(57)【要約】【課題】セントラル空調を構成する設備とビル用マルチエアコンを構成する設備とを有機的に組み合わせて環境性と快適性を両立させた空調設備を提供する。【解決手段】ビル１に導入されているセントラル空調（図２）をビル用マルチエアコンに入れ替える場合、セントラル空調において熱源として使用していたチラー２を残し、セントラル空調において使用していたＦＣＵを入れ替えることで設置されたビル用マルチエアコンの熱源ユニット１２及び室内機１３を設置する。また、熱交換器１１の一次側をチラー２から延設された水配管（立て管）７に接続し、二次側を熱源ユニット１２に接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チラーと、
前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水（熱源水）を利用して熱交換を行う水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニットと、
前記熱源ユニットに接続された１又は複数の室内機と、
を具備することを特徴とする空調設備。
【請求項２】
前記チラーから延設された水配管が接続された外気処理空調機を具備することを特徴とする請求項１に記載の空調設備。
【請求項３】
前記チラー及び前記熱源ユニット、前記外気処理空調機を具備する場合には更に前記外気処理空調機の運転を制御するコントローラを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の空調設備。
【請求項４】
前記チラーと前記熱源ユニットとの間に配設された熱交換器を備え、
前記熱源ユニットは、前記熱交換器によって前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水により熱交換された熱源水によって熱交換を行うことを特徴とする請求項１に記載の空調設備。
【請求項５】
熱源として設置するチラーと、前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水により熱交換を行う空気調和機と、を具備するセントラル空調が設置された建物において、前記空気調和機に代えて、前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水（熱源水）を利用して熱交換を行う水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニット及び前記熱源ユニットに１又は複数の室内機を設置することによって前記建物に空調設備を新たに構築することを特徴とする空調設備構築方法。
【請求項６】
前記セントラル空調が前記チラーから延設された水配管が接続された外気処理空調機を更に具備する場合、前記外気処理空調機をそのまま利用若しくは同じ構成として前記空調設備を構築することを特徴とする請求項５に記載の空調設備構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調設備及び空調設備構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、オフィスビルにおけるセントラル空調の一例の概略構成図である。図２には、ビル１の屋上等の屋外に設置されたチラー２と、ビル１の各階の機械室３に設置された外気処理空調機（以下、「外調機」）４と、居室５内の天井等に配設されたＦＣＵ（ファイルコイルユニット）６と、が示されている。
【０００３】
外調機４は、一次側においてチラー２から延設された水配管（立て管）７に接続され、二次側において同一階の居室５内の天井等に配設された各吹出口８とダクト９により接続される。そして、外調機４は、チラー２から供給される冷温水を利用して外気の温度を適度に調節した後、ダクト９を通じて各吹出口８から外気を居室５内に供給する。
【０００４】
ＦＣＵ６は、立て管７及び水配管１０を介してチラー２と接続される。そして、ＦＣＵ６は、居室５内から取り込んだ空気をチラー２から供給される冷温水と熱交換して冷却又は加熱する。
【０００５】
オフィスビルにおける空調方式には、チラー２を熱源として冷温水をビル１内に循環する上記セントラル空調が一般的であったが、現在は、居室５のエリア毎に温度設定ができるなど細かな運用が可能なビル用マルチエアコンが主流となっている。従って、ビル利用者の快適性等の観点から、既設のセントラル空調をビル用マルチエアコンと入れ替えることを希望するビルオーナーは少なくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５０７２８号公報
【特許文献２】特開平９−３１８１４２号公報
【特許文献３】特開２００１−３０４６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、セントラル空調からビル用マルチエアコンに完全に移行する場合、チラーとＦＣＵとの間の水配管に代えて、ビル用マルチエアコンの屋外に設置する室外機と居室内に設置する各室内機との間に冷媒配管を配設する必要があるが、その冷媒配管の中には冷媒としてフロンを充填する必要がある。現在は、オゾン層を破壊しない代替フロンが登場してきているものの代替フロンは高い温室効果を持っているため、環境改善の観点から代替フロンの使用の抑制が望まれる。
【０００８】
本発明は、セントラル空調を構成する設備とビル用マルチエアコンを構成する設備とを有機的に組み合わせて環境性と快適性を両立させた空調設備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】
【０００９】
