特許 5958503 室温調整システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958503

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】室温調整システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/02 20060101AFI20160719BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/02 102P

   F24F11/02 102F

   F24F5/00 101Z

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-149996(P2014-149996)

(22)【出願日】2014年7月23日

(65)【公開番号】特開2016-23899(P2016-23899A)

(43)【公開日】2016年2月8日

【審査請求日】2015年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中原 隆之

【審査官】 安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２７６００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２４７９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／０２

Ｆ２４Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次側熱媒体の熱を大気に放熱させる、冷却塔（５０）と、
冷媒循環回路（４０ａ）を有し、前記一次側熱媒体の冷熱を利用して二次側熱媒体を冷やす、冷凍機（４０）と、
前記二次側熱媒体の冷熱によって、空調対象空間（ＲＭ）の室温を調整する、二次側空調機器（２０）と、
前記冷凍機を介さずに前記一次側熱媒体と前記二次側熱媒体との間で熱交換を直接行わせる、熱交換器（３０）と、
前記一次側熱媒体が前記冷凍機に流れる第１状態と、前記一次側熱媒体が前記熱交換器に流れる第２状態とを切り替える、切替機構（６１，６２）と、
前記切替機構の切り替えに関する判断を行う判断部（８７）を有する、制御装置（８０）と、
前記冷却塔（５０）の周囲の前記大気の湿球温度を測定する温度センサー（７１）と、
を備え、
前記判断部（８７）は、
入手された気象予測情報（９２ａ）を用い、前記大気の湿球温度の予測値、および、前記温度センサーの測定値である前記大気の湿球温度の実測値に基づいて、前記第１状態から前記第２状態への切り替えの是非の判断を行い、
前記実測値が閾値よりも小さく、且つ、前記予測値が前記閾値よりも小さい状態が続く期間が第１所定期間よりも長い場合に、前記第１状態から前記第２状態への切り替えをするべきであると判断する、
室温調整システム（１００）。

【請求項2】

一次側熱媒体の熱を大気に放熱させる、冷却塔（５０）と、
冷媒循環回路（４０ａ）を有し、前記一次側熱媒体の冷熱を利用して二次側熱媒体を冷やす、冷凍機（４０）と、
前記二次側熱媒体の冷熱によって、空調対象空間（ＲＭ）の室温を調整する、二次側空調機器（２０）と、
前記冷凍機を介さずに前記一次側熱媒体と前記二次側熱媒体との間で熱交換を直接行わせる、熱交換器（３０）と、
前記一次側熱媒体が前記冷凍機に流れる第１状態と、前記一次側熱媒体が前記熱交換器に流れる第２状態とを切り替える、切替機構（６１，６２）と、
前記切替機構の切り替えに関する判断を行う判断部（８７）を有する、制御装置（８０）と、
前記冷却塔（５０）の周囲の前記大気の湿球温度を測定する温度センサー（７１）と、
を備え、
前記判断部（８７）は、
入手された気象予測情報（９２ａ）を用い、前記大気の湿球温度の予測値、および、前記温度センサーの測定値である前記大気の湿球温度の実測値に基づいて、前記第１状態から前記第２状態への切り替えの是非の判断を行い、
前記切替機構が前記第２状態にあるときに、前記実測値が閾値よりも大きくなった場合に、前記第２状態から前記第１状態への切り替えをするべきであると判断する、
室温調整システム（１００）。

【請求項3】

一次側熱媒体の熱を大気に放熱させる、冷却塔（５０）と、
冷媒循環回路（４０ａ）を有し、前記一次側熱媒体の冷熱を利用して二次側熱媒体を冷やす、冷凍機（４０）と、
前記二次側熱媒体の冷熱によって、空調対象空間（ＲＭ）の室温を調整する、二次側空調機器（２０）と、
前記冷凍機を介さずに前記一次側熱媒体と前記二次側熱媒体との間で熱交換を直接行わせる、熱交換器（３０）と、
前記一次側熱媒体が前記冷凍機に流れる第１状態と、前記一次側熱媒体が前記熱交換器に流れる第２状態とを切り替える、切替機構（６１，６２）と、
前記切替機構の切り替えに関する判断を行う判断部（８７）を有する、制御装置（８０）と、
前記冷却塔（５０）の周囲の前記大気の湿球温度を測定する温度センサー（７１）と、
を備え、
前記判断部（８７）は、
入手された気象予測情報（９２ａ）を用い、前記大気の湿球温度の予測値、および、前記温度センサーの測定値である前記大気の湿球温度の実測値に基づいて、前記第１状態から前記第２状態への切り替えの是非の判断を行い、
前記切替機構が前記第２状態にあるときに、前記実測値が閾値よりも大きくなり、且つ、前記予測値が前記閾値よりも大きい状態が続く期間が第２所定期間よりも長い場合に、前記第２状態から前記第１状態への切り替えをするべきであると判断する、
室温調整システム（１００）。

