(57)【要約】【課題】  既存の空調機の改造のみで、蒸気の使用量や化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能な空気調和機の改造方法を提供する。【解決手段】  本発明にかかる空気調和機の改造方法の代表的な構成は、蒸気を用いて空気の加熱を行う予熱コイル１０８と、蒸気を用いて空気の加湿を行う蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂと、冷水を用いて空気の冷却を行う冷却コイル１１２と、蒸気を用いて空気の再加熱を行う再熱コイル１１４とを少なくとも備える外気処理用の空気調和機（空調機１００）の改造方法であって、冷却コイルに冷水を供給する冷水供給配管１３４に加えて、冷却コイルに温水を供給する温水供給配管２３４を追加し、冷却コイルに対して冷水供給配管または温水供給配管を択一的に連通させる切替弁（第１切替弁２０２ａ）を追加することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に設けられた通風路に、蒸気を用いて空気の加熱を行う予熱コイルと、蒸気を用いて空気の加湿を行う蒸気式加湿器と、冷水を用いて空気の冷却を行う冷却コイルと、蒸気を用いて空気の再加熱を行う再熱コイルとを少なくとも備える外気処理用の空気調和機の改造方法であって、
前記冷却コイルに冷水を供給する冷水供給配管に加えて、該冷却コイルに温水を供給する温水供給配管を追加し、
前記冷却コイルに対して前記冷水供給配管または前記温水供給配管を択一的に連通させる切替弁を追加することを特徴とする空気調和機の改造方法。
【請求項２】
前記冷却コイルの後段側に、水を気化させて空気の加湿を行う気化式加湿器を設置することを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の改造方法。
【請求項３】
前記空気調和機は、年間冷房を実施している施設に設けられ、該施設には、年間冷房のために通年稼動しているヒートポンプ式の冷凍機が設置されていて、
前記冷却コイルに供給される温水は、前記冷凍機において年間冷房の廃熱を得た冷却水であることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機の改造方法。
【請求項４】
前記冷却コイルに冷水を供給する冷凍機と、前記温水としての冷却水を供給する冷凍機は別の装置であって、
前記冷却コイルに冷水を供給する冷凍機は、空気を除湿可能な低温の冷水を生成し、
前記温水としての冷却水を供給する冷凍機は、前記室内空間の温度を維持するための弱冷水を生成することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機の改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気を処理し、それを室内空間に供給する外気処理用の空気調和機の改造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルームや工場の生産ライン等では、室内空間の温度および湿度を所定温度および所定湿度に保つために大型の空気調和機（外気のみを処理して送風する空調機は外気調和機と称されることもある。以下、空調機と称する。）が設置されている。空調機は、それに供給された空気（外気）の温度および湿度を、所定温度および所定湿度に調節し、調節後の空気（処理空気）を室内空間に送出する。これにより、室内空間の温度および湿度が所定温度および所定湿度に保たれる。
【０００３】
上記の空調機の構成としては、例えば特許文献１に開示されている空調機のように、冷水などの冷却媒体を内部に循環させて空気の冷却を行う空気冷却器（冷却コイルとも称される）や、蒸気を噴霧して空気の加湿を行う蒸気噴霧装置（蒸気式加湿器とも称される）、蒸気によって加熱されるコイルやフィンを有しそれらによって空気を加熱する空気加熱器（加熱コイルとも称される）を備える構成が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４２９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に例示されるような従来の空調機では、蒸気噴霧装置や空気加熱器において用いられる蒸気は、ボイラ等の燃焼機関において化石燃料を燃焼させて生成される。このため、蒸気を生成するための化石燃料に莫大なランニングコストを要しており、その削減が課題となっていた。またエネルギの有効利用（省エネルギ）、および温室効果ガスであるＣＯ２排出量削減の観点においても化石燃料の使用量削減が望まれている。
