ES2878271T3 - Sistema acondicionador de aire - Google Patents

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ES2878271T3 ES19153140T ES19153140T ES2878271T3 ES 2878271 T3 ES2878271 T3 ES 2878271T3 ES 19153140 T ES19153140 T ES 19153140T ES 19153140 T ES19153140 T ES 19153140T ES 2878271 T3 ES2878271 T3 ES 2878271T3
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Keiichi Kimura
Mitsuo Morita
Takayuki Ishida
Kazuya Goto
Hidekazu Sato
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Abstract

Sistema acondicionador de aire que comprende: un acondicionador (1) de aire configurado para ajustar el aire usado para el acondicionamiento de aire de manera que esté en una condición de aire adecuada para el acondicionamiento de aire de un espacio (S) a climatizar, y para suministrar el aire usado para el acondicionamiento de aire al espacio (S) a climatizar; y un dispositivo (2) de control de acondicionador de aire configurado para controlar la operación del acondicionador (1) de aire, en el que el acondicionador (1) de aire incluye: un conducto (8) de aire exterior, a través del cual fluye el aire exterior; un conducto (9) de aire de retorno, a través del cual fluye el aire de retorno; un intercambiador (10) de calor de aire exterior, a través del cual fluye un medio de intercambio de calor y en el que el aire exterior del conducto (8) de aire exterior intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un intercambiador (11) de calor de aire de retorno, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor y en el que el aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un humidificador (13) evaporativo de aire de retorno configurado para humidificar el aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno mediante la utilización de la evaporación de agua, y un dispositivo (19) de ajuste de volumen de aire configurado para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto (8) de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno, y el dispositivo (2) de control de acondicionador de aire incluye un primer enfriador (31) evaporativo caracterizado por que el acondicionador (1) de aire incluye además un humidificador (12) evaporativo de aire exterior configurado para humidificar el aire exterior del conducto (8) de aire exterior mediante la utilización de la evaporación de agua; y porque el primer enfriador (31) evaporativo está configurado para operar uno o ambos de entre el humidificador (12) evaporativo de aire exterior y el humidificador (13) evaporativo de aire de retorno para realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire mientras se previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor deteniendo un flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador (10) de calor de aire exterior o el intercambiador (11) de calor de aire de retorno y causar que alcance un punto P1 que indica la temperatura y la humedad del aire exterior y un punto P2 que indica la temperatura y la humedad del aire de retorno sobre una línea L de factor de calor sensible de 0,65 que pasa por un punto P que indica una temperatura objetivo y una humedad objetivo del aire de suministro en un gráfico psicrométrico, cuando se opera uno o ambos de entre el humidificador (12) evaporativo de aire exterior y el humidificador (13) evaporativo de aire de retorno para realizar el enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire, el primer enfriador (31) evaporativo está configurado para operar el dispositivo (19) de ajuste de volumen de aire para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto (8) de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno para mover el punto de temperatura y de humedad del aire de suministro a lo largo de la línea L, causando de esta manera que el punto de temperatura y de humedad del aire de suministro alcance el punto P.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema acondicionador de aire
Antecedentes de la Invención
1. Campo de la invención
La presente invención se refiere a un sistema acondicionador de aire.
2. Descripción de la técnica relacionada
En las industrias de sistemas acondicionadores de aire, en general, un período de un año se divide en un "período de verano", un "período de invierno" y "períodos intermedios". Los períodos de primavera y de otoño son los "períodos intermedios". En estos períodos intermedios, la calefacción y la refrigeración se usan con menos frecuencia. Uno de los sistemas acondicionadores de aire convencionales se describe, por ejemplo, en la publicación de solicitud de patente japonesa abierta al público N° 2009-162411. El sistema acondicionador de aire convencional incluye dos intercambiadores de calor, y causa que el aire exterior y el aire de retorno, ambos de los cuales sirven como aire para el acondicionamiento de aire, sean sometidos a un intercambio de calor en los dos intercambiadores de calor respectivos por separado. Después de causar que el aire exterior y el aire de retorno sean sometidos a un intercambio de calor por separado, el sistema acondicionador de aire mezcla el aire exterior y el aire de retorno, y suministra el aire mezclado a un espacio a climatizar, enfriando de esta manera el espacio. En un período intermedio en el que la temperatura del aire exterior es más baja que una temperatura del aire ambiente, en particular, por ejemplo, en otoño, el sistema acondicionador de aire detiene el funcionamiento de los intercambiadores de calor para dejar de realizar el intercambio de calor con el aire usado para el acondicionamiento de aire y, en su lugar, introduce el aire exterior a la habitación, enfriando de esta manera la habitación mediante la utilización de energía de enfriamiento sensible. Debido a que no se realiza un intercambio de calor con el aire usado para el acondicionamiento de aire, se consigue un ahorro energético. En la descripción en el presente documento, la expresión "calor sensible" significa calor que causa un cambio en la temperatura.
Sin embargo, el enfriamiento sensible por sí solo, que utiliza el aire exterior, está limitado en términos de rendimiento del enfriamiento, y no es necesariamente suficiente para enfriar el espacio a climatizar. Además, aunque la temperatura puede ser ajustada mediante el enfriamiento sensible, la humedad no puede ser controlada mediante el enfriamiento sensible. De esta manera, el enfriamiento sensible por sí solo, que utiliza el aire exterior, es inferior en términos de comodidad. El documento JP 2001 056146 describe un aparato acondicionador de aire que comprende acondicionadores de aire para el aire de retorno y para el aire fresco. El aire desde los acondicionadores de aire es mezclado por el controlador de suministro de aire.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema acondicionador de aire capaz de realizar un acondicionamiento de aire que consiga comodidad mientras mantiene el rendimiento de ahorro energético.
Sumario de la invención
Este objetivo se resuelve mediante un sistema acondicionador de aire que tiene las características de la reivindicación 1. Un sistema acondicionador de aire según la presente invención incluye: un acondicionador de aire configurado para ajustar el aire usado para el acondicionamiento de aire de manera que esté en un estado de aire adecuado para el acondicionamiento de aire de un espacio a climatizar, y suministrar el aire usado para el acondicionamiento de aire al espacio a climatizar; y un dispositivo de control de acondicionador de aire configurado para controlar la operación del acondicionador de aire. El acondicionador de aire incluye: un conducto de aire exterior, a través del cual fluye aire exterior; un conducto de aire de retorno, a través del cual fluye aire de retorno; un intercambiador de calor de aire exterior, a través del cual fluye un medio de intercambio de calor y en el que el aire exterior del conducto de aire exterior intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un intercambiador de calor de aire de retorno, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor y en el que el aire de retorno del conducto de aire de retorno intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un humidificador evaporativo de aire exterior configurado para humidificar el aire exterior del conducto de aire exterior mediante la utilización de la evaporación del agua; y un humidificador evaporativo de aire de retorno configurado para humidificar el aire de retorno del conducto de aire de retorno mediante la utilización de la evaporación del agua. El dispositivo de control de acondicionador de aire incluye un primer enfriador evaporativo configurado para operar uno o ambos de entre el humidificador evaporativo de aire exterior y el humidificador evaporativo aire de retorno para realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor deteniendo un flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador de calor de aire exterior o en el intercambiador de calor de aire de retorno.
Según la configuración del aspecto anterior, el acondicionador de aire puede realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire operando uno o ambos de entre el humidificador evaporativo de aire exterior y el humidificador evaporativo de aire de retorno mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. Por lo tanto, se consiguen un mayor rendimiento de enfriamiento y un mayor rendimiento de ahorro energético en comparación con un caso en el que se realiza un enfriamiento sensible por sí solo, que utiliza el aire exterior. Normalmente, en un período intermedio o un periodo de invierno, el acondicionador de aire realiza una operación de calentamiento. Sin embargo, incluso en estos periodos, hay casos en los que el acondicionador de aire necesita realizar una operación de enfriamiento por la razón de que la temperatura del espacio a climatizar es más alta que una temperatura preestablecida del espacio a climatizar debido a la radiación solar y/o al uso de equipos que irradian una gran cantidad de calor en el espacio a climatizar. La configuración descrita anteriormente es útil en dichos casos. Particularmente, por ejemplo, en un período de invierno, el agua del humidificador evaporativo de aire de retorno es evaporada por el aire de retorno cuya temperatura es más alta que la del aire exterior. Esto facilita el enfriamiento evaporativo y, de esta manera, se mejoran el rendimiento de enfriamiento y el rendimiento de humidificación.