【請求項4】

前記制御装置（８０）は、外部の装置（９２）から前記気象予測情報（９２ａ）を受信する受信部（８５）と、前記判断部の判断に基づいて前記切替機構に切り替えを行わせる切替制御部（８８）と、をさらに有している、
請求項１から３のいずれかに記載の室温調整システム。

【請求項5】

前記切替機構は、前記冷却塔と前記冷凍機とを結ぶ配管に設けられる第１バルブ（６１）と、前記冷却塔と前記熱交換器とを結ぶ配管に設けられる第２バルブ（６２）と、を有しており、
前記切替制御部（８８）は、前記第１状態のときに前記第１バルブを開けて前記第２バルブを閉じ、前記第２状態のときに前記第１バルブを閉じて前記第２バルブを開ける、
請求項４に記載の室温調整システム。

【請求項6】

前記判断部（８７）は、前記第１状態から前記第２状態への切り替えをするべきであると判断した後、前記第１所定期間よりも短い所定時間が経ったときに、前記実測値と前記閾値との比較を行い前記実測値が前記閾値よりも大きいときには、前記第２状態から前記第１状態へ切り替えて新しい前記気象予測情報を入手するまで前記第１状態を維持するべきである、と判断する、
請求項１に記載の室温調整システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、室温調整システムに関する。

【背景技術】

【0002】

対象空間の室温を調整するシステムとして、特許文献１（特開平８−１１４３４７号公報）に開示されている空調システムが知られている。この空調システムでは、基本的に、空調機が、冷凍機から送られる冷水によって室温を下げ、冷凍機は、空調機から戻ってくる水を、冷却塔からの冷却水の冷熱を利用して冷やす。また、冷凍機を運転せず、冷却塔からの冷却水の冷熱によって水を直接冷やし、その冷水によって空調機の冷房運転を行う、いわゆるフリークーリングと呼ばれる運用を行うこともある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許文献１（特開平８−１１４３４７号公報）では、経験と勘によってビル管理人がフリークーリングへの切り替え判断をしていることを課題に挙げ、外気温度、外気露点温度あるいは外気湿度から算出される外気の湿球温度に基づいてフリークーリングが有効か無効かを判断する発明を開示している。そして、その判断結果に基づいて、例えば過去１ヶ月分の１日毎のフリークーリング有効時間帯および無効時間帯を表示させ、ビル管理人の判断の一助にしている。

【0004】

しかし、この特許文献１（特開平８−１１４３４７号公報）が開示する発明では、表示されるフリークーリング有効時間帯が段々と短くなってくる場合には、ビル管理人が適切なフリークーリングへの切り替え判断をすることができるけれども、フリークーリング有効時間帯が増えたり減ったりをランダムに繰り返している過去のデータが表示された場合には、フリークーリングへの切り替えをすべきか否かをビル管理人が適切に判断することは難しい。すなわち、過去の外気の湿球温度の実測値に基づいた表示が為されているため、外気の湿球温度が一貫して下がり続けている場合を除き、ビルの管理人が適切な切り替え判断を行うことは難しい。

【0005】

本発明の課題は、手動あるいは自動でフリークーリングの運用を適切に行うことができる室温調整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】

【0006】

本発明の第１観点に係る室温調整システムは、冷却塔と、冷凍機と、二次側空調機器と、熱交換器と、切替機構と、制御装置とを備えている。冷却塔は、一次側熱媒体の熱を大気に放熱させる。冷凍機は、冷媒循環回路を有し、一次側熱媒体の冷熱を利用して二次側熱媒体を冷やす。二次側空調機器は、二次側熱媒体の冷熱によって、空調対象空間の室温を調整する。熱交換器は、冷凍機を介さずに、一次側熱媒体と二次側熱媒体との間で熱交換を直接行わせる。切替機構は、一次側熱媒体が冷凍機に流れる第１状態と、一次側熱媒体が熱交換器に流れる第２状態とを切り替える。制御装置は、切替機構の切り替えに関する判断を行う判断部を有している。判断部は、入手された気象予測情報を用い、大気の湿球温度の予測値に基づいて、第１状態から第２状態への切り替えの是非の判断を行う。

【0007】

この室温調整システムでは、冷却塔で冷やされた一次側熱媒体によって二次側熱媒体を冷やす。その二次側熱媒体の冷却を、冷凍機を介して行うのか、それとも熱交換器によって行うのかを、切替機構によって切り替えることができる。具体的には、一次側熱媒体が冷凍機に流れる第１状態と、一次側熱媒体が熱交換器に流れる第２状態とを、切替機構が切り替える。そして、第１状態から第２状態への切り替えの是非の判断が、制御装置の判断部によって、入手された気象予測情報を用い、大気の湿球温度の予測値に基づいて行われる。このように過去の実績等ではなく、近い将来の気象予測情報を用いて、大気の湿球温度の予測値に基づいた判断が為されるため、いわゆるフリークーリングと呼ばれる第２状態への切り替えの是非が、好適に判断されることになる。このため、第１観点に係る室温調整システムによれば、手動あるいは自動でフリークーリングの運用を適切に行うことができるようになる。

