(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送風機を備え、第１の吸気口から取り込んだ室内空気を第１の吹出口を介して室内に還流させる第１の空気流路と、
第２の送風機を備え、第２の吸気口から取り込んだ室外空気を第２の吹出口を介して室外に返流させる第２の空気流路と、
前記第１の空気流路と前記第２の空気流路とに跨って配設され、暖かい前記室内空気と、この室内空気よりも低温の前記室外空気とを熱交換する第１の熱交換器と、
前記第１の空気流路における前記第１の熱交換器の下流側に配設され、低温液化ガスを噴霧する噴霧ノズルと、噴霧された前記低温液化ガスを付着させるフィンと、を具備する第２の熱交換器と、を備え、
前記第１の空気流路を還流する室内空気は、前記第２の熱交換器の前記噴霧ノズルから前記フィンに噴霧された前記低温液化ガスと直接熱交換して冷却されることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記低温液化ガスの供給源を液体窒素としたことを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
室内温度を検出する室内温度検出器と、
外気温度を検出する外気温度検出器と、
検出した前記外気温度及び前記室内温度との温度差に基づいて、少なくとも前記第２の熱交換器及び前記第１、第２の送風機の動作制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記外気温度が前記室内温度よりも高温の場合、
前記制御部は、
前記第２の送風機の動作を停止し、前記第１の送風機と前記第２の熱交換器を動作させて室内を冷房することを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
【請求項５】
前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記室内温度が予め設定された所定温度以上の場合、
前記制御部は、
前記第２の熱交換器の動作を停止し、前記第１、第２の送風機を動作させて、前記第１の熱交換器により室内を冷房することを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記第１、第２の送風機を動作させて前記第１の熱交換器により室内を冷房中においても、前記室内温度が前記所定温度に達しない場合、前記第２の熱交換器を動作させることを特徴とする請求項５に記載の空調システム。
【請求項７】
室内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定器と、
当該室内の空気を換気する換気装置と、
室内への出入口を電気的に施錠する電子ロック装置と、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２の熱交換器の作動中においては、前記室内に人が入室できないように前記出入口を施錠する一方、当該室内への入室要求を検知した場合、前記第２の熱交換器の作動を停止して前記換気装置を作動させ、前記酸素濃度測定器により測定された室内の酸素濃度が、人が入室可能な数値になったことを条件に、前記出入口を開錠することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調システムに関し、特に一定の温度以下に保持することが望まれる電算室や機械室などの冷房を行う空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理装置（所謂、コンピュータ）は大容量・高速化が進み、その発熱量は非常に大きいものとなっている。そのため、情報処理装置を設置した電算室の室内の空調の負荷は、情報処理装置の発熱による負荷が大部分を占めている。
【０００３】
また、上記電算室の室内温度が所定温度以上になると、設置されている情報処理装置の誤動作または発火などの事故の原因になる可能性があるため、電算室の室温は常に所定温度以下に保つ必要があり、エアコン（空気調和装置）等を設置して室内温度を管理することが一般的であった。
【０００４】
そして、冬季などの外気温が低い場合でも、電算室の室温はかなり高温になるため、設置されたエアコンを稼動させて室内温度を一定に保っている。このため、電気代の節約及び省エネを図る目的で、室温よりも低温の外気を利用して室内を冷房する技術が用いられるようになった。
【０００５】
例えば、低温の室外空気（つまり、外気）と高温の室内空気を、熱交換素子で構成された顕熱交換器に送風して、該顕熱交換器内での熱交換を行うことにより高温の室内空気の温度を低下させる施工性が良好な冷却装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３４７６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した特許文献１のような冷却装置は、あくまで室内空気の温度よりも室外空気の温度が低くなる冬期または中間期にのみ有効な間接外気冷房であり、当然のことながら室外空気の温度が室内空気の温度より高い場合は機能せず、別途エアコン（空気調和装置）等を設置して室内温度を管理する必要があった。
【０００８】
本発明は、外気温度が室内温度より低い冬期や中間期には、外気を利用した外気冷房をおこないつつ、外気温度が室内温度より高い夏期、もしくは外気温度と室内温度との温度差が少ない時期においても、省電力及び省エネを図ることが可能であり、なおかつシンプルな構成の空調システム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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の送風機を備え、第１の吸気口から取り込んだ室内空気を第１の吹出口を介して室内に還流させる第１の空気流路と、第２の送風機を備え、第２の吸気口から取り込んだ室外空気を第２の吹出口を介して室外に返流させる第２の空気流路と、前記第１の空気流路と前記第２の空気流路とに跨って配設され、暖かい前記室内空気と、この室内空気よりも低温の前記室外空気とを熱交換する第１の熱交換器と、前記第１の空気流路における前記第１の熱交換器の下流側に配設され、低温液化ガスを噴霧する噴霧ノズルと、噴霧された前記低温液化ガスを付着させるフィンと、を具備する第２の熱交換器と、を備え、前記第１の空気流路を還流する室内空気は、前記第２の熱交換器の前記噴霧ノズルから前記フィンに噴霧された前記低温液化ガスと直接熱交換して冷却されることを特徴とする空調システムとした。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空調システムにおいて、前記低温液化ガスの供給源を液体窒素としたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空調システムにおいて、室内温度を検出する室内温度検出器と、外気温度を検出する外気温度検出器と、検出した前記外気温度及び前記室内温度との温度差に基づいて、少なくとも前記第２の熱交換器及び前記第１、第２の送風機の動作制御を行う制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空調システムにおいて、前記外気温度が前記室内温度よりも高温の場合、前記制御部は、前記第２の送風機の動作を停止し、前記第１の送風機と前記第２の熱交換器を動作させて室内を冷房することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の空調システムにおいて、前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記室内温度が予め設定された所定温度以上の場合、前記制御部は、前記第１、第２の送風機を動作させて、前記第１の熱交換器により室内を冷房することを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空調システムにおいて、前