(57)【要約】【課題】運転コストを低減できる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、室内側空間２２Ａと室外側空間２２Ｂとの間で熱交換を行う熱交換器２４を備える空調機２０と、室内側空間２２Ａに連通する混合チャンバ３０と、室外側空間２２Ｂに連通する換気チャンバ４０と、サーバ室１０から混合チャンバ３０に至る第１還気ダクト６０と、外部から除塵フィルタ５１を通して混合チャンバ３０に至る吸込口３４および外気取入れチャンバ５０と、室内側空間２２Ａからサーバ室１０に至る吹出口２５と、サーバ室１０から室内側空間２２Ａに至る第２還気ダクト６１と、外部から換気チャンバ４０に至る吸込口３３と、室外側空間２２Ｂから外部に至る第２排気ダクト６３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室の空調を行う空調システムであって、
室内側空間、室外側空間、および、前記室内側空間と前記室外側空間との間で熱交換を行う熱交換器を備える空調機と、
前記室内側空間に連通する混合チャンバと、
前記室外側空間に連通する換気チャンバと、
前記室から前記混合チャンバに至る第１還気流路と、
外部からフィルタを通して前記混合チャンバに至る第１給気流路と、
前記室内側空間から前記室に至る吹出し流路と、
前記室から前記室内側空間に至る第２還気流路と、
外部から前記換気チャンバに至る第２給気流路と、
前記室外側空間から外部に至る排気流路と、を備えることを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記第１還気流路は、前記室から、前記換気チャンバを通って、前記混合チャンバに至り、
前記第２給気流路は、外部から、前記混合チャンバを通って、前記換気チャンバに至ることを特徴とする請求項１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、室の空調を行う空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、多数のサーバを収容するデータセンタのような建物では、サーバによる発熱量が大きいので、年間を通して冷房を行う必要がある。
そこで、外気を直接室内に導入する直接外気冷房型の空調システムが提案されている。この直接外気冷房型の空調システムによれば、外気の温湿度条件が良好な場合には、熱源装置を駆動する必要がないので、運転コストを削減できる。
【０００３】
しかしながら、実際には、直接外気冷房が可能な期間は短くなっている。その理由は、日本では湿度が高い時間帯が多く、湿気を含む外気を室内に導入すると、室内の空調空気として要求される温度や湿度を満たさなくなるからである。
【０００４】
この問題を解決するため、例えば、外気を取り入れて、この取り入れた外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房型の空調システムが提案されている（特許文献１参照）。
このような空調システムによれば、塵埃、塩分、湿気などを含む外気が室内に流入しないので、室内空気の汚染や湿度の上昇を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１１７７３７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、以上の空調システムでは、熱交換器により間接的に熱交換を行うが、熱交換器の熱交換効率は１００％ではない。したがって、外気の冷熱利用にロスが生じてしまう。
【０００７】
本発明は、空調空気に要求される温度や湿度を満たしつつ、運転コストを低減できる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】
請求項１に記載の空調システム（例えば、後述の空調システム１）は、室（例えば、後述のサーバ室１０）の空調を行う空調システムであって、室内側空間（例えば、後述の室内側空間２２Ａ）、室外側空間（例えば、後述の室外側空間２２Ｂ）、および、前記室内側空間と前記室外側空間との間で熱交換を行う熱交換器（例えば、後述の熱交換器２４）を備える空調機（例えば、後述の空調機２０）と、前記室内側空間に連通する混合チャンバ（例えば、後述の混合チャンバ３０）と、前記室外側空間に連通する換気チャンバ（例えば、後述の換気チャンバ４０）と、前記室から前記混合チャンバに至る第１還気流路（例えば、後述の第１還気ダクト６０、換気チャンバ４０）と、外部からフィルタ（例えば、後述の除塵フィルタ５１）を通して前記混合チャンバに至る第１給気流路（例えば、後述の吸込口３４、外気取入れチャンバ５０）と、前記室内側空