本公开涉及空调系统。
背景技术:
以往,在大楼等建筑物的空调系统的结构中,存在如下结构:室外的冷温水热源机和室内的冷温水式空调机由水配管连接,空调用空气从冷温水式空调机利用风道(duct)向室内供给,以室内的二氧化碳的浓度不超过基准值的形式导入新气。或者存在不使用冷温水,热泵式的室外机和室内机由制冷剂配管连接的结构。
例如专利文献1公开了将作为回气和新气的混合风的空调用空气加湿并向被空调空间供给的空调系统。专利文献2公开了具备多台全水式的空调机器和热源机器的系统。热源机器将各种能量转换为冷水、温水及蒸气等空调能量并向空调机器供给。专利文献3公开了在热交换器中使用的热交换盘管。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2016-217561号公报;
专利文献2:日本特开2000-274777号公报;
专利文献3:日本特开2001-280859号公报。
技术实现要素:
发明要解决的问题:
例如,为了使冷温水式空调机能同时执行制冷运行和制热运行,例如需要具有被称为四管式的结构且能将冷水和温水同时送向冷温水式空调机的水热源设备:。这种情况下,存在设备成本及运行成本升高这些问题。另一方面,例如在使用具有被称为双管式的结构且能切换冷水和温水而送向冷温水式空调机的水热源设备的情况下,冷温水式空调机无法同时执行制冷运行和制热运行,因而恐怕会损害舒适性。因此,本公开提供一种能以低成本进行舒适的空调的空调系统。
解决问题的手段:
本公开一形态的空调系统具备:具有能切换制冷运行和制热运行的热泵且用所述热泵的热交换用介质对新气进行热交换而进行进气的外调机;使作为热交换用水的冷水或温水选择性流通的热交换器;使从所述外调机进气的所述新气及被空调空间的回气与所述热交换器的所述热交换用水热交换而作为空调用空气进行进气的进气单元;以及辐射单元,所述辐射单元用从所述进气单元进气的所述空调用空气来诱导所述被空调空间的回气,以此生成所述空调用空气与所述回气的混合空气且使所述混合空气向所述被空调空间放出,并且辐射所述混合空气的热。
发明效果:
根据本公开一形态的空调系统,能以低成本进行舒适的空调。
附图说明
图1是示出实施形态1的空调系统的结构的一例的俯视图;
图2是示出实施形态1的空调系统的结构的一例的侧视图;
图3是示出实施形态1的空调机器的结构的一例的俯视图;
图4是示出实施形态1的空调机的热交换器的结构的一例的立体图;
图5是示出在图4中从向视da观察到的热交换器的剖面的一例的剖面侧视图;
图6是示出在图4中从向视db观察到的热交换器的剖面的一例的剖视图;
图7是示出实施形态1的外调机的结构的一例的剖面侧视图;
图8是示出实施形态1的诱导辐射单元的结构的一例的立体图;
图9是图8的诱导辐射单元的剖视图;
图10是示出实施形态1的空调系统的空调运行动作的一例的流程图;
图11是示出实施形态2的空调系统的结构的一例的俯视图;
图12是示出实施形态2的空调系统的结构的一例的侧视图;
图13是示出实施形态2的空调机器的结构的一例的俯视图;
图14是与图5同样地示出实施形态2的热交换单元的热交换器的结构的一例的剖面侧视图;
图15是与图6同样地示出实施形态2的热交换单元的热交换器的结构的一例的剖视图;
图16是示出实施形态2的空调系统的空调运行动作的一例的流程图;
图17是示出实施形态2的变形例的空调系统的结构的一例的俯视图;
图18是示出实施形态3的空调系统的结构的一例的俯视图;
图19是示出实施形态3的空调系统的结构的一例的侧视图;
图20是示出实施形态3的空调机器的结构的一例的俯视图;
图21是示出实施形态3的新气用热交换器的结构的一例的图;
图22是示出实施形态3的辐射空调机的结构的一例的仰视侧立体图;
图23是图22所示的辐射空调机的仰视图;
图24是图23所示的辐射空调机的x-x剖视图;
图25是图24所示的辐射空调机的y-y剖视图;
图26是图24所示的辐射空调机的z-z剖视图;
符号说明:
1、1a、1b空调系统;
4 外调机;
5 空调机;
6 诱导辐射单元(辐射单元);
8 风扇单元(进气单元);
9 辐射空调机(进气单元,辐射单元);
20、20a热交换器;
22、22a进气用风扇(进气单元);
25b 辐射部;
26b 空调用进气风扇;
28 分流回路;
30 传热管群;
32b 第一腔部;
33b 第二腔部;
34b 气流调节部;
35b 第一贯通孔;
36b 第二贯通孔;
45 壳体;
46 滑动机构;
50 热泵;
51 新气用热交换器;
52 热源空气用热交换器;
53 压缩机;
100、100a、100b 空调机器;
210 热源机;
300、300a、300b 控制装置;
500 热交换单元。
具体实施方式
以往,在冷温水式空调机的情况下,该空调机设置于地面,所以在大楼等建筑物中需要空调机专用的机械室。这种情况下存在出租系数(也称为“出租面积比”)下降这一问题。此外,为了使冷温水式空调机能同时执行制冷运行和制热运行,例如需要四管式的水热源设备。这种情况下,存在设备成本及运行成本升高这一问题。另一方面,例如在使用双管式的水热源设备的情况下,冷温水式空调机由于无法同时执行制冷运行和制热运行,所以存在有损舒适性这一问题。
又,空调机中有时会具备在空调用空气与热交换用水之间进行热交换的热交换器。例如,热交换器构成为通过增减热交换用水的流量来调节热交换量,控制冷却或加热空调用空气的能力。例如,如专利文献2公开的那样,通过将热交换器所具备的传热管群分为两组来使热交换用水的流量的下限变小,由此可扩大该热交换器的热交换盘管的能力的下限的控制范围。然而,若传热管群二等分,则热交换用水的流量的下限被限制为某一限度。例如存在如下问题:在很少的热交换量(贯流热量)足矣的低空调负荷区域中,热交换机能力过剩而发生过度冷却或过度加热,热交换器的热交换中产生的热交换前后的热交换用水的温度差不固定。
又,在有多名租户入住的大楼等建筑物的空调中,共用冷却器等热源机。这种情况下,对于各租户例如需要通过按比例分配来算出空调费用的计费。例如,如专利文献3中公开的那样,存在用于此的计费系统。例如在这样的计费系统中,从空调机中设置的热交换器的水量控制阀的开度与运转时间之积计算出空调费用并按比例分配。在上述计费系统中虽然能计算出热交换盘管的通水量,但由于实际上热交换所使用的能量消耗量并不明确,所以存在计算出的空调费用欠缺准确性这一问题。
因此,本公开一形态的空调系统具备:具有能切换制冷运行和制热运行的热泵且用所述热泵的热交换用介质对新气进行热交换而进行进气的外调机;使作为热交换用水的冷水或温水选择性流通的热交换器;使从所述外调机进气的所述新气及被空调空间的回气与所述热交换器的所述热交换用水热交换而作为空调用空气进行进气的进气单元;以及辐射单元,所述辐射单元用从所述进气单元进气的所述空调用空气来诱导所述被空调空间的回气,以此生成所述空调用空气与所述回气的混合空气且使所述混合空气向所述被空调空间放出,并且辐射所述混合空气的热。
根据上述形态,空调系统通过发挥如以下的种种效果,能以低成本进行舒适的空调;
(1)热交换器构成为使冷水或温水选择性流通,所以作为用于热交换器的水热源设备,可使用双管式的水热源设备。因而与使用四管式的水热源设备的情况相比,可降低设备及运行的成本;
(2)即便是在要求制冷和制热两者的中间期等,热泵式的外调机也能以单体自由切换制冷运行和制热运行。因而改善了舒适性;
(3)外调机可进行使用新气的制冷运行,可停止制冷运行中的水热源设备。因而节能性改善;
(4)空调用空气是接受了来自外调机的处理和来自热交换器及进气单元的处理的空气,因而能改善除湿效果或加湿效果;
(5)通过辐射单元的热辐射的作用,无气流感及无温度不均的混合空气被供给至被空调空间,因而改善了被空调空间的舒适性;
(6)辐射单元能通过诱导混合空调用空气与回气来使混合空气的温度接近被空调空间的温度,因而抑制了冷气流(colddraft),获得了制冷时的防止结露效果。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备配置于所述被空调空间的顶部的空调机器;所述空调机器包括所述外调机、具有所述热交换器及所述进气单元的空调机以及所述辐射单元。