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記第１、第２の送風機を動作させて前記第１の熱交換器により室内を冷房中においても、前記室内温度が前記所定温度に達しない場合、前記第２の熱交換器を作動させることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の空調システムにおいて、室内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定器と、当該室内の空気を換気する換気装置と、室内への出入口を電気的に施錠する電子ロック装置と、をさらに備え、前記制御部は、前記第２の熱交換器の作動中においては、前記室内に人が入室できないように前記出入口を施錠する一方、当該室内への入室要求を検知した場合、前記第２の熱交換器の作動を停止して前記換気装置を作動させ、前記酸素濃度測定器により測定された室内の酸素濃度が、人が入室可能な数値になったことを条件に、前記出入口を開錠することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外気温度が室内温度より低い冬期や中間期には、外気を利用した外気冷房を行い、外気温度が室内温度より高い夏期においては、低温液化ガスを利用して、室内に還流する空気に対し、直接的に熱交換して冷房を行うので、省電力及び省エネを図るとともに、シンプルな構成の空調システムを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本実施形態に係る空調システムの構成の概要を示す模式的説明図である。
【図２】同空調システムの直接冷房と間接冷房の作動状態を説明する図である。
【図３】同空調システムの第２熱交換器の構成を説明する斜視図である。
【図４】同空調システムの第２熱交換器の作動状態を説明する図である
【図５】同空調システムのブロック図である。
【図６】同空調システムの処理を説明するフローチャートである。
【図７】同空調システムの処理を説明するフローチャートである。
【図８】同空調システムの第２熱交換器を説明する図である。
【図９】同空調システムの室外空調室の構成を説明する図である。
【図１０】同空調システムの直接冷房と間接冷房の作動状態を説明する図である。
【図１１】同空調システムの第２熱交換器を説明する図である。
【図１２】同空調システムの第２熱交換器の作動状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態に係る空調システムの一例について、図面を参照して説明する。
【００２０】
［１．第１の実施形態の概要］
（概略構成）
まず、第１の実施形態における空調システムの概要を、図１を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る空調システムの構成の概要を示す模式的説明図である。また、以下の実施形態では、空調としては主に冷房を指すものとしており、かかる冷房の対象となる部屋は、情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ、サ−バなど）を設置した、無人の電算室を一例として説明する。
【００２１】
本実施形態における空調システム１００は、図１に示すように、複数の情報処理装置５０が設置された電算室２０と、電算室２０の壁体２７の外側に付設された室外空調室３０との２つの空間に亘って構築されている。
【００２２】
電算室２０の内部と室外空調室３０とを仕切る壁体２７側の上部には、第１吸気口２１ａおよび第１吹出口２１ｂを備えた室内送風機２１（第１の送風機）が設置されており、この室内送風機２１を作動させることにより、電算室２０内の空気を還流させる空気流路（以下、「第１の空気流路」という）が形成される。そして、当該室内送風機２１の下方、すなわち下手側には、室内側熱交換部２２ａと室外側熱交換部２２ｂとを具備する第１熱交換器２２（第１の熱交換器）のうちの室内側熱交換部２２ａが臨設されている。かかる第１熱交換器２２により、第１の空気流路を流れる室内の空気と、後述する第２の空気流路を流れる室外の空気の温度差による熱交換を行い、室内を冷房できるようにしている。
【００２３】
電算室２０の壁体２７の外側に設けられた室外空調室３０の下部には、第２吸込口３１ａおよび第２吹出口３１ｂを備えた室外送風機３１（第２の送風機）が設置されており、この室外送風機３１を作動させることにより、取り込んだ室外空気を返流する空気流路（以下、「第２の空気流路」という）が形成される。すなわち、室外送風機３１が作動すると、室外空調室３０の下部に設けられた室外空気吸込口３４（第２の吸気口）から吸い込んだ空気を、室外空調室３０の外へ室外空気排出口３５（第２の吹出口）から返流させることができる。
【００２４】
そして、室外送風機３１の上方、すなわち第２の空気流路における室外送風機３１の下手側に前記室外側熱交換部２２ｂが配設されている。こうして、第１熱交換器２２により、第１の空気流路を流れる室内の空気と、第２の空気流路を流れる室外の空気とが熱交換されることになる。
【００２５】
上述の構成において、第１の空気流路における室内側熱交換部２２ａの下流側には、当該第１の空気流路を還流する室内空気と低温液化ガスとを直接熱交換して電算室２０を冷房することのできる第２熱交換器１０（第２の熱交換器）を設置している。なお、本実施形態においては、低温液化ガスの熱（つまり、顕熱）と低温液化ガスの気化熱（つまり、潜熱）とにより室内空気が冷やされて電算室２０が冷房されることになる。
【００２６】
この第２熱交換器１０は、詳細は後述するが、上記低温液化ガスを噴霧する噴霧ノズル１１と、噴霧された低温液化ガスを付着させるフィン１７とを備えている。また、本実施形態における低温液化ガスは、液体窒素（液化窒素）が用いられている。
【００２７】
さらに、電算室２０には、当該電算室２０に入室するための扉２８、当該扉２８を電気的に施錠及び開錠する電子ロック２９（電子ロック装置）、電算室２０の室内温度を測定する室内温度計２３、電算室２０の酸素濃度を測定する酸素濃度計２５、電算室２０の室内の空気を換気するための換気ファン２６が設けられている。
【００２８】
そして、本実施形態においては、当該電算室２０に人が入室する場合は、上記酸素濃度計２５で測定した酸素濃度が基準値（例えば、室内空気における酸素濃度が１９％以上）を満たしたことを条件として、扉２８の電子ロック２９を電気的に開錠して入室可能とするインターロックシステム（所定条件をクリヤーしないと入室できないようにしてあるシステム）が設けられている。なお、このインターロックシステムについての詳細は後述する。
【００２９】
また、室外空調室３０には、室外空気の温度を測定するための室外温度計３３が設置され、また、上記室外空気吸込口３４には、室外空調室３０へ外気を吸い込む場合に、外気に混在する埃などが室外空調室３０に侵入することを防止するためのフィルター３４ａが設置されている。なお、室外温度計３３は室外空調室３０の外部に設置してもよい。
【００３０】
さらに、図１に示すように、本実施形態に係る空調システム１００は、制御盤４０、液体窒素容器６０、液体窒素供給配管６２が設けられている。液体窒素容器６０には、本実施形態で用いられる液化低温ガスとしての液体窒素が保管されている。また、一端を液体窒素容器６０に接続し、他端は電算室２０の内部に設置された第２熱交換器１０を構成する噴霧ノズル１１と接続されている。また、液体窒素供給配管６２の中途には電磁弁６１が設けられており、この電磁弁６１は、室内送風機２１及び室外送風機３１と共に、制御盤４０に電気的に接続されている。
【００３１】
そして、本実施形態においては、制御盤４０に設けられた制御部４１（図５参照）により、電算室２０を所定温度以下に冷房する冷房制御が実行される場合に、必要に応じて電磁弁６１を開放して液体窒素容器６０に内蔵されている液体窒素を液体窒素供給配管６２に供給し、液体窒素供給配管６２に供給された液体窒素は、液体窒素供給配管６２に接続された噴霧ノズル１１から第２熱交換器１０を構成するフィン１７へ噴霧され、フィン１７へ噴霧された液体窒素の顕熱及び潜熱により、電算室２０に形成される第１の空気流路を還流する空気と直接熱交換して電算室２０を冷房（以下、「直接冷房」という）する。