【0008】

なお、気象予測情報は、大気の湿球温度の予測値そのものを示す情報であってもよいし、大気の温度や湿度といった室温調整システムが大気の湿球温度の予測値を演算できる情報であってもよい。

【0009】

本発明の第２観点に係る室温調整システムは、第１観点に係る室温調整システムであって、制御装置は、外部の装置から気象予測情報を受信する受信部と、判断部の判断に基づいて切替機構に切り替えを行わせる切替制御部と、をさらに有している。

【0010】

この室温調整システムでは、外部の装置から気象予測情報を受信することができるように構成しているため、手動で気象予測情報を入手する必要がない。また、切替制御部を設けているため、判断部の判断に応じて即座に切替機構による切り替えを実行させることができ、省エネルギーに寄与することができる。

【0011】

本発明の第３観点に係る室温調整システムは、第２観点に係る室温調整システムであって、切替機構は、冷却塔と冷凍機とを結ぶ配管に設けられる第１バルブと、冷却塔と熱交換器とを結ぶ配管に設けられる第２バルブと、を有している。そして、切替制御部は、第１状態のときに第１バルブを開けて第２バルブを閉じ、第２状態のときに第１バルブを閉じて第２バルブを開ける。

【0012】

ここでは、第１状態のときに、第１バルブを通って冷却塔から冷凍機へと一次側熱媒体が流れ、冷却塔から熱交換器へは第２バルブに遮られて一次側熱媒体が流れない。一方、第２状態のときには、第２バルブを通って冷却塔から熱交換器へと一次側熱媒体が流れ、冷却塔から冷凍機へは第１バルブに遮られて一次側熱媒体が流れない。そして、第２状態に切り替わったときには、冷却塔から熱交換器へと流れた一次側熱媒体と二次側熱媒体との間で熱交換が行われ、一次側熱媒体に放熱して温度が下がった二次側熱媒体が、二次側空調機器を介して空調対象空間の室温を下げる。このように、２つのバルブの開閉によって、ここでは簡易な構成で第１状態から第２状態への切り替えができる。

【0013】

本発明の第４観点に係る室温調整システムは、第１観点〜第３観点のいずれかに係る室温調整システムであって、温度センサーをさらに備えている。温度センサーは、冷却塔の周囲の大気の湿球温度を測定する。判断部は、予測値、および、温度センサーの測定値である大気の湿球温度の実測値に基づいて、第１状態から第２状態への切り替えの是非の判断を行う。

【0014】

ここでは、大気の湿球温度を測定する温度センサーが配備されているため、気象予測情報から得られる大気の湿球温度の予測値に加え、大気の湿球温度の実測値に基づいて切り替えの是非の判断を行うことができる。したがって、この室温調整システムでは、より適切な判断を行うことが可能になる。

【0015】

本発明の第５観点に係る室温調整システムは、第４観点に係る室温調整システムであって、判断部は、実測値が閾値よりも小さく、且つ、予測値が閾値よりも小さい状態が続く期間が第１所定期間よりも長い場合に、第１状態から第２状態への切り替えをするべきであると判断する。

【0016】

ここでは、大気の湿球温度の実測値と予測値の両方が条件を満たす場合に、第１状態から第２状態への切り替えをするべきであると判断する。このため、いわゆるフリークーリングの状態である第２状態への切り替えが是である、と間違って判断してしまう可能性が低減される。また、予測値については、予測値が閾値よりも小さい状態が続く期間を基準とした判断を行っているため、より適切な判断ができる。

【0017】

本発明の第６観点に係る室温調整システムは、第４観点又は第５観点に係る室温調整システムであって、判断部は、切替機構が第２状態にあるときに、実測値が閾値よりも大きくなった場合に、第２状態から第１状態への切り替えをするべきであると判断する。

【0018】

ここでは、判断部が、第１状態から第２状態への切り替えに加え、第２状態から第１状態への切り替えについても判断する。そして、その第２状態から第１状態への切り替えの判断は、実測値に基づいて行われる。これにより、いわゆるフリークーリングが好ましいと一旦判断されて第２状態になっている室温調整システムが、実測値に鑑みるとフリークーリングが好ましくない状況に変わっているときに、それに合わせて第１状態に切り替えることができる。

【0019】

本発明の第７観点に係る室温調整システムは、第４観点又は第５観点に係る室温調整システムであって、判断部は、切替機構が第２状態にあるときに、実測値が閾値よりも大きくなり、且つ、予測値が閾値よりも大きい状態が続く期間が第２所定期間よりも長い場合に、第２状態から第１状態への切り替えをするべきであると判断する。

【0020】

ここでは、判断部が、第１状態から第２状態への切り替えに加え、第２状態から第１状態への切り替えについても判断する。そして、その第２状態から第１状態への切り替えの判断は、大気の湿球温度の実測値と予測値の両方に基づいて行われる。これにより、いわゆるフリークーリングが好ましいと一旦判断されて第２状態になっている室温調整システムが、実測値に鑑みるとフリークーリングが好ましくない状況に変わっているときに、それに合わせて第１状態に切り替えることができる。特に、予測値が閾値よりも大きい状態が続く期間を基準とした判断を行うため、より適切な判断ができる。

