WO2006064850A1 - 恒温・恒湿用空調システム - Google Patents

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WO2006064850A1
WO2006064850A1 PCT/JP2005/022966 JP2005022966W WO2006064850A1 WO 2006064850 A1 WO2006064850 A1 WO 2006064850A1 JP 2005022966 W JP2005022966 W JP 2005022966W WO 2006064850 A1 WO2006064850 A1 WO 2006064850A1
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air
humidity
cooling coil
temperature
cooling
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PCT/JP2005/022966
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Inventor
Takeshi Ebine
Original Assignee
Wetmaster Co., Ltd.
Techno Ryowa Ltd.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/153—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with subsequent heating, i.e. with the air, given the required humidity in the central station, passing a heating element to achieve the required temperature

Definitions

  • Air conditioning system for constant temperature and humidity
  • the present invention relates to an air conditioning system that adjusts the temperature and humidity of air to be processed, and more particularly, to a constant temperature and humidity control air conditioning system that has been improved to reduce the capacity of a refrigerator and save energy. .
  • the humidity air conditioning system performs cooling and dehumidification by mixing the outside air (OA) and the indoor air (RA) circulated and supplied from the clean room cover during the dehumidification period. It is known that the temperature and humidity conditions are maintained by reheating to a temperature and in the humidification period by heating with a heating coil and humidification with a steam humidifier.
  • a pre-filter 1 that removes dust from the outside air from the intake side, a medium performance filter 2, and an inside of a housing (not shown) having an air inlet on the left side and an air supply port on the right side.
  • Cooling coil 3 that cools and dehumidifies air by circulating cold water
  • heating coil 4 that heats air by circulating hot water
  • steam humidifier that humidifies by supplying steam generated in the boiler to the air passage process 5 and a blower 6 for discharging the processing air to the outside of the housing.
  • the cooling coil 3, the heating coil 4, and the steam humidifier 5 are provided with valves 7, 8, and 9 for controlling the flow rates of cold water, hot water, steam, and the like supplied thereto.
  • a temperature and humidity sensor 12 is attached to the supply port of the humidified air (or inside the constant temperature 'constant humidity chamber to be supplied), and the detected value by these sensors 12 is the temperature and humidity.
  • Input to the controller 13, and the temperature and humidity controller 13 adjusts the opening degree of the valves 7 to 9 so that the temperature and humidity of the supply air become predetermined constant values.
  • the amount of cold water in 3, hot water in the heating coil 4, and steam in the steam humidifier 5 is configured to be controlled.
  • the blower 6 When the air needs to be cooled and dehumidified, such as in summer, the blower 6 is activated and the valve 7 of the cooling coil 3 is opened. Then, outside air (33 ° C, 62%) flows from the air intake port of the housing (4000m3Zh, point a). On the other hand, the clean room (23 ° C, 45%) force is also supplied with 36000m3Zh return air (RA), so the temperature at point c is 24 ° C. This mixed air is cooled by the cooling coil 3 (d point, 11 ° C.), then reheated by the heating coil 4 (e point, 15 ° C.) and supplied from the supply port by the blower 6.
  • RA 36000m3Zh return air
  • the blower 6 When dehumidification of air is necessary mainly during the interim period, the blower 6 is activated and the valve 7 of the cooling coil 3 is opened. Then, outside air (14 ° C, 90%) flows from the air intake port of the housing (4000m3Zh, point a). On the other hand, the clean room (23 ° C, 45%) force is 36000m3Zh of return air (RA), so the temperature at point c is 22.1 ° C. This mixed air is cooled by the cooling coil 3 (d point, 11 ° C.), then reheated by the heating coil 4 ( e point, 15 ° C.) and supplied from the supply port by the blower 6.
  • the blower 6 When heating, cooling and humidification of the air is necessary, such as in winter, the blower 6 is activated and the steam humidifier 5 is opened. Then, the outside air (13 C, 60%) flows in from the air intake port of the housing (4000m3Zh, point a). On the other hand, the clean room (23 ° C, 45%) force is also supplied with 36000m3Zh of return air (RA), so the temperature at point c is 20.4 ° C. This mixed air is cooled by the cooling coil 3 (d point, 14.9 ° C), then humidified by the steam humidifier 5 (f point, 15 ° C), and supplied by the blower 6 from the supply locuser. The Since steam humidification involves heating, the dry bulb temperature and relative humidity change as shown by the solid line connecting d and f in Fig. 11 (C).
  • a single cooling coil is used for dehumidification of the outside air intake system, and a total of two cooling coils are arranged.
  • clean room power is supplied to the room air (RA) that is circulated and supplied, and mixed with the outside air (OA) for cooling, thereby using extra cooling and reheating energy.
  • RA room air
  • OA outside air
  • a pre-filter 1 that removes dust from the outside air from the intake side inside the housing (not shown) having an air intake on the left side and an air supply port on the right side, an intermediate performance filter 2, 1st cooling coil 3a that cools and dehumidifies air by circulating cold water, 2nd cooling coil 3b that cools air by circulating cold water, heating coil 4 that heats air by circulating hot water, steam generated by boiler A steam humidifier 5 that supplies air to the air passage process and humidifies, and a blower 6 that discharges treated air to the outside of the housing are disposed.
  • the cooling coils 3a, 3b, the heating coil 4, and the steam humidifier 5 are provided with valves 7a, 7b, 8, 9 for controlling the flow rates of cold water, hot water, steam, and the like supplied to each of them. It has been. Furthermore, a temperature and humidity sensor 12 is attached to the supply port of the humidified air (or inside the constant temperature chamber to be supplied), and the detection value by these sensors 12 is sent to the temperature and humidity controller 13. The temperature / humidity controller 13 adjusts the opening degree of the valves 7 to 9 so that the temperature and humidity of the supply air become predetermined constant values in the cooling coils 3a and 3b. The amount of cold water, warm water in the heating coil 4 and steam in the steam humidifier 5 is controlled.
  • the blower 6 When air dehumidification is necessary mainly during an intermediate period, the blower 6 is activated and the valves 7a and 7b of the first cooling coil 3a and the second cooling coil 3b are opened. Then, outside air (14 ° C, 90%) flows from the housing air intake (4000m3Zh, point a), and is cooled and dehumidified by the first cooling coil 3a (point a ', 11 ° C). Meanwhile, 36000m3Zh return air (RA) is supplied from the clean room (23 ° C, 45%).
  • the temperature at point c is 21.8 ° C.
  • This mixed air force is further cooled by the second cooling coil 3b (d point, 15 ° C.) and supplied by the blower 6 to the supply location.
