JP7292915B2

JP7292915B2 - 空気調和システム

Info

Publication number: JP7292915B2
Application number: JP2019061524A
Authority: JP
Inventors: 勘新井; 礼奈淵▲崎▼
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: JP2020159649A

Description

本発明は、空気調和システムに関し、効率的に熱エネルギーを利用しつつ快適な室内環境を提供可能な空気調和システムに関する。

従来、還気系を介し空調対象空間に連通する還気通路と、外気系及び還気系に連通する外気通路と、還気通路及び外気通路に連通すると共に空調対象空間に連通する給気通路とを設定し、還気通路には還気冷却コイル及び加湿器を配置し、外気通路には、還気冷却コイルと連通する外気・還気冷却コイルを配置した空気調和機が知られている（特許文献１）。

特開２００７－６４５５６号公報

しかしながら、上記空気調和機では、冷媒である冷水が、直列、或いは並列に接続された還気冷却コイル及び外気・還気冷却コイルを流れるように構成されているため、外気或いは還気の冷却により提供可能な室内環境が制限されてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エネルギーを効率的に利用しつつ、快適な室内環境を提供可能な空気調和システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するための空気調和システムの構成として、対象となる室内の環境を調整するための熱源となる熱媒体を供給する熱交換装置と、前記熱交換装置から供給される熱媒体の熱を利用し、室内の空気の状態を調整する空気装置と、熱交換装置及び空気装置の動作を制御する制御装置と、を備えた空気調和システムであって、前記熱交換装置は、外気と熱交換をするための前記外気用コイルと、還気と熱交換をするための前記還気用コイルと、運転状態に応じて前記外気用コイルと前記還気用コイルの両方又はいずれか一方を流通、若しくは外気用コイルや還気用コイルを経由せずに流通し、循環する熱媒体の温度を調節する熱源と、前記熱源により温度が調整された熱媒体を前記外気用コイルと前記還気用コイルの両方又はいずれか一方、若しくは外気用コイルや還気用コイルを経由せずに流通させるポンプと、前記熱源から供給される熱媒体の前記外気用コイルに流入する流量を調整する第１の弁と、前記第１の弁の下流側に設けられ、前記還気用コイルに流入する前記熱媒体の流量を調整する第２の弁と、を備え、空気装置は、室内に送出する給気を生成する空気調和機を備え、前記空気調和機は、外界と隔絶された空間を形成し、前記外気用コイルと、前記還気用コイルと、還気の熱を外気に伝達する全熱交換器と、が設けられた筐体を有し、筐体は、室内の還気が流入する流路と、外気が流入する流路と、筐体内に流入した還気を還気用コイルに通過させ、熱交換した後に給気とする１の流路と、前記１の流路を流れる還気の流量を制御する１のダンパーと、筐体内に流入した還気を全熱交換器に通過させ、全熱交換器と熱交換した後に筐体外への排出を可能とする２の流路と、前記２の流路を流れる還気の流量を制御する２のダンパーと筐体内に流入した還気を全熱交換器及び還気用コイルと熱交換することなく筐体外に排出を可能とする３の流路と、前記３の流路を開放、閉鎖する３のダンパーと、筐体内に流入した外気を全熱交換器及び外気用コイルを通過させ、熱交換した後に給気とする４の流路と、前記４の流路を流れる外気の流量を制御する４のダンパーと、筐体内に流入した外気を全熱交換器及び外気用コイルと熱交換することなく給気とする５の流路と、前記５の流路を開放、閉鎖するダンパーと、制御装置は、運転状態に応じて前記熱源、前記ポンプ、前記第１の弁、前記第２の弁及び前記１乃至５のダンパーの動作を制御する構成とした。
本構成によれば、効率的に熱エネルギーを利用しつつ快適な室内環境を提供することができる。
また、前記空気装置は、室内の還気を筐体内に吸引する還気ファンと、前記給気とされた空気を筐体から送出する給気ファンと、室内に送出する給気の風量を調整する可変風量装置と、を備え、可変風量装置の動作状態に基づいて還気ファン及び給気ファンの回転が制御される構成としても良い。
また、前記空気装置は、室内から還気を空気調和機に流す５の経路と、前記５の経路の途中で還気を大気中への放出するための６の経路と、前記６の経路を開放・閉鎖する６のダンパーと、を備え、前記制御装置が運転状態に基づいて６のダンパーの開閉動作を制御する構成としても良い。
また、前記空気装置は、空気調和機から給気を室内に送出する７の経路と、前記７の経路の途中から外気を流入させるための８の経路と、前記８の経路開放・閉鎖する８のダンパーと、を備え、前記制御装置が運転状態に基づいて８のダンパーの開閉動作を制御する構成としても良い。
また、前記空気調和機から送出された給気は、室内の床下に設けられた給気流入口から室内に流入する構成としても良い。
また、前記第１の弁は、三方弁であって、前記熱源から供給される熱媒体を前記外気用コイルに流入させる流路と前記外気用コイルを迂回させる流路とを有し、前記外気用コイルを通過した熱媒体と、前記迂回した熱媒体とが合流した熱媒体とを前記第２の弁に供給する流路を備え、前記第２の弁は、三方弁であって、
前記合流した熱媒体を前記還気用コイルに流入させる流路と、前記還気用コイルを迂回させる流路とを有し、
前記還気用コイルを通過した熱媒体と、前記還気用コイルを迂回した熱媒体とが合流した熱媒体を前記熱源に戻す流路を備えた構成としても良い。

なお、前述の発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

空気調整機のシステム構成の一例を示す図である。熱源装置の動作を示す図である。熱源装置の動作を示す図である。熱交換部の構成図を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。空気調和システムの動作を示す図である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る空気調和システム１の概略構成図である。空気調和システム１は、対象となる室内の環境を調整するための熱源となる熱媒体を供給する熱交換装置２と、熱媒体を介して供給される熱を利用し、室内の空気の状態を調整する空気装置５と、熱交換装置２及び空気装置５の動作を制御する制御装置１００とを備える。

［熱交換装置］
図２（ａ）は、図１に示す熱交換装置２のみを抽出した図である。以下、図２（ａ）及び図１を参照しつつ熱交換装置２の構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る熱交換装置２は、室内環境を調整するための熱源としての熱媒体を供給する熱源機器１０と、室内Ｒに供給する空気（以下給気という）に熱源機器１０から供給される熱媒体の熱を伝達する２つの熱交換コイル（以下、単にコイルという）１２；１３と熱媒体のコイル１２；１３への流路を形成する２つの三方弁１４；１５とを含んで構成される熱交換部８とを備える。

熱源機器１０は、コイル１２；１３に供給する熱媒体を所定の温度に加熱、或いは冷却するための装置である。本実施形態では、熱媒体に水を用いるものとし、空気調和システム１の運転状態に応じて温水や冷水を供給可能に構成される。熱源機器１０は、例えば、熱媒体を外部に流出させる流出部１０Ａと、外部に流出した熱媒体が流入する流入部１０Ｂとを有し、流出部１０Ａから流出した熱媒体を、上述の２つのコイル１２；１３、複数の管及び２つの三方弁１４；１５等により形成される流路（以下、循環路という）を経て流入部１０Ｂから流入するように構成される。なお、以下の説明では、循環路において流出部１０Ａ側を上流側、流入部１０Ｂ側を下流側として説明する。

