(57)【要約】【課題】  循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、従来に比べて簡素化された空調装置を提供する。【解決手段】  循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、冷却用熱交換器はヒートポンプの蒸発器であり、加熱用熱交換器はヒートポンプの凝縮器である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、冷却用熱交換器はヒートポンプの蒸発器であり、加熱用熱交換器はヒートポンプの凝縮器であることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
外部環境への放熱装置を、ヒートポンプの圧縮機と凝縮器との間に備えることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
冷却用熱交換器直近下流の空気流温度を検知する第１温度計と、加熱用熱交換器直近下流の空気流温度を検知する第２温度計と、第１温度計の検知温度に基づくヒートポンプの圧縮機の作動制御と、第２温度計の検知温度に基づく放熱装置の作動制御とを行う制御装置と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
【請求項４】
加熱用熱交換器直近下流の空気流湿度を検知する湿度計を備え、制御装置は湿度計の検知湿度に基づくヒートポンプの圧縮機の作動制御を行うこ特徴とする請求項３に記載の空調装置。
【請求項５】
湿式塗装ブースに隣接して配設され、前記塗装ブースの排気流が冷却用熱交換器に流入する調整対象空気流であり、加熱用熱交換器から流出する空気流が前記塗装ブースへの還流空気流であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、冷却用熱交換器とヒートポンプの蒸発器との間で冷却用熱媒体を循環させる冷却側循環路と、加熱用熱交換器とヒートポンプの凝縮器との間で加熱用熱媒体を循環させる加熱側循環路と、冷却側循環路内のヒートポンプ蒸発器から冷却用熱交換器へ流れる冷却用熱媒体を冷却する補助冷熱源機とを備える空調装置が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１６８４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の空調装置には、冷却側循環路と加熱側循環路と補助冷熱源機とを必要とし、構成が複雑であるという問題がある。
本発明は、循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、従来に比べて簡素化された空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては、循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、冷却用熱交換器はヒートポンプの蒸発器であり、加熱用熱交換器はヒートポンプの凝縮器であることを特徴とする空調装置を提供する。
本発明に係る空調装置においては、ヒートポンプの蒸発器を冷却用熱交換器とし、ヒートポンプの凝縮器を加熱用熱交換器とするので、従来配設されていた冷却側循環路と加熱側循環路を備える必要がない。この結果、空調装置の構成が従来に比べて簡素化される。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、空調装置は、外部環境への放熱装置を、ヒートポンプの圧縮機と凝縮器との間に備える。
ヒートポンプの凝縮器での放熱量は、ヒートポンプの蒸発器での吸熱量に比べて、ヒートポンプの圧縮機の仕事量分だけ多い。このため、循環空気流に対して蒸発器と凝縮器とを能力全開状態で作動させると、空調装置を通過した循環空気流の温度が目標値を超えて高くなる事態を招く可能性がある。上記事態の回避策として、蒸発器の吸熱量の不足分を補助冷熱源機を設けることにより補うことと、凝縮器の放熱量の過剰分を外部環境に放出すること、の２策が考えられる。特許文献１の空調装置では、前者の策を採用し、ヒートポンプの蒸発器から冷却用熱交換器へ流れる冷却用熱媒体を冷却する補助冷熱源機を配設していた。本発明では、後者の策を採用し、凝縮器の放熱量の過剰分を外部環境へ放出する放熱装置を、ヒートポンプの圧縮機と凝縮器との間配設した。補助冷熱源機に比べて放熱装置は構成が簡素である。この結果、空調装置の構成が従来に比べて更に簡素化される。
