JP2007232290A - 潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、大きな空調対象空間において、入場人員数の多少にかかわらず、その人員数に応じた好適な温湿度条件を効率的に保持し得る空調システムを提供する。
【解決手段】 導入された外気と、空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気とを全熱交換して前記外気の冷却、除湿、又は加熱する外調機と、前記外調機から送給された外気を除湿する除湿機と、前記除湿機で除湿された外気と空調対象空間からの還気とが混じり合った空気を冷却、又は加熱して前記空調対象空間Ｓに給気する空調機とからなる空調システムにあって、前記導入された外気、又は外調機１で冷却、除湿、又は加熱された外気の湿度が空調に適した湿度以下であって、前記除湿機を作動しなくてもこと足りる場合に、前記外気を除湿機を経ることなく外調機から空調機に直接送給するために、前記外調機と空調機との間にバイパスダクトを備えてなる空調システムによる。
【選択図】 図１

Description

人員密度が０．７５人／ｍ²〜２．５人／ｍ²と大きく変動する大きな空調対象空間において、入場人員数に対応して好適な温湿度条件を効率的に保持し得る空調システムに関する。

従来、収容可能人員の多い空調対象空間に大勢の人が入場し、その人員密度が２．５人／ｍ²に達するというような混雑した状態にある場合でも、その大きな空調対象空間に対する空調システムとしては、一般の空調と同様、図２に示すような冷水コイル８３、８４と温水コイル８１、８２を利用して過冷却と再熱により温湿度制御を行う空調システムが用いられてきた。
すなわち、外気（新鮮空気）を取り入れ、空調対象空間Ｓ内空気の一部を外部に排出する機能を有する外調機１と、空調対象空間Ｓに温湿度を調節した処理空気を供給する空調機２と、前記外調機１、空調機２、空調対象空間Ｓを結ぶダクト５３、５４、５５、５６、５７とで構成された空調システムであって、前記外調機１のハウジング内は、外気を取り入れるための給気室６と、空調対象空間Ｓ内空気の一部を外部に排出するための排気室７とに分離され、かつ給気室６と排気室７に跨って全熱交換ロータ７１が設けられており、この全熱交換ロータ７１によって外気と排気の持つ顕熱と潜熱を同時に交換するとともに、前記給気室６にはファン６１によって生じる外気の流れの上流から下流に向けて、外気を加熱する温水コイル８１と外気を一次冷却する冷水コイル８３が、また、必要に応じて外気を加湿する加湿器９１が配置され、外気の温湿度の一次調節を行ってダクト５７により空調機２に送られる。
そして空調機２のハウジング内には、空気の流れの上流から下流に向けて順次、外調機１からの外気と空調対象空間Ｓからの還気が混じった空気を過冷却する冷水コイル８４、冷水コイル８４で過冷却された空気を加熱する温水コイル８２を備えて、ファン６５によって空調対象空間Ｓへ送り込む処理空気の温湿度調整を行っている。

上記のような従来の空調システムでは、空調機２の冷水コイル８４に供給される水の温度によりその除湿能力に限界があり、空調対象空間Ｓの温湿度条件は温度２５℃、相対湿度６０％、あるいは、温度２６℃、相対湿度５０％で運用されることが多かった。

一方、人体に優しい室内温度条件としては、外気温度と空調対象空間Ｓの温度との差を少なくするとともに、空調対象空間Ｓの温度を上げるかわりに湿度を下げるのが好ましく、一般には温度２７℃、相対湿度４０％が好適とされている。
しかし、収容可能人員の多い空調対象空間Ｓに大勢の人が入場し、その人員密度が２．５人／ｍ²に達するというような混雑した状態において、上記のような好適な温湿度条件で空調を行う場合には、空調機２の冷水コイル８４の除湿能力の限界により、空調対象空間Ｓに送給する風量は膨大なものとなる。
また、冷水コイル８４へ供給する水の温度を低下させて冷水コイル８４の除湿効果の限界を高めれば空調対象空間Ｓへの送給風量の削減は可能だが、冷凍機等の熱源機器で水温をより一層低下させなければならず、使用できる熱源機器が限られたり、熱源機器の外形寸法が増大したり、熱源機器の効率が低下したりする等の問題が生じる。

