(57)【要約】【課題】  地球温暖化抑制を目的としたＣＯ２排出抑制のために節電効果の高い冷房システムを提供する。【解決手段】  オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を該室内に供給して室内の空気を冷却する冷房システムであって、室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気手段と、前記排気手段により室外に排気された空気に微細水滴または霧を噴霧する噴霧手段と、前記噴霧手段により微細水滴または霧が噴霧された空気を除湿する除湿手段と、を設け、前記除湿手段により除湿された空気は、導入通路を介して室内に送り込まれることにより、室内の温度が冷却されることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を該室内に供給して室内の空気を冷却する冷房システムであって、
室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気手段と、
前記排気手段により室外に排気された空気に微細水滴または霧を噴霧する噴霧手段と、
前記噴霧手段により微細水滴または霧が噴霧された空気を除湿する除湿手段と、を設け、
前記除湿手段により除湿された空気は、導入通路を介して室内に送り込まれることにより、室内の温度が冷却されることを特徴とする冷房システム。
【請求項２】
前記排気手段は、室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気ファンであり、
前記噴霧手段は、水道管により供給される水を微細水滴または霧にして噴霧する噴霧ノズルであり、
前記除湿手段は、除湿剤が担持されている除湿ロータであることを特徴とする請求項１記載の冷房システム。
【請求項３】
前記排気手段は、冷房装置が設けられた室内の空気を外部に排気し、
前記除湿手段により除湿された空気が導入通路を介して前記冷房装置が設けられた室内に送り込まれることを特徴とする請求項１記載の冷房システム。
【請求項４】
オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を該室内に供給して室内の空気を冷房する冷房方法であって、
室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気工程と、
前記排気工程により室外に排気された空気に微細水滴または霧を噴霧する噴霧工程と、
前記噴霧工程により微細水滴または霧が噴霧された空気を除湿する除湿工程と、を設け、
前記除湿工程により除湿された空気は、導入通路を介して室内に送り込まれることにより、室内の温度が冷却されることを特徴とする冷房方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフィスなどの室内を冷房する冷房システムに関する。詳しくは、オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を室内に供給して室内の空気を冷房する冷房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化抑制を目的としたＣＯ２排出抑制のために、節電効果の高い冷房システムの提供が求められている。
【０００３】
この種の冷房システムとして、たとえば、閉鎖空間にされたハウス１（畜舎や栽培室用建物など）にファン３を設け、そのファン３によりハウス１内の空気が排気されると、ハウス１内が陰圧になり、外気が蒸発冷却装置５の空気透過パッド７を通してハウス１内に導入される。このとき、水道管８ａに連結された噴霧ノズル８ｂから微細な水滴又は霧を空気透過パッド７の外面に吹き付けておくと、外気の熱は水霧との接触で吸収され、その気化熱によりハウス１内の温度を下けることができるというものがあった（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、室外の暖気を冷却して室内に向けて送風する冷風発生装置として、室内に外気を導入する送風機３と、その送風機３の枠体２前面に配された送水ホース８に取り付けられた細霧発生用スプレーノズル９が備えられた噴霧装置５とが設けられ、枠体２の吹出口は縦長のスイングルーバー６により格子状に縦長に画成され、その上下端は可動リンク７により枠体２に揺動自在に取り付けられている。