  • the blower 6 When heating, cooling and humidification of the air is necessary, such as in winter, the blower 6 is activated and the steam humidifier 5 is activated. Then, outside air (3 ° C, 60%) flows from the air intake of the housing (4000m3Zh, point a). Normally, at this time, the cooling coil
  • the cold water in Le 3a is generally drained to prevent freezing.
  • a pre-filter 1 that removes dust from the outside air from the intake side, a medium performance filter 2, and an inside of a housing (not shown) having an air inlet on the left side and an air supply port on the right side.
  • 1st cooling coil 3a that cools and dehumidifies air by circulating cold water
  • 4 heating coil 4 that heats air by circulating hot water
  • evaporative humidifier 20 2nd cooling coil 3b that cools air by circulating cold water
  • a reheating coil 21 and a blower 6 for discharging the processing air to the outside of the housing are provided.
  • the cooling coils 3a, 3b, the heating coil 4 and the reheating coil 21 are provided with valves 7a, 7b, 8, 24 for controlling the flow rates of cold water, hot water, steam and the like supplied to each of them. It has been. Furthermore, a temperature and humidity sensor 12 is attached to the supply port of the humidified air (or inside the constant temperature chamber to be supplied), and the detection value by these sensors 12 is sent to the temperature and humidity controller 13. This temperature / humidity controller 13 adjusts the opening degree of the valves 7, 8, 24 so that the temperature and humidity of the supply air become a predetermined constant value in the cooling coils 3a, 3b. The cold water, the hot water in the heating coil 4 and the reheating coil 21, and the amount of humidification by the vaporizing humidifier 20 are controlled. The heating coil 4 is used to control the amount of humidification (see Patent Document 2).
  • the temperature at point f is 21.8 ° C.
  • This mixed air force is further cooled by the second cooling coil 3b (g point, 15 ° C.), and the supply loca is also supplied by the blower 6. In this case, heating coil 4 and vaporizing humidifier 20 are not used.
  • the blower 6 When air dehumidification is necessary mainly during an intermediate period, the blower 6 is activated and the valves 7a and 7b of the first cooling coil 3a and the second cooling coil 3b are opened. Then, outside air (14 ° C, 90%) flows from the housing air intake (4000m3Zh, point a) and is cooled and dehumidified by the first cooling coil 3a (point b, 11 ° C). On the other hand, 36000m3Zh return air (RA) is supplied from the clean room (23 ° C, 45%)
  • the temperature at point f is 21.8 ° C.
  • This mixed air force is further cooled by the second cooling coil 3b (g point, 15 ° C.), and the supply loca is also supplied by the blower 6.
  • the heating coil 4 and the vaporizing humidifier 20 are not used.
  • the blower 6 When the air needs to be heated and humidified, such as in winter, the blower 6 is activated, and the heating coil 4 and the vaporizing humidifier 20 are activated. Then, outside air (13 ° C, 60%) flows into the housing air intake force (4000m3Zh, point a) and is heated by the heating coil 4 (point c, 27.2 ° C). Humidified by 20 (d point, 14 ° C) o From the clean room (23 ° C, 45%), return air (RA) of 36000m3Zh is
  • the temperature at point f is 22.1 ° C.
  • This mixed air is cooled by the second cooling coil 3b (g point, 15 ° C.) and supplied by the blower 6 to the supply location.
  • the reheat coil 21 is not used because the set temperature of the outlet is 15 ° C. However, when there is little heat generation in the room, the dehumidification period 1, the dehumidification period 2 and the humidification period In both cases, it is necessary to set a high temperature at the outlet, and in this case, it is necessary to heat by the reheating coil 21.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-294274
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-317795
  • the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to reduce the capacity of the refrigerator and to save energy in cooling, heating and humidification. It is to provide an air conditioning system for constant temperature and humidity.
  • the present invention provides a constant temperature and humidity control air conditioning system in which return air from a constant temperature and humidity control chamber is introduced into the air conditioner to perform a desired temperature and humidity adjustment.
  • a return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the first cooling coil and the second cooling coil installed in the air conditioner, and a branch line is provided in the return air supply line.
  • a blower and a vaporizing humidifier are installed, dehumidification processing of the outside air is performed by the first cooling coil, cooling processing of the outside air and return air is performed by the second cooling coil, and the vaporization is performed. It is characterized in that the return air is humidified by the type humidifier.
  • cooling coils are used, one of them is used exclusively for dehumidification (latent heat treatment) of the outside air, and the other is used for cooling (sensible heat treatment).
  • latent heat treatment latent heat treatment
  • cooling sensible heat treatment
  • the cooling of the outside air The ability can be used for both sensible heat and latent heat. As a result, the heating energy in winter can be reduced to 0, and the cooling load can be greatly reduced.
  • the outside air and the constant-temperature ' A return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the cooling coil of 1 and the second cooling coil, and on the downstream side of the connection portion of the return air supply line, and A vaporizing humidifier is installed upstream of the second cooling coil, the outside air is dehumidified by the first cooling coil, and the outside air and return air are humidified by the vaporizing humidifier.
  • the second cooling coil is configured to cool the outside air and the return air.
  • two cooling coils are used, one of which is used exclusively for dehumidification of the outside air (latent heat treatment), the other one is used for cooling (sensible heat treatment), and vaporization humidification.
  • latent heat treatment the cooling capacity of outside air can be used for both sensible heat and latent heat.
  • the heating energy in winter can be reduced to 0, and the cooling load can be greatly reduced.
  • a return air supply line for introducing the return air into the air conditioner is connected to an intermediate portion between the first cooling coil and the second cooling coil, a branch line is provided in the return air supply line, and the return air supply line.
  • the first motor damper is provided, the second motor damper and the vaporizing humidifier are arranged on the branch line, the outside air is dehumidified by the first cooling coil, and the second cooling coil is used. Cooling of return air from the outside air and constant temperature and humidity control chamber, the vaporizing humidifier is used to perform return air humidification.
  • two cooling coils are used, one of which is used exclusively for dehumidification of the outside air (latent heat treatment), the other one is used for cooling (sensible heat treatment), and vaporization-type humidification
  • the cooling capacity of the outside air can be used for both sensible heat and latent heat.
  • the heating energy in winter can be reduced to zero.
  • the cooling load can be greatly reduced.
  • the constant temperature / humidity air conditioning system of the present invention it is possible to provide a constant temperature / humidity air conditioning system that can reduce the capacity of the refrigerator and save energy in cooling, heating, and humidification. .
  • FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a first embodiment of a constant temperature and humidity control air conditioning system according to the present invention.