En la presente invención, el sistema acondicionador de aire incluye además un dispositivo de ajuste de volumen de aire configurado para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto de aire exterior y el volumen de aire de retorno del conducto de aire de retorno. Cuando se operan uno o ambos de entre en el humidificador evaporativo de aire exterior y el humidificador evaporativo de aire de retorno para realizar el enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire, el primer enfriador evaporativo opera el dispositivo de ajuste de volumen de aire para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto de aire de retorno.
Según la configuración anterior, el acondicionador de aire realiza un enfriamiento evaporativo de uno o de ambos de entre el aire exterior y el aire de retorno mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor, y ajusta el volumen de aire de la mezcla de aire del aire exterior y del aire de retorno. Realizando simplemente estos ajustes, el aire mezclado del aire exterior y del aire de retorno puede ajustarse de manera que se encuentre en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio a climatizar. En otras palabras, operando simplemente el dispositivo de ajuste de volumen de aire y uno o ambos de entre el humidificador evaporativo de aire exterior y el humidificador evaporativo de aire de retorno, pueden controlarse tanto la temperatura como la humedad del aire mezclado. Esto hace posible la realización de un acondicionamiento de aire cómodo mientras se mantienen el rendimiento de ahorro energético.
En todavía otro aspecto de la presente invención, el sistema acondicionador de aire incluye además: un depósito de almacenamiento de calor configurado para almacenar el medio de intercambio de calor; una máquina de fuente de calor configurada para ajustar una temperatura del medio de intercambio de calor, y para cambiar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de enfriamiento del acondicionador de aire mediante el enfriamiento del medio de intercambio de calor y a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de calentamiento del acondicionador de aire mediante el calentamiento del medio de intercambio de calor; y una bomba configurada para hacer circular el medio de intercambio de calor entre la máquina de fuente de calor y el acondicionador de aire.
Según la configuración anterior, mediante el enfriamiento del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor, puede causarse que el acondicionador de aire realice la operación de enfriamiento, y mediante el calentamiento del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor, puede causarse que el acondicionador de aire realice la operación de calentamiento. Es decir, el sistema acondicionador de aire de la presente invención puede usarse también como un sistema acondicionador de aire ordinario.
En todavía otro aspecto de la presente invención, el sistema acondicionador de aire incluye además: un depósito de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento del acondicionador de aire; un depósito de almacenamiento de calor de uso para calentamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para calentamiento cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para una operación de acondicionamiento de aire con calentamiento del acondicionador de aire; y un aparato de circulación configurado para hacer circular el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento entre el depósito de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento y el acondicionador de aire, y para hacer circular el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento entre el depósito de almacenamiento de calor de uso para calentamiento y el acondicionador de aire. El aparato de circulación incluye: un conducto de circulación de uso para enfriamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento; un conducto de circulación de uso para calentamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento; y una válvula de conmutación configurada para conmutar un conducto que está en comunicación con el acondicionador de aire entre el conducto de circulación de uso para enfriamiento y el conducto de circulación de uso para calentamiento. El dispositivo de control de acondicionador de aire incluye un conmutador de medio de intercambio de calor configurado para: comparar una condición del aire medida realmente del espacio a climatizar con una condición de aire preestablecida; en base a un resultado de la comparación, determinar si causar que el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento cuya temperatura está comprendida en el intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento fluya a través del acondicionador de aire o si causar que el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento cuya temperatura está comprendida en el intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento fluya a través del acondicionador de aire; y en base a un resultado de la determinación, conmutar un estado de la válvula de conmutación.
Según la configuración anterior, el dispositivo acondicionador de aire: compara la condición del aire medida realmente del espacio a climatizar con una condición de aire preestablecida; en base a un resultado de la comparación, determina si causar que el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento del conducto de circulación de uso para enfriamiento fluya a través del acondicionador de aire o si causar que el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento del conducto de circulación de uso para calentamiento fluya a través del acondicionador de aire; y, en base al resultado de la determinación, conmuta un estado de la válvula de conmutación. Por consiguiente, la operación de acondicionamiento de aire a realizar puede conmutarse automáticamente entre la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento y la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento. Esto elimina los problemas y consigue una mayor comodidad.
En todavía otro aspecto de la presente invención, el dispositivo de control de acondicionador de aire incluye un elemento de ajuste de la temperatura del calor almacenado. Cuando una diferencia entre la condición de aire medida realmente del espacio a climatizar y la condición de aire preestablecida pasa a ser mayor que la diferencia medida previamente en un momento de conmutación del estado de la válvula de conmutación, si el acondicionador de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el elemento de ajuste de la temperatura del calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento, y si el acondicionador de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el elemento de ajuste de la temperatura del calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor de uso para calentamiento. Cuando una diferencia entre la condición de aire medida realmente del espacio a climatizar y la condición de aire preestablecida pasa a ser menor que la diferencia medida previamente en un momento de conmutación del estado de la válvula de conmutación, si el acondicionador de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el elemento de ajuste de la temperatura del calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento, y si el acondicionador de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el elemento de ajuste de la temperatura del calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor de uso para calentamiento.
Según la configuración anterior, la energía de intercambio de calor del medio de intercambio de calor del depósito de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento o del depósito de almacenamiento de calor de uso para calentamiento puede ajustarse, es decir, aumentarse/reducirse, según la carga de acondicionamiento de aire del espacio a climatizar. Por consiguiente, cuando la carga de acondicionamiento de aire del espacio a climatizar es elevada, el acondicionador de aire realiza la operación de acondicionamiento de aire usando la energía de intercambio de calor elevada, y de esta manera la condición de aire del espacio a climatizar puede ser ajustada de manera eficiente y rápida de manera que sea la condición de aire preestablecida. Por otra parte, cuando la carga de acondicionamiento de aire del espacio a climatizar es baja, el acondicionador de aire realiza la operación de acondicionamiento de aire usando energía de intercambio de calor baja. De esta manera, la condición de aire del espacio a climatizar puede ajustarse de manera que sea la condición de aire preestablecida, mientras suprime la búsqueda (es decir, la inestabilidad de la operación de acondicionamiento de aire), el rebasamiento (es decir, un aumento o una disminución excesivos de la temperatura de acondicionamiento de aire) y un consumo despilfarrador de energía causado por los mismos. Esto hace posible la realización de un acondicionamiento de aire cómodo mientras se mantiene el rendimiento de ahorro energético.
Los objetos, características y ventajas de la presente invención indicados anteriormente y otros serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una estructura de edificio en la que está instalado un sistema acondicionador de aire según la presente invención.
La Figura 2 muestra la configuración interna de un acondicionador de aire.
La Figura 3 muestra la configuración de cada uno de los intercambiadores de calor.
La Figura 4 es un diagrama psicrométrico general.
La Figura 5 muestra la configuración interna del acondicionador de aire según otra realización que no se reivindica.
La Figura 6 muestra la configuración interna del acondicionador de aire según todavía otra realización.
La Figura 7 muestra la configuración interna del acondicionador de aire según todavía otra realización.
La Figura 8 muestra la configuración interna del sistema acondicionador de aire según todavía otra realización. La Figura 9 muestra un dispositivo de control de acondicionador de aire del sistema acondicionador de aire de la Figura 8.
