(57)【要約】【課題】冷凍機の排熱を放熱用液媒体に放熱させる冷却システムにおいて、冷却効果を向上させる。【解決手段】吸着式の冷凍機２と、冷凍機２で生成した冷水を用いて送風機７の送風空気を冷却する冷房用熱交換器３と、排熱源の排熱を回収して冷凍機２に供給する温水を生成する排熱回収器４と、冷凍機２の排熱を放熱させる第１冷却水と冷却塔で冷却された第２冷却水とを熱交換させる放熱用熱交換器５とを備える空調システム１において、第２冷却水が流れる吸放熱用熱交換器６を冷房用熱交換器３の空気流れ上流側に配置する。これにより、送風空気を冷房用熱交換器３で冷却する前に、冷却塔で放熱された第２冷却水によってプレ冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を蒸発させて吸熱させる冷凍機（２）と、
前記冷凍機の放熱に利用される放熱用液媒体が流れる放熱用液媒体回路（Ｃ３、Ｃ４）と、
冷媒の吸熱作用により、被冷却流体を冷却する冷却器（３）と、
前記冷却器の被冷却流体流れ上流側に配置され、前記放熱用液媒体回路の放熱用液媒体と被冷却流体との熱交換により、被冷却流体を冷却する補助熱交換器（６）とを備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記冷凍機は、熱駆動式の冷凍機であり、
前記冷凍機を加熱するための加熱用液媒体が流れる加熱用液媒体回路（Ｃ２）を備え、
前記加熱用液媒体回路は、排熱源からの排熱によって加熱用液媒体を加熱する排熱回収器（４）と、前記排熱回収器と前記冷凍機との間を加熱用液媒体が循環する加熱用液媒体の循環流路（２０）と、加熱用液媒体の流れを形成する第１ポンプ（２１）とを有して構成され、
前記放熱用液媒体回路は、前記冷凍機の冷媒を冷却する第１冷却用液媒体と第２冷却用液媒体とを熱交換させて、第１冷却用液媒体から第２冷却用液媒体へ放熱させる放熱用熱交換器（５）と、前記冷凍機と前記放熱用熱交換器との間を第１冷却用液媒体が循環する第１冷却用液媒体の循環流路（３０）と、第１冷却用液媒体の流れを形成する第２ポンプ（３１）と、第２冷却用液媒体が前記補助熱交換器、前記放熱用熱交換器の順に流れる第２冷却用液媒体の流路（４０）とを有して構成されていることを特徴する請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記排熱回収器から流出の液媒体を、前記冷凍機を迂回させて、前記第１冷却用液媒体の循環回路における前記冷凍機の下流側かつ前記放熱用熱交換器の上流側に導く第１バイパス流路（２２）と、
前記加熱用液媒体の循環流路と前記第１バイパス流路とを切り替える第１流路切替手段（２３）と、
前記放熱用熱交換器から流出の液媒体を、前記冷凍機を迂回させて、前記加熱用液媒体の循環回路における前記冷凍機の下流側かつ前記排熱回収器の上流側に導く第２バイパス流路（３２）と、
前記第１冷却用液媒体の循環流路と前記第２バイパス流路とを切り替える第２流路切替手段（３３）とを備えることを特徴とする請求項２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記第１ポンプは、前記加熱用液媒体の循環流路のうち前記冷凍機から前記排熱回収器に向かって加熱用液媒体が流れる流路（２０ａ）に設けられており、
前記第２ポンプは、前記第１冷却用液媒体の循環流路のうち前記冷凍機から前記放熱用熱交換器に向かって第１冷却用液媒体が流れる流路（３０ａ）に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記第２冷却用液媒体の流路は、前記第２冷却用液媒体を放熱させる放熱設備（９）と前記放熱用熱交換器との間を、第２冷却用液媒体が循環するように、前記放熱設備と接続されており、
さらに、前記放熱用熱交換器から流出の第２冷却用液媒体を、前記放熱設備を迂回させて、前記補助熱交換器に導く第３バイパス流路（４２）と、
前記放熱用熱交換器から流出の第２冷却用液媒体が前記放熱設備との間を循環する流路と、前記第３バイパス流路とを切り替える第３流路切替手段（４３、４４）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記第１流路切替手段として、前記第１バイパス流路に設けられた第１二方弁（５１）と、前記加熱用液媒体の循環流路のうち前記第１バイパス流路との分岐点から前記冷凍機へ向かって加熱用液媒体が流れる流路に設けられた第２二方弁（５２）とを用い、
前記第２流路切替手段として、前記第２バイパス流路に設けられた第３二方弁（５３）と、前記第１冷却用液媒体の循環流路のうち前記第２バイパス流路との分岐点から前記冷凍機へ向かって第１冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第４二方弁（５４）とを用い、  
前記第３流路切替手段として、前記第３バイパス流路に設けられた第５二方弁（５５）と、前記第２冷却用液媒体の流路のうち前記第３バイパス流路の分岐点から前記放熱設備へ向かって第２冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第６二方弁（５６）と、前記第２冷却用液媒体の流路のうち前記放熱設備から前記第３バイパス流路の合流点へ向かって第２冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第７二方弁（５７）とを用い、
前記第１、第３、第５二方弁（５１、５３、５５）は、通電時に閉弁となり、非通電時に開弁となるとともに、前記第２、第４、第６、第７二方弁（５２、５４、５６、５７）は、通電時に開弁となり、非通電時に閉弁となるものであることを特徴とする請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記冷凍機の作動時に、前記第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７二方弁（５１〜５７）が通電状態とされ、
前記加熱用液媒体回路の加熱用液媒体の温度が上昇した場合に、前記第１、第３二方弁（５１、５３）が通電状態から非通電状態へ切り替えられるようになっていることを特徴とする請求項６に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記冷凍機は、
冷媒の吸着および脱離を行う固形の吸着材を収容する第１吸着器（２０１）および第２吸着器（２０２）と、
前記吸着材から脱離された冷媒を凝縮させる凝縮器（２０３）と、
前記吸着材が冷媒を吸着することにより、前記凝縮器で凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器（２０４）と、
前記加熱用液媒体の循環流路の加熱用液媒体を前記第１吸着器に供給するとともに、前記第１冷却用液媒体の循環流路の第１冷却用液媒体を前記第２吸着器に供給する第１状態と、前記加熱用液媒体の循環流路の加熱用液媒体を前記第２吸着器に供給するとともに、前記第１冷却用液媒体の循環流路の第１冷却用液媒体を前記第１吸着器に供給する第２状態とを切り替える供給状態切替手段（２２７、２２８）とを備え、