  • FIG. 2 is an air diagram in the dehumidification period 1 for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the first embodiment.
  • FIG. 3 is an air diagram in the dehumidification period 2 for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an air line diagram in a humidifying period for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a second embodiment of a constant temperature / humidity air conditioning system according to the present invention.
  • FIG. 6 is an air diagram in the dehumidifying period 1 for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the second embodiment.
  • FIG. 7 is an air diagram in the dehumidification period 2 for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the second embodiment.
  • FIG. 8 is an air line diagram in a humidifying period for explaining the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional constant temperature / humidity air conditioning system.
  • FIG. 11 is an air diagram illustrating the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system shown in FIG.
  • (A) is an air diagram of the dehumidifying period—1
  • (B) is an air diagram of the dehumidifying period—2
  • (C) is an air diagram of the humidifying period.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional constant temperature / humidity air conditioning system.
  • FIG. 13 is an air diagram illustrating the operation of the constant temperature / humidity air conditioning system shown in FIG. 12.
  • A is the air diagram for the dehumidification period-1
  • B is the air for the dehumidification period-2
  • C is the air diagram during the humidification period.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional constant temperature and humidity control air conditioning system.
  • FIG. 15 is an air diagram illustrating the operation of the constant temperature / humidity air conditioning system shown in FIG. 14.
  • (A) is an air diagram of dehumidification period 1 and
  • (B) is an air diagram of dehumidification period 2.
  • (C) is an air diagram during the humidification period.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a constant temperature / humidity air conditioning system according to the present invention. That is, inside the housing (not shown) of the air conditioner that constitutes the constant temperature / humidity air conditioning system of the present embodiment, the pre-filter 1, the medium performance filter 2, the first cooling from the air intake side. The coil 3a, the second cooling coil 3b, the heating coil 4, and the blower 6 that discharges the processing air to the outside of the housing are sequentially arranged.
  • a return air supply line 30 to which return air (RA) is supplied from the clean room is provided with a branch line 31.
  • the branch line 31 includes a second blower 32 and a vaporizing calorimeter 33. It is arranged.
  • the vaporizing humidifier 33 is made of a water-absorbing or hydrophilic vaporizing humidifying material.
  • the vaporizing humidifier 33 is controlled by controlling the second blower 32 to control the amount of air introduced into the branch line 31, and accordingly, the humidifying amount by the vaporizing humidifier 33 is controlled. It is comprised so that.
  • the indoor temperature and humidity are 23 ° C and 45%
  • the temperature and humidity of the air conditioner outlet are 15 ° C and 72%.
  • dehumidification period 1 mainly summer
  • dehumidification period 2 mainly intermediate period
  • humidification period mainly winter
  • a to H shown in FIGS. 2 to 4 correspond to air states at positions A to H shown in FIG.
  • specific values such as temperature and humidity are examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
  • the temperature rise by the fan and the relative humidity drop due to this will not be considered here for the sake of easy understanding.
  • the blower 6 When air dehumidification is necessary mainly during an intermediate period, the blower 6 is activated and the valves 7a and 7b of the first cooling coil 3a and the second cooling coil 3b are opened. Then, outside air (14 ° C, 90%) flows from the housing air intake (4000m3Zh, point A), and is cooled and dehumidified by the first cooling coil 3a (point B, 11 ° C).
  • the heating coil 4 and the blower 6 are activated, and the second blower 32 and the vaporizing humidifier 33 in the branch line 31 are activated.
  • a part of the 36000m3Zh return air (RA) (12000m3Zh) supplied from the clean room (23 ° C, 45%) is introduced into the branch line 31 and humidified by the vaporizing humidifier 33 (point D). (17.8 ° C, 78%) o
  • the air volume introduced into the branch line is controlled by the temperature / humidity controller 13 to which the detection value of the humidity sensor 12 is input, for example, the rotational speed of the second blower 32. It changes by being controlled, and the amount of humidification is also controlled by this.
  • the heating coil 4 is used because the set temperature of the air outlet (or the constant temperature 'constant humidity chamber to be supplied) is 15 ° C. In a few cases, it is necessary to set a high temperature at the outlet in both the dehumidification period-1, dehumidification period-2, and humidification period.
  • two cooling coils are used, one of which is dedicated to the dehumidification (latent heat treatment) of the outside air, and the other one is used for cooling (sensible heat treatment), and the vaporization type
  • the cooling capacity of outside air can be used for both sensible heat and latent heat.
  • the heating energy in winter can be reduced to 0, and the cooling load can be greatly reduced.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the second embodiment of the constant temperature and humidity control air conditioning system according to the present invention.
  • a coil 3a, a vaporizing humidifier 41, a second cooling coil 3b, a heating coil 4, and a blower 6 that discharges treated air to the outside of the housing are sequentially arranged.
  • a return air supply line 30 for supplying return air (RA) for clean room power is configured to be introduced between the first cooling coil 3a and the vaporizing humidifier 41.
  • the vaporizing humidifier 41 is made of a water-absorbing or hydrophilic vaporizing humidifying material and is humidified. The amount of humidification is adjusted by controlling the amount of water supplied to the vaporizing humidifier 41 according to the opening of the water supply valve 42 for use.
  • the operation of the constant temperature and humidity control air conditioning system of the present embodiment having the above-described configuration is achieved by changing the temperature and humidity inside the room to 23 ° C, 45%, and the air conditioner outlet (or the constant temperature and humidity to be supplied).
  • the temperature and humidity of the room is set to 15 ° C and 72%, and referring to the air diagrams shown in Fig. 6 to Fig. 8, dehumidification period 1 (mainly summer), dehumidification period 2 (mainly intermediate period) and humidification This will be explained separately for each season (mainly winter).
  • a to F shown in FIGS. 6 to 8 correspond to air states at positions A to F shown in FIG.
  • specific values such as temperature and humidity are examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
  • the temperature rise by the fan and the relative humidity drop caused by this will not be considered here for the sake of easy understanding.
  • the blower 6 when air cooling and dehumidification are necessary, such as in summer, the blower 6 is operated and the valves 7a and 7b of the first cooling coil 3a and the second cooling coil 3b are opened. Then, the outside air (33 ° C, 62%) force flows from the air intake port of the housing (4000m3 Zh, point A), and is cooled and dehumidified by the first cooling coil 3a ( ⁇ 'point, 11 ° C).
  • the temperature at point C is 21.8 ° C.
  • This mixed aerodynamic force is further cooled by the second cooling coil 3b (point E, 15 ° C.) and supplied by the blower 6 to the supply location.
