(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源機で冷却された水を１段側熱交換器に通して前記熱源機に戻し、前記熱源機で冷却された水の一部および前記１段側熱交換器を経た水の一部を混合部に導き、その混合部の水を２段側熱交換器に通して前記熱源機に戻し、その２段側熱交換器を経た水の一部をそのまま前記混合部に導くと共に屋外設置冷却手段に通してから前記混合部に導く水循環サイクルと、
前記１段側熱交換器から前記混合部への水の流量を調節するための第１流量調節弁と、
前記熱源機から前記混合部への水の流量を調節するための第２流量調節弁と、
前記２段側熱交換器から前記混合部への水の流量を調節するための第３流量調節弁と、
前記屋外設置冷却手段から前記混合部への水の流量を調節するための第４流量調節弁と、
前記混合部から前記２段側熱交換器に供給される水の温度を検知する温度検知手段と、
この温度検知手段の検知温度が目標値となるよう前記各流量調節弁の開度を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
請求項１に記載の空調システムにおいて、
前記制御手段は、前記２段側熱交換器に供給される水の温度の目標値として、前記２段側熱交換器が設置されている被空調空間の空気の露点温度より高い値を持つ、
ことを特徴とする空調システム。
【請求項３】
請求項１に記載の空調システムにおいて、
前記熱源機は、複数台であることを特徴とする空調システム。
【請求項４】
請求項３に記載の空調システムにおいて、
前記各熱源機に流入する水の量を検知する流量センサと、
前記各熱源機に流入する水の温度を検知する第１温度センサと、
前記各熱源機から流出する水の温度を検知する第２温度センサと、
前記流量センサの検知流量に応じて前記各熱源機の運転台数を制御する第１制御手段と、
前記各温度センサの検知温度の変化に応じて前記各熱源機の運転台数を補正制御する第２制御手段と、
前記各熱源機の入口側と出口側との間に設けられた圧力調整手段と、
前記各熱源機に流入する水の圧力と同各熱源機から流出する水の圧力との差を検知する差圧センサと、
この差圧センサの検知結果が設定値となるよう前記圧力調整手段を制御する第３制御手段と、
を備えることを特徴とする空調システム。
【請求項５】
請求項１に記載の空調システムにおいて、
前記混合部と前記２段側熱交換器との間に設けられた送水用のポンプと、
前記２段側熱交換器から流出する水の量を検知する流量センサと、
この流量センサの検知流量に応じて前記ポンプの能力を制御する第１制御手段と、
前記２段側熱交換器の出口側と前記混合部との間に設けられた圧力調整手段と、
前記２段側熱交換器から流出する水の圧力と前記混合部内の水の圧力との差を検知する差圧センサと、
この差圧センサの検知結果が設定値となるよう前記圧力調整手段を制御する第２制御手段と、
を備えることを特徴とする空調システム。
【請求項６】
熱源機で冷却された水を第１空調ユニットに通して前記熱源機に戻し、前記熱源機で冷却された水の一部および前記第１空調ユニットを経た水の一部を混合部に導き、その混合部の水を第２空調ユニットに通して前記熱源機に戻し、その第２空調ユニットを経た水の一部をそのまま前記混合部に導くと共に屋外設置冷却手段に通してから前記混合部に導く水循環サイクルと、
前記第１空調ユニットから前記混合部への水の流量を調節するための第１流量調節弁と、
前記熱源機から前記混合部への水の流量を調節するための第２流量調節弁と、
前記第２空調ユニットから前記混合部への水の流量を調節するための第３流量調節弁と、
前記屋外設置冷却手段から前記混合部への水の流量を調節するための第４流量調節弁と、
前記混合部から前記第２空調ユニットに供給される水の温度を検知する温度検知手段と、
この温度検知手段の検知温度が目標値となるよう前記各流量調節弁の開度を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする空調システム。
【請求項７】
請求項６に記載の空調システムにおいて、
前記第１空調ユニットは、前記熱源機から供給される水と被空調空間の空気との熱交換を行う１段側熱交換器と、この１段側熱交換器を通る水の量を調節するための第１流量調節弁と、被空調空間の空気を前記１段側熱交換器に通して循環させるファンと、前記１段側熱交換器を経た空気の温度を検知する第１温度検知手段と、この第１温度検知手段の検知温度が設定値となるよう前記第１流量調節弁の開度を制御する第１制御器とを有する、
前記第２空調ユニットは、前記混合部から供給される水と被空調空間の自然対流空気との熱交換を行う２段側熱交換器と、この２段側熱交換器を通る水の量を調節するための第２流量調節弁と、前記２段側熱交換器を経た空気の温度を検知する第２温度検知手段と、この第２温度検知手段の検知温度が設定値となるよう前記第２流量調節弁の開度を制御する第２制御器とを有する、
前記制御手段は、前記第１空調ユニットに供給される水の温度の目標値として、前記第２空調ユニットが設置されている被空調空間の空気の露点温度より高く、かつ前記第２空調ユニットにおける前記設定値より低い値を持つ、
ことを特徴とする空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水循環サイクルを持つ空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱源機で得られる冷水または温水を熱交換器に通して循環させる空調システムがある。
【０００３】
この空調システムでは、熱源機から熱交換器に冷水を直接的に供給した場合、熱交換器の一部の表面温度が空調空間内の空気の露点温度より低くなり、熱交換器の表面に結露を生じることがある。
【０００４】
一方、熱交換器を天井に設置する天井冷房方式や、建物の躯体に冷水用配管を埋設する躯体冷房方式の場合、結露水の処理設備を取り付けることがなかなか難しく、結露水による被害が懸念される。
【０００５】
従来、結露を防ぐ手段として、熱源機から熱交換器に供給される冷水の温度を室内空気の露点温度より高くする方法がある。
