JP2002022245A

JP2002022245A - 空調システム

Info

Publication number: JP2002022245A
Application number: JP2000212264A
Authority: JP
Inventors: Yuji Watabe; 裕司渡部; Yoshimasa Kikuchi; 芳正菊池
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】室内冷房を行う空調機と室内除湿を行う除湿
機とを連係制御することにより、空調システム効率を向
上することが可能な空調システムを提供する。【解決手段】空調機２と除湿機４とを備えた空調シス
テムにおいて、外気条件、室内条件をセンサで検知す
る。この空気状態でのヒートポンプ蒸発温度Ｔe 、排熱
温度Ｔt 、成績係数ＣＯＰの関係を計算すると共に、さ
らに除湿機４において排熱温度Ｔt に対する除湿能力Ｑ
d を求める。次にこの除湿能力Ｑd を前提に空調機２が
処理すべき潜熱及び顕熱負荷を求め、この負荷に応じる
ことができ、かつ最大の成績係数ＣＯＰが得られるヒー
トポンプ蒸発温度Ｔe と排熱温度Ｔtとで運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主として室内の
冷房除湿運転を高効率に行うことが可能な空調システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヒートポンプの蒸発器を利用して室内冷
房運転を行う空調機と、室内除湿を行う除湿機とを併用
した空調システムは公知である。この従来の空調システ
ムにおいては、エネルギ的には、それぞれが独立して室
内冷房及び室内除湿を行うように制御されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、空調エ
ネルギを節減しようとする試みが種々なされている。本
発明等は、上記空調機と除湿機とを連係制御することに
よって、さらなるエネルギ節減が行えるのではないかと
いう点に着目して、種々検討を行い、この発明をなすに
至った。

【０００４】すなわちこの発明の目的は、室内冷房を行
う空調機と室内除湿を行う除湿機とを連係制御すること
により、空調システム効率を向上することが可能な空調
システムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで請求項１の空調シ
ステムは、ヒートポンプの蒸発器を利用して室内冷房運
転を行う空調機２と、このヒートポンプの排熱を利用し
て室内除湿を行う除湿機４とを備えた空調システムにお
いて、顕熱負荷と潜熱負荷に応じて最大の成績係数ＣＯ
Ｐが得られる運転条件で空調機２と除湿機４との運転を
行うことを特徴としている。

【０００６】上記請求項１の空調システムでは、除湿機
４が負担する潜熱負荷と、空調機２が負担する潜熱・顕
熱負荷とを考慮した上で、最も良好な成績係数ＣＯＰが
得られる運転条件で空調機２と除湿機４との運転を行う
ようにしているので、エネルギ効率の良い運転を行うこ
とが可能となる。

【０００７】また請求項２の空調システムは、請求項１
において、外気条件、室内条件をセンサで検知し、この
空気状態でのヒートポンプ蒸発温度Ｔe 、排熱温度Ｔt
、成績係数ＣＯＰの関係を計算すると共に、さらに除
湿機４において排熱温度Ｔt に対する除湿能力Ｑd を求
め、次にこの除湿能力Ｑd を前提に空調機２が処理すべ
き潜熱及び顕熱負荷を求め、この負荷に応じることがで
き、かつ最大の成績係数ＣＯＰが得られるヒートポンプ
蒸発温度Ｔe と排熱温度Ｔt とで運転を行うことを特徴
としている。