【０００６】
そこで、化石燃料の使用量削減、およびそれに要するランニングコスト（すなわち蒸気に要するランニングコスト）の削減を図るために、ボイラレスの空調機を導入することが考えられる。しかしながら、既存の空調機やボイラを撤去して新規の空調機を導入するとなると莫大な費用や大規模な工事が必要になってしまうため、既存の空調機の改造により対応したいという要望があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、既存の空調機の改造のみで、蒸気の使用量ひいては化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能な空気調和機の改造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかる空気調和機の改造方法の代表的な構成は、ケーシング内に設けられた通風路に、蒸気を用いて空気の加熱を行う予熱コイルと、蒸気を用いて空気の加湿を行う蒸気式加湿器と、冷水を用いて空気の冷却を行う冷却コイルと、蒸気を用いて空気の再加熱を行う再熱コイルとを少なくとも備える外気処理用の空気調和機の改造方法であって、冷却コイルに冷水を供給する冷水供給配管に加えて、冷却コイルに温水を供給する温水供給配管を追加し、冷却コイルに対して冷水供給配管または温水供給配管を択一的に連通させる切替弁を追加することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、温水供給配管を通じて冷却コイルに温水を供給し、かかる冷却コイルを、空気の加熱を行う加熱コイルとしても利用することが可能となる。すなわち、切替弁によって、冷水供給配管からの冷水の供給または温水供給配管からの温水の供給を切り換えれば、既存の空調機に設けられた冷却コイルを冷却加熱コイルとして利用することができる。これにより、空気の加熱に用いられていた予熱コイルや再熱コイルを稼動させる必要がなくなるため、それらへの蒸気の供給が不要となり、ボイラにおける化石燃料の消費を抑制することができる。したがって、既存の空調機の改造のみで、蒸気の使用量ひいては化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能となる。
【００１０】
上記の冷却コイルの後段側に、水を気化させて空気の加湿を行う気化式加湿器を設置するとよい。かかる構成によれば、既存の空調機に設けられている蒸気式加湿器の代わりに気化式加湿器を用いることができ、気化式加湿器への蒸気の供給が不要となる。したがって、化石燃料の消費の更なる抑制が可能となり、上述した利点を得ることができる。
【００１１】
上記の空気調和機は、年間冷房を実施している施設に設けられ、施設には、年間冷房のために通年稼動しているヒートポンプ式の冷凍機が設置されていて、冷却コイルに供給される温水は、冷凍機において年間冷房の廃熱を得た冷却水であるとよい。
【００１２】
これにより、冷却水が年間冷房に用いられる冷水との熱交換によって得た熱、すなわち従来では廃熱となっていた熱を有効活用することが可能となる。また冷却水（温水）は、冷却コイルに供給されると空調機の通風路を通過する空気と熱交換を行うため、冷却水が有する熱は空気に放熱され、その温度が低下する（冷却される）。したがって、冷凍機における熱交換により熱を得た冷却水、換言すれば温度が上昇した冷却水の冷却に要する装置（冷却塔など）が不要になり、その装置の稼動に要していたエネルギを削減することも可能となる。
【００１３】
上記の冷却コイルに冷水を供給する冷凍機と、温水としての冷却水を供給する冷凍機は別の装置であって、冷却コイルに冷水を供給する冷凍機は、空気を除湿可能な低温の冷水を生成し、温水としての冷却水を供給する冷凍機は、室内空間の温度を維持するための弱冷水を生成するとよい。
【００１４】
