(57)【要約】【課題】熱輸送媒体の凍結を防止し、安定な運転を可能とする空気調和設備を提供する。【解決手段】制御対象領域の空気温度を目的の温度に調整するための主熱交換器３へ熱輸送媒体を供給する流路として、外部熱源から熱供給配管４を介して主熱交換器３へ熱輸送媒体を供給する主循環系の流路とは別に、調整タンク１８に保有する熱輸送媒体を主熱交換器３へ供給する副循環系１の流路を備え、副循環ポンプ１９の回転数、放熱器２１の分岐流路を通過する流量、混合弁２３の開度等の制御により、副循環系１の流路が、主循環系の流路との間で、双方の熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を構成することにより、制御対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、制御対象領域の空気に不必要な熱量を添加することなく、主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量が大きくなるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部熱源からの熱輸送媒体として液体を熱交換器に供給することにより、制御対象の空気の温度を目的の温度に調整する空気調和設備において、前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する流路として、前記外部熱源から前記熱交換器へ前記熱輸送媒体を供給する主循環系の流路とは別に、調整タンクに保有する熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する副循環系の流路を備え、当該副循環系の流路が、前記主循環系の流路との間で、双方の前記熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を構成していることを特徴とする空気調和設備。
【請求項２】
請求項１に記載の空気調和設備において、複数の制御対象領域毎に前記熱交換器が備えられている場合、前記熱交換器毎に、それぞれ、前記調整機構として前記副循環系の流路を備えていることを特徴とする空気調和設備。
【請求項３】
請求項１または２に記載の空気調和設備において、熱制御を適切に行う前記調整機構として、前記副循環系の流路に、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体と前記副循環系の流路を流通する前記熱輸送媒体とを混合して前記熱交換器へ供給する混合弁と、前記調整タンクに保有している前記熱輸送媒体を前記副循環系の流路に送り出す副循環系ポンプと、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の流通を制御するための弁と、を少なくとも備えていることを特徴とする空気調和設備。
【請求項４】
請求項１または２に記載の空気調和設備において、熱制御を適切に行う前記調整機構として、前記副循環系の流路に、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体と副循環系の流路を流通する前記熱輸送媒体との間で熱交換を行うことにより、前記熱交換器へ供給する前記熱輸送媒体の温度を調整する副熱交換器と、前記外部熱源から供給された前記熱輸送媒体の前記熱交換器への供給を抑止し、前記副熱交換器において熱交換された前記副循環系からの流路の前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する主循環系比例制御三方弁と、前記調整タンクに保有している前記熱輸送媒体を前記副循環系の流路に送り出す副循環系ポンプと、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の流通を制御するための弁と、を少なくとも備えていることを特徴とする空気調和設備。
【請求項５】
請求項３または４に記載の空気調和設備において、前記熱交換器を通過する前記熱輸送媒体の流量が、制御対象の空気の目標温度の如何に関わらず、あらかじめ定めた所定流量を下回らないように制御する流量制御機構を前記副循環系の流路に備えていることを特徴とする空気調和設備。
【請求項６】
請求項５に記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路に備える前記流量制御機構として、前記熱交換器を通過する熱輸送媒体の流量を計測する流量センサを備え、該流量センサによって計測した流量に応じて、前記副循環系の流路内に設けた前記副循環系ポンプの回転数を少なくとも制御して、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の流量を調整することを特徴とする空気調和設備。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路内を流通する前記熱輸送媒体の温度を、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体の温度よりも低く設定することを特徴とする空気調和設備。
【請求項８】
請求項７に記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路内を流通する前記熱輸送媒体の温度があらかじめ設定した所定温度を超えていた場合、前記熱輸送媒体を、前記所定温度からの乖離分に応じて定めた流量だけ分離して、前記放熱器を配置した迂回流路を通過させることにより、前記熱輸送媒体の温度を前記所定温度にまで低下させるように調整することを特徴とする空気調和設備。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路を前記熱交換器から切り離すことができる制御弁を少なくとも備えていることを特徴とする空気調和設備。
【請求項１０】
外部熱源からの熱輸送媒体として液体を熱交換器に供給することにより、制御対象の空気の温度を目的の温度に調整する空気調和制御方法であって、前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する流路として、前記外部熱源から前記熱交換器へ前記熱輸送媒体を供給する主循環系の流路とは別に、調整タンクに保有する熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する副循環系の流路を備え、当該副循環系の流路が、前記主循環系の流路との間で、双方の前記熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を構成していることを特徴とする空気調和制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和設備および空気調和制御方法に関し、特に、水などの液体を熱輸送媒体として利用する空気調和設備および空気調和制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物に取り込む外気の温度や湿度を調整する空気調和設備の中で、空気を加熱または冷却するための熱輸送媒体として水を使用する設備が一定規模以上の大型施設では広く利用されている。