そこで本発明者らは、先に特願２００５−１２５９１によって、図３に示すような空調システムを発明した。
すなわち、ハウジング内の仕切壁によって、外気（新鮮空気）を導入するための給気室６と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気を外部に排出するための排気室７に２分され、かつ給気室６と排気室７に跨って全熱交換ロータ７１が設けられ、この全熱交換ロータ７１によって外気と排気の持つ顕熱と潜熱を同時に交換する全熱交換機４と、
ハウジング内の仕切壁によって前記全熱交換機４から送給された外気の除湿を行う除湿室８と別途外部から取り入れた空気を加熱して除湿剤を乾燥させる乾燥室９とに２分され、かつ除湿室８と乾燥室９に跨って除湿剤使用の除湿ロータ７２が設けられ、また除湿室８には全熱交換機４から送給された外気を冷却又は加熱する冷温コイル８５が前記除湿ロータ７２の上流に配置されてなる除湿機３と、
前記除湿ロータ７２により除湿されてダクト５２から送給された空気と空調対象空間Ｓからの還気とが混じった処理空気を冷却又は加熱する冷温コイル８６、及び必要に応じて空調対象空間Ｓへ送り込む処理空気に加湿する加湿器９２を有する空調機２と、
前記全熱交換機４、除湿機３、空調機２及び空調対象空間Ｓを結ぶダクト５１、５２、５３、５４、５５、５６からなる空調システムである。

上記発明によって、空調機２の冷温コイル８６へ送給される水温度を図２に示した従来の空調システムと同じ値にして空調を行っても、空調対象空間Ｓを人体に優しい環境条件である温度２７℃、相対湿度４０％程度に保持でき、従来の空調システムに比較して空調対象空間Ｓへ送り込む処理空気量を少なくすることもできる。したがって、空調機２の小型化、空調騒音の低減、ダクト５１、５２、５３、５４、５５、５６の小径化が可能となり、さらには従来の空調システムに比べてエネルギー消費量、及び冷凍機等の熱源機器の容量を減少させることができ、空調システムの省エネルギー化、コストダウンが図れることとなった。
特願２００５−１２５９１号公報

しかし、前記発明も、外調機１のファン６１の制御ができず常に一定の外気（新鮮空気）が導入されており、また導入された外気はすべて除湿機３に送給されるため、空調対象空間Ｓへの入場人員数が少ない場合でも導入する外気を減らすことができず、また外気が乾燥していて全熱交換機４での除湿で十分こと足りる場合や除湿機３での除湿量が極めて少ない場合でも除湿機３を停止できず、除湿機３のガスバーナーＢは常に点火された状態にあり、不要なエネルギーを消費してしまうという問題点が残されていた。

本発明は、大きな空調対象空間Ｓの空調における上記の問題点を解消し、前記空調対象空間Ｓへ入場人員数の多少（人員密度）にかかわらずその人員数に応じて好適な温湿度条件を効率的に保持し得る空調システムを提供するものである。

