JP7467814B2

JP7467814B2 - 空調システム

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Publication number: JP7467814B2
Application number: JP2018237482A
Authority: JP
Inventors: 淳二郎室; 雄飛園田; 勇亮松尾; 大樹川上; 大輝山口
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: JP2020098087A

Description

本発明は、空調システムに関する。

下記特許文献１には、混合気が流入する空調チャンバ内に配置された第１コイルと、空調チャンバ内において第１コイルの下流側に配置された第２コイルと、空調チャンバ内において第２コイルの下流側に配置されると共に空調室に向けて給気を送り出す送風機と、を有する空調システムが開示されている。この空調システムでは、第１コイルには高温冷水が供給され、第２コイルには、高温冷水よりも低温の低温冷水、又は温水のいずれか一方が供給される。

また、下記特許文献２には、空調機枠体内に外気又は還気を取り込んで給気する第１空気通路と第２空気通路を設け、第１空気通路に第１コイルを第２空気通路に第２コイルをそれぞれ配置した空調システムが開示されている。この空調システムでは、第１コイルに低温冷水を供給して第１空気通路の空気を冷房し、第１コイルから排出された中温冷水を第２コイルに供給して空気を冷房して排水する。さらに、空調機枠体内で冷房された第１空気通路と第２空気通路との空気を混合して給気する。

特開２０１５－７４８４号公報特開２０１５－５９６９２号公報

特許文献１では、空調チャンバ内で空気の流れ方向下流側に向かって第１コイルと第２コイルが直列に並んでいるので、空気抵抗が大きく、ファンの負担が大きい。

また、特許文献２では、第１コイルに低温冷水を供給して第１空気通路の空気を冷房し、第１コイルから排出された中温冷水を第２コイルに供給して空気を冷房して排水し、空調機枠体内で冷房された第１空気通路と第２空気通路との空気を空調機枠体内で混合して給気する。このため、常に低温冷水を供給する必要があり、省エネルギー化を実現するために改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、ファンの負担が小さく、簡単な構成で潜熱・顕熱（すなわち潜熱及び顕熱、以下、「潜熱・顕熱」という場合がある。）と顕熱を分離して処理することができる空調システムを提供することが目的である。

第１態様に係る空調システムは、第１コイルを備えた第１空調機と、第２コイルを備えた第２空調機と、前記第１コイルと前記第２コイルへ選択的に低温冷水を循環させる低温冷水循環路と、前記第１コイルと前記第２コイルへ選択的に高温冷水を循環させる高温冷水循環路と、前記第１コイルと前記第２コイルでそれぞれ熱交換された空気を合流し、又は一方の空気を空調対象室へ供給する供給通路と、前記空調対象室の空気を前記第１空調機及び前記第２空調機へ還流させる還流通路と、を備え、前記第１コイルに低温冷水を循環させて空気を潜熱及び顕熱処理し、前記第２コイルに高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、前記供給通路で合流して前記空調対象室へ供給する第１モードを有する。

第１態様に記載の空調システムによれば、第１コイルを備えた第１空調機と、第２コイルを備えた第２空調機とが設けられており、低温冷水循環路によって第１コイルと第２コイルへ選択的に低温冷水を循環させる。また、高温冷水循環路によって第１コイルと第２コイルへ選択的に高温冷水を循環させる。そして、供給通路によって、第１空調機の第１コイルと第２空調機の第２コイルでそれぞれ熱交換された空気を合流し、又は一方の空気を空調対象室へ供給する。第１モードでは、第１コイルに低温冷水を循環させて空気を潜熱及び顕熱処理し、第２コイルに高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、供給通路で合流して空調対象室へ供給する。これにより、空調対象室の空気の温度及び湿度が調整される。さらに、還流通路によって、空調対象室の空気を第１空調機及び第２空調機へ還流させることで、第１空調機及び第２空調機と空調対象室との間で空気を循環させる。このため、簡単な構成で潜熱・顕熱（すなわち潜熱及び顕熱）と顕熱を分離して処理することができる。

第２態様に係る空調システムは、第１態様に記載の空調システムにおいて、前記第１空調機又は前記第２空調機の何れか一方を停止して前記空調対象室を空調する第２モードを有する。

