JP2018009753A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】空調対象空間の環境条件（湿度及び温度）に対応させ易い空調システムを提供する。
【解決手段】除湿ユニット（20）では、蒸発器（26）及び放熱器（22）が第１冷媒回路（30）を構成している。再熱ユニット（40）は、除湿ユニット（20）の蒸発器（26）によって除湿された後の空気を第２冷媒によって加熱する加熱器（46）を有し、加熱後の空気を空調対象空間（S1）に供給する。この再熱ユニット（40）は、除湿ユニット（20）の蒸発器（26）が除湿する前の空気を予冷する予冷器（42）を更に有し、加熱器（46）と予冷器（42）とによって第２冷媒回路（50）が構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調システムに関するものである。

植物工場内の栽培室には、栽培室内の空気を調和する手段としての空気調和機の他、植物に光を照射する照明機器等が設置されている。栽培室は、比較的高温多湿であるため、空気調和機は、室内に対し冷房除湿運転を行う。

近年、消費電力を低減させる観点から、照明機器として、蛍光灯よりも消費電力の小さいＬＥＤが利用されつつある。同程度の明るさ（光量）で比較した場合、ＬＥＤは、蛍光灯よりも熱負荷が小さい。これに対し、空気調和機は、室内の温度に応じて運転を行うことが一般的である。すると、冷房除湿運転時、室内の湿度が所望の湿度に達していない状態で、上記室内の温度が先に所望の温度に達してしまうことがある。この場合、空気調和機は、上記室内の湿度が所望の湿度に達せずとも冷房除湿運転を停止し、上記室内の除湿化はこれ以上進まなくなることがある。

これに対し、上記室内に、特許文献１に示すような再熱除湿式の空気調和機を設置することが考えられる。

特開２０１３−２０４９３７号公報

上記特許文献１に示すように、再熱除湿式の空気調和機では、除湿器と再熱器とが１つの筐体内に存在しており、そのサイズも予め定められている。それ故、除湿器及び再熱器の除湿能力が、再熱除湿式の空気調和機の空調対象空間（例えば栽培室）の環境条件（湿度及び温度）に適しているとは言い難い。

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、空調対象空間の環境条件に対応させ易い空調システムを提供することである。

第１の発明は、第１冷媒によって空気を除湿する蒸発器（26）、及び、該蒸発器（26）と接続されて第１冷媒回路（30）を構成する放熱器（22）、を有する除湿ユニット（20）と、上記除湿ユニット（20）の上記蒸発器（26）によって除湿された後の空気を第２冷媒によって加熱する加熱器（46）を有し、加熱後の空気を空調対象空間（S1）に供給する再熱ユニット（40）とを備え、上記再熱ユニット（40）は、上記除湿ユニット（20）の上記蒸発器（26）が除湿する前の空気を予冷する予冷器（42）、を更に有し、上記加熱器（46）と上記予冷器（42）とが接続され、上記第２冷媒が循環する第２冷媒回路（50）が構成されていることを特徴とする空調システムである。

ここでは、空気を除湿する蒸発器（26）と、除湿後の空気を加熱する加熱器（46）とが、別々の冷媒回路（30,50）且つ別々のユニット（20,40）に備えられている。これにより、空調対象空間（S1）の環境に応じて各ユニット（20,40）の台数等を変えることにより、除湿能力及び再熱能力それぞれを空調対象空間（S1）に合致するように細かく調節することができる。従って、空調対象空間（S1）の環境条件（湿度及び温度）に対応させ易い空調システム（10）を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）に近づき、且つ、上記再熱ユニット（40）から吹き出された加熱後の空気の温度が目標温度（T_SA）に近づくように、上記除湿ユニット（20）及び上記再熱ユニット（40）それぞれの運転を制御する制御部（60）、を更に備え、上記制御部（60）は、上記目標絶対湿度（absH_SA）と、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小に応じて、上記第１冷媒の蒸発温度、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数、の少なくとも１つを制御する。

目標絶対湿度（absH_SA）と除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小の結果は、空調対象空間（S1）の潜熱負荷の変動の有無とその程度を表す指標と言える。即ち、ここでは、空調システム（10）が運転している間の空調対象空間（S1）における潜熱負荷変動に応じて、第１冷媒の蒸発温度等の少なくとも１つが制御されることにより、除湿能力が調整される。従って、空調対象空間（S1）内の温度及び湿度は、できる限り目標温度（T_SA）及び目標絶対湿度（absH_SA）付近に近づくことができる。

