(57)【要約】【課題】効率的な除湿を行うことを課題とする。【解決手段】全熱交換器と、デシカントロータと、エアが全熱交換器、冷却コイル及びデシカントロータを経由するメイン経路と、全熱交換器の前後でメイン経路に接続し、エアが全熱交換器を迂回する第１バイパス経路と、デシカントロータの前後でメイン経路に接続し、エアがデシカントロータを迂回する第２バイパス経路と、外気のエンタルピ及び湿度を基に、メイン経路、第１バイパス経路及び第２バイパス経路を通過するエアの制御を行う制御装置とを備えることを特徴とする。【選択図】図８
2015148413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全熱交換器と、
デシカントロータと、
エアが前記全熱交換器及び前記デシカントロータを経由するメイン経路と、
前記全熱交換器の前後で前記メイン経路に接続し、前記エアが前記全熱交換器を迂回する第１バイパス経路と、
前記デシカントロータの前後で前記メイン経路に接続し、前記エアが前記デシカントロータを迂回する第２バイパス経路と、
外気のエンタルピ及び湿度を基に、前記メイン経路、前記第１バイパス経路及び前記第２バイパス経路を通過するエアの制御を行う制御手段と、
を備えるデシカント空調システム。
【請求項２】
前記第１バイパス経路へ流れるエアをオン・オフする第１の切替器と、
前記第２バイパス経路へ流れるエアの流量を調節する第２の切替器と、
を、さらに有し、
前記制御手段は、
前記外気の絶対湿度が前記デシカントロータ出口に要求される絶対湿度より低い場合、前記エアが前記全熱交換器及び前記デシカントロータを迂回するよう前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項３】
前記第１バイパス経路へ流れるエアをオン・オフする第１の切替器と、
前記第２バイパス経路へ流れるエアの流量を調節する第２の切替器と、
除湿を行うための冷却器と、
を、さらに有し、
前記制御手段は、
前記外気の絶対湿度が前記デシカントロータ出口に要求される絶対湿度より高く、前記外気のエンタルピが還気のエンタルピより高い場合、前記エアが前記全熱交換器、前記冷却器及び前記デシカントロータを通過するよう前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項４】
前記第１バイパス経路へ流れるエアをオン・オフする第１の切替器と、
前記第２バイパス経路へ流れるエアの流量を調節する第２の切替器と、
を、さらに有し、
前記制御手段は、
前記外気の絶対湿度が前記デシカントロータ出口に要求される絶対湿度より高く、前記外気のエンタルピが還気のエンタルピより低く、外気の絶対湿度が定格運転時における前記冷却コイル出口の絶対湿度より高い場合、前記エアが前記全熱交換器を迂回し、前記デシカントロータを通過するよう前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項５】
前記第１バイパス経路へ流れるエアをオン・オフする第１の切替器と、
前記第２バイパス経路へ流れるエアの流量を調節する第２の切替器と、
を、さらに有し、
前記制御手段は、
前記外気の絶対湿度が前記デシカントロータ出口に要求される絶対湿度より高く、前記外気のエンタルピが還気のエンタルピより低く、外気の絶対湿度が定格運転時における前記冷却コイル出口の絶対湿度より低い場合、前記エアが前記全熱交換器を迂回し、前記エアの一部が前記デシカントロータを通過するよう前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記外気の絶対湿度が高いほど、前記デシカントロータを通過するエアの量が増加するよう、前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御し、
前記外気の絶対湿度が低いほど、前記第２バイパス径路を通過するエアの量が増加するよう、前記第１の切替器及び前記第２の切替器を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のデシカント空調システム。
【請求項７】
全熱交換器と、
デシカントロータと、
エアが前記全熱交換器及び前記デシカントロータを経由するメイン経路と、
前記全熱交換器の前後で前記メイン経路に接続し、前記エアが前記全熱交換器を迂回する第１バイパス経路と、
前記デシカントロータの前後で前記メイン経路に接続し、前記エアが前記デシカントロータを迂回する第２バイパス経路と、
前記エアの経路の制御を行う制御手段と、を有するデシカント空調システムにおいて、
前記制御手段が、
外気のエンタルピ及び湿度を基に、前記メイン経路、前記第１バイパス経路及び前記第２バイパス経路を通過するエアの制御を行う
ことを特徴とするデシカント空調システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デシカントロータによる除湿を行うデシカント空調システム及びデシカント空調システムの制御方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾燥剤や、除湿材を用いることで、冷媒を用いることなく除湿や、減湿を行うデシカントロータを備えたデシカント空調機がある。
このようなデシカント空調機について、特許文献１，２に記載の技術が開示されている。特許文献１，２には、外気の湿度や、温度の状態に応じて、吸気の経路を切り換える低温再生デシカント空調機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４５２４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４２１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に記載の技術は、エンタルピのみで制御モード（冷房モード、暖房モード）を切り換えている。このため、特許文献１，２に記載の技術は、外気の湿度が十分に低い場合でも除湿を行ってしまうため、効率的な除湿を行っていないという課題がある。
