(57)【要約】【課題】  簡単な構成で温度や湿度の制御が容易な空調システムを提供する。【解決手段】  外気又は還気を取込で給気する第１空気通路と第２空気通路とを設け、第１空気通路に第１コイルを第２空気通路に第２コイルをそれぞれ配置し、該第１コイルには制御装置によって低温冷水の水量を制御可能に供給して第１空気通路の空気を冷房し、該第１コイルから排出された中温冷水を第２コイルに供給して空気を冷房して排水するとともに、第２コイルに供給する前記中温冷水には制御装置によって前記低温冷水の水量を制御可能に混合して第２空気通路の空気を冷房し、更に、冷房された第１空気通路と第２空調通路との空気を混合して給気した空調システム。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気又は還気を取込で給気する第１空気通路と第２空気通路とを設け、
第１空気通路に第１コイルを第２空気通路に第２コイルをそれぞれ配置し、
該第１コイルには制御装置によって低温冷水の水量を制御可能に供給して第１空気通路の空気を冷房し、
該第１コイルから排出された中温冷水を第２コイルに供給して空気を冷房して排水するとともに、第２コイルに供給する前記中温冷水には制御装置によって前記低温冷水の水量を制御可能に混合して第２空気通路の空気を冷房し、
更に、冷房された第１空気通路と第２空調通路との空気を混合して給気したことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
前記第２空気通路の導入される外気又は還気の１部をバイパス通路及び調整装置によって調整可能に前記第１空気通路の導入される外気又は還気に混合することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
少なくとも、前記第１コイルの制御装置又は第２コイルの制御装置は、二方弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記第１コイルの制御装置と第２コイルの制御装置と１つの三方弁としたことを特徴とする請求項１又は請求項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、空気を調和する空調システムに関し、特に、主に温度や湿度の制御が容易な空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の単１コイルによる減湿冷却の空調システムでは、湿分を満足させる場合は冷えすぎ、顕熱のみ満足させた場合は、湿分処理が行えず不快であるのが普通であり、これを図１の空気線図で説明すると、設計絶対湿度（一点鎖線）まで湿分を除去しようとすると空調機の吹出し空気ＳＡを１４℃程度まで冷やさなければならない。このため１６℃程度の吹出空冷温度に調整しようとすると、再熱しなければならす、省エネにはならない。
また、単１コイルの空調システムで省エネで湿度と温度を調整しようとすると、例えば、特許文献１に示すように、複雑なシステムを必要する問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３９９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で温度や湿度の制御が容易な空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、外気又は還気を取込で給気する第１空気通路と第２空気通路とを設け、第１空気通路に第１コイルを第２空気通路に第２コイルをそれぞれ配置し、該第１コイルには制御装置によって低温冷水の水量を制御可能に供給して第１空気通路の空気を冷房し、該第１コイルから排出された中温冷水を第２コイルに供給して空気を冷房して排水するとともに、第２コイルに供給する前記中温冷水には制御装置によって前記低温冷水の水量を制御可能に混合して第２空気通路の空気を冷房し、更に、冷房された第１空気通路と第２空調通路との空気を混合して給気したことを特徴とする空調システムである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の空調システムにおいて、前記第２空気通路の導入される外気又は還気の１部をバイパス通路及び調整装置によって調整可能に前記第１空気通路の導入される外気又は還気に混合することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空調システムにおいて、少なくとも、前記第１コイルの制御装置又は第２コイルの制御装置は、二方弁であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１に記載の空調システムにおいて、前記第１コイルの制御装置と第２コイルの制御装置と１つの三方弁としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空調システムによれば、低温冷水によって第１コイルと第２コイル(本空調システム)で冷房し、この多少暖まった中温冷水によって、第２コイルで再利用するので、第１コイルでは定格負荷時はもとより低負荷時においても熱媒である水の出入口温度差（温度差10℃程度）を確保でき、冷房のエネルギー効率が向上する。
