JP5626365B2 - 外気利用空調システム、その内気ユニット、外気ユニット、積層体 - Google Patents

Description

本発明は、外気を利用する空調システムに関する。

従来、例えば、データセンターや企業のサーバ室等には、多数のサーバ等が設置されている。このようなサーバ室等は多数のサーバの発熱によって室温が上昇し、この室温上昇によってサーバが暴走または故障する可能性がある。このため、サーバ室には部屋全体の温度を一定に維持しておく空調システムが採用されている。また、このような空調システムは、ほぼ常時稼動され、冬季であっても稼動される。

このようなサーバ室等に対する従来の空調システムは、サーバ室の室温の安定を図るために、空調装置から吹き出されてサーバ室内に供給された低温空気（冷気）が、サーバラック内のサーバに接触しながら流れて該サーバを冷却する。それによってサーバの熱で温められた空気（暖気）は、該サーバ室から上記空調装置内に戻され、該空調装置で冷却されて再び上記冷気となって吹出されてサーバ室内に再び冷気が供給される、等という循環方式が取られている。

ここで、例えば、特許文献１，２等に記載の従来技術がある。

特許文献１の発明は、十分な高調波対策を確保しながら、省エネルギー性を優先する運転及び温湿度制御性を優先する運転が可能な空気調和機を提供するものである。

また、特許文献２の発明は、十分な高調波対策を確保しながら、運転台数の変化に伴う室内温度変動を押さえて良好な温度制御性を得ることが出来、しかも省エネルギー性についても十分に考慮した最適な運転が可能な空気調和機を提供するものである。
特許第３３６１４５８号公報 特許第３３２０３６０号公報

ここで、図１４に従来の間接外気冷房システムの一例を示す。

図１４において、間接外気冷房システムは、任意の室内空間を冷却する冷房システムであり、外気を室内空間に流入させることなく外気を冷房に利用するシステムである。この室内空間は、例えば、サーバ装置（コンピュータ装置）等の発熱体２０１を搭載したサーバラック２０２が多数設置されたサーバルーム等である。この様な室内空間は、多数の発熱体２０１による発熱量が多く、冬季であっても冷房が必要である。

尚、上記室内空間は、本例では図示のサーバ設置空間と床下空間と天井裏空間に分けられている。このうち、サーバ設置空間が、上記発熱体２０１を搭載したサーバラック２０２が設置されている空間である。サーバ設置空間の上側には天井、下側には床があり、天井の上の空間が上記天井裏空間、床の下側の空間が上記床下空間である。尚、当然、床や天井には孔が開いており、この孔を介して冷気や暖気がサーバ設置空間に流入／流出する。

図示の間接外気冷房システムは、例えばサーバルーム等からのリターン空気（暖気）を、一般的な空調装置２１０で冷却するが、その前段で外気を利用してリターン空気の温度を下げることで、省エネ化を図るものである。

ここで、図示の冷凍機２１１、エアハンドリングユニット２１２、膨張弁２１３、冷媒管２１４等から成る空調機２１０は、既存の一般的な空調機である。つまり、この空調機２１０は、冷媒を用いて「蒸発器→圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で冷房を行う、一般的な空調機（エアコン等）である。

冷媒が、冷媒管２１４を介して冷凍機２１１、エアハンドリングユニット２１２、膨張弁２１３等を循環する。冷凍機２１１は、圧縮機、凝縮器、ファン（送風機）等を有している。エアハンドリングユニット２１２は蒸発器、ファン（送風機）等を有している。

エアハンドリングユニット２１２は、上記室内空間における床下空間に冷気を送出し、床下空間を介して冷気をサーバ設置空間に供給する。この冷気は上記発熱体２０１を冷却することで暖気となり、この暖気はサーバ設置空間から天井裏空間へと流入する。そして、通常の冷房システムであれば、この暖気は天井裏空間からダクト等を介してエアハンドリングユニット２１２に流入させる。エアハンドリングユニット２１２は、この流入暖気を上記蒸発器で冷却して上記冷気を生成する。

ここで、エアハンドリングユニット２１２は、冷気の温度が所定値（設定値）となるように流入暖気の冷却を行うが、当然、流入暖気の温度が高ければ高いほど、冷却に要する負荷が増大し、消費電力が増大することになる。そこで、省エネの目的で、上記エアハンドリングユニット２１２への流入暖気の温度を下げる為に、図示の間接外気冷房機２２０を設けている。

尚、図示の壁１は、任意の建物の壁であり、この壁１を境にして建物内と建物外とに分けられる。建物内には、上記サーバ等が設置される室内空間だけでなく上記エアハンドリングユニット２１２等が設けられる空間（図示の例では、室内空間の隣接空間であり、例えば機械室等と呼ばれる場合もある）がある。建物内の空気（内気）が、上記冷気と暖気の状態を繰り返しながら、建物内を循環している。建物外の空気（外気）の温度は、例えば夏季以外の季節であれば、暖気状態の内気の温度よりも低いと考えてもよい。

間接外気冷房機２２０は、熱交換器２２１、送風機２２２、送風機２２３、内気ダクト２２４、外気ダクト２２５等を有する。内気ダクト２２４は、その一端が上記天井裏空間側、その他端が上記エアハンドリングユニット２１２側に設けられると共に、途中で熱交換器２２１に接続している。上記天井裏空間側の暖気は、送風機２２２によって内気ダクト２２４内に流入させると共にエアハンドリングユニット２１２側へ排出させるが、途中で熱交換器２２１内を通過することになる。

また、壁１の任意の２箇所に孔を空けて（一方を外気流入孔２２６、他方を外気排出孔２２７と言うものとする）、上記外気ダクト２２５の一端を外気流入孔２２６に接続し、他端を外気排出孔２２７に接続している。また、外気ダクト２２５は途中で熱交換器２２１に接続している。送風機２２３によって外気ダクト２２５に外気を通過させる。すなわち、外気を外気流入孔２２６から流入させると共に外気排出孔２２７から排出させるが、外気は途中で熱交換器２２１内を通過することになる。

上述したように、従来の間接外気冷房システムは、既存の一般的な空調機２１０に対して、間接外気冷房機２２０を新たに追加する形となり、その分、設置スペースが増大することになる。更に、図では簡略化して示したが、ダクト（内気ダクト２２４、外気ダクト２２５）は実際には大きな設置スペースをとるものである。また、比較的小さいとはいえ、送風機２２２と送風機２２３による電力消費量が加わることになる。また、図１４に示すような間接外気冷房機２２０は、設置工事に関して手間が掛かりコストも掛かることになる。

上述したように、熱交換器２２１内を内気（暖気）と外気が通過することになり、熱交換器２２１内において内気（暖気）と外気との熱交換が行われることになる。尚、この熱交換器２２１によれば、外気を内気と遮断して熱交換を行うので、外気に含まれる外気湿度や塵埃、腐食性ガスを室内空間に取り入れないため、サーバ等の電子機器の信頼性が維持される。尚、この様な熱交換器２２１は、既存のものであり、詳細な構成は特に示さない。

上記熱交換器２２１における熱交換によって内気の温度が下がれば、上記エアハンドリングユニット２１２への流入暖気の温度が下がることになり、空調機２１０の電力消費量が低減することになる（省エネ効果が得られる）。尚、送風機２２２と送風機２２３による電力消費量は、比較的小さいものと考えてよい。

基本的には「内気（暖気）の温度＞外気の温度」の場合のみ、内気が外気によって冷却されて、内気（暖気）の温度が下がることになる。よって、冬季のように外気温度が低い状況では、熱交換器２２１による内気（暖気）冷却の効果が高いことになり、それによって空調機２１０の省エネ効果が高いことになる。一方、夏季の場合には、熱交換器２２１による内気冷却の効果が小さい、または効果が無い、あるいは逆効果となる可能性もある。あるいは、この様な季節的な要因に限らず、例えば熱帯地方のように、ほぼ１年中外気温が非常に高い地域も有り得る。

このように、サーバ室等のように発熱体がある空間を冷却する空調システムであって、特に外気を利用することで省エネ化を図る空調システムに関して、外気温が高い状態であっても外気を室内空間の冷房に利用でき省エネ化を実現できるようにすることが、メインの課題となる。尚、メインの課題以外にも、更なる省エネ化を図ることやコンパクト化、低コスト化を図ること等の他の課題もある。

本発明の課題は、外気を利用して省エネで室内空間を冷却する空調システムに関わり、外気温が高い場合でも外気を利用する内気冷却を機能させることができると共に圧縮式冷凍サイクルの空調システムの省エネ化を図ることができる外気利用空調システム、その内気ユニット、外気ユニット等を提供することである。

本発明の外気利用空調システムは、室内側（建物内）に設けられる構成と、室外側（建物外）に設けられる構成とから成る。室内側の空気であって特に冷却対象空間からのリターン空気（暖気）を内気とする。尚、室外側の空気は外気である。

そして、室内側には、第１の熱交換器と、蒸発器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と蒸発器と凝縮器とに前記内気を通過させる為の第１の送風機とを設けている。

また、室外側には、第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に前記外気を通過させるための第２の送風機とを設けている。

更に、膨張弁と圧縮機が設けられている。これら膨張弁、圧縮機は、それぞれ、室外側、室内側の何れかに設けられている。

そして、上記第１の送風機によって形成される内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器、前記蒸発器の順に設けられる構成となっている。よって、内気は、まず最初に凝縮器を通過し、続いて第１の熱交換器を通過し、最後に蒸発器を通過することになる。

更に、前記蒸発器と、前記凝縮器と、前記膨張弁と、前記圧縮機とに接続する第１配管を設けている。そして、第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルによる空調機を構成している。

更に、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器とに接続する第２配管を設けている。この第２配管を介して前記第１の熱交換器、第２の熱交換器に第２の冷媒（たとえば水などの冷却液）を循環させる。

そして、これら第１の熱交換器と第２の熱交換器と第２の冷媒とによって、間接外気冷房システムを構成する。すなわち、前記第１の熱交換器において、上記第２の冷媒と前記凝縮器を通過後の前記内気とを、熱交換させることで、該内気を該第２の冷媒によって冷却する。前記第２の熱交換器において前記内気を冷却後の第２の冷媒と前記外気とを熱交換させることで該第２の冷媒を該外気によって冷却する。

ここで、上記凝縮器は、上記蒸発器が周囲（内気）から奪った熱を放熱するものであり、通常、室外側（建物外）に設置されて、外気に対して放熱するものである。これに対して、上記構成では、凝縮器は室内側（建物内）に設置している。この為、内気は、凝縮器を通過することで大きく温度上昇することになる。そして、温度上昇後の内気が、上記第２の冷媒を介して間接的に、外気と熱交換されることになる。よって、外気温度が非常に高い場合でも、外気によって内気を冷却することが可能となる。

更に、上記凝縮器においては、上記冷媒は上記内気によって冷却されることになる。よって、特に、外気温度が、内気温度（凝縮器通過前の温度）よりも高い環境下では、凝縮器における第１の冷媒の冷却効果が、比較的高いことになる。つまり、通常の場合の様に外気を凝縮器に通過させて外気によって第１の冷媒を冷却する場合、外気温度が非常に高い環境下では第１の冷媒の冷却効果が低くなる。そして、特に「外気温度＞内気温度」の環境下であれば、内気を用いた方が第１の冷媒の冷却効果が高くなる。これより、上記本発明の構成では、少なくともこの様な環境下においては、圧縮式冷凍サイクルによる空調機の消費電力が、従来に比べて低く抑えられる。

実施例１の空調システムの構成図である。 実施例２の空調システムの構成図である。 図２の構成の一部の拡大図である。 実施例３の空調システム（その１）の構成図である。 実施例３の空調システム（その２）の第１の例の構成図である。 実施例３の空調システム（その２）の第２の例の構成図である。 実施例３の空調システムの動作モデルを示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、従来と実施例３とを比較して説明する為の図である。 図４の構成の変形例である。 図５Ａの構成の変形例である。 実施例３の空調システムを含む全体の概略構成図である。 実施例４の空調システム（その１）の構成図である。 実施例４の空調システム（その２）の構成図である。 実施例４の空調システムの動作モデルを示す図である。 従来の間接外気冷房システムの一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

尚、本説明における“室内側”は、“建物内”を意味するものとする。従って、“室内側”には、「冷却対象となる室内空間」だけでなく、機械室等も含まれることになる。換言すれば、“室内側”とは上記“内気”（建物内の空気）が存在する空間であると言うこともできる。同様に、本説明における“室外側”は、上記“建物外”を意味するものとする。換言すれば、“室外側”とは、上記“外気”（建物外の空気）が存在する空間であると言うこともできる。尚、“室内空間”は、上記“室内側”とは多少異なる意味となり、下記の「間接外気冷房システムによる冷却対象空間（冷却対象となる室内空間）：狭義には更にそのなかのサーバ設置空間」を意味するものとする。従って、“室内空間”には機械室等は含まれない。

図１は、実施例１の空調システム（間接外気冷房システム）の構成図である。

尚、図１では、間接外気冷房システムによる冷却対象空間は、図１４に示す従来例と同じであるものとする。すなわち、冷却対象となる室内空間は、例えば、サーバ装置（コンピュータ装置）等の発熱体１０１を搭載したサーバラック１０２が多数設置されたサーバルーム等である。尚、上記室内空間は、本例では図１４と同様に図示のサーバ設置空間と床下空間と天井裏空間に分けられている。勿論、この例に限らないが、本説明ではこの例を用いる。尚、この例では、冷却対象は狭義にはサーバ設置空間であると見做すこともできる。

また、図１４の例と同様、壁１によって建物内と建物外とに区分され、建物内の空気（内気）は、冷気状態と暖気状態とを繰り返しながら循環している。また、本説明では基本的には建物外の空気（外気）の温度は、暖気状態の内気の温度よりも低いものと見做すものとする。

建物内には上記室内空間だけでなく上記機械室等も存在する。上述した通り、機械室は、例えば上記室内空間に隣接する空間であり、上記床下空間、天井裏空間に繋がっている。機械室には、後述するエアハンドリングユニット１２、内気ユニット３０等が設置される。

概略的には、一般的な空調機１０等が、上記室内空間に冷気を供給し、室内空間からのリターン空気（暖気）を冷却して再び冷気を生成する。但し、本システムでは、その前に、リターン空気（暖気）は、外気を利用して温度低下させている。

図示の例では、一般的な空調機１０は、床下空間に冷気を送出し、床下空間を介しサーバ設置空間に冷気を供給し、この冷気によって各発熱体１０１を冷却する。これによって冷気は暖気となり、この暖気は天井裏空間に流入した後、リターン空気として空調機１０に戻されるが、その前段で間接外気冷房機２０において外気を利用して温度低下させている。尚、空調機１０は、上記従来の一般的な空調機２１０と同じであってよい。

また、尚、以下の説明では、外気の温度が低いことを前提とする。尚、「外気の温度が低い」とは、具体的に何℃以下等と言えるものではなく、内気（暖気）の温度等に依存するものである。この事自体は、従来と同じである。ひとつの考え方としては、間接外気冷房は、外気を利用して内気（暖気）の温度を下げる為のものであるので、結果として上記リターン空気（暖気）の温度を下げることができる場合が、外気の温度が低いときと言えるものである。１例としては、上記の通り、外気の温度が、内気（暖気）の温度よりも低いときが、「外気の温度が低い」場合と見做せるが、この例に限るものではない。

ここで、上記床下空間に冷気を送出する構成は、図示の一般空調機１０である。この一般空調機１０は、冷凍機１１、エアハンドリングユニット１２、膨張弁１３、冷媒管１４等から成る。これら冷凍機１１、エアハンドリングユニット１２、膨張弁１３、冷媒管１４は、上記図１４に示す従来の冷凍機２１１、エアハンドリングユニット２１２、膨張弁２１３、冷媒管２１４と同じであってよい。

つまり、一般空調機１０は、上記従来の空調機２１０等の既存の一般的な空調装置（エアコン等）と同じであってよい。よって、特に詳細には図示・説明しないが、エアハンドリングユニット１２は、図示の蒸発器１２ａ、送風機（ファン）１２ｂを有している。また、冷凍機１１は、図示の送風機（ファン）１１ａだけでなく不図示の圧縮機、凝縮器を有している。