熱源機器１０は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて、温水の温度や冷水の温度が設定される。また、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂには、流出部１０Ａから流出する熱媒体の熱量を検出する流出側センサー１１６Ａと、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の熱量を検出する流入側センサー１１６Ｂとが設けられる。流出側センサー１１６Ａ及び流入側センサー１１６Ｂには、例えば、温度センサー及び流量センサーを利用することができる。なお、本実施形態では、流出部１０Ａから流出する熱媒体の流量と流入部１０Ｂから流入する熱媒体の流量が、同じとなるため、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのいずれか一方に流量センサーを設けるようにしても良い。また、流出側センサー１１６Ａ及び流入側センサー１１６Ｂを熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂに設けるものとしたが、これに限定されない。例えば、その位置は熱源機器１０の近傍であれば良い。
以下の説明では、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれに流出側センサー１１６Ａとして温度センサー及び流量センサー、流入側センサー１１６Ｂとして温度センサー及び流量センサーが設けられるものとして説明する。流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出された熱媒体の温度及び流量は、制御装置１００に出力される。

図１に示すように、循環路には、上流側から順に、ポンプ２０、三方弁１４、コイル１２、三方弁１５、コイル１３が配置される。
流出部１０Ａには、管２１を介してポンプ２０が接続され、熱源機器１０により所定温度に調整された熱媒体が管２１を通じてポンプ２０に送出される。ポンプ２０は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて、熱源機器１０から供給される熱媒体の吐出量（流量）が制御される。ポンプ２０の吐出量の制御は、例えば、図外のインバーターを介して制御され、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出された熱媒体の温度及び流量に基づいて、制御装置１００が流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂにおける熱媒体の熱量を算出し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度差が大きくなるように制御装置１００によって制御される。このようにポンプ２０を制御することにより、ポンプ２０への熱媒体の流量を少なくすることができる。
本実施形態では、ポンプ２０を一つとして説明するが、その数は限定されない。好ましくは、必要とされる能力を複数のポンプで負担することが望ましい。一般に大型ポンプ、小型ポンプのいずれも吐出量は、モーターの回転数によって制御される。モーターの回転数は、大型ポンプ、小型ポンプのいずれも制御可能な範囲がほぼ同じである。したがって、大型ポンプと小型ポンプを制御可能な最小回転数で回転させた場合、大型ポンプよりも小型ポンプの吐出量が少ないことは明らかである。そうすると、大型ポンプの最大吐出量を賄うことができる複数の小型ポンプを用い、小型ポンプの運転台数や回転数を制御することにより、大型ポンプ１台で制御可能な吐出量の範囲よりも広い範囲で熱媒体の吐出量を制御できることになる。これにより、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度差を大きくするための流量の制御がより広い範囲で行うことができる。
また、本実施形態では、ポンプ２０を流出部１０Ａ側に設けるものとしたが、流入部１０Ｂ側に設けても良く、また、流出部１０Ａ側及び流入部１０Ｂ側の双方に設けても良い。

コイル１２；１３は、内部を流れる熱媒体と、外部を流れる空気との熱の交換を行う熱交換器である。三方弁１４；１５は、例えば、電気的な信号に基づいて流路の切り替えや分流する流量を調整可能な電動弁・電磁弁等が用いられる。三方弁１４；１５は、制御装置１００と電気的に接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて、動作が制御される。

ポンプ２０には、管２２を介して三方弁１４が接続され、管２２を通じて流入した熱媒体を三方弁１４に吐出する。三方弁１４には、コイル１２に接続される管２３と、コイル１３を迂回して下流側に向けて熱媒体を流下させる管２４とが接続される。

コイル１２には、熱交換後の熱媒体を流出させる管２５が接続される。管２５は、図外の合流管を介して管２４と接続され、当該管２５を流れた熱媒体と、管２４を流れた熱媒体とが合流可能に構成される。

合流管には、管２４や管２５を流れた熱媒体が流下する管２６が接続され、管２６を介して三方弁１５が接続される。三方弁１５には、コイル１２に接続される管２７と、コイル１３を迂回して下流側に向けて熱媒体を流下させる管２８とが接続される。

コイル１３には、熱交換後の熱媒体を流出させる管２９が接続される。管２９は、図外の合流管を介して管２８と接続され、当該管２９を流れた熱媒体と、管２８を流れた熱媒体とが合流可能に構成される。合流管には、管２８や管２９を流れた熱媒体が流下する管３０が接続され、管３０を介して流入部１０Ｂに接続される。

前記構成の熱交換装置２によれば、流出部１０Ａから流入部１０Ｂに至る循環路は、三方弁１４；１５の動作により複数の流路を選択的に形成することができる。図２（ａ）乃至図２（ｄ）は、コイル１２；１３の両方に熱媒体を通過させるときの流路パターン、図３（ａ）乃至図３（ｄ）は、コイル１２又はコイル１３の一方にのみに熱媒体を通過させるときの流路パターン、図３（ｅ）は、コイル１２及びコイル１３を熱媒体を通過させないときの流路パターンを示している。

以下、図２（ａ）乃至図２（ｄ）及び図３（ａ）乃至図３（ｅ）に基づいて三方弁１４；１５の熱媒体の流路について説明する。
図２（ａ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３、管２４の双方を流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２３を経てコイル１２を経由するルートと、管２４を経てコイル１２を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５を経て、コイル１２を迂回して管２４を流れた熱媒体と合流し、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７、管２８の双方を流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１５に接続された管２７を経てコイル１３を経由するルートと、管２８を経てコイル１３を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９を経て、コイル１３を迂回して管２８を流れた熱媒体と合流し、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図２（ｂ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３のみに流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２３を経てコイル１２を経由するルートを流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７；２８の双方を流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１５に接続された管２７を経てコイル１３を経由するルートと、管２８を経てコイル１３を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９を経て、コイル１３を迂回して管２８を流れた熱媒体と合流し、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図２（ｃ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３；２４を流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２３を経てコイル１２を経由するルートと、管２４を経てコイル１２を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５を経て、コイル１２を迂回して管２４を流れた熱媒体と合流し、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１５に接続された管２７を経てコイル１３を経由するルートを流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図２（ｄ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３のみを流れるように三方弁１４を動作せることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２３を経てコイル１２を経由するルートを流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１５に接続された管２７を経てコイル１３を経由するルートを流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図３（ａ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２４のみを流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２４を経てコイル１２を迂回するルートを流れる。コイル１２を迂回した熱媒体は、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７；管２８の双方を流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１５に接続された管２７を経てコイル１３を経由するルートと、管２８を経てコイル１３を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９を経て、コイル１３を迂回して管２８を流れた熱媒体と合流し、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図３（ｂ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２４のみを流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、三方弁１４に接続された管２４を経てコイル１２を迂回するルートを流れる。コイル１２を迂回した熱媒体は、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２７のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、管２７を経てコイル１３を経由するルートを流れる。コイル１３を経由した熱媒体は、管２９、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図３（ｃ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３；管２４の双方を流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、管２３を経てコイル１２を経由するルートと、管２４を経てコイル１２を迂回するルートとに分かれて流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５を経て、コイル１２を迂回して管２４を流れた熱媒体と合流し、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２８のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、管２８、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図３（ｄ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２３のみを流れるように三方弁１４を動作させることにより、熱媒体は、管２３を経てコイル１２を経由するルートを流れる。コイル１２を経由した熱媒体は、管２５、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２８のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、管２８、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。