【0021】

本発明の第８観点に係る室温調整システムは、第５観点に係る室温調整システムであって、判断部は、第１状態から第２状態への切り替えをするべきであると判断した後、第１所定期間よりも短い所定時間が経ったときに、実測値と閾値との比較を行う。そして、判断部は、実測値と閾値との比較の結果、実測値が閾値よりも大きいときには、第２状態から第１状態へ切り替えて新しい気象予測情報を入手するまで第１状態を維持するべきである、と判断する。

【0022】

ここでは、第１状態から第２状態への切り替えをするべきであると判断した後、その判断が正しかったか否かを、実測値を用いて短時間後に検証している。そして、実測値が閾値より大きいときには、予測が外れて気象予測情報が正しくない情報になっていることに鑑み、第２状態から第１状態に戻し、新しい気象予測情報を入手するまでは第１状態を維持するべきであると判断している。これにより、気象の予測が外れた場合にも、いわゆるフリークーリングの是非の判断を実測値に基づいて修正することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の第１観点に係る室温調整システムでは、過去の実績等ではなく、近い将来の気象予測情報を用いて、大気の湿球温度の予測値に基づいた判断が為されるため、いわゆるフリークーリングと呼ばれる第２状態への切り替えの是非が、好適に判断される。これにより、手動あるいは自動でフリークーリングの運用を適切に行うことができるようになる。

【0024】

本発明の第２観点に係る室温調整システムでは、手動で気象予測情報を入手する必要がなく、また、判断部の判断に応じて即座に切替機構による切り替えを実行させることができる。

【0025】

本発明の第３観点に係る室温調整システムでは、２つのバルブの開閉によって第１状態から第２状態への切り替えができる。

【0026】

本発明の第４観点〜第７観点のいずれかに係る室温調整システムでは、より適切な判断を行うことが可能になる。

【0027】

本発明の第８観点に係る室温調整システムでは、気象の予測が外れた場合にも、いわゆるフリークーリングの是非の判断を実測値に基づいて修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の一実施形態に係る空調システム（室温調整システム）の概略構成図。

【図2】空調システムの利用側の空調ユニットの構成図。

【図3】空調システムの熱源側の冷却塔、チラーおよび熱交換器の構成図。

【図4】空調システムの制御装置の制御ブロック図。

【図5】チラー運転とフリークーリングとの切り替え制御の制御フロー図。

【図6】フリークーリング時のバルブ状態を示す空調システムの熱源側の構成図。

【図7】大気の湿球温度の実測値の推移および近い将来の予測値（３例）を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、実施形態に係る空調システム１００について、図面を参照しながら説明する。

【0030】

（１）空調システムの全体構成
空調システム１００は、空調対象空間である室内空間ＲＭ（図２参照）の顕熱負荷および潜熱負荷を必要量だけ処理し、室内空間ＲＭの湿度と温度とを調節することができるように構成されたシステムであり、例えば、オフィスビルに設置される。

【0031】

この空調システム１００は、図１に示すように、冷却塔５０、チラー４０、熱交換器３０、空調ユニット２０、熱源側ポンプ１１ａ、利用側ポンプ１２ａ、熱源側の第１開閉バルブ６１および第２開閉バルブ６２、利用側の第３開閉バルブ６３および第４開閉バルブ６４、制御装置８０などから構成されている。冷却塔５０、チラー４０、熱交換器３０などは熱源側設備群１０１に属し、空調ユニット２０は利用側設備群１０２に属す。

【0032】

図２に示すように、室内空間ＲＭの室内空気は、還気ＲＡとして空調ユニット２０に取り込まれて、湿度や温度が調節される。調整された空気は、給気ＳＡとして室内空間ＲＭへ戻される。換気が必要な場合、空調ユニット２０には、還気ＲＡに加え、外部の大気である外気ＯＡが取り込まれる。

【0033】

冷却塔５０は、熱源側循環回路１１を流れてきた一次側熱媒体である第１循環水を冷却する。

【0034】

チラー４０は、熱源側循環回路１１を通って冷却塔５０から流れてくる第１循環水の冷熱を利用して、利用側循環回路１２を通って空調ユニット２０から戻ってくる二次側熱媒体である第２循環水を冷やす。

【0035】

熱交換器３０は、チラー４０と並列配置されており、チラー４０が停止しているときに使用される。熱交換器３０は、熱源側循環回路１１を通って冷却塔５０から流れてくる第１循環水と、利用側循環回路１２を通って空調ユニット２０から戻ってくる第２循環水との間で熱交換を行わせ、第２循環水を冷やす。

【0036】

制御装置８０は、各種制御を行う装置であり、後述するように、チラー４０を用いて第２循環水を冷やすチラー運転と、熱交換器３０を用いて第２循環水を冷やすフリークーリングとを切り替える役割も果たす。