根据上述形态,由于空调机器的构成要素全部配置于顶部,所以无需用于该构成要素的机械室。因而能使设置有空调系统的建筑物的施工省力化以及改善出租系数。此外,空调用空气是被外调机和空调机两个阶段处理过的空气,所以除湿效果及加湿效果优异。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备:两组以上的所述空调机器;以及控制所述空调机器的控制装置;所述控制装置利用以组为单位进行所述两组以上的空调机器的运行与停止的第一运行模式和切换所述外调机的单体运行与所述外调机及所述空调机的同时运行的第二运行模式,来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,控制装置执行第一运行模式和第二运行模式相组合的控制,由此可进行细致地应对被空调空间的空调负荷的变动的空调控制。因而可抑制空调能力的过剩或不足,降低徒然的能量消耗,改善节能性。又,通过辐射单元的热辐射来抑制空调范围的偏聚,因此无论哪组的空调机器停止,都可进行覆盖被空调空间全域的空调,不会损失舒适性。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述控制装置还利用使运行中的所述空调机器和停止中的所述空调机器交替的第三运行模式来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,通过第三运行模式使空调机器的运行时间平均化,因而可谋求空调机器的长寿命化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述外调机构成为所述被空调空间的回气作为热源空气使用;所述外调机具备:具有新气用热交换器、热源空气用热交换器和压缩机的一体型的所述热泵;将所述热泵容纳于内部的壳体;以及通过滑动所述热泵来从所述壳体的底部装卸所述热泵的滑动机构。
根据上述形态,外调机是具备无需热交换用介质的配管的一体型热泵的结构,因而与分体型的热泵式外调机相比能降低设备成本及运行成本。此外,外调机利用与新气相比有效能量较高的回气作为热源,因而可改善节能性和减轻除霜运行。此外,外调机具有换气功能,因而无需设置个别的换气装置,可降低设备成本。外调机并非要将整体从顶部拆下,而是可从使用了滑动机构的外调机的底面装卸热泵,因而维护变得容易。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述空调机的所述热交换器具备分流回路,所述分流回路构成为将流通所述热交换用水的所述热交换器的传热管群分为多个组且使分组比例不同;所述控制装置如下构成:在低空调负荷的情况下通过在所述多个组中的所述分组比例更少的第一组中增减所述热交换用水的流量来将由所述热交换器的热交换产生的所述热交换用水的温度差控制为一定;增减所述空调机的进气风量而控制所述被空调空间的温度。
根据上述形态,控制装置通过热交换用水的流量控制和进气风量控制两者来进行被空调空间的温度调节。因而空调系统(与仅热交换用水的流量控制或仅进气风量控制的温度调节相比)能缓和空调能力的过大变动(例如过冷却或过加热等)并抑制室内温度的超调(overshoot),可进行稳定性及舒适性优异的空调。又,控制装置能在空调负荷变动时也将热交换用水的温度差控制为一定且通过进气风量的增减来控制被空调空间的温度,能也维持被空调空间的舒适性。又,控制装置在低空调负荷的情况下能通过在分流回路的第一组中增减热交换用水的流量来使热交换用水的流量的下限降低、例如最少化。因而热交换器的能力的控制范围向下限方向扩展,即使在低空调负荷的情况下热交换器的能力也不会过剩。因此,减少了能量浪費和过度冷却及过度加热,节能性和舒适性提高。例如在低空调负荷的情况下,控制装置也能将热交换前后的热交换用水的温度差控制为一定。因此可进行空调机的少水量大温度差运行。少水量化可使配管及空调设备简化,大温度差化可使热源机节能化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,从通过所述空调机的所述热交换器的空气的气流方向观察时,在所述多个组中的所述分组比例比所述第一组多的第二所述组中,形成有与所述第一组不重复的不重复区域,所述不重复区域配置为夹着所述第一组。
根据上述形态,控制装置在制冷时使热交换用水流通于第一组而不流通于第二组时,藉由通过第一组而被过冷却除湿后的过冷却除湿空气通过不重复区域且得以被比上述过冷却除湿空气高温的旁通空气再热。由此能得到没有不适的冷感的干空气。此时,过冷却除湿空气被旁通空气夹着而无法逃逸,因此促进了与旁通空气的混合。因而过冷却除湿空气能切实地再热。从而,在湿度高而潮湿的中间期也可进行无冷气流的干燥的气流下的空调,舒适性改善。而且由于无需用于调节旁通空气的流量的旁通阻尼等机器,所以可谋求成本降低和紧凑化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述控制装置构成为基于向所述空调机的所述热交换器供给的所述热交换用水的流量和由所述热交换器的热交换产生的所述热交换用水的温度差,来计算所述被空调空间的能量消耗量。
根据上述形态,控制装置能将热交换前后的热交换用水的温度差控制为一定,并基于该热交换用水的温度差和热交换用水的流量来算出被空调空间的能量消耗量。因此,例如可通过比较各被空调空间的能量消耗量,来对各被空调空间准确算出并按比例分配空调费用。此外,能量消耗量的计算可仅通过测量热交换用水的流量及温度来进行。并且,能以一个控制装置来进行空调机运行的控制和能量消耗量的输出。因而可简化用于空调系统的设备及施工和降低成本。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,还具备冷却或加热向所述空调机的所述热交换器供给的所述热交换用水而进行水温调节的多台热源机;所述控制装置构成为根据所述被空调空间的所述能量消耗量的增减来增减所述热源机的运行数量。
根据上述形态,控制装置根据空调机的能量消耗量的增减来增减热源机的运行数量,因而能抑制热源机的能量浪費,实现节能化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述空调机的所述热交换器的传热管群由椭圆管构成。
根据上述形态,传热管群的死水区域减少。进而传热管群的通风阻力减小,实现节能化。进而传热管群与空调用空气的接触面积(贯流热量)增加从而改善热交换效率。由此,例如不增加(大型化)热交换器的传热面积即可进行空调机的少水量大温度差运行。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备:具有所述热交换器的热交换单元;以及使从所述外调机进气的所述新气和所述被空调空间的回气引入所述热交换单元并与所述热交换器的所述热交换用水热交换来作为所述空调用空气进行进气,且作为所述进气单元发挥功能的风扇单元;所述外调机、所述风扇单元和所述辐射单元配置于所述被空调空间的顶部,所述热交换单元配置于不同于所述被空调空间的机械室。
根据上述形态,通常一体设置的热交换单元和风扇单元被分开从而分体化。此外,外调机、风扇单元和诱导辐射单元配置于顶部,热交换单元配置于机械室。因而可使机械室狭小化,可使具有机械室的建筑物的施工省力化及改善该建筑物的出租系数。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备:两组以上的空调机器;以及控制所述空调机器的控制装置;所述空调机器是将所述外调机、所述风扇单元和所述辐射单元作为一组而构成的空调机器,或是将所述外调机、所述热交换单元、所述风扇单元和所述辐射单元作为一组而构成的空调机器;所述控制装置利用以组为单位进行所述两组以上的空调机器的运行与停止的第一运行模式和切换所述外调机的单体运行与所述外调机及所述热交换单元的同时运行的第二运行模式,来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,控制装置执行第一运行模式和第二运行模式相组合的控制,由此可进行细致地应对被空调空间的空调负荷的变动的空调控制。因而可抑制空调能力的过剩或不足,降低徒然的能量消耗,改善节能性。又,通过辐射单元的热辐射来抑制空调范围的偏聚,因此无论哪组的空调机器停止,都可进行覆盖被空调空间全域的空调,不会损失舒适性。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述控制装置还利用使运行中的所述空调机器和停止中的所述空调机器交替的第三运行模式来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,通过第三运行模式使空调机器的运行时间平均化,因而可谋求空调机器的长寿命化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述外调机构成为所述被空调空间的回气作为热源空气使用;所述外调机具备:具有新气用热交换器、热源空气用热交换器和压缩机的一体型的所述热泵;将所述热泵容纳于内部的壳体;以及通过滑动所述热泵来从所述壳体的底部装卸所述热泵的滑动机构。
