JP2017166716A - 水・空気接触型空気調和機の制御方法、水・空気接触型空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷を低減することができる水・空気接触型空気調和機の制御方法、水・空気接触型空気調和機を提供する。
【解決手段】実施形態による空調機１（水・空気接触型空気調和機）の制御方法では、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲内にあるとき、散水装置２による散水を停止し、二次熱交換器３（二次処理用熱交換器）による冷却または加熱によって、吹出し空気の乾球温度を目標温度範囲内に調整する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、恒温恒湿制御が可能な水・空気接触型空気調和機の制御方法、水・空気接触型空気調和機に関する。

散水装置等を用いて吸込み空気に対して冷水または温水を散水して予め設定された目標絶対湿度の飽和状態とする一次処理を施した後、二次処理用熱交換器にて冷却または加熱して予め設定された目標相対湿度とする二次処理を施すことにより、所定温度および所定湿度での恒温恒湿空調を可能とした水・空気接触型空気調和機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３１３５０１７号公報

しかしながら、従来のものは、吸込み空気を一旦飽和状態とし、その後に二次処理を行うことにより、乾球温度を制御している。このため、吸込み空気の絶対湿度が最終的な目標範囲内であるといった加湿や除湿を必要としない場合であっても、負荷が発生していた。
そこで、負荷を低減することができる水・空気接触型空気調和機の制御方法、水・空気接触型空気調和機を提供する。

実施形態による水・空気接触型空気調和機の制御方法では、水・空気接触器を有し、吸込み空気に冷温水を接触させることにより目標絶対湿度の飽和状態にする一次処理と、飽和状態とした空気を二次処理用熱交換器にて冷却または加熱することにより目標相対湿度にする二次処理とを実行可能であり、予め設定された目標温湿度範囲内で恒温恒湿空調する水・空気接触型空気調和機を制御する際、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲内にあるとき、前記一次処理を停止し、前記二次処理用熱交換器による冷却または加熱によって吹出し空気の乾球温度を目標温度範囲内に調整することを特徴とする。

第１実施形態の水・空気接触型空気調和機の構成を模式的に示す図 従来技術による制御を参考例として模式的に示す図その１ 従来技術による制御を参考例として模式的に示す図その２ 空調機による制御処理の流れを模式的に示す図 実施形態による制御を実施例として模式的に示す図その１ 実施形態による制御を実施例として模式的に示す図その２ 第２実施形態における運転モードでの冷却、加熱の設定例示す図 運転モードの区分けを空気線図にて模式的に示す図 第３実施形態の水・空気接触型空気調和機の構成を模式的に示す図 実施形態による制御を実施例として模式的に示す図その３ 実施形態による制御を実施例として模式的に示す図その４ 第４実施形態における運転モードでの冷却、加熱の設定例示す図 運転モードの区分けを空気線図にて模式的に示す図

以下、複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、水・空気接触型空気調和機（以下、空調機１と称する）は、水・空気接触器としての散水装置２、二次処理用熱交換器（以下、二次熱交換器３と称する）、送風機４、吸込み空気から埃等を除去するフィルタ５、散水装置２を経由した空気からミストを除去するエリミネータ６等を備えている。

また、空調機１は、吸入口７に対応して設けられている入口温度センサ８および入口湿度センサ９、吹出口１０に対応して設けられている吹出口温度センサ１１および吹出口湿度センサ１２、およびエリミネータ６と二次熱交換器３との間に設けられている中間温度センサ１３を備えている。本実施形態では、吸込み空気は、外気を想定している。また、吹出し空気は、静電塗装等を行う塗装ブース等への供給を想定している。ただし、吹出し空気の供給先はこれに限定されるものではない。

散水装置２は、吸入口７から吸入されてフィルタ５を通過した空気に、複数設けられているノズル１４から散水する。また、散水装置２は、散水後に水槽１５に溜まった水を散水ポンプ１６にて循環させ、ノズル１４から再び散水する。これらノズル１４、水槽１５、散水ポンプ１６等から構成される散水経路１７には、一次処理用熱交換器（以下、一次熱交換器１８と称する）が設けられている。また、水槽１５には図示しない給水管及び排水管が接続されており、不足した水を外部から供給し、不要な水を排水するように構成されている。

