JP5451995B2

JP5451995B2 - 空気調和設備

Info

Publication number: JP5451995B2
Application number: JP2008199558A
Authority: JP
Inventors: 正昭今井; 良則井上
Original assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Current assignee: Sasakura Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-08-01
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2028-08-01
Also published as: JP2009168434A

Description

本発明は、空気調和設備に関する。

従来、室内空間の温度や湿度を適正に保つ方法として種々の設備が提案されており、例えば、本出願の発明者は、図５に示す空気調和設備についての特許出願を行っている。

図５に示す空気調和設備１００は、全熱交換器１０１、顕熱交換器１０２及び調湿装置１０３を備えている。また、この空気調和設備１００は、全熱交換器１０１、顕熱交換器１０２、調湿装置１０３、顕熱交換器１０２、室内空間１０４、全熱交換器１０２の順に室外の空気を流送する流路１０５を備えている。全熱交換器１０１においては、室外から導かれた空気と、室内空間１０４から導かれた空気との間で、顕熱及び潜熱の交換が可能に構成されており、顕熱交換器１０２においては、全熱交換器１０１を通過した室外の空気と、調湿装置１０３を通過して湿度が調整された空気との間で、顕熱の交換が可能に構成されている。また、調湿装置１０３においては、顕熱交換器１０２から導かれた空気に対して、除湿或いは加湿を行うように構成されている。空気の除湿を行うには、調湿装置１０３が備える熱媒体コイル１０６内に冷水を流すことによって、この熱媒体コイル１０６の外表面を通過する空気を冷却し、空気中に含まれる湿気を凝縮させることにより行う。また、空気の加湿を行うには、調湿装置１０３が備える加湿器１０７の作用により空気中に水蒸気を付与することにより行う。

このような構成により、例えば、夏季における除湿運転時では、顕熱交換器１０２が、全熱交換器１０１を通過した室外の空気と、調湿装置１０３を通過し湿気が除去された低温の空気との間で顕熱交換を行うように構成されているため、室内空間に供給される空気に含まれる湿気を少ない状態に維持したまま（除湿された状態のまま）、当該空気の温度を効率よく再熱することができ、再熱負荷を低減させることができる。更に、顕熱交換器１０２の作用により、調湿装置１０３に導かれる空気の温度を低い状態に変化させることができるので、冷却コイルとして機能する熱媒体コイル１０６の作動負荷を低減させることができる。

上述の空気調和設備は、空気の再熱負荷を低減させると共に熱媒体コイルの作動負荷を低減させることができるという優れた省エネルギー効果を有するものではあるが、更なる省エネルギー化が求められている。

本発明は、このような要請を解決するためになされたものであって、省エネルギー効果が高い空気調和設備を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は、室外から導かれた空気を調整して室内空間の空調を行う空気調和設備であって、圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器が配管接続されて冷媒循環が可逆に構成され、冷凍サイクルを行う冷凍回路と、顕熱及び潜熱の交換を行う全熱交換器と、顕熱の交換を行う顕熱交換器と、前記全熱交換器、前記顕熱交換器、前記第２熱交換器の外表面、前記顕熱交換器、前記室内空間、前記全熱交換器、及び、前記第１熱交換器の外表面の順に室外の空気を流送する流路と、前記第２熱交換器の外表面において生成される凝縮水を前記第１熱交換器の外表面に散布する散布手段と、を備えており、前記全熱交換器は、室外から導かれた空気と、前記室内空間から導かれた空気との間で熱交換可能に構成されており、前記顕熱交換器は、前記全熱交換器から導かれた空気と、該顕熱交換器から前記第２熱交換器の外表面に導かれた後、該顕熱交換器に還流された空気との間で熱交換可能に構成されており、前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器は、それぞれ前記全熱交換器及び前記顕熱交換器から外表面に導かれた空気と、内部を通過する冷媒との間で熱交換可能に構成されている空気調和設備により達成される。

また、この空気調和設備において、前記第２熱交換器の外表面を通過した後の空気を加湿可能な加湿装置を備えており、前記第１熱交換器の外表面において生成される凝縮水を前記加湿装置の給水源として前記加湿装置に導く流路を備えることが好ましい。