【０００５】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、効率的な除湿を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するため、本発明は、外気のエンタルピ及び湿度によって、エアの全熱交換器の迂回や、デシカントロータの迂回を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、効率的な除湿を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るデシカント空調システムの構成例を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置の構成例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置における経路制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係るデシカント空調システムにおけるエアの経路を示す図（その１）である。
【図５】第１実施形態に係るデシカント空調システムにおけるエアの経路を示す図（その２）である。
【図６】第１実施形態に係るデシカント空調システムにおけるエアの経路を示す図（その３）である。
【図７】第１実施形態に係るデシカント空調システムにおけるエアの経路を示す図（その４）である。
【図８】第１実施形態に係るデシカント空調システムにおける外気の状態による領域の分割を示す図である。
【図９】第１実施形態に係るエアの状態遷移を示す図（その１）である。
【図１０】第１実施形態に係るエアの状態遷移を示す図（その２）である。
【図１１】第１実施形態に係るエアの状態遷移を示す図（その３）である。
【図１２】第１実施形態に係るエアの状態遷移を示す図（その４）である。
【図１３】第２実施形態に係るデシカント空調システムの構成例を示す図である。
【図１４】第２実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置の構成例を示す図である。
【図１５】第２実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置における風量制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係る室内の人数と、外気風量、給気風量、還気風量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
［デシカント空調システム］
図１は、第１実施形態に係るデシカント空調システムの構成例を示す図である。
デシカント空調システム１は、デシカント外調機１０と、内調機２０と、制御装置（制御手段）３０とを有している。
【００１１】
［デシカント外調機］
デシカント外調機１０は、主に外気を除湿するためのものであり、第１給気ファン１４、全熱交換器１１、第１冷却コイル（冷却器）１２、デシカントロータ１３等を有している。なお、本実施形態では、屋外の空気を「外気」と称し、デシカント空調システム１内を通過する空気を「エア」と称することとする。デシカント外調機１０では、屋外側から、第１給気ファン１４、全熱交換器１１、第１冷却コイル１２、デシカントロータ１３の順に設置される。
【００１２】
また、デシカント外調機１０は、第１給気ファン１４、全熱交換器１１、第１冷却コイル１２、デシカントロータ１３を経由するエアのメイン経路１７ａを有している。そして、デシカント外調機１０は、第１給気ファン１４の後段と、全熱交換器１１の後段とでメイン経路１７ａに接続し、全熱交換器１１を迂回する第１バイパス経路１７ｂを有している。さらに、デシカント外調機１０は、第１冷却コイル１２の後段と、デシカントロータ１３の後段とでメイン経路１７ａに接続し、デシカントロータ１３を迂回する第２バイパス経路１７ｃを有する。
【００１３】
また、デシカント外調機１０は、室内の空気を排気するための排気ファン１５を有している。室内の空気は、排気ファン１５を介した後、デシカントロータ１３、全熱交換器１１を経由して屋外へ排気される。
【００１４】
全熱交換器１１は、紙等からなり、自身を通過するエアと排気との間で熱と湿気を交換する。
第１冷却コイル１２には、冷凍機４０が接続されている。第１冷却コイル１２は、通過するエアの温度を下げることで顕熱処理も行うが、潜熱処理、すなわち、湿気の除去を主に行うものである。具体的には、第１冷却コイル１２は、冷凍機４０で冷却された冷却水とエアとの間で熱交換をした熱媒（流体）を循環させることによって流通エアとの熱交換を行う。
【００１５】
デシカントロータ１３は、円盤状のものであり、塩化リチウムや、シリカゲルや、ゼオライトといった除湿剤又は乾燥剤が含侵している。デシカントロータ１３は、図示しない回転モータによって中心軸を回転軸とする回転が可能である。この回転により、デシカントロータ１３は、除湿エリア、再生エリアを循環して通過する。除湿エリアには、比較的高湿度のエアが第１冷却コイル１２から供給されている。また、再生エリアには、比較的乾燥（低湿度）しているエアが排気ファン１５を介して室内から供給されている。
【００１６】