【０００３】
図３および図４は、非特許文献１の電力空調研究会編「ヒートポンプ空調システム−空調機の自動制御」に記載されている空気調和装置の要部を抜き出したものであり、水などの液体を熱輸送媒体として利用する従来の空気調和設備の例を示している。つまり、図３は、従来の空気調和設備の構造例を示す構造図であり、また、図４は、従来の空気調和設備において温水弁または冷水弁の制御例を示す特性図である。なお、図４に示す特性図は、温水弁の開度を調節する場合の例を示しているものであり、冷却弁の開度を調節する場合は、図４の特性曲線とは逆に、室温が高く、目標温度に達するまでは開度が１００％になり、室温が目標温度よりも低くなるにつれて開度も小さくなっていくという特性図になる。
【０００４】
図３の構造図に示すように、従来の空気調和設備は、室内温度、湿度等の自動制御を行うために、取り入れた外気をフィルタリングするエアフィルタ５１、取り入れた外気を冷却する冷水コイル５２、取り入れた外気を加熱する温水コイル５３、取り入れた外気を加湿する加湿器５４、外気の給気用のファン５５を備えるとともに、冷水コイル５２を還流する冷却水などの冷却用の液体の流量を調節する冷水弁５６、温水コイル５３を還流する温水などの加熱用の液体の流量を調節する温水弁５７を備えている。
【０００５】
図３のような構造を有する空気調和設備においては、図示していないセンサによって測定した室内の温湿度に基づいて、図４の特性図に示すように、冷水弁５６、温水弁５７の開度を調節することによって、冷水コイル５２や温水コイル５３を通過する水（熱輸送媒体）の流量を調整して、取り入れた外気を、冷水コイル５２で冷却したり、温水コイル５３で加熱したりして、目標とする適切な温度に調整し、しかる後、必要に応じて、加湿器５４にて加湿を行ってから、ファン５５によって、必要な箇所に送風している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】電力空調研究会編「ヒートポンプ空調システム−空調機の自動制御」、１９９２年、第６．２章、ｐｐ．２１２−２１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３に示す空気調和設備においては、前述のように、空調対象となる室内の温度や湿度の目標からの乖離分を基にして、冷水コイル５２または温水コイル５３からなる熱交換器を通過する熱輸送媒体の通過量を制御している。図４の特性図は、暖房の場合を例にとってその制御例を示すものであって、室内の温度が目標温度に達するまでは温水コイル５３の開度が１００％になるが、室内の温度が目標温度に対して高い方向に乖離していくにつれて、温水弁５３の開度が小さくなるように比例制御を行っている。
【０００８】
ここで、冬季において空調対象室内の内部発熱が多い場合には、室内の温度が目標温度に近く、空気調和設備において導入する外気に熱を添加する必要がないため、図４の特性に従う制御に基づき、温水弁５７が閉じた状態かまたは開度が少ない状態となり、熱交換器内の水（熱輸送媒体）が滞留したまま動かないかまたは熱交換器内を通過する水の流速が遅い状態になる。
【０００９】
かかる状態が継続し、かつ、空気調和設備に対する導入外気の温度が低い場合には、図３の温水コイル５３や熱交換器内の水が凍結し、場合によっては、熱交換器を破壊するような事態を招く。また、熱交換器の破壊にまでは至らなくとも、温水等の熱輸送媒体が熱交換器内を通過することができない状態になり、たとえ加熱が必要となった場合であっても、空気調和設備の基本的な機能である室内空気の温度制御ができなくなるという事態に陥る。
【００１０】
本発明は、前述のごとき課題を解決するためになされたものであって、冬季等において発生するおそれがある熱輸送媒体の凍結の問題を解消し、安定な運転を可能とする空気調和設備および空気調和制御方法を実現することを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述の課題を解決するために、本発明においては、熱交換器に流入する温水等の熱輸送媒体の温度を適切に制御する調整機構を設けることにより、制御対象領域すなわち空調対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、制御対象領域の空気に対して不必要な熱量を添加することなく、前記熱交換器を通過する熱輸送媒体の流量を大きく保つことができるようにしている。かかる調整機構の導入により、冬季等において熱交換器内に温水等の熱輸送媒体が封じ込められ、凍結による熱交換器の破壊や温度制御が不能となる被害を確実に防ぐことができる。
【００１２】
本発明は、具体的には、以下のごとき各技術手段から構成されている。
【００１３】
第１の技術手段は、外部熱源からの熱輸送媒体として液体を熱交換器に供給することにより、制御対象の空気の温度を目的の温度に調整する空気調和設備において、前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する流路として、前記外部熱源から前記熱交換器へ前記熱輸送媒体を供給する主循環系の流路とは別に、調整タンクに保有する熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する副循環系の流路を備え、当該副循環系の流路が、前記主循環系の流路との間で、双方の前記熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を構成していることを特徴とする。
【００１４】
第２の技術手段は、前記第１の技術手段に記載の空気調和設備において、複数の制御対象領域毎に前記熱交換器が備えられている場合、前記熱交換器毎に、それぞれ、前記調整機構として前記副循環系の流路を備えていることを特徴とする。
【００１５】
第３の技術手段は、前記第１または第２の技術手段に記載の空気調和設備において、熱制御を適切に行う前記調整機構として、前記副循環系の流路に、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体と前記副循環系の流路を流通する前記熱輸送媒体とを混合して前記熱交換器へ供給する混合弁と、前記調整タンクに保有している前記熱輸送媒体を前記副循環系の流路に送り出す副循環系ポンプと、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の流通を制御するための弁と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１６】