【０００６】
なお、空調システムの例として、特開平９−１６６３４６号公報に示されるように、熱交換器から熱源システムへと戻る水の温度を検出し、その検出温度が一定値となるよう熱源システムから熱交換器への供給水量を操作すると同時に、熱源システムに戻る水の一部を熱交換器の入口側に供給し、その供給量を制御対象温度に応じて調節することで熱交換器内の循環流量を操作し、制御対象量（室温および／または給気温度、還水温度）を目標値に到達させるものが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、熱源機から熱交換器に供給される冷水の温度を室内空気の露点温度より高くする場合、その高くなった分の冷熱エネルギの遺失分を補うために、熱源機から熱交換器への冷水の供給量を多くしなければならない。
【０００８】
しかしながら、熱源機から熱交換器への冷水の供給量を多くするためには、冷水の搬送に必要なエネルギ、たとえば送水用ポンプの消費電力が増大するという新たな問題がある。
【０００９】
これに対し、上記公報のように、熱源システムに戻る水の一部を熱交換器の入口側に供給するものでは、仮に熱源機から熱交換器に供給される冷水の温度を室内空気の露点温度より高くした場合でも、熱源システムから熱交換器への冷水の供給量を多くすることなく、熱交換器において十分な量の冷熱を取り出すことができる。
【００１０】
ただし、この場合の制御対象量は、空調空間内の温度および／または空調空間への給気温度、それから還水温度であり、熱交換器に流入する冷水の温度を所望の値（たとえば露点温度より高い値）に維持できないという別の問題がある。
【００１１】
この発明は上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、水の熱エネルギを多段階に有効活用して省エネルギ効果の向上が図れるとともに、熱交換器または空調ユニットに流入する水の温度をたとえば結露対策用の所望の値に確実に維持することができ、しかも水の送出量を多くすることなく、ひいては水の搬送エネルギの増大を生じることなく、熱交換器または空調ユニットでの十分な量の放熱が可能な信頼性にすぐれた空調システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の空調システムは、熱源機で冷却された水を１段側熱交換器に通して上記熱源機に戻し、上記熱源機で冷却された水の一部および上記１段側熱交換器を経た水の一部を混合部に導き、その混合部の水を２段側熱交換器に通して上記熱源機に戻し、その２段側熱交換器を経た水の一部をそのまま上記混合部に導くと共に屋外設置冷却手段に通してから上記混合部に導く水循環サイクルと；上記１段側熱交換器から上記混合部への水の流量を調節するための第１流量調節弁と；上記熱源機から上記混合部への水の流量を調節するための第２流量調節弁と；上記２段側熱交換器から上記混合部への水の流量を調節するための第３流量調節弁と；上記屋外設置冷却手段から上記混合部への水の流量を調節するための第４流量調節弁と；上記混合部から上記２段側熱交換器に供給される水の温度を検知する温度検知手段と；この温度検知手段の検知温度が目標値となるよう上記各流量調節弁の開度を制御する制御手段と；を備える。
【００１５】
すなわち、請求項１に係る発明では、熱源機で冷却された水が１段側熱交換器に供給され、その１段側熱交換器を経た水が熱源機に戻るとともに、１段側熱交換器を経た水の一部が混合部を介して２段側熱交換器に供給され、その２段側熱交換器を経た水が熱源機に戻る。さらに、２段側熱交換器を経た水の一部が、そのまま混合部に導かれると共に、屋外設置冷却手段を経由してから混合部に導かれる。混合部には、１段側熱交換器を経た水の一部、および２段側熱交換器を経た水の一部、屋外設置冷却手段を経た水だけでなく、熱源機で冷却された水の一部も導かれる。こうして混合部に導かれる４種類の温度レベルの異なる水は混合部において混合され、その混合（温度調節）された水が２段側熱交換器に供給される。このとき、混合部から２段側熱交換器に供給される水の温度が検知されており、その検知温度が目標値となるよう、混合部に導入される上記４種類の水の量がそれぞれ調節される。
【００１６】
請求項２に係る発明の空調システムは、請求項１に係る発明において、制御手段が、目標値として、２段側熱交換器が設置されている被空調空間の空気の露点温度より高い値を持つ。
【００１７】
請求項３に係る発明の空調システムは、請求項１に係る発明において、熱源機として、複数台が設けられている。
【００１８】
請求項４に係る発明の空調システムは、請求項３に係る発明において、さらに、各熱源機に流入する水の量を検知する流量センサと；各熱源機に流入する水の温度を検知する第１温度センサと；各熱源機から流出する水の温度を検知する第２温度センサと；上記流量センサの検知流量に応じて各熱源機の運転台数を制御する第１制御手段と；上記各温度センサの検知温度の変化に応じて各熱源機の運転台数を補正制御する第２制御手段と；各熱源機の入口側と出口側との間に設けられた圧力調整手段と；各熱源機に流入する水の圧力と同各熱源機から流出する水の圧力との差を検知する差圧センサと；この差圧センサの検知結果が設定値となるよう上記圧力調整手段を制御する第３制御手段と；を備える。
【００１９】
請求項５に係る発明の空調システムは、請求項１に係る発明において、さらに、混合部と２段側熱交換器との間に設けられた送水用のポンプと；２段側熱交換器から流出する水の量を検知する流量センサと；この流量センサの検知流量に応じて上記ポンプの能力を制御する第１制御手段と；２段側熱交換器の出口側と混合部との間に設けられた圧力調整手段と；２段側熱交換器から流出する水の圧力と混合部内の水の圧力との差を検知する差圧センサと；この差圧センサの検知結果が設定値となるよう上記圧力調整手段を制御する第２制御手段と；を備える。
【００２２】
