JP2010139213A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】空気調和装置と外気処理装置とを備える空調システムにおいて、加湿冷房運転中に室内空気の湿度を確実に上昇させる。
【解決手段】空気調和装置の室内ユニット（22a）と、外気処理装置の調湿ユニット（52a）とは、建物の天井裏空間（203）に配置される。加湿運転中の調湿ユニット（52a）は、外気ダクト（56）から吸い込んだ室外空気を、加湿後に給気ダクト（58）を通じて室内へ供給する。給気ダクト（58）には、補助加湿ユニット（100）が設けられる。補助加湿ユニット（100）には、ドレン配管（90）が接続される。冷房運転中の室内ユニット（22a）で生成したドレン水は、ドレン配管（90）を通じて補助加湿ユニット（100）へ供給される。空調システム（10）の加湿冷房運転中において、補助加湿ユニット（100）は、加湿運転中の調湿ユニット（52a）が給気ダクト（58）へ吹き出した空気を、ドレン配管（90）から供給されたドレン水を利用して加湿する。
【選択図】図５

Description

本発明は、室内空気の温度を調節する空気調和装置と、室内へ供給される室外空気の湿度を調節する外気処理装置とを備えた空調システムに関するものである。

従来より、空気調和装置と外気処理装置とを備えた空調システムが知られている。例えば、特許文献１には、冷凍サイクルを行う冷媒回路が設けられた空気調和装置と、デシカントロータを用いて空気の湿度を調節する外気処理装置とを備える空調システムが開示されている。また、特許文献２や特許文献３には、空気熱交換器の表面に担持された吸着剤を冷媒で加熱し又は冷却することによって空気の湿度を調節する外気処理装置と、冷凍サイクルを行う冷媒回路が設けられた空気調和装置とを備える空調システムが開示されている。この種の空調システムにおいて、空気調和装置は、取り込んだ室内空気の温度を調節し、温度を調節した室内空気を室内へ供給する。また、外気処理装置は、取り込んだ室外空気の湿度を調節し、湿度を調節した室外空気を室内へ供給する。
特開平０９−３１８１２６号公報 特開２００５−２９１５８５号公報 特開２００６−３２９４７１号公報

ところで、特許文献２や特許文献３に開示された空調システムの外気処理装置は、取り込んだ室外空気を加湿して室内へ供給する加湿運転を実行できる。従って、この空調システムでは、空気調和装置が冷房運転を行うと同時に外気処理装置が加湿運転を行う場合も有り得る。特に、近年のオフィスビルでは、オフィス内にパソコン等の発熱源となるＯＡ機器が多数設置されており、外気が乾燥している冬季にも室内の冷房が必要となる場合がある。

ところが、冷房運転中の空気調和装置では、室内空気の冷却が行われるため、室内空気を冷却する過程で室内空気に含まれる水蒸気が凝縮し、生成した凝縮水がドレン水として室外へ排出されてしまう。このため、外気処理装置が加湿運転を行っている状態で空気調和装置が冷房運転を行うと、外気処理装置によって空気に付与された水分が空気調和装置において空気から取り除かれてしまい、室内空気の湿度を充分に上昇させることができないおそれがあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気調和装置と外気処理装置とを備えた空調システムにおいて、空気調和装置が冷房運転を行うと同時に外気処理装置が加湿運転を行う場合であっても、室内空気の湿度を確実に上昇させることにある。

第１の発明は、取り込んだ室内空気を冷却してから室内へ供給する冷房運転を少なくとも行う空気調和装置（20）と、取り込んだ室外空気を加湿してから室内へ供給する加湿運転を少なくとも行う外気処理装置（50）とを備える空調システムを対象とする。そして、上記空気調和装置（20）が冷房運転を行い且つ上記外気処理装置（50）が加湿運転を行う加湿冷房運転中に、上記空気調和装置（20）において室内空気中の水蒸気が凝縮することにより生成したドレン水を、上記外気処理装置（50）から室内へ供給される供給空気に付与する補助加湿装置（100）を備えるものである。

第１の発明では、空気調和装置（20）と外気処理装置（50）と補助加湿装置（100）とが空調システム（10）に設けられる。冷房運転中の空気調和装置（20）は、取り込んだ室内空気を冷却し、冷却した室内空気を室内へ送り返す。一方、加湿運転中の外気処理装置（50）は、取り込んだ室外空気を加湿し、加湿した室外空気を室内へ供給する。冷房運転中の空気調和装置（20）では、室内空気を冷却する過程で、室内空気に含まれる水蒸気が凝縮することによってドレン水が生成する。加湿冷房運転中の空調システム（10）では、空気調和装置（20）において生成したドレン水が補助加湿装置（100）へ供給される。補助加湿装置（100）は、外気処理装置（50）から室内へ供給される空気（供給空気）にドレン水を付与する。補助加湿装置（100）において供給空気に付与されたドレン水は、供給空気と共に室内へ供給される。つまり、加湿冷房運転中の空調システム（10）では、冷房運転中の空気調和装置（20）においてドレン水となった室内空気中の水分が、供給空気と共に室内へ送り返される。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記補助加湿装置（100）は、上記空気調和装置（20）から供給されたドレン水を供給空気に付与する加湿部（111,117,119）と、ドレン水を貯留するための貯留部（112）とが接続されていて上記加湿部（111,117,119）と上記貯留部（112）の間でドレン水を循環させる水循環回路（110）を備えるものである。