第４の技術手段は、前記第１または第２の技術手段に記載の空気調和設備において、熱制御を適切に行う前記調整機構として、前記副循環系の流路に、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体と副循環系の流路を流通する前記熱輸送媒体との間で熱交換を行うことにより、前記熱交換器へ供給する前記熱輸送媒体の温度を調整する副熱交換器と、前記外部熱源から供給された前記熱輸送媒体の前記熱交換器への供給を抑止し、前記副熱交換器において熱交換された前記副循環系の流路からの前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する主循環系比例制御三方弁と、前記調整タンクに保有している前記熱輸送媒体を前記副循環系の流路に送り出す副循環系ポンプと、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサと、前記副循環系の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の流通を制御するための弁と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００１７】
第５の技術手段は、前記第３または第４の技術手段に記載の空気調和設備において、前記熱交換器を通過する前記熱輸送媒体の流量が、制御対象の空気の目標温度の如何に関わらず、あらかじめ定めた所定流量を下回らないように制御する流量制御機構を前記副循環系の流路に備えていることを特徴とする。
【００１８】
第６の技術手段は、前記第５の技術手段に記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路に備える前記流量制御機構として、前記熱交換器を通過する熱輸送媒体の流量を計測する流量センサを備え、該流量センサによって計測した流量に応じて、前記副循環系の流路内に設けた前記副循環系ポンプの回転数を少なくとも制御して、前記副循環系の流路に流通する前記熱輸送媒体の流量を調整することを特徴とする。
【００１９】
第７の技術手段は、前記第３ないし第６の技術手段のいずれかに記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路内を流通する前記熱輸送媒体の温度を、前記外部熱源から供給される前記熱輸送媒体の温度よりも低く設定することを特徴とする。
【００２０】
第８の技術手段は、前記第７の技術手段に記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路内を流通する前記熱輸送媒体の温度があらかじめ設定した所定温度を超えていた場合、前記熱輸送媒体を、前記所定温度からの乖離分に応じて定めた流量だけ分離して、前記放熱器を配置した迂回流路を通過させることにより、前記熱輸送媒体の温度を前記所定温度にまで低下させるように調整することを特徴とする。
【００２１】
第９の技術手段は、前記第１ないし第８の技術手段のいずれかに記載の空気調和設備において、前記副循環系の流路を前記熱交換器から切り離すことができる制御弁を少なくとも備えていることを特徴とする。
【００２２】
第１０の技術手段は、外部熱源からの熱輸送媒体として液体を熱交換器に供給することにより、制御対象の空気の温度を目的の温度に調整する空気調和制御方法であって、前記熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する流路として、前記外部熱源から前記熱交換器へ前記熱輸送媒体を供給する主循環系の流路とは別に、調整タンクに保有する熱輸送媒体を前記熱交換器へ供給する副循環系の流路を備え、当該副循環系の流路が、前記主循環系の流路との間で、双方の前記熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の空気調和設備および空気調和制御方法によれば、以下のごとき効果を奏することができる。
【００２４】
制御対象領域の空気温度を調整するための熱交換器に流入する温水等の熱輸送媒体の温度を適切に制御する調整機構を、該熱交換器に対して付与することにより、制御対象領域すなわち空調対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、制御対象領域の空気に対して不必要な熱量を添加することなく、熱交換器を通過する熱輸送媒体の流量を大きく保つことができるようにしているので、冬季等において熱交換器内に温水等の熱輸送媒体が封じ込められ、凍結による熱交換器の破壊や温度制御が不能となる被害を確実に防止することができる。
【００２５】
なお、従来の空気調和設備においては、熱源より供給される温水等の熱輸送媒体は、通常、複数の制御対象領域（例えば複数の空調対象室内）において使用されるため、特定の制御対象領域のみに併せて温度を調整することはできない。また、特定の制御対象領域内のみの専用使用とする場合であっても、熱輸送媒体の循環系を形成する流路内における熱輸送媒体の保有量が多いため、応答速度の問題やエネルギー消費が増大するという問題が伴い、空気調和に対する要求に応じて随時温度を変更することはできない。
【００２６】
これに対して、本発明の構成によれば、前述のような調整機構を熱交換器毎に設けることができるので、他の制御対象領域に影響を及ぼすことなく、また、エネルギー消費を増大させることなく、かつ、適切な応答速度で、熱輸送媒体の温度を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る空気調和設備の構造の一例を説明するための説明図である。
【図２】本発明に係る空気調和設備の構造の他の例を説明するための説明図である。
【図３】従来の空気調和設備の構造例を示す構造図である。
【図４】従来の空気調和設備において温水弁または冷水弁の制御例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明に係る空気調和設備および空気調和制御方法の好適な実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、空気調和設備（通称、「空調設備」と称している）において、制御対象領域の空気の温度を目標温度に調整するための熱交換器を通過する液体（例えば温水）からなる熱輸送媒体の温度を適切に制御することにより、制御対象領域すなわち空調対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、熱交換器を通過する熱輸送媒体の流量を大きくするように制御して、空気調和設備内の凍結被害の発生を確実に防止することを可能にしている。
【００３０】