本発明者らは、上記課題を下記の手段により解決した。
（１）導入された外気と、空調対象空間からの還気の一部である排気とを全熱交換して前記外気の冷却、除湿、又は加熱する外調機と、前記外調機から送給された外気を除湿する除湿機と、前記除湿機で除湿された外気と空調対象空間からの還気との混合空気を冷却、又は加熱して前記空調対象空間に処理空気として送給する空調機とからなる空調システムにあって、前記導入された外気、又は外調機で冷却、除湿、又は加熱された外気の湿度が空調に適した湿度以下であって、前記除湿機を作動しなくてもこと足りる場合に、前記外気を除湿機を経ることなく外調機から空調機に直接送給するために、前記外調機と空調機との間にバイパスダクトを備えてなることを特徴とする潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（２）前記外調機が、そのハウジング内の仕切壁によって外気を導入する給気室と空調対象空間からの還気の一部である排気を導入する排気室とに２分されてなり、前記給気室と排気室とに跨って前記外気と排気間の全熱交換を行う全熱交換ロータが配設され、前記給気室には外気を導入し給気室内に気流を起こすファンと、前記全熱交換ロータによって熱交換された外気を加熱する温水コイル又は冷却する冷水コイルが、また前記排気室には前記全熱交換ロータで熱交換された排気を外部に排出するファンが備えられてなることを特徴とする前項（１）に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（３）前記外調機が、そのハウジング内の仕切壁によって外気を導入する給気室と空調対象空間からの還気の一部である排気を導入する排気室とに２分されてなり、前記給気室と排気室とに跨って前記外気と排気間の全熱交換を行う全熱交換ロータが配設され、前記給気室には外気を導入し給気室内に気流を起こすファンと、前記全熱交換ロータによって熱交換された外気を加熱する温水コイル及び冷却する冷水コイルとが、また前記排気室には前記全熱交換ロータで熱交換された排気を外部に排出するファンが備えられてなることを特徴とする前項（１）に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（４）前記外調機の全熱交換ロータが、導入された外気と空調対象空間からの還気の一部である排気との間での熱交換を必要としない場合に、全熱交換ロータをバイパスして外気を導入し排気を排出するバイパス手段を備えてなることを特徴とする前項（２）又は（３）に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（５）前記外調機のファンがインバータを備え、外気の導入風量、及び排気の排出風量を制御可能にしてなることを特徴とする前項（２）〜（４）のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（６）前記除湿機が、そのハウジング内の仕切壁によって、外調機から送給された外気の除湿を行う除湿室と別途外部から取り入れた空気を加熱して除湿剤を乾燥させる乾燥室とに２分されてなり、前記除湿室と乾燥室とに跨って除湿剤使用の除湿ロータが配設され、前記乾燥室には取り入れた外気を加熱する加熱手段が、また除湿室、乾燥室にはそれぞれ室内に気流を生じさせるファンが備えられてなることを特徴とする前項（１）〜（５）のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（７）前記空調機が、前記除湿機から送給された処理外気、又は前記バイパスダクトを介して外調機から直接送給された空気と、前記空調対象空間からの還気との混合空気を冷却する冷水コイル又は加熱する温水コイルを備えてなることを特徴とする前項（１）〜（６）のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

（８）前記空調機が、前記除湿機から送給された処理外気、又は前記バイパスダクトを介して外調機から直接送給された空気と、前記空調対象空間からの還気との混合空気を冷却する冷水コイル及び加熱する温水コイルを備えてなることを特徴とする前項（１）〜（６）のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅が大きい場合の空調システム。

本願発明の空調システムによって、下記のような作用効果が発揮される。
（ア）外調機にインバータを付加したファンを備えて外気取り入れ風量の制御を可能にしたので、大きな空調対象空間の入場人員数が少ない場合にも必要以上の外気を導入することなく、入場人員数に適合した風量の外気導入が可能になる。
（イ）取り入れた外気が乾燥し除湿の必要がなかったり、前記外調機での除湿によって空調に必要な湿度条件の空気が得られたりして除湿機を作動しなくてもこと足りる場合には、外調機と空調機間に配設されたバイパスダクトによって、除湿機を経ることなく外気を外調機から直接空調機に送給できるので、除湿機は外気の湿度が高く、室内での潜熱発生量が大きい場合、すなわち除湿が必要なときのみ運転すればよくなり、ガスバーナーの無用な点火が避けられ省エネルギー化が図れる。
（ウ）除湿機とバイパスダクトの併用により、除湿機で除湿する風量を必要最小限に抑制でき、除湿機の小型化を可能にする。
（エ）空調機に冷水コイル、温水コイルを備えたので空調機単独でも温湿度の制御が可能になり、外気条件、空調対象空間の人員密度によって運転パターンを変えることができ、最適な省エネルギー運転が可能になる。

本発明の実施の形態を、図１に示す本発明の空調システム実施例の概念図に基づいて説明する。
図において１は外調機、２は空調機、３は除湿機、６は給気室、７は排気室、８は除湿室、９は乾燥室、５０はバイパスダクト、５１、５２、５３、５４、５５、５６はダクト、５ａ、５ｂはバイパス手段、６１、６２、６３、６４、６５はファン、７１は全熱交換ロータ、７２は除湿ロータ、８１、８２は温水コイル、８３、８４は冷水コイル、９１は加湿器、Ｂはガスバーナー、Ｓは空調対象空間である。