請求項６に係る発明の空調システムは、熱源機で冷却された水を第１空調ユニットに通して上記熱源機に戻し、上記熱源機で冷却された水の一部および上記第１空調ユニットを経た水の一部を混合部に導き、その混合部の水を第２空調ユニットに通して上記熱源機に戻し、その第２空調ユニットを経た水の一部をそのまま上記混合部に導くと共に屋外設置冷却手段に通してから上記混合部に導く水循環サイクルと；上記第１空調ユニットから上記混合部への水の流量を調節するための第１流量調節弁と；上記熱源機から上記混合部への水の流量を調節するための第２流量調節弁と；上記第２空調ユニットから上記混合部への水の流量を調節するための第３流量調節弁と；上記屋外設置冷却手段から上記混合部への水の流量を調節するための第４流量調節弁と；上記混合部から上記第２空調ユニットに供給される水の温度を検知する温度検知手段と；この温度検知手段の検知温度が目標値となるよう上記各流量調節弁の開度を制御する制御手段と；を備える。
【００２３】
すなわち、請求項６に係る発明では、熱源機で冷却された水が第１空調ユニットに供給され、その第１空調ユニットを経た水が熱源機に戻るとともに、第１空調ユニットを経た水の一部が混合部を介して第２空調ユニットに供給され、その第２空調ユニットを経た水が熱源機に戻る。さらに、第２空調ユニットを経た水の一部が、そのまま混合部に導かれると共に、屋外設置冷却手段を経由してから混合部に導かれる。混合部には、第１空調ユニットを経た水の一部、および第２空調ユニットを経た水の一部、屋外設置冷却手段を経た水だけでなく、熱源機で冷却された水の一部も導かれる。こうして混合部に導かれる４種類の温度レベルの異なる水は混合部において混合され、その混合（温度調節）された水が第２空調ユニットに供給される。このとき、混合部から第２空調ユニットに供給される水の温度が検知されており、その検知温度が目標値となるよう、混合部に導入される上記４種類の水の量がそれぞれ調節される。
【００２４】
請求項７に係る発明の空調システムは、請求項６に係る発明において、第１空調ユニットが、熱源機から供給される水と被空調空間の空気との熱交換を行う１段側熱交換器と；この１段側熱交換器を通る水の量を調節するための第１流量調節弁と；被空調空間の空気を上記１段側熱交換器に通して循環させるファンと；上記１段側熱交換器を経た空気の温度を検知する第１温度検知手段と；この第１温度検知手段の検知温度が設定値となるよう上記第１流量調節弁の開度を制御する第１制御器と；を有している。また、第２空調ユニットが、混合部から供給される水と被空調空間の自然対流空気との熱交換を行う２段側熱交換器と；この２段側熱交換器を通る水の量を調節するための第２流量調節弁と；２段側熱交換器を経た空気の温度を検知する第２温度検知手段と；この第２温度検知手段の検知温度が設定値となるよう上記第２流量調節弁の開度を制御する第２制御器と；を有している。さらに、制御手段が、目標値として、第２空調ユニットが設置されている被空調空間の空気の露点温度より高く、かつ第２空調ユニットにおける上記設定値より低い値を持つ。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［１］以下、この発明の第１実施例について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１において、１は熱源機器室、２０は被空調空間たとえば被空調室、５０は空調機械室で、同じ建物に設置される。
【００２７】
この熱源機器室１、被空調室２０、空調機械室５０において、次の水循環サイクルが構成される。
【００２８】
まず、熱源機器室１に還水管２が導入され、その還水管２を通る水がヘッダ３を介して送水用のポンプ４，６に吸込まれる。ポンプ４，６は、インバータ１１，１２の出力電圧によって駆動されるもので、その駆動電源の周波数に応じて能力が変化する。
【００２９】
ポンプ４，６から送出される水は熱源機５，７に送られる。熱源機５，７は、ポンプ４，６から送られる水を冷却または加熱し、これにより冷房用の冷水または暖房用の温水を作るもので、吸収冷温水機などの採用が考えられる。
【００３０】
熱源機５，７から流出する冷水または温水はヘッダ８および往水管９を介して被空調室２０における複数の第１空調ユニット３０に導かれ、その各第１空調ユニット３０を経た水が水管２１を介して上記還水管２に戻される。
【００３１】
水管２１を通る水（各第１空調ユニット３０を経た水）の一部が、空調機械室５０に導かれ、第１流量調節弁５１を介して混合部たとえばヘッダ５４に導かれる。
【００３２】
往水管９を通る水（熱源機５，７から流出する冷水または温水）の一部が、空調機械室５０に導かれ、第２流量調節弁５２を介して上記ヘッダ５４に導かれる。
【００３３】
ヘッダ５４内の水は送水用のポンプ５５に吸込まれ、そのポンプ５５から送出される水が配管２２を介して被空調室２０における複数の第２空調ユニット４０に供給される。これら第２空調ユニット４０を経た水は配管２３によって空調機械室５０におけるヘッダ５７に導かれ、そのヘッダ５７から還水管２に導かれる。ヘッダ５７内の水の一部（各第２空調ユニット４０を経た水の一部）は、第３流量調節弁５３を介して上記ヘッダ５４に導かれる。
【００３４】
熱源機器室１には、上記の構成のほかに、熱源機５，７に流入する水の量を検知する流量センサ１３、熱源機５，７に流入する水の温度を検知する温度センサ１４、熱源機５，７から流出する水の温度を検知する温度センサ１５、制御器１０が設けられる。制御器１０は、上記流量センサ１３の検知流量に応じて熱源機５，７の運転台数（およびポンプ４，６の運転台数）を制御する第１制御手段と、上記温度センサ１４，１５の検知温度の変化に応じて熱源機５，７の運転台数を補正制御する第２制御手段とを有する。
【００３５】
さらに、熱源機器室１において、熱源機５，７の入口側に位置するヘッダ３と出口側に位置するヘッダ８との間に圧力調整手段および差圧センサ１７が設けられるとともに、制御器（第３制御手段）１８が設けられる。
【００３６】
圧力調整手段は、ヘッダ３，８を連通する状態に水管を接続し、その水管に圧力調整弁１６を設けたものである。差圧センサ１７は、ヘッダ３内の水の圧力（熱源機５，７に流入する水の圧力）とヘッダ８内の水の圧力（熱源機５，７から流出する水の圧力）との差を検知する。制御器１８は、差圧センサ１７の検知結果が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁１６の開度を制御する。