第２態様に記載の空調システムによれば、第２モードにより、第１空調機又は第２空調機の何れか一方を停止して空調対象室を空調する。このため、例えば、第１空調機又は第２空調機の何れか一方が故障したときに、第１空調機又は第２空調機の他方のみを動作させて空調対象室を空調することで、故障時のバックアップとして機能させることができる。

本発明の空調システムによれば、ファンの負担が小さく、簡単な構成で潜熱・顕熱と顕熱を分離して処理することができる。

第１実施形態の空調システムを示す構成図である。第１実施形態の空調システムにおいて、第１空調機の第１コイルに低温冷水を循環させて空気を潜熱・顕熱処理し、第２空調機の第２コイルに高温冷水を循環させて空気を顕熱処理する第１モードの状態を示す構成図である。第１実施形態の空調システムにおいて、第２空調機を停止して、第１空調機のみを動作させて空調対象室を空調する第２モードに切り替えた状態を示す構成図である。第１実施形態の空調システムの第１モードにおける空気の状態変化を説明する空気線図である。比較例の空調システムを示す構成図である。比較例における空気の状態変化を説明する空気線図である。

本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、各図は模式的なものであり、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。

〔第１実施形態〕
第１実施形態の空調システムについて図１～図４を参照して説明する。

（空調システムの構成）
図１は、空調システムを示す構成図である。図１に示されるように、空調システム１０は、第１空調機１２と、第２空調機１４と、第１空調機１２と第２空調機１４により空気の温度及び相対湿度を調整する部屋である空調対象室１６と、を備えている。第１空調機１２は、筐体１８と、筐体１８内に配置される第１コイル２０と、筐体１８内に配置されて空気を送風するファン３４と、を備えている。第２空調機１４は、筐体２２と、筐体２２内に配置される第２コイル２４と、筐体２２内に配置されて空気を送風するファン３６と、を備えている。

また、空調システム１０は、第１コイル２０と第２コイル２４へ選択的に低温冷水を循環させる低温冷水循環路２６と、第１コイル２０と第２コイル２４へ選択的に高温冷水を循環させる高温冷水循環路２８と、を備えている。さらに、空調システム１０は、第１空調機１２からの空気と第２空調機１４からの空気を合流して空調対象室１６へ供給する供給通路３０と、空調対象室１６の空気を第１空調機１２及び第２空調機１４へ還流させる還流通路３２と、を備えている。

高温冷水は、低温冷水よりも高い温度の冷水を意味する。高温冷水は、例えば、１０℃以上２０℃以下に設定されている。低温冷水は、例えば、５℃以上１０℃未満に設定されている。

第１空調機１２の筐体１８は、略矩形状の箱体とされている。筐体１８の長手方向の一方の端部側には、還流通路３２の後述する第１還流通路３２Ｅの下流側端部が接続されている。筐体１８の長手方向の他方の端部側には、供給通路３０の後述する第１供給通路３０Ａの上流側端部が接続されている。筐体１８内では、空気の流れ方向における第１コイル２０より下流側にファン３４が配置されており、ファン３４により第１コイル２０で熱交換された空気が吸引され、第１供給通路３０Ａに向けて送り出される。

第２空調機１４の筐体２２は、略矩形状の箱体とされている。筐体２２の長手方向の一方の端部側には、還流通路３２の後述する第２還流通路３２Ｆの下流側端部が接続されている。筐体２２の長手方向の他方の端部側には、供給通路３０の後述する第２供給通路３０Ｂの上流側端部が接続されている。筐体２２内には、筐体２２内の空気の流れ方向における第２コイル２４より下流側にファン３６が配置されており、ファン３６により第２コイル２４で熱交換された空気が吸引され、第２供給通路３０Ｂに向けて送り出される。

供給通路３０は、第１供給通路３０Ａと、第２供給通路３０Ｂと、第１供給通路３０Ａの下流側と第２供給通路３０Ｂの下流側で合流部３０Ｃを介して接続される１本の本体通路３０Ｄと、を備えている。さらに、供給通路３０は、本体通路３０Ｄから複数（本実施形態では、２つ）に分岐される分岐通路３０Ｅ、３０Ｆを備えている。分岐通路３０Ｅ、３０Ｆは、空調対象室１６に配置された空気の吹出口４０にそれぞれ接続されている。