そして、モーター１０が回動されることで、スイングルーバー６が左右に揺動し、噴霧装置５から噴出される細霧Ｗが左右方向に広角に拡散され効率よく室内の冷却を行うことができるというものであった（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１５０２７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の冷房装置においては、室内に導入される外気にノズルから噴出された微細な水滴又は霧を接触されて外気の熱を吸収し、その気化熱により温度が下げられた空気を室内に送り込むものであったので、室内に送り込まれた空気は湿度が高くなり、その湿度の高い空気が室内に送り込まれると、パソコン等の精密機器に不具合が生じたり書類等にも悪影響が生じるおそれがあった。また、その湿度の高い空気が室内に送り込まれることにより、室内の湿度が高くなり室内にいる人の体感温度が高くなるといった問題もあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、室内に備えられた精密機械や書類などに不具合が生じることなく、室内にいる人の快適さを向上させる冷房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】
上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を該室内に供給して室内の空気を冷房する冷房システムであって、室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気手段と、排気手段により室外に排気された空気に微細水滴または霧を噴霧する噴霧手段と、噴霧手段により微細水滴または霧が噴霧された空気を除湿する除湿手段と、を設け、除湿手段により除湿された空気は、導入通路を介して室内に送り込まれることにより、室内の温度が冷却されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、噴霧手段により噴霧された微細水滴または霧が室内から排気された空気により十分気化され、その際発生する気化熱により室内から排気された空気が冷却されるともに、その冷却された空気が除湿手段により除湿されるので、室内に低温低湿度の空気を供給することができる。これにより、室内に供給された低湿度の空気により、パソコン等の精密機器に不具合が生じたり、書類等に悪影響を与えることがない。また、低温低湿度の空気を室内に供給するので体感温度を低くすることができる。
【００１０】
本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る冷房システムであって、排気手段が室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気ファンであり、噴霧手段が水道管により供給される水を微細水滴または霧にして噴霧する噴霧ノズルであり、除湿手段が除湿剤が担持されている除湿ロータであることを特徴とする。
【００１１】
本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係る冷房システムであって、排気手段は、冷房装置が設けられた室内の空気を外部に排気し、除湿手段により除湿された空気が導入通路を介して冷房装置が設けられた室内に送り込まれることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、冷房装置が設けられた室内の空気を、本発明の冷房システムにより室外で冷房してさらに室内に供給するので、室内の冷房装置の消費電力を低減することができる。
【００１３】
本発明のうち第４の態様に係るものは、オフィスなどの室内から送られた空気を室外で冷却し、その冷却された空気を該室内に供給して室内の空気を冷房する冷房方法であって、室内の空気を排出通路を介して室外に排気させる排気工程と、排気工程により室外に排気された空気に微細水滴または霧を噴霧する噴霧工程と、噴霧工程により微細水滴または霧が噴霧された空気を除湿する除湿工程と、を設け、除湿工程により除湿された空気が導入通路を介して室内に送り込まれることにより、室内の温度が冷却されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によっても、噴霧工程により噴霧された微細水滴または霧が室内から排気された空気により十分気化され、その際発生する気化熱により室内から排気された空気が冷却されるとともに、その冷却された空気が除湿工程により除湿されるので室内に低温低湿度の空気を供給することができる。