本発明の空調システムは、その一実施例として図１に示すように、
導入された外気と、空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気とを全熱交換して前記外気の冷却、除湿、又は加熱する外調機１と、前記外調機１から送給された外気を除湿する除湿機３と、前記除湿機３で除湿された外気と空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却、又は加熱して前記空調対象空間Ｓに処理空気として送給する空調機２とからなる空調システムにあって、前記導入された外気、又は外調機１で冷却、除湿、又は加熱された外気の湿度が空調に適した湿度以下であって、前記除湿機３を作動しなくてもこと足りる場合に、前記外気を除湿機３を経ることなく外調機１から空調機２に直接送給するために、前記外調機１と空調機２との間にバイパスダクト５０を備えている。
そして、前記外調機１は、そのハウジング内の仕切壁によって外気を導入する給気室６と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気を導入する排気室７とに２分されており、その給気室６と排気室７とに跨って前記外気と排気間の全熱交換を行う全熱交換ロータ７１が配設され、前記給気室６には外気を導入し給気室６内に気流を起こすファン６１と、前記全熱交換ロータ７１によって熱交換された外気を加熱する温水コイル８１、及び冷却する冷水コイル８３が、また前記排気室７には前記全熱交換ロータ７１で熱交換された排気を外部に排出するファン６２が備えられている。
さらに、前記外調機１の全熱交換ロータ７１には導入された外気と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気との間での熱交換を必要としない場合に、全熱交換ロータ７１をバイパスして外気を導入し排気を排出するバイパス手段５ａ、５ｂが備えられ、また、前記外調機１のファン６１、６２にはインバータが備えられ、外気の導入風量、及び排気の排出風量を制御可能にしている。

また、前記除湿機３は、そのハウジング内の仕切壁によって、外調機１から送給された外気の除湿を行う除湿室８と別途外部から取り入れた空気を加熱して除湿剤を乾燥させる乾燥室９とに２分されており、前記除湿室８と乾燥室９とに跨って除湿剤使用の除湿ロータ７２が配設され、前記乾燥室９には別途取り入れた空気を加熱するガスバーナーＢ等の加熱手段が、また除湿室８、乾燥室９にはそれぞれ室内に気流を生じさせるファン６３、６４が備えられている。
そして、前記空調機２は、前記除湿機３から送給された処理外気、又は前記バイパスダクト５０を介して外調機１から直接送給された外気と、前記空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却する冷水コイル８４及び加熱する温水コイル８２を備えている。

前記外調機１は、そのハウジング内が外気を取り入れるための給気室６と空調対象空間Ｓからの還気の一部を外部に排出するための排気室７とに２分されており、かつ給気室６と排気室７に跨って全熱交換ロータ７１が設けられ、外気と排気の持つ顕熱と潜熱を同時に交換している。そして給気室６にはファン６１によって生じる外気の流れの上流から下流に向けて、外気を加熱する温水コイル８１と外気を一次冷却する冷水コイル８３が、また必要に応じて外気を加湿する加湿器９１が配置され、外気の温湿度の一次調節を行ってダクト５１により除湿機３に送られている。
なお、取り入れられた外気が乾燥していて除湿の必要がなかったり、前記外調機１での除湿によって空調に必要な湿度前後の空気が得られたりして除湿機３を作動しなくてもこと足りる場合には、それまで前記除湿機３に送給していた外気を外調機１から空調機２に直接送給するためのバイパスダクト５０に送給するよう切り替えられる構成となっている。
そしてまた、前記給気室６と排気室７にはインバーターを付加したファン６１、６２を設け、前記ファン６１、６２の回転数を制御することによって導入する外気量及び外部に排出する排気量の制御を可能としており、少ない入場人員数の場合には外気の導入を抑制して空調対象空間Ｓからの還気の循環利用量を増やし、効率のよい空調が行えるようにしている。
さらに、取り入れる外気の風量が少なく、また外気温度と排気温度の差が少なくて全熱交換ロータでの熱交換の必要がない場合に、全熱交換ロータ７１の動作を停止して外気を送給できるようバイパス手段５ａ、５ｂを備えている。

