JP2016161207A - Air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクル回路を備える空調機に関し、特に、植物栽培用ハウスや畜産施設等で利用される農畜産用の空調機に関する。 The present invention relates to an air conditioner including a vapor compression refrigeration cycle circuit, and more particularly to an agricultural and livestock air conditioner used in a plant cultivation house, a livestock facility, or the like.
従来、植物栽培用ハウス等の内部空間を暖める暖房手段として、重油や灯油等の燃焼熱を利用する燃焼式暖房機が広く利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a combustion heater that uses combustion heat such as heavy oil or kerosene has been widely used as a heating means for heating an internal space of a plant cultivation house or the like.
また近年は、燃焼式ボイラに代えて若しくは燃焼式ボイラと組み合わせて、電力を利用して植物栽培用ハウス等の内部を暖めるヒートポンプ式の空調機が用いられるようになってきた。 In recent years, heat pump type air conditioners that use electric power to heat the interior of a plant cultivation house or the like instead of or in combination with a combustion boiler have come to be used.
例えば、特許文献１には、圧縮機、室内熱交換器及び室外熱交換器を含む冷媒回路を備え、電力を利用して植物栽培用ハウスの内部を空調する農事用空調機が開示されている。電力を利用するこの種の空調機によれば、暖房用の燃料消費を抑え、エネルギーコストを削減することができる。
For example,
また、同文献に記載された農事用空調機では、室外機として、居室空間を空調する汎用の空調機と略同一の室外機を使用している。更に、室内機についても、居室空間を空調する汎用の空調機の室外機と略同一の部品を使用している。このように、防水構造を有するシリーズ化された汎用の室外機を、室外機及び室内機として使用することにより、農事用空調機の設計コスト及び製造コストを低減することができる。 Moreover, in the agricultural air conditioner described in the document, an outdoor unit that is substantially the same as a general-purpose air conditioner that air-conditions the living room space is used as the outdoor unit. Further, the indoor unit uses substantially the same components as the outdoor unit of a general-purpose air conditioner that air-conditions the living room space. Thus, the design cost and the manufacturing cost of the agricultural air conditioner can be reduced by using the general-purpose outdoor units that have a waterproof structure as the outdoor unit and the indoor unit.
しかしながら、上記した従来技術では、植物栽培用ハウス等を暖房する場合において、施設内の湿度を好適に維持する観点において改善の余地があった。即ち、植物栽培用ハウス等の暖房を行う場合、暖房される施設内の湿度が過度に上昇し、結露が発生し易いというという問題点があった。 However, in the above-described conventional technology, there is room for improvement in terms of suitably maintaining the humidity in the facility when heating a plant cultivation house or the like. That is, when heating a house for plant cultivation or the like, there is a problem that the humidity in the heated facility is excessively increased and condensation is likely to occur.
具体的には、暖房される植物栽培用ハウス等においては、日射等によって暖められることによって、土壌に含まれる水分が多量に蒸発する。また、施設内の温度が高くなることによって施設内で栽培される植物からの蒸散も活発になり、この蒸散によっても施設内の空気に多くの水分が供給される。そのため、施設内の湿度が高くなり、外気温度や施設内の温度の変化による僅かな温度差によって施設の内壁や農作物等に結露が生ずる。 Specifically, in a heated plant cultivation house or the like, a large amount of water contained in the soil evaporates by being warmed by solar radiation or the like. Moreover, transpiration from plants cultivated in the facility becomes active as the temperature in the facility becomes high, and a large amount of moisture is supplied to the air in the facility also by this transpiration. For this reason, the humidity in the facility becomes high, and dew condensation occurs on the inner wall of the facility, crops, etc. due to a slight temperature difference due to changes in the outside air temperature or the temperature in the facility.
そして、施設の内壁等に付着して凝縮した水分が滴下することにより、若しくは直接表面で結露することにより、施設内で育成される植物の葉面、花、果実等に水分が付着する。この植物への水分の付着は、病気発生の原因となったり、商品価値を低下させたりするので、好ましくない。 And when the water | moisture content which adhered and condensed on the inner wall etc. of a facility dripped, or it forms condensation on the surface directly, a water | moisture content adheres to the leaf surface of the plant grown in a facility, a flower, a fruit, etc. The adhesion of moisture to the plant is not preferable because it causes disease and reduces the commercial value.
これに対し、上記した従来技術では、暖房運転時に施設内の湿度の上昇を抑えて結露を抑止することができなかった。また、一般に広く行われている居室空間の空調においては、そもそも暖房運転時に除湿を行うというニーズがない。そのため、特許文献１に記載された従来技術のように、居室空間を空調する汎用の空調機の技術を利用した空調機は、暖房運転時に積極的に湿度を下げるという設計思想がなく、そのための機能を備えていなかった。
On the other hand, in the above-described prior art, it was not possible to suppress dew condensation by suppressing an increase in humidity in the facility during heating operation. Moreover, in the air conditioning of the living room space generally performed, there is no need to dehumidify during the heating operation. Therefore, as in the prior art described in
そこで、従来、農畜産施設内の結露に対する対策としては、外部の乾燥した空気を導入する換気による方法や、除湿を行うための除湿装置を別途設ける方法等が採られていた。しかし、自動換気装置や除湿装置等の装置を暖房用の装置とは別に設置するため、設備コストが増大し、また、暖房用エネルギーが増大する等の問題点がある。 Therefore, conventionally, as countermeasures against dew condensation in agricultural and livestock facilities, a method by ventilation that introduces external dry air, a method of separately providing a dehumidifying device for performing dehumidification, and the like have been adopted. However, since devices such as an automatic ventilation device and a dehumidifying device are installed separately from the heating device, there are problems such as an increase in equipment cost and an increase in heating energy.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、暖房運転中に効率良く除湿を行い、施設内の湿度を好適に維持することができる空調機を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said situation, The place made into the objective provides the air conditioner which can dehumidify efficiently during heating operation and can maintain the humidity in a facility suitably. There is.