第３の発明は、第２の発明において、上記制御部（60）は、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が上記目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さい場合、上記第１冷媒の蒸発温度を上げる制御、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量を増加させる制御、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を減少させる制御、の少なくとも１つを行う。

除湿後の空気の絶対湿度（absHc）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さい場合は、潜熱負荷が変動しているがその程度は減少傾向にあることを表す。この場合、第１冷媒の蒸発温度を上げる制御、除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の風量を増加させる制御、除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を減少させる制御の少なくとも１つが行われる。これらの制御は、いずれも空調システム（10）の除湿能力を低下させる制御である。これにより、空調対象空間（S1）がさほど除湿せずとも良い環境である場合においても、空調システム（10）は、空調対象空間（S1）内の湿度を目標の値に近づけることができる。

第４の発明は、第２の発明または第３の発明において、上記制御部（60）は、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が上記目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きい場合、上記第１冷媒の蒸発温度を下げる制御、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量を減少させる制御、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を増加させる制御、の少なくとも１つを行う。

除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きい場合は、潜熱負荷が変動しておりその程度が増加傾向にあることを表す。この場合、第１冷媒の蒸発温度を下げる制御、除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の風量を減少させる制御、除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を増加させる制御の少なくとも１つが行われる。これらの制御は、いずれも空調システム（10）の除湿能力を増大させる制御である。これにより、空調対象空間（S1）が積極的な除湿を必要としている環境である場合においても、空調システム（10）は、空調対象空間（S1）内の湿度を目標の値に近づけることができる。

本発明によれば、空調対象空間（S1）の環境条件（湿度及び温度）に対応させ易い空調システム（10）を提供することができる。

図１は、実施形態１の空調システムの構成を模式的に示す図である。 図２は、空調システムが行う動作内容を表す表である。 図３は、実施形態２の空調システムの構成を模式的に示す図である。 図４は、実施形態３の空調システムの構成を模式的に示す図である。 図５は、従来方式と実施形態３との各空気線図を比較する図である。 図６は、従来方式であるヒータ再熱式の空調システムの構成を模式的に示す図である。 図７は、従来方式である再熱除湿式の空調システムの構成を模式的に示す図である。

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。なお、以下の実施形態は、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。

≪実施形態１≫
＜概要＞
本実施形態１に係る空調システム（10）は、加湿量が比較的大きい環境の空気を調和するシステムである。本実施形態では、空調システム（10）が、植物や果実等の植物を栽培する植物工場の栽培室（S1）（空調対象空間に相当）内の温度及び湿度を適切にするために、植物工場に構築される場合を例に採る。

ここで、図１に示すように、植物工場の屋外と室内（S1,S2）とは、壁面（11）によって隔てられている。更に、植物工場の内部には、栽培室（S1）と空調室（S2）とがあり、これらの部屋（S1,S2）は、壁面（12）によって区切られている。空調室（S2）とは、空調システム（10）の構成機器の一部分を設置するための部屋である。壁面（12）には、空調システム（10）の再熱ユニット（40）における予冷機（41）の吸い込み口、及び、再熱ユニット（40）における暖房機（45）の吹き出し口それぞれと連通する通風孔（図示せず）が形成されている。栽培室（S1）は、栽培対象となる植物が設置された部屋である。壁面（12）の通風孔を介して、栽培室（S1）内の空気は、栽培室（S1）と空調室（S2）との間を行き来する。

なお、図示していないが、栽培室（S1）内には、栽培棚が設置され、栽培棚には、植物を育成するための栽培ベッドが複数載置されている。栽培棚には、各栽培ベッドに向けて光を照射する照明機器が設置されている。

＜構成＞
図１に示すように、空調システム（10）は、除湿ユニット（20）と、再熱ユニット（40）と、統括コントローラ（60）（制御部に相当）とを備える。

なお、図１では、除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）がそれぞれ１台ずつである場合を例示している。しかし、除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）の各台数は、１以上であれば良く、複数台設置されてもよい。

