2)除湿期−2…図13(B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(14℃、90%)が流入し(4000m3/h、a点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(a´点、11℃)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(d点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
(2-2) Dehumidification period-2 ... Refer to FIG. 13 (B) When air dehumidification is mainly required in the intermediate period or the like, the
(2−3)加湿期…図13(C)参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、蒸気式加湿器5を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気(−3℃、60%)が流入する(4000m3/h、a点)。なお、通常、この時期には、冷却コイル3aの冷水は、凍結防止のため水抜きされているのが一般的である。
(2-3) Humidification period: see FIG. 13C When air heating, cooling and humidification are necessary in winter, the
一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、c点の温度は20.4℃となる。この混合空気が第2の冷却コイル3bにより冷却され(d点、14.9℃)、その後、蒸気式加湿器5により加湿され(f点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので、図13(C)のdとfを結ぶ実線で示すように、乾球温度及び相対湿度が推移する。
On the other hand, since 36000 m 3 / h return air (RA) is supplied from the clean room (23 ° C., 45%), the temperature at the point c is 20.4 ° C. This mixed air is cooled by the
このように、図12に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期において、加熱コイル4を作動させる必要がないため、図10に示したシステムよりコストが削減できる。しかし、加湿期においては、蒸気式加湿器5を作動させる必要があるため、蒸気発生のためのコストがかかっていた。
Thus, in the constant temperature / humidity air conditioning system having the configuration as shown in FIG. 12, it is not necessary to operate the
(3)従来例−3
また、従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムとしては、例えば、図14に示すように、冷却コイルを2台用い、その中間部に加熱コイルと気化式加湿器を配設し、この気化式加湿器と第2の冷却コイルの間に、クリーンルームから循環供給された室内空気(RA)を供給して、外気(OA)とミキシングする方法も知られている。
(3) Conventional example-3
In addition, as a constant temperature / humidity air conditioning system conventionally used, for example, as shown in FIG. 14, two cooling coils are used, and a heating coil and a vaporizing humidifier are disposed in the middle part thereof. A method is also known in which room air (RA) circulated and supplied from a clean room is supplied between the vaporizing humidifier and the second cooling coil to mix with the outside air (OA).
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング(図示せず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ1、中性能フィルタ2、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第1の冷却コイル3a、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル4、気化式加湿器20、循環する冷水によって空気を冷却する第2の冷却コイル3b、再熱コイル21、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機6が配設されている。
That is, in the figure, a
また、前記冷却コイル3a,3b、加熱コイル4及び再熱コイル21には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ7a,7b、8、24が設けられている。さらに、加湿空気の供給口(あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部)には、温度及び湿度センサ12が取り付けられており、これらのセンサ12による検出値が温湿度制御器13に入力され、この温湿度制御器13によって、前記バルブ7、8、24の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル3a、3b内の冷水、加熱コイル4及び再熱コイル21内の温水、気化式加湿器20による加湿量が制御されるように構成されている。なお、加熱コイル4は、加湿量を制御するために使用される(特許文献2参照)。
Further, the
図14に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図15(A)〜(C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図15に示したa〜gは、図14で示したa〜gの位置における空気の状態に対応している。 The temperature and humidity control in the constant temperature / humidity air conditioning system shown in FIG. 14 will be described below with reference to the humid air diagram of FIGS. In addition, ag shown in FIG. 15 respond | corresponds to the state of the air in the position of ag shown in FIG.
