(57)【要約】【課題】  冬期に冷凍機負荷を軽減し加湿負荷増大を抑えて外気冷房運転を可能とする。【解決手段】  冷水コイル、加湿器および給気ファンを備えた空調機と、モータダンパを備え、空調機に連絡する外気取入ダクトと、空調機と室内側とを連絡する給気ダクトと、モータダンパを備え、室内側と外気取入ダクトとを連絡する還気ダクトと、還気ダクトに連絡する排気ダクトと、モータダンパを備え、排気ダクトと外気取入ダクトとを連絡するバイパスダクトと、冷水コイルに水路を介して連絡する冷凍機とを有し、外気取入ダクトに、バイパスダクトより下流側に排気ファンを備え、冷水コイルと冷凍機とを結ぶ水路に、冷水コイルの還水路側に第２の冷水コイルを備えるとともに、外気取入ダクトに備えたモータダンパの下流側において、第２の冷水コイルを外気取入ダクトに装着して成る。【選択図】    図１
2005134010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷水コイル、加湿器および給気ファンを備えた空調機と、
前記空調機に連絡する外気取入ダクトと、
前記空調機と室内側とを連絡する給気ダクトと、
モータダンパを備え、前記室内側と前記外気取入ダクトとを連絡する還気ダクトと、
前記還気ダクトに連絡する排気ダクトと、
モータダンパを備え、前記排気ダクトと前記外気取入ダクトとを連絡するバイパスダクトと、
前記冷水コイルに循環水路を介して連絡する冷凍機と
を有し、
前記排気ダクトに、前記バイパスダクトより下流側に排気ファンを備え、
前記外気取入ダクトに、前記バイパスダクトが接続する箇所の外気の上流側にモータダンパを備え、
前記冷水コイルと前記冷凍機とを結ぶ前記水路に、前記冷水コイルの還水路側に第２の冷水コイルを備えるとともに、前記外気取入ダクトに備えた前記モータダンパと前記外気取入ダクトのバイパスダクト接続箇所との間において、前記第２の冷水コイルを前記外気取入ダクトに装着して成る
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
冷水コイルと、加湿器と、給気ファンと、前記冷水コイル側の空気導入側に設けた空気取入口とを有する空調機と、
室内側と前記空調機の給気ファンの給気側とを連絡する給気ダクトと、
前記室内側に連絡する還気ダクトと、
大気側に連絡する排気ダクトと、
大気側に連絡する外気取入ダクトと、
前記空気取入口と連絡する空気取入室と、
前記還気ダクトと連絡するとともに第１のモータダンパを介して前記空気取入室と連絡する還気取入室と、
排気ファンを有するとともに前記排気ファンを介して前記排気ダクトと連絡し、かつ第２のモータダンパを介して前記還気取入室と連絡する排気取入室と、
第２の冷水コイルを有するとともに前記外気取入ダクトと連絡し、かつ第３のモータダンパを介して前記空気取入室と連絡し、第４のモータダンパを介して前記排気取入室と連絡する外気取入室と、
前記冷水コイルと第２の冷水コイルとに循環水路を介して連絡する冷凍機と
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１記載の空気調和装置を用いた空調方法において、
夏期には、前記バイパスダクトの前記モータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトから室内条件より必要な量だけ導入した外気を、前記第２の冷水コイルにて予冷し、前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空調機に供給し、前記還気を除く室内排気を前記排気ファンにより排気する冷水温度差が大きく取れる省エネルギー運転を行い、
中間期には、前記還気ダクトおよび前記バイパスダクトの前記各モータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、前記排気ファンにより室内還気はそのまま排気として排出する外気冷房運転を行い、
冬期には、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、導入した前記外気により前記第２の冷水コイルにおいて還水路の水を冷却した後、室内条件から必要な量である一部の外気を前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空調機に供給し、残りの外気を前記バイパスダクトを用いて前記排気ファンにより室内排気と合せて排気する外気冷房運転を行う
ことを特徴とする空調方法。
【請求項４】
請求項２記載の空気調和装置を用いた空調方法において、