【００３２】
また、本実施形態における冷房制御では、電算室２０の室内温度と室外温度との空気の温度差がある場合、例えば、電算室２０の室内温度よりも室外温度の方が相当低い冬期においては、上述した直接冷房（つまり、液体窒素による冷房）ではなく、第１熱交換器２２を用いて温度の低い外気と電算室２０の内部の温度の高い空気とを熱交換することにより、電算室２０を冷房（以下、「間接冷房」という）する場合もある。
【００３３】
すなわち、本実施形態における空調システム１００は、電算室２０の室内温度と室外温度に応じて、上述した直接冷房（つまり、液体窒素による冷房）と間接冷房（つまり、空気の室内温度と室外温度の温度差を利用した冷房）とを適宜使い分けるまたは同時に作動させることにより、省電力及び省エネルギを図ることが可能な空調システムとしている。
【００３４】
なお、制御部４１により実行される、電算室２０を所定温度以下に冷房する冷房制御の詳細及び電算室２０への人の入室を管理する入出制御の詳細は後述する。
【００３５】
ところで、上述した例では、室内送風機２１の第１吸気口２１ａを第１の空気流路における第１の吸気口とし、室内送風機２１の第１吹出口２１ｂを第１の空気流路における第１の吹出口となるようにしているが、室内送風機２１と連通するダクトなどにより区画した第１の空気流路を構成し、かかるダクトの一端を第１の吸気口、他端を第一の吹出口とすることもできる。さらには、前記第２熱交換器１０を、ダクト内における最下流側に配設してもよい。この場合、室内送風機２１はダクトに連通さえしていれば、必ずしも電算室２０内に配設する必要はない。また同様に、第２の空気流路についてもダクトを用いた構成とすることもできる。
【００３６】
（冷房制御）
上述した構成により、本実施形態おける空調システム１００は、電算室２０を常に所定の温度以下に冷房するための冷房制御を行うことができる。以下、この冷房制御を、図２を用いてさらに詳細に説明する。図２は直接冷房と間接冷房の作動状態を説明する図である。
【００３７】
本実施形態においては、電算室２０の室内温度と室外温度の温度差が、例えば、１０度以上ある冬期においては、図２（ａ）に示すように、上述した間接冷房により電算室２０の冷房が実行されることになる。
【００３８】
つまり、電算室２０に設けられた室内温度計２３の測定値が所定温度（例えば、３０度）以上であり、室外空調室３０に設けられた室外温度計３３の測定値が１５度のように、室内温度計２３の測定値よりも１０度以上低かった場合は、制御盤４０の制御部４１（図５参照）は、間接冷房（間接外気冷房）による冷房制御を実行する。
【００３９】
この間接冷房による冷房制御では、電算室２０に設けられた室内送風機２１及び室外空調室３０に設けられた室外送風機３１を同時に作動させる。そして、電算室２０の内部では、室内送風機２１の第１吸気口２１ａから吸入された空気が、第１吹出口２１ｂから吹き出され、第１熱交換器２２の室内側熱交換部２２ａと熱交換して、室内側熱交換部２２ａの下部に設けられた空気ガイド１８に案内されて、電算室２０内の空気が還流する。すなわち、室内→第１吸気口２１ａ→第１吹出口２１ｂ→第１熱交換器２２（室内側熱交換部２２ａ）→室内の経路で第１の空気流路が形成される。
【００４０】
一方、室外空調室３０の内部では、室外送風機３１の第２吸込口３１ａから吸入された外気が第２吹出口３１ｂから吹き出される。そして、これにより、室外空調室３０の底部に設けられた室外空気吸込口３４から吸い込まれた外気は、第１熱交換器２２の室外側熱交換部２２ｂと熱交換して、室外空調室３０の外へ室外空気排出口３５へと返流される。すなわち、室外→室外空気吸込口３４→第２吸込口３１ａ→第２吹出口３１ｂ→第１熱交換器２２（室外側熱交換部２２ｂ）→室外空気排出口３５→室外の経路で第２の空気流路が形成される。
【００４１】
そして、上述した第１の空気流路及び第２の空気流路による空気の流れにより、温度の低い外気と電算室２０内の温度の高い空気とが第１熱交換器２２の内部で熱交換されて、電算室２０の内部の空気が冷房されることになる。
【００４２】
なお、本実施形態における第１熱交換器２２は、温度差の異なる空気の熱（顕熱）のみを熱交換する顕熱交換器などが用いられる。そして、この顕熱交換器は、例えば、熱伝導率の高い機能性塗装鋼板(放熱型)などを、同一形状（例えば、ひし形、六角形）の所定厚み（例えば、１ｍｍ）以下の薄板に形成して所定間隔で複数枚積層して構成されるものである。
【００４３】
そして、所定間隔で積層された機能性塗装鋼板(放熱型)の間には、第１の空気流路と第２の空気流路毎に空気の流路が別々に形成され、第１の空気流路と第２の空気流路とを通過する空気が混合しないようにしている。
【００４４】
次に、図２（ｂ）に示すように、電算室２０の室内温度と室外温度の温度差が無い場合、または、例えば夏期などにおいて、室内温度よりも室外温度の方が高温の場合は、上述した液化低温ガス（つまり、液体窒素）を用いた直接冷房により電算室２０の冷房が実行される。
【００４５】
つまり、制御盤４０の制御部４１（図５参照）は、電算室２０に設けられた室内温度計２３の測定値が所定温度（例えば、３０度）以上であり、室外空調室３０に設けられた室外温度計３３の測定値が所定温度（例えば、３０度）よりも高温であることを検知した場合は、直接冷房によって電算室２０を冷房する。
【００４６】
この直接冷房においては、制御盤４０の制御部４１（図５参照）は、室内送風機２１（第１の送風機）のみを作動させる。そして、電算室２０の内部では、室内送風機２１の第１吸気口２１ａから吸入された空気が、第１吹出口２１ｂから吹き出され、室内側熱交換部２２ａの下部に設けられた空気ガイド１８に案内されて、電算室２０内の空気を還流させる第１の空気流路が形成される。
【００４７】
また、直接冷房においては、空気ガイド１８の前方に設けられた第２熱交換器１０（噴霧ノズル１１、フィン１７）によって電算室２０を冷房する。つまり、制御盤４０の制御部４１（図５参照）は、電磁弁６１を開放して液体窒素容器６０に内蔵されている液体窒素を液体窒素供給配管６２に供給する。そして、液体窒素供給配管６２に供給された液体窒素は、液体窒素供給配管６２に接続された噴霧ノズル１１から第２熱交換器１０を構成するフィン１７へ噴霧される。
【００４８】
フィン１７は、上述した第１の空気流路に臨設されているため、フィン１７へ噴霧された液体窒素の顕熱及び潜熱により、電算室２０に形成される第１の空気流路を還流する空気と直接熱交換が行われる。すなわち、液体窒素は沸点が−１９６度と低いため、液体窒素そのものの顕熱は略−１９６未満と低温であり、なおかつ、フィン１７へ噴霧された液体窒素は急激に気化して潜熱（つまり、気化熱）により周囲の空気の熱を奪うため、フィン１７へ噴霧された液体窒素と熱交換した第１の空気流路を還流する空気は、かなりの低温に冷却されて電算室２０の内部へ還流されることになる。そして、結果的に電算室２０における窒素濃度が上昇し、相対的に酸素濃度は低下する。したがって、本実施形態に係る空調システムによれば、結露の発生や小動物などの活動を抑制することも可能となる。
【００４９】
上述してきたように、本実施形態においては、電算室２０を冷房するために、電算室２０の室内温度と室外温度に応じて、間接冷房と直接冷房を適宜切換えて行うことにより、年間を通じて、省電力及び省エネが可能であり、なおかつ、構造も簡単な空調システムを提供することができる。
【００５０】
なお、図２に示す実施形態においては、間接冷房のみを行う場合（図２（ａ）参照）、直接冷房のみを行う場合（図２（ｂ）参照）を例として説明したが、例えば、室外温度は室内温度よりも低いものの温度差が小さい場合（１０度以内）は、間接冷房と直接冷房とを同時に作動させることもできる。
【００５１】
また、間接冷房を所定時間（例えば、３時間）実行しても、室内温度を所定温度まで低下させることが出来なかったことを条件として、直接冷房を一定時間に限り同時に作動させるなど、冷房の対象となる電算室２０の室内温度及び室外温度の変化、または、間接冷房の作動時間等にあわせて、直接冷房を併用して作動させてもよい。