除湿可能なほどの低温の冷水は、夏期の多湿な時期しか必要とされない。一方、近年の断熱性の高い施設においては、生産機械の生じる熱で室内が昇温することから、一年を通じて冷房が行われる（年間冷房）。そこで冷凍機が複数台ある場合、全ての冷凍機で除湿可能な低温の冷水（例えば６℃）を生成するのではなく、低温の冷水を生成する冷凍機と、室内空間の温度を維持（冷房）可能な弱冷水を生成する冷凍機に分ける。かかる構成によれば、複数台ある冷凍機のうち、除湿を必要とされる季節以外は、低温の冷水を生成する冷凍機の稼働を休止させることができる。これにより、ヒートポンプの消費電力を低減させることができる。また、低温の冷水を生成するよりも弱冷水を生成する方がヒートポンプのＣＯＰが向上することから、この点においても省エネルギ化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、既存の空調機の改造のみで、蒸気の使用量ひいては化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能な空気調和機の改造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかる改造方法の適用対象となる空調機の構成を示す図である。
【図２】本実施形態にかかる改造方法が適用された空調機の構成を示す図である。
【図３】本実施形態にかかる改造方法の他の例が適用された空調機の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
以下、理解を容易にするために、本実施形態にかかる空調機の改造方法の適用対象となる空調機の構成について詳述した後に、かかる空調機の改造方法について説明する。なお、空調機による空調の対象（室内空間）としては、年間冷房を実施している施設を例示して説明するが、これに限定するものではない。
【００１９】
図１は、本実施形態にかかる改造方法の適用対象となる既存空調機の構成を示す図である。図１に示すように、既存空調機１００のケーシング１０２には、上流端に外気口１０２ａが、下流端に給気口１０２ｂが形成されている。またケーシング１０２の内部には通風路１０２ｃが形成されている。外気口１０２ａから既存空調機１００に供給された外気（ＯＡ：Out side Air）すなわち空気の温度および湿度は、通風路１０２ｃを通過しながら所定温度および所定湿度に調整される。その後、空気は処理空気すなわち供給空気（ＳＡ：Supply Air）として給気口１０２ｂから所定流速で室内空間に供給される。すなわち、図１に示す既存空調機１００は外気処理用の空調機である。
【００２０】
既存空調機１００において通風路１０２ｃの最上流側にはプレフィルタ１０４が設けられている。これにより、既存空調機１００に供給された空気に含まれる粒径の大きい、すなわち粗い塵埃を空気中から除去することが可能となる。またプレフィルタ１０４の下流側には、プレフィルタ１０４よりも目の細かい中性能フィルタ１０６が設けられている。これにより、プレフィルタ１０４を通過した微細な塵埃を空気中から除去することができる。
【００２１】
中性能フィルタ１０６の下流側には予熱コイル１０８が設けられている。予熱コイル１０８は、蒸気供給配管１０８ａを通じてボイラ（不図示）から蒸気が供給され、かかる蒸気を熱源として用いて空気を加熱（予熱）する。これにより、既存空調機１００に供給された空気の温度を上昇させ、加湿効率の向上を図ることができる。
【００２２】
予熱コイル１０８の下流側には蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂが設けられている。蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂは、クリーン蒸気供給配管１１０ｃを通じてボイラ（不図示）からクリーン蒸気が供給され、かかるクリーン蒸気を用いて空気を加湿する。これにより、既存空調機１００に供給された空気の湿度を上昇させることが可能となる。
【００２３】
なお、上記説明においては、蒸気式加湿器１１０ａを予熱コイル１０８の後段且つ後述する冷却コイル１１２の前段に配置し、蒸気式加湿器１１０ｂを予熱コイル１０８の後段且つ後述する再熱コイル１１４の後段に配置し、計２つの蒸気式加湿器を備える構成とした。しかし、これに限定するものではなく、蒸気式加湿器１１０ａまたは１１０ｂのいずれか１つを備える構成としてもよい。
【００２４】
また上記説明では、上述した予熱コイル１０８および後述する再熱コイル１１４には蒸気を供給し、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂにはクリーン蒸気を供給する構成とした。すなわち、予熱コイル１０８および再熱コイル１１４に蒸気を供給するボイラと、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂに蒸気（クリーン蒸気）を供給するボイラとは異なるボイラであることを想定した。しかし、これに限定されず、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂに必ずしもクリーン蒸気を供給する必要がない場合には、予熱コイル１０８および再熱コイル１１４および蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂのすべてに、同一のボイラから蒸気を供給する構成としてもよい。