前記供給状態切替手段は、前記冷凍機の作動開始時に、前記加熱用液媒体の循環流路と前記第１冷却用液媒体の循環流路とを連通させる第３状態に切り替えるようになっていることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１つに記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、熱駆動式の冷凍機が記載されている。また、特許文献１には、この冷凍機の放熱方式の一例として、冷凍機の排熱を冷却水（放熱用液媒体）に放熱させる水冷方式が記載されている。
【０００３】
また、一般的に、熱駆動式の冷凍機は、工場等で発生する排熱を利用できるので、工場等での冷却対象物の冷却やスポット空調（クーラー）に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５６００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、熱駆動式かつ水冷方式の冷凍機を備える空調システムを、工場等の高温環境下で使用する場合、空調システムの空気吸込口から高温環境の空気を吸い込み、吸い込んだ空気を冷却して空気吹出口から吹き出す構成が採用される。
【０００６】
しかし、この場合、高温の空気を吸い込むので、吹出空気温度が高くなり、冷房感が十分に得られないという問題が生じる。例えば、工場の天井部に吊り下げる等によって、空調環境の高所に空調システムを設置する場合では、低所に空調システムを設置する場合に比べ、空気吸込口から吸い込む空気の温度が高いことから、このような問題が顕著となる。このため、吹出空気温度を効率良く低下できる技術が求められる。
【０００７】
なお、このような問題は、冷凍機によって空気を冷却する空調システムに限らず、冷却対象物の冷却に用いられる冷却液を冷凍機によって冷却する冷却システムにおいても同様に生じる。また、このような問題は、熱駆動式の冷凍機を備える冷却システムに限らず、熱駆動式以外の冷凍機、例えば、蒸気圧縮式の冷凍機を備える冷却システムにおいても同様に生じる。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、冷凍機の排熱を放熱用液媒体に放熱させる冷却システムにおいて、冷却効果を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
冷媒を蒸発させて吸熱させる冷凍機（２）と、
冷凍機の放熱に利用される放熱用液媒体が流れる放熱用液媒体回路（Ｃ３、Ｃ４）と、
冷媒の吸熱作用により、被冷却流体を冷却する冷却器（３）と、
冷却器の被冷却流体流れ上流側に配置され、放熱用液媒体回路の放熱用液媒体と被冷却流体との熱交換により、被冷却流体を冷却する補助熱交換器（６）とを備えことを特徴としている。
【００１０】
これによれば、被冷却流体を冷却器で冷却する前に、放熱用液媒体によってプレ冷却するので、被冷却流体を冷却器のみで冷却する場合と比較して、冷却器流出の被冷却流体の温度を低くでき、冷却システムの冷却効果を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、
冷凍機は、熱駆動式の冷凍機であり、
冷凍機を加熱するための加熱用液媒体が流れる加熱用液媒体回路（Ｃ２）を備え、
加熱用液媒体回路は、排熱源からの排熱によって加熱用液媒体を加熱する排熱回収器（４）と、排熱回収器と冷凍機との間を加熱用液媒体が循環する加熱用液媒体の循環流路（２０）と、加熱用液媒体の流れを形成する第１ポンプ（２１）とを有して構成され、
放熱用液媒体回路は、冷凍機の冷媒を冷却する第１冷却用液媒体と第２冷却用液媒体とを熱交換させて、第１冷却用液媒体から第２冷却用液媒体へ放熱させる放熱用熱交換器（５）と、冷凍機と放熱用熱交換器との間を第１冷却用液媒体が循環する第１冷却用液媒体の循環流路（３０）と、第１冷却用液媒体の流れを形成する第２ポンプ（３１）と、第２冷却用液媒体が補助熱交換器、放熱用熱交換器の順に流れる第２冷却用液媒体の流路（４０）とを有して構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項２に記載のように、補助熱交換器で被冷却流体と熱交換した後の第２冷却用液媒体が、放熱用熱交換器で第１冷却用液媒体と熱交換する構成を採用できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、
排熱回収器から流出の液媒体を、冷凍機を迂回させて、第１冷却用液媒体の循環回路における冷凍機の下流側かつ放熱用熱交換器の上流側に導く第１バイパス流路（２２）と、
加熱用液媒体の循環流路と第１バイパス流路とを切り替える第１流路切替手段（２３）と、
放熱用熱交換器から流出の液媒体を、冷凍機を迂回させて、加熱用液媒体の循環回路における冷凍機の下流側かつ排熱回収器の上流側に導く第２バイパス流路（３２）と、
第１冷却用液媒体の循環流路と第２バイパス流路とを切り替える第２流路切替手段（３３）とを備えることを特徴としている。
【００１４】
これによれば、冷凍機の運転時に、第１、第２流路切替手段によって、加熱用液媒体が加熱用液媒体の循環流路を流れるとともに、第１冷却用液媒体が第１冷却用液媒体の循環流路を流れるようにすることで、排熱回収器で回収された排熱を第２冷却用液媒体へ放熱することができる。
【００１５】
一方、冷凍機の停止時に、第１、第２流路切替手段によって、液媒体が第１バイパス流路を流れるとともに、液媒体が第２バイパス流路を流れるようにすることで、排熱回収器で回収された排熱を第２冷却用液媒体へ放熱することができる。
【００１６】
よって、この冷却システムによれば、冷凍機の運転時と停止時にかかわらず、排熱回収器で回収された排熱を放熱することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、請求項３または４に記載の発明において、
第２冷却用液媒体の流路は、第２冷却用液媒体を放熱させる放熱設備（９）と放熱用熱交換器との間を、第２冷却用液媒体が循環するように、放熱設備と接続されており、
さらに、放熱用熱交換器から流出の第２冷却用液媒体を、放熱設備を迂回させて、補助熱交換器に導く第３バイパス流路（４２）と、
放熱用熱交換器から流出の第２冷却用液媒体が放熱設備との間を循環する流路と、第３バイパス流路とを切り替える第３流路切替手段（４３、４４）を備えることを特徴としている。
【００１８】
これによれば、冷凍機の停止時であって、放熱設備の停止時に、第３流路切替手段によって、放熱用熱交換器から流出の第２冷却用液媒体を、放熱設備を迂回させて、補助熱交換器に流入させるようにすることで、放熱設備の停止時であっても、排熱回収器で回収された排熱を補助熱交換器にて放熱することができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の発明において、