(3−1)除湿期−1…図15(A)参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(33℃、62%)が流入し(4000m3/h、a点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(b点、11℃)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、f点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(g点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。なお、この場合、加熱コイル4及び気化式加湿器20は使用されない。
(3-1) Dehumidification period -1. Refer to FIG. 15 (A). That is, when air cooling and dehumidification are necessary, such as in summer, the
(3−2)除湿期−2…図15(B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(14℃、90%)が流入し(4000m3/h、a点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(b点、11℃)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、f点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(g点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。なお、この場合も、加熱コイル4及び気化式加湿器20は使用されない。
(3-2) Dehumidification Period-2 ... See FIG. 15 (B) When air dehumidification is mainly required in the intermediate period or the like, the
(3−3)加湿期…図15(C)参照
冬季などの空気の加熱及び加湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、加熱コイル4及び気化式加湿器20を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気(−3℃、60%)が流入し(4000m3/h、a点)、加熱コイル4により加熱され(c点、27.2℃)、気化式加湿器20により加湿される(d点、14℃)。一方、クリーンルーム(23℃、45%)からは36000m3/hのリターンエア(RA)が供給されるので、f点の温度は22.1℃となる。この混合空気が第2の冷却コイル3bにより冷却され(g点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
(3-3) Humidification period ... See FIG. 15C When the air is required to be heated and humidified, such as in winter, the
このように、図14に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期においては、余分な冷却と再熱エネルギーの必要がないため、図10に示したシステムよりコストが削減できる。しかし、加湿期においては、加熱コイル4を作動させる必要があるため、そのコストがかかっていた。
As described above, the constant temperature / humidity air conditioning system having the configuration shown in FIG. 14 does not require extra cooling and reheating energy during the dehumidification period, and therefore costs less than the system shown in FIG. Can be reduced. However, in the humidification period, since it is necessary to operate the
なお、本例においては、吹出口の設定温度を15℃としたため再熱コイル21は用いられていないが、室内発熱が少ない場合には、除湿期−1、除湿期−2及び加湿期ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必要があり、その際には再熱コイル21により加熱する必要がある。
しかしながら、上述したような従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムにおいては、いずれも、除湿期及び加湿期におけるランニングコストが多大なものとなっていた。そのため、ランニングコストの低減を可能とした恒温・恒湿用空調システムの開発が切望されていた。 However, in the conventional constant temperature / humidity air conditioning system as described above, the running costs in the dehumidifying period and the humidifying period are both large. Therefore, the development of a constant temperature / humidity air conditioning system capable of reducing running costs has been desired.
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿用空調システムを提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is constant temperature / constant that enables reduction of refrigerator capacity and energy saving of cooling, heating and humidification. It is to provide a humidity air conditioning system.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式加湿器を配設し、前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記第2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
上記のような構成を有する請求項1に記載の発明によれば、冷却コイルを2台用い、その1台を外気の除湿(潜熱処理)専用に用い、他の1台を冷却用(顕熱処理)として用いると共に、気化式加湿器をRA側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインの接続部の下流側で、且つ、前記第2の冷却コイルの上流部に気化式加湿器を設置し、前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記気化式加湿器によって、外気及びリターンエアの加湿処理を行い、前記第2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
Invention of
上記のような構成を有する請求項2に記載の発明によれば、冷却コイルを2台用い、その1台を外気の除湿(潜熱処理)専用に用い、他の1台を冷却用(顕熱処理)として用いると共に、気化式加湿器を第2の冷却コイルの上流側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、前記リターンエア供給ラインに第1のモータダンパを設け、前記分岐ラインに第2のモータダンパと気化式加湿器を配設し、前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記第2の冷却コイルによって、外気及び恒温・恒湿空調室からのリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
Invention of
上記のような構成を有する請求項3に記載の発明によれば、冷却コイルを2台用い、その1台を外気の除湿(潜熱処理)専用に用い、他の1台を冷却用(顕熱処理)として用いると共に、気化式加湿器をRA側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
According to the invention described in
本発明の恒温・恒湿用空調システムによれば、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿用空調システムを提供することができる。 According to the constant temperature / humidity air conditioning system of the present invention, it is possible to provide a constant temperature / humidity air conditioning system capable of reducing the refrigerator capacity and saving energy in cooling, heating and humidification.