本発明の空調機は、農畜産施設の内部に配置される室内熱交換器と、前記農畜産施設の外部に配置される室外熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、を有する冷媒回路と、前記室内熱交換器と熱交換する空気を循環させる室内送風機と、を備え、前記冷媒回路は、前記圧縮機で圧縮された高圧の冷媒を前記室内熱交換器に流す加熱回路と、前記膨張弁で減圧された低圧の冷媒を前記室内熱交換器に流す冷却回路と、に切り替え可能な切替手段を有し、前記農畜産施設の内部を暖房する暖房運転において、前記冷媒回路を前記加熱回路に切り替えて前記室内送風機を稼働させる加熱工程と、前記冷媒回路を前記冷却回路に切り替えて前記室内送風機を稼働させる除湿工程と、を実行することを特徴とする。 An air conditioner of the present invention includes an indoor heat exchanger disposed inside an agricultural and livestock facility, an outdoor heat exchanger disposed outside the agricultural and livestock facility, a compressor, and an expansion valve. And an indoor fan that circulates air that exchanges heat with the indoor heat exchanger, and the refrigerant circuit includes a heating circuit that flows high-pressure refrigerant compressed by the compressor to the indoor heat exchanger, and A switching circuit that can be switched to a cooling circuit that flows the low-pressure refrigerant depressurized by the expansion valve to the indoor heat exchanger, and in heating operation that heats the inside of the agricultural and livestock facility, the refrigerant circuit is heated A heating step of switching to a circuit and operating the indoor blower and a dehumidifying step of switching the refrigerant circuit to the cooling circuit and operating the indoor blower are performed.
本発明の空調機によれば、農畜産施設の内部に配置される室内熱交換器と、農畜産施設の外部に配置される室外熱交換器と、圧縮機と、膨張弁と、切替手段と、を有する冷媒回路と、室内熱交換器と熱交換する空気を循環させる室内送風機と、を備え、農畜産施設の内部を暖房する暖房運転において、冷媒回路を冷却回路に切り替えて室内送風機を稼働させる除湿工程を実行する。即ち、暖房運転において、冷媒回路に設けられた切替手段を切り替えることによって、膨張弁で減圧された低圧の冷媒を室内熱交換器に流し、この状態で室内送風機を稼働させる。 According to the air conditioner of the present invention, an indoor heat exchanger disposed inside the agricultural and livestock facility, an outdoor heat exchanger disposed outside the agricultural and livestock facility, a compressor, an expansion valve, and switching means In a heating operation for heating the inside of an agricultural and livestock facility, the refrigerant circuit is switched to a cooling circuit and the indoor fan is operated in a heating operation that circulates air that exchanges heat with the indoor heat exchanger. A dehumidifying step is performed. That is, in the heating operation, by switching the switching means provided in the refrigerant circuit, the low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve is caused to flow to the indoor heat exchanger, and the indoor blower is operated in this state.
これにより、室内熱交換器において、その内部で蒸発する冷媒と、外部を流れる施設内の空気との間で熱交換を行い、その空気を冷却して空気中の水分を凝縮させ、施設内の除湿を行うことができる。そのため、別途除湿装置等を設置することなく、暖房運転時における施設内の過度な湿度上昇を抑え、湿度を好適に維持することができる。 Thus, in the indoor heat exchanger, heat exchange is performed between the refrigerant evaporating inside and the air in the facility flowing outside, and the air is cooled to condense moisture in the air. Dehumidification can be performed. Therefore, without installing a separate dehumidifying device or the like, an excessive increase in humidity in the facility during the heating operation can be suppressed, and the humidity can be suitably maintained.
また、前記除湿工程において、室内送風機は、加熱工程における回転数よりも低い所定の回転数で稼働されても良い。これにより、室内熱交換器内で蒸発する冷媒の蒸発温度を低くして室内熱交換器の空気側伝熱面と空気との温度差を好適に確保し、除湿性能を高めることができる。 Further, in the dehumidifying process, the indoor blower may be operated at a predetermined rotational speed lower than the rotational speed in the heating process. Thereby, the evaporating temperature of the refrigerant evaporating in the indoor heat exchanger can be lowered to suitably secure a temperature difference between the air side heat transfer surface of the indoor heat exchanger and the air, and the dehumidifying performance can be enhanced.
また、前記除湿工程において、室内送風機を停止させる工程を含んでも良い。即ち、室内送風機を断続的に稼働させることもできる。これにより、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度を低下させて除湿量を高めることができる。 Further, the dehumidifying step may include a step of stopping the indoor blower. That is, the indoor blower can be operated intermittently. Thereby, the evaporation temperature of the refrigerant | coolant in an indoor heat exchanger can be reduced, and dehumidification amount can be raised.