デシカントロータ１３は、除湿エリアにおいて、全熱交換器１１と、第１冷却コイル１２で除湿しきれなかった外気の湿度を吸湿する。また、デシカントロータ１３は、再生エリアにおいて、排気ファン１５を介して室内から供給される、比較的乾燥している（低湿度）エアによって除湿剤又は乾燥剤から水分が放出されることで、除湿剤又は乾燥剤が再び吸湿可能となる。
【００１７】
メイン経路１７ａには、全熱交換器１１へのエアの遮断・通過を切り換える第１ダンパ１６ａ（第１の切替器）が全熱交換器１１の前段に設けられている。また、メイン経路１７ａには、デシカントロータ１３へのエアの流量を調節する第３ダンパ１６ｃ（第２の切替器）がデシカントロータ１３の前段に設けられている。
さらに、第１バイパス経路１７ｂには、第１バイパス経路１７ｂにおけるエアの遮断・通過を切り換える第２ダンパ１６ｂ（第１の切替器）が設けられている。そして、第２バイパス経路１７ｃには、第２バイパス経路１７ｃにおけるエアの流量を調節する第４ダンパ１６ｄ（第２の切替器）が設けられている。なお、第１ダンパ１６ａ及び第２ダンパ１６ｂは原則として「全開」もしくは「全閉」のみであるが、第３ダンパ１６ｃ及び第４ダンパ１６ｄは開度の調節が可能である。
【００１８】
［内調機］
内調機２０は、主にデシカント外調機１０で除湿されたエアを冷却して、室内に供給するためのものであり、第２冷却コイル２１及び第２給気ファン２２を有している。
デシカント外調機１０から近い順に第２冷却コイル２１、第２給気ファン２２の順に配置されるのが好ましいが、この順に配置されなくてもよい。
第２冷却コイル２１には、冷凍機４０が接続されている。第２冷却コイル２１は通過するエアの顕熱処理を主に行うものである。なお、第２冷却コイル２１に供給されるエアは、室内のエアの一部（還気）と、デシカント外調機１０から供給される低湿度のエアとが混合したものである。
第２給気ファン２２は、第２冷却コイル２１で冷却されたエアを室内に供給する。
【００１９】
［各計測器］
屋外には、温度計５１、第１湿度計５２等が設置され、第１冷却コイル１２の出口に絶対湿度を算出するための第２湿度計５３と図示しない温度計（又は露点計）が設置されている。
【００２０】
［制御装置］
制御装置３０は、温度計５１や、第１湿度計５２や、第２湿度計５３や、室内に設置された図示しない温度計、湿度計等から得られる情報を基に、第１ダンパ１６ａ〜第４ダンパ１６ｄの開閉及び開度を制御するものでありＰＬＣ(Programmable logic controller：プログラマブルロジックコントローラ)等である。
【００２１】
図２は、第１実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置の構成例を示す図である。適宜、図１を参照する。
制御装置３０は、メモリ３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０及び記憶装置３３０を有している。
メモリ３１０には、記憶装置３３０に格納されているプログラムが展開され、ＣＰＵ３２０によって実行されることで、処理部３１１、処理部３１１を構成する取得部３１２、算出部３１３、判定部３１４及びダンパ制御部３１５が具現化している。
取得部３１２は、温度計５１、第１湿度計５２、第２湿度計５３等から情報を取得する。
算出部３１３は、デシカント空調システム１の制御を行うために必要な各種値を算出する。
判定部３１４は、デシカント空調システム１の制御における各種判定を行う。
ダンパ制御部３１５は、判定部３１４の結果に応じて、第１ダンパ１６ａ〜第４ダンパ１６ｄの開閉及び開度を制御する。
【００２２】
［フローチャート］
図３は、第１実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置における経路制御の処理手順を示すフローチャートである。適宜、図１、図２を参照する。また、図４〜図７は第１実施形態に係るデシカント空調システムにおけるエアの経路を示す図である。なお、図４〜図７における各符号は図１と同様であるので、各要素の説明を省略する。
まず、制御装置３０の算出部３１３は、取得部３１２が温度計５１や、第１湿度計５２や、図示しない室内の温度計、湿度計から取得した情報を基に、外気のエンタルピ及び室内のエンタルピ（＝還気のエンタルピ）といった各種エンタルピを算出する（Ｓ１０１）。以下、外気のエンタルピを外気エンタルピと称し、室内のエンタルピ（＝還気のエンタルピ）を還気エンタルピと称する。
【００２３】
次に、制御装置３０の算出部３１３は、取得部３１２が温度計５１や、第１湿度計５２から得た湿度の情報と温度情報等から、外気の絶対湿度（外気絶対湿度）を算出する（Ｓ１０２）。以下、外気の絶対湿度を外気絶対湿度と称する。
【００２４】
続いて、制御装置３０の判定部３１４は、外気絶対湿度がデシカント外調機１０の出口に要求される絶対湿度（以下、要求絶対湿度と称する）より高いか否かを判定する（Ｓ１１１）。要求絶対湿度は予め手入力で制御装置３０に入力設定されている値である。
ステップＳ１１１で、外気絶対湿度が要求絶対湿度以下の場合（Ｓ１１１→Ｎｏ）、制御装置３０のダンパ制御部３１５は第１ダンパ１６ａ及び第３ダンパ１６ｃを閉じるとともに、第２ダンパ１６ｂ及び第４ダンパ１６ｄを開き（Ｓ１１２）、処理部３１１は処理を終了する。このとき、ダンパ制御部３１５は第３ダンパ１６ｃを全閉とし、第４ダンパ１６ｄを全開とする。これにより、エアは、図４における太線の矢印に示すように、第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→第２バイパス経路１７ｃの順に送られる。つまり、外気絶対湿度が、要求絶対湿度以下の場合、外気を除湿する必要がないので、エアは、全熱交換器１１及びデシカントロータ１３を介さない。なお、この場合の第１冷却コイル１２は、主にエアの温度を下げる役割を有する。