Descripción de las realizaciones preferidas
La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una estructura 200 de edificio en la que está instalado un sistema 100 acondicionador de aire según la presente invención. La estructura 200 de edificio tiene tres plantas en la dirección vertical. En cada uno de los tres pisos, hay un espacio S a climatizar, tal como una habitación o una sala. El sistema 100 acondicionador de aire está instalado en cada espacio S a climatizar. El sistema 100 acondicionador de aire incluye: un acondicionador 1 de aire (específicamente, un acondicionador 1A o 1B de aire) configurado para ajustar el aire exterior, el aire de retorno, y otro aire usado para el acondicionamiento de aire de manera que estén en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar, y suministrar el aire en las condiciones de aire adecuadas al espacio S a climatizar; y un dispositivo 2 de control de acondicionador de aire configurado para controlar la operación del acondicionador 1 de aire. El acondicionador 1 de aire introduce en el mismo, como aire usado para el acondicionamiento de aire, el aire (OA) exterior desde el exterior de la estructura 200 de edificio y aire (RA) de retorno desde el espacio S a climatizar, y suministra aire (SA) de suministro desde el acondicionador 1 de aire como el aire usado para el acondicionamiento de aire al espacio S a climatizar. En los dibujos, cada flecha sólida en negrita indica la dirección de un flujo de aire. Cabe señalar que los espacios S a climatizar no están limitados a tres pisos dispuestos verticalmente. En cada espacio S a climatizar, el sistema 100 acondicionador de aire puede estar instalado, por ejemplo, en el suelo (tal como se muestra en los dos pisos superiores de la Figura 1) o en el interior del techo (tal como se muestra en el piso inferior de la Figura 1).
Un conducto 6 de circulación, a través del cual circula un medio de intercambio de calor, tal como agua o una solución acuosa, está provisto alrededor de la estructura 200 de edificio. Cada acondicionador 1 de aire está conectado al conducto 6 de circulación. Una bomba 7 configurada para hacer circular el medio de intercambio de calor y un depósito 3 de almacenamiento de calor configurado para almacenar el medio de intercambio de calor están provistos en el conducto 6 de circulación. Una máquina 4 de fuente de calor está conectada al depósito 3 de almacenamiento de calor. La máquina 4 de fuente de calor está configurada para ajustar la temperatura del medio de intercambio de calor mediante el calentamiento o el enfriamiento del mismo, y cambia el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de enfriamiento del acondicionador de aire mediante el enfriamiento del medio de intercambio de calor y a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de calentamiento del acondicionador de aire mediante el calentamiento del medio de intercambio de calor. La máquina 4 de fuente de calor es una unidad de enfriamiento-calentamiento eléctrica. Por ejemplo, la máquina 4 de fuente de calor es operada por la noche, y el medio de intercambio de calor se almacena en el depósito 3 de almacenamiento de calor en el momento. El medio de intercambio de calor almacenado se usa posteriormente para la operación del acondicionador 1 de aire.
Realización 1
La Figura 2 muestra la configuración interna del acondicionador 1 de aire. El acondicionador 1 de aire incluye: un conducto 8 de aire exterior, a través del cual fluye el aire exterior que sirve como aire para el acondicionamiento de aire; y un conducto 9 de aire de retorno, a través del cual fluye el aire de retorno que sirve como aire para el acondicionamiento de aire. El acondicionador 1 de aire incluye los siguientes componentes en su carcasa 20: un intercambiador 10 de calor de aire exterior, en el que el aire exterior que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un intercambiador 11 de calor de aire de retorno, en el que el aire de retorno que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire intercambia calor con el medio de intercambio de calor; un humidificador 12 evaporativo de aire exterior configurado para humidificar el aire exterior del conducto 8 de aire exterior mediante la utilización de la evaporación de agua; un humidificador 13 evaporativo de aire de retorno configurado para humidificar el aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno mediante la utilización de la evaporación de agua; y un soplador 18 de aire. Cada humidificador 12 o 13 realiza la humidificación cuando se activa el humidificador y detiene la humidificación cuando se desactiva el humidificador. El medio de intercambio de calor en el conducto 6 de circulación fluye a través de un primer conducto 14 y un segundo conducto 15, y se introduce al acondicionador 1 de aire. Hay provistas una primera válvula 16 de regulación de flujo y una segunda válvula 17 de regulación de flujo en el conducto 14 y en el conducto 15. La primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo son, por ejemplo, válvulas de solenoide que se abren/se cierran cuando se aplica/se interrumpe la alimentación a las mismas. En el exterior de la carcasa 20, hay provisto un dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire, que está configurado para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno. El dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire incluye un regulador 21 de aire exterior y un regulador 22 de aire de retorno, cada uno configurado para ajustar el volumen de aire del aire que pasa.
El intercambiador 10 de calor de aire exterior realiza un primer procedimiento de enfriamiento o calentamiento del aire exterior que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire mediante la utilización del medio de intercambio de calor que fluye a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior. El intercambiador 11 de calor de aire de retorno realiza un segundo procedimiento de enfriamiento o calentamiento del aire de retorno que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire mediante la utilización del medio de intercambio de calor que fluye a través del intercambiador 11 de calor de aire de retorno. El primer conducto 14 está configurado para causar que el medio de intercambio de calor fluya a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior y el intercambiador 11 de calor de aire de retorno, en este orden, de manera consecutiva. El segundo conducto 15 se ramifica desde el primer conducto 14, y está configurado para causar que el medio de intercambio de calor se ha usado en el primer procedimiento fluya de manera que evite el intercambiador 11 de calor de aire de retorno.
La primera válvula 16 de regulación de flujo está provista en el primer conducto 14 en una posición aguas arriba de la segunda válvula 17 de regulación de flujo, y la segunda válvula 17 de regulación de flujo está provista en un punto de ramificación en el que el primer conducto 14 y el segundo conducto 15 se ramifican, estando el punto de ramificación aguas arriba del intercambiador 11 de calor de aire de retorno. La primera válvula 16 de regulación de flujo está configurada como una válvula de dos vías de control proporcional que varía el caudal del medio de intercambio de calor antes del primer procedimiento para ajustar el rendimiento del intercambiador 10 de calor de aire exterior en el primer procedimiento. La segunda válvula 17 de regulación de flujo está configurada como una válvula de tres vías de control proporcional que varía la distribución del caudal del medio de intercambio de calor entre el primer conducto 14 y el segundo conducto 15 para ajustar el rendimiento del intercambiador 11 de calor de aire de retorno en el segundo procedimiento. La segunda válvula 17 de regulación de flujo puede estar configurada como una válvula de tres vías cuya única función es conmutar el flujo del medio de intercambio de calor, de manera que la cantidad total del medio de intercambio de calor fluya a través de uno de entre el primer conducto 14 y el segundo conducto 15 mientras no fluye ningún medio de intercambio de calor a través del otro de entre los conductos. Cabe señalar que la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo no están limitadas a la válvula de dos vías y la válvula de tres vías, sino que pueden estar configuradas como tipos de válvulas diferentes.
El humidificador 12 evaporativo de aire exterior está provisto aguas abajo del intercambiador 10 de calor de aire exterior, y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno está provisto aguas abajo del intercambiador 11 de calor de aire de retorno. El regulador 21 de aire exterior ajusta, es decir, aumenta/disminuye el volumen de aire del aire exterior que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al primer procedimiento. El regulador 22 de aire de retorno ajusta, es decir, aumenta/disminuye, el volumen de aire del aire de retorno que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al segundo procedimiento. El aire exterior que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire fluye a través del regulador 21 de aire exterior, el intercambiador 10 de calor de aire exterior y el humidificador 12 evaporativo de aire exterior. El aire de retorno que sirve como aire usado para el acondicionamiento de aire fluye a través del regulador 22 de aire de retorno, el intercambiador 11 de calor de aire de retorno y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno. El aire mezclado del aire exterior y el aire de retorno es suministrado por el soplador 18 de aire al espacio S a climatizar.
