(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間部に回転数制御可能な外気ファン装置を備えた外気系に連通する第一の流通路と、
中間期及び冬期において空調対象空間の室温よりも低温である外気を利用した外気冷房を行うことが可能な前記空調対象空間に還気系を介し連通する第二の流通路と、
前記第一の流通路及び第二の流通路に連通すると共に、給気系を介し前記空調対象空間に連通する、給気ファン装置を有する第三の流通路とを備え、
前記第一の流通路には第一の冷却手段が配置され、
前記第二の流通路には、前記第一の冷却手段に冷媒配管を介して連通する第二の冷却手段と、該第二の冷却手段に対して還気流れ方向下流側に位置するよう設置した、加湿水が供給される加湿手段が配設され、
前記第二の冷却手段から流出する冷媒は、冷凍機及び冷媒ポンプを含む冷媒循環経路を、当該冷媒循環管路から前記冷凍機に戻った後、更に、該冷凍機の冷媒流れ方向下流側の冷媒循環径路から前記第一の冷却手段を介して第二の冷却手段に送給されるよう構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
還気系には当該還気系からの還気の一部を排気するための、回転数制御可能な排気ファン装置が連通され、前記外気ファン装置により前記第一の流通路に供給される単位時間当たりの外気の吸引量は、前記排気ファン装置から大気に排出される排気の単位時間当たりの排出量と連動するよう構成した請求項１に記載の空気調和気。
【請求項３】
前記第一の冷却手段の冷媒配管入口側には、弁手段が設けられ、
該弁手段は、
夏期冷房運転時或は外気冷房運転時には、前記空調対象に設けた温度センサにより制御され、
冬期暖房運転時には、前記弁手段は閉止されるよう構成した請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記外気ファン装置は、
夏期冷房運転時或は冬期暖房運転時には、前記空調対象空間における居住人員の呼気換気必要量である排気流量に対応して外気の送給流量が設定され、
外気冷房運転時には、前記空調対象空間の冷房負荷に対応して外気の送給流量が制御されるうよう構成した請求項１乃至３の何れかに記載の空気調和機。
【請求項５】
中間部に回転数制御可能な外気ファン装置を備えた外気系に連通する第一の流通路と、
中間期及び冬期において空調対象空間の室温よりも低温である外気を利用した外気冷房を行うことが可能な前記空調対象空間に還気系を介し連通する第二の流通路と、
前記第一の流通路及び第二の流通路に連通すると共に、給気系を介し前記空調対象空間に連通する、給気ファン装置を有する第三の流通路とを備え、
前記第一の流通路には第一の冷却手段が配置され、
前記第二の流通路には、第二の冷却手段と、該第二の冷却手段に対して還気流れ方向下流側に位置するよう設置した、加湿水が供給される加湿手段が配設され、
冷凍機及び冷媒ポンプを含む冷媒循環管路は、第二の弁手段を介して前記第二の冷却手段に連通すると共に、前記第二の弁手段と前記第二の冷却手段の間から分岐して前記第一の冷却手段に第一の弁手段を介して接続され、
前記第一の冷却手段及び第二の冷却手段の冷媒流れ方向下流側において冷媒循環径路は合流して前記冷凍機に戻るよう構成され、
外気冷房運転時には、前記第二の弁手段は、前記空調対象空間の熱負荷に対応して制御され、前記第一の弁手段は、閉止されるよう構成されていることを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
還気系には当該還気系からの還気の一部を排気するための、回転数制御可能な排気ファン装置が連通され、前記外気ファン装置により前記第一の流通路に供給される単位時間当たりの外気の吸引量は、前記排気ファン装置から大気に排出される排気の単位時間当たりの排出量と連動するよう構成した請求項５に記載の空気調和気。
【請求項７】
第一の流通路には加熱手段が配置されている請求項１乃至７の何れかに記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調対象空間内を冷暖房するための空気調和機としては、例えば特許文献１、２、３に記載されているものがあり、特許文献１の空気調和機は図５に、又、特許文献２の空気調和機は図７に、更に特許文献３の空気調和機は図９に、夫々示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された図５の空気調和機においては、還気ファン１及び給気ファン２を駆動することによって、空調対象空間に連通する還気系から還気口３を通って、還気・排気通風路４に流入した還気ＲＡの一部は排気口５から排気ＥＡとして外部へ排出され、残りの還気ＲＡは還気ダンパ６を経て外気通風路７の始端側へ流入し、外気口８から流入する外気ＯＡと合流して外気通風路７を給気口９に向けて流れる。
【０００４】