第１流路切替手段として、第１バイパス流路に設けられた第１二方弁（５１）と、加熱用液媒体の循環流路のうち第１バイパス流路との分岐点から冷凍機へ向かって加熱用液媒体が流れる流路に設けられた第２二方弁（５２）とを用い、
第２流路切替手段として、第２バイパス流路に設けられた第３二方弁（５３）と、第１冷却用液媒体の循環流路のうち第２バイパス流路との分岐点から冷凍機へ向かって第１冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第４二方弁（５４）とを用い、  
第３流路切替手段として、第３バイパス流路に設けられた第５二方弁（５５）と、第２冷却用液媒体の流路のうち第３バイパス流路の分岐点から放熱設備へ向かって第２冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第６二方弁（５６）と、第２冷却用液媒体の流路のうち放熱設備から第３バイパス流路の合流点へ向かって第２冷却用液媒体が流れる流路に設けられた第７二方弁（５７）とを用い、
第１、第３、第５二方弁（５１、５３、５５）は、通電時に閉弁となり、非通電時に開弁となるとともに、第２、第４、第６、第７二方弁（５２、５４、５６、５７）は、通電時に開弁となり、非通電時に閉弁となるものであることを特徴としている。
【００２０】
これによれば、停電時であっても、加熱用液冷媒を冷凍機を迂回させて放熱用熱交換器に流入させるとともに、第２冷却用液媒体を放熱設備を迂回させて補助熱交換器に流入させる放熱回路を構成できる。
【００２１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の冷房運転時における空調システムの構成を示す図である。
【図２】図１中の冷凍機の構成を示す図である。
【図３】比較例１における空調システムの構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の第１放熱運転時における空調システムの構成を示す図である。
【図５】第１実施形態の第２放熱運転時における空調システムの構成を示す図である。
【図６】第２実施形態の冷房運転時における空調システムの構成を示す図である。
【図７】第２実施形態の第２放熱運転時における空調システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００２４】
（第１実施形態）
本実施形態では、工場内の作業員に対して冷風を供給する空調システムを説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の空調システム１は、冷凍機２、冷房用熱交換器３、排熱回収器４、放熱用熱交換器５、吸放熱用熱交換器６、送風機７等を備えている。これらの空調システム１の構成機器は、１つの筐体１ａに収容されて、ユニット化（一体化）されており、ユニット化された状態で、工場内の天井に吊り下げられる。
【００２６】
冷凍機２は、冷媒の吸熱および放熱を行う冷凍サイクルを備える機械である。本実施形態では、冷凍機２として、熱駆動式である吸着式の冷凍機を用いている。熱駆動式の冷凍機は、各種熱源から冷房能力の出力が可能である。本実施形態では、工業炉の排熱を冷凍機２の熱源としている。
【００２７】
冷凍機２は、温水が流入する温水入口２Ａと、温水が流出する温水出口２Ｂと、冷却水（第１冷却水）が流入する冷却水入口２Ｃと、冷却水（第１冷却水）が流出する冷却水出口２Ｄと、冷水が流入する冷水入口２Ｅと、冷水が流出する冷水出口２Ｆとを備えている。冷凍機２は、冷房用熱交換器３、排熱回収器４、放熱用熱交換器５と配管を介して接続されている。なお、冷凍機２の構成の説明については後述する。
【００２８】
冷房用熱交換器３は、冷凍機２の冷媒の吸熱作用により、被冷却流体である送風空気を冷却する冷却器である。より詳細には、冷房用熱交換器３は、送風機７によって形成される送風空気が流れるダクト８に設置され、冷凍機２の蒸発器で冷媒の吸熱作用により冷却された冷水と送風空気とを熱交換させて、送風空気を冷却する熱交換器である。
【００２９】
本実施形態の空調システム１には、冷房用熱交換器３と冷凍機２との間を冷水が循環する冷水回路Ｃ１が形成されている。この冷水回路Ｃ１は、冷凍機２と、冷房用熱交換器３と、冷凍機２と冷房用熱交換器３との間を冷水が循環する冷水流路１０と、冷水を圧送して冷水の流れを形成する電動の冷水ポンプ１１とを有して構成されている。
【００３０】
排熱回収器４は、排熱源の排熱を回収する熱交換器であり、排熱源からの排熱によって加熱用液媒体としての水を加熱するものである。排熱回収器４は、排熱源としての工業炉から排出された排ガスが流れる排ガス用ダクト４ａに設置され、排ガスと水との熱交換により、温水を生成する。
【００３１】
本実施形態の空調システム１には、排熱回収器４と冷凍機２との間を温水が循環する温水回路Ｃ２が形成されている。この温水は、冷凍機２を加熱するための加熱用液媒体である。温水回路Ｃ２は、冷凍機２と、排熱回収器４と、冷凍機２と排熱回収器４との間を温水が循環する温水の循環流路２０と、温水を圧送して温水の流れを形成する電動の温水ポンプ２１とを有して構成されている。温水ポンプ２１は、温水の循環流路２０のうち冷凍機２から排熱回収器４に向かって温水が流れる流路２０ａに設けられている。
【００３２】
放熱用熱交換器５は、冷凍機２の冷媒を冷却する第１冷却用液媒体としての第１冷却水と冷却塔で冷却される第２冷却用液媒体としての第２冷却水とを熱交換させて、冷凍機２の排熱を第２冷却水へ放熱させる熱交換器である。
【００３３】
本実施形態の空調システム１には、放熱用熱交換器５と冷凍機２との間を第１冷却水が循環する第１冷却水回路Ｃ３が形成されている。第１冷却水回路Ｃ３は、冷凍機２と、放熱用熱交換器５と、放熱用熱交換器５と冷凍機２との間を第１冷却水が循環する第１冷却水の循環流路３０と、第１冷却水を圧送して第１冷却水の流れを形成する電動の第１冷却水ポンプ３１とを有して構成されている。
【００３４】
第１冷却水ポンプ３１は、第１冷却水の循環流路３０のうち冷凍機２から放熱用熱交換器５に向かって第１冷却水が流れる流路３０ａに設けられている。
【００３５】
また、本実施形態の空調システム１には、空調システム１の第２冷却水入口から、放熱用熱交換器５を通過して、空調システム１の第２冷却水出口まで第２冷却水が流れる第２冷却水回路Ｃ４が形成されている。空調システム１の第２冷却水入口および第２冷却水出口は、冷却塔と接続されている。このため、第２冷却水は、放熱用熱交換器５と冷却塔との間を循環する。
【００３６】
第２冷却水回路Ｃ４は、放熱用熱交換器５と、空調システム１の第２冷却水入口および第２冷却水出口と放熱用熱交換器５との間を第２冷却水が流れる第２冷却水流路４０と、第２冷却水を圧送して第２冷却水の流れを補助的に形成する電動の第２冷却水ポンプ４１と、第２冷却水と送風空気との間の熱交換により、送風空気を冷却する吸放熱用熱交換器６を有して構成されている。
【００３７】