つまり、本発明は、空気調和設備において、外部熱源からの熱輸送媒体の流路として主循環系・副循環系の２系統の流路を有し、双方の流路間における熱輸送媒体の熱制御を適切に行う調整機構を備えていることを特徴としている。かくのごとき調整機構を備えることにより、制御対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、常に、熱輸送媒体を流路内に流通させながら、空気調和を行うことができるので、空調不要時に熱輸送媒体の流通を停止させることによって生じる空気調和設備の凍結事故等の従来の問題を完全に解消することができる。
【００３１】
（第１の実施形態）
（第１の実施形態における空気調和設備の構造例）
次に、本発明の第１の実施形態について図１を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る空気調和設備の構造の一例を説明するための説明図である。なお、図１の説明図は、説明の簡単化のために、本発明の説明に必要な構造のみに限定して図示しており、送風ファンやフィルタ、再熱器、加湿器等の他の空調構成要素や、安定性や信頼性を向上するために追加される逆止弁や圧力調整弁、圧力計センサ等についての記載を省略している。
【００３２】
図１に示す空気調和設備においては、液体（例えば温水）からなる熱輸送媒体を、制御対象領域の空気の温度を調整するための熱交換器（以下の説明においては「主熱交換器」と称している）に供給する流路として、主循環系と副循環系との２つの流路を備えている。ここで、図１において一点鎖線で囲んでいる副循環系１は、本発明の主要構成機構であり、調整タンクに保有している熱輸送媒体を用いて、外部の熱源より供給される熱輸送媒体の温度を調整するための調整機構を実現するものであって、便宜上、「副循環系」と称することにしている。また、該副循環系１に対して、外部の熱源より供給された熱輸送媒体が、熱交換器（つまり、主熱交換器）を通過した後に当該熱源へと還流する循環系つまり通常の従来の空気調和設備に備えている循環系を「主循環系」と称することにする。
【００３３】
図１において、主循環系の主要な構成要素は、熱輸送媒体の流量を調整する主循環系比例制御三方弁２、熱輸送媒体と空気との熱交換を行う主熱交換器３、外部の熱源より熱輸送媒体を供給するための熱供給配管４、熱輸送媒体を熱源へ戻すための戻り配管５、からなっている。このうち、主循環系比例制御三方弁２は、主熱交換器３に導かれる熱輸送媒体の流量を調整することにより、制御対象である空気の温度を調整する役割を果たす。
【００３４】
一方の副循環系１は、吸気温度センサ（Ｔａ１）６、制御対象空気温度センサ（Ｔａ２）７、熱輸送媒体の熱制御を行う制御部８、熱輸送媒体温度センサ（Ｔ１）１１〜熱輸送媒体温度センサ（Ｔ５）１５、流量センサ（Ｆ）１６、制御弁１７、調整タンク１８、副循環ポンプ（Ｐ）１９、比例制御三方弁２０、放熱器２１、バイパス制御弁２２、混合弁２３、制御弁２４を、少なくとも含んで構成されている。なお、吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７は、副循環系１に専用の構成要素ではなく、主循環系と共用の構成要素である。
【００３５】
ここで、制御弁１７、制御弁２４およびバイパス制御弁２２は、副循環系１の流路内の熱輸送媒体の流通を制御するための弁であり、副循環系１内に保有している熱輸送媒体の保有量または該熱輸送媒体の圧力や循環流量等の調整を行う弁である。なお、詳細は後述するが、制御弁１７、制御弁２４は、副循環系１の流路を主熱交換器３から切り離すことができる制御弁でもあり、副循環系１による熱輸送媒体の熱制御を行う機構を必要としない使用環境（季節等）においては、従来の空気調和設備としての使用方法を可能とする役割をも併せて有している。
【００３６】
また、比例制御三方弁２０および放熱器２１は、副循環系１の流路に流通する熱輸送媒体の熱を放熱させて、副循環系１内の熱輸送媒体の温度を調整するための機構であり、混合弁２３は、外部の熱源から熱供給配管４を介して供給される熱輸送媒体に副循環系１の調整タンク１８からの熱輸送媒体を適切な混合率で混合させることにより、主循環系比例制御三方弁２を介して主熱交換器３へ供給する熱輸送媒体の温度を調整するための弁である。
【００３７】
また、吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７は、制御対象となる空調ダクト内または室内の空気温度を計測するためのセンサであり、熱輸送媒体温度センサ１１〜熱輸送媒体温度センサ１５は、熱輸送媒体の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサであり、また、流量センサ１６は、主熱交換器３の出口に備えられ、主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量を監視するためのセンサである。
【００３８】
かくのごとく、熱制御を適切に行う調整機構として、副循環系１の流路には、外部熱源から供給される熱輸送媒体と副循環系１の調整タンク１８から供給される熱輸送媒体とを適切な混合率で混合して主熱交換器３へ供給する混合弁２３と、調整タンク１８に保有している熱輸送媒体を副循環系１の流路に送り出す副循環系ポンプ１９と、副循環系１の流路に流通する熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器２１と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサ（吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７）と、副循環系１の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサ（熱輸送媒体温度センサ１１〜熱輸送媒体温度センサ１５）と、副循環系１の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における熱輸送媒体の流通を制御するための弁（比例制御三方弁２０、バイパス制御弁２２、制御弁１７，２４）と、を少なくとも備えている。
【００３９】
制御部８は、吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７、熱輸送媒体温度センサ１１〜熱輸送媒体温度センサ１５、流量センサ１６等の各センサからの情報を観測値として入力し、各センサからの情報を処理した結果に基づいて、主循環系の主循環系比例制御三方弁２、副循環系１内の制御弁１７、比例制御三方弁２０、バイパス制御弁２２、混合弁２３、制御弁２４等の各制御弁類や副循環ポンプ１９に対して、制御出力として必要な指令を生成して出力する。
【００４０】
なお、図１においては、制御対象領域の空気温度を調整する主熱交換器３を１個のみ配置している例を示しているが、複数の制御対象領域が存在している場合には複数の制御対象領域毎に主熱交換器３が配置される。かかる場合においては、主熱交換器３毎に、それぞれ、調整機構として副循環系１の流路を備える構成とすることになる。
【００４１】
（第１の実施形態における空気調和設備の動作例）