夏期には、前記第１のモータダンパ、前記第２のモータダンパおよび前記第３のモータダンパを開き、前記第４のモータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトから導入した外気を、前記第２の冷水コイルにて予冷し、前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空気取入室を介して前記空調機に供給し、前記還気を除く室内排気を前記排気ファンにより排気する冷水温度差が大きく取れる省エネルギー運転を行い、
中間期には、前記第２のモータダンパおよび前記第３のモータダンパを開き、前記第１のモータダンパおよび前記第４のモータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、前記排気ファンにより室内還気はそのまま排気として排出する外気冷房運転を行い、
冬期には、前記第１のモータダンパ、前記第２のモータダンパ、前記第３のモータダンパおよび前記第４のモータダンパを開き、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、導入した前記外気により前記第２の冷水コイルにおいて還水路の水を冷却した後、室内条件から必要な量である一部の外気を前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空気取入室を介して前記空調機に供給し、残りの外気を前記排気取入室を介して前記排気ファンにより室内排気と合せて排気する外気冷房運転を行う
ことを特徴とする空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置および空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置としては、中間期、冬期の省エネルギー手法としての外気冷房、フリーク−リング装置などが採用されている。
ここで、外気冷房とは、中間期、冬期などの外気の冷熱を利用して冷房を行うことにより、冷凍機負荷を軽減する省エネルギー手法をいい、年間を通じて冷房負荷のあるオフィスビルや店舗などで、単一ダクト方式が採用されている場合に効果的である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、フリークーリング装置とは、年間を通して冷房を必要とする装置において、外気温度が低下する冬期に冷凍機を使用せず、冷却塔を利用して必要な冷水を製造する装置のことをいい、冷水製造に係るエネルギーを低減し、ランニングコストの削減を可能としている（例えば、非特許文献２参照）。
図９は、外気冷房を採用した従来の空気調和装置の一例を示す（例えば、特許文献１，２、非特許文献１参照）。
【０００４】
室内１には、空調機４から空気を送る給気ダクト２と、室内空気を還気する還気ダクト３が配設されている。還気ダクト３は、還気ファン３ａとモータダンパ３ｂとを備え、合流点３ｃにおいて、空調機４に連絡する外気取入ダクト５と合流している。また、還気ダクト３は、還気ファン３ａとモータダンパ３ｂとの間に位置する分岐部３ｄにおいて、モータダンパ６ａを備えた排気ダクト６と合流している。
【０００５】
空調機４には、冷水コイル７と加湿器８と給気ファン９とが配置されている。冷水コイル７には、冷凍機１０に連絡する往水路１１と還水路１２とが連絡している。往水路１１は制御弁１１ａを備え、還水路１２は冷水ポンプ１２ａを備えている。冷凍機１０には、冷却塔１３に連絡する往水路１４と還水路１５とが連絡している。還水路１５は冷却水ポンプ１５ａを備えている。
【０００６】
この空気調和装置では、還気ダクト３に備えたモータダンパ３ｂにより排気量と還気量の比率を変える構成が取られている。
夏期においては、例えば、外気を２０％取り込み、モータダンパ３ｂによって８０％を還気し、２０％を排気する運転が行われている。この際、冷凍機１０は、７℃の冷水を往水路１１に送り出し、冷水コイル７では導入された空気との熱交換により１２℃（Δｔ＝５℃）の冷水を還水路１２を介して還水するという循環路が形成される。
【０００７】
そして、外気温が低い中間期は、モータダンパ３ｂを閉じて、空調機４の全風量を外気導入する運転が取られている。
図１０は、冷却塔利用のフリークーリングを採用した従来の空気調和装置の一例を示す（例えば、特許文献３、非特許文献２参照）。
この空気調和装置では、図９に示す空気調和装置において、空調機４内に冷却塔１３に連絡する冷水コイル１６を追加した点で相違する。
【０００８】
冷水コイル１６と冷却塔１３とは、冷水コイル１６側の往水路１８および還水路１９と、冷却塔１３側の往水路２０および還水路２１とが、熱交換器１７を介して連絡している。両者の還水路１９，２１には、それぞれ冷却水ポンプ１９ａ，２１ａを備えている。
この空気調和装置では、冷凍機１０休止時の冷却塔１３を利用して、中間期および冬期の冷房を行なうことができる。
【０００９】
図１１は、冷媒自然循環利用のフリークーリングを採用した従来の空気調和装置の一例を示す（例えば、特許文献４参照）。
