JP2000304301A - 空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低温冷熱源で製造される低温な冷水のメリッ
ト、或いは空調機で製造される低温な空調空気のメリッ
トを生かして省エネ及び省設備を行うことができ、且つ
室内にコールドドラフトが発生したり室内が乾燥すると
いう室内環境の悪化が生じない。 【解決手段】氷蓄熱装置１６で製造した約５°Ｃ以下の
低温の冷水を利用して空調機１４で冷房用空気を室１２
内に吹き出す一方、室１２内の局所冷房のために室１２
内に蒸発器４４を配設して凝縮器４０との間で冷媒を循
環させると共に、凝縮器４０での冷媒の凝縮のための冷
熱源として、低温冷熱源で製造された低温冷水の冷熱を
利用するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空調システムに係
り、特に氷蓄熱装置のように低温冷熱源から低温の冷水
を空調機に供給することにより、冷水の搬送量や空調機
から室内に吹き出す空調空気の吹出量を削減して省エネ
及び省設備を行うことのできる空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、事務所ビル等の空調対象である室
内にはＯＡ機器等のように発熱体として作用する多数の
機器が配設されており、年間を通して室内を冷房空調す
ることが多くなっている。従来の冷房のための空調シス
テムとしては、冷凍機等の冷熱源から空調機に供給する
７°Ｃ程度の冷水と室内に吹き出す空気とを熱交換して
１５〜１６°Ｃの冷房用空気を製造し、この製造した空
調空気を空調機から室内に吹き出していた。この空調に
より、夏季の室内温度は２６°Ｃ程度に空調される。従
って、空調機で製造された空調空気の温度と室内空気の
温度との温度差（以下「空調空気利用温度差」という）
は約１０°Ｃである。一方、空調機から冷熱源に戻る冷
水の温度は１２°Ｃ程度であり、冷熱源で製造された冷
水の温度と冷熱源に戻る冷水の温度の差である「冷水利
用温度差」は約５°Ｃである。

【０００３】また、特に夏期の冷房空調において、室内
のインテリアゾーンに合わせて空調温度を設定すると、
窓からの日射や壁からの外気温度の伝達により温度が上
昇するペリメータゾーンでは十分に冷房されないという
欠点がある。特に、空調機で製造した空調空気を天井裏
チャンバに一旦給気してから、天井面の複数の吹出器か
ら室内に吹き出す天井チャンバ給気方式では、天井裏チ
ャンバを均圧チャンバとするため、吹出器から吹き出さ
れる空気量がほぼ一定である。従って、ペリメータゾー
ンにおいて局所冷房を行わないと、ペリメータゾーンで
の執務者の空調環境が悪くなる。この対策として、従来
は、ペリメータゾーンに空調機とは別に冷水コイルとフ
ァンからなるファンコイルユニットを配設して局所冷房
することが一般に行われている。

【０００４】ところで、夜間電力を利用して夜間に氷を
製造し昼間に氷で冷水を製造することでランニングコス
トを大幅に削減できる氷蓄熱装置を用いた空調システム
の導入が進んでいる。この氷蓄熱装置を用いた空調シス
テムでは低温冷熱源である氷蓄熱装置から空調機に供給
する冷水温度をコンスタントに５°Ｃ以下にすることが
できるので、空調機での熱交換により９〜１１°Ｃ程度
の低温な空調空気を製造することができる。従って、こ
の低温の空調空気を直接室内に吹き出せば、前述した空
調空気利用温度差を大きくすることができるので、少な
い空調空気で室内を冷房することができる。また、冷水
利用温度差も大きくすることができるので、少ない冷水
で低温の冷風を得ることができる。これにより、従来と
同様の冷房能力を維持しながら、冷水の搬送量を少なく
することができるので、冷水配管を細くすることができ
ると共にポンプ等の搬送動力費を削減することができ
る。更に、空調空気の吹出量を低減することにより空気
ダクトを細くすることができると共に、吹出しファンの
送風動力費を削減することができる。この氷蓄熱装置を
用いた空調システムのように低温冷熱源を利用した空調
システムは、省エネ及び省設備に大きく寄与するという
メリットがある。