本発明の好ましい態様においては、空調装置は、冷却用熱交換器直近下流の空気流温度を検知する第１温度計と、加熱用熱交換器直近下流の空気流温度を検知する第２温度計と、第１温度計の検知温度に基づくヒートポンプの圧縮機の作動制御と、第２温度計の検知温度に基づく放熱装置の作動制御とを行う制御装置と、を備える。
上記構成により、調整対象空気流の温度と湿度とを所望の値に自動制御することができる。
本発明の好ましい態様においては、空調装置は、加熱用熱交換器直近下流の空気流湿度を検知する湿度計を備え、制御装置は湿度計の検知湿度に基づくヒートポンプの圧縮機の作動制御を行う。
湿度計の検知湿度に基づいて、第１温度計１２、第２温度計１３の検知温度に基づく循環空気流の湿度制御をチェックし、前記制御を微調整しても良い。循環空気流湿度のより正確な制御が可能になる。
本発明の好ましい態様においては、空調装置は、湿式塗装ブースに隣接して配設され、前記塗装ブースの排気流が冷却用熱交換器に流入する調整対象空気流であり、加熱用熱交換器から流出する空気流が前記塗装ブースへの還流空気流である。
上記構成により、湿式塗装ブースの排気流の温度と湿度とを所定値に調整して前記湿式塗装ブースに還流させる空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、構成が簡素な空調装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、循環空気流の温度と湿度とを所定値に調整する空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、従来に比べて簡素化された空調装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る空調装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施例に係る空調装置を説明する。
図１に示すように、湿式塗装ブースＡと、新鮮外気の温度と湿度とを所定値に調整して湿式塗装ブースＡに供給する新鮮外気空調装置Ｂとが配設されている。湿式塗装ブースＡに隣接して、湿式塗装ブースＡの排気を新鮮外気空調装置Ｂが湿式塗装ブースＡに供給する空気と同一の温度・湿度に調整して湿式塗装ブースＡに還流させる循環空気流空調装置Ｃが配設されている。
循環空気流空調装置Ｃは、圧縮機１と、凝縮器２と、膨張弁３と、蒸発器４と、これらを連結する冷媒配管５と、を有するヒートポンプ６を備えている。凝縮器２と蒸発器４とはダクト７内に配設されている。蒸発器４は冷却用熱交換器として作動し、凝縮器２は加熱用熱交換器として作動する。ダクト７内を流れる湿式塗装ブースＡの排気流に関して、蒸発器４は凝縮器２よりも上流側に配設されている。ダクト７内には、更に、第１フィルター８、第２フィルター９が配設されている。前記排気流に関して第２フィルター９は蒸発器４の上流側に配設され、第１フィルター８は第２フィルター９の上流側に配設されている。
冷媒配管５の圧縮機１と凝縮器２との間で延在する部位から枝管５ａが分岐し、開閉弁１０と放熱装置１１とを介して、枝管５ａの前記分岐点よりも下流側で、冷媒配管５の前記部位に接続している。
ダクト７内を流れる湿式塗装ブースＡの排気流に関して蒸発器４の直近下流に第１温度計１２が配設され、凝縮器２の直近下流に第２温度計１３が配設されている。
圧縮機１、開閉弁１０、第１温度計１２、第２温度計１３は制御装置１４に接続されている。
【００１０】
循環空気流空調装置Ｃの作動と、新鮮外気空調装置Ｂと循環空気流空調装置Ｃとによって空調される湿式塗装ブースＡの作動と、を説明する。
例えば温度と湿度とが２３℃と７０ＲＨとに空調された外気が、新鮮外気空調装置Ｂから湿式塗装ブースＡの天井部に供給され、下降空気流となって塗装室に流入する。塗装室内で、図示しない塗装機から塗料ミストがワークＷへ向けて噴射され、ワークＷが塗装される。ワークＷに付着しなかった塗料ミストは、下降空気流に連行されて塗装室下方の排気室へ流入し、排気室内で、塗装室と排気室とを循環する図示しないブース循環水によって捕捉され、回収される。
ブース循環水に接触して冷却加湿された空気は、例えば温度と湿度とが２２℃と８５ＲＨの排気となって、一部は図示しないフィルターを通過した後、排気ファンを介して外部環境に排出され、残余部は循環ファンを介して循環空気流空調装置Ｃへ導かれ、ダクト７の上流端に流入する。
ダクト７に流入した排気は、第１、第２フィルター８、９を通過して浄化され、ヒートポンプ６の蒸発器４を通過して除湿冷却され、次いでヒートポンプ６の凝縮器２を通過して加熱され、温度と湿度とが２３℃と７０ＲＨの清浄空気となり、送気ファンを介して塗装ブースＡの天井部へ還流する。