このように、一般空調機１０は、一般的な空調機の構成である上記蒸発器１２ａ、不図示の圧縮機と凝縮器、膨張弁１３等を有しており、これら各構成を冷媒管１４を介して冷媒が循環している。すなわち、冷媒が「蒸発器→圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環している。蒸発器１２ａにおいて冷媒が蒸発する際に周囲の熱を奪い、以って周囲の空気（流入暖気）を冷却する。奪った熱は、凝縮器において外気等へ放熱される。送風機（ファン）１１ａによって外気を不図示の凝縮器へと送り込み、上記のように不図示の凝縮器が外気へ放熱する。勿論、その後、この外気は冷凍機１１の外へと排出される。

尚、図示の壁１は、任意の建物の壁であり、この建物内には上記室内空間やこの室内空間の隣接空間（機械室）が存在する。上記エアハンドリングユニット１２や後述する内気ユニット３０等は機械室内に設置され、上記冷凍機１１や後述する外気ユニット４０等は建物外に設置される。建物内（室内空間と機械室）を内気が暖気状態と冷気状態を繰り返しながら循環し、建物外には外気が存在する。

一般空調機１０については上述した簡単な説明のみとするが、上記従来の空調機２１０の場合と同様、一般空調機１０のエアハンドリングユニット１２に流入させるリターン空気（暖気）の温度を下げることで、一般空調機１０の消費電力量を低減することが望まれる。但し、当然、一般空調機１０の消費電力量を低減させても、全体としての消費電力量が増えてしまっては意味がない。これより、外気を利用して内気（暖気）の温度を下げることが考えられ、従来では間接外気冷房機２２０を設けている。

これに対して、本例では、図示の間接外気冷房機２０を設けている。

以下、間接外気冷房機２０について詳細に説明する。

まず、間接外気冷房機２０は、内気ユニット３０と外気ユニット４０とから成る。

内気ユニット３０と外気ユニット４０は、例えば、それぞれ工場等で個別に製造された後、図示のように壁１（内壁、外壁それぞれ）に密着するように設置される。

尚、壁１を境にして、室外側（建物外）と室内側（建物内）とに分けられるが、外気ユニット４０は室外側に設置され、内気ユニット３０は室内側に設置される。つまり、外気ユニット４０は、壁１の室外側の壁面に密着するようにして設置される。内気ユニット３０は、壁１の室内側の壁面に密着するようにして設置される。

内気ユニット３０は、例えば、図示の液−ガス熱交換器３１、送風機（ファン）３２、配管２１（その一部；半分程度）、循環ポンプ２２を有する。

外気ユニット４０は、例えば、図示の液−ガス熱交換器４１、送風機（ファン）４２、配管２１（その一部；半分程度）を有する。

内気ユニット３０は、工場等での製造時に、例えば１面がオープン（開いている；何も無い状態）となった箱型の筐体の中に、図示の液−ガス熱交換器３１、送風機（ファン）３２等が設けられる。また筐体には図示の２つの孔（内気流入口３３、内気排出口３４）が空けられている。尚、図示の配管２１（途中に循環ポンプ２２が接続された配管２１）は、工場等での製造時に既に液−ガス熱交換器３１に接続されていてもよいし、設置時に液−ガス熱交換器３１に接続してもよい。あるいは、工場では配管２１のみを接続しておき、設置時に循環ポンプ２２を配管２１に接続するようにしてもよい。

外気ユニット４０は、工場等での製造時に、例えば１面がオープン（開いている；何も無い状態）となった箱型の筐体の中に、図示の液−ガス熱交換器４１、送風機（ファン）４２等が設けられる。

尚、内気ユニット３０、外気ユニット４０は、何れも、上記オープンとなっている面を、壁１の壁面に合わせるようにして設置される。

また外気ユニット４０の筐体には図示の２つの孔（外気流入口４３、外気排出口４４）が空けられている。尚、図示の配管２１は、工場等での製造時に既に液−ガス熱交換器４１に接続されていてもよいし、設置時に液−ガス熱交換器４１に接続してもよい。

尚、設置時には壁１に上記配管２１を通す為の貫通孔を２箇所開ける必要がある。また、工場での製造時に既に内気ユニット３０と外気ユニット４０それぞれに配管２１（その一部；半分程度）を設けた場合には、この配管２１同士を溶接する等して（更に、その際、循環ポンプ２２も接続する）、図示の“途中に循環ポンプ２２が接続された配管２１”を形成するようにしてもよい。

上記のようにして内気ユニット３０、外気ユニット４０を設置することで、上記間接外気冷房機２０が構成されることになる。

外気を内気と遮断して熱交換を行うので、上記間接外気冷房機２０では、図１４に示す従来と同様、外気と内気とは相互に遮断されて熱交換が行われるので、外気に含まれる外気湿度や塵埃、腐食性ガスを室内空間に取り入れないため、サーバ等の電子機器の信頼性が維持される。

また、上記の通り、配管２１を通す為の穴を壁１に空ける必要があるが、従来のように外気を流入・排出する為の孔２２６，２２７を設ける場合に比べれば、小さな孔で済み、設置工事が容易となる。

上述の例では、配管２１が、外気ユニットから内気ユニットへ冷媒を流すものと、内気ユニットから外気ユニットへ冷媒を流すものとの、計２本あるものとし、壁１の貫通孔を２箇所開けることとしたが、発明の実施形態はこの例に限定されない。たとえば、２本の配管２１は、大きめの貫通孔を１箇所開けて、この穴に通してもよい。

上述の例では、内気ユニット３０・外気ユニット４０は、何れも、オープンとなっている面を、壁１の壁面に合わせるようにして設置するが、発明の実施形態はこの例に限定されない。たとえば工場において、内気ユニット３０・外気ユニット４０を配管２１などの溶接を行った上で一体化した内外気ユニットとして製造し、壁１には一体化した内外気ユニットと同形の穴を設け、内外気ユニットを壁に埋め込んでもよい。

上記設置後の内気ユニット３０において、送風機（ファン）３２は、上記天井裏空間の暖気を、内気流入口３３から流入させ、内気ユニット３０内（特に液−ガス熱交換器３１内）を通過させた後、内気排出口３４から排出させるような空気の流れ（図上、一点鎖線矢印で示す）を作り出す。基本的には、内気排出口３４から排出する暖気の温度は、内気流入口３３から流入する暖気の温度よりも低くなるようになっている。

内気排出口３４から排出される暖気は、エアハンドリングユニット１２内に流入し、エアハンドリングユニット１２内の蒸発器１２ａ等によって冷却されて冷気となり、この冷気が送風機（ファン）１２ｂによって床下空間に送出されることになる。上記のように暖気温度を下げていることで、天井裏空間の暖気がそのままエアハンドリングユニット１２内に流入する場合に比べれば、一般空調機１０の消費電力量が低減することになる。

上記設置後の外気ユニット４０において、送風機（ファン）４２は、外気を外気流入口４３から流入させ、外気ユニット４０内（特に液−ガス熱交換器４１内）を通過させた後、外気排出口４４から排出させるような空気の流れ（図上、点線矢印で示す）を作り出す。

ここで、上記配管２１は、その任意の箇所に上記循環ポンプ２２が接続されると共に、配管内に液体などの冷媒（例えば水）が封入されている。これより、上記循環ポンプ２２を運転することで、この液体（例えば水）が配管２１を介して、液−ガス熱交換器３１、液−ガス熱交換器４１を循環して流れることになる。液−ガス熱交換器３１と液−ガス熱交換器４１とは、同じものであってよい。

ここで、液−ガス熱交換器３１、４１は、既存の構成であり、特に詳しくは説明しないが、簡単に説明する。上記従来の熱交換器２２１は、その内部に２種類の気体（何れも空気であり、内気（暖気）と外気）を通過させて、この２種類の気体間で熱交換させることで、特に外気温度が低い場合には外気によって内気（暖気）を冷却していた。液−ガス熱交換器３１、４１は、その内部に液体（例えば水）と気体（ここでは空気）を通過させて、液体−気体間で熱交換させることで、より温度が高い方を冷却させるものである。

尚、上記気体（空気）は、液−ガス熱交換器３１では内気（暖気）であり、液−ガス熱交換器４１では外気となる。また、上記液体は、上記配管２１、循環ポンプ２２によって循環させる水等である。

外気温度が低い場合、液−ガス熱交換器４１では上記液体（水など）と外気との熱交換によって、液体（水など）の温度が下がり、外気の温度は上がる。これより比較的低温の液体（水など）は、配管２１を介して液−ガス熱交換器３１内に流入する。よって、液−ガス熱交換器３１では、この比較的低温の液体（水など）と内気（暖気）との熱交換が行われることになる。これによって、内気（暖気）の温度は下がり、液体（水など）の温度は上がることになる。これによって比較的高温となった液体（水など）は、配管２１を介して液−ガス熱交換器４１内に流入し、再び上記のように外気によって冷却されることになる。尚、これによって温度上昇した外気は、外気排出口４４から排出されることになる。

尚、内気ユニット３０内の空気の流れは、送風機３２によって、図１では風向きは下方向（上から下へ向かう方向）となっているが、上方向（下から上へ向かう方向）にすることもできる。同様に、外気ユニット４０内の空気の流れは、送風機４２によって、図１では風向きは上方向となっているが、下方向にすることもできる。

但し、内気ユニット３０内の空気の流れは、図１に示すように下方向とすることが望ましい。このようにすると、発熱体１０１で暖められた暖かい空気が上方にあり、液―ガス熱交換器３１で冷却された空気が下方に流れるので、内気ユニット３０内での空気の通流が、自然対流に逆らうことなく自然現象に沿ったものになる。

ここで、上記間接外気冷房機２０の製造、及び設置工事について説明する。

図１に示す例では、外気ユニット４０と内気ユニット３０とは、その筐体の形状・大きさをほぼ同じにして（よって、壁への取付面積もほぼ同じとなる）、壁１を中心にしてほぼ左右対称となるように配置して一体化することで、上記間接外気冷房機２０を形成している。尚、左右とは図上における話である。

これらユニットの設置時には、例えば、まず、壁１に複数の貫通孔を空ける。次に、外気ユニット４０、内気ユニット３０それぞれを、その筐体の骨格が壁１を挟んで左右対称となるような位置（つまり、図１に示すように壁１を挟んでほぼ同じ位置）に配置し、上記壁１に穿かれた複数の貫通孔を介して該複数の貫通孔の位置で外気ユニット４０及び内気ユニット３０をボルト・ナット等で固定する。更に、別の貫通孔を介して配管２１を接続する。

また、図１に示す例では、外気ユニット４０と内気ユニット３０とは、筐体だけでなくその内部構成もほぼ同じであり（図示の通り、ほぼ左右対称）、異なるのは循環ポンプ２２の有無等である。よって、例えば工場等では外気と内気の区別なく循環ポンプ２２無しの構成としてユニットを製造し、設置の際にこのユニットを外気ユニット４０、内気ユニット３０のどちらとしても使えるようにする。但し、内気ユニット３０にする場合には設置の際に循環ポンプ２２を接続する作業が必要である。しかし、工場における製造効率が向上し、以ってコストダウンの効果も期待できる。

上述した間接外気冷房機２０によれば、以下の効果を奏する。

すなわち、間接外気冷房機２０は、内部流体が液体で外部流体がガスである一対の液-ガス熱交換器３１，４１を、建物内外を隔てる壁１を介して配置し、一方の液-ガス熱交換器４１の外部流体に外気を通流させ、他方の液-ガス熱交換器３１の外部流体に内気を通流させ、両方の液-ガス熱交換器の内部流体（液体）を配管２１を介して循環させる。これによって、外気と内気の熱交換を行う。

上記間接外気冷房機２０は、上述した特徴により以下の効果を奏する。

（１）外気を通流させる液-ガス熱交換器４１を有する外気ユニット４０と、内気を通流させる液-ガス熱交換器３１を有する内気ユニット３０とを、壁１を中心にして左右対称に配置し一体化したことにより、これらユニット３０，４０でほぼ同一構造の骨格の筐体を用いることができ、製造コストを軽減できる。

（２）また、間接外気冷房機２０の設置の際に、壁１に穿かれた複数の貫通孔を介して該複数の貫通孔の位置で外気ユニット４０及び内気ユニット３０をボルト・ナット等で固定したため、施工費を少なくして、かつ、設置工事を容易にすることができる。

（３）図１４等の従来システムと比較して、ダクト部分を減らすことができ、ダクト抵抗による圧力損失を低減することが可能になる。

次に、実施例２の空調システム（一体型空調システム）について説明する。

尚、実施例２の空調システムも、間接外気冷房システムの一種であるといえるが、一体型となっており、コンパクトな構成となっている。

上記実施例１の間接外気冷房システムは、間接外気冷房機２０に関しては、ダクトレスでコンパクトで設置が容易な構成を提案したが、一般空調機１０に関しては従来と略同様である。

実施例２においては、間接外気冷房機２０の機能と一般空調機１０の機能とが一体となった、一体型間接外気冷房システムを提案する。

これによって、装置構成全体の簡略化を図ることができ、装置をよりコンパクトにでき、コスト低減でき、全体としての消費電力の低減も期待できる。

図２は、実施例２の空調システム（一体型空調システム）の構成図である。

また、図３は、図２の構成の一部の拡大図である。

尚、図２において、一体型間接外気冷房システムによる冷却対象空間は、図１や図１４に示す例と同じであるものとする。すなわち、冷却対象となる室内空間は、例えば、サーバ装置（コンピュータ装置）等の発熱体１０１を搭載したサーバラック１０２が多数設置されたサーバルーム等である。そして、床下空間に冷気を送出し、床下空間を介してサーバ設置空間に冷気を供給し、この冷気によって各発熱体１０１を冷却する。これによって冷気は暖気となり、この暖気は天井裏空間に流入する。

ここで、上記床下空間に冷気を送出する構成は、図示の一体型間接外気冷房システム５０である。一体型間接外気冷房システム５０は、間接外気冷房機の機能と一般空調機の機能とが一体となった構成を有する。一体型間接外気冷房システム５０は、上記天井裏空間の暖気を流入させて、まず間接外気冷房機の機能によって暖気の温度を下げ、続いて、一般空調機の機能によって所定温度の冷気を生成する。以下、図２、図３を参照して詳しく説明する。

一体型間接外気冷房システム５０は、図２、図３に示す内気ユニット６０と外気ユニット７０とから成る。

尚、上記間接外気冷房機５０の間接外気冷房機の機能では、図１４に示す従来例や図１に示す構成と同様、外気と内気とは相互に遮断され、熱交換が行われるので、外気に含まれる外気湿度や塵埃、腐食性ガスを室内空間に取り入れないため、サーバ等の電子機器の信頼性が維持される。

内気ユニット６０と外気ユニット７０は、例えば、それぞれ工場等で個別に製造された後、図示のように壁１の壁面に密着するように設置される。その際、更に、図示の配管５１、冷媒管５２等を設置することで（あるいは、略半分ずつ作っておいたもの同士を接続（溶接等）する）、一体型間接外気冷房システム５０が構成される。尚、配管５１、冷媒管５２を設置する為に壁１に貫通孔を設ける必要があるが、この貫通孔は図１や図１４の構成と同じく、４箇所となる。尚、内気ユニット６０と外気ユニット７０の製造・設置については、上記実施例１の内気ユニット３０と外気ユニット４０等と略同様であってもよく、ここではこれ以上詳細には説明しない。

尚、壁１を境にして、室外側（建物外）と室内側（建物内）とに分けられるが、外気ユニット７０は室外側に設置され、内気ユニット６０は室内側に設置される。つまり、外気ユニット７０は、壁１の室外側の壁面に密着するようにして設置される。内気ユニット６０は、壁１の室内側の壁面に密着するようにして設置される。

外気ユニット７０と内気ユニット６０とは、壁１を挟んで相互に対応する位置に設けられることが望ましい。壁１を挟んで相互に対応する位置とは、例えば図２や図３等に図示するような位置であり、例えば外気ユニット７０側から見た場合、壁１の裏側に内気ユニット６０が存在するような位置である。別の言い方をするならば、仮に図示のように外気ユニット７０の筐体と内気ユニット６０の筐体とがほぼ同じ形状・大きさであったならば、これら２つの筐体が図示のように壁１でほぼ対称（図上では、ほぼ左右対称）の関係となるように配置されている。勿論、この様な例に限らないが、基本的には、設置し易くなるように、配管が短くなるように、設置することが望ましい。

内気ユニット６０は、積層体６１等を有する。積層体６１は、蒸発器６１ａ、液−ガス熱交換器６１ｂ、送風機（ファン）６１ｃ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。尚、この様に、蒸発器、液−ガス熱交換器、送風機（ファン）を積層体として一体型とする構成には、少なからずメリットがあるが、この構成例に限定されるわけではない。但し、実施例２の特徴は“一体型”ユニットであるので、内気ユニット６０内には蒸発器、液−ガス熱交換器、送風機（ファン）が設けられている必要がある。

