(57)【要約】  【課題】  冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿用空調システムを提供する。  【解決手段】  恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング内部に、空気取入口側から、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂ、加熱コイル４、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６を順次配設する。また、クリーンルームからのリターンエア（ＲＡ）を空調機内に供給するリターンエア供給ライン３０には分岐ライン３１を設け、この分岐ライン３１に第２の送風機３２と、気化式加湿器３３を配設する。また、気化式加湿器３３の制御は、第２の送風機３２を制御することにより、分岐ライン３１に導入される風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器３３による加湿量が制御されるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、
前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式加湿器を配設し、
前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記第２の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行い、
前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。
【請求項２】
外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、
前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインの接続部の下流側で、且つ、前記第２の冷却コイルの上流部に気化式加湿器を設置し、
前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記気化式加湿器によって、外気及びリターンエアの加湿処理を行い、
前記第２の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。
【請求項３】
外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、
前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、
前記リターンエア供給ラインに第１のモータダンパを設け、
前記分岐ラインに第２のモータダンパと気化式加湿器を配設し、
前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、
前記第２の冷却コイルによって、外気及び恒温・恒湿空調室からのリターンエアの冷却処理を行い、
前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とする恒温・恒湿用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象となる空気の温湿度調整を行う空調システムに係り、特に、冷凍機容量の削減及び省エネルギー化を実現すべく改良を施した恒温・恒湿用空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子工業や精密機械工業の工場、食品保存用の貯蔵庫、実験用動物飼育室、バイオロジカルクリーンルームなどにおいては、温度・湿度などの室内環境を一定に保つ必要がある。このため、このような設備においては、室内の恒温・恒湿を目的とした恒温・恒湿用空調システムが採用されている（特許文献１等）。
【０００３】
（１）従来例−１
従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムは、例えば、図１０に示すように、除湿期においては、外気（ＯＡ）とクリーンルームから循環供給された室内空気（ＲＡ）をミキシングして冷却除湿を行い、その後、必要温度まで再熱することにより、また、加湿期においては、加熱コイルによる加熱及び蒸気加湿装置による加湿を行うことにより、温湿度条件を維持するものが知られている。
【０００４】
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せず）の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ１、中性能フィルタ２、循環する冷水によって空気を冷却及び除湿する冷却コイル３、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル４、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給して加湿する蒸気式加湿器５、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６が配設されている。
【０００５】
また、前記冷却コイル３、加熱コイル４及び蒸気式加湿器５には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ７、８、９が設けられている。さらに、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部）には、温度及び湿度センサ１２が取り付けられており、これらのセンサ１２による検出値が温湿度制御器１３に入力され、この温湿度制御器１３によって、前記バルブ７〜９の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル３内の冷水、加熱コイル４内の温水、蒸気式加湿器５の蒸気の量が制御されるように構成されている。
【０００６】
図１０に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図１１（Ａ）〜（Ｃ）の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図１１に示したａ〜ｆは、図１０で示したａ〜ｆの位置における空気の状態に対応している。
【０００７】
（１−１）除湿期−１…図１１（Ａ）参照
夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、冷却コイル３のバルブ７を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（３３℃、６２％）が流入する（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２４℃となる。この混合空気が冷却コイル３により冷却され（ｄ点、１１℃）、その後、加熱コイル４により再熱されて（ｅ点、１５℃）送風機６によって供給口から供給される。
【０００８】
（１−２）除湿期−２…図１１（Ｂ）参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、冷却コイル３のバルブ７を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（１４℃、９０％）が流入する（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２２．１℃となる。この混合空気が冷却コイル３により冷却され（ｄ点、１１℃）、その後、加熱コイル４により再熱されて（ｅ点、１５℃）送風機６によって供給口から供給される。
【０００９】
（１−３）加湿期…図１１（Ｃ）参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、蒸気式加湿器５を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（−３℃、６０％）が流入する（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２０．４℃となる。この混合空気が冷却コイル３により冷却され（ｄ点、１４．９℃）、その後、蒸気式加湿器５により加湿され（ｆ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので、図１１（Ｃ）のｄとｆを結ぶ実線で示すように、乾球温度及び相対湿度が推移する。