また、第１コイルが低温冷水によって冷房するので、第１コイルでは主に結露等で除湿して潜熱処理が行え、第２コイルでは中温冷水での冷房であるので顕熱処理が行え、潜熱と顕熱を分離して熱処理が行えるので、第１コイルで冷房とともに湿度制御が容易に行え、第２コイルで温度制御を行うことで、全体として湿度と温度の調整が再熱を行うことなく行え、省エネの空調が可能となる。
さらに、第２コイルは、再利用した中高温の熱媒で空気を冷やすので凝縮水の発生がなくコイルの通過風速を3〜10m/sと高速にすることが出来る（通常は3m/s程度まで）。
また、第２空気通路の導入される外気又は還気の１部をバイパス通路及び調整装置によって調整可能に前記第１空気通路の導入される外気又は還気に混合すれば、制御範囲は広がるとともに、より省エネ運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の水コイル使用の空気の状態変化を説明する空気線図、
【図２】実施例１の空調システムのブロック図、図２(ａ)は外気ＯＡと還気ＲＡを別々に入力したブロック図、図２(ｂ)は図２(ａ)の空気入力部分を還気ＲＡをバイパス通路から外気ＯＡに混合するブロック図、
【図３】実施例１の空気の状態変化を説明する空気線図、
【図４】図２の空気システムのブロック図の装置の構成略図、
【図５】実施例２の空調システムのブロック図、図５(ａ)は外気ＯＡと還気ＲＡを別々に入力したブロック図、図５(ｂ)は図５(ａ)の空気入力部分を還気ＲＡをバイパス通路から外気ＯＡに混合するブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の空調システムを図面に沿って説明する。
［実施例１］
先ず、本発明の実施例１の空調システムをブロック図で説明すると、図２(ａ)は、外気ＯＡと還気ＲＡを別々に処理するシステムで、外気(ＯＡ)１１を第１空気通路２１から第１コイル３１に導入し、還気ＲＡ１２を第２空気通路２２から第２コイル３２に導入し、それぞれコイルを通過した空気をファン４で混合して給気ＳＡする。
このように、第１空気通路２１に第１コイル３１を第２空気通路２２に第２コイル３２をそれぞれ配置するが、低温冷水を第１コイル３１へ水量を制御装置である第１二方弁６１で制御して供給し外気ＯＡ１１を処理し、この第１コイル３１から排出された冷水が多少温められた中温冷水を第２コイル３２に供給するが、この際、第２コイル３２に供給される中温冷水には、低温冷水を制御装置である第２二方弁６２を介して直接供給して混合し、混合された中温冷水によって、第２コイル３２によって還気ＲＡ１２を処理して出口から排水する。
【００１０】
ここで、外気ＯＡ１１を低温冷水によって第１コイル３１で冷房し、この多少暖まった中温冷水によって第２コイル３２で再利用するので、第１コイル３１では定格負荷時はもとより低負荷時においても熱媒である水の出入口温度差（温度差10℃程度）を確保でき、冷房効率が向上する。
同時に、第１コイル３１が低温冷水によって冷房するので、第１コイル３１では主に結露等で除湿して潜熱交換が行え、第２コイル３２では中温冷水での冷房であるので顕熱交換が行え、潜熱と顕熱を分離して熱処理が行えるので、第１コイル３１で冷房とともに湿度制御が容易に行え、第２コイル３２で温度制御を行うことで、全体として湿度と温度の調整が再熱を行うことなく行え、省エネの空調が可能となる。
【００１１】
これを、図３の空気線図で説明すると、設計絶対湿度（一点鎖線）まで湿分を除去しようとすると外気ＯＡ１１を第１コイル３１で外気ＯＡを冷やし、第２コイル３２で室内空気ＲＡ１２を冷や（湿分除去は無い）し。その後、第１コイル３１と第２コイル３２をファン４の直前に混合するので、空調機の供給空気ＳＡは16℃程度となり、再熱の必要は少なくなる。
【００１２】
次に、これを定格負荷時と低負荷時での第１コイル３１の入口ｘ１、出口ｘ２と、第２コイルの入口ｘ３、出口ｘ４での水温温度ので第１二方弁(ＭＶ１)６１、第２二方弁(ＭＶ２)６２の開度との関係を表１に例示する。
[表１]
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【００１３】
図２(ｂ)は、図２(ａ)の空気入力部分を還気ＲＡ１２をバイパス通路２３から外気ＯＡ１１に混合するブロック図であるが、第２空気通路２２の導入されるは還気ＲＡ１２(又は外気ＯＡ１１)の１部をバイパス通路２３と調整装置である混合調整ダンパ(ＶＤ２)１３１によって、調整可能に第１空気通路２の導入される外気ＯＡ１１（還気ＲＡ１２）に混合すれば、制御範囲は広がるとともに、より省エネ運転が可能になる
【００１４】
次に、図２の実施例１の空気システムのブロック図の装置の構成略図を図４で説明する。
図４において、空調機枠体７には、外気ＯＡ１１の流入調整する外気調整ダンパ(ＭＤ１)１１１を介した第１空気通路２１と、還気ＲＡ１２の流入調整する還気調整ダンパ(ＶＤ１)１２１を介した第２空気通路２２とが接続され、流入直前に両空気通路をつなぐバイパス通路２３が設けられ、必要に応じて、この混合調整ダンパ(ＶＤ２)１３１でバイパス風量の混合量を制御し、外気ＯＡ１１へ還気ＲＡ１２の一部を混合させている。