【００３７】
被空調室２０における各第１空調ユニット３０は、被空調室２０において主に窓の近くのゾーンに設置されており、熱源機５，７から供給される水と室内空気（または室内空気と換気用外気との混合空気）との熱交換を行う１段側熱交換器３１と、この１段側熱交換器３１を通る水の量を調節するための流量調節弁３２と、室内空気（または室内空気と換気用外気との混合空気）を１段側熱交換器３１に通して循環させるファン３３と、１段側熱交換器３１を経た空気の温度を検知する室内温度センサ（温度検知手段）３４と、この室内温度センサ３４の検知温度が居住者や建物管理者によって予め定められた室内温度設定値となるよう流量調節弁３２の開度を制御する制御器３５を有する。
【００３８】
これら第１空調ユニット３０のうち、何台かはいわゆるファンコイルユニット（室内空気と熱交換を行う）、別の何台かは外気調和機（室内空気と換気用外気の混合空気と熱交換を行う）などに該当する。
【００３９】
各第２空調ユニット４０は、被空調室２０において主に天井面に設置されており、混合部であるヘッダ５４からポンプ５５によって供給される水と自然対流室内空気との熱交換を行う２段側熱交換器４１と、この２段側熱交換器４１を通る水の量を調節するための流量調節弁４２と、２段側熱交換器４１を経た空気の温度を検知する室内温度センサ（温度検知手段）４３と、この室内温度センサ４３の検知温度が居住者や建物管理者によって予め定められた室内温度設定値となるよう流量調節弁４２の開度を制御する制御器４４を有する。ポンプ５５は、インバータ６１の出力電圧によって駆動されるもので、その駆動電源の周波数に応じて能力が変化する。
【００４０】
これら、２段側熱交換器４１は、いわゆる天井放射パネル（金属パネル、配管、断熱材により構成されるパネル形状のもの）や天井放射コンベクター（多数のアルミプレートフィン、銅管により構成されるコイル形状のもの）や建物の躯体に冷温水用配管を埋設したものなどが該当する。
【００４１】
また、空調機械室５０には、上記の構成のほかに、各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１から流出する水の量を検知する流量センサ６２、この流量センサ６２の検知流量に応じて上記ポンプ５５の能力（インバータ６１の出力周波数）を制御する制御器（第１制御手段）６０が設けられる。
【００４２】
さらに、空調機械室５０において、各空調ユニット４０の出口側に位置するヘッダ５７と混合部であるヘッダ５４との間に圧力調整手段および差圧センサ６４が設けられるとともに、制御器（第２制御手段）６５が設けられる。
【００４３】
圧力調整手段は、ヘッダ５７，５４を連通する状態に水管を接続し、その水管に圧力調整弁６３を設けたものである。差圧センサ６４は、ヘッダ５７内の水の圧力（各２段側熱交換器４１から流出する水の圧力）とヘッダ５４内の水の圧力との差を検知する。制御器６５は、差圧センサ６４の検知結果が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁６３の開度を制御する。
【００４４】
また、空調機械室５０において、ポンプ５５の下流のヘッダ５６に温度センサ５８が設けられ、その温度センサ５８が上記流量調節弁５１，５２，５３と共に制御器５９に接続される。制御器５９は、温度センサ５８の検知温度（ポンプ５５から各２段側熱交換器４１に供給される水の温度）Ｔ１が目標値Ｔsetとなるよう、流量調節弁５１，５２，５３の開度を制御する。
【００４５】
つぎに、上記の構成の作用を説明する。
【００４６】
まず、冷房について説明する。
【００４７】
熱源機５，７で作られる冷水がポンプ４，６の送水圧力を受けて各空調ユニット３０の１段側熱交換器３１に供給され、その１段側熱交換器３１を経た冷水が熱源機５，７に戻るとともに、１段側熱交換器３１を経た冷水の一部がヘッダ５４を介して各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１に供給され、その２段側熱交換器４１を経た冷水が熱源機５，７に戻る。
【００４８】
さらに、２段側熱交換器４１を経た冷水の一部がヘッダ５４に導かれる。ヘッダ５４には、１段側熱交換器３１を経た冷水の一部、および２段側熱交換器４１を経た冷水の一部だけでなく、熱源機５，７から供給される冷水の一部も導かれる。こうしてヘッダ５４に導かれる３種類の温度レベルの異なる冷水はヘッダ５４において混合され、その混合（温度調節）された冷水がポンプ５５によって２段側熱交換器４１に供給される。
【００４９】
ところで、１段側熱交換器３１に流入する冷水の温度は、たとえば７℃である。この冷水は、１段側熱交換器３１での熱交換により、１２℃程度まで温度上昇して１段側熱交換器３１から流出する。ここでの熱交換作用により、被空調室２０内が冷房される。
【００５０】
そして、室内温度が室内温度センサ３４によって検知され、その検知温度が設定室内温度に達するよう、流量調節弁３２の開度が制御され、１段側熱交換器３１を通る冷水の量が調節される。
【００５１】
一方、ヘッダ５４から２段側熱交換器４１に供給される冷水の温度Ｔ１が温度センサ５８によって検知されており、その検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetとなるよう、流量調節弁５１，５２，５３の開度が制御される（Ｔ１とＴsetとの差に応じて比例制御される）。つまり、ヘッダ５４に導入される上記３種類の冷水の量が調節される。この開度制御の様子を図２のフローチャートに示している。
【００５２】
すなわち、検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全開していれば、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が閉方向に比例制御される。
