JP6632506B2 - air conditioner - Google Patents
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
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Description
本発明は、潜熱処理と顕熱処理を分離して行う潜熱顕熱分離用の空調機に関する。 The present invention relates to an air conditioner for latent heat / sensible heat separation in which latent heat treatment and sensible heat treatment are performed separately.
従来、潜熱顕熱分離用空調機として、デシカントローター等を用いずに外調機だけで室内潜熱負荷を処理することは、外気導入量と外調機の除湿能力の点から困難であった。そこで、2次側空調機でコイルを2つに分けて潜熱と顕熱を分離処理する方法が開示されている(特許文献1)。また、2つのコイルを直線上に並べ、高温冷水でできるだけ除湿し、低温冷水で最終的に必要な除湿量を確保する方法が開示されている(特許文献2)。 Conventionally, as an air conditioner for latent heat / sensible heat separation, it has been difficult to treat an indoor latent heat load only with an external controller without using a desiccant rotor or the like in view of the amount of outside air introduced and the dehumidifying ability of the external controller. Therefore, a method of separating the latent heat and the sensible heat by dividing the coil into two in the secondary side air conditioner is disclosed (Patent Document 1). In addition, a method is disclosed in which two coils are arranged in a straight line, dehumidified as much as possible with high-temperature cold water, and a finally required amount of dehumidification is secured with low-temperature cold water (Patent Document 2).
特許文献1に記載の技術は、室内設定条件を変えることで、負荷を減らし、省エネルギーを実現しているが、同一条件での負荷は同じであり、消費エネルギーを減らすことはできない。
The technology described in
特許文献2に記載の技術は、2つのコイルを使用しているが、全風量を直線的に配置された2段コイルで処理しているので、最終的な出口の空気状態は、1つのコイルで冷却除湿したものと同じである。そのため、梅雨期等の外気が高湿度で室内負荷が小さい低顕熱負荷の場合、除湿を優先すると吹き出し温度が低下し、室温が低下してしまう。したがって、快適性を損ない、部屋の顕熱負荷を大きくすることになり、負荷が大きくなり、全体の効率が低下する。
Although the technology described in
本発明は上記課題を解決し、省エネルギーを確保しつつ潜熱と顕熱の分離処理を行い、室内温湿度条件を快適に保持する空調機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an air conditioner that separates latent heat and sensible heat while ensuring energy saving, and that comfortably maintains indoor temperature and humidity conditions.
本発明にかかる空調機は、
上流から送風される外気及び室内の還気を除湿冷却し、下流から給気として室内に送風する空調機であって、
潜熱処理系統と顕熱処理系統を有するケーシングと、
前記ケーシングに前記外気を取り入れる外気取入部と、
前記ケーシングに前記還気を取り入れる還気取入部と、
前記潜熱処理系統と前記顕熱処理系統で除湿冷却された前記外気及び前記還気を混合して前記給気を送風する送風部と、
前記ケーシングから前記送風部によって送風された前記給気を前記室内に供給する給気部と、
を備え、
前記潜熱処理系統は、
前記外気及び前記還気を冷却除湿可能な潜熱処理系統高温冷水部と、
前記潜熱処理系統高温冷水部の下流で前記潜熱処理系統高温冷水部よりも低温な冷水を使用して前記外気及び前記還気を冷却除湿可能な潜熱処理系統低温冷水部と、
を有し、
前記顕熱処理系統は、前記潜熱処理系統低温冷水部よりも高温な冷水を使用して前記還気を冷却除湿可能な顕熱処理系統高温冷水部を有し、
前記潜熱処理系統の前記潜熱処理系統高温冷水部と前記潜熱処理系統低温冷水部の間と、前記顕熱処理系統の前記顕熱処理系統高温冷水部の下流側と、を開放、閉鎖又は通過風量を調整可能な連通部をさらに備える
ことを特徴とする。
The air conditioner according to the present invention
An air conditioner that dehumidifies and cools outside air and indoor return air blown from upstream, and blows air into the room as air supply from downstream,
A casing having a latent heat treatment system and a sensible heat treatment system,
An outside air intake for taking the outside air into the casing,
A return air intake unit for introducing the return air into the casing;
A blower that blows the supply air by mixing the outside air and the return air that has been dehumidified and cooled in the latent heat treatment system and the sensible heat treatment system,
An air supply unit that supplies the air supplied from the casing to the room by the air supply unit,
With
The latent heat treatment system,
A latent heat treatment system high-temperature cold water section capable of cooling and dehumidifying the outside air and the return air,
A latent heat treatment system capable of cooling and dehumidifying the outside air and the return air using chilled water lower than the latent heat treatment system high temperature chilled water unit downstream of the latent heat treatment system high temperature chilled water unit,
Has,
The sensible heat treatment system has a sensible heat treatment system high-temperature chilled water unit capable of cooling and dehumidifying the return air using chilled water higher than the latent heat treatment system low-temperature chilled water unit,
The latent heat treatment system between the high-temperature chilled water section and the latent heat treatment system low-temperature chilled water section of the latent heat treatment system, and the downstream side of the sensible heat treatment system high-temperature chilled water section of the sensible heat treatment system are opened, closed, or adjusted for the amount of passing air. It is characterized by further comprising a possible communication part.
本発明にかかる空調機は、
前記潜熱処理系統高温冷水部に対して前記外気及び前記還気を迂回させる通路を開放、閉鎖又は通過風量を調整可能なバイパス部を備える
ことを特徴とする。
The air conditioner according to the present invention
The latent heat treatment system may further include a bypass portion that opens and closes a passage that bypasses the outside air and the return air with respect to the high-temperature and cold water portion of the latent heat treatment system, or that can adjust an amount of air passing therethrough.