還気ＲＡの一部と外気ＯＡが合流して形成された気流は、エアフィルタ１０、熱交換器１１、温水コイル１２、加湿器１３を経て、給気ファン２により給気ＳＡとして給気口９から給気系を通り空調対象空間内に送給される。
【０００５】
特許文献２に記載された図７の空気調和機においては、外気口側の外気取入れセクション２１と、還気側の還気取入れセクション２２とが仕切板２３によって仕切られており、ファン２４を駆動させることによって外気ＯＡが外気口２５から外気取入れセクション２１に吸引され、還気ＲＡが還気口２６から還気取入れセクション２２に吸引されて還気ＲＡと外気ＯＡが空気調和機内に別々に取入れられる。
【０００６】
還気取入れセクション２２を通過する還気ＲＡは加湿器２７によって加湿された後に、外気取入れセクション２１を通過した外気ＯＡと混合され、この混合空気が冷却コイル２８や加熱コイル２９によって温度調整された後に給気口３０から空調対象空間に連通する給気系へ給気ＳＡとして送出される。
【０００７】
特許文献３に記載された図９の空気調和機では、リターンチャンバ４１を二つの並列する第一チャンバ４２と第二チャンバ４３とで構成し、空調対象空間である被空調室４４の還気口４５から還気ダクト４６を通して第一チャンバ４２に導入した還気ＲＡを還気用熱交換器４７で熱交換し、外気取入れ口４８から外気取入れダクト４９を通して第二チャンバ４３に導入した外気ＯＡを外気用熱交換器５０で熱交換して後に加湿器５１で加湿し、還気ＲＡと外気ＯＡをサプライチャンバ５２で混合して給気ＳＡとし、この給気ＳＡを送風機５３により被空調室４４へ給気するようにしている。なお、図９中、５４は第一チャンバ４２に設置したフィルタ、５５は第二チャンバ４３に設置したフィルタ、５６は被空調室４４内の排気吸込み口、５７は排風機、５８は排気口である。
【特許文献１】特開平１１−３０４１８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２６３７２４号公報
【特許文献３】特開２００４−３４０５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、最近のビル空気調和においては、建物の空調対象空間が建物の領域をなすベリメータ系統と内部側の領域をなすインテリア系統のゾーンに分割されて、各ゾーン別に空調制御を行なうことが多い。又、近年の事務室内ではパーソナルコンピュータ等の使用が増加しており、従来において２０Ｗ／ｍ２程度であった内部発熱量が４０〜６０Ｗ／ｍ２程度に増大している。
【０００９】
このため、中間期及び冬期においてもインテリア系統を冷房運転する場合があり、中間期及び冬期において室温よりも低温である外気を利用した外気冷房が省エネルギの観点から望まれている。なお、ここで中間期とは春季や秋季をいう。
【００１０】
しかし、特許文献１に開示する構成において、冬期冷房運転を外気冷房により行なう場合には、図６に示すように、低温の外気ＯＡと外気ＯＡよりも高温の還気ＲＡが合流することによりＡ状態となった気流を加湿器１３により加湿して給気ＳＡとするので、外気通風路７における外気ＯＡと還気ＲＡの混合が不十分であると、合流した気流中の外気ＯＡが低温下で加湿されることとなり、結果として給気ＳＡに加湿不足が生じる。
【００１１】
又、中間期等において冷房負荷が増加し、取込み可能な最大流量の外気ＯＡによっても冷房能力が不足し、熱交換器１１による冷却を併用する場合には、合流した気流を冷却後に加湿することになり、給気ＳＡに加湿不足が生じる。
【００１２】
特許文献２に開示する構成では、冬期においては図８に示すように加湿されてＢ状態となった還気ＲＡは、低温の外気ＯＡと合流することによりＣ状態の気流となり、温度調整されて給気ＳＡとしている。
【００１３】
しかし、特許文献２においては、中間期等において冷房負荷が増えて、取込み可能な最大流量の外気によっても冷却能力が不足し、冷却コイル２８による冷却を併用する場合には、合流した気流中の還気ＲＡが冷却コイル２８で除湿されることになり、結果として、給気ＳＡに加湿不足が生じる。
【００１４】
特許文献３に開示する構成では、還気ＲＡと外気ＯＡに分けて温度調整し、外気ＯＡを加熱して加湿を行なうので、冬期冷房時運転を外気冷房で行なうと、外気ＯＡを加熱することなく低温下で加湿しつつ、還気ＲＡと混合することとなり、外気ＯＡの低温加湿によって給気ＳＡに加湿不足が生じる。又、外気冷房を行なわずに、外気ＯＡを加熱して加湿を行なう場合には、還気ＲＡを冷却する必要があり、無駄なエネルギを消費することになる。
【００１５】
又、特許文献１、２、３の空気調和機以外に例えば、空調対象空間からの還気を流通させる系統と、外気及び還気の混合した気流を流通させる系統とを設け、外気及び還気の混合した気流（混合空気）を冷却器により冷却し得るようにすると共に、還気を前記冷却器とは異なる別の冷却器により冷却するようにした空気調和機も提案されている。而して、この場合は中間期や冬期に、外気冷房だけでは冷却能力が不足しているために、外気及び還気の混合した気流と、還気とを夫々異なる冷却器により冷却する場合に、外気と還気とを混合した気流を冷却する冷却器側において、混合空気は低い温度で冷却器に入り更に低い温度に冷却される関係から、冷水等の冷媒の冷却器入口側と出口側とにおける温度差は、冷媒の冷却器出口温度が混合空気の冷却器入口温度より低くなるため、大きくとることができない。