【００５３】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全開していなければ、その流量調節弁５３が開方向に比例制御される。
【００５４】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉していなければ、その流量調節弁５２が閉方向に比例制御される。
【００５５】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全閉していれば、熱源機系統の流量調節弁５２が開方向に比例制御される。
【００５６】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全閉していなければ、その流量調節弁５３が閉方向に比例制御される。
【００５７】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開していなければ、その流量調節弁５１が開方向に比例制御される。
【００５８】
目標値Ｔsetとしては、被空調室２０内の空気の露点温度たとえば１６℃より高く、かつ第２空調ユニット４０における設定室内温度たとえば２６℃より低い値、たとえば１８℃が選定される。この１８℃に温度制御された冷水が２段側熱交換器４１で室内空気と熱交換することにより、空気の対流伝熱による冷房が行われる。同時に、第２空調ユニット４０の室内側面から、被空調室２０内の人体等の冷房対象に対して冷放射が発生し、放射伝熱による冷房が行われる。このとき、２段側熱交換器４１の表面に結露は生じない。
【００５９】
２段側熱交換器４１を経て熱源機５，７に戻る冷水の温度は２０℃程度まで高まっており、それが熱源機５，７で再び冷却されて７℃の冷水となる。
【００６０】
熱源機器室１では、熱源機５，７に戻る冷水の量が流量センサ１３によって検知され、その検知流量に応じて熱源機５，７の運転台数が制御される。検知流量が多ければ運転台数が２台、検知流量が少なければ運転台数が１台となる。この運転台数制御により、運転エネルギを最小化した効率の良い運転が実行される。
【００６１】
ただし、熱源機５，７に戻る冷水の温度が温度センサ１４で検知されており、その検知温度が下降した場合には、運転台数が減少方向に補正制御される。熱源機５，７から流出する冷水の温度が温度センサ１５で検知されており、その検知温度が上昇した場合には、運転台数が増加方向に補正制御される。
【００６２】
また、熱源機５，７に戻る冷水の圧力と熱源機５，７から流出する冷水の圧力との差が差圧センサ１７で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁１６の開度が制御される。この制御により、熱源機５，７に戻る冷水の量の変動が抑制され、常に安定した量の冷水が熱源機５，７に戻るようになる。ひいては、熱源機５，７の安定かつ効率の良い運転を行うことができる。
【００６３】
空調機械室５０では、２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が流量センサ６２で検知され、その検知流量に応じてポンプ５５の能力が制御される（変流量制御）。たとえば、各空調ユニット４０の空調負荷が減少して２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が減った場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が低減されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への冷水の供給量が減らされる。各空調ユニット４０の空調負荷が増大して２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が増えた場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が増加されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への冷水の供給量が増やされる。
【００６４】
また、２段側熱交換器４１から流出する冷水の圧力とヘッダ５４内の冷水の圧力との差が差圧センサ６４で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁６３の開度が制御される。この制御により、ポンプ５５に供給される冷水の量の変動が抑制され、ポンプ５５の能力に対応する常に安定した量の冷水が２段側熱交換器４１に供給されるようになる。ひいては、２段側熱交換器４１での安定かつ効率の良い熱交換を行うことができる。
【００６５】
以上のように、熱源機５，７で得られる冷水の熱エネルギを１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１で多段階に有効利用しながら、２段側熱交換器４１に供給される冷水の温度をその２段側熱交換器４１での結露が生じない温度に確実に維持することができる。２段側熱交換器４１を有する各空調ユニット４０は、天井面に設置されるタイプであるため、結露水の処理設備を設けることがもともと難しい状況にあり、そのような設置状況においても結露水の落下など不都合のない最適な空調を行うことができる。
【００６６】
しかも、熱エネルギを多段階利用することで、省エネルギ効果が得られるとともに、熱源機５，７から送り出される冷水の温度いわゆる往水温度と熱源機５，７に戻る冷水の温度いわゆる還水温度との差を大きくとることができる。往水温度と還水温度との差を大きくとれることにより、熱源機５，７から送り出される冷水の量を多くしなくても、ひいてはポンプ４，６の消費電力（水の搬送エネルギ）の増大を招くことなく、１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１においてそれぞれの負荷に見合う十分な量の冷熱を取り出すことが可能である。
【００６７】
次に、暖房について説明する。
【００６８】
