(57)【要約】【課題】夏季と冬季において熱交換手段を兼用しつつ、冬季における熱交換手段に流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能な空調システムを提供すること。【解決手段】空調システム１は、空気の流路を形成する送風ファン３と、熱媒体と空気とを相互に熱交換させるコイル２と、熱媒体の加熱又は冷却を行う冷却塔４と、冷却塔４とコイル２とを相互に接続する往路管５及び復路管６と、給気温度測定器８により測定された温度、外気温度測定器７により測定された温度、往路温度測定器９により測定された温度、コイル２に供給される熱媒体の流量、及び外部空間１６からコイル２を介して空調対象空間１４に至る空気の流量に基づいて、復路管６を流動する熱媒体の温度を特定し、当該温度が基準温度未満の温度である場合、凍結防止処理を実行する制御部１３と、を備える。【選択図】図１
2015227750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空間から取り入れた空気を加熱又は冷却して空調対象空間に取り入れることにより、前記空調対象空間の空調を行う空調システムであって、
前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路を形成する送風手段と、
前記送風手段にて形成された前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路上に配置され、熱媒体と空気とを相互に熱交換させることにより空気の加熱又は冷却を行う熱交換手段と、
前記熱媒体の加熱又は冷却を行う熱源手段と、
前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体往路であって、前記熱源手段にて加熱又は冷却された前記熱媒体を前記熱交換手段に流動させる熱媒体往路と、
前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体復路であって、前記熱交換手段にて空気と熱交換された前記熱媒体を前記熱源手段に流動させる熱媒体復路と、
前記熱交換手段にて前記熱媒体と熱交換されて前記空調対象空間に至る空気の温度を測定する給気温度測定手段と、
前記外部空間の空気の温度を測定する外気温度測定手段と、
前記熱媒体往路を流動する熱媒体の温度を測定する往路温度測定手段と、
前記給気温度測定手段により測定された温度、前記外気温度測定手段により測定された温度、前記往路温度測定手段により測定された温度、前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量、及び前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量に基づいて、前記熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定し、当該特定された熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合、前記熱媒体の凍結を防止するための制御を実行する制御手段と、を備える、
空調システム。
【請求項２】
前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量を調節する熱媒体流量調節手段を備え、
前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度である場合、前記流量調節手段を制御して前記熱媒体の流量を増大させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する、
請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量を調節する外気流量調節手段を備え、
前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度となった場合、前記外気流量調節手段を制御して前記空気の流量を減少させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する、
請求項１又は２に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部空間から空気を取り入れて空調対象空間へと送風する際に、熱交換コイルを用いて空気と熱媒体とを熱交換させることにより、空調空気を空調対象空間へと供給することを可能な外気処理空調システムが提案されている。このような外気処理空調システムにおいては、夏季の冷房運転時に利用する第一の熱交換コイルと、冬季の暖房運転時に利用する第二の熱交換コイルとを別個に備えて構成されていた。このように構成された外気処理空調システムによれば、第一の熱交換コイルとして夏季の冷房負荷に応じたコイルを用い、第二の熱交換コイルとして冬季の暖房負荷に応じたコイルを用いることにより、夏季及び冬季の両方において適切な空調が可能になる。
【０００３】
