(57)【要約】【課題】省エネ、省コスト、省スペースの外気処理空調機を得る。【解決手段】  ケーシング（１）内に往風路（１１）と復風路（１２）を並列に設ける。ケーシング（１）内において往風路（１１）の出口部と復風路（１２）の入口部を折返し風路（１３）にて連通連結して送風路（３）を形成する。加湿用の蒸気を放出する蒸気式加湿器を、備える。ケーシング（１）内の往風路（１１）と復風路（１２）のうちの少なくとも往風路（１１）に熱交換用コイル（４）を設ける。往風路（１１）の熱交換用コイル（４）の風下にて加湿用の蒸気を放出するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）内に往風路（１１）と復風路（１２）を並列に設けると共に、前記ケーシング（１）内において前記往風路（１１）の出口部と前記復風路（１２）の入口部を折返し風路（１３）にて連通連結して送風路（３）を形成し、前記送風路（３）に熱交換用コイル（４）を設けたことを特徴とする外気処理空調機。
【請求項２】
加湿用の蒸気を放出する蒸気式加湿器を、備え、ケーシング（１）内の往風路（１１）と復風路（１２）のうちの少なくとも前記往風路（１１）に熱交換用コイル（４）を設け、前記往風路（１１）の前記熱交換用コイル（４）の風下にて加湿用の蒸気を放出するように構成した請求項１記載の外気処理空調機。
【請求項３】
ケーシング（１）に、これの外部から折返し風路（１３）内を点検自在とする点検扉（１０）を、設けた請求項１又は２記載の外気処理空調機。
【請求項４】
熱交換用コイル（４）の伝熱管を楕円管にした請求項１、２又は３記載の外気処理空調機。
【請求項５】
給気用空気として屋外からの外気と屋内からの還気とを混合比率調整自在に送風路（３）へ導入する風量調整機構（Ｄ）と、熱交換用コイル通過空気の給気風量が一定になるように前記風量調整機構（Ｄ）にて前記給気用空気の混合比率を変動させて前記屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持する制御装置（２）と、を備えた請求項１、２、３又は４記載の外気処理空調機。
【請求項６】
給気用空気として屋外からの外気と屋内からの還気とを混合比率調整自在に送風路（３）へ導入する風量調整機構（Ｄ）と、熱交換用コイル通過空気の給気風量を調整自在な変風量機構（Ｅ）と、前記屋内の空調負荷が最低空調能力を上回る場合は前記給気風量が一定になるように前記風量調整機構（Ｄ）にて前記給気用空気の混合比率を変動させて前記屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持すると共に前記屋内の空調負荷が最低空調能力を下回る場合は前記変風量機構（Ｅ）にて前記給気風量を減少させつつ前記風量調整機構（Ｄ）にて前記屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持する制御装置（２）と、を備えた請求項１、２、３又は４記載の外気処理空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外気処理空調機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーシング内に送風路と複数の熱交換用コイルを設け、この熱交換用コイルに外気を通過させて温湿度を複数段階で調整して屋内に給気する外気処理空調機がある。このような特殊な外気処理空調機では、多くの熱交換用コイルを送風方向に配置するため外気処理空調機が長大化し、広いスペースがないと設置できない問題や、設備コストが掛かる問題があり、省スペース化、省コスト化が求められていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平２０１２−１７２９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、所定の延べ面積以上のビルに対しては、屋内の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度が１０００ｐｐｍ以下になるように外気を取入れることが定められている。そのため、ビルなどの空調システムは、熱交換用コイルで屋内空気の温湿度を調整して屋内の空調を行う空調機と、熱交換用コイルと加湿器で外気の温湿度を調整して屋内へ供給する外気処理空調機と、で構成されている。このような空調システムでは、屋内の設計最大負荷に合わせて空調機と外調機の能力を設定し運転制御しており、無駄なエネルギー消費量が増加する状況にあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、ケーシング内に往風路と復風路を並列に設けると共に、前記ケーシング内において前記往風路の出口部と前記復風路の入口部を折返し風路にて連通連結して送風路を形成し、前記送風路に熱交換用コイルを設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、送風路を折返して長くすることで、ケーシングを長大にすることなく多くの熱交換用コイルを設けることができ、外気処理空調機の省スペース化と省コスト化を図れる。しかも、給気用空気が途中で折返すように送風路を構成しているので騒音エネルギーが反射・拡散減衰されて低騒音運転が可能となる。