【０００８】請求項２の空調システムの概略を図１に示
しているが、図１に示すように、まず、ステップＳ１０
において、センサ（図示せず）によって、外気条件（温
度、湿度等）、室内条件（温度、湿度等）を検出すると
共に、室内設定温湿度を把握する。次に、ステップＳ１
１において、必要とされる顕熱・潜熱処理能力を計算す
る。また、ステップＳ１２では、この空気状態でのヒー
トポンプ蒸発温度Ｔeと排熱温度Ｔt と成績係数ＣＯＰ
との関係を計算する。次に、ステップＳ１３において、
除湿機４における排熱温度Ｔt と除湿（潜熱）能力を計
算する。ステップＳ１４では、システムＣＯＰが最大に
なる蒸発温度Ｔe と排熱温度Ｔt とを計算し、このよう
な蒸発温度Ｔe と排熱温度Ｔt とが得られるようなヒー
トポンプの制御手段の設定値を計算し（ステップＳ１
５）、ステップＳ１６において、ヒートポンプの制御手
段の設定値を、上記計算によって得られた値となるよう
に設定し、以下同様の制御を繰り返す。このような制御
を行えば、室内冷房用の空調機２と室内除湿用の除湿機
４とを備えた空調システムにおいて、最も高いＣＯＰの
得られる状態での運転が可能になるので、システム効率
を改善することが可能となる。

【０００９】さらに請求項３の空調システムは、請求項
２において、上記ヒートポンプの排熱が、蒸発圧縮式ヒ
ートポンプの凝縮熱、エンジン駆動式ヒートポンプの凝
縮熱、吸収式ヒートポンプの凝縮熱、又はエンジン駆動
ヒートポンプのエンジン排熱、又は吸収式冷凍機の吸収
器排熱であることを特徴としているが、このように請求
項２の発明は、多くの種類のヒートポンプに適用可能で
ある。ここにおいて、請求項２における排熱温度Ｔt と
は、蒸発圧縮式ヒートポンプ、エンジン駆動式ヒートポ
ンプあるいは吸収式ヒートポンプにおける圧縮機５から
の吐出ガス温度、凝縮器１０での凝縮温度等を含むもの
である点に留意されたい。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、この発明の空調システムの
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に
説明する。図２は、本発明の実施形態である空調システ
ムとしてのヒートポンプシステムの冷媒回路図を示して
いる。

【００１１】図２において、１は室外機、２は室内空調
を行うための空調機、４は室内除湿を行うための除湿機
をそれぞれ示している。室外機１は、圧縮機５と、四路
切換弁９と、室外熱交換器６と、室外ファン７と、電動
膨張弁８とを有している。また、空調機２は、室内熱交
換器１１と、室内ファン１３ととを有している。上記除
湿機４は、圧縮機５の下流側に設けた熱交換器（以下、
便宜上、凝縮器と称する）１０と、吸着ロータ１７と、
顕熱ロータ１８とを有している。

【００１２】上記空調システムにおいては、圧縮機５の
吐出側と吸入側とを四路切換弁９の１次ポートに接続す
ると共に、四路切換弁９の２次ポートには、室外熱交換
器６、電動膨張弁８、室内熱交換器１１が順番に接続さ
れて冷媒循環回路が形成されている。また、圧縮機５の
吐出側において、四路切換弁９の前位の位置には、電磁
開閉弁３０が介設されており、この電磁開閉弁３０の前
位から分岐するバイパス配管３５が上記除湿機４の凝縮
器１０の入口に接続されている。また、凝縮器１０の出
口は、バイパス配管４０によって、上記電磁開閉弁３０
と四路切換弁９との間の位置に接続されている。この場
合、上記空調機２と除湿機４とは同じ室内に配置されて
いるものとする。

【００１３】上記空調システムにおいては、電磁開閉弁
３０が開の状態では、圧縮機５からの吐出冷媒を室外熱
交換器６において凝縮させ、室内熱交換器１１において
蒸発させることによって冷房運転を行う。また、電磁開
閉弁３０が開の状態では、圧縮機５からの吐出冷媒を、
除湿機４の凝縮器１０において、ある程度だけ凝縮させ
た後、室外熱交換器６で完全に凝縮させ、これを室内熱
交換器１１で蒸発させることによって、室内冷房運転と
室内除湿運転を並行して行う。なお、暖房運転は、圧縮
機５からの吐出冷媒を、室内熱交換器１１で凝縮させる
と共に、室外熱交換器６で蒸発させることにより行うこ
とが可能である。