【００１６】
このため、外気と還気とを混合した気流を所定の温度に冷却するためには、冷媒流量が多量に必要となり、冷媒系のポンプの容量が大きくなる結果、必要な動力が大きくなり、該ポンプによる冷媒の搬送エネルギが大きくなって、省エネルギを図ることができない。
【００１７】
本発明は上記実情に鑑み、中間期や冬期において外気を利用した外気冷房を行なう場合にも、給気に対する加湿不足を防止することができると共に、中間期や冬期に、冷房負荷が大きくて、外気冷却だけでは冷房能力が不足しているために冷却器を使用する場合においても、冷却器の入口側と出口側の冷水等の冷媒温度差を大きく採れるようにして、冷媒用のポンプの容量を小型化し、該ポンプによる冷媒の搬送エネルギを小さくして省エネルギを図り得るようにした空気調和機を提供することを目的としてなしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１の空気調和機は、
中間部に回転数制御可能な外気ファン装置を備えた外気系に連通する第一の流通路と、
中間期及び冬期において空調対象空間の室温よりも低温である外気を利用した外気冷房を行うことが可能な前記空調対象空間に還気系を介し連通する第二の流通路と、
前記第一の流通路及び第二の流通路に連通すると共に、給気系を介し前記空調対象空間に連通する、給気ファン装置を有する第三の流通路とを備え、
前記第一の流通路には第一の冷却手段が配置され、
前記第二の流通路には、前記第一の冷却手段に冷媒配管を介して連通する第二の冷却手段と、該第二の冷却手段に対して還気流れ方向下流側に位置するよう設置した、加湿水が供給される加湿手段が配設され、
前記第二の冷却手段から流出する冷媒は、冷凍機及び冷媒ポンプを含む冷媒循環経路を、当該冷媒循環管路から前記冷凍機に戻った後、更に、該冷凍機の冷媒流れ方向下流側の冷媒循環径路から前記第一の冷却手段を介して第二の冷却手段に送給されるよう構成されているものである。
【００１９】
本発明の請求項２の空気調和機においては、
還気系には当該還気系からの還気の一部を排気するための、回転数制御可能な排気ファン装置が連通され、前記外気ファン装置により前記第一の流通路に供給される単位時間当たりの外気の吸引量は、前記排気ファン装置から大気に排出される排気の単位時間当たりの排出量と連動するよう構成したものである。
【００２０】
本発明の請求項３の空気調和機においては、
前記第一の冷却手段の冷媒配管入口側には、弁手段が設けられ、
該弁手段は、
夏期冷房運転時或は外気冷房運転時には、前記空調対象に設けた温度センサにより制御され、
冬期暖房運転時には、前記弁手段は閉止されるよう構成されている。
【００２１】
本発明の請求項４の空気調和機においては、
前記外気ファン装置は、
夏期冷房運転時或は冬期暖房運転時には、前記空調対象空間における居住人員の呼気還気必要量である排気流量に対応して外気の送給流量が設定され、
外気冷房運転時には、前記空調対象空間の冷房負荷に対応して外気の送給流量が制御されるうよう構成されている。
【００２２】
本発明の請求項５の空気調和機においては、
中間部に回転数制御可能な外気ファン装置を備えた外気系に連通する第一の流通路と、
中間期及び冬期において空調対象空間の室温よりも低温である外気を利用した外気冷房を行うことが可能な前記空調対象空間に還気系を介し連通する第二の流通路と、
前記第一の流通路及び第二の流通路に連通すると共に、給気系を介し前記空調対象空間に連通する、給気ファン装置を有する第三の流通路とを備え、
前記第一の流通路には第一の冷却手段が配置され、
前記第二の流通路には、第二の冷却手段と、該第二の冷却手段に対して還気流れ方向下流側に位置するよう設置した、加湿水が供給される加湿手段が配設され、
冷凍機及び冷媒ポンプを含む冷媒循環管路は、第二の弁手段を介して前記第二の冷却手段に連通すると共に、前記第二の弁手段と前記第二の冷却手段の間から分岐して前記第一の冷却手段に第一の弁手段を介して接続され、
前記第一の冷却手段及び第二の冷却手段の冷媒流れ方向下流側において冷媒管路は合流して前記冷凍機に戻るよう構成され、
外気冷房運転時には、前記第二の弁手段は、前記空調対象空間の熱負荷に対応して制御され、前記第一の弁手段は、閉止されるよう構成されているものである。
【００２３】
本発明の請求項６の空気調和機においては、