これにより、室内に供給された低湿度の空気により、パソコン等の精密機器に不具合が生じたり、書類等に悪影響を与えることがない。また、低温低湿度の空気を室内に供給するので体感温度を低くすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、噴霧手段により噴霧された微細水滴または霧が室内から排気された空気により十分気化され、その際発生する気化熱により室内から排気された空気が冷却されるともに、その冷却された空気が除湿手段により除湿されるので、パソコン等の精密機器に不具合が生じたり、書類等に悪影響を与えることがなく、体感温度を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における冷房システムが備えられた家屋の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる冷房システムにおける冷房除湿機の構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる冷房システムにおける冷房除湿機の構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態における冷房システムが備えられた家屋の概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態における冷房システムが備えられたビルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施例１）
図１に、本発明の一実施形態における冷房システムが備えられた家屋の概略図を示す。冷房システム１００は、室内１０６の空気を室外へ排出するための排気ファン１０４と、排出空気を冷房除湿機２０１へ導くための排出通路１０２と、排出空気を冷却及び除湿するための冷房除湿機２０１（詳細な構成は、後述）と、冷却及び除湿された冷気を再び室内へ導入するための導入通路１０３及び導入ファン１０５とから構成されている。
【００１８】
図１においては、排気ファン１０４及び導入ファン１０５の両方を設置しているが、そのいずれか一方または両方を省略することができる。あるいは、排気ファン１０４及び導入ファン１０５の設置位置をそれぞれ排出通路１０２及び導入通路１０３内の他の位置に変更することもできる。
【００１９】
ここで、空気の循環について大まかな流れを説明すると、はじめ室内１０６の温かい空気は、排気ファン１０４の排気作用によって排出通路１０２を通って冷房除湿機２０１へと導かれる。冷房除湿機２０１内では、詳細は後述するように、第１段階の処理作用として噴霧手段により噴霧された微細水滴または霧が室内から排気されてきた空気により十分気化され、その際発生する気化熱により室内から排気されてきた空気が冷却される。次に第２段階の処理作用としてその冷却された空気が除湿ロータなどの除湿手段により除湿される。そうして、冷却除湿された冷気が、導入ファン１０５による室内１０６への冷気導入作用によって導入通路１０３を通って再び室内１０６へと導入される。以上のような空気循環を繰り返すことにより、室内１０６の温度及び湿度が下げられることになる。このとき、室内１０６に供給される空気は低湿度であるため、湿気によって室内のパソコン等の精密機器に不具合が生じたり、書類等に悪影響を与えることがない。また、低温低湿度の空気を室内に供給するので、必要以上に温度設定を低くしなくとも体感温度を下げることができる。
【００２０】
次に、図２に本発明の一実施形態にかかる冷房システムにおける冷房除湿機の構成図を示す。冷房除湿機２０１内部は、大別すると吸引してきた室内の空気を冷却するための冷却室２０２と、冷却された空気の湿度を下げるための除湿するための除湿室２０３と、除湿手段（具体例として除湿ロータ）を再生するための再生室２０４とからなる。また、室内の空気を冷却室２０２へ効率よく吸引するために必要に応じて吸引ファン２０５が設置される。排気ファン１０４が十分に機能する場合にはこの吸引ファン２０５を省略することができる。あるいは、吸引ファン２０５が十分に機能する場合には排気ファン１０４を省略してもよい。そうして室内から吸引された空気は冷却室２０２へ導かれる。なお、室内の汚れを不必要に吸引しないために吸引口の内側又は外側にエアーフィルタ（不図示）を設置してもよい。
