JP2015113989A - Air conditioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室の空調を行う空調システムに関する。 The present invention relates to an air conditioning system for air conditioning a room.
従来より、多数のサーバを収容するデータセンタのような建物では、サーバによる発熱量が大きいので、年間を通して冷房を行う必要がある。
そこで、外気を直接室内に導入する直接外気冷房型の空調システムが提案されている。この直接外気冷房型の空調システムによれば、外気の温湿度条件が良好な場合には、熱源装置を駆動する必要がないので、運転コストを削減できる。
Conventionally, in a building such as a data center that accommodates a large number of servers, the amount of heat generated by the servers is large. Therefore, it is necessary to perform cooling throughout the year.
Therefore, a direct outside air cooling type air conditioning system that directly introduces outside air into the room has been proposed. According to this direct outside air cooling type air conditioning system, when the temperature and humidity conditions of the outside air are good, it is not necessary to drive the heat source device, so that the operating cost can be reduced.
しかしながら、実際には、直接外気冷房が可能な期間は短くなっている。その理由は、日本では湿度が高い時間帯が多く、湿気を含む外気を室内に導入すると、室内の空調空気として要求される温度や湿度を満たさなくなるからである。 However, in practice, the period during which the outside air can be directly cooled is shortened. The reason is that in Japan, there are many time periods when the humidity is high, and when outside air containing moisture is introduced indoors, the temperature and humidity required for indoor air-conditioned air cannot be satisfied.
この問題を解決するため、例えば、外気を取り入れて、この取り入れた外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房型の空調システムが提案されている(特許文献1参照)。
このような空調システムによれば、塵埃、塩分、湿気などを含む外気が室内に流入しないので、室内空気の汚染や湿度の上昇を抑えることができる。
In order to solve this problem, for example, an indirect outdoor air cooling type air conditioning system that takes in outside air and exchanges heat between the taken-in outside air and room air has been proposed (see Patent Document 1).
According to such an air conditioning system, since outside air containing dust, salt, moisture, and the like does not flow into the room, contamination of room air and an increase in humidity can be suppressed.
しかしながら、以上の空調システムでは、熱交換器により間接的に熱交換を行うが、熱交換器の熱交換効率は100%ではない。したがって、外気の冷熱利用にロスが生じてしまう。 However, in the air conditioning system described above, heat exchange is indirectly performed by a heat exchanger, but the heat exchange efficiency of the heat exchanger is not 100%. Therefore, a loss occurs in the use of cold air from the outside air.
本発明は、空調空気に要求される温度や湿度を満たしつつ、運転コストを低減できる空調システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the air conditioning system which can reduce an operating cost, satisfy | filling the temperature and humidity requested | required of conditioned air.
請求項1に記載の空調システム(例えば、後述の空調システム1)は、室(例えば、後述のサーバ室10)の空調を行う空調システムであって、室内側空間(例えば、後述の室内側空間22A)、室外側空間(例えば、後述の室外側空間22B)、および、前記室内側空間と前記室外側空間との間で熱交換を行う熱交換器(例えば、後述の熱交換器24)を備える空調機(例えば、後述の空調機20)と、前記室内側空間に連通する混合チャンバ(例えば、後述の混合チャンバ30)と、前記室外側空間に連通する換気チャンバ(例えば、後述の換気チャンバ40)と、前記室から前記混合チャンバに至る第1還気流路(例えば、後述の第1還気ダクト60、換気チャンバ40)と、外部からフィルタ(例えば、後述の除塵フィルタ51)を通して前記混合チャンバに至る第1給気流路(例えば、後述の吸込口34、外気取入れチャンバ50)と、前記室内側空間から前記室に至る吹出し流路(例えば、後述の吹出口25)と、前記室から前記室内側空間に至る第2還気流路(例えば、後述の第1還気ダクト60、第2還気ダクト61)と、外部から前記換気チャンバに至る第2給気流路(例えば、後述の吸込口33、混合チャンバ30)と、前記室外側空間から外部に至る排気流路(例えば、後述の第2排気ダクト63)と、を備えることを特徴とする。
An air conditioning system (for example, an
請求項2に記載の空調システムは、前記第1還気流路は、前記室から、前記換気チャンバを通って、前記混合チャンバに至り、前記第2給気流路は、外部から、前記混合チャンバを通って、前記換気チャンバに至ることを特徴とする。 The air conditioning system according to claim 2, wherein the first return air flow path extends from the chamber through the ventilation chamber to the mixing chamber, and the second air supply flow path connects the mixing chamber from the outside. Through to the ventilation chamber.
