JP3521101B2 - 空気調和装置 - Google Patents
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Description
し、特に、温度及び湿度の調節を行う空気調和装置に関
する。
は、圧縮機と室外熱交換器とを備えた室外ユニットと室
内熱交換器を備えた複数の室内ユニットとを吹出管切換
装置、吸入管切換装置及び流量制御装置を介して配管接
続し、カレンダー機能からの日時、曜日、各室内ユニッ
トからの温度、湿度などの情報、人の行動予測を記憶す
る行動予測手段からの情報と、室外ユニットからの外気
温と冷媒状態の情報に基づいて吹出管切換装置、吸入管
接続装置及び流量制御装置を制御するようにした熱回収
型マルチエアコンが開示されている。
アコンにおいて、例えば顕熱が小さく、潜熱が大きい外
気条件である梅雨に除湿運転をすると、室内熱交換器か
ら吹き出される冷気の温度が低下し、室内温度が希望の
温度より低下し、室内の人が寒さを感じ、快適な空気調
和ができないという問題が発生する。
が低下しないように、例えば室外熱交換器に電気ヒータ
を設け、除湿した後の空気を加熱して室内へ吹き出すよ
うにした空気調和装置がある。しかしながら、除湿のた
めに室内熱交換器を低温に保つことによる無駄な電力消
費と冷えた空気を加熱するための電気ヒータの通電によ
る電力消費の増加のために、運転コストが増加するとい
う問題が発生する。
するために、請求項1の発明は、 水の補給機構、補給さ
れた水を加熱する水加熱器、及び湿度調節液が流れる吸
収器を有した高温室、吸収器から湿度調節液が流入する
調節液加熱器を有し水加熱器に熱を供給する熱源機、及
び吸収器から調節液加熱器に至る調節液配管を有し、吸
収器には水蒸気を透過して水を遮断する半透過膜により
湿度調節液の流路が形成された室外ユニットと、熱源機
の調節液加熱器から流出した湿度調節液が流入する利用
側熱交換器、空気を利用側熱交換器に流通して吹き出す
送風機を有し、利用側熱交換器には水蒸気を透過して水
を遮断する半透過膜により湿度調節液の流路が形成され
た室内ユニットと、調節液加熱器から利用側熱交換器に
至る調節液往き配管と、利用側熱交換器から吸収器に至
る調節液復配管と、この調節液復配管の途中に設けられ
た調節液ポンプとを備えた空気調和装置を提供するもの
である。
流れてきた温度が高く薄い湿度調節液が利用側熱交換器
を流れ、室内空気を加熱するとともに半透過膜を介して
湿度調節液の水分が室内空気に補給され加湿を行うこと
が可能になる。このため、温度を上昇させつつ加湿した
空気を室内に供給することができ可能になる。また、熱
源機から加熱され湿度調節液が室内ユニットに送られ、
この湿度調節液によって室内空気の加湿が行われると共
に利用側熱交換器を流れる湿度調節液によって加熱が行
われるので、湿度調節液を室内空気の温度調節と湿度調
節との双方に兼用することが可能になる。
した熱源機、この熱源機から熱が供給されて加熱器を有
した加熱装置、加熱器から温度調節器に至り湿度調節液
が流れる第1の調節液配管、この第1の調節液配管の途
中に設けられた湿度調節液の再生器、この再生器に空気
を送る送風機、再生器の下流側第1の調節液配管に設け
られた熱交換器、この熱交換器から加熱器に至り、熱交
換器にて再生器からの湿度調節液によって加熱された湿
度調節液が流れる第2の調節液配管、及び高温室を有
し、この高温室には水の補給機構、補給された水を加熱
する水加熱器、及び吸収器が設けられ、再生器には水蒸
気を透過して水を遮断する半透過膜により湿度調節液の
流路が形成され、吸収器には水蒸気を透過して水を遮断
する半透過膜により湿度調節液の流路が形成された室外
ユニットと、熱源機の温度調節器から流出した湿度調節
液が流入する利用側熱交換器、空気を利用側熱交換器に
流通して吹き出す送風機を有し、利用側熱交換器には水
蒸気を透過して水を遮断する半透過膜により湿度調節液
の流路が形成された室内ユニットと、温度調節器から利
用側熱交換器に至る調節液往き配管と、利用側熱交換器
から熱交換器に至る調節液復配管と、この調節液復配管
の途中から分岐して切換弁を介して吸収器に至る第3の
調節液配管と、吸収器から熱交換器出口側の第1の調節
液配管に至る第4の調節液配管と、調節液往き配管ある
いは分岐部より上流側の調節液復配管に設けられた調節
液ポンプと、熱源機と加熱装置及び水加熱機との間に接
続された熱供給配管とを備えた空気調和装置を提供する
ものである。
却運転時には、再生器にて半透過膜を介して水分が蒸発
して濃度が濃くなり、熱源機にて冷却されて温度が低く
なった濃い湿度調節液が利用側熱交換器を流れ、室内空
気を冷却すると共に濃い湿度調節液が半透過膜を介して
周囲を流れる室内空気中の水分を吸収し、除湿を行うこ
とができる。この結果、温度を大幅に低下させることな
く除湿した空気を室内に供給することが可能になる。
熱源機からの冷媒蒸気あるいは排気ガス等の廃熱を利用
することができ、運転効率を向上することが可能にな
る。また、加湿及び加熱運転時には、吸収器で水を吸収