根据上述形态,外调机是具备无需热交换用介质的配管的一体型热泵的结构,因而与分体型的热泵式外调机相比能降低设备成本及运行成本。此外,外调机利用与新气相比有效能量较高的回气作为热源,因而可改善节能性和减轻除霜运行。此外,外调机具有换气功能,因而无需设置个别的换气装置,可降低设备成本。外调机并非要将整体从顶部拆下,而是可从使用了滑动机构的外调机的底面装卸热泵,因而维护变得容易。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述热交换单元的所述热交换器具备分流回路,所述分流回路构成为将流通所述热交换用水的所述热交换器的传热管群分为多个组且使分组比例不同;所述控制装置如下构成:在低空调负荷的情况下通过在所述多个组中的所述分组比例更少的第一组中增减所述热交换用水的流量来将所述热交换器的热交换中产生的所述热交换用水的温度差控制为一定;增减所述风扇单元的进气风量而控制所述被空调空间的温度。
根据上述形态,控制装置通过热交换用水的流量控制和进气风量控制两者来进行被空调空间的温度调节。因而空调系统(与仅热交换用水的流量控制或仅进气风量控制的温度调节相比)能缓和空调能力的过大变动(例如过冷却或过加热等)并抑制室内温度的超调(overshoot),可进行稳定性及舒适性优异的空调。又,控制装置能在空调负荷变动时也将热交换用水的温度差控制为一定且通过进气风量的增减来控制被空调空间的温度,能也维持被空调空间的舒适性。又,控制装置在低空调负荷的情况下能通过在分流回路的第一组中增减热交换用水的流量来使热交换用水的流量的下限降低、例如最少化。因而热交换器的能力的控制范围向下限方向扩展,即使在低空调负荷的情况下热交换器的能力也不会过剩。因此,减少了能量浪費和过度冷却及过度加热,节能性和舒适性提高。例如在低空调负荷的情况下,控制装置也能将热交换前后的热交换用水的温度差控制为一定。因此可进行热交换单元的少水量大温度差运行。少水量化可使配管及空调设备简化,大温度差化可使热源机节能化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,从通过所述热交换单元的所述热交换器的空气的气流方向观察时,在所述多个组中的所述分组比例比所述第一组多的第二所述组中,形成有与所述第一组不重复的不重复区域,所述不重复区域配置为夹着所述第一组。
根据上述形态,控制装置在制冷时使热交换用水流通于第一组而不流通于第二组时,藉由通过第一组而被过冷却除湿后的过冷却除湿空气通过不重复区域且得以被比上述过冷却除湿空气高温的旁通空气再热。由此能得到没有不适的冷感的干空气。此时,过冷却除湿空气被旁通空气夹着而无法逃逸,因此促进了与旁通空气的混合。因而过冷却除湿空气能切实地再热。从而,在湿度高而潮湿的中间期也可进行无冷气流的干燥的气流下的空调,舒适性改善。而且由于无需用于调节旁通空气的流量的旁通阻尼等机器,所以可谋求成本降低和紧凑化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述控制装置构成为基于向所述热交换单元的所述热交换器供给的所述热交换用水的流量和由所述热交换器的热交换产生的所述热交换用水的温度差,来计算所述被空调空间的能量消耗量。
根据上述形态,控制装置能将热交换前后的热交换用水的温度差控制为一定,并基于该热交换用水的温度差和热交换用水的流量来算出被空调空间的能量消耗量。因此,例如可通过比较各被空调空间的能量消耗量,来对各被空调空间准确算出并按比例分配空调费用。此外,能量消耗量的计算可仅通过测量热交换用水的流量及温度来进行。并且,能以一个控制装置来进行热交换单元的运行的控制和能量消耗量的输出。因而可简化用于空调系统的设备及施工和降低成本。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备冷却或加热向所述热交换单元的所述热交换器供给的所述热交换用水而进行水温调节的多台热源机;所述控制装置构成为根据所述被空调空间的所述能量消耗量的增减来增减所述热源机的运行数量。
根据上述形态,控制装置根据热交换单元的能量消耗量的增减来增减热源机的运行数量,所以能抑制热源机的能量浪費,实现节能化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述热交换单元的所述热交换器的传热管群由椭圆管构成。
根据上述形态,传热管群的死水区域减少。进而传热管群的通风阻力减小,实现节能化。进而传热管群与空调用空气的接触面积(贯流热量)增加从而改善热交换效率。由此,例如不增加(大型化)热交换器的传热面积即可进行空调机器的少水量大温度差运行。
本公开一形态的空调系统也可以是,还具备:配置于所述被空调空间的顶部的两组以上的空调机器;以及控制所述空调机器的控制装置;所述空调机器包括:形成为作为所述进气单元及所述辐射单元发挥功能的结构,使所述空调用空气通过与所述热交换用水热交换来冷却或加热并向所述被空调空间放出,且辐射所述空调用空气的热的辐射空调机;以及具有通过用所述热交换用介质进行热交换来冷却或加热新气的所述热泵,且使热交换后的所述新气经由所述辐射空调机向所述被空调空间供给的所述外调机;所述控制装置利用以组为单位进行所述两组以上的空调机器的运行与停止的第一运行模式和切换所述外调机的单体运行与所述外调机及所述辐射空调机的同时运行的第二运行模式,来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,由于空调机器的构成要素全部配置于顶部,所以无需用于该构成要素的机械室。因而可使设置有空调系统的建筑物的施工省力化及改善出租系数。此外,控制装置能通过执行使用了第一运行模式的控制,而在中间期等低空调负荷时也抑制空调能力的过剩或不足,降低徒然的能量消耗,改善舒适性及节能性。又,控制装置在要求制冷和制热两者的中间期等执行使用了第二运行模式的控制,使热泵式的外调机能以单体自由切换制冷运行和制热运行。因而改善了舒适性。而且控制装置能使外调机进行使用了新气的制冷运行且使辐射空调机的热源设备停止。因而改善了节能性。空调用空气由来自外调机的处理和来自辐射空调机的处理两阶段的处理来调节,因而与接受来自外调机单体的处理的情况相比,能改善除湿效果及加湿效果。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述空调机器具备由多台所述辐射空调机构成的空调机组;所述控制装置还利用以所述空调机组的单位进行所述辐射空调机的运行及停止的第五运行模式来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,通过增加第五运行模式可使被空调空间的温度及湿度的控制范围扩大,进行细致的空调。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述控制装置还利用使运行中的所述空调机器和停止中的所述空调机器交替的第三运行模式来控制所述被空调空间的空调。
