(57)【要約】【課題】潜熱処理用の目的温度の作動媒体（例えば冷房時の低温の冷水）を効率よく生成することができて高い成績係数ＣＯＰが得られ、システムを効率よく稼動させることができて省コスト・省エネルギーに資することが可能な空気調和システムを提供すること。【解決手段】顕熱処理用流路Ａ１と潜熱処理用流路Ｂ１とを備える空気調和システムＳ１において、顕熱処理用流路Ａ１を循環して顕熱処理用に調製された例えば２０℃の高温冷水を潜熱処理用流路Ｂ１の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路８を設け、これにより潜熱処理用の例えば７℃の低温冷水を効率よく生成して潜熱処理用流路Ｂ１のサイクルにおけるＣＯＰを向上させる。【選択図】      図１
2008209096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮器、蒸発器および圧縮機を含み作動媒体が循環する系をなす顕熱処理用流路と、凝縮器、蒸発器および圧縮機を含み作動媒体が循環する系をなす潜熱処理用流路とを備える空気調和システムであって、
前記顕熱処理用流路を循環して顕熱処理用に調製された作動媒体を前記潜熱処理用流路の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路が設けられていることを特徴とする空気調和システム。
【請求項２】
前記冷却媒体流路が前記潜熱処理用流路に連通し、前記作動媒体が該冷却媒体流路から潜熱処理用流路内に導入され得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項３】
前記冷却媒体流路が、前記潜熱処理用流路を循環する作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項４】
前記潜熱処理用流路の凝縮器、蒸発器および圧縮機を循環する作動媒体が水または水溶液である請求項１〜３のいずれかに記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種建物内における空間内の調温および調湿を行うための空気調和システムに関し、詳しくは調温および調湿を効率よく行うことができて省コスト・省エネルギーに資することが可能な空気調和システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内に設置される冷暖房装置としては、従来、冷水または温水等の熱媒により空気を冷却または加熱し、これにより得られた冷気または暖気をファンにより強制的に循環させることによって室内の冷暖房を行ういわゆる強制対流空調によるものが主流であった。この強制対流空調による冷暖房では、ドラフトと呼ばれる局所的な気流が人体にあたって過度に温冷感を与えることにより快適性が損なわれたり、気流を強制的に発生させるためのファンによる騒音が伴うといった問題がある。
【０００３】
そこで、室内の調温等を行うための空気調和システムとして、例えば図６に示すように、室内Ｒの天井に配設される放射パネル１０１と、この放射パネル１０１面に沿って走るように設けられたパイプ１０２よりなる熱媒流路とを備え、この熱媒流路内に熱媒を流通させて放射パネル１０１を冷却または加熱し、この放射パネル１０１と人体との間で直接的に放射熱交換を行うことによって室内Ｒの冷暖房を行うようにした、いわゆる放射空調方式を利用した空気調和システムが提案されている（例えば特許文献１等参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９５３３号公報
【０００５】
上記のような放射空調による空気調和システムによれば、気流を強制的に発生させずに冷暖房を行うため、ドラフトによる不快感や騒音の問題を解消することができる。さらに、強制対流空調の場合には冷房時に７℃程度、暖房時に４５℃程度の熱媒が一般的に使用されるのに対し、放射空調の場合には、熱媒の温度をより外気温に近くなるように、即ち、例えば冷房時に冷水を１５〜２０℃の高温に、暖房時に温水を２５〜３０℃の低温に設定しても十分な冷暖房効果が得られるため、省エネルギーの冷暖房装置とすることができるという利点もある。
【０００６】