【００２５】
また、ステップＳ１１１で、外気絶対湿度が要求絶対湿度より高い場合（Ｓ１１１→Ｙｅｓ）、制御装置３０の判定部３１４は、外気エンタルピが還気エンタルピより低いか否かを判定する（Ｓ１２１）。
ステップＳ１２１で、外気エンタルピが還気エンタルピ以上の場合（Ｓ１２１→Ｎｏ）、制御装置３０のダンパ制御部３１５は第１ダンパ１６ａ及び第３ダンパ１６ｃを開くとともに、第２ダンパ１６ｂ及び第４ダンパ１６ｄを閉じ（Ｓ１２２）、処理部３１１は処理を終了する。このとき、ダンパ制御部３１５は第３ダンパ１６ｃを全開とし、第４ダンパ１６ｄを全閉とする。これにより、エアは、図５における太線の矢印に示すように、全熱交換器１１→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３の順に送られる。つまり、ステップＳ１２１で「Ｎｏ」の場合は、外気の絶対湿度及びエンタルピが高い状態であるので、制御装置３０は、全熱交換器１１、第１冷却コイル１２及びデシカントロータ１３を用いて十分な除湿を行う。
【００２６】
ステップＳ１２１で、外気エンタルピが還気エンタルピ以下の場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、制御装置３０の判定部３１４は、外気絶対湿度が定格運転時における第１冷却コイル１２の出口における絶対湿度（冷却コイル出口絶対湿度）より低いか否かを判定する（Ｓ１３１）。冷却コイル出口絶対湿度は、第１冷却コイル１２が定格運転を行っているときに第２湿度計５３から取得される値でもよいし、予め手入力で制御装置３０に入力設定されている値でもよい。ここで、第１冷却コイル１２の出口における絶対湿度が境界条件となっているのは、デシカントロータ１３の除湿能力を境界条件とするためである。言い換えれば、デシカントロータ１３の除湿能力を境界条件とするために、第１冷却コイル１２の出口における絶対湿度を境界条件としている。
【００２７】
ステップＳ１３１で、外気絶対湿度が冷却コイル出口絶対湿度以上の場合（Ｓ１３１→Ｎｏ）、制御装置３０のダンパ制御部３１５は第１ダンパ１６ａ及び第４ダンパ１６ｄを閉じ、第２ダンパ１６ｂ及び第３ダンパ１６ｃを開き（Ｓ１３２）、処理部３１１は処理を終了する。このとき、ダンパ制御部３１５は第３ダンパ１６ｃを全開とし、第４ダンパ１６ｄを全閉とする。これにより、エアは、図６における太線の矢印に示すように、第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３の順に送られる。つまり、ステップＳ１３１で「Ｎｏ」の場合は、制御装置３０は、全熱交換器１１を用いず、第１冷却コイル１２、デシカントロータ１３を用いて除湿を行う。
【００２８】
ステップＳ１３１で、外気絶対湿度が冷却コイル出口絶対湿度より低い場合（Ｓ１３１→Ｙｅｓ）、制御装置３０のダンパ制御部３１５は第１ダンパ１６ａを閉じ、第２ダンパ１６ｂを開き、第３ダンパ１６ｃ及び第４ダンパ１６ｄを所定の開度で開き（Ｓ１４１）、処理部３１１は処理を終了する。これにより、エアは図７における太線の矢印に示すように、第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３及び第２バイパス経路１７ｃの順に送られる。なお、デシカントロータ１３及び第２バイパス経路１７ｃを通過するエアの量は、第３ダンパ１６ｃ及び第４ダンパ１６ｄの開度に応じて所定の流量となる。
例えば、外気の絶対湿度が小さいほど（要求絶対湿度に近いほど）、ダンパ制御部３１５は第３ダンパ１６ｃの開度を小さくし、第４ダンパ１６ｄの開度を大きくする。逆に、外気の絶対湿度が大きいほど（冷却コイル出口絶対湿度に近いほど）、ダンパ制御部３１５は第３ダンパ１６ｃの開度を大きくし、第４ダンパ１６ｄの開度を小さくする。
【００２９】
以降、エアは、デシカント外調機１０の出口において、室内からの還気と混合された後、第２冷却コイル２１にて顕熱処理されることで温度を下げられ、第２給気ファン２２によって室内へ供給される。
【００３０】
次に、空気線図を参照して、本実施形態に係るデシカント空調システム１の動作を説明する。
［空気線図］
図８は、空気線図における本実施形態のデシカント空調システムにおける外気の状態による領域の分割を示す図である。
図８における各軸、各線は一般的な空気線図に準じるため説明を省略する。なお、図１０の空気線図における横軸の「温度」は「乾球温度」である。
図８に示すように、空気状態は線Ｌ１〜Ｌ３によって、領域８０１〜８０４に分けられる。
線Ｌ１は、管理者が予め設定しておく絶対湿度を示す線である。
点８１１は、還気の状態を示す点であり、点８１１を含む線Ｌ２は、還気との等エンタルピを示す線である。
また、線Ｌ３は定格運転時における第１冷却コイル１２の出口における絶対湿度を示す線である。
【００３１】
そして、絶対湿度が線Ｌ１で示される絶対湿度以下の領域を領域８０１と称する。
また、絶対湿度が線Ｌ１で示される絶対湿度より高く、かつ、エンタルピが線Ｌ２で示されるエンタルピより高い領域を領域８０２と称する。
続いて、エンタルピが線Ｌ２で示されるエンタルピ以下であり、かつ、絶対湿度が線Ｌ３で示される絶対湿度より高い領域を領域８０３と称する。
さらに、エンタルピが線Ｌ２で示されるエンタルピ以下であるとともに、絶対湿度がＬ３で示される絶対湿度以下であり、かつ、線Ｌ１で示される絶対湿度より高い領域を領域８０４と称する。
【００３２】
［遷移図］
以下、図９〜図１２を参照して、外気の状態が図８に示される各領域８０１〜８０４であった場合において、本実施形態に係るデシカント空調システム１におけるエアの状態の遷移を説明する。