根据上述形态,通过第三运行模式使空调机器的运行时间平均化,因而可谋求空调机器的长寿命化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述外调机构成为所述被空调空间的回气作为热源空气使用;所述外调机具备:具有新气用热交换器、热源空气用热交换器和压缩机的一体型的所述热泵;将所述热泵容纳于内部的壳体;以及通过滑动所述热泵来从所述壳体的底部装卸所述热泵的滑动机构。
根据上述形态,外调机是具备无需热交换用介质的配管的一体型热泵的结构,因而与分体型的热泵式外调机相比能降低设备成本及运行成本。此外,外调机利用与新气相比有效能量较高的回气作为热源,因而可改善节能性和减轻除霜运行。此外,外调机具有换气功能,因而无需设置个别的换气装置,可降低设备成本。外调机并非要将整体从顶部拆下,而是可从使用了滑动机构的外调机的底面装卸热泵,因而维护变得容易。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述辐射空调机具备:使所述空调用空气热交换的空调用热交换器;辐射部;以及将所述空调用空气送向所述辐射部的空调用进气风扇;所述辐射部具备:流通所述空调用空气的第一腔部;使从所述第一腔部进入的所述空调用空气向所述被空调空间放出并辐射所述空调用空气的热的第二腔部;以及调节从所述第一腔部向所述第二腔部放出的所述空调用空气的风速及分布的气流调节部。
根据上述形态,辐射部的构造为具备两个腔部及气流调节部的简单构造。因而可使辐射部成本降低、轻量化、施工容易化及维护容易化。此外,辐射部利用气流调节部来调节空调用空气的风速及分布,以此可使第二腔部的空调用空气的风量分布均匀化,进而可使向被空调空间的空调用空气的放出及热辐射均匀化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述气流调节部具备使所述空调用空气从所述第一腔部向所述第二腔部放出的第一贯通孔的群;所述第二腔部具备使所述空调用空气从所述第二腔部向所述被空调空间放出的第二贯通孔的群;所述第二贯通孔的群的开口面积构成为大于所述第一贯通孔的群的开口面积。
根据上述形态,第二贯通孔的群的开口面积大于第一贯通孔的群的开口面积,由此空调用空气能在第一贯通孔的群及第二贯通孔的群中通过两个阶段升高其静压且使其风速逐渐降低,从而遍及第一腔部及第二腔部的整个空间。因此,可使向被空调空间的空调用空气的放出及热辐射均匀化,进行无气流感及温度不均的舒适的空调。此外,气流调节部的构造是在两个腔部形成贯通孔的群的简单构造,因而可成本降低、轻量化、施工容易化及维护容易化。
在本公开一形态的空调系统中也可以是,所述第一腔部构成为所述空调用空气所通过的所述第一腔部的截面积从上风侧向下风侧变窄。
根据上述形态,第一腔部的截面积从上风侧向下风侧变窄,因而空调用空气的风速从上风侧向下风侧升高,能使空调用空气遍及第一腔部及第二腔部的整个空间。因此可使向被空调空间的空调用空气的放出及热辐射均匀化,进行无气流感及温度不均的舒适的空调。
以下参照附图说明本公开的实施形态。另,以下说明的实施形态均示出概括性的或具体的例子。又,对于以下的实施形态的构成要素之中没有记载在示出最上位概念的独立权利要求中的构成要素,作为任意的构成要素来说明。又,附图中的各图为示意图,未必是周密的图示。此外,各图中对实质相同的构成要素标以同一符号,存在省略或简化重复说明的情况。又,本说明书及权利要求(权利要求书)中,“装置”及“机器”各自并非只能意味着一台装置及一台机器,也可意味着由多个装置构成的系统及由多个机器构成的系统。
(实施形态1)
对实施形态1的空调系统1进行说明。图1是示出实施形态1的空调系统1的结构的一例的俯视图。图2是示出实施形态1的空调系统1的结构的一例的侧视图。图3是示出实施形态1的空调机器100的结构的一例的俯视图。
如图1及图2所示,空调系统1具备空调机器100、水热源设备200和控制装置300。空调系统1构成为在大楼等建筑物bl内的被空调空间s的顶部配置有空调机器100,构成顶部设置空调系统。例如,建筑物bl的各层的室内空间由顶板cb分隔为顶部隔层cs和被空调空间s。这样的被空调空间s是建筑物bl的各层被顶板cb、地板fl及壁wl等区划而形成的空间。此外,例如在被空调空间s的外侧的过道cr配置有与室外相通的风道7和循环热交换用水w的水配管11。
空调机器100具备外调机4、空调机5及诱导辐射单元6的组。诱导辐射单元6为辐射单元的一例。各图的粗虚线的箭头表示空调系统1中空气的流动方向,即气流方向。本实施形态中,有两组以上的空调机器100配置在建筑物bl内的一个或多个被空调空间s的顶部。
外调机4具有能切换制冷运行和制热运行的热泵50。外调机4构成为从被空调空间s回流的空气即回气ra作为热源空气使用。热泵50使作为该热交换用介质的一例的热交换用制冷剂和新气oa进行热交换,以此冷却或加热新气oa。外调机4将热交换后的新气oa作为进气sa进行供给。
空调机5具有选择性地使作为热交换用水w的冷水或温水流通的水用热交换器20。热交换器20使该热交换用水w、和从外调机4供给的新气oa及被空调空间s的回气ra进行热交换,以此冷却或加热新气oa及回气ra。空调机5将由热交换后的新气oa及回气ra的混合空气构成的空调用空气作为进气sa进行供给。另,空调机5也可能代替上述混合空气而将仅热交换后的新气oa、仅热交换后的回气ra、仅未接受热交换用水w的热交换的新气oa、仅未接受上述热交换的回气ra、以及未接受上述热交换的新气oa及回气ra的混合空气的任一作为空调用空气进行进气。
诱导辐射单元6用从空调机5进气的空调用空气来诱导被空调空间s的回气ra,以此生成空调用空气和回气ra的混合空气。此外,诱导辐射单元6使上述混合空气向被空调空间s放出并辐射混合空气的热。
诱导辐射单元6、空调机5、外调机4和室外的空间经由风道7相互连接以使空气在它们之间流通。风道7在图1及图2中以粗实线简化示出。又,图示例子中,空调机器100配置于被空调空间s被顶板cb分隔而形成的顶部隔层cs。顶部隔层cs被利用为顶部腔,构成为能从设置在顶板cb上的空气引入口ci将被空调空间s的回气ra引入顶部隔层cs。
水热源设备200向空调机5的热交换器20供给热交换用水w。本实施形态中,水热源设备200为双管式的水热源设备,但不限于此。水热源设备200具备热源机210及循环机器220。热源机210以将向空调机5的热交换器20供给的热交换用水w冷却或加热从而成为适于热交换的冷水或温水的形式调节热交换用水w的水温。水热源设备200具备多台热源机210,多台热源机210分别形成为能各自运行及停止的结构,还形成为能通过切换对热交换用水w的冷却及加热来供给冷水或温水的热交换用水w的结构。循环机器220使热交换用水w在热源机210与空调机5之间循环。循环机器220具备循环热交换用水w的水配管11和搬运热交换用水w的泵14。水配管11包括将热交换用水w从热源机210送向空调机5的往配管12和从空调机5向热源机210返送热交换用水w的返配管13。
如图2及图3所示,空调机5除了热交换器20之外,还具备阀33、加湿器21、进气用风扇22、旋转控制器23、壳体24和分岔腔部25。阀33调节流入热交换器20的热交换用水w的流量。加湿器21对通过热交换器20的空气进行加湿。旋转控制器23对进气用风扇22的转速进行无级或有级控制从而调节进气风量。壳体24将热交换器20、加湿器21和进气用风扇22容纳、例如进行内装于内部。分岔腔部25将空气分流。进气用风扇22为进气单元的一例。
分岔腔部25与多台诱导辐射单元6通过风道7连接。壳体24上设置有回气口26。进气用风扇22使从外调机4进气的新气oa和从被空调空间s经由空气引入口ci及回气口26引入的回气ra送风,由此使上述新气oa及回气ra在通过热交换器20及加湿器21后从分岔腔部25放出至风道7,并经由风道7到达诱导辐射单元6。
图4是示出实施形态1的空调机5的热交换器20的结构的一例的立体图。图5是示出在图4中从向视da观察到的热交换器20的剖面的一例的剖面侧视图。图6是示出在图4中从向视db观察到的热交换器20的剖面的一例的剖视图。如图4~图6所示,热交换器20具备翅片群27和分流回路28。翅片群27包含许多板翅29,许多板翅29以新气oa及回气ra等接受热交换前的热交换前空气ba从它们之间通过的形式隔开间隙地配置。例如也可以是,板翅29间的间隙在热交换前空气ba的气流方向上延伸。分流回路28构成为将热交换用水w流通的多台传热管的群即传热管群30分为多个组g,进而使多个组g间的分组比例不同。由此,可使一部分或所有的组g之间传热面积(热交换量)不同。