【００１０】
このように、図１０に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期においては、冷却コイル３及び再熱のために加熱コイル４を作動させる必要があるため、そのコストがかかり、また、加湿期においては、蒸気式加湿器５を作動させる必要があるため、冷却や蒸気発生のためのコストがかかっていた。
【００１１】
（２）従来例−２
また、従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムとしては、例えば、図１２に示すように、外気取り入れ系統の除湿用として単独の冷却コイルを用い、計２台の冷却コイルを配設し、その中間部にクリーンルームから循環供給された室内空気（ＲＡ）を供給して、外気（ＯＡ）とミキシングして冷却を行うように構成することにより、余分な冷却と再熱エネルギーの使用を避けることができるシステムも知られている。
【００１２】
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せず）の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ１、中性能フィルタ２、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第１の冷却コイル３ａ及び循環する冷水によって空気を冷却する第２の冷却コイル３ｂ、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル４、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給して加湿する蒸気式加湿器５、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６が配設されている。
【００１３】
また、前記冷却コイル３ａ，３ｂ、加熱コイル４及び蒸気式加湿器５には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ７ａ，７ｂ、８、９が設けられている。さらに、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部）には、温度及び湿度センサ１２が取り付けられており、これらのセンサ１２による検出値が温湿度制御器１３に入力され、この温湿度制御器１３によって、前記バルブ７〜９の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル３ａ、３ｂ内の冷水、加熱コイル４内の温水、蒸気式加湿器５の蒸気の量が制御されるように構成されている。
【００１４】
図１２に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図１３（Ａ）〜（Ｃ）の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図１３に示したａ〜ｆは、図１２で示したａ〜ｆの位置における空気の状態に対応している。
【００１５】
（２−１）除湿期−１…図１３（Ａ）参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（３３℃、６２％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（ａ´点、１１℃）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（ｄ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００１６】
（２−２）除湿期−２…図１３（Ｂ）参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（１４℃、９０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（ａ´点、１１℃）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（ｄ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００１７】
（２−３）加湿期…図１３（Ｃ）参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、蒸気式加湿器５を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気（−３℃、６０％）が流入する（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）。なお、通常、この時期には、冷却コイル３ａの冷水は、凍結防止のため水抜きされているのが一般的である。
【００１８】
一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｃ点の温度は２０．４℃となる。この混合空気が第２の冷却コイル３ｂにより冷却され（ｄ点、１４．９℃）、その後、蒸気式加湿器５により加湿され（ｆ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので、図１３（Ｃ）のｄとｆを結ぶ実線で示すように、乾球温度及び相対湿度が推移する。
【００１９】
このように、図１２に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期において、加熱コイル４を作動させる必要がないため、図１０に示したシステムよりコストが削減できる。しかし、加湿期においては、蒸気式加湿器５を作動させる必要があるため、蒸気発生のためのコストがかかっていた。
【００２０】
（３）従来例−３
また、従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムとしては、例えば、図１４に示すように、冷却コイルを２台用い、その中間部に加熱コイルと気化式加湿器を配設し、この気化式加湿器と第２の冷却コイルの間に、クリーンルームから循環供給された室内空気（ＲＡ）を供給して、外気（ＯＡ）とミキシングする方法も知られている。
【００２１】
すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せず）の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ１、中性能フィルタ２、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第１の冷却コイル３ａ、循環する温水によって空気を加熱する加熱コイル４、気化式加湿器２０、循環する冷水によって空気を冷却する第２の冷却コイル３ｂ、再熱コイル２１、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６が配設されている。
【００２２】
また、前記冷却コイル３ａ，３ｂ、加熱コイル４及び再熱コイル２１には、それぞれに供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ７ａ，７ｂ、８、２４が設けられている。さらに、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室の内部）には、温度及び湿度センサ１２が取り付けられており、これらのセンサ１２による検出値が温湿度制御器１３に入力され、この温湿度制御器１３によって、前記バルブ７、８、２４の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷却コイル３ａ、３ｂ内の冷水、加熱コイル４及び再熱コイル２１内の温水、気化式加湿器２０による加湿量が制御されるように構成されている。なお、加熱コイル４は、加湿量を制御するために使用される（特許文献２参照）。
【００２３】