【００２１】
冷却室２０２内には、通気パッド２０６と噴霧手段２０７とが設置されている。通気パッド２０６は空気透過性（通気性）を有し、例えば耐水性のセルロース繊維等の材質で構成されている。設置に際しては、例えばこのパッド２０６を冷却室２０２室内の断面積よりやや小さい面積をもった格子状ないし網目状のフレーム（不図示）に装着し、このフレームの端部を冷却室の内壁にビス留めするなどして固定するとよい。そして、この通気パッド２０６を装着したフレームの周縁部を冷却室２０２の内壁に密着させると、冷却室２０２内に吸引された空気は全て通気パッド２０６を通ることになるので冷却効果が向上する。また、通気パッド２０６は、特段の事情がない限り、冷却室２０２内に吸引される空気が略垂直にこのパッド２０６を通過するように冷却室２０２内壁の任意の垂直断面と一致するように設置される（換言すれば、図中の除湿ロータの回転面と平行となるように設定される）。
【００２２】
噴霧手段２０７は、水道管などで構成され、一実施形態においては通気パッド２０６の外面と近接して平行になるよう設置される。図１においてはメアンダ状に形成されているが必ずしもこの形状に限定されるものではなく、複数の管を枝分かれさせてそれぞれが略平行になるように設置してもよい。そして、水道管には、例えば噴霧方向の中心軸が通気パッド２０６の外面と垂直に向かうように設置される複数の噴霧ノズル（不図示）が設けられ、パッド２０６に向けて霧状の微細な水を噴霧する。室内から吸引された空気は、この微細な水を含んだ通気パッド２０６を通過する際、噴霧水との接触で吸熱されて、その気化熱により温度が下がる。こうして冷却された空気は、連通孔２０８を通って除湿室２０３へ送られる。なお、本実施例では、噴霧手段２０７を通気パッド２０６の下面外面と近接して平行になるよう設置したが、これに限らず、噴霧手段２０７を通気パッド２０６の上面外面と近接して平行になるよう設置してもよい。
【００２３】
なお、噴霧ノズルからの供給の有無あるいは供給される水量を図示しないサーモスタット等による温度制御システムによって自動的に制御するように構成してもよい。例えば、室内の温度が予め設定しておいた温度Ｔ１まで上昇するまでは噴霧ノズルからの給水は中断しておき、設定温度に達すると給水を開始するように制御する。そうして、予め設定しておいた目標温度Ｔ２（＜Ｔ１）まで温度が下がると給水を再び中断する。このような自動制御により、システムの運用コストを最低限に抑えて室内１０６を快適な温度範囲に維持することができる。
【００２４】
除湿室２０３内には、冷却室２０２で冷却された空気に含まれる湿度を低減させるために空気が最大限触れる（通過する）ように除湿ロータ２０９が設置されている。この除湿ロータ２０９は、例えば除湿剤が担持された構成であり、あるいはゼオライト等の水分を吸着させる材質で構成されており、再生済みの乾燥した面が空気に触れるよう、図示しない回転軸を中心に一定速度で回転している。そして、除湿ロータ２０９を通過する「湿った空気」はここで水分を奪われる。その結果、乾いた空気となって送風ファン２１２の送風作用によって除湿室外へ送出される。送風ファン２１２は、導入ファン１０５が十分に機能する場合には省略することができる。あるいは、送風ファン２１２が十分に機能する場合には導入ファン１０５を省略してもよい。なお、室内との間を循環する空気の汚れをとるためのエアーフィルタ（不図示）を設置することとしてもよい。
【００２５】
除湿ロータ２０９は、常に再生済みの乾いた面が室内から吸引された空気に触れるように一定速度で回転しているが、水分を吸着した面を再生する（再び低湿度の乾いた状態にする）ために、ロータ２０９面積の一部が再生室２０４内をも通過するように構成されている。再生室２０４内では、除湿ロータ２０９が含んでいる水分を除去するために、再生用空気吸引口２１０から吸引した相対的に乾いた外気を除湿ロータ２０９に通過させる。通常、除湿ロータ２０９は除湿室２０３で十分な湿度を含んでいるので、外気の湿度よりも高い湿度を有している。そのため乾いた外気を通過させることで除湿ロータ２０９の湿度を取り除くことができる。そうして、除湿ロータ２０９を通過させた外気は、再生室２０４に吸引される前よりも湿度の高い「湿った空気」となって、再生用空気排出口２１１を通って外部へ放出される。
【００２６】