還気系には当該還気系からの還気の一部を排気するための、回転数制御可能な排気ファン装置が連通され、前記外気ファン装置により前記第一の流通路に吸引される単位時間当たりの外気の吸引量は、前記排気ファン装置から大気に排出される排気の単位時間当たりの排出量と連動しており、外気ファン装置による外気の吸引流量の増加流量が、排気ファン装置による還気の吸引流量の減少流量となり、外気ファン装置による外気の吸引流量の減少流量が、排気ファン装置による還気の吸引流量の増加流量となるよう構成したものである。
【００２５】
本発明の請求項７の空気調和機においては、第一の流通路には加熱手段が配置されている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の請求項１〜７に記載の空気調和機及び外気冷房運転方法によれば、中間期や冬期において外気を利用した外気冷房を行なう場合に、給気に対する加湿不足を防止することができると共に、中間期や冬期において冷房負荷が大きくて、外気冷却だけでは冷房能力が不足しているために冷却手段を使用する場合においても、冷却手段への入口温度が高い還気を利用して熱交換後の冷媒の出口温度を上昇させることにより、冷却手段の入口側と出口側の冷媒温度差を大きく採ることができるため、冷媒用のポンプの容量を小型化し、該ポンプによる冷媒の搬送エネルギを小さくして省エネルギを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明の実施の形態の一例である。図１は空気調和機の空気系を示しており、空気調和機６１は、ケーシング６２の内部に第二の流通路である還気通路６３と、第一の流通路である外気通路６４と、第三の流通路である給気通路６５とを備えると共に、ケーシング６２内には、還気通路６３と外気通路６４を左右に仕切る仕切り壁６６が設けられている。又、還気通路６３と外気通路６４とは、夫々の下流側端部において給気通路６５に連通している。
【００３０】
還気通路６３には、上流側に還気フィルタ６７が設けられると共に、下流側に加湿器６８が設けられており、且つ、還気フィルタ６７と加湿器６８との間には、還気冷却コイル６９が設けられ、更に、必要に応じて、所定位置には還気加熱コイル（図示せず）が設けられている。加湿器６８には、水スプレー、気化式加湿器、超音波加湿器、蒸気スプレー等が用いられる。
【００３１】
外気通路６４には、上流側に外気・還気フィルタ７０が設けられると共に、下流側に外気・還気加熱コイル７１が設けられており、且つ、外気・還気フィルタ７０と外気・還気加熱コイル７１との間には、外気・還気冷却コイル７２が設けられている。
【００３２】
空調対象空間からの還気ＲＡが流通する還気系７３は、下流側端側において並列状態となるよう２系統の還気系７３ａ，７３ｂに分岐し、還気系７３ａは還気通路６３の上流側端部に、又、還気系７３ｂは外気通路６４の上流側端部に、夫々連通するよう接続されている。更に、還気系７３の中途部には、還気系７３からの還気ＲＡの一部を排気ＥＡとして外部へ排出し得るようにした排気系７４が接続され、排気系７４の中途部には排気ファン装置７５が接続されている。
【００３３】
外気通路６４の上流側端部には外気系７６の下流側端部が接続され、外気系７６の中途部には、外気系７６を通して新鮮な外気ＯＡを外気通路６４から給気通路６５へ送給し得るよう、外気ファン装置７７が接続されている。
【００３４】
給気通路６５の下流側端部には給気系７８の上流側端部が接続されており、給気系７８には、給気通路６５の下流側に配置した給気ファン装置７９の吐出側が連通されている。而して、給気ファン装置７９は、還気通路６３から給気通路６５へ還気ＲＡ１を吸込み、外気通路６４から外気ＯＡ及びＲＡ２、又は外気ＯＡを吸込み、給気通路６５で混合した還気ＲＡ１、ＲＡ２及び外気ＯＡ、又は還気ＲＡ１及び外気ＯＡを給気ＳＡとして給気系７８から空調対象空間へ給気し得るようになっている。
【００３５】
給気ファン装置７９は給気ＳＡの流量の約５０％を還気通路６３から吸引し、給気ＳＡの流量の約５０％を外気通路６４を介して吸引するよう、還気通路６３及び外気通路６４の形状（流路断面及び抵抗）が設定されている。
【００３６】
排気ファン装置７５は排出される排気ＥＡの流量を調整し得るよう、又、外気ファン装置７７は吸引される外気ＯＡの流量を調整し得るよう、インバータ制御による回転数制御を行なうようになっている。又、外気ファン装置７７による外気ＯＡの単位時間当たりの吸引量に連動して、排気ファン装置７５による排気ＥＡの単位時間当たりの排出量、換言すれば、還気通路６３及び外気通路６４への還気ＲＡ（ＲＡ１＋ＲＡ２、又はＲＡ１）の単位時間当たりの送給量が、増減するよう、外気ファン装置７７及び排気ファン装置７５の回転数が制御され、外気ＯＡの吸引流量の増加流量が還気ＲＡの吸引流量の減少流量となり、外気ＯＡの吸引流量の減少流量が還気ＲＡの吸引流量の増加流量となるように形成されている。
【００３７】