【００１４】次に上記除湿機４の構造について説明す
る。図２に示すように、上記除湿機４は、比較的偏平な
直方体状のケーシング３１を有し、このケーシング３１
の長手方向に相対向する一対の側部３１ａ、３１ｂのう
ち、一方側部３１ａには室内に通じる室内側吹出口３６
と室内側吸込口３７とが形成され、他方側部３１ｂには
室外に通じる室外側吹出口３８と室外側吸込口３９とが
形成されている。また上記ケーシング３１内は、長手方
向に延びる仕切板３４によって除湿通路３２と再生通路
３３とに区画されており、上記室外側吸込口３９から吸
込んだ外部空気が、除湿通路３２を通って室内側吹出口
３６から室内に供給される一方、上記室内側吸込口３７
から吸込んだ内部空気が、再生通路３３を通って室側側
吹出口３８から外部に排気されるようにしている。ま
た、設置状態で、水平軸回りに回転する円板状の吸着ロ
ータ１７を、その端面が上記除湿通路３２と再生通路３
３とに順次面するようにしている。上記吸着ロータ１７
は、例えば、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ等の吸
着材をハニカム状または多孔粒状に成形してなり、流通
する空気から湿分を吸着する一方、加熱された空気に湿
分を放出するよう構成されている。また、上記再生通路
３３の吸着ロータ１７よりも上流側に加熱手段として凝
縮器１０を設け、さらに設置状態で、水平軸回りに回転
する円板状の顕熱ロータ１８を、その端面が除湿通路３
２の吸着ロータ１７よりも下流側の部分と、再生通路３
３における凝縮器１０の上流側の部分とに順次面するよ
うにしている。

【００１５】次に、上記除湿機４における空気の流通経
路について説明する。まず、上記除湿通路３２の室外側
吸込口３９から流入した外気ＯＡは、吸着ロータ１７に
よって湿分が吸着されて除湿され、かつ吸着ロータ１７
の吸着熱により温度上昇させられる。そして、上記温度
上昇した除湿空気は、顕熱ロータ１８によって熱が奪わ
れて適度な温度となり、室内側吹出口３６から室内に向
けて除湿空気ＳＡが供給される。一方、上記再生通路３
３の室内側吸込口３７から流入した室内空気ＲＡは、顕
熱ロータ１８によって予熱され、さらに、凝縮器１０に
よって加熱される。そして、この加熱された空気によっ
て、吸着ロータ１７から湿分が放出されて、吸着ロータ
１７が再生され、湿分を含んだ再生空気ＥＡが室外側吹
出口３８から外部に排気される。

【００１６】この実施の形態において特徴的な点は、除
湿機４によって除湿運転を行いながら、これと同室に配
置した空調機２で冷房運転を行う場合の連係制御にある
ので、以下この点について説明する。すなわち、除湿機
能は、除湿機４だけが有するものではなく、室内機２も
有するものであり、両者の除湿能力をどのような比率で
発揮させるかによって、冷凍機のＣＯＰが変化するもの
であるため、最もＣＯＰの高い運転状態となるように両
者の能力を制御するのである。まず、図３（ａ）は、圧
縮機５の吐出ガス温度（排熱温度）Ｔt と冷凍機のＣＯ
Ｐ（成績係数）との関係を示すグラフであり、両者の関
係を、各蒸発温度Ｔe 毎に示している。図のように、蒸
発温度Ｔe が一定であれば、圧縮機５の吐出ガス温度
（排熱温度）Ｔt が上昇するにつれて冷凍機のＣＯＰ
（成績係数）は低下する。また、圧縮機５の吐出ガス温
度（排熱温度）Ｔt が一定であれば、蒸発温度Ｔe の低
下と共に、冷凍機のＣＯＰ（成績係数）は低下する。一
方、図３（ｂ）は、圧縮機５の吐出ガス温度（排熱温
度）Ｔt と除湿機４の除湿能力Ｑd との関係を示すグラ
フである。圧縮機５の吐出ガス温度Ｔt が上昇すると、
除湿機４の除湿能力Ｑd は次第に増加する傾向にある。
ただ、圧縮機５の吐出ガス温度Ｔt がある程度上昇した
状態においては、除湿機４の除湿能力Ｑd は飽和状態と
なり、僅かな上昇が見られるだけとなる。