しかしながら、前記強制対流空調のように例えば７℃程度の低温の熱媒を冷房に使用する場合にはこの低温の熱媒で除湿も併せて行うことができるのに対し、上記放射空調による空気調和システムで冷房を行う場合、上記のような例えば２０℃程度の比較的高温の熱媒は、室内空気の顕熱処理、即ち冷却を行うためには有効に使用できるのであるが、室内空気の潜熱処理、即ち除湿を行うためには、露点温度以下の低温の熱媒が必要であって上記のような高温の熱媒では対応することができない。このため、放射空調の場合には、例えば以下に示すように、２系統の熱媒生成サイクルで空気調和システムを構成し、一方のサイクルで高温の熱媒を生成して冷房を行うとともに、これとは別に、他方のサイクルで低温の熱媒を生成して除湿を行うようにする必要がある。
【０００７】
図７は、放射空調方式の空気調和システムの一例を示す系統図である。同図に示す空気調和システムＳ１００は、凝縮器１１２、蒸発器１１３および圧縮機１１４を含んで構成され、凝縮器１１２には冷却塔１１５が、蒸発器１１３には放射パネル１１６がそれぞれ接続されてなる顕熱処理（調温）用流路Ａ１１１と、凝縮器１１７、膨張弁１１８、蒸発器１１９および圧縮機１２０を含んで構成され、凝縮器１１７には冷却塔１２１が、蒸発器１１９には除湿機１２２がそれぞれ接続されてなる潜熱処理（調湿）用流路Ｂ１１１とを備えるものとなっている。上記空気調和システムＳ１００を冷房に使用する場合には、顕熱処理用流路Ａ１１１の凝縮器１１２、蒸発器１１３、および圧縮機１１４で構成される冷凍サイクルに熱媒として水を循環させて例えば２０℃の冷水を生成し、この冷水を放射パネル１１６に流通させて冷房を行うとともに、潜熱処理用流路Ｂ１１１の凝縮器１１７、膨張弁１１８、蒸発器１１９、圧縮機１２０で構成される冷凍サイクルに熱媒としてフロン等を循環させて例えば７℃の冷水を生成し、この冷水を除湿機１２２に流通させて除湿を行うようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、空調業界においては近年、地球温暖化の防止と地球環境の保全を目的として、フロンから他の熱媒への転換が要望されているが、上記放射空調による空気調和システムで顕熱処理を行う場合、前記したように例えば２０℃程度の比較的高温の熱媒で十分であるため、熱媒として水を使用することが可能となっている。しかしながら、潜熱処理を行う場合には、前記したように７℃程度の低温の熱媒を生成する必要があるが、冷凍サイクルに水冷媒を循環させて７℃程度の低温の冷水を効率よく生成することは困難であった。上に例示した空気調和システムＳ１００の場合、顕熱処理用流路Ａ１１１では、蒸発器１１３で発生した２０℃、２．３ｋＰａの低圧水蒸気が凝縮器１１２で３５℃、５．６ｋＰａの高圧水蒸気となるまで圧縮機１１４により圧縮され、冷却塔１１５からの３０℃程度の冷却水により凝縮するのであるが、これに対し、潜熱処理用流路Ｂ１１１では蒸発器１１９での冷媒出口温度が７℃と大幅に低いため、そのぶん圧縮機１２０の圧縮比が高くなっており、ここで潜熱処理用流路Ｂ１１１の冷凍サイクルを顕熱処理用流路Ａ１１１の冷凍サイクルと同様のものにかえてこれに水冷媒を循環させるとなると、消費エネルギーも大きく低効率となってしまう。換言すれば、冷凍サイクルに水冷媒を循環させて７℃程度の低温の冷水を実用に堪えるレベルの成績係数ＣＯＰ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）で生成するのは困難である。これは、水蒸気の比容積が低温になるほど大きくなり、例えば５℃では１４７ｍ3／Ｋｇと、Ｒ１３４ａの０．０６ｍ3／Ｋｇに比して桁違いに大きく、したがって同じ熱を移動させるのに大量の水蒸気を移動させることが必要となることによるものである。このため、潜熱処理用の冷凍サイクルを循環させる冷媒としてはフロンからの転換はなされておらず、システム全体で水冷媒を使用した空気調和システムはいまだ実用に至っていないのが実情である。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みて案出されたものであり、潜熱処理用の目的温度の作動媒体（例えば冷房時の低温の冷水）を効率よく生成することができて高い成績係数ＣＯＰが得られ、システムを効率よく稼動させることができて省コスト・省エネルギーに資することが可能な空気調和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】