空調システム１０では、第１空調機１２の第１コイル２０で熱交換された空気が第１供給通路３０Ａに供給され、第２空調機１４の第２コイル２４で熱交換された空気が第２供給通路３０Ｂに供給される。そして、第１供給通路３０Ａに供給された空気と第２供給通路３０Ｂに供給された空気とが、合流部３０Ｃで合流されて本体通路３０Ｄを流れ、本体通路３０Ｄから空気が分岐通路３０Ｅ、３０Ｆに分流されて空調対象室１６に供給される。

還流通路３２は、複数（本実施形態では、２つ）の空気通路３２Ａ、３２Ｂと、空気通路３２Ａ、３２Ｂが合流部を介して接続される１本の本体通路３２Ｃと、を備えている。空気通路３２Ａ、３２Ｂは、空調対象室１６に配置された空気の吸込口４２にそれぞれ接続されている。また、還流通路３２は、本体通路３２Ｃが分岐部３２Ｄを介して２つに分岐された第１還流通路３２Ｅ及び第２還流通路３２Ｆを備えている。上記のように、第１還流通路３２Ｅは、第１空調機１２の筐体１８に接続されており、第２還流通路３２Ｆは、第２空調機１４の筐体２２に接続されている。

これにより、空調対象室１６内の空気は、空気通路３２Ａ、３２Ｂに導入され、空気が合流部で合流されて１本の本体通路３２Ｃを流れる。そして、本体通路３２Ｃから空気が分岐部３２Ｄを介して第１還流通路３２Ｅと第２還流通路３２Ｆに分流され、さらに第１還流通路３２Ｅと第２還流通路３２Ｆからそれぞれ第１空調機１２と第２空調機１４へ還流される。

低温冷水循環路２６は、第１コイル２０に低温冷水等の熱媒体を供給する往路側第１循環路２６Ａと、第１コイル２０から排出される熱媒体を回収する復路側第１循環路２６Ｂと、を備えている。すなわち、往路側第１循環路２６Ａの下流側端部は、第１コイル２０に接続されており、復路側第１循環路２６Ｂの上流側端部は、第１コイル２０に接続されている。また、低温冷水循環路２６は、第２コイル２４に低温冷水等の熱媒体を供給する往路側第２循環路２６Ｃと、第２コイル２４から排出される低温冷水等の熱媒体を回収する復路側第２循環路２６Ｄと、を備えている。すなわち、往路側第２循環路２６Ｃの下流側端部は、第２コイル２４に接続されており、復路側第２循環路２６Ｄの上流側端部は、第２コイル２４に接続されている。

また、低温冷水循環路２６は、往路側第１循環路２６Ａの上流側と往路側第２循環路２６Ｃの上流側に接続される１本の本体循環路２６Ｅを備えている。すなわち、往路側第１循環路２６Ａと往路側第２循環路２６Ｃとは、流れ方向上流側で、本体循環路２６Ｅの下流側端部から分岐されている。また、復路側第１循環路２６Ｂと復路側第２循環路２６Ｄとは、流れ方向下流側で本体循環路２６Ｅの上流側端部に繋がっている。

本体循環路２６Ｅには、低温冷水を供給するための熱源機器４６と、低温冷水を循環させるポンプ４８が設けられている。往路側第１循環路２６Ａには、低温冷水の流量を調整する流量調整弁５０が設けられており、復路側第１循環路２６Ｂには、低温冷水の流量を調整する流量調整弁５２が設けられている。また、往路側第２循環路２６Ｃには、低温冷水の流量を調整する流量調整弁５４が設けられており、復路側第２循環路２６Ｄには、低温冷水の流量を調整する流量調整弁５６が設けられている。