【００５２】
（第２熱交換器の構成）
ここで、図３及び図４を用いて、直接冷房の作動時に用いられる第２熱交換器１０（噴霧ノズル１１、フィン１７）のより具体的な構成及び低温液化ガス（液体窒素）の噴霧（噴出）について説明する。図３は第２熱交換器の構成を説明する斜視図である。図４は噴霧ノズル１１からフィン１７へ液体窒素が噴霧される状態を説明する図である。
【００５３】
図３に示すように、電算室２０の床面には、保持板１９が垂直に立設されている。そして、この保持板１９の上部に噴霧ノズル１１が床面に対して水平を保つ状態で設置されている。さらに、噴霧ノズル１１の下方には、フィン１７が床面に対して水平を保つ状態で多段に設置されている。
【００５４】
噴霧ノズル１１は、図３および図４に示すように、底部に所定の径（例えば、１０ｍｍ）の噴出孔１４が複数穿設された筒状の噴射ヘッド１３と、この噴射ヘッド１３を内部に収容する外カバー１２と、エジェクタ効果を利用して液体窒素を霧状に拡散させるためのガイド１５とにより構成されている。
【００５５】
外カバー１２は、噴射ヘッド１３を長手方向に沿って覆うように構成されており、下部にスリットが形成された断面視略漏斗状の下部構成体に、断面視略コの字状の上部構成体を連接した断面視略五角形に形成されている。かかる構成により、噴射ヘッド１３の各噴出孔１４から噴出された液体窒素を、下方に設けられたフィン１７に向けて、スリットを介し、噴射ヘッド１３の全長に亘って噴出することができる。
【００５６】
また、ガイド１５は、外カバー１２のスリットを挟むように、それぞれ、外カバー１２の下部構成体の傾斜面から所定の間隙をあけて配設された一対の板体から構成されており、下部構成体の傾斜面との間に形成される前記間隙が空気吸入口１６として機能することになる。ガイド１５を構成する各板体は、上部側が外カバー１２の下部構成体の形状に合うように、また下側は噴出される液体窒素が霧状に拡散するように、上下側を外方に向けて屈曲して形成している。かかる構成により、スリットから噴出される液体窒素を霧状に拡散させてフィン１７の全体に向けて噴出することができる。
【００５７】
フィン１７は、複数（例えば、５枚）の多孔アルミプレートにより構成されており、各多孔アルミプレートは、噴霧ノズル１１から噴霧された液体窒素を付着させるのに十分な面積を持った複数の付着板１７ａと、隣接する付着板１７ａ同士を接続する複数の接続部１７ｂと、付着板１７ａと接続部１７ｂで形成される複数の空間部１７ｃとを有する。そして、この複数の多孔アルミプレートは、上方から噴霧される液体窒素を、各段の付着板１７ａに十分に付着させるために、上下の多孔アルミプレートの付着板１７ａが重ならないように、付着板１７ａと空間部１７ｃとが交互に重なるように設置されている。
【００５８】
上述した第２熱交換器１０の構成において、図４に示すように、噴射ヘッド１３の噴出孔１４から噴出した液体窒素は、外カバー１２の下部に形成されたスリットから噴射される。このとき、噴射された液体窒素は、外カバー１２の下部の形状に合わせて設置されたガイド１５と外カバー１２との間に形成された空気吸入口１６から、エジェクタ効果により周囲の空気を吸い込むので、噴射された液体窒素は霧状に広がって、下方に設置されたフィン１７に効率よく噴霧される。
【００５９】
また、上述したように多段に配設したフィン１７の構成（つまり、上下の多孔アルミプレートの付着板１７ａが重ならないように、付着板１７ａと空間部１７ｃを交互に重なり合わせた構成）により、フィン１７の上方から噴霧された液体窒素は、最上段に設置された多孔アルミプレートの複数の付着板１７ａに付着するとともに、複数の空間部１７ｃを通過して、下方に設置された他の多孔アルミプレートの複数の付着板１７ａに順次付着してゆくことになる。
【００６０】
そして、本実施形態における第２熱交換器１０は、上述したように室内送風機２１により電算室２０内の空気を還流させる第１の空気流路に設置されているので、フィン１７を通過する室内の空気は、フィン１７に付着した液体窒素の顕熱及び潜熱と直接熱交換して冷却されて、電算室２０が冷房される。
【００６１】
［２．制御盤の構成］
本実施形態に係る空調システム１００の制御盤４０の具体的な構成を、図５を参照して具体的に説明する。図５は本実施形態における空調システム１００の制御盤４０の構成を示す説明図である。
【００６２】
図５に示すように、本実施形態に係る制御盤４０は、制御部４１、Ｉ／Ｏインターフェイス４２から構成されている。そして、制御部４１にはＩ／Ｏインターフェイス４２を介して、室内送風機２１、室外送風機３１、室内温度計２３、室外温度計３３、酸素濃度計２５、換気ファン２６、電子ロック２９、電磁弁６１が接続されている。
【００６３】
制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（図示せず）などから構成されている。そして、ＲＯＭには空調システム１００を制御するための各種プログラム（冷房制御処理、入室制御処理など）、各種データテーブルなどが記憶されており、ＣＰＵは、このプログラムをＲＯＭから読み出して実行することにより、空調システム１００の制御部として機能することになる。
【００６４】
Ｉ／Ｏインターフェイス４２（入出力インターフェイス）は、制御部４１と周辺機器（室内送風機２１、室外送風機３１、室内温度計２３、室外温度計３３、酸素濃度計２５、換気ファン２６、電子ロック２９、電磁弁６１）とのデータの入出力を制御する。
【００６５】
室内送風機２１は、制御部４１からの作動指示に従い作動することで、電算室２０における第１の空気流路を形成するための機器である。
【００６６】
室外送風機３１は、制御部４１からの作動指示に従い作動することで、室外空調室３０における第２の空気流路を形成するための機器である。
【００６７】
室内温度計２３は、電算室２０の空気の温度を測定して、所定のデータとして制御部４１へ送信する。また、室外温度計３３は、室外空調室３０の空気の温度を測定して、所定のデータとして制御部４１へ送信する。なお、本実施形態においては、それぞれ１個の室内温度計２３と室外温度計３３により電算室２０及び室外空調室３０の温度を測定しているが、例えば複数の室内温度計２３及び室外温度計３３を設置して、その平均値を室内温度または室外温度としてもよい。
【００６８】
酸素濃度計２５は、電算室２０の酸素濃度を測定して、所定のデータとして制御部４１へ送信する。なお、本実施形態においては、１個の酸素濃度計２５により電算室２０の酸素濃度を測定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電算室２０の室内面積や形状に合わせて、複数の酸素濃度計２５を設置することもできる。
【００６９】
換気ファン２６は、制御部４１からの作動指示に従い、電算室２０の内部の空気と外部の空気を強制的に換気するものである。なお、電算室２０の空気を速やかに換気するために、複数の換気ファン２６を設けることもできる。
【００７０】
電子ロック２９は制御部４１からの指示により施錠または開錠することにより、電算室２０への人の入室を、不可としたり可能としたりするものである。
【００７１】
電磁弁６１は制御部４１からの指示により開放または閉鎖することで、第２熱交換器１０の噴霧ノズル１１に対して、低温液化ガス（液体窒素）の供給を制御する。
【００７２】
なお、本実施形態における第１熱交換器２２は、温度の低い外気と電算室２０内の温度の高い空気とが第１熱交換器２２の内部で熱交換されて、電算室２０の内部の空気を冷房する構成のものとしたため、電気的に動作する通常のエアコンと比較して電気使用量を大きく削減でき省エネが図れる。しかし、第１熱交換器２２の構成は必ずしもそのようなものに限定するものではなく、例えば、第１熱交換器２２の内部に充填されている保冷剤などを、室外側熱交換部２２ｂで冷却し、室内側熱交換部２２ａに自然循環させることで、電算室２０の内部の空気を冷房する構成であっても構わない。
【００７３】
［３．冷房制御処理］