例如,如图5及图6所示,分流回路28将传热管群30分为由更粗的点划线表示的第一组g(g1)和由除第一组g1以外的传热管群30构成且由更细的点划线表示的第二组g(g2)。第一组g1是分组比例更少的组。分组比例更少的组也可以是多个组中分组比例少于某组的组。例如第一组g1也可以是由单独的组构成且分组比例最少的组。第二组g2是分组比例更多,例如多于第一组g1的组。传热管群30以横穿热交换前空气ba的气流方向的形式例如以之字形进行蛇行,与翅片群27的板翅29连接。构成传热管群30的传热管的直管部理想的是由椭圆管构成,但也可以由圆形管等构成。
另,上述的分组比例也可以是传热管的比例。传热管的比例也可以为:各个组的传热管的极限流量的总量相对于所有传热管的极限流量的总量的比例、各个组的数量相对于传热管的总数量的比例、各个组的流路截面积相对于传热管的总流路截面积的比例、各个组的传热管的全长相对于传热管的总全长的比例、各个组的传热面积相对于传热管的总表面积等总传热面积的比例以及各个组的上述容积相对于传热管的可热交换的区域的总容积的比例等。传热管的极限流量也可以为能流通于该传热管的热交换用水w的流量的上限。
第一组g1的热交换用水w的入口与分流集管31中的第一分流集管31a连接。第二组g2的热交换用水w的入口与第二分流集管31b连接。第一组g1的热交换用水w的出口和第二组g2的热交换用水w的出口双方均与合流集管32连接。分流集管31a及分流集管31b分别经由阀33中的阀33a及阀33b而与水配管11的往配管12连接。合流集管32与水配管11的返配管13连接。构成为在往配管12中流通有从水热源设备200送来的温度调节后的热交换用水w,在返配管13中流通有从热交换器20送向水热源设备200的热交换后的热交换用水w。
阀33a及阀33b可以是能对流量(例如阀开度)进行无级调节的比例控制阀,设置在分流回路28的各个组g中。空调机5的冷却能力及加热能力的增减通过将流通于分流回路28的热交换用水w的流量控制和进气用风扇22的进气的风量控制组合起来进行调节。分流回路28在第二组g2中形成有从通过热交换器20的空气的气流方向(图5的虚线箭头的方向)观察时不与第一组g1重复的区域即多个不重复区域f。多个不重复区域f配置成第一组g1被不重复区域f夹住。
图7是示出实施形态1的外调机4的结构的一例的剖面侧视图。如图3及图7所示,外调机4具备热泵50、加湿器40、新气用进气风扇41、热源空气用排气风扇42、旋转控制器43、壳体45和滑动机构46。加湿器40加湿新气oa。新气用进气风扇41将新气oa从外调机4进气至空调机5。热源空气用排气风扇42将回气ra作为排气ea向室外排出。旋转控制器43对新气用进气风扇41及热源空气用排气风扇42各自的转速进行无级或有级控制从而调节进气风量及排气风量。壳体45容纳热泵50、加湿器40、新气用进气风扇41、热源空气用排气风扇42、旋转控制器43及滑动机构46。滑动机构46是用于从壳体45的底部装卸热泵50的机构。壳体45上设置有用于导入回气ra的回气口54。
滑动机构46具备安装有热泵50的框架47和使框架47上下移动的阻尼48。阻尼48跨于壳体45和框架47地设置。例如在外调机4的保养检查时,开放设置于顶板cb的检查口44,卸下将壳体45的底面的开口部关闭的外装板49,用滑动机构46使热泵50与框架47一起下降。阻尼48因气体或油等的压力而伸缩,减轻作业者身体上的负担。
如图3所示,本实施形态中,热泵50具有新气用热交换器51、热源空气用热交换器52和压缩机53。热泵50为新气用热交换器51、热源空气用热交换器52及压缩机53的一体型的热泵,但不限于此。一体型的热泵50无需制冷剂配管施工。新气用进气风扇41从室外通过风道7引入新气oa并将该新气oa送风,以此使该新气oa通过新气用热交换器51,使通过后的新气oa从外调机4放出至风道7,经由风道7向空调机5供给。热源空气用排气风扇42从被空调空间s经由空气引入口ci及回气口54引入回气ra,将该回气ra送风,以此使该回气ra通过热源空气用热交换器52,使通过后的回气ra从外调机4放出至风道7,经由风道7向室外排出。
热泵50对热交换用的制冷剂反复依次进行压缩、冷凝、膨胀及蒸发的工序。热泵50针对与制冷剂进行热交换的空气,在制冷剂蒸发工序中吸热,在制冷剂冷凝工序中放热。这样的热泵50形成为如下结构:至少具备担负互不相同的工序即制冷剂的蒸发工序及冷凝工序的新气用热交换器51及热源空气用热交换器52、压缩并搬运制冷剂的压缩机53、使制冷剂膨胀的膨胀阀等减压机构55、和在新气用热交换器51及热源空气用热交换器52之间切换蒸发工序及冷凝工序的阀等切换机构56这些构成要素,通过配管连接这些构成要素以使制冷剂循环。
新气用热交换器51及热源空气用热交换器52均与空调机5的热交换器20同样地具有热交换用制冷剂所流通的传热管群与空气所通过的翅片群连接的构造。在新气用热交换器51及热源空气用热交换器52各自中,热交换用制冷剂和流通空气经由传热管群及翅片群进行热交换(图示省略)。构成传热管群的传热管理想的是由椭圆管构成,但也可以由圆形管等构成。外调机4的冷却能力及加热能力的增减通过将新气用热交换器51对新气oa的冷却能力或加热能力的控制和新气用进气风扇41的进气风量的控制组合起来进行调节。
图8是示出实施形态1的诱导辐射单元6的结构的一例的立体图。图9是图8的诱导辐射单元6的剖视图,该剖视图示出与进气sa的气流方向(图8中虚线箭头的方向)垂直的截面。如图8及图9所示,诱导辐射单元6具备空气供给部60、空气诱导部61及空气混合部62。本实施形态中,诱导辐射单元6以空气混合部62的底面从顶板cb的开口部露出且朝向被空调空间s的状态进行配置。
空气供给部60、空气诱导部61及空气混合部62构成为从空调机5向空气供给部60供给的空气即进气sa通过空气诱导部61向空气混合部62内喷出。空气供给部60中,进气sa产生射流。空气诱导部61构成为与被空调空间s连通,能将被空调空间s的回气ra引入。空气诱导部61中,射流进气sa通过其诱导作用,将被空调空间s的回气ra向空气诱导部61内引入,与回气ra混合。空气混合部62具备对射流进气sa及回气ra的混合空气的热进行吸热并蓄热的板63和向被空调空间s开口的贯通孔64的群。空气混合部62中,混合空气经由板63将热向被空调空间s辐射,并经由贯通孔64向被空调空间s放出。
如图2及图5所示,控制装置300包括设定部70、空气状态检测部71、水状态检测部72、空调控制部73、温度补偿部74、能量消耗监视部75和热源控制部76作为构成要素。上述构成要素由微处理器、各种传感器、开关、其它控制机器等构成。例如上述构成要素的功能的一部分或全部也可以通过由cpu(centralprocessingunit;中央处理器)等处理器、ram(randomaccessmemory;随机存储器)等易失性存储器及rom(read-onlymemory;只读存储器)等非易失性存储器等构成的计算机系统(图示省略)来实现。这样的功能也可以通过cpu将ram作为工作区域使用并执行rom中记录的程序来实现。或者上述构成要素的功能的一部分或全部也可以通过电子电路或集成电路等专用的硬件电路来实现,还可以通过上述计算机系统及硬件电路的配合来实现。
设定部70设定被空调空间s的温度及湿度和热交换前后的热交换用水w的温度差。空气状态检测部71具备检测被空调空间s的空气(回气ra)的温度及湿度的回气传感器77。水状态检测部72具备检测各被空调空间s的热交换用水w的流量的流量计78和检测热交换器20的入口及出口处的热交换用水w的水温的水温计79。流量计78设置在各被空调空间s的往配管12或返配管13上,水温计79设置在与各空调机5的热交换器20连接的往配管12及返配管13上。另,水状态检测部72也可以具备流量计78与水温计79一体的热量计。