前記除湿機３は、そのハウジング内の仕切壁によって、外気からダクト５１を介して送給された外気の除湿を行う除湿室８と、別途取り入れた空気を加熱して除湿剤を乾燥させる乾燥室９とに２分されており、前記除湿室８と乾燥室９とに跨ってシリカゲル等の除湿剤を回転させて除湿する除湿ロータ７２が設けられている。
前記乾燥室９において、ファン６４によって生じる空気流の除湿ロータ７２より上流側に、除湿ロータ７２の除湿剤に捕捉された水分を乾燥させるガスバーナーＢ等の加熱手段が配置され、前記除湿ロータ７２から水蒸気として除去された水分は、取り込まれた空気とともにファン６４によって乾燥室９外に排出される。

前記空調機２のハウジング内には、ファン６５によって生じる空気流の上流から下流に向けて順次、除湿機３からの処理外気、又はバイパスダクト５０を介して外調機１から直接送給される外気と、空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却する冷水コイル８４及び加熱する温水コイル８２を備えて、空調対象空間Ｓへ送り込む処理空気の最終的な温湿度調整を行い、ダクト５３を介して空調対象空間Ｓに送給される。

空調対象空間Ｓからの還気は、ダクト５４、５５を介して前記空調機２に還流されるが、その一部はダクト５４から分岐されたダクト５６によって外調機１の排気室７に戻され、前記のように全熱交換ロータ７１によって外気（新鮮空気）との間で顕熱及び潜熱の交換を行った後、空調システム外に排出される。

前記外調機１及び空調機２の温水コイル８１，８２には温水機等の熱源機器からの温水が循環供給され、また冷水コイル８３、８４には冷凍機等の熱源機器から冷水が循環供給される。いずれの循環系にはそれぞれ開閉弁が備えられている。

上記空調システム実施例の作動状態の詳細について、まず冷房を行う場合を説明する。この場合、一般的には、全熱交換ロータ７１、除湿ロータ７２、ファン６１、６２、６３、６４、６５はすべて駆動され、また冷水コイル８３、８４の開閉弁が開かれて冷凍機等の熱源機器からの冷水が前記冷水コイル８３、８４に循環供給されている。

冷房時に外調機１の給気室６に導入される外気は、一般に暖かくて湿気を含んでいる。この外気（新鮮空気）が、ファン６１により給気室６内を流され、全熱交換ロータ７１によって排気室７内の冷たくて乾燥した排気との間で熱交換が行われることによって冷却、除湿される。その後冷水コイル８３によってさらに一次冷却され、ダクト５１によって除湿機３に導かれる。
なお、導入された外気がすでに乾燥状態にあって、空調の好適温湿度条件といわれる湿度４０％以下になっている場合には、加湿器９１によって外気に必要量の加湿を行い、バイパスダクト５０から直接空調機２に送給する。この際除湿機３は運転を停止する。

除湿機３に導入された外気は、ファン６３により除湿ロータ７２に送給される。除湿ロータ７２は、除湿室８で外気に含まれた水蒸気を除湿剤に吸収し、乾燥室９で前記除湿剤が吸収した水分をガスバーナーＢ等の加熱手段によって加熱された空気により蒸発させて、除湿ロータ７２に送給された外調機１からの外気を低湿空気にするとともに、除湿剤の吸着熱によって加熱して、ダクト５２によって空調機２に送給している。
除湿機３の乾燥室９内に蒸発した水分は、ファン６４によって加熱された空気とともに外部に排出される。

除湿を終え空調機２に導かれた処理外気は、除湿剤の吸着熱で上昇した温度を再度冷水コイル８４によって好適温度に冷却され、ファン６５によって空調対象空間Ｓに吹き出され、空調対象空間Ｓを所定の好適温湿度条件の空調環境に保持する。

空調対象空間Ｓからダクト５４に送出された還気の一部は、空調機２の冷水コイル８４の上流に導入されてダクト５２からの処理外気と混合され、再び冷水コイル８４で冷却されて空調対象空間Ｓの冷房に供される。