次に、図１に示す空気調和設備の動作の一例について説明する。
【００４２】
外部の熱源より熱供給配管４によって供給される熱輸送媒体は、混合弁２３により、該熱輸送媒体よりも温度を低く設定している副循環系１内の調整タンク１８からの熱輸送媒体と適切な混合率で混合され、主循環系比例制御三方弁２への流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１２によって計測される熱輸送媒体の温度が、あらかじめ設定した第１の所定温度となるように調整される。
【００４３】
ここで、該第１の所定温度は、制御対象領域の空気の温度を目的の温度に調整するために必要とする熱輸送媒体の温度を設定することができるのみならず、制御対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においては、制御対象領域の空気に対して不必要な熱量を添加することがないような任意の温度に設定することも可能である。
【００４４】
該第１の所定温度に温度調整された熱輸送媒体は、主熱交換器３を通過する流量があらかじめ定めた所定流量となるように主循環系比例制御三方弁２によって調整される。該所定流量に調整された熱輸送媒体が主熱交換器３を通過することによって、目的とする制御対象領域の空気の温度を制御し、さらに、制御対象領域の空気への熱量の添加が必要か否かに関わらず、熱輸送媒体が流通することなく主熱交換器３内にいつまでも滞留してしまう事態が生じないように制御する。
【００４５】
ここで、主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量が、あらかじめ定めた所定流量を下回らないように制御する流量制御機構として、主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量は、流量センサ１６によって監視され、監視結果に応じて、主循環系比例制御三方弁２や副循環ポンプ１９の回転数またはバイパス制御弁２２の開度を制御することにより、制御対象領域の空気の温度が目標温度に達しているか否かに関わらず、前記所定流量を下回らないように調整される。
【００４６】
また、制御弁１７および制御弁２４は、主熱交換器３を通過した熱輸送媒体を、調整タンク１８へ導いたり、あるいは、調整タンク１８へ逆流することを防止して主循環系に送り返したりすることにより、副循環系１内に保有している熱輸送媒体の保有量または該熱輸送媒体の圧力や循環流量をあらかじめ定めた制御可能範囲内に保つ役割を担う。
【００４７】
調整タンク１８に流入してきた熱輸送媒体は、副循環ポンプ１９により副循環系１内の流路に比例制御三方弁２０を介して送り出される。ここで、比例制御三方弁２０への流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１４によって計測される熱輸送媒体の温度が、あらかじめ設定した第２の所定温度よりも高く、温度が高過ぎる場合には、比例制御三方弁２０にて、該第２の所定温度との温度差（乖離分）に応じて決定される熱輸送媒体の流量分だけ分離して放熱器２１を配置した迂回流路を通過させることにより、放熱器２１により熱輸送媒体の熱を放熱させる。
【００４８】
しかる後、放熱させて温度を下げた熱輸送媒体を放熱器２１から混合弁２３への流路に導いて、残りの熱輸送媒体と合流させることにより、混合弁２３への流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１５によって計測される熱輸送媒体の温度が、前記第２の所定温度になるように調整される。
【００４９】
なお、バイパス制御弁２２は、副循環系１内の熱輸送媒体の圧力または循環流量の制御を行うための制御弁であるが、副循環ポンプ１９の回転数の調整により、副循環系１内の熱輸送媒体の圧力または循環流量を十分に制御することが可能な場合には、必ずしも備える必要はない。
【００５０】
次に、制御部８の動作の一例について説明する。まず、吸気温度センサ６にて計測される空調ダクト内の空気の吸気温度を基にして、主熱交換器３の出口に配置している熱輸送媒体温度センサ１３によって計測される熱輸送媒体の温度および流量センサ１６によって計測される流量について、凍結防止上必要な組み合わせとなる熱輸送媒体の設定温度の候補および設定流量の候補を求める。
【００５１】
得られた熱輸送媒体の目標温度の候補および目標流量の候補の中から、目標空気温度（つまり目標とする制御対象領域の空気の室内温度または空調ダクト内温度）と制御対象空気温度センサ７によって計測される制御対象領域における実際の空気温度との乖離量と、吸気温度センサ６にて計測される空調ダクト内の空気の吸気温度に対する熱輸送媒体の目標温度の候補と目標流量の候補との組み合わせ毎に定まる主熱交換器３の熱伝達効率とを勘案して、主熱交換器３に供給すべき熱輸送媒体の目標温度および熱輸送媒体の目標流量を決定する。
【００５２】
その上で、熱輸送媒体の流路内の要所毎に配置されている熱輸送媒体温度センサ１１〜１５によって計測される熱輸送媒体の温度および流量センサ１６によって計測される主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量に関する観測情報を基にして、目標からのずれが補正される。
【００５３】
しかる後、制御部８は、補正後の熱輸送媒体の目標温度および熱輸送媒体の目標流量が得られるための、主循環系の主循環系比例制御三方弁２、副循環系１内の制御弁１７、比例制御三方弁２０、バイパス制御弁２２、混合弁２３、制御弁２４等の各制御弁類や副循環ポンプ１９等のそれぞれに対する制御用の指令を決定して、それぞれに対して出力する。
【００５４】
なお、あらゆる熱輸送媒体の温度や流量の組み合わせに対して、主熱交換器３の熱伝達効率をあらかじめ与えることは困難であることから、代表的な組み合わせに関する条件のみをあらかじめ設定しておいて、以降の運用の中で学習させることにより、最適値に近づけるようにしたり、あるいは、吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７、熱輸送媒体温度センサ１１〜熱輸送媒体温度センサ１５、流量センサ１６等の各センサからの観測値のフィードバックにより、誤差を修正したりするようにすれば良い。
【００５５】
また、制御部８において熱輸送媒体の目標温度および熱輸送媒体の目標流量に関する制御目標を決定する場合、例えば、凍結防止に必要な、主熱交換器３の出口の熱輸送媒体の温度と流量との組み合わせは一つのみではない。さらには、前述したように、熱輸送媒体の温度と流量との組み合わせに応じて主熱交換器３が空気に与える熱量も変化するため、制御目標の決定は容易ではない。このため、メタヒューリスティクスな探索手法の一種であるタブーサーチのような全数探索法や遺伝的アルゴリズムまたはこれらの組み合わせ等の最適化手法を用いて、適正な解の組み合わせを探索するようにしても良い。
【００５６】