ここで、制御部４１（図５参照）で実行される冷房制御処理を、図６を参照して説明する。図６は本実施形態における冷房制御処理のフローチャートである。なお、この冷房制御処理は、上述した制御部４１のＲＯＭに記憶されている空調システム１００を制御するための各種プログラムのうちの冷房制御処理である。
【００７４】
つまり、本実施形態においては、制御部４１のＣＰＵが、図６に示す制御部４１のＲＯＭに記憶されている冷房制御処理を実行することにより、電算室２０の冷房が実行されることになる。
【００７５】
まず、ステップＳ１０１において、制御部４１のＣＰＵ（以下、ＣＰＵという）は、電算室２０の室内温度の判定処理を実行する。この処理においてＣＰＵは、電算室２０の室内温度が所定温度（例えば、３０度）以下であるか否かを判断して、所定温度以下であると判別した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）はステップＳ１０９へ処理を移す。一方、所定温度以下ではないと判別した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）はステップＳ１０２へ処理を移す。
【００７６】
ステップＳ１０２においてＣＰＵは、現在既に間接冷房を作動させているか否かを判断して、間接冷房作動中と判別した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）はステップＳ１０３へ処理を移す。一方、間接冷房作動中ではないと判別した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）はステップＳ１０５へ処理を移す。
【００７７】
ステップＳ１０３においてＣＰＵは、間接冷房の作動時間が所定時間（例えば、３時間）以上経過しているか否かを判断して、所定時間以上経過していると判別した場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）はステップＳ１０４へ処理を移す。一方、所定時間以上経過していないと判別した場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）は冷房制御処理を終了する。
【００７８】
ステップＳ１０４においてＣＰＵは、直接冷房作動処理を実行する。この直接冷房作動処理では、間接冷房を所定時間以上作動させたにもかかわらず、電算室２０の室内温度が所定温度以下になっていない場合、つまり、室内温度よりも低い外気温度を利用した間接冷房では、電算室２０の冷房効果が薄いと判断して、間接冷房と同時に直接冷房も作動させる。そして、この処理が終了すると冷房制御処理を終了する。
【００７９】
なお、上記ステップＳ１０４において実行される直接冷房作動処理では、直接冷房と間接冷房とを同時に作動させることになるので、電算室２０の室内温度が急激に低下する虞があるため、例えば、直接冷房の作動時間を予め定めた一定時間（例えば、５分）として、一定時間が経過する間のみ直接冷房を作動させるようにしてもよい。
【００８０】
ステップＳ１０５においてＣＰＵは、現在直接冷房を作動中か否かを判断して、直接冷房を作動中であると判別した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）は冷房制御処理を終了する。一方、直接冷房を作動中ではないと判別した場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）はステップＳ１０６へ処理を移す。
【００８１】
ステップＳ１０６においてＣＰＵは、室内温度計２３で計測した室内の空気温度（室内温度）よりも、室外温度計３３で計測した室外の空気の温度（外気温度）が低いか否かを判断して、外気温度の方が低いと判別した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）はステップＳ１０７へ処理を移す。一方、外気温度の方が低くない（つまり、外気温度が室内温度よりも高い）と判別した場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）はステップＳ１０８へ処理を移す。
【００８２】
ステップＳ１０７においてＣＰＵは、間接冷房作動処理を実行する。この間接冷房作動処理では、温度の低い外気と第１熱交換器２２を介して熱交換を行い室内の空気を冷却する間接冷房のみを作動させることになる。そして、この処理が終了すると冷房制御処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ１０８においてＣＰＵは、直接冷房作動処理を実行する。この直接冷房作動処理では、外気温度が室内温度よりも高温の場合は、間接冷房による冷房効果は望めないため、低温液化ガス（液体窒素）を用いた直接冷房のみを作動させることになる。そして、この処理が終了すると冷房制御処理を終了する。
【００８４】
ステップＳ１０９においてＣＰＵは、現在間接冷房または直接冷房を作動中か否かを判断して、間接冷房または直接冷房のいずれかを作動中であると判別した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１０へ処理を移す。一方、間接冷房または直接冷房のいずれも作動中ではないと判別した場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）は、冷房制御処理を終了する。
【００８５】
ステップＳ１１０においてＣＰＵは、間接冷房または直接冷房の停止処理を実行する。この間接冷房または直接冷房の停止処理では、室内送風機２１及び室外送風機３１の作動を停止して、第１熱交換器２２における熱交換を停止するとともに、直接冷房を実行中の場合は、電磁弁６１に対しても閉鎖指示を出力して、低温液化ガス（液体窒素）の第２熱交換器１０への供給を停止する。そして、この処理が終了すると冷房制御処理を終了する。
【００８６】
上述してきたように、本実施形態における冷房制御処理では、電算室２０の室内温度が所定温度（例えば、３０度）以上になったことを条件として、電算室２０の室内温度と外気温度に応じて、間接冷房、直接冷房のいずれか、または、両方同時に実施するかを決定し、間接冷房、直接冷房のいずれか、または、両方同時に作動させて、電算室２０を冷房する制御を実行する。
【００８７】
［４．入室制御処理］
ここで、制御部４１（図５参照）で実行される入室制御処理を、図７を参照して説明する。図７は本実施形態における入室制御処理のフローチャートである。なお、この入室制御処理は、上述した制御部４１のＲＯＭに記憶されている空調システム１００を制御するための各種プログラムのうちの入室制御処理である。
【００８８】
本実施形態においては、上述した冷房制御処理において直接冷房が行われると、電算室２０の内部の空気は、窒素の比率が大きくなり酸素濃度が低下する場合がある。そのため、当該電算室２０に人が入室することを検知した場合は、電算室２０の空気を換気して人体に害を及ぼさない酸素濃度になったことを条件として、電算室２０への入室を可能とするように制御している。
【００８９】
つまり、本実施形態においては、制御部４１のＣＰＵが、図７に示す制御部４１のＲＯＭに記憶されている入室制御処理を実行することにより、人が電算室２０に入室しても安全なように管理している。
【００９０】
まず、ステップＳ２０１において、制御部４１のＣＰＵ（以下、ＣＰＵという）は、電算室２０への人の入室要求が有るか否かを判断して、入室要求が有ると判別した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）はステップＳ２０５へ処理を移す。一方、入室要求は無いと判別した場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）はステップＳ２０２へ処理を移す。
【００９１】
上述したステップＳ２０１において、ＣＰＵが判断する入室要求の信号は、例えば、所定の入室許可スイッチ（図示せず）を扉２８（図１参照）の取手近傍に設け、電算室２０に人が入室する場合に、入室許可スイッチを操作することで、所定の検知信号が制御盤４０の制御部４１に送られるようにするとよい。
