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公開番号2025087995
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202365
出願日2023-11-30
発明の名称冷温水式潜顕分離空調システム
出願人木村工機株式会社
代理人
主分類F24F 11/84 20180101AFI20250604BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】空冷式チラーと水冷式チラーを併用した高効率空調システムを得る。
【解決手段】熱源水で熱交換した空調用空気を被空調空間に給気する冷温水式空調機(1)と、熱源水を温度調整する熱源装置(3)と、を備える。熱源装置(3)が、空冷式チラーと水冷式チラーを備える。空冷式チラーの熱源水を使う冷温水式空調機(1)で構成した第1空調グループ(A)と、水冷式チラーの熱源水を使う冷温水式空調機(1)で構成した第2空調グループ(B)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
熱源水と空調用空気とを熱交換して被空調空間に前記空調用空気を給気する冷温水式空調機（１）と、前記熱源水を温度調整する熱源装置（３）と、前記冷温水式空調機（１）と前記熱源装置（３）とに前記熱源水を循環させる熱源水回路（４）と、を備え、
前記熱源装置（３）が、チラー用空気熱源ヒートポンプ（１１）で前記熱源水を温度調整する空冷式チラー（１２）と、チラー用水熱源ヒートポンプ（２１）で前記熱源水を温度調整する水冷式チラー（２２）と、を備え、
前記空冷式チラー（１２）の前記熱源水で前記空調用空気を熱交換して前記被空調空間を空調する前記冷温水式空調機（１）で構成した第１空調グループ（Ａ）と、前記水冷式チラー（２２）の前記熱源水で前記空調用空気を熱交換して前記被空調空間を空調する前記冷温水式空調機（１）で構成した第２空調グループ（Ｂ）と、を備えたことを特徴とする冷温水式潜顕分離空調システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第１空調グループ（Ａ）を建物の上層エリア乃至中層エリアに設置すると共に、前記第２空調グループ（Ｂ）を建物の下層エリアに設置した請求項１に記載の冷温水式潜顕分離空調システム。
【請求項３】
前記空調用空気として外気と還気を取り込んで前記被空調空間に給気する前記冷温水式空調機（１）と、前記外気を前記冷温水式空調機（１）に給気すると共に前記還気を屋外に排気する空冷式外調機（２）と、を備え、
前記冷温水式空調機（１）は、内部を流通する冷水又は温水の前記熱源水で前記空調用空気を熱交換する冷温水コイル（３５）と、前記熱源水の流通量を増減させて前記冷温水コイル（３５）の熱交換能力を調整する水量制御弁（３６）と、を備え、
前記空冷式外調機（２）は、前記還気の熱を利用して前記外気を熱交換する外調用空気熱源ヒートポンプ（４１）と、前記外調用空気熱源ヒートポンプ（４１）の一部を構成すると共に前記外調用空気熱源ヒートポンプ（４１）の出力を増減させて前記空冷式外調機（２）の熱交換能力を調整する外調用圧縮機（４７）と、前記外気を加湿すると共に加湿量を増減させて前記外気の湿度を調整する加湿器（５１）と、を備え、
前記被空調空間が設定温度及び設定湿度の範囲外の場合は前記水量制御弁（３６）、前記外調用圧縮機（４７）及び前記加湿器（５１）の駆動を制御して前記被空調空間が前記設定温度及び前記設定湿度となるように空調すると共に前記被空調空間が前記設定温度の範囲内の場合は前記水量制御弁（３６）を閉じて前記外調用圧縮機（４７）及び前記加湿器（５１）の駆動を制御して前記被空調空間が前記設定温度及び前記設定湿度となるように空調する制御装置（５）を、備えた請求項１又は２に記載の冷温水式潜顕分離空調システム。
【請求項４】
前記制御装置（５）は、
前記熱源水が前記冷水の場合に
外気温度が前記設定温度を超えかつ外気湿度が前記設定湿度以下の範囲では前記空冷式外調機（２）で前記外気を顕熱冷却して前記設定温度で給気する外調機冷房冷却運転と
前記外気温度が前記設定温度以下でかつ前記外気湿度が前記設定湿度以下の範囲では前記空冷式外調機（２）で前記外気を温湿度調整せずに給気する外調機冷房送風運転と
前記外気湿度が前記設定湿度を超える範囲では前記空冷式外調機（２）で前記外気を冷却減湿して設定比エンタルピーの露点温度で給気する外調機冷房除湿運転と
のうちのいずれかの前記運転を行う外調機冷房制御部（６２）と、
前記熱源水が前記冷水の場合に
前記還気温度が前記設定温度を超えかつ前記還気湿度が前記設定湿度以下の範囲では前記冷温水式空調機（１）で前記空調用空気を顕熱冷却して前記被空調空間を前記設定温度にする空調機冷房冷却運転と
前記還気温度が前記設定温度以下でかつ前記還気湿度が前記設定湿度以下の範囲では前記冷温水式空調機（１）で前記空調用空気を温湿度調整せずに給気する空調機冷房送風運転と
前記還気湿度が前記設定湿度を超える範囲では前記冷温水式空調機（１）で前記空調用空気を冷却減湿して前記設定比エンタルピーの前記露点温度で給気する空調機冷房除湿運転と
のうちのいずれかの前記運転を行う空調機冷房制御部（６３）と、
前記熱源水が前記温水の場合に
前記外気温度が前記設定温度未満でかつ前記外気湿度が前記設定湿度以上の範囲では前記空冷式外調機（２）で前記外気を加熱して前記設定温度で給気する外調機暖房加熱運転と
