JPH0452592Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、吸込み空気を調和させるのに必要な
熱エネルギーを低減させてた空気調和装置に関す
る。

（従来の技術） 工場建屋内に吹き込まれる空気、或いは塗装ブ
ース内に吹き込まれる空気を温調するために用い
られる一般的な空気調和装置（以下空調装置）
は、吸込み空気を加熱、加湿、冷却、減湿の何れ
か、又は複数の空気調和機能ができるようになつ
ている。従来の空気調和装置は例えば第５図に示
すように、空気流入口１０ａと空気流出口１０ｂ
とを有するケーシング１０の空気流入口１０ａの
部分に吸込み空気の過用のエアフイルター１が
取付けられ、更にケーシング１０内には冷却及び
減湿用の冷却コイル２と、加湿用の加湿手段４
と、減湿用の水切板６と、加熱及び減湿用の加熱
コイル７と、送風機９とが配設されている。前記
冷却コイル２には冷水管３からの冷却水が供給さ
れるようになつており、加湿手段４にはこの中に
組み込まれたスプレーに水を供給するための水管
５が接続され、更に加熱コイル７には温水管８か
ら温水が供給されるようになつている。

第５図において左右端の矢印は空気の流通方向
を示し、各水管の矢印は管内の流体の流通方向を
示している。

吸込み空気を加熱する場合は、温水管８を介し
て加熱コイル７に温水を供給することにより当該
加熱コイル７を通過する空気は熱交換作用により
加熱される。一方冷却する場合は、冷水管３を介
して冷却コイル２に冷水を供給することにより同
じ作用で冷却される。

又吸込み空気を加湿する場合は、水管５を介し
て加湿手段４に温水を供給する。一方減湿する場
合は、冷却コイル２に冷水を供給して吹込空気を
飽和状態付近まで冷却し、水切板６により結露し
た水を取除いた後、加熱コイル８に温水を供給し
て空気を再加熱する。

（考案が解決しようとする問題点） 上記従来技術の空気調和装置においては、主と
して冬期のように吹込空気を加熱する必要がある
場合には、加熱コイル７に温水等の熱媒を供給し
ており、この熱媒を加熱すると共に加湿手段４に
供給するための温水を得るのに必要な熱エネルギ
ーは全てその目的のために発生させる必要があ
る。

また、前記熱媒等を加熱する際の熱エネルギー
の交換効率を高めるために、熱媒等の温度レベル
を給気の温度レベルに比較して数10度から百数10
度、場合によつては数百度程度にまで高めてお
り、熱エネルギーの有効率が低く、エネルギー消
費型となつてしまうという問題点があつた。

本考案は上記従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、装置を従来装置に比して大幅に改
良することなく熱エネルギーを低減させることを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は空気流出口
と空気流入口とを有するケーシング内に、加熱コ
イルと加湿手段と冷却コイルとを備えてなる空気
調和装置において、前記冷却コイル内に冷水を供
給する冷水供給管にコイル温水供給管を接続し、
前記冷却コイル内からの吐出冷水を案内する冷水
排出管に温水排出管を接続し、発熱源により加熱
される熱交換用コイルの出口に前記温水供給管を
接続すると共に、前記熱交換用コイルの入口に前
記温水排出管を接続し、前記冷却コイルを補助加
熱用のコイルとしても使用し得るようにしたこと
を特徴とする空気調和装置である。

（作用） 上記構成によれば、主として冬期のように外気
をケーシングの空気流入口から吸入して加熱した
後に、空気流出口から工場建屋内等の所定の部位
に加熱空気を供給する場合には、主として夏期に
空気を冷却するために用いられる冷却コイルに、
温水を循環させる。この温水は電着塗装設備の電
着槽等のように工場に設置された発熱源を利用
し、この発熱源により加熱される熱交換用コイル
から供給される。このように、冷却コイルは空気
を加熱する場合には補助加熱用のコイルとしても
利用され、加熱に必要な熱エネルギーを低減させ
ることが可能となる。