また、近年では、熱交換コイルの設置台数を削減してコストを低減させることを目的として、これら第一の熱交換コイルと第二の熱交換コイルとを兼用した熱交換コイルを利用した外気処理空調システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、このように夏季と冬季とで熱交換コイルを兼用する場合、本来であれば、夏季の冷房負荷と冬季の暖房負荷との両方に適した能力の熱交換コイルを用いることが望ましい。このような熱交換コイルを用いることは、夏季の冷房負荷と冬季の暖房負荷に大きな差が無い場合には容易である。しかし、例えば冬季にも低温の維持が要望されるデータセンター等の施設のように、冬季の暖房負荷が夏季の冷房負荷よりも極めて大きい場合には、夏季と冬季の両方に適した能力の熱交換コイルを用いることが困難である。すなわち、このような場合には負荷の大きい夏季に適した、能力の高い熱交換コイル（熱媒体の流動可能量の大きい熱交換コイル）を用いる必要があり、冬季には暖房負荷が小さいにも関わらず能力の高い熱交換コイルを用いることとなる。そのため、以下のような問題が生じ得る。
【０００６】
すなわち、冬季には、熱媒体の流動可能量の大きい熱交換コイルに僅かな量の熱媒体が流動することとなってしまう。そのため、流速が遅くなる部分に低温の外気が当たることとなるため、熱媒体が凍結してしまう可能性があり、熱交換コイルの故障などに繋がってしまう可能性があった。したがって、夏季と冬季において熱交換コイルを兼用しつつ、冬季における熱交換コイルに流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能な空調システムが要望されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、夏季と冬季において熱交換手段（上記の熱交換コイルに対応）を兼用しつつ、冬季における熱交換手段に流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能な空調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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の空調システムは、外部空間から取り入れた空気を加熱又は冷却して空調対象空間に取り入れることにより、前記空調対象空間の空調を行う空調システムであって、前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路を形成する送風手段と、前記送風手段にて形成された前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路上に配置され、熱媒体と空気とを相互に熱交換させることにより空気の加熱又は冷却を行う熱交換手段と、前記熱媒体の加熱又は冷却を行う熱源手段と、前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体往路であって、前記熱源手段にて加熱又は冷却された前記熱媒体を前記熱交換手段に流動させる熱媒体往路と、前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体復路であって、前記熱交換手段にて空気と熱交換された前記熱媒体を前記熱源手段に流動させる熱媒体復路と、前記熱交換手段にて前記熱媒体と熱交換されて前記空調対象空間に至る空気の温度を測定する給気温度測定手段と、前記外部空間の空気の温度を測定する外気温度測定手段と、前記熱媒体往路を流動する熱媒体の温度を測定する往路温度測定手段と、前記給気温度測定手段により測定された温度、前記外気温度測定手段により測定された温度、前記往路温度測定手段により測定された温度、前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量、及び前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量に基づいて、前記熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定し、当該特定された熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合、前記熱媒体の凍結を防止するための制御を実行する制御手段と、を備える。
【０００９】
請求項２に記載の空調システムは、請求項１に記載の空調システムにおいて、前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量を調節する熱媒体流量調節手段を備え、前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度である場合、前記流量調節手段を制御して前記熱媒体の流量を増大させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する。
【００１０】