図１４に示した恒温・恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図１５（Ａ）〜（Ｃ）の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図１５に示したａ〜ｇは、図１４で示したａ〜ｇの位置における空気の状態に対応している。
【００２４】
（３−１）除湿期−１…図１５（Ａ）参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（３３℃、６２％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（ｂ点、１１℃）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｆ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。なお、この場合、加熱コイル４及び気化式加湿器２０は使用されない。
【００２５】
（３−２）除湿期−２…図１５（Ｂ）参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（１４℃、９０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（ｂ点、１１℃）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｆ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。なお、この場合も、加熱コイル４及び気化式加湿器２０は使用されない。
【００２６】
（３−３）加湿期…図１５（Ｃ）参照
冬季などの空気の加熱及び加湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、加熱コイル４及び気化式加湿器２０を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気（−３℃、６０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、ａ点）、加熱コイル４により加熱され（ｃ点、２７．２℃）、気化式加湿器２０により加湿される（ｄ点、１４℃）。一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）からは３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）が供給されるので、ｆ点の温度は２２．１℃となる。この混合空気が第２の冷却コイル３ｂにより冷却され（ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００２７】
このように、図１４に示したような構成の恒温・恒湿用空調システムにおいては、除湿期においては、余分な冷却と再熱エネルギーの必要がないため、図１０に示したシステムよりコストが削減できる。しかし、加湿期においては、加熱コイル４を作動させる必要があるため、そのコストがかかっていた。
【００２８】
なお、本例においては、吹出口の設定温度を１５℃としたため再熱コイル２１は用いられていないが、室内発熱が少ない場合には、除湿期−１、除湿期−２及び加湿期ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必要があり、その際には再熱コイル２１により加熱する必要がある。
【特許文献１】特開２００３−２９４２７４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上述したような従来から用いられている恒温・恒湿用空調システムにおいては、いずれも、除湿期及び加湿期におけるランニングコストが多大なものとなっていた。そのため、ランニングコストの低減を可能とした恒温・恒湿用空調システムの開発が切望されていた。
【００３０】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿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】
【００３１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式加湿器を配設し、前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記第２の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００３２】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、冷却コイルを２台用い、その１台を外気の除湿（潜熱処理）専用に用い、他の１台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、気化式加湿器をＲＡ側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを０とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインの接続部の下流側で、且つ、前記第２の冷却コイルの上流部に気化式加湿器を設置し、前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記気化式加湿器によって、外気及びリターンエアの加湿処理を行い、前記第２の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００３４】
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、冷却コイルを２台用い、その１台を外気の除湿（潜熱処理）専用に用い、他の１台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、気化式加湿器を第２の冷却コイルの上流側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを０とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
【００３５】
請求項３に記載の発明は、外気と恒温・恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温・恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置した第１の冷却コイルと第２の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、前記リターンエア供給ラインに第１のモータダンパを設け、前記分岐ラインに第２のモータダンパと気化式加湿器を配設し、前記第１の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記第２の冷却コイルによって、外気及び恒温・恒湿空調室からのリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００３６】
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、冷却コイルを２台用い、その１台を外気の除湿（潜熱処理）専用に用い、他の１台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、気化式加湿器をＲＡ側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを０とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の恒温・恒湿用空調システムによれば、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿用空調システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の恒温・恒湿用空調システムに係る実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照して具体的に説明する。
【００３９】
（１）第１実施形態
（１−１）構成
図１は、本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