【００１７】いま、吐出ガス温度７０°Ｃで除湿運転を
行い、そのときの除湿能力がＱd70であるとすると、こ
の除湿能力Ｑd70 を差し引いた残りの除湿負荷、冷房負
荷が空調機２に要求されることになる。そうするとそれ
ら負荷に応じて、室内熱交換器１１において必要な蒸発
温度Ｔe ＝１０°Ｃが求められる。このとき、上記のよ
うに圧縮機５からの吐出ガス温度Ｔt ＝７０°Ｃと蒸発
温度Ｔe ＝１０°Ｃとから、図３（ａ）に示すグラフか
ら冷凍機の成績係数ＣＯＰ70が求まる。

【００１８】次に、吐出ガス温度Ｔt を６０°Ｃに低下
させた状態を考える。この状態においても上記と同じ手
順によって、除湿能力Ｑd60 、蒸発温度Ｔe ＝４°Ｃが
それぞれ求められ、圧縮機５からの吐出ガス温度Ｔt ＝
６０°Ｃと蒸発温度Ｔe ＝４°Ｃとから、図３（ａ）に
示すグラフから冷凍機の成績係数ＣＯＰ60が求まる。こ
の場合、吐出ガス温度Ｔt ＝７０°Ｃの場合と比較し
て、除湿能力Ｑd60 が大幅に低下することから、室内機
２に要求される除湿能力が増大し、必要な蒸発温度Ｔe
も大幅に低下する。この結果、蒸発温度Ｔe の低下に起
因して冷凍機の成績係数ＣＯＰ60が低下する。その一
方、吐出ガス温度Ｔt を８０°Ｃに上昇させた状態を考
える。この状態においても上記と同じ手順によって、除
湿能力Ｑd80、蒸発温度Ｔe ＝１２°Ｃがそれぞれ求め
られ、圧縮機５からの吐出ガス温度Ｔt ＝８０°Ｃと蒸
発温度Ｔe ＝１２°Ｃとから、図３（ａ）に示すグラフ
から冷凍機の成績係数ＣＯＰ80が求まる。この場合、吐
出ガス温度Ｔt ＝７０°Ｃの場合と比較して、除湿能力
Ｑd80 は、吐出ガス温度Ｔt を上昇させたにもかかわら
ず、殆ど増加しない状態となっているので、室内機２に
要求される除湿能力は、殆ど減少しない。そのため室内
熱交換器１１の蒸発温度Ｔe は依然として低い温度に維
持する必要がある。このように蒸発温度Ｔe を低温に維
持する必要があるので、冷凍機の成績係数ＣＯＰ80は低
下する。なお、吐出ガス温度Ｔt を８０°Ｃからさらに
上昇させても、除湿機４での除湿能力が飽和状態になっ
ていることから、室内熱交換器１１においては、それま
でと同様の蒸発温度Ｔe が必要であり、従って、冷凍機
のＣＯＰは、吐出ガス温度Ｔt の上昇に伴って、蒸発温
度Ｔe ＝１２°Ｃのラインに従って次第に低下してい
く。

【００１９】以上のように、蒸気圧縮サイクルのＣＯＰ
と除湿能力（デシカント能力）とは、トレードオフの関
係にあり、同一システム能力で吐出ガス温度を変化させ
て計算すると、システムＣＯＰのピークが存在すること
が明らかである。これは、蒸気圧縮サイクルの吐出ガス
温度を上げていくと、除湿能力が増大し、蒸気圧縮サイ
クルでの潜熱処理量が減少するため、蒸発温度を上げた
高いＣＯＰでの運転が可能になるが、吐出ガス温度をさ
らに上げていくと、今度は蒸気圧縮サイクルのＣＯＰの
低下が著しくなり、さらに除湿能力が飽和状態（頭打ち
状態）となるため、システムのＣＯＰが低下してくるた
めである。