また、内気ユニット６０の筐体（例えば１面がオープンの箱型等）には、図示の内気流入口６２、内気排出口６３等の孔が開けられている。送風機（ファン）６１ｃは、上記天井裏空間の暖気を、内気流入口６２から当該ユニット６０内に流入させ、内気ユニット６０内（特に積層体６１内）を通過させた後、内気排出口６３から排出させるような空気の流れ（図上、一点鎖線矢印で示す）を作り出す。

上記積層体６１は、この様な空気の流れの上流側に上記液−ガス熱交換器６１ｂが設けられ、下流側に上記蒸発器６１ａが設けられるように構成する。従って、図示の構成例に限るものではなく、この条件を満たす構成であればなんでもよい。

また、特に図示しないが、積層体（一体型）としない場合でも、空気の流れの上流側に液−ガス熱交換器が設けられ、下流側に蒸発器が設けられるように構成する必要がある。つまり、内気（暖気）に対して、液−ガス熱交換器で温度を下げた後に、蒸発器において所定温度（設定温度）となるように調整する構成とする必要がある。

尚、上記のことは、液−ガス熱交換器６１ｂと蒸発器６１ａとの相対的な位置関係の話であり、上記積層体６１において送風機（ファン）６１ｃの位置（空気の流れに対する配置順番）はどこでもよい。つまり、送風機６１ｃは、上記空気の流れの最上流の位置、最下流の位置、中間の位置（液−ガス熱交換器６１ｂと蒸発器６１ａとの間）の何れの位置であってもよい。これは、積層体としない場合でも同様である。また、これは後述する他の積層体７１、８１、９１、９１’、１１１、１２１、１２１’等に関しても略同様である。

外気ユニット７０は、積層体７１等を有する。積層体７１は、凝縮器７１ａ、液−ガス熱交換器７１ｂ、送風機（ファン）７１ｃ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。但し、内気ユニット６０と同様、必ずしも積層体とする例に限るものではない。しかし、内気ユニット６０と同様、外気ユニット７０内には凝縮器、液−ガス熱交換器、送風機（ファン）が設けられている必要がある。

また、外気ユニット７０の筐体等には、図示の外気流入口７２、外気排出口７３等の孔が開けられている。送風機（ファン）７１ｃは、外気を外気流入口７２から当該ユニット７０内に流入させ、外気ユニット７０内（特に積層体７１内）を通過させた後、外気排出口７３から排出させるような空気の流れ（図上、点線矢印で示す）を作り出す。上記積層体７１は、この様な空気の流れの上流側に上記液−ガス熱交換器７１ｂが設けられ、下流側に上記凝縮器７１ａが設けられるように構成する。また、既に述べたように、積層体７１に関しても上記積層体６１と略同様に、送風機（ファン）７１ｃの位置（空気の流れに対する配置順番）は、どこでもよい（従って、図示の構成例に限るものではなく、上記の条件を満たす構成であればなんでもよい）。これは、積層体としない場合でも同様である。

上述したように、内気ユニット６０、外気ユニット７０は、何れも、図２、図３に示す構成は、一例を示すものであり、この例に限らない。これは、図４以降の他の図面に示す構成に関しても略同様である。

上記積層体６１，７１の構成、製造方法は、様々であってよく、ここでは詳細には説明しないが、製造し易く、または／及び、出来るだけコンパクトとなるような構成、製造方法とすることが望ましい。例えば、積層体６１を例にすると、上記蒸発器６１ａ、液−ガス熱交換器６１ｂ、送風機（ファン）６１ｃの全てを、任意の筐体内に収める（ユニット化する）と共に、この筐体の大きさ、形状を略同一にすること等が考えられる。更に、例えば一例として、この筐体の形状を、例えばほぼ直方体とし、これら３つの直方体を積層することで、積層体６１の形状をほぼ直方体とすること等も考えられる。

また、この例では、上記蒸発器６１ａ、液−ガス熱交換器６１ｂ、送風機（ファン）６１ｃの積層化・一体化（積層体６１の形成）は、例えば一例としては、上記の筐体同士を相互に接続することで行われる。筐体同士の接続は、例えば、各筐体の隅に設けられた穴に棒やボルトを通してナット等で固定する等、一般的な方法であってよい。

尚、勿論、上記筐体には、内気を通過させる為の多数の孔や各種配管を通す為の穴等が設けられている。

ここで、液−ガス熱交換器６１ｂと７１ｂは、実施例１の液−ガス熱交換器３１，４１と略同様に、配管５１を介して相互に接続されており、循環ポンプ５３によって配管５１内の液体（水など）が、液−ガス熱交換器６１ｂ、７１ｂ及び配管５１内を循環している。また、液−ガス熱交換器６１ｂ、７１ｂは、上記液−ガス熱交換器３１，４１と同様の構成であってよく、既存の構成であり特に詳細には説明しない。

液−ガス熱交換器６１ｂ内には、上記液体（水など）が通過すると共に上記内気（暖気）が通過する。これより、液−ガス熱交換器６１ｂ内で液体（水など）と暖気との熱交換が行われ、基本的には暖気が冷却されて（暖気の熱が液体に移動して）、暖気の温度が低下することになる。但し、これは、外気と暖気の温度次第であり、暖気の温度が下がることが保証されるものではない。但し、外気の温度が高いときには、循環ポンプ５３を停止すること等で対応することが考えられる。

また、蒸発器６１ａと凝縮器７１ａに対して、冷媒管５２、膨張弁５４、圧縮機５５が設けられている。これら各構成自体は、一般空調機１０の各構成と略同様である。すなわち、一般空調機１０において、エアハンドリングユニット１２には上記蒸発器１２ａやファン１２ｂが備えられており、蒸発器６１ａは蒸発器１２ａに相当する構成である。また、上述したように冷凍機１１には不図示の圧縮機、凝縮器が備えられているが、これらに相当する構成が上記圧縮機５５、凝縮器７１ａである。また、膨張弁５４は、膨張弁１３に相当する構成である。

図示の通り、蒸発器６１ａ、凝縮器７１ａ、膨張弁５４、及び圧縮機５５は、冷媒管５２に接続されている。冷媒管５２を介して冷媒が蒸発器６１ａ、凝縮器７１ａ、膨張弁５４、及び圧縮機５５を循環する。すなわち、冷媒が「蒸発器６１ａ→圧縮機５５→凝縮器７１ａ→膨張弁５４→蒸発器６１ａ」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環している。蒸発器６１ａにおいて冷媒が蒸発する際に周囲の熱を奪い、以って周囲の空気を冷却する。奪った熱は、凝縮器７１ａにおいて外気等へ放熱される。膨張弁５４、及び圧縮機５５の機能は、従来通りであり、特に説明しない。

尚、図示の通り、膨張弁５４は内気ユニット６０に設けられているが、外気ユニット７０内に設けてもよい。圧縮機５５は外気ユニット７０内に設けられているが、内気ユニット６０に設けてもよい。つまり、膨張弁５４が内気ユニット６０内に設けられ、圧縮機５５が外気ユニット７０内に設けられる構成と、膨張弁５４が外気ユニット７０内に設けられ、圧縮機５５が内気ユニット６０内に設けられる構成と、膨張弁５４と圧縮機５５の両方が内気ユニット６０内に設けられる構成と、膨張弁５４と圧縮機５５の両方が外気ユニット７０内に設けられる構成と、が有り得る。

また、循環ポンプ５３は、図示の例では内気ユニット６０に設けられているが、外気ユニット７０に設けるようにしてもよい。

尚、上記液−ガス熱交換器６１ｂ、液−ガス熱交換器７１ｂは、液体と気体との間の熱交換を行う熱交換器であるが、この例に限らない。これらの液−ガス熱交換器の代わりに、気体と気体との間の熱交換を行う熱交換器（ガス−ガス熱交換器と呼ぶものとする）を設けてもよい。当然、この場合には、液体の代わりに何らかの気体を用いることになる。

ここで、このような液体や気体を総称して“流体”と呼ぶものとするならば、上記液−ガス熱交換器やガス−ガス熱交換器を総称して、流体−気体熱交換器あるいは流体−流体熱交換器などとよんでもよい。この場合、配管５１には何らかの“流体”が流れるものと言えることになる。つまり、配管５１を介して２つの熱交換器（図示の例では液−ガス熱交換器６１ｂと液−ガス熱交換器７１ｂであるが、上記の通り、この例に限らない）に、任意の“流体”を循環させるものと言えることになる。これは、後述する他の構成に関しても略同様である。すなわち、後述する、液−ガス熱交換器８１ｂ、９１ｃ、及び配管９６や、液−ガス熱交換器１１１ｂ、１２１ｃ、及び配管１２６や、液−ガス熱交換器１１１ｂ、１７１ｃ、及び配管１６２等の構成についても、、液−ガス熱交換器をガス−ガス熱交換器等に置き換えてもよく、何らかの“流体”を循環させるものと言っても良い。

以上、一体型間接外気冷房システム５０の各構成について説明した。

以下、上記各構成による一体型間接外気冷房システム５０の動作について、図３を参照して説明する。

すなわち、上記天井裏空間の内気（暖気）が、内気流入口６２を介して内気ユニット６０内に流入すると、まず、この暖気が液−ガス熱交換器６１ｂ内を通過することで、当該暖気と液体（水など）との間で熱交換が行われ、暖気の温度が低下する。どの程度低下するのかは、外気温度（液体の温度）や暖気の温度に依ることになる。

上記温度低下した暖気は、続いて、蒸発器６１ａを通過する。これによって、温度低下した暖気は、蒸発器６１ａで冷却されて更に温度低下し冷気となる。この冷気は、所定温度（設定温度）となるようにコントロールされる。その為に、当然、不図示の（図３では一応示す）コントローラ７４も存在している。このコントローラ７４は、一体型間接外気冷房システム５０全体を制御するものであり、例えば各ファンの回転数制御や循環ポンプ５３の制御等の各種制御も行っているが、ここでは特に説明しない。尚、コントローラ７４は、ＣＰＵ等の演算装置やメモリ等の記憶装置を有しており、メモリ等に予め記憶されているプログラムを実行することで、また不図示の各種センサによる計測値を随時入力することで、一体型間接外気冷房システムの制御を行うことになる。

また、このコントローラ７４は、内気ユニットの筐体内もしくは外気ユニットの筐体内に設けられて良いし、これらユニットの外（ユニットの近傍等）に設けられても良い。尚、図３では、コントローラ７４に係る各種信号線等は図示していないが、実際には存在し、これらコントローラ７４は、信号線を介して、上記一体型間接外気冷房システム５０等の各種構成を制御する。例えば、送風機６１ｃの吹出口付近には不図示の温度センサが設けられており、コントローラ７４は、この温度センサによる計測温度を不図示の信号線を介して取得する。そして、コントローラ７４は、この計測温度が設定温度となるように、不図示の信号線を介して、上記一般的な圧縮式冷凍サイクルに係る各構成を制御する。

尚、既に述べた通り本例では、暖気の流れの上流側に液−ガス熱交換器６１ｂを配置し、下流側に蒸発器６１ａを配置している。

上記蒸発器６１ａで生成された冷気は、（送風機６１ｃを通過し）内気排出口６３から排出される。ここで、図２に示すように、内気排出口６３は床下空間に繋がるように配置されている。尚、この為、一体型間接外気冷房システム５０は、上記図１の間接外気冷房機２０とは異なり、図２に示すように一部が床下まで入り込むようにして設置することになる。これより、内気排出口６３から排出された冷気は、床下空間に流入し、床下空間を介してサーバ設置空間に流入し、発熱体１０１を冷却することになる。冷気は、発熱体１０１を冷却することで暖気となり、この暖気は天井裏空間に流入し、再び上記内気流入口６２から内気ユニット６０内に流入することになる。

一方、外気ユニット７０に関しては、外気流入口７２を介して外気ユニット７０内に流入した外気は、まず、液−ガス熱交換器７１ｂ内を通過することで、当該外気と液体（水など）との間で熱交換が行われる。この液体（水など）は、上記液−ガス熱交換器６１ｂにおいて暖気と熱交換することで温度上昇している。この様に温度が高くなっている液体（水など）と外気との間で熱交換が行われることで、液体（水など）の温度が低下する。温度低下した液体（水など）は、循環ポンプ５３と配管５１により、再び液−ガス熱交換器６１ｂ側に供給されることになる。

一方、外気は、液−ガス熱交換器７１ｂ内を通過する際の上記液体（水など）との熱交換によって、温度上昇することになる。この温度上昇した外気は、続いて、凝縮器７１ａを通過することになり、凝縮器７１ａは上記の様に放熱を行っていることから更に温度上昇し、その後、外気排出口７３から排出されることになる。

以上説明した一体型間接外気冷房システム５０によれば、主に下記の効果が得られる。

（ａ）コンパクト化
従来や実施例１では、一般空調機と間接外気冷房機の２つの機器があったが、これら２つの機器を一体化したことで、小型化を図ることができ、以って設置スペースを削減することができ、例えば機械室等が狭い場合でも設置し易くなる（あるいは、従来では設置できないほど狭かったものを設置可能とする）。

（ｂ）ダクトレス、壁面取り付けによる施工費低減
この効果は、上記実施例１でも同様であり、従来のようにダクトを設ける必要はなくなる。内気ユニット、外気ユニットを予め例えば工場等で製造しておき、施工時にはこれらユニットを壁面に取り付けるだけなので（配管用の孔もしくは一体化した内外気ユニットを埋め込むための孔を空ける等の作業は必要であるが）施工の手間が軽減でき、以って施工費を低減することができる。

（ｃ）積層体によるコンパクト化と製作性の向上
従来や実施例１等では、例えば建物内の構成に関しては、蒸発器、液−ガス熱交換器、ファン等がバラバラに存在していた（当然、製造も個別に行っていた）。これに対して、実施例２では、蒸発器、液−ガス熱交換器、ファンを積層させて一体化した積層体としたことにより、小型化を図ることができる。また、個別に製造せずにまとまって製造するので、製造し易くなる。特に、図２や図３に示すように形や大きさが略同一となるように揃えることで、製作性が更に向上することが期待できる。また、持ち運びに便利で設置し易いという効果も期待できる。

（ｄ）ファン共通化による送風動力（送風電力）低減と低価格化
実施例２の構成では、従来や実施例１に比べてファン数を削減でき、以って送風動力（送風電力）低減と低価格化を図ることができる。例えば図１に示す実施例１の構成では、ファンは、ファン１１ａ、ファン１２ｂ、ファン３２、ファン４２の４つのファンが設けられていた。これに対して、図２、図３に示す実施例２の構成では、ファン７１ｃ、７１ｃという２つのファンのみで済む。つまり、ファン数を半減できる。よって、例えばファンの購入費を半減できる。また、ファンを動作させるには電力が必要であるが、この電力も４つの場合に比べれば２つの方が少なくて済む。

次に、実施例３の空調システムについて説明する。

実施例３の空調システムが、上記メインの課題を解決するものである。すなわち、外気温が高い状態であっても外気を室内空間の冷房に利用できるような空調システムを提供する。

図４は、実施例３の空調システム（その１）の構成図である。

図５Ａ、図５Ｂは、実施例３の空調システム（その２）の構成図である。

図６は、実施例３の空調システムの動作モデル等を示す図である。

尚、実施例３の空調システムは、上記間接外気冷房システム等にように、室内空間の冷房に外気を利用する空調システムであり、よって「外気利用空調システム」等と呼ぶ場合もあるものとする。

以下、まず、図４を参照して説明する。

図示の実施例３の空調システム（その１）は、例えば上記実施例１、２等と同様に、壁１を境にして建物外に設けられる外気ユニット８０と建物内に設けられる内気ユニット９０とから成る。但し、この例に限らない。例えば後に図１０に示すような構成であってもよい。

図４において、まず、外気ユニット８０は、積層体８１を有し、更に第２の冷媒を循環させる配管９６の一部が設けられる。第２の冷媒としては、“水”等の冷却液やフロン等を具体例として挙げることができる。積層体８１は、第２の冷媒と外気とを熱交換するための構成の一例である液−ガス熱交換器８１ｂ、送風機（ファン）８１ａ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。尚、この様な積層体の形状・構造や製造方法等は、既に実施例２で積層体６１，７１に関して説明しており、ここでの説明は省略する。