して温度調節器で加熱された温度及び湿度が高い稀湿度
調節液が利用側熱交換器を流れ、室内空気を加熱すると
ともに半透過膜を介しての稀湿度調節液からの水分放出
作用によって室内空気に水分を補給して加湿を行うこと
ができる。この結果、温度を上昇させつつ除湿した空気
を室内に供給することができ、特に冬季などの温度が低
く乾燥した季節においても温度及び湿度が高い空気を室
内ユニットから室内へ供給し、室内を快適に保つことが
できる。
冷却と加熱とを切換えることにより、1台の室外ユニッ
トによって加湿及び加熱運転と除湿及び冷却運転とを容
易に切り換えて行うことが可能になる。また、除湿及び
冷却運転、或いは加湿及び加熱運転時には、室内ユニッ
トの再生器或いは吸収器にて半透過膜を介して濃度が調
節され、熱源器の温度調節器にて冷却あるいは加熱され
た濃湿度調節液あるいは稀湿度調節液が室内ユニットに
送られ、利用側熱交換器を流れる湿度調節液によって室
内空気からの除湿あるいは室内空気への加湿が行われる
と共に冷却あるいは加熱が行われるので、湿度調節液を
湿度調節と温度調節との双方に兼用することができ、室
外ユニットと室内ユニットとの間の配管を簡略化するこ
とができ、設置作業の簡略化を図ることもできる。
調節液からの水分の分離に半透過膜を利用し、密閉され
た高温室に半透過膜で構成された吸収器を設け、かつ、
室内空気が周囲を流れる利用側熱交換器に半透過膜を利
用しているので、室外ユニットと室内ユニットとの間で
循環する湿度調節液が直接空気と触れることを回避で
き、湿度調節液への塵埃等不純物の混入を回避でき、湿
度調節液を長期間にわたって使用することができるとと
もに、不純物による湿度調節液循環量の減少あるいは湿
度調節液循環路の閉塞を回避することが可能になる。
実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示した
空気調和装置は室外ユニット1と室内ユニット2とを備
え、例えばトリエチレングリコール、塩化リチウム(L
iCl)あるいは臭化リチウム(LiBr)などの吸湿
性及び排湿性を有した吸収液と例えば水との湿度調節液
(以下調節液という)を室外ユニット1と室内ユニット
2との間で循環して室内の空気調和を行うものである。
3、湿度調節用の再生器4及び熱交換器5等から構成さ
れている。熱源機1Aは冷媒に例えば水、吸収液(溶
液)に臭化リチウム(LiBr)溶液を用い、図示しな
い吸収器、高温発生器、凝縮器、蒸発器である冷却器6
等を配管接続して冷媒及び吸収液の循環路を形成した空
冷吸収式冷凍機などである。
にて示したように熱源機1Aと熱源配管1aによって接
続されている。そして、熱源機1Aの例えば吸収器ある
いは凝縮器からの冷却水、高温発生器にて発生した排気
ガス等の廃熱が熱源配管1aを介して供給される。8は
加熱器7から冷却器6に至る第1の調節液配管であり、
この第1の調節液配管8の途中に再生器4及び熱交換器
5が設けられている。
る入口側ヘッダ10と、熱交換器5へ調節液を流出する
出口側ヘッダ11と、入口側ヘッダ10と出口側ヘッダ
11との間に複数枚設けられた例えば商品名ゴアテック
スである半透過膜12とを備え、相対向した半透過膜1
2の間に調節液の流路13が形成されている。そして、
各流路13の周囲に空気通路となる空間13Aが形成さ
れている。また、再生器4の近傍に送風機14が設けら
れ、この送風機の14の運転によって再生器4に例えば
外気が流通する。
の調節液配管15が設けられ、この第2の調節液配管1
5には熱交換器5にて再生器4からの調節液によって温
度上昇した調節液が流れる。また、第2の調節液配管1
5の途中には、調節液循環用の調節液ポンプ16が設け
られている。以下、室内ユニット2について説明する。
は室内の空気が吸い込まれる空気吸込口、23は空気吸
込口22の下流に設けられたフィルタ、24はフィルタ
23の下流に設けられた送風機、25は送風機4の下流
に設けられ、除湿及び冷却を行う空気調節部、26は空
気調節部25に配設され調節液が上方から下方へ流れる
温度及び湿度調節用の利用側熱交換器である。
上部に位置して冷却器6からの調節液が流入する入口側
ヘッダ27と、熱交換器5へ調節液を流出する出口側ヘ
ッダ28と、入口側ヘッダ27と出口側ヘッダ28との
間に複数枚設けられて再生器4の半透過膜12と同様の
半透過膜30とを備え、相対向した半透過膜30の間に
複数の調節液の流路31が形成されている。そして、流
路31の周囲に空気通路となる空間31Aが形成されて
いる。
て温度あるいは湿度が調節された空気を吹き出す空気吹
出口であり、室内ユニット2には空気吸込口22から空
気吹出口32に至る室内空気の流路33が形成されてい
る。34は外気導入ダクトであり、このダクト34の一
端の外気吸込口35は室外に開口し、他端は室内ユニッ
ト2の空気吸込口22とフィルター23との間に開口し
ている。そして、外気導入ダクト34の途中には例えば
送風機24の運転中に所定時間毎に開くダンパ36が設
けられている。なお、37はダンパ36の開閉制御器で
あり、図示しないタイマーなどを備えている。