【００２５】
蒸気式加湿器１１０ａの下流側には冷却コイル１１２が設けられている。冷却コイル１１２は、貯水槽１３０に貯水された冷水を用いて空気を冷却する。これにより、既存空調機１００に供給された空気の温度を低下させ所定温度に調節することが可能となる。また空気の温度を低下させることにより、空気の飽和水蒸気圧を低下させて除湿を行い、空気の湿度を所定湿度に調節することが可能となる。
【００２６】
貯水槽１３０には、ヒートポンプ式の冷凍機である第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２によって生成された冷水が貯水されている。詳細には、貯水槽１３０には、第１冷凍機１３２が第１冷凍機配管１３２ａ、ポンプ１３２ｂによって接続されている。同様に、第２冷凍機１４２が第２冷凍機配管１４２ａ、ポンプ１４２ｂによって接続されている。貯水槽１３０の水は、第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２によって循環式に冷却される。
【００２７】
なお、本実施形態においては、冷凍機が２つ設けられる構成としたが、これは一例であり限定するものではない。したがって、冷凍機は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００２８】
そして、貯水槽１３０に貯水された冷水は、ポンプ１３４ａを動力として冷水供給配管１３４を通じて冷却コイルに送られ、空気の冷却に用いられる。空気の冷却に用いられることにより温度が上昇した冷水（水）は、冷水戻り配管１３６を通じて貯水槽１３０に戻る。
【００２９】
また貯水槽１３０には生産系冷水供給配管１４４が接続されていて、これを通じて室内空間の設備にも冷水が供給される。詳細には、室内空間に設置された生産機械（不図示）は、稼動する際の発熱により温度上昇が生じるため、その温度上昇を防ぐために生産機械を冷却する装置（以下、生産冷却系１５２と称する）が設けられている。また近年の断熱性の高い施設（室内空間）においては、生産機械によって生じる熱で室内が昇温することから、一年を通じて冷房が行われていて（年間冷房）、その年間冷房にドライコイル１５４が用いられている。
【００３０】
そこで、貯水槽１３０に貯水された冷水を生産系冷水供給配管１４４を通じて生産冷却系１５２およびドライコイル１５４にも供給する。これにより、生産冷却系１５２における生産系の冷却およびドライコイル１５４における年間冷房を好適に行うことが可能となる。そして、生産冷却系１５２およびドライコイル１５４において使用されることにより温度が上昇した冷水（水）は、貯水槽１３０に戻される。
【００３１】
第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２はヒートポンプ式の冷凍機である。第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２の内部には冷媒の冷凍サイクル（不図示）が構成されていて、貯水槽１３０の冷水は、第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２においてかかる冷媒を介して冷却水と間接的に熱交換することにより冷却される。
【００３２】
廃熱を得て温度が上昇した冷却水を冷却するために、第１冷凍機１３２には第１冷却水循環配管１３８ａ、第１クーリングタワー１３８、およびこれらに冷却水を循環させるポンプ１３８ｂが接続されている。第２冷凍機１４２には、第２冷却水行き配管１４６ａおよび第２冷却水戻り配管１４６ｂからなり、第２冷凍機１４２において冷水を冷却するための冷却水が循環する第２冷却水循環配管１４６が接続されている。かかる第２冷却水循環配管１４６上には、第２クーリングタワー１４８とポンプ１４６ｃが設けられている。したがって、第１冷凍機１３２および第２冷凍機１４２のいずれにおいても冷却水を循環利用することが可能となる。
【００３３】
上述した冷却コイル１１２の下流側には再熱コイル１１４が設けられている。再熱コイル１１４は、予熱コイル１０８と同様に、蒸気供給配管１０８ａを通じてボイラ（不図示）から蒸気が供給され、かかる蒸気を熱源として用いて空気を加熱（再加熱）する。これにより、冷却コイル１１２における除湿のために温度が低下した空気を再加熱し、所定温度に調整することが可能となる。