高温冷水循環路２８は、第１コイル２０に高温冷水等の熱媒体を供給するための往路側第１循環路２８Ａを備えている。本実施形態では、往路側第１循環路２８Ａの下流側端部は、往路側第１循環路２６Ａにおける流量調整弁５０より下流側に接続されている。また、高温冷水循環路２８は、第２コイル２４に高温冷水等の熱媒体を供給するための往路側第２循環路２８Ｂと、第２コイル２４から排出される高温冷水等の熱媒体を回収する復路側第２循環路２６Ｄを介して接続される本体循環路２８Ｃと、を備えている。本実施形態では、往路側第２循環路２８Ｂの下流側端部は、往路側第２循環路２６Ｃにおける流量調整弁５４より下流側に接続されている。本体循環路２８Ｃの上流側端部は、復路側第２循環路２６Ｄにおける流量調整弁５６より上流側に接続されている。

本体循環路２８Ｃには、高温冷水を供給するための熱源機器６０と、高温冷水を循環させるポンプ６２が設けられている。往路側第１循環路２８Ａには、高温冷水の流量を調整する流量調整弁６４が設けられており、往路側第２循環路２８Ｂには、高温冷水の流量を調整する流量調整弁６６が設けられている。また、本体循環路２８Ｃには、高温冷水の流量を調整する流量調整弁６８が設けられている。流量調整弁５０、５２、５４、５６、６４、６６、６８としては、例えば、二方弁などが用いられている。

空調システム１０は、空調システム１０の全体を制御するコントローラ７０を備えている。また、第１供給通路３０Ａの上流側端部には、第１空調機１２から供給される空気の状態（温度、湿度など）を検出する空気センサ７２が設けられている。第２供給通路３０Ｂの上流側端部には、第２空調機１４から供給される空気の状態（温度、湿度など）を検出する空気センサ７４が設けられている。本体通路３０Ｄの下流側端部には、空調対象室１６への供給前に空気の状態（温度、湿度など）を検出する空気センサ７６が設けられている。また、空調対象室１６の内部には、空調対象室１６の空気の状態（温度、湿度など）を検出する空気センサ７８が設けられている。図示を省略するが、空気センサ７２、７４、７６、７８は、コントローラ７０に電気的に接続されている。

低温冷水循環路２６の本体循環路２６Ｅの下流側端部には、冷温冷水の温度を検出する温度センサ８０が設けられている。また、高温冷水循環路２８の本体循環路２８Ｃの下流側端部には、高温冷水の温度を検出する温度センサ８２が設けられている。図示を省略するが、温度センサ８０、８２は、コントローラ７０に電気的に接続されている。コントローラ７０は、空気センサ７２、７４、７６、７８で検出された空気の状態、温度センサ８０、８２で検出された熱媒体の温度などに基づき、流量調整弁５０、５２、５４、５６、６４、６６、６８の開閉度の調整、ポンプ４８、６２の駆動、ファン３４、３６の駆動、及び熱源機器４６、６０の駆動等を制御するようになっている。

コントローラ７０では、空調対象室１６の空気の温度及び相対湿度を調整するための複数のモードが設定されている。コントローラ７０では、第１空調機１２の第１コイル２０に低温冷水を循環させて空気を潜熱・顕熱（すなわち潜熱及び顕熱）処理し、第２空調機１４の第２コイル２４に高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、供給通路３０で合流して空調対象室１６へ供給する第１モードが設定されている。また、コントローラ７０では、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方を停止して空調対象室１６を空調する第２モードが設定されている。第２モードでは、例えば、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方が故障したときに、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方を停止して他方の第１空調機１２又は第２空調機１４で空調対象室１６を空調するようになっている。

また、コントローラ７０では、第１モード及び第２モードに加えて、他のモードを設定してもよい。例えば、コントローラ７０では、第１コイル２０と第２コイル２４の両方に低温冷水を循環させて空気を処理するモードや、第１コイル２０と第２コイル２４の両方に高温冷水を循環させて空気を処理するモードなどを設定してもよい。また、コントローラ７０では、冬季の間に、第１コイル２０と第２コイル２４の両方、又は第１コイル２０と第２コイル２４の一方に温水を循環させて空気を暖房処理するモードを設定してもよい。

なお、空調システム１０は、図示を省略するが、高温冷水循環路２８の本体循環路２８Ｃで、熱源機器６０とクーリングタワーとを切り替えられる構成としてもよい。これにより、熱源機器６０からクーリングタワーに切り替えることで、クーリングタワーにより熱媒体を熱交換して高温冷水を供給することができる。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