【0037】

なお、本実施形態では熱源側のチラー４０、冷却塔５０、熱交換器３０などを１つずつ例示しているが、複数のチラー４０等が配備されていてもよい。一方、ビル等の建物には空調対象空間が多数存在し、空調システム１００においては利用側の空調ユニット２０が多数配備されるが、以下の説明においては代表的な１つの空調ユニット２０のみに言及する。

【0038】

また、チラーを備える空調システムでは、利用側循環回路に往路、復路それぞれのヘッダや、往路と復路とをバイパスさせるバイパス回路が設けられることも多いが、理解の容易のために、本実施形態に係る空調システム１００ではそれらの図示、説明を省略する。

【0039】

（２）空調システムの詳細構成
（２−１）空調ユニット
空調ユニット２０は、二次側空調機器であり、二次側熱媒体である第２循環水の冷熱によって、空調対象空間である室内空間ＲＭの室温を調整する。

【0040】

空調ユニット２０は、図２に示すように、概ね直方体形状のケーシングを有する。そのケーシングの内部に、空気が流れる空気通路が形成されている。空気通路の流入端には、室内空間ＲＭにつながる吸込ダクトが接続されている。空気通路の流出端には、室内空間ＲＭに空気（給気ＳＡ）を供給するための給気ダクトが接続されている。

【0041】

空調ユニット２０の空気通路には、空気流れの上流側から下流側に向かって順に、空気冷却熱交換器２１、電気ヒータ２２、散水式加湿器２３および送風ファン２４が配備されている。電気ヒータ２２は、空気冷却熱交換器２１を通過した空気を加熱する。電気ヒータ２２は、空気の温度を上げるための機器であり、出力を段階的に変化させることが可能で、空気の加熱量を調節できる。散水式加湿器２３は、ケーシングの外部に設置されたタンクの水をノズルから空気中へ散布することで、空気流路を流れる空気を加湿する。散水式加湿器２３は、空気の湿度を高めるための機器であり、空気への加湿量を調節できる。送風ファン２４は、インバータ制御によって回転数を段階的に変化させることが可能な送風機である。送風ファン２４は、空気冷却熱交換器２１、電気ヒータ２２および散水式加湿器２３を経て室内空間ＲＭへと吹き出される空気の流れを生成する。

【0042】

空気冷却熱交換器２１は、空気を冷却して、空気の温度を下げたり空気を除湿して湿度を低めたりする機器である。空気冷却熱交換器２１は、複数の伝熱フィンと、それらの伝熱フィンを貫通する伝熱管とを有する、フィンアンドチューブ式の熱交換器である。空気冷却熱交換器２１の伝熱管には、後述するチラー４０の蒸発器４４あるいは熱交換器３０を出て利用側循環回路１２を流れてくる第２循環水が流れる。第２循環水の冷熱は、伝熱管および伝熱フィンを介して空気流路を流れる空気に供給され、空気冷却熱交換器２１を通過する空気が冷却される。

【0043】

（２−２）チラー
チラー４０は、冷媒循環回路４０ａを有する冷凍機であって、一次側熱媒体である第１循環水の冷熱を利用して、二次側熱媒体である第２循環水を冷やす。

【0044】

冷媒循環回路４０ａは、図３に示すように、冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う閉回路である。冷媒循環回路４０ａには、圧縮機４１、放熱器４２、膨張弁４３、蒸発器４４などが設けられている。

【0045】

圧縮機４１は、インバータモータを有し、運転容量の調節が可能である。インバータの周波数を変更すると、圧縮機４１の運転容量が変わる。

【0046】

放熱器４２は、圧縮機４１から吐出され冷媒循環回路４０ａを流れる高圧高温の冷媒と熱源側循環回路１１を流れる第１循環水との間で熱交換を行わせ、冷媒から第１循環水へと放熱させる。

【0047】

放熱器４２を出た高圧低温の冷媒は、膨張弁４３で減圧され、蒸発器４４へと流れ込む。蒸発器４４では、冷媒循環回路４０ａを流れる低温低圧の冷媒と利用側循環回路１２を流れる第２循環水との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発によって第２循環水が冷やされる。そして、蒸発器４４を出たガス冷媒は、再び圧縮機４１に吸入される。

【0048】

（２−３）熱交換器
熱交換器３０は、チラー４０を介さずに、一次側熱媒体である第１循環水と二次側熱媒体である第２循環水との間で熱交換を直接行わせる、プレート式の水−水熱交換器である。

【0049】

（２−４）冷却塔
冷却塔（クーリングタワー）５０は、チラー４０の蒸発器４４あるいは熱交換器３０から流れてくる第１循環水の熱を大気に放散させる、開放式あるいは密閉式の装置である。冷却塔５０では、送風ファンによって外気（大気）の流れを作り、外気と第１循環水とを直接あるいは間接的に接触させ、第１循環水の温度を低下させる。冷却塔５０は、ビル等の建物の屋上あるいは外部に設置される。

【0050】

（２−５）熱源側循環回路の熱源側ポンプおよび開閉バルブ
熱源側循環回路１１には、一次側熱媒体である第１循環水が流れる。図１および図３における熱源側ポンプ１１ａの近傍の矢印は、第１循環水の流れる向きを示している。熱源側ポンプ１１ａは、インバータ駆動式のポンプであり、吐出流量の調整が可能である。