以下、本発明の恒温・恒湿用空調システムに係る実施の形態(以下、実施形態という)について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as an embodiment) according to a constant temperature / humidity air conditioning system of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(1)第1実施形態
(1−1)構成
図1は、本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
すなわち、本実施形態の恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング(図示せず)内部には、空気取入口側から、プレフィルタ1、中性能フィルタ2、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3b、加熱コイル4、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機6が順次配設されている。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a constant temperature / humidity air conditioning system according to the present invention.
That is, inside the housing (not shown) of the air conditioner constituting the constant temperature / humidity air conditioning system of the present embodiment, from the air intake side, the
また、クリーンルームからリターンエア(RA)が供給されるリターンエア供給ライン30には分岐ライン31が設けられ、この分岐ライン31には第2の送風機32と、気化式加湿器33が配設されている。なお、この気化式加湿器33は、吸水性あるいは親水性の気化式加湿素材から構成されている。また、気化式加湿器33の制御は、第2の送風機32を制御することにより、分岐ライン31に導入される風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器33による加湿量が制御されるように構成されている。
A return
(1−2)作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を、室内側の温湿度を23℃、45%、空調機吹出口の温湿度を15℃、72%と設定し、図2〜図4に示した空気線図を参照して、除湿期−1(主として夏季)、除湿期−2(主として中間期)及び加湿期(主として冬季)とに分けて説明する。なお、図2〜図4に示したA〜Hは、図1に示したA〜Hの位置における空気の状態に対応している。また、温度及び湿度等の具体的な値は例示であり、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。また、ファンによる昇温とこれによる相対湿度低下は、理解を容易にするために、ここでは考えないものとする。
(1-2) Action The action of the temperature and humidity control air conditioning system of the present embodiment having the above-described configuration is as follows. The indoor temperature and humidity are 23 ° C. and 45%, and the temperature and humidity of the air conditioner outlet are 15 ° C. 72%, and referring to the air diagrams shown in FIGS. 2 to 4, in the dehumidification period-1 (mainly summer), the dehumidification period-2 (mainly intermediate period), and the humidification period (mainly winter) Separately described. In addition, AH shown in FIGS. 2-4 respond | corresponds to the state of the air in the position of AH shown in FIG. Specific values such as temperature and humidity are examples, and the present invention is not limited to these numerical values. Further, the temperature rise by the fan and the relative humidity drop caused by this are not considered here for the sake of easy understanding.
(1−2−1)除湿期−1…図2参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(33℃、62%)が流入し(4000m3/h、A点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(B点、11℃)。
(1-2-1) Dehumidification Period-1 See FIG. 2 That is, when air cooling and dehumidification are necessary in summer, etc., the
一方、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)は、すべて、リターンエア供給ライン30を通って空調機内に導入されるので、F点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(G点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
On the other hand, since all the return air (RA) of 36000 m 3 / h supplied from the clean room (23 ° C., 45%) is introduced into the air conditioner through the return
(1−2−2)除湿期−2…図3参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(14℃、90%)が流入し(4000m3/h、A点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(B点、11℃)。
(1-2-2) Dehumidification period-2. See FIG. 3 When air dehumidification is mainly required in the intermediate period or the like, the
一方、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)は、すべて、リターンエア供給ライン30を通って空調機内に導入されるので、F点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(G点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
