JPH0130061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は大型室内空間を有する建物における空
気調和装置に関する。

従来の技術 室内空間を有する建物の空気調和装置としては
大別して水を熱源とする水熱源ヒートポンプ方式
と、空気熱源ヒートポンプ方式と、がある。これ
らはいずれも個別空調方式を採用できるものであ
る。

発明が解決しようとする問題点 従来一般に採用されている水熱源ヒートポンプ
方式では水漏れや水質管理上多くの問題点があつ
た。これらの問題点を解消するために空気熱源ヒ
ートポンプ方式が開発された。しかしこれまでの
空気熱源ヒートポンプ方式では、特公昭56−
16344号に示すように、各室内を個別的に空調す
ることはできても、各室内の第２の空調ゾーン例
えばペリメーターゾーンと第１の空調ゾーン例え
ばインテリアゾーンとの間で合理的な熱のやりと
り、すなわち熱回収を行なうことはできなかつ
た。本発明は、室内の第２の空調ゾーンと第１の
空調ゾーンとで各々に生じる暖房と冷房との同時
要求に対し、冬期においては第１の空調ゾーンの
熱を速やかに回収しこれを第２の空調ゾーンの暖
房に利用することができ、又夏期には該第１の空
調ゾーンの熱を速やかに外気中へ放出するもので
ある。

問題を解消するための手段 今日多種のOA機器が会社、事務所等に導入さ
れている。これらの機器は人間の作業空間との関
係で、その多くが第１の空調ゾーン例えばインテ
リアゾーンへ設置されている。そしてこれらの機
器はその操作に伴なつて多大の熱を発生してい
る。このため、かかる事務所等では第２の空調ゾ
ーン例えばペリメーターゾーンにおいては暖房が
必要となつている冬期においても、第１の空調ゾ
ーンは常に冷房が必要となつている。これは、第
１の空調ゾーンとして、スタジオ、電算室、第２
の空調ゾーンとしてスタジオや電算室に近接する
事務室としたときも同様である。そこで本発明は
冬期にも冷房負荷の発生する第１の空調ゾーン、
及びこの第１の空調ゾーンで回収した熱を暖房に
使用できかつ冷媒配管の届く第２の空調ゾーンに
夫々独立作動の、冷媒式空気調和機を個別に設置
し、必要に応じ冷媒管及びダクトを介して空調機
での熱の授受を可能としたものである。

作 用 本発明装置では第１の空調ゾーンを冷房し上記
機器を最適条件下で作動させると共に、特に冬期
において該機器からの熱を第２の空調ゾーンの室
内機内熱交換器によつて回収してこれを第２の空
調ゾーンの暖房に使用し、もつて暖房エネルギの
節約を図るものである。

実施例 以下の実施例においては、第１の空調ゾーン即
ち冬期にも冷房負荷の発生する場合としてインテ
リアゾーンを、又、第２の空調ゾーン即ち第１の
空調ゾーンで回収した熱を暖房に使用できかつ冷
媒配管の届く場所（概略15米）としてペリメータ
ーゾーンを例記して述べる。

第１図は本発明空調機の冬期の作用状態を示
す。

事務空間のうち、インテリアゾーン１２には発
熱機器が設置されており、冬期といえども冷房を
施し当該機器周辺環境の温度上昇を防止する必要
がある。一方ペリメータゾーン１０には暖房を施
こす必要がある。

ペリメータゾーン１０及びインテリアゾーン１
２の上方の天井内１４には夫々冷媒使用による空
調機１６，１８が設置されている。これらの空調
機１６，１８はそれ自体公知のもので夫々室外機
１６ａ，１８ａと室内機１６ｂ，１８ｂとから成
つている。

室内機１６ｂ，１８ｂは夫々室内送風ダクト２
０，２２と室内吸気ダクト２４，２６とによつて
ペリメーターゾーン１０及びインテリアゾーン１
２へ連通している。

また室外機１６ａ，１８ａは夫々排気ダクト２
８，３０と給気ダクト３２，３４とによつて共に
戸外へ連通している。

ペリメーター側空調機１６の室外機１６ａには
１つの熱交換器１６ｃが設けてある。室内機１６
ｂには２つの熱交換器１６ｄ，１６ｅが設けてあ
る。一方インテリア側空調機１８の室外機１８ａ
及び室内機１８ｂには夫々１つの熱交換器１８
ｃ，１８ｄが設けてある。各熱交換器には冷媒が
封入されている。

ペリメーター側室外機の熱交換器１６ｃと、ペ
リメーター側室内機の１つの熱交換器１６ｄと、
は夫々中間に圧縮機３６及びキヤピラリチユーブ
４０を有する導管３８，４２により互いに連結さ
れている。