室内ユニット2とは、熱源機1Aの冷却器6から利用側
熱交換器26の入口側ヘッダ27に至る調節液往き配管
38と、出口側ヘッダ28から熱交換器5に至る調節液
復配管40とによって配管接続されている。以下、上記
空気調和装置の除湿及び冷却運転時の動作について説明
する。
6の運転によって調節液が図1に実線矢印にて示したよ
うに循環する。そして、室内ユニット2から流出した薄
い調節液(以下稀調節液という)は調節液復配管40を
通り熱交換器5へ流れ、熱交換器5にて再生器4からの
温度が高い調節液と熱交換して温度上昇して加熱器7へ
流れる。
の高温熱源によって加熱され、さらに温度上昇して再生
器4へ流れる。再生器4の入口側ヘッダ10に流入した
稀調節液は流路13を出口側ヘッダ11に向かって流れ
る。そして、稀調節液の分圧は流路周囲の水蒸気分圧よ
り高いため、調節液が流路13を流れる間に、稀調節液
中の水分の一部が水蒸気として半透過膜12を透過し、
流路13の外気側に移動する。移動した水分は、送風機
14の運転によって周囲を流れる空気によって蒸発が促
進され、また、再生器4の周囲の水蒸気分圧は流路13
の稀調節液より低く保たれる。
を透過して水分の量が減少し、濃度が上昇した濃い調節
液(以下濃調節液という)は熱交換器5へ流れ、室内ユ
ニット2からの稀調節液と熱交換して温度低下して熱源
機1Aへ流れる。熱源機1Aに流れた濃調節液は冷却器
6にて冷却され、温度低下して例えば25℃で従来より
高い温度の濃調節液が調節液往き配管38を介して室内
ユニット2へ流れる。
交換器26を流れるとともに、送風機24の運転によっ
て室内空気が破線矢印にて示したように空気吸込口23
から室内ユニット2内に吸い込まれ、フィルタ23によ
って埃等が濾過されて利用側熱交換器26の周囲へ流れ
る。利用側熱交換器26では、濃調節液が入口側ヘッダ
27から出口側ヘッダ28に向かって流路31を流れ
る。利用側熱交換器26では、濃調節液の水蒸気分圧が
周囲の空気の水蒸気分圧より低いため、半透膜30の周
囲を流れる空気に含まれる水蒸気が半透膜30の表面か
ら半透過膜30を透過して流路31側へ移動し、濃調節
液に吸収される。そして、周囲を流れる空気の水蒸気は
減少し湿度が低下して除湿され、かつ、利用側熱交換器
26を通過する際に冷却され、例えば温度がほぼ25℃
で湿度ほぼ45%の空気が空気吹出口32から室内へ吹
き出される。
7の動作によってダンパ36が例えば所定時間毎に開
き、送風機24の運転によって、室内空気と共に外気が
室内ユニット2内に吸い込まれ、温度及び湿度が上記の
ように調節されて、室内へ吹き出される。利用側熱交換
器26にて水分を吸収して薄くなった稀調節液は調節液
復配管40を通り室外ユニット1へ流れ、熱交換器5に
て上記と同様に温度上昇する。
来た温度が低い濃調節液が利用側熱交換器26を流れ、
室内空気を冷却するとともに半透過膜30を介して濃調
節液による水分吸収作用によって室内空気から水分を吸
収して除湿を行うことができる。この結果、温度を大幅
に低下させることなく除湿した空気を室内に供給するこ
とができ、特に梅雨などの湿度が高く温度が比較的低い
季節においても除湿され室内とほぼ温度が等しい空気を
室内ユニット2から室内へ供給し、室内を快適に保つこ
とができる。
た濃調節液が室内ユニット2に送られ、この濃調節液に
よって室内空気からの除湿が行われると共に利用側熱交
換器26を流れる濃調節液によって冷却が行われるの
で、調節液を湿度調節と冷却との双方に兼用することが
でき、室外ユニット1と室内ユニット2との間の配管を
簡略化することができ、設置作業の簡略化を図ることも
できる。
らの冷却水あるいは排気ガス等の廃熱を利用しているた
め、運転効率を向上することができ、空気調和装置の運
転コストを僅かに抑えることができる。また、外気が周
囲を流れる再生器4での調節液からの水分の分離に半透
過膜12を利用し、かつ、室内空気が周囲を流れる利用
側熱交換器26に半透過膜30を利用しているので、室
外ユニット1と室内ユニット2との間で循環する調節液
が直接空気と触れることを回避でき、調節液への塵埃等
不純物の混入を回避でき、調節液を長期間にわたって使
用することができるとともに、不純物による調節液循環
量の減少あるいは調節液循環路の閉塞を回避でき、空気
調和装置の保守管理の簡略化を図ることができる。
調節液は、熱交換器5を流れるときに室外ユニット2か
ら流れてきた温度が低い調節液と熱交換して温度低下し
て冷却器6へ送られるため、冷却器6での冷却能力を低
減することができ、また、室外ユニット2から流れてき
た調節液は熱交換器で温度上昇して加熱器7へ送られる
ため、加熱器7での加熱能力を低減でき、この結果、空
気調和装置の運転効率を一層向上することができる。
て詳細に説明する。なお、図2において、図1と同様の
構成のものには同様の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。熱源機1Aは、例えば上記第1の実施例と同様
の空冷吸収式冷凍機であり、暖房運転時に例えば高温発
生器から高温の冷媒蒸気が流れる蒸発器が調節液を加熱