第２の発明では、補助加湿装置（100）に水循環回路（110）が設けられる。水循環回路（110）において、加湿部（111,117,119）において供給空気へ付与されなかったドレン水は、貯留部（112）へ送られて一時的に貯留され、その後に再び加湿部（111,117,119）へ送られる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記補助加湿装置（100）は、上記空気調和装置（20）から供給されたドレン水を浄化するための浄化部（105）を供えるものである。

第３の発明では、補助加湿装置（100）に浄化部（105）が設けられ、空気調和装置（20）から補助加湿装置（100）へ供給されたドレン水が浄化部（105）によって浄化される。補助加湿装置（100）は、浄化部（105）によって浄化されたドレン水を供給空気へ付与する。

本発明では、加湿冷房運転中の空調システム（10）において、冷房運転中の空気調和装置（20）においてドレン水となった室内空気中の水分が、補助加湿装置（100）で供給空気に付与されて供給空気と共に室内へ送り返される。つまり、加湿冷房運転中の空調システム（10）では、冷房運転中の空気調和装置（20）において室内空気中の水分がドレン水となって室内空気から取り除かれるが、この室内空気から一旦取り除かれたドレン水は、補助加湿装置（100）において供給空気に付与され、外気処理装置（50）において加湿された空気（供給空気）と共に室内へ再び供給される。従って、本発明によれば、空調システム（10）の加湿冷房運転中においても、外気処理装置（50）が加湿運転を行うことによって室内の加湿を確実に行うことができる。

上記第２の発明では、水循環回路（110）においてドレン水が加湿部（111,117,119）と貯留部（112）の間を循環する。このため、冷房運転中の空気調和装置（20）におけるドレン水の生成量が増減した場合でも、ドレン水を貯留部（112）に一時的に貯留することによって、加湿部（111,117,119）へ継続的にドレン水を供給することができる。

上記第３の発明では、補助加湿装置（100）に浄化部（105）が設けられている。このため、補助加湿装置（100）では、浄化部（105）において浄化されたドレン水を供給空気へ付与することが可能となり、室内の快適性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の空調システム（10）は、空気調和装置である空調機（20）と、外気処理装置である外気処理機（50）とを備えている。また、この空調システム（10）は、補助加湿装置である補助加湿ユニット（100）を備えている。

〈空調機の構成〉
空調システム（10）を構成する空調機（20）は、一台の室外ユニット（21）と、四台の室内ユニット（22a,22b,22c,22d）とを備えている。この空調機（20）では、室外ユニット（21）と各室内ユニット（22a〜22d）を配管で接続することによって空調用冷媒回路（30）が形成されている。なお、室外ユニット（21）及び室内ユニット（22a〜22d）の台数は、単なる例示である。

室外ユニット（21）には、室外回路（40）と室外ファン（23）とが収容されている。室外回路（40）には、空調用圧縮機（41）と、アキュームレータ（42）と、四方切換弁（43）と、室外熱交換器（44）と、室外膨張弁（45）と、レシーバ（46）と、液側閉鎖弁（47）と、ガス側閉鎖弁（48）とが設けられている。

室外回路（40）において、空調用圧縮機（41）は、その吐出側が四方切換弁（43）の第１のポートに接続され、その吸入側がアキュームレータ（42）を介して四方切換弁（43）の第２のポートに接続されている。四方切換弁（43）の第３のポートは、室外熱交換器（44）のガス側端に接続されている。室外熱交換器（44）の液側端は、室外膨張弁（45）の一端に接続されている。室外膨張弁（45）の他端は、レシーバ（46）を介して液側閉鎖弁（47）に接続されている。四方切換弁（43）の第４のポートは、ガス側閉鎖弁（48）に接続されている。

空調用圧縮機（41）は、いわゆる全密閉型の圧縮機である。室外熱交換器（44）は、室外ファン（23）によって供給された室外空気を冷媒と熱交換させるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。四方切換弁（43）は、第１のポートが第３のポートに連通し且つ第２のポートが第４のポートに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートに連通し且つ第２のポートが第３のポートに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わる。

各室内ユニット（22a〜22d）には、室内回路（35a,35b,35c,35d）が一つずつ収容されている。また、各室内ユニット（22a〜22d）には、室内ファン（24a,24b,24c,24d）が一つずつ設けられている。

各室内回路（35a〜35d）には、室内熱交換器（36a,36b,36c,36d）と、室内膨張弁（37a,37b,37c,37d）とが一つずつ設けられている。室内熱交換器（36a〜36d）は、室内ファン（24a〜24d）によって供給された室内空気を冷媒と熱交換させるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器である。

各室内回路（35a〜35d）において、室内熱交換器（36a〜36d）は、その一端が室内回路（35a〜35d）のガス側端に接続され、その他端が室内膨張弁（37a〜37d）を介して室内回路（35a〜35d）の液側端に接続されている。各室内回路（35a〜35d）は、それぞれの液側端が液側連絡配管（31）を介して室外回路（40）の液側閉鎖弁（47）に接続され、それぞれのガス側端がガス側連絡配管（32）を介して室外回路（40）のガス側閉鎖弁（48）に接続されている。

図示しないが、各室内ユニット（22a〜22d）には、空気の吸込口と吹出口が形成されている。各室内ユニット（22a〜22d）は、それぞれに形成された吸込口及び吹出口の全てが同一の室内空間に連通するように設置されている。つまり、各室内ユニット（22a〜22d）は、同一の室内空間から室内空気を吸い込み、室内熱交換器（36a〜36d）を通過した室内空気を同一の室内空間へ吹き出す。