【００９２】
ステップＳ２０２においてＣＰＵは、電子ロック施錠処理を実行する。つまり、本実施形態における電算室２０は、通常は無人状態を前提としているので、扉２８の電子ロック２９（図１参照）は、通常は施錠された状態としている。そして、この処理が終了すると入室制御処理を終了する。
【００９３】
ステップＳ２０５においてＣＰＵは、現在電子ロックを開錠中か否かを判断して、開錠中であると判別した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）はステップＳ２０６へ処理を移す。一方、開錠中ではない（つまり、施錠中）と判別した場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）はステップＳ２０９へ処理を移す。
【００９４】
ステップＳ２０６においてＣＰＵは、酸素濃度計２５（図１参照）で計測した電算室２０の酸素濃度が所定値（例えば、１９％）以上か否かを判断して、酸素濃度が所定値以上であると判別した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）は入室制御処理を終了する。一方、酸素濃度が所定値以上ではないと判別した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）はステップＳ２０７へ処理を移す。
【００９５】
ステップＳ２０７においてＣＰＵは、警報作動処理を実行する。この警報作動処理においてＣＰＵは、電子ロックを開錠中にもかかわらず、電算室２０の酸素濃度が人体に害（例えば、窒息）をおよぼす可能性がある数値であることを検出すると、電算室２０に設けられた警報装置（図示せず）を作動させる。そして、この処理が終了するとステップＳ２０８へ処理を移す。
【００９６】
つまり、上述したステップ２０６及びステップＳ２０７の処理では、電子ロックを開錠中、言い換えると人が電算室２０に入室可能な状態において、電算室２０の酸素濃度を測定し、酸素濃度が所定値（例えば、１９％）未満（つまり、電算室２０の酸素濃度が当該電算室２０に入室した人に害を及ぼす可能性がある場合）であることを検知すると、電算室２０に設けられた警報装置（図示せず）を作動させて電算室２０の内部の人に対して退室を促すことで未然に事故を防止するようにしている。
【００９７】
なお、警報装置としては、特に限定するものではないが、赤色のパトランプを点灯させたり、音声により電算室２０からの退室を促したりするなど、電算室２０の内部の人に対して確実に退室を促すことのできるものが設置されることが望ましい。
【００９８】
ステップＳ２０８においてＣＰＵは、換気ファンの作動処理を実行し、電算室２０を換気して、酸素濃度の回復（つまり、酸素濃度が所定値（例えば、１９％）以上になるようにする）を図る。そして、この処理が終了すると入室制御処理を終了する。
【００９９】
ステップＳ２０９においてＣＰＵは、現在直接冷房を作動中か否かを判断して、直接冷房を作動中であると判別した場合（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１０へ処理を移す。一方、直接冷房を作動中ではないと判別した場合（ステップＳ２０９：Ｎｏ）は、ステップＳ２１１へ処理を移す。
【０１００】
ステップＳ２１０においてＣＰＵは、直接冷房停止処理を実行する。この直接冷房停止処理では、電磁弁６１（図１参照）に対しても閉鎖指示を出力して、低温液化ガス（液体窒素）の第２熱交換器１０への供給を停止する。そして、この処理が終了するとステップＳ２１１へ処理を移す。
【０１０１】
ステップＳ２１１においてＣＰＵは、酸素濃度計２５（図１参照）で計測した電算室２０の酸素濃度が所定値（例えば、１９％）以上か否かを判断して、酸素濃度が所定値以上であると判別した場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）はステップＳ２１３へ処理を移す。一方、酸素濃度が所定値以上ではないと判別した場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）はステップＳ２１２へ処理を移す。
【０１０２】
ステップＳ２１２においてＣＰＵは、換気ファンの作動処理を実行し、電算室２０を換気して、酸素濃度の回復（つまり、酸素濃度が所定値（例えば、１９％）以上になるようにする）を図る。そして、この処理が終了すると入室制御処理を終了する。
【０１０３】
ステップＳ２１３においてＣＰＵは、電子ロックの開錠処理を実行する。そして、この処理が終了すると入室制御処理を終了する。
【０１０４】
すなわち、本実施形態においては、人が電算室２０に入室する場合は、電算室２０の酸素濃度を測定して、酸素濃度が所定値（例えば、１９％）以上であることを確認して、電子ロックを開錠して、電算室２０への人の入室を可能としている。また、一旦電子ロックを開錠した後でも、電算室２０の酸素濃度を測定し、酸素濃度が所定値（例えば、１９％）未満であることを検知すると、電算室２０に設けられた警報装置（図示せず）を作動させて電算室２０に入室している可能性のある人に対して退室を促すことで安全管理（つまり、事故の防止）している。
【０１０５】
［５．第２熱交換器の変形例１］
ここで、図８を参照して第２熱交換器１０の変形例１を説明する。図８は第２熱交換器１０’の変形例１を説明する図である。なお、変形例１においては第２熱交換器１０’以外の構成は、上述した第１の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【０１０６】
図８（ａ）に示すように、変形例１における第２熱交換器１０’は、噴霧ノズル１１’とフィン１７’から構成されている。そして、直接冷房を行う場合は、図８（ｂ）に示すように、噴霧ノズル１１’からその上部に設けられたフィン１７’に対して、低温液化ガス（液体窒素）を噴き上げるように噴出して、フィン１７’に低温液化ガスを付着させる独特な構成としている。
【０１０７】
すなわち、変形例１においては、低温液化ガスを上方に噴出する構成により、上部に設置されたフィン１７’に低温液化ガスを付着させるとともに、電算室２０の内部に低温液化ガスを直接拡散させて気化を促進することにより、冷房効率の向上を図っている。
【０１０８】
［６．第２の実施形態］
続いて、図９及び図１０を用いて、空調システム１００の第２の実施形態を説明する。図９は第２の実施形態に係る空調システム１００の構成の室外空調室３０の概要を示す模式的説明図である。図１０は第２の実施形態に係る直接冷房と間接冷房の作動状態を説明する図である。
【０１０９】
第２の実施形態における空調システム１００は、図９に示すように、電算室２０の壁体２７の外側に付設された室外空調室３０に、空調システム１００を構成する重要な要素（部品、装置等）の殆どが構築されている。
【０１１０】
具体的に説明すると、上述した第１の実施形態では、図１に示すように、空調システム１００を構成する第１の送風機（室内送風機２１）、第１熱交換器２２の一部（室内側熱交換部２２ａ）及び第２熱交換器１０は、電算室２０の内部に設置されているが、第２の実施形態では、図１０に示すように、空調システム１００を構成する重要な要素（部品、装置等）の殆どが室外空調室３０の内部に構築されている。
【０１１１】
また、それに伴い、上述した第１の実施形態では電算室２０の内部に形成されていた第１の空気流路も、第２の実施形態では室外空調室３０の内部に形成されることになる。以下、図９及び図１０を用いた第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と異なる点（つまり、空調システム１００を構成する要素（部品、装置等）の配設位置及び室外空調室３０の内部に形成される第１の空気流路）以外については、第１の実施形態と同一であるため説明は省略する。
【０１１２】
図９に示すように、本実施形態における室外空調室３０には、その内部の略中央部に、第２吸込口３１ａおよび第２吹出口３１ｂを備えた室外送風機３１（第２の送風機）と第１吸込口２１ｃ及び第１吹出口２１ｂを備えた室内送風機２１（第１の送風機）が、室外空調室３０を壁体２７方向に正面視して左右並列に設置されている。そして、その上部には第１熱交換器２２（第１の熱交換器）が臨設されている。