するための調節液加熱器6Aとして動作する。
室であり、この高温室41の下部に形成された水溜り4
2には水加熱器43が設けられ、上方の気相部41Aに
は吸収器44が設けられている。そして、水加熱器43
は熱源機1Aと熱源配管18を介して接続されており、
熱源機1Aの運転により高温発生器からの高温の冷媒蒸
気或いは高温発生器に設けられたバーナーからの高温の
排気ガス等が熱源流体として循環する。
側ヘッダ45と、調節液が流出する出口側ヘッダ46
と、入口側ヘッダ45と出口側ヘッダ46との間に複数
枚設けられた例えば商品名ゴアテックスである半透過膜
47とを備え、相対向した半透過膜47の間に調節液の
流路48が形成されている。また、高温室41には例え
ば市水を補給するための補給配管50が接続され、この
補給配管50から液溜り42へ市水が補給される。51
は補給配管50の途中に設けられた開閉弁であり、この
開閉弁51は液溜り42に設けられたフロートスイッチ
等の液面検出器52からの信号に基づいて開閉する。
6から調節液加熱器6Aに至る調節液配管である。さら
に、室内ユニット2は上記第1の実施例と同様に構成さ
れており、熱源機1Aの調節液加熱器6Aと利用側熱交
換器26の入口側ヘッダ27との間に調節液往き配管3
8が接続されている。また、利用側熱交換器26の出口
側ヘッダ28と吸収器44の入口側ヘッダ45との間に
調節液復配管40が接続され、調節液復配管40の途中
に調節液ポンプ16が設けられている。
転時の動作について説明する。加湿及び暖房運転時に
は、高温の熱源流体が熱源機1Aから水加熱器43へ流
れ、液溜り42の水が加熱される。そして、液溜り42
の水が蒸発して高温室41の気相部41Aの水蒸気分圧
は高く保たれる。また、調節液ポンプ16の運転によっ
て調節液は図3に実線矢印にて示したように循環する。
そして、室内ユニット2から吸収器44へ流れてきた濃
調節液は入口側ヘッダ45から出口側ヘッダ46へ流れ
る。そして、吸収器44周囲の水蒸気分圧は流路48を
流れる濃調節液の分圧より高いため、気相部41Aの水
蒸気が半透過膜47の表面から流路48へを透過し、濃
調節液に吸収される。
吸収液に吸収され、液溜り42の水の蒸発がすすみ、液
面が低下して例えば下限水位になると、液面検出器52
が液面の低下を検出し、開閉弁51へ開信号を出力す
る。この開信号によって開閉弁51は開き、市水が液溜
り42に補給されて水面は上昇する。そして、例えば上
限水位になると、液面検出器52は開閉弁51へ閉信号
を出力し、市水の補給は停止し、液面はほぼ一定に保た
れる。
液は調節液配管53を介して調節液加熱器6Aへ流れ、
加熱されて例えば40℃の稀調節液が調節液往き配管3
8を介して室内ユニット2へ流れる。室内ユニット2で
は、稀調節液が利用側熱交換器26を流れるとともに、
送風機24の運転によって上記第1の実施例と同様に室
内空気が破線矢印にて示したように空気吸込口22から
室内ユニット2内に吸い込まれ、フィルタ23によって
埃等が濾過されて利用側熱交換器26の周囲へ流れる。
側ヘッダ27から出口側ヘッダ28に向かって流路31
を流れる。利用側熱交換器26では、稀調節液の分圧が
周囲の空気の水蒸気分圧より高いため、流路31の稀調
節液から水分が半透膜30を透過し、半透過膜30の表
面に移動する。そして、半透過膜30の表面の水は蒸発
し、利用側熱交換器26の周囲を流れる空気に含まれ、
加湿された例えば温度がほぼ25℃で湿度がほぼ50%
の空気が空気吹出口32から室内へ吹き出される。
7の動作によってダンパ36が例えば所定時間毎に開
き、室内空気と共に外気が室内ユニット2内に吸い込ま
れ、温度及び湿度が上記のように調節されて、室内へ吹
き出される。利用側熱交換器26にて水分を放出して濃
くなった濃調節液は調節液復配管40を介して室外ユニ
ット1へ流れ、吸収器44にて水分を吸収するととも
に、調節液加熱器6Aにて温度上昇して室内ユニット2
へ流れる。
収して調節液加熱器6Aで加熱された温度及び湿度が高
い稀調節液が利用側熱交換器26を流れ、室内空気を加
熱するとともに半透過膜30を介しての稀調節液からの
水分放出作用によって室内空気に水分を補給して加湿を
行うことができる。この結果、温度を上昇させつつ除湿
した空気を室内に供給することができ、特に冬季などの
温度が低く乾燥した季節においても温度及び湿度が高い
空気を室内ユニット2から室内へ供給し、室内を快適に
保つことができる。
加熱された稀調節液が室内ユニット2へ送られ、利用側
熱交換器26を流れる稀調節液によって室内空気の加湿
が行われると共に室内空気の加熱が行われるので、調節
液を湿度調節と加熱との双方に兼用することができ、室
外ユニット1と室内ユニット2との間の配管を簡略化す
ることができ、設置作業の簡略化を図ることもできる。
熱源に熱源機1Aからの冷却水あるいは排気ガス等の廃
熱を利用しているため、運転効率を向上することがで
き、室外ユニット1及び空気調和装置の運転コストを僅
かに抑えることができる。また、吸収器44での調節液
の水分の吸収に半透過膜47を利用し、かつ、室内空気