On the other hand, since all the return air (RA) of 36000 m 3 / h supplied from the clean room (23 ° C., 45%) is introduced into the air conditioner through the return
(1−2−3)加湿期…図4参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、加熱コイル4及び送風機6を作動させると共に、分岐ライン31の第2の送風機32及び気化式加湿器33を作動させる。すると、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)の一部(12000m3/h)は、分岐ライン31に導入され、気化式加湿器33によって加湿される(D点、17.8℃、78%)。なお、分岐ラインへ導入される風量は、湿度センサ12の検出値が入力された温湿度制御器13により、例えば、第2の送風機32の回転数が制御されることにより変化し、これにより加湿量も制御される。
(1-2-3) Humidification period ... see FIG. 4 When heating, cooling and humidification of air is necessary in winter and the like, the
気化式加湿器33によって加湿されたリターンエア(12000m3/h)と、クリーンルームから供給されたリターンエア(24000m3/h)とが混合された後(E点、21.5℃、52%)、空調機内に導入されるので、F点の温度は19.1℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(G点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
Return air is humidified by an evaporative humidifier 33 (12000m 3 / h) and a return is supplied from the clean room air (24000m 3 / h) after the are mixed (E point, 21.5 ° C., 52%) Since it is introduced into the air conditioner, the temperature at point F is 19.1 ° C. The mixed air is further cooled by the
ここで、図4に示した空気線図上における各点の温度変化について説明する。すなわち、気化式加湿器33によって加湿されたリターンエア(12000m3/h)と、クリーンルームから供給されたリターンエア(24000m3/h)とが混合されたE点の温度は、C点とD点を結ぶ直線上において、それぞれの体積比24000:12000=2:1に比例配分された点となる。
また、OAとRAが混合されたF点の温度は、E点とB点を結ぶ直線上において、それぞれの体積比4000:36000=1:9に比例配分された点となる。
Here, the temperature change of each point on the air diagram shown in FIG. 4 will be described. That is, the return air (12000m 3 / h), which is humidified by an
Further, the temperature at the point F where OA and RA are mixed is a point that is proportionally distributed in a volume ratio of 4000: 36000 = 1: 9 on the straight line connecting the points E and B.
なお、本例においては、吹出口(あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室)の設定温度を15℃としたため加熱コイル4は用いられていないが、室内発熱が少ない場合には、除湿期−1、除湿期−2及び加湿期ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必要があり、その際には加熱コイル4により加熱する。
In this example, the
(1−3)効果
このように、本実施形態によれば、冷却コイルを2台用い、その1台を外気の除湿(潜熱処理)専用に用い、他の1台を冷却用(顕熱処理)として用いると共に、気化式加湿器をRA側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
(1-3) Effect Thus, according to the present embodiment, two cooling coils are used, one of them is used exclusively for dehumidification (latent heat treatment) of the outside air, and the other one is used for cooling (sensible heat treatment). In addition, by installing a vaporizing humidifier on the RA side and using it for humidification, the cooling capacity of the outside air can be used for both sensible heat and latent heat. As a result, the heating energy in winter can be reduced to 0, and the cooling load can be greatly reduced.
(2)第2実施形態
(2−1)構成
図5は、本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの第2実施形態の構成を示す模式図である。
すなわち、本実施形態の恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング(図示せず)内部には、空気取入口側から、プレフィルタ1、中性能フィルタ2、第1の冷却コイル3a、気化式加湿器41、第2の冷却コイル3b、加熱コイル4、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機6が順次配設されている。また、クリーンルームからリターンエア(RA)が供給されるリターンエア供給ライン30が、前記第1の冷却コイル3aと気化式加湿器41の間に導入されるように構成されている。なお、この気化式加湿器41は、吸水性あるいは親水性の気化式加湿素材から構成され、加湿用給水バルブ42の開度により気化式加湿器41への給水量を制御して、加湿量を調整するように構成されている。
(2) Second Embodiment (2-1) Configuration FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a second embodiment of a constant temperature / humidity air conditioning system according to the present invention.