【０００５】しかし、従来の氷蓄熱装置を用いた空調シ
ステムは、空調機で空気と熱交換した冷水の温度は１０
°Ｃ程度とまだ十分利用できる冷熱の余熱がありながら
低温冷熱源に戻されるので、冷水利用温度差即ち冷水温
度の利用効率の点で低温冷熱源のメリットを十分活用し
ていないという問題がある。更に、従来の氷蓄熱装置を
用いた空調システムは、９〜１１°Ｃ程度の低温の空調
空気を室内に吹き出すと、ダクトや空調空気の吹出口で
結露する問題がある。

【０００６】上記した問題点のうち結露に関する対策と
して、特開平６─１９３９１６号公報では、低温冷熱源
からの低温冷水で室内に供給する空調空気を１４°Ｃ以
下に冷却しつつ除湿し、これにより結露しなくなるよう
にすることが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６─１９３９１６号公報の場合、確かに結露の問題は解
決するが、１４°Ｃ以下に冷却した空調空気を直接室内
に吹き出すと、冷風の当たる領域の人間は寒いと感じ
る、所謂コールドドラフトの問題がある。従って、従来
は室内からの温かい還気空気を空調機で空調空気と混合
する混気用の空調空気を使用したり、温かい還気空気を
空調空気と混合する混気箱を給気ダクトに配設する等に
より対処していた。

【０００８】また、特開平６─１９３９１６号公報のよ
うに除湿された空気が室内に供給されると、室内が乾燥
して執務者の肌が乾燥したり、喉をやられて風邪をひき
易くなる等の弊害が生じやすくなる。このように、従来
の空調システムは、氷蓄熱装置のような低温冷熱源のメ
リットを十分生かした装置構成になっていないのが実情
であり、低温冷熱源のメリットを生かすことのできる空
調システムの開発が要望されている。

【０００９】また、ペリメータゾーン対策として従来の
ようにファンコイルユニットを設けると、コイル表面で
の結露により室内空気の除湿が行われ、ますます室内が
乾燥するという欠点がある。更に、ファンフィルタユニ
ットまでの冷水配管を配設する必要があるが、この水漏
れ対策や結露対策が必要になるという問題もある。この
ことから、ペリメータゾーン対策を含めて氷蓄熱装置を
用いた空調システムを構築することが重要である。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みて成され
たもので、氷蓄熱装置のような低温冷熱源で製造される
低温な冷水のメリット、或いは空調機で製造される低温
な空調空気のメリットを生かして省エネ及び省設備を行
うことができ、且つ室内にコールドドラフトが発生した
り室内が乾燥するという室内環境の悪化が生じない空調
システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、約５°Ｃ以下の低温の冷水を製造する低温
冷熱源と、前記冷水の冷熱を利用して冷房用の空調空気
を製造する空調機と、前記冷水を前記低温冷熱源と前記
空調機との間に循環させる冷水循環路とを備え、前記空
調機から室内に前記空調空気を吹き出す空調システムに
おいて、前記冷水循環路に凝縮器を設けると共に前記室
内に蒸発器を設け、前記凝縮器と前記蒸発器との間に冷
媒を循環させる冷媒循環路を形成し、前記凝縮器では前
記冷水と前記冷媒の熱交換により冷媒を凝縮・液化する
と共に、前記蒸発器では前記室内の空気と前記冷媒の熱
交換により前記液化した冷媒を蒸発・気化してその蒸発
潜熱を利用して室内の局所冷房を行うことを特徴とす
る。