また、図１では図示を省略するが、各室内ユニット（22a〜22d）には、ドレン配管（90）が接続されている。図示しないが、室内ユニット（22a〜22d）では、室内熱交換器（36a〜36d）の下方にドレンパンが設置されており、このドレンパンにドレン配管（90）が接続される。室内熱交換器（36a〜36d）において生成したドレン水は、ドレンパンへと流れ落ち、その後にドレン配管（90）へ流入する。ドレン配管（90）の終端は、補助加湿ユニット（100）に接続される。

〈外気処理機の構成〉
空調システム（10）を構成する外気処理機（50）は、一台の圧縮機ユニット（51）と、二台の調湿ユニット（52a,52b）とを備えている。この外気処理機（50）では、圧縮機ユニット（51）と各調湿ユニット（52a,52b）を配管で接続することによって調湿用冷媒回路（60）が形成されている。なお、圧縮機ユニット（51）及び調湿ユニットの台数は、単なる例示である。

圧縮機ユニット（51）には、圧縮機側回路（70）が収容されている。圧縮機側回路（70）には、調湿用圧縮機（71）と、アキュームレータ（72）と、高圧側閉鎖弁（73）と、低圧側閉鎖弁（74）とが設けられている。圧縮機側回路（70）において、調湿用圧縮機（71）は、その吐出側が高圧側閉鎖弁（73）に接続され、この吸入側がアキュームレータ（72）を介して低圧側閉鎖弁（74）に接続されている。調湿用圧縮機（71）は、いわゆる全密閉型の圧縮機である。

図２にも示すように、各調湿ユニット（52a,52b）には、調湿用回路（80a,80b）が一つずつ収容されている。各調湿用回路（80a,80b）には、四方切換弁（83a,83b）と、第１吸着熱交換器（81a,81b）と、第２吸着熱交換器（82a,82b）と、調湿用膨張弁（84a,84b）とが一つずつ設けられている。

各調湿用回路（80a,80b）において、四方切換弁（83a,83b）は、その第１のポートが調湿用回路（80a,80b）の高圧側端に接続され、その第２のポートが調湿用回路（80a,80b）の低圧側端に接続されている。また、各調湿用回路（80a,80b）では、四方切換弁（83a,83b）の第３のポートから第４のポートに向かって順に、第１吸着熱交換器（81a,81b）と、調湿用膨張弁（84a,84b）と、第２吸着熱交換器（82a,82b）とが配置されている。各調湿用回路（80a,80b）は、それぞれの高圧側端が高圧側連絡配管（61）を介して圧縮機側回路（70）の高圧側閉鎖弁（73）に接続され、それぞれの低圧側端が低圧側連絡配管（62）を介して圧縮機側回路（70）の低圧側閉鎖弁（74）に接続されている。

第１吸着熱交換器（81a,81b）と第２吸着熱交換器（82a,82b）は、何れもフィン・アンド・チューブ型の熱交換器の表面にゼオライト等の吸着剤を担持させたものである。これら吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって加熱され又は冷却され、そこを通過する空気が吸着剤と接触する。各四方切換弁（83a,83b）は、第１のポートが第３のポートに連通し且つ第２のポートが第４のポートに連通する第１状態（図２(Ａ)に示す状態）と、第１のポートが第４のポートに連通し且つ第２のポートが第３のポートに連通する第２状態（図２(Ｂ)に示す状態）とに切り換わる。

各調湿ユニット（52a,52b）には、給気ファン（53a,53b）と排気ファン（54a,54b）とが収容されている。また、各調湿ユニット（52a,52b）には、空気通路が形成されている。各調湿ユニット（52a,52b）では、図外のダンパを開閉することによって、空気の流通経路が切り換え可能となっている。そして、各調湿ユニット（52a,52b）は、室内空気と室外空気を吸い込むと共に、吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）を通過した室内空気を室外へ排出し、吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）を通過した室外空気を室内へ供給するように構成されている。

具体的に、各調湿ユニット（52a,52b）では、吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）の上流側における空気の流通経路が、室内空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られて室外空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られる状態（図２(Ａ)に示す状態）と、室内空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られて室外空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られる状態（図２(Ｂ)に示す状態）とに切り換え可能となっている。また、各調湿ユニット（52a,52b）では、吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）の下流側における空気の流通経路が、第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過した空気が排気ファン（54a,54b）へ送られて第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過した空気が給気ファン（53a,53b）へ送られる状態（図２(Ａ)に示す状態）と、第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過した空気が給気ファン（53a,53b）へ送られて第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過した空気が排気ファン（54a,54b）へ送られる状態（図２(Ｂ)に示す状態）とに切り換え可能となっている。

〈補助加湿ユニットの構成〉
図４に示すように、補助加湿ユニット（100）は、ケーシング（101）と、ケーシング（101）内に収容された水循環回路（110）とを備えている。また、ケーシング（101）内には、浄化部である浄化ユニット（105）が収容されている。

ケーシング（101）は、中空の直方体状に形成されている。ケーシング（101）の内部空間は上下に仕切られており、上側の空間が空気通路（102）を構成し、下側の空間が機器収容室（103）を構成している。ケーシング（101）内の空気通路（102）は、後述する給気ダクト（58）の途中に配置されている。