【００２０】そして上記のようなＣＯＰの算出を、さら
に細分化された吐出ガス温度Ｔt 毎に行い、最も高いＣ
ＯＰの得られる吐出ガス温度Ｔt にて、空調システムの
運転を行うのであるが、その際のフローチャートを図４
に示している。まず、ステップＳ２０において、センサ
（図示せず）によって、外気条件（温度、湿度）、室内
条件（温度、湿度）を検出すると共に、室内設定温湿度
を把握する。次に、ステップＳ２１において、必要とさ
れる顕熱・潜熱（除湿）処理能力を計算する。また、ス
テップＳ２２では、この空気状態での冷凍機蒸発温度Ｔ
e と吐出ガス温度Ｔt （又は凝縮温度）と成績係数ＣＯ
Ｐとの関係を計算する（図３（ａ））。次に、ステップ
Ｓ２３において、除湿機４における吐出ガス温度Ｔt
（又は凝縮温度）と除湿（潜熱）能力を計算する（図３
（ｂ））。ステップＳ２４では、システムＣＯＰが最大
になる蒸発温度Ｔe と吐出ガス温度Ｔt （又は凝縮温
度）とを計算し、このような蒸発温度Ｔe と吐出ガス温
度Ｔt （又は凝縮温度）とが得られるような圧縮機５の
回転数、電動膨張弁８の開度、室内ファン１３の風量等
を計算し（ステップＳ２５）、ステップＳ２６におい
て、圧縮機５の回転数、電動膨張弁８の開度、室内ファ
ン１３の風量等を、上記計算によって得られた値となる
ように設定し、以下同様の制御を繰り返す。

【００２１】以上のような制御を行えば、室内冷房用の
空調機２と室内除湿用の除湿機４とを備えた空調システ
ムにおいて、最も高いＣＯＰの得られる状態での運転が
可能になるので、システム効率を改善することが可能と
なる。

【００２２】図５には、上記制御を行うことが可能な蒸
気圧縮式ヒートポンプの他の実施の形態を示している。
これは、複数室の冷暖房を行う複数の空調機２、３と、
室内除湿を行う除湿機４とを備えたマルチ型ヒートポン
プシステムの例である。図５において、１は室外機、２
は室内空調を行うための第１空調機、３は室内空調を行
うための第２空調機、４は室内除湿を行うための除湿機
をそれぞれ示している。室外機１は、圧縮機５と、室外
熱交換器６と、室外ファン７と、主電動膨張弁８とを有
している。また、各空調機２、３は、室内熱交換器１
１、１２と、室内ファン１３、１４と、電動膨張弁１
５、１６とを有している。上記除湿機４は、圧縮機５の
下流側に設けた熱交換器（以下、便宜上、凝縮器と称す
る）１０と、吸着ロータ１７と、顕熱ロータ１８とを有
している。なお、この除湿機４の構造及びその作動状態
は、図２において説明したのと同様であるため、ここで
は同一機能部分に同一の符号を付してその説明を省略す
る。また、図５において、２１、２２は冷媒切替ユニッ
トである。

【００２３】次に、このマルチ型ヒートポンプシステム
（空調システム）の運転状態について説明する。まず、
各空調機２、３で暖房運転を行う場合の冷媒の流れにつ
いて説明する。このとき、各冷媒切替ユニット２１、２
２は、各室内熱交換器１１、１２を圧縮機５の吐出側に
接続されたガス管２０に連通させる状態としておく。ま
た、圧縮機５の吐出側と室外熱交換器６との間の第１開
閉弁２３を閉、圧縮機５の吸入側と室外熱交換器６との
間の第２開閉弁２４を開として、室外熱交換器６を圧縮
機５の吸入側に連通させておく。そして、圧縮機５から
の吐出冷媒を各室内熱交換器１１、１２で凝縮させる一
方、主電動膨張弁８を制御しながら室外熱交換器６で蒸
発させて圧縮機５に返流させることにより暖房運転を行
う。次に、各空調機２、３で冷房運転を行う場合の冷媒
の流れについて説明する。このとき、各冷媒切替ユニッ
ト２１、２２は、各室内熱交換器１１、１２を圧縮機５
の吸入側に連通させる状態としておく。また、圧縮機５
の吐出側と室外熱交換器６との間の第１開閉弁２３を
開、圧縮機５の吸入側と室外熱交換器６との間の第２開
閉弁２４を閉として、室外熱交換器６を圧縮機５の吐出
側に連通させておく。そして、圧縮機５からの吐出冷媒
を室外熱交換器６で凝縮させる一方、空調機側の各電動
膨張弁１５、１６を制御しながら各室内熱交換器１１、
１２で蒸発させて圧縮機５に返流させることにより冷房
運転を行う。