【０００７】
請求項２の発明によれば、折返し風路を加湿スペースに兼用して蒸気加湿の蒸発吸収距離を長くすることができる。そのため、加湿効率が良くて飽和効率を高めることができ、湿度制御範囲が広がって快適性が向上し、外気処理空調機の大型化も防止し得る。蒸気加湿なので屋内の温湿度制御の精度向上を図れる
【０００８】
請求項３の発明によれば、折返し風路を点検スペースに兼用でき、熱交換用コイルや加湿器のメンテナンス性が良好となる。
【０００９】
請求項４の発明によれば、楕円管なので圧力損失が少なく、送風動力を増やすことなく伝熱管有効長を長くとることができ、熱交換用コイルを冷温水コイルとした場合、大温度差、少水量化によるポンプ動力の大幅削減が可能となる。
【００１０】
請求項５、６の発明によれば、外気と還気を混合して熱交換するので中間期など空調負荷が少ない場合、外気処理と還気処理を外気処理空調機単独で行うことができ、外気処理空調機以外の屋内専用空調機を停止または間欠運転できるため省エネとなる。外気負荷が大きい場合、在室人数減少等により二酸化炭素濃度が低くなると、外気量を減らして空調エネルギー消費量の低減を図ることができる。
【００１１】
請求項６の発明によれば、空調負荷が少ない場合などに、最低空調能力でも能力過多となって冷房時に屋内還気温湿度が設定還気温湿度よりも下がりすぎてしまったり、暖房時に屋内還気温湿度が設定還気温湿度よりも上がりすぎてしまったりするのを、給気風量を少なくすることで防止でき快適性が向上する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の外気処理空調機の一実施例を示しており、この外気処理空調機は、ケーシング１と、風量調整機構Ｄと、変風量機構Ｅと、制御装置２と、を備えている。ケーシング１内には、送風路３と、熱交換用コイル４と、給気用ファン５と、フィルタ６と、加湿用の蒸気を放出する蒸気式加湿器の加湿ノズル７と、を少なくとも設ける。ケーシング１内には、往風路１１と復風路１２を並列に設けると共に、ケーシング１内において往風路１１の出口部と復風路１２の入口部を折返し風路１３にて連通連結して略コの字形の送風路３を形成し、この送風路３に熱交換用コイル４を設ける。熱交換用コイル４は、通風自在に設けられた多数の伝熱板に伝熱管を挿着して成り（図示省略）、伝熱管内を流れる熱媒や冷媒と通過空気が伝熱管及び伝熱板を介して熱交換する。この伝熱管は楕円管にするのが好ましいが円形管でもよい。
【００１３】
ケーシング１には、空気取入口８と、給気口９と、ケーシング１の外部から折返し風路１３内を点検自在とする点検扉１０と、を設け、空気取入口８と給気口９を送風路３で連通連結する。ケーシング１内の往風路１１と復風路１２のうちの少なくとも往風路１１に熱交換用コイル４を設ける。この往風路１１の熱交換用コイル４の空気出口側に加湿ノズル７を設けて往風路１１の熱交換用コイル４の風下にて加湿用の蒸気を放出するように構成し、往風路１１と折返し風路１３の両空間内で蒸気を吸収させて給気用空気を加湿する。なお、蒸気式加湿器としては、公知の電極式や電熱式、蒸気噴霧式など各種のものに変更したり、加湿器を気化式とするも自由である。図例では、ケーシング１内に加湿ノズル７のみを配置した場合を例示しているが、ケーシング１内に、加湿ノズル７へ蒸気を供給する蒸気発生器等の機器を、設けてもよい。また、往風路１１と復風路１２に熱交換用コイル４を各々設けているが、熱交換用コイル４の数や配置の変更は自由である。
【００１４】
給気用ファン５は、復風路１２の熱交換用コイル４の風下で送風路３内に設けて、空気を吸込み式に送風する。ファン５には、熱交換用コイル通過空気の給気風量を調整自在なインバータなどから成る変風量機構Ｅを、設ける。実線の白抜き矢印は送風方向を示し、ファン５で吸い込まれた空気は、熱交換用コイル４を通過して熱交換され、給気口９から冷風又は暖風として給気される。給気用空気として屋外からの外気と屋内からの還気とを混合比率調整自在に送風路３へ導入する風量調整機構Ｄは、風量調整自在な比例式の外気ダンパ１８及び還気ダンパ１９を設けて構成する。