前記外気温度が前記設定温度以上でかつ前記外気湿度が前記設定湿度未満の範囲では前記加湿器（５１）で前記外気を加湿して前記設定湿度で給気する外調機暖房加湿運転と
前記外気温度が前記設定温度以上でかつ前記外気湿度が前記設定湿度以上の範囲では前記空冷式外調機（２）で前記外気を温湿度調整せずに給気する外調機暖房送風運転と
前記外気温度が前記設定温度未満でかつ前記外気湿度が前記設定湿度未満の範囲では前記空冷式外調機（２）及び前記加湿器（５１）で前記外気を加熱及び加湿して前記設定温度及び前記設定湿度で給気する外調機加熱加湿運転と
のうちのいずれかの前記運転を行う外調機暖房制御部（６４）と、
前記熱源水が前記温水の場合に
前記還気温度が前記設定温度未満の範囲では前記冷温水式空調機（１）で前記空調用空気を加熱して前記被空調空間を前記設定温度にする空調機暖房加熱運転と
前記還気温度が前記設定温度以上の範囲では前記冷温水式空調機（１）で前記空調用空気を温湿度調整せずに給気する空調機暖房送風運転と
のうちのいずれかの前記運転を行う空調機暖房制御部（６５）と、
を備えた請求項３に記載の冷温水式潜顕分離換気空調システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は冷温水式潜顕分離空調システムに関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の冷温水式の空調システムは、空冷チラーから熱源水を空調機に送水して空調するセントラル式が一般的であった。この空調システムには、熱源水である冷水と温水を切換えて冷暖房する２管式と、冷水と温水を同時に送水して冷暖同時運転が可能な４管式とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－８５０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空冷チラーのみでは空気熱源のためエネルギー変換効率が悪く、夏場の排熱でヒートアイランド現象を誘発したり、冬場のデフロストで空調ムラが生じる懸念があった。また、冷房運転・暖房運転の混在が必要な空調エリアでは、２管式では対応できないために快適性が劣り、４管式にすると設備及び運転のコストが過大となる問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、熱源水と空調用空気とを熱交換して被空調空間に前記空調用空気を給気する冷温水式空調機と、前記熱源水を温度調整する熱源装置と、前記冷温水式空調機と前記熱源装置とに前記熱源水を循環させる熱源水回路と、を備え、前記熱源装置が、チラー用空気熱源ヒートポンプで前記熱源水を温度調整する空冷式チラーと、チラー用水熱源ヒートポンプで前記熱源水を温度調整する水冷式チラーと、を備え、前記空冷式チラーの前記熱源水で前記空調用空気を熱交換して前記被空調空間を空調する前記冷温水式空調機で構成した第１空調グループと、前記水冷式チラーの前記熱源水で前記空調用空気を熱交換して前記被空調空間を空調する前記冷温水式空調機で構成した第２空調グループと、を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、地域寒暖差などの外気条件や地下水などの熱利用に応じて、空冷式チラーの第１空調グループと水冷式チラーの第２空調グループの設置割合を設定することで、熱源のエネルギー変換効率を高めて排熱問題や空調ムラを抑制できる。
請求項２の発明によれば、低層エリアでは、水冷式チラーの熱源水としてビル排水などを、ポンプを使わずに自重で集めて熱源として活用でき省エネとなる。
請求項３と４の発明によれば、中間期などの低空調負荷の場合、熱源装置を停止して空冷式外調機のみで冷暖フリー運転ができ、省エネ性と快適性が向上する。４管式が不要で設備及び運転コストの低減を図れる。空気熱源ヒートポンプで還気の熱を利用して外気を熱交換して外気導入するので、さらに省エネを図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の建物への設置例を示す簡略図である。
本発明の全体構成を示す簡略図である。
第１空調グループの熱源装置の簡略説明図である。
第２空調グループの熱源装置の簡略説明図である。
冷温水式空調機と空冷外調機の簡略説明図である。
外調用空気熱源ヒートポンプの簡略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【０００８】
図１と図２は、本発明の冷温水式潜顕分離空調システムの一実施例である。この潜顕分離空調システムは、第１空調グループＡと第２空調グループＢとを備え、ビルなどの建物の上層エリア乃至中層エリアに第１空調グループＡを設置すると共に、建物の下層エリアに第２空調グループＢを設置する。
【０００９】
第１空調グループＡと第２空調グループＢは、冷温水式空調機１、空冷式外調機２、熱源装置３、熱源水回路４及び制御装置５を、備える。これらの冷温水式空調機１、空冷式外調機２、屋外、室内などの被空調空間に、空調用空気（外気、還気、給気、排気）が流れるように、ダクト６（太線で簡略化して示す）で接続する。
【００１０】
図３と図４に示すように、熱源装置３は、チラー用空気熱源ヒートポンプ１１で熱源水を冷却又は加熱して温度調整する空冷式チラー１２と、チラー用水熱源ヒートポンプ２１で熱源水を冷却又は加熱して温度調整する水冷式チラー２２と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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