【００２４】圧縮機５からの吐出冷媒は、除湿機４の凝
縮器１０に対しては、除湿機用開閉弁１９を開にしてい
る限りガス管２０を介して常時供給されている。そして
この凝縮冷媒は、上記各空調機２、３が冷房運転をして
いる場合には、各空調機２、３において蒸発し、また各
空調機２、３が暖房運転している場合には、各空調機
２、３から流出した凝縮冷媒と共に、室外熱交換器６に
おいて蒸発する。

【００２５】また、第１空調機２で冷房運転を、第２空
調機３で暖房運転を行う場合の冷媒の流れについて説明
する。まず、各冷媒切替ユニット２１、２２は、図のよ
うに、第１室内熱交換器１１を圧縮機５の吸入側に、ま
た第２室内熱交換器１２を圧縮機５の吐出側にそれぞれ
連通させる状態としておく。このとき、除湿機用開閉弁
１９が閉で、除湿機４が非使用の場合には、圧縮機５の
吐出側と室外熱交換器６との間の第１開閉弁２３を閉、
圧縮機５の吸入側と室外熱交換器６との間の第２開閉弁
２４を閉として、室外熱交換器６と圧縮機５との連通を
遮断しておく。そして、圧縮機５からの吐出冷媒を第２
室内熱交換器１２で凝縮させる一方、第１空調機側の電
動膨張弁１５を制御しながら第１室内熱交換器１１で蒸
発させて圧縮機５に返流させることにより第１空調機２
で冷房運転を、また第２空調機３で暖房運転を行う。一
方、除湿機用開閉弁１９が開で、除湿機４が使用中の場
合には、圧縮機５の吐出側と室外熱交換器６との間の第
１開閉弁２３を閉、圧縮機５の吸入側と室外熱交換器６
との間の第２開閉弁２４を開として、室外熱交換器６を
圧縮機５の吸入側に連通しておく。そして、圧縮機５か
らの吐出冷媒を凝縮器１０と第２室内熱交換器１２で凝
縮させる一方、主電動膨張弁８と第１空調機側の電動膨
張弁１５とを制御しながら室外熱交換器６と第１室内熱
交換器１１で蒸発させて圧縮機５に返流させることによ
り第１空調機２で冷房運転を、また第２空調機３で暖房
運転を行う。

【００２６】上記空調システムによれば、除湿機４と第
１又は第２空調機２、３とを同室に配置することによ
り、冷暖房運転をしながらの除湿運転を行うことが可能
となるが、このような場合においても、上記図３及び図
４に基づいて説明した制御と同様の制御を行うことが可
能である。

【００２７】以上の説明では、蒸気圧縮式ヒートポンプ
の凝縮器１０での排熱を利用した例を示しているが、エ
ンジン駆動ヒートポンプにおける凝縮熱やエンジン排
熱、あるいはや吸収式ヒートポンプの凝縮熱や吸収器排
熱のいずれにおいても、排熱温度と冷房ＣＯＰとはトレ
ードオフの関係にあり、上記と同じ原理で除湿運転と空
調運転の最適ポイントが存在する。以下、エンジン駆動
ヒートポンプと吸収式ヒートポンプへの適用例を説明す
る。