【００１２】本発明によれば、低温冷熱源で製造した約
５°Ｃ以下の低温の冷水の冷熱を利用して空調機で冷房
用空気を製造して室内に吹き出す一方、冷水循環路に凝
縮器を設け室内に蒸発器を設けて冷媒循環路を循環させ
ることにより、蒸発器の蒸発潜熱を利用して室内の局所
冷房を行うようにした。これにより、低温冷熱源で製造
した低温冷水の冷熱を空調機から室内に吹き出す空調空
気の製造ばかりでなく局所空調のための冷熱源としても
利用するので、低温冷水の利用効率即ち冷水利用温度差
を大きくすることができる。この場合、凝縮器を蒸発器
よりも高い位置に配設して、前記冷媒が自然循環するよ
うにすれば、冷媒を循環させる動力も必要ない。また、
冷水循環路の低温冷熱源から空調機に低温冷水が流れる
往路に凝縮器を配設すれば、低温冷水の冷熱を局所冷房
のために消費することで、空調機から室内に吹き出す空
調空気と低温冷熱の熱交換において空調空気の温度が下
がりすぎない。従って、空調空気の温度が低すぎて結露
するという問題を解消できるので、従来のように空調機
から除湿した空調空気を室内に送気する必要がない。従
って、室内が乾燥して空調環境が悪化するという欠点を
解消できる。一方、低温冷水を利用することで空調空気
の冷却能力を大きくできるので、冷水循環路を細くして
も従来の冷房能力を維持できるので省設備にもなる。

【００１３】また、本発明は上記目的を達成するため
に、約１４°Ｃ以下の冷房用の空気をダクトを介して室
内に吹き出す空調機を備えた空調システムにおいて、前
記ダクトに凝縮器を設けると共に前記室内に蒸発器を設
け、前記凝縮器と前記蒸発器との間に冷媒を循環させる
冷媒循環路を形成し、前記凝縮器では前記ダクトを流れ
る前記空気と前記冷媒との熱交換により前記冷熱を凝縮
・液化すると共に、前記蒸発器では前記室内の空気と前
記冷媒の熱交換により前記液化した冷媒を蒸発・気化し
てその蒸発潜熱を利用して室内の局所冷房を行うことを
特徴とする。

【００１４】本発明によれば、空調機で約１４°Ｃ以下
の冷房用空気を製造してダクトを介して室内に吹き出す
一方、室内の局所冷房のために室内の局所冷房箇所に蒸
発器を配設して凝縮器との間で冷媒を循環させると共
に、凝縮器での冷媒の凝縮のための冷熱源としてダクト
内を流れる冷房用空気の冷熱を利用するようにした。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る空調システムの好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は、本発明の空調システムの第１の実施の形態
を説明する全体構成図である。

【００１６】図１に示すように、本発明の空調システム
１０の第１の実施の形態は、主として、空調対象である
オフィスビル等の室１２内に冷房用の空調空気を供給す
る空調機１４と、空調機１４に約５°Ｃ以下の低温の冷
水を供給する氷蓄熱装置１６（低温冷熱源）と、氷蓄熱
装置１６で製造された冷水を冷熱源とする局所冷房装置
１８とで構成される。

【００１７】氷蓄熱装置１６と空調機１４の冷却コイル
２０との間は、往路配管２２と復路配管２４からなる冷
水循環路２６で接続されると共に、復路配管２４には循
環ポンプ２８が配設される。そして、氷蓄熱装置１６で
製造された約５°Ｃ以下の低温の冷水が、往路配管２２
を通って空調機１４に直接送水される。低温の冷水は、
厳密に５°Ｃ以下である必要はなく、通常の空調システ
ムで冷房用の空調空気を製造するために使用する冷熱よ
りも十分大きな冷熱を有する温度であればよい。一方、
空調機１４には、外気導入管３０を介して新鮮な外気が
導入されると共に、還気ダクト３２を介して室１２内の
還気空気が循環され、空調機１４で混合される。この混
合空気が冷却コイル２０を流れる冷水との熱交換して所
望の温度に冷却される。このように製造された冷房用の
空調空気は、空調機ファン３４により給気ダクト３６を
介して天井面３７に配設された複数の吹出器３８、３８
…に送気され、吹出器３８から室１２内に吹き出され
る。一方、空調機１４で熱交換により昇温された冷水
は、局所冷房装置１８の冷媒と熱交換して昇温して氷蓄
熱装置１６に戻る。