【0051】

また、熱源側循環回路１１では、熱交換器３０とチラー４０の放熱器４２とが並列に配されている。そして、チラー４０の放熱器４２の入口側に第１開閉バルブ６１が設けられ、熱交換器３０の入口側に第２開閉バルブ６２が設けられている。具体的には、第１開閉バルブ６１は、冷却塔５０とチラー４０とを結ぶ配管に設けられ、第２開閉バルブ６２は、冷却塔５０と熱交換器３０とを結ぶ配管に設けられる。第１開閉バルブ６１および第２開閉バルブ６２は、自動開閉バルブであり、非通電時に第１開閉バルブ６１が開、第２開閉バルブ６２が閉の状態となる。以下、この非通電時の第１開閉バルブ６１および第２開閉バルブ６２の状態を、第１循環水がチラー４０に流れる第１状態と呼ぶ。一方、通電時には、第１開閉バルブ６１が閉、第２開閉バルブ６２が開の状態となるが、この熱交換器３０に第１循環水が流れる状態を第２状態と呼ぶ。

【0052】

言い換えると、熱源側循環回路１１に設けられた第１開閉バルブ６１および第２開閉バルブ６２は、第１状態と第２状態とを切り替える切替機構を構成している。第１状態のときには、第１開閉バルブ６１を通って冷却塔５０からチラー４０へと第１循環水が流れ、冷却塔５０から熱交換器３０へは第２開閉バルブ６２に遮られて第１循環水が流れない。一方、第２状態のときには、第２開閉バルブ６２を通って冷却塔５０から熱交換器３０へと第１循環水が流れ、冷却塔５０からチラー４０へは第１開閉バルブ６１に遮られて第１循環水が流れない。そして、第２状態に切り替わったときには、冷却塔５０から熱交換器３０へと流れた第１循環水と利用側循環回路１２を流れる第２循環水との間で熱交換が行われ、第１循環水に放熱して温度が下がった第２循環水が、空調ユニット２０を介して室内空間ＲＭの室温を下げる。

【0053】

（２−６）利用側循環回路の利用側ポンプおよび開閉バルブ
利用側循環回路１２には、第２循環水が充填されている。利用側循環回路１２は、チラー４０の蒸発器４４あるいは熱交換器３０を出た第２循環水を各空調ユニット２０へ流し、各空調ユニット２０で利用した第２循環水を再びチラー４０の蒸発器４４あるいは熱交換器３０へ戻すための循環流路である。図１および図３における利用側ポンプ１２ａの近傍の矢印は、第２循環水の流れる向きを示している。利用側ポンプ１２ａは、インバータ駆動式のポンプであり、吐出流量の調整が可能である。

【0054】

各空調ユニット２０は、利用側循環回路１２において、図２に示すように並列配置されている。各空調ユニット２０を流れる第２循環水の量は、流量調節弁２０ａによって変えられる。流量調節弁２０ａは、弁開度の変更が可能であり、これらの流量調節弁２０ａの開度調整によって、各空調ユニット２０が要求した量だけ各空調ユニット２０の空気冷却熱交換器２１に第２循環水が流れることになる。

【0055】

また、利用側循環回路１２では、熱交換器３０とチラー４０の蒸発器４４とが並列に配されている。そして、チラー４０の蒸発器４４の入口側に第３開閉バルブ６３が設けられ、熱交換器３０の入口側に第４開閉バルブ６４が設けられている。第３開閉バルブ６３および第４開閉バルブ６４は、自動開閉バルブであり、非通電時に第３開閉バルブ６３が開、第４開閉バルブ６４が閉の状態となる。以下、この非通電時の第３開閉バルブ６３および第４開閉バルブ６４の状態を、第２循環水がチラー４０に流れる第１状態と呼ぶ。第１状態のときには、第３開閉バルブ６３を通ってチラー４０へと第２循環水が流れ、熱交換器３０へは第４開閉バルブ６４に遮られて第２循環水が流れない。一方、通電時には、第３開閉バルブ６３が閉、第４開閉バルブ６４が開の状態となるが、この熱交換器３０に第２循環水が流れる状態を第２状態と呼ぶ。第２状態のときには、第４開閉バルブ６４を通って熱交換器３０へと第２循環水が流れ、チラー４０へは第３開閉バルブ６３に遮られて第２循環水が流れない。この第２状態では、冷却塔５０から熱交換器３０へと流れた第１循環水と利用側循環回路１２を流れる第２循環水との間で熱交換が行われ、第１循環水に放熱して温度が下がった第２循環水が、空調ユニット２０を介して室内空間ＲＭの室温を下げる。