また、前記除湿工程において、圧縮機は、加熱工程における圧縮機の回転数よりも高い所定の回転数で稼働されても良い。これにより、室内熱交換器における冷媒の蒸発温度を低下させて、除湿能力を高め、短時間で効率的な除湿を行うことができる。 Further, in the dehumidifying step, the compressor may be operated at a predetermined rotational speed higher than the rotational speed of the compressor in the heating step. Thereby, the evaporation temperature of the refrigerant | coolant in an indoor heat exchanger can be reduced, dehumidification capability can be improved, and efficient dehumidification can be performed in a short time.
また、前記除湿工程から前記加熱工程に切り替えた後の所定の間、圧縮機の回転数を加熱工程における通常の回転数よりも低くしても良い。これにより、室内熱交換器の温度上昇を遅らせて、室内熱交換器の表面に付着した霜が融解されて水分が下方に滴下するための時間を確保することができる。即ち、室内熱交換器の表面に付着している水分が冷媒によって加熱されて再蒸発し、施設内の湿度が上昇してしまうことを抑止できる。 Moreover, you may make the rotation speed of a compressor lower than the normal rotation speed in a heating process for the predetermined period after switching from the said dehumidification process to the said heating process. Thereby, the temperature rise of an indoor heat exchanger can be delayed and the time for the frost adhering to the surface of an indoor heat exchanger to melt | dissolve and a water | moisture content to drip below can be ensured. In other words, it is possible to prevent moisture adhering to the surface of the indoor heat exchanger from being heated and re-evaporated by the refrigerant and increasing the humidity in the facility.
また、前記除湿工程において、室外熱交換器と熱交換する空気を流す室外送風機を停止しても良い。これにより、室外熱交換器に霜が付着した場合、その霜を効率良く融かすことができ、着霜による伝熱の阻害を抑制することができる。つまり、前記除湿工程では、室内熱交換器による施設内の除湿と、室外熱交換器の除霜と、を同時に効率良く行うことができる。 Moreover, you may stop the outdoor air blower which flows the air which heat-exchanges with an outdoor heat exchanger in the said dehumidification process. Thereby, when frost adheres to the outdoor heat exchanger, the frost can be efficiently melted, and inhibition of heat transfer due to frost formation can be suppressed. That is, in the dehumidification step, the dehumidification in the facility by the indoor heat exchanger and the defrosting of the outdoor heat exchanger can be efficiently performed simultaneously.
また、前記加熱工程と前記除湿工程とを所定の時間で切り替えても良い。これにより、施設内の環境を検知するためのセンサ等や複雑な演算を実行する制御装置等を必要とせず、簡易な制御で施設内の湿度を好適に維持することができる。 Moreover, you may switch the said heating process and the said dehumidification process by predetermined time. Thereby, the humidity in a plant | facility can be maintained suitably by simple control, without requiring the sensor for detecting the environment in a plant | facility, a control apparatus etc. which perform a complicated calculation.
また、農畜産施設の内部の湿度を検出する湿度センサを備え、該湿度センサで検出される施設内の湿度に基づき前記加熱工程と前記除湿工程とを切り替えても良い。これにより、前記除湿工程は施設内の湿度が上昇して除湿が必要な場合にのみ実行されるので、不必要な除湿工程によって施設内を無駄に冷却することが抑制される。その結果、施設内の湿度を好適に維持することができ且つエネルギー消費の少ない高効率な暖房が可能となる。 Further, a humidity sensor that detects the humidity inside the agricultural and livestock facility may be provided, and the heating step and the dehumidifying step may be switched based on the humidity inside the facility detected by the humidity sensor. Thereby, since the dehumidification process is executed only when the humidity in the facility rises and the dehumidification is necessary, it is possible to suppress unnecessary cooling of the facility by the unnecessary dehumidification process. As a result, the humidity in the facility can be suitably maintained and high-efficiency heating with low energy consumption is possible.
また、農畜産施設の外部の温度を検出する外気温度センサと、室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度センサと、を備え、前記外気温度センサで検出される施設外の温度及び前記室外熱交換器温度センサで検出される室外熱交換器の温度に基づき室外熱交換器への着霜を判断し、室外熱交換器の除霜が必要であると判断した場合に、前記除湿工程を実行しても良い。これにより、室内熱交換器による施設内の除湿と、室外熱交換器の除霜と、を同時に効率良く行うことができ、施設内の湿度を好適に維持しつつ暖房運転の効率を向上させることができる。 The outdoor temperature sensor that detects the temperature outside the agricultural and livestock facility, and the outdoor heat exchanger temperature sensor that detects the temperature of the outdoor heat exchanger, the temperature outside the facility detected by the outdoor temperature sensor and When the outdoor heat exchanger is defrosted based on the temperature of the outdoor heat exchanger detected by the outdoor heat exchanger temperature sensor and the defrosting of the outdoor heat exchanger is determined to be necessary, the dehumidification You may perform a process. Thereby, the dehumidification in the facility by the indoor heat exchanger and the defrosting of the outdoor heat exchanger can be efficiently performed at the same time, and the efficiency of the heating operation is improved while suitably maintaining the humidity in the facility. Can do.