間から前記室に至る吹出し流路（例えば、後述の吹出口２５）と、前記室から前記室内側空間に至る第２還気流路（例えば、後述の第１還気ダクト６０、第２還気ダクト６１）と、外部から前記換気チャンバに至る第２給気流路（例えば、後述の吸込口３３、混合チャンバ３０）と、前記室外側空間から外部に至る排気流路（例えば、後述の第２排気ダクト６３）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の空調システムは、前記第１還気流路は、前記室から、前記換気チャンバを通って、前記混合チャンバに至り、前記第２給気流路は、外部から、前記混合チャンバを通って、前記換気チャンバに至ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温度や湿度などの外気条件に応じて、外気を室内空気に混合して空調する直接外気冷房運転と、外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房運転とを切り替えることができる。
例えば、外気の温度が室内空気の温度よりも低くかつ十分に低湿度であり、室内空気の温度を低下させたい場合には、直接外気冷房運転を行う。例えば、直接外気冷房が可能な外気条件は、気温が１０℃以上２６℃以下、絶対湿度が０．００６ｋｇ／ｋｇＤＡ以上０．０１５ｋｇ／ｋｇＤＡ以下である。
一方、外気の温度や湿度が高い場合には、間接外気冷房運転を行う。
【００１１】
直接外気冷房運転を行う場合、室内の空気を吸い込んで第１還気流路を通して混合チャンバに取り入れるとともに、第１給気流路を通して外部の空気を混合チャンバに取り入れる。そして、混合チャンバにて、室内の空気と外部の空気とを混合し、混合チャンバ、室内側空間、および吹出し流路を通して、この混合して空調した空気を室内に吹き出す。
【００１２】
一方、間接外気冷房運転を行う場合には、室内の空気を吸い込んで第２還気流路を通して室内側空間に取り入れるとともに、第２給気流路を通して外部の空気を室外側空間に取り入れる。そして、室内側空間と室外側空間とで熱交換して、室内側空間の空気を空調し、吹出し流路を通してこの空調した空気を室内に吹き出す。一方、室外側空間の空気は、排気流路を通して、外部に排出する。
【００１３】
このように、直接外気冷房運転を行った場合には、熱交換器を介さないので、冷房運転にかかる電力消費を抑えることができる。一方、間接外気冷房運転を行った場合には、外気の冷熱のみを利用し、外気を室内に導入しないので、室内空気の空気質や湿度への影響を防止できる。
したがって、外気条件に応じて、直接外気冷房運転と間接外気冷房運転とを切り替えることで、外気の冷熱を最大限利用して、空調空気に要求される温度や湿度を満たしつつ、運転コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る空調システムの構成を示す模式図である。
【図２】前記実施形態に係る空調システムの直接外気冷房運転における動作を示す模式図である。
【図３】前記実施形態に係る空調システムの間接外気冷房運転における動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る空調システム１の構成を示す模式図である。
空調システム１は、サーバが収容されたサーバ室１０を空調するものである。
空調システム１は、空調機２０と、混合チャンバ３０と、換気チャンバ４０と、外気取入れチャンバ５０と、ダクト６０、６１、６２、６３と、を備える。
【００１６】
空調機２０は、箱状の筐体２１と、この筐体２１を室内側空間２２Ａと室外側空間２２Ｂとに仕切る仕切板２３と、室内側空間２２Ａと室外側空間２２Ｂとの間で熱交換を行う熱交換器２４と、を備える。
空調機２０には、室内側空間２２Ａからサーバ室１０に至る吹出口２５が設けられている。
【００１７】
混合チャンバ３０は、箱状であり、空調機２０の室内側空間２２Ａに連通している。混合チャンバ３０と空調機２０の室内側空間２２Ａとの間には、開閉弁３１が設けられている。
【００１８】
また、混合チャンバ３０には、吸込口３３、３４が設けられている。このうち、吸込口３３は、外部に面しており、開閉弁３５が設けられている。一方、吸込口３４は、外気取入れチャンバ５０に面しており、開閉弁３６が設けられている。
【００１９】
換気チャンバ４０は、箱状であり、空調機２０の室外側空間２２Ｂに連通している。混合チャンバ３０と換気チャンバ４０とは、当接して設けられており、これら混合チャンバ３０と換気チャンバ４０との間には、開閉弁４１が設けられている。
【００２０】
外気取入れチャンバ５０は、混合チャンバ３０の吸込口３４に連通しており、除塵フィルタ５１が設けられている。