一次熱交換器１８は、一次処理用熱源機１９、三方弁２０および一次処理用ポンプ２１等で構成された一次循環経路２２内に設けられている。そして、一次熱交換器１８は、一次処理用熱源機１９によって冷却または加熱された流体と、散水経路１７を循環する水との間で熱エネルギーを交換することにより、散水経路１７を流れる水を加熱あるいは冷却する。これにより、散水装置２は、所定の一定温度で散水を行っている。
吸入口７から吸入された空気は、一定温度の水と直接的に接触することにより、予め設定された目標絶対湿度の飽和状態になる。この吸込み空気を飽和状態とする処理が、一次処理に相当する。

二次熱交換器３は、二次処理用熱源機２３および二次処理用ポンプ２４等で構成された二次循環経路２５内に設けられており、エリミネータ６を通過した空気、つまりは、一次処理にて飽和状態になった空気を、加熱あるいは冷却する。これにより、一次処理にて飽和状態となった空気は、予め設定された温度で、予め定められた目標相対湿度となる。この飽和状態とした空気を目標となる相対湿度（以下、目標湿度と称する）にする処理、より厳密には、目標湿度にするとともに目標となる乾球温度（以下、目標温度と称する）とする処理が、二次処理に相当する。

上記した構成は、図示しないプログラマブルロジックコントローラやグループ制御コントローラ等の中央制御器に接続されており、各温度センサ、湿度センサおよび水温センサの検知結果に基づいて動作制御される。なお、温度と湿度とを検知する温湿度センサを用いる構成ででもよい。

次に、上記した構成の作用について説明する。
空調機１は、上記した一次処理および二次処理が実行可能であり、吸入口７から吸入した空気の温度および湿度を調整して、吹出口１０から室内に供給している。このとき、供給する空気の目標温度、および目標湿度は、ユーザによって予め設定されている。また、一般的に、空調機１は、供給する空気の温度および湿度が、所定の範囲内に収まるように制御している。このように、所定温度および所定湿度での空調が、恒温恒湿空調に相当する。以下、目標とする温度の範囲を目標温度範囲（Ｒｔ。図２参照）と称し、目標とする湿度の範囲を目標湿度範囲（Ｒｈ。図２参照）と称し、目標温度範囲（Ｒｔ）と目標湿度範囲（Ｒｈ）によって規定される範囲を、目標温湿度範囲（Ｒ。図２参照）と称して説明する。

さて、従来技術による制御では、常に散水して吸込み空気を概飽和状態とした後に、乾球温度を調整していた。例えば、図２に示す参考例その１のように、吸込み空気が空気線図中の点Ｐ０の状態であり、吹出し空気が領域Ｒで示す目標温湿度範囲（Ｒ）内の点Ｐ１に設定されている場合、従来技術による制御では、まず点Ｐ０の状態から点Ｐ２に示す飽和状態まで遷移させた後、再加熱することにより点Ｐ２の状態から点Ｐ１の状態に遷移させていた。

あるいは、図３に示す参考例その２のように、吸込み空気が空気線図中の点Ｐ０の状態であり、吸込み空気が空気線図中の点Ｐ０の状態であり、吹出し空気が目標温湿度範囲（Ｒ）内の点Ｐ１に設定されている場合も同様に、従来技術による制御では、まず点Ｐ０の状態から点Ｐ２に示す飽和状態まで遷移させた後、再加熱することにより点Ｐ２の状態から点Ｐ１の状態に遷移させていた。

つまり、これら参考例その１、その２に示したように、従来技術による制御では、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内にある場合であっても、換言すると、本来であれば加湿や除湿を必要としない場合であっても、負荷が発生していた。
そこで、本実施形態では、次のような制御方法により、空調時の負荷を低減している。

空調機１は、図４に示す制御処理を実行する。この制御処理において、空調機１は、まず、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であるか否かを判定する（Ｓ１）。そして、空調機１は、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内でないと判定した場合には（Ｓ１：ＮＯ）、散水装置２を運転する（Ｓ３）。
これに対して、空調機１は、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であると判定した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２に移行する。つまり、空調機１は、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内である場合には、散水装置２を運転しない。