【００３４】
上述したように再熱コイル１１４の下流側には蒸気式加湿器１１０ｂが設けられていて、その下流側には送風機１１６が設けられている。送風機１１６は、予熱コイル１０８、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂ、冷却コイル１１２ならびに再熱コイル１１４を通過することにより温度および湿度が調節された空気、すなわち既存空調機１００において所定温度および所定湿度となった空気（処理空気）を給気口１０２ｂを通じて室内空間に送出する。送風機１１６の下流側にはケミカルフィルタ１１８およびＨＥＰＡフィルタ１２０が設けられている。かかるケミカルフィルタ１１８により処理空気に含まれる化学物質が除去され、ＨＥＰＡフィルタ１２０により処理空気に含まれる粒径が極めて小さい微細な粉塵を捕捉される。
【００３５】
以上、本実施形態にかかる改造方法の適用対象となる既存空調機１００の構成について説明した。上述したように、既存空調機１００では、予熱コイル１０８、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂならびに再熱コイル１１４において、ボイラにおいて生成した蒸気を用いている。このため、ボイラにおいて蒸気を生成するために燃焼させる化石燃料に莫大なランニングコストを要しており、その削減が課題となっていた。またエネルギの有効利用（省エネルギ）、および温室効果ガスであるＣＯ２排出量削減の観点においても化石燃料の使用量削減が望まれていた。しかしながら、それらの課題を解決するために、ボイラレスの空調機を導入するとなると、その設備費や既存の既存空調機１００やボイラの撤去費に莫大な費用がかかり、且つ大規模な工事が必要になってしまう。
【００３６】
そこで、本実施形態では、既存の既存空調機１００の改造のみで、蒸気の使用量、ひいては化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能な空気調和機の改造方法について説明する。
【００３７】
図２は、本実施形態にかかる改造方法が適用された空調機２００の構成を示す図である。図２に示す空調機２００のように、本実施形態にかかる改造方法では、既存空調機１００において、冷却コイル１１２に冷水を供給する冷水供給配管１３４に加えて、冷却コイル１１２に温水を供給する温水供給配管２３４を追加する。温水供給配管２３４は第２切換弁２０２ｂによって冷水戻り配管１３６から分岐し、第１切換弁２０２ａによって冷水供給配管１３４に接続されている。すなわち、第１切換弁２０２ａによって、冷却コイル１１２に対して冷水供給配管１３４または温水供給配管２３４が択一的に連通される。
【００３８】
温水供給配管２３４の途中には熱交換器２３６を設けている。熱交換器２３６には第２冷却水行き配管１４６ａから分岐した分岐加熱配管２３８が接続されており、第２冷凍機１４２の冷却水（温水）と温水供給配管２３４内を流れる水との間で熱交換を行うことが可能になっている。第１切換弁２０２ａおよび第２切換弁２０２ｂを制御して、冷却コイル１１２と熱交換器２３６、追加のポンプ２３５を接続する閉ループを形成すると、冷却コイル１１２には熱交換器２３６で加熱した温水を供給することができる。また、熱交換器２３６を介さずに冷却コイル１１２と貯水槽１３０とを接続する閉ループを形成すると、従来通り冷却コイル１１２に冷水を供給することができる。
【００３９】
なお、分岐加熱配管２３８および第２冷却水行き配管１４６ａには、分岐加熱配管２３８を通るかバイパスするかを切り換えるための複数の弁が設けられている。これにより、温水を供給するとき以外は第２冷凍機１４２から送出された冷却水を熱交換器２３６を介さずに第２クーリングタワー１４８へと送ることができる。したがって、温水供給時以外は冷却水が熱交換器２３６を通過することによる圧力損失を回避することができ、ポンプ１４６ｃのポンプ動力の増加を最小限に抑えることができる。
【００４０】
これにより、温水供給配管２３４を通じて冷却コイル１１２に温水を供給し、冷却コイル１１２を、空気の加熱を行う加熱コイルとしても利用することが可能となる。したがって、従来空気の加熱に用いられていた予熱コイル１０８や再熱コイル１１４を稼動させる必要がなくなるため、それらへの蒸気の供給が不要となり、化石燃料の消費を抑制することができる。
【００４１】
