JP6361904B2 - Air conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は建物を対象とする空調システム、特に空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機からの給気による冷暖房と天井面からの輻射冷暖房を併用する構成の空調システムに関する。 The present invention is an air conditioning system intended for buildings, to an air conditioning system configured for particular combination Heating & Cooling from air conditioning and ceiling surface by the supply air from the air conditioner of the air-cooled heat pump package system.
建物を対象とする空調システムとしては各種の方式のものがあり、以前は建物全体の負荷に見合う大規模な冷凍機やボイラ、冷温水発生機等の中央熱源機によって調製した冷水や温水を大容量のポンプにより大径の配管を通して建物全体に分配供給するというセントラル(中央)方式によるものが一般的であったが、近年においては比較的小規模の空調機を建物内の各所に分散配置してそれらを独立に運転し制御する個別方式によるものが主流である。 There are various types of air conditioning systems for buildings. Previously, large amounts of cold water and hot water prepared by central heat source equipment such as large-scale refrigerators, boilers, and cold / hot water generators that meet the load of the entire building were used. In general, the central system is a system that distributes and supplies the entire building through large-diameter pipes using large-capacity pumps. However, in recent years, relatively small air conditioners have been distributed throughout the building. The mainstream is an individual system that operates and controls them independently.
特に、個別方式のなかでも空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機(エアコン)によるものは、室外機と室内機との間で冷媒を循環させることにより室内機において冷風または温風を調製して空調対象室に直接送風する構成であって、システム全体を簡易にかつ安価に構成可能であるし、空調対象室ごとに独立に運転・制御が可能であるので効率的であり、しかも1台の屋外機に対して複数台の室内機を組み合わせることで合理的なマルチシステムを構成することも可能であることから、最も一般的な空調システムとして広く普及している。 In particular, the air-cooled heat pump package type air conditioner (air conditioner) among the individual methods is a room to be air-conditioned by preparing a cold air or a hot air in the indoor unit by circulating a refrigerant between the outdoor unit and the indoor unit. The entire system can be configured easily and inexpensively, and can be operated and controlled independently for each air-conditioned room, which is efficient and can be combined into a single outdoor unit. On the other hand, since a rational multi-system can be configured by combining a plurality of indoor units, it is widely used as the most common air conditioning system.
また、たとえば特許文献1に示されるように天井、床、壁に設置したパネルに対して冷水や温水を供給することによって輻射冷暖房を行う装置についての提案もある。 For example, as shown in Patent Document 1, there is also a proposal for an apparatus that performs radiant cooling and heating by supplying cold water or hot water to panels installed on a ceiling, floor, or wall.
輻射冷暖房システムは快適な環境を効率的に得られる有効なシステムではあるが、現時点で提案されている各種の輻射冷暖房システムはセントラル方式の熱源にて冷水または温水を調製し、ポンプにて供給するというシステムが必須となり、システム全体が複雑かつ大がかりとならざるを得ない。
そのため、輻射冷暖房システムはその有効性が認められつつも、個別空調方式を適用するような比較的小規模あるいは簡易な建物に対しては適用し難いものであって、現時点ではセントラル方式の空調システムを適用するような大規模な建物や特殊な建物に適用されるに留まり、広く普及するに至っていない。
The radiant cooling and heating system is an effective system that can efficiently provide a comfortable environment, but various radiant cooling and heating systems proposed at the present time prepare cold water or hot water with a central heat source and supply it with a pump. The system is indispensable, and the entire system must be complicated and large.
Therefore, while the effectiveness of the radiant cooling and heating system is recognized, it is difficult to apply it to relatively small or simple buildings where the individual air conditioning system is applied. It is only applied to large-scale buildings and special buildings that apply the above, but has not yet spread widely.
上記事情に鑑み、本発明は天井輻射冷暖房を一般の建物に対しても広く適用することを可能とする合理的で有効適切な空調システムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a rational, effective and appropriate air conditioning system that can widely apply ceiling radiant cooling and heating to general buildings.