冷却塔は、工場内の各機器の熱を放熱するための放熱設備であり、工場外（室外）に配置されている。冷却塔は、第２冷却水と外気とを熱交換して、第２冷却水を冷却する熱交換器や送風機を備えている。また、図示しないが、空調システム１と冷却塔との間には、第２冷却水を圧送して第２冷却水の流れを主体的に形成する放熱設備用の冷却水ポンプが、空調システム１とは別に設けられている。なお、放熱設備には、冷却塔や冷却水ポンプが含まれる。
【００３８】
吸放熱用熱交換器６は、放熱用熱交換器５の第２冷却水流れ上流側であって、冷房用熱交換器３の空気流れ上流側に配置されている。吸放熱用熱交換器６は、後述するように、冷房用熱交換器３で冷却される送風空気を事前に冷却する（プレ冷却）する補助熱交換器である。
【００３９】
第２冷却水回路Ｃ４には、放熱用熱交換器５から流出の第２冷却水を、冷却塔を迂回させて、吸放熱用熱交換器６に導くためのバイパス流路４２と、放熱用熱交換器５から流出の第２冷却水がバイパス流路４２に流れるように、第２冷却水の流路を切り替える２つの電動の三方弁４３、４４とが設けられている。この三方弁４３、４４が、本発明の第３流路切替手段に対応している。
【００４０】
第２冷却水ポンプ４１は、２つの三方弁４３、４４と吸放熱用熱交換器６との間の流路４０ａに配置されている。
【００４１】
本実施形態では、第１冷却水回路Ｃ３と第２冷却水回路Ｃ４とによって、冷凍機２の冷媒等を放熱させるための放熱用液媒体が流れる放熱用液媒体回路が構成されている。また、本実施形態では、冷水回路Ｃ１の冷水、温水回路Ｃ２の温水、および、第１冷却水回路Ｃ３の第１冷却水として、水にエチレングリコール等の不凍液を混合した水溶液が用いられ、第２冷却水回路Ｃ４の第２冷却水として真水が用いられている。なお、冷水、温水、第１冷却水および第２冷却水として他の液媒体を用いてもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態の空調システム１は、排熱回収器４から流出の温水を、冷凍機２を迂回させて、第１冷却水回路Ｃ３における冷凍機２の冷却水流れ下流側かつ放熱用熱交換器５の第１冷却水流れ上流側に導く第１バイパス流路２２と、温水の循環流路２０と第１バイパス流路２２の分岐点に設けられた電動の第１三方弁２３とを備えている。この第１三方弁２３は、排熱回収器４から流出した温水が流れる流路として、温水の循環流路２０と第１バイパス流路２２を切り替える流路切替手段であり、本発明の第１流路切替手段に対応している。
【００４３】
同様に、本実施形態の空調システム１は、放熱用熱交換器５から流出した放熱後の第１冷却水を、冷凍機２を迂回させて、温水の循環流路２０における冷凍機２の下流側かつ排熱回収器４の上流側に導く第２バイパス流路３２と、第１冷却水の循環流路３０と第２バイパス流路３２の分岐点に設けられた電動の第２三方弁３３とを備えている。この第２三方弁３３は、放熱用熱交換器５から流出した第１冷却水が流れる流路として、第１冷却水の循環流路３０と第２バイパス流路３２とを切り替える流路切替手段であり、本発明の第２流路切替手段に対応している。
【００４４】
本実施形態の空調システム１は、各種電動機器７、１１、２１、２３、３１、３３、４１、４３、４４の作動を制御する制御装置５０を備えている。
【００４５】
次に、冷凍機２の構成について説明する。本実施形態の冷凍機２は、特許文献１に記載の冷凍機２と同じであるので、以下では、冷凍機２の構成を簡略化して説明する。
【００４６】
図２に示すように、本実施形態の冷凍機２は、第１、第２吸着器２０１、２０２と、凝縮器２０３と、蒸発器２０４とが、配管２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１８によって順次環状に接続されて構成され、冷媒を循環させる吸着式冷凍サイクルを備えている。本実施形態では、冷媒として水を用いている。
【００４７】
第１、第２吸着器２０１、２０２は、冷却されると気体状態の冷媒（冷媒蒸気）を吸着し、加熱されると吸着していた冷媒を脱離する固形の吸着材が充填された第１、第２吸着コア２０１ａ、２０２ａをそれぞれ収容している。
【００４８】
第１、第２吸着器２０１、２０２は、温水回路Ｃ２の温水によって加熱されるとともに、第１冷却水回路Ｃ３の冷却水によって冷却されるように構成されている。具体的には、第１、第２吸着器２０１、２０２は、電動の第１四方弁２２７を介して、温水入口２Ａに連なる温水導入管２３１および冷却水入口２Ｃに連なる冷却水導入管２３２と接続されている。また、第１、第２吸着器２０１、２０２は、電動の第２四方弁２２８を介して、温水出口２Ｂに連なる温水導出管２３３および冷却水出口２Ｄに連なる冷却水導出管２３４と接続されている。
【００４９】
温水導入管２３１は、温水入口２Ａから流入した温水を第１、第２吸着器２０１、２０２に導く配管である。温水導出管２３３は、第１、第２吸着器２０１、２０２から流出した温水を温水出口２Ｂへ導く配管である。冷却水導入管２３２は、冷却水入口２Ｃから流入した冷却水を第１、第２吸着器２０１、２０２に導く配管である。冷却水導出管２３４は、第１、第２吸着器２０１、２０２から流出した冷却水を冷却水出口２Ｄへ導く配管である。
【００５０】
第１四方弁２２７および第２四方弁２２８は、制御装置５０によってその作動が制御される。第１四方弁２２７および第２四方弁２２８は、温水回路Ｃ２の温水を第１吸着器２０１に供給するとともに、第１冷却水回路Ｃ３の第１冷却水を第２吸着器２０２に供給する第１状態と、温水回路Ｃ２の温水を第２吸着器２０２に供給するとともに、第１冷却水回路Ｃ３の第１冷却水を第１吸着器２０１に供給する第２状態とを切り替える供給状態切替手段である。
【００５１】
第１四方弁２２７および第２四方弁２２８の開弁方向が図中の破線方向のときが第１状態であり、温水入口２Ａから流入した温水が、第１吸着器２０１を流れて、温水出口２Ｂから流出し、冷却水入口２Ｃから流入した冷却水が、第２吸着器２０２を流れて、冷却水出口２Ｄから流出する。一方、第１四方弁２２７および第２四方弁２２８の開弁方向が図中の実線方向のときが第２状態であり、温水入口２Ａから流入した温水が、第２吸着器２０２を流れて、温水出口２Ｂから流出し、冷却水入口２Ｃから流入した冷却水が、第１吸着器２０１を流れて、冷却水出口２Ｄから流出する。
【００５２】
凝縮器２０３は、第１、第２吸着コア２０１ａ、２０２ａの吸着材から脱離した冷媒蒸気を冷却することによって、冷媒蒸気を凝縮して液化させるものである。
【００５３】
凝縮器２０３は、第１冷却水と冷媒蒸気とを熱交換させるための熱交換チューブ２２５を有している。この熱交換チューブ２２５は、一端側が冷凍機２の冷却水入口２Ｃに接続されており、他端側が冷凍機２の冷却水出口２Ｄに接続されている。これにより、凝縮器２０３の内部を第１冷却水が流れることで、冷媒蒸気が冷却されて凝縮し、液冷媒となる。この液冷媒は、蒸発器２０４に流入する。
【００５４】