が周囲を流れる利用側熱交換器26に半透過膜30を利
用しているので、室外ユニット1と室内ユニット2との
間で循環する調節液が直接空気と触れることを回避で
き、調節液への塵埃等不純物の混入を回避でき、調節液
を長期間にわたって使用することができるとともに、不
純物による調節液循環量の減少あるいは調節液循環路の
閉塞を回避でき、空気調和装置の保守管理の簡略化を図
ることができる。
て詳細に説明する。なお、図3において、図1及び図2
と同様の構成のものには同様の符号を付し、その詳細な
説明は省略する。図3は冷房及び除霜運転と加熱及び加
湿運転とを切り換えて行うことができる空気調和装置で
あり、60は熱源機1Aに設けられ、冷房及び除湿運転
時には蒸発器として運転し冷却器となり、加熱及び加湿
運転時には加熱器となる温度調節器であり、温度調節器
60と利用側熱交換器26とが調節液往き配管38で接
続されている。
より下流側から第1の切換弁61を介して分岐して吸収
器44の入口側ヘッダ45に至る第3の調節液配管62
と、吸収器44の出口側ヘッダ46から第1の調節液配
管8の途中の第2の切換弁63に至る第4の調節液配管
64が接続されている。ここで、第1の切換弁61は調
節液の流出側を熱交換器5方向または吸収器44方向に
切り換え、第2の切換弁63は調節液の流入側を熱交換
器5からまたは吸収器44からに切り換える。
節液配管64と温度調節器60の出口側調節液往き配管
38との間には温度調節器60をバイパスする第1のバ
イパス配管65が第1の制御弁66を介して接続され、
加熱器7の入口側第2の調節液配管15と出口側第1の
調節液配管8との間には加熱器7をバイパスする第2の
バイパス配管67が第2の制御弁68を介して接続され
ている。
管62と出口側第4の調節液配管64との間には吸収器
44をバイパスする第3のバイパス配管69が第3の制
御弁70を介して接続されている。さらに、利用側熱交
換器26の入口側調節液往き配管38と出口側調節液復
配管40との間には利用側熱交換器26をバイパスする
第4のバイパス配管71が第4の制御弁72を介して接
続されている。
たように熱源機1Aと加熱装置3及び水加熱器43との
間に配管接続され、途中に熱源の流れを切り換える第3
の切換弁73及び第4の切換弁74が設けられている。
さらに、温度調節器60の出口側熱源配管18と入口側
熱源配管18との間には温度調節器60をバイパスする
第5のバイパス配管75が第5の制御弁76を介して接
続されている。
転時の動作について説明する。除湿及び冷却運転時に
は、第1の切換弁61の吐出側が熱交換器5側に切り換
わっており、調節液は実線矢印77にて示したように流
れ、かつ、第2の切換弁63の流入側が熱交換器5側に
切り換わっており、調節液は実線矢印78にて示したよ
うに流れ、熱交換器5、加熱器7、及び再生器4を循環
する。
74はともに加熱装置3側に切り換わっており、熱源流
体は熱源機1Aと加熱装置3との間で循環する。上記調
節液及び熱源流体の循環、温度調節器60の蒸発器とし
ての運転及び各送風機14、24の運転によって、上記
第1の実施例に示した空気調和装置と同様に除霜及び冷
却運転時が行われる。
は、再生器4で水分を放出して濃調節液になり、熱交換
器5にて温度低下し、さらに温度調節器60にて温度低
下して室内ユニット2の利用側熱交換器26へ流れる。
利用側熱交換器26では周囲を流れる空気中の水蒸気が
半透過膜30を介して調節液に吸収されるとともに、空
気が冷却され、除湿及び冷却された空気が室内に吹き出
る。
を流れる空気を冷却して濃度が低くなると共に温度が上
昇した調節液は、利用側熱交換器26から調節液ポンプ
16及び第1の切換弁61を介して熱交換器5へ流れ、
熱交換器5にて加熱器7からの温度が高い調節液と熱交
換して温度上昇して加熱器7へ流れる。以後も同様に調
節液が室内ユニット1と室外ユニット2との間で循環
し、除霜及び冷却運転が行われる。
が、例えば、室内空気の温度が低く室内ユニット2へ送
られる調節液の温度を高くしたいときには、第1の制御
弁66の第1のバイパス配管65側の開度を増加し、温
度調節器60側の開度を減少することのより、温度調節
器60を流れる調節液の量が減少するとともに温度調節
器60をバイパスする調節液の量が増加する。このた
め、室内ユニット2へ流れる調節液の温度は上昇し、利
用側熱交換器26での空気の温度低下は少なくなり、室
内ユニット2から吹き出る空気の温度は上昇する。
たため、室内ユニット2の除湿能力を低下させるときに
は、第2の制御弁68の加熱器7側の開度を減少し、第
2のバイパス配管67側の開度を増加することにより、
加熱器7を流れる調節液の量が減少するとともに加熱器
7をバイアスする調節液の量が増加する。このため、再
生器4での調節液からの水分の放出量は減少し、室外ユ
ニット1から室内宇ニット2へ流れる調節液の濃度は低
下する。
が低下すると、利用側熱交換器26での調節液による空
気からの水蒸気の吸収能力は低下し、即ち、除湿能力は
低下し、室内ユニット2から吹き出る空気の湿度は上昇
する。また、上記第1の制御弁66及び第2の制御弁6