空调控制部73控制被空调空间s的温度及湿度。具体而言,空调控制部73以由空气状态检测部71检测出的被空调空间s的空气的温度及湿度成为由设定部70设定的被空调空间s的温度及湿度的形式,来控制空调机器100的冷却能力及加热能力和空调机器100的加湿器21及加湿器40的加湿量。此外,空调控制部73形成为能以第一~第四运行模式来进行控制的结构,通过切换或组合第一~第四运行模式来控制被空调空间s的空调。第一运行模式是以空调机器100的组为单位进行空调机器100的运行及停止的运行模式。第二运行模式是切换外调机4的单体运行和外调机4及空调机5的同时运行的运行模式。第三运行模式是使运行中的空调机器100和停止中的空调机器100交替运行的运行模式。第四运行模式是增减外调机4及空调机5的一方或两方的空调能力的运行模式。
例如,空调控制部73随着被空调空间s的空气的温度及湿度与预先设定的温度及湿度之差(即空调负荷)减少,将空调机器100的运行模式以从第一运行模式到第二运行模式的顺序切换而减少空调能力。例如在第一运行模式、第二运行模式和第四运行模式相组合的情况下,被空调空间s的温度及湿度的控制范围扩大,可进行更为细致的空调。在对这些运行模式追加第三运行模式进行组合的情况下,运行不会集中在特定的空调机器100。
在上述的运行模式中,外调机4在使热泵50的压缩机53、新气用进气风扇41、热源空气用排气风扇42运转的同时运行。空调机5在打开各阀33a及阀33b而使热交换用水w在热交换器20中流通且使进气用风扇22运转的同时运行。又,外调机4通过使热泵50的压缩机53停止而停止。空调机5通过使各阀33a及阀33b全闭从而停止热交换器20的热交换用水w的流通而停止。
温度补偿部74控制空调机5的热交换器20中热交换前后的热交换用水w的温度差与空调机5的进气的风量。具体而言,温度补偿部74在低空调负荷的情况下,通过增减分流回路28的第一组g1中热交换用水w的流量,来将热交换器20的热交换产生的热交换前后的热交换用水w的温度差控制为一定。此外,温度补偿部74通过增减空调机5的进气的风量来控制被空调空间s的温度。温度补偿部74在高空调负荷的情况下,通过增减所有的组g中的热交换用水w的流量来将热交换用水w的温度差控制为一定。温度补偿部74在高空调负荷与低空调负荷之间的常规空调负荷的情况下,通过增减第二组g2中热交换用水w的流量来将热交换用水w的温度差控制为一定。由此,温度补偿部74能在从如盛夏及严冬等那般需要最大热交换量的高空调负荷的情况,到如中间期等那般很少的热交换量足矣的低空调负荷的情况下,广泛地应对空调机5的少水量大温度差运行。
能量消耗监视部75基于空调机5的热交换器20中供给的热交换用水w的流量和由热交换器20的热交换中产生的热交换前后的热交换用水w的温度差,来计算每个被空调空间s的能量消耗量并进行数据输出。热源控制部76根据由能量消耗监视部75数据输出的所有被空调空间s的能量消耗量的增减,来输出使热源机210的运行数量增减的信号等指令。
图10是示出实施形态1的空调系统1的空调运行动作的一例的流程图。在步骤s101中,空调系统1的控制装置300开始空调系统1的空调运行。接着在步骤s102中,首先,控制装置300开始空调系统1的预热运行。此时,控制装置300不使外调机4运行而仅使空调机5运行,使热交换器20的热交换用水w的流量和进气用风扇22的进气的风量为最大。进而控制装置300在被空调空间s的温度(即回气温度)处于预先设定的回气温度的允许范围内时,开始外调机4的运行。即,控制装置300开始空调系统1的正式运行。
接着,在步骤s103中,控制装置300判定空调机5的热交换器20的热交换中产生的热交换前后的热交换用水w的温度差(水温差)是否处于预先设定的水温差的允许范围内。控制装置300在水温差处于上述允许范围内的情况(步骤s103中为是)下进入步骤s104,在水温差偏离上述允许范围的情况(步骤s103中为否)下进入步骤s105。
在步骤s105中,控制装置300以使水温差接近上述允许范围内的形式控制热交换器20的热交换用水w的流量。进而在步骤s104中,控制装置300判定回气温度是否处于预先设定的回气温度的允许范围内。控制装置300在回气温度处于上述允许范围内的情况(步骤s104中为是)下返回步骤s103,重复步骤s103以后的处理。控制装置300在回气温度偏离上述允许范围的情况(步骤s104中为否)下进入步骤s106。
在步骤s106中,控制装置300以使回气温度接近上述允许范围内的形式控制进气用风扇22的进气的风量。控制装置300重复步骤s103~s106的处理直至停止空调系统1的空调运行、即直至停止空调机5的空调运行。
(实施形态2)
说明实施形态2的空调系统1a。以下,对本实施形态,以与实施形态1不同的点为中心进行说明,适当省略与实施形态1相同的点的说明。图11是示出实施形态2的空调系统1a的结构的一例的俯视图。图12是示出实施形态2的空调系统1a的结构的一例的侧视图。图13是示出实施形态2的空调机器100a的结构的一例的俯视图。
如图11及图12所示,空调系统1a具备空调机器100a、热交换单元500、水热源设备200和控制装置300a。两组以上的空调机器100a配置在建筑物bl内的一个或多个被空调空间s的顶部。热交换单元500配置于建筑物bl的机械室r。空调系统1a形成为空调机器100a和热交换单元500配置在不同场所的结构,构成分体设置空调系统。
空调机器100a具备外调机4、风扇单元8及诱导辐射单元6的组。热交换单元500具有热交换用水w用的热交换器20a。热交换器20a具有与实施形态1的热交换器20相同的结构,使该热交换用水w与从外调机4进气的新气oa及被空调空间s的回气ra进行热交换,以此冷却或加热新气oa及回气ra。热交换单元500将热交换后的新气oa及回气ra的混合空气作为空调用空气放出。另,热交换单元500有时也代替上述混合空气而将仅热交换后的新气oa、仅热交换后的回气ra、仅未接受热交换用水w的热交换的新气oa、仅未接受上述热交换的回气ra、以及未接受上述热交换的新气oa及回气ra的混合空气的任一作为空调用空气进行放出。
风扇单元8将从热交换单元500放出的空调用空气作为进气sa向诱导辐射单元6送气。外调机4及诱导辐射单元6的结构与实施形态1相同。
诱导辐射单元6、风扇单元8、机械室r、热交换单元500、外调机4和室外的空间通过风道7相互连接以使空气在它们之间流通。
水热源设备200向热交换单元500的热交换器20a供给热交换用水w,具有与实施形态1的水热源设备200相同的结构。水热源设备200的热源机210对向热交换器20a供给的热交换用水w进行冷却或加热,以此调节热交换用水w的水温。循环机器220使热交换用水w在热源机210与热交换单元500之间循环。
如图13所示,热交换单元500具备热交换器20a、阀33a、加湿器21a和壳体24a。阀33a调节流向热交换器20a的热交换用水w的流量。加湿器21a对通过热交换器20a的空气进行加湿。壳体24a将热交换器20a与加湿器21a容纳于内部。壳体24a上设置有新气口16a和回气口26a。机械室r被利用为空气混合腔,能从设置于机械室r的空气引入口17a引入空调空间s的回气ra。
风扇单元8具备进气用风扇22a、旋转控制器23a和分岔腔部25a。旋转控制器23a对进气用风扇22a的转速进行无级或有级控制从而调节进气风量。分岔腔部25a将空气分流。分岔腔部25a经由风道7与多台诱导辐射单元6连接。进气用风扇22a将从外调机4进气的新气oa与从被空调空间s经由空气引入口17a及回气口26a引入的回气ra送风,以此使上述新气oa及回气ra在通过热交换单元500的热交换器20a及加湿器21a后从分岔腔部25a向风道7放出,经由风道7到达诱导辐射单元6。
图14是与图5同样地示出实施形态2的热交换单元500的热交换器20a的结构的一例的剖面侧视图。图15是与图6同样地示出实施形态2的热交换单元500的热交换器20a的结构的一例的剖视图。如图14及图15所示,热交换器20a具有与实施形态1的热交换器20相同的结构。