空調対象空間Ｓからの還気のうち空調機２に導入されなかった分は、排気としてダクト５６から外調機１の排気室７に送給され、ファン６２により全熱交換ロータ７１に送給され、全熱交換ロータ７１において前記給気室６に導入された外気（新鮮空気）との間で熱と水蒸気の授受が行われ、加熱されるとともに絶対湿度が上昇し、排気として空調システム外に排出される。

上記作動状態において、外調機１に導入された外気がすでに乾燥状態にあり前記外調機１での除湿によって空調の好適温湿度条件といわれる湿度４０％前後の外気が得られ、除湿機３を作動しなくてもこと足りる場合には、前記除湿機３に送給していた外気を、外調機１と空調機２の間に配設されたバイパスダクト５０に切り替えて、除湿機３を経ることなく外調機１から空調機２に直接送給する。
また、前記外調機１に導入された外気（新鮮空気）と前記空調対象空間Ｓからの排気との間の温度差が少なく全熱交換ロータ７１による熱交換が必要ない場合には、外気を全熱交換ロータ７１に送給することなく、バイパス手段５ａを介して冷水コイル８３に送給し、また排気をバイパス手段５ｂを介して排出することもできる。
さらに、外調機１のファン６１、６２にはインバータが付加されているので、ファン６１、６２の回転数を制御することにより外気の取り入れ風量を制御し、空調対象空間Ｓの入場人員数が少ない場合、空調システムに導入する外気量及び排気量を減らし、空調対象空間Ｓからの還気の再利用率を高め、入場人員数の変動が大きい大空間での効率的な空調を可能としている。

次に本発明の空調システムによって暖房を行う場合を説明する。
この場合、一般的には、全熱交換ロータ７１、ファン６１、６２、６５はすべて駆動され、また温水コイル８１、８２の開閉弁が開かれて温水機等の熱源機器からの温水が前記温水コイル８１、８２に循環供給されている。

暖房時に外調機１の給気室６に導入される外気は、一般に冷たくて乾燥している。この外気（新鮮空気）がファン６１により給気室６内を流され、全熱交換ロータ７１によって排気室７内の暖かい排気との間の熱交換によって暖められ、さらに温水コイル８１によって加熱された後、加湿器９１によって必要量の加湿が行われ、バイパスダクト５０によって空調機２に導かれる。
なお、雨天時や積雪時であって導入された外気が、すでに空調の好適温湿度条件といわれる湿度４０％以上になっている場合には、除湿機３を運転し、それまで加湿器９１によって外気に必要量の加湿を行い、バイパスダクト５０に導いていた外気を、ダクト５１に切り替えて除湿機３に送給する。

除湿機３に導入された外調機１からの外気は、ファン６３により除湿ロータ７２に送給される。除湿ロータ７２は、除湿剤に吸収された水分を除去するために乾燥室９側においてガスバーナーＢ等の乾燥手段によって加熱されており、したがって、除湿ロータ７２に送給された外気は、保持する水蒸気を除湿剤によって吸収されて低湿空気となるとともに、除湿剤の吸着熱によって加熱され、ダクト５２によって空調機２に導かれる。
除湿機の乾燥室９に取り込まれた空気は、ガスバーナーＢ等の乾燥手段により加熱され、この加熱空気により除湿ロータ７２の除湿剤を加熱して除湿室８で外気から吸収した水分を蒸発させ、ファン６４によって蒸発させた水蒸気を伴って外部に排出される。

バイパスダクト５０から導入され、又は除湿を終え空調機２に導かれた処理外気は、再度温水コイル８２によって好適温度に暖められ、ファン６５によって空調対象空間Ｓに吹き出され、空調対象空間Ｓを所定の好適温湿度条件の空調環境に保持する。

空調対象空間Ｓからダクト５４に送出された還気の一部は、空調機２の温水コイル８２の上流に導入されてバイパスダクト５０又はダクト５２からの処理空気と混合され、再び温水コイル８２で暖められて空調対象空間Ｓの暖房に供される。