La Figura 3 muestra la configuración de cada uno de los intercambiadores 10 y 11 de calor. El intercambiador 10 de calor de aire exterior y el intercambiador 11 de calor de aire de retorno están configurados de la misma manera. De manera similar a una bobina de aletas de placa conocida, cada uno de estos intercambiadores de calor se forma fijando múltiples tubos 26 de transferencia de calor a múltiples placas 25 de transferencia de calor mediante inserción. El medio de intercambio de calor, que es agua fría o agua caliente, se hace fluir a través de los tubos 26 de transferencia de calor, y el aire usado para el acondicionamiento de aire se pone en contacto con los tubos 26 de transferencia de calor y las placas 25 de transferencia de calor. Por consiguiente, el aire usado para el acondicionamiento de aire y el medio de intercambio de calor intercambian calor uno con el otro y, de esta manera, el aire usado para el acondicionamiento de aire se enfría o se calienta.
El dispositivo 2 de control de acondicionador de aire controla la operación de la primera válvula 16 de regulación de flujo, la segunda válvula 17 de regulación de flujo, el humidificador 12 evaporativo de aire exterior, el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno, el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire y el soplador 18 de aire según la variación en la carga de acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar, ajustando de esta manera el aire usado para el acondicionamiento de aire de manera que esté en condiciones de aire adecuadas (temperatura y humedad adecuadas) para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar.
El dispositivo 2 de control de acondicionador de aire está formado por un microprocesador, varios sensores y otros dispositivos de control, e incluye: un detector 27 de condición de aire configurado para detectar la temperatura y la humedad del aire usado para el acondicionamiento de aire; un regulador 28 de temperatura/humedad configurado para establecer una temperatura preestablecida y una humedad preestablecida que son los objetivos del acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar; un primer controlador 29 de rendimiento del acondicionamiento de aire; un compensador 30 de rendimiento de acondicionamiento de aire; un primer enfriador 31 evaporativo; y un controlador 32 de enfriamiento con aire exterior. El detector 27 de condición de aire está conectado a: un sensor 33 de aire exterior configurado para detectar la temperatura y la humedad del aire exterior del conducto 8 de aire exterior; un sensor 34 de aire de retorno configurado para detectar la temperatura y la humedad del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno; y un sensor 35 de aire de suministro configurado para detectar la temperatura y la humedad del aire de suministro al espacio S a climatizar, siendo el aire de suministro un aire mezclado del aire exterior y del aire de retorno. Un usuario puede introducir la temperatura preestablecida y la humedad preestablecida al regulador 28 de temperatura/humedad.
Según la variación en la carga de acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar, el primer controlador 29 de rendimiento de aire acondicionado conmuta un control a realizar entre un primer control y un segundo control mediante la apertura/el cierre de la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo mediante la aplicación/la interrupción de energía a la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo. El primer control es un control para causar que el medio de intercambio de calor fluya a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior y el intercambiador 11 de calor de aire de retorno. El segundo control es un control para causar que el medio de intercambio de calor fluya solo a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior. Por ejemplo, en un caso en el que la realización del primer procedimiento por el intercambiador 10 de calor de aire exterior no es suficiente para obtener un rendimiento de enfriamiento o de calentamiento suficiente para enfriar o calentar el espacio S a climatizar, el intercambiador 11 de calor de aire de retorno puede realizar también el segundo procedimiento para compensar la deficiencia de rendimiento.
Tal como se describe de esta manera, según la variación en la carga de acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar, el aire usado para el acondicionamiento de aire puede ajustarse de manera precisa y fina de manera que esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar. Por ejemplo, cuando la carga de acondicionamiento de aire disminuye desde el estado inicial, el primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire opera las dos válvulas 16 y 17 de regulación de flujo de manera que se cierren, de manera que el caudal del medio de intercambio de calor disminuya según la cantidad de disminución en la carga de acondicionamiento de aire. Cuando la carga de acondicionamiento de aire disminuye adicionalmente, el primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire cierra la segunda válvula 17 de regulación de flujo para causar que el medio de intercambio de calor fluya de manera que evite el intercambiador 11 de calor de aire de retorno, y opera la primera válvula 16 de regulación de flujo para causar que el medio de intercambio de calor fluya solo a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior.
El compensador 30 de rendimiento de acondicionamiento de aire calcula una entalpía requerida para el primer procedimiento realizado por el intercambiador 10 de calor de aire exterior y una entalpía requerida para el segundo procedimiento realizado por el intercambiador 11 de calor de aire de retorno, y compara estas entalpías. Tal como se conoce bien, el término entalpía en la presente memoria significa la cantidad de calor (energía) en el aire. Tal como se describe a continuación, las entalpías se calculan en base a la temperatura y a la humedad detectadas por el sensor 33 de aire exterior y a la temperatura y a la humedad detectadas por el sensor 34 de aire de retorno.
A continuación, el compensador 30 de rendimiento de acondicionamiento de aire opera el regulador 21 de aire exterior y el regulador 22 de aire de retorno para disminuir el volumen de aire del aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al primer procedimiento o al segundo procedimiento que requiere una mayor entalpía y para aumentar el volumen de aire del aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al primer procedimiento o al segundo procedimiento que requiere una entalpía menor. La entalpía requerida para el primer procedimiento significa una entalpía requerida para enfriar o calentar el aire usado para el acondicionamiento de aire que no ha sido sometido al primer procedimiento a una temperatura preestablecida. La entalpía requerida para el segundo procedimiento significa una entalpía requerida para enfriar o calentar el aire usado para el acondicionamiento de aire que no ha sido sometido al segundo procedimiento a la temperatura preestablecida.
Por ejemplo, en un caso en el que la entalpía requerida para el primer procedimiento (el procedimiento de calentar o enfriar el aire exterior por parte del intercambiador 10 de calor de aire exterior) es menor que la entalpía requerida para el segundo procedimiento (el procedimiento de calentar o enfriar el aire de retorno por parte del intercambiador 11 de calor de aire de retorno), el volumen de aire del aire exterior antes del primer procedimiento se aumenta, y el volumen de aire del aire de retorno antes del segundo procedimiento se reduce. De esta manera, se reduce el desperdicio de energía de enfriamiento o de calentamiento. La entalpía requerida para el primer procedimiento y la entalpía requerida para el segundo procedimiento se calculan en base a la temperatura y a la humedad detectadas por el sensor 33 de aire exterior y a la temperatura y a la humedad detectadas por el sensor 34 de aire de retorno. De esta manera, se reduce el volumen de aire del aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al procedimiento que requiere una mayor entalpía y se aumenta el volumen de aire usado para el acondicionamiento de aire sometido al procedimiento que requiere una menor entalpía. Por consiguiente, se reduce una carga de acondicionamiento de aire innecesaria y puede conseguirse un ahorro energético.
El primer enfriador 31 evaporativo opera uno o ambos de entre el humidificador 12 evaporativo de aire exterior y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno mediante la aplicación de energía al humidificador 12 evaporativo de aire exterior y/o al humidificador 13 evaporativo de aire de retorno mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. De esta manera, se realiza un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire. Además, el primer enfriador 31 evaporativo opera uno o ambos de entre el humidificador 12 evaporativo de aire exterior y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno mediante la aplicación de energía al humidificador 12 evaporativo de aire exterior y/o al humidificador 13 evaporativo de aire de retorno para realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire, y opera también el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno. De esta manera, el aire mezclado del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno se ajusta de manera que esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar.
Por ejemplo, cuando la humedad detectada por el sensor 33 de aire exterior y la humedad detectada por el sensor 34 de aire de retorno se comparan con la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, si la humedad del aire exterior del conducto 8 de aire exterior es menor que la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, el primer enfriador 31 evaporativo detiene el flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador 10 de calor de aire exterior, y opera el humidificador 12 evaporativo de aire exterior para someter el aire exterior a un enfriamiento evaporativo dentro de un intervalo de manera que la humedad del aire exterior no exceda la humedad preestablecida. Además, si la humedad del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno es menor que la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, el primer enfriador 31 evaporativo detiene el flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador 11 de calor de aire de retorno, y opera el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno para someter el aire de retorno a un enfriamiento evaporativo dentro de un intervalo de manera que la humedad del aire de retorno no exceda la humedad preestablecida.