水循環回路（110）は、貯留部である貯水タンク（112）と、加湿部である加湿エレメント（111）と、送水配管（114）と、ポンプ（113）と、受水パン（116）と、返水配管（115）とによって構成されている。貯水タンク（112）とポンプ（113）は、ケーシング（101）内の機器収容室（103）に配置されている。加湿エレメント（111）と受水パン（116）は、ケーシング（101）内の空気通路（102）に配置されている。

送水配管（114）は、その入口端が貯水タンク（112）内の底部に開口し、その出口端が加湿エレメント（111）の上端部に接続されている。ポンプ（113）は、送水配管（114）の途中に配置されている。受水パン（116）は、加湿エレメント（111）の下端を覆うように設けられ、加湿エレメント（111）から流れ落ちてきた水を捕集する。返水配管（115）は、その入口端が受水パン（116）の底面に開口し、その出口端が貯水タンク（112）の内部空間に開口している。

加湿エレメント（111）は、例えば空気が通過可能な目の粗いスポンジ状に形成されており、空気通路（102）を横断するように配置されている。このため、空気通路（102）へ流入した空気は、その全部が加湿エレメント（111）を通過後に空気通路（102）から流出してゆく。加湿エレメント（111）は、送水配管（114）から供給された水を、加湿エレメント（111）を通過する空気と接触させることによって蒸発させる。

浄化ユニット（105）には、室内ユニット（22a〜22d）から延びるドレン配管（90）の終端が接続されている。また、浄化ユニット（105）には、給水配管（107）の入口端が接続されている。給水配管（107）の出口端は、貯水タンク（112）の内部空間に開口している。

浄化ユニット（105）には、放電部（106）が設けられている。図示しないが、放電部（106）は、放電極と対向極を備えており、放電極と対向極の間でストリーマ放電を行うことによって活性種を発生させる。そして、浄化ユニット（105）は、放電部（106）で発生した活性種をドレン配管（90）から供給されたドレン水に付与することによって、ドレン水を浄化するように構成されている。浄化ユニット（105）において浄化されたドレン水は、給水配管（107）を通って貯水タンク（112）へ送られる。

なお、図示しないが、補助加湿ユニット（100）の貯水タンク（112）には、排水管が接続されている。貯水タンク（112）の貯水量が所定値を超えると、貯水タンク（112）内の余剰の水が排水管を通って屋外へ排出される。

〈空調システムの設置状態〉
ビル等の建物における空調システム（10）の設置状態について説明する。

図５に示すように、空調機（20）の室内ユニット（22a〜22d）と外気処理機（50）の調湿ユニット（52a,52b）は、建物の躯体（201）と天井パネル（202）に囲まれた天井裏空間（203）に設置されている。なお、図５には、第１の室内ユニット（22a）と第１の調湿ユニット（52a）だけが図示されている。また、図５では図示を省略するが、空調機（20）の室外ユニット（21）と外気処理機（50）の圧縮機ユニット（51）は、建物の屋上などの屋外に設置されている。

外気処理機（50）の調湿ユニット（52a,52b）には、外気ダクト（56）と内気ダクト（57）と給気ダクト（58）と排気ダクト（59）とが接続されている。外気ダクト（56）は、その入口端が屋外に開口している。外気ダクト（56）では、調湿ユニット（52a,52b）へ向かって室外空気が流れる。内気ダクト（57）は、その入口端が室内空間に開口している。内気ダクト（57）では、調湿ユニット（52a,52b）へ向かって室内空気が流れる。給気ダクト（58）は、その出口端が室内空間に開口している。また、給気ダクト（58）の途中には、補助加湿ユニット（100）が配置されている。給気ダクト（58）では、調湿ユニット（52a,52b）を通過した室外空気が室内空間へ向かって流れる。排気ダクト（59）は、その出口端が屋外に開口している。排気ダクト（59）では、調湿ユニット（52a,52b）を通過した室内空気が屋外へ向かって流れる。

空調機（20）の室内ユニット（22a〜22d）には、吸込ダクト（26）と吹出ダクト（27）とが接続されている。吸込ダクト（26）は、その入口端が室内空間に開口している。吸込ダクト（26）では、室内ユニット（22a〜22d）へ向かって室内空気が流れる。吹出ダクト（27）は、その出口端が室内空間に開口している。吹出ダクト（27）では、室内ユニット（22a〜22d）を通過した室内空気が室内へ向かって流れる。また、室内ユニット（22a〜22d）から延びるドレン配管（90）は、補助加湿ユニット（100）のケーシング（101）に接続されている。

−運転動作−
空調システム（10）の運転動作について説明する。本実施形態の空調システム（10）において、空調機（20）では冷房運転と暖房運転が切り換え可能となり、外気処理機（50）では除湿運転と加湿運転が切り換え可能となっている。この空調システム（10）では、空調機（20）の冷房運転中に外気処理機（50）が除湿運転を行う場合もあれば加湿運転を行う場合も有り得る。また、この空調システム（10）では、空調機（20）の暖房運転中に外気処理機（50）が除湿運転を行う場合もあれば加湿運転を行う場合も有り得る。

〈空調機の運転動作〉
上述したように、空調機（20）では、冷房運転と暖房運転とが切り換え可能となっている。冷房運転中と暖房運転中の何れにおいても、空調機（20）の空調用冷媒回路（30）では、冷媒を循環させることによって蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

図５に示すように、空調機（20）の運転中において、各室内ユニット（22a〜22d）は、吸込ダクト（26）を通じて室内空気を吸い込む。また、各室内ユニット（22a〜22d）を通過した室内空気は、吹出ダクト（27）を通って室内へ供給される。