本発明にかかる空調機では、
前記還気取入部は、
前記顕熱処理系統に前記還気を取り入れる第1還気取入部と、
前記潜熱処理系統に前記還気を取り入れる第2還気取入部と、
を有し、
前記第1還気取入部には、前記顕熱処理系統に取り入れる前記還気の量を調整する第1取入量調整部が設けられ、
前記第2還気取入部には、前記潜熱処理系統に取り入れる前記還気の量を調整する第2取入量調整部が設けられる
ことを特徴とする。
In the air conditioner according to the present invention,
The return air intake section,
A first return air intake unit for introducing the return air into the sensible heat treatment system;
A second return air intake unit for introducing the return air into the latent heat treatment system;
Has,
The first return air intake unit is provided with a first intake amount adjustment unit that adjusts an amount of the return air to be taken into the sensible heat treatment system,
The second return air intake unit is provided with a second intake amount adjustment unit that adjusts an amount of the return air to be introduced into the latent heat treatment system.
本発明にかかる空調機では、
ピーク負荷時、前記第1取入量調整部及び前記第2取入量調整部は開放又は通過風量を調整し、前記バイパス部及び前記連通部は閉鎖する
ことを特徴とする。
In the air conditioner according to the present invention,
At the time of peak load, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or the passing air volume, and the bypass unit and the communication unit are closed.
本発明にかかる空調機では、
高負荷時、前記第1取入量調整部及び前記第2取入量調整部は開放又は通過風量を調整し、前記バイパス部は閉鎖し、前記連通部は開放又は通過風量を調整する
ことを特徴とする
In the air conditioner according to the present invention,
At the time of high load, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing air volume, the bypass unit closes, and the communication unit opens or adjusts the passing air volume. Feature
本発明にかかる空調機では、
低負荷時、前記第1取入量調整部及び前記第2取入量調整部は開放又は通過風量を調整し、前記バイパス部は閉鎖し、前記連通部は開放又は通過風量を調整し、前記潜熱処理系統低温冷水部の冷水の循環を停止する
ことを特徴とする。
In the air conditioner according to the present invention,
At the time of low load, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing air flow, the bypass unit closes, the communication unit opens or adjusts the passing air flow, The latent heat treatment system is characterized in that circulation of cold water in the low-temperature cold water section is stopped.
本発明にかかる空調機では、
外気冷房時、前記第1取入量調整部及び前記第2取入量調整部は開放又は通過風量を調整し、前記バイパス部及び前記連通部は開放又は通過風量を調整し、前記潜熱処理系統高温冷水部及び前記潜熱処理系統低温冷水部の冷水の循環を停止する
ことを特徴とする。
In the air conditioner according to the present invention,
At the time of outside air cooling, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing airflow, the bypass unit and the communication unit adjust the opening or passing airflow, and the latent heat treatment system The circulation of the cold water in the high-temperature cold water section and the low-temperature cold water section in the latent heat treatment system is stopped.
本発明にかかる空調機は、
前記潜熱処理系統と前記顕熱処理系統の下流それぞれに前記送風部を備える
ことを特徴とする。
The air conditioner according to the present invention
The air blower is provided downstream of each of the latent heat treatment system and the sensible heat treatment system.
本発明にかかる空調機は、
前記顕熱処理系統の前記顕熱処理系統高温冷水部の下流に流量調整部を備える
ことを特徴とする。
The air conditioner according to the present invention
The sensible heat treatment system further includes a flow rate adjustment unit downstream of the high-temperature chilled water unit in the sensible heat treatment system.
本発明にかかる空調機は、
前記潜熱処理系統高温冷水部から前記顕熱処理系統高温冷水部へ高温冷水をカスケード利用する
ことを特徴とする。
The air conditioner according to the present invention
High temperature cold water is cascaded from the latent heat treatment system high temperature cold water section to the sensible heat treatment system high temperature cold water section.
本発明にかかる空調機によれば、省エネルギーで潜熱と顕熱の分離処理を行い、室内温湿度条件を快適に保持することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the air conditioner concerning this invention, it becomes possible to perform the separation process of a latent heat and a sensible heat with energy saving, and to maintain indoor temperature and humidity conditions comfortably.
以下、図面を参照して本発明にかかる空調機1の実施形態を説明する。
Hereinafter, an embodiment of an
図1は、第1実施形態の空調機1を示す。