特に、本実施形態では、温水供給配管２３４を流れる水は、第２冷却水行き配管１４６ａと熱交換器２３６を介して加熱するように構成されている。これにより、冷却コイル１１２に供給する温水として、第２冷却水行き配管１４６ａを循環する冷却水、すなわち第２冷凍機１４２において冷水との熱交換によって熱を得た冷却水を利用することができる。したがって、従来では廃熱とされていた、冷水との熱交換によって得た熱を有効活用することが可能となる。また冷却コイル１１２に供給された冷却水（温水）が通風路１０２ｃを通過する空気を加熱する（空気と熱交換を行う）と、かかる冷却水はその熱が空気に放熱されて温度が低下する（冷却される）。これにより、第２冷凍機１４２の冷却水を冷却するためのクーリングタワー１４８の負荷が低減し、その稼動に要していたエネルギを削減することができる。
【００４２】
さらに、上記のように熱交換器２３６によって冷却水（温水）から熱を受け取るように構成したことにより、第２冷凍機１４２の冷却は第２クーリングタワー１４８で担保しつつ、必要な分だけ熱を取りだして冷却コイル１１２に供給することができる。これにより、第２冷凍機１４２と冷却コイル１１２の動作を独立させることができる。第２冷凍機１４２は生産冷却系１５２やドライコイル１５４による年間冷房などで通年稼働しているものであるのに対し、外気処理を行う冷却コイル１１２で加熱を行うのは主として冬期のみである。また、そもそもそれぞれの負荷が異なる。しかし上記のように、熱的収支を独立させたことにより、独立して自由に運用させることができる。
【００４３】
また、第２クーリングタワー１４８を通る冷却水の清浄度は比較的低いのに対し、貯水槽１３０の冷水は生産冷却系１５２等にも用いるため、比較的高い清浄度が要求される。そこで、直接冷却水を冷却コイル１１２に供給せず、上記のように熱交換器２３６を介して加熱することにより、冷却水と冷水が混合してしまうことを防止することができる（縁切り）。
【００４４】
なお、本実施形態では、温水が流通する経路である温水供給配管２３４を既設の冷水供給配管１３４や冷水戻り配管１３６に接続する構成としたが、これに限定するものではなく、それぞれ独立した配管で冷却コイル１１２と熱交換器２３６とを接続してもよい。ただし、かかる構成によれば、既存設備の有効活用を図ることができ、新規の配管の増設を最小限に留め、設備コストの増大を抑制することが可能となる。温水の供給源についても、上記構成は一例であり、これに限定されない。したがって、必ずしも第２冷却水循環配管１４６を循環する冷却水を温水として使用する必要はなく、温水を生成する装置（ヒートポンプ式が好ましい）を別途設ける構成とすることも可能である。
【００４５】
また本実施形態の改造方法の更なる特徴として、空調機２００では、冷却コイル１１２の後段側に気化式加湿器２１０を設置する。気化式加湿器２１０は、加湿用水供給配管２１０ａを通じて供給された加湿用水（水）を気化させて空気の加湿を行う。厳密には、気化式加湿器２１０にはエレメント（不図示）が充填されていて、蒸気式加湿器１１０ａから供給された加湿用水はかかるエレメントに保持される。そして、空調機２００に供給された空気がこのエレメントを通過することにより、空気の顕熱が水の潜熱に代わって水が蒸発し空気が加湿される。
【００４６】
このように気化式加湿器２１０を設けることにより、既存空調機１００に設けられている蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂの代わりに気化式加湿器２１０を用いて空気の加湿を行うことができる。したがって、蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂへの蒸気の供給が不要となり、化石燃料の消費の更なる抑制が可能となる。すなわち、改造後の空調機２００においてはボイラは不要となり、ランニングコストの大幅な削減を図ることができる。ただし、ボイラを撤去することも費用がかかることであるから、あえて撤去することなく、熱源のバックアップとすることが好適である。
【００４７】
上記説明したように、本実施形態にかかる空調機の改造方法によれば、温水供給配管２３４を通じて冷却コイル１１２に温水を供給し、かかる冷却コイル１１２を加熱コイルとしても利用することが可能となる。すなわち、既存空調機１００に設けられた冷却コイル１１２を冷却加熱コイルとして利用することができる。これにより、予熱コイル１０８や再熱コイル１１４を稼動させる必要がなくなり、それらへの蒸気の供給を不要とし、ボイラにおける化石燃料の消費を抑制することが可能となる。また気化式加湿器２１０を追加することにより蒸気式加湿器１１０ａおよび１１０ｂを不使用とすることができ、同様の利点を得ることができる。したがって、既存空調機１００の改造のみで、蒸気の使用量ひいては化石燃料の使用量の削減を図ることができ、ランニングコストおよびＣＯ２排出量を抑制することが可能となる。