インテリア側室外機の熱交換器１８ｃと、イン
テリア側室内機の熱交換器１８ｄとは、同様に中
間に圧縮機４４を有する導管４６，４７、及びキ
ヤピラリチユーブ４８などを有する導管５０，５
１により互いに連結されている。

またペリメーター側室内機１６ｂ内の第２の熱
交換器１６ｅから出る導管５２，５４が、夫々イ
ンテリア側の熱交換器１８ｃ，１８ｄ同士を連結
している各導管５０，５１，４６，４７へ連結し
ている。従つて、インテリア側室内機の熱交換器
１８ｄからの冷媒は、導管４７から圧縮機４４を
介して、導管４６を通つてインテリア側室外機の
熱交換器１８ｃへも流入出来、また導管５４を通
つてペリメーター側室内機の第２熱交換器１６ｅ
へも流入出来る。同様にインテリア側室内機の熱
交換器１８ｄには、冷媒が、インテリア側室外機
の熱交換器１８ｃから導管５０を通りキヤピラリ
チユーブ４８などを経て導管５１を通り、またペ
リメーター側室内機の第２の熱交換器１６ｅから
導管５２を通りキヤピラリチユーブ４８など経て
導管５１を通つて循環することができる。

しかして、これらの流路はペリメーターゾーン
サーモスタツト５６により適宜弁制御される。

第１図に示す冬期作動は、インテリア側負荷と
ペリメーター側負荷とがバランスしている場合で
ある。ペリメーターゾーンサーモスタツト５６が
インテリア側室内機の熱交換器１８ｄをペリメー
ター側室内機の第２熱交換器１６ｅへのみ連通し
ている。

第１図においては、ペリメーター側を暖房し、
インテリア側を冷房する必要がある。このために
はペリメーター側室内機の第２熱交換器１６ｅを
凝縮器として作動させると共に該熱交換器１６ｅ
へ連通するインテリア側室内機の熱交換器１８ｄ
を蒸発器として作動させればよい。なおその他の
熱交換器１６ｃ，１６ｄ，１８ｃは不作動であ
る。即ちインテリア側の空気が室内吸気ダクト２
６を介して室内機１８ｂへ入り、蒸発器として作
用している熱交換器１８ｄ内の冷媒の蒸発作用に
よつて該空気が冷却されて室内送風ダクト２２に
よりインテリア側へ放出され、こうしてその部分
の冷房が行なわれる。一方インテリア側から回収
された熱エネルギを有する冷媒は、導管４７から
導管５４を介してペリメーター側室内機１６ｂの
凝縮器として作用する熱交換器１６ｅへ入り凝縮
作用により熱を放出する。この熱によりペリメー
ター側の室内吸気ダクト２４から入り室内送風ダ
クト２０から流出する空気が加熱され、これによ
りペリメーター側の暖房が行なわれる。ここで凝
縮した液体冷媒は導管５２からキヤピラリチユー
ブ４８などへ入りここで減圧され、導管５１を介
して熱交換器１８ｄへ再び入り上記作用を繰返
す。

ここでインテリアゾーン空調機によるインテリ
アゾーンの室温は専用のサーモスタツト（図示な
し）で制御され、またペリメーターゾーン空調機
によるペリメーターゾーンの室温は専用のサーモ
スタツト（図示なし）で制御される。

第２及び３図は第１図と同様に冬期の作動状態
を示す。ペリメーターゾーン１０の暖房がインテ
リアゾーン１２からの熱でバランスしている場合
即ち両ゾーン１０，１２の熱負荷が互いにバラン
スしている場合を第１図に示したが、第３図は、
ペリメーターゾーン１０の暖房負荷が大きい場合
の作動状態を示す。この場合において第１図と異
なる点は、ペリメーターゾーン１０の、室外機１
６ａ熱交換器１６ｃと、室内機１６ｂの熱交換器
１６ｄと、を作動させていることである。即ち、
ペリメーターゾーン１０の暖房負荷を充当するた
めに、ペリメーターゾーン１０の室内機１６ｂの
熱交換器１６ｄを凝縮器として作動し、室外機１
６ａの熱交換器１６ｃを蒸発器として作動させる
ものである。かかる作動によりペリメーターゾー
ン１０は２つの熱交換器１６ｄ，１６ｅの作用に
より暖房され所期の目的が達成出来ることにな
る。

第２図はペリメーターゾーン１０の暖房負荷が
小さい場合の作動状態を示す。この場合において
第１図と異なる点は、インテリアゾーン１２の室
外機用熱交換器１８ｃを同時に作動させているこ
とである。即ちペリメーターゾーン１０の暖房負
荷が小さいためインテリアゾーン１２の室外機用
熱交換器１８ｃをペリメーターゾーンの室内機用
熱交換器１６ｅと同時に凝縮器として作動させる
ものである。かかる作動により冷媒の液化が２つ
の熱交換器１６ｅ，１８ｃによつて行なわれ、そ
の結果、ペリメーターゾーンの暖房負荷が小さく
なつた場合に放熱しなければならない熱を熱交換
器１８ｃにて処理しインテリアゾーン１２の室外
機用排気ダクト３０から戸外へ熱を放出するので
ある。