また、前記流路は、前記室内空間から導かれる空気の一部を前記第１熱交換器の外表面に直接導く第１バイパス流路を更に備えることが好ましい。

また、前記流路は、前記第２熱交換器の外表面を通過した空気の一部を前記室内空間に直接導く第２バイパス流路を更に備えることが好ましい。

本発明によれば、省エネルギー効果が高い空気調和設備を提供することができる。

以下、本発明に係る空気調和設備について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和設備１の基本構成を模式的に示す概略構成図である。

本実施形態に係る空気調和設備１は、外部から導かれた空気を調整して室内空間４の空調を行う設備であって、図１に示すように、冷凍回路２及び空調回路３を備えている。

冷凍回路２は、圧縮手段２１、第１熱交換器２２、受液器２３、膨張弁２４、及び第２熱交換器２５が配管接続されており、内部を冷媒が循環して冷凍サイクルを行うように構成されている。

圧縮手段２１は、冷凍回路２内の冷媒を加圧して循環させるための圧縮機２６と、四方弁２７とを備えている。四方弁２７は、冷凍回路２を循環する冷媒の流れる方向を変更するための装置であり、例えば、図１に示すように、四方弁２７を切り替えることにより、圧縮機２６の高圧側２６１と第１熱交換器２２とを配管接続し、圧縮機２６の低圧側２６２と第２熱交換器２５とを配管接続することによって、冷凍回路２を流れる冷媒が、圧縮機２６、第１熱交換器２２、受液器２３、膨張弁２４、第２熱交換器２５の順に流れるように構成することができる。また、図２に示すように、四方弁２７を切り替えることにより、圧縮機２６の高圧側２６１と第２熱交換器２５とを配管接続し、圧縮機２６の低圧側２６２と第１熱交換器２２とを配管接続することにより、冷凍回路２を流れる冷媒が、圧縮機２６、第２熱交換器２５、膨張弁２４、受液器２３、第１熱交換器２２の順に流れるように構成することができる。なお、圧縮機２６として、ルーツポンプのような正逆回転可能な圧縮機を使用する場合には、四方弁２７を省略することが可能である。

第１熱交換器２２及び第２熱交換器２５は、空冷式の熱交換器であり、内部を通過する冷媒と、外表面を通過する空気との間で熱交換を行う装置である。第１熱交換器２２は、室内空間４から導かれ全熱交換器３２を通過した空気と、冷凍回路２内を循環する冷媒との間で熱交換を行うことができるように構成されている。また、第２熱交換器２５は、外部から導かれ、全熱交換器３２及び顕熱交換器３３を通過した空気と、冷凍回路２内を循環する冷媒との間で熱交換を行うことができるように構成されている。夏季において空気調和設備１により除湿運転を行う際には、第１熱交換器２２は、内部を流れる冷媒を凝縮させる凝縮器として作用し、第２熱交換器２５は、内部を流れる冷媒を蒸発させる蒸発器として作用する。また、冬季において加湿運転を行う際には、第１熱交換器２２は、内部を流れる冷媒を蒸発させる蒸発器として作用し、第２熱交換器２５は、内部を流れる冷媒を凝縮させる凝縮器として作用する。

膨張弁２４は、絞り膨張によって冷媒を低圧・低温にさせるように構成されており、定圧膨張弁、温度自動膨張弁、手動膨張弁、キャピラリーチューブ、フロート膨張弁等の種々の膨張弁を使用することができる。

受液器２３は、冷凍回路２内を循環する液状の冷媒を貯留する装置である。

空調回路３は、空気流路３１、全熱交換器３２、顕熱交換器３３、及び、加湿装置３４を備えている。空気流路３１は、全熱交換器３２、顕熱交換器３３、第２熱交換器２５の外表面、加湿装置３４、顕熱交換器３３、室内空間４、全熱交換器３２、及び、第１熱交換器２２の外表面の順に、室外の空気を流送する流路である。この空気流路３１は、外気導入流路３１ａ、顕熱交換器供給流路３１ｂ、第２熱交換器供給流路３１ｃ、加湿装置供給流路３１ｄ、顕熱交換器還流流路３１ｅ、室内空気供給流路３１ｆ、室内空気排出流路３１ｇ、第１熱交換器供給流路３１ｈ、及び、排気流路３１ｉを備えている。