−除湿ユニット−
除湿ユニット（20）は、冷房除湿運転を行うためのものであって、室外機（21）と室内機（25）とを有する。

室外機（21）は、植物工場の屋外に設置されており、室外熱交換器（22）、室外ファン（23）、圧縮機（図示せず）等を有する。室内機（25）は、空調室（S2）に設置されており、室内熱交換器（26）及び室内ファン（27）等を有する。

室外熱交換器（22）及び室内熱交換器（26）は、冷媒配管を介して接続されており、これにより第１冷媒回路（30）が形成されている。第１冷媒回路（30）内を第１冷媒が循環することにより、冷房除湿運転時、室外熱交換器（22）は第１冷媒の放熱器として機能し、室内熱交換器（26）は第１冷媒の蒸発器として機能する。つまり、冷房除湿運転時、第１冷媒は、室外熱交換器（22）では室外の空気に放熱を行い、室内熱交換器（26）では、室内機（25）が吸い込んだ空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内熱交換器（26）では、空気は冷やされ除湿され、室内機（25）から空調室（S2）内には、除湿後の空気が吹き出される。

―再熱ユニット―
再熱ユニット（40）は、暖房運転を行うためのものであって、予冷機（41）と暖房機（45）とを有する。予冷機（41）及び暖房機（45）は、いずれも空調室（S2）に設置されている。

予冷機（41）は、予冷用熱交換器（42）、予冷用ファン（43）、圧縮機（図示せず）等を有し、暖房機（45）は、暖房用熱交換器（46）及び暖房用ファン（47）等を有する。

予冷用熱交換器（42）及び暖房用熱交換器（46）は、冷媒配管を介して接続されており、これにより第２冷媒回路（50）が形成されている。第２冷媒回路（50）内を第２冷媒が循環することにより、暖房運転時、予冷用熱交換器（42）は第２冷媒の蒸発器として機能し、暖房用熱交換器（46）は第２冷媒の放熱器として機能する。

予冷機（41）は、栽培室（S1）内の空気（RA）を取り込むと、これを予冷用熱交換器（42）にて冷却し、冷却後の空気を空調室（S2）内に吹き出す。予冷機（41）から吹き出された冷却後の空気は、概ね除湿ユニット（20）の室内機（25）に吸い込まれる。

暖房機（45）は、空調室（S2）内の空気、特に、除湿ユニット（20）の室内機（25）から吹き出された冷房除湿後の空気を取り込むと、これを加熱器である暖房用熱交換器（46）にて第２冷媒によって加熱する。暖房機（45）は、加熱後の空気を、栽培室（S1）に吹き出す。

即ち、本実施形態の空調システム（10）は、セパレートタイプの空気調和装置が２台組み合わせることで構成されていると言える。上述した除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）の構成により、栽培室（S1）内の空気は、空調室（S2）にて、予冷機（41）による冷却処理、室内機（25）による冷房除湿処理、暖房機（45）による加熱処理をこの順にされ、その後栽培室（S1）に戻される。予冷機（41）に着目すると、除湿ユニット（20）の室内機（25）における室内熱交換器（26）が冷房除湿する前の空気を、予め冷却しているため、予冷機（41）における空気の冷却を「予冷」と云う。即ち、栽培室（S1）内の空気は、予冷機（41）及び室内機（25）で冷房除湿され、その後暖房機（45）で再熱される。

−統括コントローラ−
統括コントローラ（60）は、メモリ及びＣＰＵで構成されるマイクロコンピュータであって、除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）と電気的に接続されている。メモリ内に格納されているプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで、統括コントローラ（60）は、除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）の運転動作を制御する。

特に、本実施形態に係る統括コントローラ（60）は、基本制御として、除湿ユニット（20）から吹き出された空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）に近づき、且つ、再熱ユニット（40）から吹き出された加熱後の空気の温度が目標温度（T_SA）に近づくように、除湿ユニット（20）及び再熱ユニット（40）それぞれの運転を制御する。

以下、暖房機（45）から栽培室（S1）に供給される吹き出し空気を“SA”として、統括コントローラ（60）の基本制御について具体的に説明する。

先ず、吹き出し空気（SA）の目標温度（T_SA）及び目標湿度（H_SA）が決定されているとする。統括コントローラ（60）は、目標温度（T_SA）及び目標湿度（H_SA）に基づいて、目標絶対湿度（absH_SA）を算出する。統括コントローラ（60）は、除湿ユニット（20）の室内機（25）が再熱ユニット（40）の暖房機（45）に吹き出す空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）となるように、例えば第１冷媒の温度制御や室内ファン（27）の運転制御等を行う。更に、統括コントローラ（60）は、再熱ユニット（40）の暖房機（45）が吹き出す空気（SA）の温度が目標温度（T_SA）となるように、例えば第２冷媒の温度制御や暖房用ファン（47）の運転制御等を行う。