如图13所示,外调机4的结构与实施形态1相同。此外,热泵50的结构也与实施形态1相同。另,外调机4的新气用进气风扇41构成为使新气oa从外调机4向热交换单元500进气。具体而言,新气用进气风扇41形成为如下结构:使从室外经由风道7引入的新气oa送风,以此使该新气oa通过新气用热交换器51,使通过后的新气oa从外调机4向风道7放出并经由风道7及机械室r到达热交换单元500。图示例子中,机械室r与外调机4经由风道7连接,但也可以是外调机4与热交换单元500经由风道7连接。
诱导辐射单元6的结构与实施形态1相同。诱导辐射单元6的空气供给部60、空气诱导部61及空气混合部62构成为使从热交换单元500向空气供给部60供给的空气即进气sa通过空气诱导部61向空气混合部62内喷出。进气sa在空气供给部60进行射流。
如图12及图14所示,控制装置300a与实施形态1同样具备设定部70、空气状态检测部71、水状态检测部72、空调控制部73、温度补偿部74、能量消耗监视部75和热源控制部76。水状态检测部72的流量计78设置在各被空调空间s的往配管12或返配管13上。水温计79设置在与各热交换单元500的热交换器20a连接的往配管12及返配管13上,检测该热交换器20a的热交换用水w的入口水温及出口水温。
空调控制部73以由空气状态检测部71检测出的被空调空间s的空气的温度及湿度成为设定部70设定的被空调空间s的温度及湿度的形式,来控制热交换单元500及外调机4的冷却能力及加热能力、和热交换单元500及外调机4的加湿器21a及加湿器40的加湿量。此外,空调控制部73通过切换或组合第一~第四运行模式来控制被空调空间s的空调。第一运行模式是以空调机器100a的组为单位进行空调机器100a的运行及停止的运行模式。第二运行模式是切换外调机4的单体运行和外调机4及热交换单元500的同时运行的运行模式。第三运行模式是使运行中的空调机器100a和停止中的空调机器100a交替运行的运行模式。第四运行模式是增减外调机4及热交换单元500的一方或两方的空调能力的运行模式。
上述的运行模式中,外调机4在使热泵50的压缩机53、新气用进气风扇41和热源空气用排气风扇42运转的同时运行。热交换单元500在打开阀33a的阀33a及阀33b而使热交换用水w在热交换器20a中流通且使风扇单元8的进气用风扇22a运转的同时运行。又,外调机4通过使热泵50的压缩机53停止而停止。热交换单元500通过使各阀33a及阀33b全闭从而停止热交换器20a的热交换用水w的流通而停止。
温度补偿部74控制热交换单元500的热交换器20a中热交换前后的热交换用水w的温度差和热交换单元500的进气的风量。具体而言,温度补偿部74在低空调负荷的情况下通过增减热交换器20a的分流回路28的第一组g1中热交换用水w的流量,来将热交换器20a的热交换中产生的热交换前后的热交换用水w的温度差控制为一定。此外,温度补偿部74通过控制风扇单元8而增减来自热交换单元500的进气风量来控制被空调空间s的温度。此外,温度补偿部74在高空调负荷的情况下通过增减所有的组g中热交换用水w的流量来将热交换用水w的温度差控制为一定,在常规空调负荷的情况下通过增减第二组g2中热交换用水w的流量来将热交换用水w的温度差控制为一定。由此,温度补偿部74在从高空调负荷的情况到低空调负荷的情况下,能广泛地应对热交换单元500的少水量大温度差运行。
能量消耗监视部75基于向热交换单元500的热交换器20a供给的热交换用水w的流量和由热交换器20a的热交换产生的热交换前后的热交换用水w的温度差,来计算每个被空调空间s的能量消耗量并进行数据输出。热源控制部76的功能与实施形态1相同。
图16是示出实施形态2的空调系统1a的空调运行动作的一例的流程图。在步骤s201中,空调系统1a的控制装置300a开始空调系统1a的空调运行开始。接着在步骤s202中,首先,控制装置300a不使外调机4运行而仅使热交换单元500运行,以此开始空调系统1a的预热运行。此时,控制装置300a以使热交换器20a的热交换用水w的流量和进气用风扇22a的进气的风量为最大的形式进行控制。进而控制装置300a在被空调空间s的回气温度处于预先设定的回气温度的允许范围内时,开始外调机4的运行,开始空调系统1a的正式运行。
接着,在步骤s203中,控制装置300a判定热交换单元500的热交换器20a的热交换中产生的热交换前后的热交换用水w的水温差是否处于预先设定的允许范围内,在处于该允许范围内的情况(步骤s203中为是)下进入步骤s204,在偏离该允许范围的情况(步骤s203中为否)下进入步骤s205。
在步骤s205中,控制装置300a以使水温差接近上述允许范围内的形式控制热交换器20a的热交换用水w的流量。进而在步骤s204中,控制装置300a判定回气温度是否处于预先设定的允许范围内,在处于该允许范围内的情况(步骤s204中为是)下返回步骤s203,在偏离该允许范围的情况(步骤s204中为否)下进入步骤s206。控制装置300a返回步骤s203后,重复步骤s203以后的处理。
在步骤s206中,控制装置300a以使回气温度接近上述允许范围内的形式控制风扇单元8的进气用风扇22a的进气的风量。控制装置300a重复步骤s203~s206的处理直至停止热交换单元500的空调运行。
另,实施形态2中,空调机器100a由外调机4、风扇单元8和诱导辐射单元6的一组来构成,但不限于此。例如,如图17所示,空调机器100a也可以由外调机4、热交换单元500、风扇单元8和诱导辐射单元6的一组来构成。另,图17是示出实施形态2的变形例的空调系统1a的结构的一例的俯视图。
(实施形态3)
说明实施形态3的空调系统1b。以下,对本实施形态,以与实施形态1及实施形态2不同的点为中心进行说明,适当省略与实施形态1及实施形态2相同的点的说明。图18是示出实施形态3的空调系统1b的结构的一例的俯视图。图19是示出实施形态3的空调系统1b的结构的一例的侧视图。图20是示出实施形态3的空调机器100b的结构的一例的俯视图。图21是示出实施形态3的新气用热交换器51的结构的一例的图。
如图18~图20所示,空调系统1b具备空调机器100b、水热源设备200和控制装置300b。两组以上的空调机器100b配置在建筑物bl内的一个或多个被空调空间s的顶部。具体而言,空调机器100b配置于顶部隔层cs。图18~图20中虽未图示,但水热源设备200具有与实施形态1的水热源设备200相同的结构,向空调机器100b的辐射空调机9供给热交换用水w。
空调机器100b具备辐射空调机9及外调机4。本实施形态中,空调机器100b具备多台辐射空调机9,一台空调机器100b中包含的多台辐射空调机9构成空调机组b。辐射空调机9、外调机4与室外的空间通过风道7相互连接以使空气在它们之间流通。
辐射空调机9用热交换用水w来对新气oa及回气ra等空调用空气进行冷却或加热,向被空调空间s放出热交换后的空调用空气且辐射该空调用空气的热。外调机4具有用热交换用制冷剂对新气oa及回气ra进行冷却或加热的热泵50,将热泵50中热交换后的新气oa及回气ra经由辐射空调机9向被空调空间s供给。此时,外调机4可以是将仅热泵50中热交换后的新气oa、仅热交换后的回气ra、热交换后的新气oa及回气ra的混合空气、仅未接受热交换的新气oa、仅未接受热交换的回气ra、以及未接受热交换的新气oa及回气ra的混合空气的任一向被空调空间s供给。在被空调空间s的上方的顶板cb上配置有从被空调空间s向顶部隔层cs引入回气ra的空气引入口ci和用于保养辐射空调机9及外调机4的检查口(图示省略)。
如图20所示,外调机4与实施形态1同样地,除了热泵50外还具备加湿器40、新气用进气风扇41、热源空气用排气风扇42、壳体45和滑动机构46。另,新气用进气风扇41从外调机4向辐射空调机9供给新气oa。此外,热泵50与实施形态1同样具有新气用热交换器51、热源空气用热交换器52和压缩机53。另,新气用进气风扇41形成为如下结构:将经由风道7从室外引入的新气oa送风,以此使该新气oa通过新气用热交换器51,使通过后的新气oa从外调机4向风道7放出并经由风道7至辐射空调机9。热源空气用排气风扇42形成为如下结构:将经由空气引入口ci及顶部腔等从被空调空间s引入的回气ra送风,以此使该回气ra通过热源空气用热交换器52,使通过后的回气ra从外调机4向风道7放出并经由风道7向室外排出。