本発明によれば、温度や湿度などの外気条件に応じて、外気を室内空気に混合して空調する直接外気冷房運転と、外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房運転とを切り替えることができる。
例えば、外気の温度が室内空気の温度よりも低くかつ十分に低湿度であり、室内空気の温度を低下させたい場合には、直接外気冷房運転を行う。例えば、直接外気冷房が可能な外気条件は、気温が10℃以上26℃以下、絶対湿度が0.006kg/kgDA以上0.015kg/kgDA以下である。
一方、外気の温度や湿度が高い場合には、間接外気冷房運転を行う。
According to the present invention, according to the outside air conditions such as temperature and humidity, the outside air is mixed with the room air to perform the air conditioning directly, and the indirect outside air cooling operation is performed to exchange heat between the outside air and the room air. Can be switched.
For example, when the temperature of the outside air is lower than the temperature of the room air and the humidity is sufficiently low, and the temperature of the room air is desired to be lowered, the outside air cooling operation is directly performed. For example, the outside air conditions that allow direct outside air cooling are an air temperature of 10 ° C. to 26 ° C. and an absolute humidity of 0.006 kg / kg DA to 0.015 kg / kg DA.
On the other hand, when the temperature and humidity of the outside air are high, indirect outside air cooling operation is performed.
直接外気冷房運転を行う場合、室内の空気を吸い込んで第1還気流路を通して混合チャンバに取り入れるとともに、第1給気流路を通して外部の空気を混合チャンバに取り入れる。そして、混合チャンバにて、室内の空気と外部の空気とを混合し、混合チャンバ、室内側空間、および吹出し流路を通して、この混合して空調した空気を室内に吹き出す。 When performing direct outside air cooling operation, indoor air is sucked and taken into the mixing chamber through the first return air flow path, and outside air is taken into the mixing chamber through the first air supply flow path. Then, in the mixing chamber, the indoor air and the outside air are mixed, and the mixed and conditioned air is blown out into the room through the mixing chamber, the indoor space, and the blowout flow path.
一方、間接外気冷房運転を行う場合には、室内の空気を吸い込んで第2還気流路を通して室内側空間に取り入れるとともに、第2給気流路を通して外部の空気を室外側空間に取り入れる。そして、室内側空間と室外側空間とで熱交換して、室内側空間の空気を空調し、吹出し流路を通してこの空調した空気を室内に吹き出す。一方、室外側空間の空気は、排気流路を通して、外部に排出する。 On the other hand, when performing an indirect outdoor air cooling operation, indoor air is sucked and taken into the indoor space through the second return air flow path, and outside air is taken into the outdoor space through the second air supply flow path. Then, heat is exchanged between the indoor space and the outdoor space, air in the indoor space is air-conditioned, and the conditioned air is blown out into the room through the blow-out channel. On the other hand, the air in the outdoor space is discharged to the outside through the exhaust passage.
このように、直接外気冷房運転を行った場合には、熱交換器を介さないので、冷房運転にかかる電力消費を抑えることができる。一方、間接外気冷房運転を行った場合には、外気の冷熱のみを利用し、外気を室内に導入しないので、室内空気の空気質や湿度への影響を防止できる。
したがって、外気条件に応じて、直接外気冷房運転と間接外気冷房運転とを切り替えることで、外気の冷熱を最大限利用して、空調空気に要求される温度や湿度を満たしつつ、運転コストを低減できる。
In this way, when the outdoor air cooling operation is performed directly, the heat consumption is not passed, so that power consumption for the cooling operation can be suppressed. On the other hand, when the indirect outside air cooling operation is performed, only the cold air of the outside air is used and the outside air is not introduced into the room, so that the influence on the air quality and humidity of the room air can be prevented.