  • the blower 6 When air dehumidification is necessary mainly during an intermediate period, the blower 6 is activated and the valves 7a and 7b of the first cooling coil 3a and the second cooling coil 3b are opened. Then, outside air (14 ° C, 90%) flows from the housing air intake (4000m3Zh, point A) and is cooled and dehumidified by the first cooling coil 3a ( ⁇ 'point, 11 ° C).
  • the vaporizing humidifier 41, the heating coil 4 and the blower 6 are operated. Then, outside air (13 ° C, 60%) flows in from the air intake of the housing (4000m3Zh, point A) and the return air (RA) of 36000m3Zh supplied from the clean room (23 ° C, 45%) Since they are mixed, the temperature at point C is 20.4 ° C.
  • This mixed air force is humidified by the vaporizing humidifier 41 (D point, 19 ° C), then cooled by the second cooling coil 3b (E point, 15 ° C), and supplied from the supply port by the blower 6
  • the humidification amount of the vaporizing humidifier 41 is controlled by controlling the opening degree of the humidification water supply valve 42 by the temperature / humidity controller 13 to which the detection value of the humidity sensor 12 is input.
  • the heating energy in winter can be set to 0, and the cooling load can be greatly reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the first motor damper 51 is provided in the return air supply line 30, and the vaporizing humidifier is provided in the branch line 31.
  • a second motor damper 52 may be provided on the upstream side of 33.
  • the opening degree of both the dampers 51 and 52 is adjusted to control the air volume of the return air introduced into the branch line 31, and accordingly, the vaporization is performed. It is configured so that the amount of humidification by the type humidifier 33 is controlled! RU
  • the filter 1, 2 and the cooling coil 3a for dehumidification are installed in the same housing, and a blower is added to them to form a separate housing.
  • the vaporizing humidifier may be hydrophilic or water-absorbing. Any method can be used as long as it removes the latent heat of vaporization from the target air as the water vaporizes and humidifies, such as a washer method that uses only a water film.

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Abstract

　冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温・恒湿用空調システムを提供する。 　恒温・恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウジング内部に、空気取入口側から、プレフィルタ１、中性能フィルタ２、第１の冷却コイル３ａ及び第２の冷却コイル３ｂ、加熱コイル４、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機６を順次配設する。また、クリーンルームからのリターンエア（ＲＡ）を空調機内に供給するリターンエア供給ライン３０には分岐ライン３１を設け、この分岐ライン３１に第２の送風機３２と、気化式加湿器３３を配設する。また、気化式加湿器３３の制御は、第２の送風機３２を制御することにより、分岐ライン３１に導入される風量を制御し、それに伴って、気化式加湿器３３による加湿量が制御されるように構成する。

Description

恒温 ·恒湿用空調システム
技術分野
[0001] 本発明は、処理対象となる空気の温湿度調整を行う空調システムに係り、特に、冷 凍機容量の削減及び省エネルギー化を実現すべく改良を施した恒温 '恒湿用空調 システムに関する。
背景技術
[0002] 電子工業や精密機械工業の工場、食品保存用の貯蔵庫、実験用動物飼育室、バ ィォロジカルクリーンルームなどにおいては、温度 '湿度などの室内環境を一定に保 つ必要がある。このため、このような設備においては、室内の恒温 '恒湿を目的とした 恒温 '恒湿用空調システムが採用されている（特許文献 1等)。
[0003] (1)従来例 1
従来力 用いられている恒温 ·'!！湿用空調システムは、例えば、図 10に示すように 、除湿期においては、外気 (OA)とクリーンルームカゝら循環供給された室内空気 (RA )をミキシングして冷却除湿を行い、その後、必要温度まで再熱することにより、また、 加湿期においては、加熱コイルによる加熱及び蒸気加湿装置による加湿を行うことに より、温湿度条件を維持するものが知られている。
[0004] すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せ ず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ 1、中性能フィルタ 2 、循環する冷水によって空気を冷却及び除湿する冷却コイル 3、循環する温水によつ て空気を加熱する加熱コイル 4、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給 して加湿する蒸気式加湿器 5、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機 6 が配設されている。
[0005] また、前記冷却コイル 3、加熱コイル 4及び蒸気式加湿器 5には、それぞれに供給さ れる冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ 7、 8、 9が設けられている。さら に、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温 '恒湿室の内部）には、温度 及び湿度センサ 12が取り付けられており、これらのセンサ 12による検出値が温湿度 制御器 13に入力され、この温湿度制御器 13によって、前記バルブ 7〜9の開度が調 整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値となるように、冷 却コイル 3内の冷水、加熱コイル 4内の温水、蒸気式加湿器 5の蒸気の量が制御され るように構成されている。
[0006] 図 10に示した恒温 '恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、 011 (A) 〜（C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図 11に示した a〜fは、図 1 0で示した a〜fの位置における空気の状態に対応している。
[0007] (1 1)除湿期 1…図 11 (A)参照
夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに 、冷却コイル 3のバルブ 7を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（33 。C、 62%)が流入する（4000m3Zh、 a点）。一方、クリーンルーム（23°C、 45 %)力もは 36000m3Zhのリターンエア (RA)が供給されるので、 c点の温度は 24°Cとなる。この混合空気が冷却コイル 3により冷却され (d点、 11°C)、その後、加熱 コイル 4により再熱されて (e点、 15°C)送風機 6によって供給口から供給される。