【００１０】
本発明にかかる空気調和システムは、上記目的を達成するためになされたものであり、その第１の要旨とするところは、
凝縮器、蒸発器および圧縮機を含み作動媒体が循環する系をなす顕熱処理用流路と、凝縮器、蒸発器および圧縮機を含み作動媒体が循環する系をなす潜熱処理用流路とを備える空気調和システムであって、
前記顕熱処理用流路を循環して顕熱処理用に調製された作動媒体を前記潜熱処理用流路の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明にかかる空気調和システムの第２の要旨とするところは、前記第１の要旨において、
前記冷却媒体流路が前記潜熱処理用流路に連通し、前記作動媒体が該冷却媒体流路から潜熱処理用流路内に導入され得るようになっていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明にかかる空気調和システムの第３の要旨とするところは、前記第１の要旨において、
前記冷却媒体流路が、前記潜熱処理用流路を循環する作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明にかかる空気調和システムの第４の要旨とするところは、前記第１ないし第３の要旨において、
前記潜熱処理用流路の凝縮器、蒸発器および圧縮機を循環する作動媒体が水または水溶液であるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる空気調和システムによれば、顕熱処理用流路を循環して顕熱処理用に調製された作動媒体を潜熱処理用流路の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路が設けられている構成としたので、潜熱処理用流路において圧縮機による圧縮を低い圧縮比で行うことが可能となる。つまり、例えば冷房時に顕熱処理用の２０℃程度の低圧の作動媒体を潜熱処理用流路の冷却媒体として利用することにより、潜熱処理用流路の凝縮器における凝縮温度を低温とすることができ、従来のように凝縮器で冷媒が３５℃程度の高温となるまで圧縮する必要がなく、圧縮機の圧縮比を低いレベルに抑えておくことができる。これによって、例えば冷房時における７℃程度の低温冷水のような潜熱処理用の目的温度の作動媒体を効率よく生成することができて潜熱処理用流路のサイクルにおけるＣＯＰを向上させることができ、その結果システム全体のＣＯＰも良好となって省コスト・省エネルギーに資することが可能となる。
【００１５】
また、顕熱処理用の作動媒体を潜熱処理用流路の冷却媒体として利用することにより、潜熱処理用流路の冷却媒体を供給する手段として従来用いられていた冷却塔などを不要とすることができる。ここで、例えば２０℃以下程度の低温の冷却水を供給するために、冷却塔にかえて井戸水等を供給する手段を利用することも考えられるが、これによれば井戸の設置や井戸水を汲み上げるための設備が必要となり、その設置コストや運転コストを要する上、設置箇所が制約されるといった問題もある。これに対し、本発明にかかる空気調和システムによれば、潜熱処理用流路の冷却媒体として顕熱処理用の作動媒体を利用するようにしたので、これとは別に潜熱処理用流路の冷却媒体を供給する手段を用意する必要がなくなり、井戸水を供給する設備のようなやや大がかりな手段を設けるのとは逆に、システムの構成要素を削減することができる。したがってそのぶんシステムの設置コストおよび運転コストも低減することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の第２の要旨にかかる空気調和システムによれば、冷却媒体流路が前記潜熱処理用流路に連通し、前記作動媒体が該冷却媒体流路から潜熱処理用流路内に導入され得るようになっている構成としたので、顕熱処理用の作動媒体を潜熱処理用流路内に冷却媒体として直接的に流通させることができ、したがって潜熱処理用流路の凝縮器において冷却媒体に吸熱作用を熱損失を生じることなく行わせることができるため、そのぶん潜熱処理用流路における効率を良好とすることができる。また、潜熱処理用流路の凝縮器において冷却媒体に吸熱作用を行わせるための手段を設ける必要がなく、システムの構成要素を削減することができる。