（実施例） 以下、図示する本考案の実施例に基いて詳細に
説明する。

第１図は本考案の第１実施例に係る空調装置を
示す図であり、第５図に示す一般的な空調装置に
おける部位と共通する部位には同一の符号を付し
てある。

図示実施例にあつては、空調装置ケーシング１
０の右方の空気流入口１０ａには過フイルター
１が設けられており、ケーシング１０内には空気
流通の上流側から順に、冷却２、加湿手段４、水
切板６、加熱コイル７が配設されている。ケーシ
ング１０の左方には空調を施した空気を空気流出
口１０ｂから所定の場所に送るべく送風機９が設
置されている。ケーシング１０内の冷却コイル２
とケーシング１０の天井との間にはバイパス風路
１１が形成されており、このバイパス風路１１を
通る空気の風量を調節するダンパー１２がこの風
路１１内に設けられている。尚、このバイパス風
路１１を形成することなく、第１図において符号
１３で示す位置にまでケーシング１０を形成する
ようにしても良いが、ダンパー１２を閉じれば、
これと同様な状態となる。

冷却コイル２に冷水を案内する冷水管３は、冷
却コイル２に冷水を供給するための冷水供給管３
ａと、冷水コイル２内からの吐出冷水を案内する
冷水排出管３ｂとからなり、これらの管３ａ，３
ｂは図示しない冷水源に接続されている。冷水供
給管３ａにはこれに分岐させて温水供給管２０ａ
が接続され、冷水排出管３ｂにはこれに分岐させ
て温水排出管２０ｂが接続されている。符号Ａ，
Ｂはそれぞれ分岐点を示す。

そして、前記温水供給管２０ａは熱交換用コイ
ル１５ａの出口に接続され、前記温水排出管２０
ｂは熱交換用コイル１５ａの入口に接続されてい
る。この熱交換用コイル１５ａは電着塗装設備の
電着槽１５内の電着液を発熱源として利用して、
これにより加熱されるようになつている。この熱
交換用コイル１５ａは電着槽内の電着液を冷却す
るためにも使用されることから、温水排出管２０
ｂにはクーリングタワー１８が接続され、更にこ
のクーリングタワー１８を通つた水を熱交換用コ
イル１５ａに供給するためのポンプ１９が温水排
出管２０ｂに設けられている。

温水供給管２０ａと温水排出管２０ｂとの間に
は、バイパス路２１が設けられ、このバイパス路
２１と温水排出管２０ｂとの接続部には、三方コ
ツク等からなる切替弁１４が設けられている。こ
の切替弁１４を作動することにより、温水供給管
２０ａに熱交換用コイル１５ａから流出した温水
をバイパス路２１を介して温水排出管２０ｂに案
内させ、電着槽１５内の電着液の冷却を行なうこ
ともできる。そして、切替弁１４を上述した場合
とは逆に作動させることによつて、電着液の冷却
と同時に熱交換用コイル１５ａ内で温水となつた
水を冷水コイル２に供給することができる。冷水
供給管３ａと冷水排出管３ｂにはそれぞれ開閉弁
２２が設けられ、温水供給管２０ａと温水排出管
２０ｂにはそれぞれ開閉弁２３が設けられてい
る。ケーシング１０内に空気吸込口及び温水供給
管２０ａにはそれぞれ吹込空気温度と、電着槽１
５により加熱された後の冷却水、つまり温水の温
度を測定すべく温度センサー１６が設けられてお
り、前記それぞれのセンサー１６からの信号を制
御手段１７に送り、ここからの信号により切替弁
１４の開度量を制御するようになつている。