なお、図１に示す空気調和設備は、本発明における主要な目的である凍結防止の仕組みを必要としないような環境や季節において使用する場合も考慮に入れて、従来型の空気調和設備としても適用することを可能にする機能をも併せて実現している。つまり、かくのごとき従来型の空気調和設備として使用しようとする場合には、副循環系１を主循環系から切り離すために、副循環ポンプ１９の動作を停止させ、かつ、混合弁２３を副循環系１からの熱輸送媒体の混合を行わない方向へ弁を操作するとともに、制御弁２４を開とし、制御弁１７を閉とすれば良い。
【００５７】
これにより、外部熱源より熱供給配管４を介して供給された熱輸送媒体は、主循環系比例制御三方弁２で主熱交換器３への流量が調整された後、主熱交換器３に流入されて、戻り配管５を介して熱源へと還流するように動作することになり、従来型の空気調和設備と等価の動作になる。
【００５８】
（第１の実施形態の効果）
以上に説明したように、本第１の実施形態に係る空気調和設備およびその制御方法によれば、外部熱源からの温水等の熱輸送媒体の流路として主循環系と副循環系１との２系統とを有し、主熱交換器３に流入する熱輸送媒体の温度を適切に制御する調整機構を副循環系１として設けているので、次のような効果が得られる。
【００５９】
すなわち、副循環系１から供給される熱輸送媒体の温度と流量とを適切に設定して、外部熱源からの熱輸送媒体の温度を調整することによって、制御対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においても、制御対象領域の空気に不必要な熱量を添加することなく、主熱交換器３を通過する熱輸送媒体の流量を大きく保つことができるようにしているので、冬季等において主熱交換器３内に熱輸送媒体が封じ込められ、熱輸送媒体の凍結による主熱交換器３の破壊や温度制御が不能となるような被害の発生を確実に防止することができる。
【００６０】
なお、従来の空気調和設備においては、熱源より供給される温水等の熱輸送媒体は、通常、複数の制御対象領域（例えば、空調対象の室内）において使用されるため、特定の制御対象領域内のみに併せて温度を調整することはできない。また、特定の制御対象領域内のみの専用使用とする場合であっても、熱輸送媒体の循環系となる流路内における熱輸送媒体の保有量が多いため、応答速度の問題やエネルギー消費が増大するという問題が伴い、空調の要求に応じて随時温度を変更することはできない。
【００６１】
これに対して、本実施形態の構成によれば、主熱交換器３毎に副循環系１を調整機構として配置するので、他の制御対象領域に影響を及ぼすことなく、また、エネルギー消費を増大させることなく、かつ、適切な応答速度で、熱輸送媒体の温度を調整することができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
（第２の実施形態における空気調和設備の構造例）
次に、本発明の第２の実施形態について図２を用いて詳細に説明する。図２は、本発明に係る空気調和設備の構造の他の例を説明するための説明図である。なお、図２の説明図についても、図１の場合と同様、説明の簡単化のために、本発明の説明に必要な構造のみに限定して図示しており、送風ファンやフィルタ、再熱器、加湿器等の他の空調構成要素や、安定性や信頼性を向上するために追加される逆止弁や圧力調整弁、圧力計センサ等についての記載を省略している。
【００６３】
本第２の実施形態の図２に示す空気調和設備は、第１の実施形態の図１の空気調和設備とは異なり、副循環系と主循環系とのそれぞれを流れる熱輸送媒体を隔離することができる構造とし、両循環系の熱輸送媒体間の熱のやり取りを、副循環系の流路内に配置した副熱交換器を介して行うようにしている。
【００６４】
つまり、図２に示す空気調和設備においては、主循環系の主要な構成要素は、図１の場合と同様であり、熱輸送媒体の流量を調整する主循環系比例制御三方弁２０１、熱輸送媒体と空気との熱交換を行う主熱交換器３００、外部の熱源より熱輸送媒体を供給するための熱供給配管４００、熱輸送媒体を熱源へ戻すための戻り配管５００、からなっていて、主循環系比例制御三方弁２０１、主熱交換器３００、熱供給配管４００、戻り配管５００は、図１における主循環系比例制御三方弁２、主熱交換器３、熱供給配管４、戻り配管５にそれぞれ該当している。
【００６５】
一方の副循環系１００は、吸気温度センサ（Ｔａ１）６００、制御対象空気温度センサ（Ｔａ２）７００、熱輸送媒体の熱制御を行う制御部８００、熱輸送媒体温度センサ（Ｔ１）１０１〜熱輸送媒体温度センサ（Ｔ５）１０５、流量センサ（Ｆ）１０６、制御弁１０７、調整タンク１０８、副循環ポンプ１０９、制御弁１１０、主循環系比例制御三方弁２００、制御弁２０４、比例制御三方弁２１０、放熱器２１１、バイパス制御弁２１２、副熱交換器２１３を、少なくとも含んで構成されており、図１に示す副循環系１の場合における混合弁２３の代わりに、制御弁１１０、主循環系比例制御三方弁２００、副熱交換器２１３を配置した構成としている。なお、吸気温度センサ６００、制御対象空気温度センサ７００は、図１の場合と同様、副循環系１００に専用の構成要素ではなく、主循環系と共用の構成要素である。
【００６６】
なお、副循環系１００を構成する構成要素のうち、図１に示す副循環系１に対して混合弁２３の代わりに新たに追加した制御弁１１０、主循環系比例制御三方弁２００、副熱交換器２１３以外の各構成要素は、図１に示す副循環系１における各構成要素と全く同様であり、ここでの更なる説明は省略する。
【００６７】
つまり、副循環系１００における吸気温度センサ６００、制御対象空気温度センサ７００、制御部８００、熱輸送媒体温度センサ１０１〜熱輸送媒体温度センサ１０５、流量センサ１０６、制御弁１０７、調整タンク１０８、副循環ポンプ１０９、制御弁２０４、比例制御三方弁２１０、放熱器２１１、バイパス制御弁２１２は、それぞれ、図１に示す副循環系１における吸気温度センサ６、制御対象空気温度センサ７、制御部８、熱輸送媒体温度センサ１１〜熱輸送媒体温度センサ１５、流量センサ１６、制御弁１７、調整タンク１８、副循環ポンプ１９、制御弁２４、比例制御三方弁２０、放熱器２１、バイパス制御弁２２にそれぞれ該当している。
【００６８】
本第２の実施形態において新たに追加した制御弁１１０、主循環系比例制御三方弁２００、副熱交換器２１３のうち、制御弁１１０は、副熱交換器２１３を通過した副循環系１００側の熱輸送媒体を、主循環系へ導いたり、あるいは、副熱交換器２１３へ逆流することを防止して主循環系に送り返したりすることにより、制御弁１０７とともに、副循環系１００内の熱輸送媒体の保有量または該熱輸送媒体の圧力や循環流量をあらかじめ定めた制御可能範囲内に保つ役割を担う。
【００６９】
なお、制御弁１１０は、制御弁１０７、制御弁２０４、主循環系比例制御三方弁２０１とともに、副循環系１００の流路を主熱交換器３００から切り離すことができる弁であり、副循環系１による熱輸送媒体の熱制御を行う機構を必要としない使用環境（季節等）においては、従来の空気調和設備としての使用方法を可能とする役割をも併せて有している。