図３（ｅ）に示すように、ポンプ２０の動作により流出部１０Ａから流出し、管２１；２２を経て三方弁１４に達した熱媒体が管２４のみを流れるように三方弁１４を動作させることにより、管２４を経てコイル１２を迂回するルートを流れる。管２４を流れた熱媒体は、管２６を経て三方弁１５に達する。三方弁１５に達した熱媒体が管２８のみを流れるように三方弁１５を動作させることにより、熱媒体は、管２８、合流管３０を経て流入部１０Ｂへと戻る。つまり、本例では、熱交換部８において外気や還気と熱媒体との間で熱交換は行われない。

以上説明したように、本実施形態に係る熱交換装置２によれば、熱源機器１０から供給される熱媒体の流通経路を９通り形成することができる。つまり、少なくとも９通りの流通経路を利用して空気装置５に熱を供給することができる。また、三方弁１４；１５において熱媒体を各方向へ分流するときの流量を制御することにより、より多くのパターンで空気装置５に熱を供給することができる。

［空気装置］
図１に示すように、空気装置５は、前述のコイル１２；１３が設けられる空気調和機５０と、対象となる室内Ｒと空気調和機５０とを接続する複数のダクト等により構成される。
室内Ｒには、空気調和機５０において温度や湿度が調整された空気（以下、給気という）を送出するための吹出口Ｒ１と、室内Ｒの空気を空気調和機５０に還気として送出する還気口Ｒ２とが設けられる。吹出口Ｒ１は、例えば、床ＦＬに複数設けられる。床下Ｕｆは、例えば、各吹出口Ｒ１に共通する空間として利用される。床下Ｕｆには、給気が流入する給気流入口４８が設けられる。給気流入口４８は、ダクト４２、ダクト４１、可変風量装置４９、ダクト４０を介して空気調和機５０と接続される。

還気口Ｒ２は、例えば、室内Ｒにおける壁面の天井側に設けられ、床ＦＬから送出された空気が室内Ｒを上下方向に流れるように構成される。還気口Ｒ２は、ダクト３４を介して空気調和機５０と接続される。

図４は、空気調和機の構成図である。図４に示すように、空気調和機５０は、外界と隔絶可能な空間を形成する筐体５２を有する。筐体５２には、内部の空間を複数の領域に区画する複数の仕切り壁５３；５４が設けられ、外気が導入される外気通路５６と、還気が導入される還気通路５８と、外気通路５６と還気通路５８とが合流し、室内Ｒに供給する給気が生成される給気生成部としての給気生成室６０とが形成される。筐体５２には、外気通路５６に開口する外気取入口６１と、還気通路５８に開口する還気取入口６２、還気排出口６３及び還気直排気口６４と、給気生成室６０に開口する給気口６５及び外気取入口６６とが設けられる。

外気取入口６１及び還気排出口６３は、例えば、筐体５２を形成する同一の壁面に設けられる。
外気取入口６１及び還気排出口６３の間には、この外気取入口６１及び還気排出口６３とが設けられた壁面から、対向する壁面に向けて達することなく延長する仕切り壁５３が設けられる。
これにより、筐体５２の内壁と仕切り壁５３とで囲まれる外気通路５６と還気通路５８が形成される。外気通路５６及び還気通路５８は、仕切り壁５３に沿って平行に延長し、外気通路５６を流れた外気と、還気通路５８を流れた還気とが仕切り壁５３の終端部を過ぎて合流可能に構成される。この外気と還気とが合流する空間が給気生成室６０である。

還気通路５８には、仕切り壁５３と平行に延長する還気通路仕切り壁５４が設けられる。還気通路仕切り壁５４は、仕切り壁５３の始端側である一側壁側から一側壁に対向する他側壁まで延長して設けられる。これにより、還気通路５８には、還気通路仕切り壁５４と筐体５２の内壁との間で区画される流入側還気通路５８Ａと、還気通路仕切り壁５４と仕切り壁５３との間で区画される給気側還気通路５８Ｂとが形成される。

流入側還気通路５８Ａ及び給気側還気通路５８Ｂは、還気通路仕切り壁５４により互いに平行な直線状に形成される。流入側還気通路５８Ａの一端側には、還気取入口６２が開口し、他端側には還気直排気口６４が開口する。本実施形態では、還気取入口６２と還気直排気口６４とは、例えば、互いに対向するように設けられる。還気通路仕切り壁５４には、還気取入口６２から還気直排気口６４に至る間において流入側還気通路５８Ａに流入した還気を給気側還気通路５８Ｂへと流入させる開口部６７が設けられる。

還気取入口６２の外側には、還気が流れるダクト３５が接続され、内側には還気を取り込むための還気ファン９０が設けられる。還気ファン９０は、制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて回転数が制御される。

還気直排気口６４には、当該還気直排気口６４の開口を開放、閉鎖するダンパー（以下、還気直排気ダンパーという）６８が設けられる。還気直排気ダンパー６８は、還気取入口６２から流入した還気を流入側還気通路５８Ａにおいて直接的に排出可能とするように設けられる。還気直排気ダンパー６８は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、還気直排気ダンパー６８は、制御装置１００から出力される信号に基づいて、還気直排気口６４の開口を開放、閉鎖する。

給気側還気通路５８Ｂには、開口部６７から流入した還気を還気排出口６３から排出する排出量を制御するダンパー（以下、排気ダンパーという）７０と、外気に混合する還気の流量を制御するダンパー（以下、還気ダンパーという）７２と、コイル１３とが設けられる。

排気ダンパー７０は、給気側還気通路５８Ｂにおいて開口部６７よりも還気排出口６３側に設けられ、還気ダンパー７２は、給気側還気通路５８Ｂにおいて開口部６７よりも給気生成室６０側に設けられる。コイル１３は、還気ダンパー７２よりも給気生成室６０側に還気用コイルとして設けられる。排気ダンパー７０及び還気ダンパー７２は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、それぞれ制御装置１００と接続される。

また、排気ダンパー７０と還気排出口６３との間には、全熱交換器７４が設けられる。全熱交換器７４は、給気側還気通路５８Ｂと外気通路５６とに跨いで設けられ、還気の有する熱を外気に伝達可能に構成される。

さらに、排気ダンパー７０は、制御装置１００から出力される信号に基づいて、開口部６７から流入した還気を、全熱交換器７４を通過させて還気排出口６３から排出する流量を制御する。また、還気ダンパー７２は、制御装置１００から出力される信号に基づいて、開口部６７から流入した還気をコイル１３に通過させる流量を制御する。