[0008] (1 2)除湿期 2· ··図 11 (B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに、 冷却コイル 3のバルブ 7を開とする。すると、ハウジングの空気取入口から外気（14°C 、 90%)が流入する（4000m3Zh、 a点）。一方、クリーンルーム（23°C、 45% )力もは 36000m3Zhのリターンエア (RA)が供給されるので、 c点の温度は 2 2. 1°Cとなる。この混合空気が冷却コイル 3により冷却され (d点、 11°C)、その後、加 熱コイル 4により再熱されて (e点、 15°C)送風機 6によって供給口から供給される。
[0009] (1 3)加湿期…図 11 (C)参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機 6を作動させる とともに、蒸気式加湿器 5を開とする。すると、ハウジングの空気取入口カゝら外気（一 3 。C、 60%)力流入する（4000m3Zh、 a点）。一方、クリーンルーム（23°C、 45% )力もは 36000m3Zhのリターンエア (RA)が供給されるので、 c点の温度は 2 0. 4°Cとなる。この混合空気が冷却コイル 3により冷却され (d点、 14. 9°C)、その後、 蒸気式加湿器 5により加湿され (f点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカゝら供給され る。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので、図 11 (C)の dと fを結ぶ実線で示すように、乾 球温度及び相対湿度が推移する。
[0010] このように、図 10に示したような構成の恒温 '恒湿用空調システムにおいては、除湿 期にお 、ては、冷却コイル 3及び再熱のために加熱コイル 4を作動させる必要がある ため、そのコストがかかり、また、加湿期においては、蒸気式加湿器 5を作動させる必 要があるため、冷却や蒸気発生のためのコストがかかっていた。
[0011] (2)従来例 2
また、従来力も用いられている恒温 '恒湿用空調システムとしては、例えば、図 12に 示すように、外気取り入れ系統の除湿用として単独の冷却コイルを用い、計 2台の冷 却コイルを配設し、その中間部にクリーンルーム力 循環供給された室内空気 (RA) を供給して、外気 (OA)とミキシングして冷却を行うように構成することにより、余分な 冷却と再熱エネルギーの使用を避けることができるシステムも知られている。
[0012] すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せ ず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ 1、中性能フィルタ 2 、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第 1の冷却コイル 3a及び循環する冷水 によって空気を冷却する第 2の冷却コイル 3b、循環する温水によって空気を加熱す る加熱コイル 4、ボイラで発生させた蒸気を空気の通過過程に供給して加湿する蒸気 式加湿器 5、及び、処理空気をハウジング外へ吐出する送風機 6が配設されている。
[0013] また、前記冷却コイル 3a, 3b、加熱コイル 4及び蒸気式加湿器 5には、それぞれに 供給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ 7a, 7b、 8、 9が設けられ ている。さらに、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温 '恒湿室の内部） には、温度及び湿度センサ 12が取り付けられており、これらのセンサ 12による検出 値が温湿度制御器 13に入力され、この温湿度制御器 13によって、前記バルブ 7〜9 の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の値とな るように、冷却コイル 3a、 3b内の冷水、加熱コイル 4内の温水、蒸気式加湿器 5の蒸 気の量が制御されるように構成されて 、る。
[0014] 図 12に示した恒温 '恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図 13 (A) 〜（C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図 13に示した a〜fは、図 1 2で示した a〜fの位置における空気の状態に対応している。
[0015] (2— 1)除湿期ー1…図 13 (A)参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機 6を作動さ せるとともに、第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とす る。すると、ハウジングの空気取入口から外気（33°C、 62%)力流入し (4000m3 Zh、 a点）、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（^点、 11°C)。一方、クリーン ルーム（23°C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（RA)が
供給されるので、 c点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コ ィル 3bにより冷却されて (d点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカも供給される。
[0016] (2— 2)除湿期 2· ··図 13 (B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに、 第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とする。すると、ハ ウジングの空気取入口から外気（14°C、 90%)が流入し (4000m3Zh、 a点） 、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（a'点、 11°C)。一方、クリーンルーム（23 。C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（RA)が供給されるの
で、 c点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bにより 冷却されて (d点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカ 供給される。
[0017] (2— 3)加湿期…図 13 (C)参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、送風機 6を作動させる とともに、蒸気式加湿器 5を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気（ 3°C、 60%)が流入する（4000m3Zh、 a点）。なお、通常、この時期には、冷却コ ィ
ル 3aの冷水は、凍結防止のため水抜きされているのが一般的である。
[0018] 一方、クリーンルーム（23°C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（
RA)が供給されるので、 c点の温度は 20. 4°Cとなる。この混合空気が第 2の冷却コィ ル 3bにより冷却され (d点、 14. 9°C)、その後、蒸気式加湿器 5により加湿され (f点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカゝら供給される。なお、蒸気加湿は加熱を伴うので 、図 13 (C)の dと fを結ぶ実線で示すように、乾球温度及び相対湿度が推移する。 [0019] このように、図 12に示したような構成の恒温 '恒湿用空調システムにおいては、除湿 期において、加熱コイル 4を作動させる必要がないため、図 10に示したシステムよりコ ストが削減できる。しかし、加湿期においては、蒸気式加湿器 5を作動させる必要が あるため、蒸気発生のためのコストがかかっていた。
[0020] (3)従来例 3
また、従来力も用いられている恒温 '恒湿用空調システムとしては、例えば、図 14に 示すように、冷却コイルを 2台用い、その中間部に加熱コイルと気化式加湿器を配設 し、この気化式加湿器と第 2の冷却コイルの間に、クリーンルーム力 循環供給された 室内空気 (RA)を供給して、外気 (OA)とミキシングする方法も知られて！/、る。
[0021] すなわち、図中、左側を空気取入口、右側を空気供給口とするハウジング（図示せ ず)の内部に、取入口側から、外気の塵埃を取り除くプレフィルタ 1、中性能フィルタ 2 、循環する冷水によって空気を冷却除湿する第 1の冷却コイル 3a、循環する温水に よって空気を加熱する加熱コイル 4、気化式加湿器 20、循環する冷水によって空気 を冷却する第 2の冷却コイル 3b、再熱コイル 21、及び、処理空気をハウジング外へ 吐出する送風機 6が配設されて ヽる。
[0022] また、前記冷却コイル 3a, 3b、加熱コイル 4及び再熱コイル 21には、それぞれに供 給される冷水、温水及び蒸気等の流量を制御するバルブ 7a, 7b、 8、 24が設けられ ている。さらに、加湿空気の供給口（あるいは、供給対象となる恒温 '恒湿室の内部） には、温度及び湿度センサ 12が取り付けられており、これらのセンサ 12による検出 値が温湿度制御器 13に入力され、この温湿度制御器 13によって、前記バルブ 7、 8 、 24の開度が調整され、供給空気の温度及び湿度があらかじめ定められた一定の 値となるように、冷却コイル 3a、 3b内の冷水、加熱コイル 4及び再熱コイル 21内の温 水、気化式加湿器 20による加湿量が制御されるように構成されている。なお、加熱コ ィル 4は、加湿量を制御するために使用される（特許文献 2参照)。