本実施形態では、凝縮器２０３の熱交換チューブ２２５は、冷却水導入管２３２および冷却水導出管２３４と並列に、冷却水入口２Ｃおよび冷却水出口２Ｄと接続されている。なお、凝縮器２０３の熱交換チューブ２２５は、冷却水導入管２３２および冷却水導出管２３４と直列に、冷却水入口２Ｃおよび冷却水出口２Ｄと接続されていてもよい。
【００５５】
蒸発器２０４は、第１、第２吸着コア２０１ａ、２０２ａの吸着材が冷媒蒸気を吸着することにより、液体状態の冷媒（液冷媒）を蒸発させるものであり、冷媒が蒸発して気化した時の蒸発潜熱、すなわち、冷媒の吸熱作用により冷凍能力（冷却能力）を発揮する。
【００５６】
蒸発器２０４は、冷水（冷水となる液媒体）と冷媒とを熱交換させるための熱交換チューブ２２６を有している。この熱交換チューブ２２６は、一端側が冷凍機２の冷水入口２Ｅに接続されており、他端側が冷凍機２の冷水出口２Ｆに接続されている。これにより、液冷媒が蒸発するときに、蒸発器２０４の内部を流れる液媒体から熱を奪うことで、冷水が生成される。
【００５７】
なお、配管２１１、２１２、２１３、２１４には、それぞれ、蒸気用バルブ（逆止弁）２２１、２２２、２２３、２２４が設けられている。蒸気用バルブ（逆止弁）２２１、２２２、２２３、２２４によって、第１、第２吸着器２０１、２０２における冷媒の流出入が制御される。
【００５８】
このような構成の冷凍機２は、次のように作動する。冷凍サイクル内は、不凝縮ガスが排出されており、冷凍サイクル内部に充填された冷媒の飽和蒸気圧になっている。
【００５９】
冷凍機２の通常作動時では、温水入口２Ａから温水が流入し、冷却水入口２Ｃから冷却水が流入する状態とされる。そして、制御装置５０は、第１四方弁２２７および第２四方弁２２８を制御して、第１状態と第２状態を所定時間毎に切り替える。これにより、第１、第２吸着コア２０１ａ、２０２ａのうちの一方の吸着コアに、温水が供給されて、吸着コアが加熱される。このため、吸着コアの吸着材が吸着していた冷媒が脱離し、蒸気（冷媒蒸気）として放出する。
【００６０】
放出された蒸気は、逆止弁２２２または逆止弁２２４の開閉によって凝縮器２０３へ供給され、凝縮器２０３内で冷却水と熱交換して冷却される。蒸気冷媒は、凝縮し、液冷媒となって蒸発器２０４へ戻る。
【００６１】
一方、蒸気を放出した吸着コアは、冷却水によって冷却されると、周りの蒸気を吸着し、それにより蒸発器２０４内の液冷媒が蒸発し、その蒸発時に内部を流れる液媒体から熱を奪い冷凍能力を発揮する。これにより、冷水が生成される。なお、このとき、逆止弁２２１または逆止弁２２３が開閉される。
【００６２】
また、冷凍機２は、冷凍機２の作動停止時に冷凍サイクル内の冷媒を回収する冷媒タンク２０５と、この冷媒タンク２０５内へ冷媒を戻す際に開弁する電磁開閉弁２０６および電磁均圧弁２０７とを備えている。冷媒タンク２０５の内部には、冷凍サイクルへ冷媒を戻す際に冷媒タンク２０５の内部を加熱する電気ヒータ２０８が設置されている。電磁開閉弁２０６は、凝縮器２０３と冷媒タンク２０５とを接続する配管２４１に設けられている。電磁均圧弁２０７は、冷媒タンク２０５内の気相空間と蒸発器２０４内の気相空間とを連通する配管２４２に設けられている。電磁開閉弁２０６、電磁均圧弁２０７および電気ヒータ２０８は、それらの作動が制御装置５０によって制御される。
【００６３】
冷凍機２の作動停止時では、２つの第１、第２吸着コア２０１ａ、２０２ａの吸着材から冷媒を脱離させた後、電磁開閉弁２０６および電磁均圧弁２０７を開弁する。これにより、吸着材から脱離して冷凍サイクル内に存在する冷媒が供給配管２１８に集合し、配管２４１を通って冷媒タンク２０５に流れ込む。
【００６４】
これにより、冷凍サイクル内の冷媒が冷媒タンク２０５に回収されるので、冷凍機２の作動停止中に冷凍サイクル内の冷媒を冷媒タンク２０５に保管することが可能となる。このため、冷凍機２の作動停止中に、冷凍機２の内部機器の温度が外側の温度よりも低くなった場合、冷凍サイクル内部に冷媒（水）が存在すると、冷凍サイクル内部に結露が生じるところ、冷凍サイクル内部に冷媒が存在しないので、冷凍サイクル内部の結露を防止することができる。
【００６５】
また、冷凍機２の作動停止時では、制御装置５０は、電磁開閉弁２０６を開弁し、且つ電磁均圧弁２０７を閉弁すると共に、電気ヒータ２０８をＯＮする。これにより、冷媒充填制御が実行され、冷媒タンク２０５内の圧力が蒸発器２０４内の圧力よりも高くなる。このように冷媒タンク２０５内の圧力が蒸発器２０４内の圧力よりも高くなると、冷媒タンク２０５内の液冷媒が、配管２４１を経て供給配管２１８に押し出されて、蒸発器２０４内へ流れ込む。 これにより、冷媒タンク２０５内の液冷媒が、冷媒タンク２０５よりも圧力の低い蒸発器２０４内に戻されるため、冷媒タンク２０５内に冷媒が残留することなく、冷媒タンク２０５内の冷媒を冷凍サイクルに充填することができる。
【００６６】
上記した構成の本実施形態の空調システム１は、冷凍機２を作動させて冷房する冷房運転（図１）、排熱回収器４で回収した排熱を放熱させる第１放熱運転（図４）および第２放熱運転（図５）を行うことができる。第１放熱運転は、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の稼働時に行う放熱運転であり、第２放熱運転は、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の停止時に行う放熱運転である。
【００６７】
［冷房運転］
冷房運転時では、空調システム１は、図１に示す回路構成とされる。
【００６８】
すなわち、制御装置５０は、温水回路Ｃ２の温水流路２０を温水が循環するように、温水回路Ｃ２の三方弁２３を第１開口部２３ａと第２開口部２３ｂが連通した状態とし、温水ポンプ２１を作動させる。これにより、排熱回収器４で生成した温水が、冷凍機２に流入して冷凍機２内で放熱した後、排熱回収器４に戻る。
【００６９】
また、制御装置５０は、第１冷却水回路Ｃ３の第１冷却水流路３０を第１冷却水が循環するように、第１冷却水回路Ｃ３の三方弁３３を第１開口部３３ａと第２開口部３３ｂが連通した状態とし、第１冷却水ポンプ３１を作動させる。これにより、冷凍機２の排熱を回収した第１冷却水が、放熱用熱交換器５に流入して放熱用熱交換器５で放熱した後、冷凍機２に戻る。
【００７０】
また、制御装置５０は、第２冷却水回路Ｃ４の第２冷却水流路４０を第２冷却水が循環するように、三方弁４３、４４のそれぞれを第１開口部４３ａ、４４ａと第２開口部４３ｂ、４４ｂが連通した状態とし、第２冷却水ポンプ４１を作動させる。これにより、冷却塔からの第２冷却水が、三方弁４４を通過して吸放熱用熱交換器６に流入した後、放熱用熱交換器５に流入する。放熱用熱交換器５に流入した第２冷却水は、第１冷却水と熱交換して、冷凍機２の排熱を回収した後、三方弁４３を通過して冷却塔へ流れ、冷却塔で放熱される。このとき、第２冷却水ポンプ４１の作動によって、放熱用熱交換器５に流入する第２冷却水の流量が確保される。
【００７１】
このように、冷房運転時では、温水回路Ｃ２を温水が循環するように、温水回路Ｃ２の三方弁２３を切り替え、第１冷却水回路Ｃ３を第１冷却水が循環するように、第１冷却水回路Ｃ３の三方弁３３を切り替えることで、排熱回収器４で回収された排熱を、第２冷却水へ放熱（放出）し、さらに、その熱を冷却塔で放熱（放出）することができる。