なお、再生用空気吸引口２１０又は再生用空気排出口２１１のいずれか一方、またはその両方に通気ファン（不図示）を設置すると再生室２０４内での外気の循環を円滑にすることができて好適である。
【００２７】
（実施例２）
図３に、本発明の他の実施形態にかかる冷房システムにおける冷房除湿機３０１の構成図を示す。基本的な構成は、図２に示した冷房除湿機２０１と共通するので、共通する構成については冷房除湿機２０１と同じ部材番号を付すこととする。
【００２８】
冷房除湿機３０１は、冷却室３０２と除湿室２０３と再生室３０４とを有し、冷却室３０２内には、噴霧手段３０７のみが設置されている。噴霧手段３０７は水道管などで構成され、一実施形態においては冷却室３０２の垂直断面と平行（図中の除湿ロータ２０９の回転面と平行）になるよう設置される。また、図３においては、水道管はメアンダ状に形成されているが必ずしもこの形状に限定されるものではなく、複数の管を枝分かれさせてそれぞれが略平行になるように設置してもよい。そして、水道管には、例えば噴霧方向の中心軸が図中除湿ロータ２０９の回転面と垂直に向かうように複数の噴霧ノズル（不図示）が設置され、冷却室３０２内に霧状の微細な水を噴霧する。この霧状の水は超微細であり、室内から吸引された空気と接触することにより完全に蒸発するとともに、噴霧水との接触による吸熱作用により気化熱が奪われて温度が下がる。こうして冷却された空気は、連通孔２０８を通って除湿室２０３へ送られる。
【００２９】
なお、噴霧ノズルからの供給の有無あるいは供給されえる水量を図示しないサーモスタット等による温度制御システムによって自動的に制御するように構成してもよい。例えば、室内の温度が予め設定しておいた温度Ｔ１まで上昇するまでは噴霧ノズルからの給水は中断しておき、設定温度に達すると給水を開始するように制御する。そうして、予め設定しておいた目標温度Ｔ２（＜Ｔ１）まで温度が下がると給水を再び中断する。このような自動制御により、システムの運用コストを最低限に抑えて室内１０６を快適な温度範囲に維持することができる。
【００３０】
除湿室２０３内には、冷却室２０２で冷却された空気に含まれる湿度を低減させるために空気が最大限触れる（通過する）ように除湿ロータ２０９が設置されている。この除湿ロータ２０９は、再生済みの乾いた面が常に空気に触れるよう、図示しない回転軸を中心に一定速度で回転している。そして、除湿ロータ２０９を通過する「湿った空気」はここで水分を奪われる。その結果、乾いた空気となって送風ファン２１２の送風作用によって除湿室外へ送出される。送風ファン２１２は、導入ファン１０５が十分に機能する場合には省略することができる。あるいは、送風ファン２１２が十分に機能する場合には導入ファン１０５を省略してもよい。なお、室内との間を循環する空気の汚れをとるためのエアーフィルタ（不図示）を設置することとしてもよい。
【００３１】
除湿ロータ２０９は、再生済みの乾いた面が室内から吸引された空気に触れるように一定速度で回転しているが、水分を吸着した面を再生する（再び低湿度の乾いた状態にする）ために、ロータ２０９面積の一部が再生室３０４内をも通過するように構成されている。再生室３０４内では、除湿ロータ２０９が含んでいる水分を除去するために、再生用空気吸引口２１０から吸引した相対的に乾いた外気を除湿ロータ２０９に通過させる。このとき、ヒータ３０８で吸引外気を暖めてやると、高温の空気が湿度の高い除湿ロータ２０９を通過することとなり、除湿ロータ２０９を通過した空気は「高温高湿空気」となる。そうして再生室３０４に設けられた冷却用空気通路３０９にこの「高温高室空気」が触れることにより冷却されて水分が取り出される。取り出された水分は、例えばタンク３１０に溜めておき、一定量に達したらタンク３１０を取り外して溜まった水を処分することができる。
【００３２】
ここで、冷却用空気通路３０９には、その入口または出口のいずれか一方、あるいはその両方にファンを設けることにより、外気を効率よく循環させるよう構成されている。通常、再生室内３０４内の「高温高湿空気」は、冷却用空気通路３０９を循環させる外気よりもずっと高温高湿度であるため、「高温高湿空気」を冷やすための熱交換器としての役割を十分に果たす。
【００３３】
なお、第２実施例においても、第１実施例のように再生用空気排出口２１１を設けてもよく、また、その再生用空気排出口２１１が設けられた態様で、再生用空気吸引口２１０又は再生用空気排出口２１１のいずれか一方、あるいはその両方に通気ファン（不図示）を設置すると再生室２０４内での外気の循環を円滑となって好適である。