そして、空調機１は、ステップＳ２において、吸込み空気が目標温度範囲（Ｒｔ）内であるか否かを判定する（Ｓ２）。より具体的には、空調機１は、吸込み空気の乾球温度が目標湿度範囲（Ｒｔ）内であるか否かを判定している。そして、空調機１は、吸込み空気が目標温度範囲（Ｒｔ）内でないと判定した場合には（Ｓ２：ＮＯ）、加熱または冷却を行う（Ｓ４）。

例えば、図５に示す実施例その１の場合、吸込み空気の状態を示す点Ｐ０の絶対湿度は、目標湿度範囲（Ｒｈ）内であり、且つ、目標温度範囲（Ｒｔ）よりも高いため、空調機１は、ステップＳ４において、吸込み空気の温度が目標温度範囲（Ｒｔ）内となるように冷却することになる。これにより、吹出し空気の状態は、目標温度範囲（Ｒｔ）内の点Ｐ１で示す状態となり、目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を供給することができる。なお、吹出し空気は目標温湿度範囲（Ｒ）内であればよいため、例えば目標温湿度範囲（Ｒ）の境界線上を目標として制御すれば、より負荷を低減することが可能である。

この図５に示す実施例その１を上記した図２に示す参考例その１と比較すると、実施例その１では、参考例その１に対して冷却負荷が少なくなっているとともに、再加熱も必要としていない。このため、実施例その１の場合には、同じ状態の吸込み空気を同じ状態の吹出し空気まで遷移させる際の負荷は、従来技術の制御である参考例その１よりも大きく低減されている。

あるいは、図６に示す実施例その２の場合、吸込み空気の状態を示す点Ｐ０の絶対湿度は、目標湿度範囲（Ｒｈ）内であり、且つ、目標温度範囲（Ｒｔ）よりも低いため、空調機１は、ステップＳ４において、吸込み空気の温度が目標温度範囲（Ｒｔ）内となるように加熱することになる。これにより、吹出し空気の状態は、目標温度範囲（Ｒｔ）内の点Ｐ１で示す状態となり、目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を供給することができる。

この図６に示す実施例その２を上記した図３に示した参考例その２と比較すると、実施例その２では、参考例その２とは異なり冷却負荷が無いとともに、参考例その２と比べて加熱負荷も小さくなっている。このため、実施例その２の場合には、同じ状態の吸込み空気を同じ状態の吹出し空気まで遷移させる際の負荷は、従来技術の制御である参考例その２よりも大きく低減されている。

このような制御方法を用いて、空調機１は空調を行っている。なお、空調機１は、図４に示す制御処理において、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であると判定した場合であって（Ｓ１：ＹＥＳ）、且つ、吸込み空気が目標温度範囲（Ｒｔ）内であると判定した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、散水装置２を運転せず、また、二次処理における加熱または冷却を行わない。つまり、空調機１は、送風のみを行うことになる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
実施形態の空調機１の制御方法では、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内にあるとき、散水装置２による散水を停止し、二次熱交換器３による冷却または加熱によって吹出し空気の乾球温度を目標温度範囲（Ｒｔ）内に調整する。つまり、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲内にあるとき、一次処理を停止し、二次熱交換器３による冷却または加熱によって吹出し空気の乾球温度を目標温度範囲内に調整する。これにより、吸込み空気の湿度を調整する必要がない場合には、散水装置２を停止するため飽和状態にならず、飽和状態の空気を再加熱する必要等がなくなり、負荷を低減することができる。勿論、散水装置２そのものの負荷も低減することができる。すなわち、空気の状態を遷移させる際の負荷および装置の運転に関わる負荷の双方を低減することができる。

また、吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲内にあり、且つ、吸込み空気の乾球湿度が目標温度範囲内にあるとき、散水装置２による散水を停止するとともに、二次熱交換器３による冷却あるいは加熱を省略する。これにより、空気の状態を遷移させる際の負荷および装置の運転に関わる負荷の双方を低減することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図７および図８を参照しながら説明する。なお、水・空気接触型空気調和機の構成は第１実施形態と共通する。
本実施形態の空調機１は、図７に示すように、Ｉ〜ＶＩＩの７つの運転モードが予め設定されている。そして、空調機１は、一次処理と二次処理の双方における加熱または冷却を、各運転モードに対してそれぞれ個別に設定可能となっている。具体的には、各運転モードでは、一次処理用熱源機１９および二次処理用熱源機２３における冷却または加熱の要否と、それぞれの出口温度（一次処理後、または二次処理後に所望する温度）とが設定可能となっている。これらの運転モードは、温度および相対湿度から露点温度と湿球温度とを算出し目標温湿度範囲、各熱源機の運転効率、および各運転モード間の切り替えのし易さを考慮して設定されている。