外気導入流路３１ａは、室外の空気を全熱交換器３２に導くための流路である。顕熱交換器供給流路３１ｂは、外気導入流路３１ａを介して全熱交換器３２に導かれた空気を顕熱交換器３３に導くための流路である。第２熱交換器供給流路３１ｃは、顕熱交換器３３を通過した空気を第２熱交換器２５の外表面に導く流路である。加湿装置供給流路３１ｄは、第２熱交換器２５の外表面を通過した空気を加湿装置３４に導くための流路である。顕熱交換器還流流路３１ｅは、加湿装置３４を通過した空気を顕熱交換器３３に還流させるための流路である。室内空気供給流路３１ｆは、加湿装置供給流路３１ｄを介して顕熱交換器３３に導かれた空気を室内空間４に導く流路である。室内空気排出流路３１ｇは、室内空間４の空気を全熱交換器３２に導く流路である。第１熱交換器供給流路３１ｈは、室内空間４から全熱交換器３２に導かれた空気を第１熱交換器２２の外表面に導くための流路である。排気流路３１ｉは、第１熱交換器２２の外表面を通過した後の空気を外部に排出するための流路である。

全熱交換器３２は、外気導入流路３１ａを介して導かれた空気と、室内空気排出流路３１ｇを介して室内空間４から導かれた空気との間で、顕熱及び潜熱の交換を行う装置である。

顕熱交換器３３は、顕熱交換器供給流路３１ｂを介して全熱交換器３２から導かれた空気と、顕熱交換器還流流路３１ｅを介して加湿装置３４から導かれた空気との間で、顕熱の交換を行う装置である。

加湿装置３４は、水道水等の水を気化させて空気中の湿度を高める装置であり、気化式加湿器を例示することができる。この加湿装置３４は、必要に応じて作動されるものであり、例えば、夏季等において空気の加湿が不要な場合には、加湿装置３４を作動させることなく、加湿装置供給流路３１ｄを介して導かれる空気が、加湿装置３４内を通過して顕熱交換器還流流路３１ｅに導かれるように構成されている。

このように構成された空気調和設備１の作動について、発明者らが行った実験データ及び添付図面を参照しながら、夏季における除湿運転形態および冬季における加湿運転形態に分けて説明する。

最初に、夏季における除湿運転形態について説明する。表１は、除湿運転時の実験データであり、空気流路３１を通過する空気の各位置（図１中のａ〜ｉの位置）における、空気の温度（℃）、湿球温度（℃）、相対湿度（％）、絶対湿度（ｋｇ／ｋｇ’）及びエンタルピー（ｋｃａｌ／ｋｇ）を示したものである。表１における位置ａ〜位置ｉは、図１におけるａ〜ｉの位置に対応する。なお、除湿運転時においては、加湿装置３４を作動させないため、表１中の位置ｅ欄における空気の状態は、位置ｄ欄における空気の状態と同一になっている。

まず、冷凍回路２を中心に説明する。図１に示すように、四方弁２７を操作し、圧縮機２６の高圧側２６１と第１熱交換器２２とが接続するように、また、圧縮機２６の低圧側２６２と第２熱交換器２５とが接続するように配管接続する。このように構成された冷凍回路２において、圧縮機２６を作動させることによって冷媒を圧縮して高圧にすることで冷媒の温度を上昇させる。圧縮機２６の作動により高温高圧となった冷媒は、第１熱交換器２２において放熱することで、第１熱交換器２２の外表面を通過する空気と熱交換する。この熱交換により、第１熱交換器２２の内部を通過する冷媒の温度は低下する。また、第１熱交換器２２の外表面を通過する空気は加熱される。

第１熱交換器２２を通過することにより放熱した冷媒は、受液器２３を介して膨張弁２４に導かれる。膨張弁２４に導かれた冷媒は、その圧力が急激に下がることでさらに温度が低下して第２熱交換器２５に導かれる。

第２熱交換器２５に導かれた冷媒は、第２熱交換器２５の外表面を通過する空気との間で熱交換することにより、空気から熱を受け取り飽和蒸気となって圧縮機２６に導かれ、再度上記工程を繰り返すように冷凍回路２を循環する。第２熱交換器２５の外表面を通過する空気は、第２熱交換器２５の内部を通過する冷媒に熱を吸収されるので、その温度が低下することになる。このように第２熱交換器２５の外表面を通過することにより、空気の温度が低下する結果、空気中に含まれる湿気（水蒸気）は凝縮し、凝縮水として第２熱交換器２５の外表面に付着する。