請求項1記載の発明は、室外機と室内機との間で冷媒を循環させることにより前記室内機において冷風または温風を調製する構成の空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機を主体として構成され、前記室内機により調製した冷風または温風を空調対象室に対して給気することにより該空調対象室に対する空調を行う構成の空調システムであって、前記空調機における冷媒配管の途中に前記冷媒との熱交換により選択的に指定した冷水または温水を調製する熱交換器ユニットを設置し、該熱交換器ユニットにより調製した冷水または温水を冷温水配管を通して前記空調対象室に天井面に設置した天井放射パネルに循環供給することにより該空調対象室に対して天井面から輻射冷暖房を行う構成とされ、前記熱交換器ユニットは、前記冷媒と前記冷水または温水との間で熱交換を行う熱交換器本体と、前記冷水または温水を前記冷温水配管を通して前記熱交換器本体と前記天井放射パネルとの間で循環させるためのポンプと、前記冷水または温水の熱膨張を吸収するための膨張タンクと、前記熱交換器本体への前記冷媒の供給量を膨張弁の操作により制御することによって前記冷水または温水の温度を制御するための制御手段とを具備してなることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記熱交換器ユニットの前記熱交換器本体、前記ポンプ、前記膨張タンク、および前記制御手段は、一のケーシング内に収納されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記熱交換器ユニットは、非居室の天井裏空間に設置されていることを特徴とする。
First aspect of the present invention is composed of the air conditioner of the air-cooled heat pump package system configuration for preparing a cold or warm air in the indoor unit by circulating the refrigerant between the outdoor unit and the indoor units mainly An air conditioning system configured to perform air conditioning on the air-conditioning target room by supplying cold air or hot air prepared by the indoor unit to the air-conditioning target room, wherein the refrigerant is placed in a refrigerant pipe in the air-conditioning unit. A heat exchanger unit that prepares cold water or hot water selectively designated by heat exchange with the heat exchanger is installed, and the cold water or hot water prepared by the heat exchanger unit is installed on the ceiling surface in the air conditioning target room through the cold / hot water pipe Circulating and supplying to the ceiling radiant panel is configured to perform radiant cooling and heating from the ceiling surface to the air conditioning target room, and the heat exchanger unit includes the refrigerant and the front A heat exchanger body for exchanging heat with cold water or hot water, a pump for circulating the cold water or hot water between the heat exchanger body and the ceiling radiant panel through the cold / hot water pipe, and the cold water Or an expansion tank for absorbing thermal expansion of hot water, and control means for controlling the temperature of the cold water or hot water by controlling the amount of the refrigerant supplied to the heat exchanger body by operating an expansion valve; It is characterized by comprising.
The invention according to
The invention according to
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の空調システムであって、前記天井放射パネルにより前記空調対象室におけるインテリア負荷を処理可能とし、前記室内機により前記空調対象室におけるペリメータ負荷を処理可能としたことを特徴とする。 Invention of Claim 4 is an air-conditioning system as described in any one of Claim 1 to 3, Comprising: The interior load in the said air-conditioning object room | chamber can be processed with the said ceiling radiation | emission panel, and the said air-conditioning with the said indoor unit The perimeter load in the target room can be processed.
請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の空調システムであって、前記室内機により前記空調対象室における外気負荷を処理可能としたことを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention is the air conditioning system according to any one of the first to fourth aspects , wherein the outdoor unit can process an outdoor air load in the air conditioning target room.
請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか一項に記載の空調システムであって、前記空調対象室へ外気を導入しつつ該空調対象室から排気を行うとともにそれら外気と排気との間で水分の交換を行うことにより前記空調対象室の湿度を制御する外気処理装置を備えたことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the air conditioning system according to any one of the first to fifth aspects , wherein air is exhausted from the air-conditioning target chamber while introducing the external air into the air-conditioning target chamber, and the outside air and the exhaust are exhausted. And an outside air processing device for controlling the humidity of the air-conditioning target room by exchanging moisture with the outside.
本発明によれば、従来のように輻射冷暖房システムを採用するために大がかりな中央方式の空調システムを前提とする必要がなく、汎用の空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機による簡易な個別空調システムを基本としつつ天井輻射冷暖房システムを有機的に組み合わせた合理的で効率的な空調システムを実現できる。
したがって本発明によれば、小規模な建物や簡易な建物も含めて様々な建物に対しても天井放射パネルによる快適かつ効率的な天井輻射冷暖房システムを支障なく適用することが可能となる。
According to the present invention, there is no need to assume a large central air conditioning system to adopt a radiant cooling and heating system as in the prior art, and a simple individual air conditioning system based on a general-purpose air-cooled heat pump package type air conditioner is basically used. In addition, a rational and efficient air conditioning system that organically combines ceiling radiation cooling and heating systems can be realized.