熱源機５，７で作られる温水がポンプ４，６の送水圧力を受けて各空調ユニット３０の１段側熱交換器３１に供給され、その１段側熱交換器３１を経た温水が熱源機５，７に戻るとともに、１段側熱交換器３１を経た温水の一部がヘッダ５４を介して各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１に供給され、その２段側熱交換器４１を経た温水が熱源機５，７に戻る。
【００６９】
さらに、２段側熱交換器４１を経た温水の一部がヘッダ５４に導かれる。ヘッダ５４には、１段側熱交換器３１を経た温水の一部、および２段側熱交換器４１を経た温水の一部だけでなく、熱源機５，７から供給される温水の一部も導かれる。こうしてヘッダ５４に導かれる３種類の温度レベルの異なる温水はヘッダ５４において混合され、その混合（温度調節）された温水がポンプ５５によって２段側熱交換器４１に供給される。
【００７０】
ところで、１段側熱交換器３１に流入する温水の温度は、たとえば５０℃である。この温水は、１段側熱交換器３１での熱交換により、４５℃程度まで温度下降して１段側熱交換器３１から流出する。ここでの熱交換作用により、被空調室２０内が暖房される。
【００７１】
そして、室内温度が室内温度センサ３４によって検知され、その検知温度が設定室内温度に達するよう、流量調節弁３２の開度が制御され、１段側熱交換器３１を通る温水の量が調節される。
【００７２】
一方、ヘッダ５４から２段側熱交換器４１に供給される温水の温度Ｔ１が温度センサ５８によって検知されており、その検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetとなるよう、流量調節弁５１，５２，５３の開度が制御される（Ｔ１とＴsetとの差に応じて比例制御される）。
【００７３】
目標値Ｔsetとしては、第２空調ユニット４０における設定室内温度たとえば２２℃より高い値、たとえば３７℃が選定される。この３７℃に温度制御された温水が２段側熱交換器４１で室内空気と熱交換することにより、空気の対流伝熱による暖房が行われる。同時に、第２空調ユニット４０の室内側面から、被空調室２０内の人体等の暖房対象に対して温放射が発生し、放射伝熱による暖房が行われる。
【００７４】
２段側熱交換器４１を経て熱源機５，７に戻る温水の温度は３５℃程度に下がっており、それが熱源機５，７で再び加熱されて５０℃の温水となる。
【００７５】
熱源機器室１では、熱源機５，７に戻る温水の量が流量センサ１３によって検知され、その検知流量に応じて熱源機５，７の運転台数が制御される。検知流量が多ければ運転台数が２台、検知流量が少なければ運転台数が１台となる。この運転台数制御により、運転エネルギを最小化した効率の良い運転が実行される。
【００７６】
ただし、熱源機５，７に戻る温水の温度が温度センサ１４で検知されており、その検知温度が上昇した場合には、運転台数が減少方向に補正制御される。熱源機５，７から流出する温水の温度が温度センサ１５で検知されており、その検知温度が下降した場合には、運転台数が増加方向に補正制御される。
【００７７】
また、熱源機５，７に戻る温水の圧力と熱源機５，７から流出する温水の圧力との差が差圧センサ１６で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁１６の開度が制御される。この制御により、熱源機５，７に戻る温水の量の変動が抑制され、常に安定した量の温水が熱源機５，７に戻るようになる。ひいては、熱源機５，７の安定かつ効率の良い運転を行うことができる。
【００７８】
空調機械室５０では、２段側熱交換器４１から流出する温水の量が流量センサ６２で検知され、その検知流量に応じてポンプ５５の能力が制御される（変流量制御）。たとえば、各空調ユニット４０の空調負荷が減少して２段側熱交換器４１から流出する温水の量が減った場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が低減されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への温水の供給量が減らされる。各空調ユニット４０の空調負荷が増大して２段側熱交換器４１から流出する温水の量が増えた場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が増加されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への温水の供給量が増やされる。
【００７９】
また、２段側熱交換器４１から流出する温水の圧力とヘッダ５４内の温水の圧力との差が差圧センサ６４で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁６３の開度が制御される。この制御により、ポンプ５５に供給される温水の量の変動が抑制され、ポンプ５５の能力に対応する常に安定した量の温水が２段側熱交換器４１に供給されるようになる。ひいては、２段側熱交換器４１での安定かつ効率の良い熱交換を行うことができる。
【００８０】
以上のように、熱源機５，７で得られる温水の熱エネルギを１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１で多段階に有効利用しながら、２段側熱交換器４１に供給される温水の温度を所望の温度に確実に維持することができる。
【００８１】
しかも、熱エネルギを多段階利用することで、省エネルギ効果が得られるとともに、熱源機５，７から送り出される温水の温度いわゆる往水温度と熱源機５，７に戻る温水の温度いわゆる還水温度との差を大きくとることができる。往水温度と還水温度との差を大きくとれることにより、熱源機５，７から送り出される温水の量を多くしなくても、ひいてはポンプ４，６の消費電力（水の搬送エネルギ）の増大を招くことなく、１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１においてそれぞれの負荷に見合う十分な量の温熱を取り出すことが可能である。
【００８２】
［２］第２実施例について説明する。
【００８３】