尚、液−ガス熱交換器８１ｂと送風機（ファン）８１ａは、必ずしも積層体とする必要はない。尚、図４では簡略化して示しているが、実際には上記外気ユニット７０等と同様、外気ユニット８０の筐体には上記外気流入口７２、外気排出口７３に相当する孔が設けられている。

また、外気ユニット８０の設置場所や設置方法（工場等での製造も含む）も、上記外気ユニット４０、７０等と略同様であってよいが、この例に限らない。これは、図示の内気ユニット９０に関しても略同様である。すなわち、内気ユニット９０も、その筐体には上記内気流入口６２、内気排出口６３に相当する不図示の孔が設けられている。また、内気ユニット９０の設置場所や設置方法（工場等での製造も含む）も、上記内気ユニット３０、６０等と略同様であってよいが、この例に限らない。

内気ユニット９０は、積層体９１を有し、更に第２の冷媒（たとえば“水”等の冷却液）を循環させる配管９６の一部と、第１の冷媒（たとえばフロンなど）を循環させる冷媒管９５（図では全てであるが、一部であってもよい）と、配管９６の途中に設けられるポンプ９４と、冷媒管９５の途中に設けられる圧縮機９２及び膨張弁９３を有する。但し、これは一例であり、この例に限らず、例えば、ポンプ９４、圧縮機９２、膨張弁９３の何れか１つまたは２つあるいは全てが、外気ユニット８０側あるいは内気ユニット９０の外側（但し、建物内）に設けられていてもよい。圧縮機９２と膨張弁９３の何れか１つでも外気ユニット８０側に設けられるならば、冷媒管９５もその一部が外気ユニット８０側に配設されることになる。

内気ユニット９０の上記積層体９１は、送風機（ファン）９１ａ、凝縮器９１ｂ、第２の冷媒と内気とを熱交換するための構成の一例である液−ガス熱交換器９１ｃ、蒸発器９１ｄを有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。尚、必ずしも送風機（ファン）９１ａ、凝縮器９１ｂ、液−ガス熱交換器９１ｃ、蒸発器９１ｄの全てを積層化する必要性はない。例えば、送風機（ファン）９１ａは別途設けるようにしてもよい。あるいは、これら構成全てがバラバラに設けられていても良い。但し、既に実施例２で述べたように、積層体とすることには少なからずメリットがある。

ここで、積層体とするか否かに係らず、内気ユニット９０における凝縮器９１ｂと液−ガス熱交換器９１ｃと蒸発器９１ｄの位置関係は、以下の通りと規定される。

すなわち、内気ユニット９０内を通過する空気（内気）の流れの上流側から順に、凝縮器９１ｂ→液−ガス熱交換器９１ｃ→蒸発器９１ｄと成るように配置する。つまり、空気（内気）の流れの最上流が凝縮器９１ｂ、次が液−ガス熱交換器９１ｃ、最下流が蒸発器９１ｄとなるように配置する。よって、図上一点鎖線矢印で示す空気（内気）の流れの場合は、例えば図示のように、図上左側から凝縮器９１ｂ→液−ガス熱交換器９１ｃ→蒸発器９１ｄという順に配置される。

尚、これに対して、図８に示すように送風機（ファン）９１ａによって形成される空気の流れが逆になった場合には、図８の積層体９１’に示す通り、図上左側から蒸発器９１ｄ→液−ガス熱交換器９１ｃ→凝縮器９１ｂという順に配置されることになる。つまり、図４と同様に、内気ユニット９０内を通過する空気（内気）の流れの上流側から順に、凝縮器９１ｂ→液−ガス熱交換器９１ｃ→蒸発器９１ｄとなるように配置されることになる。尚、図８に示すように配置が変わっても第１の冷媒の流れる順番は変わらない。すなわち、第１の冷媒は「蒸発器９１ｄ→圧縮機９２→凝縮器９１ｂ→膨張弁９３→蒸発器９１ｄ」の順番で循環している。

尚、図１４や図１や図２に示すような環境の場合には、上記図２、図３に示す内気ユニット６０と同様の空気の流れとすることが望ましい。つまり、図４よりは図８のような空気の流れとすることが望ましい（勿論、その場合、図８に示す構成となる）。その理由は、既に実施例２で述べた通りである。

すなわち、例えば図２において、上記外気ユニット７０、内気ユニット６０の代わりに、上記外気ユニット８０、内気ユニット９０を設置することを考える。この場合、図４では、蒸発器９１ｄによって生成される冷気が、内気ユニット９０の筐体の上側の孔（不図示）から送出されることになる。しかし、図２に示すように、冷気の送出先は下側の床下空間である。この為、図８に示すように、蒸発器９１ｄによって生成される冷気が、内気ユニット９０の筐体の下側の孔（不図示）から送出されるように構成することが望ましい。尚、理由としては、天井裏空間からのリターン空気（暖気）の流入に関する点もある（既に述べた通りであり省略する）。

図４の説明に戻る。

図示の通り、蒸発器９１ｄ、凝縮器９１ｂ、膨張弁９３、及び圧縮機９２は、冷媒管９５に接続されている。冷媒管９５を介して第１の冷媒が、蒸発器９１ｄ、凝縮器９１ｂ、膨張弁９３、及び圧縮機９２を循環する。すなわち、第１の冷媒が「蒸発器９１ｄ→圧縮機９２→凝縮器９１ｂ→膨張弁９３→蒸発器９１ｄ」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環している。従来通り、蒸発器９１ｄにおいて第１の冷媒が蒸発する際に周囲の熱を奪い、以って周囲の空気（内気）を冷却する。奪った熱は、凝縮器９１ｂにおいて周囲に放熱される。膨張弁９３、及び圧縮機９２の機能も、従来通りであり、ここでは特に説明しない。

ここで、図１４や図１や図２、図３に示すように、通常、凝縮器は室外側（建物外）に設置されて外気に対して放熱するものである。一方、図４等に示すように、実施例３においては、室内側（例えば内気ユニット９０内であるが、この例に限らない）に凝縮器を設けている。これが実施例３の特徴の１つであり、後に詳しく説明する。

室内空間（その天井裏空間）から内気ユニット９０内に流入するリターン空気（暖気）としての内気は、上記の通り、まず凝縮器９１ｂを通過し、次に液−ガス熱交換器９１ｃを通過し、最後に蒸発器９１ｄを通過することになる。リターン空気は、凝縮器９１ｂを通過する際に凝縮器９１ｂからの放熱によって温度上昇し、次に液−ガス熱交換器９１ｃを通過する際に上記第２の冷媒（水など）との熱交換によって温度下降した後、蒸発器９１ｄを通過することで冷却されて冷気となる。この冷気は、例えば冷却対象空間であるサーバルーム等へ、例えば床下空間等を介して供給されることになる。

ここで、上記液−ガス熱交換器８１ｂと液−ガス熱交換器９１ｃは、実施例２の液−ガス熱交換器６１ｂ，７１ｂ等と略同様に、配管９６を介して相互に接続されており、ポンプ９４によって配管９６内の第２の冷媒（水など）が、液−ガス熱交換器８１ｂ、９１ｃ及び配管９６内を循環している。また、液−ガス熱交換器８１ｂ、９１ｃは、上記液−ガス熱交換器３１，４１や液−ガス熱交換器６１ｂ，７１ｂ等と略同様の構成であってよく、ここでは特に説明しない。

液−ガス熱交換器９１ｃ内には、上記第２の冷媒（水など）が通過すると共に上記内気（暖気）が通過する。これより、液−ガス熱交換器９１ｃ内で第２の冷媒（水など）と暖気との熱交換が行われ、基本的には暖気が冷却されて（暖気の熱が液体に移動して）、暖気の温度が低下することになる。但し、従来では、外気と内気の温度次第であり、暖気の温度が下がることが保証されるものではない。

しかし、図４等に示す実施例３の構成では、液−ガス熱交換器９１ｃの前段（上流側）で凝縮器９１ｂによる放熱がある為、内気（暖気）の温度が上昇する。例えば、室内空間からのリターン空気（暖気）の温度が３０℃であり、外気温度が３５℃であっても、凝縮器９１ｂを通過後の内気の温度が４５℃になっているならば、液−ガス熱交換器９１ｃにおいて内気の温度は下げられることになる（例えば、４５℃→３６℃など）。

つまり、従来であれば外気利用冷房（間接外気冷房）機能が機能不全となるような環境下であっても、機能することになる。また、内気と外気の温度差が大きくなることで、内気の冷却効率が向上することになる。

ここで、例えばこの例のように、外気温が高い環境であっても実質的に外気によって内気冷却を図ることはできるが、３６℃は元々の内気の温度（３０℃）よりも高い。しかし、凝縮器９１ｂにおける第１の冷媒の冷却は、従来であれば上記３５℃の外気が用いられるが、本例では上記３０℃の内気が用いられることになる。つまり、外気温がリターン空気（内気）の温度よりも高い状況では、従来構成よりも図４等に示す実施例３の構成の方が、凝縮器９１ｂにおける第１の冷媒の冷却効果が高いことになる。

これより、後にシミュレーションで示すように、この様な外気温が高い状況下では、従来に比べて消費電力が少なくて済む（省エネ効果が高いものとなる）。詳しくは後に説明する。

尚、図４や後述する図８の構成は、例えば図３に示す構成と比較した場合、下記のメリットも得られる。

すなわち、図４、図８の構成では、凝縮器を室内側（内気ユニット）に設置するので、配管取り回しが短くなる箇所がある（配管９６は、冷媒管５２に比べて、短くて済む）点や、壁１への貫通孔が減る（‘４’→‘２’）等のメリットが得られる。また、図４、図８の構成は、後述する図５Ａ，図５Ｂ、図９、図１１、図１２の構成に対しても、壁１への貫通孔が少なくて済む（‘５’→‘２’）等のメリットが得られる。

次に、図５Ａ、図５Ｂを参照して、実施例３の空調システム（その２）の構成例について説明する。尚、図５Ａは第１の例、図５Ｂは第２の例である。

図５Ａ、図５Ｂに示す構成は、上記図４の構成をベースにして、外気ユニット側にも凝縮器を設けて図示の三方弁１１２（切換装置）を用いた切換え制御を行うことで、更に上記実施例２（図３）と略同様の動作も行えるようにするものである。

尚、図４や図５Ａ、図５Ｂに示す空調システム（その１）（その２）による冷却対象空間は、例えば図１や図２に示す例と同じであるものとする。すなわち、冷却対象となる室内空間は、例えば、サーバ装置（コンピュータ装置）等の発熱体１０１を搭載したサーバラック１０２が多数設置されたサーバルーム等である。そして、床下空間に冷気を送出し、床下空間を介してサーバ設置空間に冷気を供給し、この冷気によって各発熱体１０１を冷却する。これによって冷気は暖気となり、この暖気は天井裏空間に流入する。この天井裏空間からのリターン空気（暖気）が、図４の内気ユニット９０や図５Ａ、図５Ｂの内気ユニット１２０内に流入して、これら内気ユニット内で上記冷気が生成されて床下空間に送出されることになる。

以下、まず、図５Ａについて説明する。

図５Ａに示す実施例３の空調システム（その２）は、内気ユニット１２０と外気ユニット１１０とから成る。これら内気ユニット１２０と外気ユニット１１０の筐体、製造／設置方法や、内外ユニット相互の位置関係などに関しては、上記内気ユニット６０と外気ユニット７０等と略同様であってよく、ここでは特に説明しない。

以下、まず、内気ユニット１２０について説明する。

内気ユニット１２０は、積層体１２１等を有する。この積層体１２１は、送風機（ファン）１２１ａ、凝縮器１２１ｂ、液−ガス熱交換器１２１ｃ、蒸発器１２１ｄ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。

ここで、上記積層体１２１は、上記図４に示す積層体９１と同じものであってもよい。よって、上記積層体９１と同じ条件が課される。すなわち、内気ユニット１２０内を通過する空気（内気）の流れの上流側から順に、凝縮器１２１ｂ→液−ガス熱交換器１２１ｃ→蒸発器１２１ｄと成るように配置する。

尚、この様に、蒸発器、液−ガス熱交換器、凝縮器、送風機（ファン）を積層体として一体型とする構成には、既に述べたように少なからずメリットがあるが、この構成例に限定されるわけではない。例えば、これら４つの構成要素の任意の２つ以上のみが積層体となっていてもよいし、４つの構成要素の全てがバラバラに設けられていても良い（但し、この場合でも、図４で説明したように、内気の流れの上流側から順に、凝縮器→液−ガス熱交換器→蒸発器と成るように配置する）。

また、図４では省略したが、実施例３においても実施例２等と同様に、内気ユニット１２０の筐体には、図示の内気流入口１２８、内気排出口１２７等の孔が開けられている。本例では、送風機（ファン）１２１ａは、図上一点鎖線矢印で示す空気の流れを形成する。すなわち、上記天井裏空間の暖気を、内気流入口１２８から当該内気ユニット１２０内に流入させ、内気ユニット１２０内（特に積層体１２１）を通過させて冷気とした後、この冷気を内気排出口１２７から排出させるような空気の流れ（図上、一点鎖線矢印で示す）を、送風機（ファン）１２１ａが作り出す。尚、内気排出口１２７から排出した冷気は、床下空間等を介してサーバルーム等に流入することになる。

尚、図２、図３と同様に、図示の内気排出口１２７としての孔を内気流入口とし、図示の内気流入口１２８としての孔を内気排出口とするような空気の流れ（図上、一点鎖線矢印で示す流れとは逆向きの流れ）を、送風機（ファン）１２１ａに形成させるようにしてもよい。この様な構成例を図９に示す。図９に示すように、筐体の上側に内気流入口１２７’が設けられ、筐体の下側に内気排出口１２８’が設けられる。

そして、この場合には、図９に示す通り、積層体１２１の構成が変わることになる。すなわち、上記の通り、内気ユニット内における空気（内気）の流れの上流側から順に、凝縮器→液−ガス熱交換器→蒸発器と成るように配置するのであるから、図５Ａの凝縮器１２１ｂと蒸発器１２１ｄとを交換するような形となる。すなわち、図９に示す積層体１２１’のような構成となる。

図示の通り、積層体１２１’は、図上右側から、凝縮器１２１ｂ、液−ガス熱交換器１２１ｃ、蒸発器１２１ｄの順に配置されている。送風機（ファン）１２１ａによって形成される内気の流れは、図９において一点鎖線矢印で示す通り、内気流入口１２７’から筐体内に流入して内気排出口１２８’から排出されるものとなる。よって、この様な空気の流れの上流側から凝縮器１２１ｂ→液−ガス熱交換器１２１ｃ→蒸発器１２１ｄの順に、配置されていることになる。

図５Ａの説明に戻る。

外気ユニット１１０は、積層体１１１を有する。

積層体１１１は、送風機（ファン）１１１ａ、液−ガス熱交換器１１１ｂ、凝縮器１１１ｃ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。尚、これらの３つの構成要素は、必ずしも全てを積層体とする必要はない。尚、図４では簡略化して示したが、外気ユニット１１０は（上記外気ユニット７０等も同様）、その筐体には図示の外気流入口１１４、外気排出口１１５のような孔が設けられている。送風機（ファン）１１１ａは、屋外の空気（外気）を、外気流入口１１４から外気ユニット１１０内に流入させ、当該積層体１１１を通過させた後、外気排出口１１５から排出させるような空気の流れ（図上、点線矢印で示す）を作り出す。

尚、積層体１１１自体は、上記積層体７１と同じであってよい。そして、積層体７１と同様、上記積層体１１１は、上記の様な空気の流れ（図上、点線矢印で示す）の上流側に上記液−ガス熱交換器１１１ｂが設けられ、下流側に上記凝縮器１１１ｃが設けられるように構成する。これは、積層体としない場合でも同様である。

また、膨張弁１２３、圧縮機１１３が、それぞれ、外気ユニット１１０、内気ユニット１２０のどちらかに設けられている。図示の例では、膨張弁１２３は内気ユニット１２０内に設けられ、圧縮機１１３は外気ユニット１１０に設けられるが、この例に限らない（変形例は、既に実施例２で説明しており、ここでは省略する）。

そして、図示の通り、蒸発器１２１ｄ、膨張弁１２３、及び圧縮機１１３は、冷媒管１２５に接続されている。更に、冷媒管１２５には、その途中に切換装置の一例である三方弁１１２が設けられており、三方弁１１２から先は図示の冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂとに分岐している。冷媒管１２５ａは上記積層体１２１の凝縮器１２１ｂに接続している。冷媒管１２５ｂは、上記積層体１１１の凝縮器１１１ｃに接続し、更にその先で冷媒管１２５ａに合流している。これより、三方弁１１２の弁開閉切り替えを行うことで、第１の冷媒を、冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂのどちらか一方に流すことができる。これは、換言すれば、第１の冷媒を、凝縮器１１１ｃと凝縮器１２１ｂのどちらか一方に流すことができる。