That is, inside the housing (not shown) of the air conditioner constituting the constant temperature / humidity air conditioning system of the present embodiment, from the air intake side, the
(2−2)作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を、室内側の温湿度を23℃、45%、空調機吹出口(あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室)の温湿度を15℃、72%と設定し、図6〜図8に示した空気線図を参照して、除湿期−1(主として夏季)、除湿期−2(主として中間期)及び加湿期(主として冬季)とに分けて説明する。なお、図6〜図8に示したA〜Fは、図1に示したA〜Fの位置における空気の状態に対応している。また、温度及び湿度等の具体的な値は例示であり、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。また、ファンによる昇温とこれによる相対湿度低下は、理解を容易にするために、ここでは考えないものとする。
(2-2) Operation The operation of the constant temperature / humidity air conditioning system of the present embodiment having the above-described configuration is obtained by changing the indoor temperature / humidity to 23 ° C., 45%, and the air conditioner outlet (or supply target). The temperature and humidity of the constant temperature / humidity chamber are set to 15 ° C. and 72%, and referring to the air diagrams shown in FIGS. 6 to 8, the dehumidification period −1 (mainly summer), the dehumidification period −2 ( The explanation will be divided into the main period and the humidification period (mainly winter). In addition, AF shown in FIGS. 6-8 respond | corresponds to the state of the air in the position of AF shown in FIG. Specific values such as temperature and humidity are examples, and the present invention is not limited to these numerical values. Further, the temperature rise by the fan and the relative humidity drop caused by this are not considered here for the sake of easy understanding.
(2−2−1)除湿期−1…図6参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(33℃、62%)が流入し(4000m3/h、A点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(A´点、11℃)。
(2-2-1) Dehumidification Period-1 See FIG. 6 That is, when air cooling and dehumidification are necessary in summer, etc., the
一方、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)は、第1の冷却コイル3aにより除湿された外気と混合されるので、C点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(E点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
On the other hand, since the return air (RA) of 36000 m 3 / h supplied from the clean room (23 ° C., 45%) is mixed with the outside air dehumidified by the
(2−2−2)除湿期−2…図7参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機6を作動させるとともに、第1の冷却コイル3a及び第2の冷却コイル3bのバルブ7a,7bを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気(14℃、90%)が流入し(4000m3/h、A点)、第1の冷却コイル3aにより冷却除湿される(A´点、11℃)。
(2-2-2) Dehumidification period-2 ... see FIG. 7 When air dehumidification is mainly required, such as in an intermediate period, the
一方、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)は、すべて、空調機内に導入されるので、C点の温度は21.8℃となる。この混合空気が、さらに第2の冷却コイル3bにより冷却されて(E点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。
On the other hand, since all the return air (RA) of 36000 m 3 / h supplied from the clean room (23 ° C., 45%) is introduced into the air conditioner, the temperature at the point C is 21.8 ° C. The mixed air is further cooled by the
(2−2−3)加湿期…図8参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、気化式加湿器41、加熱コイル4及び送風機6を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気(−3℃、60%)が流入し(4000m3/h、A点)、クリーンルーム(23℃、45%)から供給される36000m3/hのリターンエア(RA)と混合されるので、C点の温度は20.4℃となる。この混合空気が、気化式加湿器41により加湿され(D点、19℃)、その後、第2の冷却コイル3bにより冷却され(E点、15℃)、送風機6によって供給口から供給される。なお、気化式加湿器41の加湿量は、湿度センサ12の検出値が入力された温湿度制御器13により、加湿用給水バルブ42の開度が制御されることにより制御される。
(2-2-3) Humidification period ... see FIG. 8 When the heating, cooling and humidification of air is necessary in winter, the vaporizing
(2−3)効果
このように、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、冬季の加熱エネルギーを0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
(2-3) Effect As described above, also in the present embodiment, similarly to the first embodiment, the heating energy in winter can be reduced to 0, and the cooling load can be significantly reduced.