図３に示すように、空調機械室５０のヘッダ５７に配管７１を介して外気冷房運転用の屋外設置冷却手段たとえば冷却塔７０が接続され、その冷却塔７０が配管７２、送水用ポンプ７３、および第４流量調節弁７４を介してヘッダ５４に接続される。冷却塔７０は、ヘッダ５７から導かれる水の熱を外気に放出するもので、クーリングタワーとも称され、建物の屋上などに設置される。
【００８４】
流量調節弁７４は、制御器５９に接続される。制御器５９は、温度センサ５８の検知温度（ポンプ５５から各２段側熱交換器４１に供給される水の温度）Ｔ１が目標値Ｔsetとなるよう、流量調節弁５１，５２，５３，７４の開度を制御する。
【００８５】
作用を説明する。
【００８６】
まず、冷房について説明する。
【００８７】
熱源機５，７で作られる冷水がポンプ４，６の送水圧力を受けて各空調ユニット３０の１段側熱交換器３１に供給され、その１段側熱交換器３１を経た冷水が熱源機５，７に戻るとともに、１段側熱交換器３１を経た冷水の一部がヘッダ５４を介して各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１に供給され、その２段側熱交換器４１を経た冷水が熱源機５，７に戻る。
【００８８】
さらに、２段側熱交換器４１を経た冷水の一部が、ヘッダ５７からそのままヘッダ５４に導かれるとともに、ヘッダ５７から冷却塔７０を経由してヘッダ５４に導かれる。ヘッダ５４には、１段側熱交換器３１を経た冷水の一部、および２段側熱交換器４１を経た冷水の一部、冷却塔７０を経由した冷水だけでなく、熱源機５，７から供給される冷水の一部も導かれる。こうしてヘッダ５４に導かれる４種類の温度レベルの異なる冷水はヘッダ５４において混合され、その混合（温度調節）された冷水がポンプ５５によって２段側熱交換器４１に供給される。
【００８９】
ところで、１段側熱交換器３１に流入する冷水の温度は、たとえば７℃である。この冷水は、１段側熱交換器３１での熱交換により、１２℃程度まで温度上昇して１段側熱交換器３１から流出する。ここでの熱交換作用により、被空調室２０内が冷房される。
【００９０】
そして、室内温度が室内温度センサ３４によって検知され、その検知温度が設定室内温度に達するよう、流量調節弁３２の開度が制御され、１段側熱交換器３１を通る冷水の量が調節される。
【００９１】
一方、ヘッダ５４から２段側熱交換器４１に供給される冷水の温度Ｔ１が温度センサ５８によって検知されており、その検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetとなるよう、流量調節弁５１，５２，５３，７４の開度が制御される（Ｔ１とＴsetとの差に応じて比例制御される）。つまり、ヘッダ５４に導入される上記４種類の冷水の量が調節される。この開度制御の様子を図４のフローチャートに示している。
【００９２】
すなわち、検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全開で、外気冷房運転用の冷却塔７０が不使用状態にあれば、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が閉方向に比例制御される。冷却塔７０が使用されていれば、冷却塔系統の流量調節弁７４が全閉している場合に限り、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が閉方向に比例制御される。
【００９３】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全開していなければ、その流量調節弁５３が開方向に比例制御される。
【００９４】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより低い場合、熱源機系統の流量調節弁５２が全閉していなければ、その流量調節弁５２が閉方向に比例制御される。
【００９５】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全閉で、外気冷房運転用の冷却塔７０が不使用状態にあれば、熱源機系統の流量調節弁５２が開方向に比例制御される。冷却塔７０が使用されていれば、冷却塔系統の流量調節弁７４が全開している場合に限り、熱源機系統の流量調節弁５２が開方向に比例制御される。
【００９６】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開で、２段側熱交換器系統の流量調節弁５３が全閉していなければ、その流量調節弁５３が閉方向に比例制御される。
【００９７】
検知温度Ｔ１が目標値Ｔsetより高い場合、１段側熱交換器系統の流量調節弁５１が全開していなければ、その流量調節弁５１が開方向に比例制御される。
【００９８】
目標値Ｔsetとしては、被空調室２０内の空気の露点温度たとえば１６℃より高く、かつ第２空調ユニット４０における設定室内温度たとえば２６℃より低い値、たとえば１８℃が選定される。この１８℃に温度制御された冷水が２段側熱交換器４１で室内空気と熱交換することにより、空気の対流伝熱による冷房が行われる。同時に、第２空調ユニット４０の室内側面から、被空調室２０内の人体等の冷房対象に対して冷放射が発生し、放射伝熱による冷房が行われる。このとき、２段側熱交換器４１の表面に結露は生じない。
【００９９】
２段側熱交換器４１を経て熱源機５，７に戻る冷水の温度は２０℃程度まで高まっており、それが熱源機５，７で再び冷却されて７℃の冷水となる。
【０１００】
熱源機器室１では、熱源機５，７に戻る冷水の量が流量センサ１３によって検知され、その検知流量に応じて熱源機５，７の運転台数が制御される。検知流量が多ければ運転台数が２台、検知流量が少なければ運転台数が１台となる。この運転台数制御により、運転エネルギを最小化した効率の良い運転が実行される。
【０１０１】
ただし、熱源機５，７に戻る冷水の温度が温度センサ１４で検知されており、その検知温度が下降した場合には、運転台数が減少方向に補正制御される。熱源機５，７から流出する冷水の温度が温度センサ１５で検知されており、その検知温度が上昇した場合には、運転台数が増加方向に補正制御される。