以下、本発明の実施形態に係る空調機を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る空調機１の設置状況を示す概略図である。図１に示すように、空調機１は、農畜産用の施設５０の内部に配置される室内機１０と、施設５０の外部に配置される室外機２０と、を有する。
Hereinafter, an air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an installation status of an
農畜産用の施設５０の内部では、例えば、各種野菜、果樹若しくは花卉等の植物５５が栽培される。また、空調機１が設置される施設５０は、家畜等を飼育するための畜産飼育用施設等であって良い。
Inside the
施設５０の内部に配置される室内機１０は、室内熱交換器１１を備え、施設５０の外部に配置される室外機２０は、室外熱交換器２１を備えている。室内機１０と室外機２０とは冷媒配管３１によって接続され、室内機１０の室内熱交換器１１によって施設５０内の空気が加熱または冷却されて施設５０の空調が行われる。
The
図２は、空調機１の冷媒回路図であり、冷媒回路３０を構成する主要部品及び配管系統を示している。なお、図２において、実線矢印は、冷媒回路３０を加熱回路に切り替えた際の冷媒の流れ方向を、破線矢印は、冷却回路に切り替えた際の冷媒の流れ方向を示している。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of the
図２に示すように、空調機１は、室内熱交換器１１と、室外熱交換器２１と、圧縮機２３と、膨張弁２４と、切替手段としての四方弁２５と、を含む冷媒回路３０を有する。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、圧縮機２３の吐出側は、冷媒が流通自在な配管によって、四方弁２５を介して室内熱交換器１１の一端に接続されている。室内熱交換器１１の他端は、膨張弁２４を介して室外熱交換器２１の一端に接続され、室外熱交換器２１の他端は、四方弁２５及びアキュームレータ２６を介して圧縮機２３の吸入側に接続される。
Specifically, the discharge side of the
これにより、蒸気圧縮式冷凍サイクル回路である冷媒回路３０が構成される。なお、冷媒回路３０には、ハイドロフルオロカーボン（例えば、Ｒ４１０Ａ）等の冷媒が封入される。
Thereby, the
室内熱交換器１１は、例えば、プレートフィンアンドチューブ式の熱交換器であり、施設５０内の空気と冷媒との間で熱交換を行うものである。室内熱交換器１１は、平面視略Ｌ字状に屈曲する形態を成し、室内機１０の背面から側面にかけての開口に配設され、室内熱交換器１１の一方の主面は、室内機１０の前記開口から露出している。これにより、農畜産用の施設５０に適した効率的な熱交換が可能となる。
The
また、室内機１０の内部には、室内送風機１２が設けられる。室内送風機１２は、プロペラファンとモータとを有し、室内熱交換器１１の前面側に配設され、室内熱交換器１１と熱交換する空気を循環させる。詳しくは、室内送風機１２を稼働すると、室内機１０の前面に形成される開口から空気が強制排出され、これに伴って室内機１０の背面から側面にかけての開口から空気が吸引されて室内熱交換器１１を通過する。室内送風機１２にプロペラファンを用いることにより、高い送風能力を確保することができ、室内熱交換器１１における熱交換の効率を高めることができる。
An
室外熱交換器２１は、例えば、プレートフィンアンドチューブ式の熱交換器であり、室外機２０に設けられ、外気と冷媒との間で熱交換を行うものである。また、室外機２０には、例えば、プロペラファンとモータとを有する室外送風機２２が設けられる。室外送風機２２は、室外熱交換器２１と熱交換する空気を流す。
The
圧縮機２３は、電力によって駆動されるモータを有し、該モータの動力によって低圧の冷媒を吸入して圧縮し、高圧の冷媒を吐出するものである。膨張弁２４は、例えば、電子膨張弁であり、高圧の液冷媒を絞り膨張させるものである。
The
四方弁２５は、圧縮機２３の吐出側（高圧側）及び吸入側（低圧側）を室内熱交換器１１及び室外熱交換器２１に各々択一的に接続する。四方弁２５を切り替えることにより、冷媒回路３０は、圧縮機２３で圧縮された高圧の冷媒が室内熱交換器１１に流れる加熱回路、または膨張弁２４で減圧された低圧の冷媒が室内熱交換器１１に流れる冷却回路に切り替えられる。
The four-
具体的には、四方弁２５によって冷媒回路３０を加熱回路に切り替えることにより、図２において実線矢印で示すように、圧縮機２３から吐出される高圧の蒸気冷媒は、室内熱交換器１１に流れ、施設５０内の空気と熱交換して凝縮する。これにより、施設５０内の空気が加熱される。
Specifically, by switching the
そして、室内熱交換器１１で凝縮した液冷媒は、膨張弁２４によって減圧されて室外熱交換器２１に流れ込む。室外熱交換器２１において、低圧の液冷媒は、外気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器２１で蒸発した冷媒は、アキュームレータ２６で気液分離された後、圧縮機２３に吸入され圧縮される。
The liquid refrigerant condensed in the
他方、四方弁２５によって冷媒回路３０を冷却回路に切り替えた場合には、図２において破線矢印で示すように、圧縮機２３から吐出される高圧の蒸気冷媒は、室外熱交換器２１に流れ、外気と熱交換して凝縮する。
On the other hand, when the
そして、その凝縮した液冷媒は、膨張弁２４によって減圧されて室内熱交換器１１に流れ込む。室内熱交換器１１において、低圧の液冷媒は、施設５０内の空気と熱交換して蒸発する。これにより、施設５０内の空気が冷却される。室内熱交換器１１で蒸発した冷媒は、アキュームレータ２６で気液分離された後、圧縮機２３に吸入され圧縮される。
The condensed liquid refrigerant is decompressed by the
また、室内機１０は、室内熱交換器１１の温度を検出する室内熱交換器温度センサ１４と、施設５０内の温度を検出する室内温度センサ１５と、制御装置４１と、その他の図示しないセンサ類を備えている。室外機２０は、室外熱交換器２１の温度を検出する室外熱交換器温度センサ２７と、外気の温度を検出する外気温度センサ２８と、制御装置４２と、その他の図示しないセンサ類を備えている。
The