【００１７】
また、本発明の第３の要旨にかかる空気調和システムによれば、冷却媒体流路が、潜熱処理用流路を循環する作動媒体との間で熱交換を行う熱交換器を備える構成としたので、作動媒体を冷却媒体流路から潜熱処理用流路内に導入することなく、潜熱処理用流路を循環する作動媒体との間で熱交換を行うことができ、したがって、作動媒体を顕熱処理用流路および潜熱処理用流路の両流路に流通させることなく、それぞれの流路内で個別に循環させるシステムとしておくことができるため、それぞれの流路内において作動媒体をより安定に循環させることができる。また、冷却媒体流路に熱交換器を設けるだけでシステムを構成することができ、システムの構成要素を簡略なものとすることができる。
【００１８】
また、本発明の第４の要旨にかかる空気調和システムによれば、前記潜熱処理用流路の凝縮器、蒸発器および圧縮機を循環する作動媒体が水または水溶液である構成としたので、潜熱処理用の目的温度の作動媒体を効率よく生成することができるという本発明にかかる空気調和システムの特長を生かし、例えば潜熱処理用流路の冷凍サイクルを循環させる冷媒として水を使用しながら、７℃程度の低温の冷水を実用に堪えるレベルのＣＯＰで生成することができ、従来は困難であった、潜熱処理用のサイクルを循環させる作動媒体としてフロンから水へ転換したシステムの実用化が可能となり、システム全体で水媒体を使用した空気調和システムを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明に係る放射パネルの実施形態について説明する。図１は第１の実施形態に係る空気調和システムの系統図である。以下の説明においては、この第１の実施形態の空気調和システムを冷凍機として冷房時に使用する例を示す。
【００２０】
図１に示すように、空気調和システムＳ１は、凝縮器２、蒸発器３および圧縮機４を含み作動媒体が循環する系をなす顕熱処理用流路Ａ１と、凝縮器５、蒸発器６および圧縮機７を含み作動媒体が循環する系をなす潜熱処理用流路Ｂ１とを備え、顕熱処理用流路Ａ１を循環して顕熱処理用に調製された作動媒体を潜熱処理用流路Ｂ１の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路８が設けられている構成となっている。
【００２１】
顕熱処理用流路Ａ１は、凝縮器２、蒸発器３および圧縮機４が配管により接続されて、作動媒体である水が上記の順に循環する冷凍サイクルとして構成され、２０℃の高温冷水を取り出して顕熱処理（冷却）を行うための系となっている。凝縮器２には熱交換器９が接続され、熱交換器９には冷却塔１０が接続されている。また、凝縮器２には真空ポンプ１１が接続されている。蒸発器３には、冷房負荷である放射パネル１２が接続されている。冷凍サイクルの全体は、システムの稼動前などの必要な時点で真空ポンプ１１を作動させることにより真空に保持される。
【００２２】
圧縮機４は、ルーツポンプよりなり、電動機１３により駆動される。ルーツポンプは、楕円形のシリンダ内で２つの断面まゆ形のロータが互いに逆方向に等速度で回転することにより圧縮、排気を行うようにしたポンプであり、２軸で構造が簡単なことから取扱が容易で寿命が長く、オイルフリーでクリーンな圧縮を行うことができる等の特長を有している。また、ポンプの回転方向を逆転させることにより、配管の切り替え等を行うことなく容易に冷房運転と暖房運転とを切り替えることができる。
【００２３】
顕熱処理用流路Ａ１においては、圧縮機４で加圧された水蒸気は、凝縮器２で外部に熱を放出して凝縮し、液化して、連通管１４を通じ圧力差により蒸発器３に送出され、蒸発器３で外部から熱を奪って蒸発し水蒸気となる冷凍サイクルを循環する。このとき、圧縮機４は、蒸発器３で発生した水蒸気を吸い込みながら蒸発器３の真空度を２０℃の飽和圧力２．３ｋＰａに維持することで２０℃の冷水を放射パネル１２に連続的に供給する。蒸発器３で発生した水蒸気は圧縮機４で凝縮圧力の５．６ｋＰａ（飽和凝縮温度３５℃）まで圧縮され、凝縮器２内に流入する。凝縮器２では、冷却塔１０からの冷却水と熱交換器９で熱交換することにより３０℃とした冷却水が冷却水／熱源水供給管１５の先端部のノズルから噴射され、前記圧縮機４から流入してきた水蒸気がこの冷却水と直接接触することにより熱交換し凝縮して液化し、冷却水は凝縮に使われた熱量と圧縮機４の圧縮動力の熱量とにより加熱され、飽和温度の３５℃で凝縮器２からポンプ１６により熱交換器９に送出される。