【００１８】局所冷房装置１８は、図１及び図２に示す
ように、主として、冷水循環路２６の復路配管２４に配
設された凝縮器４０と、室１２内に配設された蒸発器・
送風機一体ユニット４２と、凝縮器４０と蒸発器４４と
の間に冷媒を循環させる冷媒循環路４６とで構成され
る。この場合、凝縮器４０を蒸発器４４よりも高い位置
に配設するようにして、冷媒が凝縮器４０と蒸発器４４
との間を自然循環するようにする。即ち、冷媒は、凝縮
器４０において低温の冷水との熱交換により冷却されて
凝縮・液化し、液化した冷媒は冷媒循環路４６の往路配
管４８を自然流下して蒸発器４４に達する。蒸発器４４
に達した冷媒は、蒸発器４４において室１２内の温かい
空気との熱交換により温められて蒸発・気化し、気化し
た冷媒は、冷媒循環路２６の復路配管５０を自然上昇し
て凝縮器４０に戻される。このように、冷媒循環路４６
の密閉系内で冷媒が凝縮・液化と蒸発・気化を繰り返し
ながら外部から動力を与えられなくても気液の密度差に
より自然循環する。そして、蒸発器４４において冷媒が
蒸発・気化する際の蒸発潜熱により周囲の熱を吸収す
る。

【００１９】また、蒸発器・送風機一体ユニット４２
は、蒸発器４４に送風機５２を付加したものを吹出口５
４と吸込口５６を有するケーシング５８内に収納した構
造を有する。そして、室１２内の空気を吸込口５６から
ケーシング５８内に吸い込んで蒸発器４４で冷却し、冷
却した空気を吹出口５４から吹き出す。これにより、室
１２内に単に蒸発器４４を配設する場合に比べて局所冷
房の冷房効率を高めることができる。この場合、吹出口
５６と吸込口５４の少なくとも一方にフィルタ（図示せ
ず）を設けると、室１２内の空気清浄と局所冷房を兼用
することができる。蒸発器・送風機一体ユニット４２の
配設場所としては、例えば、日射光による温度上昇が大
きな窓６０際、或いはＯＡ機器等の発熱体による温度上
昇の大きなエリア等のいわゆるペリメータゾーンに配設
することが好ましい。

【００２０】上記の如く構成した本発明の空調システム
の第１の実施の形態の作用について説明する。氷蓄熱装
置１６で製造した約５°Ｃ以下の低温の冷水は、冷水循
環路２６を流れて空調機１４に達し、空調機１４におい
て混合空気と熱交換することにより約１０°Ｃまで昇温
する。一方、空調機１４での冷水との熱交換により製造
された冷房用の空調空気は、給気ダクト３６を通って吹
出器３８に送られ、吹出器３８から室１２内に吹き出さ
れる。

【００２１】次に、空調機１４での熱交換により約１０
°Ｃまで昇温した冷水は、冷水循環路２６の復路配管２
４に配設された凝縮器４０において冷媒と熱交換され、
約１５°Ｃ程度まで昇温して氷蓄熱装置１６に戻る。一
方、凝縮器４０で冷却されて凝縮・液化した冷媒は、冷
媒循環路４６を自然流下して蒸発器４４に至り、蒸発器
４４で室１２内の温かい空気と熱交換して蒸発・気化す
る。そして、冷媒が蒸発する蒸発潜熱により冷却された
空気が送風機５２により室１２内に吹き出される。これ
により、室１２内のペリメータゾーンを局所冷房する。