=== 冷房運転 ===
空調機（20）の冷房運転について説明する。冷房運転中の空調用冷媒回路（30）では、四方切換弁（43）が第１状態（図１に実線で示す状態）に設定され、室外膨張弁（45）が全開状態に設定され、各室内膨張弁（37a〜37d）の開度が適宜調節される。また、冷房運転中の空調用冷媒回路（30）では、室外熱交換器（44）が凝縮器として動作し、各室内熱交換器（36a〜36d）が蒸発器として動作する。

冷房運転中の空調用冷媒回路（30）における冷媒の流れを具体的に説明する。空調用圧縮機（41）から吐出された高圧冷媒は、四方切換弁（43）を通過後に室外熱交換器（44）へ流入し、室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（44）から流出した冷媒は、室外膨張弁（45）とレシーバ（46）を通過後に液側連絡配管（31）へ流入し、各室内回路（35a〜35d）へ分配される。各室内回路（35a〜35d）へ流入した冷媒は、室内膨張弁（37a〜37d）を通過する際に減圧されて低圧冷媒となり、その後に室内熱交換器（36a〜36d）へ流入し、室内空気から吸熱して蒸発する。各室内回路（35a〜35d）において室内熱交換器（36a〜36d）から流出した冷媒は、ガス側連絡配管（32）へ流入して合流した後に室外回路（40）へ流入し、四方切換弁（43）を通過後に空調用圧縮機（41）へ吸入されて圧縮される。

上述したように、冷房運転中には、各室内熱交換器（36a〜36d）が蒸発器として動作する。各室内ユニット（22a〜22d）は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器（36a〜36d）において冷却した後に室内へ送り返す。

蒸発器として動作する室内熱交換器（36a〜36d）では、室内空気が冷媒によって冷却される。その際には、室内空気に含まれる水蒸気が凝縮することによってドレン水が生成する。室内熱交換器（36a〜36d）において生成したドレン水は、ドレンパンへと流れ落ち、その後にドレン配管（90）へと流入する。ドレン配管（90）へ流入したドレン水は、補助加湿ユニット（100）へ流入し、その貯水タンク（112）に蓄えられる。

=== 暖房運転 ===
空調機（20）の暖房運転について説明する。暖房運転中の空調用冷媒回路（30）では、四方切換弁（43）が第２状態（図１に破線で示す状態）に設定され、室外膨張弁（45）及び各室内膨張弁（37a〜37d）の開度が適宜調節される。また、暖房運転中の空調用冷媒回路（30）では、各室内熱交換器（36a〜36d）が凝縮器として動作し、室外熱交換器（44）が蒸発器として動作する。

暖房運転中の空調用冷媒回路（30）における冷媒の流れを具体的に説明する。空調用圧縮機（41）から吐出された冷媒は、四方切換弁（43）を通過後にガス側連絡配管（32）へ流入し、各室内回路（35a〜35d）へ分配される。各室内回路（35a〜35d）へ流入した冷媒は、室内熱交換器（36a〜36d）へ流入し、室内空気へ放熱して凝縮する。各室内回路（35a〜35d）において室内熱交換器（36a〜36d）から流出した冷媒は、室内膨張弁（37a〜37d）を通過後に液側連絡配管（31）へ流入して合流してから室外回路（40）へ流入する。室外回路（40）へ流入した冷媒は、レシーバ（46）を通過後に室外膨張弁（45）へ流入し、室外膨張弁（45）を通過する際に減圧されて低圧冷媒となる。室外膨張弁（45）を通過した冷媒は、室外熱交換器（44）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（44）から流出した冷媒は、四方切換弁（43）を通過後に空調用圧縮機（41）へ吸入されて圧縮される。

上述したように、暖房運転中には、各室内熱交換器（36a〜36d）が凝縮器として動作する。各室内ユニット（22a〜22d）は、吸い込んだ室内空気を室内熱交換器（36a〜36d）において加熱した後に室内へ送り返す。

〈外気処理機の運転動作〉
上述したように、外気処理機（50）では、除湿運転と加湿運転とが切り換え可能となっている。除湿運転中と加湿運転中の何れにおいても、外気処理機（50）の調湿用冷媒回路（60）では、冷媒を循環させることによって蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

図５に示すように、外気処理機（50）の運転中において、各調湿ユニット（52a,52b）は、外気ダクト（56）を通じて室外空気を吸い込み、内気ダクト（57）を通じて室内空気を吸い込む。また、各調湿ユニット（52a,52b）を通過した室外空気は、給気ダクト（58）を通って室内へ供給され、各調湿ユニット（52a,52b）を通過した室内空気は、排気ダクト（59）を通って室外へ排出される。

=== 除湿運転 ===
外気処理機（50）の除湿運転について、図２を参照しながら説明する。除湿運転中において、各調湿ユニット（52a,52b）は、第１動作と第２動作を交互に所定の時間毎（例えば３分間毎）に切り換えて行う。なお、各調湿ユニット（52a,52b）における第１動作と第２動作の相互切り換えのタイミングは、互いに同期している必要はない。

図２(Ａ)に示すように、第１動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、四方切換弁（83a,83b）が第１状態に設定され、調湿用膨張弁（84a,84b）の開度が適宜調節される。そして、第１動作中の調湿用回路（80a,80b）では、第１吸着熱交換器（81a,81b）が凝縮器として動作し、第２吸着熱交換器（82a,82b）が蒸発器として動作する。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって加熱される。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって冷却される。