[0023] 図 14に示した恒温 *恒湿用空調システムにおける温度及び湿度制御を、図 15 (A) 〜（C)の湿り空気線図を参照して以下に説明する。なお、図 15に示した a〜gは、図 14で示した a〜gの位置における空気の状態に対応している。
[0024] (3— 1)除湿期ー1…図 15 (A)参照 すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機 6を作動さ せるとともに、第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とす る。すると、ハウジングの空気取入口から外気（33°C、 62%)力流入し (4000m3 Zh、 a点）、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（b点、 11°C)。一方、クリーン ルーム（23°C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（RA)が供
給されるので、 f点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bにより冷却されて (g点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカも供給される。なお、こ の場合、加熱コイル 4及び気化式加湿器 20は使用されな ヽ。
[0025] (3— 2)除湿期 2· ··図 15 (B)参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに、 第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とする。すると、ハ ウジングの空気取入口から外気（14°C、 90%)が流入し (4000m3Zh、 a点） 、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（b点、 11°C)。一方、クリーンルーム（23 。C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（RA)が供給されるので
、 f点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bにより冷 却されて (g点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカも供給される。なお、この場合も、 加熱コイル 4及び気化式加湿器 20は使用されない。
[0026] (3— 3)加湿期…図 15 (C)参照
冬季などの空気の加熱及び加湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに 、加熱コイル 4及び気化式加湿器 20を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口 力も外気（一 3°C、 60%)が流入し (4000m3Zh、 a点）、加熱コイル 4により加熱さ れ (c点、 27. 2°C)、気化式加湿器 20により加湿される（d点、 14°C) o一方、クリーン ルーム（23°C、 45%)からは 36000m3Zhのリターンエア（RA)が
供給されるので、 f点の温度は 22. 1°Cとなる。この混合空気が第 2の冷却コイル 3bに より冷却され (g点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカ 供給される。
[0027] このように、図 14に示したような構成の恒温 '恒湿用空調システムにおいては、除湿 期においては、余分な冷却と再熱エネルギーの必要がないため、図 10に示したシス テムよりコストが削減できる。しかし、加湿期においては、加熱コイル 4を作動させる必 要があるため、そのコストがかかっていた。
[0028] なお、本例においては、吹出口の設定温度を 15°Cとしたため再熱コイル 21は用い られていないが、室内発熱が少ない場合には、除湿期 1、除湿期 2及び加湿期 ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必要があり、その際には再熱コイル 21によ り加熱する必要がある。
特許文献 1：特開 2003— 294274号公報
特許文献 2 :特開 2001— 317795号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0029] し力しながら、上述したような従来力も用いられている恒温 *恒湿用空調システムに おいては、いずれも、除湿期及び加湿期におけるランニングコストが多大なものとな つていた。そのため、ランニングコストの低減を可能とした恒温 '恒湿用空調システム の開発が切望されていた。
[0030] 本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであ り、その目的は、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及び加湿の省エネルギー化を可能 とした恒温 ·恒湿用空調システムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0031] 上記課題を解決するため、本発明は、外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエア を空調機内に導入して所望の温湿度調整を行う恒温 '恒湿用空調システムにおいて 、前記空調機内に設置した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リ ターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リタ一 ンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式加湿器を配 設し、前記第 1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行い、前記第 2の冷却コイル によって、外気及びリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リ ターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
[0032] 上記のような構成を有する本発明によれば、冷却コイルを 2台用い、その 1台を外気 の除湿 (潜熱処理)専用に用い、他の 1台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、 気化式加湿器を RA側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却 能力を、顕熱、潜熱ともすベて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネル ギーを 0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
[0033] 他の態様では、外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して 所望の温湿度調整を行う恒温 '恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置 した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調 機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインの接 続部の下流側で、且つ、前記第 2の冷却コイルの上流部に気化式加湿器を設置し、 前記第 1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行 ヽ、前記気化式加湿器によって 、外気及びリターンエアの加湿処理を行い、前記第 2の冷却コイルによって、外気及 びリターンエアの冷却処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
[0034] 上記のような態様では、冷却コイルを 2台用い、その 1台を外気の除湿 (潜熱処理） 専用に用い、他の 1台を冷却用（顕熱処理)として用いると共に、気化式加湿器を第 2 の冷却コイルの上流側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却 能力を、顕熱、潜熱ともすベて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネル ギーを 0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
[0035] 他の態様では、外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して 所望の温湿度調整を行う恒温 '恒湿用空調システムにおいて、前記空調機内に設置 した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リターンエアを前記空調 機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、前記リターンエア供給ラインに分 岐ラインを設け、前記リターンエア供給ラインに第 1のモータダンバを設け、前記分岐 ラインに第 2のモータダンバと気化式加湿器を配設し、前記第 1の冷却コイルによつ て外気の除湿処理を行い、前記第 2の冷却コイルによって、外気及び恒温 '恒湿空 調室からのリターンエアの冷却処理を行い、前記気化式加湿器によって、リターンェ ァの加湿処理を行うように構成したことを特徴とするものである。