なお、図４では、外気調整ダンパ(ＭＤ１)１１１、還気調整ダンパ(ＶＤ１)１２１、混合調整ダンパ(ＶＤ２)１３１を空調機枠体７外に配置しているが、これらの外気調整ダンパ(ＭＤ１)１１１、還気調整ダンパ(ＶＤ１)１２１、混合調整ダンパ(ＶＤ２)１３１を空調機枠体７'内に配置してもよい。
【００１５】
空調機枠体７内は、第１空気通路２１が第２空気通路２２に連なるように隔壁７１が設けられ、隔壁７１は下流のファン４が設けられた給気ファン室４２まで設けられ、ファン４の下流には給気口７２が設けられている。もっとも、上冷房される空気は第１コイル３１と第２コイル３２の下流では混合されるので、上記隔壁７１は図４のように給気ファン４まで長く延びなくても、第１コイル３１と第２コイル３２の直後まででもよい。
ここで、空調機枠体７内の第１空気通路２１に連なる第１チャンバー７３には、上流側から第１フィルター７３１、熱交換器である第１コイル３１、加湿器８が配置され、第１コイル３１には第１二方弁(ＭＶ１)６１を介して低温冷水の入口配管３１１が接続され、加湿器８には加湿電磁弁８２を介して配管８１が接続されている。なお、外気通路側の第１フィルター７３１には差圧計(ＰＳ）７３２が設けられ目づまり状態を監視している。
空調機枠体７内の第２空気通路２２に連なる第２チャンバー７４には、上流側からフィルター７４１、熱交換器である第２コイル３２が配置され、第２コイル３２には第１コイル３１からの出口配管３１２が接続されるとともに、低温冷水からの中間配管３１３が第２二方弁(ＭＶ２)６２を介して接続されている。第２コイル３２で熱交換が終了した水は排出配管３１４から排出される。
【００１６】
これら外気ダンパ１１１、第１二方弁(ＭＶ１)６１、第２二方弁(ＭＶ２)６２、ファン４等は空調制御装置９によって制御されるが、空調制御装置９には第２チャンバー７４の還気ＲＡ２２の流入口７４２の近傍に温湿度検出器９１及びファ４の給気口４３の近傍に設けられ温湿度検出器９２が配置され、これらの検出値によって適切な温度と湿度の空気調整された空気が供給される。
以上、夏場の冷房時を説明したが、冬場の暖房時には、第１コイル３１と第２コイル３２とに高温暖水を入口配管３１１及び中間配管３１２に導入し、冬場は湿度が足りなくなる場合も生じるので、冷房時とは逆に加湿器８の加湿電磁弁８２で制御しながら、第２チャンバー７４側で加湿した適度の温度及び湿度に調整する。
【００１７】
以上の構成であるので、前述したように、低温冷水を入口配管３１１から第１コイル３１へ第１二方弁６１で制御して供給して導入される外気ＯＡ１１を処理し、この第１コイル３１で多少温められた中温冷水を中間配管３１２を介して第２コイル３２に供給する。また、第２コイル３２に供給される中温冷水に、低温冷水を中間配管３１３と第２二方弁６２とのによって直接供給して混合するラインも設けられ、第２二方弁６２が閉の時は、単純に第１コイル３１と第２コイル３２が直列に繋がれるが、第２二方弁６２の開度と第１二方弁６１の開度を調整すれば、例えば、[表１]に示されるように、各コイルでの冷房度合いを調整できる。
したがって、第１コイル３１では主に結露等で除湿して潜熱交換が行え、第２コイル３２では中温冷水での冷房であるので顕熱処理が行え、潜熱と顕熱を分離して熱処理が行えるので、第１コイル３１で冷房とともに湿度制御が容易に行え、第２コイル３２で温度制御を行うことで、全体として湿度と温度の調整が再熱を行うことなく行え、省エネの空調が可能となる。
【００１８】
[実施例２]
ここで、実施例１では２つのコイルへの冷水の供給に、２つの第１二方弁６１、第２二方弁６２を用いているが、図５の実施例２に示すように、冷温冷水を三方弁(ＭＶ３)６３を用いれば、１この制御弁ですみ構成が簡単になる。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の各実施例に限定されるものでないことは勿論であり、実施例では第１空気通路を外気とし、第２空気通路を還気としたが、これに限定されることはない。
【符号の説明】
【００１９】
１１・・外気ＯＡ、１１１・・外気調整ダンパ(ＭＤ１)、
１２・・還気ＲＡ、１２１・・還気調整ダンパ(ＶＤ１)、
１３・・バイパス通路、１３１・・混合調整ダンパ(ＶＤ２)
２１・・第１空気通路、２２・・第２空気通路、２３・・バイパス通路、   
３１・・第１コイル(第１熱交換器)、３１１・・入口配管、３１２・・出口配管、
３１３・・中間配管、３１４・・排水配管、
３２・・第２コイル(第２熱交換器)、
４・・ファン、４２・・給気ファン室、４３・・給気口
５・・給気ＳＡ
６１・・第１二方弁、６２・・第２二方弁、６３・・三方弁、
７,７'・・空調機枠体、７１・・隔壁、７２・・給気口、
７３・・第１チャンバー、７３１・・第１フィルター、７３２・・差圧計
７４・・第２チャンバー、７４１・・第２フィルター、７４２・・流入口
８・・加湿器、８１・・配管、８２・・加湿電磁弁、
９・・空調制御装置、９１・・温湿度検出器、９２・・温湿度検出器、
【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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