この図７では、一次処理において、入口温度センサ８によって測定される吸込み空気の温度よりも相対的に温度が低い水を冷水と称し、吸込み空気の温度よりも相対的に高い温度の水を温水と称している。この一次処理では、相対的に気温が高い夏季冷房除湿時には冷水を、相対的に気温が低い冬季暖房加湿時には温水を散水することにより、吸込み空気を目標絶対湿度の飽和状態としている。また、図７では、散水装置２の運転が不要な場合を記号「−」にて示している。

また、図７では、二次処理において、中間温度センサ１３によって測定される空気の温度よりも相対的に温度が低い水を冷水と称し、相対的に高い温度の水を温水と称している。この場合、一次処理された空気の温度が目標温度よりも低い場合には二次熱交換器３に温水が供給され、目標温度よりも高い場合には二次熱交換器３に冷水が供給されることにより、吹出し空気の温度を目標温度範囲内に調整する。なお、図７に示した各熱源の設定温度は一例であり、これに限定されるものではない。
空調機１は、吸込み空気の温度および相対湿度に基づいて選択した運転モードに切り替える。

各運転モードのうち、運転モードＩは、図８に示す空気線図において、絶対湿度が目標温湿度範囲（Ｒ。図８では領域ＶＩＩ）よりも高い範囲である領域Ｉに対応し、冷却除湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＩＩは、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、同一の絶対湿度における乾球温度が目標温湿度範囲（Ｒ）よりも高い範囲である領域ＩＩに対応するモードとして設定されている。この運転モードＩＩは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転が不要な顕熱冷却モードである。

運転モードＩＩＩは、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１０にて示す目標湿度範囲（Ｒｈ）の上限での飽和状態点を通る湿球線よりも、同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲である領域ＩＩＩに対応し、冷却加湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＩＶは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１０を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が低く、点Ｐ１１にて示す目標湿度範囲（Ｒｈ）の下限での飽和状態点を通る湿球線よりも、同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲である領域ＩＶに対応し、断熱加湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＶは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、同一の絶対湿度における乾球温度が目標温湿度範囲（Ｒ）よりも低い範囲である領域Ｖに対応し、加熱が必要なモードとして設定されている。この運転モードＶは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転が不要なモードである。

運転モードＶＩは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１１を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が低い範囲である領域ＶＩに対応し、加熱加湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＶＩＩは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、乾球温度が目標温湿度範囲（Ｒ）内である領域ＶＩＩ、つまりは、目標温湿度範囲（Ｒ）に対応し、送風が必要なモードとして設定されている。この運転モードＶＩＩは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転や二次処理による加熱や冷却が不要であり、送風のみで空調を行うことができるモードである。

なお、目標温湿度範囲（Ｒ）の設定によっては、空気線図中に存在しなくなる領域もある。また、領域ＩＩＩ、領域ＩＶおよび領域ＶＩの境界となる湿球線をいずれの領域に含めるかは、適宜設定すればよい。
このように運転モードを区分けすることにより、例えば吸込み空気の状態が図８に示す領域ＩＩあるいは領域Ｖであった場合には、図７に示したように散水装置２の運転が不要であることを容易に判断することができる。これにより、第１実施形態にて説明したように散水装置２の運転を行わないことで、負荷を低減することができる。

