(57)【要約】    【課題】  特に寒冷地において効率的な冷房を可能にし、設備費の高騰を回避し、納まりの改善を企図した外気冷房方法を提供することである。    【解決手段】  総給気量のＸ％（Ｘ％は１００％よりも少ない量）の外気を空調機内に導入する段階と、空調機においてＸ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気を混合する段階と、混合した空気の温度が設定温度よりも高い場合には、混合した空気を空調機の冷水コイルで設定温度まで冷却し、混合した空気の温度が設定温度よりも低い場合には、各モータダンパを比例制御して混合した空気が設定温度になるようにし、或いは、Ｘ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気の混合運転と最小外気運転の切り換え運転を行って室温が設定温度になるようにすることによって、混合した空気の温度を調整する段階とを含むことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機と、前記空調機に外気を導入する外気導入ダクトと、空調しようとする室に給気する給気ダクトと、前記室から延び、前記外気導入ダクトに合流する還気ダクトと、前記還気ダクトから分岐する排気ダクトと、前記外気導入ダクト、前記還気ダクト及び前記排気ダクトにそれぞれ配置されたモータダンパとを備えた外気冷房システムを用いて行う外気冷房方法であって、
総給気量のＸ％（Ｘ％は１００％よりも少ない量）の外気を前記空調機内に導入する段階と、
前記空調機においてＸ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気を混合する段階と、
前記混合した空気の温度が設定温度よりも高い場合には、前記混合した空気を空調機の冷水コイルで設定温度まで冷却し、前記混合した空気の温度が設定温度よりも低い場合には、前記各モータダンパを比例制御して混合した空気が設定温度になるようにし、或いは、Ｘ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気の混合運転と最小外気運転の切り換え運転を行って室温が設定温度になるようにすることによって、混合した空気の温度を調整する段階とを含むことを特徴とする外気冷房方法。
【請求項２】
前記Ｘ％が、５０％又はそれ以上から８０％又はそれ以下までの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の外気冷房方法。
【請求項３】
前記Ｘ％が、５０％であることを特徴とする請求項２に記載の外気冷房方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、外気冷房方法に関する。より詳細には、本発明は、特に寒冷地において効率的な冷房を可能にする外気冷房方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
東京や大阪等の大型ビルや大規模商業施設では、年間を通して冷房を行う空調システムが採用されている。このような空調システムでは、在室者に新鮮な空気を供給するため、室内への給気の２０％〜３０％の外気を取り入れて冷房を行っている。一方、外気が室温よりも低い時期に冷房を行う場合には、外気の導入量を増やすことによって冷房の負荷を減らす、外気冷房システムが採用される場合が多い。
【０００３】
北海道等の寒冷地の業務用ビルでは、通常、８月の１〜３週間に冷房が行われ、１０月下旬〜５月上旬に暖房が行われている。近年、北海道においても、大型のビルや商業施設が建設され、これらの建物の内部に、多数の人が収容されたり多くのＯＡ機器が設置されたりする発熱量の大きい空間が形成されている。寒冷地の内部発熱量の大きい建物における空調は、外気温度が低いため、年間冷房を行っている東京等と相違して、４月〜１１月に冷房を行い、１２月〜３月に暖房を行っている。
【０００４】
図２は、大阪、東京、札幌における中間期の外気冷房運転可能時間を示したグラフである。図２において、部分Ａは、１００％の外気を導入する時間を示し、部分Ｂは、外気の導入が１００％を下回る時間を示している。図２から分かるように、大阪や東京では、１００％の外気を導入する時間が長いが、札幌では、１００％の外気を導入する時間が短く、外気の導入が１００％を下回る時間での運転の方が長い。すなわち、寒冷地では、外気温度が全般的に低いため、外気冷房を行うとしても、１００％の外気の導入を必要とする時間が短い。１００％の外気を導入する設備は、２０％〜３０％の外気を導入する設備と比較して、外気取入口、外気ダクト、排気ダクト、排気口などの設備を３倍強から５倍程度の大きさにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、外気取入口から各階の空調機に至るまでの外気ダクトと、各階空調機から排気口に至るまでの排気ダクトが大きいと、縦シャフト、横引とも大きなダクト容積が必要となり、これにより設備費が嵩むとともに余分なダクトスペースを要するという課題がある。また、外気取入口や排気口が大きくなると、外気取入口や排気口を建物の屋上や壁面に設ける際に、設備費が高くなるうえ、納まりが悪く見栄えが良くないという課題もある。
【０００６】
また、外気取入口が大きいと、寒冷地、特に豪雪地帯では、雪対策に手間がかかるという課題もある。すなわち、図３に示されるように、豪雪地帯の建築物において大きな外気取入口を設置すると、恒風対策に備えるべく、外気取入口に防雪フードを設けなければならない。また、外気ダクト内では、外部からの風の動圧を減少させるため、スノートラップを設けなければならず、外気ダクト内に吹き込んだ雪を融雪装置で処理しなければならない。また、吹き溜まりに融雪用電気ヒーティング装置を配置して、積雪による外気取入口の閉塞を防がなければならない。このように、外気取入口が大きいと、それに付随する設備が大がかりなものとなる。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みて案出されたものであって、特に寒冷地において効率的な冷房を可能にし、設備費の高騰を回避し、納まりの改善を企図した外気冷房方法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】