このように、第１の冷媒は、冷媒管１２５（冷媒管１２５ａまたは冷媒管１２５ｂを含む）を介して、蒸発器１２１ｄ、凝縮器１１１ｃまたは凝縮器１２１ｂ、膨張弁１２３、及び圧縮機１１３を循環する。すなわち、第１の冷媒が「蒸発器１２１ｄ→圧縮機１１３→凝縮器１１１ｃまたは凝縮器１２１ｂ→膨張弁１２３→蒸発器１２１ｄ」という圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環する。

従来と同様に、蒸発器１２１ｄにおいて第１の冷媒が蒸発する際に周囲の熱を奪い、以って周囲の空気を冷却する。奪った熱は、凝縮器１１１ｃまたは凝縮器１２１ｂにおいて周囲へ放熱される。膨張弁１２３、及び圧縮機１１３の機能も、従来通りであり、特に説明しない。

上記三方弁１１２による冷媒切換制御は、例えば外気温や内気温度によって決定する。あるいは消費電力量に基づいて決定してもよい。

すなわち、図４の構成では、特に外気温が高い場合（例えば３０℃以上等）に、従来の空調システムに比べて顕著な効果を奏する一方で、外気温が低い場合にはかえって逆効果となる場合も有り得る。

これより、例えば図示のコントローラ１３０が、例えば外気温が所定温度以上の場合には、あるいは「外気温＞内気温度」で且つ外気温と内気温度との温度差が所定値以上の場合には、上記三方弁１１２の弁開閉切換制御を行って、第１の冷媒を冷媒管１２５ａ（凝縮器１２１ｂ）へ流入させる。この場合の動作、効果は、図４と略同様となる。すなわち、第１の冷媒が冷媒管１２５ａ（凝縮器１２１ｂ）へ流入する状態となった場合、凝縮器１２１ｂから内気への放熱が行われることになり、従って積層体１２１の機能は上記積層体９１と略同様となる。（尚、内気温度とは、例えば上記天井裏空間からのリターン空気の温度である）。

すなわち、室内空間（その天井裏空間）から内気流入口１２８を介して内気ユニット１２０内に流入するリターン空気（暖気）は、まず凝縮器１２１ｂを通過し、次に液−ガス熱交換器１２１ｃを通過し、最後に蒸発器１２１ｄを通過することになる。リターン空気は、凝縮器１２１ｂを通過する際に凝縮器１２１ｂからの放熱によって温度上昇し、次に液−ガス熱交換器１２１ｃを通過する際に上記第２の冷媒（水など）との熱交換によって温度下降した後、最後に蒸発器１２１ｄを通過することで冷却されて冷気となる。

尚、上記三方弁１１２の弁開閉切換制御を行う前後の消費電力量を計測し、消費電力量が減少したならばそのままとし、消費電力量が増加したならば再び上記三方弁１１２の弁開閉切換制御を行って元の状態（第１の冷媒が冷媒管１２５ｂ（凝縮器１１１ｃ）へ流入する状態）に戻すようにしてもよい。あるいは、上記切換後、例えば外気温が所定温度未満となった場合には、あるいは「外気温≦内気温度」となった場合、あるいは「外気温＞内気温度」であるが外気温と内気温度との温度差が所定値未満となった場合には、再び上記三方弁１１２の弁開閉切換制御を行って元の状態（第１の冷媒が冷媒管１２５ｂ（凝縮器１１１ｃ）へ流入する状態）に戻すようにしてもよい。

例えば外気温が所定温度未満の場合等には、上記三方弁１１２の弁開閉切換制御を行って、第１の冷媒を冷媒管１２５ｂ（凝縮器１１１ｃ）へ流入させる。この場合の動作は、図２、図３と同じであってよい。

すなわち、室内空間（その天井裏空間）から内気流入口１２８を介して内気ユニット１２０内に流入するリターン空気（暖気）は、凝縮器１２１ｂを特に何もなく通過し、次に液−ガス熱交換器１２１ｃを通過する際に上記第２の冷媒（水など）との熱交換によって温度下降した後、最後に蒸発器１２１ｄを通過することで冷却されて冷気となる。一方、蒸発器１２１ｄが周囲から奪った熱は、凝縮器１１１ｃにおいて外気へと放熱されることになる。尚、上記第２の冷媒は、配管１２６内を循環ポンプ１２４によって循環している。配管１２６は、上記配管５１等と同様、液−ガス熱交換器１１１ｂ、１２１ｃに接続している。

尚、この様な三方弁１１２の弁開閉切換制御は、例えば図示のコントローラ１３０が行うが、ここでは特に詳細には説明しない。尚、コントローラ１３０は、ＣＰＵ／ＭＰＵ、メモリ等を有し、不図示の温度センサなどから温度データを入力する等して冷気の温度を調整する等の制御を行う、本空調システム全体の制御装置である。コントローラ１３０の設置場所は、任意であってよい。

尚、図５Ａの例では、冷媒管１２５ａへ流した第１の冷媒が冷媒管１２５ｂに流入しないようにするために（その逆に、冷媒管１２５ｂへ流した第１の冷媒が冷媒管１２５ａに流入しないようにするために）、図示のように逆止弁１２２ａ、１２２ｂを設けている。すなわち、まず、図示のように、２つに分岐した冷媒管１２５である上記冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂとが図示の合流点Ｒで合流して再び１本の冷媒管１２５となる。冷媒管１２５ａにおいて、図示の通り、この合流点Ｒの手前で逆止弁１２２ａを設けている。冷媒管１２５ｂにおいても同様に、この合流点Ｒの手前で逆止弁１２２ｂを設けている。

尚、図５Ａを用いて図４の構成を説明するならば、まず、凝縮器１１１ｃは存在せず、それ故に、三方弁１１２と冷媒管１２５ｂ及び逆止弁１２２ａ、１２２ｂも存在しないことになる（また、冷媒管１２５ａは冷媒管１２５と見做せる）。

尚、その逆に、図４の構成をベースにして図５Ａの構成を説明するならば、図４の構成に対して、まず、凝縮器１１１ｃを追加するとともに、冷媒管１２５を途中で分岐して成る分岐管である上記冷媒管１２５ｂを凝縮器１１１ｃに接続する。更に、上記冷媒管１２５の分岐点に切換装置の一例である三方弁１１２を設け、この切換装置によって第１の冷媒を、凝縮器１２１ｂと凝縮器１１１ｃの何れか一方に循環させることになる。また、上記逆止弁１２２ａ、１２２ｂも追加することになる。

次に、図５Ｂに示す構成例について説明する。

図５Ｂの構成は、上記図５Ａの構成とほぼ同じであり、一部が異なるだけである。よって、図５Ｂに関しては、図５Ａとは異なる点のみ説明し、図５Ａと略同様の構成については説明を省略するものとする。

図５Ｂの構成では、上記図５Ａにおける三方弁１１２の代わりに、図示の三方弁１１２’を設けている。図５Ａの三方弁１１２は凝縮器１１１ｃの前段（流入側）に設けられていた。これに対して、図５Ｂの三方弁１１２’は凝縮器１１１ｃの後段（流出側）に設けられている。三方弁１１２’から先は、冷媒管１２５が冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂとに分岐している点は、図５Ａと略同様である。また、冷媒管１２５ｂは膨張弁１２３に接続し、冷媒管１２５ａは凝縮器１２１ｂに接続している点も、図５Ａと略同様である。

図５Ａの構成では、三方弁１１２の弁切換制御によって、冷媒を、凝縮器１１１ｃと凝縮器１２１ｂのどちらか一方に流すものであった。これに対して、図５Ｂの構成では、冷媒は必ず凝縮器１１１ｃに流すものであり、冷媒を更に凝縮器１２１ｂにも流すか否かを、三方弁１１２’の弁切換によって制御しているものである。

圧縮器１１３の出口側の冷媒の温度は、通常、外気温度より高いため、冷媒は必ず凝縮器１１１ｃに流す構成とすることで、冷媒温度を下げることが期待できる。更に、「外気温度＞内気温度」の場合には、三方弁１１２’の弁切換制御によって冷媒を冷媒管１２５ａに流すようにする（冷媒を凝縮器１２１ｂにも流す）。これによって、冷媒温度を凝縮器１１１ｃで一旦下げ、更に凝縮器１２１ｂで冷媒温度を内気温度近辺まで下げることが可能となる。

尚、外気温度は外気温と同義である。

上記図５Ｂの構成によれば、凝縮器１２１ｂにおける冷媒と内気との熱交換量が減るので、凝縮器１２１ｂの小型化を図ることができる。また、熱交換器１２１ｃで取り去らなければならない熱量が減少するので、効率向上を期待できる（たとえば、送風機１１１ａの風量減少やポンプ１２４による循環冷媒の流量減少など）。

尚、上記図５Ｂの構成は、以下のように説明することもできる。

すなわち、外気ユニット１１０にも凝縮器１１１ｃを設け、冷媒管１２５をこの凝縮器１１１ｃに接続し、更に凝縮器１１１ｃの冷媒流出側において冷媒管１２５を分岐すると共に該分岐点に切換装置（三方弁１１２’）を設ける。そして、この切換装置によって、第１の冷媒を内気ユニット１２０内の凝縮器１２１ｂに循環させた後に膨張弁１２３に循環させる第１ルートと、第１の冷媒を内気ユニット１２０内の凝縮器１２１ｂに循環させずに膨張弁１２３に循環させる第２ルートとの何れか一方のルートに切換える。この切換装置によるルート切換制御は、例えばコントローラ１３０が実行する。

ここで、図６には、上記実施例３の空調システムの動作モデルとシミュレーション結果を示す。

まず、図６（ａ）に示すシミュレーション動作モデルについて説明する。

尚、以下の説明では、図４の構成に対応付けて説明するが、図５Ａ、図５Ｂに関しても略同様である（但し、図４と同様に動作させる場合）。

図６において、まず、太線矢印は、空気（内気）の流れを示す。この空気（内気）の流れに沿った構成、すなわち内気が通過する構成が、図示の発熱体１４０、凝縮器１４１、液−ガス熱交換器１４２、蒸発器１４３である。

発熱体１４０は、上記冷却対象の室内空間の上記発熱体１０１（サーバ装置等）に相当する。凝縮器１４１は上記凝縮器９１ｂに相当し、液−ガス熱交換器１４２は上記内気ユニット９０内の液−ガス熱交換器９１ｃに相当し、蒸発器１４３は上記蒸発器９１ｄに相当する。また、図示の圧縮機１４４が上記圧縮機９２に相当し、図示の膨張弁１４５が上記膨張弁９３に相当する。

これら凝縮器１４１、蒸発器１４３、圧縮機１４４、膨張弁１４５の間を繋ぐ図示の細線矢印が、第１の冷媒の流れを示す。すなわち、第１の冷媒が「蒸発器１４３→圧縮機１４４→凝縮器１４１→膨張弁１４５→蒸発器１４３」という圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環している。

また、図示のポンプ１４６が上記ポンプ９４に相当し、図示の液−ガス熱交換器１４７が上記外気ユニット８０側の液−ガス熱交換器８１ｂに相当する。これらポンプ１４６、液−ガス熱交換器１４７と、上記液−ガス熱交換器１４２の間を繋ぐ図示の細線矢印が、第２の冷媒（水など）の流れを示す。これにより、液−ガス熱交換器１４２においては内気と第２の冷媒との熱交換が行われ、液−ガス熱交換器１４７においては外気と第２の冷媒との熱交換が行われる。よって、外気温が低い場合等には、第２の冷媒を介して、外気によって間接的に内気が冷却される間接外気冷房機能が実現されることになる。

ここで、図６（ａ）には、上記サイクルの各段階における内気と第１の冷媒の温度の一例を示している。尚、これはあくまでも一例に過ぎない。また、これは、シミュレーションとしての理想的な温度を示しているのであり、現実にはこの通りにはならない。例えば、凝縮器１４１において第１の冷媒の温度は大きく下がるものの、図示のように内気と同じ温度（３２℃）まで下がることはなく、それよりも少し高い温度（３３℃等）となる。

まず蒸発器１４３から話を始めるものとする。図示の例では、内気は、蒸発器１４３において冷却されることで、１８℃の冷気となっている。この冷気によってサーバ装置等である発熱体１４０が冷却され、内気は３２℃の暖気となる。この３２℃の暖気は、凝縮器１４１を通過する。

ここで、凝縮器１４１には、圧縮機１４４によって生成される高温（６６℃）の第１の冷媒が流入しており、周囲に放熱している。凝縮器１４１においては、上記３２℃の暖気によって、高温（６６℃）の第１の冷媒が冷却されることになる。これによって、凝縮器１４１の後には、第１の冷媒の温度は３２℃に低下する一方で、暖気（内気）の温度は５５℃に上昇している。

この３２℃の第１の冷媒は、次段の膨張弁１４５において更に１０℃の第１の冷媒となって蒸発器１４３に流入し、これによって蒸発器１４３が上記の通り内気を冷却して１８℃の冷気を生成することになる。

一方、５５℃になった暖気は、液−ガス熱交換器１４２を通過する際に、上記第２の冷媒と熱交換することで温度低下して、３６℃の暖気となる。そして、この３６℃の暖気は、蒸発器１４３を通過することで、上記の通り１８℃の冷気となる。

ここで、上記の通り、室内空間からのリターン空気が３２℃であるのに対して、蒸発器１４３へ流入する暖気は３６℃となっており、間接外気冷房機能を使っているにも係らず、逆に、温度上昇していることになる。

しかし、間接外気冷房機能では、上記の通り、５５℃の暖気を３６℃の暖気にしており、冷却機能を果たしており、また温度差が大きいので暖気（内気）の冷却の効率もよい。これは、外気温が非常に高い状態（例えば３６℃）であっても、５５℃に比べれば非常に低いことになるためである。液−ガス熱交換器１４２を通過する暖気が、上記３２℃のリターン空気であったならば、外気温が３６℃の場合には、温度低下させられないばかりか逆に温度上昇する可能性がある。一方、実施例３では、外気温が非常に高くても、間接外気冷房が機能する可能性が高い。

ここで、内気が上記のように５５℃の高温となるのは、内気ユニット側（室内側）に凝縮器１４１を設けて、これに内気を通過させるためである。図１４や図１〜図３等に示す通り、通常、凝縮器は室外側に設けて、外気に対して放熱させるものである。これは、外気温が低い場合には、何等問題ないものであり、凝縮器において外気によって第１の冷媒が十分に冷却されることになる。

しかし、外気温が非常に高い状態（例えば３６℃）では、凝縮器において外気によって第１の冷媒が十分に冷却されないことになり、それでも室温を設定値通りに保とうとすると消費電力が増大することになる。これに対して実施例３の空調システムでは、上記のように凝縮器１４１において、外気よりも温度が低い上記３２℃の内気によって、第１の冷媒が冷却されることになり、外気の場合に比べて第１の冷媒の温度をより下げることができ、消費電力低減につながることになる。

図６（ｂ）に、上記消費電力低減に係るシミュレーション結果を示す。

図６（ｂ）に示すグラフは、横軸が外気温度（℃）、縦軸が消費電力（ｋＷ）である。

また、グラフ中の三角（△）で示すデータは間接外気冷房機能の消費電力（主にファンとポンプ１４６の消費電力）、四角（◇）で示すデータは冷凍サイクルの消費電力（主に圧縮機１４４の消費電力）、丸（○）はこれらの合計（全体の消費電力）を示す。また、これら各記号内が空白のもの（白三角△、白四角◇、白丸○）が従来の空調システム、各記号内が黒のもの（黒三角▲、黒四角◆、黒丸●）が実施例３の空調システムに対応するデータである。尚、従来の空調システムは、例えば上記図１４の空調システムであるが、この例に限らず、例えば上記実施例１や実施例２の空調システムであってもよいと考えても構わない。

図示のように、外気温が比較的低い場合は、従来の空調システムも本空調システム（実施例３の空調システム）も、全体としての消費電力はそれほど変わらない。

しかし、外気温がある程度以上高くなると（例えば３０℃を超える程度がひとつの目安となる）、従来の空調システムでは間接外気冷房が実質的に機能しなくなる為、ファンとポンプ１４６を停止することで、図示の通り間接外気冷房機能に係わる消費電力（白三角△）はゼロとなる。一方、本空調システムでは、上記の通り、内気が非常に高温（５５℃等）となるため、外気温が３０℃を越えても、更に３５℃を越えても、間接外気冷房は機能することになり、ファンとポンプ１４６を停止することはなく、図示の通り一定の消費電力（黒三角▲）があることになる。