Therefore, according to the present invention, a comfortable and efficient ceiling radiant cooling and heating system using a ceiling radiating panel can be applied to various buildings including small buildings and simple buildings without any trouble.
図1は本発明の空調システムの一実施形態を示す図である。
これは、室外機2と室内機3とを冷媒配管4により接続してそれらの間で冷媒を循環させることにより室内機3において冷風または温風を調製する構成の空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機1を主体として構成されたもので、室内機3により調製した冷風または温風を空調対象室5に対して給気ダクト6を介して給気SAとして供給することによりその空調対象室5に対する空調を行う構成としたうえで、空調対象室5の天井面に設置した天井放射パネル7により輻射冷暖房を行う構成とされ、しかもその天井放射パネル7による輻射冷暖房を上記の空調機1(すなわち空冷ヒートポンプパッケージ)により行うことを主眼とする。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an air conditioning system of the present invention.
This air-conditioning air-cooled heat pump package system configuration for preparing a cold or warm air in the
すなわち、本実施形態の空調システムでは、空調機1における冷媒配管4の途中に冷媒との熱交換により冷水または温水を調製する熱交換器ユニット8を設置し、その熱交換器ユニット8により調製した冷水または温水を冷温水配管15を通して天井放射パネル7に循環供給することによって、空調対象室5に対して天井面から輻射冷暖房を行う構成とされている。
That is, in the air conditioning system of the present embodiment, a heat exchanger unit 8 that prepares cold water or hot water by heat exchange with the refrigerant is installed in the middle of the refrigerant pipe 4 in the air conditioner 1, and the heat exchanger unit 8 prepares it. By circulating and supplying cold water or hot water to the
本実施形態における熱交換器ユニット8は、天井放射パネル7に供給する冷水または温水(以下、冷温水という)と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器本体9と、冷温水を冷温水配管15を通して熱交換器本体9と天井放射パネル7との間で循環させるためのポンプ10と、冷温水の熱膨張を吸収するための膨張タンク11と、熱交換器本体9への冷媒の供給量を膨張弁の操作により制御することによって冷温水の温度を制御するための制御手段12とを具備している。
The heat exchanger unit 8 in the present embodiment includes a
なお、本実施形態の熱交換器ユニット8は、上記の各要素の全てをケーシング13内に収納した構成として、たとえば二重天井内に設置可能な程度のコンパクトな形状・寸法としておくことが好ましい。
また、熱交換器ユニット8を廊下等の非居室(非重要室)の天井裏空間に設置することにより、万一の漏水事故が発生した際にもその被害を最少限に食い止めることができる。
さらに、膨張タンク11を密閉式としてそれには補給水を供給しない構成とするとともに、ケーシング13内の底部にはドレンパン(図示略)を備えておくことにより、万一の漏水事故が発生した際にも保有水が漏水するに留まるし、それをドレンパンにより受けることで漏水被害を確実に防止することが可能である。
Note that the heat exchanger unit 8 of the present embodiment preferably has a compact shape and dimensions that can be installed in a double ceiling, for example, as a configuration in which all the above-described elements are housed in the
In addition, by installing the heat exchanger unit 8 in the ceiling space of a non-living room (non-important room) such as a corridor, even if a water leakage accident occurs, the damage can be minimized.
In addition, the
そして、本実施形態では、主として天井放射パネル7によって空調対象室5におけるインテリア負荷を処理し、室内機3は主として空調対象室5におけるペリメータ負荷と外気負荷を処理可能としている。
すなわち、空調対象室5の外壁に面するペリメータゾーンは内部のインテリアゾーンに比べて外壁を通しての熱ロス(スキンロード)および日射負荷が大きいことから、図示しているように室内機3からの給気SAを給気ダクト6を通してペリメータゾーンに対して直接的かつ集中的に供給することにより、ペリメータゾーンに対する冷暖房能力を増強している。
なお、ペリメータゾーンにファンコイルユニットを設置しても良く、その場合、上記の熱交換器ユニット8により調製した冷温水をそのファンコイルユニットに供給することも可能である。
In this embodiment, the interior load in the air
That is, the perimeter zone facing the outer wall of the air-conditioned
In addition, you may install a fan coil unit in a perimeter zone, and it is also possible to supply the cold / hot water prepared by said heat exchanger unit 8 to the fan coil unit in that case.