【００２２】このように、５°Ｃ以下の低温の冷水を製
造できるという氷蓄熱装置１６の利点を利用して、冷水
の冷熱を空調機１４での空調空気の製造に使用するのみ
ならず、凝縮器４０において冷媒を凝縮・液化するため
に使用する。これにより、氷蓄熱装置１６を出た時の約
５°Ｃ以下の冷水温度は、氷蓄熱装置１６に戻る時には
約１５°Ｃ程度まで昇温する。従って、「冷水利用温度
差」は約１０°Ｃ（１５°Ｃ−５°Ｃ）となり、従来の
「冷水利用温度差」約５°Ｃの２倍まで冷水の利用効率
を高めることができる。

【００２３】また、約５°Ｃ以下の低温の冷水を利用す
ることで冷熱の熱輸送密度を大きくすることができるの
で、冷水の循環量を減らすことができる。これにより、
冷水循環路２６の配管径を細くしても従来の冷房能力を
維持できるので省設備にもなる。また、局所冷房装置１
８は、凝縮器４０と蒸発器４４の間で冷媒が自然循環す
るので、冷媒を循環させるための循環ポンプ等の特別な
搬送装置を必要としない。従って、省エネになる。

【００２４】また、凝縮器４０と蒸発器４４を用いた局
所冷房装置１８は、蒸発器４４において冷媒と室内空気
との熱交換により冷媒が蒸発する時の潜熱を利用するの
で、冷水と室内空気との熱交換により局所冷房する従来
のファンフィルタユニットよりも熱輸送密度を大きくす
ることができる。これにより、冷媒循環路４６の配管径
を細くすることができるので省設備になる。

【００２５】更に、凝縮器４０と蒸発器４４を用いた局
所冷房装置１８のように、密閉系内で自然循環する冷媒
の蒸発温度は凝縮器４０側の冷水温度と室１２内の空気
温度とのほぼ中間の温度である。これにより、例えば、
凝縮器４０側の冷水温度が５°Ｃで室１２内の空気温度
が２６°Ｃの場合、蒸発器４４の表面温度は約１５°で
あり、室内湿度が５０％（室内温度２６°Ｃ）でも蒸発
器４４表面での結露は発生しない。従って、結露により
室内空気から湿度が奪われることがないので、室１２内
が乾燥して室１２内の空調環境を悪化させることがな
い。

【００２６】尚、第１の実施の形態では、局所冷房装置
１８の凝縮器４０を、冷水循環路２６の復路配管２４に
配設するようにしたが、往路配管２２に配設するように
してもよい。この場合は、冷水を先ず凝縮器４０で熱交
換して冷水を昇温させてから空調機１４に送ることによ
り、空調機１４で製造される空調空気の温度が低すぎる
ことを防止できる。これにより、空調機１４で製造され
る空調空気の温度が低すぎるために生じる結露やコール
ドドラフトの問題が発生しないようにできる。従って、
冷水の温度が５°Ｃよりかなり低く、凝縮器４０を冷水
循環路２６の復路配管２４に配設すると結露やコールド
ドラフトの問題が生じてしまう場合には、凝縮器４０を
往路配管２２に配設することが好ましい。局所冷房装置
１８の場合には、前述したように冷媒の蒸発温度は凝縮
器４０側の冷水温度と室１２内の空気温度とのほぼ中間
の温度であるので、凝縮器４０側の冷水温度が低すぎて
も結露やコールドドラフトの問題が発生しにくい。これ
により、結露の問題を解消するために従来のように空調
機１４から除湿した空調空気を室１２内に送気する必要
がないので、室１２内が乾燥して空調環境が悪化すると
いう欠点を解消できる。