外気通路５６には、外気取入口６１側から順に、外気取入口６１から流入する外気を浄化するためのフィルター７６と、上述の全熱交換器７４と、外気取入口６１から流入する外気の流入量を制御するダンパー（以下外気ダンパーという）７８と、外気用コイルとしてのコイル１２と、加湿器８０とが設けられる。

外気ダンパー７８は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、外気ダンパー７８は、制御装置１００から出力される信号に基づいて、外気通路５６における開口面積を変化させて外気取入口６１から外気通路５６に流入する外気の流量を制御する。

加湿器８０は、例えば、水スプレー、気化式加湿器、超音波加湿器、蒸気スプレー等が用いられる。加湿器８０には、配管８１を介して水や蒸気等の加湿用媒体を供給する水供給源８２が接続される。配管８１の途中には、加湿器８０への加湿用媒体の供給・停止を制御する開閉弁８３が設けられる。開閉弁８３は、制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて開閉し、加湿器８０への加湿用媒体の必要量を制御する。

給気生成室６０には、給気口６５及び外気取入口６６が開口する。給気口６５の外側には、室内Ｒに向けて給気が流れるダクト４０が接続され、内側には室内Ｒに給気を送出するための給気ファン９２が設けられる。外気取入口６６は、例えば、筐体５２を形成する壁部の一部を外側に膨出するように形成された膨出部８４に設けられる。膨出部８４には、外気取入口６６から取り込まれた外気を浄化するフィルタ８８と、外気取入口６６からの外気の流入を制御するダンパー（以下、給気室外気ダンパーという）８６とが設けられる。給気室外気ダンパー８６は、例えば、閉じた状態において膨出部８４が形成された壁部の一部と一体的となるように設けられる。

給気生成室６０には、室内Ｒへの送出前に生成された給気を浄化するフィルター９４が設けられる。そして、フィルター９４によって浄化された給気が給気ファン９２により室内Ｒに向けて送出される。給気ファン９２は、制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて回転数が制御される。

前述の還気ファン９０及び給気ファン９２は、例えば、インバーター制御により回転数が制御される。還気ファン９０として用いられるファンの台数と、給気ファン９２として用いられるファンの台数は、限定されない。好ましくは、必要とされる能力を複数のファンで負担することが望ましい。一般に大型ファン、小型ファンのいずれも吐出量は、モーターの回転数によって制御される。モーターの回転数は、大型ファン、小型ファンのいずれも制御可能な範囲がほぼ同じである。したがって、大型ファンと小型ファンを制御可能な最小回転数で回転させた場合、大型ファンよりも小型ファンの送風量が少ないことは明らかである。そうすると、大型ファンの最大送風量を賄うことができる複数の小型ファンを用い、小型ファンの運転台数や回転数を制御することにより、大型ファン１台で制御可能な送風量の範囲よりも広い範囲で還気や給気の送風量を制御できることになる。これにより、熱交換部８において、ポンプ２０により流量が調整された熱媒体と、還気や外気との熱の交換効率が向上するとともに、室内Ｒの環境を快適にするための制御を幅広く提供することができる。

空気調和機５０の給気口６５と室内Ｒの床下Ｕｆに開口する給気流入口４８との間には、給気ファン９２から送出された給気が流通する給気経路が形成される。給気経路は、給気口６５に接続されたダクト４０、ダクト４０に接続された可変風量装置４９、可変風量装置４９に接続されるダクト４１、ダクト４１と給気流入口４８とを接続するダクト４２により構成される。

可変風量装置４９は、制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて、室内Ｒに送出する給気の風量を調整する。可変風量装置４９から送出された給気は、ダクト４１、ダクト４２、給気流入口４８を経て床下Ｕｆへと送出される。

ダクト４１には、給気経路を開放・閉鎖するダンパー（以下、給気経路開閉ダンパーという）４３が設けられる。給気経路開閉ダンパー４３は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、制御装置１００から出力される信号に基づいて給気経路を開閉する。

ダクト４１とダクト４２とが接続される接続部には、給気経路への外気の導入を可能にする外気導入路を形成するダクト４４の一端側が接続される。ダクト４４の他端側には、外気を取り入れる外気取入口４５と、取り入れられた外気を浄化するフィルタ４６とが一体化されたフィルタユニットが接続される。ダクト４４には、該ダクト４４により形成される外気導入路を開放・閉鎖するダンパー（以下、外気導入路開閉ダンパーという）４７が設けられる。外気導入路開閉ダンパー４７は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、制御装置１００から出力される信号に基づいて外気導入経路を開閉する。

還気取入口６２と室内Ｒに開口する還気口Ｒ２との間には、還気ファン９０により吸引される還気経路が形成される。還気経路は、還気取入口６２に接続されるダクト３５、ダクト３５と還気口Ｒ２とを接続するダクト３４により構成される。
ダクト３４には、還気経路を開放・閉鎖するダンパー（以下、還気経路開閉ダンパーという）３８が設けられる。還気経路開閉ダンパー３８は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、制御装置１００から出力される信号に基づいて還気経路を開閉する。

ダクト３４とダクト３５とが接続される接続部には、還気を大気中に直接放出するためのダクト３６が接続される。ダクト３６は、屋外に設けられた排気塔３７に接続され、ダクト３４とともに還気放出路を形成する。排気塔３７は、外風圧（外気の速度）によって受動的に動作し、外気の速度が所定値以上のときにダクト３６を介して接続される室内Ｒの空気を屋外に排出する排気手段として機能する。ダクト３６の途中には、該ダクト３６により形成される還気放出路を開放・閉鎖するダンパー（以下、還気放出路開閉ダンパーという）３９が設けられる。還気放出路開閉ダンパー３９は、電気的に開閉動作が制御可能に構成され、制御装置１００と接続される。そして、制御装置１００から出力される信号に基づいて還気放出経路を開閉する。

［制御装置］
制御装置１００は、熱源機器１０と空気調和機５０との間に設けられた流量計１１６Ａ；１１６Ｂ、空気調和機５０、室内Ｒ及び屋外等に設けられた複数のセンサー１０２；１０４；１０６；１０８；１１０；１１２；１１４Ａ；１１４Ｂ；１１４Ｃ等により検出された情報に基づいて、熱源機器１０の運転モードの切り替えやポンプ２０の運転、空気調和機５０の２つの三方弁１４；１５、複数のダンパー６８；７０；７２；７８；８６、還気ファン９０、給気ファン９２、開閉弁８３、可変風量装置４９、複数のダンパー３８；３９；４３；４７等を制御対象としてその動作を制御する。

外気通路５６には、該外気通路５６に設けられたコイル１２と加湿器８０との間に、外気通路５６内に取り込まれた外気に含まれる湿度（外気露点温度）を検出するための露点温度センサー１０２と、外気通路５６内に取り込まれた外気の温度（外気温度）を検出する温度センサー１０４が設けられる。