FIG. 1 shows an
第1実施形態の空調機1は、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4を有するケーシング2と、ケーシング2に外気OAを取り入れる外気取入部21と、ケーシング2に室内からの還気RAを取り入れる還気取入部22と、空気を冷却除湿可能な潜熱処理系統高温冷水コイル11と、空気を冷却可能な顕熱処理系統高温冷水コイル12と、通過する空気を冷却除湿可能な潜熱処理系統低温冷水コイル13と、潜熱通路3内で潜熱処理系統高温冷水コイル11を空気が迂回する通路を形成可能なバイパスダンパ32と、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4を連通可能な連通ダンパ33と、各コイルで冷却及び除湿された空気を室内に送風する送風機40と、ケーシング2から給気を室内に供給する給気部23と、を備える。
The
ケーシング2は、外気取入部21と還気取入部22を有する側で分離され、給気部23を有する側で連結される潜熱処理系統3と顕熱処理系統4を有する。潜熱処理系統3には、潜熱処理系統高温冷水コイル11と潜熱処理系統低温冷水コイル13とが設けられる。顕熱処理系統4には、顕熱処理系統高温冷水コイル12が設けられる。潜熱処理系統3と
顕熱処理系統4は、最終的に混合され、その位置に送風機40が設けられる。
The
外気取入部21は、ケーシング2の潜熱処理系統3に外気OAを取り入れる部分である。還気取入部22は、ケーシング2に還気RAを取り入れる部分である。第1還気取入部22aは、ケーシング2の顕熱処理系統4に第1還気RA1を取り入れる部分である。第2還気取入部22bは、ケーシング2の潜熱処理系統3に第2還気RA2を取り入れる部分である。
The outside
第1還気取入部22aには、ケーシング2の顕熱処理系統4に取り入れる第1還気RA1の量を調整する第1調整バンパ31aが設けられる。第2還気取入部22bには、ケーシング2の潜熱処理系統3に取り入れる第2還気RA2の量を調整する第2調整バンパ31bが設けられる。
The first return
潜熱処理系統高温冷水コイル11は、約14℃の水又は冷媒が流れるコイルを有し、潜熱処理系統3に設けられる。潜熱処理系統高温冷水コイル11は、コイルの隙間を通過する外気OA又は第2還気RA2を冷却除湿する熱交換器である。潜熱処理系統高温冷水コイル11に冷水を流さない場合、通過する外気OA又は第2還気RA2は、冷却除湿されない。
The latent heat treatment system high-temperature chilled
顕熱処理系統高温冷水コイル12は、約14℃の水又は冷媒が流れるコイルを有し、顕熱処理系統4に設けられる。顕熱処理系統高温冷水コイル12は、コイルの隙間を通過する還気RAを冷却する熱交換器である。顕熱処理系統高温冷水コイル12に冷水を流さない場合、通過する外気OA又は第1還気RA1は、冷却されない。
The sensible heat treatment system high-temperature chilled
潜熱処理系統低温冷水コイル13は、約5〜7℃の水又は冷媒が流れるコイルを有し、潜熱処理系統3に設けられる。潜熱処理系統低温冷水コイル13は、コイルの隙間を通過する外気OA又は還気RAを冷却除湿(主に除湿)する熱交換器である。潜熱処理系統低温冷水コイル13に冷水を流さない場合、通過する外気OA又は還気RAは、冷却除湿されない。
The latent heat treatment system low-temperature chilled
バイパスダンパ32は、開閉可能であって、開放状態において、潜熱通路3内の潜熱処理系統高温冷水コイル11を迂回させる外気又は還気の通路を形成する。連通ダンパ33は、開閉可能であって、開放状態において、潜熱処理系統3の潜熱処理系統高温冷水コイル11と潜熱処理系統低温冷水コイル13の間と顕熱処理系統4の顕熱処理系統高温冷水コイル12の送風機40側とを連通し、潜熱処理系統高温冷水コイルコイル11を通過した気流の一部を顕熱処理系統4へバイパスさせる。
The
送風機40は、各コイルで冷却及び除湿された空気を室内に送風する。送風機40が送風した給気SAは、ケーシング2の給気部23から室内に送風される。
The
次に、第1実施形態の空調機1の各部の制御について説明する。
Next, control of each unit of the
本実施形態では、空調機1のエネルギー消費効率(COP:Coefficient of Performance)を向上させることを目的とする。エネルギー消費効率は、冷水の温度が上がれば向上する。したがって、潜熱の負荷に応じて以下の表1のように各部を制御する(「開」は流量調整を含む。)。
図2は、ピーク時の第1実施形態の空調機1の状態を示す。
FIG. 2 shows a state of the
ピーク負荷時、空調機1は、第1還気取入部22aの第1取入量調整ダンパ31a及び第2還気取入部22bの第2取入量調整ダンパ31bを開放して通過風量を最大とし、顕熱処理系統4に第1還気RA1を取り入れ、潜熱処理系統3に第2還気RA2を取り入れる。バイパスダンパ32と連通ダンパ33は、閉鎖状態とする。
At the time of peak load, the
室内の潜熱負荷が大きい場合、外気OAの風量だけでは潜熱処理能力が不足するため、合計の除湿量と潜熱負荷が合致するまで、第2還気取入部22bの第2取入量調整ダンパ31bを開放して通過風量を調整し、室内の還気RAを外気OAに混合する。空調機1の潜熱処理系統3では、まず潜熱処理系統高温冷水コイル11の高温冷水で、外気OAと還気RAをできるだけ除湿する。続いて、外気OAと還気RAを潜熱処理系統低温冷水コイル13の低温冷水で最終の除湿量となる温度まで下げる。顕熱処理系統4の顕熱処理系統高温冷水コイル12は、必要な温度差となるように、流れる冷水の量が制御される。
When the latent heat load in the room is large, the latent heat treatment capacity is insufficient only with the flow rate of the outside air OA. Therefore, the second intake
図3は、高負荷時の第1実施形態の空調機1の状態を示す。
FIG. 3 shows a state of the
高負荷時、空調機1は、第2還気取入部22bの第2取入量調整ダンパ31bを開放して通過風量を調整し、潜熱処理系統3に第2還気RA2を取り入れる。バイパスダンパ32は閉鎖状態、連通ダンパ33は開放して、潜熱負荷に合致した通過風量に調整する。
When the load is high, the
高負荷時の空調機1は、潜熱処理系統3に、外気取入部21から外気OAを取り入れ、第2還気取入部22bから室内の還気RAを取り入れ、外気OAと第2還気RA2を混合する。混合された外気OAと第2還気RA2は、まず潜熱処理系統高温冷水コイル11の高温冷水で冷却除湿される。冷却除湿された外気OAと第2還気RA2の潜熱負荷に見合う風量分は、潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過する。残りの冷却除湿された外気OAと第2還気RA2の一部は、連通ダンパ33を通過し、顕熱処理系統4に流れる。潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過する外気OAと第2還気RA2は、さらに冷却除湿される。
The
高負荷時の空調機1は、顕熱処理系統4に第1還気取入部22aから室内の第1還気RA1を取り入れる。第1還気取入部22aから取り入れられた第1還気RA1は、顕熱処理系統高温冷水コイル12の高温冷水で冷却除湿(主に冷却)される。顕熱処理系統高温冷水コイル12は、必要な温度差となるように、流れる冷水の量が制御される。冷却除湿された(主に冷却)第1還気RA1は、連通ダンパ33を通過した外気OAと第2還気RA2と混合される。
The
その後、潜熱処理系統3で潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過した外気OAと第2還気RA2及び顕熱処理系統4で顕熱処理系統高温冷水コイル12を通過した第1還気RA1は、送風機40によって、給気SAとして室内に送風される。
Thereafter, the outside air OA and the second return air RA2 passing through the latent heat treatment system low-temperature chilled
図4は、低負荷時の第1実施形態の空調機1の状態を示す。