次に、空調回路３を中心に説明すると、まず、室外の空気は、外気導入流路３１ａにより全熱交換器３２に導かれる。この空気は、室内空気排出流路３１ｇを介して全熱交換器３２に導かれる室内空間４の空気との間で全熱交換を行う。室内空気排出流路３１ｇにより導かれる室内空間４の空気は、外気導入流路３１ａにより全熱交換器３２に導かれる空気よりも温度および湿度が共に低いため（表１の位置ａ欄、位置ｇ欄参照）、外気導入流路３１ａにより導かれた高温多湿の空気は、温度及び湿度が低下した空気になる（表１の位置ｂ欄参照）。

次に、温度及び湿度が低下した空気は、顕熱交換器３３に導かれ、顕熱交換器還流流路３１ｅを介して導かれる空気との間で顕熱交換を行う。第２熱交換器２５の外表面を通過した空気は、後述のように低温かつ低湿度であるため、全熱交換器３２から導かれた空気は、絶対湿度を維持したまま温度のみが更に低下された状態となって第２熱交換器２５の外表面に導かれる（表１の位置ｃ欄参照）。

第２熱交換器２５においては、内部を通過する低温の冷媒と、外表面を通過する空気との間で熱交換を行う。この熱交換により、外表面を通過する空気は冷却されるので、空気中に含まれる湿気（水蒸気）は、第２熱交換器２５の外表面に凝縮して除去される。第２熱交換器２５の外表面を通過した空気は、低温かつ絶対湿度が低い空気となる（表１の位置ｄ（位置ｅ）欄参照）。

第２熱交換器２５を通過した空気は、加湿装置３４および顕熱交換器還流流路３１ｅを介して顕熱交換器３３に導かれ、この顕熱交換器３３において、全熱交換器３２から導かれた空気との顕熱交換により絶対湿度を維持したまま加温されて室内空間４に導かれる（表１の位置ｆ欄参照）。

室内空間４に導かれた空気は、室内空間４に居住する人間が発する熱や水蒸気や、配置されるパソコン、オーディオ設備等が発する熱の影響を受けて温度及び絶対湿度共に上昇する（表１の位置ｇ欄参照）。

室内空間４の空気は、室内空気排出流路３１ｇを介して全熱交換器３２に導かれ、外気導入流路３１ａにより導かれた室外空気との間で全熱交換を行う。これにより、室内空間４から導かれた空気は、温度及び湿度共に高められた状態となる（表１の位置ｈ欄参照）。

そして、全熱交換器３２を通過した空気は、第１熱交換器供給流路３１ｈを介して第１熱交換器２２の外表面に導かれ、第１熱交換器２２の内部を通過する冷媒との間で熱交換を行う。第１熱交換器２２内部を通過する冷媒は、高温高圧であるため、第１熱交換器２２の外表面に導かれた空気は、温度が高められた状態となって、外部に排出される（表１の位置ｉ欄参照）。

次に、冬季における加湿運転形態について説明する。表２は、加湿運転時の実験データであり、表２中の位置ａ〜位置ｉは、表１と同様に、図１におけるａ〜ｉの位置に対応している。

まず、冷凍回路２を中心に説明する。図２に示すように、四方弁２７を操作し、圧縮機２６の高圧側２６１と第２熱交換器２５とが接続するように、また、圧縮機２６の低圧側２６２と第１熱交換器２２とが接続するように配管接続する。このように構成された冷凍回路２において、圧縮機２６を作動させることによって冷媒を圧縮して高圧にすることで冷媒の温度を上昇させる。圧縮機２６の作動により高温高圧となった冷媒は、第２熱交換器２５において放熱することで、第２熱交換器２５の外表面を通過する空気と熱交換する。この熱交換により、第２熱交換器２５の内部を通過する冷媒の温度は低下する。また、第２熱交換器２５の外表面を通過する空気は加熱される。

第２熱交換器２５を通過することにより放熱した冷媒は、膨張弁２４に導かれる。膨張弁２４に導かれた冷媒は、その圧力が下がることでさらに温度が低下し、受液器２３を介して第１熱交換器２２に導かれる。