次に第１図に示す空調装置を用いて主として冬
期等において空気流入口１０ａからの吹込空気を
加熱する手順について説明する。

まず、冷却コイル２の冷水管３の開閉弁２２を
閉鎖し、温水供給管２０ａと温水排出管２０ｂの
開閉弁２３を開放し、更に、ダンパ１２を閉鎖さ
せる。クーリングタワー１８により冷却された温
水は、ポンプ１９によつて吸引されて温水排出管
２０ｂにより電着槽１５内に熱交換用コイル１５
ａに案内される。クーリングタワー１８により冷
却された水は電着槽１５によつて加熱された後、
その水温が吸込み空気温度より高い場合は、制御
手段１７からの信号により切替弁１４が作動し、
熱交換用コイル１５から温水供給管２０ａを通つ
て冷却コイル２に案内され、空気りゆうにゆうく
ち１０ａからの吸込み空気を予熱する。当該冷却
コイル２で冷却された温水は温水排出管２０ｂに
よつてクーリングタワー１８に戻る。これにより
電着槽１５の排熱を利用して吸込み空気を予熱す
ることができる。予熱後の空気は加湿器４で所定
の湿度に加湿された後、加熱コイル７で所定の温
度に加熱され給気される。又吸込み空気温度が電
着槽１５で加熱された熱交換用コイル１５ａ内の
水の温度より高温の場合は、制御手段１７からの
信号により切替弁１４が作動し、水はバイパス路
２１により冷却コイル２を回避してクーリングタ
ワー１８に直接戻る。この回路によつて吸込み空
気が逆に冷却されるのを防止する。

一方、第１図に示す空調装置を用いて吸込み空
気を冷却、減湿する手順について説明する。

冷却コイル２の水管３の開閉弁２２をそれぞれ
開放し、温水供給管２０ａと温水排出管２０ｂの
開閉弁２３を閉鎖する。これにより、過フイル
ター１により清浄された空気は、風量調節ダンパ
ー１２にて冷却コイル２を通過する空気と、バイ
パス回路１１を通過する空気に分岐し、冷却コイ
ル２の下流で混合され、送風機９により給気され
る。このときには、加熱コイル７は運転しなくて
よい。ここで、冷却コイル２を通過した空気は低
温多湿の空気で、この空気に比してバイパス風路
１１を通過する空気は高温低湿であるため、これ
らが混合された後の空気は、バイパス風路１１を
通過する空気に加熱されて相対湿度が低下する。
これにより加熱コイル７の運転なしで冷却、減湿
することができる。

第２図は本考案の第２実施例に係る空調装置を
示す図であり、前記実施例における部位と共通す
る部位には同一の符号を付してある。

図示実施例にあつてはコンデンサ（凝縮器）２
４ａとエバポレータ（蒸発器）２４ｂとを有する
冷凍機２４を有し、コンデンサ２４ａは温水供給
管２０ａと温水排出管２０ｂとの間に接続されて
いる。また、エバポレータ２４ｂは電着槽１５内
に設けられた熱交換用コイル１５ａに循環路２５
により接続されている。したがつて、冷凍機２４
により電着槽１５内の電着液が冷却されると共
に、冷却コイル２内には熱交換用コイルとしての
コンデンサ２４ａで加熱された温水が流入し、吸
込み空気を予熱するようになつている。又ケーシ
ング１０の空気流入口１９ａは内気吸込口２８と
外気吸込口２９とに分割されており、外気吸込口
２９はバイパス風路１１に開口している。当該外
気吹込口２９には空気濾過フイルター２７が設け
られ、ダンパー１２にて冷却コイル２を通過する
空気と通過しない空気の混合量を調節できるよう
になつている。又ダンパー２６は冷却コイル２を
通過する前の内気と外気の混合量が調節できるよ
うになつている。尚、吸込み空気の冷却手順は、
前記第１実施例と同一である。また、仮想線１３
で示すようなダクトの形状とすることも可能であ
る。

第３図は本考案の第３実施例に係る空調装置を
示する図であり、前記実施例における部位と共通
する部位には同一の符号を付してある。

図示実施例にあつては、複数の電着槽１５を有
しており、これらの電着槽１５を冷却するために
クーリングタワー１８と冷凍機２４とを有すると
共に、電着槽１５を発熱源としてここで加熱され
た温水を冷却コイル２に循環させ、更に前記冷凍
機２４で冷却された冷水を冷却コイル２にも供給
し得るようにしている。

したがつて、この場合には冷水供給管３ａの上
流側が温水供給管２０ａとなり、冷水排出管３ｂ
の下流側が温水排出管２０ｂとなつている。温水
排出管２０ｂには、ループ状となつた冷水循環路
２６が接続され、この冷水循環路２６には冷凍機
２４を構成するコンデンサ２４ａが接続されてい
る。