＜第１モード＞
例えば、夏季の冷房運転により、空調システム１０を用いて空調対象室１６の空気の温度及び相対湿度を調整する方法について説明する。図２に示されるように、空調システム１０では、コントローラ７０により、第１コイル２０に低温冷水を循環させて空気を潜熱・顕熱処理し、第２コイル２４に高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、供給通路３０で合流して空調対象室１６へ供給する第１モードに設定される。

第１モードでは、コントローラ７０により低温冷水循環路２６の流量調整弁５０、５２が開放され、低温冷水循環路２６の流量調整弁５４、５６が閉止される。また、コントローラ７０により高温冷水循環路２８の流量調整弁６６、６８が開放され、高温冷水循環路２８の流量調整弁６４が閉止される。そして、コントローラ７０により、ポンプ４８、６２と、ファン３４、３６と、熱源機器４６、６０とが駆動される。第１モードでは、第１空調機１２と第２空調機１４に還流されると共に第１空調機１２と第２空調機１４から供給される空気の流量は、ほぼ同じに設定されている。

低温冷水循環路２６では、矢印Ａに示すように、熱源機器４６で熱交換された低温冷水が低温冷水循環路２６を通って第１空調機１２の第１コイル２０に供給される。このとき、低温冷水循環路２６の温度センサ８０で検出された低温冷水の温度は、例えば、７℃である。

また、高温冷水循環路２８では、矢印Ｂに示すように、熱源機器６０で熱交換された高温冷水が高温冷水循環路２８を通って第２空調機１４の第２コイル２４に供給される。このとき、高温冷水循環路２８の温度センサ８２で検出された高温冷水の温度は、例えば、１５℃である。

また、第１空調機１２では、ファン３４の駆動により、空調対象室１６から還流通路３２を通って第１空調機１２に戻った空気は、第１コイル２０に供給された低温冷水により熱交換され、空気が第１供給通路３０Ａに供給される。このとき、空調対象室１６内の空気センサ７８で検出された空気（すなわち、第１空調機１２により処理される前の空気）の温度は、例えば、２６℃であり、空気の相対湿度は、例えば、５０％である。また、第１供給通路３０Ａの空気センサ７２で検出された空気（すなわち、第１コイル２０の低温冷水により処理された空気）の温度は、例えば、１１℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９０％である。第１空調機１２では、第１コイル２０に低温冷水が供給されることで、空気中の水分が結露することにより除湿されて空気が潜熱・顕熱処理される。

また、第２空調機１４では、ファン３６の駆動により、空調対象室１６から還流通路３２を通って第２空調機１４に戻った空気は、第２コイル２４に供給された高温冷水により熱交換され、空気が第２供給通路３０Ｂに供給される。このとき、第２供給通路３０Ｂの空気センサ７４で検出された空気（すなわち、第２コイル２４の高温冷水により処理された空気）の温度は、例えば、１７℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９０％である。第２空調機１４では、第２コイル２４に高温冷水が供給されることで、空気中の水分の結露はほとんど発生せず空気が顕熱処理される。

そして、第１供給通路３０Ａに供給された空気と第２供給通路３０Ｂに供給された空気とが合流部３０Ｃで合流され、さらに空気は本体通路３０Ｄ等を通って空調対象室１６に供給される。これにより、空調対象室１６の空気の温度及び相対湿度が調整される。このとき、本体通路３０Ｄの空気センサ７６で検出された空気（すなわち、合流部３０Ｃで合流された後の空気）の温度は、例えば、１４℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９０％である。

さらに、空調システム１０では、空調対象室１６の空気を還流通路３２によって第１空調機１２及び第２空調機１４へ還流させることで、第１空調機１２及び第２空調機１４と空調対象室１６との間で空気が循環される。

図４は、空調システム１０における夏季の冷房運転の際の空気の状態変化を示す空気線図である。図４に示されるように、符号Ａ１の点は、空調対象室１６から還流される空気の状態を表しており、符号Ｂ１の点は、第１コイル２０によって処理された後の空気の状態を表しており、符号Ｃ１の点は、第２コイル２４によって処理された後の空気の状態を表している。さらに、符号Ｄ１の点は、供給通路３０の合流部３０Ｃで合流された後の空気の状態を表している。