図１に示す空気調和機６１の冷媒系である冷水系の一例は図２に示されている。図１においては空気調和機６１は１台のみ図示されているが、図２においては空気調和機６１は複数基、図示されている。これは実際には、空気調和機６１は建物の各階に設置されているためである。図２における複数の空気調和機６１は夫々、図１の空気調和機６１に対応しているが、図２においては、簡略化のため空気系は省略してある。又、図２中、図１に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。
【００３８】
冷凍機８０の出口側に接続された冷水往主配管８１は、空気調和機６１の台数に対応して分岐し、分岐した各冷水往配管８２は、各外気・還気冷却コイル７２の入口側に接続されている。各冷水往配管８２には制御弁８３が接続されている。又、各外気・還気冷却コイル７２と還気冷却コイル６９とは冷水配管８４により直列接続されており、各還気冷却コイル６９の出口側に接続された冷水還配管８５は合流して冷水還主配管８６として冷凍機８０の入口側に接続されている。冷水還主配管８６の冷凍機８０近傍には冷水ポンプ８７が設けられている。
【００３９】
図２中、８８は冷水往主配管８１と冷水還主配管８６とを結ぶバイパス配管、８９はバイパス配管８８の中途部に設けられた制御弁である。
【００４０】
次に、上記した実施の形態の作動を説明する。なお、図１には、夏期冷房運転時、及び中間期や冬期の外気冷房運転時の給気ＯＡ、還気ＲＡ、ＲＡ１、ＲＡ２の流量の比率が％で示してある。
Ｉ）夏期冷房運転時
この場合には、空調対象空間等に設けた温度センサの信号により制御される、図２に示す各制御弁８３は開き勝手に制御される。而して、図１においては、例えば、給気ファン装置７９により給気ＳＡとして空調対象空間（図示せず）に送給されて冷房に供され還気系７３に排出された還気ＲＡの流量（給気ＳＡの流量に等しい）を１００％とすると、排気ファン装置７５においては、例えば給気ＳＡの流量の２０％、つまり空調対象空間における居住人員の呼気換気必要量のみの排気量割合が排気ＥＡとして排気系７４から外部へ排出され、給気ＳＡの流量の８０％に相当する流量の還気ＲＡが空気調和機６１へ還流されるように運転が行なわれる。
【００４１】
このとき、例えば、外気通路６４は、外気通路６４における最大通気量の２／５（給気ＳＡの流量の２０％に相当）が外気ファン装置７７によって送給される外気ＯＡによって満たされるよう運転が行なわれ、同じく最大通気量の３／５（給気ＳＡの流量の３０％に相当）が還気系７３ｂから還流する還気ＲＡ２により満たされるよう運転が行なわれる。
【００４２】
このため、還気通路６３では最大通気量（給気ＳＡの５０％に相当）の全てが還気系７３ａから還流する還気ＲＡ１によって満たされるよう運転が行なわれる。
【００４３】
還気通路６３では、還気フィルタ６７を通過した還気ＲＡ１は還気冷却コイル６９で冷却され、冷却された還気ＲＡ１は給気通路６５へ流入する。又、外気通路６４では、外気・還気フィルタ７０を通過した外気ＯＡ及び還気ＲＡ２が外気・還気冷却コイル７２で冷却されて給気通路６５へ流入する。このため、給気通路６５では、還気ＲＡ１、ＲＡ２と外気ＯＡは混合されて、外気・還気混合気である給気ＳＡが形成され、給気ＳＡは給気ファン装置７９により給気系７８から空調対象空間へ送給されて冷房に供され昇温し、還気系７３に排出されて、前述したと同様にして運転が継続される。
【００４４】
一方、冷水系では、冷水ポンプ８７により冷凍機８０へ送給されて冷却された冷水は、冷水往主配管８１から冷水往配管８２を経て外気・還気冷却コイル７２へ送給され、前記したように外気ＯＡ及び還気ＲＡ２を冷却し、冷水配管８４を通って還気冷却コイル６９へ導入され、還気ＲＡ１を冷却して冷水還配管８５へ送給され、冷水還主配管８６から冷水ポンプ８７を経て冷凍機８０へ送給され、前述したと同様にして運転が継続される。
【００４５】
冷凍機８０からの冷水のうち、冷凍機８０の伝熱の低下や腐食の防止のための最小冷水流量確保のため、外気・還気冷却コイル７２側へ送水されなかった冷水は、冷水往主配管８１からバイパス配管８８を経て冷水還主配管８６へ戻り、還気冷却コイル６９からの還りの冷水と合流し、冷水ポンプ８７から冷凍機８０へ送給される。
【００４６】
夏期冷房運転時には冷房負荷が大きく、更に低温の空気である外気・還気混合気のＯＡ＋ＲＡ２に対し、低温である往側冷水を対応させ、高温の空気である還気ＲＡ１に対し、低温の空気である外気・還気混合気のＯＡ＋ＲＡ２と熱交換済みの外気・還気冷却コイル７２の出口冷水を対応させ、更に熱交換することができることから、外気・還気冷却コイル７２の入口の冷水温度と、還気冷却コイル６９の出口側の冷水温度差を大きくすることができ、このため、冷水ポンプ８７による冷水流量を減少させることができて、冷水ポンプ８７による冷水の搬送エネルギを低減することができ、省エネルギを図ることができる。
【００４７】
ＩＩ）冬期暖房運転時