第１動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れを具体的に説明する。調湿用回路（80a,80b）の高圧側端には、調湿用圧縮機（71）から吐出された高圧冷媒が高圧側連絡配管（61）を通じて供給される。調湿用回路（80a,80b）へ流入した高圧冷媒は、四方切換弁（83a,83b）を通過後に第１吸着熱交換器（81a,81b）へ流入して凝縮する。第１吸着熱交換器（81a,81b）から流出した冷媒は、調湿用膨張弁（84a,84b）を通過する際に減圧されて低圧冷媒となり、その後に第２吸着熱交換器（82a,82b）へ流入して蒸発する。第２吸着熱交換器（82a,82b）から流出した冷媒は、四方切換弁（83a,83b）を通過後に低圧側連絡配管（62）へ流入し、その後に調湿用圧縮機（71）へ吸入されて圧縮される。

また、図２(Ａ)に示すように、第１動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、室内空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られ、室外空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られる。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、加熱された吸着剤から脱離した水分が室内空気に付与される。第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過する際に加湿された室内空気は、排気ファン（54a,54b）に吸い込まれ、その後に室外へ排出される。一方、第２吸着熱交換器（82a,82b）では、室外空気中の水蒸気が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過する際に除湿された室外空気は、給気ファン（53a,53b）に吸い込まれ、その後に室内へ供給される。

図２(Ｂ)に示すように、第２動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、四方切換弁（83a,83b）が第２状態に設定され、調湿用膨張弁（84a,84b）の開度が適宜調節される。そして、第２動作中の調湿用回路（80a,80b）では、第２吸着熱交換器（82a,82b）が凝縮器として動作し、第１吸着熱交換器（81a,81b）が蒸発器として動作する。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって加熱される。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって冷却される。

第２動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れを具体的に説明する。調湿用回路（80a,80b）の高圧側端には、調湿用圧縮機（71）から吐出された高圧冷媒が高圧側連絡配管（61）を通じて供給される。調湿用回路（80a,80b）へ流入した高圧冷媒は、四方切換弁（83a,83b）を通過後に第２吸着熱交換器（82a,82b）へ流入して凝縮する。第２吸着熱交換器（82a,82b）から流出した冷媒は、調湿用膨張弁（84a,84b）を通過する際に減圧されて低圧冷媒となり、その後に第１吸着熱交換器（81a,81b）へ流入して蒸発する。第１吸着熱交換器（81a,81b）から流出した冷媒は、四方切換弁（83a,83b）を通過後に低圧側連絡配管（62）へ流入し、その後に調湿用圧縮機（71）へ吸入されて圧縮される。

また、図２(Ｂ)に示すように、第２動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、室内空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られ、室外空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られる。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、加熱された吸着剤から脱離した水分が室内空気に付与される。第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過する際に加湿された室内空気は、排気ファン（54a,54b）に吸い込まれ、その後に室外へ排出される。一方、第１吸着熱交換器（81a,81b）では、室外空気中の水蒸気が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過する際に除湿された室外空気は、給気ファン（53a,53b）に吸い込まれ、その後に室内へ供給される。

=== 加湿運転 ===
外気処理機（50）の加湿運転について、図３を参照しながら説明する。加湿運転中において、各調湿ユニット（52a,52b）は、第１動作と第２動作を交互に所定の時間毎（例えば３分間毎）に切り換えて行う。なお、各調湿ユニット（52a,52b）における第１動作と第２動作の相互切り換えのタイミングは、互いに同期している必要はない。

図３(Ａ)に示すように、第１動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、四方切換弁（83a,83b）が第１状態に設定され、調湿用膨張弁（84a,84b）の開度が適宜調節される。そして、第１動作中の調湿用回路（80a,80b）では、第１吸着熱交換器（81a,81b）が凝縮器として動作し、第２吸着熱交換器（82a,82b）が蒸発器として動作する。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって加熱される。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって冷却される。第１動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れは、除湿運転の第１動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れと同じである。

また、図３(Ａ)に示すように、第１動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、室外空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られ、室内空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られる。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、加熱された吸着剤から脱離した水分が室外空気に付与される。第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過する際に加湿された室外空気は、給気ファン（53a,53b）に吸い込まれ、その後に室内へ供給される。一方、第２吸着熱交換器（82a,82b）では、室内空気中の水蒸気が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過する際に除湿された室内空気は、排気ファン（54a,54b）に吸い込まれ、その後に室外へ排出される。

図３(Ｂ)に示すように、第２動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、四方切換弁（83a,83b）が第２状態に設定され、調湿用膨張弁（84a,84b）の開度が適宜調節される。そして、第２動作中の調湿用回路（80a,80b）では、第２吸着熱交換器（82a,82b）が凝縮器として動作し、第１吸着熱交換器（81a,81b）が蒸発器として動作する。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって加熱される。第１吸着熱交換器（81a,81b）では、その表面に担持された吸着剤が冷媒によって冷却される。第２動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れは、除湿運転の第２動作中の調湿用回路（80a,80b）における冷媒の流れと同じである。