第２コイル２４には、高温冷水が供給されており、第２空調機１４内で第２コイル２４によって空気が冷却される。このとき、空気は、点Ａ１から低温側に向かって、所定の絶対湿度線（例えば、１０．５の絶対湿度線）に沿って遷移し、点Ｃ１の状態となる。すなわち、空気が顕熱処理される。

第１コイル２０には、低温冷水が供給されており、第１空調機１２内で第１コイル２０によって空気が冷却される。このとき、空気は、点Ａ１から低温側に向かって、所定の絶対湿度線（例えば、１０．５の絶対湿度線）に沿って遷移し、所定の相対湿度線（例えば、９０％の相対湿度線）に到達すると、第１コイル２０の表面に結露が生じ、空気が潜熱・顕熱処理される。このとき、空気の状態が所定の相対湿度線に沿って左下方向に遷移し、点Ｂ１の状態となる。そして、第１コイル２０で処理された空気と第２コイル２４で処理された空気は、供給通路３０の合流部３０Ｃで合流されることで、点Ｂ１と点Ｃ１とを結ぶ直線上の点Ｄ１の状態となる。

図４では、第１コイル２０による処理の前後で空気の比エンタルピーの差がΔ２３であり、第２コイル２４による処理の前後で空気の比エンタルピーの差がΔ９である。一般的な冷凍機熱源の一例では１７℃の高温冷水は、７℃の低温冷水と比べて約８０％のエネルギーで供給可能であり、さらに、未利用エネルギーが導入しやすい温度帯である。これにより、下記の式（１）の熱量となる。
Δ９×５０（能力分割）×８０％（熱源ＣＯＰ）＋Δ２３×５０（能力分割）×１００％（熱源ＣＯＰ）＝３６０＋１１５０＝１５１０・・・式（１）

なお、熱源ＣＯＰとは、成績係数（動作係数）とも呼ばれる空調システムのエネルギー消費効率をチェックするための係数であり、消費電力１ｋＷに対しての冷房能力・暖房能力を示す値のことである。

ここで、図５及び図６を用いて、比較例の空調システム２００について説明する。

図５に示されるように、比較例の空調システム２００は、第１空調機２０２と、第２空調機２０４と、空調対象室１６と、を備えている。第１空調機２０２は、低温冷水が供給される第１コイル２０６を備えている。第２空調機２０４は、低温冷水が供給される第２コイル２０８を備えている。

また、空調システム２００は、第１コイル２０６と第２コイル２０８へ選択的に低温冷水を循環させる低温冷水循環路２１０を備えている。さらに、空調システム１０は、第１空調機２０２からの空気と第２空調機２０４からの空気を合流して空調対象室１６へ供給する供給通路３０と、空調対象室１６の空気を第１空調機２０２及び第２空調機２０４へ還流させる還流通路３２と、を備えている。

低温冷水循環路２１０は、第１空調機２０２に繋がる往路側第１循環路２１０Ａと、第１空調機２０２に繋がる復路側第１循環路２１０Ｂと、第２空調機２０４に繋がる往路側第２循環路２１０Ｃと、第２空調機２０４に繋がる復路側第２循環路２１０Ｄと、を備えている。また、低温冷水循環路２１０は、往路側第１循環路２１０Ａの上流側と往路側第２循環路２１０Ｃの上流側に接続される１本の本体循環路２１０Ｅを備えている。復路側第１循環路２１０Ｂと復路側第２循環路２１０Ｄとは、流れ方向下流側で本体循環路２１０Ｅの上流側端部に繋がっている。低温冷水循環路２１０では、熱源機器４６により熱交換された低温冷水が第１コイル２０６と第２コイル２０８に循環される。このとき、低温冷水循環路２１０の温度センサ８０で検出された低温冷水の温度は、例えば、７℃である。