【００２４】
潜熱処理用流路Ｂ１は、凝縮器５、蒸発器６および圧縮機７が配管により接続されて、作動媒体である水が上記の順に循環する冷凍サイクルとして構成され、７℃の低温冷水を取り出して潜熱処理（除湿）を行うための系となっている。凝縮器５には真空ポンプ１７が接続されている。この潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５、蒸発器６、圧縮機７および真空ポンプ１７の構成および動作は、前記顕熱処理用流路Ａ１の凝縮器２、蒸発器３、圧縮機４および真空ポンプ１１とそれぞれ基本的に同様である。蒸発器６には、除湿機１８が接続されている。
【００２５】
前記顕熱処理用流路Ａ１の放射パネル１２の出口側は、配管１９により潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５に接続されており、これにより冷却媒体流路８が構成されている。また、潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５と顕熱処理用流路Ａ１の蒸発器３とは、連通管２０により連通するとともに、前者から後者へ冷水を戻すための戻し配管２１が設けられている。
【００２６】
潜熱処理用流路Ｂ１においては、圧縮機７で加圧された水蒸気は、凝縮器５で外部に熱を放出して凝縮し、液化して、連通管２２を通じ圧力差により潜熱処理用流路Ｂ１の蒸発器６に送出され、該蒸発器６で外部から熱を奪って蒸発し水蒸気となる冷凍サイクルを循環する。このとき、圧縮機７は、蒸発器６で発生した水蒸気を吸い込みながら蒸発器６の真空度を７℃の飽和圧力１．０ｋＰａに維持することで７℃の冷水を除湿機１８に連続的に供給する。蒸発器６で発生した水蒸気は圧縮機７で凝縮圧力の３．０ｋＰａ（飽和凝縮温度２４℃）まで圧縮され、凝縮器５内に流入する。凝縮器５では、前記放射パネル１２を流通して顕熱処理（冷却）を行った後の２３℃に温度上昇した冷水が、冷却媒体流路８により冷却水として導入され（即ち配管１９の先端部のノズルから噴射され）、前記圧縮機７から流入してきた水蒸気がこの冷却水と直接接触することにより熱交換し凝縮して液化し、冷却水は凝縮に使われた熱量と圧縮機７の圧縮動力の熱量とにより加熱され、飽和温度の２４℃で凝縮器５から戻し配管２１を通じポンプ２３により前記顕熱処理用流路Ａ１の蒸発器３に戻される。戻ってきた２４℃の冷却水は顕熱処理用流路Ａ１の蒸発器３内で戻し配管２１の先端部のノズルから噴射され、一部を真空蒸発させることで飽和温度の２０℃まで冷却され、その蒸発した水蒸気が圧縮機４で圧縮（昇圧、昇温）されて凝縮器２に送出される。潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５で凝縮した水は、前記したように連通管２２を通じ圧力差により潜熱処理用流路Ｂ１の蒸発器６に送出される。顕熱処理用流路Ａ１と潜熱処理用流路Ｂ１との保有水量バランスは連通管２０を通じ保たれる。
【００２７】
上記空気調和システムＳ１においては、適宜箇所で温度計および圧力計により作動媒体である水の温度および圧力が計測され、システム内を循環する水の温度および圧力が所期の範囲内となるように制御される。例えば図１に示すように、放射パネル１２の入口側および除湿機１８の入口側でそれぞれ通過する冷水の温度Ｔ１、Ｔ２が計測され、この温度信号が顕熱処理用流路Ａ１の圧縮機４および潜熱処理用流路Ｂ１の圧縮機７に伝送され、この温度信号に基づいて、各圧縮機４、７で回転数制御するか、あるいは例えば各圧縮機４、７が複数の圧縮機を直列に接続して構成される場合には圧縮機の運転台数を制御することにより、上記冷水温度Ｔ１、Ｔ２が所定の値（２０℃、７℃）となるように制御される。
【００２８】
（作用）