Therefore, by switching between direct outside air cooling operation and indirect outside air cooling operation according to the outside air conditions, the operation cost is reduced while satisfying the temperature and humidity required for the conditioned air by making the most of the outside air heat. it can.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る空調システム1の構成を示す模式図である。
空調システム1は、サーバが収容されたサーバ室10を空調するものである。
空調システム1は、空調機20と、混合チャンバ30と、換気チャンバ40と、外気取入れチャンバ50と、ダクト60、61、62、63と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
The
空調機20は、箱状の筐体21と、この筐体21を室内側空間22Aと室外側空間22Bとに仕切る仕切板23と、室内側空間22Aと室外側空間22Bとの間で熱交換を行う熱交換器24と、を備える。
空調機20には、室内側空間22Aからサーバ室10に至る吹出口25が設けられている。
The
The
混合チャンバ30は、箱状であり、空調機20の室内側空間22Aに連通している。混合チャンバ30と空調機20の室内側空間22Aとの間には、開閉弁31が設けられている。
The
また、混合チャンバ30には、吸込口33、34が設けられている。このうち、吸込口33は、外部に面しており、開閉弁35が設けられている。一方、吸込口34は、外気取入れチャンバ50に面しており、開閉弁36が設けられている。
The
換気チャンバ40は、箱状であり、空調機20の室外側空間22Bに連通している。混合チャンバ30と換気チャンバ40とは、当接して設けられており、これら混合チャンバ30と換気チャンバ40との間には、開閉弁41が設けられている。
The
外気取入れチャンバ50は、混合チャンバ30の吸込口34に連通しており、除塵フィルタ51が設けられている。
The outside
ダクト60〜63は、サーバ室10から換気チャンバ40に至る第1還気ダクト60と、この第1還気ダクト60から分岐して空調機20の室内側空間22Aに至る第2還気ダクト61と、第1還気ダクト60から分岐して外部に至る第1排気ダクト62と、室外側空間22Bから外部に至る第2排気ダクト63と、を備える。
The
第1還気ダクト60の換気チャンバ40との接続部分には、開閉弁64が設けられている。
第2還気ダクト61の空調機20との接続部分には、開閉弁65が設けられている。
第2排気ダクト63の空調機20との接続部分には、開閉弁66が設けられている。
第1排気ダクト62には、送風機67が設けられている。
An opening /
An opening /
An opening /
A
以上の空調システム1は、温度や湿度などの外気条件に応じて、直接外気冷房運転または間接外気冷房運転を選択する。
空調システム1は、直接外気冷房運転を行う場合、開閉弁31、36、41、64を開放し、開閉弁35、65、66を閉鎖して、送風機67を駆動する。
The
The
すると、図2に示すように、サーバ室10内の空気は、第1還気ダクト60に吸引され、一部の空気は、換気チャンバ40を通って、混合チャンバ30に取り入れられる。一方、残りの空気は、第1排気ダクト62を通って外部に排出される。
また、外部の空気は、外気取入れチャンバ50から取り入れられて、除塵フィルタ51により粉塵が除去される。そして、この外気取入れチャンバ50内の空気は、吸込口34を通って、混合チャンバ30に流入する。そして、混合チャンバ30にて、室内の空気と外部の空気とは混合して空調され、この空調された空気は、室内側空間22Aおよび吹出口25を通って、サーバ室10内に吹き出される。
Then, as shown in FIG. 2, the air in the
External air is taken in from the outside
また、空調システム1は、間接外気冷房運転を行う場合、開閉弁35、41、65、66を開放し、開閉弁31、36、64を閉鎖して、送風機67および熱交換器24を駆動する。
Further, when performing the indirect outdoor air cooling operation, the
すると、図3に示すように、サーバ室10内の空気は、第1還気ダクト60に吸引され、一部の空気は、第2還気ダクト61を通って、室内側空間22Aに取り入れられる。一方、残りの空気は、第1排気ダクト62を通って外部に排出される。
また、外部の空気は、吸込口33および混合チャンバ30を通って、換気チャンバ40に取り入れられて、室外側空間22Bに流入する。
そして、熱交換器24により、室内側空間22Aの空気と室外側空間22Bの空気とで熱交換して、室内側空間22Aの空気を空調する。
この空調した室内側空間22Aの空気は、吹出口25通ってサーバ室10内に吹き出される。一方、室外側空間22Bの空気は、第2排気ダクト63を通って、外部に排出される。
Then, as shown in FIG. 3, the air in the
Further, outside air passes through the suction port 33 and the mixing
The
The air in the air-conditioned
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)温度や湿度などの外気条件に応じて、外気を室内空気に混合して空調する直接外気冷房運転と、外気と室内空気との間で熱交換する間接外気冷房運転とを切り替える。
例えば、外気の温度が室内空気の温度よりも低くかつ十分に低湿度であり、室内空気の温度を低下させたい場合には、直接外気冷房運転を行う。一方、外気の温度や湿度が高い場合には、間接外気冷房運転を行う。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Switching between a direct outside air cooling operation in which the outside air is mixed with room air and air-conditioning, and an indirect outside air cooling operation in which heat is exchanged between the outside air and the room air, according to outside air conditions such as temperature and humidity.
