(57)【要約】【課題】  エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現する。【解決手段】  室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調システム。外気を処理する全熱交換器（１）と、全熱交換器に接続された空調機（２）と、室内負荷の顕熱を処理する第２の空調機（４；４ａ，４ｂ）とを備えている。空調機（２）は、全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内（２１）へ吹き出す。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調方法であって、
全熱交換器を用いて外気を処理することと、
前記全熱交換器に接続された空調機を用いて、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すこととを含むことを特徴とする空調方法。
【請求項２】
前記室内へ吹き出される空気の絶対湿度は、維持すべき所望の室内環境に対応する絶対湿度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の空調方法。
【請求項３】
第２の空調機を用いて室内負荷の顕熱を処理することをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の空調方法。
【請求項４】
前記第２の空調機は、室外機と、該室外機に接続された室内機とを有することを特徴とする請求項３に記載の空調方法。
【請求項５】
室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調システムであって、
外気を処理する全熱交換器と、
前記全熱交換器に接続された空調機とを備え、
前記空調機は、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すことを特徴とする空調システム。
【請求項６】
室外機と該室外機に接続された室内機とを有し、室内負荷の顕熱を処理する第２の空調機をさらに備えていることを特徴とする請求項５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、空調方法および空調システムに関する。さらに詳細には、本発明は、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調方法および空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
夏季には、オフィスなどにおいて、空調作用により室内の温度を外気の温度よりも低い所望の温度に維持している。ただし、節電のために室内温度を例えば２８度程度に維持しつつ、湿度の比較的低い快適な室内環境を実現することが求められている。
【０００３】
一般的なパッケージエアコン方式では、直膨付全熱交換器によって外気処理を行っている。直膨付全熱交換器によって処理された空気の室内への吹出温度は成り行きとなる。具体的に、直膨付全熱交換器を経た空気の室内への吹出温度は、外気温度の変動の影響を受けるため成り行きとなる。
【０００４】
また、全熱交換器を用いることなくオールフレッシュ型エアコンだけを用いて空調を行う手法も知られている。オールフレッシュ型エアコンでは、外気を直接冷却処理して空調（温度調整）した後に室内へ送風するため、室内への吹出温度がほぼ一定に保持される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直膨付全熱交換器によって外気処理を行う空調方法では、節電のために室内温度が２８度程度に設定された場合、必要な程度の湿度を処理すること（除湿すること）ができない。その結果、室内の湿度が外気の比較的高く変動する湿度の影響を受けて成り行きとなり、蒸し暑い不快な室内環境になることが多い。
【０００６】
オールフレッシュ型エアコンを用いる空調方法では、上述したように、室内への吹出温度をほぼ一定に保持することができる。しかしながら、所要の除湿能力を確保するのに必要な程度まで低い温度の空気を室内へ吹き出すことができず、ひいては快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができない。また、外気を直接冷却処理するため、エネルギー消費量が大きい。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することのできるパッケージエアコン方式における空調方法および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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調方法であって、
全熱交換器を用いて外気を処理することと、
前記全熱交換器に接続された空調機を用いて、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すこととを含むことを特徴とする空調方法を提供する。
【０００９】
本発明の第２形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持するパッケージエアコン方式における空調システムであって、