また、吸込み空気の状態が図８に示す領域ＩＶであった場合には、図７に示すように散水装置２の冷却／加熱が不要で散水による断熱加湿を行うことにより、負荷を低減すること、および、不要な負荷を発生させてしまうことを防止することができる。
このように、吸込み空気の温度および湿度に基づいて負荷を低減することができる運転モードを特定することができる。そして、特定した運転モードで運転することにより、負荷を低減することができる。また、誤って散水装置２を運転させてしまうことが防止されるため、散水装置２を不用意に運転してしまい、温度および湿度を再調整するために不要な負荷を発生させてしまうことを防止できる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、図９から図１１を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と共通する構成もあるため、図１等も参照する。
本実施形態による水・空気接触型空気調和機である空調機１００は、第１実施形態の空調機１の構成に加えて、バイパス部１０１を備えている。このバイパス部１０１は、散水装置２を経由せずに二次熱交換器３まで吸込み空気を導入する。なお、図９では、バイパス部１０１を流れる空気の向きを矢印Ｙにて示している。また、空調機１００は、バイパス部１０１を流れる空気の量を調整するバイパス側ダンパ１０２と、散水装置２側を流れる空気の量を調整する水接触側ダンパ１０３を備えている。

そして空調機１００は、水接触側ダンパ１０３およびバイパス側ダンパ１０２の開度を制御し、散水装置２を経由した空気とバイパス部１０１を経由した空気との混合比を変化させることにより、吹出し空気が目標温湿度範囲（Ｒ。図２参照）内となるように調整する。

具体的には、例えば図１０に示すように、吸込み空気が点Ｐ０で示す状態であったとする。このとき、一次処理を行うことにより、散水装置２を経由した空気の状態は、点Ｐ３に示す飽和状態となる。なお、散水装置２では効率的な加湿が行われるため、吸込み空気は、散水装置２を経由した時点で飽和状態となる。そのため、点Ｐ０で示す状態の空気を、点Ｐ３で示す状態まで至らせることなく目標温湿度範囲（Ｒ）内で留めることは難しい。

さて、点Ｐ３の状態の場合、加熱することにより目標温湿度範囲（Ｒ）内まで遷移させることができるものと考えられる。ただし、その場合には、二次熱交換器３を作動させる必要があることから、加熱の負荷が発生する。
そこで、本実施形態の空調機１００は、水接触側ダンパ１０３およびバイパス側ダンパ１０２の開度を調整することにより、負荷を低減している。以下、水接触側ダンパ１０３やバイパス側ダンパ１０２の開度を調整する制御を、便宜的にダンパ制御と称する。

例えば、図１０に示す実施例その３の場合、点Ｐ０と点Ｐ３とを通る湿球線上に目標温湿度範囲（Ｒ）が存在している。このため、この空気線図から、点Ｐ０の状態の空気つまりは吸込み空気と、点Ｐ３の状態の空気つまりは一次処理後の空気とを混合することにより、目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を得られることが分かる。

ここで、目標温湿度範囲（Ｒ）の境界線上の点Ｐ４を、混合点つまりは吹出し空気の状態とする場合を想定する。なお、混合点は、目標温湿度範囲（Ｒ）の境界線上に限らず、目標温湿度範囲（Ｒ）内であればよい。
この場合、空調機１００は、点Ｐ３と点Ｐ４との絶対湿度の差（Ｍ１）と、点Ｐ４と点Ｐ０との絶対湿度の差（Ｍ２）との比を、混合比として設定する。より具体的には、空調機１００は、水接触側ダンパ１０３の開度とバイパス側ダンパ１０２の開度を調整するダンパ制御により、一次処理後の空気とバイパス部１０１を経由させた空気との混合比をＭ１：Ｍ２とする。

これにより、一次処理を施した空気とバイパス部１０１を経由させた空気の混合点における空気の状態、本実施形態ではエリミネータ６と二次熱交換器３との間における空気の状態が、目標温湿度範囲（Ｒ）の境界線上の点Ｐ４で示す状態となる。そのため、この混合点の空気をそのまま供給すれば、二次熱交換器３を運転することなく、目標温湿度範囲（Ｒ）の吹出し空気を供給することができる。つまり、二次熱交換器３の運転に要する負荷を削減することができる。

あるいは、図１１に示す実施例その４場合、目標温湿度範囲（Ｒ）は、点Ｐ０と点Ｐ３とを通る湿球線上から外れている。この場合、単純に点Ｐ０の状態の空気と点Ｐ３の状態の空気とを混合しても、目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を得ることはできない。
この場合、点Ｐ３の状態の空気を加熱することにより、目標温湿度範囲（Ｒ）内まで遷移させることができると考えられる。