この空気調和装置では、図９に示す空気調和装置において、専用の凝縮器機２３を設置するとともにこの専用の凝縮器機２３に連絡する冷媒コイル２２を空調機４内に追加した点で相違する。
【００１０】
専用の凝縮器機２３と冷媒コイル２２とには、圧縮機２４ａを備えた往路２４と復路膨張弁２５ａを備えた還路２５とが連絡している。
この空気調和装置では、専用の凝縮器機２３を利用して、中間期および冬期の冷房を行なうことができる。
【特許文献１】特開２００１−８２７６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１１３０号公報
【特許文献３】特開２００１−５０５６２号公報
【特許文献４】特公平７−６２５３９号公報
【非特許文献１】空気調和・衛生工学第７７巻第６号９９頁（社団法人空気調和・衛生工学発行）
【非特許文献２】空気調和・衛生工学第７３巻第６号５７頁（社団法人空気調和・衛生工学発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図９に示す空気調和装置では、冬期には外気冷房は行わない。その理由は、外気量が増大すると室内相対湿度の確保のため、加湿量の増大に伴う負荷が大きくなり、省エネルギー効果が小さくなってしまうためである。
また、図１０に示す空気調和装置では、冷凍機運転が優先となるため、空調機４側からフリークーリングの要求があっても冷凍機１０が運転している場合は、フリークーリングができずに省エネルギー効果が小さくなる。また、専用の熱交換器１７，ポンプ１９ａ，２１ａ、往水路１８、還水路１９、往水路２０、還水路２１および設置スペースが必要となる。
【００１２】
また、図１１に示す空気調和装置では、空調機４側からフリークーリングの要求があれば運転可能であるが、凝縮器、熱交換器、配管および設置スペースが必要である。また、中間期は直接外気を直接利用できないため、省エネルギー効果は多く望めない。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、冬期において冷凍機負荷を軽減するとともに加湿負荷を増大しないで外気冷房運転を可能とした空気調和装置および空調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、冷水コイル、加湿器および給気ファンを備えた空調機と、前記空調機に連絡する外気取入ダクトと、前記空調機と室内側とを連絡する給気ダクトと、モータダンパを備え、前記室内側と前記外気取入ダクトとを連絡する還気ダクトと、前記還気ダクトに連絡する排気ダクトと、モータダンパを備え、前記排気ダクトと前記外気取入ダクトとを連絡するバイパスダクトと、前記冷水コイルに循環水路を介して連絡する冷凍機とを有し、前記排気ダクトに、前記バイパスダクトより下流側に排気ファンを備え、前記外気取入ダクトに、前記バイパスダクトが接続する箇所の外気の上流側にモータダンパを備え、前記冷水コイルと前記冷凍機とを結ぶ前記水路に、前記冷水コイルの還水路側に第２の冷水コイルを備えるとともに、前記外気取入ダクトに備えた前記モータダンパと前記外気取入ダクトのバイパスダクト接続箇所との間において、前記第２の冷水コイルを前記外気取入ダクトに装着して成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、冷水コイルと、加湿器と、給気ファンと、前記冷水コイル側の空気導入側に設けた空気取入口とを有する空調機と、室内側と前記空調機の給気ファンの給気側とを連絡する給気ダクトと、前記室内側に連絡する還気ダクトと、大気側に連絡する排気ダクトと、大気側に連絡する外気取入ダクトと、前記空気取入口と連絡する空気取入室と、前記還気ダクトと連絡するとともに第１のモータダンパを介して前記空気取入室と連絡する還気取入室と、排気ファンを有するとともに前記排気ファンを介して前記排気ダクトと連絡し、かつ第２のモータダンパを介して前記還気取入室と連絡する排気取入室と、第２の冷水コイルを有するとともに前記外気取入ダクトと連絡し、かつ第３のモータダンパを介して前記空気取入室と連絡し、第４のモータダンパを介して前記排気取入室と連絡する外気取入室と、前記冷水コイルと第２の冷水コイルとに循環水路を介して連絡する冷凍機とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の空気調和装置を用いた空調方法において、夏期には、前記バイパスダクトの前記モータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトから室内条件より必要な量だけ導入した外気を、前記第２の冷水コイルにて予冷し、前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空調機に供給し、前記還