請求項３に記載の空調システムは、請求項１又は２に記載の空調システムにおいて、前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量を調節する外気流量調節手段を備え、前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度となった場合、前記外気流量調節手段を制御して前記空気の流量を減少させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の空調システムによれば、熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定し、特定された熱媒体の温度が基準温度以下の温度である場合、熱媒体の凍結を防止するための制御を実行するので、夏季と冬季において熱交換手段を兼用することにより熱交換手段に要するコストを低減することが可能であると共に、冬季における熱交換手段に流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能となる。また、凍結する直前まで熱媒体の温度を下げることが出来るので、冬季においても送風温度を熱媒体が凍結する直前まで低下させることができ、冬季における空調対象空間の温度の上昇を防止することが可能となる。また、給気温度測定手段により測定された温度、外気温度測定手段により測定された温度、往路温度測定手段により測定された温度、熱交換手段に供給される熱媒体の流量、及び外部空間から熱交換手段を介して空調対象空間に至る空気の流量に基づいて、熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定できるので、熱媒体復路の温度を直接測定することが出来ない場合においても熱媒体の凍結を防止することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の空調システムによれば、熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合に熱媒体の流量を増大させるので、熱媒体の流速の低下を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の空調システムによれば、外気の流量を調節するのみで熱媒体の凍結を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空調システムを概略的に示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る空調システムを概略的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る空調システムの実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
［実施の形態の基本的概念］
まずは、本実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態は、概略的に、空調対象空間の空調を行う空調システムに関するものである。なお、この空調対象空間の利用目的等は任意であるが、本実施の形態においては公知の生産設備等が複数配置された生産施設の一室であるものとして説明する。
【００１７】
［実施の形態の具体的内容］
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
初めに、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、コイルの凍結を防止するための基本的な形態である。
【００１９】
（構成）
最初に、本実施の形態１に係る空調システム１の構成を説明する。図１は、本実施の形態１に係る空調システム１を概略的に示す側面図である。この図１に示すように、空調システム１は、コイル２、送風ファン３、冷却塔４、往路管５、復路管６、外気温度測定器７、給気温度測定器８、往路温度測定器９、熱媒体流量測定器１０、風量測定器１１、二方弁１２、及び制御部１３を備えて構成されている。
【００２０】
ここで、まずは本実施の形態１に係る空調システム１が適用される空間について説明する。図１に示すように、本実施の形態に係る空間として、空調対象空間１４、機器配置空間１５、外部空間１６を備えている。なお、これらの各空間の配置は任意であり、図示した配置に限定されないが、本実施の形態１においては、空調対象空間１４と機器配置空間１５が相互に隣接しており、これらの両空間の周囲に外部空間１６が位置しているものとして説明する。ここで、「空調対象空間」１４とは、本実施の形態１に係る空調システム１による空調の対象となる空間である。この空調対象空間１４の壁のうち機器配置空間１５と隣接する壁には給気口１７が形成されており、当該給気口１７から空調対象空間１４に向けて空気が送風される。なお、この給気口１７は壁以外にも天井や床に設けても構わない。また、「機器配置空間」１５とは、空調システム１による空調を行うための各種機器が配置される空間である。この機器配置空間１５における外部空間１６と隣接する位置には、外気口１８が形成されており、当該外気口１８から、外気口１８と給気口１７とを接続する空気の流路（以下、「給気管」１９と称する）を介して給気口１７へと至るように空気が送風可能となっている。また、「外部空間」１６とは、空調対象空間１４及び機器配置空間１５以外の空間であって、例えば屋外の空間である。