この場合には、図２に示す制御弁８３は閉止されている。而して、図１においては、例えば、排気ファン装置７５は、給気ＳＡの必要換気量である２０％に相当する流量の還気ＲＡが排気ＥＡとして排気され、給気ＳＡの流量の８０％に相当する流量の還気ＲＡが空気調和機６１へ還流されるように運転が行なわれる。このとき、外気ファン装置７７においては、例えば、給気ＳＡの流量の２０％に相当する流量の外気ＯＡが外気通路６４へ送給されるよう運転が行なわれ、外気通路６４へ還流される還気ＲＡ２は給気ＳＡの３０％となり、還気通路６３へ還流される還気ＲＡ１は給気ＳＡの５０％となるよう運転が行なわれる。
【００４８】
而して、還気通路６３では、還気フィルタ６７を通過した還気ＲＡ１は加湿器６８から噴霧された水により加湿されて給気通路６５へ導入され、外気通路６４では、外気・還気フィルタ７０を通過した外気ＯＡ及び還気ＲＡ２は、外気・還気加熱コイル７１により加熱されて給気通路６５へ流入する。加湿器６８の加湿量は、空調対象空間等に設置した温度センサの信号により制御されるので、還気側で加湿しても加湿量は不足しない。
【００４９】
給気通路６５へ流入した還気ＲＡ１、ＲＡ２及び外気ＯＡは混合され、給気ファン装置７９により給気系７８から空調対象空間へ送給されて暖房に供され温度降下し、還気ＲＡとして還気系７３へ排出され、前述のようにして運転が継続される。
【００５０】
ＩＩＩ）中間期や冬期における外気冷房運転時
以下、冷房負荷が大きくて外気冷房を行なう場合に、冷房負荷に対する外気冷房能力が不足するときについて説明すると、この場合には冷水系の運転を併用するため、図２に示す制御弁８３は、空調対象空間等にある温度センサの信号により制御され、開き勝手になっている。
【００５１】
図１においては、例えば、給気ファン装置７９により給気ＳＡとして空調対象空間に送給され冷房に供されて還気系７３に排出された還気ＲＡの流量（給気ＳＡの流量に相当）を１００％とすると、給気ＳＡの流量の４０％が排気ＥＡとして排気ファン装置７５により排気系７４から外部へ排出され、給気ＳＡの流量の３７％に相当する還気ＲＡが還気ＲＡ１として空気調和機６１の還気通路６３へ還流されるように運転が行なわれる。又、外気ファン装置７７においては、最大で給気ＳＡの流量の４０％に相当する流量の外気ＯＡが外気通路６４へ導入されるよう、空調対象空間の熱負荷に対応した運転が行なわれる。従って、給気ＳＡの流量の４０％に相当する外気ＯＡが外気通路６４へ送給される場合には、外気通路６４へ流入する還気ＲＡ２の流量は２３％となり、外気通路６４が給気ＳＡの流量の４０％に相当する流量の外気ＯＡにより満たされなかった場合は、外気通路６４は、還気系７３がその分増加し、還気系７３ａと還気系７３ｂに概ね５対３の風量比になるように還気ＲＡ１，ＲＡ２で補完的に充足され、外気ＯＡの流量と還気ＲＡ２の流量の合計は、給気ＳＡの約５０％から約６３％までの風量になるよう運転が行なわれる。
【００５２】
還気通路６３では、還気フィルタ６７を通過した還気ＲＡ１は還気冷却コイル６９により冷却され、加湿器６８において水により加湿されて給気通路６５に流入し、外気通路６４では、外気・還気フィルタ７０を通過した外気ＯＡ、或は外気ＯＡ及び還気ＲＡ２は外気・還気冷却コイル７２で冷却されて給気通路６５へ流入し、給気通路６５へ流入した還気ＲＡ１及び外気ＯＡ、或は還気ＲＡ１，ＲＡ２及び外気ＯＡは混合し、給気ＳＡとして給気ファン装置７９により給気系７８へ送給され、給気系７８から空調対象空間へ送給されて冷房に供されて昇温し、還気ＲＡとして還気系７３へ排出され、前述のようにして運転が継続される。
【００５３】
この外気冷房運転時には、外気ＯＡの外気通路６４への送給量は、冷房負荷により増減させる。例えば、外気ファン装置７７による外気ＯＡの送給量を増加させるほど、排気ファン装置７５による還気ＲＡの還流量を減少させ、又、外気ファン装置７７による外気ＯＡの送給量を減少させるほど、排気ファン装置７５による還気ＲＡの還流量を増加させる。
【００５４】
一方、冷水系では、夏期冷房運転時と同様、冷水ポンプ８７により冷凍機８０へ送給されて冷却された冷水は、冷水往主配管８１から冷水往配管８２を経て外気・還気冷却コイル７２へ送給され、前記したように外気ＯＡ、又は外気ＯＡ及び還気ＲＡ２を冷却し、冷水配管８４を通って還気冷却コイル６９へ導入され、還気ＲＡ１を冷却して冷水還配管８５へ還流し、冷水還主配管８６から冷水ポンプ８７を経て冷凍機８０へ送給され、前述したと同様にして運転が継続される。
【００５５】
冷凍機８０からの冷水のうち、冷凍機８０の伝熱の低下や腐食防止のための最小流量確保のため、外気・還気冷却コイル７２側へ送水されなかった冷水は、冷水往主配管８１からバイパス配管８８を経て冷水還主配管８６へ戻り、還気冷却コイル６９からの還りの冷水と合流し、冷水ポンプ８７から冷凍機８０へ送給される。
【００５６】
中間期や冬期の外気冷房運転時においては、外気・還気混合気が低い温度で外気・還気冷却コイル７２に入り、更に低い温度に冷却するので、外気通路６４における外気・還気冷却コイル７２の入口側と出口側の冷水温度差は、冷水出口温度も上昇せず、それほど大きくならないが、還気通路６３における還気冷却コイル６９の入口側と出口側の冷水温度差は、還気ＲＡ１の還気冷却コイル６９に対する入口空気温度が高温であり、且つ、冷水出口温度も高温にできることから、冷水温度差を大きくすることができる。