8の制御を同時に行い、室内ユニット2へ流れる調節液
の温度を上昇させるとともに、濃度を低下させることに
より、室内ユニット2の冷却能力及び除湿能力双方の能
力は低下する。
バイパス配管75を流れる熱源流体の量を増加させる
と、加熱装置3を流れる調節液の量は減少し、加熱装置
3での調節液の温度上昇は少なくなる。そして、再生器
4を流れる調節液の温度が低下すると、調節液からの水
分の放出量は減少して調節液の濃度は低下し、室内ユニ
ット2での調節液の除湿能力は低下する。
8あるいは第5の制御弁76を上記と反対方向に調節し
た場合には、上記室内ユニット2の冷却能力あるいは除
湿能力を低下させる場合と反対に冷却能力あるいは除湿
能力は向上する。以下、加湿及び加熱運転時の動作につ
いて説明する。第1の切換弁61の吐出側は吸収器44
側に切り換わるとともに第2の切換弁63の流入側は吸
収器44側に切り換わり、さらに、第3及び第4の切換
弁73、74は水加熱器43側に切り換わっている。
によって図3に破線矢印にて示したように循環する。ま
た、温度調節器60は、例えば高温発生器から高温の冷
媒蒸気が流れ調節液を加熱するための調節液の加熱器と
して動作する。即ち、調節液は上記第2の実施例と同様
に循環し、吸収器44で水分を吸収して濃度が低下した
稀調節液は温度調節器60へ流れ、加熱されて温度上昇
した調節液が室内ユニット2へ流れる。室内ユニット2
では、温度上昇した稀調節液が利用側熱交換器26を流
れ、稀調節液中の水分が半透過膜30を介して表面に移
動して蒸発する。このため、吸い込まれた空気が利用側
熱交換器26の周囲を流れる間に加湿されるとともに加
熱され、湿度及び温度が上昇した空気が室内へ吐出され
る。
なり、かつ放熱して温度が低下した調節液は吸収器44
へ流れ、水分を吸収して濃度が高くなって温度調節器6
0へ流れ、加熱されて温度上昇して室内ユニット2へ流
れる。以上のように、加湿及び加熱運転が行われている
とき、例えば室内ユニット2の加熱能力を低下させると
きには、第1の制御弁66の温度調節器60側の開度を
減少させるとともに第1のバイパス配管65側の開度を
増加させることにより、温度調節器60を流れる調節液
の量は減少し、加熱量は減少して室内ユニット2へ流れ
る調節液の温度は低下する。このため、利用側熱交換器
26での空気加熱能力は低下し、吹き出される空気の温
度は低下する。
ニット2の加湿能力を低下させるときには、第3の制御
弁70の吸収器44側の開度を減少させるとともに第3
のバイパス配管69側の開度を増加させることにより、
吸収器44を流れる調節液の量は減少し、水分の吸収量
は減少して室内ユニット2へ流れる調節液の濃度は向上
する。このため、利用側熱交換器26での加湿能力は低
下し、吹き出される空気の湿度は低下する。
湿能力を低下させるときには、上記の加熱能力を低下さ
せるときの動作と加湿能力を低下させるときの動作とを
平行して行うことによって、加熱能力と加湿能力との双
方が低下する。また、室内ユニット2の加熱能力を向上
させるときには、上記の低下させるときと反対に、第1
の制御弁66の温度調節器60側の開度を増加させると
ともに第1のバイパス配管65側の開度を減少させるこ
とにより、温度調節器60を流れる調節液の量は増加
し、加熱量は増加して室内ユニット2へ流れる調節液の
温度は上昇する。このため、利用側熱交換器26での空
気加熱能力は上昇し、吹き出される空気の温度は上昇す
る。
3の制御弁70の吸収器44側の開度を増加させるとと
もに第3のバイパス配管69側の開度を減少させること
により、吸収器44を流れる調節液の量は増加し、水分
の吸収量は増加して室内ユニット2へ流れる調節液の濃
度は低下する。このため、利用側熱交換器26での加湿
能力は向上し、吹き出される空気の湿度は向上する。
湿能力を向上させるときには、上記の加熱能力を向上さ
せるときの動作と加湿能力を向上させるときの動作とを
平行して行うことによって、加熱能力と加湿能力との双
方が向上する。上記実施例によれば、除湿及び冷却運転
時には図1に示した第1の実施例の空気調和装置と同様
に、温度調節器60から流れて来た温度が低い濃調節液
が利用側熱交換器26を流れ、室内空気を冷却するとと
もに半透過膜30を介して濃調節液による水分吸収作用
によって室内空気から水分を吸収して除湿を行うことが
できる。この結果、温度を大幅に低下させることなく除
湿した空気を室内に供給することができ、特に梅雨など
の湿度が高く温度が比較的低い季節においても除湿され
室内とほぼ温度が等しい空気を室内ユニット2から室内
へ供給し、室内を快適に保つことができる。
4から熱交換器5へ流れた調節液は、熱交換器5を流れ
るときに室外ユニット2から流れてきた温度が低い調節
液と熱交換して温度低下して冷却器6へ送られるため、
冷却器6での冷却能力を低減することができ、また、室
外ユニット2から流れてきた調節液は熱交換器で温度上
昇して加熱器7へ送られるため、加熱器7での加熱能力
を低減でき、この結果、空気調和装置の運転効率を一層
向上することができる。