【００４８】
図３は本実施形態にかかる改造方法の他の例が適用された空調機２５０の構成を示す図である。上述したように、図２に示した空調機２００では、第２冷凍機１４２は、第１冷凍機１３２と同様に貯水槽１３０に貯水する冷水を生成していた。
【００４９】
ここで、除湿を行うためには低温の冷水、例えば６℃程度の水が必要であるが、生産機械を冷却する生産冷却系１５２や、室内空間を直接冷却するドライコイル１５４ではさほどの低温は必要でなく、例えば１３℃程度で足りるという事情がある。これに加えて、除湿が必要なのは主として夏期であり、冬期には６℃といった低温の冷水は需要がないという事情もある。従来は、制御の簡便さも考え合わせて、年間を通じて低温の冷水を生成し、適宜温度を緩めて使用していた。
【００５０】
そこで図３に示す空調機２５０では、第１冷凍機１３２は従前の通り貯水槽１３０に貯水する低温の冷水（例えば６℃）を生成する冷凍機として使用し、第２冷凍機１４２を、室内空間に設けられた装置である生産冷却系１５２やドライコイル１５４に弱冷水（例えば１３℃）を生成する冷凍機として使用する。
【００５１】
空調機２５０では、冷水が循環する生産系冷水供給配管２４４によって、生産冷却系１５２およびドライコイル１５４が第２冷凍機１４２に接続されている。第２冷凍機１４２に戻った弱冷水は温度が上昇しているため、冷却水循環配管１４６を循環する冷却水と熱交換を行うことにより冷却される。第２冷凍機１４２において廃熱を得た冷却水は、上述したように熱交換器２３６において温水供給配管２３４を流れる水の熱源として使用される。
【００５２】
一方、第１冷凍機１３２は、必要に応じて運転すればよいことになる。端的な例としては、除湿が必要な夏期にのみ運転すればよい。除湿を必要としない春期や秋期の冷房であれば、第２冷凍機１４２の弱冷水（冷却水ではなく）を用いることができる。
【００５３】
上記説明したように、複数台ある冷凍機に、冷却コイル１１２に冷水を供給する第１冷凍機１３２と、温水の熱源としての冷却水を供給する第２冷凍機１４２というように役割を分担させることにより、除湿を必要とされる季節以外は、低温の冷水を生成する第１冷凍機１３２の稼働を休止させることができ、冷凍機（ヒートポンプ）の消費電力を低減することが可能となる。そして第２冷凍機１４２では、除湿可能な冷水ではなく、室内空間の温度を維持するための弱冷水を生成することにより、冷凍機であるヒートポンプのＣＯＰを向上させることができ、省エネルギ化を図ることができる。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、外気を処理し、それを室内空間に供給する外気処理用の空気調和機の改造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００…既存空調機、１０２…ケーシング、１０２ａ…外気口、１０２ｂ…給気口、１０２ｃ…通風路、１０４…プレフィルタ、１０６…中性能フィルタ、１０８…予熱コイル、１０８ａ…蒸気供給配管、１１０ａ…蒸気式加湿器、１１０ｂ…蒸気式加湿器、１１０ｃ…クリーン蒸気供給配管、１１２…冷却コイル、１１４…再熱コイル、１１６…送風機、１１８…ケミカルフィルタ、１２０…ＨＥＰＡフィルタ、１３０…貯水槽、１３２…第１冷凍機、１３２ａ…第１冷凍機配管、１３２ｂ…ポンプ、１３４…冷水供給配管、１３４ａ…ポンプ、１３６…冷水戻り配管、１３８…第１クーリングタワー、１３８ａ…第１冷却水循環配管、１３８ｂ…ポンプ、１４２…第２冷凍機、１４２ａ…第２冷凍機配管、１４２ｂ…ポンプ、１４４…生産系冷水供給配管、１４６…第２冷却水循環配管、１４６ａ…第２冷却水行き配管、１４６ｂ…第２冷却水戻り配管、１４６ｃ…ポンプ、１４８…第２クーリングタワー、１５２…生産冷却系、１５４…ドライコイル、２００、２５０…空調機、２０２ａ…第１切替弁、２０２ｂ…第２切替弁、２１０…気化式加湿器、２１０ａ…加湿用水供給配管、２３４…温水供給配管、２３５…ポンプ、２３６…熱交換器、２３８…分岐加熱配管、２４４…生産系冷水供給配管
【図１】
2012172905.tif 000003
【図２】
2012172905.tif 000004
【図３】
2012172905.tif 000005