【００２１】
ここで、空調システム１を構成する各構成要素のうち、コイル２、送風ファン３、往路管５の一部、復路管６の一部、給気温度測定器８、往路温度測定器９、二方弁１２、及び制御部１３は機器配置空間１５に設けられており、往路管５の他の一部、復路管６の他の一部、及び外気温度測定器７は外部空間１６に設けられているものとして説明するが、これに限られず、各構成要素はその機能を果たす限りにおいて任意に他の空間に設けても良い。例えば、制御部１３を、機器配置空間１５とは異なる他の空間である管理室（図示省略）等に設けても良い。
【００２２】
（構成−コイル）
コイル２は、熱媒体と空気とを相互に熱交換させることにより空気の加熱又は冷却を行う熱交換手段であって、外部空間１６から空調対象空間１４に至る空気の流路（特に、外気口１８と給気口１７とを接続する給気管１９）に配置されている。このコイル２は、冷却塔４に対して往路管５及び復路管６を介して接続されており、往路管５から熱媒体を取り入れて、熱媒体と給気管１９の内部の空気とを熱交換させた後に、復路管６を介して熱媒体を冷却塔４に還流させる公知の熱交換器として構成されている。なお、本実施の形態においては、熱媒体として冷水又は温水を用いるものとして説明するが、その他の冷媒を用いても良く、例えば蒸気やガスを用いることも可能である。
【００２３】
（構成−送風ファン）
送風ファン３は、外部空間１６から空調対象空間１４に至る空気の流れを形成する送風手段であって、公知の送風機として構成されている。この送風ファン３は、具体的には、コイル２の下流にコイル２と一体に配置されており、外部空間１６の空気を外気口１８から取り入れて給気管１９を介して給気口１７から送風するファンとして構成されている。ただし、送風ファン３の構成はこのような構成に限らず、例えばコイル２の上流に配置しても良いし、コイル２と分離した構成としても構わない。なお、送風ファン３の送風量は空調対象空間１４の設定温度に基づいて適宜決定される。
【００２４】
（構成−冷却塔）
冷却塔４は、熱媒体の加熱又は冷却（本実施の形態においては、冷却）を行う熱源手段であって、外部空間１６に設置された公知の冷却塔として構成されている。具体的には、この冷却塔４は、外気により冷却された冷却水を貯水するための冷却タンクと、この冷却タンクの周囲に巻装された冷却ダクトと、熱媒体を流動させるためのポンプ（いずれも図示省略）とが設けられている。ここで、冷却ダクトの一方の端部は往路管５に対して接続されており、他方の端部は復路管６に対して接続されている。このような構成により、ポンプを稼働させることにより復路管６から冷却ダクトに取り入れられた熱媒体は、冷却タンクにより冷却された上で、往路管５へと送出される。なお、このような冷却塔４の構成については公知であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
（構成−往路管）
往路管５は、冷却塔４とコイル２とを相互に接続する熱媒体往路であって、冷却塔４にて冷却された熱媒体をコイル２に流動させる熱媒体往路である。具体的には、この往路管５は冷却塔４とコイル２とを相互に接続する公知のダクトとして構成されており、その内部を熱媒体が流動可能となっている。なお、往路管５の素材等は任意であるが、例えば熱伝導性の低い樹脂等により形成することが望ましい。
【００２６】
（構成−復路管）
復路管６は、冷却塔４とコイル２とを相互に接続する熱媒体往路であって、コイル２にて空気と熱交換された熱媒体を冷却塔４に流動させる熱媒体復路である。具体的には、この復路管６は冷却塔４とコイル２とを相互に接続する公知のダクトとして構成されており、その内部を熱媒体が流動可能となっている。なお、復路管６の素材等は任意であるが、例えば熱伝導性の低い樹脂等により形成することが望ましい。
【００２７】
（構成−外気温度測定器）
外気温度測定器７は、コイル２に取り入れられる外部空間１６の温度（以下、空気入口温度Ｔ１）を測定する外気温度測定手段であって、公知の温度計として構成されている。この外気温度測定器７の具体的な設置位置は任意であり、本実施の形態では外気口１８の近傍の位置に配置されているものとして説明するが、例えば給気管１９における外気口１８とコイル２との相互間に配置しても良い。
【００２８】
（構成−給気温度測定器）
給気温度測定器８は、コイル２にて熱交換されて空調対象空間１４に至る空気の温度（以下、空気出口温度Ｔ２）を測定する給気温度測定手段であって、公知の温度計として構成されている。この給気温度測定器８の具体的な設置位置は任意であり、本実施の形態では給気管１９におけるコイル２の下流の位置に配置されているものとして説明するが、例えば空調対象空間１４の内部（給気口１７の近傍等）に配置しても良い。
【００２９】
（構成−往路温度測定器）