また、空調機１は、施設５０内の湿度を検出する湿度検出器１６を備えている。湿度検出器１６は、例えば、高分子式の湿度センサを備え、施設５０内に設置されて施設５０内の湿度情報を電気信号に変換して制御装置４１に出力する。なお、湿度検出器１６を室内機１０に内蔵しても良い。
The
また、図示を省略するが、室内機１０は、室内熱交換器１１から滴下する水分を受け止めるドレンパンを有しており、該ドレンパンには、ドレンホースを接続可能な接続部が形成されている。これにより、後述する除湿工程Ｓ２（図４参照）によって施設５０内の空気から除去される水分を適切に排出することができ、再蒸発による湿度の上昇を抑えることができる。なお、具体的には、室内機１０の筐体の底板部をドレンパンとしても良い。
Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the
上記構成においては、冷媒回路３０を構成する圧縮機２３、膨張弁２４、四方弁２５及びアキュームレータ２６を室外機２０の内部に設ける例を示したが、これらの構成機器は、室内機１０の内部に配置されても良い。また、冷媒回路３０に、その他の図示しない仕切弁や、ストレーナ、レシーバタンク、追加の膨張弁等の機器を設けても良い。
In the above configuration, an example in which the
図３は、空調機１の制御系統を示すブロック図である。図３に示すように、室内機１０の制御装置４１と室外機２０の制御装置４２とは、双方向通信可能に接続される。これにより空調機１の全体を制御する制御装置４０が構成される。なお、制御装置４１及び制御装置４２の機能を一つにまとめた制御装置４０を室内機１０または室外機２０の何れか一方に内蔵させても良い。また、制御装置４０を室内機１０及び室外機２０の外部に設置することも可能である。
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the
室内機１０の制御装置４１には、室内熱交換器温度センサ１４、室内温度センサ１５、湿度検出器１６及びその他のセンサ類や図示しない設定入力手段（例えば、リモコン）等が信号入力可能に接続される。また、制御装置４１の出力側には、室内送風機１２やその他の制御対象機器が接続される。
To the
室外機２０の制御装置４２には、室外熱交換器温度センサ２７、外気温度センサ２８及びその他のセンサ類等が信号入力可能に接続される。また、制御装置４２の出力側には、室外送風機２２、圧縮機２３、膨張弁２４、四方弁２５及びその他の制御対象機器が接続される。
An outdoor heat
そして、制御装置４０は、前記各センサ類（１４、１５、１６、２７、１８、その他）からの入力及び各種設定値に基づいて所定の演算を実行し、室内送風機１２、室外送風機２２、圧縮機２３、膨張弁２４、四方弁２５及びその他の制御対象機器を制御する。
And the
次に、図４ないし図８を参照して、空調機１の暖房運転における制御動作について詳細に説明する。図４は、空調機１の暖房運転の制御を示すタイムチャートである。図５ないし図８は、同じく空調機１の暖房運転について、制御の変形例を示すタイムチャートである。暖房運転は、主に冬季において施設５０の内部を暖めるために行われる。
Next, the control operation in the heating operation of the
図４に示すように、空調機１は、施設５０の内部を暖房する暖房運転において、加熱工程Ｓ１と、除湿工程Ｓ２と、を実行する。
As shown in FIG. 4, the
加熱工程Ｓ１では、冷媒回路３０（図２参照）は、圧縮機２３から吐出される高圧の冷媒が室内熱交換器１１（図２参照）に流れる加熱回路に切り替えられており、この状態で、室内送風機１２、室外送風機２２及び圧縮機２３が稼動される。これにより、施設５０の内部が暖められる。
In the heating step S1, the refrigerant circuit 30 (see FIG. 2) is switched to a heating circuit in which the high-pressure refrigerant discharged from the
次に、除湿工程Ｓ２では、制御装置４０（図３参照）によって四方弁２５が切り替えられ、冷媒回路３０は、膨張弁２４（図２参照）で減圧された低圧の冷媒が室内熱交換器１１に流れる冷却回路に切り替えられる（時点Ｘ）。この状態で、室内送風機１２、室外送風機２２及び圧縮機２３が稼動される。
Next, in the dehumidifying step S2, the four-
これにより、施設５０の内部の空気が室内熱交換器１１を通過する際に冷媒と熱交換して冷却されて該空気中の水分が凝縮、除去される。即ち、施設５０内の除湿が行われる。そのため、空調機１によれば、別途除湿装置等を設置することなく、暖房運転時における施設５０内の過度な湿度上昇を抑え、湿度を好適に維持することができる。
Thereby, when the air inside the
そして、除湿工程Ｓ２を実行した後（時点Ｙ）、制御装置４０によって四方弁２５が切り替えられて、冷媒回路３０は加熱回路になり、再び加熱工程Ｓ１が行われる。これにより、除湿工程Ｓ２を実行することによって僅かに温度が低下した施設５０内は、所定の暖房設定温度まで暖められる。なお、施設５０内の温度が上昇する際も施設５０内の相対湿度は低下する。その後、加熱工程Ｓ１が継続され、空調機１は制御装置４０によって所定の暖房設定温度を目標に制御されて、施設５０の好適な室内環境が維持される。
And after performing dehumidification process S2 (time Y), the four-
上記の除湿工程Ｓ２において、室内送風機１２は、加熱工程Ｓ１における回転数よりも低い所定の回転数で稼働されても良い。詳しくは、加熱工程Ｓ１においては、利用者が設定可能な風量若しくは自動運転において用いられる範囲の風量は、例えば、最も風量の少ない「弱」、次いで風量の多い「強」、最も風量の多い「急」等がある。これに対し、除湿工程Ｓ２においては、室内送風機１２は、加熱工程Ｓ１における最も少ない風量（「弱」）に対応する回転数よりも低い除湿工程Ｓ２に適した所定の回転数で稼働される。
In said dehumidification process S2, the
このように除湿工程Ｓ２における室内送風機１２の回転数を低く抑えることにより、室内熱交換器１１の内部で蒸発する冷媒の蒸発温度を低くして室内熱交換器１１の空気側伝熱面と空気との温度差を好適に確保することができる。具体的には、室内熱交換器１１の空気側伝熱面の温度は、少なくとも室内熱交換器１１に流れ込む空気の露点温度以下であり、且つ好適に潜熱負荷を除去できる温度まで冷やされる。これにより除湿性能を高めることができる。