本発明に係る空調設備は、チラーと、前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水（熱源水）を利用して熱交換を行う水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニットと、前記熱源ユニットに接続された１又は複数の室内機と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、前記チラーから延設された水配管が接続された外気処理空調機を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、前記チラー及び前記熱源ユニット、前記外気処理空調機を具備する場合には更に前記外気処理空調機の運転を制御するコントローラを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、前記チラーと前記熱源ユニットとの間に配設された熱交換器を備え、前記熱源ユニットは、前記熱交換器によって前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水により熱交換された熱源水によって熱交換を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る空調設備構築方法は、熱源として設置するチラーと、前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水により熱交換を行う空気調和機と、を具備するセントラル空調が設置された建物において、前記空気調和機に代えて、前記チラーから延設された水配管を循環する冷温水（熱源水）を利用して熱交換を行う水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニット及び前記熱源ユニットに１又は複数の室内機を設置することによって前記建物に空調設備を新たに構築することを特徴とする。
【００１４】
また、前記セントラル空調が前記チラーから延設された水配管が接続された外気処理空調機を更に具備する場合、前記外気処理空調機をそのまま利用若しくは同じ構成として前記空調設備を構築することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、セントラル空調を構成する設備とビル用マルチエアコンを構成する設備とを有機的に組み合わせて環境性と快適性を両立させた空調設備を提供することができる。
【００１６】
また、セントラル空調を構成する設備とビル用マルチエアコンを構成する設備とを有機的に組み合わせて環境性と快適性を両立させた空調設備を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る空調設備の一実施の形態を示した概略構成図である。
【図２】セントラル空調の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る空調設備の一実施の形態を示した概略構成図である。図２に示した構成と同じ構成要素には同じ符号を付ける。なお、本実施の形態では、便宜上、２階建てのビル１として図示したが、１階建てあるいは３階以上のビルでもよい。また、本実施の形態では、一般的なオフィスビルを想定して説明するが、ビル以外の建物でもよい。
【００２０】
各階に設置する設備は、各階とも同様でよいので、図１には、１つの階に設置した構成のみに符号を付けている。また、図１には、各階に１つの居室５のみ図示しているが、居室の数、また各居室の設置する室内機１３の台数は、居室の広さや空調の性能等によって適宜決めればよい。
【００２１】
図１には、ビル１の屋上等の屋外に設置されるチラー２と、ビル１の各階の機械室３に設置される外調機４、熱交換器１１及び水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニット１２と、各階の居室５に設置される吹出口８及びビル用マルチエアコンの室内機１３と、が示されている。吹出口８及び室内機１３は、一般に居室５の天井に配設されるが、天井に限定する必要はない。ただ、吹出口８は、既設の設備をそのまま利用することを想定している。熱源ユニット１２と同一階の各室内機１３とは冷媒配管１４にて接続される。
【００２２】
外調機４は、一次側においてはチラー２から延設された水配管（立て管）７に接続され、二次側においてはダクト９と接続される。そして、外調機４は、チラー２による制御に従い立て管７を循環する冷温水を利用して温度を適度に調節した後、ダクト９を通じて外気を同一階の居室５内の各吹出口８から居室５内に供給する。また、外気ではなく室内の空気を取り入れて還気する。この還気に関する設備は、既に設置されていたのであれば、そのまま利用してもよい。
【００２３】
水冷ビル用マルチエアコンの熱源ユニット１２は、チラー２から延設された立て管７を循環する冷温水（熱源水）を利用して熱交換を行うが、本実施の形態では、チラー２から直接熱源水を取り込むのではなく、チラー２と各熱源ユニット１２との間に熱交換器１１を配設するようにした。すなわち、各熱源ユニット１２は、熱交換器１１により熱交換された冷温水（熱源水）によって熱交換を行う。
【００２４】
本実施の形態では、熱交換器１１としてプレート式熱交換器を用い、前述したように一次側を立て管７を通じてチラー２と、二次側を水配管１６を通じて熱源ユニット１２と、それぞれ接続する。熱交換器１１は、チラー２から供給される冷温水（熱源水）と熱源ユニット１２側から戻される熱源水との間で熱エネルギーを交換して熱源ユニット１２側の熱源水を冷却する。このように作用させるため、本実施の形態における熱源ユニット１２は、水冷式を採用する。
【００２５】