上記空気調和システムＳ１においては、顕熱処理用流路Ａ１を循環して顕熱処理用に調製された冷水を潜熱処理用流路Ｂ１の冷却水として流通させる冷却媒体流路８が設けられている構成としたので、潜熱処理用流路Ｂ１において圧縮機７による圧縮を低い圧縮比で行うことが可能となる。つまり、顕熱処理用の２０℃の低圧の冷水を潜熱処理用流路Ｂ１の冷却水として利用することにより、潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５における凝縮温度を２４℃の低温とすることができ、従来のように凝縮器で冷媒が３５℃程度の高温となるまで圧縮する必要がなく、圧縮機の圧縮比を低いレベルに抑えておくことができる。これによって、潜熱処理用の７℃の低温冷水を効率よく生成することができて潜熱処理用流路Ｂ１のサイクルにおけるＣＯＰを向上させることができ、その結果システム全体のＣＯＰも良好となって省コスト・省エネルギーに資することが可能となる。
【００２９】
図２は、空気調和システムＳ１の潜熱処理用流路Ｂ１と同様の構成を有する冷凍機のＣＯＰを示す図である。同図から明らかなように、７℃の冷水を供給する場合、冷却水温度が３０℃であればＣＯＰは２未満であるのに対し、冷却水温度が２３℃となると、ＣＯＰはほぼ実用に堪えるレベルの３にまで向上する。
【００３０】
また、顕熱処理用の冷水を潜熱処理用流路Ｂ１の冷却水として利用することにより、潜熱処理用流路の冷却水を供給する手段として従来用いられていた冷却塔や、あるいは前述した井戸水を供給する設備のようなやや大がかりな手段を設けるのとは逆に、システムの構成要素が削減されている。したがってそのぶんシステムの設置コストおよび運転コストも低減されている。
【００３１】
また、冷却媒体流路８が潜熱処理用流路Ｂ１に連通し、冷水が該冷却媒体流路８から潜熱処理用流路Ｂ１（凝縮器５）内に導入され得るようになっているので、顕熱処理用の２０℃の冷水を潜熱処理用流路Ｂ１（凝縮器５）内に冷却水として直接的に流通させることができ、したがって潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５において冷却水に吸熱作用を熱損失を生じることなく行わせることができるため、そのぶん凝縮温度を低くできることから、潜熱処理用流路Ｂ１における効率を良好とすることができる。また、潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５において冷却水に吸熱作用を行わせるための手段が省略され、システムの構成が簡略となっている。
【００３２】
また、顕熱処理用流路Ａ１だけでなく潜熱処理用流路Ｂ１の凝縮器５、蒸発器６および圧縮機７を循環する作動媒体を水としたので、潜熱処理用の目的温度７℃の作動媒体を効率よく生成することができるという空気調和システムＳ１の特長を生かし、潜熱処理用流路Ｂ１の冷凍サイクルを循環させる冷媒として水を使用しながら、７℃の低温の冷水を実用に堪えるレベルのＣＯＰで生成することができ、従来は困難であった、潜熱処理用の冷媒としてのフロンから水への転換がなされ、システム全体で水冷媒を使用した空気調和システムＳ１となっている。
【００３３】
上記空気調和システムＳ１は、冷凍機として冷房時に使用する例を示したが、ヒートポンプとして暖房時に使用することもできる。暖房の場合、顕熱処理用流路Ａ１の圧縮機４が回転方向を逆転させて運転され、凝縮器２は蒸発器として、蒸発器３は凝縮器としてそれぞれ機能して、顕熱処理用流路Ａ１がヒートポンプサイクルを構成する。一方、潜熱処理用流路Ｂ１は、暖房期間中は使用を停止され、これにかえて、図３に示すような加湿手段１８Ｗを運転することにより加湿が行われるようになっている。図３は空気調和システムＳ１を暖房時に使用する場合の一例を示す系統図であり、図１に示す潜熱処理用流路Ｂ１や配管の切り替え手段等は図３では図示を省略している。図３に示すように、暖房時には、顕熱処理用流路Ａ１の凝縮器として機能する蒸発器３で生成された２５℃の温水が、放射パネル１２へ供給される途上で分岐して加湿手段１８Ｗにも供給される。一方、放射パネル１２を流通して顕熱処理（加熱）を行った後の温水は、上記加湿手段１８Ｗで加湿に使用された後の温水と合流して、潜熱処理用流路Ｂ１に導入されることなく顕熱処理用流路Ａ１の蒸発器３に還流するように配管が切り替えられるようになっている。
【００３４】
（変更態様）
図４は、第２の実施形態に係る空気調和システムの系統図である。以下、同図に基づきこの第２の実施形態に係る空気調和システムを説明するが、同図に示す第２の実施形態において前記図１に示す第１の実施形態と同様の部位には同一の符号を付しその説明は省略する。また、この第２の実施形態は、前記第１の実施形態と同様に、空気調和システムを冷凍機として冷房時に使用する例を示す。