第１熱交換器２２に導かれた冷媒は、第１熱交換器２２の外表面を通過する空気との間で熱交換することにより、空気から熱を受け取り飽和蒸気となって圧縮機２６に導かれ、再度上記工程を繰り返すように冷凍回路２を循環する。第１熱交換器２２の外表面を通過する空気は、第１熱交換器２２の内部を通過する冷媒に熱を吸収されるので、その温度が低下することになる。

次に、空調回路３を中心に説明すると、まず、室外の空気は、外気導入流路３１ａにより全熱交換器３２に導かれる。この空気は、室内空気排出流路３１ｇを介して全熱交換器３２に導かれる室内空間４の空気との間で全熱交換を行う。室内空間４の温度及び絶対湿度は、室外の空気よりも高い状態であるから（表２の位置ａ欄、位置ｇ欄参照）、外気導入流路３１ａにより導かれた低温かつ低湿度の空気は、温度及び湿度共に高められる（表２の位置ｂ欄参照）。

次に、温度及び絶対湿度が高められた空気は、顕熱交換器３３に導かれ、顕熱交換器還流流路３１ｅを介して導かれる空気との間で顕熱交換を行う。第２熱交換器２５の外表面を通過した空気は、後述のように高温であるため（表２の位置ｅ欄参照）、全熱交換器３２から導かれた空気は、絶対湿度を維持したまま温度のみが更に高められた状態となって第２熱交換器２５の外表面に導かれる（表２の位置ｃ欄参照）。

第２熱交換器２５においては、内部を通過する高温高圧の冷媒と、外表面を通過する空気との間で熱交換を行う。この熱交換により、外表面を通過する空気は加熱される（表２の位置ｄ欄参照）。

加熱された空気は、加湿装置供給流路３１ｄを介して加湿装置３４に導かれて、水蒸気の供給を受けるため、空気の絶対湿度が高められる（表２の位置ｅ欄参照）。つまり、第２熱交換器２５の外表面及び加湿装置３４を通過した空気は、高温多湿の状態となる（表２の位置ｅ欄参照）。このように、加湿運転時においては、空気が加湿装置３４を通過する前において、高温の冷媒が内部を通過する第２熱交換器２５により空気が予め加熱されるため、加湿装置３４を通過する際に多くの水蒸気を空気中に含ませることが可能になり、効率よく空気の加湿を行うことができる。

加湿装置３４を通過した高温多湿の空気は顕熱交換器３３に導かれ、この顕熱交換器３３において、全熱交換器３２から導かれた温度の低い空気との顕熱交換により絶対湿度を維持したまま冷却されて室内空間４に導かれる（表２の位置ｆ欄参照）。室内空間４に供給される空気は、低温多湿な状態となっている。

室内空間４に導かれた空気は、室内空間４に居住する人間が発する熱や水分（湿気）や、配置されるパソコン、オーディオ設備等が発する熱の影響を受けて温度及び絶対湿度共に上昇する（表２の位置ｇ欄参照）。

室内空間４の空気は、室内空気排出流路３１ｇを介して全熱交換器３２に導かれ、外気導入流路３１ａにより導かれた室外空気との間で全熱交換を行う。これにより、室内空間４から導かれた空気は、温度及び絶対湿度共に低下した状態となる（表２の位置ｈ欄参照）。

そして、全熱交換器３２を通過した空気は、第１熱交換器供給流路３１ｈを介して第１熱交換器２２の外表面に導かれ、第１熱交換器２２の内部を通過する冷媒との間で熱交換を行う。第１熱交換器２２内部を通過する冷媒は、低温であるため、第１熱交換器２２の外表面に導かれた空気は、温度が低下した状態となって、外部に排出される（表２の位置ｉ欄参照）。

本実施形態に係る空気調和設備１によれば、除湿運転時においては、顕熱交換器３３が、全熱交換器３２を通過した室外の空気と、第２熱交換器２５の外表面を通過し湿気が除去された低温の空気との間で顕熱交換を行うように構成されているため、室内空間４に供給される空気に含まれる湿気を少ない状態に維持したまま（除湿された状態のまま）、当該空気の温度を効率よく再熱することができ、再熱負荷を低減させることができる。更に、顕熱交換器３３の作用により、第２熱交換器２５の外表面に導かれる空気の温度を低い状態に変化させることができるので、冷却コイルとして機能する第２熱交換器２５の作動負荷を低減させることができる。