気を除く室内排気を前記排気ファンにより排気する冷水温度差が大きく取れる省エネルギー運転を行い、中間期には、前記還気ダクトおよび前記バイパスダクトの前記各モータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、前記排気ファンにより室内還気はそのまま排気として排出する外気冷房運転を行い、冬期には、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、導入した前記外気により前記第２の冷水コイルにおいて還水路の水を冷却した後、室内条件から必要な量である一部の外気を前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空調機に供給し、残りの外気を前記バイパスダクトを用いて前記排気ファンにより室内排気と合せて排気する外気冷房運転を行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の空気調和装置を用いた空調方法において、夏期には、前記第１のモータダンパ、前記第２のモータダンパおよび前記第３のモータダンパを開き、前記第４のモータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトから導入した外気を、前記第２の冷水コイルにて予冷し、前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空気取入室を介して前記空調機に供給し、前記還気を除く室内排気を前記排気ファンにより排気する冷水温度差が大きく取れる省エネルギー運転を行い、中間期には、前記第２のモータダンパおよび前記第３のモータダンパを開き、前記第１のモータダンパおよび前記第４のモータダンパを閉じ、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、前記排気ファンにより室内還気はそのまま排気として排出する外気冷房運転を行い、冬期には、前記第１のモータダンパ、前記第２のモータダンパ、前記第３のモータダンパおよび前記第４のモータダンパを開き、前記外気取入ダクトを介して外気を１００％導入し、導入した前記外気により前記第２の冷水コイルにおいて還水路の水を冷却した後、室内条件から必要な量である一部の外気を前記還気ダクトを介して戻される還気とともに前記空気取入室を介して前記空調機に供給し、残りの外気を前記排気取入室を介して前記排気ファンにより室内排気と合せて排気する外気冷房運転を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、夏期には、第２の冷水コイルで外気を予冷することにより、通常の方式に比べて温度差を大きくとれるため、冷水量を小さくでき、冷水ポンプの動力低減ができる省エネルギー運転が可能となる。
また、中間期には、通常の外気冷房と同じ外気冷房運転を行うことができる。
さらに、冬期には、従来行われていなかった外気冷房運転を行うことができる。すなわち、外気を１００％導入し、例えば、２０％を空調機に供給し、残りの８０％をバイパスダクトを用いて排気ファンにより室内排気と合せて排気し、同時に、空調機のコイル出口冷水を第２の冷水コイルにて導入した外気で冷却して冷凍機に返すことにより、冷凍機負荷を軽減することができ、かつ空調機への導入外気量が２０％であるため、加湿負荷が増大しないという特有の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る空気調和装置を示す（請求項１，３に対応）。
室内３０には、空調機４０から空気を送る給気ダクト３１と、室内空気を還気する還気ダクト３２が配設されている。空調機４０には、外気取入ダクト３３が配設されている。
還気ダクト３２は、風量制御を行うモータダンパ３２ａを備え、合流点３２ｂにおいて、空調機４０に連絡する外気取入ダクト３３と合流している。また、還気ダクト３２は、風量制御を行うモータダンパ３２ａより上流側に位置する分岐部３２ｃにおいて、排気ダクト３４と合流している。
【００１９】
合流部３２ｂより上流側の外気取入ダクト３３と分岐部３２ｃより下流側の排気ダクト３４との間の合流部３５ａ，３５ｂには、バイパスダクト３５が配設されている。
外気取入ダクト３３は、風量制御を行うモータダンパ３３ａを備えている。
排気ダクト３４は、排気量に応じて可変速制御を行う排気ファン３４ａおよびモータダンパ３４ｂを備えている。
【００２０】
空調機４０には、冷水コイル４１と加湿器４２と給気ファン４３とが配置されている。冷水コイル４１には、冷凍機４４に連絡する往水路４５と還水路４６とが連絡している。往水路４５は制御弁４５ａを備え、還水路４６は第２の冷水コイル４６ａおよび冷水ポンプ４６ｂを備えている。
第２の冷水コイル４６ａは、合流部３５ａとモータダンパ３３ａとの間の外気取入ダクト３３に装着されている。