For example, when the temperature of the outside air is lower than the temperature of the room air and the humidity is sufficiently low, and the temperature of the room air is desired to be lowered, the outside air cooling operation is directly performed. On the other hand, when the temperature and humidity of the outside air are high, indirect outside air cooling operation is performed.
直接外気冷房運転を行った場合には、熱交換器24を介さないので、冷房運転にかかる電力消費を抑えることができる。一方、間接外気冷房運転を行った場合には、外気の冷熱のみを利用し、外気を室内に導入しないので、室内空気の空気質や湿度への影響を防止できる。
したがって、外気条件に応じて、直接外気冷房運転と間接外気冷房運転とを切り替えることで、外気の冷熱を最大限利用して、冷房運転コストを低減できる。
When the outside air cooling operation is performed directly, the power consumption for the cooling operation can be suppressed because the
Therefore, by switching between the direct outside air cooling operation and the indirect outside air cooling operation according to the outside air condition, it is possible to reduce the cooling operation cost by making the most of the cold air of the outside air.
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
1…空調システム
10…サーバ室
20…空調機
21…筐体
22A…室内側空間
22B…室外側空間
23…仕切板
24…熱交換器
25…吹出口(吹出し流路)
30…混合チャンバ
31…開閉弁
33…吸込口(第2給気流路)
34…吸込口(第1給気流路)
35…開閉弁
36…開閉弁
40…換気チャンバ
41…開閉弁
50…外気取入れチャンバ(第1給気流路)
51…除塵フィルタ
60…第1還気ダクト(第1還気流路、第2還気流路)
61…第2還気ダクト(第2還気流路)
62…第1排気ダクト
63…第2排気ダクト(排気流路)
64…開閉弁
65…開閉弁
66…開閉弁
67…送風機
DESCRIPTION OF
30 ... Mixing
34 ... Suction port (first air supply passage)
35 ... Open /
51 ...
61 ... Second return air duct (second return air flow path)
62 ...
64 ... Open /
Claims (2)
室内側空間、室外側空間、および、前記室内側空間と前記室外側空間との間で熱交換を行う熱交換器を備える空調機と、
前記室内側空間に連通する混合チャンバと、
前記室外側空間に連通する換気チャンバと、
前記室から前記混合チャンバに至る第1還気流路と、
外部からフィルタを通して前記混合チャンバに至る第1給気流路と、
前記室内側空間から前記室に至る吹出し流路と、
前記室から前記室内側空間に至る第2還気流路と、
外部から前記換気チャンバに至る第2給気流路と、
前記室外側空間から外部に至る排気流路と、を備えることを特徴とする空調システム。 An air conditioning system for air conditioning a room,
An air conditioner including an indoor space, an outdoor space, and a heat exchanger that exchanges heat between the indoor space and the outdoor space;
A mixing chamber communicating with the indoor space;
A ventilation chamber communicating with the outdoor space;
A first return air flow path from the chamber to the mixing chamber;
A first air supply flow path from the outside to the mixing chamber through a filter;
A blowout flow path from the indoor space to the chamber;
A second return air flow path from the chamber to the indoor space;
A second air supply flow path from the outside to the ventilation chamber;
An air conditioning system comprising: an exhaust passage extending from the outdoor space to the outside.
前記第2給気流路は、外部から、前記混合チャンバを通って、前記換気チャンバに至ることを特徴とする請求項1に記載の空調システム。 The first return air flow path leads from the chamber through the ventilation chamber to the mixing chamber,
2. The air conditioning system according to claim 1, wherein the second air supply channel extends from the outside to the ventilation chamber through the mixing chamber.
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