La Figura 4 es una gráfica psicrométrica general cuyo eje horizontal representa la temperatura de bulbo seco (°C) (DB) y cuyo eje vertical representa la humedad absoluta (kg/kg) y el factor de calor sensible (SHF). En la Figura 4, un punto que indica una temperatura objetivo y una humedad objetivo del aire de suministro es P, y se supone que el factor de calor sensible del aire de suministro es 0,65. El factor de calor sensible es la relación entre la cantidad de calor sensible, que es una cantidad necesaria de calor para que la temperatura del aire aumente o disminuya, a la cantidad total de calor. En la Figura 4, una línea que pasa por el punto P en el factor de calor sensible de 0,65 es L. Mediante la operación descrita anteriormente del primer enfriador 31 evaporativo, se causa que un punto P1 que indica la temperatura y humedad del aire exterior y un punto P2 que indica la temperatura y la humedad del aire de retorno alcancen la línea L y se encuentren en la misma. El primer enfriador 31 evaporativo detecta la temperatura y la humedad del aire mezclado del aire exterior y del aire de retorno (es decir, el aire de suministro al espacio S a climatizar) mediante el sensor 35 de aire de suministro, compara la temperatura y la humedad detectadas con la temperatura y la humedad preestablecidas, y opera el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire de manera que el aire de suministro esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar (las condiciones de aire adecuadas son la temperatura objetivo y la humedad objetivo del aire de suministro al espacio S a climatizar, indicadas por el punto P). Mediante la operación del dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire, el volumen de aire del aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno se aumentan/se disminuyen para mover un punto que indica la temperatura y la humedad del aire mezclado a lo largo de la línea L, causando de esta manera que el punto alcance el punto P y coincida con el mismo, que indica la temperatura objetivo y la humedad objetivo del aire de suministro. Cabe señalar que el valor del factor de calor sensible, la posición del punto P1 del aire exterior y la posición del punto P2 del aire de retorno en la Figura 4 son simplemente ejemplos. Las posiciones de los puntos P1 y P2 pueden invertirse de derecha a izquierda en la Figura 4.
El controlador 32 de enfriamiento con aire exterior compara la temperatura preestablecida del espacio S a climatizar con la temperatura del aire exterior del conducto 8 de aire exterior mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. El dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire y el soplador 18 de aire son operados dentro de un intervalo de manera que la temperatura del aire exterior no exceda la temperatura preestablecida, suministrando de esta manera aire exterior al espacio S a climatizar. De esta manera, se realiza el enfriamiento con aire exterior del espacio S a climatizar.
En un caso en el que el medio de intercambio de calor es agua fría y la operación de enfriamiento que requiere deshumidificación se realiza en un período de verano, el controlador 32 de enfriamiento con aire exterior abre la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo para el enfriamiento y la deshumidificación del aire exterior por parte del intercambiador 10 de calor de aire exterior, y mezcla el aire exterior enfriado y deshumidificado con el aire de retorno que ha sido enfriado por el intercambiador 11 de calor de aire de retorno sin ser deshumidificado, controlando de esta manera la temperatura y la humedad del aire de suministro de manera que tenga la temperatura objetivo y la humedad objetivo. Cuando se realiza una operación de enfriamiento que no requiere deshumidificación del aire exterior, el controlador 32 de enfriamiento con aire exterior puede aplicar energía al humidificador 12 evaporativo de aire exterior y al humidificador 13 evaporativo de aire de retorno y, de esta manera, puede utilizarse también un enfriamiento evaporativo por parte de los humidificadores 12 y 13 en la operación de enfriamiento. Como resultado, puede conseguirse un ahorro energético.
En un caso en el que el medio de intercambio de calor es agua caliente y la operación de calentamiento se realiza en un período de invierno, el primer controlador 29 de rendimiento de aire acondicionado abre/cierra la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo para que el intercambiador 10 de calor de aire exterior caliente el aire exterior y para que el intercambiador 11 de calor de aire de retorno caliente el aire de retorno. El primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire humidifica el aire exterior y el aire de retorno mediante el humidificador 12 evaporativo de aire exterior y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno según sea necesario, y mezcla el aire exterior y el aire de retorno entre sí, controlando de esta manera la temperatura y la humedad del aire de suministro de manera que sean la temperatura objetivo y la humedad objetivo. En un caso en el que el medio de intercambio de calor es agua caliente y la operación de enfriamiento se realiza en un período de invierno, el primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire calienta, o no calienta, el aire exterior cuya temperatura es menor que la temperatura del espacio S a climatizar por el intercambiador 10 de calor de aire exterior a una temperatura adecuada para el enfriamiento, y mientras, suministra directamente el aire de retorno al espacio S a climatizar sin calentar el mismo mediante el intercambiador 11 de calor de aire de retorno. De esta manera, se realiza el enfriamiento con aire exterior. En este caso, el aire exterior y el aire de retorno son humidificados por el humidificador 12 evaporativo de aire exterior y el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno según sea necesario. En este caso, mediante la humidificación del aire de retorno que tiene una temperatura elevada, la cantidad de humedad puede aumentarse incluso con el humidificador evaporativo.
Realización 2
La Figura 5 muestra una configuración que no está incluida en el alcance de las reivindicaciones y que es una realización no reivindicada que es el resultado de eliminar el humidificador 12 evaporativo de aire exterior del acondicionador 1 de aire mostrado en la Figura 2, y en su lugar, incorporar un humidificador 40 de vapor en el acondicionador 1 de aire mostrado en la Figura 2. El humidificador 40 de vapor está configurado para humidificar, entre el aire usado para el acondicionamiento de aire del conducto 8 de aire exterior y el aire usado para el acondicionamiento de aire del conducto 9 de aire de retorno, al menos el aire usado para el acondicionamiento de aire (aire exterior) del conducto 9 de aire exterior utilizando vapor. Además, el dispositivo 2 de control de acondicionador de aire incluye, en lugar del primer enfriador 31 evaporativo, los siguientes componentes: un calentador 41 humidificador configurado para operar el humidificador 40 de vapor para calentar el aire usado para el acondicionamiento de aire mientras se previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor; y un segundo enfriador 42 evaporativo configurado para operar el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno para realizar el enfriamiento evaporativo del aire de retorno mientras se previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. En la Figura 5, el humidificador 40 de vapor está provisto aguas abajo sólo del intercambiador 10 de calor de aire exterior. Sin embargo, el humidificador 40 de vapor puede proporcionarse no sólo aguas abajo del intercambiador 10 de calor de aire exterior sino también aguas abajo del intercambiador 11 de calor de aire de retorno.
El segundo enfriador 42 evaporativo opera el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno para realizar un enfriamiento evaporativo del aire de retorno, de manera que el aire mezclado del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno se ajuste de manera que esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar. El segundo enfriador 42 evaporativo opera también el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno.
Por ejemplo, cuando la humedad del aire de retorno detectada por el sensor 34 de aire de retorno se compara con la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, si la humedad del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno es menor que la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, el segundo enfriador 42 evaporativo detiene el flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador 11 de calor de aire de retorno, y opera el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno, realizando de esta manera un enfriamiento evaporativo del aire de retorno dentro de un intervalo de manera que la humedad del aire de retorno no exceda la humedad preestablecida. Por consiguiente, tal como se ha descrito anteriormente con referencia al diagrama psicrométrico de la Figura 4, el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire se hace funcionar de manera que la temperatura y la humedad del aire mezclado del aire exterior y del aire de retorno (es decir, el suministro de aire al espacio S a climatizar) esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar (las condiciones de aire adecuadas son la temperatura objetivo y la humedad objetivo del aire de suministro al espacio S a climatizar, indicadas por el punto P).