FIG. 4 shows a state of the
低負荷時、空調機1は、第2還気取入部22bの第2取入量調整ダンパ31bを開放状態とし、潜熱処理系統3に第2還気RA2を取り入れる。バイパスダンパ32は閉鎖状態、連通ダンパ33は開放状態とする。外気が十分低湿度の場合、潜熱処理系統低温冷水コイル13には冷水を循環させない。
When the load is low, the
低負荷時の空調機1は、潜熱処理系統3に、外気取入部21から外気OAを取り入れ、第2還気取入部22bから室内の第2還気RA2を取り入れ、外気OAと第2還気RA2を混合する。混合された外気OAと第2還気RA2は、潜熱処理系統高温冷水コイル11の高温冷水で冷却除湿される。冷却除湿された外気OAと第2還気RA2の一部は、潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過する。残りの冷却除湿された外気OAと第2還気RA2の一部は、連通ダンパ33を通過し、顕熱処理系統4に流れる。潜熱処理系統低温冷水コイル13には、冷水が流されていないので、混合された外気OAと第2還気RA2は、冷却除湿されないが、潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過することで、ファン静圧を低くすることが可能となる。
The
低負荷時の空調機1は、顕熱処理系統4に第1還気取入部22aから室内の第1還気RA1を取り入れる。第1還気取入部22aから取り入れられた第1還気RA1は、顕熱処理系統高温冷水コイル12の高温冷水で冷却除湿される。顕熱処理系統高温冷水コイル12は、必要な温度差となるように、流れる冷水の量が制御される。冷却除湿された第1還気RA1は、連通ダンパ33を通過した外気OAと第2還気RA2と混合される。
The
その後、潜熱処理系統3で潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過した外気OAと還気RA及び顕熱処理系統4で顕熱処理系統高温冷水コイル12を通過した還気RAは、送風機40によって、給気SAとして室内に送風される。
Thereafter, the outside air OA and the return air RA passing through the latent heat treatment system low-temperature chilled
図5は、外気冷房時の第1実施形態の空調機1の状態を示す。
FIG. 5 shows a state of the
外気冷房時、空調機1は、第2還気取入部22bの第2取入量調整ダンパ31bを開放状態とし、潜熱処理系統3に第2還気RA2を取り入れる。バイパスダンパ32及び連通ダンパ33は開放状態とする。外気が十分低湿度の場合、潜熱処理系統高温冷水コイル11及び潜熱処理系統低温冷水コイル13には冷水を流さない。
At the time of outside air cooling, the
外気冷房時の空調機1は、潜熱処理系統3に、外気取入部21から外気OAを取り入れ、第2還気取入部22bから室内の第2還気RA2を取り入れ、外気OAと第2還気RA2を混合する。混合された外気OAと第2還気RA2は、潜熱処理系統高温冷水コイル11又はバイパスダンパ32を通過する。潜熱処理系統高温冷水コイル11又はバイパスダンパ32を通過した外気OAと第2還気RA2の一部は、潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過する。残りの外気OAと第2還気RA2の一部は、連通ダンパ33を通過し、顕熱処理系統4に流れる。空調機内の全通過経路を開放することで、圧力損失を最小化し、ファン静圧を低くすることが可能となる。
The
次に、第1実施形態の空調機1と一般的な空調機10と従来技術とを比較する。
Next, the
図6は、一般的な空調機10の各ポイントを示す。図7は、一般的な空調機10の空気線図を示す。図8は、第1実施形態の空調機1の各ポイントを示す。図9は、第1実施形態の空調機1の空気線図を示す。なお、図6及び図8に示す空調機1,10は、外気OAを熱交換器5で熱交換してケース2に送風する。図6に示した一般的な空調機10は、潜熱処理低温冷水コイル13のみで冷却除湿する。
FIG. 6 shows each point of the
表2は、第1実施形態の空調機1の各ポイントにおける温度、絶対湿度、及びエンタルピーを示す。表3は、一般的な空調機10、第1実施形態の空調機1、及び特許文献2に記載の空調機の省エネルギー率の比較を示す。
表3に示すように、特許文献2の空調機のように潜熱処理を低温冷水でおこなった場合、7%の省エネルギーとなる。これに対して、第1実施形態の空調機1のように、潜熱処理系統高温冷水コイル11と潜熱処理系統低温冷水コイル13をカスケードに配置した場合、12.9%の省エネルギーとなる。これは、高温冷水の冷凍機の成績係数(COP:Coefficient Of Performance)が高いためであり、カスケードに配置することで、高温冷水
を最大限利用できるからである。
As shown in Table 3, when the latent heat treatment is performed with low-temperature cold water as in the air conditioner of
ここで、外気OAのみで室内潜熱負荷を処理しようとすると、一般的な冷水温度(5〜7℃)では、十分に除湿することができない。そのため、第1実施形態の空調機1は、還気RAを外気OAに混合し、全体風量を増加させることで、外気OAを除湿するだけでは処理しきれない潜熱負荷を処理することができる。そして、潜熱処理系統高温冷水コイル11と潜熱処理系統低温冷水コイル13をカスケードに配置することで、高温冷水を最大限利用することができ、COPを向上させることが可能となる。
Here, if an attempt is made to treat the indoor latent heat load only with the outside air OA, the dehumidification cannot be performed sufficiently at a general cold water temperature (5 to 7 ° C.). Therefore, the
また、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4の間に連通ダンパ33を設けることで、潜熱処理系統高温冷水コイル11を通過した空気を潜熱処理系統3と顕熱処理系統4のそれぞれに分配することができる。
Further, by providing the
もし、連通ダンパ33がない場合、潜熱負荷が小さく潜熱処理系統3に還気RAを混合する必要がないと、混合しない還気RAを含めたすべての還気は、顕熱処理系統高温冷水コイル12で処理することになる。この場合、顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積は、還気RAの量にあわせて設計される。したがって、顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積が大きくなり、空調機1全体を大きくしなければならず、コストが増加する要因となる。
If the
例えば、一般的な事務所ビルの設計条件の場合、外気OAの風量(6m3/h/m2)に混合する還気RAの風量はほぼ同等であるため、給気SAの風量(26m3/h/m2)から計算した還気R
Aの風量((26-6-6=)14m3/h/m2)の増加割合は、43%((14+6)/14=1.43)となる。この場合、
顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積を43%大きくしなければならない。
For example, in the case of a general office building design condition, since the air volume of the return air RA mixed with the air volume of the outside air OA (6 m 3 / h / m 2 ) is almost the same, the air volume of the supply air SA (26 m 3 / h / m 2 )
The increase rate of the air volume of A ((26-6-6 =) 14m 3 / h / m 2 ) is 43% ((14 + 6) /14=1.43). in this case,