給気生成室６０には、室内Ｒに送出される給気の温度（給気温度）を検出する温度センサー１０６が設けられる。また、室内Ｒには、室内Ｒの空気の温度（室内温度）を検出する温度センサー１０８、室内Ｒの空気の湿度（室内湿度）を検出する湿度センサー１１０及び室内Ｒの空気に含まれる二酸化炭素量を検出するＣＯ２センサー１１２が設けられる。

屋外には、大気中の温度（外気温度）を検出する温度センサー１１４Ａ、大気中の湿度（外気湿度）を検出する湿度センサー１１４Ｂ、大気の風速（外気風速）を検出する風速センサー１１４Ｃが設けられる。

流量計１１６Ａ；１１６Ｂ及び前記センサー１０２；１０４；１０６；１０８；１１０；１１２；１１４Ａ；１１４Ｂ；１１４Ｃは、制御装置１００と電気的に接続され、検出した情報を制御装置１００に出力する。

制御装置１００は、所謂コンピュータであって、空気調和システム１の運転動作を制御するためのプログラムが記憶される記憶手段、記憶手段に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ、前記各センサーから入力される信号や上述の制御対象に出力する信号を入出させるための入出力インターフェースと、運転環境を設定するための入力設定手段として機能する操作パネル、室内環境や運転状態を表示する表示手段としての表示パネル等を備える。制御装置１００は、操作パネルから入力された情報に基づいて運転動作を制御する。

以下、本実施形態に係る空気調和システム１の運転例に基づいて制御装置１００の動作について説明する。

［冷房運転］
図５は、冷房運転時の空気調和システム１の動作状態を示している図である。
制御装置１００は、冷房運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

（１）～（３）のようにダンパーを開閉させることにより、室内Ｒの還気を空気調和機５０に送出する流路が形成される。空気調和機５０には、流入した還気を還気排出口６３から排気する流路と、給気生成室６０に流す流路とが形成されるとともに、外気を給気生成室６０に取り込む流路が形成される。さらに、給気生成室６０において還気及び外気を混合した給気を室内Ｒに供給する流路が形成される。

なお、排気ダンパー７０及び外気ダンパー７８は、ＣＯ２センサー１１２により検出された室内Ｒの二酸化濃度に応じてその開度が制御装置１００により制御され、室内Ｒへの給気に含まれる外気の導入量が調整される。

制御装置１００は、熱源機器１０に信号を出力し、熱源機器１０の運転を冷水モードに設定し、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出される温度及び流量に基づいてポンプ２０から吐出される熱媒体の流量を調整する。

前記熱媒体の流量は、流出部１０Ａから流出する熱媒体の温度と、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の温度との（温度）差が大きくなるように制御されることが好ましい。例えば、冷房運転では、流出部１０Ａにおける熱媒体の温度を６℃、流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度を１６℃等として制御装置１００に設定し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂで検出される熱媒体の温度及び流量に応じて設定された温度及び温度差が確保されるようにポンプ２０の動作を制御すれば良い。

制御装置１００は、露点温度センサー１０２により検出された外気露点温度に基づいて、外気通路５６に流入した外気があらかじめ設定された露点温度となるように三方弁１４を制御し、コイル１２により高温多湿の外気を冷却することで除湿する。また、制御装置１００は、温度センサー１０６により検出された温度に基づいて、給気があらかじめ設定された給気温度となるように三方弁１５を制御し、コイル１３により還気を冷却する。

即ち、本運転状態では、熱媒体は、図２（ａ）に示すように流れるように三方弁１４；１５が制御される。

なお、外気は、コイル１２による冷却前に、全熱交換器７４により還気排出口６３から排出される還気を利用して冷却される。

そして、制御装置１００は、温度センサー１０８により検出された室内温度に基づいて、室内Ｒの温度があらかじめ設定された温度となるように可変風量装置４９を制御し、吹出口Ｒ１から適正風量を室内Ｒに供給する。なお、空気調和機５０に設けられた還気ファン９０及び給気ファン９２は、この可変風量装置４９の動作状態に応じて回転数が制御される。

［暖房運転］
図６は、暖房運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
制御装置１００は、暖房運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

制御装置１００は、熱源機器１０に信号を出力し、熱源機器１０の運転を温水モードに設定し、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出された温度及び流量に基づいてポンプ２０により吐出される熱媒体の流量を制御する。

前記熱媒体の流量は、流出部１０Ａから流出する熱媒体の温度と、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の温度との（温度）差が大きくなるように制御されることが好ましい。例えば、暖房運転では、流出部１０Ａにおける熱媒体の温度を４０℃、流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度を３０℃等として制御装置１００に設定し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂで検出される熱媒体の温度に応じて設定された温度及び温度差が確保されるようにポンプ２０の動作を制御すれば良い。

制御装置１００は、温度センサー１０４により検出された外気温度に基づいて、外気通路５６に流入した外気があらかじめ設定された温度となるように三方弁１４を制御し、コイル１２により低温の外気を加熱する。また、制御装置１００は、温度センサー１０６により検出された温度に基づいて、給気があらかじめ設定された給気温度となるように三方弁１５を制御し、コイル１３により還気を加熱する。

なお、外気は、コイル１２による加熱前に、全熱交換器７４により還気排出口６３から排出される還気を利用して加温される。

さらに、制御装置１００は、湿度センサー１１０により検出された室内湿度に基づいて、室内Ｒの空気に含まれる湿度があらかじめ設定された湿度となるように開閉弁８３を制御し、水供給源８２から加湿器８０へと加湿媒体を流通させて加熱後の外気を調湿する。

そして、温度センサー１０８により検出された室内温度に基づいて、室内Ｒの温度があらかじめ設定された温度となるように可変風量装置４９を制御し、吹出口Ｒ１から適正風量を室内に供給する。なお、空気調和機５０に設けられた還気ファン９０及び給気ファン９２は、可変風量装置４９の動作状態に応じて回転数が制御される。

［外気冷却・除湿運転］
図７は、外気冷却・除湿運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
外気冷却・除湿運転は、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａ及び湿度センサー１１４Ｂにより検出された外気温度及び外気湿度が、制御装置１００にあらかじめ設定された室内温度より低く、室内露点温度より高く、また、室内Ｒにおける発熱が少なく、冷房負荷が小さいときに好適な運転である。このような運転は、例えば、梅雨時等の利用が挙げられる。

制御装置１００は、外気冷却・除湿運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

制御装置１００は、熱源機器１０に信号を出力し、熱源機器１０の運転を冷水モードに設定し、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出される温度及び流量に基づいてポンプ２０により吐出される熱媒体の流量を調整する。

前記熱媒体の流量は、流出部１０Ａから流出する熱媒体の温度と、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の温度との（温度）差が大きくなるように調整されることが好ましい。例えば、外気冷却・除湿運転では、流出部１０Ａにおける熱媒体の温度を６℃、流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度を１６℃等として制御装置１００に設定し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂで検出される熱媒体の温度に応じて設定された温度及び温度差が確保されるようにポンプ２０の動作を制御すれば良い。