【００７２】
また、制御装置５０は、冷凍機２の作動のために、上述の通り、第１四方弁２２７および第２四方弁２２８を制御して、第１状態と第２状態を所定時間毎に切り替える。これにより、冷凍機２を駆動させて、蒸発器２０４での冷媒との熱交換により、冷水回路Ｃ１の冷水を冷却する。
【００７３】
また、制御装置５０は、冷水回路Ｃ１の冷水ポンプ１１を作動させ、送風機７を作動させる。これにより、冷水回路Ｃ１の冷水流路１０を冷水が循環する。また、送風機７によって、空気吸込口８ａから空気が吸い込まれ、吸い込まれた空気がダクト８内を吸放熱用熱交換器６、冷房用熱交換器３の順に流れる。このため、送風機７からの送風空気は、吸放熱用熱交換器６で第２冷却水と熱交換して冷却された後、冷房用熱交換器３で冷水と熱交換して冷却される。このようにして冷却された送風空気（冷風）が、空調システムの空気吹出口８ｂから吹き出される。
【００７４】
ここで、本実施形態の空調システム１と、図３に示す比較例１の空調システムＪ１とを比較する。比較例１の空調システムＪ１は、本実施形態の空調システム１に対して、吸放熱用熱交換器６等を省略したものである。
【００７５】
上記発明が解決しようとする課題の欄での説明の通り、本実施形態のように、高温の空調環境の高所に空調システムを設置する場合、空調環境の低所に空調システムを設置する場合に比べ、空調システムの空気吸込口に高温の空気が吸い込まれる。
【００７６】
このため、比較例１の空調システムＪ１を、高温の空調環境の高所に設置した場合では、空調システムＪ１の空気吹出口からの吹出空気温度が高くなり、冷房感が十分に得られないという問題が生じてしまう。
【００７７】
そこで、本実施形態では、この問題を解決するために、吸放熱用熱交換器６を冷房用熱交換器３の空気流れ上流側に配置している。これによれば、送風空気を冷房用熱交換器３で冷却する前に、冷却塔で放熱された第２冷却水によってプレ冷却するので、比較例１のように、送風空気を冷房用熱交換器３のみで冷却する場合と比較して、空調システム１の空気吹出口からの吹出空気温度を低くでき、空調システム１の冷却効果を向上させることができる。
【００７８】
本実施形態では、下記の理由により、冷却塔で放熱された第２冷却流体を、放熱用熱交換器５に流入する前に、吸放熱用熱交換器６に流すことが可能である。
【００７９】
高温の空調環境下での冷房運転時では、冷却塔で外気との熱交換により放熱される第２冷却水の温度の方が、空調システムの空気吸込口に吸い込まれる吸込空気の温度よりも低い。例えば、吸込空気温度が４０℃に対して、外気温度が３５℃、相対湿度が６０％のとき、放熱後の第２冷却水温度は３１℃である。
【００８０】
冷凍機２の冷房能力は、冷凍機２に供給される熱量によって決まる。すなわち、排熱回収量が排熱回収器４の能力で決まっているので、その熱量により出力できる冷凍機２の冷房能力の上限も決まってくる。このため、第２冷却水の温度を低下させても、冷凍機２の冷房能力が向上する効果は少なく、吹出空気の温度低下は小さい。
【００８１】
一方、本実施形態では、冷凍機２の吸着材として、相対湿度と水分吸着量との関係において、所定の湿度範囲内では水分吸着量の変化が急であり（変化の割合が大きく）、その湿度範囲よりも低湿度側や高湿度側の湿度域では水分吸着量の変化が緩やかな（変化の割合が小さい）特性を有する吸着材を用いている。なお、低湿度側の湿度域が、第１冷却水の温度域に対応する。このような吸着材としては、例えば、三菱樹脂株式会社製のゼオライト系吸着材のＡＱＳＯＡ−Ｚ０２が挙げられる。このため、本実施形態の冷凍機２は、第２冷却水側の温度が上昇しても、冷房性能が低下する割合が少ないという特性を有している。したがって、吸放熱用熱交換器６で第２冷却水と送風空気との熱交換により、第２冷却水側の温度が上昇しても、冷凍機２の冷房能力への影響は小さい。
【００８２】
この理由により、本実施形態では、第２冷却水を、放熱用熱交換器５に流入させる前に、冷房用熱交換器３の上流に配置した吸放熱用熱交換器６に流すことができる。そして、本実施形態によれば、第２冷却水で送風空気の粗熱を取った後、冷凍機２で生成した冷水で送風空気を冷却しているので、冷凍機２の冷房能力を最大限有効に利用することが可能となる。
【００８３】
［冷房運転起動時］
冷房運転起動時（冷凍機２の作動開始時）では、制御装置５０は、吸着材の結露を防止するために、第１四方弁２２７と第２四方弁２２８の一方を一定時間逆位相とする。すなわち、第１四方弁２２７と第２四方弁２２８の一方の開弁方向を、冷凍機２の作動開始後の通常作動時の開弁方向に対して一定時間逆向きとする。これにより、温水回路Ｃ２（温水の循環流路２０）と第１冷却水回路Ｃ３（第１冷却水の循環流路３０）とを連通させる第３状態に切り替える。
【００８４】
例えば、第１四方弁２２７の開弁方向を実線方向とし、第２四方弁２２８の開弁方向を破線位置とする。これにより、温水回路２Ｃの温水が温水入口２Ａから第２吸着器２０２に流れた後、冷却水出口２Ｄから第１冷却水回路Ｃ３に流入する。このため、温水が第１冷却水回路Ｃ３に流入し、第１冷却水温度が上昇する。そして、第１冷却水回路Ｃ３の冷却水が冷却水入口２Ｃから第１吸着器２０１に流れた後、温水出口２Ｂから温水回路Ｃ２に流入する。
【００８５】
ここで、冷凍機２の作動開始時に、冷凍機２に流入する第１冷却水の温度が、蒸発器２０４内の冷水の温度よりも低いと、吸着材に水蒸気が吸着するよりも、吸着材の表面で水蒸気が凝縮する方が早くなるため、吸着材の表面に結露が生じる。吸着材の表面に結露水が存在すると、吸着材が劣化してしまうので、吸着材の結露防止が必要となる。
【００８６】
特許文献１に記載の冷凍機は、吸着材の水分付着による劣化を防止するために、冷凍機の作動停止時に冷媒を回収するようにしているが、冷凍機の作動開始時に冷媒を充填する際に、上記理由による吸着材の結露を防止するために、吸着材温度と冷媒温度とを温度センサで検出し、吸着材温度が冷媒温度よりも高いときに、冷媒の充填を行うようにする必要がある。
【００８７】
これに対して、本実施形態によれば、冷凍機２の作動開始時に、流路切替手段である第１四方弁２２７と第２四方弁２２８を、温水回路Ｃ２と第１冷却水回路Ｃ３とを連通させる第３状態に切り替えることにより、第１冷却水温度を上昇させるので、冷凍機２の作動開始時に発生する吸着材の結露を未然に防止することが可能となる。よって、本実施形態によれば、冷凍機２の作動開始時に、吸着材温度が冷媒温度よりも高いか否かを判定するために用いる温度センサや、ソフトウェアを不要にできる。
【００８８】
［第１放熱運転］
工業炉のように、排熱源が常時排熱を出し続ける場合、排熱回収器４で回収される熱が常時発生するため、冷凍機２の停止時においても、排熱回収器４で回収される熱を放熱することが必要となる。
【００８９】