外気を処理する全熱交換器と、
前記全熱交換器に接続された空調機とを備え、
前記空調機は、前記全熱交換器を経て処理された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出すことを特徴とする空調システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、全熱交換器を用いて外気を処理し、全熱交換器に接続された空調機により、全熱交換器から供給された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内へ吹き出す。その結果、本発明では、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態にかかる空調システムの作用を説明する空気線図である。
【図３】比較例にかかる空調システムの構成を概略的に示す図である。
【図４】比較例にかかる空調システムの不都合を説明する空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる空調システムの構成を概略的に示す図である。図２は、本実施形態にかかる空調システムの作用を説明する空気線図である。本実施形態では、室内環境を外気の温度および湿度よりも低い所望の温度および湿度に維持する空調システムに本発明を適用している。
【００１３】
図１を参照すると、本実施形態にかかる空調システムは、外気を処理する全熱交換器１と、全熱交換器１に接続された空調機２と、室内負荷の顕熱を処理する第２の空調機４とを備えている。空調機４は、室外機４ａと、室外機４ａに接続された室内機４ｂとを有する。空調機２は、全熱交換器１から供給された空気を空調（温度調整および湿度調整）した後に、吹出し口３から室内２１へ吹き出す。
【００１４】
図２の空気線図において、縦軸は絶対湿度［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］を、横軸は乾球温度（一般的な温度計の温度）［°Ｃ］をそれぞれ示している。また、右上がりに延びる曲線群は相対湿度（一般的な湿度計の湿度）［％］を、右下がりに延びる直線群は比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）］をそれぞれ表している。本明細書では、乾球温度を単に「温度」といい、相対湿度を単に「湿度」という。
【００１５】
全熱交換器１は、例えばメーカーの標準品であって、外部から取り入れた空気（外気）と室内２１から取り入れた空気との間で温度および湿度を交換する。その結果、全熱交換器１を経て処理された空気の温度および湿度は、取り入れた外気の温度および湿度と室内２１の温度および湿度との中間的な値になる。
【００１６】
一例として、図２において点Ａで示すように、外気の温度が約３４．３°Ｃで、湿度が約５７％で、絶対湿度が約０．０１９５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］であるものとする。また、点Ｂで示すように、室内２１の空気の温度が約２８°Ｃで、湿度が約４５％で、絶対湿度が約０．０１０５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］であるものとする。この場合、全熱交換器１から空調機２に供給される空気は、図２において点Ｃで示すように、例えば温度が約３１．２°Ｃで、湿度が約５２％で、絶対湿度が約０．０１５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］になる。
【００１７】
空調機２では、図２における点Ｃから点Ｄへの直線状の経路にしたがって、全熱交換器１から供給された空気の絶対湿度がほとんど変化することなく、温度が約３１．２°Ｃから約２１°Ｃまで低下し、湿度が約５２％から１００％にある程度近い湿度、例えば約９７％まで上昇する。その後、空調機２では、図２における点Ｄから点Ｅへの曲線状の経路にしたがって、空気の湿度はほとんど変化することなく、温度は約２１°Ｃから約１２°Ｃまで低下し、絶対湿度は約０．０１５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］から約０．００８３［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］まで低下する。
【００１８】
その結果、空調機２により空調されて室内２１へ吹き出される空気は、温度が約１２°Ｃであり、湿度が約９６％であり、絶対湿度は約０．００８３［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］である。すなわち、空調機２は、室内２１へ吹き出される空気の絶対湿度の方が、維持すべき所望の室内環境に対応する絶対湿度よりも小さくなるまで、全熱交換器１から供給された空気を冷却して室内２１へ吹き出す。
【００１９】