空調対象空間Ｓからの還気のうち空調機２に導入されなかった分は、排気としてダクト５６から外調機１の排気室７に送給され、ファン６２により全熱交換ロータ７１に送給され、全熱交換ロータ７１において前記給気室６に導入された外気（新鮮空気）との間で熱交換が行われ、冷却されるとともに絶対湿度が下降し、排気として空調システム外に排出される。

上記作動状態において、前記外調機１に導入された外気（新鮮空気）と前記空調対象空間Ｓからの排気との間の温度差が少なく全熱交換ロータ７１による熱交換が必要ない場合には、外気を全熱交換ロータ７１に送給することなく、バイパス手段５ａを介して温水コイル８１に送給し、また排気をバイパス手段５ｂを介して排出することもできる。
さらに、外調機１のファン６１、６２にはインバータが付加されているので、ファン６１、６２の回転数を制御することにより外気の取り入れ風量を制御し、空調対象空間Ｓの入場人員数が少ない場合、空調システムに導入する外気量及び排気量を減らし、空調対象空間Ｓからの還気の再利用率を高め、入場人員数の変動が大きい大空間での効率的な空調を可能としている。

本発明の空調システムは、上述の構成、動作によって従来と同様な冷水温度によって空調を行う場合でも、空調対象空間Ｓ内を人体に優しい温度２７℃、相対湿度４０％程度に保持でき、しかも従来の空調システムより空調対象空間Ｓへの送給量を少なくでき、したがって空調機２の小型化、空調騒音の低減、ダクトの小径化が可能になり、従来の空調システムに比べてさらなるエネルギー消費量の低減とコストダウンが図れる。
冷房時における本発明の空調システムと従来の空調システムとの空調風量、冷凍機容量、エネルギー消費量の比較を表１に示す。

表１に示すデータは、外気・温湿度条件が温度３３．６℃、相対湿度５９％（絶対湿度０．０１９６ｋｇ／ｋｇ’）の場合に、人員密度が２．５人／ｍ²の空調対象空間Ｓを温度２７．０℃、相対湿度４０％（絶対湿度０．００８９ｋｇ／ｋｇ’）、冷凍機から冷水コイルに送られる冷却水の温度７℃とした場合における空調風量と冷凍機の容量、及び一次エネルギー消費量を面積（ｍ²）当たりで表したものである。
すなわち、従来の過冷却と再熱方式による空調システムの場合の空調風量は１７０ｍ³／ｈｍ²、冷凍機容量は０．３６米国冷凍トン／ｍ²、一次エネルギー消費量は夏期で在室人員密度が２．５人／ｍ²の場合には１１，１６０ｋＪ／ｈ・ｍ²、在室人員密度が１．５人／ｍ²の場合には５，３１０ｋＪ／ｈ．ｍ²、在室人員密度が０．７５人／ｍ²の場合には４，４１０ｋＪ／ｈ．ｍ²であることを示している。
また、従来の除湿機を使用する空調システムの場合の空調風量は７１ｍ³／ｈｍ²、冷凍機容量は０．２１米国冷凍トン／ｍ²、一次エネルギー消費量は夏期で在室人員密度が２．５人／ｍ²の場合には７，７４０ｋＪ／ｈ・ｍ²、在室人員密度が０．７５人／ｍ²の場合には５，０４０ｋＪ／ｈ．ｍ²である。
そして、本発明の空調システムの場合には、空調風量は７１ｍ³／ｈｍ²、冷凍機容量は０．２１米国冷凍トン／ｍ²、一次エネルギー消費量は夏期で在室人員密度が２．５人／ｍ²の場合には６，５７０ｋＪ／ｈ・ｍ²、在室人員密度が１．５人／ｍ²の場合には４，８６０ｋＪ／ｈ．ｍ²、在室人員密度が０．７５人／ｍ²で外調機にインバータを備えていない場合には４，４１０ｋＪ／ｈ．ｍ²、インバータを備えている場合は４，２３０ｋＪ／ｈ．ｍ²となっている。