＜空調負荷変動に対する運転制御＞
上記基本制御が実行されていても、例えば栽培中の植物の蒸散の程度の変化等の様々な原因により、空調システム（10）の空調負荷が変動する場合がある。空調負荷の変動には、顕熱負荷の変動と、潜熱負荷の変動とが含まれる。

顕熱負荷の変動に対しては、統括コントローラ（60）は、再熱ユニット（40）の吹き出し空気（SA）が目標温度（T_SA）となるように、再熱ユニット（40）の運転制御を行う。即ち、顕熱負荷の変動については、上記基本制御が引き続き行われる。

−潜熱負荷の変動に対する運転制御−
潜熱負荷の変動に対しては、統括コントローラ（60）は、図２に示す制御を行う。

図２は、潜熱負荷変動時に統括コントローラ（60）が行う制御内容の一覧表である。図２の縦項目には、潜熱負荷変動の有無と変動有りの場合はその状態（減少または増加）とが表され、横項目には、統括コントローラ（60）の制御パラメータが並べられている。

先ず、統括コントローラ（60）は、目標絶対湿度（absH_SA）と、除湿ユニット（20）の室内機（25）が吹き出す除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小に応じて、潜熱負荷の変動が生じているか否かを判断する。具体的に、統括コントローラ（60）は、絶対湿度（absHc）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さい場合（absH_C＜absH_SA）、潜熱負荷が変動しておりその程度は減少していると判断する。統括コントローラ（60）は、絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きい場合（absH_C＞absH_SA）、潜熱負荷が変動しておりその程度は増加していると判断する。統括コントローラ（60）は、絶対湿度（absH_C）と目標絶対湿度（absH_SA）とが同程度の場合（absH_C＝absH_SA）、潜熱負荷の変動は生じていないと判断する。

目標絶対湿度（absH_SA）と絶対湿度（absH_C）との大小から潜熱負荷の有無等を判断した後、統括コントローラ（60）は、その判断結果に応じて、第１冷媒回路（30）を循環する第１冷媒の蒸発温度、室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量の、少なくとも１つを制御する。図１では、説明の便宜上、除湿ユニット（20）が１台の場合を例示しているが、除湿ユニット（20）が複数台ある場合の統括コントローラ（60）は、上記判断結果に応じて、第１冷媒の蒸発温度の制御、室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量の制御に加え、除湿ユニット（20）の運転台数を変更する制御のうちの、少なくとも１つを行っても良い。

なお、除湿ユニット（20）の運転台数を変更する制御として、サーモオンさせる台数を変更する制御であってもよい。

具体的に、絶対湿度（absHc）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さいことから潜熱負荷が減少していると判断した場合（absHc＜absH_SA）、統括コントローラ（60）は、第１冷媒の蒸発温度を上げる制御、除湿ユニット（20）の室内機（25）に含まれる室内ファン（27）の回転速度を上げて除湿後の空気の風量を増加させる制御、除湿ユニット（20）の運転台数を減少させる制御、のうち少なくとも１つを行う。

第１冷媒の蒸発温度が上がることにより、除湿ユニット（20）の潜熱処理（除湿）能力は低下する。除湿ユニット（20）の室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量が増加すると、室内熱交換器（26）を通る風速が上がり、その結果空気が室内熱交換器（26）と接している時間が短くなることで空気の温度が下がらなくなるため、露点との差が小さくなり除湿能力は低下する。運転している除湿ユニット（20）の台数が減少することにより、空調システム（10）の全体的な除湿能力は低下する。

以上のように、空調システム（10）の除湿能力が低下することにより、潜熱負荷の減少している栽培室（S1）内の温度及び湿度は、目標温度（T_SA）及び目標湿度（H_SA）に近づくことができる。即ち、本実施形態１に係る空調システム（10）は、実際の栽培室（S1）内がさほど除湿せずとも良い（潜熱負荷が減少している）場合に対応できる。