【００２１】
冷凍機４４には、冷却塔４７に連絡する往水路４８と還水路４９とが連絡している。還水路４９は冷却水ポンプ４９ａを備えている。
次に、斯くして構成された本実施形態の作用を説明する。
図２は、冬期における外気冷房運転を示す。
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷水を利用して、７℃の冷水を製水し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
【００２２】
次に、外気取入ダクト３３を介して外気を１００％導入する。この導入した外気を還水路４６側の水により第２の冷水コイル４６ａと熱交換して加温する。これによって、空調機４０の冷水コイル４１から１４℃で出てきた水が１２℃に冷却される。
次に、バイパスダクト３５のモータダンパ３５ｃの風量制御によって、例えば、８０％の外気がバイパスダクト３５側へ流れ、残りの２０％の外気が還気ダクト３２を介して戻される還気とともに空調機４０に供給される。還気ダクト３２では、モータダンパ３２ａの風量制御によって８０％の空気が還気として空調機４０へ戻され、残りの２０％の空気が排気される。
【００２３】
次に、空調機４０で処理された給気は、給気ダクト３１を介して室内３０へ送り出される。
次に、室内３０の還気は、還気ダクト３２を介して搬送され、モータダンパ３２ａの風量制御によって８０％の空気が還気として再び空調機４０へ送られ、２０％が排気として排気ファン３４ａによって排気される。
【００２４】
以上のように、本実施形態においては、第２の冷水コイル４６ａは、冬期には、還冷水冷却用として機能する。
そして、第２の冷水コイル４６ａは、空調機４０の冷水コイル４１の出口冷水を外気で冷却して冷凍機４４に返すので、冷凍機負荷を軽減することができる。
しかも、空調機４０への導入外気量は２０％であるため、加湿器４２の負荷が増大せず、従来では避けられていた冬期の外気冷房運転が可能となる。
【００２５】
図３は、夏期における省エネルギー運転を示す。
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷却水を利用して、７℃へ冷水を冷凍し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
【００２６】
次に、通常の空調機の運転と同様に、導入外気量は例えば、２０％とする。この導入した外気は、第２の冷水コイル４６ａにおいて還水路４６側の水によって予冷される。これによって、空調機４０の冷水コイル４１から１４℃で出てきた水が１６℃に加温される。
次に、予冷された２０％の外気は、還気ダクト３２を介して戻される８０％の還気とともに空調機４０に供給される。
【００２７】
次に、空調機４０で処理された給気は、給気ダクト３１を介して室内３０へ送り出される。
次に、室内３０の排気は、還気ダクト３２を介して搬送され、モータダンパ３２ａの風量制御によって８０％の空気が還気として再び空調機４０へ送られ、２０％が排気として排気ファン３４ａによって排気される。
【００２８】
以上のように、本実施形態においては、第２の冷水コイル４６ａは、夏期には、外気予冷用として機能する。
従って、空調機４０において、導入される外気が予冷されているため、従来の方式に比べて温度差を大きく取れることとなり、冷水量を小さくでき、冷水ポンプ４６ｂの動力を低減できる。
【００２９】
図４は、中間期の運転を示す。
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷却水を利用して、７℃へ冷水を冷凍し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
【００３０】
次に、還気ダクト３２のモータダンパ３２ａと、バイパスダクト３５のモータダンパ３５ｃを閉じ、室内３０側の還気を１００％排気する。
次に、通常の空調機の運転と同様に、導入外気量は１００％とする。この導入した外気は、還水路４６側の水を第２の冷水コイル４６ａと熱交換して予冷または加温される。これによって、空調機４０の冷水コイル４１から１４℃で出てきた水が１３℃〜１５℃にされる。つまり、外気温度が室温より高い場合には１５℃となり、外気温度が室温より低い場合には１３℃となる。
【００３１】
以上により、本実施形態によれば、第２の冷水コイル４６ａによる熱交換により、通常の空調機よりも外気の冷熱を有効に利用して冷房を行うことが可能となり、冷凍機４４の負荷を軽減することができる。
図５は、本発明の第二実施形態に係る空気調和装置を示す（請求項２，４に対応）。
本実施形態に係る空気調和装置は、第一実施形態における空調機４０と第２の冷水コイル４６ａとバイパスダクト３５と排気ファン３４ａとを一体化して筐体５０内に配置した点で、第一実施形態に係る空気調和装置とは相違する。