その一方で、この空気線図からは、点Ｐ０の状態の空気と点Ｐ３の状態の空気とを混合して例えば点Ｐ４で示す状態とすれば、より少ない加熱負荷で、目標温湿度範囲（Ｒ）内まで遷移させることができることも分かる。
この場合、空調機１００は、上記したように点Ｐ３と点Ｐ４との絶対湿度の差と、点Ｐ４と点Ｐ０との絶対湿度の差との比を混合比として設定する。そして、空調機１００は、ダンパ制御により一次処理後の空気とバイパス部１０１を経由させた空気とを混合して点Ｐ４の状態とした後、二次熱交換器３の運転により目標温湿度範囲（Ｒ）内まで遷移させる。
これにより、一次処理後の空気をそのまま加熱して目標温湿度範囲（Ｒ）内まで遷移させる場合に比べて、二次熱交換器３の運転に要する負荷を削減することができる。

このように、本実施形態の空調機１００には、散水装置２を経由せずに二次熱交換器３まで空気を導入するバイパス部１０１、前記バイパス部１０１を流れる空気の量を調整するバイパス側ダンパ１０２、および散水装置２側を流れる空気の量を調整する水接触側ダンパ１０３が設けられており、水接触側ダンパ１０３およびバイパス側ダンパ１０２の開度を制御し、散水装置２を経由した空気とバイパス部１０１を経由した空気との混合比を変化させることにより、あるいは、散水装置２を経由する空気とバイパス部１０１を経由する空気との混合させた後に二次処理を施すことにより、吹出し空気が目標温湿度範囲（Ｒ）内となるように調整する。

これにより、上記した図１０に示したように単純に空気を混合するだけでよい場合には二次熱交換器３を運転しないことから、二次熱交換器３の運転に要する負荷を削減することができる。また、上記した図１１に示したように空気を混合した後に加熱する場合には、空気を混合せずに加熱する場合に比べて加熱に要する負荷を削減することができる。すなわち、いずれの場合にも、負荷を低減することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、図１２および図１３を参照しながら説明する。なお、水・空気接触型空気調和機の構成は第３実施形態と共通する。
本実施形態の空調機１００は、図１２に示すように、Ｉ〜ＶＩＩＩの８つの運転モードが予め設定されている。そして、空調機１００は、一次処理と二次処理の双方における加熱または冷却を、各運転モードに対してそれぞれ個別に設定可能となっている。また、各運転モードは、一次処理用熱源機１９および二次処理用熱源機２３の冷却または加熱の要否と、それぞれの出口温度とが設定可能となっている。これらの運転モードは、温度および相対湿度から露点温度と湿球温度とを算出し目標温湿度範囲、各熱源機の運転効率、および各運転モード間の切り替えのし易さを考慮して設定されている。

この図１２では、一次処理において、入口温度センサ８によって測定される吸込み空気の温度よりも相対的に温度が低い水を冷水と称し、吸込み空気の温度よりも相対的に高い温度の水を温水と称している。この一次処理では、相対的に気温が高い夏季冷房除湿時には冷水を、相対的に気温が低い冬季暖房加湿時には温水を散水することにより、吸込み空気を目標絶対湿度の飽和状態としている。また、図１２では、散水装置２の運転が不要な場合を記号「−」にて示している。

また、図１３では、二次処理において、中間温度センサ１３によって測定される空気の温度よりも相対的に温度が低い水を冷水と称し、相対的に高い温度の水を温水と称している。この場合、一次処理された空気の温度が目標温度よりも低い場合には二次熱交換器３に温水が供給され、目標温度よりも高い場合には二次熱交換器３に冷水が供給されることにより、吹出し空気の温度を目標温度範囲内に調整する。なお、図１３に示した各熱源の設定温度は一例であり、これに限定されるものではない。
空調機１００は、吸込み空気の温度および相対湿度から露点温度と湿球温度とを算出することでいずれの運転モードで運転するかを選択し、選択した運転モードに切り替える。