【０１１３】
そして、第１熱交換器２２の左側上部には、電算室２０の内部と室外空調室３０とを仕切る壁体２７を連通して、電算室２０の室内の空気を室外空調室３０の内部に吸気するための第１吸気口２１ａ（第１の吸気口）が設けられている。そして、室内送風機２１の作動により第１吸気口２１ａから室外空調室３０の内部に吸気された空気は、室外空調室３０の内部に形成される第１の空気流路を経由して、室内送風機２１の壁体２７側を連通して設けられた第１吹出口２１ｂ（第１の吹出口）から再び電算室２０へ返流されることになる。
【０１１４】
また、室外送風機３１の下方には、室外空気の温度を測定するための室外温度計３３が設置され、さらに、室外温度計３３の下方には、室外空調室３０の内部に外気を吸気するための室外空気吸込口３４（第２の吸気口）が設けられている。そして、室外空気吸込口３４には、外気に混在する埃などが室外空調室３０に侵入することを防止するためのフィルター３４ａが設置されている。また、第１熱交換器２２の右側上部には、室外空気吸込口３４（第２の吸気口）から吸い込んだ空気を、室外空調室３０の外へ排出するための室外空気排出口３５（第２の吹出口）が設けられている。
【０１１５】
そして、室外送風機３１を作動させることにより、室外空調室３０の内部に取り込んだ室外空気を室外空調室３０の外部へ返流する第２の空気流路が形成される。すなわち、室外送風機３１が作動すると、室外空調室３０の底部に設けられた室外空気吸込口３４（第２の吸気口）から吸い込んだ空気を、室外空調室３０の外へ室外空気排出口３５（第２の吹出口）から返流させることができる。
【０１１６】
室内送風機２１の下部には、低温液化ガスを利用して当該第１の空気流路を還流する室内空気を直接熱交換して電算室２０を冷房することのできる第２熱交換器１１０（第２の熱交換器）が設置されている。なお、第２の実施形態における第２熱交換器１１０は、詳細は後述するが、液体窒素（低温液化ガス）を噴出して、第１の空気流路を通過する空気を冷房する機能は、上述した第１の実施形態の第２熱交換器１０と同様であるが、液体窒素を噴出するための構成及び形状は異なる。
【０１１７】
以下、第２の実施形態における第１の空気流路及び第２の空気流路を、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、図９における室外空調室３０をＡ−Ａで断面視して室外空調室３０に形成される第１の空気流路を説明する断面図である。図１０（ｂ）は、図９における室外空調室３０をＢ−Ｂで断面視して室外空調室３０に形成される第２の空気流路を説明する断面図である。
【０１１８】
上述した構成において、室外空調室３０に設けられた室内送風機２１を作動させると、図１０（ａ）に示すように、室外空調室３０の内部では、室内送風機２１の第１吸込口２１ｃから吸入された空気が、第１吹出口２１ｂから電算室２０へ吹き出されることになる。それにより、第１吸気口２１ａから電算室２０の空気が室外空調室３０の内部に吸い込まれ、第１熱交換器２２と熱交換して、室外空調室３０の下方に流下する。
【０１１９】
そして、室内送風機２１の外側に設けられたダクトを流下した空気は、中板２００の下部から室内送風機２１の下方に移動して、第２熱交換器１１０と接触する。そして、室内送風機２１の第１吸込口２１ｃに吸い込まれて、第１吹出口２１ｂから電算室２０へ返流される。すなわち、電算室２０の室内空気は、室内→第１吸気口２１ａ→第１熱交換器２２→第２熱交換器１１０→第１吸込口２１ｃ→第１吹出口２１ｂ→室内の経路で第１の空気流路が形成される。
【０１２０】
一方、室外空調室３０に設けられた室外送風機３１を作動させると、図１０（ｂ）に示すように、室外空調室３０の内部では、室外送風機３１の第２吸込口３１ａから吸入された外気が第２吹出口３１ｂから吹き出される。そして、これにより、室外空調室３０の底部に設けられた室外空気吸込口３４から吸い込まれた外気は、第１熱交換器２２と熱交換して、室外空調室３０の外へ室外空気排出口３５へと返流される。すなわち、室外→室外空気吸込口３４→第２吸込口３１ａ→第２吹出口３１ｂ→第１熱交換器２２→室外空気排出口３５→室外の経路で第２の空気流路が形成される。
【０１２１】
そして、電算室２０を間接冷房する場合は、室外空調室３０に設けられた室内送風機２１及び室外送風機３１を同時に作動させて、上述した第１の空気流路及び第２の空気流路による空気の流れにより、温度の低い外気と電算室２０内の温度の高い空気とが第１熱交換器２２の内部で熱交換されて、電算室２０の内部の空気が冷房されることになる。
【０１２２】
一方、電算室２０を直接冷房する場合は、室外空調室３０に設けられた室内送風機２１のみを作動させて、上述した第１の空気流路に設けられた第２熱交換器１１０が、液体窒素を噴出することにより、第１の空気流路を通過する空気が冷やされて電算室２０の内部の空気が冷房されることになる。
【０１２３】
上述した構成において、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同じ制御盤４０を備えるとともに、同様な制御（冷房制御処理、入室制御処理など）を行うことで、第１の実施形態と同様な効果（例えば、年間を通した省電力及び省エネ）を図ることが可能であり、また、作業者等が安全に電算室２０に入室可能な空調システムを提供することができる。
【０１２４】
なお、第２の実施形態においては、室外空調室３０に空調システム１００を構成する重要な要素（部品、装置等）の殆どが構築されているため、本システムを新規で設置する場合は、設置対象となる部屋（例えば、電算室、機械室など）の外壁に室外空調室３０を取付ける作業だけで簡易に本システムを作動させることが可能である。
【０１２５】
［７．第２熱交換器の変形例２］
ここで、図１１及び図１２を参照して、第２熱交換器の変形例２として、上述した第２の実施形態で用いられた第２熱交換器１１０を説明する。図１１は第２熱交換器１１０の構成を説明する斜視図である。図１２は第２熱交換器１１０における作動状態を説明する図である。
【０１２６】
図１１及び図１２に示すように、室外空調室３０の床面に垂直設けられた中板２００に、床面に対して水平な状態で導入管１３０が設置されている。この導入管１３０の左右上部には、略６０度の角度で２個の噴霧ノズル１５０が立設されている。さらに、２個の噴霧ノズル１５０の先端は略９０度下方に折り曲げられており、先端には複数の噴射口１４０が設けられている。
【０１２７】
また、導入管１３０の略中央下部には液体窒素供給配管６２が接続されており、この液体窒素供給配管６２から液体窒素が導入管１３０に供給されると、２個の噴霧ノズル１５０の先端に設けられた複数の噴射口１４０から、斜め略３０度下方に液体窒素が噴出されることになる。
【０１２８】
そして、２個の噴霧ノズル１５０の下方には、所定間隔をおいて放熱板１７０が設置されている。この放熱板１７０は、噴射口１４０から噴出された液体窒素を効率よく付着させるために、噴射口１４０と平行になるように中板２００に設置されている。
【０１２９】
また、放熱板１７０の下部には、フィン１７１が所定間隔で垂直に立設されている。このフィン１７１は、噴出された液体窒素の潜熱及び顕熱を、下方から上方に通過する空気（つまり、第１の空気流路を通過する空気）に効率よく伝導して冷却するために設けられている。なお、放熱板１７０及びフィン１７１を構成する素材としては、熱伝導に優れたアルミニウム等を用いることが望ましい。
【０１３０】
液体窒素供給配管６２は、一端は外部に設けられた液体窒素容器６０に接続され、他端は第２熱交換器１１０を構成する導入管１３０に接続されている。つまり、液体窒素供給配管６２は、外部から室外空調室３０内に導入されて、上方に配設された導入管１３０の略中央部に接続するように室外空調室３０の底面近傍から垂直に立設されている。
【０１３１】