の実施例と同様に吸収器44で水を吸収して温度調節器
60で加熱された温度が高い稀調節液が利用側熱交換器
26を流れ、室内空気を加熱するとともに半透過膜30
を介しての稀調節液からの水分放出作用によって室内空
気に水分を補給して加湿を行うことができる。この結
果、温度を上昇させつつ加湿した空気を室内に供給する
ことができ、特に冬季などの温度が低く乾燥した季節に
おいても温度及び湿度が高い空気を室内ユニット2から
室内へ供給し、室内を快適に保つことができる。
1、63、73、74を切り換えることよって、1台の
室外ユニット1によって上記除湿及び冷却運転と、加湿
及び加熱運転とを容易に切り換えて行うことができ、1
年を通した湿度及び温度の変化に対応した運転を行うこ
とができる。また、熱源器1Aの温度調節器60にて冷
却あるいは加熱された濃調節液あるいは稀調節液が室内
ユニット2に送られ、この調節液によって室内空気から
の除湿あるいは室内空気への加湿が行われると共に利用
側熱交換器26を流れる調節液によって冷却あるいは加
熱が行われるので、調節液を湿度調節と温度調節との双
方に兼用することができ、室外ユニット1と室内ユニッ
ト2との間の配管を簡略化することができ、設置作業の
簡略化を図ることもできる。
熱源に熱源機1Aからの冷却水あるいは排気ガス等の廃
熱を利用しているため、運転効率を向上することがで
き、空気調和装置の運転コストを僅かに抑えることがで
きる。また、外気が周囲を流れる再生器4での調節液か
らの水分の分離に半透過膜12を利用し、密閉された高
温室41に半透膜47で構成された吸収器44を設け、
かつ、室内空気が周囲を流れる利用側熱交換器26に半
透過膜30を利用しているので、室外ユニット1と室内
ユニット2との間で循環する調節液が直接空気と触れる
ことを回避でき、調節液への塵埃等不純物の混入を回避
でき、調節液を長期間にわたって使用することができる
とともに、不純物による調節液循環量の減少あるいは調
節液循環路の閉塞を回避でき、空気調和装置の保守管理
の簡略化を図ることができる。
のはなく、本願発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の実
施が可能である。例えば、上記図1乃至図3に示した空
気調和装置の実施例においては、熱源機1Aに例えば吸
収式冷凍機を使用したものについて説明したが、熱源機
1Aに例えばエンジン駆動式空気調和機を用い、加熱装
置3或いは水加熱器43の熱源にエンジンからの排気ガ
スの熱、冷却水の熱を利用した場合にも、同様の作用効
果を得ることができる。
装置の実施例においては、室外ユニット1と1台の室内
ユニット2を配管接続したものについて説明したが、複
数台の室内ユニット2を配管接続した場合には、各室内
ユニット2によって室内を快適に保つことができるもは
もちろん、各室内ユニットの運転効率を向上して空気調
和装置の運転コストを一層低減することができる。
るものでも、天井などに埋め込まれるものでもよい。
空気調和装置であり、 (1)請求項1の発明によれば、 吸収器で水を吸収して
温度調節器で加熱された温度高い稀調節液が利用側熱交
換器を流れ、室内空気を加熱するとともに半透過膜を介
しての稀調節液からの水分放出作用によって室内空気に
水分を補給して加湿を行うことができる。この結果、温
度を上昇させつつ加湿した空気を室内に供給することが
でき、特に冬季などの温度が低く乾燥した季節において
も温度及び湿度が高い空気を室内ユニットから室内へ供
給し、室内を快適に保つことができる。
節器にて加熱された稀調節液が室内ユニットへ送られ、
利用側熱交換器を流れる稀調節液によって室内空気の加
湿が行われると共に室内空気の加熱が行われるので、調
節液を湿度調節と加熱との双方に兼用することができ、
室外ユニットと室内ユニットとの間の配管を簡略化する
ことができ、設置作業の簡略化を図ることもできる。
源機からの冷却水或いは排気ガス等の廃熱を利用し、運
転効率を向上することができ、室外ユニット及び空気調
和装置の運転コストを僅かに抑えることができる。ま
た、吸収器での調節液の水分の吸収に半透過膜を利用
し、かつ、室内空気が周囲を流れる利用側熱交換器に半
透過膜を利用しているので、室外ユニットと室内ユニッ
トとの間で循環する調節液が直接空気と触れることを回
避でき、調節液への塵埃等不純物の混入を回避でき、調
節液を長期間にわたって使用することができるととも
に、不純物による調節液循環量の減少あるいは調節液循
環路の閉塞を回避でき、空気調和装置の保守管理の簡略
化を図ることができる。
器から流れてきた温度が低い濃調節液が利用側熱交換器
を流れ、室内空気を冷却するとともに半透過膜を介して
の濃調節液による水分吸収作用によって室内空気から水
分を吸収して除湿を行うことができる。この結果、温度
を大幅に低下させることなく除湿した空気を室内に供給
することができ、特に梅雨などの湿度が高く温度が比較
的低い季節においても除湿され室内とほぼ温度が等しい
空気を室内ユニットから室内へ供給し、室内を快適に保
つことができる。
は、熱交換器を流れるときに室外ユニットから流れてき