制御装置１００は、露点温度センサー１０２により検出された外気露点温度に基づいて、外気通路５６に流入した外気が、あらかじめ設定された露点温度となるように三方弁１４を制御し、コイル１２により高温多湿の外気を冷却することで、外気を冷却しつつ除湿する。また、制御装置１００は、三方弁１５を制御し、熱媒体がコイル１３を流れないようにバイパスさせる。

即ち、本運転状態では、図３（ｃ）に示すように、熱媒体が流れるように三方弁１４；１５が制御される。

そして、制御装置１００は、温度センサー１０８により検出された室内温度に基づいて、室内Ｒの温度があらかじめ設定された温度となるように可変風量装置４９を制御し、吹出口Ｒ１から適正風量を室内に供給する。空気調和機５０に設けられた還気ファン９０及び給気ファン９２は、可変風量装置４９の動作状態に応じて回転数が制御される。

［外気加温・加湿運転］
図８は、外気加温・加湿運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
外気加温・加湿運転は、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａ及び湿度センサー１１４Ｂにより検出された温度及び湿度が、制御装置１００にあらかじめ設定された室内温度及び室内露点温度よりも共に低く、さらに室内Ｒにおける発熱量が多く、暖房負荷が小さいときに好適な運転である。

制御装置１００は、外気加温・加湿運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

制御装置１００は、熱源機器１０に信号を出力し、熱源機器１０の運転を温水モードに設定し、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出された温度及び流量に基づいてポンプ２０から吐出される熱媒体の流量を調整する。

前記熱媒体の流量は、流出部１０Ａから流出する熱媒体の温度と、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の温度との（温度）差が大きくなるように制御されることが好ましい。例えば、外気加温・加湿運転では、流出部１０Ａにおける熱媒体の温度を４０℃、流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度を３０℃等として制御装置１００に設定し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂで検出される熱媒体の温度に応じて設定された温度及び温度差が確保されるようにポンプ２０の動作を制御すれば良い。

制御装置１００は、温度センサー１０４により検出された外気温度に基づいて、外気通路５６に流入した外気があらかじめ設定された温度となるように三方弁１４を制御し、コイル１２により低温の外気を加熱する。また、制御装置１００は、三方弁１５を制御し、熱媒体がコイル１３を流れないようにバイパスさせる。

即ち、本運転状態では、図３（ｃ）に示すように熱媒体が流れるように三方弁１４；１５が制御される。

さらに、制御装置１００は、湿度センサー１１０により検出された室内湿度に基づいて、開閉弁８３を制御し、水供給源８２から加湿器８０へと加湿媒体を流通させ、室内Ｒの空気に含まれる湿度があらかじめ設定された湿度となるように加湿器８０を動作させて加熱後の外気を調湿する。

［室内発熱処理運転］
図９は、室内発熱運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
室内発熱処理運転は、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａ及び湿度センサー１１４Ｂにより検出された温度及び湿度が、あらかじめ設定された室内温度より低く、室内湿度より低く、室内Ｒにおける発熱量が多く、室内Ｒを冷却したいときに好適な運転である。

制御装置１００は、室内発熱処理運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

なお、排気ダンパー７０及び外気ダンパー７８は、ＣＯ２センサー１１２により検出された室内Ｒの二酸化濃度に応じてその開度が制御装置１００により制御され、室内Ｒへの給気に含まれる外気の導入量が調整される。
また、空気調和システム１の稼働後の予冷または予熱運転中は、外気を取り入れる必要がないため、排気ダンパー７０及び外気ダンパー７８を閉じるように制御する。

前記熱媒体の流量は、流出部１０Ａから流出する熱媒体の温度と、流入部１０Ｂに流入する熱媒体の温度との（温度）差が大きくなるように制御されることが好ましい。例えば、室内発熱処理運転では、流出部１０Ａにおける熱媒体の温度を１０℃、流入部１０Ｂにおける熱媒体の温度を２０℃等として制御装置１００に設定し、流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂで検出される熱媒体の温度に応じて設定された温度及び温度差が確保されるようにポンプ２０の動作を制御すれば良い。

制御装置１００は、三方弁１４を制御し、熱媒体がコイル１２を流れないようにバイパスさせる。また、制御装置１００は、温度センサー１０６により検出された給気温度に基づいて、給気があらかじめ設定された給気温度となるように三方弁１５を制御し、コイル１３により還気を冷却する。

即ち、本運転状態では、図３（ａ）に示すように、熱媒体が流れるように三方弁１４；１５が制御される。

［室内発熱不足運転］
図１０は、室内発熱不足運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
室内発熱不足運転は、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａ検出された室内温度が、制御装置１００にあらかじめ設定された温度より高く、室内Ｒにおける発熱量が小さく、暖房負荷が大きいときに好適な運転である。このような状況は、例えば、建物が冷えた状態にある場合が挙げられる。

制御装置１００は、室内発熱不足運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を閉じ、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

（１）～（３）のようにダンパーを動作させることにより、室内Ｒの還気を空気調和機５０に送出する流路が形成される。空気調和機５０には、流入した還気を還気排出口６３から排気する流路と、給気生成室６０に流す流路とが形成されるとともに、外気を給気生成室６０に取り込む流路が形成される。さらに、給気生成室６０において還気及び外気を混合した給気を室内Ｒに供給する流路が形成される。

制御装置１００は、熱源機器１０に信号を出力し、熱源機器１０の運転を温水モードに設定し、熱源機器１０の流出部１０Ａ及び流入部１０Ｂのそれぞれにおいて検出される温度及び流量に基づいてポンプ２０から吐出される熱媒体の流量を調整する。

制御装置１００は、三方弁１４を制御し、熱媒体がコイル１２を流れないようにバイパスさせる。また、制御装置１００は、温度センサー１０６により検出された給気温度に基づいて、給気があらかじめ設定された温度となるように三方弁１５を制御し、コイル１３により還気を加熱する。

なお、外気は、コイル１２による冷却前に、全熱交換器７４により還気排出口６３から排出される還気を利用して加熱される。

そして、制御装置１００は、温度センサー１０８により検出された室内温度に基づいて、室内Ｒの温度があらかじめ設定された温度となるように可変風量装置４９を制御し、吹出口Ｒ１から適正風量を室内に供給する。なお、空気調和機５０に設けられた還気ファン９０及び給気ファン９２は、可変風量装置４９の動作状態に応じて回転数が制御される。

［自然換気運転］
図１１は、自然換気運転時の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
自然換気運転は、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａにより検出された温度が、制御装置１００にあらかじめ設定された設定温度範囲にあり、湿度センサー１１４Ｂにより検出された外気湿度が制御装置１００にあらかじめ設定された設定湿度より低く、風速センサー１１４Ｃにより検出される風速が、排気塔３７の稼働可能な設定風速以上のときに可能な運転であり、特に外気冷房、或いはナイトバージに好適である。

この場合、制御装置１００は、熱源機器１０、ポンプ２０、可変風量装置４９、還気ファン９０及び給気ファン９２の運転を停止させるとともに、三方弁１４；１５の制御を停止する。