【００２７】図３は、本発明の空調システムの第２の実
施の形態を説明する全体構成図であり、第１の実施の形
態と同じ装置及び部材には同符号を付して説明する。図
３に示すように、本発明の空調システム１０の第２の実
施の形態は、主として、空調対象であるオフィスビル等
の室１２内に冷房用の空調空気を供給する空調機１４
と、空調機１４に低温の冷水を供給する氷蓄熱装置１６
（低温冷熱源）と、空調機１４で製造される冷房用の空
調空気を冷熱源とする局所冷房装置７０とで構成され
る。即ち、第１の実施の形態では、局所冷房装置４０の
冷熱源が空調機１４で空調空気を製造するための冷水で
あるのに対し、第２の実施の形態では、局所冷房装置７
０の冷熱源が空調空気で製造した約１４°Ｃ以下の低温
な空調空気である点で相違する。また、第２の実施の形
態では、空調機１４で製造された空調空気は、給気ダク
ト３６を介して天井裏チャンバ７２に給気され、天井裏
チャンバ７２内の空調空気が天井面３７に配設された複
数の吹出器３８から室１２内に吹き出されるように構成
した。

【００２８】氷蓄熱装置１６と空調機１４の冷却コイル
との間に冷水循環路２６を設け、空調機１４において冷
房用の空調空気を製造することは第１の実施の形態と同
様である。そして、第２の実施の形態では、局所冷房装
置７０の凝縮器４０を、天井裏チャンバ７２に空調空気
を給気する給気ダクト３６の先端部に設け、凝縮器４０
と、蒸発器・送風機一体ユニット４２の蒸発器４４との
間に冷媒を循環させる冷媒循環路４６を設けた。この場
合も図４に示すように、凝縮器４０が蒸発器４４よりも
高い位置に配設するようにして、第１の実施の形態と同
様に、冷媒が凝縮器４０と蒸発器４４の間を自然循環す
るようにする。

【００２９】上記の如く構成した本発明の空調システム
の第２の実施の形態の作用について説明する。空調機１
４は、氷蓄熱装置１６で製造した約５°Ｃ以下の低温冷
水の冷熱を利用して約１４°Ｃ以下の冷房用の空調空気
を製造する。ここでの空調空気の温度は、厳密に１４°
Ｃ以下である必要はなく、通常の空調システムでの冷房
用の空調空気よりも十分大きな冷熱を有する温度の空調
空気であればよい。空調機１４で製造された空調空気
は、給気ダクト３６の先端部に配設された凝縮器４０の
冷媒と熱交換して冷媒を凝縮・液化する。冷媒と熱交換
して昇温した空調空気は、天井裏チャンバ７２に送気さ
れ、吹出器３８から室１２内に吹き出される。一方、空
調空気で冷却されて凝縮・液化した冷媒は、冷媒循環路
４６の往路配管４８を自然流下して蒸発器・送風機一体
ユニット４２の蒸発器４４に至り、蒸発器４４で室１２
内の温かい空気と熱交換して蒸発・気化する。そして、
冷媒が蒸発する蒸発潜熱により冷却された空気が送風機
５２により室１２内に吹き出される。これにより、室１
２内のペリメータゾーンを局所冷房する。

【００３０】このように、第２の実施の形態では、約１
４°Ｃ以下の低温の空調空気を製造する空調機１４の利
点を利用することにより、空調機１４で製造した空調空
気の温度と室内温度との温度差である「空調空気利用温
度差」を大きくすることができる。これにより、従来の
「空調空気利用温度差」である約１０°Ｃよりも空調空
気の利用効率を高めることができる。

【００３１】また、約１４°Ｃ以下の低温の空調空気を
利用することで冷熱の熱輸送密度を従来のファンフィル
タユニットの場合の熱輸送密度よりも大きくすることが
できるので、空調機１４から室１２内に給気する空調空
気の風量も低減できる。これにより、給気ダクト３６の
ダクト径を細くしても従来の冷房能力を維持できるので
省設備にもなる。