【００７０】
また、主循環系比例制御三方弁２００は、副循環系１００内の副熱交換器２１３において副循環系１００側の熱輸送媒体と熱交換するために主循環系側の熱輸送媒体を分流させるための弁である。副熱交換器２１３は、主循環系比例制御三方弁２００にて分流された主循環系側の熱輸送媒体と副循環系の熱輸送媒体との間で熱交換を行うものであって、主熱交換器３００へ供給される熱輸送媒体の温度を調整するためのものである。
【００７１】
なお、図２の空気調和設備においては、主熱交換器３００へ流入する熱輸送媒体として、副熱交換器２１３において熱交換された副循環系１００の熱輸送媒体を還流させて供給するように制御するために、制御弁１１０および制御弁２０４を開とし、制御弁２０４を閉とし、かつ、主循環系比例制御三方弁２０１は、外部の熱源から主循環系比例制御三方弁２００を介して供給される主循環系の熱輸送媒体の全量が、戻り配管５００側へ流れるように、開度が調整される。したがって、主循環系と副循環系１００とに熱輸送媒体を隔離した構造とした図２の空気調和装置においては、熱輸送媒体温度センサ１０２を、主循環系比例制御三方弁２００にて分流した主循環系の熱輸送媒体との間で熱交換を行う副循環系１００の副熱交換器２１３の出口に配置するようにしている。
【００７２】
かくのごとく、図２の空気調和設備においては、熱制御を適切に行う調整機構として、副循環系１００の流路には、外部熱源から供給される熱輸送媒体と副循環系１００の流路を流通する熱輸送媒体との間で熱交換を行うことにより、主熱交換器３００へ供給する熱輸送媒体の温度を調整する副熱交換器２１３と、外部の熱源から供給された熱輸送媒体の主熱交換器３００への供給を抑止し、副熱交換器２１３において熱交換された副循環系１００からの流路の熱輸送媒体を主熱交換器３００へ供給する主循環系比例制御三方弁２０１と、調整タンク１０８に保有している熱輸送媒体を副循環系１００の流路に送り出す副循環系ポンプ１０９と、副循環系１００の流路に流通する熱輸送媒体の熱を放熱する放熱器２１１と、制御対象となる空気温度を計測するためのセンサ（吸気温度センサ６００、制御対象空気温度センサ７００）と、副循環系１００の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における前記熱輸送媒体の温度を計測するためのセンサ（熱輸送媒体温度センサ１０１〜熱輸送媒体温度センサ１０５）と、副循環系１００の流路内の要所毎に配置されて、それぞれの箇所における熱輸送媒体の流通を制御するための弁（比例制御三方弁２１０、バイパス制御弁２１２、制御弁１０７，２０４）と、を少なくとも備えている。
【００７３】
なお、図２においては、制御対象領域の空気温度を調整する主熱交換器３００を１個のみ配置している例を示しているが、複数の制御対象領域が存在している場合には複数の制御対象領域毎に主熱交換器３００が配置される。かかる場合においては、第１の実施形態の場合と同様に、主熱交換器３００毎に、それぞれ、調整機構として副循環系１００の流路を備える構成とすることになる。
【００７４】
（第２の実施形態における空気調和設備の動作例）
次に、図２に示す空気調和設備の動作の一例について説明する。
【００７５】
外部の熱源より熱供給配管４００によって供給される熱輸送媒体は、主循環系比例制御三方弁２００によって、副循環系１００内の副熱交換器２１３へと導かれる主循環系の熱輸送媒体の流量が、制御対象領域の空気に設定すべき目標温度に対応してあらかじめ定めた所定流量となるように調整される。
【００７６】
副熱交換器２１３においては、主循環系比例制御三方弁２００において分流してきた主循環系の熱輸送媒体と副循環系１００の熱輸送媒体との間で熱交換が行われ、副熱交換器２１３からの流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１０２によって計測される副循環系１００内の熱輸送媒体の温度が、副熱交換器２１３において主循環系の熱輸送媒体との間で熱交換がなされた後の副循環系１００内の熱輸送媒体の温度として、あらかじめ定めた第１の所定温度となるように調整される。
【００７７】
ここで、該第１の所定温度は、制御対象領域の空気の温度を目的の温度に調整するために必要とする熱輸送媒体の温度を設定することができるのみならず、制御対象領域の空気に対する要求熱量が小さいかまたは不要な場合においては、制御対象領域の空気に対して不必要な熱量を添加することがないような任意の温度に設定することも可能である。
【００７８】
しかる後、分流して副熱交換器２１３において熱交換された主循環系の熱輸送媒体と残りの主循環系の熱輸送媒体とが合流して、外部の熱源から供給される熱輸送媒体の全量が、主循環系比例制御三方弁２０１にて、戻り配管５００側へと導かれる。一方、前記第１の所定温度に調整された副循環系１００側の熱輸送媒体は、開状態の制御弁１１０を経由して主熱交換器３００に流入する。前記第１の所定温度に温度調整された副循環系１００側の熱輸送媒体が主熱交換器３００を通過することによって、目的とする制御対象領域の空気の温度を制御し、さらに、さらに、制御対象領域の空気への熱量の添加が必要か否かに関わらず、熱輸送媒体が流通することなく主熱交換器３００内にいつまでも滞留してしまう事態が生じないように制御する。
【００７９】
ここで、主熱交換器３００を通過する熱輸送媒体の流量が、あらかじめ定めた所定流量を下回らないように制御する流量制御機構として、主熱交換器３００を通過する熱輸送媒体の流量は、流量センサ１０６によって監視され、監視結果に応じて、副循環ポンプ１０９の回転数またはバイパス制御弁２１２の開度を制御することにより、制御対象領域の空気の温度が目標の温度に達しているか否かに関わらず、前記所定流量を下回らないように調整される。
【００８０】
また、制御弁１０７および制御弁２０４は、主熱交換器３００を通過した熱輸送媒体を、調整タンク１０８へ導いたり、あるいは、調整タンク１０８へ逆流することを防止して主循環系に送り返したりすることにより、副循環系１００内に保有している熱輸送媒体の保有量または該熱輸送媒体の圧力や循環流量をあらかじめ定めた制御可能範囲内に保つ役割を担う。ただし、本実施形態においては、主熱交換器３００から流出してきた熱輸送媒体を、全量、副循環系１００内の調整タンク１０８に還流させるために、制御弁１０７を開状態にし、制御弁２０４を閉状態に設定している。
【００８１】
調整タンク１０８に流入してきた熱輸送媒体は、副循環ポンプ１０９により副循環系１００内の流路に比例制御三方弁２１０を介して送り出される。ここで、比例制御三方弁２１０への流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１０４によって計測される熱輸送媒体の温度が、あらかじめ設定した第２の所定温度よりも高く、温度が高過ぎる場合には、比例制御三方弁２１０にて、該第２の所定温度との温度差（乖離分）に応じて決定される熱輸送媒体の流量分だけ分離して放熱器２１１を配置した迂回流路を通過させることにより、熱輸送媒体の熱を放熱させる。