制御装置１００は、自然換気運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を開き、還気経路開閉ダンパー３８を閉じる。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を閉じ、給気室外気ダンパー８６を開く。
（３）給気の流通経路に設けられた外外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

前述の（１）～（３）のように各ダンパーを開閉させる。また、屋外の風（外風圧）によって排気塔３７が可動されているため、室内Ｒの空気が強制的に排出される。
これにより、室内Ｒ内の気圧が外気圧よりも低くなり、空気調和機５０において開口する外気取入口６６から外気が給気生成室６０に吸い込まれる。
さらに、給気生成室６０、給気経路を経て吹出口Ｒ１から室内Ｒに流入することにより室内Ｒを自然換気することができる。

なお、前記説明では、給気室外気ダンパー８６及び給気経路開閉ダンパー４３を開き、外気導入路開閉ダンパー４７を閉じて、空気調和機５０の外気取入口６６から外気を吸い込み、排気塔３７から空気を排出するものとして説明したがこれに限定されず、給気室外気ダンパー８６及び給気経路開閉ダンパー４３を閉じ、外気導入路開閉ダンパー４７を開いても良い。
この場合、外気は、外気取入口４５から取り込まれ、フィルタ４６が一体化されたフィルタユニット、外気経路を形成するダクト４４、給気経路を形成するダクト４２を通じて吹出口Ｒ１から室内Ｒに流入する。

［強制換気（第一種）運転］
図１２は、強制換気（第一種）運転の空気調和システム１の動作状態を示す図である。
強制換気（第一種）運転は、還気ファン９０及び給気ファン９２を稼働させて強制的に室内換気を行い、かつ、風量バランスにより室内を正圧，負圧にすることができる。

強制換気（第一種）運転は、例えば、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａにより検出された外気温度が、制御装置１００にあらかじめ設定された設定温度範囲にあるとともに、制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定温度より低く、湿度センサー１１４Ｂにより検出された外気湿度が制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定湿度より低く、風速センサー１１４Ｃにより検出される風速が、排気塔３７の稼働可能な設定風速より小さいとき（排気塔３７を利用できないとき）、に可能であり、外気冷房、或は、ナイトパージに適している。

制御装置１００は、前記条件を満たすときに、熱源機器１０、ポンプ２０及び可変風量装置４９の運転を停止させるとともに、三方弁１４；１５の制御を停止し、ダンパーの開閉状態の設定と、還気ファン９０及び給気ファン９２の運転とを制御し、還気ファン９０及び給気ファン９２による室内Ｒの強制換気を実施する。例えば、給気ファン９２の風量を還気ファン９０の風量よりも多くすることで室内を正圧にすることができ、還気ファン９０の風量を給気ファン９２の風量を多くすることで室内を負圧にすることができる。

制御装置１００は、強制換気（第一種）運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を開き、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を閉じる。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

前述の（１）～（３）のように各ダンパーを開閉させる。また、還気ファン９０及び給気ファン９２を動作させる。
これにより、空気調和機５０の外気取入口６６から外気が給気生成室６０に取り込まれ、給気経路を経て吹出口Ｒ１から室内Ｒに流入する。
さらに、室内Ｒに流入した外気は、還気口Ｒ２から還気経路を経て空気調和機５０に取り込まれ、流入側還気通路５８Ａを通じて還気直排気口６４から排気として排出され、室内Ｒを強制的に換気することができる。
尚、還気ファン９０及び給気ファン９２の回転数をそれぞれ制御することにより、室内Ｒ内の気圧を外気圧に対して高くすることもできるし、低くすることもできる。

［強制換気（第二種）運転］
強制換気（第二種）運転は、給気ファン９２のみを稼働させて室内Ｒの空気を強制的に換気する運転である。即ち、強制換気（第一種）運転では、還気ファン９０及び給気ファン９２を稼働させて室内Ｒを強制的に換気をするものとして説明したが、強制換気（第二種）運転では、給気ファン９２のみを稼働させて強制的に室内換気を行い、室内を正圧にすることができる。

強制換気（第二種）運転は、例えば、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａにより検出された外気温度が、制御装置１００にあらかじめ設定された設定温度範囲にあるとともに、制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定温度より低く、湿度センサー１１４Ｂにより検出された外気湿度が制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定湿度より低く、風速センサー１１４Ｃにより検出される風速が、排気塔３７の稼働可能な設定風速より小さいとき（排気塔３７を利用できないとき）、に可能であり、外気冷房、或は、ナイトパージに適している。

制御装置１００は、前記条件を満たすときに、熱源機器１０、ポンプ２０、可変風量装置４９及び還気ファン９０の運転を停止させるとともに、三方弁１４；１５の制御を停止し、ダンパーの開閉状態の設定と、給気ファン９２の運転とを制御し、給気ファン９２による室内Ｒの強制換気を実施する。

制御装置１００は、強制換気（第二種）運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を開き、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を閉じる。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

前述の（１）～（３）のように各ダンパーを開閉させる。また、給気ファン９２を動作させる。
これにより、室内Ｒ内の気圧が外気圧よりも高くなり、空気調和機５０の外気取入口６６から外気が給気生成室６０に取り込まれ、給気経路を経て吹出口Ｒ１から室内Ｒに流入する。
さらに、室内Ｒに流入した外気は、還気口Ｒ２から還気経路を経て空気調和機５０に取り込まれ、流入側還気通路５８Ａを通じて還気直排気口６４から排気として排出され、室内Ｒを強制的に換気することができる。

なお、排気塔が稼働している（風速センサー１１４Ｃが検出する風速が排気塔３７を稼働させることができる風速よりも大きい）場合は、効率よく強制換気（第二種）運転を行うことができる。この場合、制御装置１００は、複数のダンパーを次のように動作させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を開き、還気経路開閉ダンパー３８を閉じる。
（２）空気調和機５０に設けられた給気室外気ダンパー８６を開き、還気直排気ダンパー６８、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を閉じる。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

［強制換気（第三種）運転］
強制換気（第三種）運転は、還気ファン９０のみを稼働させて室内Ｒの空気を強制的に換気する運転方法である。即ち、強制換気（第一種）運転では還気ファン９０及び給気ファン９２を稼働させ、強制換気（第二種）運転では給気ファン９２のみを稼動させて、室内Ｒを強制的に換気をするものとして説明したが、強制換気（第三種）運転では、還気ファン９０のみを稼働させて強制的に室内換気を行い、室内を負圧にすることができる。

強制換気（第三種）運転は、例えば、屋外に設けられた温度センサー１１４Ａにより検出された外気温度が、制御装置１００にあらかじめ設定された設定温度範囲にあるとともに、制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定温度より低く、湿度センサー１１４Ｂにより検出された外気湿度が制御装置１００にあらかじめ設定された室内の設定湿度より低く、風速センサー１１４Ｃにより検出される風速が、排気塔３７の稼働可能な設定風速より小さいとき（排気塔３７を利用できないとき）、に可能であり、外気冷房、或は、ナイトパージに適している。