また、加湿運転時においては、顕熱交換器３３の作用により、室内空間４に供給される空気に含まれる湿気を多い状態に維持したまま、当該空気の温度を効率よく下げることができる。更に、第２熱交換器２５の外表面に導かれる空気の温度を、当該第２熱交換器２５の外表面を通過した空気の熱エネルギーを利用して加温することができるので、加熱コイルとして機能する第２熱交換器２５の作動負荷を効率よく低減させることができ、高い省エネルギー効果を得ることが可能になる。

また、本実施形態に係る空気調和設備１は、外気導入流路３１ａにより導かれた室外の空気と、室内空気排出流路３１ｇにより導かれた室内空間４の空気との間で、顕熱及び潜熱の交換を行う全熱交換器３２を備えている。これにより、室内空間４から外部に排出される空気の持つ熱エネルギーを有効的に利用して、室外の空気が有する温度や湿度を所望の状態に調整して顕熱交換器３３に導くことができるので、顕熱交換器３３の作動負荷を低減させることが可能になる。この結果、除湿運転時及び加湿運転時の双方において、大幅な省エネルギー効果を得ることができ、空気調和設備１のランニングコストをより一層低減させることができる。

また、本実施形態に係る空気調和設備１によれば、除湿運転時においては、室内空間４から全熱交換器３２に導かれて外部に排出される空気を利用して、第２熱交換器２５において室内空間４に導かれる空気の除湿を行う冷媒の温度を、第１熱交換器２２において低下させるように構成されているため、冷凍回路２を効率よく作動させることが可能になる。この結果、空気調和設備１全体を高効率で作動させることが可能になる。

また、加湿運転時においては、室内空間４から全熱交換器３２に導かれて外部に排出される空気を利用して、第２熱交換器２５において室内空間４に導かれる前の空気の加熱を行う冷媒の温度を、第１熱交換器２２において上昇させるように構成されているため、除湿運転時と同様に冷凍回路２を効率よく作動させることが可能になり、空気調和設備１全体を高効率で作動させることが可能になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、図３に示すように、除湿運転時に、第２熱交換器２５の外表面において生成される凝縮水（ドレン水）を第１熱交換器２２の外表面に散布する散布手段５を備えるように構成することもできる。この散布手段５は、ドレン水を第１熱交換器２２の外表面に散布する散布ノズル５１と、第２熱交換器２５において生成されるドレン水を散布ノズル５１に導くドレン供給配管５２とを備えている。また、ドレン供給配管５２の途中にドレン水を圧送する図示しないポンプが設けられている。散布手段５により第１熱交換器２２の外表面に散布されるドレン水は、第１熱交換器２２の内部を通過する高温の冷媒との間で熱交換を行い、蒸発することになる。ドレン水の蒸発時においては、ドレン水が有する潜熱分の熱量が、冷媒から奪われることになるため、第１熱交換器２２を通過する冷媒の温度をより一層低下させることが可能になる。この結果、冷凍回路２を効率よく作動させることができ、空気調和設備１全体の高効率化を図ることができる。また、第２熱交換器２５において生成されるドレン水を有効利用できる結果、このドレン水を外部に排気するためのドレン管を設ける必要が無く、空気調和設備１の設置作業の効率化を図ることが可能になる。

また、例えば、図４に示すように、室内空間４から全熱交換器３２に導かれる空気の一部を、全熱交換器３２を介することなく直接的に第１熱交換器２２の外表面に導く第１バイパス流路３１ｊを空気流路３１が備えるように構成してもよい。このような構成により、室内空間４から全熱交換器３２に導かれ温度が変化した空気に対して、この空気の温度とは異なる空気を混合することができるので、第１バイパス流路３１ｊを通過して第１熱交換器２２の外表面に供給される空気量を制御することにより、第１熱交換器２２の外表面に導かれる空気の温度を変更することが可能になる。この結果、第１熱交換器２２の内部を通過する冷媒を所望の温度に調節することが可能になり、例えば、空気調和設備１を除湿運転する際においては、第２熱交換器２５で除去される空気中の湿気量を適宜変更することが可能になる。また、空気調和設備１を加湿運転する場合においては、第２熱交換器２５で加熱される空気の加熱後温度を変更することが可能になり、加湿装置３４により空気中に付与される水蒸気量を適宜調節することができる。