また、図３(Ｂ)に示すように、第２動作中の調湿ユニット（52a,52b）では、室外空気が第２吸着熱交換器（82a,82b）へ送られ、室内空気が第１吸着熱交換器（81a,81b）へ送られる。第２吸着熱交換器（82a,82b）では、加熱された吸着剤から脱離した水分が室外空気に付与される。第２吸着熱交換器（82a,82b）を通過する際に加湿された室外空気は、給気ファン（53a,53b）に吸い込まれ、その後に室内へ供給される。一方、第１吸着熱交換器（81a,81b）では、室内空気中の水蒸気が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（81a,81b）を通過する際に除湿された室内空気は、排気ファン（54a,54b）に吸い込まれ、その後に室外へ排出される。

〈補助加湿ユニットの運転動作〉
補助加湿ユニット（100）は、空調機（20）が冷房運転を行い且つ外気処理機（50）が加湿運転を行う状態（即ち、空調システム（10）の加湿冷房運転中）において、空気を加湿する動作を行う。つまり、補助加湿ユニット（100）は、空調システム（10）の加湿冷房運転中に、給気ダクト（58）を通じて調湿ユニット（52a,52b）から室内へ供給される空気（供給空気）を加湿する。

上述したように、空調機（20）が冷房運転を行っている状態では、室内ユニット（22a〜22d）において生成したドレン水が、ドレン配管（90）を通って補助加湿ユニット（100）へ供給される。そこで、補助加湿ユニット（100）は、ドレン配管（90）から供給されたドレン水を浄化ユニット（105）で浄化する動作を行う。つまり、補助加湿ユニット（100）は、浄化ユニット（105）においてストリーマ放電を起こすことによって活性種を発生させ、発生した活性種をドレン水に供給する。その結果、ドレン水に含まれる微生物や有害物質が活性種によって分解され、ドレン水が浄化される。浄化ユニット（105）において浄化されたドレン水は、給水配管（107）を通って貯水タンク（112）へ送られる。

空調システム（10）の加湿冷房運転中において、補助加湿ユニット（100）では、ポンプ（113）が運転され、貯水タンク（112）内の水（即ち、室内ユニット（22a〜22d）から供給されたドレン水）が送水配管（114）を通じて加湿エレメント（111）へ供給される。加湿エレメント（111）へ供給された水は、加湿エレメント（111）を伝って下方へ流れ落ちる間に、加湿エレメント（111）を通過する供給空気と接触し、その一部が蒸発して供給空気に付与される。加湿エレメント（111）において蒸発しなかった水は、受水パン（116）へと流れ落ち、返水配管（115）を通って貯水タンク（112）へ送り返される。一方、加湿エレメント（111）を束する際に加湿された供給空気は、給気ダクト（58）を通じて室内へ供給される。

上述したように、加湿運転中に調湿ユニット（52a,52b）へ取り込まれた室外空気は、凝縮器として動作している吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）を通過し、その際に吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）から脱離した水分を付与されることによって加湿される。このため、加湿運転中の調湿ユニット（52a,52b）において加湿された室外空気（即ち、給気ダクト（58）を通じて室内へ供給される供給空気）は、吸着熱交換器（81a,82a,81b,82b）を通過する際に加湿されると同時に加熱される。従って、加湿運転中に調湿ユニット（52a,52b）から給気ダクト（58）を通って補助加湿ユニット（100）の空気通路（102）へ流入する供給空気は、加湿されてはいるが飽和状態（相対湿度１００％の状態）にはなっていない。このため、加湿エレメント（111）では、送水配管（114）から供給された水が、加湿エレメント（111）を通過する供給空気と接触することによって蒸発し、それによって生じた水蒸気が供給空気に付与される。

−実施形態の効果−
本実施形態の空調システム（10）では、冷房運転中に蒸発器として動作する室内熱交換器（36a〜36d）において、室内空気中の水分が凝縮することによってドレン水が発生する。つまり、冷房運転中の室内ユニット（22a〜22d）では、室内空気に含まれていた水分の一部が凝縮することによって室内空気から取り除かれる。一方、加湿冷房運転中の空調システム（10）では、加湿運転中の調湿ユニット（52a,52b）から室内へ供給される供給空気に対して、補助加湿ユニット（100）が室内ユニット（22a〜22d）から供給されたドレン水を付与する。

このように、加湿冷房運転中の空調システム（10）では、冷房運転中の室内ユニット（22a〜22d）において室内空気中の水分がドレン水となって室内空気から取り除かれるが、この室内空気から一旦取り除かれたドレン水は、補助加湿ユニット（100）において供給空気に付与され、調湿ユニット（52a,52b）において加湿された空気（供給空気）と共に室内へ再び供給される。従って、本実施形態によれば、空調システム（10）の加湿冷房運転中においても、外気処理機（50）が加湿運転を行うことによって室内の加湿を確実に行うことができる。

また、本実施形態の補助加湿ユニット（100）では、水循環回路（110）においてドレン水が加湿エレメント（111）と貯水タンク（112）の間を循環する。このため、冷房運転中の室内ユニット（22a〜22d）におけるドレン水の生成量が増減した場合でも、ドレン水を貯水タンク（112）に一時的に貯留することによって、加湿エレメント（111）へ継続的にドレン水を供給することができる。

また、本実施形態の補助加湿ユニット（100）には、室内ユニット（22a〜22d）から供給されたドレン水を浄化するための浄化ユニット（105）が設けられている。このため、補助加湿ユニット（100）では、浄化ユニット（105）において浄化されたドレン水を供給空気へ付与することが可能となり、室内の快適性が向上する。