このようにしてペリメーターゾーン１０の空気
調和は３段階にわたつて最適になしうるものであ
る。

勿論必要ならペリメーターゾーン１０及びイン
テリアゾーン１２を共に暖房するためにペリメー
ターゾーン１０の室内側熱交換器１６ｄとインテ
リアゾーン１２の室内側熱交換器１８ｄとを凝縮
器として、又、ペリメーターゾーン１０の室外側
熱交換器１６ｃとインテリアゾーン１２の室外側
熱交換器１８ｃとを蒸発器として作用させること
もできる。またペリメーターゾーン１０だけ又は
インテリアゾーン１２だけの空気調和も同様に自
由になしうるものである。

第４図は夏期における作動状態を示す。この時
期にはペリメーターゾーン及びインテリアゾーン
を共に冷房する必要がある。このために各々専用
のサーモスタツト（図示なし）により、インテリ
ア側室内機の熱交換器１８ｄとインテリア側室外
機の熱交換器１８ｃとの組み合わせで運転され、
またペリメーター側室内機の第１熱交換器１６ｄ
とペリメーター側室外機の熱交換器１６ｃとの組
み合わせで運転される。このときペリメーター側
室内機の第２熱交換器１６ｅは不作動である。然
してインテリア側及びペリメーター側の室内機の
熱交換器１８ｄ，１６ｄを蒸発器として、又室外
機の熱交換器１８ｃ，１６ｃを凝縮器として作用
させる。

即ちインテリアゾーン１２におけるOA機器の
発する高温空気及びペリメーターゾーン１０の高
温空気は、夫々室内吸気ダクト２６，２４を介し
て室内機１８ｂ，１６ｂへ吸込まれる。ここでこ
の空気は今や蒸発器として作動する熱交換器１８
ｄ，１６ｄによつて冷却され、夫々室内送風ダク
ト２２，２０からインテリアゾーン１２及びペリ
メーターゾーン１０へ吹き出され、それらのゾー
ンを冷房する。

一方、室内の熱エネルギを内有した冷媒は夫々
室外機１６ａ，１８ａ内の今や凝縮器として作用
する熱交換器１６ｃ，１８ｃへ入り、ここでその
熱を放出する。ここで放出された熱は、夫々給気
ダクト３２，３４を介して室外機１６ａ，１８ａ
へ入り、排気ダクト２８，３０を介して戸外へ排
出される。

このように本発明においては、冬期作動時に、
インテリアゾーンにて回収した熱を、外気へ排出
することなく、ペリメーターゾーンへ放出するこ
とによりペリメーターゾーンの暖房エネルギを著
るしくセーブできるのである。即ちインテリアゾ
ーンの熱をインテリア処理用ヒートポンプにて冷
媒に回収し、この熱をペリメーター処理用ヒート
ポンプ内の放熱コイルにて放熱しこれを暖房用の
熱として利用するものである。これは特に大規模
ビルへの利用において有利であり、個別空調方式
における熱回収システムの設計が行ないやすくな
るという利点を有している。

なお上述実施例ではペリメーター側天井内とイ
ンテリア側天井内とに夫々１基づつの空調機を設
置したが、勿論それ以上の空調機を同時に使用し
たりまたペリメーター側天井内に全ての空調機を
設置することも可能であり、更にセパレートタイ
プの空調機の利用も出来るものである。

また第１の空調ゾーンとしてはインテリアゾー
ン以外に冬期にも冷房負荷の発生するスタジオ、
電算室その他の場所があり、また第２の空調ゾー
ンとしてはペリメーターゾーン以外に第１の空調
ゾーンで回収した熱を暖房に使用できかつ冷媒配
管の屈くような、スタジオや電算室に近接する事
務室その他の場所がある。