【0056】

（２−７）制御装置
制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、受信部８５などから成り、制御プログラムがＣＰＵで実行されることにより、多くの機能を果たすコンピュータである。制御プログラムが実行された制御装置８０は、その機能部として、図４に示すチラー制御部８１、冷却塔制御部８２、演算部８６、判断部８７、切替制御部８８などを更に有するようになる。また、制御装置８０には、チラー４０、冷却塔５０、冷却塔５０の周囲の大気の湿球温度を実際に測定する温度センサー７１、４つの開閉バルブ６１〜６４、遠方にある気象予報センター９１の気象情報サーバ９２などが接続される。温度センサー７１は、湿球温度を測定して測定値を出力することができる湿球温度計である。なお、図示は省略しているが、制御装置８０は、空調ユニット２０の各種制御や流量調節弁２０ａの開度調整も担っている。

【0057】

チラー制御部８１は、チラー４０の圧縮機４１の容量や膨張弁４３の開度を制御する。

【0058】

冷却塔制御部８２は、冷却塔５０の送風ファンなどを制御する。

【0059】

受信部８５は、インターネット等の公衆回線９８を介して、遠方に存在している気象予報センター９１の気象情報サーバ９２から、気象予測情報９２ａを受信する。受信された気象予測情報９２ａは、ＲＡＭあるいはＨＤＤに一時的に保存される。

【0060】

演算部８６は、気象予測情報９２ａに含まれる大気の温度や湿度の予測情報から、大気の湿球温度の予測値を演算する。具体的には、１時間後の予測値、２時間後の予測値、３時間後の予測値、・・・と、複数の近い未来の大気の湿球温度の予測値を演算する。

【0061】

判断部８７は、上述の第１状態と第２状態との切り替えに関する判断を行う。具体的には、後述するチラー運転を行うときの第１状態からフリークーリングを行うときの第２状態への切り替えの是非の判断を行い、また、第２状態から第１状態への切り替えの是非の判断を行う。上述のとおり、第１状態は、熱源側循環回路１１に設けられた第１開閉バルブ６１を開け第２開閉バルブ６２を閉めるとともに、利用側循環回路１２に設けられた第３開閉バルブ６３を開け第４開閉バルブ６４を閉めた状態である。第２状態は、熱源側循環回路１１に設けられた第１開閉バルブ６１を閉め第２開閉バルブ６２を開けるとともに、利用側循環回路１２に設けられた第３開閉バルブ６３を閉め第４開閉バルブ６４を開ける状態である。判断部８７は、気象予測情報９２ａから演算された大気の予測値に基づいて切り替えの是非の判断を行うが、詳細については後述する。

【0062】

切替制御部８８は、判断部８７の第１状態から第２状態への切り替えの是非の判断、および、第２状態から第１状態への切り替えの是非の判断に基づいて、第１開閉バルブ６１、第２開閉バルブ６２、第３開閉バルブ６３および第４開閉バルブ６４の開閉の自動制御を行う。

【0063】

なお、４つの開閉バルブ６１〜６４が第１状態にあるときには、チラー４０が運転状態となり、熱交換器３０が機能しない後述するチラー運転となるため、第１状態はチラー運転を意味する。また、４つの開閉バルブ６１〜６４が第２状態にあるときには、チラー４０が停止状態となり、熱交換器３０が機能する後述するフリークーリングとなるため、第２状態はフリークーリングを意味する。したがって、判断部８７は、チラー運転とフリークーリングとの切り替えに関する判断を行っていることになり、切替制御部８８は、そのチラー運転とフリークーリングとの切り替えの是非の判断に基づいて４つの開閉バルブ６１〜６４の自動制御を行っていることになる。

【0064】

（３）空調システムの動作
（３−１）基本動作
空調システム１００は、空気の冷却と除湿を行う冷房除湿モード、空気の冷却と加湿を行う冷房加湿モード、空気の除湿と加熱とを行う暖房除湿モード、および、空気の加熱と加湿とを行う暖房加湿モードのいずれかのモードを選ぶことができる。空調システム１００では、各モードで、室内空間ＲＭの温度および湿度を、設定温度および設定湿度になるように空気調和を行う。これらのモードのうち、ここでは冷房除湿モードを例にとって説明を行い、冷房加湿モード、暖房除湿モードおよび暖房加湿モードの説明は省略する。

【0065】

冷房除湿モードでは、チラー運転と、フリークーリングとが選択的に行われる。チラー運転では、チラー４０が運転状態となり、図１および図３に示すように、第１開閉バルブ６１および第３開閉バルブ６３が開き、第２開閉バルブ６２および第４開閉バルブ６４が閉まる（第１状態）。一方、フリークーリングでは、チラー４０が停止状態となり、図６に示すように、第１開閉バルブ６１および第３開閉バルブ６３が閉まり、第２開閉バルブ６２および第４開閉バルブ６４が開く（第２状態）。上述のように、第１状態と第２状態との切り替えは、判断部８７の判断に基づいて切替制御部８８が自動的に行う。以下、チラー運転、フリークーリング、それぞれにおける動作を詳述する。