各運転モードのうち、運転モードＩは、図１３に示す空気線図において、絶対湿度が目標温湿度範囲（Ｒ。図１３では領域ＶＩ）よりも高い範囲である領域Ｉに対応し、冷却除湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＩＩは、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、目標温度範囲（Ｒｔ）と目標湿度範囲（Ｒｈ）の上限つまりは目標温湿度範囲（Ｒ）の上限を示す点Ｐ１２を通る湿球線よりも、同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲である領域ＩＩに対応し、顕熱冷却が必要なモードとして設定されている。この運転モードＩＩは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転が不要な顕熱冷却モードである。

運転モードＩＩＩは、点Ｐ１２を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が低い範囲であって、且つ、目標温度範囲（Ｒｔ）と目標湿度範囲（Ｒｈ）の下限つまりは目標温湿度範囲（Ｒ）の下限を示す点Ｐ１３を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲である領域ＩＩＩに対応し、ダンパ制御が必要なモードとして設定されている。この運転モードＩＩＩは、第３実施形態で説明した図１０の実施例その３に対応し、散水装置２の冷却／加熱が不要で散水による断熱加湿とダンパ制御とで目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を供給できるモードである。なお、運転モードＩＩＩの場合、点Ｐ１２を通る湿球線と点Ｐ１３を通る湿球線とを含んだ領域として設定されている。

運転モードＩＶは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、同一の絶対湿度における乾球温度が目標温湿度範囲（Ｒ）よりも低い範囲である領域ＩＶに対応し、加熱が必要なモードとして設定されている。この運転モードＩＶは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転が不要なモードである。

運転モードＶは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１１を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が低い範囲である領域Ｖに対応し、加熱加湿が必要なモードとして設定されている。

運転モードＶＩは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）内であって、且つ、乾球温度が目標温湿度範囲（Ｒ）内である領域ＶＩ、つまりは、目標温湿度範囲（Ｒ）に対応し、送風が必要なモードとして設定されている。この運転モードＶＩは、第１実施形態で説明した散水装置２の運転や二次処理による加熱や冷却が不要であり、送風のみで空調を行うことができるモードである。

運転モードＶＩＩは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１１を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が高く、点Ｐ１２を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が低い範囲である領域ＶＩＩに対応し、散水装置２の冷却／加熱が不要で散水による断熱加湿とダンパ制御と加熱が必要なモードとして設定されている。

運転モードＶＩＩＩは、空気線図において、絶対湿度が目標湿度範囲（Ｒｈ）よりも低い範囲であって、且つ、点Ｐ１２を通る湿球線よりも同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲である領域ＶＩＩＩに対応し、ダンパ制御と加湿冷却が必要なモードとして設定されている。
なお、目標温湿度範囲（Ｒ）の設定によっては、空気線図中に存在しなくなる領域もある。また、例えば領域Ｖと領域ＶＩＩの境界となる湿球線をいずれの領域に含めるかは、適宜設定すればよい。

このように、本実施形態の空調機１００は、運転モードを予め区分けしておくことにより、例えば吸込み空気の状態が図１３に示す領域ＩＩＩであった場合には、第３実施形態にて説明したように散水装置２の冷却／加熱が不要で散水による断熱加湿とダンパ制御により目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を供給できることを把握できる。これにより、二次熱交換器３の運転が不要となり、負荷を低減することができる。

また、吸込み空気の状態が図１３に示す領域ＶＩＩであった場合には、第３実施形態にて説明したように、散水装置２の冷却／加熱が不要で散水による断熱加湿とダンパ制御と加熱で目標温湿度範囲（Ｒ）内の空気を供給でき、飽和状態の空気を加熱する場合に比べて負荷を低減することができる。
また、吸込み空気の状態が図１３に示す領域ＩＩまたは領域ＩＶであった場合には、第１実施形態にて説明したように散水装置２の運転を行わないことで負荷を低減することができる。

このように、吸込み空気の温度および湿度に基づいて負荷を低減することができる運転モードを特定することができる。そして、特定した運転モードで運転することにより、負荷を低減することができる。また、誤って散水装置２を運転させてしまうことが防止されるため、散水装置２を不用意に運転してしまい、温度および湿度を再調整するために不要な負荷が発生させてしまうことを防止できる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にて例示したものに限定されることなく、その範囲を逸脱しない範囲で任意に例えば以下のように変形あるいは拡張することができる。
実施形態で示した数値はいずれも例示であり、これに限定されない。
第４実施形態の図１３に示す領域ＩＩＩにおいて目標温湿度範囲（Ｒ）よりも同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲では、第１実施形態と同様に散水装置３を停止して二次熱交換器３により冷却することによっても目標温湿度範囲（Ｒ）内に遷移させることができる。