El calentador 41 humidificador, por ejemplo, compara la humedad del aire exterior detectada por el sensor 33 de aire exterior con la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, y si la humedad del aire exterior del conducto 8 de aire exterior es menor que la humedad preestablecida del espacio S a climatizar, detiene el flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador 10 de calor de aire exterior. El calentador 41 humidificador opera el humidificador 40 de vapor para calentar el aire exterior dentro de un intervalo de manera que la humedad del aire exterior no exceda la humedad preestablecida. Si el espacio S a climatizar necesita ser humidificado, el calentador 41 humidificador primero humidifica el aire usado para el acondicionamiento de aire mediante el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno, que consume menos energía, y si la humidificación mediante el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno por sí sola es insuficiente, el calentador 41 humidificador realiza también la humidificación mediante el humidificador 40 de vapor al menos para compensar la insuficiencia. Esto hace posible conseguir tanto una mejora en la precisión de la humidificación como una reducción del consumo energético. Debido a que las otras características de configuración y ejemplos de funcionamiento de la Realización 2 son los mismos que los de la realización mostrada en la Figura 2, se omite su descripción.
Normalmente, en un período intermedio o en un período de invierno, el acondicionador 1 de aire realiza la operación de calentamiento. Sin embargo, incluso en estos períodos, hay casos en los que la temperatura del espacio S a climatizar es más alta que la temperatura preestablecida del espacio S a climatizar debido a la radiación solar y/o al uso de equipos que irradian una gran cantidad de calor en el espacio S a climatizar. En dichos casos, el acondicionador 1 de aire puede necesitar realizar una operación de enfriamiento. Según la realización mostrada en la Figura 5, el acondicionador 1 de aire es capaz de realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire operando el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. Esto consigue un alto rendimiento de enfriamiento y un alto rendimiento de ahorro energético. Particularmente, por ejemplo, en un período de invierno, el agua del humidificador 13 evaporativo de aire de retorno es evaporada por el aire de retorno cuya temperatura es más alta que la del aire exterior. Esto facilita el enfriamiento evaporativo y, de esta manera, se mejoran el rendimiento de enfriamiento y el rendimiento de humidificación. En un período intermedio o un período de carga de acondicionamiento de aire baja, el acondicionador 1 de aire es capaz de conmutar de manera selectiva la operación a realizar entre la operación de calentamiento de calentamiento del aire usado para el acondicionamiento de aire mediante el humidificador 40 de vapor y la operación de enfriamiento de realización de un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire mediante el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno, mientras previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor. Esto permite mejorar tanto el rendimiento de ahorro energético como la comodidad del acondicionamiento de aire.
Realización 3
La Figura 6 muestra una configuración que es el resultado de eliminar el regulador 21 de aire exterior, el regulador 22 de aire de retorno y el soplador 18 de aire de la realización mostrada en la Figura 2 y, en su lugar, incorporar un soplador 45 de aire exterior provisto en el conducto 8 de aire exterior y un soplador 46 de aire de retorno provisto en el conducto 9 de aire de retorno en la realización mostrada en la Figura 2. El soplador 45 de aire exterior y el soplador 46 de aire de retorno sirven como el dispositivo 19 de ajuste de volumen de aire. El soplador 45 de aire exterior y el soplador 46 de aire de retorno son capaces de ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto 8 de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto 9 de aire de retorno mediante el control del aumento/disminución de la velocidad de rotación de cada uno de los sopladores 45 y 46. Debido a que las otras características de configuración y ejemplos de funcionamiento de la Realización 3 son: mismos que los de la realización mostrada en la Figura 2, se omite su descripción.
Realización 4
La Figura 7 muestra la configuración de un acondicionador 1 (1c) de aire, que es el resultado de eliminar el depósito 3 de almacenamiento de calor, la máquina 4 de fuente de calor, el primer conducto 14, el segundo conducto 15, la primera válvula 16 de regulación de flujo y la segunda válvula 17 de regulación de flujo de la realización mostrada en la Figura 2 y, en su lugar, incorporar bombas de calor cada una de las cuales usa el medio de intercambio de calor como refrigerante en la realización mostrada en la Figura 2. Cada uno de entre el intercambiador 10 de calor de aire exterior y el intercambiador 11 de calor de aire de retorno forma una bomba de calor junto con un intercambiador 50 de calor en el lado de la fuente de calor, un compresor 51 y otros dispositivos. Haciendo funcionar los compresores 51, se causa que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con los refrigerantes a través del intercambiador 10 de calor de aire exterior y el intercambiador 11 de calor de aire de retorno.
El dispositivo 2 de control de acondicionador de aire incluye, en lugar del primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire, un segundo controlador 52 de rendimiento de acondicionador de aire configurado para ajustar el aire exterior y el aire de retorno mediante el control del aumento/la disminución de la velocidad de rotación de cada uno de los compresores. 51, de manera que el aire usado para el acondicionamiento de aire esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar. Debido a que las otras características de configuración y los ejemplos de funcionamiento de la Realización 4 son los mismos que los de la realización mostrada en la Figura 2, se omite su descripción. En la Figura 7, cada una de las bombas de calor está configurada como una bomba de calor de tipo separado, que está dividida en un lado de la unidad exterior y un lado de la unidad interior. Sin embargo, como alternativa, cada bomba de calor puede estar configurada de manera que tanto los componentes del lado de la unidad exterior como los componentes del lado de la unidad interior de la bomba de calor estén provistos en la carcasa 20, y el aire para el intercambio de calor pueda alimentarse al intercambiador 50 de calor en el lado de la fuente de calor a través de un conducto.
Cabe señalar que la presente invención no está limitada a la realización descrita anteriormente. Aunque no se ilustra, en la realización mostrada en la Figura 7, en lugar del humidificador 12 evaporativo de aire exterior, puede proporcionarse un humidificador de vapor, que está configurado para humidificar, entre el aire usado para el acondicionamiento de aire del conducto 8 de aire exterior y el aire usado para el acondicionamiento de aire del conducto 9 de aire de retorno, al menos el aire usado para el acondicionamiento de aire (aire exterior) del conducto 8 de aire exterior utilizando vapor. Además, el dispositivo 2 de control del acondicionador de aire puede incluir, en lugar del primer enfriador 31 evaporativo, los siguientes componentes: un calentador humidificador configurado para operar el humidificador de vapor para calentar el aire usado para el acondicionamiento de aire; y un segundo enfriador evaporativo configurado para operar el humidificador 13 evaporativo de aire de retorno para realizar el enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire.
Realización 5
La Figura 8 muestra el sistema 100 acondicionador de aire según la Realización 5. La configuración del acondicionador 1 de aire de la Figura 8 es la misma que la configuración del acondicionador 1 de aire de la Figura 2. Sin embargo, el sistema 100 acondicionador de aire de la Figura 8 incluye: un depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento; un depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para calentamiento; y válvulas 23 de conmutación configuradas para conmutar un conducto que está en comunicación con el acondicionador 1 de aire entre un conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento y un conducto 700 de circulación de uso para calentamiento. El conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento es un conducto a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento, y el conducto 700 de circulación de uso para calentamiento es un conducto a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento.
Específicamente, el sistema 100 acondicionador de aire incluye el acondicionador 1 de aire y el dispositivo 2 de control de acondicionador de aire y, además, el depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento, el depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento, una máquina 400 fuente de calor de uso para enfriamiento, una máquina 410 de fuente de calor de uso para calentamiento, y un aparato 5 de circulación.
El depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento almacena el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento, tal como agua, una solución acuosa o similar, cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento del acondicionador 1 de aire. El depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento almacena el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento, tal como agua, una solución acuosa o similar, cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento del acondicionador 1 de aire. La máquina 400 de fuente de calor de uso para enfriamiento es un enfriador, y la máquina 410 de fuente de calor de uso para calentamiento es una caldera. La máquina 400 de fuente de calor de uso para enfriamiento está conectada al depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento correspondiente al mismo a través de una bomba 420. La máquina 410 de fuente de calor de uso para calentamiento está conectada al depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento correspondiente al mismo a través de otra bomba 420. La máquina 400 de fuente de calor de uso para enfriamiento y la máquina 410 de fuente de calor de uso para calentamiento ajustan la temperatura del medio de intercambio de calor del depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento y la temperatura del medio de intercambio de calor del depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento mediante la realización, por ejemplo, de una operación nocturna.