【００２８】図６には、エンジン駆動ヒートポンプにお
けるエンジン排熱を利用する場合の実施の形態を示して
いる。これは、図のように、圧縮機５を駆動するエンジ
ン４１の排熱を、配管４２、４３で上記同様の除湿機４
の凝縮器１０に供給して除湿を行うものである。この除
湿機４は、図２において説明したものと同様のものであ
る。なお同図において、空調機２における冷媒回路は図
２に示したものと略同様であり、圧縮機５、四路切換弁
９、室外熱交換器６、電動膨張弁８、室内熱交換器１１
を有している。なお、７は室外ファン、１３は室内ファ
ンである。この場合の制御フローチャートを図７に示し
ている。まず、ステップＳ３０において、センサ（図示
せず）によって、外気条件（温度、湿度）、室内条件
（温度、湿度）を検出すると共に、室内設定温湿度を把
握する。次に、ステップＳ３１において、必要とされる
顕熱・潜熱（除湿）処理能力を計算する。また、ステッ
プＳ３２では、この空気状態での冷凍機蒸発温度Ｔe と
エンジン排熱温度（又は凝縮温度）と成績係数ＣＯＰと
の関係を計算する。次に、ステップＳ３３において、除
湿機４におけるエンジン排熱温度（又は凝縮温度）と除
湿（潜熱）能力を計算する。ステップＳ３４では、シス
テムＣＯＰが最大になる蒸発温度Ｔe とエンジン排熱温
度（又は凝縮温度）とを計算し、このような蒸発温度Ｔ
e とエンジン排熱温度（又は凝縮温度）とが得られるよ
うなエンジン４１の回転数、電動膨張弁８の開度、室内
ファン１３の風量等を計算し（ステップＳ３５）、ステ
ップＳ３６において、エンジン４１の回転数、電動膨張
弁８の開度、室内ファン１３の風量等を、上記計算によ
って得られた値となるように設定し、以下同様の制御を
繰り返す。

【００２９】以上のような制御を行えば、室内冷房用の
空調機２と室内除湿用の除湿機４とを備えたエンジン駆
動ヒートポンプシステムにおいて、最も高いＣＯＰの得
られる状態での運転が可能になるので、システム効率を
改善することが可能となる。

【００３０】図８には、吸収式冷凍機４４において、吸
収器排熱を利用する場合の実施の形態を図示し、また図
９には、吸収式冷凍機において、現地熱源４５を利用す
る場合の実施の形態を図示している。各図において、４
は除湿機であり、また１０は凝縮器をそれぞれ示してい
る。この除湿機４は図２に示したものと略同様である。
この場合の制御フローチャートを図１０に示している。
まず、ステップＳ４０において、センサ（図示せず）に
よって、外気条件（温度、湿度）、室内条件（温度、湿
度）を検出すると共に、室内設定温湿度を把握する。次
に、ステップＳ４１において、必要とされる顕熱・潜熱
（除湿）処理能力を計算する。また、ステップＳ３２で
は、この空気状態での冷凍機蒸発温度Ｔe と吸収器温度
（又は凝縮温度）と成績係数ＣＯＰとの関係を計算す
る。次に、ステップＳ４３において、除湿機４における
吸収器温度（又は凝縮温度）と除湿（潜熱）能力を計算
する。ステップＳ４４では、システムＣＯＰが最大にな
る蒸発温度Ｔe と吸収器温度（又は凝縮温度）とを計算
し、このような蒸発温度Ｔe と吸収器温度（又は凝縮温
度）とが得られるような発生器加熱量、電動膨張弁の開
度、室内ファンの風量等を計算し（ステップＳ４５）、
ステップＳ４６において、発生器加熱量、電動膨張弁の
開度、室内ファンの風量等を、上記計算によって得られ
た値となるように設定し、以下同様の制御を繰り返す。

【００３１】以上のような制御を行えば、室内冷房用の
空調機と室内除湿用の除湿機４とを備えた吸収式冷凍機
において、最も高いＣＯＰの得られる状態での運転が可
能になるので、システム効率を改善することが可能とな
る。