【００５７】
このため、冷水往配管８２内の冷水と冷水還配管８５内の冷水の温度差も大きくでき、冷水ポンプ８７による冷水の搬送エネルギを低減することができる。因みに、外気・還気冷却コイル７２の入口側の冷水温度が約７℃の場合、外気・還気冷却コイル７２の出口側、すなわち、還気冷却コイル６９の入口側では冷水温度は約１１℃となり、冷水還配管８５の出口側では還りの冷水温度を約１６．５℃とすることができる。なお、条件としては、外気温度１０℃、相対湿度６０％、還気温度２５℃、相対湿度４０％で、給気ファン装置７９が１０，０００ｍ３／ｈの風量で冷水コイル負荷６．５ｋＷの場合の試算である。
【００５８】
このため、外気・還気冷却コイル７２の入口側と還気冷却コイル６９の出口側では、冷水温度差Δｔを約９．５℃以上と大きくとることができ、その結果、冷水温度差Δｔが小さい場合に比較して、冷水ポンプ８７からの冷水流量Ｑを少なくすることができるため、冷水ポンプ８７の動力が少なくてすみ、省エネルギを図ることができる。
【００５９】
冬期の外気冷房運転時の外気ＯＡ、還気ＲＡ１、ＲＡ２、給気ＳＡの状態変化の一例を図３の空気線図をも参照しつつ説明すると、還気系７３から還気通路６３へ流入した還気ＲＡ１は加湿器６８で等湿球温度線上を断熱加湿されてイの状態となり、又、外気ファン装置７７から外気通路６４へ流入した低温の外気ＯＡと、還気系７３から外気通路６４へ流入した外気ＯＡよりも高温の還気ＲＡ２とは、外気通路６４で夫々混合しあってロの状態となる。
【００６０】
而して、還気通路６３からの還気ＲＡ１と、外気通路６４からの外気ＯＡ及び還気ＲＡ２とは、給気通路６５において混合し、外気ＯＡ及び加湿源の持つ顕熱を冷却源として冷却されて給気ＳＡが得られる。従って、このようにして得られた給気ＳＡにより、中間期や冬期に空調対象空間を冷房することにより、外気ＯＡの低温加湿に起因する給気ＳＡの加湿不足を防止することができ、例えば、冷房負荷３３Ｗ／ｍ２に相当する冷房能力を実現しながら空調対象空間の保健環境を維持することができる。
【００６１】
中間期や冬期において外気冷房だけで冷房能力が充足する場合には、図２に示す冷水系の制御弁８３は制御の結果として閉止している。このため、外気通路６４へ流入した外気ＯＡ、又は外気ＯＡ及び還気ＲＡ２は、外気・還気冷却コイル７２により冷却されることなく給気通路６５へ流入し、還気通路６３へ流入した還気ＲＡ１は還気冷却コイル６９により冷却されることなく給気通路６５へ流入しする。又、給気通路６５においては、外気ＯＡと還気ＲＡ１、又は外気ＯＡと還気ＲＡ１、ＲＡ２は混合して給気ＳＡとなり、上述したと同様にして空調対象空間へ送給され、外気冷房が行なわれる。
【００６２】
図４は本発明の空気調和機６１に適用する冷水系の他の例である。而して、本図示例においては、外気・還気冷却コイル７２と還気冷却コイル６９とは並列接続されている。すなわち、制御弁８３を備えた冷水往配管８２は、制御弁８３の下流側において２系統に分岐して、冷水往分岐配管９０，９１となり、冷水往分岐配管９０は外気・還気冷却コイル７２の入口側に接続され、冷水往分岐配管９１は還気冷却コイル６９の入口側に接続されている。又、冷水往分岐配管９０には、制御弁９２が設けられている。
【００６３】
外気・還気冷却コイル７２の出口側には冷水還配管９３が、又、還気冷却コイル６９の出口側には冷水還配管９４が夫々接続され、合流して冷水還主配管８６に接続されている。なお、図中、図２に示すものと同一の符号のものには同一の符号が付してある。
【００６４】
本図示例の冷水系の運転の仕方について説明すると、夏期冷房運転時には制御弁８３，９２は、空調対象空間の熱負荷に応じて制御されて開き勝手になっており、冬期暖房運転時には制御弁８３，９２は閉止され、中間期や冬期の外気冷房運転時には、外気冷房だけでは冷房能力が不足する場合には、制御弁８３は空調対象空間の熱負荷に応じて制御されて開き勝手になっている一方、制御弁９２は閉止され、外気冷房だけで冷房能力が充足する場合は制御弁８３，９２は何れも閉止されて運転が行なわれる。
【００６５】
この場合、夏期冷房運転時には、冷水は外気・還気冷却コイル７２、還気冷却コイル６９を流通するため、外気・還気冷却コイル７２においては外気ＯＡと還気ＲＡ２が冷却され、還気冷却コイル６９においては還気ＲＡ１が冷却される。
【００６６】
又、中間期や冬期の外気冷房運転時において外気ＯＡによる冷房能力が十分な場合は、冷水は外気・還気冷却コイル７２、還気冷却コイル６９には流通せず、中間期や冬期の外気冷房運転時において外気ＯＡによる冷房能力が不足している場合は、制御弁８３は開いているが、外気・還気混合気は冷却されず、還気冷却コイル６９への入口空気温度の高い還気ＲＡ１のみが当該還気冷却コイル６９により冷却される。
【００６７】