また、例えば、図４に示すように、第２熱交換器２５または加湿装置３４により湿度が調整された空気の一部を、顕熱交換器３３を介することなく直接的に室内空間４に導く第２バイパス流路３１ｋを空気流路３１が備えるように構成してもよい。このような構成により、顕熱交換器３３を通過し温度が変化した空気に対して、この空気の温度とは異なる空気を混合することができるので、第２バイパス流路３１ｋを通過して室内空間４に供給される空気量を制御することにより、室内空間４を所望の温度に設定することが可能になる。

また、上記実施形態においては、加湿装置３４を備えるようにして空気調和設備１を構成しているが、例えば、加湿運転を行わないような場合には、加湿装置３４を省略して空気調和設備１を構成することもできる。

また、図６に示すように、加湿運転時において第１熱交換器２２の外表面において生成される凝縮水（ドレン水）を加湿装置３４が気化させる水の給水源として利用するために、第１熱交換器２２において生成されるドレン水を加湿装置３４に導く流路である加湿用ドレン供給配管６を備えることも可能である。なお、加湿用ドレン供給配管６の途中には、ドレン水を圧送する図示しないポンプが設けられている。このように加湿運転時において第１熱交換器２２から排出されるドレン水を有効活用することにより、加湿装置３４が空気調和設備１の外部から給水を受ける必要が無くなるため、無給水型の空気調和設備１を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る空気調和設備の一例を示す概略構成図である。図１に示す空気調和設備を加湿運転する場合の概略構成図である。図１に示す空気調和設備の変形例を示す概略構成図である。図１に示す空気調和設備の他の変形例を示す概略構成図である。従来の空気調和設備を示す概略構成図である。図１に示す空気調和設備の更なる他の変形例を示す概略構成図である。

符号の説明

１空気調和設備
２冷凍回路
２１圧縮手段
２２第１熱交換器
２３受液器
２４膨張弁
２５第２熱交換器
２６圧縮機
２７四方弁
３空調回路
３１空気流路
３２全熱交換器
３３顕熱交換器
３４加湿装置
４室内空間
５散布手段
５１散布ノズル
５２ドレン供給配管
６加湿用ドレン供給配管

Claims

室外から導かれた空気を調整して室内空間の空調を行う空気調和設備であって、
圧縮機、第１熱交換器、膨張弁、及び、第２熱交換器が配管接続されて冷媒循環が可逆に構成され、冷凍サイクルを行う冷凍回路と、
顕熱及び潜熱の交換を行う全熱交換器と、
顕熱の交換を行う顕熱交換器と、
前記全熱交換器、前記顕熱交換器、前記第２熱交換器の外表面、前記顕熱交換器、前記室内空間、前記全熱交換器、及び、前記第１熱交換器の外表面の順に室外の空気を流送する流路と、
前記第２熱交換器の外表面において生成される凝縮水を前記第１熱交換器の外表面に散布する散布手段と、を備えており、
前記全熱交換器は、室外から導かれた空気と、前記室内空間から導かれた空気との間で熱交換可能に構成されており、
前記顕熱交換器は、前記全熱交換器から導かれた空気と、該顕熱交換器から前記第２熱交換器の外表面に導かれた後、該顕熱交換器に還流された空気との間で熱交換可能に構成されており、
前記第１熱交換器及び前記第２熱交換器は、それぞれ前記全熱交換器及び前記顕熱交換器から外表面に導かれた空気と、内部を通過する冷媒との間で熱交換可能に構成されている空気調和設備。
前記第２熱交換器の外表面を通過した後の空気を加湿可能な加湿装置を備えており、
前記第１熱交換器の外表面において生成される凝縮水を前記加湿装置の給水源として前記加湿装置に導く流路を備える請求項１に記載の空気調和設備。
前記流路は、前記室内空間から導かれる空気の一部を前記第１熱交換器の外表面に直接導く第１バイパス流路を更に備える請求項１または２に記載の空気調和設備。
前記流路は、前記第２熱交換器の外表面を通過した空気の一部を前記室内空間に直接導く第２バイパス流路を更に備える請求項１から３のいずれかに記載の空気調和設備。