【００３２】以上にこの発明の空調システムの実施の形
態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限
られるものではなく、種々変更して実施することが可能
である。すなわち上記実施の形態では、除湿機４におい
ては、吸着ロータ１７を用いているが、冷却吸着素子を
利用して除湿機４を構成してもよい。なお、上記各実施
の形態での除湿機４において、圧縮機の下流側に設けた
熱交換器を凝縮器と称しているが、この凝縮器１０は、
ガス冷媒を液化する凝縮作用を主たる目的とするもので
はなく、その主たる目的は、圧縮機の吐出冷媒の顕熱を
利用し、この顕熱によって空気を加熱することにある点
に留意されたい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１の空調システムで
は、除湿機が負担する潜熱負荷と、空調機が負担する潜
熱・顕熱負荷とを考慮した上で、最も良好な成績係数Ｃ
ＯＰが得られる運転条件で空調機と除湿機との運転を行
うようにしているので、エネルギ効率の良い運転を行う
ことが可能となる。

【００３４】また請求項２の空調システムでは、室内冷
房用の空調機と除湿機とを備えた空調システムにおい
て、最も高いＣＯＰの得られる状態での運転が可能にな
るので、システム効率を改善することが可能となる。

【００３５】さらに請求項２の空調システムは、請求項
３のように、多くの種類のヒートポンプに適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項２の概要を説明するためのフロ
ーチャート図である。

【図２】本発明の第１実施形態の空調システムを示す冷
媒回路図である。

【図３】上記実施形態の空調システムの制御方法を説明
するためのグラフであり、（ａ）は吐出ガス温度とＣＯ
Ｐとの関係を示すグラフ、（ｂ）は吐出ガス温度と除湿
能力との関係を示すグラフである。

【図４】上記実施形態での制御方法を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図５】本発明の第２実施形態の空調システムを示す冷
媒回路図である。

【図６】本発明の第３実施形態の空調システムを示す冷
媒回路図である。

【図７】上記実施形態での制御方法を説明するためのフ
ローチャート図である。

【図８】本発明の第４実施形態の空調システムを示す冷
媒回路図である。

【図９】本発明の第５実施形態の空調システムを示す冷
媒回路図である。

【図１０】上記各実施形態での制御方法を説明するため
のフローチャート図である。

【符号の説明】

２空調機４除湿機５圧縮機１０凝縮器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3L053 BC03 BC09 3L060 AA03 CC01 CC02 CC03 CC04 DD02 DD08 EE01 EE21 EE25 EE45 4D052 AA08 CB02 DA03 DB01 FA06 GA01 GB06 HA01 HA02 HA03 HB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒートポンプの蒸発器を利用して室内冷
房運転を行う空調機（２）と、このヒートポンプの排熱
を利用して室内除湿を行う除湿機（４）とを備えた空調
システムにおいて、顕熱負荷と潜熱負荷に応じて最大の
成績係数（ＣＯＰ）が得られる運転条件で空調機（２）
と除湿機（４）との運転を行うことを特徴とする空調シ
ステム。
【請求項２】外気条件、室内条件をセンサで検知し、
この空気状態でのヒートポンプ蒸発温度（Ｔe ）、排熱
温度（Ｔt ）、成績係数（ＣＯＰ）の関係を計算すると
共に、さらに除湿機（４）において排熱温度（Ｔt ）に
対する除湿能力（Ｑd ）を求め、次にこの除湿能力（Ｑ
d ）を前提に空調機（２）が処理すべき潜熱及び顕熱負
荷を求め、この負荷に応じることができ、かつ最大の成
績係数（ＣＯＰ）が得られるヒートポンプ蒸発温度（Ｔ
e ）と排熱温度（Ｔt ）とで運転を行うことを特徴とす
る請求項１の空調システム。
【請求項３】上記ヒートポンプの排熱が、蒸発圧縮式
冷凍機の凝縮熱、エンジン駆動式ヒートポンプの凝縮
熱、吸収式冷凍機の凝縮熱、又はエンジン駆動ヒートポ
ンプのエンジン排熱、又は吸収式冷凍機の吸収器排熱で
あることを特徴とする請求項２の空調システム。