【０１０２】
また、熱源機５，７に戻る冷水の圧力と熱源機５，７から流出する冷水の圧力との差が差圧センサ１７で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁１６の開度が制御される。この制御により、熱源機５，７に戻る冷水の量の変動が抑制され、常に安定した量の冷水が熱源機５，７に戻るようになる。ひいては、熱源機５，７の安定かつ効率の良い運転を行うことができる。
【０１０３】
空調機械室５０では、２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が流量センサ６２で検知され、その検知流量に応じてポンプ５５の能力が制御される（変流量制御）。たとえば、各空調ユニット４０の空調負荷が減少して２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が減った場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が低減されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への冷水の供給量が減らされる。各空調ユニット４０の空調負荷が増大して２段側熱交換器４１から流出する冷水の量が増えた場合には、それに見合うように、ポンプ５５の能力が増加されてヘッダ５４から各空調ユニット４０への冷水の供給量が増やされる。
【０１０４】
また、２段側熱交換器４１から流出する冷水の圧力とヘッダ５４内の冷水の圧力との差が差圧センサ６４で検知され、その検知圧力が予め定めた設定値となるよう、圧力調整弁６３の開度が制御される。この制御により、ポンプ５５に供給される冷水の量の変動が抑制され、ポンプ５５の能力に対応する常に安定した量の冷水が２段側熱交換器４１に供給されるようになる。ひいては、２段側熱交換器４１での安定かつ効率の良い熱交換を行うことができる。
【０１０５】
以上のように、熱源機５，７で得られる冷水の熱エネルギを１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１で多段階に有効利用しながら、２段側熱交換器４１に供給される冷水の温度をその２段側熱交換器４１での結露が生じない温度に確実に維持することができる。２段側熱交換器４１を有する各空調ユニット４０は、天井面に設置されるタイプであるため、結露水の処理設備を設けることがもともと難しい状況にあり、そのような設置状況においても結露水の落下など不都合のない最適な空調を行うことができる。
【０１０６】
しかも、熱エネルギを多段階利用することで、省エネルギ効果が得られるとともに、熱源機５，７から送り出される冷水の温度いわゆる往水温度と熱源機５，７に戻る冷水の温度いわゆる還水温度との差を大きくとることができる。往水温度と還水温度との差を大きくとれることにより、熱源機５，７から送り出される冷水の量を多くしなくても、ひいてはポンプ４，６の消費電力（水の搬送エネルギ）の増大を招くことなく、１段側熱交換器３１および２段側熱交換器４１においてそれぞれの負荷に見合う十分な量の冷熱を取り出すことが可能である。
【０１０７】
暖房の場合は、冷却塔７０は使用されず、第１実施例と同じ運転および制御が実行される。
【０１０８】
また、この第２実施例の特徴として、冷房運転と暖房運転の同時実行がある。
【０１０９】
この場合、流量調節弁５１，５２は、全閉で、流量調節弁５３，７４のみが開度制御される。
【０１１０】
すなわち、熱源機５，７で作られる温水が各空調ユニット３０の１段側熱交換器３１を経由することにより、被空調室２０における各空調ユニット３０の設置ゾーンで暖房が行われる。各空調ユニット３０を経て温度低下した水は還水管２を経て、熱源機５，７に戻る。
【０１１１】
また、冷却塔７０で作られる冷水はポンプ７３の送水圧力を受けて各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１に供給され、その２段側熱交換器４１を経た冷水が冷却塔７０に戻るとともに、２段側熱交換器４１を経た冷水の一部がヘッダ５４を介して各空調ユニット４０の２段側熱交換器４１に供給され、その２段側熱交換器４１を経た冷水が冷却塔７０に戻ることにより、被空調室２０における各空調ユニット４０の設置ゾーンで冷房が行われる。各空調ユニット３０，４０での個々の制御については、第１実施例を含めて上記までの説明と同じである。
【０１１２】
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【０１１３】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、水の熱エネルギを多段階に有効活用して省エネルギ効果の向上が図れるとともに、熱交換器または空調ユニットに流入する水の温度をたとえば結露対策用の所望の値に確実に維持することができ、しかも水の送出量を多くすることなく、ひいては水の搬送エネルギの増大を生じることなく、熱交換器または空調ユニットでの十分な量の冷熱を取り出すことが可能な信頼性にすぐれた空調システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【図３】第２実施例の構成を示すブロック図。
【図４】第２実施例の作用を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…熱源機器室
２…還水管
５，７…熱源機
９…往水管
２０…被空調室
３０…第１空調ユニット
３１…１段側熱交換器
４０…第２空調ユニット
４１…２段側熱交換器
５０…空調機械室
５１，５２，５３，７４…流量調節弁
５４…ヘッダ（混合部）
５５…ポンプ
５８…温度センサ
５９…制御器（制御手段）
７０…冷却塔（屋外設置冷却手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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