(3)他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、図9に示したように、リターンエア供給ライン30に第1のモータダンパ51を設けると共に、分岐ライン31には、気化式加湿器33の上流側に第2のモータダンパ52を設けても良い。この場合、温湿度制御器13から送られる制御信号に基づいて、両ダンパ51,52の開度を調節して、分岐ライン31に導入されるリターンエアの風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器33による加湿量が制御されるように構成されている。
(3) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment. As shown in FIG. 9, the
図9に示した実施形態においては、第1実施形態と比較して、リターンエア供給ライン30におけるダンパの抵抗(圧損)が大きくなるため、送風機の動力が大きくなるが、加湿量の制御性は、第1実施形態と同様に優れている。
また、上記各実施形態においては、フィルタ1,2及び除湿用の冷却コイル3aを同一ハウジング内に設置したが、これらに送風機を追加して、別のハウジングとして構成することもできる。
In the embodiment shown in FIG. 9, since the resistance (pressure loss) of the damper in the return
Moreover, in each said embodiment, although the
また、上記各実施形態において、気化式加湿器としては、親水性あるいは吸水性の水膜を使用したものだけでなく、ワッシャー方式など、水分の気化加湿に伴い、対象空気から蒸発潜熱を奪い、乾球温度が低下するものであれば、いずれも適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, as the vaporizing humidifier, not only those using a hydrophilic or water-absorbing water film, but also a washer method, etc., with the vaporization humidification of moisture, depriving latent heat of evaporation from the target air, Any can be applied as long as the dry bulb temperature decreases.
1…プレフィルタ
2…中性能フィルタ
3…冷却コイル
3a…第1の冷却コイル
3b…第2の冷却コイル
4…加熱コイル
5…蒸気式加湿器
6…送風機
7〜9…バルブ
12…温度及び湿度センサ
13…温湿度制御器
30…リターンエア供給ライン
31…分岐ライン
32…第2の送風機
33…気化式加湿器
41…気化式加湿器
42…加湿用給水バルブ
51…第1のモータダンパ
52…第2のモータダンパ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式加湿器を配設し、
前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記第2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行い、
前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。 In the constant temperature / humidity air conditioning system that adjusts the desired temperature and humidity by introducing the return air from the outside air and the constant temperature / humidity air conditioning room into the air conditioner,
A return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the first cooling coil and the second cooling coil installed in the air conditioner,
A branch line is provided in the return air supply line, and a blower and a vaporizing humidifier are disposed in the branch line.
Performing dehumidification of the outside air by the first cooling coil;
The second cooling coil performs a cooling process of outside air and return air,
An air conditioning system for constant temperature and humidity, wherein the vaporizing humidifier is configured to perform humidification of return air.
前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインの接続部の下流側で、且つ、前記第2の冷却コイルの上流部に気化式加湿器を設置し、
前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記気化式加湿器によって、外気及びリターンエアの加湿処理を行い、
前記第2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。 In a constant temperature / humidity air conditioning system that adjusts the desired temperature and humidity by introducing the return air from the outside air and the constant temperature / humidity air conditioning room into the air conditioner,
A return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the first cooling coil and the second cooling coil installed in the air conditioner,
A vaporizing humidifier is installed on the downstream side of the connection part of the return air supply line and on the upstream part of the second cooling coil,
Performing dehumidification of the outside air by the first cooling coil,
By the vaporizing humidifier, humidification treatment of outside air and return air is performed,
An air conditioning system for constant temperature and humidity, wherein the second cooling coil is configured to cool the outside air and return air.
前記空調機内に設置した第1の冷却コイルと第2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、
前記リターンエア供給ラインに第1のモータダンパを設け、
前記分岐ラインに第2のモータダンパと気化式加湿器を配設し、
前記第1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記第2の冷却コイルによって、外気及び恒温・恒湿空調室からのリターンエアの冷却処理を行い、
前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。 In a constant temperature / humidity air conditioning system that adjusts the desired temperature and humidity by introducing the return air from the outside air and the constant temperature / humidity air conditioning room into the air conditioner,
A return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the first cooling coil and the second cooling coil installed in the air conditioner,
A branch line is provided in the return air supply line,
A first motor damper is provided in the return air supply line;
A second motor damper and a vaporizing humidifier are disposed in the branch line;
Performing dehumidification of the outside air by the first cooling coil,
The second cooling coil cools the return air from the outside air and the constant temperature / humidity chamber,
An air conditioning system for constant temperature and humidity, wherein the vaporizing humidifier is configured to perform humidification of return air.
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