利用人数の変動幅の大きい大空間の空調システムとして効果的に利用できる。

本発明の空調システム実施例の概念図 従来の空調システムの一実施例を示す概念図 従来の空調システムの他の実施例を示す概念図

符号の説明

１：外調機
２：空調機
３：除湿機
４：全熱変換機
６：給気室
７：排気室
８：除湿室
９：乾燥室
５０：バイパスダクト
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７：ダクト
５ａ、５ｂ：バイパス手段
６１、６２、６３、６４、６５：ファン
７１：全熱交換ロータ
７２：除湿ロータ
８１、８２：温水コイル
８３、８４：冷水コイル
８５、８６：冷温コイル
９１、９２：加湿器
Ｂ：ガスバーナー
Ｓ：空調対象空間

Claims (8)

1. 導入された外気と、空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気とを全熱交換して前記外気の冷却、除湿、又は加熱する外調機１と、前記外調機１から送給された外気を除湿する除湿機３と、前記除湿機３で除湿された外気と空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却、又は加熱して前記空調対象空間Ｓに処理空気として送給する空調機２とからなる空調システムにあって、前記導入された外気、又は外調機１で冷却、除湿、又は加熱された外気の湿度が空調に適した湿度以下であって、前記除湿機３を作動しなくてもこと足りる場合に、前記外気を除湿機３を経ることなく外調機１から空調機２に直接送給するために、前記外調機１と空調機２との間にバイパスダクト５０を備えてなることを特徴とする潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
2. 前記外調機１が、そのハウジング内の仕切壁によって外気を導入する給気室６と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気を導入する排気室７とに２分されてなり、前記給気室６と排気室７とに跨って前記外気と排気間の全熱交換を行う全熱交換ロータ７１が配設され、前記給気室６には外気を導入し給気室６内に気流を起こすファン６１と、前記全熱交換ロータ７１によって熱交換された外気を加熱する温水コイル８１又は冷却する冷水コイル８３とが、また前記排気室７には前記全熱交換ロータ７１で熱交換された排気を外部に排出するファン６２が備えられてなることを特徴とする請求項１に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
3. 前記外調機１が、そのハウジング内の仕切壁によって外気を導入する給気室６と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気を導入する排気室７とに２分されてなり、前記給気室６と排気室７とに跨って前記外気と排気間の全熱交換を行う全熱交換ロータ７１が配設され、前記給気室６には外気を導入し給気室６内に気流を起こすファン６１と、前記全熱交換ロータ７１によって熱交換された外気を加熱する温水コイル８１及び冷却する冷水コイル８３とが、また前記排気室７には前記全熱交換ロータ７１で熱交換された排気を外部に排出するファン６２が備えられてなることを特徴とする請求項１に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
4. 前記外調機１の全熱交換ロータ７１が、導入された外気と空調対象空間Ｓからの還気の一部である排気との間での熱交換を必要としない場合に、全熱交換ロータ７１をバイパスして外気を導入し排気を排出するバイパス手段５ａ、５ｂを備えてなることを特徴とする請求項２又は３に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
5. 前記外調機１のファン６１、６２がインバータを備え、外気の導入風量、及び排気の排出風量を制御可能にしてなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
6. 前記除湿機３が、そのハウジング内の仕切壁によって、外調機１から送給された外気の除湿を行う除湿室８と別途外部から取り入れた空気を加熱して除湿剤を乾燥させる乾燥室９とに２分されてなり、前記除湿室８と乾燥室９とに跨って除湿剤使用の除湿ロータ７２が配設され、前記乾燥室９には別途取り入れた空気を加熱する加熱手段Ｂが、また除湿室８、乾燥室９にはそれぞれ室内に気流を生じさせるファン６３、６４が備えられてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
7. 前記空調機２が、前記除湿機３から送給された処理外気、又は前記バイパスダクト５０を介して外調機１から直接送給された外気と、前記空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却する冷水コイル８４又は加熱する温水コイル８２を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。
8. 前記空調機２が、前記除湿機３から送給された処理外気、又は前記バイパスダクト５０を介して外調機１から直接送給された外気と、前記空調対象空間Ｓからの還気との混合空気を冷却する冷水コイル８４及び加熱する温水コイル８２を備えてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の潜熱負荷の変動幅の大きい場合の空調システム。