本願請求項１に記載の外気冷房方法は、総給気量のＸ％（Ｘ％は１００％よりも少ない量）の外気を前記空調機内に導入する段階と、前記空調機においてＸ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気を混合する段階と、前記混合した空気の温度が設定温度よりも高い場合には、前記混合した空気を空調機の冷水コイルで設定温度まで冷却し、前記混合した空気の温度が設定温度よりも低い場合には、前記各モータダンパを比例制御して混合した空気が設定温度になるようにし、或いは、Ｘ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気の混合運転と最小外気運転の切り換え運転を行って室温が設定温度になるようにすることによって、混合した空気の温度を調整する段階とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
本願請求項２に記載の外気冷房方法は、前記請求項１の外気冷房方法において、前記Ｘ％が、５０％又はそれ以上から８０％又はそれ以下までの範囲にあることを特徴とするものである。
【００１０】
本願請求項３に記載の外気冷房方法は、前記請求項２の外気冷房方法において、前記Ｘ％が、５０％であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の外気冷房方法により、特に寒冷地のように１００％の外気を導入する運転時間が短い地域においては、効率的な冷房運転の実施が可能になり、過剰な設備を回避することができるとともに、設備の納まりを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係る外気冷房方法について詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施の形態に係る外気冷房方法を実施するのに用いられる外気冷房システムの一例を示した概略図である。図１において全体として参照符号１０で示される外気冷房システムは、空調機１２を備えており、空調機１２の内部には、送風機１２ａ及び冷却コイル１２ｂが配置されている。
【００１３】
図１において、参照符号１２′、１２′′は、他の空調機を示しており、それらの構成は、空調機１２と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。図１において、３基の空調機１２、１２′、１２′′が示されているが、外気冷房システム１０の規模に応じて、空調機の設置基数を増減することができる。なお、以下において、簡単のため、空調機１２及び空調機１２に接続されている室Ｒに関連して説明するが、他の空調機及びそれらに接続されている室に関しても以下の説明と同様である。
【００１４】
空調機１２の送風機１２ａと、空調しようとする室Ｒとは、給気ダクト１４で接続されている。また、空調機１２は、外気導入ダクト１６を介して、建物外の外気を導入することができるようになっている。外気導入ダクト１６には、第１モータダンパ１８が配置されている。
【００１５】
空調しようとする室Ｒから延びた還気ダクト２０が、外気導入ダクト１６に合流しており、還気ダクト２０には、ファン２２及び第２モータダンパ２４が配置されている。また、排気ダクト２６が、還気ダクト２０から分岐して、建物外に排気するようになっている。排気ダクト２６には、第３モータダンパ２８が配置されている。
【００１６】
空調機１２の冷却コイル１２ｂには、冷凍機３０が接続されており、冷凍機３０から冷却コイル１２ｂに、冷水が供給されるようになっている。なお、図１において、参照符号３２、３４、３６は、冷水の流量を制御するための流量制御弁、冷却塔、ポンプをそれぞれ示している。
【００１７】
以上のように構成された外気冷房システム１０を用いて行う本発明の好ましい実施の形態に係る外気冷房方法について説明する。本発明の外気冷房方法では、外気導入量を総給気量のＸ％（Ｘ％は１００％よりも少ない量）とする。本発明者は、寒冷地において外気冷房システムが採用される典型的な地域として札幌を選定し、種々の試算及び試験を行った結果、外気導入量は、総給気量の５０％又はそれ以上から８０％又はそれ以下（即ち、５０％≦Ｘ≦８０％）であるのが好ましく、特に５０％であるのが最も好ましいことを見出した。
【００１８】
まず、総給気量のＸ％の外気を空調機１２内に導入する。次いで、空調機１２において、Ｘ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気を混合して、空調しようとする室Ｒに供給する。
【００１９】
この際、混合した空気の温度が設定温度よりも高い場合には、混合した空気を空調機１２の冷水コイル１２ｂで設定温度まで冷却する。
【００２０】
一方、混合した空気の温度が設定温度よりも低い場合には、第１、第２、及び第３モータダンパ１８、２４、２８を比例制御することによって、混合した空気が設定温度になるようにする。
【００２１】
或いは、第１、第２、及び第３モータダンパ１８、２４、２８を比例制御せずに、Ｘ％の外気と（１００−Ｘ）％の還気の混合運転（この場合、室温は設定温度以下となる）と最小外気運転（室温は設定温度以上となる）の切り換え運転を行い、室温が設定温度になるようにする。なお、この方法を採用した場合には、各モータダンパの複雑な制御操作が不要となるため、従来の還気ファンを排気ファンに置き換えることが可能になる。排気ファンは、排気ダクト２６に配置されるため、ファンの風量がＸ％のものでよく、サイズを小さくすることができる。
【００２２】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２３】
例えば、上述の外気冷房システム１０の構成は、単なる例示的なものであり、他の構成を有する外気冷房システムを用いて、本発明の外気冷房方法を実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好ましい実施の形態に係る外気冷房方法に用いる外気冷房システムの一例を概略的に示した図である。
【図２】大阪、東京、札幌における中間期の外気冷房運転可能時間を示したグラフである。
【図３】豪雪地帯の建築物において大きな外気取入口を設けた場合の付帯設備の例を示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  外気冷房システム
１２、１２′、１２′′  空調機
１２ａ  送風機
１２ｂ  冷却コイル
１４  給気ダクト
１６  外気導入ダクト
１８  第１モータダンパ
２０  還気ダクト
２２  ファン
２４  第２モータダンパ
２６  排気ダクト
２８  第３モータダンパ
３０  冷凍機
３４  冷却塔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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