制御装置１４は、第１温度計１２が検知した蒸発器４直近下流の空気流温度Ｔ１が、温度と相対湿度とがＴ１と１００ＲＨの空気を、外部からの水分の供給を遮断した状態で２３℃まで加熱したときに相対湿度が７０ＲＨとなる温度になるように、圧縮機１の作動を制御する。
ヒートポンプ６の凝縮器２の放熱量は、蒸発器４の吸熱量よりも、圧縮機１の仕事量分だけ多いので、蒸発器４で冷却された排気を凝縮器２で加熱すると、前記排気を冷却前の温度である２２℃を超えて２３℃以上まで加熱することができる。制御装置１４は、第２温度計１３が検知した凝縮器２直近下流の空気流温度Ｔ２が２３℃を超えると、開閉弁１０を開いて圧縮機１から凝縮器２へ向けて流れる冷媒の一部を放熱装置１１に流し、冷媒が有する熱量の一部を放熱装置１１を介して外部環境に放出して、凝縮器２の放熱量を減少させ、凝縮器２直近下流の空気流温度Ｔ２を２３℃まで低下させる。この結果、循環空気流空調装置Ｃから湿式塗装ブースＡに還流する空気流の温度と湿度とは２３℃と７０ＲＨとに自動調整される。
【００１１】
循環空気流空調装置Ｃにおいては、ヒートポンプ６の蒸発器４を冷却用熱交換器とし、ヒートポンプ６の凝縮器２を加熱用熱交換器とするので、従来配設されていた冷却側循環路と加熱側循環路とが不要である。この結果、循環空気流空調装置Ｃの構成が従来に比べて簡素化される。
ヒートポンプ６の凝縮器２での放熱量は、ヒートポンプ６の蒸発器４での吸熱量に比べて、ヒートポンプ６の圧縮機１の仕事量分だけ多い。このため、循環空気流に対して蒸発器４と凝縮器２とを能力全開状態で作動させると、循環空気流空調装置Ｃを通過した循環空気流の温度が目標値２３℃を超えて高くなる事態を招く可能性がある。上記事態の回避策として、蒸発器４の吸熱量の不足分を補助冷熱源機を設けることにより補うことと、凝縮器２の放熱量の過剰分を外部環境に放出すること、の２策が考えられる。特許文献１の空調装置では、前者の策を採用し、ヒートポンプの蒸発器から冷却用熱交換器へ流れる冷却用熱媒体を冷却する補助冷熱源機を配設していた。循環空気流空調装置Ｃでは、後者の策を採用し、凝縮器２の放熱量の過剰分を外部環境へ放出する放熱装置１１を配設した。冷凍回路や冷水タンク等を必要とする補助冷熱源機に比べて、凝縮器２と同様の放熱器１１は構成が簡素である。この結果、循環空気流空調装置Ｃの構成が従来に比べて更に簡素化される。
循環空気流空調装置Ｃにおいては、制御装置１４が、蒸発器４直近下流の空気流温度を検知する第１温度計１２の検知温度に基づいて圧縮機１の作動を制御し、凝縮器２直近下流の空気流温度を検知する第２温度計１３の検知温度に基づいて開閉弁１０の作動、ひいては放熱装置１１の作動を制御するので、調整対象空気流の温度と湿度とを所定値に自動調整することができる。
循環空気流空調装置Ｃは、湿式塗装ブースＡの排気流の温度と湿度とを所定値に調整して前記湿式塗装ブースＡに還流させる空調装置であって、調整対象空気流に関して上流側に配設された冷却用熱交換器と、冷却用熱交換器の下流側に配設された加熱用熱交換器と、ヒートポンプと、を備える空調装置において、構成が簡素化された空調装置である。
【００１２】
上記実施例では第１温度計１２の検知温度に基づいて圧縮機１の作動を制御し、第２温度計１３の検知温度に基づいて放熱装置１１の作動を制御したが、図１に一点鎖線で示すように、凝縮器２直近下流に第２温度計１３に隣接して湿度計１５を配設し、湿度計１５の検知湿度に基づいて第１温度計１２、第２温度計１３の検知温度に基づく循環空気流の湿度制御をチェックして、前記制御を微調整しても良い。湿度計１５による検知湿度が予定湿度よりも低い場合は、圧縮機１の作動を抑制して蒸発器４による除湿を抑制し、湿度計１５による検知湿度が予定湿度よりも高い場合は、圧縮機１の作動を促進して蒸発器４による除湿を促進する。これにより、循環空気流湿度のより正確な制御が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は湿式塗装ブースのみならず、他の各種作業用ブースの循環空気流の空調装置に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００１４】
Ａ  湿式塗装ブース
Ｂ  新鮮外気空調装置
Ｃ  循環空気流空調装置
１  圧縮機
２  凝縮器
３  膨張弁
４  蒸発器
５  冷媒配管
６  ヒートポンプ
７  ダクト
８  第１フィルター
９  第２フィルター
１０  開閉弁
１１  放熱装置
１２  第１温度計
１３  第２温度計
１４  制御装置
１５  湿度計
【図１】
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