従来の空調システムでは、上記間接外気冷房の消費電力（白三角△）がゼロとなるような外気温の領域（高温領域と言うものとする）では、図示の通り、温度が高くなるに従って全体の消費電力が急激に増大する。尚、この高温領域においては、従来の空調システムでは、「全体の消費電力（白丸○）＝冷凍サイクルの消費電力（白四角◇）」となっている。つまり、上記高温領域では、冷凍サイクルの消費電力（白四角◇）が急増する為、全体の消費電力も急増している。

一方、本空調システムでは、上記高温領域においても、冷凍サイクルの消費電力（黒四角◆）は、それまでと略同様に、外気温の増加に合わせて緩やかに増大しており、急激に増大するようなことはない。この為、図示の通り、上記高温領域では、外気温が高くなればなるほど、従来の空調システムと本空調システムとの全体の消費電力の差が、大きくなっていくことになる。

この様に、外気温がある程度以上高い環境下では、実施例３の空調システムは、従来の空調システムに比べて消費電力が少なくて済み、この省エネ効果は外気温が高いほど大きくなることになる。

但し、外気温が低い環境下では、省エネ効果に関して、実施例３の空調システムは逆効果となる可能性があるので、上記図５Ａ等に示す構成とすることで、実質的に図４に示す実施例３の空調システム（その１）と従来の空調システムとを任意のときに切り替えることができるようにする。但し、これは、設置環境にもよるものであり、例えば設置場所が熱帯に属するのであれば、図４の構成でも何等問題はないことになる。

尚、第１の冷媒の冷却度合いが大きい（冷媒温度が低い；過冷却度が大きい）ほうが、冷凍効果および冷凍能力が大きくなる。これは、例えば参考文献（特開２０１０−７９７５号公報；特にその段落０００９、００３８等）等に記載されているように、公知の事項である。上記参考文献には、例えば、第１の冷媒の過冷却度が小さくなることで冷凍効果（蒸発器における冷媒の比エンタルピー変化量）が小さくなり、従って冷媒循環量が同じ場合には冷凍能力が小さくなることが開示されている。

一方、冷却対象空間であるサーバルームの温度は、ほぼ設定温度通りに保つ必要があり、上記図６（ａ）の例であれば蒸発器はほぼ１８℃の冷気を生成し続ける必要がある。冷媒の過冷却度が小さくなってもほぼ１８℃の冷気を生成するためには、例えば冷媒循環量を増やす必要があり、この為、消費電力が増大することになる。本空調システムでは、外気温度が高い環境下では、従来の空調システム（外気を用いて冷媒冷却）に比べれば第１の冷媒の過冷却度は小さくならないで済むので、従来の空調システムに比べれば消費電力の増大が抑えられる。この様に、本空調システムでは、外気温度が高い環境下では、従来の空調システムと比較して高い省エネ効果が得られる。

更に、実施例３では、図４や図５Ａ等に示して説明したユニット構成や製造、設置等を行うようにする場合には、上記実施例２と略同様の効果を得ることもできる。すなわち、実施例２の効果として上述した（ａ）コンパクト化、（ｂ）ダクトレス、壁面取り付けによる施工費低減、（ｃ）積層体によるコンパクト化と製作性の向上、（ｄ）ファン共通化による送風動力（送風電力）低減と低価格化の効果は、実施例３においても得ることができるものである。

ここで、図７を参照して、実施例３と従来とを比較説明する。

図７（ａ）は実施例３の空調システムの動作モデルを示す図である。尚、これは、上記図６（ａ）と略同様の図面であり一部省略して示している。よって、各構成には図６（ａ）と同一符号を付してあり、その詳細な説明は省略する。

概略的には、図示の凝縮器１４１、蒸発器１４３、圧縮機１４４、及び膨張弁１４５によって蒸気圧縮冷凍サイクル等の冷凍サイクルを実現している。更に、図示のポンプ１４６、液−ガス熱交換器１４７、液−ガス熱交換器１４２によって、間接外気冷房機能を実現している。

外気が通過する構成である液−ガス熱交換器１４７は室外側（建物外）に設置し、内気が通過する構成である凝縮器１４１、液−ガス熱交換器１４２、蒸発器１４３は室内側（建物内）に設置する。これら以外の構成の設置場所は、特に限定しない。

また、図７（ｃ）には、図７（ａ）との比較のための従来の空調システムの動作モデルを示している。

図示の通り、少なくとも図７（ａ）、（ｃ）に示すモデル例に関しては、実施例３と従来とでは構成上の違いは殆どなく、凝縮器の設置位置が異なるだけである。設置位置が異なることから、図７（ａ）では凝縮器１４１、図７（ｃ）では凝縮器１４１’というように符号を変えて示している。

図７（ａ）に示す通り、実施例３の空調システムでは、凝縮器１４１は、発熱体１４０（サーバ等）を通過後の内気が通過する位置に設置されている。一方、図７（ｃ）に示す通り、従来の空調システムにおける凝縮器１４１’は、外気が通過する位置に設置されている。尚、本図では示していないが、凝縮器１４１’は、液−ガス熱交換器１４７を通過後の外気を通過させるものとすることが望ましい。尚、図示の例では、例えば外気温度が非常に高い為に、間接外気冷房機能は停止している（例えばポンプ１４６を停止している）。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の実施例３の空調システムに対応する温度模式図である。

図７（ｄ）は、図７（ｃ）の従来の空調システムに対応する温度模式図である。

まず、図７（ｂ）、（ｄ）において、発熱体１４０（サーバ等）に接続して一周している矢印は、内気に係る温度変化等を示している。また、圧縮機１４４と膨張弁１４５に接続している矢印は、第１の冷媒に係る温度変化等を示している。また、Ｑ（Ｑ１ａ等）は熱量、Ｌ（Ｌpa等）は動力（電力消費量）を意味している。

また、図７（ｂ）において点線が囲んで符号１４１ａを付している部分は、上記凝縮器１４１内における内気や冷媒の温度変化を示すものである。同様に、図７（ｄ）において点線が囲んで符号１４１ｂを付している部分は、上記凝縮器１４１’内における冷媒の温度変化を示すものである。

また、図７（ｂ）において点線が囲んで符号１４２ａを付している部分は、上記液−ガス熱交換器１４２内における内気の温度変化を示すものである。同様に、図７（ｄ）において点線が囲んで符号１４２ｂを付している部分は、上記液−ガス熱交換器１４２内における内気の温度変化（但し、図示の通り内気の温度は変化しない）を示すものである。

また、図７（ｂ）において点線が囲んで符号１４３ａを付している部分は、上記蒸発器１４３内における内気や冷媒の温度変化を示すものである。同様に、図７（ｄ）において点線が囲んで符号１４３ｂを付している部分は、上記蒸発器１４３内における内気や冷媒の温度変化を示すものである。

そして、まず、図７（ｂ）において、凝縮器１４１において内気と第１の冷媒との間で熱量Ｑ１ａの交換が行われ、その結果、図示の１４１ａに示す通り、内気の温度は上昇し、第１の冷媒の温度は図示の還気（ＲＡ）の温度レベルまで下がる。尚、還気（ＲＡ）は、発熱体１４０（サーバ等）からのリターン空気としての内気である。また、尚、図６（ａ）でも説明した通り、これはシミュレーションとしての理想的な温度模式図を示しているのであり、現実にはこの通りにはならない。例えば、第１の冷媒の温度は大きく下がるものの、図示のように還気（ＲＡ）の温度レベルまで下がることはなく、それよりも少し高い温度となる。

内気は、その後、液−ガス熱交換器１４２を通過することで、上記間接外気冷房機能によって熱量Ｑ２ａを奪われ（間接的に外気と熱交換して、熱は室外側（建物外）へと放出される）、その結果、内気の温度は、例えば図示の１４２ａに示すように外気（ＯＡ）温度レベルまで下がることになる。

そして、更に、図示の１４３ａに示すように、内気は、蒸発器１４３で熱量Ｑ３ａの熱を奪われて図示の給気（ＳＡ）の温度レベルまで下がることになる。尚、給気（ＳＡ）とは、発熱体１４０（サーバ等）に供給する内気（冷気）である。尚、蒸発器１４３における冷媒の温度は、図示の‘Ｊ’のレベルまで下がっている。

一方、図７（ｄ）に示すように、従来では、発熱体１４０（サーバ等）において熱量ＱＨで温度上昇した内気は、凝縮器１４１’を通過するわけではないので温度変化することなく（１４１ｂ参照）、更に図７（ｃ）の例では間接外気冷房機能は停止しているので液−ガス熱交換器１４２を通過しても温度変化することなく（１４２ｂ参照）、図示の上記還気（ＲＡ）の温度レベルのままとなる。その後、図示の１４３ｂに示すように、内気は、蒸発器１４３で熱量Ｑ３ｂの熱を奪われて図示の給気（ＳＡ）の温度レベルまで下がることになる。

一方、第１の冷媒は、室外側（建物外）に設置された凝縮器１４１’における外気との熱量Ｑ１ｂの熱量交換により、図示の外気（ＯＡ）の温度レベルまで温度低下する。第１の冷媒は、その後、膨張弁１４５を介して図示の‘Ｊ’の温度レベルまで温度低下してから、蒸発器１４３に供給されることになる。

ここで、図７（ｂ）、（ｄ）に示す通り、膨張弁１４５に入る前の第１の冷媒の温度は、図７（ｂ）ではＲＡであり、図７（ｄ）ではＯＡであり、ＲＡ＜ＯＡである。つまり、実施例３は、従来よりも、膨張弁１４５の手前における第１の冷媒の温度が小さい。これより、既に述べた通り、実施例３の方が冷凍サイクルの消費電力が少なくて済む。つまり、図示のように、実施例３における冷凍サイクルの動力（消費電力）（主に圧縮機１４４動力（消費電力））をＬｃａ、従来における冷凍サイクルの動力（消費電力）（主に圧縮機１４４動力（消費電力））をＬｃｂとした場合、Ｌｃｂ＞Ｌｃａとなる。尚、これは、図示の例のように還気（ＲＡ）の温度が外気（ＯＡ）の温度よりも低い場合の話である。

但し、図７の例では、従来では間接外気冷房機能の動力が停止しているのでその消費電力＝‘０’であるのに対して、実施例３の場合は間接外気冷房機能の動力（消費電力）Ｌｐａが加わることになる。よって、この例では、「Ｌｃｂ＞Ｌｃａ＋Ｌｐａ」の条件を満たす場合に、実施例３の空調システムは従来の空調システムよりも消費電力が小さいことになる。

図１０は、実施例３の空調システムを含む全体の概略構成図である。

実施例３の空調システムは、上述した例に限らず、例えば図１０に示す構成と見做すこともできる。尚、図１０では、各構成要素として図４に示す例を用いるものとし、図４と同一符号を付してある。尚、上述したように、一体化・積層化する例に限定されるわけではなく、それ故、例えば図１０に示すような構成としてもよいものである。

図１０の例では、実施例３の空調システムは、図示のヒートポンプ１５１と熱交換器１５２から成るものとする。ヒートポンプ１５１は、上記蒸発器９１ｄ、圧縮機９２、凝縮器９１ｂ、膨張弁９３等から成り、これらに接続した冷媒管９５を介して、冷媒が「蒸発器９１ｄ→圧縮機９２→凝縮器９１ｂ→膨張弁９３→蒸発器９１ｄ」の順番で循環している。

また、熱交換器１５２は、特に図示しないが、上記液−ガス熱交換器９１ｃ、８１ｂとこれらを繋ぐ配管９６等から成る。

ヒートポンプ１５１から送出された冷気（内気）は、床下空間を介してサーバルームに入り、サーバ装置等を冷却することで暖気となる。この暖気（内気）は、天井裏空間を介して、ヒートポンプ１５１に流入し、凝縮器９１ｂを通過することで温度上昇してから、熱交換器１５２に流入する。そして、熱交換器１５２内で内気と外気との間接的な熱交換が行われて、内気の温度は低下する。温度低下した内気が、ヒートポンプ１５１に流入し、蒸発器９１ｄを通過することで冷却されて上記冷気となり、上記のように床下空間へと送出されることになる。

次に、以下、実施例４について説明する。

図１１は、実施例４の空調システム（その１）の構成図である。

図１２は、実施例４の空調システム（その２）の構成図である。

図１３は、実施例４の空調システムの動作モデル等を示す図である。

まず、図１１を参照して、実施例４の空調システム（その１）を説明する。尚、図１１において図５Ｂに示す構成と略同一の構成については、図５Ｂに示す符号と同じ符号を付しており、その説明を省略または簡略化する。

まず、図１１に示す実施例４の空調システム（その１）は、外気ユニット１６０と内気ユニット１７０から成る。これら外気ユニット１６０と内気ユニット１７０とは、図５Ｂに示す外気ユニット１１０と内気ユニット１２０の場合と略同様に、壁１を挟んで室外側（建物外）と室内側（建物内）とに設けられる。

また、これら外気ユニット１６０、内気ユニット１７０の製造、設置方法は、図５Ａ、図５Ｂ等に示す外気ユニット１１０、内気ユニット１２０の製造、設置方法と略同様であってよい。これは図１２に示す構成に関しても同様である。また、実施例４の空調システムは、実施例３の空調システムと略同様の効果が得られる。そして、更に後述する実施例４特有の効果も得られる。

外気ユニット１６０は、積層体１１１を有する。積層体１１１は、送風機（ファン）１１１ａ、液−ガス熱交換器１１１ｂ、凝縮器１１１ｃ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。尚、これらは図５Ｂに示す積層体１１１の構成と同一符号を付してあり、既に述べた通りその説明は省略または簡略化する。これは、後述する三方弁１１２’などに係る構成についても同様である。

また、膨張弁１２３、圧縮機１１３が、それぞれ、外気ユニット１６０、内気ユニット１７０のどちらかに設けられている。図示の例では膨張弁１２３が内気ユニット１７０に設けられ、圧縮機１１３が外気ユニット１６０に設けられているが、この例に限らない。

そして、図５Ｂと同様に、上記第１の冷媒を循環させる冷媒管１２５上には、上記膨張弁１２３、圧縮機１１３や、凝縮器１１１ｃ、凝縮器１７１ｂ等が設けられている。そして、図１１の構成では、冷媒管１２５上には更に蒸発器１７２が設けられている。蒸発器１７２については後に詳しく説明する。

また、図１１の構成では、図５Ｂと同様に、冷媒管１２５上には、その途中に切換装置の一例である三方弁１１２’が設けられている。冷媒管１２５は、三方弁１１２’から先は図示の冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂとに分岐している。三方弁１１２’は凝縮器１１１ｃの後段（下流側）に設けられている。冷媒管（分岐管）１２５ａは、内気ユニット１７０内の凝縮器１７１ｂに接続すると共に、凝縮器１７１ｂの下流側において冷媒管（分岐管）１２５ｂと合流している（図示の合流点Ｒで合流して、再び１つの冷媒管１２５となっている）。そして、合流点Ｒで合流後の冷媒管１２５は、膨張弁１２３に接続している。尚、冷媒管１２５ａと冷媒管１２５ｂには、それぞれ、合流点Ｒ手前近辺において逆支弁１２２ａ、１２２ｂが設けられている。これによって、第１の冷媒の逆流を防止する。

以上、図１１の構成において、主に図５Ｂに示す構成と略同一の構成について（当然、蒸発器１７２等の図５Ｂと同一符号を付していないものは除く）、簡単に説明した。

そして、図１１の構成では、まず、内気ユニット１７０側において図示の積層体１７１が設けられている。積層体１７１は、送風機（ファン）１７１ａ、凝縮器１７１ｂ、液−ガス熱交換器１７１ｃより成る。この積層体１７１と上記積層体１２１との違いは、積層体１７１には上記蒸発器１２１ｄが無い点である。従って、図示の送風機（ファン）１７１ａ、凝縮器１７１ｂ、液−ガス熱交換器１７１ｃ自体は、積層体１２１における送風機（ファン）１２１ａ、凝縮器１２１ｂ、液−ガス熱交換器１２１ｃと略同一であってよい。