そこで、本実施形態の空調システム１は、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の稼働時に、図４に示す回路構成とされる。すなわち、制御装置５０は、温水回路Ｃ２の三方弁２３を第１開口部２３ａと第３開口部２３ｃが連通した状態に切り替えるとともに、第１冷却水回路Ｃ３の三方弁３３を第１開口部３３ａと第３開口部３３ｃが連通した状態に切り替える。さらに、制御装置５０は、温水ポンプ２１と第１冷却水ポンプ３１を作動させる。なお、第２冷却水回路Ｃ４の作動については、冷房運転と同じである。ただし、第１放熱運転では、送風機７は停止状態とされる。
【００９０】
これにより、排熱回収器４から流出した温水は、第１バイパス流路２２を介して、放熱用熱交換器５に流入し、第２冷却水との熱交換により、第２冷却水に放熱する。放熱した温水は、第２バイパス流路３２を介して、排熱回収器４に戻る。このため、冷凍機２の停止時においても、排熱回収器４で回収される熱を、第２冷却水に放熱し、さらに、冷却塔で第２冷却水から外気に放熱することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、この第１放熱運転時に、温水ポンプ２１と第１冷却水ポンプ３１の両方が使用可能であるので、第１放熱運転中に、温水ポンプ２１と第１冷却水ポンプ３１の一方が故障しても、他方の作動により、放熱を継続できる。このため、本実施形態の空調システム１は、信頼性の高いシステムであると言える。
【００９２】
［第２放熱運転］
放熱設備が稼働する場合では、冷凍機２の停止時であっても上記第１放熱運転により、排熱回収器４で回収される熱の継続的な放熱が可能である。
【００９３】
しかし、例えば、工場全体が停電となった場合、工業炉用の非常用電源によって工業炉の運転が継続されるが、工場の外部側の放熱設備は停止してしまうため、第１放熱運転を行っても、排熱回収器４で発生する温水の放熱ができなくなる。この場合、温水温度が上昇し、沸騰等が発生して、排熱回収器４→三方弁２３→第１バイパス流路２２→第１冷却水ポンプ３１→放熱用熱交換器５→第２バイパス流路３２→温水ポンプ２１→排熱回収器４の順に液媒体が流れる排熱回収回路が破錠してしまう。
【００９４】
そこで、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の停止時であって、工業炉が排熱を出し続ける場合に、図５に示される回路構成とされる第２放熱運転を行う。この第２放熱運転では、制御装置５０は、第１放熱運転と同様に、温水回路Ｃ２の三方弁２３、温水ポンプ２１、第２冷却水回路Ｃ４の三方弁３３、第１冷却水ポンプ３１の作動を制御する。さらに、制御装置５０は、第２冷却水回路Ｃ４の三方弁４３、４４のそれぞれを第１開口部４３ａ、４４ａと第３開口部４３ｃ、４４ｃが連通した状態に切り替え、第２冷却水ポンプ４１を作動させる。また、制御装置５０は、送風機７を作動させる。
【００９５】
なお、本実施形態の空調システム１は、工場の停電時に、工場全体用の非常用電源装置を使用したり、空調システム１に備えられた非常用電源装置を使用したりすることができるようになっている。このため、工場の停電時では、制御装置５０は、非常用電源装置を使用して、空調システム１の各構成部品を作動させる。なお、本実施形態では、非常用電源装置として交流電源装置を採用している。
【００９６】
これにより、排熱回収器４から流出した温水は、第１バイパス流路２２を介して、放熱用熱交換器５に流入し、第２冷却水との熱交換により、第２冷却水に放熱する。放熱した温水は、第２バイパス流路３２を介して、排熱回収器４に戻る。温水と熱交換した第２冷却水は、放熱用熱交換器５→三方弁４３→バイパス流路４２→三方弁４４→第２冷却水ポンプ４１→吸放熱用熱交換器６→放熱用熱交換器５の順に流れる。
【００９７】
このため、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の停止時であっても、上記した回路構成とすることで、排熱回収器４で回収される熱を、第２冷却水に放熱し、さらに、吸放熱用熱交換器６で第２冷却水から送風機７による送風空気へ放熱することができる。このように、本実施形態によれば、冷凍機２の停止時、かつ、放熱設備の停止時であっても、排熱回収器４で回収される熱の放熱を継続でき、排熱回収回路の破綻を回避できる。
【００９８】
なお、ここでは、放熱設備の停止時に、第２放熱運転を行うことを説明したが、上記回路構成を利用することで、冬期での暖房を行うことも可能であるので、暖房時に、第２放熱運転を行うようにしてもよい。
【００９９】
（第２実施形態）
図６、７に示すように、本実施形態の空調システム１は、第１実施形態の空調システム１に対して、第１三方弁２３、第２三方弁３３、第３三方弁４３、第４三方弁４４を、それぞれ、第１、第２二方弁５１、５２、第３、第４二方弁５３、５４、第５〜第７二方弁５５、５６、５７に変更したものである。
【０１００】
第１、第２二方弁５１、５２は、本発明の第１流路切替手段に対応するものである。第１二方弁５１は、第１バイパス流路２２に設けられている。第２二方弁５２は、温水の循環流路２０のうち第１バイパス流路２２との分岐点から冷凍機２の温水入口２Ａへ向かって温水が流れる流路に設けられている。
【０１０１】
第３、第４二方弁５３、５４は、本発明の第２流路切替手段に対応するものである。第３二方弁５３は、第２バイパス流路３２に設けられている。第４二方弁５４は、第１冷却水の循環流路３０のうち第２バイパス流路３２との分岐点から冷凍機２の冷却水入口２Ｃへ向かって第１冷却水が流れる流路に設けられている。
【０１０２】
第５〜第７二方弁５５、５６、５７は、本発明の第３流路切替手段に対応するものである。第５二方弁５５は、第３バイパス流路４２に設けられている。第６二方弁５６は、第２冷却水流路４０のうち第３バイパス流路４２の分岐点から冷却塔へ向かって第２冷却水が流れる流路に設けられている。第７二方弁５７は、第２冷却水流路４０のうち冷却塔から第３バイパス流路４２の合流点へ第２冷却水が向かって流れる流路に設けられている。
【０１０３】
第１、第３、第５二方弁５１、５３、５５は、通電時に閉弁となり、非通電時に開弁となる電動開閉弁（例えば、電磁開閉弁）である。一方、第２、第４、第６、第７二方弁５２、５４、５６、５７は、通電時に開弁となり、非通電時に閉弁となる電動開閉弁（例えば、電磁開閉弁）である。これらの二方弁５１〜５７は、制御装置５０によって通電制御される。
【０１０４】
また、本実施形態では、送風機７、温水ポンプ２１、第１冷却水ポンプ３１、第２冷却水ポンプ４１として、直流電源で駆動するＤＣ駆動タイプのものを用いている。さらに、本実施形態の空調システム１は、これらの電動機器７、２１、３１、４１を停電時に駆動させるための非常用直流電源装置（例えば、非常用バッテリ）６０を備えている。なお、これらの電動機器７、２１、３１、４１と同様に、冷水ポンプ１１をＤＣ駆動タイプとしてもよい。
【０１０５】