往路温度測定器９は、往路管５を流動する熱媒体の温度（以下、コイル入口温度Ｔ３）を測定する往路温度測定手段であって、公知の温度計として構成されている。この往路温度測定器９は、往路管５におけるいずれの位置に配置しても良いが、本実施の形態においては、往路管５におけるコイル２の近傍位置に配置されているものとして説明する。
【００３０】
（構成−熱媒体流量測定器）
熱媒体流量測定器１０は、コイル２に供給される熱媒体の流量（以下、熱媒体流量Ｑｈ）を測定する熱媒体流量測定手段であって、公知の流量測定器として構成されている。この熱媒体流量測定器１０は、熱媒体流量Ｑｈを測定可能な位置である限りにおいて任意の位置に配置しても良く、例えば往路管５や復路管６に配置することができるが、本実施の形態においては、往路管５に設けられているものとして説明する。
【００３１】
（構成−風量測定器）
風量測定器１１は、外部空間１６からコイル２を介して空調対象空間１４に至る空気の単位時間あたりの流量（以下、風量Ｑｗ）を測定する風量測定手段であって、公知の風量測定器として構成されている。この風量測定器１１は、風量Ｑｗを測定可能な位置である限りにおいて任意の位置に配置しても良いが、本実施の形態においては、給気管１９の一部分に配置されているものとして説明する。
【００３２】
（構成−二方弁）
二方弁１２は、コイル２に供給される熱媒体の単位時間あたりの流量を調節する熱媒体流量調節手段である。このコイル２は、往路管５におけるいずれかの位置に設けられており、制御部１３によってこの二方弁１２の開度が電動制御されることによって、コイル２に供給される熱媒体の量が調節される。なお、このような二方弁１２の構成について公知であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
（構成−制御部）
制御部１３は、熱媒体の凍結を防止するための制御を実行する制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＡＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。この制御部１３は、給気温度測定器８、外気温度測定器７、往路温度測定器９、熱媒体流量測定器１０、風量測定器１１、及び二方弁１２に対して電気的に接続されており、各測定器における測定結果を取得し、また二方弁１２の開度を電動制御可能に構成されている。
【００３４】
（凍結防止処理）
続いて、本実施の形態１に係る空調システム１により実行される凍結防止処理について説明する。まず、各測定器は、測定結果を所定の時刻間隔（例えば、１０秒毎）で制御部１３に対して送信し、制御部１３はこの測定結果を常に監視し、熱媒体が凍結する可能性があるか否かを判定する。
【００３５】
以下では、制御部１３がこの測定結果に基づいて熱媒体が凍結する可能性を判定するための具体的な方法について示す。なお、以下においては、熱交換システムにおいて外気温度（すなわち、空気入口温度Ｔ１）が熱媒体の温度より低い場合を想定して説明を行う。
【００３６】
まず、熱収支の式から、下記式（１）が成立する。
Ｑｌ＝Ｑｇ・・・（１）
ただし、
Ｑｌ：往路管５及び復路管６を流動する熱媒体がコイル２の熱交換によって失う熱量（すなわち、熱媒体が、給気管１９を流動する空気に与える熱量）（ｋＷ）
Ｑｇ：給気管１９を流動する空気がコイル２の熱交換によって得る熱量（ｋＷ）
【００３７】
ここで、制御部１３は、往路管５及び復路管６を流動する熱媒体がコイル２の熱交換によって失う熱量Ｑｌは下記式（２）により求めることができ、また、給気管１９を流動する空気がコイル２の熱交換によって得る熱量Ｑｇは下記式（３）により求めることができる。
Ｑｌ＝（Ｔ３−Ｔｘ）×Ｑｈ×Ｃｈ×γｈ・・・（２）
Ｑｇ＝（Ｔ２−Ｔ１）×Ｑｗ×Ｃｗ×γｗ・・・（３）
ただし、
Ｔ１：空気入口温度（℃）
Ｔ２：空気出口温度（℃）
Ｔ３：コイル入口温度（℃）
Ｔｘ：コイル出口温度（℃）
Ｑｈ：コイル２に供給される熱媒体の流量（ｍ３／ｈ）
Ｑｗ：外部空間１６からコイル２を介して空調対象空間１４に至る空気の単位時間あたりの流量（ｍ３／ｈ）
Ｃｈ：熱媒体の比熱（ｋｃａｌ／ｇ）
Ｃｗ：空気の比熱（ｋｃａｌ／ｇ）
γｈ：熱媒体の比重量（ｇ／ｍ３）
γｗ：空気の比重量（ｇ／ｍ３）
【００３８】
ここで、空気入口温度Ｔ１は、上述した外気温度測定器７により測定された値を用いることができ、空気出口温度Ｔ２は、上述した給気温度測定器８により測定された値を用いることができ、コイル入口温度Ｔ３は、上述した往路温度測定器９により測定された値を用いることができ、往路管５を流動する熱媒体の流量Ｑｈは、上述した熱媒体流量測定器１０により測定された値を用いることができ、給気管１９を流動する空気の単位時間あたりの流量Ｑｗは、上述した風量測定器１１により測定された値を用いることができる。なお、熱媒体の比熱Ｃｈ、空気の比熱Ｃｗ、熱媒体の比重量γｈ、及び空気の比重量γｗについては公知の値を用いることができる。したがって、制御部１３は、これらの値を上記式（２）及び上記式（３）に代入し、上記式（２）及び上記式（３）から上記式（１）の等式を求めることにより、コイル出口温度Ｔｘを算出することができ、熱媒体が凍結する可能性を求めることが出来る。すなわち、制御部１３は、算出されたコイル出口温度Ｔｘが、基準温度（例えば、熱媒体の凝固点に近い温度）未満である場合には熱媒体が凍結する可能性が高いと判定でき、基準温度以上である場合には熱媒体が凍結する可能性が低いと判定できる。例えば本実施の形態のように熱媒体が水である場合には、制御部１３は、基準温度を４℃と設定し、コイル出口温度Ｔｘが４℃未満である場合には熱媒体が凍結する可能性が高いと判定し、コイル出口温度Ｔｘが４℃以上である場合には熱媒体が凍結する可能性が低いと判定しても良い。