た温度が低い調節液と熱交換して温度低下して冷却器へ
送られるため、冷却器での冷却能力を低減することがで
き、また、室外ユニットから流れてきた調節液は熱交換
器で温度上昇して加熱器へ送られるため、加熱器での加
熱能力を低減でき、この結果、空気調和装置の運転効率
を一層向上することができる。
水を吸収して温度調節器で加熱された温度が高い稀調節
液が利用側熱交換器を流れ、室内空気を加熱するととも
に半透過膜を介しての稀調節液からの水分放出作用によ
って室内空気に水分を補給して加湿を行うことができ
る。この結果、温度を上昇させつつ除湿した空気を室内
に供給することができ、特に冬季などの温度が低く乾燥
した季節においても温度及び湿度が高い空気を室内ユニ
ットから室内へ供給し、室内を快適に保つことができ
る。
加熱運転時には、熱源器の温度調節器にて冷却あるいは
加熱された濃調節液あるいは稀調節液が室内ユニットに
送られ、この調節液によって室内空気からの除湿あるい
は室内空気への加湿が行われると共に利用側熱交換器を
流れる調節液によって冷却あるいは加熱が行われるの
で、調節液を湿度調節と温度調節との双方に兼用するこ
とができ、室外ユニットと室内ユニットとの間の配管を
簡略化することができ、設置作業の簡略化を図ることも
できる。
液からの水分の分離に半透過膜を利用し、密閉された高
温室に半透過膜で構成された吸収器を設け、かつ、室内
空気が周囲を流れる利用側熱交換器に半透過膜を利用し
ているので、室外ユニットと室内ユニットとの間で循環
する調節液が直接空気と触れることを回避でき、調節液
への塵埃等不純物の混入を回避でき、調節液を長期間に
わたって使用することができるとともに、不純物による
調節液循環量の減少あるいは調節液循環路の閉塞を回避
でき、空気調和装置の保守管理の簡略化を図ることがで
きる。
熱源機からの冷却水あるいは排気ガス等の廃熱を利用す
ることができ、この結果、運転効率を向上することがで
き、また、空気調和装置の運転コストを僅かに抑えるこ
とができる。さらにまた、切換弁の切り換え及び熱源機
による冷却と加熱とを切換えることにより、1台の空気
調和装置により加湿及び加熱運転と除湿及び冷却運転と
を容易に切り換えて行うことができ、1年を通した湿度
及び温度の変化に対応した運転を行うことができる。
構成図である。
構成図である。
構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 水の補給機構、補給された水を加熱する
水加熱器、及び湿度調節液が流れる吸収器を有した高温
室、吸収器から湿度調節液が流入する調節液加熱器を有
し水加熱器に熱を供給する熱源機、及び吸収器から調節
液加熱器に至る調節液配管を有し、吸収器には水蒸気を
透過して水を遮断する半透過膜により湿度調節液の流路
が形成された室外ユニットと、熱源機の調節液加熱器か
ら流出した湿度調節液が流入する利用側熱交換器、空気
を利用側熱交換器に流通して吹き出す送風機を有し、利
用側熱交換器には水蒸気を透過して水を遮断する半透過
膜により湿度調節液の流路が形成された室内ユニット
と、調節液加熱器から利用側熱交換器に至る調節液往き
配管と、利用側熱交換器から吸収器に至る調節液復配管
と、この調節液復配管の途中に設けられた調節液ポンプ
とを備えたことを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項2】 温度調節器を有した熱源機、この熱源機
から熱が供給されて加熱器を有した加熱装置、加熱器か
ら温度調節器に至り湿度調節液が流れる第1の調節液配
管、この第1の調節液配管の途中に設けられた湿度調節
液の再生器、この再生器に空気を送る送風機、再生器の
下流側第1の調節液配管に設けられた熱交換器、この熱
交換器から加熱器に至り、熱交換器にて再生器からの湿
度調節液によって加熱された湿度調節液が流れる第2の
調節液配管、及び高温室を有し、この高温室には水の補
給機構、補給された水を加熱する水加熱器、及び吸収器
が設けられ、再生器には水蒸気を透過して水を遮断する
半透過膜により湿度調節液の流路が形成され、吸収器に
は水蒸気を透過して水を遮断する半透過膜により湿度調
節液の流路が形成された室外ユニットと、熱源機の温度
調節器から流出した湿度調節液が流入する利用側熱交換
器、空気を利用側熱交換器に流通して吹き出す送風機を
有し、利用側熱交換器には水蒸気を透過して水を遮断す
る半透過膜により湿度調節液の流路が形成された室内ユ
ニットと、温度調節器から利用側熱交換器に至る調節液
往き配管と、利用側熱交換器から熱交換器に至る調節液
復配管と、この調節液復配管の途中から分岐して切換弁
を介して吸収器に至る第3の調節液配管と、吸収器から
熱交換器出口側の第1の調節液配管に至る第4の調節液
配管と、調節液往き配管あるいは分岐部より上流側の調
節液復配管に設けられた調節液ポンプと、熱源機と加熱
装置及び水加熱器との間に接続された熱供給配管とを備
えたことを特徴とする空気調和装置。
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