The coil area of the sensible heat treatment system hot /
これに対して、連通ダンパ33を設けることによって、除湿不要な空気をバイパスすることで、顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積を最小化することが可能となる。その結果、空調機1全体を小さくすることが可能となる。また、潜熱負荷が外気OA同量
分より小さい場合は、除湿不要な空気をバイパスすることで除湿量を制御し、低温冷水負荷を減らすことで冷凍機全体の効率を上げることができる。また、潜熱処理系統低温冷水コイル13の通過風量を小さくすることで、コイル除湿能力を向上させることができる。
On the other hand, by providing the
さらに、第1実施形態の空調機1は、外気OA及び第2還気RA2の混合気の一部を冷却除湿し、残りの第1還気RA1は、顕熱処理する。したがって、第1実施形態の空調機1は、従来の空調機よりも低顕熱負荷除湿時に室内が過冷却となる可能性が少なくなり、梅雨期等の外気多湿低顕熱負荷時の除湿能力に優れている。
Furthermore, the
従来の空調機は、顕熱負荷が小さくなると、コイル出口湿度が高くなり、コイル表面が露点温度まで達しないため、除湿が効かず、室内湿度が上昇していた。そのため、除湿するためには設定温度を下げて給気温度(コイル出口温度)が空調機入口空気の露点以下となるようにしなければならない。 In a conventional air conditioner, when the sensible heat load decreases, the coil outlet humidity increases, and the coil surface does not reach the dew point temperature, so that dehumidification is not effective and the room humidity increases. Therefore, in order to dehumidify, it is necessary to lower the set temperature so that the supply air temperature (coil outlet temperature) becomes equal to or lower than the dew point of the air at the air conditioner inlet.
図10は、潜熱負荷100%、顕熱負荷52%の場合の第1実施形態の空調機1の空気線図を
示す。図11は、潜熱負荷100%、顕熱負荷52%の場合の一般的な空調機10の空気線図を
示す。
FIG. 10 shows an air line diagram of the
例えば、以下の表4は、潜熱負荷100%、顕熱負荷52%の場合の第1実施形態の空調機1
の各ポイントにおける温度、絶対湿度、及びエンタルピーを示す。表5は、潜熱負荷100%、顕熱負荷52%で室温を26℃とした場合の一般的な空調機10の各ポイントにおける温度
、絶対湿度、相対湿度、及びエンタルピーを示す。表6は、潜熱負荷100%、顕熱負荷52%
で室内湿度を10.5g/kgとした場合の一般的な空調機10の各ポイントにおける温度、絶対湿度、相対湿度、及びエンタルピーを示す。
Temperature, absolute humidity, and enthalpy at each point in FIG. Table 5 shows the temperature, the absolute humidity, the relative humidity, and the enthalpy at each point of the
Shows the temperature, the absolute humidity, the relative humidity, and the enthalpy at each point of the
一般の空調機では、表5に示すように、室温を設定値にあわせると、固定風量の場合に相対湿度69.7%となり、建築物環境衛生管理基準の上限70%をクリアするが、快適とはいえない。また、表6に示すように、一般の空調機で絶対湿度を設定値にあわせると、室温20.96℃、相対湿度67.8%となり、同じく建築物環境衛生管理基準をクリアするが、一般的な設計条件である室温26℃、相対湿度50%からは大きくはずれてしまう。これに対して、表
4に示すように、第1実施形態の空調機1は、ほぼ室温26℃、相対湿度50%を達成するこ
とができる。すなわち、潜熱処理系統低温冷水コイル13の風量を調整することで、室内環境の制御性能を向上させることができる。
In general air conditioners, as shown in Table 5, when the room temperature is adjusted to the set value, the relative humidity is 69.7% in the case of a fixed air flow, which clears the upper limit of 70% of the building environmental hygiene management standard, but it is not comfortable. I can't say. Also, as shown in Table 6, when the absolute humidity is adjusted to the set value with a general air conditioner, the room temperature is 20.96 ° C and the relative humidity is 67.8%, which also meets the building environmental hygiene management standards. , A room temperature of 26 ° C and a relative humidity of 50%. On the other hand, as shown in Table 4, the
図12は、本実施形態の空調機1の冷却除湿のイメージを示す。
FIG. 12 shows an image of cooling and dehumidification of the
本実施形態の空調機1は、外気OA及び還気RAの混合気を潜熱処理系統高温冷水コイル11で下げられる温度まで下げ、潜熱負荷に見合う除湿量となるように潜熱処理系統低温冷水コイル13で最も低温となる状態で冷却除湿を行いつつコイル通過風量を調整することで、一般空調機のように、一定風量でコイル出口温度を上げて全体除湿量を制御するよりも少ない低温冷水量とすることができる。これは、空気の性質上、露点まで達しないと除湿が始まらないためである。これにより、最も少ない低温冷水で除湿が行える。すなわち、高温冷水を最も利用できることになり、潜熱処理系統高温冷水コイル11の高い効率が最大限利用することができ、システム効率が向上する。
The
図12に示すように、湿度差(1)の2倍の湿度差である湿度差(2)まで除湿する場合、高温冷水での冷却後に必要な低温冷水の必要エネルギー差(2)は、湿度差(1)まで除湿するエネルギー差(1)の2倍より少なくなり、その分、低温冷水を使用しなくてよく、より効率の高い高温冷水を使用できるため、省エネルギーとなる。 As shown in FIG. 12, when dehumidifying to a humidity difference (2) that is twice as large as the humidity difference (1), the required energy difference (2) of the low-temperature cold water required after cooling with the high-temperature cold water is the humidity. Energy is reduced to less than twice the energy difference (1) for dehumidifying up to the difference (1), and accordingly, low-temperature cold water does not need to be used, and more efficient high-temperature cold water can be used, thereby saving energy.