Thus, by suppressing the rotation speed of the
また、湿度検出器１６（図２参照）の湿度センサで検出される施設５０内の相対湿度に基づき加熱工程Ｓ１と除湿工程Ｓ２とを切り替えても良い。具体的には、施設５０内の相対湿度が所定の基準値ＲＨ１に達したら（時点Ｘ）、制御装置４０は、四方弁２５を切り替えて除湿工程Ｓ２を実行する。そして、施設５０内の相対湿度が所定の基準値ＲＨ２まで低下したら（時点Ｙ）、制御装置４０は、四方弁２５を切り替えて除湿工程Ｓ２から加熱工程Ｓ１に復帰させる。
Further, the heating step S1 and the dehumidifying step S2 may be switched based on the relative humidity in the
これにより、除湿工程Ｓ２は、施設５０内の相対湿度が上昇して除湿が必要な場合にのみ実行されるので、不必要な除湿工程Ｓ２によって施設５０内が無駄に冷却されることが抑制される。その結果、施設５０内の湿度を好適に維持することができ、且つエネルギー消費の少ない高効率な暖房が可能となる。
Thereby, since the dehumidification process S2 is performed only when the relative humidity in the
また、施設５０内の湿度に基づく切り替え制御に代えて、加熱工程Ｓ１と除湿工程Ｓ２とを所定の時間で切り替える制御を行っても良い。これにより、施設５０内の環境を検知するための湿度センサ等や複雑な制御演算を必要とせず、簡易な制御で施設５０内の湿度を好適に維持することができる。
Further, instead of the switching control based on the humidity in the
また、施設５０内の湿度に基づく切り替え制御と、時間に基づく切り替え制御と、を組み合わせても良い。例えば、除湿工程Ｓ２の開始（時点Ｘ）を施設５０内の湿度に基づいて判断し、除湿工程Ｓ２を継続する時間を予め設定可能な所定の設定時間として除湿工程Ｓ２から加熱工程Ｓ１への切り替えタイミング（時点Ｙ）を決めても良い。
Further, switching control based on humidity in the
また、室内熱交換器温度センサ１４（図２参照）で検出される室内熱交換器１１の温度及び室内温度センサ１５（図２参照）で検出される施設５０内の温度の少なくとも一方を利用して加熱工程Ｓ１と除湿工程Ｓ２と切り替える制御を行っても良い。例えば、除湿工程Ｓ２の開始（時点Ｘ）を施設５０内の湿度に基づいて判断し、除湿工程Ｓ２の終了（時点Ｙ）を室内熱交換器１１の温度若しくは施設５０内の温度に基づいて判断しても良い。これにより、除湿運転Ｓ２によって施設５０内が過度に冷却されることを抑制できる。
Further, at least one of the temperature of the
また、図５に示すように、除湿工程Ｓ２において、室内送風機１２を停止させる工程を含んでも良い。即ち、室内送風機１２を断続的に稼働させることもできる。これにより、室内熱交換器１１（図２参照）における冷媒の蒸発温度を低下させて除湿量を高めることができる。
Moreover, as shown in FIG. 5, you may include the process of stopping the
なお、室内送風機１２の稼働・停止は、予め設定された所定の時間で切り替えられても良いし、室内熱交換器温度センサ１４（図２参照）で検出される室内熱交換器１１の温度及び室内温度センサ１５（図２参照）で検出される施設５０（図２参照）内の温度等に基づいて制御されても良い。
The operation / stop of the
また、図６に示すように、除湿工程Ｓ２において、圧縮機２３は、加熱工程Ｓ１における圧縮機２３の回転数よりも高い所定の回転数Ｆ１で稼働されても良い。これにより、室内熱交換器１１（図２参照）における冷媒の蒸発温度を低下させて、除湿能力を高め、短時間で効率的な除湿を行うことができる。
Moreover, as shown in FIG. 6, in the dehumidification process S2, the
また、図７に示すように、除湿工程Ｓ２から加熱工程Ｓ１に切り替えた（時点Ｙ）後の所定の間、圧縮機２３の回転数を加熱工程Ｓ１における通常の回転数よりも低い所定の回転数Ｆ２としても良い。
Further, as shown in FIG. 7, during a predetermined period after switching from the dehumidifying process S2 to the heating process S1 (time point Y), the rotational speed of the
これにより、室内熱交換器１１（図２参照）の温度上昇を遅らせて、除湿工程Ｓ２で室内熱交換器１１の表面に付着した霜が融解されて水分が下方に滴下するための時間を確保することができる。即ち、室内熱交換器１１の表面に付着している水分が冷媒によって加熱されて再蒸発し、施設５０内の湿度が再度上昇してしまうことを抑制できる。
Thereby, the temperature rise of the indoor heat exchanger 11 (see FIG. 2) is delayed, and the time for the frost adhering to the surface of the
また、図８に示すように、除湿工程Ｓ２において、室外熱交換器２１と熱交換する空気を流す室外送風機２２を停止しても良い。これにより、室外熱交換器２１に霜が付着した場合、その霜を冷媒の凝縮熱を利用して効率良く融かすことができ、着霜による伝熱の阻害を抑制することができる。つまり、除湿工程Ｓ２では、室内熱交換器１１（図２参照）による施設５０内の除湿と、室外熱交換器２１の除霜と、を同時に効率良く行うことができる。
Moreover, as shown in FIG. 8, you may stop the
この場合において、外気温度センサ２８（図２参照）で検出される施設５０の外部の温度及び室外熱交換器温度センサ２７（図２参照）で検出される室外熱交換器２１の温度に基づき室外熱交換器２１への着霜を判断し、室外熱交換器２１の除霜が必要であると判断した場合（時点Ｘ）に、除湿工程Ｓ２を実行しても良い。