【００３２】
空調機４０は、第一実施形態と同様に、冷水コイル４１と、加湿器４２と、給気ファン４３とを有し、筐体５０内に設置されている。そして、室内側に連絡する給気ダクト３１と給気ファン４３の給気側とを連絡する連絡口５１を筐体５０に設け、かつ、冷水コイル４１側の空気導入側に空気取入口５２を筐体５０内に設けている。
筐体５０には、空調機４０の空気取入口５２側に、空気取入室５３と、還気取入室５４と、排気取入室５５と、外気取入室５６とを設けている。
【００３３】
空気取入室５３と、空気取入口５２とは連絡している。
還気取入室５４は、室内側と連絡する還気ダクト３２との連絡口５４ａを有するとともに第１のモータダンパ５４ｂを介して空気取入室５３と連絡している。
排気取入室５５は、排気ファン５５ａを有するとともに排気ファン５５ａと排気ダクト３４との連絡口５５ｂを有し、かつ第２のモータダンパ５５ｃを介して還気取入室５４と連絡している。
【００３４】
外気取入室５６は、第２の冷水コイル５６ａを有するとともに外気取入ダクト３３との連絡口５６ｂを有し、かつ第３のモータダンパ５６ｃを介して空気取入室５３と連絡し、第４のモータダンパ５６ｄを介して排気取入室５５と連絡している。
次に、斯くして構成された本実施形態に係る空気調和装置の作用を説明する。
図６は、冬期における外気冷房運転を示す。
【００３５】
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷却水を利用して、７℃へ冷水を冷凍し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
次に、第１のモータダンパ５４ｂ、第２のモータダンパ５５ｃ、第３のモータダンパ５６ｃおよび第４のモータダンパ５６ｄを開き、外気取入ダクト３３を介して外気を１００％導入し、導入した外気を第２の冷水コイル５６ａにおいて還水路の水により加温する。
【００３６】
次に、第３のモータダンパ５６ｃと第４のモータダンパ５６ｄとで風量制御を行い、導入した外気の例えば８０％を排気取入室５５へ導き、残りの２０％の外気を空気取入室５３へ導く。そして、第１のモータダンパ５４ｂと第２のモータダンパ５５ｃとで風量制御を行い、還気の８０％を還気取入室５４から空気取入室５３へ導き、残りの２０％を排気取入室５５へ導く。
【００３７】
次に、空気取入室５３では、２０％の外気と８０％の還気とを空気取入口５２を介して空調機４０へ送り出す。
次に、排気取入室５５では、残りの８０％の外気と２０％の室内排気とを合わせて排気ファン５５ａにより排気する。
次に、空調機４０で処理された給気は、給気ダクト３１を介して室内３０へ送り出される。
【００３８】
次に、室内３０の還気は、還気ダクト３２を介して搬送される。
以上のように、本実施形態においても、第２の冷水コイル５６ａは、冬期には、還冷水冷却用として機能する。
そして、第２の冷水コイル５６ａは、空調機４０の冷水コイル４１の出口冷水を外気で冷却して冷凍機４４に返すので、冷凍機負荷を軽減することができる。
【００３９】
しかも、空調機４０への導入外気量は２０％であるため、加湿器４２の負荷が増大せず、従来では避けられていた冬期の外気冷房運転が可能となる。
図７は、夏期における省エネルギー運転を示す。
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷却水を利用して、７℃へ冷水を冷凍し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
【００４０】
次に、外気取入ダクト３３のモータダンパ３３ａにより外気導入量を例えば２０％に制御して導入し、第１のモータダンパ５４ｂ、第２のモータダンパ５５ｃおよび第３のモータダンパ５６ｃを開き、第４のモータダンパ５６ｄを閉じ、外気取入ダクト３３から導入した外気を、第２の冷水コイル５６ａにて予冷する。
次に、第３のモータダンパ５６ｃを介して導入した外気の２０％を空気取入室５３へ導く。そして、第１のモータダンパ５４ｂと第２のモータダンパ５５ｃとで風量制御を行い、還気の８０％を還気取入室５４から空気取入室５３へ導き、残りの２０％を排気取入室５５へ導く。
【００４１】
次に、空気取入室５３では、２０％の外気と８０％の還気とを空気取入口５２を介して空調機４０へ送り出す。
次に、排気取入室５５では、２０％の室内排気を排気ファン５５ａにより排気する省エネルギー運転を行う。
次に、空調機４０で処理された給気は、給気ダクト３１を介して室内３０へ送り出される。
【００４２】
次に、室内３０の還気は、還気ダクト３２を介して搬送される。
以上のように、本実施形態においても、第２の冷水コイル５６ａは、夏期には、外気予冷用として機能する。