絶対湿度（absHc）と目標絶対湿度（absH_SA）とが同程度であることから潜熱負荷の変動は生じていないと判断した場合（absH_C＝absH_SA）、統括コントローラ（60）は、第１冷媒の蒸発温度、室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量、除湿ユニット（20）の運転台数の全てに対し、変化させることなく現状を維持させる制御を行う。

絶対湿度（absHc）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きいことから潜熱負荷が増加していると判断した場合（absH_C＞absH_SA）、統括コントローラ（60）は、第１冷媒の蒸発温度を下げる制御、除湿ユニット（20）の室内機（25）に含まれる室内ファン（27）の回転速度を下げて除湿後の空気の風量を減少させる制御、除湿ユニット（20）の運転台数を増加させる制御、のうち少なくとも１つを行う。

第１冷媒の蒸発温度が下がることにより、除湿ユニット（20）の潜熱処理（除湿）能力は上昇する。除湿ユニット（20）の室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量が減少すると、室内熱交換器（26）を通る風速が下がり、その結果空気が室内熱交換器（26）と接している時間が長くなることで空気の温度が下がるため、露点との差が大きくなり除湿能力は上昇する。運転している除湿ユニット（20）の台数を増加することにより、空調システム（10）の全体的な除湿能力は上昇する。

以上のように、空調システム（10）の除湿能力が上昇することにより、潜熱負荷の増加している栽培室（S1）内の温度及び湿度は、目標温度（T_SA）及び目標湿度（H_SA）に近づくことができる。即ち、本実施形態１に係る空調システム（10）は、実際の栽培室（S1）内が積極的な除湿を必要としている（潜熱負荷が増加している）場合に対応できる。

なお、第１冷媒の蒸発温度、室内機（25）から吹き出される除湿後の空気の風量、除湿ユニット（20）の運転台数のうち、どの制御パラメータの変化を優先させるかや、変化させる制御パラメータの組合せ、変化させる度合等は、実際の栽培室（S1）の環境等に応じて、予め適宜決定されていてもよい。

＜効果＞
本実施形態１では、空気を除湿する室内熱交換器（26）（蒸発器）を含む室内機（25）と、除湿後の空気を加熱する暖房用熱交換器（46）（加熱器）を含む暖房機（45）とが、別々の冷媒回路（30,50）且つ別々のユニット（20,40）に備えられている。これにより、栽培室（S1）の環境に応じて各ユニット（20,40）の台数等を変えることにより、除湿能力及び再熱能力それぞれを栽培室（S1）に合致するように細かく調節することができる。従って、空調システム（10）は、栽培室（S1）の環境条件（湿度及び温度）に対応させ易いものとなっている。

また、本実施形態１では、目標絶対湿度（absH_SA）と除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小に応じて、第１冷媒の蒸発温度、除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量、除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数、の少なくとも１つが制御される。目標絶対湿度（absH_SA）と除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小の結果は、栽培室（S1）の潜熱負荷の変動の有無とその程度を表す指標である。つまり、空調システム（10）は、栽培室（S1）における潜熱負荷変動に応じて、上記制御の少なくとも１つを行うと言える。これにより、除湿能力が調整され、栽培室（S1）内の温度及び湿度は、できる限り目標温度（T_SA）及び目標絶対湿度（absH_SA）付近に近づくことができる。

具体的に、除湿後の空気の絶対湿度（absHc）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さい場合とは、潜熱負荷変動が生じておりその程度が減少傾向にある場合に相当する。この場合、空調システム（10）は、第１冷媒の蒸発温度を上げる制御、除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量を増加させる制御、除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を減少させる制御、の少なくとも１つを行う。これらの制御は、いずれも空調システム（10）の除湿能力を低下させる制御である。これにより、栽培室（S1）がさほど除湿せずとも良い環境である場合においても、空調システム（10）は、栽培室（S1）内の湿度を目標の値（H_SA）に近づけることができる。

逆に、除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きい場合とは、潜熱負荷変動が生じておりその程度が増加傾向にある場合に相当する。この場合、空調システム（10）は、第１冷媒の蒸発温度を下げる制御、除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の風量を減少させる制御、除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を増加させる制御の少なくとも１つを行う。これらの制御は、いずれも空調システム（10）の除湿能力を増大させる制御である。これにより、栽培室（S1）内が積極的な除湿を必要としている環境である場合においても、空調システム（10）は、栽培室（S1）内の湿度を目標の値（H_SA）に近づけることができる。