発明の効果 冬期に第１の空調ゾーンの冷房負荷処理で得ら
れる熱を、同時期の第２の空調ゾーンの暖房負荷
処理に最大限利用出来著るしい省エネルギ効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明における冬
期の作動状態を示す図、第４図は夏期の作動状態
を示す図である。 符号の説明、１０：ペリメーターゾーン、１
２：インテリアゾーン、１４：天井内、１６，１
８：空調機、１６ａ，１８ａ：室外機、１６ｂ，
１８ｂ：室内機、２０，２２：室内送風ダクト、
２４，２６：室内吸気ダクト、２８，３０：排気
ダクト、３２，３４：給気ダクト、３６，４４：
圧縮機、４０，４８：キヤピラリチユーブ、５
６：ペリメーターゾーンサーモスタツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１の空調ゾーン１２の冷房負荷処理で得ら
   れた熱を回収しこの熱を第２の空調ゾーン１０の
   暖房負荷処理に使用する冷媒を熱回収手段とした
   熱回収システムであつて 第２の空調ゾーン用空調機１６の室内機１６ｂ
   に収容されている熱交換器１６ｅと、第１の空調
   ゾーン用空調機１８の室内機１８ｂに収容されて
   いる熱交換器１８ｄと直結し、該第２ゾーン用空
   調機１６内熱交換器１６ｅを凝縮器として、又該
   第１の空調ゾーン用空調機１８の熱交換器１８ｄ
   を蒸発器として冷媒サイクルを作動させることを
   特徴とする熱回収システム。 ２ 第１の空調ゾーン用空調機１８の室外機１８
   ａに収容されている熱交換器１８ｃを、前記第２
   の空調ゾーン用空調機１６の室内機１６ｂに収容
   されている熱交換器１６ｅと、第１の空調ゾーン
   用空調機１８の室内機１８ｂに収容されている熱
   交換器１８ｄと、に直結し、該第２の空調ゾーン
   用空調機１６内熱交換器１６ｅ及び該第１の空調
   ゾーン用空調機１８内熱交換器１８ｃを凝縮器と
   して、又該第１の空調ゾーン用空調機１８の熱交
   換器１８ｄを蒸発器として冷媒サイクルを作動さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の熱回収システム。 ３ 給気ダクト３２と排気ダクト２８とを介して
   外気に連通している第２の空調ゾーン用空調機１
   ６の室外機１６ａが１つの熱交換器１６ｃを有
   し、空内送風ダクト２０と室内吸気ダクト２４を
   介して第２の空調ゾーンに連通している第２の空
   調ゾーン用空調機１６の室内機１６ｂが２つの熱
   交換器１６ｄ，１６ｅを有し、給気ダクト３４と
   排気ダクト３０とを介して外気に連通している第
   １の空調ゾーン用空調機１８の室外機１８ａが１
   つの熱交換器１８ｃを有し、室内送風ダクト２２
   と室内吸気ダクト２６とを介して第１の空調ゾー
   ンに連通している第１の空調ゾーン用空調機１８
   の室内機１８ｂが１つの熱交換器１８ｄを有し、
   第２の空調ゾーン用空調機１６の室外機熱交換器
   １６ｃが第２の空調ゾーン用空調機１６の室内機
   １６ｂの第１熱交換器１６ｄと連結し、第１の空
   調ゾーン用空調機１８の室外機熱交換器１８ｃが
   第１の空調ゾーン用空調機１８の室内機熱交換器
   １８ｄと連結しているとともに第２の空調ゾーン
   用空調機１６の室外機１６ｂの第２の熱交換器１
   ６ｅも第１の空調ゾーン用空調機１８の室外機熱
   交換器１８ｃと連結しており、第１の空調ゾーン
   用空調機１８の室外機熱交換器１８ｄを通過した
   冷媒を前記第２の空調ゾーン用空調機１６の室内
   機第２熱交換器１６ｅおよび第１の空調ゾーン用
   空調機１８の室外機熱交換器１８ｃのいずれか１
   方あるいは両方へ熱負荷量に対応した必要量を送
   るための第２の空調ゾーンサーモスタツトにて制
   御される制御手段５６を有しており、熱回収時に
   は、該制御手段５６が第１の空調ゾーン用室内機
   の熱交換器１８ｄを第２空調ゾーン用室内機の第
   ２熱交換器１６ｅあるいは１６ｅおよび１８ｃへ
   連結し、非熱回収時には該制御手段５６が第１の
   空調ゾーン用空内機の熱交換器１８ｄを第１の空
   調ゾーン用室外機の熱交換器１８ｃへ連結した特
   許請求の範囲第２項記載の熱回収システム。 ４ 第２の空調ゾーン用空調機にて室内吸気ダク
   ト２４を経た空気が最初に１６ｅ、そのあと１６
   ｄを通つて、給気ダクト２０を経て室内に送風さ
   せることで回収熱を優先的に最大限利用すること
   ができる特許請求の範囲第２項記載の熱回収シス
   テム。 ５ 全ての空調機を天井内に収納している特許請
   求の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項
   記載の熱回収システム。 ６ 第１の空調ゾーンがインテリアゾーンで、第
   ２の空調ゾーンがペリメーターゾーンであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又
   は第３項又は第４項又は第５項記載の熱回収シス
   テム。 ７ 第１の空調ゾーンがスタジオで、第２の空調
   ゾーンがこれに近接する事務室であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３
   項又は第４項又は第５項記載の熱回収システム。 ８ 第１の空調ゾーンが電算室で第２の空調ゾー
   ンがこれに近接する事務室であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項又
   は第４項又は第５項記載の熱回収システム。