それぞれ電着槽１５内に設けられ、これらの中
の電着液と熱交換される２つの熱交換用コイル１
５ａはループ状の水循環路２７に相互に並列に接
続されている。この水循環路２７のうち熱交換用
コイル１５ａの出口と、前記冷水供給管３ａとの
間には前記温水供給管２０ａが接続されている。
前記水循環路２７のうち前記熱交換用コイル１５
ａの入口と前記冷水供給管３ａとの間には冷水管
２８が接続されている。符号Ａはこの冷水管２８
と冷水供給管３ａとの接続部を示す。

前記冷水循環路２６には冷凍機２４を構成する
コンデンサ２４ａが組込まれている。前記冷水循
環路２６のうちコンデンサ２４ａの上流部と、前
記水循環路２７のうち前記エバポレータ２４ｂの
下流部との間には、バイパス管路２９が接続され
ている。符号３０は冷水循環路２６に設けられた
開閉弁を示し、符号３１はバイパス管路２９に設
けられた開閉弁を示す。更に、前記冷水管２８に
は開閉弁３２が設けられ、温水供給管２８には２
０ａには開閉弁３３が設けられ、水循環路２７に
は開閉弁３４が設けられ、温水排出管２０ｂには
開閉弁３６が設けられている。また、温水排出管
２０ｂと水循環路２７との間には、開閉弁３５を
有するバイパス路３７が接続されている。

第３図に示す実施例において、まず冷却コイル
２を加熱して吸込み気を加熱し、電着槽１５を冷
凍機２４により冷却する場合は、開閉弁３０，３
３，３５を開放し、開閉弁３１，３２，３４，３
６を閉鎖する。冷凍機２４により冷却された冷水
は水循環路２７により電着槽１５内の熱交換用コ
イル１５ａに案内され加熱される。この後、温水
は温水供給管２０ａ及び冷水供給管３ａにより冷
却コイル２に案内され、吸込み空気を予熱する。
この冷却コイル２で冷却された温水は冷却水排出
管３ｂ、及び温水排出管２０ｂを通つて冷水循環
路２６に戻る。温水供給管２０ａにより案内され
る温水ないし冷水は、前記実施例と同じく温水セ
ンサー１６からの信号が入力される制御手段１７
により切替弁１４が作動し、温水供給管２０ａか
ら冷却コイル２を循環するか、或いはバイパス管
２１及び３７により冷凍機２４に戻るかを選択す
る回路となつている。

次に吸込み空気を加熱し電着槽１５をクーリン
グタワー１８にて冷却する場合は、開閉弁３１，
３３，３６を解放し、開閉弁３０，３２，３４，
３５を閉鎖する。この場合は、複数の電着槽１５
が並設されている以外は、前記第１実施例と同一
の回路となり、冷却手順も第１実施例と同一とな
る。

これにより、電着槽を冷凍機にて冷却する場
合、或いはクーリングタワーにて冷却する場合の
何れの場合も当該電着槽にて発生する排熱を、吸
込み空気の余熱のための発熱源として利用するこ
とができる。

一方、吸込み空気を冷却、減湿する場合は、開
閉弁３０，３２，３４，３５を開放し、開閉弁３
１，３３，３６を閉鎖すれば、冷凍機２４にて冷
却された冷水が冷却コイル２に案内され循環する
回路となつており、吸込み空気は前記第１実施例
と同一に冷却及び減湿される。

第４図は本考案の第４実施例に係る空調装置を
示する図であり、前記実施例における部位と共通
する部位には同一の符号を付してある。

図示実施例にあつては、空調装置ケーシングを
第５図に示すと同様に、冷却コイルに吸込み空気
が非冷却の状態で流通する隙間３９を設けた実施
例であり、空調装置の天井部に空間的な制限があ
る場合は本実施例を実施することにより、効果な
設備費を費やすことなく、冷却及び減湿時の熱エ
ネルギーが低減できる。