また、本実施の形態における空調設備は、コントローラ１５を備えている。なお、図１では、便宜的にビル１の外にコントローラ１５を図示しているが、コントローラ１５は、ビル１の監視室、あるいはいずれかの機械室３などビル１内に設置することを想定している。コントローラ１５は、チラー２、各熱源ユニット１２、また外調機４が設置されているのであれば各外調機４と通信可能に接続され、それぞれの運転状況や現在の室温、外気等の情報を参照し、居室５内の快適性の向上、また省エネ化を図れるよう各設備２，４，１２の運転制御を行う空調制御装置である。基本的には、設備２，４，１２に搭載されたコントローラが自ら動作の制御を行っているかもしれないが、コントローラ１５は、運転状況等の各種情報に基づき総合的に各設備２，４，１２の運転を調整する。例えば、チラー２及び熱源ユニット１２の負荷バランス、外調機４のオン／オフ制御、流量及び風量（レタン量等）の調整等の運転制御を行う。
【００２６】
コントローラ１５は、コンピュータを搭載し、汎用的なハードウェア構成で実現できる。すなわち、コントローラ１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶手段、チラー２等の空調設備、又外部システムと通信を行うネットワークインタフェース等を有している。必要に応じてマウスやキーボード等の入力手段、ディスプレイ、タッチパネル等の表示手段を接続してもよい。コントローラ１５が提供する機能処理は、コンピュータと、コンピュータに搭載されたＣＰＵで動作するプログラムとの協調動作により実現される。本実施の形態で用いるプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。通信手段や記録媒体から提供されたプログラムはコンピュータにインストールされ、コンピュータのＣＰＵがプログラムを順次実行することで各種処理が実現される。
【００２７】
本実施の形態における空調設備は以上説明した構成を具備するが、本実施の形態では、ビルオーナーの要求等によって、空調方式としてビル１に導入されているセントラル空調（図２）をビル用マルチエアコンに入れ替える場合において、既設のセントラル空調を完全にビル用マルチエアコンに移行するのではなく、セントラル空調を構成する設備を部分的にビル用マルチエアコンの設備に入れ替えることによって空調設備を構築する。
【００２８】
具体的には、まず、セントラル空調において熱源として利用していたチラー２をそのまま残して使用することにする。そして、セントラル空調の空気調和機（図１におけるＦＣＵ６）に代えて熱源ユニット１２及び室内機１３を設置することによって図１に例示したような空調設備を新たに構築する。
【００２９】
本実施の形態においては、このようにしてセントラル空調を構成する設備の一部（チラー２、立て管７及び外調機４を含む換気の設備）と、ビル用マルチエアコンを構成する設備の一部（熱源ユニット１２及び室内機１３を含む空調機の設備）とを有機的に結合してビル１の空調設備を新たに構築することを特徴としている。ビル用マルチエアコンは、室内機１３毎に温度設定ができるなど細かな運用が可能になることでＦＣＵ６あるいはＡＨＵなどセントラル空調で使用する空調機より利点がある一方で、熱源ユニット１２と室内機１３の間の冷媒配管１４、更に一般的な空冷式の室外機を採用した場合に立て管７に代えて設置する冷媒配管にフロンを充填する必要がある。つまり、ビル用マルチエアコンは、セントラル空調と比較して居室５内の快適性を向上できる一方で環境性の面で問題を創出する。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては、セントラル空調において熱源として利用されているチラー２をそのまま残して使用することで、チラー２と熱交換器１１との間に冷媒（フロン）を使用する必要がないようにした。これにより、フロンの使用量を削減することができ、環境性の問題を軽減することが可能になる。また、温度設定等の運用面で相対的に劣るセントラル空調の空調機をビル用マルチエアコンの熱源ユニット１２及び室内機１３に入れ替えると、室内機１３毎に温度設定ができるのでエリア（居室５，階等）毎に細かな運用が可能になる。これにより、各エリアの快適性を向上させることが可能になる。このように、本実施の形態によれば、セントラル空調の熱源（チラー２）とビル用マルチエアコンの空調（熱源ユニット１２及び室内機１３）とを有機的に結合することで環境性と快適性を両立させることができる。
【００３１】
また、熱源としてチラー２を用いると、熱交換器の一次側と二次側との温度差が大きくなることから熱交換器の一次側の入出口の温度差を大きくして流量を小さくできる、つまり、チラー２のポンプ動力を小さくできるので省エネ効果を奏することができる。更に、ビル用マルチエアコンを採用することで発生する熱源ユニット１２と室内機１３の各設置場所の高低差、冷媒配管の総延長距離等の制限も解消される。また、ビル用マルチエアコンに完全に移行する必要がないので、省工事化や省コスト化を図ることもできる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、既設のセントラル空調の構成の一部をビル用マルチエアコンの構成の一部と入れ替えることで、セントラル空調とビル用マルチエアコンとを有機的に組み合わせた空調設備をビル１に新たに構築する場合を想定して説明したが、ビル１に対して新規に空調設備を導入する際に、図１に示した構成の空調設備を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  ビル、２  チラー、３  機械室、４  外調機、５  居室、７  水配管（立て管）、８  吹出口、９  ダクト、１１  熱交換器、１２  熱源ユニット、１３  室内機、１４  冷媒配管、１５  コントローラ、１６  水配管。
【図１】
2017110850.tif 000003
【図２】
2017110850.tif 000004