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公開番号2025017413
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120418
出願日2023-07-25
発明の名称塗装ブース用空調システム
出願人トリニティ工業株式会社
代理人個人
主分類F24F 3/12 20060101AFI20250130BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】再熱除湿運転時の消費エネルギー低減を図りつつも、高い安定性で運転できる塗装ブース用空調システムの提供。
【解決手段】第1のヒートポンプ51は、プレヒータ22及びレヒータ25に熱を供給し、クーリングコイル24に冷熱を供給する。第2のヒートポンプ52は、プレヒータ22とレヒータ25との間に設けられて熱回収を行う。制御装置53は、再熱除湿運転時に、プレヒータ22を冷却器として機能させ、かつレヒータ25を加熱器として機能させるべく、プレヒータ22で回収した熱をレヒータ25に供給するように、第2のヒートポンプ52を動作させる。プレヒータ22による冷却不足分をクーリングコイル24の冷却によって補うように、第1のヒートポンプ51を動作させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プレヒータ、クーリングコイル及びレヒータを有し、外部から取り込んだ空気の温湿度を前記プレヒータ、前記クーリングコイル及び前記レヒータで調節して、空調空気を塗装ブースへ送気する塗装ブース用空調機と、
前記プレヒータ、前記レヒータ及び前記クーリングコイルに接続され、前記プレヒータ及び前記レヒータに熱を供給可能であり、前記クーリングコイルに冷熱を供給可能である第１のヒートポンプと、
前記プレヒータと前記レヒータとの間に設けられて熱回収を行う第２のヒートポンプと、
前記塗装ブース用空調機、前記第１のヒートポンプ及び前記第２のヒートポンプの動作を制御して、前記空調空気を設定温湿度に近づける制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
設定温湿度の露点付近まで一旦冷却して除湿した空気を加熱して設定温湿度に到達させる再熱除湿運転を行うにあたって、
前記プレヒータを冷却器として機能させ、かつ前記レヒータを加熱器として機能させるべく、前記プレヒータで回収した熱を前記レヒータに供給するように、前記第２のヒートポンプを動作させ、
前記プレヒータによる冷却の不足分がある場合には、その不足分を前記クーリングコイルの冷却によって補うように、前記第１のヒートポンプを動作させる、
ことを特徴とする塗装ブース用空調システム。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
通常運転モードと夏季運転モードとがあらかじめ設定されており、
前記制御装置は、冬季、春季及び秋季に前記通常運転モードで運転を行い、夏季に前記夏季運転モードで前記再熱除湿運転を行うよう、運転モードを自動的に変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装ブース用空調システム。
【請求項３】
外気の温湿度を計測する第１温湿度計測手段と、空調空気の温湿度を計測する第２温湿度計測手段とを備えるとともに、
前記制御装置は、前記空調空気の設定温湿度と、前記第１温湿度計測手段が計測した外気の温湿度とを比較した結果に基づいて、前記運転モードを自動的に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の塗装ブース用空調システム。
【請求項４】
前記制御装置は、
湿り空気線図上において前記設定温湿度に対応した位置に設定温湿度点をプロットしたときの前記設定温湿度の空気のエンタルピーを、第１基準エンタルピーと定義するとともに、
前記第１基準エンタルピーよりもエンタルピーが大きくなり、かつ、前記設定温湿度点の絶対湿度よりも高湿となる範囲を、前記第２のヒートポンプを動作させて熱回収を行うことが可能な熱回収可能範囲と定義しており、
外気の温湿度が前記熱回収可能範囲内にあると判断したときに、前記通常運転モードから前記夏季運転モードに自動的に変更して、前記第２のヒートポンプを動作させる
ことを特徴とする請求項３に記載の塗装ブース用空調システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記通常運転モードから前記夏季運転モードに変更した直後に、前記プレヒータで回収した熱を蓄熱タンクに供給することで蓄熱し、蓄熱完了後に前記蓄熱タンク内の温水を前記レヒータに供給するよう、流路切換を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の塗装ブース用空調システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装ブース用空調システムに関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的に塗装設備は、自動車ボディ等の被塗物に塗料を塗布する塗装ブースや、塗装ブースを通過した被塗物上の塗料を乾燥させる乾燥炉などの装置を備えている。このような塗装設備では、塗装ブース用空調機によって温湿度を調整した空気を塗装ブース内に送気し、塗装を行っている。また、塗装ブース用空調機は、プレヒータ、クーリングコイル、ワッシャ、レヒータ、送風ファンなどの機器で構成されており、これらの機器を組み合わせて動作させることで、空調空気が目標とする温湿度となるように制御を行っている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