すなわち、本実施形態の恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング（図示せず）内部には、空気取入口側から、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂ、加熱コイル４、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６が順次配設されている。
【００４０】
また、クリーンルームからリターンエア（ＲＡ）が供給されるリターンエア供給ライン３０には分岐ライン３１が設けられ、この分岐ライン３１には第２の送風機３２と、気化式加湿器３３が配設されている。なお、この気化式加湿器３３は、吸水性あるいは親水性の気化式加湿素材から構成されている。また、気化式加湿器３３の制御は、第２の送風機３２を制御することにより、分岐ライン３１に導入される風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器３３による加湿量が制御されるように構成されている。
【００４１】
（１−２）作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を、室内側の温湿度を２３℃、４５％、空調機吹出口の温湿度を１５℃、７２％と設定し、図２〜図４に示した空気線図を参照して、除湿期−１（主として夏季）、除湿期−２（主として中間期）及び加湿期（主として冬季）とに分けて説明する。なお、図２〜図４に示したＡ〜Ｈは、図１に示したＡ〜Ｈの位置における空気の状態に対応している。また、温度及び湿度等の具体的な値は例示であり、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。また、ファンによる昇温とこれによる相対湿度低下は、理解を容易にするために、ここでは考えないものとする。
【００４２】
（１−２−１）除湿期−１…図２参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（３３℃、６２％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、Ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（Ｂ点、１１℃）。
【００４３】
一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）は、すべて、リターンエア供給ライン３０を通って空調機内に導入されるので、Ｆ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（Ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００４４】
（１−２−２）除湿期−２…図３参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（１４℃、９０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、Ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（Ｂ点、１１℃）。
【００４５】
一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）は、すべて、リターンエア供給ライン３０を通って空調機内に導入されるので、Ｆ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（Ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００４６】
（１−２−３）加湿期…図４参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、加熱コイル４及び送風機６を作動させると共に、分岐ライン３１の第２の送風機３２及び気化式加湿器３３を作動させる。すると、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）の一部（１２０００ｍ3／ｈ）は、分岐ライン３１に導入され、気化式加湿器３３によって加湿される（Ｄ点、１７．８℃、７８％）。なお、分岐ラインへ導入される風量は、湿度センサ１２の検出値が入力された温湿度制御器１３により、例えば、第２の送風機３２の回転数が制御されることにより変化し、これにより加湿量も制御される。
【００４７】
気化式加湿器３３によって加湿されたリターンエア（１２０００ｍ3／ｈ）と、クリーンルームから供給されたリターンエア（２４０００ｍ3／ｈ）とが混合された後（Ｅ点、２１．５℃、５２％）、空調機内に導入されるので、Ｆ点の温度は１９．１℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（Ｇ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００４８】
ここで、図４に示した空気線図上における各点の温度変化について説明する。すなわち、気化式加湿器３３によって加湿されたリターンエア（１２０００ｍ3／ｈ）と、クリーンルームから供給されたリターンエア（２４０００ｍ3／ｈ）とが混合されたＥ点の温度は、Ｃ点とＤ点を結ぶ直線上において、それぞれの体積比２４０００：１２０００＝２：１に比例配分された点となる。
また、ＯＡとＲＡが混合されたＦ点の温度は、Ｅ点とＢ点を結ぶ直線上において、それぞれの体積比４０００：３６０００＝１：９に比例配分された点となる。
【００４９】
なお、本例においては、吹出口（あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室）の設定温度を１５℃としたため加熱コイル４は用いられていないが、室内発熱が少ない場合には、除湿期−１、除湿期−２及び加湿期ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必要があり、その際には加熱コイル４により加熱する。
【００５０】
（１−３）効果
このように、本実施形態によれば、冷却コイルを２台用い、その１台を外気の除湿（潜熱処理）専用に用い、他の１台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、気化式加湿器をＲＡ側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱ともすべて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを０とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
【００５１】
（２）第２実施形態
（２−１）構成
図５は、本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの第２実施形態の構成を示す模式図である。
すなわち、本実施形態の恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング（図示せず）内部には、空気取入口側から、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、第１の冷却コイル３ａ、気化式加湿器４１、第２の冷却コイル３ｂ、加熱コイル４、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６が順次配設されている。また、クリーンルームからリターンエア（ＲＡ）が供給されるリターンエア供給ライン３０が、前記第１の冷却コイル３ａと気化式加湿器４１の間に導入されるように構成されている。なお、この気化式加湿器４１は、吸水性あるいは親水性の気化式加湿素材から構成され、加湿用給水バルブ４２の開度により気化式加湿器４１への給水量を制御して、加湿量を調整するように構成されている。
【００５２】