図４に示す冷水系の場合も夏期冷房運転時には、外気ＯＡ、還気ＲＡ１，還気ＲＡ２の何れも温度が高く冷房負荷が大きいため、外気・還気冷却コイル７２の入口側と出口側の冷水温度差、還気冷却コイル６９の入口側と出口側の冷水温度差を大きくすることができる。従って、冷水ポンプ８７による冷水流量を減少させることができるため、冷水ポンプ８７による冷水の搬送エネルギを低減することができ、省エネルギを図ることができる。
【００６８】
又、中間期や冬期において冷房負荷が高く外気冷房だけでは冷房能力が不足する場合は、外気ＯＡが導入される外気通路６４の外気・還気冷却コイル７２入口側の制御弁９２を閉止し、制御弁８３を開いて還気ＲＡ１のみが導入される還気通路６３の還気冷却コイル６９へ冷水を送給して還気ＲＡ１を冷却している。外気・還気混合気は冷却されず、還気冷却コイル６９への入口空気温度の高い還気ＲＡ１のみが当該還気冷却コイル６９により冷却される。このため、還気冷却コイル６９の入口側と出口側の冷水温度差を大きくすることができる。従って、冷水ポンプ８７による冷水流量を減少させることができるため、冷水ポンプ８７による冷水の搬送エネルギを低減することができ、省エネルギを図ることができる。
【００６９】
因みに、夏期冷房運転の負荷ピーク時においては、外気・還気冷却コイル７２の入口側における冷水温度は約７℃、出口側における冷水温度は約１６℃となり、還気冷却コイル６９の入口側の冷水温度は約７℃、出口側における冷水温度は約１６℃となり、外気・還気冷却コイル７２からの冷水と還気冷却コイル６９からの冷水が混合した還りの冷水の温度は約１６℃となるため、外気・還気冷却コイル７２及び還気冷却コイル６９の入口側と出口側の冷水温度差Δｔを約９℃とすることができ、冷水ポンプ８７からの冷水流量Ｑを少なくすることができるため、冷水ポンプ８７の動力が少なくてすみ、省エネルギを図ることができる。
【００７０】
この点は、中間期や冬期の外気冷房運転時に冷却能力が不足している場合において、外気・還気冷却コイル７２により外気ＯＡ、又は外気ＯＡと還気ＲＡ２とを冷却せずに、還気冷却コイル６９により還気ＲＡ１のみを冷却する場合も略同様である。
【００７１】
なお、本発明の空気調和機においては、冷媒として冷水を用いる場合について説明したが、水に限らず何等かの冷却液体や冷却気体を冷媒として使用することができること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。又、上記実施の形態例の場合の還気ＲＡ、ＲＡ１、ＲＡ２と外気ＯＡの比率は例示であり、条件により種々の比率設定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態における空気調和機の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す空気調和機の冷水系の一例の構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す空気調和機の冬期の外気冷房運転時における空気線図を示すグラフである。
【図４】図１に示す空気調和機の冷水系の他の例の構成を示す模式図である。
【図５】従来の空気調和機の一例の構成を示す模式図である。
【図６】図５に示す空気調和機の冬期冷房運転時における空気線図である。
【図７】従来の空気調和機の他の例の構成を示す模式図である。
【図８】図７に示す空気調和機の冬期冷房運転時における空気線図である。
【図９】従来の空気調和機の又他の例の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
６１  空気調和機
６３  還気通路（第二の流通路）
６４  外気通路（第一の流通路）
６５  給気通路（第三の流通路）
６８  加湿器（加湿手段）
６９  還気冷却コイル（第二の冷却手段）
７１  外気・還気加熱コイル（加熱手段）
７２  外気・還気冷却コイル（第一の冷却手段）
７３  還気系
７３ａ        還気系
７３ｂ        還気系
７５  排気ファン装置（排気手段）
７６  外気系
７７  外気ファン装置（外気送給手段）
７９  給気ファン装置（給気手段）
８０  冷凍機
８１ 冷水往主配管（冷媒循環径路）
８２ 冷水往配管（冷媒循環径路）
８３  制御弁（弁手段）（第二の弁手段）
８４  冷水配管（冷媒循環径路）
８５ 冷水還配管（冷媒循環径路）
８６ 冷水還主配管（冷媒循環径路）
８７ 冷水ポンプ（冷媒ポンプ）
９０  冷水往分岐配管（冷媒循環径路）
９１  冷水往分岐配管（冷媒循環径路）
９２  制御弁（第一の弁手段）
ＯＡ    外気
ＲＡ    還気
ＲＡ１  還気
ＲＡ２  還気
ＳＡ    給気
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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