なお、図９〜図１２における空気線図、領域８０１〜８０４及び線Ｌ１〜Ｌ３は図８に示すものと同一であるので、ここでの説明を省略する。
【００３３】
（外気が領域８０１の状態である場合）
図９は、外気の状態が領域８０１に示す領域にある場合を示す状態遷移図であり、図３のステップＳ１１１で「Ｎｏ」が判定された場合に相当する。
つまり、外気が点９０１で示される状態であったとすると、図４における太線の矢印に示されるように、エアは第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→第２バイパス経路１７ｃの順に送られる。まず、エアは、第１冷却コイル１２において、温度を下げられるため点９０１から点９０２の状態に遷移する。なお、この場合、第１冷却コイル１２では、顕熱処理のみが行われる。
【００３４】
そして、デシカント外調機１０の出口において、エアは、点９０３の状態（図８の点８１１と同じ状態）にある還気と混合して点９０４の状態となり、さらに、内調機２０における第２冷却コイル２１によって温度を下げられ点９０５の状態となって、室内に給気される。すなわち、第２冷却コイル２１では顕熱処理のみが行われる。
【００３５】
領域８０１のように、エンタルピ及び絶対湿度が十分低い場合において、除湿を行う必要がない。このような場合、本実施形態に係るデシカント空調システム１は、全熱交換器１１及びデシカントロータ１３を使用しないことにより、圧力損失が低くなり無駄なエネルギロスをなくすことができる。
【００３６】
（外気が領域８０２の状態である場合）
図１０は、外気の状態が領域８０２に示す領域にある場合を示す状態遷移図であり、図３のステップＳ１２１で「Ｎｏ」が判定された場合に相当する。
つまり、外気が点１００１で示される状態であったとすると、図５における太線の矢印に示されるように、エアは全熱交換器１１→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３の順に送られる。
まず、エアは、全熱交換器１１によって温度及び絶対湿度を下げられ、点１００２の状態に遷移する。さらに、エアは第１冷却コイル１２によって、温度及び絶対湿度をさらに下げられ、点１００３の状態に遷移する。
【００３７】
次に、エアはデシカントロータ１３を通過することで、絶対湿度がさらに下げられ、点１００４の状態に遷移する。なお、デシカントロータ１３で潜熱処理される際に、凝縮熱が放出されるため、デシカントロータ１３通過後の点１００４の温度は、点１００３の温度より高くなっている。
【００３８】
そして、デシカント外調機１０の出口において、エアは、点１００５の状態（図８の点８１１と同じ状態）にある還気と混合して点１００６の状態となり、さらに、内調機２０における第２冷却コイル２１によって温度を下げられ点１００７の状態となって、室内に給気される。すなわち、第２冷却コイル２１では顕熱処理のみが行われる。
【００３９】
このように、本実施形態に係るデシカント空調システム１は、外気のエンタルピ及び絶対湿度が十分高い場合、全熱交換器１１、冷却コイル１２及びデシカントロータ１３による除湿を行う。このようにすることで、デシカント空調システム１は、第１冷却コイル１２の温度を必要以上に下げることがなくなるため、通常の冷却除湿のみの場合に比べて冷水温度を高く設定できるので冷凍機４０のＣＯＰ（Coefficient Of Performance；成績係数）を向上させることができる。
【００４０】
（外気が領域８０３の状態である場合）
図１１は、外気の状態が領域８０３に示す領域にある場合を示す状態遷移図であり、図３のステップＳ１３１で「Ｎｏ」が判定された場合に相当する。
つまり、外気が点１１０１で示される状態であったとすると、図６における太線の矢印に示されるように、エアは第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３の順に送られる。
まず、エアは、第１冷却コイル１２によって、温度及び絶対湿度を下げられ、点１１０２の状態に遷移する。
【００４１】
次に、エアはデシカントロータ１３を通過することで、絶対湿度がさらに下げられ、点１１０３の状態に遷移する。なお、デシカントロータ１３で潜熱処理される際に、凝縮熱が放出されるため、デシカントロータ１３通過後の点１１０３の温度は、点１１０２の温度より高くなっている。
【００４２】
そして、デシカント外調機１０の出口において、エアは、点１１０４の状態（図８の点８１１と同じ状態）にある還気と混合して点１１０５の状態となり、さらに、内調機２０における第２冷却コイル２１によって温度を下げられ点１１０６の状態となって、室内に給気される。すなわち、第２冷却コイル２１では顕熱処理のみが行われる。
【００４３】
外気が領域８０３の状態である場合、室内側のエンタルピが外気のエンタルピより高い状態である。従って、全熱交換器１１によってエンタルピを交換してしまうと、エアのエンタルピが上昇してしまい、本来必要のないエンタルピの下降処理が必要となってしまう。図６に示すように、全熱交換器１１をエアが介さないことで、不要なエンタルピの下降を避けることができ、デシカント空調システム１の効率を向上させることができる。
【００４４】
（外気が領域８０４の状態である場合）
図１２は、外気の状態が領域８０４に示す領域にある場合を示す状態遷移図であり、図３のステップＳ１３１で「Ｙｅｓ」が判定された場合に相当する。
つまり、外気が点１２０１で示される状態であったとすると、図７における太線の矢印に示されるように、エアは第１バイパス経路１７ｂ→第１冷却コイル１２→デシカントロータ１３及び第２バイパス経路１７ｃの順に送られる。なお、前記したように、エアの一部はデシカントロータ１３を通過し、残りは第２バイパス経路１７ｃを通過する。