従って、空調機４０において、導入される外気が予冷されているため、従来の方式に比べて温度差を大きく取れることとなり、冷水量を小さくでき、冷水ポンプ４６ｂの動力を低減できる。
【００４３】
図８は、中間期の運転を示す。
この運転時には、冷凍機４４では、冷却塔４７の還水路４９を介して送られて来る冷却水を利用して、７℃へ冷水を冷凍し、その７℃の冷水を往水路４５を介して空調機４０の冷水コイル４１へ供給し、その後、第２の冷水コイル４６ａにおいて外気と熱交換を行った後に、再び冷凍機４４に戻る循環路を形成する。
【００４４】
次に、第２のモータダンパ５５ｃおよび第３のモータダンパ５６ｃを開き、第１のモータダンパ５４ｂおよび第４のモータダンパ５６ｄを閉じ、通常の外気冷房空調機の運転と同様に、外気取入ダクト３３を介して外気を１００％導入する。
次に、導入した外気は、還水路４６側の水を第２の冷水コイル５６ａにて予冷または加温される。これによって、空調機４０の冷水コイル４１から１４℃で出てきた水が１３℃〜１５℃にされる。つまり、外気温度が室温より高い場合には１５℃となり、外気温度が室温より低い場合には１３℃となる。
【００４５】
次に、外気導入ダクト３３のモータダンパ３３ａの風量制御により、および第３のモータダンパ５６ｃを介して導入した外気の１００％を空気取入室５３へ導く。そして、還気ダクト３２を通じて還気された空気は、第２のモータダンパ５５ｃを介してその１００％を排気取入室５５へ導かれる。
次に、空気取入室５３では、１００％の外気を空気取入口５２を介して空調機４０へ送り出す。
【００４６】
次に、空調機４０で処理された給気は、給気ダクト３１を介して室内３０へ送り出される。
次に、室内３０の還気は、還気ダクト３２を介して還気取入室５４から排気取入室５５内へ導かれ、排気ファン５５ａにより室内排気を行う外気冷房運転を行うことができる。
以上により、本実施形態においても、第２の冷水コイル５６ａによる熱交換により、通常の空調機よりも外気の冷熱を有効に利用して冷房を行うことが可能となり、冷凍機４４の負荷を軽減することができる。
【００４７】
なお、第一実施形態および第二実施形態において、冷凍機４４を冷却塔４７に往水路４８と還水路４９とを連絡した場合について説明したが、冷凍機４４は空冷としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る空気調和装置を示す説明図である。
【図２】冬期における外気冷房運転を示す説明図である。
【図３】夏期における外気冷房運転を示す説明図である。
【図４】中間期における外気冷房運転を示説明図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る空気調和装置を示す説明図である。
【図６】冬期における外気冷房運転を示す説明図である。
【図７】夏期における外気冷房運転を示す説明図である。
【図８】中間期における外気冷房運転を示説明図である。
【図９】外気冷房を採用した従来の空気調和装置の一例を示す説明図である。
【図１０】冷却塔利用のフリークーリングを採用した従来の空気調和装置の一例を示す説明図である。
【図１１】冷媒自然循環利用のフリークーリングを採用した従来の空気調和装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
３０  室内
３１  給気ダクト
３２  還気ダクト
３２ａ，３３ａ，３４ｂ，３５ｃ  モータダンパ
３２ｂ  合流点
３２ｃ  分岐部
３３  外気取入ダクト
３４  排気ダクト
３４ａ，５５ａ  排気ファン
３５  バイパスダクト
３５ａ，３５ｂ  合流部
４０  空調機
４１  冷水コイル
４２  加湿器
４３  給気ファン
４４  冷凍機
４５，４８  往水路
４５ａ  制御弁
４６，４９  還水路
４６ａ，５６ａ  第２の冷水コイル
４６ｂ，４９ａ  冷水ポンプ
４７  冷却塔
５０  筐体
５１，５４ａ，５５ｂ，５６ｂ  連絡口
５２  空気取入口
５３  空気取入室
５４  還気取入室
５４ｂ  第１のモータダンパ
５５  排気取入室
５５ｃ  第２のモータダンパ
５６  外気取入室
５６ｃ  第３のモータダンパ
５６ｄ  第４のモータダンパ
【図１】
2005134010.tif 000003
【図２】
2005134010.tif 000004
【図３】
2005134010.tif 000005
【図４】
2005134010.tif 000006
【図５】
2005134010.tif 000007
【図６】
2005134010.tif 000008
【図７】
2005134010.tif 000009
【図８】
2005134010.tif 000010
【図９】
2005134010.tif 000011
【図１０】
2005134010.tif 000012
【図１１】
2005134010.tif 000013