さらに、本実施形態においては、空調対象室5に供給するべき所要量の外気OAを外気ダクト16を通して室内機3に取り込み、所定の外気処理を行ったうえで給気SAとともに供給するようにしている。
なお、図示例では室内機3から給気SAおよび外気OAを供給するのみとしているが、必要であれば破線で示すように空調対象室5からの還気RAを還気ダクト17を通して室内機3に戻して循環させるようにしても良いし、さらに外気OAの導入量に見合う排気を行っても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the required amount of outside air OA to be supplied to the air-
In the illustrated example, only the supply air SA and the outside air OA are supplied from the
本実施形態の空調システムによれば、汎用の空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機1による一般的な空調システムに対して、熱交換器ユニット8および天井放射パネル7を付加することで、室内機3からの給気SAによる冷暖房と天井放射パネル7による天井面からの輻射冷暖房を支障なく併用することが可能である。
According to the air conditioning system of the present embodiment, the heat exchanger unit 8 and the
また、本実施形態において用いる熱交換器ユニット8は、ケーシング13内に熱交換器本体9とポンプ10、膨張タンク11の全体を組み込んだだけの簡易かつコンパクトな構成のものであるし、それにより調製する冷温水の温度を制御するために冷媒の供給量を膨張弁の操作により制御する構成の制御手段12も組み込んでいるので、水温制御のための複雑かつ高価な電動三方弁による高度な制御を不要とできるものであり、この点においてもシステム全体を充分に簡易にかつ安価に構築することが可能である。
Further, the heat exchanger unit 8 used in the present embodiment has a simple and compact configuration in which the heat exchanger
以上のことから、本発明によれば、従来のように輻射冷暖房システムを適用するために大がかりなセントラル方式の空調システムを前提とする必要はなく、汎用の空冷ヒートポンプパッケージ方式の空調機1による簡易な個別空調システムを基本としつつ、それに対して天井輻射冷暖房システムを有機的に組み合わせた効率的な空調システムを実現できるものであり、小規模な建物や簡易な建物も含めて様々な建物に対しても天井放射パネル7による快適かつ効率的な輻射冷暖房を合理的に適用することが可能となる。
From the above, according to the present invention, there is no need to assume a large-scale central air conditioning system in order to apply a radiant cooling / heating system as in the prior art. It is possible to realize an efficient air conditioning system that organically combines a ceiling radiant cooling and heating system with a basic individual air conditioning system, and it can be applied to various buildings including small buildings and simple buildings. However, comfortable and efficient radiation cooling and heating by the
図2は本発明の空調システムの他の実施形態を示す。
図1に示した先の実施形態では室内機3により外気処理を行うものとしたが、本実施形態では外気処理を専用の外気処理装置20により行うようにしている。
FIG. 2 shows another embodiment of the air conditioning system of the present invention.
In the previous embodiment shown in FIG. 1, the outside air processing is performed by the
すなわち、本実施形態における外気処理装置20は、空調対象室5へ外気ダクト16を通して外気OAを導入しつつ空調対象室5から排気ダクト18により排気EAを行うとともに、それら外気OAと排気EAとの間で水分の交換を行うことによって空調対象室5の湿度を制御する構成としたものである。
That is, the outside
そのような外気処理装置20としては、水分を吸着しかつ放出する素材であるデシカント吸着材とヒートポンプとを組み合わせた構成のもの、具体的には、交互に蒸発器および凝縮器として機能するヒートポンプの2つの熱交換器に対してそれぞれデシカント吸着材を付着させた構成とし、一方の熱交換器を蒸発器として機能せしめてそのデシカント吸着材に水分を吸着(除湿)しつつ、同時に他方の熱交換を凝縮器として機能せしめてそのデシカント吸着材から水分の放出(加湿)を行う構成のものが好適に採用可能であり、本発明の空調システムに対してそのような外気処理装置20を具備することによって空調対象室5の湿度をきめ細かくしかも精度良く制御することが可能である。
As such an outside
なお、本実施形態では室内機3によりインテリア負荷の一部も処理するものとして、図示しているように給気SAを空調対象室5全体に供給することを想定しているが、先の実施形態と同様に室内機3によりペリメータ負荷のみを処理するものとして給気SAをペリメータゾーンに対して集中的に供給することでも良い。
逆に、先の実施形態においても、本実施形態と同様に、室内機3によりペリメータ負荷のみならずインテリア負荷の一部も処理することとして給気SAを空調対象室5全体に供給することでも良いし、先の実施形態に対して本実施形態の外気処理装置20を付加することでも勿論良い。
In this embodiment, it is assumed that a part of the interior load is processed by the
Conversely, also in the previous embodiment, as in the present embodiment, the
1 空調機(空冷ヒートポンプパッケージ)
2 室外機
3 室内機
4 冷媒配管
5 空調対象室
6 給気ダクト
7 天井放射パネル
8 熱交換器ユニット
9 熱交換器本体
10 ポンプ
11 膨張タンク
12 制御手段(膨張弁)
13 ケーシング
15 冷温水配管
16 外気ダクト
17 還気ダクト
18 排気ダクト
20 外気処理装置