【００３９】
続いて、制御部１３は、上記の判定結果に基づいて、熱媒体の凍結を防止する処理を実行する。具体的には、制御部１３は、熱媒体が凍結する可能性が低いと判定した場合、二方弁１２の開度の調節を行うことなく待機し、熱媒体が凍結する可能性が高いと判定した場合、二方弁１２の開度を大きくして熱媒体の流量を増大させる。このように、熱媒体の流量を増大させることにより熱媒体の流速を増大させ、冬季において熱媒体の流速の遅い部分に低温の外気が当たることにより熱媒体が凍結してしまうことを防止することが可能となる。また、このように熱媒体の流量を増大させた後、制御部１３は、上記と同様に熱媒体が凍結する可能性が有るか否かを判定し、当該可能性が低いと判定した場合には（例えば、算出されたコイル出口温度Ｔｘが、基準温度より所定温度（一例として、５℃）以上高い場合には）、再度二方弁１２の開度を小さくして熱媒体の流量を低下させる。以上により、実施の形態１に係る凍結防止処理の説明を終了する。
【００４０】
（実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、復路管６を流動する熱媒体の温度を特定し、特定された熱媒体の温度が基準温度以下の温度である場合、熱媒体の凍結を防止するための制御を実行するので、夏季と冬季においてコイル２を兼用することによりコイル２に要するコストを低減することが可能であると共に、冬季におけるコイル２に流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能となる。また、凍結する直前まで熱媒体の温度を下げることが出来るので、冬季においても送風温度を熱媒体が凍結する直前まで低下させることができ、冬季における空調対象空間１４の温度の上昇を防止することが可能となる。また、給気温度測定器８により測定された温度、外気温度測定器７により測定された温度、往路温度測定器９により測定された温度、コイル２に供給される熱媒体の流量、及び外部空間１６からコイル２を介して空調対象空間１４に至る空気の流量に基づいて、復路管６を流動する熱媒体の温度を特定できるので、復路管６の温度を直接測定することが出来ない場合においても熱媒体の凍結を防止することが可能となる。
【００４１】
また、熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合に熱媒体の流量を増大させるので、熱媒体の流速の低下を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【００４２】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、概略的には、コイルの凍結を防止するためのバイパス管を備えた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態１と同様であるものとし、実施の形態１と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態１で使用したものと同一の符号を付する。
【００４３】
（構成）
まず、実施の形態２に係る空調システム２０の構成について説明する。図２は、実施の形態２に係る空調システム２０を概略的に示す側面図である。この図２に示すように、空調システム２０は、コイル２、送風ファン３、冷却塔４、往路管５、復路管６、外気温度測定器７、給気温度測定器８、往路温度測定器９、熱媒体流量測定器１０、風量測定器１１、制御部１３、バイパス管２１、給気ダンパ２２、及びバイパスダンパ２３を備えて構成されている。なお、バイパス管２１、給気ダンパ２２、及びバイパスダンパ２３以外の構成については、実施の形態１と同様に構成する事が可能であるため、詳細な説明を省略する。
【００４４】
（構成−バイパス管）
バイパス管２１は、給気管１９におけるコイル２の上流側と下流側とを連絡する連絡手段である。具体的には、バイパス管２１は、上述した給気管１９と同様に構成された公知のダクトとして構成されており、その内部を空気が流動可能となっている。なお、このバイパス管２１の素材等は任意であるが例えば熱伝導性の低い樹脂等により形成することが望ましい。
【００４５】
（構成−給気ダンパ）