[0036] 上記のような態様では、冷却コイルを 2台用い、その 1台を外気の除湿 (潜熱処理） 専用に用い、他の 1台を冷却用（顕熱処理）として用いると共に、気化式加湿器を RA 側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕熱、潜熱と もすベて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを 0とすることがで き、冷却負荷も大幅に低減することができる。
発明の効果
[0037] 本発明の恒温'恒湿用空調システムによれば、冷凍機容量の削減、冷却と加熱及 び加湿の省エネルギー化を可能とした恒温 ·恒湿用空調システムを提供することがで きる。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]本発明に係る恒温 '恒湿用空調システムの第 1実施形態の構成を示す模式図 である。
[図 2]第 1実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期 1の空 気線図である。
[図 3]第 1実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期 2の空 気線図である。
[図 4]第 1実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する加湿期の空気線 図である。
[図 5]本発明に係る恒温 '恒湿用空調システムの第 2実施形態の構成を示す模式図 である。
[図 6]第 2実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期 1の空 気線図である。
[図 7]第 2実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する除湿期 2の空 気線図である。
[図 8]第 2実施形態の恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する加湿期の空気線 図である。
[図 9]本発明の他の実施形態の構成を示す模式図である。
[図 10]従来の恒温 ·恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
[図 11]図 10に示した恒温 '恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であ り
、（A)は除湿期— 1の空気線図、（B)は除湿期— 2の空気線図、（C)は加湿 期の 空気線図。
[図 12]従来の恒温 ·恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。 [図 13]図 12に示した恒温 ·恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であ り (A)は除湿期― 1の空気線図、（B)は除湿期― 2の空気線図、（C)は加湿 期の 空気線図。
[図 14]従来の恒温 '恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。
[図 15]図 14に示した恒温 ·恒湿用空調システムの作用を説明する空気線図であ り (A)は除湿期 1の空気線図、（B)は除湿期 2の空気線図、（C)は加湿 期の 空気線図。
符号の説明
1…プレフィルタ
2· · -中性能フィルタ
3· · -冷却コイル
3a- ··第 1の冷却コイル
3b- ··第 2の冷却コイル
4· · -加熱コイル
5· · •蒸気式加湿器
6· · '送風機
7 '9"-ノ ノレブ
12· '··温度及び湿度センサ
13' …温湿度制御器
30- -リターンエア供給ライン
31- …分岐ライン
32- …第 2の送風機
33- …気化式加湿器
41- …気化式加湿器
42· …加湿用給水バルブ
51· ··第 1のモータダンパ
52· ··第 2のモータダンパ
発明を実施するための最良の形態 [0040] 以下、本発明の恒温 *恒湿用空調システムに係る実施の形態 (以下、実施形態とい う）について、図面を参照して具体的に説明する。
[0041] (1)第 1実施形態
(1 1)構成
図 1は、本発明に係る恒温 ·恒湿用空調システムの構成を示す模式図である。 すなわち、本実施形態の恒温 ·恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウ ジング（図示せず）内部には、空気取入口側から、プレフィルタ 1、中性能フィルタ 2、 第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3b、加熱コイル 4、及び、処理空気をハウ ジング外へ吐出する送風機 6が順次配設されて ヽる。
[0042] また、クリーンルームからリターンエア (RA)が供給されるリターンエア供給ライン 30 には分岐ライン 31が設けられ、この分岐ライン 31には第 2の送風機 32と、気化式カロ 湿器 33が配設されている。なお、この気化式加湿器 33は、吸水性あるいは親水性の 気化式加湿素材から構成されている。また、気化式加湿器 33の制御は、第 2の送風 機 32を制御することにより、分岐ライン 31に導入される風量を制御し、それに伴って 、気化式加湿器 33による加湿量が制御されるように構成されている。
[0043] (1 2)作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温'恒湿用空調システムの作用を、室 内側の温湿度を 23°C、 45%、空調機吹出口の温湿度を 15°C、 72%と設定し、図 2 〜図 4に示した空気線図を参照して、除湿期 1 (主として夏季)、除湿期 2 (主とし て中間期）及び加湿期（主として冬季）とに分けて説明する。なお、図 2〜図 4に示し た A〜Hは、図 1に示した A〜Hの位置における空気の状態に対応している。また、 温度及び湿度等の具体的な値は例示であり、本発明がこれらの数値に限定されるも のではない。また、ファンによる昇温とこれによる相対湿度低下は、理解を容易にする ために、ここでは考えないものとする。
[0044] (1 2— 1)除湿期 1· ··図 2参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機 6を作動さ せるとともに、第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とす る。すると、ハウジングの空気取入口から外気（33°C、 62%)力流入し (4000m3 Zh、 A点）、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（B点、 11°C)。
[0045] 一方、クリーンルーム（23°C、 45%)力 供給される 36000m3Zhのリタ一
ンエア (RA)は、すべて、リターンエア供給ライン 30を通って空調機内に導入される ので、 F点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bによ り冷却されて (G点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカゝら供給される。
[0046] (1 2— 2)除湿期 2· ··図 3参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに、 第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とする。すると、ハ ウジングの空気取入口から外気（14°C、 90%)が流入し (4000m3Zh、 A点） 、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される（B点、 11°C)。
[0047] 一方、クリーンルーム（23°C、 45%)力 供給される 36000m3Zhのリタ一
ンエア (RA)は、すべて、リターンエア供給ライン 30を通って空調機内に導入される ので、 F点の温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bによ り冷却されて (G点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカゝら供給される。
[0048] (1 2— 3)加湿期…図 4参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、加熱コイル 4及び送風 機 6を作動させると共に、分岐ライン 31の第 2の送風機 32及び気化式加湿器 33を作 動させる。すると、クリーンルーム（23°C、 45%)力ら供給される 36000m3Zhのリ ターンエア (RA)の一部（12000m3Zh)は、分岐ライン 31に導入され、気化 式加湿器 33によって加湿される（D点、 17. 8°C、 78%) oなお、分岐ラインへ導入さ れる風量は、湿度センサ 12の検出値が入力された温湿度制御器 13により、例えば、 第 2の送風機 32の回転数が制御されることにより変化し、これにより加湿量も制御さ れる。
[0049] 気化式加湿器 33によって加湿されたリターンエア（12000m3Zh)と、タリー
ンルーム力も供給されたリターンエア（24000m3Zh)とが混合された後（E点、 21. 5°C、 52%)、空調機内に導入されるので、 F点の温度は 19. 1°Cとなる。この混 合空気が、さらに第 2の冷却コイル 3bにより冷却されて (G点、 15°C)、送風機 6によ つて供給ロカ 供給される。 [0050] ここで、図 4に示した空気線図上における各点の温度変化について説明する。すな わち、気化式加湿器 33によって加湿されたリターンエア（12000m3Zh)と、タリー ンルーム力 供給されたリターンエア（24000m3Zh)とが混合された E点の温度 は、 C点と D点を結ぶ直線上において、それぞれの体積比 24000 : 12000 = 2 : 1に 比例配分された点となる。