【００３２】また、空調機１４で製造された約１４°Ｃ
以下の低温な空調空気を、凝縮器４０での熱交換により
昇温させてから室１２内に給気することで、コールドド
ラフトの問題を解決することができる。従って、従来の
ように、混気用の空調機や混気箱を使用する必要がな
い。また、第２の実施の形態の場合も第１の実施の形態
と同様に、局所冷房装置７０は、凝縮器４０と蒸発器４
４の間に冷媒を自然循環させる方式を採用するようにし
たので、冷媒を循環させるための循環ポンプ等の特別な
動力装置を必要としない。従って省エネになる。

【００３３】更に、凝縮器４０と蒸発器４４を用いた局
所冷房装置７０は、第１の実施の形態と同様に、蒸発器
４４表面での結露は発生しないので、室内空気から湿度
が奪われることがない。また、この自然循環方式の局所
冷房装置７０の利点は、凝縮器４０入口と蒸発器４４入
口における空気温度差、即ち凝縮器４０で冷媒と熱交換
される前の空調空気の温度（以下「空調機出口温度」と
いう）と、蒸発器４４で冷媒と熱交換される室内空気の
温度との温度差（熱負荷）により、冷媒循環路４６を流
れる冷媒の循環量が自動的に変化する特性を有している
ことである。これにより、この局所冷房装置７０は、室
１２内における局所冷房箇所の熱負荷が大きくなれば冷
媒の循環量が増大して冷房能力が自動的に大きくなるよ
うに自律制御する。逆に熱負荷が小さくなれば冷媒の循
環量が減少して冷房能力が自動的に小さくなるように自
律制御する。従って、図５及び図６において説明するよ
うに、冷媒の循環量を制御する特別な制御手段がなくて
も熱負荷に応じて冷却能力を自動的に調整することがで
きる。

【００３４】図５は、室内温度２６°Ｃを基準とした局
所冷房装置７０の冷房能力を能力比率で表したものであ
る。図５に示すように、２４°Ｃの室内温度と１１°Ｃ
の空調機出口温度で温度差が１３°Ｃの場合には、冷房
能力比率は８７％であり、温度差が１４°Ｃの場合に
は、冷房能力比率は９３％である。同様に、温度差１５
°Ｃで冷房能力比率が９３％、温度差１６°Ｃで冷房能
力比率が１０７％、温度差１７°Ｃで冷房能力比率が１
１３％になる。即ち、冷房能力比率が変化しない室内温
度２６°Ｃの時の１００％を基準としてみた場合、冷房
能力比率が±１５％変動しても冷房能力が自律制御され
る。これにより、室１２内のペリメータゾーンの熱負荷
が増加した場合には、自動的に冷媒の循環量が増大して
冷房能力を高めて室内の温度を２６°Ｃに調整する。そ
して、冷房能力比率の±１５％変動は、温度変化でいう
と図５の横軸から分かるように±２°Ｃに相当する。

【００３５】図６は、空調面積が６０００ｍ² 程度の一
般的な中小規模の建築物において、外気の温度や日射の
影響により影響されるペリメータゾーンの空調負荷の変
化を示したものである。図６のうち、棒グラフはペリメ
ータゾーンの単位面積当たりの熱負荷量（ｋｇ／ｍ² ・
ｈ ）を９時〜１７時の経時変化として示したものであ
り、折れ線グラフは熱負荷量の平均値に対する熱負荷の
比率（％）を９時〜１７時の経時変化として示したもの
である。図６から分かるように、ペリメータゾーンの単
位面積当たりの熱負荷量は午前中から昼にかけて上昇
し、夕方にかけて次第に減少する。この熱負荷量の変化
により、ペリメータゾーンの熱負荷の比率は、熱負荷の
比率が変化しない１００％に対して±１５％程度変動し
ている。従って、この結果を、図５で示した局所冷房装
置７０の冷房能力の自律制御に重ね合わせると、蒸発器
４４に吸気される室１２内の空気温度が±２°Ｃ変動し
ても自律制御により対応可能であることが分かる。局所
冷房装置７０の冷房能力の自律制御の範囲を越える場合
でも、蒸発器４４に吸気される室１２内の空気温度がプ
ラス側に変動するのであれば、バルブ（図示せず）等の
冷媒流量制御手段を冷媒循環路４６に設けることで簡単
に対処することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空調シス
テムによれば、低温冷熱源で製造される低温な冷水のメ
リットを生かして省エネ及び省設備を行うことができ、
且つ室内にコールドドラフトが発生したり室内が乾燥す
るという室内環境の悪化が生じないようにできる。