また、本実施形態の空調機1は、外気OA及び室内負荷の状態に応じて、ダンパ切替を行い、コイル圧力損失を小さくし、送風機40の動力を低減できる。また、外気冷房の場合は連通ダンパ33を全開とすることで、設計外気量以上の外気を導入でき、一層の省エネルギーを図ることができる。
In addition, the
図13は、第2実施形態の空調機1を示す。
FIG. 13 shows an
第2実施形態の空調機1は、潜熱処理系統3に第1送風機40aを設け、顕熱処理系統4に第2送風機40bを設ける。このように、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4のそれぞれに送風機40を設けることによって、各送風機40a,40bは各々の圧力損失分を負担するため、潜熱処理系統3の大きな圧力損失を補うことができ、結果的にファン動力の省エネルギーとなる。
In the
図14は、第3実施形態の空調機1を示す。
FIG. 14 shows an
第3実施形態の空調機1は、第2還気取入部22b及びバイパスダンパ32を設けず、顕熱処理系統4の顕熱処理系統高温冷水コイル12の下流側に流量調整ダンパ34を設ける。流量調整ダンパ34は、顕熱処理系統高温冷水コイル12から送風機40に送られる還気の風量を絞り、還気の一部を、連通ダンパ33を通して、顕熱処理系統4から潜熱処理系統3へ通過させる。そして、潜熱処理系統3へ通過された還気は、外気OAと混合し、潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過し、冷却除湿される。なお、第2還気取入部22bの第1取入量調整ダンパ31b及びバイパスダンパ32を設け、閉鎖しておいてもよい。
The
外気OAと還気RAの系路が分離できるため、吹き出し湿度が高く、外気OAのみの処理で除湿が充分な場合、外気OAのみ潜熱処理系統高温冷水コイル11でぎりぎりまで冷却除湿し、さらに必要な除湿負荷まで除湿できる。このため、第1実施形態のように、還気RAの一部を必要以上に冷却することがないため、より省エネルギーとなる。また、還気ダクトの接続を一箇所にできるため、機器周りのスペース効率向上と、ダクト材コストを低減できる。
Since the system of the outside air OA and the return air RA can be separated, the blowing humidity is high and if only the outside air OA is enough for dehumidification, only the outside air OA is cooled and dehumidified by the latent heat treatment system high-temperature chilled
図15は、第4実施形態の空調機1を示す。
FIG. 15 shows an
第4実施形態の空調機1は、高温冷水を潜熱処理系統高温冷水コイル11から顕熱処理系統高温冷水コイル12へカスケードする例である。このように、高温冷水を潜熱処理系統高温冷水コイル11から顕熱処理系統高温冷水コイル12へカスケードすることで、潜熱処理系統高温冷水コイル11が低温度差で冷水を利用できるため、一般設計の温度差よりも除湿能力を高めることができる。
The
以上、本実施形態の空調機1は、上流から送風される外気OA及び室内の還気RAを除湿冷却し、下流から給気SAとして室内に送風する空調機1であって、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4を有するケーシング2と、ケーシング2に外気OAを取り入れる外気取入部21と、ケーシング2に還気RAを取り入れる還気取入部22と、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4で除湿冷却された外気OA及び還気RAを混合して給気SAを送風する送風部40と、ケーシング2から送風部40によって送風された給気SAを室内に供給する給気部23と、を備え、潜熱処理系統3は、外気OA及び還気RAを冷却除湿可能な潜熱処理系統高温冷水部11と、潜熱処理系統高温冷水部11の下流で潜熱処理系統高温冷水部11よりも低温な冷水を使用して外気OA及び還気RAを冷却除湿可能な潜熱処理系統低温冷水部13と、を有し、顕熱処理系統4は、潜熱処理系統低温冷水部13よりも高温な冷水を使用して還気を冷却除湿可能な顕熱処理系統高温冷水部12を有し、潜熱処理系統3の潜熱処理系統高温冷水部11と潜熱処理系統低温冷水部13の間と、顕熱処理系統4の顕熱処理系統高温冷水部12の下流側と、を開放又は閉鎖又は通過風量を調整可能な連通部33をさらに備える。
As described above, the
したがって、空調機1は、潜熱と顕熱の分離処理を行うことで、効率の良い高温冷水の利用が可能となり、冷凍機の効率を高め、省エネルギーとなり、且つ、室内温湿度条件を快適に保持することが可能となる。また、空調機1は、還気RAを外気OAに混合し、全体風量を増加させることで、外気OAを除湿するだけでは処理しきれない潜熱負荷を処理することができる。そして、潜熱処理系統高温冷水コイル11と潜熱処理系統低温冷水コイル13をカスケードに配置することで、高温冷水を最大限利用することができ、COPを向上させることが可能となる。さらに、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4の間に連通ダンパ33を設けることで、潜熱処理系統低温冷水部13を通過する風速が下がり、除湿性能が上がる。また、顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積を最小化することが可能となる。その結果、空調機1全体を小さくすることが可能となる。