送風機（ファン）１２１ａによって形成させる内気の流れ（図上、一点鎖線矢印で示す）によって、内気は凝縮器１７１ｂ→液−ガス熱交換器１７１ｃの順にこれらを通過する。

尚、図示の構成は一例であり、この例に限らない。基本的には積層体１７１は内気ユニット１７０内に設けられ、積層体１１１は外気ユニット１６０内に設けられるが、それ以外の構成は、内気ユニット１７０と外気ユニット１６０のどちらに設けてもよい。従って、例えば蒸発器１７２が外気ユニット１６０側に設けられていても構わない。

そして、本構成例では、上記のように蒸発器１２１ｄが無い代わりに、図示のように蒸発器１７２が設けられている。つまり、図５Ｂにおいては、膨張弁１２３と圧縮機１１３との間（勿論、冷媒管１２５上であることは言うまでもない）には、蒸発器１２１ｄが設けられていた。これに対して、本構成では、膨張弁１２３と圧縮機１１３との間（冷媒管１２５上）には蒸発器１７２が設けられている。

但し、蒸発器１２１ｄと蒸発器１７２とでは構成が異なる。蒸発器１２１ｄは、液−ガス熱交換器であるものと見做すことができ、任意の冷媒と空気（内気）との間の熱交換を、冷媒の蒸発を伴う形で行うものである。つまり、一般的な空調機(エアコン等)で用いられる一般的な蒸発器である。

これに対して、蒸発器１７２は、既存のものではあるが、上記液−ガス熱交換器ではなく、液−液熱交換器と見做せるものである。従って、蒸発器１７２は、ガスである空気（内気）との熱交換は行わない。蒸発器１７２は、基本的には、内気が通過する積層体１７１の一部を構成するようなことはない。蒸発器１７２の設置位置は特に規定しないが、基本的には内部ユニット１７０内または外部ユニット１６０内に設けられるものとする。

蒸発器１７２は、上記の通り冷媒管１２５上に設けられており、従って特に図示しないがその内部を上記第１の冷媒が通過する。更に、図示のように蒸発器１７２は、上記冷媒管１２５だけでなく配管１６２にも接続している。配管１６２自体は、図５Ｂの配管１２６と同様に、上記第２の冷媒（例えば水など）を、外気ユニット１６０の液−ガス熱交換器１１１ｂと内気ユニット１７０の液−ガス熱交換器１７１ｃとの間を循環させる為の構成である。尚、図５Ｂの構成と同様、第２の冷媒を循環させる為の循環ポンプ１２４が、配管１６２上の任意の箇所に設けられている。

そして、上記の通り配管１６２には更に蒸発器１７２が接続している。よって、蒸発器１７２内には、上記第１の冷媒だけでなく第２の冷媒も通過することになる。そして、基本的には図示のように、液−ガス熱交換器１７１ｃの手前（上流側）に蒸発器１７２が設けられる構成とする。これによって後述するように、蒸発器１７２において第１の冷媒によって冷却された第２の冷媒が、下流側にある液−ガス熱交換器１７１ｃに流入することになる。

尚、図示の例では図５Ｂとの相違点として更に三方弁１６１等が設けられている等の違いもあるが、この三方弁１６１等は必ずしも必要ないものである。よって、三方弁１６１等については、後に説明する。

上述したように、特に内部構成は図示しないが、蒸発器１７２内には第１の冷媒と第２の冷媒とが通過する。そして、蒸発器１２１ｄの場合と同様に、蒸発器１７２内で第１の冷媒は蒸発し、その際に周囲の熱を奪う（周囲を冷却する）。蒸発器１２１ｄの場合にはその内部を空気（内気）が通過しており、従って空気（内気）が冷却されることになった。これに対して、蒸発器１７２の場合には上記の通りその内部を第２の冷媒が通過しており、従って第１の冷媒によって第２の冷媒が冷却されることになる。

ここで、図５Ｂの場合、第２の冷媒は、外気ユニット１１０の液−ガス熱交換器１１１ｂにおいて外気との熱交換によって基本的には冷却されて、当該外気による冷却後の第２の冷媒が内気ユニット１２０の液−ガス熱交換器１２１ｃに供給される。これによって、液−ガス熱交換器１２１ｃ内で第２の冷媒と内気との熱交換が行われ、第２の冷媒によって内気が冷却される。一方、図１１の構成の場合、第２の冷媒は、液−ガス熱交換器１７１ｃに供給される手前で上記の通り蒸発器１７２内で更に冷却されることになる。

これは、１つの考え方としては、図５Ｂの場合には第１の冷媒によって直接的に空気（内気）を冷却していたのに対して、図１１の場合には第２の冷媒を介して間接的に空気（内気）を冷却するものと見做すこともできる。

図１１の構成では、例えば図１に示す天井裏空間から内気流入口１２８を介して内気ユニット１７０内に流入する内気（リターン空気；暖気）は、まず凝縮器１７１ｂを通過することで温度上昇した後、液−ガス熱交換器１７１ｃを通過することで冷却される。この冷却された内気（冷気）は、内気排出口１２７から排出され、例えば図１に示す床下空間へと送出される。これによって、冷却対象空間（サーバ設置空間）に冷気が供給されることになる。

そして、コントローラ１３０は、例えば、内気排出口１２７から排出される冷気の温度が、所定の設定温度（例えば１８℃）と略同一となるように、圧縮機１１３や循環ポンプ１２４等を制御して、第１の冷媒や第２の冷媒の流量等を制御する。尚、コントローラ１３０は、例えば後述する図１３に示す信号線１３１を介して、例えば圧縮機１１３や循環ポンプ１２４等を制御することになる。

また、蒸発器１７２は、相対的に低温の液体（第１の冷媒）と相対的に高温の液体（第２の冷媒）との間で熱交換を行う「液―液の熱交換器」であり、具体的には例えば所謂「液―液のプレート式熱交換器」等である。

次に、上記三方弁１６１等に係る構成について説明する。

図５Ｂの構成では、第２の冷媒は必ず液−ガス熱交換器１１１ｂに流入させて外気との熱交換を行わせていた。これに対して図１１の構成では、三方弁１６１等を用いることで、第２の冷媒を液−ガス熱交換器１１１ｂに流入させない（バイパスさせる）場合も有り得るように構成した。本構成の場合、第２の冷媒は、外気との熱交換が行われない場合でも、蒸発器１７２において第１の冷媒によって冷却されることになる。

三方弁１６１は、配管の流路を２つに分けるための三方弁であり、３つの配管接続口を有しており、そのうちの１つが流入用（流入口と呼ぶ）、２つが流出用（流出口と呼ぶ）である。三方弁１６１は、上記配管１６２に接続しており、循環ポンプ１２４によって配管１６２内を循環している第２の冷媒を、上記流入口から流入させ、上記２つの流出口の何れか一方から流出させる。ここで、上記配管１６２は、三方弁１６１によって２つに分岐すると見做すこともでき、図示の分岐管１６２ａ、分岐管１６２ｂに分岐するものと考えるものとする。

上記三方弁１６１の２つの流出口の何れか一方は分岐管１６２ａに接続し、他方は分岐管１６２ｂに接続している。分岐管１６２ａは液−ガス熱交換器１１１ｂを通過した後、図示の合流点Ｑで分岐管１６２ｂと合流して再び１つの配管１６２となって、この配管１６２が後段の蒸発器１７２に接続している。一方、分岐管１６２ｂはダイレクトに上記合流点Ｑで分岐管１６２ａに接続・合流している。

第２の冷媒が三方弁１６１から分岐管１６２ａ上に流出される場合には、第２の冷媒は液−ガス熱交換器１１１ｂを通過した後、蒸発器１７２に流入することになる。一方、第２の冷媒が三方弁１６１から分岐管１６２ｂ上に流出される場合には、第２の冷媒は液−ガス熱交換器１１１ｂを通過することなく、そのまま、蒸発器１７２に流入することになる。

基本的には、液−ガス熱交換器１１１ｂにおいて外気によって第２の冷媒を冷却できる状況では、第２の冷媒は液−ガス熱交換器１１１ｂを通過させるようにする。逆に言えば、例えば「外気温度 ＞ 液−ガス熱交換器１１１ｂに流入する第２の冷媒の温度」の状況では、第２の冷媒が三方弁１６１から分岐管１６２ｂ上に流出されるようにする（液−ガス熱交換器１１１ｂをバイパスさせる）。これによって、第２の冷媒が液−ガス熱交換器１１１ｂにおいて温度上昇させられるような事態を回避できる。

但し、この様な例に限らず、三方弁１６１を設けない（よって、配管１６２が２つに分岐することもない）構成にしてもよい。つまり、第２の冷媒に係る構成に関しては図５Ｂと同様の構成により、第２の冷媒が必ず液−ガス熱交換器１１１ｂにも流れるように構成してもよい。

尚、図には示していないが、分岐管１６２ａにおいて分岐管１６２ｂとの合流点Ｑの手前に逆止弁を設けるようにしてもよい。これによって、第２の冷媒が三方弁１６１から分岐管１６２ｂ上に流出される場合に、この第２の冷媒が液−ガス熱交換器１１１ｂ内に流入するような事態を防止できる。

次に、図１２に示す実施例４の空調システム（その２）について説明する。

図１２は、図１１に示す構成の変形例と見做すこともでき、一部が異なるが、殆どは図１１と略同一である。従って、図１２に関して、図１１と略同一の構成については、その説明は省略もしくは簡略化するものとする。尚、図１１と図１２との関係（相違）は、上記５Ａと図５Ｂとの関係（相違）と同じであると考えても良い。

すなわち、図１２の構成において図１１と異なる点は、冷媒管１２５上の三方弁の配置である。まず、図１２の構成は、外気ユニット１６０’と内気ユニット１７０から成る。内気ユニットは、図１１の内気ユニット１７０と同じであってよく、よって同一符号“１７０”を付してある。一方、外気ユニットは、図１１の外気ユニット１６０と一部異なるものであり、よって符号“１６０’”を付与してある。

図１１の外気ユニット１６０では、図５Ｂと同様に、凝縮器１１１ｃの流出側（下流側）に三方弁１１２’を設けており、第１の冷媒は必ず凝縮器１１１ｃを通過させていた。そして、三方弁１１２’によって、第１の冷媒を更に凝縮器１７１ｂも通過させるか否かを制御していた。

一方、図１２の外気ユニット１６０’では、図５Ａと同様に、凝縮器１１１ｃの流入側（上流側）に三方弁１１２を設けている。そして、三方弁１１２によって、第１の冷媒を、“凝縮器１１１ｃを通過させるが凝縮器１２１ｂは通過させない状態”と“凝縮器１１１ｃは通過させないが凝縮器１２１ｂを通過させる状態”の何れか一方の状態に切り換える。

以上、図１２の構成について、図１１と異なる点のみ簡単に説明した。尚、図１２の構成の機能、効果等は、図１１のものと略同様である。

次に、以下、図１３について説明する。

図１３（ａ）には、上記の通り実施例４の空調システムの動作モデルを示している。また、図１３（ｂ）には、実施例４の消費電力低減に係るシミュレーション結果を示す。

まず、図１３（ａ）について説明する。尚、図１３（ａ）に示す各温度は、図６（ａ）と同様、シミュレーション結果等に基づく一例を示しているものであり、この例に限らない。

ここで、図１３（ａ）は、上記図１２の構成例に対応するものであり、図１２に示す各構成の符号が付してある。但し、図示の発熱体１４０は、図６（ａ）に示す発熱体１４０のことであり、例えば図１に示す発熱体１０１（サーバ装置等）に相当するものである。また、図１３（ａ）は、図１２において三方弁１１２によって第１の冷媒が凝縮器１１１ｃ側を通過しない状態になっている場合に対応するものとする。よって、図１３（ａ）には凝縮器１１１ｃは示されておらず、圧縮機１１３の下流側には凝縮器１７１ｂが示されている。

図１３（ａ）において太線矢印で示すように、室内側空気（内気）は、発熱体１４０、凝縮器１７１ｂ、液−ガス熱交換器１７１ｃを循環している。

また、上記第１の冷媒は、図示の冷媒管１２５上の構成を循環している。すなわち、第１の冷媒は、図上に細線矢印で示すように、圧縮機１１３、凝縮器１７１ｂ、膨張弁１２３、蒸発器（液―液の熱交換器）１７２を循環している。

また、上記第２の冷媒は、図示の配管１６２上の構成を循環している。すなわち、第２の冷媒は、図上に細線点線矢印で示すように、循環ポンプ１２４、液−ガス熱交換器１７１ｃ、液−ガス熱交換器１１１ｂ、蒸発器（液―液の熱交換器）１７２を循環している。

内気に関しては、まず図６（ａ）と略同様に、発熱体１４０を冷却することによって３２℃となった内気は、凝縮器１７１ｂを通過することで５５℃に温度上昇する。この５５℃の内気は、液−ガス熱交換器１７１ｃを通過する際に、第２の冷媒との熱交換によって冷却されて温度低下する（図示の例では１８℃となる）。そして、この１８℃の内気が、例えば図１に示す床下空間へと送出されることで、上記発熱体１４０を冷却することになる。

図６（ａ）の場合でも、上記５５℃の内気は、液−ガス熱交換器１４２を通過する際に、第２の冷媒との熱交換によって冷却されて温度低下するが、第２の冷媒の温度は外気温度に影響されるので（例では３６℃）、内気の温度を設定温度（１８℃等）まで低下させることはできない。後段の蒸発器１４３によって内気の温度を設定温度（１８℃等）まで低下させることになる。

これに対して、図１３（ａ）の例では、蒸発器（液―液の熱交換器）１７２によって第２の冷媒の温度を外気温度未満（設定温度以下；本例では１８℃）とすることができるので、液−ガス熱交換器１７１ｃにおいて内気の温度を設定温度（１８℃等）まで低下させることができる。

ここで、上記の通り（そして図１３（ａ）に示す通り）、蒸発器（液―液の熱交換器）１７２には、第１の冷媒と第２の冷媒の両方が通過しており、蒸発器１７２内において第１の冷媒と第２の冷媒との間で熱交換が行われる。図示の例では、蒸発器１７２に流入する第１の冷媒の温度は、１０℃となっている。一方、蒸発器１７２から流出する第２の冷媒の温度（つまり、第１の冷媒と熱交換後の第２の冷媒の温度）は、１８℃となっている。

ここで、蒸発器１７２に流入する第２の冷媒の温度は図示されていないが、第２の冷媒は液−ガス熱交換器１１１ｂにおいて外気（３６℃）と熱交換した後に、蒸発器１７２に流入する。従って、基本的に、蒸発器１７２に流入する第２の冷媒の温度が、外気温度（３６℃）未満となることはない。つまり、図示の例では、蒸発器１７２内において１０℃の第１の冷媒と３６℃以上の第２の冷媒との間で、熱交換が行われることになる。従って、当然、第２の冷媒は第１の冷媒によって冷却されることになり、上記の様に図示の例では１８℃まで冷却されることになる。

また、液−ガス熱交換器１７１ｃから流出する第２の冷媒の温度（温度Ｔａと記すものとする）も、図示されていないが、これは第２の冷媒の流量によって異なることになる。つまり、第２の冷媒の流量が少ない場合には、上記温度Ｔａは例えば内気温度（５５℃）に近い温度（５０℃以上など）となることも有り得る。一方、第２の冷媒の流量が多い場合には、上記温度Ｔａは例えば外気温度（３６℃）よりも低い温度となることも有り得る。

この様なケースを想定して、上記三方弁１６１等を設ける構成例も提案している。すなわち、コントローラ１３０は、例えば「Ｔａ＜外気温度」となった場合には、三方弁１６１を制御して第２の冷媒が液−ガス熱交換器１１１ｂをバイパスする(通過させない)状態とするようにしてもよい。

ここで、液−ガス熱交換器１７１ｃの後段（内気について下流側）に、不図示の「混合／攪拌ユニット」を設けるようにしてもよい。この「混合／攪拌ユニット」は、既存の構成であるので特に図示／説明しないが、空気等の気体を内部で混合／攪拌することでその温度分布を略一様にするための構成である。つまり、上記のように液−ガス熱交換器１７１ｃから流出する内気（冷気）の温度は１８℃としたが、これはその温度分布を略一様にした場合の温度を意味しており、実際には温度分布を略一様とはならずに、（１８℃と比較して）温度が低い部分や温度が高い部分もある状態となる場合が考えられる。この為、上記不図示の「混合／攪拌ユニット」を設けることで、温度分布を略一様とする構成としてもよい。

但し、冷気が、床下空間等を流れる間に自然に混合することで、発熱体１４０に届くときには温度分布を略一様となっているケースも有り得るので、上記不図示の「混合／攪拌ユニット」は、必ずしも設けなくてもよい場合も有り得る。