【００３７】また、本発明によれば、空調機で製造され
る低温な空調空気のメリットを生かして省エネ及び省設
備を行うことができ、且つ室内にコールドドラフトが発
生したり室内が乾燥するという室内環境の悪化が生じな
いようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調システムの第１の実施の形態を説
明する全体構成図

【図２】第１の実施の形態における局所冷房装置を説明
する説明図

【図３】本発明の空調システムの第２の実施の形態を説
明する全体構成図

【図４】第２の実施の形態における局所冷房装置を説明
する説明図

【図５】局所冷房装置における自律制御を説明する説明
図

【図６】ペリメータゾーンにおける単位面積当たりの熱
負荷量及び熱負荷比率の経時変化を説明する説明図

【符号の説明】

１０…空調システム、１２…室、１４…空調機、１６…
氷蓄熱装置、１８、７０…局所冷房装置、２６…冷水循
環路、４０…凝縮器、４２…蒸発器・送風機一体ユニッ
ト、４４…蒸発器、４６…冷媒循環路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 昇 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 高橋 稔 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】約５°Ｃ以下の低温の冷水を製造する低温
   冷熱源と、前記冷水の冷熱を利用して冷房用の空調空気
   を製造する空調機と、前記冷水を前記低温冷熱源と前記
   空調機との間に循環させる冷水循環路とを備え、前記空
   調機から室内に前記空調空気を吹き出す空調システムに
   おいて、 前記冷水循環路に凝縮器を設けると共に前記室内に蒸発
   器を設け、前記凝縮器と前記蒸発器との間に冷媒を循環
   させる冷媒循環路を形成し、 前記凝縮器では前記冷水と前記冷媒の熱交換により冷媒
   を凝縮・液化すると共に、前記蒸発器では前記室内の空
   気と前記冷媒の熱交換により前記液化した冷媒を蒸発・
   気化してその蒸発潜熱を利用して室内の局所冷房を行う
   ことを特徴とする空調システム。
2. 【請求項２】前記凝縮器を前記冷水循環路のうち前記空
   調機から前記低温冷熱源へ冷水が戻る復路に配設するこ
   とを特徴とする請求項１の空調システム。
3. 【請求項３】前記凝縮器を前記冷水循環路のうち前記低
   温冷熱源から前記空調機へ冷水が供給される往路に配設
   することを特徴とする請求項１の空調システム。
4. 【請求項４】約１４°Ｃ以下の冷房用の空気をダクトを
   介して室内に吹き出す空調機を備えた空調システムにお
   いて、 前記ダクトに凝縮器を設けると共に前記室内に蒸発器を
   設け、前記凝縮器と前記蒸発器との間に冷媒を循環させ
   る冷媒循環路を形成し、 前記凝縮器では前記ダクトを流れる前記空気と前記冷媒
   との熱交換により前記冷熱を凝縮・液化すると共に、前
   記蒸発器では前記室内の空気と前記冷媒の熱交換により
   前記液化した冷媒を蒸発・気化してその蒸発潜熱を利用
   して室内の局所冷房を行うことを特徴とする空調システ
   ム。
5. 【請求項５】前記凝縮器を前記蒸発器よりも高い位置に
   配設して、前記冷媒が冷媒循環路の密閉系内を自然循環
   するようにしたことを特徴とする請求項１又は４の空調
   システム。