【００１５】
制御装置２は、センサやマイクロプロセッサ等にて構成され、還気（屋内）の温湿度を検出する還気温湿度検出器１４と、熱交換用コイル通過空気（給気）の温湿度を検出する給気温湿度検出器１５と、還気（屋内）の二酸化炭素濃度を検出するＣＯ２検出器１６と、設定手段１７と、を備える。設定手段１７は、熱交換用コイル通過空気の設定給気温度と、屋内の設定還気温湿度と、屋内の二酸化炭素の設定濃度と、の各々の設定を行う。これらの設定値は、単一の数値の場合と、しきい値を含んだ所定範囲の数値の場合があり、何れを選択するかは自由である。
【００１６】
制御装置２は、屋内の空調負荷が最低空調能力を上回る場合には給気風量が一定になるように風量調整機構Ｄにて給気用空気の混合比率を変動させて屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持すると共に屋内の空調負荷が最低空調能力を下回る場合は変風量機構Ｅにて給気風量を減少させつつ風量調整機構Ｄにて屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持する。
【００１７】
給気用空気の冷却運転では、ＣＯ２検出器１６で検出した屋内の二酸化炭素濃度が設定濃度になるように風量調整機構Ｄで給気用空気の混合比率を制御しつつ、給気温湿度検出器１５で検出した熱交換用コイル通過空気の給気温度が設定給気温度になるように図示省略のコイル熱交換能力調整機構（ヒートポンプの圧縮機容量制御機構や冷温水コイルの流量調整機構など）で空調能力を制御する。たとえば、在室人数の増減等により設定濃度よりも二酸化炭素濃度が低くなると外気ダンパ１８と還気ダンパ１９とにより給気用空気の外気比率を減らして二酸化炭素濃度を上げ、設定濃度よりも二酸化炭素濃度が高くなると外気ダンパ１８と還気ダンパ１９とにより給気用空気の外気比率を増やして二酸化炭素濃度を下げるように制御すると共に、設定給気温度よりも給気温度が低くなると給気温度を高くし、設定給気温度よりも給気温度が高くなると給気温度を低くするように制御する。最低空調能力の冷却運転の場合に還気温湿度検出器１４で検出した還気温湿度が設定還気温湿度を下回ると変風量機構Ｅにて給気風量を減らして還気温湿度を上げることで設定還気温湿度になるように制御しつつ、上述の如く風量調整機構Ｄにて二酸化炭素濃度が設定濃度を超えないように制御する。
【００１８】
給気用空気の加熱運転も同様に、ＣＯ２検出器１６で検出した屋内の二酸化炭素濃度が設定濃度になるように風量調整機構Ｄで給気用空気の混合比率を制御しつつ、給気温湿度検出器１５で検出した熱交換用コイル通過空気の給気温度が設定給気温度になるように空調能力を制御する。たとえば、二酸化炭素濃度が低くなると外気ダンパ１８と還気ダンパ１９とにより給気用空気の外気比率を減らして二酸化炭素濃度を上げ、設定濃度よりも二酸化炭素濃度が高くなると外気ダンパ１８と還気ダンパ１９とにより給気用空気の外気比率を増やして二酸化炭素濃度を下げるように制御すると共に、設定給気温度よりも給気温度が低くなると給気温度を高くし、設定給気温度よりも給気温度が高くなると給気温度を低くするように制御する。最低空調能力の加熱運転の場合に還気温湿度検出器１４で検出した還気温湿度が設定還気温湿度を上回ると変風量機構Ｅにて給気風量を減らして還気温湿度を下げることで設定還気温湿度になるように制御しつつ、上述の如く風量調整機構Ｄにて二酸化炭素濃度が設定濃度を超えないように制御する。
【００１９】
なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由で、たとえば、熱交換用コイル４は、冷温水方式やヒートポンプ方式等に変更は自由である。また、熱交換用コイル通過空気の給気風量が一定になるように風量調整機構Ｄにて給気用空気の混合比率を変動させて屋内の二酸化炭素濃度を設定濃度に維持する機能のみを有する制御装置２と、するも自由である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の外気処理空調機の全体構成を示す簡略説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    ケーシング
２    制御装置
３    送風路
４    熱交換用コイル
１０  点検扉
１１  往風路
１２  復風路
１３  折返し風路
Ｄ    風量調整機構
Ｅ    変風量機構
【図１】
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