制御装置１００は、前記条件を満たすときに、熱源機器１０及びポンプ２０の運転を停止するとともに、三方弁１４；１５の制御、給気ファン９２の制御を停止し、ダンパーの開閉状態の設定と、還気ファン９０の運転とを制御し、還気ファン９０による室内Ｒの強制換気を実施する。

制御装置１００は、強制換気（第三種）運転において、還気、外気及び給気の流通経路に設けられた複数のダンパーを次のように開閉させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８及び給気室外気ダンパー８６を開き、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２及び外気ダンパー７８を閉じる。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を閉じ、給気経路開閉ダンパー４３を開く。

前述の（１）～（３）のように各ダンパーを開閉させる。また、還気ファン９０を動作させる。
これにより、室内Ｒの圧力が外気圧よりも低くなり、空気調和機５０の外気取入口６６から外気が取り込まれ、給気経路を経て吹出口Ｒ１から室内Ｒに流入する。
さらに、室内Ｒに流入した外気は、還気口Ｒ２から還気経路を経て空気調和機５０に取り込まれ、流入側還気通路５８Ａを通じて還気直排気口６４から排出され、室内Ｒを強制的に換気することができる。

なお、外気の取り込みは、空気調和機５０の外気取入口６６に換えて、給気経路に直接を導入可能に設けられた外気取入口４５から行うようにしても良い。この場合、制御装置１００は、複数のダンパーを次のように動作させる。
（１）還気の流通経路に設けられた還気放出路開閉ダンパー３９を閉じ、還気経路開閉ダンパー３８を開く。
（２）空気調和機５０に設けられた還気直排気ダンパー６８を開き、排気ダンパー７０、還気ダンパー７２、外気ダンパー７８及び給気室外気ダンパー８６を閉じる。
（３）給気の流通経路に設けられた外気導入路開閉ダンパー４７を開き、給気経路開閉ダンパー４３を閉じる。

以上説明したように、本実施形態に係る空気調和システム１によれば、前述のように複数の運転方法からエネルギー効率を最も良くする運転方法を選択しつつ、快適な室内環境を提供することができる。
なお、空気調和システム１の動作については、上述した運転例に限定されず適宜、三方弁１４；１５の開閉量や各ダンパーの開閉等を制御すれば良い。

１空気調和システム、２熱交換装置、５空気装置、８熱交換部、
１０熱源機器、１２；１３コイル（熱交換コイル）、１４；１５三方弁、
２０ポンプ、３７排気塔、４９可変風量装置、５０空気調和機、
５６外気通路、５８還気通路、５８Ａ流入側還気通路、
５８Ｂ給気側還気通路、６０給気生成室、７４全熱交換器、８０加湿器、
９０還気ファン、９２給気ファン、１００制御装置、
１０２露点温度センサー、１０４；１０６；１０８温度センサー、
１１０湿度センサー、１１４Ａ温度センサー、１１４Ｂ湿度センサー、
１１４Ｃ風速センサー

Claims

対象となる室内の環境を調整するための熱源となる熱媒体を供給する熱交換装置と、前記熱交換装置から供給される熱媒体の熱を利用し、室内の空気の状態を調整する空気装置と、熱交換装置及び空気装置の動作を制御する制御装置と、を備えた空気調和システムであって、
前記熱交換装置は、
外気と熱交換をするための前記外気用コイルと、
還気と熱交換をするための前記還気用コイルと、
運転状態に応じて前記外気用コイルと前記還気用コイルの両方又はいずれか一方を流通、若しくは外気用コイルや還気用コイルを経由せずに流通し、循環する熱媒体の温度を調節する熱源と、
前記熱源により温度が調整された熱媒体を前記外気用コイルと前記還気用コイルの両方又はいずれか一方、若しくは外気用コイルや還気用コイルを経由せずに流通させるポンプと、
前記熱源から供給される熱媒体の前記外気用コイルに流入する流量を調整する第１の弁と、
前記第１の弁の下流側に設けられ、前記還気用コイルに流入する前記熱媒体の流量を調整する第２の弁と、を備え、
空気装置は、
室内に送出する給気を生成する空気調和機を備え、
前記空気調和機は、
外界と隔絶された空間を形成し、前記外気用コイルと、前記還気用コイルと、還気の熱を外気に伝達する全熱交換器と、が設けられた筐体を有し、
筐体は、
室内の還気が流入する流路と、
外気が流入する流路と、
筐体内に流入した還気を還気用コイルに通過させ、熱交換した後に給気とする１の流路と、
前記１の流路を流れる還気の流量を制御する１のダンパーと、
筐体内に流入した還気を全熱交換器に通過させ、全熱交換器と熱交換した後に筐体外への排出を可能とする２の流路と、
前記２の流路を流れる還気の流量を制御する２のダンパーと
筐体内に流入した還気を全熱交換器及び還気用コイルと熱交換することなく筐体外に排出を可能とする３の流路と、
前記３の流路を開放、閉鎖する３のダンパーと、
筐体内に流入した外気を全熱交換器及び外気用コイルを通過させ、熱交換した後に給気とする４の流路と、
前記４の流路を流れる外気の流量を制御する４のダンパーと、
筐体内に流入した外気を全熱交換器及び外気用コイルと熱交換することなく給気とする５の流路と、
前記５の流路を開放、閉鎖するダンパーと、を備え、
制御装置は、
運転状態に応じて前記熱源、前記ポンプ、前記第１の弁、前記第２の弁及び前記１乃至５のダンパーの動作を制御することを特徴とする空気調和システム。
前記空気装置は、
室内の還気を筐体内に吸引する還気ファンと、
前記給気とされた空気を筐体から送出する給気ファンと、
室内に送出する給気の風量を調整する可変風量装置と、を備え、
可変風量装置の動作状態に基づいて還気ファン及び給気ファンの回転が制御されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
前記空気装置は、
室内から還気を空気調和機に流す５の経路と、
前記５の経路の途中で還気を大気中への放出するための６の経路と、
前記６の経路を開放・閉鎖する６のダンパーと、
を備え、
前記制御装置が運転状態に基づいて６のダンパーの開閉動作を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和システム。
前記空気装置は、
空気調和機から給気を室内に送出する７の経路と、
前記７の経路の途中から外気を流入させるための８の経路と、
前記８の経路開放・閉鎖する８のダンパーと、
を備え、
前記制御装置が運転状態に基づいて８のダンパーの開閉動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の空気調和システム。
前記空気調和機から送出された給気は、室内の床下に設けられた給気流入口から室内に流入することを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の空気調和システム。
前記第１の弁は、三方弁であって、前記熱源から供給される熱媒体を前記外気用コイルに流入させる流路と前記外気用コイルを迂回させる流路とを有し、
前記外気用コイルを通過した熱媒体と、前記迂回した熱媒体とが合流した熱媒体とを前記第２の弁に供給する流路を備え、
前記第２の弁は、三方弁であって、
前記合流した熱媒体を前記還気用コイルに流入させる流路と、
前記還気用コイルを迂回させる流路とを有し、
前記還気用コイルを通過した熱媒体と、前記還気用コイルを迂回した熱媒体とが合流した熱媒体を前記熱源に戻す流路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載の空気調和システム。