また、 OAと RAが混合された F点の温度は、 E点と B点を結ぶ直線上において、そ れぞれの体積比 4000： 36000= 1： 9に比例配分された点となる。
[0051] なお、本例においては、吹出口（あるいは、供給対象となる恒温 '恒湿室）の設定温 度を 15°Cとしたため加熱コイル 4は用いられて ヽな 、が、室内発熱が少な 、場合に は、除湿期ー1、除湿期ー2及び加湿期ともに、吹出口の設定温度を高く設定する必 要があり、その際には加熱コイル 4により加熱する。
[0052] (1 3)効果
このように、本実施形態によれば、冷却コイルを 2台用い、その 1台を外気の除湿（ 潜熱処理)専用に用い、他の 1台を冷却用（顕熱処理)として用いると共に、気化式加 湿器を RA側に設置して、加湿用として用いることにより、外気の持つ冷却能力を、顕 熱、潜熱ともすベて利用することができる。その結果、冬季の加熱エネルギーを 0とす ることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
[0053] (2)第 2実施形態
(2 - 1)構成
図 5は、本発明に係る恒温 '恒湿用空調システムの第 2実施形態の構成を示す模 式図である。
すなわち、本実施形態の恒温 ·恒湿用空調システムを構成する空気調和機のハウ ジング（図示せず）内部には、空気取入口側から、プレフィルタ 1、中性能フィルタ 2、 第 1の冷却コイル 3a、気化式加湿器 41、第 2の冷却コイル 3b、加熱コイル 4、及び、 処理空気をハウジング外へ吐出する送風機 6が順次配設されている。また、クリーン ルーム力もリターンエア (RA)が供給されるリターンエア供給ライン 30が、前記第 1の 冷却コイル 3aと気化式加湿器 41の間に導入されるように構成されている。なお、この 気化式加湿器 41は、吸水性あるいは親水性の気化式加湿素材から構成され、加湿 用給水バルブ 42の開度により気化式加湿器 41への給水量を制御して、加湿量を調 整するように構成されている。
[0054] (2— 2)作用
以上のような構成を有する本実施形態の恒温'恒湿用空調システムの作用を、室 内側の温湿度を 23°C、 45%、空調機吹出口（あるいは、供給対象となる恒温 '恒湿 室）の温湿度を 15°C、 72%と設定し、図 6〜図 8に示した空気線図を参照して、除湿 期 1 (主として夏季)、除湿期 2 (主として中間期)及び加湿期（主として冬季)とに 分けて説明する。なお、図 6〜図 8に示した A〜Fは、図 1に示した A〜Fの位置にお ける空気の状態に対応している。また、温度及び湿度等の具体的な値は例示であり 、本発明がこれらの数値に限定されるものではない。また、ファンによる昇温とこれに よる相対湿度低下は、理解を容易にするために、ここでは考えないものとする。
[0055] (2— 2— 1)除湿期 1· ··図 6参照
すなわち、夏季などの空気の冷却及び除湿が必要な場合には、送風機 6を作動さ せるとともに、第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とす る。すると、ハウジングの空気取入口から外気（33°C、 62%)力流入し (4000m3 Zh、 A点）、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される (Α'点、 11°C)。
[0056] 一方、クリーンルーム（23°C、 45%)力 供給される 36000m3Zhのリタ一
ンエア (RA)は、第 1の冷却コイル 3aにより除湿された外気と混合されるので、 C点の 温度は 21. 8°Cとなる。この混合空気力 さらに第 2の冷却コイル 3bにより冷却されて (E点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカ 供給される。
[0057] (2— 2— 2)除湿期 2· ··図 7参照
中間期などの主に空気の除湿が必要な場合には、送風機 6を作動させるとともに、 第 1の冷却コイル 3a及び第 2の冷却コイル 3bのバルブ 7a, 7bを開とする。すると、ハ ウジングの空気取入口から外気（14°C、 90%)が流入し (4000m3Zh、 A点） 、第 1の冷却コイル 3aにより冷却除湿される (Α'点、 11°C)。
[0058] 一方、クリーンルーム（23°C、 45%)力 供給される 36000m3Zhのリタ一
ンエア (RA)は、すべて、空調機内に導入されるので、 C点の温度は 21. 8°Cとなる。 この混合空気が、さらに第 2の冷却コイル 3bにより冷却されて (E点、 15°C)、送風機 6によって供給ロカ 供給される。
[0059] (2— 2— 3)加湿期…図 8参照
冬季などの空気の加熱、冷却及び加湿が必要な場合には、気化式加湿器 41、加 熱コイル 4及び送風機 6を作動させる。すると、ハウジングの空気取入口から外気（一 3°C、 60%)が流入し (4000m3Zh、 A点）、クリーンルーム（23°C、 45%)から供 給される 36000m3Zhのリターンエア（RA)と混合されるので、 C点の温度は 2 0. 4°Cとなる。この混合空気力 気化式加湿器 41により加湿され (D点、 19°C)、その 後、第 2の冷却コイル 3bにより冷却され (E点、 15°C)、送風機 6によって供給口から 供給される。なお、気化式加湿器 41の加湿量は、湿度センサ 12の検出値が入力さ れた温湿度制御器 13により、加湿用給水バルブ 42の開度が制御されることにより制 御される。
[0060] (2— 3)効果
このように、本実施形態においても、第 1実施形態と同様に、冬季の加熱エネルギ 一を 0とすることができ、冷却負荷も大幅に低減することができる。
[0061] (3)他の実施形態
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなぐ図 9に示したように、リタ一 ンエア供給ライン 30に第 1のモータダンバ 51を設けると共に、分岐ライン 31には、気 化式加湿器 33の上流側に第 2のモータダンバ 52を設けても良い。この場合、温湿度 制御器 13から送られる制御信号に基づいて、両ダンバ 51, 52の開度を調節して、 分岐ライン 31に導入されるリターンエアの風量を制御し、それに伴って、気化式加湿 器 33による加湿量が制御されるように構成されて！、る。
[0062] 図 9に示した実施形態においては、第 1実施形態と比較して、リターンエア供給ライ ン 30におけるダンバの抵抗 (圧損）が大きくなるため、送風機の動力が大きくなるが、 加湿量の制御性は、第 1実施形態と同様に優れている。
また、上記各実施形態においては、フィルタ 1, 2及び除湿用の冷却コイル 3aを同 一ハウジング内に設置した力 これらに送風機を追加して、別のハウジングとして構 成することちでさる。
[0063] また、上記各実施形態にお!、て、気化式加湿器としては、親水性あるいは吸水性 の水膜を使用したものだけでなぐワッシャー方式など、水分の気化加湿に伴い、対 象空気から蒸発潜熱を奪い、乾球温度が低下するものであれば、いずれも適用する ことができる。

Claims

請求の範囲
[1] 外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度 調整を行う恒温 ·恒湿用空調システムにお 、て、
前記空調機内に設置した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リ ターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、この分岐ラインに送風機と気化式 加湿器を配設し、
前記第 1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行!、、
前記第 2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行!、、 前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特 徴とする恒温 ·恒湿用空調システム。
[2] 外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度 調整を行う恒温 ·恒湿用空調システムにお 、て、
前記空調機内に設置した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リ ターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインの接続部の下流側で、且つ、前記第 2の冷却コイルの 上流部に気化式加湿器を設置し、
前記第 1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行!、、
前記気化式加湿器によって、外気及びリターンエアの加湿処理を行 ヽ、 前記第 2の冷却コイルによって、外気及びリターンエアの冷却処理を行うように構成 したことを特徴とする恒温 ·恒湿用空調システム。
[3] 外気と恒温 '恒湿空調室からのリターンエアを空調機内に導入して所望の温湿度 調整を行う恒温 ·恒湿用空調システムにお 、て、
前記空調機内に設置した第 1の冷却コイルと第 2の冷却コイルの中間部に、前記リ ターンエアを前記空調機内に導入するリターンエア供給ラインを接続し、
前記リターンエア供給ラインに分岐ラインを設け、
前記リターンエア供給ラインに第 1のモータダンバを設け、
前記分岐ラインに第 2のモータダンバと気化式加湿器を配設し、 前記第 1の冷却コイルによって外気の除湿処理を行 、、
前記第 2の冷却コイルによって、外気及び恒温 .恒湿空調室力 のリターンエアの 冷却処理を行い、
前記気化式加湿器によって、リターンエアの加湿処理を行うように構成したことを特 徴とする恒温 ·恒湿用空調システム。
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