給気ダンパ２２は、コイル２へと流動する空気の量を調節する風量調節手段である。この給気ダンパ２２は、制御部１３からの制御信号を受信して開度を調節可能な公知のモータダンパとして構成されている。そして、この給気ダンパ２２の設置位置は、給気管１９におけるバイパス管２１の上流側の端部よりも下流であって、バイパス管２１の下流側の端部よりも上流の位置である限りにおいて任意であるが、本実施の形態においては、コイル２よりも上流の位置に設けられているものとして説明する。
【００４６】
（構成−バイパスダンパ）
バイパスダンパ２３は、バイパス管２１に流動する空気の量を調節する風量調節手段である。このバイパスダンパ２３は、制御部１３からの制御信号を受信して開度を調節可能な公知のモータダンパとして構成されている。なお、このバイパスダンパ２３の設置位置は、バイパス管２１の管路上である限りにおいて任意であり、図示した位置に限られない。
【００４７】
（凍結防止処理）
続いて、本実施の形態２に係る空調システム２０により実行される凍結防止処理について説明する。なお、制御部１３が、熱媒体が凍結する可能性が高いか低いかを判定する具体的な方法については、実施の形態１に係る方法と同様の方法により説明することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
ここで、制御部１３は、熱媒体が凍結する可能性が低いと判定した場合、給気ダンパ２２を開状態とすると共に、バイパスダンパ２３を閉状態とする。このことにより、外部空間１６から外気口１８を介して取り入れられた冷たい空気は、バイパス管２１に流動せずに給気管１９に流動する。よって、給気管１９を流動する空気がコイル２にて熱媒体と熱交換されて給気口１７から空調対象空間１４へと送風される通常の空調処理が行われる。
【００４９】
次に、制御部１３は、熱媒体が凍結する可能性が高いと判定した場合、給気ダンパ２２を閉状態とすると共に、バイパスダンパ２３を開状態とする。このことにより、冬季において外部空間１６から外気口１８を介して取り入れられた冷たい空気は、給気管１９に流動せずにバイパス管２１に流動する。よって、冬季の冷たい空気と熱媒体とがコイル２にて熱交換されることが無いため、熱媒体の凍結を抑止することが可能となる。このように、本実施の形態２に係る空調システム２０によれば、熱媒体の流量を調節することなく熱媒体の凍結を防止することが可能であるため、実施の形態１に係る二方弁１２を省略した構成とすることができる。また、このようにダンパの開閉の切換えを行った後も、制御部１３は同様に熱媒体が凍結する可能性が有るか否かを判定し、当該可能性が低いと判定した場合には（例えば、算出されたコイル出口温度Ｔｘが、基準温度より所定温度（一例として、５℃）以上高い場合には）、再度給気ダンパ２２を開状態とすると共に、バイパスダンパ２３を閉状態に戻す処理を実行する。以上により、実施の形態２に係る凍結防止処理の説明を終了する。
【００５０】
（実施の形態の効果）
このように本実施の形態によれば、外気の流量を調節するのみで熱媒体の凍結を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【００５１】
〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５２】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。例えば、本実施の形態に係る空調システム１、２０の空調処理によって熱媒体の凍結を完全に防止することができない場合であっても、熱媒体の凍結を従来と異なる技術により防止できている場合には、本願発明の課題が解決されている。
【００５３】
（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明した空調システム１、２０の各部の寸法、形状、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、比率等とすることができる。
【００５４】
（基準温度について）
各実施の形態においては、基準温度は４℃であるものとして説明したが、これに限られない。特に、熱媒体の種類に応じて適した基準温度を適宜設定して構わない。また基準温度をより凝固点に近い温度（例えば１℃や２℃）とすることで、熱媒体が凍結する直前まで熱媒体の凍結防止処理を実行せずに空調システム１、２０を運転させることができるので、空調対象空間１４の温度の上昇を防止しつつ熱媒体の凍結を防止することが可能となる。
【００５５】
（熱媒体流量Ｑｈについて）
各実施の形態においては、熱媒体流量Ｑｈを熱媒体流量測定器１０により測定するものとして説明したが、これに限られない。例えば、熱媒体流量測定器１０を設けずに、冷却塔４に設けられたポンプ（図示省略）の定格値に基づいて熱媒体流量Ｑｈを求めても構わない。
【００５６】
（風量Ｑｗについて）
各実施の形態においては、風量Ｑｗを風量測定器１１により測定するものとして説明したが、これに限られない。例えば、風量測定器１１を設けずに、送風ファン３の定格値に基づいて風量Ｑｗを求めても構わない。
【００５７】
（付記）