【００８２】
しかる後、放熱させて温度を下げた熱輸送媒体を放熱器２１１から副熱交換器２１３への流路に導いて、残りの熱輸送媒体と合流させることにより、副熱交換器２１３への流路に配置している熱輸送媒体温度センサ１０５によって計測される熱輸送媒体の温度が、前記第２の所定温度になるように調整される。
【００８３】
なお、バイパス制御弁２１２は、副循環系１内の熱輸送媒体の圧力または循環流量の制御を行うための制御弁であるが、副循環ポンプ１０９の回転数の調整により、副循環系１００内の熱輸送媒体の圧力または循環流量を十分に制御することが可能な場合には、必ずしも備える必要はない。
【００８４】
次に、制御部８００の動作の一例について説明する。制御部８００の動作は、図１における制御部８の動作と略同様である。すなわち、まず、吸気温度センサ６００にて計測される空調ダクト内の空気の吸気温度を基にして、主熱交換器３００の出口に配置している熱輸送媒体温度センサ１０３によって計測される熱輸送媒体の温度および流量センサ１０６によって計測される流量について、凍結防止上必要な組み合わせとなる熱輸送媒体の設定温度の候補および設定流量の候補を求める。
【００８５】
得られた熱輸送媒体の目標温度の候補および目標流量の候補の中から、目標空気温度（つまり目標とする制御対象領域の空気の室内温度または空調ダクト内温度）と制御対象空気温度センサ７によって計測される制御対象領域における実際の空気温度との乖離量と、吸気温度センサ６００にて計測される空調ダクト内の空気の吸気温度に対する熱輸送媒体の目標温度の候補と目標流量の候補との組み合わせ毎に定まる主熱交換器３００の熱伝達効率とを勘案して、主熱交換器３００に供給すべき熱輸送媒体の目標温度および熱輸送媒体の目標流量を決定する。
【００８６】
その上で、熱輸送媒体の流路内の要所毎に配置されている熱輸送媒体温度センサ１０１〜１０５によって計測される熱輸送媒体の温度および流量センサ１０６によって計測される主熱交換器３００を通過する熱輸送媒体の流量に関する観測情報を基にして、目標からのずれが補正される。
【００８７】
しかる後、制御部８００は、補正後の熱輸送媒体の目標温度および熱輸送媒体の目標流量が得られるための、主循環系比例制御三方弁２００、比例制御三方弁２１０、バイパス制御弁２１２等の各制御弁類や副循環ポンプ１０９等のそれぞれに対する制御用の指令を決定して、それぞれに対して出力する。ここで、主熱交換器３００に流入する熱輸送媒体の温度は、前述したように、主循環系比例制御三方弁２００の開度調整によりなされることになる。
【００８８】
なお、図２に示す空気調和設備においても、図１に示す空気調和設備の場合と同様、本発明における主要な目的である凍結防止の仕組みを必要としないような環境や季節において使用する場合も考慮に入れて、従来型の空気調和設備としても適用することを可能にする機能をも併せて実現している。つまり、図２に示す空気調和設備において、制御弁１０７、制御弁１１０、制御弁２０４および主循環系比例制御三方弁２０１は、副循環系１００の流路を主熱交換器３００から切り離すことができる弁でもあり、従来型の空気調和設備として使用することを可能とするために設けた弁類である。
【００８９】
例えば、凍結防止の仕組みを設定するために副循環系１００を使用する場合には、前述したように、制御弁１０７と制御弁１１０とを開とし、制御弁２０４を閉とし、さらに、主循環系比例制御三方弁２０１は、外部の熱源から主循環系比例制御三方弁２００を介して供給される熱輸送媒体の全量が戻り配管５００側へ流れるように開度が調整される。
【００９０】
一方、従来型の空気調和設備として使用しようとする場合には、副循環ポンプ１０９の動作を停止させた上で、制御弁１０７と制御弁１１０とを閉とし、制御弁２０４を開として、主循環系比例制御三方弁２０１は、制御対象領域の空気の目標温度に応じて開度を調整して、主熱交換器３００を通過する熱輸送媒体の流量を調整するように設定すれば良い。これにより、外部の熱源より熱供給配管４００を介して供給された熱輸送媒体は、主循環系比例制御三方弁２０１において主熱交換器３００へ供給される流量が調整された後、主熱交換器３００に流入されて、戻り配管５００を介して熱源へと還流するように動作することになり、従来型の空気調和設備と等価の動作になる。
【００９１】
（第２の実施形態の効果）
以上に説明したように、本第２の実施形態に係る空気調和設備およびその制御方法によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる他に、主循環系・副循環系の両循環系間の熱輸送媒体の圧力バランスの調整が不要となるので、運転時の制御を容易にすることができる。さらには、例えば、副循環系１００の熱輸送媒体として不凍液を使用することも可能となる。
【００９２】
かくのごとき不凍液を副循環系１００の熱輸送媒体として使用することができる場合には、主熱交換器３００を通過する熱輸送媒体の流量および温度の組み合わせの自由度が著しく増大することになり、制御対象とする目的の空気温度に調整するための制御がより容易になる。
【００９３】
また、副循環系１００内に保有する熱輸送媒体の保有量は、一般に、主循環系内の熱輸送媒体の保有量に比べて少なく設定することができるので、環境への影響の恐れがある不凍液の使用量を最小限に抑えることができるという効果も得られる。
【符号の説明】
【００９４】
１…副循環系、２…主循環系比例制御三方弁、３…主熱交換器、４…熱供給配管、５…熱戻り配管、６…吸気温度センサ（Ｔａ１）、７…制御対象空気温度センサ（Ｔａ２）、８…制御部、１１〜１５…熱輸送媒体温度センサ（Ｔ１〜Ｔ５）、１６…流量センサ（Ｆ）、１７…制御弁、１８…調整タンク、１９…副循環ポンプ（Ｐ）、２０…比例制御三方弁、２１…放熱器、２２…バイパス制御弁、２３…混合弁、２４…制御弁、５１…エアフィルタ、５２…冷水コイル、５３…温水コイル、５４…加湿器、５５…ファン、５６…冷水弁、５７…温水弁、１００…副循環系、１０１〜１０５…熱輸送媒体温度センサ（Ｔ１〜Ｔ５）、１０６…流量センサ（Ｆ）、１０７…制御弁、１０８…調整タンク、１０９…副循環ポンプ（Ｐ）、１１０…制御弁、２００，２０１…主循環系比例制御三方弁、２０４…制御弁、２１０…比例制御三方弁、２１１…放熱器、２１２…バイパス制御弁、２１３…副熱交換器、３００…主熱交換器、４００…熱供給配管、５００…熱戻り配管、６００…吸気温度センサ（Ｔａ１）、７００…制御対象空気温度センサ（Ｔａ２）、８００…制御部。
【図１】
2011231958.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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