El aparato 5 de circulación hace circular el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento entre el depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento y el acondicionador 1 de aire, y hace circular el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento entre el depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento y el acondicionador 1 de aire El aparato 5 de circulación incluye: el conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento; el conducto 700 de circulación de uso para calentamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento; las válvulas 23 de conmutación configuradas para conmutar un conducto que está en comunicación con el acondicionador 1 de aire entre el conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento y el conducto 700 de circulación de uso para calentamiento; y bombas 430 configuradas para alimentar los medios de intercambio de calor respectivos. Las válvulas 23 de conmutación son, por ejemplo, válvulas de solenoide que se abren/se cierran cuando se aplica/interrumpe la alimentación a las mismas.
El conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento incluye un conducto 520 principal delantero de uso para enfriamiento, un conducto 530 principal de retorno de uso para enfriamiento, un conducto 540 de ramificación delantero de uso para enfriamiento que se ramifica desde el conducto 520 principal delantero de uso para enfriamiento y un conducto 550 de ramificación de retorno de uso para enfriamiento que se ramifica desde el conducto 530 principal de retorno de uso para enfriamiento. El conducto 700 de circulación de uso para calentamiento incluye un conducto 560 principal delantero de uso para calentamiento, un conducto 570 principal de retorno de uso para calentamiento, un conducto 580 de ramificación delantero de uso para calentamiento que se ramifica desde el conducto 560 principal delantero de uso para calentamiento, y un conducto 590 de ramificación de retorno de uso para calentamiento que se ramifica desde el conducto 570 principal de retorno de uso para calentamiento. El conducto 540 de ramificación delantero de uso para enfriamiento, el conducto 580 de ramificación delantero de uso para calentamiento y una parte de conducto 60a delantero (descrita a continuación) del primer conducto 14 están conectadas entre sí mediante una válvula 23 (23a) de conmutación. El conducto 550 de ramificación de retorno de uso para enfriamiento, el conducto 590 de ramificación de retorno de uso para calentamiento y una parte de conducto 61a de retorno (descrita a continuación) del primer conducto 14 están conectados entre sí mediante la otra válvula 23 (23b) de conmutación. Se usan válvulas de derivación de tres vías como las válvulas 23 de conmutación.
Tal como se muestra en la Figura 9, el dispositivo 2 de control de acondicionador de aire incluye el detector 27 de condición de aire, el regulador 28 de temperatura/humedad, el primer controlador 29 de rendimiento de acondicionamiento de aire, el compensador 30 de rendimiento de acondicionamiento de aire, el primer enfriador 31 evaporativo, el controlador 32 de enfriamiento con aire exterior, y además, un conmutador 330 de medio de intercambio de calor y un regulador 340 de temperatura de calor almacenado.
Supóngase que hay una diferencia entre una condición de aire medida realmente (detectada) (por ejemplo, una temperatura) del espacio S a climatizar y una condición de aire preestablecida. En este caso, el conmutador 330 de medio de intercambio de calor: compara la condición de aire realmente medida del espacio S a climatizar con la condición de aire preestablecida; en base al resultado de la comparación, determina si causar que el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento del conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento fluya a través del acondicionador 1 de aire o si causar que el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento del conducto 700 de circulación de uso para calentamiento fluya a través del acondicionador 1 de aire; y, en base al resultado de la determinación, conmuta el estado de las válvulas 23 de conmutación. En este caso, el conmutador 330 de medio de intercambio de calor conmuta el estado de las válvulas 23 de conmutación después de detener el flujo del medio de intercambio de calor al acondicionador 1 de aire mediante la primera válvula 16 de regulación de flujo. Por ejemplo, si la temperatura medida realmente del espacio S a climatizar es más alta que la temperatura preestablecida, el conmutador 330 de medio de intercambio de calor causa que el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento fluya a través del acondicionador 1 de aire. Por otra parte, si la temperatura medida realmente del espacio S a climatizar es más baja que la temperatura preestablecida, el conmutador 330 de medio de intercambio de calor causa que el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento fluya a través del acondicionador 1 de aire. De esta manera, la operación de acondicionamiento de aire a realizar se conmuta automáticamente entre la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento y la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento. Debido a que el estado de las válvulas 23 de conmutación se conmuta después de la detención del flujo del medio de intercambio de calor al acondicionador 1 de aire, puede suprimirse el mezclado del medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento y del medio de intercambio de calor de uso para calentamiento. Esto hace posible reducir la irregularidad de la temperatura del aire usado para el acondicionamiento de aire suministrado al espacio S a climatizar y reduce la incomodidad causada por la misma. Esto hace posible también reducir los cambios de temperatura del medio de intercambio de calor del depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento y del medio de intercambio de calor del depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento, y reducir el consumo derrochador de energía para llevar las temperaturas de estos medios de intercambio de calor de nuevo a sus temperaturas preestablecidas.
Cuando la diferencia entre la condición de aire medida realmente (detectada) del espacio S a climatizar y la condición de aire preestablecida se hace mayor que la diferencia medida previamente en el momento de conmutar el estado de las válvulas 23 de conmutación, si el acondicionador 1 de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el regulador 340 de temperatura de calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento. Por otra parte, si el acondicionador 1 de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el regulador 340 de temperatura de calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento. Cuando la diferencia entre la condición de aire medida realmente del espacio S a climatizar y la condición de aire preestablecida se hace menor que la diferencia medida previamente en el momento de conmutar el estado de las válvulas 23 de conmutación, si el acondicionador 1 de aire está realizando una operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el regulador 340 de temperatura de calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito 300 de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento. Por otra parte, si el acondicionador 1 de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el regulador 340 de temperatura de calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito 310 de almacenamiento de calor de uso para calentamiento. Tal como se ha descrito de esta manera, según la variación en la carga de acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar, el aire usado para el acondicionamiento de aire puede ajustarse de manera precisa y exacta de manera esté en condiciones de aire adecuadas para el acondicionamiento de aire del espacio S a climatizar.
Cabe señalar que la presente invención no está limitada a las realizaciones descritas anteriormente. Por ejemplo, el número de acondicionadores 1 de aire puede aumentarse o reducirse libremente. El conducto 600 de circulación de uso para enfriamiento y el conducto 700 de circulación de uso para calentamiento pueden modificarse libremente a cualquiera de los diversos tipos de sistemas de conductos, tales como un sistema de retorno directo, un sistema de retorno inverso o una combinación de los mismos.