本実施形態の空調システム１では、冷房運転時に、制御装置５０は、第１、第３、第５二方弁５１、５３、５５および第２、第４、第６、第７二方弁５２、５４、５６、５７を通電状態とする。これにより、第１、第３、第５二方弁５１、５３、５５が閉弁状態となり、第２、第４、第６、第７二方弁５２、５４、５６、５７が開弁状態となり、第１実施形態と同様に、図６に示す冷房運転時の回路が形成される。なお、他の電動機器の制御は第１実施形態と同じである。
【０１０６】
また、第１放熱運転時では、制御装置５０は、第１〜第４二方弁５１〜５４を非通電状態とし、第５〜第７二方弁５５〜５７を通電状態とする。これにより、第１、第３、第６、第７二方弁５１、５３、５６、５７が開弁状態となり、第２、第４、第５二方弁５２、５４、５５が閉弁状態となり、第１実施形態と同様に、図示しない第１放熱運転時の回路が構成される。なお、他の電動機器の制御は第１実施形態と同じである。
【０１０７】
また、工場全体が停電して空調システム１への電力供給が停止した場合、第１〜第７二方弁５１〜５７は非通電状態となるので、図７に示すように、温水が冷凍機２を迂回して放熱用熱交換器５に流入するとともに、放熱用熱交換器５から流出の第２冷却水が放熱設備（冷却塔）を迂回して吸放熱用熱交換器６に流入する放熱用回路を形成できる。このため、非常用バッテリ６０を用いて、送風機７、温水ポンプ２１、第１冷却水ポンプ３１、第２冷却水ポンプ４１を駆動させることで、第２放熱運転を行うことが可能である。このように、本実施形態によれば、停電時であっても一定時間は、排熱回収器４で回収される熱の放熱を確保できるバックアップシステムを構築することが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態では、第１流路切替手段として、第１、第２二方弁５１、５２を用い、第２流路切替手段として、第３、第４二方弁５３、５４を用いているので、第１、第２二方弁５１、５２の両方を開弁状態とするとともに、第３、第４二方弁５３、５４の両方を開弁状態とすることも可能である。
【０１０９】
そこで、本実施形態では、冷房運転時（冷凍機２の作動時）において、冷凍機２側で消費する熱量が変動して温水回路Ｃ２の温水温度が上昇し、温水温度が所定温度を超えた場合、制御装置５０が、第１、第３二方弁５１、５３を通電状態から非通電状態へ切り替える。これにより、温水回路Ｃ２の温水を冷凍機２に供給しつつ、温水の一部を冷凍機２を迂回させて、第１冷却水回路Ｃ３へ流入させて、温水の熱を放熱用熱交換器５で放出させることができ、温水回路Ｃ２の温水の過度の温度上昇を防止できる。なお、温水回路Ｃ２の温水温度は、図示しない温度検出手段としての温度センサによって検出される。
【０１１０】
そして、温水温度が所定温度よりも低下した場合、制御装置５０は、第１、第３二方弁５１、５３を非通電状態から通電状態へ切り替える。このようにして、温水回路Ｃ２の温水温度を調整することができる。
【０１１１】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１１２】
（１）上記各実施形態では、第１冷却水回路Ｃ３と第２冷却水回路Ｃ４を別々に形成していたが、第１冷却水回路Ｃ３と第２冷却水回路Ｃ４を１つの冷却水回路としてもよい。すなわち、冷却塔からの冷却水が冷凍機２を流出入する構成としてもよい。この場合、この１つの冷却水回路が、冷凍機２を放熱させるための放熱用液媒体が流れる放熱用液媒体回路を構成する。
【０１１３】
（２）上記各実施形態では、送風空気を冷却する冷却器として、蒸発器２０４とは別に冷房用熱交換器３を設け、冷房用熱交換器３において蒸発器２０４で冷媒の吸熱作用により冷却された冷水と送風空気とを熱交換させて、送風空気を冷却したが、蒸発器２０４を冷却器として用い、蒸発器２０４で冷媒の吸熱作用により送風空気を冷却してもよい。
【０１１４】
（３）上記各実施形態では、放熱用熱交換器５と冷却塔との間を第２冷却水が循環する構成であったが、放熱用熱交換器５に第２冷却水が流出入する構成であれば、放熱用熱交換器５を第２冷却水が循環して流れる構成でなくてもよい。例えば、放熱用熱交換器５に工業用水や地下水等の第２冷却水が流出入する構成としてもよい。
【０１１５】
（４）上記各実施形態では、第２冷却水流れに対して、放熱用熱交換器５と吸放熱用熱交換器６とが、直列に配置されていたが、並列に配置されていてもよい。この場合、例えば、冷房運転時では、冷却塔から流出した冷却水が、分岐点で分岐して、放熱用熱交換器５と吸放熱用熱交換器６のそれぞれに流入した後、合流点で合流して、冷却塔へ戻るように構成される。この場合であっても、第１実施形態と同様に、比較例１と比較して、空調システムの冷却効果を向上できる。
【０１１６】
（５）上記各実施形態では、工場に設置される定置式の空調システムについて説明したが、定置式の空調システムの設置場所は工場以外であってもよい。
【０１１７】
（６）上記各実施形態では、本発明の冷却システムを、空調システムに適用したが、冷却対象物の冷却に用いられる冷却液を冷凍機によって冷却する冷却システムに適用してもよい。すなわち、上記各実施形態では、冷却器で冷却する被冷却流体は、送風空気（気体）であったが、冷却対象物の冷却に用いられる冷却液（液体）であってもよい。この場合においても、冷却器に流入する冷却液が高温のとき、冷却器から流出する冷却液の温度が高くなるが、本発明の冷却システムによれば、冷却器流出の冷却液の温度を低くでき、冷却システムの冷却効果を向上させることができる。
【０１１８】
（７）上記各実施形態では、熱駆動式の冷凍機として吸着式の冷凍機を用いたが、他の熱駆動式の冷凍機、例えば、吸収式の冷凍機を用いてもよい。また、冷凍機として、上記各実施形態では、熱駆動式の冷凍機を用いていたが、熱駆動式以外の冷凍機、例えば、蒸気圧縮式の冷凍機を用いてもよい。これらの場合においても、冷凍機の放熱に放熱用液媒体を利用するとき、放熱用液媒体が流れる吸放熱用熱交換器６を冷房用熱交換器３の空気流れ上流側に配置し、送風空気を冷房用熱交換器３で冷却する前に、第２冷却水によってプレ冷却することで、空調システムの冷却効果を向上させることができる。
【０１１９】
（８）上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２０】
２      冷凍機
３      冷房用熱交換器（冷却器）
４      排熱回収器
５      放熱用熱交換器
６      吸放熱用熱交換器（補助熱交換器）
２０    温水の循環流路（加熱用液媒体の循環流路）
２１    温水ポンプ（第１ポンプ）
３０    第１冷却水の循環流路（第１冷却用液媒体の循環流路）
３１    第１冷却水ポンプ（第２ポンプ）
４０    第２冷却水流路（第２冷却用液媒体の流路）
Ｃ２    温水回路（加熱用液媒体回路）
Ｃ３    第１冷却水回路（放熱用液媒体回路）
Ｃ４    第２冷却水回路（放熱用液媒体回路）
【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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