【００３５】
図４に示す第２の実施形態に係る空気調和システムＳ２は、凝縮器２、蒸発器３および圧縮機４を含み作動媒体が循環する系をなす顕熱処理用流路Ａ２と、凝縮器５、蒸発器６および圧縮機７を含み作動媒体が循環する系をなす潜熱処理用流路Ｂ２とを備え、顕熱処理用流路Ａ２を循環して顕熱処理用に調製された作動媒体を潜熱処理用流路Ｂ２の冷却媒体として流通させる冷却媒体流路２４が設けられている構成となっている。
【００３６】
顕熱処理用流路Ａ２の放射パネル１２の出口側は、配管２５により熱交換器２６を経て顕熱処理用流路Ａ２の蒸発器３に接続されており、これにより冷却媒体流路２４が構成されている。一方、潜熱処理用流路Ｂ２の凝縮器５は、配管２７により熱交換器２６を経て該凝縮器５に戻るように接続されている。
【００３７】
顕熱処理用流路Ａ２の蒸発器３においては、前記第１実施形態と同様にして、２０℃の冷水が放射パネル１２に連続的に供給される。放射パネル１２を流通して顕熱処理（冷却）を行った後の２３℃に温度上昇した冷水は、冷却媒体流路２４を冷却水として流通し、熱交換器２６で熱交換を行って２４℃に温度上昇する。この後、この２４℃の冷却水は顕熱処理用流路Ａ２の蒸発器３内に戻り、配管２５の先端部のノズルから噴射され、一部を真空蒸発させることで飽和温度の２０℃まで冷却され、その蒸発した水蒸気が圧縮機４で圧縮（昇圧、昇温）されて凝縮器２に送出される。
【００３８】
潜熱処理用流路Ｂ２の凝縮器５においては、凝縮して液化した水冷媒が飽和温度の２５℃で凝縮器５から配管２７により送出され、前記冷却媒体流路２４を流通する２３℃の冷却水と熱交換器２６で熱交換を行って２４℃に冷却される。この後、この２４℃の水が潜熱処理用流路Ｂ２の凝縮器５内に戻り、配管２７の先端部のノズルから噴射され、圧縮機７から流入してきた水蒸気と直接接触することによりこの水蒸気を凝縮し液化させる。
【００３９】
上記空気調和システムＳ２においても、前記第１の実施形態に係る空気調和システムＳ１の場合と同様に、適宜箇所で温度計および圧力計により作動媒体である水の温度および圧力が計測され、システム内を循環する水の温度および圧力が所期の範囲内となるように制御される。例えば図４に示すように、放射パネル１２の入口側および除湿機１８の入口側でそれぞれ通過する冷水の温度Ｔ３、Ｔ４が計測され、この温度信号が顕熱処理用流路Ａ２の圧縮機４および潜熱処理用流路Ｂ２の圧縮機７に伝送され、この温度信号に基づいて、各圧縮機４、７で回転数制御するか、あるいは例えば各圧縮機４、７が複数の圧縮機で構成される場合には圧縮機の運転台数を制御することにより、上記冷水温度Ｔ３、Ｔ４が所定の値（２０℃、７℃）となるように制御される。
【００４０】
上記第２の実施形態に係る空気調和システムＳ２によれば、冷却媒体流路２４が、潜熱処理用流路Ｂ２を循環する水冷媒との間で熱交換を行う熱交換器２６を備える構成としたので、冷却水を冷却媒体流路２４から潜熱処理用流路Ｂ２内に導入することなく、潜熱処理用流路Ｂ２を循環する水冷媒との間で熱交換を行うことができ、したがって、水冷媒を顕熱処理用流路Ａ２および潜熱処理用流路Ｂ２の両流路に流通させることなく、それぞれの流路Ａ２、Ｂ２内で個別に循環させるシステムとしておくことができるため、それぞれの流路Ａ２、Ｂ２内において水冷媒をより安定に循環させることができる。また、冷却媒体流路２４に熱交換器２６を設けるだけでシステムを構成することができるので、潜熱処理用流路の冷却水を供給する手段として従来用いられていた冷却塔や、あるいは井戸水を供給する設備のようなやや大がかりな手段を設ける場合に比して、システムの構成要素を簡略なものとすることができる。
【００４１】
上記第１および第２の実施形態においては、空気調和システムＳ１、Ｓ２内を循環する作動媒体として水が使用されているが、この作動媒体としては、適宜な溶質を含有する水溶液であってもよい。また、上記第１および第２の実施形態においては、顕熱処理用流路Ａ１、Ａ２および潜熱処理用流路Ｂ１、Ｂ２のいずれにおいても作動媒体として水が使用され、空気調和システムＳ１、Ｓ２の全体を通して作動媒体として水だけが用いられているが、システム内の少なくとも一部に、水または水溶液でない媒体（以下、非水媒体と称す）を循環させる構成としてもよい。図５は、非水媒体を一部に使用した例を示す系統図である。同図において、前記図１に示す第１の実施形態と同様の部位には同一の符号を付しその説明は省略する。