【００４５】
まず、エアは、第１冷却コイル１２によって、温度を下げられ、点１２０２の状態に遷移する。なお、第１冷却コイル１２では、顕熱処理のみが行われる。
【００４６】
次に、エアの一部はデシカントロータ１３を通過することで、絶対湿度がさらに下げられ、点１２０３の状態に遷移する。なお、デシカントロータ１３で潜熱処理される際に、凝縮熱が放出されるため、デシカントロータ１３通過後の点１２０３の温度は、点１２０２の温度より高くなっている。
そして、デシカントロータ１３を通過したエア（点１２０３）は、第２バイパス経路１７ｃを通過したエア（状態は点１２０２のまま）と混合することで、点１２０４の状態となる。
【００４７】
続いて、デシカント外調機１０の出口において、エアは、点１２０５の状態（図８の点８１１と同じ状態）にある還気と混合して点１２０６の状態となり、さらに、内調機２０における第２冷却コイル２１によって温度を下げられ点１２０７の状態となって、室内に給気される。すなわち、第２冷却コイル２１では顕熱処理のみが行われる。
【００４８】
外気が領域８０４の状態である場合、外気の絶対湿度は比較的低い状態である。このような場合、すべてのエアをデシカントロータ１３に通過させてしまうと、必要以上にエアが低湿度となってしまう可能性がある。本実施形態によれば、すべてのエアをデシカントロータ１３に通過させないことにより、必要以上の除湿を避けることができ、かつ圧力損失が下げられ、エネルギ的に効率的な運転が可能となる。
【００４９】
［第１実施形態のまとめ］
第１実施形態に係るデシカント空調システム１における制御装置３０は、外気のエンタルピ及び絶対湿度の状態に応じて、メイン経路１７ａ、第１バイパス経路１７ｂ及び第２バイパス経路１７ｃを通過するエアの制御を行う。このようにすることで、外気のエンタルピ及び湿度に応じた、効率的なデシカント空調システム１の制御が可能となる。
【００５０】
また、本実施形態に係るデシカント空調システム１の制御装置３０は、外気の絶対湿度がデシカント外調機１０の出口（すなわち、デシカントロータ１３の出口）に要求される絶対湿度より低い場合、エアが全熱交換器及びデシカントロータ１３を迂回するよう第１の切替器（第１ダンパ１６ａ、第２ダンパ１６ｂ）及び第２の切替器（第３ダンパ１６ｃ、第４ダンパ１６ｄ）を制御する。外気がこのような状態であると、エンタルピ及び絶対湿度が十分低い状態であるので、除湿を行う必要がない。従って、外気がこのような状態であるときに、制御装置３０が全熱交換器１１及びデシカントロータ１３を使用しないよう制御することにより、無駄なエネルギロスをなくすことができる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係るデシカント空調システム１の制御装置３０は、外気の絶対湿度がデシカント外調機１０の出口（すなわち、デシカントロータ１３の出口）に要求される絶対湿度より高く、外気のエンタルピが還気のエンタルピより高い場合、エアが全熱交換器及びデシカントロータを通過するよう第１の切替器（第１ダンパ１６ａ、第２ダンパ１６ｂ）及び第２の切替器（第３ダンパ１６ｃ、第４ダンパ１６ｄ）を制御する。外気がこのような状態であると、エンタルピ及び絶対湿度が高い状態であるので、十分な除湿を行う必要がある。従って、外気がこのような状態であるときに、制御装置３０が全熱交換器１１及びデシカントロータ１３による除湿を行うことで、第１冷却コイル１２の温度を必要以上に下げることがなくなる。従って、第１冷却コイル１２を冷却している冷凍機４０のＣＯＰを向上させることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るデシカント空調システム１の制御装置３０は、外気の絶対湿度がデシカント外調機１０の出口（すなわち、デシカントロータ１３の出口）に要求される絶対湿度より高く、外気のエンタルピが還気のエンタルピより低く、外気の絶対湿度が定格運転時における第１冷却コイル１２の出口の絶対湿度より高い場合、エアが全熱交換器を迂回し、デシカントロータを通過するよう第１の切替器（第１ダンパ１６ａ、第２ダンパ１６ｂ）及び第２の切替器（第３ダンパ１６ｃ、第４ダンパ１６ｄ）を制御する。外気がこのような状態である場合、室内側のエンタルピが外気のエンタルピより高い状態である。従って、全熱交換器１１によってエンタルピを交換してしまうと、エアのエンタルピが上昇してしまい、本来必要のないエンタルピの下降処理が必要となってしまう。本実施形態では、外気がこのような状態である場合、全熱交換器をエアが迂回するようにすることで、不要なエンタルピの下降を避けることができ、デシカント空調システム１の効率を向上させることができる。
【００５３】
そして、本実施形態に係るデシカント空調システム１の制御装置３０は、外気の絶対湿度がデシカント外調機１０の出口（すなわち、デシカントロータ１３の出口）に要求される絶対湿度より高く、外気のエンタルピが還気のエンタルピより低く、外気の絶対湿度が定格運転時における第１冷却コイル１２の出口の絶対湿度より低い場合、エアが全熱交換器を迂回し、エアの一部がデシカントロータを通過するよう第１の切替器（第１ダンパ１６ａ、第２ダンパ１６ｂ）及び第２の切替器（第３ダンパ１６ｃ、第４ダンパ１６ｄ）を制御する。外気がこのような状態である場合、外気の絶対湿度は比較的低い状態である。このような場合、すべてのエアをデシカントロータ１３に通過させてしまうと、必要以上にエアが低湿度となってしまう可能性がある。本実施形態では、外気がこのような状態である場合、すべてのエアをデシカントロータ１３に通過させないことにより、必要以上の除湿を避けることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態に係るデシカント空調システム１の制御装置３０は、外気の絶対湿度がデシカント外調機１０の出口（すなわち、デシカントロータ１３の出口）に要求される絶対湿度より高く、外気のエンタルピが還気のエンタルピより低く、外気の絶対湿度が定格運転時における第１冷却コイル１２の出口の絶対湿度より低い場合、外気の絶対湿度が高いほど、デシカントロータを通過するエアの量が増加するよう、第１の切替器及び第２の切替器を制御する。また、制御装置３０は、外気の絶対湿度が低いほど、第２バイパス径路を通過するエアの量が増加するよう、第１の切替器及び第２の切替器を制御する。このようにすることで、本実施形態に係るデシカント空調システム１は必要以上の除湿を避けることを可能としつつ、好ましい状態の除湿を行うことができる。