第１空調機２０２では、ファン３４の駆動により、空調対象室１６から還流通路３２を通って第１空調機２０２に戻った空気は、第１コイル２０６に供給された低温冷水により熱交換され、空気が第１供給通路３０Ａに供給される。同様に、第２空調機２０４では、ファン３６の駆動により、空調対象室１６から還流通路３２を通って第２空調機２０４に戻った空気は、第２コイル２０８に供給された低温冷水により熱交換され、空気が第２供給通路３０Ｂに供給される。そして、第１供給通路３０Ａに供給された空気と第２供給通路３０Ｂに供給された空気が合流部３０Ｃで合流され、さらに空気が空調対象室１６へ供給される。

このとき、空調対象室１６内の空気センサ７８で検出された空気（すなわち、第１空調機２０２により処理される前の空気）の温度は、例えば、２６℃であり、空気の相対湿度は、例えば、５０％である。また、第１供給通路３０Ａの空気センサ７２で検出された空気（すなわち、第１コイル２０６の低温冷水により処理された空気）の温度は、例えば、１３℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９５％である。また、第２供給通路３０Ｂの空気センサ７４で検出された空気（すなわち、第２コイル２０８の低温冷水により処理された空気）の温度は、例えば、１３℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９５％である。さらに、本体通路３０Ｄの空気センサ７６で検出された空気の温度は、例えば、１３℃であり、空気の相対湿度は、例えば、９５％である。

図６は、空調システム２００における夏季の冷房運転の際の空気の状態変化を示す空気線図である。図６に示されるように、符号Ａ２の点は、空調対象室１６から還流される空気の状態を表しており、符号Ｂ２の点は、第１コイル２０及び第２コイルによって処理された後の空気の状態を表している。

第１コイル２０６及び第２コイル２０８には、低温冷水が供給されており、第１コイル２０６及び第２コイル２０８によって空気が冷却される。このとき、空気は、点Ａ２から低温側に向かって、所定の絶対湿度線（例えば、１０．５の絶対湿度線）に沿って遷移し、空気が顕熱処理される。さらに、空気は所定の相対湿度線（例えば、９５％の相対湿度線）に到達すると、第１コイル２０６及び第２コイル２０８の表面に結露が生じ、空気が潜熱・顕熱処理される。このとき、空気の状態が所定の相対湿度線に沿って左下方向に遷移し、点Ｂ２の状態となる。この空調システム２００では、顕熱と潜熱とを効率よく処理することができない。

図６では、第１コイル２０６及び第２コイル２０８による処理の前後で空気の比エンタルピーの差がΔ１８である。これにより、下記の式（２）の熱量となる。
Δ１８×（５０＋５０）（能力分割）×１００％（熱源ＣＯＰ）＝１８００・・・式（２）

式（１）の熱量と式（２）の熱量とを比較すると、本実施形態の空調システム１０では、ピーク時で１６％程度の省エネルギー化が可能である。

＜第２モード＞
次に、空調システム１０における第２モードについて説明する。空調システム１０では、コントローラ７０により、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方を停止して空調対象室１６を空調する第２モードが設定されている。図３に示されるように、コントローラ７０は、例えば、第２空調機１４が故障したときに、第２空調機１４を停止して他方の第１空調機１２で空調対象室１６を空調する第２モードに切り替える。

第２モードでは、コントローラ７０により低温冷水循環路２６の流量調整弁５０、５２が開放され、低温冷水循環路２６の流量調整弁５４、５６が閉止される。また、コントローラ７０により高温冷水循環路２８の流量調整弁６４、６６、６８を閉止してもよい。そして、コントローラ７０により、ポンプ４８と、ファン３４と、熱源機器４６とが駆動される。

これにより、低温冷水循環路２６では、矢印Ａに示すように、熱源機器４６で熱交換された低温冷水が低温冷水循環路２６を通って第１空調機１２の第１コイル２０に供給される。このとき、低温冷水循環路２６の温度センサ８０で検出された低温冷水の温度は、例えば、７℃である。

第１空調機１２では、ファン３４の駆動により、空調対象室１６から還流通路３２を通って第１空調機１２に戻った空気は、第１コイル２０に供給された低温冷水により熱交換され、空気が第１供給通路３０Ａに供給される。そして、第１供給通路３０Ａに供給された空気は、本体通路３０Ｄ等を通って空調対象室１６に供給される。これにより、空調対象室１６内の空気の温度及び相対湿度が調整される。