ところで近年では、塗装設備からの二酸化炭素ガスの排出量を低減したいとの要求がある。そこで、塗装ブース用空調機にヒートポンプを適用することで熱回収を行い、消費エネルギーの低減を図ることが提案されている。ここで、例えば夏季に再熱除湿運転を行って熱回収することが考えられるが、外気の条件により、冷却で除湿する熱量と再熱で加熱する熱量とのバランスが合わないことがある。
【０００４】
このような事情のもと、種々の工夫がなされた塗装ブース用空調機が従来提案されている（例えば、特許文献３を参照）。特許文献３には、塗装ブース用空調機の加熱用熱交換器と冷却用熱交換器とを、それぞれヒートポンプの凝縮器及び蒸発器として用いる技術が開示されている。また、このヒートポンプにおける圧縮機と凝縮器との間には放熱器が設けられ、この放熱器によって余分な熱を逃がすことで、冷却で除湿する熱量と再熱で加熱する熱量とをバランスさせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許３９９３３５８号公報
特開２０１０－１１９９０１号公報
特開２０１３－２４２１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来技術の場合、放熱器により熱量を逃がしているので、エネルギー効率が良いものであるとは言えなかった。また、熱回収ヒートポンプの運転が不安定なものになりやすかった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、再熱除湿運転時において消費エネルギーの低減を図りつつも、高い安定性で運転することができる塗装ブース用空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、手段１に記載の発明は、プレヒータ、クーリングコイル及びレヒータを有し、外部から取り込んだ空気の温湿度を前記プレヒータ、前記クーリングコイル及び前記レヒータで調節して、空調空気を塗装ブースへ送気する塗装ブース用空調機と、前記プレヒータ、前記レヒータ及び前記クーリングコイルに接続され、前記プレヒータ及び前記レヒータに熱を供給可能であり、前記クーリングコイルに冷熱を供給可能である第１のヒートポンプと、前記プレヒータと前記レヒータとの間に設けられて熱回収を行う第２のヒートポンプと、前記塗装ブース用空調機、前記第１のヒートポンプ及び前記第２のヒートポンプの動作を制御して、前記空調空気を設定温湿度に近づける制御装置とを備え、前記制御装置は、設定温湿度の露点付近まで一旦冷却して除湿した空気を加熱して設定温湿度に到達させる再熱除湿運転を行うにあたって、前記プレヒータを冷却器として機能させ、かつ前記レヒータを加熱器として機能させるべく、前記プレヒータで回収した熱を前記レヒータに供給するように、前記第２のヒートポンプを動作させ、前記プレヒータによる冷却の不足分がある場合には、その不足分を前記クーリングコイルの冷却によって補うように、前記第１のヒートポンプを動作させる、ことを特徴とする塗装ブース用空調システムをその要旨とする。
【０００９】
従って、手段１に記載の発明によると、再熱除湿運転時に第２のヒートポンプが動作すると、冷却器として機能するプレヒータにより外気が冷却される一方、プレヒータで回収した熱がレヒータに供給される。また、加熱器として機能するレヒータでは、冷却された外気がプレヒータで回収した熱を用いて再び加熱される。プレヒータによる冷却の不足分がある場合には第１のヒートポンプが動作して、クーリングコイルに冷熱を供給する。その結果、冷却の不足分がクーリングコイルの冷却によって補填される。従って、再熱除湿運転時に熱を無駄に捨てる必要がなく、熱エネルギーを効率よく利用することが可能となり、消費エネルギーの低減を図ることができる。また、従来装置に比較して高い安定性で運転することができる。
【００１０】
手段２に記載の発明は、手段１において、通常運転モードと夏季運転モードとがあらかじめ設定されており、前記制御装置は、冬季、春季及び秋季に前記通常運転モードで運転を行い、夏季に前記夏季運転モードで前記再熱除湿運転を行うよう、運転モードを自動的に変更することをその要旨とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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