Debido a que la presente invención puede materializarse de diversas formas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones, las presentes realizaciones son, por lo tanto, ilustrativas y no restrictivas, ya que el alcance de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas, en lugar de por la descripción que precede a las mismas.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Sistema acondicionador de aire que comprende:
un acondicionador (1) de aire configurado para ajustar el aire usado para el acondicionamiento de aire de manera que esté en una condición de aire adecuada para el acondicionamiento de aire de un espacio (S) a climatizar, y para suministrar el aire usado para el acondicionamiento de aire al espacio (S) a climatizar; y un dispositivo (2) de control de acondicionador de aire configurado para controlar la operación del acondicionador (1) de aire, en el que
el acondicionador (1) de aire incluye:
un conducto (8) de aire exterior, a través del cual fluye el aire exterior;
un conducto (9) de aire de retorno, a través del cual fluye el aire de retorno;
un intercambiador (10) de calor de aire exterior, a través del cual fluye un medio de intercambio de calor y en el que el aire exterior del conducto (8) de aire exterior intercambia calor con el medio de intercambio de calor;
un intercambiador (11) de calor de aire de retorno, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor y en el que el aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno intercambia calor con el medio de intercambio de calor;
un humidificador (13) evaporativo de aire de retorno configurado para humidificar el aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno mediante la utilización de la evaporación de agua, y
un dispositivo (19) de ajuste de volumen de aire configurado para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto (8) de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno, y
el dispositivo (2) de control de acondicionador de aire incluye un primer enfriador (31) evaporativo
caracterizado por que el acondicionador (1) de aire incluye además un humidificador (12) evaporativo de aire exterior configurado para humidificar el aire exterior del conducto (8) de aire exterior mediante la utilización de la evaporación de agua; y porque el primer enfriador (31) evaporativo está configurado para operar uno o ambos de entre el humidificador (12) evaporativo de aire exterior y el humidificador (13) evaporativo de aire de retorno para realizar un enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire mientras se previene que el aire usado para el acondicionamiento de aire intercambie calor con el medio de intercambio de calor deteniendo un flujo del medio de intercambio de calor en el intercambiador (10) de calor de aire exterior o el intercambiador (11) de calor de aire de retorno y causar que alcance un punto P1 que indica la temperatura y la humedad del aire exterior y un punto P2 que indica la temperatura y la humedad del aire de retorno sobre una línea L de factor de calor sensible de 0,65 que pasa por un punto P que indica una temperatura objetivo y una humedad objetivo del aire de suministro en un gráfico psicrométrico,
cuando se opera uno o ambos de entre el humidificador (12) evaporativo de aire exterior y el humidificador (13) evaporativo de aire de retorno para realizar el enfriamiento evaporativo del aire usado para el acondicionamiento de aire, el primer enfriador (31) evaporativo está configurado para operar el dispositivo (19) de ajuste de volumen de aire para ajustar el volumen de aire del aire exterior del conducto (8) de aire exterior y el volumen de aire del aire de retorno del conducto (9) de aire de retorno para mover el punto de temperatura y de humedad del aire de suministro a lo largo de la línea L, causando de esta manera que el punto de temperatura y de humedad del aire de suministro alcance el punto P.
2. Sistema acondicionador de aire según la reivindicación 1, que comprende, además:
un depósito (3) de almacenamiento de calor configurado para almacenar el medio de intercambio de calor; una máquina (4) de fuente de calor configurada para ajustar una temperatura del medio de intercambio de calor, y cambiar un intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de enfriamiento del acondicionador de aire enfriando el medio de intercambio de calor y a un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de calentamiento del acondicionador de aire calentando el medio de intercambio de calor; y
una bomba (7) configurada para hacer circular el medio de intercambio de calor entre la máquina (4) de fuente de calor y el acondicionador (1) de aire.
3. Sistema acondicionador de aire según la reivindicación 1 o 2, que comprende, además:
un depósito (300) de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento del acondicionador (1) de aire;
un depósito (310) de almacenamiento de calor de uso para calentamiento configurado para almacenar un medio de intercambio de calor de uso para calentamiento cuya temperatura está comprendida en un intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento del acondicionador (1) de aire; y
un aparato (5) de circulación configurado para hacer circular el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento entre el depósito (300) de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento y el acondicionador (1) de aire, y hacer circular el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento entre el depósito (310) de almacenamiento de calor de uso para calentamiento y el acondicionador (1) de aire, en el que
el aparato (5) de circulación incluye:
un conducto (600) de circulación de uso para enfriamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento;
un conducto (700) de circulación de uso para calentamiento, a través del cual fluye el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento; y
una válvula (23) de conmutación configurada para conmutar un conducto que está en comunicación con el acondicionador (1) de aire entre el conducto (600) de circulación de uso para enfriamiento y el conducto (700) de circulación de uso para calentamiento, y
el dispositivo (2) de control de acondicionador de aire incluye un conmutador (330) de medio de intercambio de calor configurado para:
comparar una condición de aire medida realmente del espacio (S) a climatizar con una condición de aire preestablecida;
en base a un resultado de la comparación, determinar si causar que el medio de intercambio de calor de uso para enfriamiento cuya temperatura está comprendida en el intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento fluya a través del acondicionador (1) de aire o si causar que el medio de intercambio de calor de uso para calentamiento cuya temperatura está comprendida en el intervalo de temperaturas adecuado para la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento fluya a través del acondicionador (1) de aire; y
en base a un resultado de la determinación, conmutar un estado de la válvula (23) de conmutación.
4. Sistema acondicionador de aire según la reivindicación 3, en el que
el dispositivo (2) de control de acondicionador de aire incluye un regulador (340) de temperatura de calor almacenado,
cuando una diferencia entre la condición de aire medida realmente del espacio (S) a climatizar y la condición de aire preestablecida es mayor que la diferencia medida previamente en el momento de conmutar el estado de la válvula (23) de conmutación, si el acondicionador (1) de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el regulador (340) de temperatura de calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito (300) de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento, y si el acondicionador (1) de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el regular (340) de temperatura de calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito (310) de almacenamiento de calor de uso para calentamiento, y
cuando la diferencia entre la condición de aire medida realmente del espacio (S) a climatizar y la condición de aire preestablecida es menor que la diferencia medida previamente en el momento de conmutar el estado de la válvula (23) de conmutación, si el acondicionador (1) de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con enfriamiento, el regulador (340) de temperatura de calor almacenado emite una señal para elevar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito (300) de almacenamiento de calor de uso para enfriamiento, y si el acondicionador (1) de aire está realizando la operación de acondicionamiento de aire con calentamiento, el regulador (340) de temperatura de calor almacenado emite una señal para bajar el intervalo de temperaturas del medio de intercambio de calor del depósito (310) de almacenamiento de calor de uso para calentamiento.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111023533A (zh) * 2019-12-17 2020-04-17 福建瑞博恩环境科技有限公司 多功能直流旁通净化型全热交换机
CN111536591B (zh) * 2020-05-13 2021-12-17 广东美的制冷设备有限公司 新风空调及其空调控制方法、控制装置和可读存储介质
JP6951518B1 (ja) 2020-07-16 2021-10-20 木村工機株式会社 空気調和システム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3436898B2 (ja) * 1999-08-18 2003-08-18 株式会社東洋製作所 空気調和装置
JP4182494B2 (ja) * 2006-05-30 2008-11-19 木村工機株式会社 大温度差空調システム
JP4207166B2 (ja) 2006-08-17 2009-01-14 木村工機株式会社 除湿空調機
CN101101142B (zh) * 2006-10-23 2010-05-12 陈国宝 转轮式无冷凝水的节能环保空调
JP4966184B2 (ja) 2007-12-28 2012-07-04 株式会社東芝 空調制御装置および空調制御方法
JP2010002156A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Toyo Eng Works Ltd ヒートポンプ式空気調和装置
JP4746077B2 (ja) * 2008-07-23 2011-08-10 木村工機株式会社 ヒートポンプ空調システム
US20100204838A1 (en) * 2009-02-12 2010-08-12 Liebert Corporation Energy efficient air conditioning system and method utilizing variable capacity compressor and sensible heat ratio load matching
JP5848578B2 (ja) * 2011-10-25 2016-01-27 株式会社日立製作所 外気冷房システムおよびデータセンタ
JP5648119B1 (ja) * 2013-08-13 2015-01-07 木村工機株式会社 外気冷房機能付空調機
KR101560823B1 (ko) * 2014-04-21 2015-10-16 주식회사 경동나비엔 하이브리드형 히트펌프 장치
US10260762B2 (en) * 2014-09-30 2019-04-16 Mitsubishi Electric Corporartion Dehumidification device with mode selection control
JP5995337B1 (ja) 2015-05-15 2016-09-21 木村工機株式会社 加湿ユニット
CN106524317B (zh) * 2016-12-30 2022-04-01 山东华科规划建筑设计有限公司 一种分质热回收冷剂过冷再热空调器及其空气处理方法
CA2995017C (en) * 2017-03-01 2019-12-24 Kimura Kohki Co., Ltd. Air conditioner and air conditioning system including the same
JP6416975B1 (ja) * 2017-04-26 2018-10-31 木村工機株式会社 空気熱源ヒートポンプ式空調機

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