室内２１には、照明器具、人体などの顕熱発生源があるが、これらの顕熱発生源に起因する室内２１の負荷は、もっぱら設定室温に近づけるようにのみ制御される空調機４により主体的に処理される。換言すれば、空調機４は、室内負荷の顕熱を主に処理する空調機である。一方、人体などの潜熱発生源に起因する室内２１の負荷は、空調機２より吹き出される空気により主体的に処理される。すなわち、本実施形態では、全熱交換器１と空調機２との協働作用により、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、所要の潜熱処理（図２において実線の矢印Ｆで示す処理）が可能な低温度（約１２°Ｃ）まで過冷却された空気を室内２１へ吹き出すことができる。
【００２０】
換言すると、全熱交換器１と空調機２との協働作用により、所要の除湿能力を確保するのに必要な程度まで冷却された低温度の空気が室内２１へ吹き出される。その結果、本実施形態では、図２において破線の矢印Ｇで示すように、室内２１へ吹き出された低温空気により、室内２１を所望の温度および湿度に維持することができ、ひいては快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。
【００２１】
以下、本実施形態における作用効果の理解を容易にするために、図３および図４を参照して、比較例にかかる空調システムの構成およびその不都合を説明する。比較例にかかる空調システムは、図３に示すように、外気を処理する直膨付全熱交換器１１と、室内負荷の顕熱を主に処理する空調機１４とを備えている。空調機１４は、室外機１４ａと、室外機１４ａに接続された室内機１４ｂとを有する。
【００２２】
比較例において、直膨付全熱交換器１１の全熱交換器１１ａから直膨コイル１１ｂに供給される空気は、図４において点Ｃで示すように、例えば温度が約３１．２°Ｃで、湿度が約５２％で、絶対湿度が約０．０１５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］になる。また、直膨コイル１１ｂでは、図４における点Ｃから点Ｄへの直線状の経路にしたがって、全熱交換器１１ａから供給された空気の絶対湿度がほとんど変化することなく、温度が約３１．２°Ｃから約２１°Ｃまで低下し、湿度が約５２％から１００％にある程度近い湿度、例えば約９７％まで上昇する。
【００２３】
その後、直膨コイル１１ｂでは、図４における点Ｄから点Ｅ’への曲線状の経路にしたがって、空気の湿度は変化することなく、温度は約２１°Ｃから約１６．５°Ｃまで低下し、絶対湿度は約０．０１５［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］から約０．０１１２［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］まで低下する。その結果、直膨付全熱交換器１１を経て吹出し口１３から室内２１へ吹き出される空気は、温度が約１６．５°Ｃであり、湿度が約９６％であり、絶対湿度は約０．０１１２［ｋｇ／ｋｇ（ＤＡ）］である。
【００２４】
すなわち、比較例では、室内２１へ吹き出される空気の絶対湿度の方が、維持すべき所望の室内環境に対応する絶対湿度よりも大きい。その結果、直膨付全熱交換器１１を経て室内２１へ吹き出される空気には除湿能力が無く、図４において破線の矢印Ｇ’で示すように、室内２１の温度は所望の約２８°Ｃで維持されるが、室内２１の湿度は外気の変動する湿度の影響を受けて成り行きとなり、蒸し暑い不快な室内環境になってしまう。
【００２５】
以上のように、本実施形態にかかる空調システムでは、全熱交換器１を用いて外気を処理し、全熱交換器１に接続された空調機２により、全熱交換器１から供給された空気を所要の潜熱処理が可能な温度まで過冷却して室内２１へ吹き出している。すなわち、本実施形態では、必要な除湿能力を確保するのに必要な程度まで冷却された低温度の空気を室内２１へ吹き出しているので、室内２１の潜熱を処理することによって安定的に除湿処理を行うことができる。
【００２６】
その結果、本実施形態では、エネルギー消費量を比較的小さく抑えつつ、快適で安定的なクールビズ対応の空調を実現することができる。また、本実施形態では、全熱交換器１によって外気負荷を軽減し、全熱交換器１に接続された空調機２によって所要の潜熱を処理し、第２の空調機４によって室内負荷の顕熱を処理しているので、機器単体ＣＯＰ（Coefficient of Performance：成績係数）およびシステムＣＯＰの向上を図ることができ、ひいては省エネルギーを図ることができる。
【００２７】
なお、上述の説明では、室内負荷の顕熱を処理するために第２の空調機４を用いているが、第２の空調機４は必須の構成ではなく、場合によってはその設置を省略することができる。
【００２８】
室内負荷における潜熱負荷は、主に人体に起因し、作業内容が変わらない限り、その大小は人数にほぼ比例する。一方、室内空気質を所望の状態に維持するために必要な外気量も、人数にほぼ比例する。これらのことより、本実施形態において、室内人数に応じて外気量を変化させる手法についても適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  全熱交換器
２  空調機
３  吹出し口
４  第２の空調機
２１  室内
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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