次に第６図、第７図及び第８図、第９図を参照
しつつ、第５図に示す従来例と第１図に示す本考
案との実験結果について説明する。

第６図Ａは第５図に示す従来の空調装置の加熱
時及び図示しない従来の電着塗装設備の実験デー
タを示す概略図であり、この場合の空調装置は空
気温度10.0℃、相対湿度（RH）が50％の吸込み
空気2540m³／minを18.0℃、80％に加温、加湿す
るのには1040000Kcal／Ｈの熱エネルギーが必要
となつている。一方、第６図Ｂに示す電着塗装設
備においては、電着槽１５にて発生する熱エネル
ギーは450000Kcal／Ｈで、これを水温14.0℃、流
量1500／minの冷水で冷却すると当該冷水は
19.0℃の温水に加熱される。

これに対して、第１図に示す本考案の第１実施
例に係る空調装置の加熱時の実験結果は第７図に
示す通りである。

この実験によると、電着槽１５にて加熱された
水温19.0℃、流量1500／minの冷水を冷却コイ
ル２に供給することにより、空気温度10.0℃、相
対温度50％の吸込み空気2540m³／minは15.8℃に
予熱され、当該空気を18.0℃80％に加熱、加湿す
るためには805000Kcal／Ｈの熱エネルギーで足
り、235000Kcal／Ｈの熱エネルギーを低減でき
る。

第８図は第５図に示す従来の空調装置の冷却時
の実験データを示する概略図であり、この場合に
は空気温度33℃、相対湿度70％の吸込み空気8350
m³／minを26.8℃に冷却するためには
1030000Kcal／Ｈの熱エネルギーが必要で、更に
相対湿度を89％まで去るために再度加熱するのに
30000Kcal／Ｈの熱エネルギーを必要としてい
る。この空気は最後に送風機の発熱により加熱さ
れ30.3℃、82％となるが合計1330000Kcal／Ｈの
熱エネルギーを消費する。

これに対して第１図に示す本考案の第１実施例
に係る空調装置の冷却時の実験結果は第９図に示
す通りである。

この実験では、空気温度33℃、相対湿度70％の
吸込み空気8350m³／minを風量調節ダンパ１２に
て半量（4173m³／min）づつに分岐させた場合を
示しており、冷却コイル２にて25.7℃まで冷却す
るのに必要な熱エネルギーは800000Kcal／Ｈと
なる。次に分岐した33℃、70％の空気と25.7℃、
100％の空気が混合して29.4℃、83％となり、送
風機の発熱により30.9℃、76％に加熱され給気さ
れる。これにより加熱コイル７への熱エネルギー
が不要となり800000lcal／Ｈの熱エネルギーで冷
却が可能となり、第８図に示す従来の空調装置よ
り530000Kcal／Ｈの熱エネルギーが低減できる。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、空調装置の冷
却コイルに電着槽等の発熱源からの温水を供給す
るようにしたので、空気流入口からの吸込み空気
を加熱する場合は、電着槽等の発熱源から発生す
る熱エネルギーを利用でき、吸込み空気を加熱す
る場合における空気調和に必要な熱エネルギーを
低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る空調装置を示
す断面図、第２，３，４図はそれぞれ本考案の他
の実施例に係る空調装置を示し断面図、第５図は
従来の空調装置を示する断面図、第６，８図は従
来の空調装置の実験データを示す図、第７，９図
は本考案の実験データを示す図である。 １……エアフイルター、２……冷却コイル、３
ａ……冷水供給管、３ｂ……冷水排出管、４……
加湿手段、６……水切板、７……加熱コイル、９
……送風機、１０……空調装置のケーシング、１
５……電着槽、１５ａ……熱交換用コイル、１６
……温度センサー、１７……制御手段、１８……
クーリングタワー、１９……ポンプ、２０ａ……
温水供給管、２０ｂ……温水排出管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気流出口と空気流入口とを有するケーシング
   内に、加熱コイルと加湿手段と冷却コイルとを備
   えてなる空気調和装置において、前記冷却コイル
   内に冷水を供給する冷水供給管に温水供給管を接
   続し、前記冷却コイル内からの吐出冷水を案内す
   る冷水排出管に温水排出管を接続し、発熱源によ
   り加熱される熱交換用コイルの出口に前記温水供
   給管を接続すると共に、前記熱交換用コイルの入
   口に前記温水排出管を接続し、前記冷却コイルを
   補助加熱用のコイルとしても使用し得るようにし
   たことを特徴とする空気調和装置。