In this case, the outdoor temperature is detected based on the temperature outside the
具体的には、室外熱交換器２１の温度が、外気温度に対応させて予め設定された除霜開始設定温度Ｔ１まで低下したら（時点Ｘ）、除霜が必要であると判断して除湿工程Ｓ２を開始しても良い。そして、室外熱交換器２１の温度が所定の除霜解除設定温度Ｔ２まで上昇したら（時点Ｙ）、四方弁２５を切り替えて除湿工程Ｓ２を終了して加熱工程Ｓ１に復帰させても良い。
Specifically, when the temperature of the
これにより、室内熱交換器１１による施設５０内の除湿と、室外熱交換器２１の除霜と、を同時に効率良く行うことができ、施設５０内の湿度を好適に維持しつつ暖房運転の効率を更に向上させることができる。
Thereby, the dehumidification in the
なお、室外熱交換器２１の温度及び外気温度に基づく切り替え制御に、前述の施設５０内の湿度に基づく切り替え制御や、時間に基づく切り替え制御、更には、室内熱交換器１１の温度に基づく切り替え制御等を組み合わせても良い。
The switching control based on the temperature of the
例えば、除湿工程Ｓ２によって室外熱交換器２１の温度が上昇して除霜解除設定温度Ｔ２に達しても、施設５０内の相対湿度が所定の基準値ＲＨ２（図４参照）まで低下していない場合には、除湿工程Ｓ２を継続することもできる。その場合、除湿工程Ｓ２の途中から室外送風機２２を稼働させても良い。そして、施設５０内の相対湿度が所定の基準値ＲＨ２まで低下してから除湿工程Ｓ２を終了し、加熱工程Ｓ１に復帰させても良い。
For example, even if the temperature of the
なお、上述した空調機１の暖房運転の制御は、制御装置４０によって行われるものであるが、その他に別途制御装置を設ける等によって行うことも可能である。その際の具体的な制御方法は、種々の方法が採用可能である。例えば、空調機１の制御装置４０には、標準的な冷暖自動運転制御を実行させ、別途設けた制御装置から、センサ検出値についての擬似的信号等を入力することにより、上記の制御を実行させることも可能である。
In addition, although control of the heating operation of the
また、上記の実施形態では切替手段として四方弁２５を採用する例を示したが、切替手段及び冷媒回路３０の構成はこれに限定されるものではない。即ち、圧縮機２３から吐出される高圧の冷媒を室内熱交換器１１に流す加熱回路と、膨張弁２４で絞り膨張された低圧の冷媒を室内熱交換器１１に流す冷却回路と、を切り替え可能であれば、その他の仕切弁等を組み合わせる回路構成でも良い。
Moreover, although the example which employ | adopts the four-
また、１台の室外機２０に対して、複数台の室内機１０を接続可能な構成を採用することも可能である。更に、複数台の室内機１０について、冷暖混在して運転可能な冷媒回路を採用することも可能である。
It is also possible to adopt a configuration in which a plurality of
例えば、圧縮機２３の吐出側に接続される高圧ガス管と、圧縮機２３の吸入側に接続される低圧ガス管と、複数設けられる室内熱交換器１１及び室外熱交換器２１の各々の一端に夫々膨張弁を介して接続される液管と、を有し、室内熱交換器１１及び室外熱交換器２１の各々の他端を夫々仕切弁を介して前記高圧ガス管及び前記低圧ガス管の何れか一方に選択的に接続する構成を採用することも可能である。
For example, one end of each of a high-pressure gas pipe connected to the discharge side of the
その場合において、暖房運転中に、少なくとも１台の室内機１０について、前記低圧ガス管に接続される前記仕切弁を開き、その室内機１０の室内熱交換器１１に前記膨張弁で減圧された低圧の冷媒を流して除湿工程Ｓ２を実行しても良い。
In that case, during the heating operation, for at least one
また更に、一つの施設５０に対して、夫々独立した冷媒回路３０を有する複数の空調機１を設置することも可能である。この場合の暖房運転において、少なくとも１台の室内機
１０で除湿工程Ｓ２を実行し、他の室内機１０で加熱工程Ｓ１を実行しても良い。
Furthermore, it is possible to install a plurality of
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１ 空調機
１０ 室内機
１１ 室内熱交換器
１２ 室内送風機
１４ 室内熱交換器温度センサ
１５ 室内温度センサ
１６ 湿度検出器
２０ 室外機
２１ 室外熱交換器
２２ 室外送風機
２３ 圧縮機
２４ 膨張弁
２５ 四方弁
２７ 室外熱交換器温度センサ
２８ 外気温度センサ
３０ 冷媒回路
３１ 冷媒配管
４０ 制御装置
４１ 制御装置
４２ 制御装置
５０ 施設
Ｓ１ 加熱工程
Ｓ２ 除湿工程
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記室内熱交換器と熱交換する空気を循環させる室内送風機と、を備え、
前記冷媒回路は、前記圧縮機で圧縮された高圧の冷媒を前記室内熱交換器に流す加熱回路と、前記膨張弁で減圧された低圧の冷媒を前記室内熱交換器に流す冷却回路と、に切り替え可能な切替手段を有し、
前記農畜産施設の内部を暖房する暖房運転において、前記冷媒回路を前記加熱回路に切り替えて前記室内送風機を稼働させる加熱工程と、前記冷媒回路を前記冷却回路に切り替えて前記室内送風機を稼働させる除湿工程と、を実行することを特徴とする空調機。 An indoor heat exchanger disposed inside the agricultural and livestock facility, an outdoor heat exchanger disposed outside the agricultural and livestock facility, a compressor, and a refrigerant circuit having an expansion valve;
An indoor fan that circulates air to be heat exchanged with the indoor heat exchanger,