【００２１】
ダクト６０〜６３は、サーバ室１０から換気チャンバ４０に至る第１還気ダクト６０と、この第１還気ダクト６０から分岐して空調機２０の室内側空間２２Ａに至る第２還気ダクト６１と、第１還気ダクト６０から分岐して外部に至る第１排気ダクト６２と、室外側空間２２Ｂから外部に至る第２排気ダクト６３と、を備える。
【００２２】
第１還気ダクト６０の換気チャンバ４０との接続部分には、開閉弁６４が設けられている。
第２還気ダクト６１の空調機２０との接続部分には、開閉弁６５が設けられている。
第２排気ダクト６３の空調機２０との接続部分には、開閉弁６６が設けられている。
第１排気ダクト６２には、送風機６７が設けられている。
【００２３】
以上の空調システム１は、温度や湿度などの外気条件に応じて、直接外気冷房運転または間接外気冷房運転を選択する。
空調システム１は、直接外気冷房運転を行う場合、開閉弁３１、３６、４１、６４を開放し、開閉弁３５、６５、６６を閉鎖して、送風機６７を駆動する。
【００２４】
すると、図２に示すように、サーバ室１０内の空気は、第１還気ダクト６０に吸引され、一部の空気は、換気チャンバ４０を通って、混合チャンバ３０に取り入れられる。一方、残りの空気は、第１排気ダクト６２を通って外部に排出される。
また、外部の空気は、外気取入れチャンバ５０から取り入れられて、除塵フィルタ５１により粉塵が除去される。そして、この外気取入れチャンバ５０内の空気は、吸込口３４を通って、混合チャンバ３０に流入する。そして、混合チャンバ３０にて、室内の空気と外部の空気とは混合して空調され、この空調された空気は、室内側空間２２Ａおよび吹出口２５を通って、サーバ室１０内に吹き出される。
【００２５】
また、空調システム１は、間接外気冷房運転を行う場合、開閉弁３５、４１、６５、６６を開放し、開閉弁３１、３６、６４を閉鎖して、送風機６７および熱交換器２４を駆動する。
【００２６】
すると、図３に示すように、サーバ室１０内の空気は、第１還気ダクト６０に吸引され、一部の空気は、第２還気ダクト６１を通って、室内側空間２２Ａに取り入れられる。一方、残りの空気は、第１排気ダクト６２を通って外部に排出される。
また、外部の空気は、吸込口３３および混合チャンバ３０を通って、換気チャンバ４０に取り入れられて、室外側空間２２Ｂに流入する。
そして、熱交換器２４により、室内側空間２２Ａの空気と室外側空間２２Ｂの空気とで熱交換して、室内側空間２２Ａの空気を空調する。
この空調した室内側空間２２Ａの空気は、吹出口２５通ってサーバ室１０内に吹き出される。一方、室外側空間２２Ｂの空気は、第２排気ダクト６３を通って、外部に排出される。
【００２７】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）温度や湿度などの外気条件に応じて、外気を室内空気に混合して空調する直接外気冷房運転と、外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房運転とを切り替える。
例えば、外気の温度が室内空気の温度よりも低くかつ十分に低湿度であり、室内空気の温度を低下させたい場合には、直接外気冷房運転を行う。一方、外気の温度や湿度が高い場合には、間接外気冷房運転を行う。
【００２８】
直接外気冷房運転を行った場合には、熱交換器２４を介さないので、冷房運転にかかる電力消費を抑えることができる。一方、間接外気冷房運転を行った場合には、外気の冷熱のみを利用し、外気を室内に導入しないので、室内空気の空気質や湿度への影響を防止できる。
したがって、外気条件に応じて、直接外気冷房運転と間接外気冷房運転とを切り替えることで、外気の冷熱を最大限利用して、冷房運転コストを低減できる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１…空調システム
１０…サーバ室
２０…空調機
２１…筐体
２２Ａ…室内側空間
２２Ｂ…室外側空間
２３…仕切板
２４…熱交換器
２５…吹出口（吹出し流路）
３０…混合チャンバ
３１…開閉弁
３３…吸込口（第２給気流路）
３４…吸込口（第１給気流路）
３５…開閉弁
３６…開閉弁
４０…換気チャンバ
４１…開閉弁
５０…外気取入れチャンバ（第１給気流路）
５１…除塵フィルタ
６０…第１還気ダクト（第１還気流路、第２還気流路）
６１…第２還気ダクト（第２還気流路）
６２…第１排気ダクト
６３…第２排気ダクト（排気流路）
６４…開閉弁
６５…開閉弁
６６…開閉弁
６７…送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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