【００５５】
なお、第１実施形態では、エンタルピと絶対湿度とで、外気の状態を領域８０１〜８０４で分けて制御しているが、これらの領域を温度（乾球温度）や、相対湿度でさらに分割されてもよい。このようにすることで、より細かい気象条件に応じることができる。
【００５６】
《第２実施形態》
［デシカント空調システム］
図１３は、第２実施形態に係るデシカント空調システムの構成例を示す図である。
なお、図１３において、図１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態に係るデシカント空調システム１ａにおいて、第１実施形態に係るデシカント空調システム１と異なる点は以下の通りである。すなわち、制御装置３０ａが、室内状態値７１を基に、第１給気ファン１４、第２給気ファン２２、排気ファン１５におけるインバータ６１〜６３を制御することで、第１給気ファン１４、第２給気ファン２２、排気ファン１５の回転速度を制御することである。
【００５７】
［制御装置］
図１４は、第２実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置の構成例を示す図である。
図１４に示す制御装置３０ａが、図２に示す制御装置３０と異なる点は、処理部３１１ａが室内状態値７１を基に第１給気ファン１４、第２給気ファン２２、排気ファン１５におけるインバータ６１〜６３を制御するインバータ制御部３１６を有する点である。このインバータ制御部３１６は、記憶装置３３０に格納されているプログラムがメモリ３１０に展開され、ＣＰＵ３２０によって実行されることで具現化する。
【００５８】
［フローチャート］
図１５は、第２実施形態に係るデシカント空調システムの制御装置における風量制御の処理手順を示すフローチャートである。適宜、図１３、図１４を参照する。
制御装置３０ａの取得部３１２は、室内状態値７１を取得し（Ｓ２０１）、必要に応じて、算出部３１３が取得した室内状態値７１を基に室内条件値を算出する（Ｓ２０２）。例えば、室内状態値７１とは、室内で稼動しているコンピュータの台数等であり、また、室内条件値とは、稼動しているコンピュータの台数に基づいて算出される室内の人数等である。
【００５９】
次に、制御装置３０ａの算出部３１３は室内条件値における人数と、予め設定されている定数値である「一人当たりの必要外気取入量（ｍ３／（ｈ・人）」とを乗算することにより、外気取入量を算出する（Ｓ２０３）。
【００６０】
続いて、制御装置３０ａの算出部３１３は、室内にいる人により発生する１人あたりの顕熱負荷（Ｗ／人）と、室内の人数の積である人発生顕熱負荷量（Ｗ）を算出する。さらに、算出部３１３は、照明・コンセント等による単位床面積当たりの顕熱負荷（Ｗ／ｍ２）と、床面積との積である機器発生顕熱負荷量（Ｗ）を算出する。なお、１人あたりの顕熱負荷及び単位床面積当たりの顕熱負荷は、予め設定されている定数値である。
そして、制御装置３０ａの算出部３１３は、人発生顕熱負荷と、機器発生顕熱負荷とを加算することによりデシカント空調システム１ａが処理すべき顕熱負荷量（Ｗ）を算出する（Ｓ２０４）。ここで、処理すべき顕熱負荷量は、室内の温度を設定温度に保つため、顕熱処理すべき室内において発生する熱量である。
【００６１】
続いて、制御装置３０ａの算出部３１３はステップＳ２０４で算出された処理すべき顕熱負荷量を基に、以下の式（１）により給気風量を算出する（Ｓ２０５）。
【００６２】
給気風量＝３６００×ｑ／（Ｃｐ×ρ×Δｔ）・・・（１）
【００６３】
なお、式（１）において、「３６００」は秒から時間への単位換算（ｓ／ｈ）である。また、「ｑ」はステップＳ２０４で算出された処理すべき顕熱負荷処理量（Ｗ＝Ｊ／ｓ）である。さらに、「Ｃｐ」は定圧比熱（≒１００６Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））であり、「ρ」は空気密度（≒１．２ｋｇ／ｍ３）であり、「Δｔ」は給気吹出温度と室内温度との差（℃）である。
【００６４】
制御装置３０ａのインバータ制御部３１６は、算出した給気風量に基づいて、第１給気ファン１４、第２給気ファン２２及び排気ファン１５におけるインバータ６１〜６３を制御する（Ｓ２０６）。ここで、インバータ制御部３１６は、ステップＳ２０３で算出された外気取入量を基に、第１給気ファン１４を駆動するインバータ６１を制御する。また、インバータ制御部３１６は、ステップＳ２０５で算出された給気風量を基に、第２給気ファン２２を駆動するインバータ６３を制御する。また、インバータ制御部３１６は、ステップＳ２０３で算出された外気取入量を基に、排気ファン１５を駆動するインバータ６２を制御する。
【００６５】