The refrigerant circuit includes a heating circuit for flowing high-pressure refrigerant compressed by the compressor to the indoor heat exchanger, and a cooling circuit for flowing low-pressure refrigerant decompressed by the expansion valve to the indoor heat exchanger. Having switchable switching means,
In a heating operation for heating the inside of the agricultural and livestock facility, a heating step of operating the indoor fan by switching the refrigerant circuit to the heating circuit, and a dehumidifying operation of operating the indoor fan by switching the refrigerant circuit to the cooling circuit An air conditioner characterized by executing the process.
前記除湿工程において前記室外送風機を停止することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか1項に記載の空調機。 An outdoor fan for flowing air to exchange heat with the outdoor heat exchanger;
The air conditioner according to any one of claims 1 to 5, wherein the outdoor blower is stopped in the dehumidifying step.
前記湿度センサで検出される前記農畜産施設の内部の湿度に基づき前記加熱工程と前記除湿工程とを切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか1項に記載の空調機。 A humidity sensor for detecting the humidity inside the agricultural and livestock facility is provided,
The air conditioner according to any one of claims 1 to 7, wherein the heating step and the dehumidifying step are switched based on the humidity inside the agricultural and livestock facility detected by the humidity sensor.
前記室外熱交換器の温度を検出する室外熱交換器温度センサと、を備え、
前記外気温度センサで検出される前記農畜産施設の外部の温度及び前記室外熱交換器温度センサで検出される前記室外熱交換器の温度に基づき前記室外熱交換器への着霜を判断し、前記室外熱交換器の除霜が必要であると判断した場合に、前記除湿工程を実行することを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか1項に記載の空調機。 An outside temperature sensor for detecting the temperature outside the agricultural and livestock facility,
An outdoor heat exchanger temperature sensor for detecting the temperature of the outdoor heat exchanger,
Determining frost formation on the outdoor heat exchanger based on the temperature outside the agricultural and livestock facility detected by the outdoor air temperature sensor and the temperature of the outdoor heat exchanger detected by the outdoor heat exchanger temperature sensor, The air conditioner according to any one of claims 1 to 8, wherein the dehumidifying step is executed when it is determined that defrosting of the outdoor heat exchanger is necessary.
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| JP6292698B1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-03-14 | 勝義 長瀬 | Integrated management system for vertical hydroponics plant factory |
| CN110726236A (en) * | 2019-08-19 | 2020-01-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | Air conditioner outdoor unit and control method thereof |
| CN112902408A (en) * | 2021-02-22 | 2021-06-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | Air conditioning system and auxiliary heating control method thereof |
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