【００４２】
図５に示す空気調和システムＳ３は、潜熱処理用流路Ｂ３において、凝縮器２８、減圧手段（膨張弁）２９、蒸発器３０および圧縮機３１により構成される冷凍サイクルを、作動媒体としてフロンが循環するようになっている。圧縮機３１としてはターボ式圧縮機またはスクリュー圧縮機が用いられている。
【００４３】
顕熱処理用流路Ａ３の放射パネル１２の出口側は、配管３２により潜熱処理用流路Ｂ３の凝縮器２８の内部を経て顕熱処理用流路Ａ３の蒸発器３に戻るように接続されており、これにより冷却媒体流路３３が構成されている。この冷却媒体流路３３においては、配管３２が凝縮器２８内に導入され内部を蛇行して外部に延出するようにして設けられ、放射パネル１２を流通して顕熱処理（冷却）を行った後の２３℃に温度上昇した冷水が、該冷却媒体流路３３を冷却水として流通し、潜熱処理用流路Ｂ３の凝縮器２８内で作動媒体であるフロンガスと直接接触することなく熱交換を行ういわゆる乾式熱交換を行い、２４℃に温度上昇して顕熱処理用流路Ａ３の蒸発器３に還流する。一方、潜熱処理用流路Ｂ３の蒸発器３０には配管３４により除湿機１８が接続されており、該配管３４は該蒸発器３０内に導入され内部を蛇行して外部に延出するようにして設けられ、この配管３４を水が流通して蒸発器３０内で作動媒体であるフロンガスと乾式熱交換を行い７℃に冷却され、この７℃の冷水が除湿機１８に送出されて、該除湿機１８で潜熱処理（除湿）を行い１２℃に温度上昇して再び蒸発器３０内に導入されるようにして循環する。
【００４４】
上述の通り、上記空気調和システムＳ３は、潜熱処理用流路Ｂ３の冷凍サイクルにおいて非水媒体であるフロンが作動媒体として使用される構成となっているが、この構成においても、顕熱処理用流路Ａ３を循環して顕熱処理用に調製された冷水を潜熱処理用流路Ｂ３の冷却水として流通させる冷却媒体流路３３が設けられている構成としたので、潜熱処理用流路Ｂ３のサイクルにおけるＣＯＰを向上させることができるとともに、潜熱処理用流路において従来用いられていた冷却塔や、あるいは井戸水を供給する設備のようなやや大がかりな手段を設けるのとは逆に、システムの構成要素が削減されている。
【００４５】
また、第１の実施形態に係る空気調和システムＳ１においては、図３に示すように暖房期間中は潜熱処理用流路Ｂ１の使用を停止し、顕熱処理用流路Ａ１で生成された２５℃の温水を、放射パネル１２へ供給する途上で分岐させて加湿手段１８Ｗにも供給する構成としていたが、潜熱処理用流路Ｂ１の圧縮機７を回転方向を逆転させて運転し、潜熱処理用流路Ｂ１をヒートポンプサイクルとして稼動させて温水を生成し、この温水を加湿手段に供給する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、病院、高齢者施設、図書館等の各種建物内における空間内の調温および調湿を行うための空気調和システムに広汎に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる空気調和システムの系統図である。
【図２】図１の空気調和システムの潜熱処理用流路と同様の構成を有する冷凍機のＣＯＰを示す図である。
【図３】図１の空気調和システムを暖房時に使用する場合の一例を示す系統図である。
【図４】他の実施形態にかかる空気調和システムの系統図である。
【図５】他の実施形態にかかる空気調和システムの系統図である。
【図６】従来の空気調和システムを室内に設置した状況の一例を示す模式斜視図である。
【図７】従来の空気調和システムの一例を示す系統図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ１：顕熱処理用流路
Ｂ１：潜熱処理用流路
Ｓ１：空気調和システム
８：冷却媒体流路
【図１】
2008209096.tif 000003
【図２】
2008209096.tif 000004
【図３】
2008209096.tif 000005
【図４】
2008209096.tif 000006
【図５】
2008209096.tif 000007
【図６】
2008209096.tif 000008
【図７】
2008209096.tif 000009