Therefore, the
本実施形態の空調機1は、潜熱処理系統高温冷水部11に対して外気OA及び還気RAを迂回させる通路を開放又は閉鎖又は通過風量を調整可能なバイパス部32を備える。したがって、空調機1は、外気冷却時などでファン動力を下げることができ、より省エネルギーとすることが可能となる。
The
本実施形態の空調機1では、還気取入部22は、顕熱処理系統4に還気RAを取り入れる第1還気取入部22aと、潜熱処理系統3に還気RAを取り入れる第2還気取入部22bと、を有し、第1還気取入部22aには、顕熱処理系統4に取り入れる還気RAの量を調整する第1取入量調整部31aが設けられ、第2還気取入部22bには、潜熱処理系統3に取り入れる還気RAの量を調整する第2取入量調整部31bが設けられる。したがって、顕熱処理系統高温冷水コイル12のコイル面積を最小化することが可能となり、コストを下げることが可能となる。
In the
本実施形態の空調機1では、ピーク負荷時、第1取入量調整部22a及び第2取入量調整部22bは開放して通過風量を調整し、バイパス部32及び連通部33は閉鎖する。したがって、除湿に必要な空気が潜熱処理系統高温冷水部11と潜熱処理系統低温冷水部1
3を順に通過し、高温冷水を使用する潜熱処理系統高温冷水部11を最大限に活用することができ、且つ、顕熱処理系統高温冷水コイル12の高温冷水により顕熱を処理することができるので、低温冷水による処理を最小にすることが可能となる。
In the
3 in order, the latent heat treatment system high temperature
本実施形態の空調機1では、高負荷時、第1取入量調整部及び第2取入量調整部は開放して通過風量を調整し、バイパス部は閉鎖し、連通部は開放して通過風量を調整する。第1還気RA1の風量は最大負荷にあわせることができる。したがって、潜熱負荷にあわせた場合に不要な外気OA及び還気RAを連通部33によって潜熱処理系統低温冷水コイル13を通過させないことができる。また、顕熱は、顕熱処理系統高温冷水コイル12によって調整される。そのため、潜熱と顕熱を分離して制御することができ、より快適な空調が可能となる。また、効率の高い高温冷水を最大限利用することができ、省エネルギーとすることができる。さらに、連通部33によって潜熱処理系統低温冷水コイル13の通過風量が減り、抵抗が減るため、ファン動力が下がり、省エネルギーとすることができる。
In the
本実施形態の空調機1では、低負荷時、第1取入量調整部及び第2取入量調整部は開放して通過風量を調整し、バイパス部は閉鎖し、連通部は開放して通過風量を調整し、潜熱処理系統低温冷水部の冷水の循環を停止する。第1還気RA1の風量は最大負荷にあわせることができる。また、顕熱は、顕熱処理系統高温冷水コイル12によって調整される。そのため、潜熱と顕熱を分離して制御することができ、より快適な空調が可能となる。また、効率の高い高温冷水を最大限利用することができ、省エネルギーとすることができる。さらに、潜熱処理系統低温冷水コイル13と連通部33を通過する抵抗が同じになり、圧力損失が最小となって、ファン動力が下がり、省エネルギーとすることができる。
In the
本実施形態の空調機1では、外気冷房時、第1取入量調整部及び第2取入量調整部は開放して通過風量を調整し、バイパス部及び連通部は開放して通過風量を調整し、潜熱処理系統高温冷水部及び潜熱処理系統低温冷水部の冷水の循環を停止する。したがって、空調機1の圧力損失が最小となって、ファン動力が下がり、省エネルギーとすることができる。
In the
本実施形態の空調機1は、潜熱処理系統3と顕熱処理系統4の下流それぞれに送風部40a,40bを備える。したがって、各送風機40a,40bは各々の圧力損失分を負担するため、潜熱処理系統3の大きな圧力損失を送風機40aのみが負担するため、結果的に全体として省エネルギーとなる。
The
本実施形態の空調機1は、顕熱処理系統の顕熱処理系統高温冷水部の下流に流量調整部を備える。したがって、外気OAと還気RAの系路が分離できるため、吹き出し湿度が高く、外気OAのみの処理で除湿が充分な場合、外気OAのみ潜熱処理系統高温冷水コイル11でぎりぎりまで冷却除湿し、さらに必要な除湿負荷まで除湿できる。このため、第1実施形態のように、還気RAの一部を必要以上に冷却することがないため、より省エネルギーとなる。また、還気ダクトの接続を一箇所にできるため、機器周りのスペース効率向上と、ダクト材コストを低減できる。
The
本実施形態の空調機1は、潜熱処理系統高温冷水部から顕熱処理系統高温冷水部へ高温冷水をカスケード利用する。したがって、潜熱処理系統高温冷水コイル11が低温度差で冷水を利用できるため、一般設計の温度差よりも除湿能力を高めることができる。
The
なお、この実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、当業者であれば、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。 The present invention is not limited by the embodiment. That is, in describing the embodiments, a lot of specific details are included for illustrative purposes, but those skilled in the art may add various variations and changes to these details.