如图20及图21所示,新气用热交换器51与公知的板翅盘管同样具备供空气通过的多个板状的传热板22b的群和与传热板22b连接的多个传热管23b的群。流通于这些传热管23b内的制冷剂和通过新气用热交换器51内的空气经由传热管23b的管壁及传热板22b来进行热交换。传热管23b的外周形状理想的是椭圆形,但圆形等亦可。新气用热交换器51中对空气进行冷却或加热的能力的增减通过利用图示省略的变换器改变压缩机53的转速来调节。热源空气用热交换器52也可以是与新气用热交换器51同样地构成。
图22是示出实施形态3的辐射空调机9的结构的一例的仰视侧立体图。图23是图22所示的辐射空调机9的仰视图。图24是图23所示的辐射空调机9的x-x剖视图。图25是图24所示的辐射空调机9的y-y剖视图。图26是图24所示的辐射空调机9的z-z剖视图。
如图19、图20及图22~图26所示,辐射空调机9具备空调用热交换器24b、辐射部25b、空调用进气风扇26b、排出盘27b和壳体28b。壳体28b容纳空调用热交换器24b、辐射部25b、空调用进气风扇26b及排出盘27b。
空调用进气风扇26b使新气oa和回气ra经由辐射部25b进气。具体而言,空调用进气风扇26b将从外调机4供给的新气oa和从被空调空间s经由空气引入口ci及顶部腔引入的回气ra送风,以此使该新气oa及回气ra通过空调用热交换器24b,使通过后的新气oa及回气ra到达辐射部25b。
空调用热交换器24b用热交换用水w对从外调机4供给的新气oa和被空调空间s的回气ra进行冷却或加热。例如,空调用热交换器24b也可以是具有与图21所示的新气用热交换器51相同的构造,具有传热板29b及传热管30b。传热板29b相当于图21的传热板22b,传热管30b相当于图21的传热管23b。因而省略空调用热交换器24b的结构的图示。这样的空调用热交换器24b使流通于传热管30b内的热交换用水w和通过空调用热交换器24b的空气通过传热管30b的管壁及传热板29b进行热交换。空调用热交换器24b中对空气进行冷却或加热的能力的增减通过使设置于水配管11的电动阀31b(参照图20)运转而改变传热管30b内流通的热交换用水w的流量来调节。电动阀31b与辐射空调机9各自对应地设置。
如图24所示,辐射部25b具备第一腔部32b、第二腔部33b和气流调节部34b。第一腔部32b是流通有空调用空气的腔部,是从空调用热交换器24b流入空调用空气的腔部。第二腔部33b是从第一腔部32b流入空调用空气的腔部,是使从第一腔部32b进入的空调用空气向被空调空间s放出并辐射空调用空气的热的腔部。气流调节部34b构成为调节从第一腔部32b向第二腔部33b吹出的空调用空气的风速及分布。例如,辐射空调机9以使第二腔部33b的底面从顶板cb的开口部朝被空调空间s露出的状态进行设置。
气流调节部34b具备使空调用空气向第二腔部33b放出的第一贯通孔35b的群。此外,第二腔部33b具备使空调用空气向被空调空间s放出的第二贯通孔36b的群。第一腔部32b具备与第二腔部33b接触配置且向第二腔部33b放出空调用空气的平板形状的第一通气部37b。在第一通气部37b上形成有第一贯通孔35b的群。第一腔部32b构成为空调用空气所通过的第一腔部32b的截面积(例如与图24的y-y截面的剖切面平行的方向的面积)从上风侧(上游侧)向下风侧(下游侧)变窄、即变小。
第二腔部33b具备第二通气部38b、蓄热部39b和框体40b。第二通气部38b例如为平板形状,构成为与被空调空间s接触配置且向被空调空间s放出空调用空气。框体40b具有将第二通气部38b及蓄热部39b安装于顶板cb等的带凸边的结构。第二通气部38b上形成有第二贯通孔36b的群。第二贯通孔36b的群的开口面积设定为大于第一贯通孔35b的群的开口面积。例如,第二贯通孔36b的群的开口面积可以是各第二贯通孔36b的开口面积的总和,第一贯通孔35b的群的开口面积可以是各第一贯通孔35b的开口面积的总和。另,可以是各第二贯通孔36b的开口面积大于各第一贯通孔35b的开口面积,也可以是一部分第二贯通孔36b的开口面积小于第一贯通孔35b的开口面积。第一贯通孔35b及第二贯通孔36b的剖面形状可自由变更为正圆、椭圆、长孔、细槽等各种形状。
蓄热部39b由能蓄积并辐射接触过的空调用空气的热的板41b的群构成。板41b的群的板41b隔开供空调用空气通过的间隙地进行配置。板41b及第二通气部38b使用热传导及热辐射率高的铝等材料形成。空调用空气被板41b的群分流扩散并以整流状通过板41b的群,从第二通气部38b的第二贯通孔36b向被空调空间s放出。空调用空气的热向板41b的群和第二通气部38b进行热传导,经传导的热通过第二贯通孔36b的群从板41b的群及第二通气部38b向被空调空间s辐射。
虽不限于此,但在本实施形态中第一腔部32b及第二腔部33b形成为厚度较薄的箱形状,第一腔部32b和第二腔部33b在上述厚度方向上相邻配置。图示例子中,第一腔部32b及第二腔部33b为矩形状的扁平形状,但也可自由变更为细长、正方形、圆等各种扁平形状。
如图20所示,控制装置300b具备设定部70b、空气状态检测部71b、空调控制部73b、风量控制部77b、加湿控制部78b和能力控制部79b。设定部70b设定被空调空间s的温度及湿度。空气状态检测部71b检测被空调空间s的空气(回气ra)及从空调机器100b吹出的空气的温度及湿度。风量控制部77b控制空调机器100b的风扇41、风扇42及风扇26b的风量。加湿控制部78b控制空调机器100b的加湿器40的加湿量。能力控制部79b控制空调机器100b对新气oa及回气ra进行冷却或加热的能力。空调控制部73b以空气状态检测部71b检测出的被空调空间s的空气的温度及湿度达到设定部70b设定的被空调空间s的温度及湿度的形式,向风量控制部77b、加湿控制部78b和能力控制部79b发送指令。
空调控制部73b形成为能以第一~第五运行模式进行控制的结构,通过切换或组合第一~第五运行模式来控制被空调空间s的空调。第一运行模式是以空调机器100b的组为单位进行空调机器100b的运行及停止的运行模式。第二运行模式是切换外调机4的单体运行和外调机4及辐射空调机9的同时运行的运行模式。第三运行模式是使运行中的空调机器100b和停止中的空调机器100b交替运行的运行模式。第四运行模式是增减外调机4及辐射空调机9的一方或两方的空调能力的运行模式。第五运行模式是以空调机组b的单位来进行辐射空调机9的运行及停止的运行模式。
例如,空调控制部73b随着被空调空间s的空气的温度及湿度与预先设定的温度及湿度之差(空调负荷)减少,将空调机器100b的运行模式按第一运行模式、第二运行模式、第三运行模式及第四运行模式的顺序切换而减少空调能力。例如在第一运行模式、第二运行模式、第三运行模式和第四运行模式相组合的情况下,被空调空间s的温度及湿度的控制范围扩大,可进行细致的空调。通过组合第三运行模式,由此运行不会集中在特定的空调机器100b。第五运行模式通过使电动双向阀42b(参照图20)运转来实现,所述电动双向阀42b设置在每个使热交换用水w在空调机组b中循环的水配管11的岔管上。
(其它实施形态)
以上说明了本公开的实施形态的例子,但本公开不限于上述实施形态及变形例。即,在本公开的范围内可进行多种变形及改进。例如,在实施形态及变形例中实施了各种变形的形态、以及将不同的实施形态及变形例中的构成要素组合并构筑而成的形态也包含在本公开的范围内。
例如在上述实施形态1~3中,也可以根据空调系统中设计的空调能力来增减空调机器的组数,还可以在空调系统的空调能力超过必要的空调能力的情况下在任意组的空调机器中适当省略外调机4。又,空调机器也可以配置于省略了顶板cb的状态下的顶部隔层cs。
又,在实施形态1及实施形态2中,热交换器20及热交换器20a的分流回路28将传热管群30作为多个组g而分为两个组g1及组g2,但也可以分为三组以上的组g。此外,也可以使其中的一个组g的分组比例最少。
又,在实施形态1~3中,诱导辐射单元6及辐射空调机9配置于顶板cb,但也可以配置于构成被空调空间s的壁wl的壁面。