【００３４】
（実施例３）
図４に、本発明の他の実施形態における冷房システムが備えられた家屋の概略図を示す。図４においては室内にクーラなどの冷房装置４０１が設置されている。すわなち、この部屋の冷房手段としては、この冷房装置４０１と本発明にかかる冷房システム１００とを併用している。この場合には、冷房装置４０１が設けられた室内の空気を、本発明の冷房システムにより室外で冷房してさらに室内に供給するので、室内の冷房装置の消費電力を低減することができるという効果を奏する。すなわち、冷房装置４０１が冷やさなければならない空気は本発明にかかる冷房システムによってより経済的に低い温度に維持されているので、冷房装置４０１がさらに冷やす必要のある温度差は、本発明にかかるシステムがない場合と比べて僅かとなり電力消費が少なくて済む。
【００３５】
（実施例４）
図５に、本発明の他の実施形態における冷房システムが備えられたビルの概略図を示す。図５に示されたビルは、複数の部屋５０６ａ〜５０６ｆを有しており、それぞれの部屋は排出通路５０２ａ〜５０２ｆ、及び導入通路５０３ａ〜５０３ｆを備えている。図においても示したが、それぞれの部屋の通気性を向上させるために、排気ファン５０４ａ〜５０４ｆ、導入ファン５０５ａ〜５０５ｆを設けることとしてもよい（排気ファン又は導入ファンのいずれか一方、若しくはその双方を省略してもよい）。
【００３６】
図５に示されたビルの特徴は、各部屋５０６ａ〜５０６ｆから排気された室内の空気が建物屋上に設置された集合型冷房除湿機５０１に集められることである。すなわち、図において詳細な経路は示していないが、排出通路５０２ａ〜５０２ｆは、集合型冷房除湿機５０１の排気通路５０２に連結されるよう構成されている。同様に、集合型冷房除湿機５０１から一括して冷気を各部屋へ導入できるように、集合型冷房除湿機５０１の導入通路５０３は、各部屋の導入通路５０３ａ〜５０３ｆに連結されるよう構成されている。連結の経路は建物の構造に応じて適宜設計変更することができる。なお、本実施例では、集合型冷房除湿機５０１を屋上に設置したが、これに限らず、ビル内の部屋や、地下室などに設置してもよい。
【００３７】
以上のように、複数の部屋を備えたビルにおいて各部屋の空気を一括して集合型冷房除湿機５０１に集めるようにしたので、例えば除湿ロータ再生用の外気を屋上（高度が高いので一般に気温が低い）から効率よく吸引することができ、部屋ごとに冷房除湿機を備える場合と比べて経済的かつ効率よく冷気を各部屋に提供することができる。また、パソコン等の精密機器に不具合が生じたり、書類等に悪影響を与えることがなく、体感温度を低くすることができる。
【００３８】
なお、図５に示した冷房システムにおいては、実施例１で説明した冷房システム及び実施例２で説明した冷房システムのいずれのシステムも用いることができる。また、各部屋の全部又は一部にクーラなどの冷房装置が設置されている場合には、冷房装置が設けられた室内の空気を、本発明の冷房システムにより室外で冷房してさらに室内に供給するので、室内の冷房装置の消費電力を一層低減できるという効果を奏することは言うまでもない。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。さらに本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲の記載によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４０】
１００  冷房システム
１０２  排出通路
１０３  導入通路
１０４  排気ファン
１０５  導入ファン
１０６  家屋（室内）
２０１  冷房除湿機
２０２  冷却室
２０３  除湿室
２０４、３０４  再生室
２０５  吸引ファン
２０６  通気パッド
２０７、３０７  噴霧手段
２０８  連通孔
２０９  除湿ロータ
２１０  再生用空気吸引口
２１１  再生用空気排出口
２１２  送風ファン
３０８  ヒータ
３０９  冷却用空気通路
３１０  タンク
４０１  冷却装置（クーラ）
５０１  集合型冷房除湿機
５０２  集合排出通路
５０３  集合導入通路
【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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