例えば、第1取入量調整ダンパ31a及び第2取入量調整ダンパ31bは手動としてもよく、バイパスダンパ32は無くても除湿は可能である。また、床吹出し空調との組み合わせにより、高温冷水の温度を16℃とすることも可能である。
For example, the first intake
1…空調機
2…ケーシング
3…潜熱処理系統
4…顕熱処理系統
11…潜熱処理系統高温冷水コイル(潜熱処理系統高温冷水部)
12…顕熱処理系統高温冷水コイル(顕熱処理系統高温冷水部)
13…潜熱処理系統低温冷水コイル(潜熱処理系統低温冷水部)
21…外気取入部
22…還気取入部
22a…第1還気取入部
22b…第2還気取入部
23…給気部
31a…第1取入量調整ダンパ(第1取入量調整部)
31b…第2取入量調整ダンパ(第2取入量調整部)
32…バイパスダンパ(バイパス部)
33…連通ダンパ(連通部)
34…流量調整ダンパ(流量調整部)
40…送風機(送風部)
DESCRIPTION OF
12: Sensible heat treatment system high-temperature chilled water coil (sensible heat treatment system high-temperature chilled water part)
13: Latent heat treatment system low-temperature chilled water coil (latent heat treatment system low-temperature chilled water part)
21 ... outside
31b: second intake amount adjustment damper (second intake amount adjustment unit)
32 ... Bypass damper (bypass section)
33… Communication damper (communication part)
34 ... Flow adjustment damper (flow adjustment unit)
40 ... Blower (Blower)
Claims (10)
潜熱処理系統と顕熱処理系統を有するケーシングと、
前記ケーシングに前記外気を取り入れる外気取入部と、
前記ケーシングに前記還気を取り入れる還気取入部と、
前記潜熱処理系統と前記顕熱処理系統で除湿冷却された前記外気及び前記還気を混合して前記給気を送風する送風部と、
前記ケーシングから前記送風部によって送風された前記給気を前記室内に供給する給気部と、
を備え、
前記潜熱処理系統は、
前記外気及び前記還気を冷却除湿可能な潜熱処理系統高温冷水部と、
前記潜熱処理系統高温冷水部の下流で前記潜熱処理系統高温冷水部よりも低温な冷水を使用して前記外気及び前記還気を冷却除湿可能な潜熱処理系統低温冷水部と、
を有し、
前記顕熱処理系統は、前記潜熱処理系統低温冷水部よりも高温な冷水を使用して前記還気を冷却除湿可能な顕熱処理系統高温冷水部を有し、
前記潜熱処理系統の前記潜熱処理系統高温冷水部と前記潜熱処理系統低温冷水部の間と、前記顕熱処理系統の前記顕熱処理系統高温冷水部の下流側と、を開放、閉鎖又は通過風量を調整可能な連通部をさらに備える
ことを特徴とする空調機。 An air conditioner that dehumidifies and cools outside air and indoor return air blown from upstream, and blows air into the room as air supply from downstream,
A casing having a latent heat treatment system and a sensible heat treatment system,
An outside air intake for taking the outside air into the casing,
A return air intake unit for introducing the return air into the casing;
A blower that blows the supply air by mixing the outside air and the return air that has been dehumidified and cooled in the latent heat treatment system and the sensible heat treatment system,
An air supply unit that supplies the air supplied from the casing to the room by the air supply unit,
With
The latent heat treatment system,
A latent heat treatment system high-temperature cold water section capable of cooling and dehumidifying the outside air and the return air,
A latent heat treatment system capable of cooling and dehumidifying the outside air and the return air using chilled water lower than the latent heat treatment system high temperature chilled water unit downstream of the latent heat treatment system high temperature chilled water unit,
Has,
The sensible heat treatment system has a sensible heat treatment system high-temperature chilled water unit capable of cooling and dehumidifying the return air using chilled water higher than the latent heat treatment system low-temperature chilled water unit,
The latent heat treatment system between the high-temperature chilled water section and the latent heat treatment system low-temperature chilled water section of the latent heat treatment system, and the downstream side of the sensible heat treatment system high-temperature chilled water section of the sensible heat treatment system are opened, closed, or adjusted for the amount of passing air. An air conditioner further comprising a possible communication part.
ことを特徴とする請求項1に記載の空調機。 2. The air conditioner according to claim 1, further comprising a bypass unit that opens, closes, or adjusts an amount of air passing through the passage that bypasses the outside air and the return air with respect to the latent heat treatment system high-temperature and cold water unit. 3.
前記顕熱処理系統に前記還気を取り入れる第1還気取入部と、
前記潜熱処理系統に前記還気を取り入れる第2還気取入部と、
を有し、
前記第1還気取入部には、前記顕熱処理系統に取り入れる前記還気の量を調整する第1取入量調整部が設けられ、
前記第2還気取入部には、前記潜熱処理系統に取り入れる前記還気の量を調整する第2取入量調整部が設けられる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空調機。 The return air intake section,
A first return air intake unit for introducing the return air into the sensible heat treatment system;
A second return air intake unit for introducing the return air into the latent heat treatment system;
Has,
The first return air intake unit is provided with a first intake amount adjustment unit that adjusts an amount of the return air to be taken into the sensible heat treatment system,
3. The air conditioner according to claim 1, wherein the second return air intake unit is provided with a second intake amount adjustment unit that adjusts an amount of the return air to be introduced into the latent heat treatment system. 4.
ことを特徴とする請求項3に記載の空調機。 4. The peak intake load adjuster and the second intake adjuster adjust the opening or the passing airflow during a peak load, and the bypass unit and the communication unit are closed. 5. Air conditioner.
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の空調機。 At the time of high load, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing air volume, the bypass unit closes, and the communication unit opens or adjusts the passing air volume. The air conditioner according to claim 3 or 4, wherein:
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の空調機。 At the time of low load, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing air flow, the bypass unit closes, the communication unit opens or adjusts the passing air flow, The air conditioner according to any one of claims 3 to 5, wherein the circulation of the cold water in the low-temperature cold water section of the latent heat treatment system is stopped.
ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の空調機。 At the time of outside air cooling, the first intake amount adjustment unit and the second intake amount adjustment unit adjust the opening or passing airflow, the bypass unit and the communication unit adjust the opening or passing airflow, and the latent heat treatment system The air conditioner according to any one of claims 3 to 6, wherein circulation of the cold water in the high-temperature cold water section and the low-temperature cold water section in the latent heat treatment system is stopped.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の空調機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 7, wherein the air blower is provided downstream of each of the latent heat treatment system and the sensible heat treatment system.
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の空調機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 8, further comprising a flow rate adjustment unit downstream of the high-temperature chilled water unit of the sensible heat treatment system in the sensible heat treatment system.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の空調機。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 9, wherein high-temperature cold water is cascaded from the high-temperature cold water section of the latent heat treatment system to the high-temperature cold water section of the sensible heat treatment system.
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