付記１の空調システムは、外部空間から取り入れた空気を加熱又は冷却して空調対象空間に取り入れることにより、前記空調対象空間の空調を行う空調システムであって、前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路を形成する送風手段と、前記送風手段にて形成された前記外部空間から前記空調対象空間に至る空気の流路上に配置され、熱媒体と空気とを相互に熱交換させることにより空気の加熱又は冷却を行う熱交換手段と、前記熱媒体の加熱又は冷却を行う熱源手段と、前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体往路であって、前記熱源手段にて加熱又は冷却された前記熱媒体を前記熱交換手段に流動させる熱媒体往路と、前記熱源手段と前記熱交換手段とを相互に接続する熱媒体復路であって、前記熱交換手段にて空気と熱交換された前記熱媒体を前記熱源手段に流動させる熱媒体復路と、前記熱交換手段にて前記熱媒体と熱交換されて前記空調対象空間に至る空気の温度を測定する給気温度測定手段と、前記外部空間の空気の温度を測定する外気温度測定手段と、前記熱媒体往路を流動する熱媒体の温度を測定する往路温度測定手段と、前記給気温度測定手段により測定された温度、前記外気温度測定手段により測定された温度、前記往路温度測定手段により測定された温度、前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量、及び前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量に基づいて、前記熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定し、当該特定された熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合、前記熱媒体の凍結を防止するための制御を実行する制御手段と、を備える。
【００５８】
付記２の空調システムは、付記１の空調システムにおいて、前記熱交換手段に供給される熱媒体の流量を調節する熱媒体流量調節手段を備え、前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度である場合、前記流量調節手段を制御して前記熱媒体の流量を増大させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する。
【００５９】
付記３の空調システムは、付記１又は２の空調システムにおいて、前記外部空間から前記熱交換手段を介して前記空調対象空間に至る空気の流量を調節する外気流量調節手段を備え、前記制御手段は、前記特定された熱媒体の温度が前記基準温度未満の温度となった場合、前記外気流量調節手段を制御して前記空気の流量を減少させることにより、前記熱媒体の凍結を防止する。
【００６０】
（付記の効果）
付記１の空調システムによれば、熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定し、特定された熱媒体の温度が基準温度以下の温度である場合、熱媒体の凍結を防止するための制御を実行するので、夏季と冬季において熱交換手段を兼用することにより熱交換手段に要するコストを低減することが可能であると共に、冬季における熱交換手段に流動させる熱媒体の凍結を防止することが可能となる。また、凍結する直前まで熱媒体の温度を下げることが出来るので、冬季においても送風温度を熱媒体が凍結する直前まで低下させることができ、冬季における空調対象空間の温度の上昇を防止することが可能となる。また、給気温度測定手段により測定された温度、外気温度測定手段により測定された温度、往路温度測定手段により測定された温度、熱交換手段に供給される熱媒体の流量、及び外部空間から熱交換手段を介して空調対象空間に至る空気の流量に基づいて、熱媒体復路を流動する熱媒体の温度を特定できるので、熱媒体復路の温度を直接測定することが出来ない場合においても熱媒体の凍結を防止することが可能となる。
【００６１】
付記２の空調システムによれば、熱媒体の温度が基準温度未満の温度である場合に熱媒体の流量を増大させるので、熱媒体の流速の低下を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【００６２】
付記３の空調システムによれば、外気の流量を調節するのみで熱媒体の凍結を防止することができ、極めて簡素な構成により熱媒体の凍結を防止可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１  空調システム
２  コイル
３  送風ファン
４  冷却塔
５  往路管
６  復路管
７  外気温度測定器
８  給気温度測定器
９  往路温度測定器
１０  熱媒体流量測定器
１１  風量測定器
１２  二方弁
１３  制御部
１４  空調対象空間
１５  機器配置空間
１６  外部空間
１７  給気口
１８  外気口
１９  給気管
２０  空調システム
２１  バイパス管
２２  給気ダンパ
２３  バイパスダンパ
【図１】
2015227750.tif 000003
【図２】
2015227750.tif 000004