なお、図示を省略するが、第２モードでは、例えば、第１空調機１２が故障したときに、第１空調機１２を停止して他方の第２空調機１４で空調対象室１６を空調してもよい。

上記の空調システム１０では、第１モードにおいて、第１空調機１２内で第１コイル２０に低温冷水を循環させて空気を潜熱・顕熱処理し、第２空調機１４内で第２コイル２４に高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、供給通路３０で合流して空調対象室１６へ供給する。このため、ファン３４、３６の負担が小さく、簡単な構成で潜熱・顕熱と顕熱を分離して処理することができる。したがって、空調システム１０では、潜熱・顕熱と顕熱を分離して処理しない場合に比べて、省エネルギー化が可能である。

また、空調システム１０では、第２モードにより、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方を停止して空調対象室１６を空調する。このため、例えば、第１空調機１２又は第２空調機１４のいずれか一方が故障したときに、第１空調機１２又は第２空調機１４の他方のみを動作させて空調対象室１６を空調することで、故障時のバックアップとして機能させることができる。

〔補足説明〕
上記実施形態では、第１コイル２０に供給される低温冷水の温度、第２コイル２４に供給される高温冷水の温度、空調対象室１６内の空気の温度及び相対湿度、第１コイル２０により処理された後の空気の温度及び相対湿度、第２コイル２４により処理された後の空気の温度及び相対湿度などは、変更可能である。

上記実施形態では、空調対象室１６は、１つの部屋であるが、複数の部屋であってもよい。すなわち、第１空調機１２と第２空調機１４により複数の部屋（空調対象室）の空気の温度及び相対湿度を調整する構成でもよい。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

１０空調システム
１２第１空調機
１４第２空調機
１６空調対象室
２０第１コイル
２４第２コイル
２６低温冷水循環路
２８高温冷水循環路
３０供給通路
３２還流通路

Claims

第１コイルを備えた第１空調機と、
第２コイルを備えた第２空調機と、
低温冷水が流れる低温冷水流路から前記第１コイルの上流側に接続される第１流路と、前記第１コイルの下流側に接続され、前記低温冷水流路の熱源機器へ戻る流路に接続された第２流路と、前記低温冷水流路から第２コイルの上流側に接続される第３流路と、前記第２コイルの下流側に接続され、前記低温冷水流路の熱源機器へ還流する流路に接続された第４流路とを備え、
前記第１流路には、第１流量調整弁が、前記第２流路には、第２流量調整弁が、前記第３流路には、第３流量調整弁が、前記第４流路には、第４流量調整弁が設けられた、
低温冷水用の循環路と、
高温冷水が流れる高温冷水流路から前記第１コイルの上流側に接続される第５流路と、前記第２コイルの上流側に接続される第６流路と、前記第２コイルの下流側に接続され、前記高温冷水流路の熱源機器へ還流する流路に接続された第７流路とを備え、
前記第５流路には、第５流量調整弁が、前記第６流路には、第６流量調整弁が、前記第７流路には、第７流量調整弁が設けられた、
高温冷水用の循環路と、
前記第１空調機と前記第２空調機でそれぞれ熱交換された空気を合流し、又は一方の空気を空調対象室へ供給する供給通路と、
前記空調対象室の空気を前記第１空調機及び前記第２空調機へ還流させる還流通路と、
を備え、
前記第１流量調整弁～前記第７流量調整弁を操作して前記第１コイルに前記低温冷水用の循環路により低温冷水を循環させて空気を潜熱及び顕熱処理し、前記第２コイルに前記高温冷水用の循環路により高温冷水を循環させて空気を顕熱処理し、前記供給通路で空気を合流して前記空調対象室へ供給する第１モードを有する空調システム。
前記第１空調機又は前記第２空調機の何れか一方を停止し、前記第１空調機又は前記第２空調機の他方のみを動作させて空気を前記供給通路に供給し、前記空調対象室を空調する第２モードを有し、
前記第２モードでは、前記第１空調機を動作させる場合、前記第１空調機の前記第１コイルに、低温冷水を循環させる請求項１に記載の空調システム。