（２−２）作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を、室内側の温湿度を２３℃、４５％、空調機吹出口（あるいは、供給対象となる恒温・恒湿室）の温湿度を１５℃、７２％と設定し、図６〜図８に示した空気線図を参照して、除湿期−１（主として夏季）、除湿期−２（主として中間期）及び加湿期（主として冬季）とに分けて説明する。なお、図６〜図８に示したＡ〜Ｆは、図１に示したＡ〜Ｆの位置における空気の状態に対応している。また、温度及び湿度等の具体的な値は例示であり、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。また、ファンによる昇温とこれによる相対湿度低下は、理解を容易にするために、ここでは考えないものとする。
【００５３】
（２−２−１）除湿期−１…図６参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（３３℃、６２％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、Ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（Ａ´点、１１℃）。
【００５４】
一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）は、第１の冷却コイル３ａにより除湿された外気と混合されるので、Ｃ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（Ｅ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００５５】
（２−２−２）除湿期−２…図７参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機６を作動させるとともに、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂのバルブ７ａ，７ｂを開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（１４℃、９０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、Ａ点）、第１の冷却コイル３ａにより冷却除湿される（Ａ´点、１１℃）。
【００５６】
一方、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）は、すべて、空調機内に導入されるので、Ｃ点の温度は２１．８℃となる。この混合空気が、さらに第２の冷却コイル３ｂにより冷却されて（Ｅ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。
【００５７】
（２−２−３）加湿期…図８参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、気化式加湿器４１、加熱コイル４及び送風機６を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気（−３℃、６０％）が流入し（４０００ｍ3／ｈ、Ａ点）、クリーンルーム（２３℃、４５％）から供給される３６０００ｍ3／ｈのリターンエア（ＲＡ）と混合されるので、Ｃ点の温度は２０．４℃となる。この混合空気が、気化式加湿器４１により加湿され（Ｄ点、１９℃）、その後、第２の冷却コイル３ｂにより冷却され（Ｅ点、１５℃）、送風機６によって供給口から供給される。なお、気化式加湿器４１の加湿量は、湿度センサ１２の検出値が入力された温湿度制御器１３により、加湿用給水バルブ４２の開度が制御されることにより制御される。
【００５８】
（２−３）効果
このように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、冬季の加熱エネルギーを０とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
【００５９】
（３）他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、図９に示したように、リターンエア供給ライン３０に第１のモータダンパ５１を設けると共に、分岐ライン３１には、気化式加湿器３３の上流側に第２のモータダンパ５２を設けても良い。この場合、温湿度制御器１３から送られる制御信号に基づいて、両ダンパ５１，５２の開度を調節して、分岐ライン３１に導入されるリターンエアの風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器３３による加湿量が制御されるように構成されている。
【００６０】
図９に示した実施形態においては、第１実施形態と比較して、リターンエア供給ライン３０におけるダンパの抵抗（圧損）が大きくなるため、送風機の動力が大きくなるが、加湿量の制御性は、第１実施形態と同様に優れている。
また、上記各実施形態においては、フィルタ１，２及び除湿用の冷却コイル３ａを同一ハウジング内に設置したが、これらに送風機を追加して、別のハウジングとして構成することもできる。
【００６１】
また、上記各実施形態において、気化式加湿器としては、親水性あるいは吸水性の水膜を使用したものだけでなく、ワッシャー方式など、水分の気化加湿に伴い、対象空気から蒸発潜熱を奪い、乾球温度が低下するものであれば、いずれも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期−１の空気線図である。
【図３】第１実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期−２の空気線図である。
【図４】第１実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する加湿期の空気線図である。
【図５】本発明に係る恒温・恒湿用空調システムの第２実施形態の構成を示す模式図である。
【図６】第２実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期−１の空気線図である。
【図７】第２実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期−２の空気線図である。
【図８】第２実施形態の恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する加湿期の空気線図である。
【図９】本発明の他の実施形態の構成を示す模式図である。
【図１０】従来の恒温・恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
【図１１】図１０に示した恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であり、（Ａ）は除湿期−１の空気線図、（Ｂ）は除湿期−２の空気線図、（Ｃ）は加湿期の空気線図。
【図１２】従来の恒温・恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
【図１３】図１２に示した恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であり、（Ａ）は除湿期−１の空気線図、（Ｂ）は除湿期−２の空気線図、（Ｃ）は加湿期の空気線図。
【図１４】従来の恒温・恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
【図１５】図１４に示した恒温・恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であり、（Ａ）は除湿期−１の空気線図、（Ｂ）は除湿期−２の空気線図、（Ｃ）は加湿期の空気線図。
【符号の説明】
【００６３】
１…プレフィルタ
２…中性能フィルタ
３…冷却コイル
３ａ…第１の冷却コイル
３ｂ…第２の冷却コイル
４…加熱コイル
５…蒸気式加湿器
６…送風機
７〜９…バルブ
１２…温度及び湿度センサ
１３…温湿度制御器
３０…リターンエア供給ライン
３１…分岐ライン
３２…第２の送風機
３３…気化式加湿器
４１…気化式加湿器
４２…加湿用給水バルブ
５１…第１のモータダンパ
５２…第２のモータダンパ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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