そして、本実施形態における第２熱交換器１１０は、上述したように室内送風機２１により電算室２０内の空気を還流させる第１の空気流路に設置されているので、フィン１７１を通過する室内の空気は、放熱板１７０からフィン１７１に伝導した液体窒素の潜熱及び顕熱と熱交換して冷却されて電算室２０の内部に還流されることにより、電算室２０の冷房が行われることになる。
【０１３２】
なお、上述した構成の第２熱交換器１１０は、特に第２の実施形態に限定されて用いられるものではなく、例えば、第１の実施形態において第２熱交換器１１０を用いてもよいし、また、第２の実施形態において第２熱交換器１０を用いてもよい。
【０１３３】
また、上述した各実施形態においては、低温液化ガスとして液体窒素を用いることで、直接液体窒素を噴霧してその潜熱及び顕熱を利用して冷房するため、酸素濃度が低下して、冷房対象となる部屋に設置された工作機械や情報処理装置などの発火を防ぐ（つまり、火災防止）ことが可能となる。また、空気内の窒素濃度が高くなることにより露点が低下して結露を防止することも可能である。
【０１３４】
なお、低温液化ガスとしては液体窒素だけではなく、例えば、液化した炭酸ガスを用いてもよい。
【０１３５】
なお、上述した実施形態においては、電算室２０に人が入室する場合は、換気ファン２６を作動させて電算室２０の空気の酸素濃度を向上させる構成としたが、必ずしも換気ファン２６を設ける必要はなく、例えば、室外空調室３０の内部に形成される第２の空気流路に、外気の流れを切換えられる可変ダクトを設け、この可変ダクトを作動させて、第２の空気流路を通過する外気を電算室２０の内部に流入させることで、電算室２０の空気の酸素濃度を向上させるように構成することもできる。さらに、この場合は、電算室２０に室内の空気を排出するための開閉自在な開口部を設けて、可変ダクトの作動にあわせて開口部を開放することで、室外空調室３０からの外気に流入に応じた電算室２０の換気を速やかに行うことができる。
【０１３６】
上述してきた各実施形態によれば、以下の効果が期待できる。
【０１３７】
（１）第１の送風機（例えば、室内送風機２１）を備え、第１の吸気口（例えば、第１吸気口２１ａ）から取り込んだ室内空気を第１の吹出口（例えば、第１吹出口２１ｂ）を介して室内に還流させる第１の空気流路と、第２の送風機（例えば、室外送風機３１）を備え、第２の吸気口（例えば、室外空気吸込口３４）から取り込んだ室外空気を第２の吹出口（例えば、室外空気排出口３５）を介して室外に返流させる第２の空気流路と、前記第１の空気流路と前記第２の空気流路とに跨って配設され、暖かい前記室内空気と、この室内空気よりも低温の前記室外空気とを熱交換する第１の熱交換器（例えば、第１熱交換器２２）と、前記第１の空気流路における前記第１の熱交換器の下流側に配設され、低温液化ガス（例えば、液体窒素）を利用して当該第１の空気流路を還流する室内空気を直接熱交換して前記室内を冷房する第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０、第２熱交換器１０’、第２熱交換器１１０）と、を備える空調システムとしたので、例えば、状況に応じた複数の冷房手段を備えた空調システムとすることができる。
【０１３８】
（２）前記第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０、第２熱交換器１０’、第２熱交換器１１０）は、前記低温液化ガスを噴霧する噴霧ノズル（例えば、噴霧ノズル１１、噴霧ノズル１５０）と、噴霧された前記低温液化ガスを付着させるフィン（例えば、フィン１７、フィン１７１）と、を具備することにより、例えば、低温液化ガスを効率よく気化させて潜熱及び顕熱により空気を冷房することができる。
【０１３９】
（３）前記低温液化ガスの供給源を液体窒素としたことにより、例えば、室内に設置された工作機械や情報処理装置などの発火防止（つまり、火災防止）や結露を防止することができる。
【０１４０】
（４）室内温度を検出する室内温度検出器（例えば、室内温度計２３）と、外気温度を検出する外気温度検出器（例えば、室外温度計３３）と、検出した前記外気温度及び前記室内温度との温度差に基づいて、少なくとも前記第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０）及び前記第１、第２の送風機（例えば、室内送風機２１、室外送風機３１）の動作制御を行う制御部（例えば、制御部４１）と、を備えることにより、例えば、室内温度と外気温度に基づいた効率のよい冷房を実施することができる。
【０１４１】
（５）前記外気温度が前記室内温度よりも高温の場合、前記制御部は、前記第２の送風機（例えば、室外送風機３１）の動作を停止し、前記第１の送風機（例えば、室内送風機２１）と前記第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０、第２熱交換器１０’、第２熱交換器１１０）を動作させて室内を冷房することにより、例えば、夏期において外気温度が室内温度より高い場合は、第２の熱交換器の動作のみで室内を冷房するので、無駄な熱交換を防ぐことができる。
【０１４２】
（６）前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記室内温度が予め設定された所定温度以上の場合、前記制御部は、前記第１、第２の送風機（例えば、室内送風機２１、室外送風機３１）を動作させて、前記第１の熱交換器（例えば、第１熱交換器２２）により室内を冷房することにより、例えば、冬期における低温の外気温度を有効に活用することができる。
【０１４３】
（７）前記制御部（例えば、制御部４１）は、前記外気温度が前記室内温度よりも低温の場合であって、前記第１、第２の送風機（例えば、室内送風機２１、室外送風機３１）を動作させて前記第１の熱交換器（例えば、第１熱交換器２２）により室内を冷房中においても、前記室内温度が前記所定温度に達しない場合、前記第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０、第２熱交換器１０’、第２熱交換器１１０）を動作させることにより、例えば、冬期または中間期における低温の外気温度を有効に活用しながら確実に室内を冷房（つまり、室内温度を低下）させることができる。
【０１４４】
（８）室内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定器（例えば、酸素濃度計２５）と、当該室内の空気を換気する換気装置（例えば、換気ファン２６）と、室内への出入口を電気的に施錠する電子ロック装置（例えば、電子ロック２９）と、をさらに備え、前記制御部（例えば、制御部４１）は、前記第２の熱交換器（例えば、第２熱交換器１０、第２熱交換器１０’、第２熱交換器１１０）の作動中においては、前記室内に人が入室できないように前記出入口を施錠する一方、当該室内への入室要求を検知した場合、前記第２の熱交換器の作動を停止して前記換気装置を作動させ、前記酸素濃度測定器により測定された室内の酸素濃度が、人が入室可能な数値になったことを条件に、前記出入口を開錠することにしたため、例えば、当該室内の酸素濃度が人体に害（例えば、窒息）を及ぼす状態での人の入室を防ぐことができる。
【０１４５】
以上、各実施形態を通して本発明を説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、上述した各効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１４６】
１０  第２熱交換器
１１  噴射ノズル
１７  フィン
２０  電算室
２１  室内送風機
２２  第１熱交換器
２３  室内温度計
２５  酸素濃度計
２６  換気ファン
２８  扉
２９  電子ロック
３０  室外空調室
３１  室外送風機
３３  室外温度計
４０  制御盤
４１  制御部
６０  液体窒素容器
６１  電磁弁
６２  液体窒素供給配管
１００  空調システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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