1 Air conditioner (Air-cooled heat pump package)
DESCRIPTION OF
13
Claims (6)
前記空調機における冷媒配管の途中に前記冷媒との熱交換により選択的に指定した冷水または温水を調製する熱交換器ユニットを設置し、該熱交換器ユニットにより調製した冷水または温水を冷温水配管を通して前記空調対象室に天井面に設置した天井放射パネルに循環供給することにより該空調対象室に対して天井面から輻射冷暖房を行う構成とされ、
前記熱交換器ユニットは、前記冷媒と前記冷水または温水との間で熱交換を行う熱交換器本体と、前記冷水または温水を前記冷温水配管を通して前記熱交換器本体と前記天井放射パネルとの間で循環させるためのポンプと、前記冷水または温水の熱膨張を吸収するための膨張タンクと、前記熱交換器本体への前記冷媒の供給量を膨張弁の操作により制御することによって前記冷水または温水の温度を制御するための制御手段とを具備してなることを特徴とする空調システム。 Consists of an air conditioner of an air-cooled heat pump package system configuration for preparing a cold or warm air in the indoor unit by circulating the refrigerant between the outdoor unit and the indoor units mainly cool air prepared by the indoor unit Or an air conditioning system configured to perform air conditioning on the air conditioning target room by supplying warm air to the air conditioning target room,
A heat exchanger unit for preparing cold water or hot water selectively designated by heat exchange with the refrigerant is installed in the middle of the refrigerant pipe in the air conditioner, and the cold water or hot water prepared by the heat exchanger unit is installed in the cold / hot water pipe. It is configured to perform radiant cooling and heating from the ceiling surface to the air conditioning target room by circulatingly supplying the ceiling radiation panel installed on the ceiling surface to the air conditioning target room through,
The heat exchanger unit includes: a heat exchanger main body that exchanges heat between the refrigerant and the cold water or hot water; and the heat exchanger main body and the ceiling radiant panel that pass the cold water or hot water through the cold / hot water pipe. A pump for circulating between them, an expansion tank for absorbing thermal expansion of the cold water or hot water, and an amount of the refrigerant supplied to the heat exchanger body by controlling an operation of an expansion valve to control the cold water or An air conditioning system comprising a control means for controlling the temperature of the hot water.
前記天井放射パネルにより前記空調対象室におけるインテリア負荷を処理可能とし、前記室内機により前記空調対象室におけるペリメータ負荷を処理可能としたことを特徴とする空調システム。 The air conditioning system according to any one of claims 1 to 3 ,
An air conditioning system characterized in that an interior load in the air conditioned room can be processed by the ceiling radiating panel, and a perimeter load in the air conditioned room can be processed by the indoor unit.
前記室内機により前記空調対象室における外気負荷を処理可能としたことを特徴とする空調システム。 The air conditioning system according to any one of claims 1 to 4 ,
An air conditioning system characterized in that an outside air load in the air conditioning target room can be processed by the indoor unit.
前記空調対象室へ外気を導入しつつ該空調対象室から排気を行うとともにそれら外気と排気との間で水分の交換を行うことにより前記空調対象室の湿度を制御する外気処理装置を備えたことを特徴とする空調システム。 The air conditioning system according to any one of claims 1 to 5 ,
An outside air processing device is provided that controls the humidity of the air-conditioning target room by exhausting air from the air-conditioning target room while introducing outside air into the air-conditioning target room and exchanging moisture between the outside air and the exhaust. An air conditioning system characterized by
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