尚、第１の冷媒を循環させる冷凍サイクルに係る構成（冷媒管１２５と上記冷媒管１２５上の各種構成）は、蒸発器（液―ガスの熱交換器）１４３が蒸発器（液―液の熱交換器）１７２に置き換わる点以外が、図６（ａ）と略同様であると見做しても構わない。よって、簡単に説明するならば、第１の冷媒は、蒸発器（液―液の熱交換器）１７２において第２の冷媒との熱交換によって２５℃となった後、圧縮機１１３で圧縮されることで６６℃となる。この６６℃の第１の冷媒は、凝縮器１７１ｂにおいて内気との熱交換により温度低下し（３２℃となり）、更に膨張弁１２３によって温度低下する（１０℃となる）。この１０℃の第１の冷媒が、上記のように蒸発器１７２において第２の冷媒と熱交換することになる。

ここで、図１３（ｂ）に示すシミュレーション結果について説明する。

図１３（ｂ）に示すグラフは、図６（ｂ）に示すグラフと同様、横軸が外気温度（℃）、縦軸が消費電力（ｋＷ）であり、グラフ中の白丸（○）が従来システムのデータ、黒丸（●）が実施例４の空調システムのデータである。尚、これらのデータは、図６（ｂ）における“全体の消費電力”に相当する。また尚、従来の空調システムは、例えば上記図１４の空調システムであるが、この例に限らず、例えば上記実施例１や実施例２の空調システムであってもよいと考えても構わない。

図示のように、外気温が比較的低い場合は、従来の空調システムも本空調システム（実施例４の空調システム）も、消費電力はそれほど変わらない。

しかし、外気温がある程度以上高くなると（高温領域と言うものとする；例えば３０℃を超える程度がひとつの目安となる）、従来の空調システムでは、図示の通り、温度が高くなるに従って全体の消費電力が急激に増大する。

一方、実施例４の空調システムでは、上記高温領域においても、消費電力は、それまでと略同様に、外気温の増加に合わせて緩やかに増大しており、急激に増大するようなことはない。この為、図示の通り、上記高温領域では、外気温が高くなればなるほど、従来の空調システムと本空調システムとの全体の消費電力の差が、大きくなっていくことになる。

この様に、外気温がある程度以上高い環境下では、実施例４の空調システムは、従来の空調システムに比べて消費電力が少なくて済み、この省エネ効果は外気温が高いほど大きくなることになる。

尚、図１１、図１２に示す構成例は、一例であり、この例に限らない。例えば、上記図５Ａに対して図９の変形例を示したが、図１１、図１２に関してもこれと同様の変形例があってよい。この変形例については特に図示しないが、上記図５Ａと図９の関係から明らかに分かるものであると考えられる。

上述した実施例４の空調システム（その１）（その２）によれば、上述した実施例３の空調システムと略同様の効果に加えて、更に下記の効果が得られる。
・他の実施例の蒸発器（蒸発器１２１ｄ等）は、空気（内気）と液（第１の冷媒）との間で熱交換を行う液−ガスの熱交換器であるのに対して、蒸発器１７２は上記の通り液−液の熱交換器である。一般的に、液−液熱交換器は、液−ガス熱交換器に比べて熱交換効率が高い。したがって、熱交換性能を同じとする場合には、液−液熱交換器は、液−ガス熱交換器よりも小型化することができる（一例としては、蒸発器１７２の体積は、蒸発器１２１ｄの５％〜１０％程度とすることができる）。
・実施例３等では、内気が流れる経路上に、２つの熱交換器（例えば図５Ａ、図５Ｂでは、液−ガス熱交換器１２１ｃと蒸発器１２１ｄ）があった。これに対して、図１１、図１２の構成では、蒸発器１２１ｄを削除しており、また蒸発器１７２は内気の流れる経路上には設けないようにする。このように、蒸発器１２１ｄを削除することで、内気の送風圧力損失が減少し、以って送風効率が向上することになる。これは、例えばファン１７１ａ等の省電力化につながる。
・蒸発器１２１ｄと蒸発器１７２は何れも第１の冷媒による冷却を行うが、蒸発器１２１ｄが空気を冷却するのに対して、蒸発器１７２は液体（第２の冷媒）を冷却する。冷却する媒体が、空気より熱容量が大きい液体であるので、温度変化が緩やかとなり、温度制御が安定する。

例えば、何らかの原因で一時的に第１の冷媒の温度が大きく変動する場合を想定する。この場合、従来方式では第１の冷媒によって直接的に冷却される空気（内気）の温度も、大きく変動することになる。これに対して、本方式では、第２の冷媒の温度も変動することになるが、その温度変化は（空気の場合に比べて）緩やかとなり、従って第２の冷媒によって冷却される空気（内気）の温度変化も緩やかとなる。従って、内気温度を設定値（例えば１８℃）付近に維持する為の温度制御を行い易いことになる。
・外気温が高い場合（例えば、液−ガス熱交換器１１１ｂに流入する第２の冷媒の温度＜外気温度の場合）、上記三方弁１６１によって第２の冷媒を液−ガス熱交換器１１１ｂをバイパスさせる形で循環させることにより、第２の冷媒が外気によって加熱されて温度上昇するような事態を回避することができる。

本発明の外気利用空調システム、その内気ユニット、外気ユニット等によれば、外気を利用して省エネで室内空間を冷却する空調システムに関わり、外気温が高い場合でも外気を利用する内気冷却を機能させることができると共に圧縮式冷凍サイクルの空調システムの省エネ化を図ることができる。

Claims (18)

1. 室内側に、第１の熱交換器と、蒸発器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と蒸発器と凝縮器とに内気を通過させる為の第１の送風機とを設け、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器、前記蒸発器の順に設けられ、
   室外側に、第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に前記外気を通過させるための第２の送風機とを設け、
   前記蒸発器と、前記凝縮器と、前記室外側と前記室内側の何れかに設けられる膨張弁と、前記室外側と前記室内側の何れかに設けられる圧縮機とに接続する第１配管を設け、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルによる空調機を構成し、
   前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器とに接続する第２配管を設け、該第２配管を介して前記第１の熱交換器、第２の熱交換器に第２の冷媒を循環させ、該第２の冷媒と前記凝縮器を通過後の前記内気とを前記第１の熱交換器で熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却し、前記第２の熱交換器において前記内気を冷却後の第２の冷媒と前記外気とを熱交換させることで該第２の冷媒を該外気によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システム。
2. 内気を通過させる内気ユニットと、外気を通過させる外気ユニットとを有し、
   前記内気ユニットは、第１の熱交換器と、蒸発器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と蒸発器と凝縮器とに前記内気を通過させる為の第１の送風機とを有し、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器、前記蒸発器の順に設けられる構成を有し、
   前記外気ユニットは、第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に前記外気を通過させるための第２の送風機とを有し、
   前記蒸発器と、前記凝縮器と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる膨張弁と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる圧縮機とに接続する第１配管を設け、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルによる空調機を構成し、
   前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器とに接続する第２配管を設け、該第２配管を介して前記第１の熱交換器、第２の熱交換器に第２の冷媒を循環させ、該第２の冷媒と前記凝縮器を通過後の前記内気とを前記第１の熱交換器で熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却し、前記第２の熱交換器において前記内気を冷却後の第２の冷媒と前記外気とを熱交換させることで該第２の冷媒を該外気によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システム。
3. 前記内気ユニットに流入する、冷却対象空間において温度上昇して成る暖気としての前記内気は、前記凝縮器を通過することで該凝縮器からの放熱によって更に温度上昇すると共に前記第１の冷媒の温度を低下させることを特徴とする請求項２記載の外気利用空調システム。
4. 前記凝縮器において温度上昇した前記内気は、前記第１の熱交換器を通過する際に前記第２の冷媒との熱交換によって温度低下し、その後に前記蒸発器を通過することで冷却されて冷気となって前記冷却対象空間へ供給され、
   前記凝縮器において温度低下した前記第１の冷媒は、前記膨張弁、前記蒸発器の順に循環し、該蒸発器において当該蒸発器を通過する前記内気を冷却することを特徴とする請求項３記載の外気利用空調システム。
5. 前記外気ユニットに、更に、第２の凝縮器を設けると共に、前記第１配管を途中で分岐して成る分岐管を該第２の凝縮器に接続し、
   前記第１配管の分岐点に切換装置を設け、該切換装置によって前記第１の冷媒を、前記内気ユニット内の凝縮器と前記外気ユニット内の第２の凝縮器の何れか一方に循環させることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の外気利用空調システム。
6. 前記外気ユニットに更に第２の凝縮器を設け、前記第１配管を該第２の凝縮器に接続し、該第２の凝縮器の冷媒流出側において該第１配管を分岐すると共に該分岐点に切換装置を設け、該切換装置によって、前記第１の冷媒を前記内気ユニット内の凝縮器に循環させた後に前記膨張弁に循環させる第１ルートと前記内気ユニット内の凝縮器に循環させずに前記膨張弁に循環させる第２ルートとの何れか一方のルートに切換えることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の外気利用空調システム。
7. 前記第２の送風機によって形成される前記外気の流れの上流側に前記第２の熱交換器を設け、下流側に前記第２の凝縮器を設けることを特徴とする請求項５または６記載の外気利用空調システム。
8. 前記切換装置によって前記第１の冷媒を、外気温が高いときには前記凝縮器に循環させ、外気温が低いときには前記第２の凝縮器に循環させることを特徴とする請求項５記載の外気利用空調システム。
9. 前記切換装置によって前記第１の冷媒を、外気温度が内気温度よりも高いときには前記第１ルートで循環させることを特徴とする請求項６記載の外気利用空調システム。
10. 室外側に設けられ外気が通過する外気ユニットに対応して設けられる、室内側に設けられ内気が通過する内気ユニットであって、
    第１の熱交換器と、蒸発器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と蒸発器と凝縮器とに前記内気を通過させる為の第１の送風機とを有し、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器、前記蒸発器の順に設けられる構成を有し、
    前記蒸発器と、前記凝縮器と、前記外気ユニットまたは前記内気ユニット内に設けられる膨張弁と、前記外気ユニットまたは前記内気ユニット内に設けられる圧縮機とに接続する第１配管の一部を有し、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルによる空調機を構成し、
    前記第１の熱交換器と前記外気ユニット内の第２の熱交換器とに接続する第２配管の一部を有し、該第２配管を介して前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器とに第２の冷媒を循環させ、該第２の冷媒と前記凝縮器を通過後の前記内気とを前記第１の熱交換器で熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却し、前記第２の熱交換器において前記内気を冷却後の第２の冷媒と前記外気とを熱交換させることで該第２の冷媒を該外気によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システムの内気ユニット。
11. 室内側に設けられ内気が通過する内気ユニットに対応して設けられる、室外側に設けられ外気が通過する外気ユニットであって、
    第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に前記外気を通過させるための第２の送風機とを有し、
    前記内気ユニット内に設けられる凝縮器及び蒸発器と、前記外気ユニットまたは前記内気ユニット内に設けられる膨張弁と、前記外気ユニットまたは前記内気ユニット内に設けられる圧縮機とに接続する第１配管の一部を有し、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルによる空調機を構成し、
    前記第２の熱交換器と前記内気ユニット内の第１の熱交換器とに接続する第２配管の一部を有し、該第２配管を介して前記第１の熱交換器と前記外気ユニット内の第２の熱交換器とに第２の冷媒を循環させ、該第２の冷媒と前記凝縮器を通過後の前記内気とを前記第１の熱交換器で熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却し、前記第２の熱交換器において前記内気を冷却後の第２の冷媒と前記外気とを熱交換させることで該第２の冷媒を該外気によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システムの外気ユニット。
12. 室外側に設けられ外気が通過する外気ユニットに対応して設けられる、室内側に設けられ内気が通過する内気ユニット内に設けられ、該内気を冷却する為の構成であって、
    第１の冷媒を用いる圧縮式冷凍サイクルを構成する凝縮器であって、前記内気ユニットに流入する、冷却対象空間において温度上昇して成る暖気としての前記内気を通過させて、放熱によって該内気を温度上昇させると共に前記第１の冷媒を温度低下させるための凝縮器と、
    前記外気ユニットにおいて前記外気と熱交換された第２の冷媒と、前記凝縮器において温度上昇した前記内気とを通過させて、該第２の冷媒と該内気との間で熱交換させる第１の熱交換器と、
    前記凝縮器と共に前記圧縮式冷凍サイクルを構成する蒸発器と、
    第１の送風機とが、
    積層されて一体化して成る積層体。
13. 室内側に、第１の熱交換器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と凝縮器とに内気を通過させる為の第１の送風機とを設け、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器の順に設け、
    前記凝縮器と、前記室外側と前記室内側の何れかに設けられる蒸発器と、前記室外側と前記室内側の何れかに設けられる膨張弁と、前記室外側と前記室内側の何れかに設けられる圧縮機とに接続する第１配管を設け、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルを構成し、
    前記第１の熱交換器と前記蒸発器とに接続する第２配管を設け、該第２配管を介して前記第１の熱交換器、前記蒸発器に第２の冷媒を循環させ、前記第１の冷媒と第２の冷媒とを該蒸発器で熱交換させることで該第２の冷媒を該第１の冷媒によって冷却し、前記第１の熱交換器において前記内気と前記冷却後の第２の冷媒とを熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システム。
14. 内気を通過させる内気ユニットと、外気を通過させる外気ユニットとを有し、
    前記内気ユニットは、第１の熱交換器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と凝縮器とに内気を通過させる為の第１の送風機とを有し、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器の順に設けられる構成を有し、
    前記凝縮器と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる蒸発器と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる膨張弁と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる圧縮機とに接続する第１配管を設け、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルを構成し、
    前記第１の熱交換器と前記蒸発器とに接続する第２配管を設け、該第２配管を介して前記第１の熱交換器、前記蒸発器に第２の冷媒を循環させ、前記第１の冷媒と第２の冷媒とを該蒸発器で熱交換させることで該第２の冷媒を該第１の冷媒によって冷却し、前記第１の熱交換器において前記内気と前記冷却後の第２の冷媒とを熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システム。
15. 室外側または前記外気ユニット内に、前記第２配管と接続する第２の熱交換器と、該第２の熱交換器に外気を通過させるための第２の送風機とを設け、
    前記第２の冷媒を、前記第２の熱交換器において外気と熱交換させた後、前記蒸発器において前記第１の冷媒と熱交換させることを特徴とする請求項１３または１４に記載の外気利用空調システム。
16. 前記第２配管上に、該第２配管を２つの分岐管に分岐して前記第２の冷媒を該２つの分岐管の何れか一方に流す為の切換装置を設けると共に、該２つの分岐管の何れか一方を前記第２の熱交換器に接続し、
    前記切換装置によって、前記第２の冷媒を前記第２の熱交換器にも循環させる状態と前記第２の熱交換器には循環させない状態との何れかの状態に切り換えることを特徴とする請求項１５記載の外気利用空調システム。
17. 前記第１の熱交換器は液−ガス熱交換器であり、前記蒸発器は液−液熱交換器であることを特徴とする請求項１３〜１６の何れかに記載の外気利用空調システム。
18. 室外側に設けられ外気が通過する外気ユニットに対応して設けられる、室内側に設けられ内気が通過する内気ユニットであって、
    第１の熱交換器と、凝縮器と、該第１の熱交換器と凝縮器とに内気を通過させる為の第１の送風機とを有し、該第１の送風機によって形成される前記内気の流れの上流側から前記凝縮器、前記第１の熱交換器の順に設けられる構成を有し、
    前記凝縮器と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる蒸発器と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる膨張弁と、前記外気ユニットと前記内気ユニットの何れかに設けられる圧縮機とに接続する第１配管の一部を有し、該第１配管を介して前記蒸発器、前記凝縮器、前記膨張弁、前記圧縮機に第１の冷媒を循環させることで圧縮式冷凍サイクルを構成し、
    前記第１の熱交換器と前記蒸発器とに接続する第２配管の一部を有し、該第２配管を介して前記第１の熱交換器、前記蒸発器に第２の冷媒を循環させ、前記第１の冷媒と第２の冷媒とを該蒸発器で熱交換させることで該第２の冷媒を該第１の冷媒によって冷却し、前記第１の熱交換器において前記内気と前記冷却後の第２の冷媒とを熱交換させることで該内気を該第２の冷媒によって冷却する、間接外気冷房機を構成することを特徴とする外気利用空調システムの内気ユニット。
    

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