−実施形態の変形例１−
本実施形態の空調システム（10）では、補助加湿ユニット（100）の構成が変更されていてもよい。ここでは、本変形例の補助加湿ユニット（100）について、上記実施形態の補助加湿ユニット（100）と異なる点を説明する。

図６に示すように、本実施形態の補助加湿ユニット（100）では、実施形態１の加湿エレメント（111）に代えて噴霧器（117）が設けられている。この噴霧器（117）は、加湿部を構成している。具体的に、噴霧器（117）は、水循環回路（110）に設けられている。噴霧器（117）には、送水配管（114）が接続されている。そして、噴霧器（117）は、貯水タンク（112）から送水配管（114）を通じて供給された水を、空気通路（102）を流れる供給空気中に噴霧するように構成されている。噴霧器（117）から微細な液滴となって空気中に噴出された水は、空気通路（102）を流れる空気と接触して蒸発する。

また、本実施形態の補助加湿ユニット（100）には、エリミネータ（118）が追加されている。エリミネータ（118）は、ケーシング（101）内の空気通路（102）における噴霧器（117）の下流側に配置されている。また、エリミネータ（118）は、空気が通過可能となっており、通過する空気に含まれる水滴を捕捉して空気から取り除くように構成されている。噴霧器（117）から供給空気中に噴霧されて蒸発しきらなかった水滴は、供給空気がエリミネータ（118）を通過する際にエリミネータ（118）に捕捉される。

本変形例の補助加湿ユニット（100）では、噴霧器（117）から噴霧される水の流量を調節することによって、供給空気に対する加湿量を調節することができる。従って、本変形例によれば、給気ダクト（58）を通じて室内へ供給される供給空気の湿度を、容易に且つ適切に調節することが可能となる。

また、本変形例の補助加湿ユニット（100）では、図７に示すように、噴霧器（117）に代えて蒸気発生器（119）が設けられていてもよい。蒸気発生器（119）は、水循環回路（110）に設けられている。蒸気発生器（119）には、送水配管（114）が接続されている。そして、蒸気発生器（119）は、貯水タンク（112）から送水配管（114）を通じて供給された水を加熱して蒸発させ、それによって発生した水蒸気を空気通路（102）内の供給空気へ吹き出す。図６に示す補助加湿ユニット（100）と同様に、この補助加湿ユニット（100）においても、ケーシング（101）内にはエリミネータ（118）が設けられている。

−実施形態の変形例２−
図８に示すように、上記実施形態の空調システム（10）では、各調湿ユニット（52a,52b）に調湿用圧縮機（71a,71b）が一台ずつ搭載されていてもよい。図８に示す空調システム（10）では、外気処理機（50）が二台の調湿ユニット（52a,52b）だけによって構成される。各調湿ユニット（52b）の調湿用回路（80a,80b）において、調湿用圧縮機（71a,71b）は、その吐出側が四方切換弁（83a,83b）の第１のポートに接続され、その吸入側がアキュームレータ（72a,72b）を介して四方切換弁（83a,83b）の第２のポートに接続される。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、室内空気の温度を調節する空気調和装置と、室内へ供給される室外空気の湿度を調節する外気処理装置とを備えた空調システムについて有用である。

実施形態の空調システムの概略構成を示す冷媒回路図である。 除湿運転中の状態を示す調湿ユニットの概略構成図であって、(Ａ)は第１動作中の状態を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の状態を示すものである。 加湿運転中の状態を示す調湿ユニットの概略構成図であって、(Ａ)は第１動作中の状態を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の状態を示すものである。 実施形態の補助加湿ユニットの構成を示す概略断面図である。 実施形態の空調システムの建物における設置状態を示す概略構成図である。 実施形態の変形例１の補助加湿ユニットの構成を示す概略断面図である。 実施形態の変形例１の補助加湿ユニットの構成を示す概略断面図である。 実施形態の変形例２の空調システムの概略構成を示す冷媒回路図である。

符号の説明

10 空調システム
20 空調機（空気調和装置）
50 外気処理機（外気処理装置）
100 補助加湿ユニット（補助加湿装置）
105 浄化ユニット（浄化部）
110 水循環回路
111 加湿エレメント（加湿部）
112 貯水タンク（貯留部）
117 噴霧器（加湿部）
119 蒸気発生器（加湿部）

Claims (3)

1. 取り込んだ室内空気を冷却してから室内へ供給する冷房運転を少なくとも行う空気調和装置（20）と、取り込んだ室外空気を加湿してから室内へ供給する加湿運転を少なくとも行う外気処理装置（50）とを備える空調システムであって、
   上記空気調和装置（20）が冷房運転を行い且つ上記外気処理装置（50）が加湿運転を行う加湿冷房運転中に、上記空気調和装置（20）において室内空気中の水蒸気が凝縮することにより生成したドレン水を、上記外気処理装置（50）から室内へ供給される供給空気に付与する補助加湿装置（100）を備えている
   ことを特徴とする空調システム。
2. 請求項１において、
   上記補助加湿装置（100）は、上記空気調和装置（20）から供給されたドレン水を供給空気に付与する加湿部（111,117,119）と、ドレン水を貯留するための貯留部（112）とが接続されていて上記加湿部（111,117,119）と上記貯留部（112）の間でドレン水を循環させる水循環回路（110）を備えている
   ことを特徴とする空調システム。
3. 請求項１又は２において、
   上記補助加湿装置（100）は、上記空気調和装置（20）から供給されたドレン水を浄化するための浄化部（105）を供えている
   ことを特徴とする空調システム。

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