≪実施形態２≫
図３は、実施形態２に係る空調システム（10）の構成を模式的に示す図である。

図３に示すように、本実施形態２では、空調室（S2）の内部が、壁面（11）から室内機（25）を挟んで壁面（12）まで延びる仕切り部材（13）によって、２つの空間に区画されている。

上記仕切り部材（13）以外の植物工場内の間取り及び空調システム（10）の構成は、図１と同様である。従って、図３では、上記実施形態１と同じ構成要素については、図１と同様の符合を付している。

上記仕切り部材（13）により、再熱ユニット（40）の予冷機（41）から吹き出された空と、除湿ユニット（20）の室内機（25）から吹き出された空気とは、混合しにくくなっている。即ち、仕切り部材（13）の存在により、室内機（25）は、予冷機（41）から吹き出された他空気と混ざっていない空気を確実に吸い込むことができ、暖房機（45）は、室内機（25）から吹き出された他空気と混ざっていない空気を確実に吸い込むことができる。

このような本実施形態２の空調システム（10）は、上記実施形態１と同様の効果を奏することができる。更に、本実施形態２の空調システム（10）は、上記実施形態１よりも栽培室（S1）内の実際の環境（温度及び湿度）に即した運転を行うことができ、栽培室（S1）内の温度及び湿度を、上記実施形態１よりも精度良く目標温度（T_SA）及び目標湿度（H_SA）に近づけることができる。

≪実施形態３≫
図４は、実施形態３に係る空調システム（10）の構成を模式的に示す図である。

本実施形態３では、植物工場の内部が、空調室と栽培室とに区画されておらず、植物を育てるスペースと空調システム（10）を構成する殆どの機器の設置スペースとは、同じ室内（S3）に存在する。

空調システム（10）の構成は上記実施形態１，２と同様であるため、上記実施形態１，２と同じ構成要素には図１，２と同様の符合を付している。つまり、空調システム（10）は、除湿ユニット（20）、再熱ユニット（40）及び統括コントローラ（60）を備える。

屋外には、除湿ユニット（20）の室外機（21）が設置されている。室内には、除湿ユニット（20）の室内機（25）、再熱ユニット（40）の予冷機（41）及び暖房機（45）、統括コントローラ（60）が、設置されている。

特に、本実施形態３では、予冷機（41）の吹き出し口と室内機（25）の吸い込み口とが、ダクト（15）を介して接続されている。室内機（25）の吹き出し口と暖房機（45）の吸い込み口とが、ダクト（16）を介して接続されている。

これにより、室内（S3）の空気は、先ずは再熱ユニット（40）の予冷機（41）に吸い込まれ（空気（RA））、冷やされる。予冷機（41）にて冷やされた空気は、ダクト（15）を通過して除湿ユニット（20）の室内機（25）に吸い込まれ、室内機（25）にて除湿される。室内機（25）にて除湿された空気は、ダクト（16）を通過して再熱ユニット（40）の暖房機（45）に吸い込まれ、暖房機（45）にて加熱される。暖房機（45）にて加熱された空気は、室内（S3）に供給される（空気（SA））。

このように、ダクト（15,16）を介して、予冷機（41）、室内機（25）及び暖房機（45）が順に接続されていることにより、予冷機（41）から吹き出された空気が他の空気と混ざり合った状態で室内機（25）に吸い込まれたり、室内機（25）から吹き出された空気が他の空気と混ざり合った状態で暖房機（45）に吸い込まれたりする可能性を、上記実施形態１，２よりも低くすることができる。従って、実施形態３の空調システム（10）は、上記実施形態１，２よりも空調効率が向上する。

各ユニット（20,40）が上記動作を行う際、統括コントローラ（60）は、上記実施形態１で説明した空調負荷変動に対する運転制御を行う。

−従来方式と実施形態３に係る方式との比較−
図５を用いて、従来方式の空気状態遷移と、本実施形態３の空気状態遷移とを比較する。図５では、従来方式の空気線図と本実施形態３の空気線図とを並べて表している。