図１６に、室内の潜熱負荷が大きい場合の室内の人数と、外気風量、給気風量、還気風量の関係の一例を示す。図１６において、横軸は室内の人数を示し、縦軸は風量を示している。符号１６０１が外気風量（＝外気取入量）を示す線であり、第１給気ファン１４の風量である。また、符号１６０２が給気風量を示す線であり、第２給気ファン２２の風量である。そして、符号１６０３が還気風量を示す線である。また、各プロットはシミュレーションによる計算値である。なお、図１６において、外気風量の単位は「ｍ／ｈ」に換算してある。また、図１６では、室内のコンピュータ等の機器による発熱の影響は考慮していない。
さらに、線１６１１はデシカント空調システム１ａの設計時に設定した人数である。
【００６６】
図１６に示すように、室内の人数が減少すると、室内における潜熱負荷が減少するため、外気取入量（＝外気風量：線１６０１）が減少し、また室内における顕熱負荷が減少するため、給気風量（線１６０２）も減少する。
【００６７】
また、室内の人数が増加すると、室内における潜熱負荷、顕熱負荷共に増加するため、外気取入量（線１６０１）は増加し、それに伴い給気風量（線１６０２）も増加する。
【００６８】
なお、室内の顕熱負荷が大きい図１６に示すような場合には、人数の増加に伴う給気風量の増加量は、外気風量の増加量よりも緩やかになる。
従って、給気風量（線１６０２）と、外気風量（線１６０１）との差である還気風量（線１６０３）は、室内の人数が増えるに従って減少していく。
【００６９】
［まとめ］
第２実施形態のデシカント空調システム１ａは、室内の状態に応じて第２給気ファン２２を動作させることができる。このようにすることで、デシカント空調システム１ａにおいても、室内の状態に応じて効率的に動作させることが可能となる。
さらに、式（１）に示す式を用いて給気風量を決定することによって、より正確に適切な給気風量を決定することが可能となる。
そして、室内の条件として室内の顕熱及び潜熱の負荷量が推定できるもの、例えば、室内における人数を用いることで、室内の人数に応じた適切なデシカント空調システム１ａの動作が可能となる。
【００７０】
なお、第２実施形態では、室内の人数や、機器の発熱量を基に第２給気ファン２２の給気風量を算出しているが、これに限らず、湿度等を考慮して算出してもよい。
室内の人数の算出方法は、床に設置された重量計等によって算出されてもよい。また、個人が使用するコンピュータと、該個人の体重等を対応付けたデータを制御装置３０ａが保持していてもよい。そして、制御装置３０ａの算出部３１３は、電源が入っているコンピュータと、そのコンピュータを使用している人の体重等から、該人の発熱量を算出し、この発熱量を基にデシカント空調システム１ａが処理すべき顕熱負荷量を算出してもよい。
【００７１】
あるいは、室内に設置された温度計によって測定された室内の温度を基に、制御装置３０ａの算出部３１３がデシカント空調システム１ａで処理すべき顕熱負荷量を算出してもよい。
これらのようにすることで、室内の状態に応じた制御を、より精度を高くして行うことができる。
【００７２】
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７３】
また、前記した各構成、機能、各部３１１〜３１６、記憶部３３０等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、図２、図１４に示すように、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ３２０等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、フラッシュメモリ等の記憶装置３３０に格納すること以外に、ＨＤ（Hard Disk）や、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体に格納することができる。
また、各実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
【符号の説明】
【００７４】
１，１ａ  デシカント空調システム
１０    デシカント外調機
１１    全熱交換器
１２    第１冷却コイル（冷却器）
１３    デシカントロータ
１４    第１給気ファン
１５    排気ファン
１６ａ  第１ダンパ（第１の切替器）
１６ｂ  第２ダンパ（第１の切替器）
１６ｃ  第３ダンパ（第２の切替器）
１６ｄ  第４ダンパ（第２の切替器）
１７ａ  メイン経路
１７ｂ  第１バイパス経路
１７ｃ  第２バイパス経路
２０    内調機
２１    第２冷却コイル
２２    第２給気ファン
３０，３０ａ  制御装置（制御手段）
６１〜６３  インバータ
７１    室内状態値
３１１，３１１ａ  処理部
３１２  取得部
３１３  算出部
３１４  判定部
３１５  ダンパ制御部
３１６  インバータ制御部
８０１〜８０４  領域
【図１】
2015148413.tif 000003
【図２】
2015148413.tif 000004
【図３】
2015148413.tif 000005
【図４】
2015148413.tif 000006
【図５】
2015148413.tif 000007
【図６】
2015148413.tif 000008
【図７】
2015148413.tif 000009
【図８】
2015148413.tif 000010
【図９】
2015148413.tif 000011
【図１０】
2015148413.tif 000012
【図１１】
2015148413.tif 000013
【図１２】
2015148413.tif 000014
【図１３】
2015148413.tif 000015
【図１４】
2015148413.tif 000016
【図１５】
2015148413.tif 000017
【図１６】
2015148413.tif 000018