ただし、吸込み空気の状態によっては、つまりは、加熱または冷却のいずれが必要になるかによっては、第４実施形態のように散水装置２を運転し、ダンパ制御によって目標温湿度範囲（Ｒ）内に遷移させる方が、負荷が小さくなることも想定される。そのため、領域ＩＩＩにおいて目標温湿度範囲（Ｒ）よりも同一の絶対湿度における乾球温度が高い範囲を仮想的に領域ＩＩＩ’とし、いずれの制御を行うのかを選択可能としてもよい。

以上、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１、１００は空調機（水・空気接触型空気調和機）、２は散水装置（水・空気接触器）、３は二次熱交換器（二次処理用熱交換器）、１０１はバイパス部、１０２はバイパス側ダンパ、１０３は水接触側ダンパを示す。

Claims (5)

1. 水・空気接触器を有し、吸込み空気に冷温水を接触させることにより目標絶対湿度の飽和状態にする一次処理と、飽和状態とした空気を二次処理用熱交換器にて冷却または加熱することにより目標相対湿度にする二次処理とを実行可能であり、予め設定された目標温湿度範囲内で恒温恒湿空調する水・空気接触型空気調和機の制御方法であって、
   吸込み空気の絶対湿度が目標湿度範囲内にあるとき、前記一次処理を停止し、前記二次処理用熱交換器による冷却または加熱によって吹出し空気の乾球温度を目標温度範囲内に調整することを特徴とする水・空気接触型空気調和機の制御方法。
2. 吸込み空気の温度および湿度を測定し、空気線図に基づいて当該吸込み空気を目標温湿度範囲内まで遷移させる際の運転モードを冷却除湿、顕熱冷却、冷却加湿、断熱加湿、加熱、加熱加湿、および送風のいずれかのモードに切り替えるとともに、各運転モードにおける一次処理および二次処理での冷却または加熱の要否を各運転モードで個別に設定可能としたことを特徴とする請求項１記載の水・空気接触型空気調和機の制御方法。
3. 水・空気接触器を有し、吸込み空気に冷温水を接触させることにより目標絶対湿度の飽和状態にする一次処理と、飽和状態とした空気を二次処理用熱交換器にて冷却または加熱することにより目標相対湿度にする二次処理とを実行可能であり、予め設定された目標温湿度範囲内で恒温恒湿空調する水・空気接触型空気調和機の制御方法であって、
   前記水・空気接触型空気調和機には、前記水・空気接触器を経由せずに前記二次処理用熱交換器まで空気を導入するバイパス部、前記バイパス部を流れる空気の量を調整するバイパス側ダンパ、および前記水・空気接触器側を流れる空気の量を調整する水接触側ダンパが設けられており、
   前記水接触側ダンパおよび前記バイパス側ダンパの開度を制御して前記水・空気接触器を経由する空気と前記バイパス部を経由する空気との混合させることにより、あるいは、前記水・空気接触器を経由する空気と前記バイパス部を経由する空気との混合させた後に二次処理を施すことにより、吹出し空気が目標温湿度範囲内となるように調整することを特徴とする水・空気接触型空気調和機の制御方法。
4. 吸込み空気の温度および湿度を測定し、当該吸込み空気を目標温湿度範囲内まで遷移させる際の運転モードを空気線図に基づいて冷却除湿、顕熱冷却、加熱、加熱加湿、ダンパ制御と冷却加湿、ダンパ制御と断熱加湿、ダンパ制御と断熱加湿と加熱、および送風のいずれかのモードに切り替えるとともに、各運転モードにおける一次処理および二次処理での冷却または加熱の要否を各運転モードで個別に設定可能としたことを特徴とする請求項３記載の水・空気接触型空気調和機の制御方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載の制御方法を用いたことを特徴とする水・空気接触型空気調和機。

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