従来方式とは、図６に示すヒータ再熱式の空調システム、及び、図７に示す再熱除湿式の空調システムである。

図６のヒータ再熱式の空調システム（100）は、屋外に設置された室外機（101）と、室内（S3）に設置された室内機（102）及びヒータ（103）とを備える。室外機（101）と室内機（102）とは冷媒配管によって接続されており、室内機（102）は、室内（S3）の空気を吸い込むと（空気（RA））、これを冷房除湿する。室内機（102）が吹き出した冷房除湿後の空気は、ヒータ（103）にて加熱された後、室内（S3）に供給空気（SA）として供給される。

図７の再熱除湿式の空調システム（200）は、屋外に設置された室外機（201）と、室内（S3）に設置された室内機（202）とを備える。室外機（201）と室内機（202）とは冷媒配管によって接続されている。室内機（202）は、冷房除湿用熱交換器（204）と、再熱用熱交換器（205）とを有する。室内機（202）が吸い込んだ室内（S3）の空気は（空気（RA））、冷房除湿用熱交換器（204）にて冷房除湿され、次いで再熱用熱交換器（205）にて加熱され、その後室内（S3）に供給空気（SA）として供給される。

このような従来方式の空調システム（100,200）の空気線図が、図５の左側グラフにて表されている。“Ｑ_０”は、室内負荷であって、供給空気（SA）から吸い込み空気（RA）まで延びる矢印で表されている。“Ｑ_１”は、室内機（102,202）での冷房除湿の熱量であって、“Ｑ_２”は、ヒータ（103）または再熱用熱交換器（205）での加熱の熱量を表す。図６のヒータ再熱式の場合、熱量Ｑ_１と熱量Ｑ_２とを合計した分の比エンタルピーが、いわゆる仕事量となる（Ｑ_１’＋Ｑ_２’）。図７の再熱除湿式の場合、再熱用熱交換器（205）は冷房除湿用熱交換器（204）にて排出される熱を利用するため、熱量Ｑ_１のみの比エンタルピーが、いわゆる仕事量となる（Ｑ_１’）。つまり、図７の再熱除湿式では、図６のヒータ再熱式よりも空気の状態遷移にて必要とされるエネルギーが少ないことが分かる。

しかし、図７の再熱除湿式では、空調システム（200）の構成及び空調システム（200）の設置工事が図６のヒータ再熱式よりも複雑となる。特に、図７の再熱除湿式では、空調システム（200）の設置環境に即したサイズの熱交換器（204,205）それぞれを、予め室内機（202）に搭載しておかなければならない。そのため、図７の再熱除湿式では、様々な設置環境を想定し、想定した各設置環境に対応できる空調システム（200）を予め揃えておかなければならない。それ故、設置環境に最適な空調システム（200）が必ずしも存在するとは限らない。

これに対し、本実施形態３の空調システム（10）の空気線図は、図５の右側グラフにて表されている。“Ｑ_０”は、室内負荷であって、供給空気（SA）から吸い込み空気（RA）まで延びる矢印で表されている。“Ｑ_Ａ”は、再熱ユニット（40）の予冷機（41）での予冷熱量、“Ｑ_Ｂ”は、除湿ユニット（20）の室内機（25）での冷房除湿熱量、“Ｑ_C”は、再熱ユニット（40）の暖房機（45）での加熱熱量を表す。室内機（25）は、予冷機（41）にて排出される熱（冷気）を利用して空気（RA）を更に冷房、つまりは一旦冷却された空気を更に冷却するため、熱量Ｑ_Ｂのみの比エンタルピーは、従来方式における冷房除湿の熱量Ｑ_１の比エンタルピーよりも小さくなる。更に、予冷熱量Ｑ_Ａと加熱熱量Ｑ_Ｃとは矢印の向きが真逆であるものの、大きさは同程度である。そのため、空調システム（10）では、熱量Ｑ_Ｂに、熱量Ｑ_Ａ及び熱量Ｑ_Ｃのいずれか一方を加味した分の比エンタルピーが、いわゆる仕事量となる（Ｑ_Ｂ’＋Ｑ_Ｃ’）。この仕事量は、図７の再熱除湿式の場合の上記仕事量（Ｑ_１’）と同程度であることから、本実施形態３の空調システム（10）の空気状態遷移にて必要とされるエネルギーは、図７の再熱除湿式の場合と同程度と言える。

しかし、上記実施形態１でも述べたように、空調システム（10）は、除湿ユニット（20）の室内機（25）及び再熱ユニット（40）の暖房機（45）の各設置数を、設置環境の条件（温度及び湿度）に応じて適宜決定することができる。例えば設置環境に応じて、除湿ユニット（20）の室内機（25）の台数を多くしたり、再熱ユニット（40）の暖房機（45）の台数を少なくしたりすることができる。更に、空調システム（10）は、設置環境の潜熱負荷変動に応じて除湿能力を上下させることができる。このように、本実施形態３の空調システム（10）は、設置環境に対する適合性が、図７の再熱除湿式よりも高い。それ故、空調システム（10）は、例えば植物工場の栽培室（S1）のように、設置される照明機器の種類に応じて熱負荷が変化したり育てる植物の種類に応じて蒸散量が異なったりするような環境においても、当該環境に適した温度及び湿度を提供することができる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態１にて詳述した空調負荷の変動に対する運転制御は、必須ではない。空調負荷変動の発生時、他内容の運転制御が行われても良い。

上記実施形態１にて詳述した空調負荷変動に対する運転制御では、除湿ユニット（20）の室内機（25）の運転台数が変更される制御が含まれているが、当該制御に代えて、または当該制御と共に、再熱ユニット（20）の運転台数が変更される制御が含まれていてもよい。

上記実施形態１〜３では、一例として、空調システム（10）が植物工場に設置される場合について説明した。しかし、空調システム（10）が設置される環境は、植物工場以外であってもよい。

以上説明したように、本発明は、空調対象空間の湿度及び温度を、その空間に応じた目標値に精度良く近づけさせることが必要な空調システムについて有用である。

10 空調システム
20 除湿ユニット
22 室外熱交換器（放熱器）
26 室内熱交換器（蒸発器）
30 第１冷媒回路
40 再熱ユニット
42 予冷用熱交換器（予冷器）
46 暖房用熱交換器（加熱器）
50 第２冷媒回路
60 統括コントローラ（制御部）

Claims (4)

1. 第１冷媒によって空気を除湿する蒸発器（26）、及び、該蒸発器（26）と接続されて第１冷媒回路（30）を構成する放熱器（22）、を有する除湿ユニット（20）と、
   上記除湿ユニット（20）の上記蒸発器（26）によって除湿された後の空気を第２冷媒によって加熱する加熱器（46）を有し、加熱後の空気を空調対象空間（S1）に供給する再熱ユニット（40）と
   を備え、
   上記再熱ユニット（40）は、上記除湿ユニット（20）の上記蒸発器（26）が除湿する前の空気を予冷する予冷器（42）、を更に有し、
   上記加熱器（46）と上記予冷器（42）とが接続され、上記第２冷媒が循環する第２冷媒回路（50）が構成されている
   ことを特徴とする空調システム。
2. 請求項１において、
   上記空調対象空間（S1）に供給される空気の絶対湿度（absH_C）が目標絶対湿度（absH_SA）に近づき、且つ、上記空調対象空間に供給される空気の温度が目標温度（T_SA）に近づくように、上記除湿ユニット及び上記再熱ユニットそれぞれの運転を制御する制御部（60）、
   を更に備え、
   上記制御部（60）は、上記目標絶対湿度（absH_SA）と、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）との大小に応じて、上記第１冷媒の蒸発温度、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数、の少なくとも１つを制御する
   ことを特徴とする空調システム。
3. 請求項２において、
   上記制御部（60）は、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が上記目標絶対湿度（absH_SA）よりも小さい場合、上記第１冷媒の蒸発温度を上げる制御、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量を増加させる制御、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を減少させる制御、の少なくとも１つを行う
   ことを特徴とする空調システム。
4. 請求項２または請求項３において、
   上記制御部（60）は、上記除湿ユニット（20）から吹き出された除湿後の空気の絶対湿度（absH_C）が上記目標絶対湿度（absH_SA）よりも大きい場合、上記第１冷媒の蒸発温度を下げる制御、上記除湿ユニット（20）から吹き出される除湿後の空気の風量を減少させる制御、上記除湿ユニット（20）が複数台である場合にはその運転台数を増加させる制御、の少なくとも１つを行う
   ことを特徴とする空調システム。

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