【0066】

(３−１−１)冷房除湿モードにおけるチラー運転実行時の動作
冷房除湿モードにおけるチラー運転では、熱源側ポンプ１１ａ、利用側ポンプ１２ａ、空調ユニット２０の送風ファン２４の運転が行われる。冷房除湿モードでは、基本的には、電気ヒータ２２が停止状態となり、散水式加湿器２３の散水も停止状態となる。そして、チラー運転では、チラー４０の圧縮機４１が起動され、冷媒循環回路４０ａにおいて冷凍サイクルが行われる。これにより、チラー４０の蒸発器４４において、冷媒循環回路４０ａを流れる冷媒と利用側循環回路１２を流れる第２循環水との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発によって第２循環水が冷やされる。一方、チラー４０の放熱器４２では、圧縮機４１から吐出され冷媒循環回路４０ａを流れる冷媒と熱源側循環回路１１を流れる第１循環水との間で熱交換が行われ、冷媒から第１循環水へと熱が放散される。チラー４０の放熱器４２で加熱された第１循環水は、冷却塔５０において熱を大気中に放出する。チラー４０の蒸発器４４で冷やされた第２循環水は、空調ユニット２０の空気冷却熱交換器２１の伝熱管を通り、空調ユニット２０の空気通路を流れる室内空気の温度を下げる。空気冷却熱交換器２１で冷却／除湿された室内空気は、給気ＳＡとして室内空間ＲＭへ供給される。一方、空気冷却熱交換器２１で温められた第２循環水は、開いている第３開閉バルブ６３を通ってチラー４０の蒸発器４４に戻って再び冷やされることになる。

【0067】

（３−１−２）冷房除湿モードにおけるフリークーリング実行時の動作
冷房除湿モードにおけるフリークーリングでも、熱源側ポンプ１１ａ、利用側ポンプ１２ａ、空調ユニット２０の送風ファン２４の運転が行われる。空調ユニット２０では、電気ヒータ２２が停止状態となり、散水式加湿器２３の散水も停止状態となる。そして、チラー４０も停止状態となる。冷却塔５０において冷却された第１循環水は、開いている第２開閉バルブ６２を通って熱交換器３０に入る。この第１循環水は、熱交換器３０において、利用側循環回路１２を流れる第２循環水との間で熱交換を行い、温まって熱交換器３０を出る。熱交換器３０を出た第１循環水は、再び冷却塔５０で冷却される。一方、熱交換器３０で冷やされた第２循環水は、空調ユニット２０において室内空気の温度を下げる。この冷却／除湿された室内空気は、給気ＳＡとして室内空間ＲＭへ供給される。一方、空調ユニット２０の空気冷却熱交換器２１で温められた第２循環水は、開いている第４開閉バルブ６４を通って熱交換器３０に戻って再び冷やされることになる。

【0068】

（３−２）空調システムにおけるチラー運転とフリークーリングとの自動切り替え
制御装置８０では、判断部８７の判断に基づいて切替制御部８８が４つの開閉バルブ６１〜６４の開閉の自動制御を行う。この判断部８７によるチラー運転とフリークーリングとの切り替えの是非の判断および切替制御部８８による自動制御について、図５を参照して説明する。

【0069】

まず、ステップＳ１では、判断部８７が、温度センサー７１が測定した現在の大気の湿球温度（実測値）が閾値を下回っているか否かを判定する。この閾値は、チラー４０を運転しなくても冷却塔５０で第１循環水を冷却するだけで空調ユニット２０の負荷を処理することができるか否かのボーダーの湿球温度値である。ステップＳ１での判定がNoの場合、冷却塔５０だけでは空調ユニット２０の負荷を処理しきれないため、ステップＳ８に移り、切替制御部８８がチラー運転を選択して実行する。すなわち、現在の大気の湿球温度が閾値よりも大きければ、４つの開閉バルブ６１〜６４の第２状態（フリークーリングの状態）から第１状態（チラー運転の状態）への切り替えをするべきであると判断部８７が判断し、切替制御部８８がチラー運転を実行する。

【0070】

ステップＳ１での判定がYesの場合、ステップＳ２に移行し、判断部８７が、演算部８６で演算された大気の湿球温度の予測値に基づいた判断を行う。具体的には、１時間後、２時間後といった複数の近い未来の大気の湿球温度の予測値それぞれが閾値を下回り続ける期間（以下、予測期間という。）が、第１所定期間を超えるか否かを判断する。これは、第１所定期間を超える長期間にわたって大気の湿球温度が低い状態が続くならば、チラー４０を停止状態として冷却塔５０のみの能力によって空調負荷を処理することが省エネルギーに寄与することに鑑みた判断である。第１所定期間は、例えば５時間、１０時間、１５時間といった比較的長い期間である。そして、ステップＳ２での判定がNoの場合、ステップＳ８に移って切替制御部８８がチラー運転を選択して実行する。ステップＳ１、ステップＳ２からステップＳ８への移行は、現在の湿球温度が閾値よりも小さくても、その状態が第１所定期間を超える長期間続かなければフリークーリングに切り替えても直ぐにチラー運転に戻さなくてはいけない、という考え方に基づいている。

【0071】

ステップＳ２での判定がYesの場合、ステップＳ３に移行し、判断部８７が、チラー運転よりもフリークーリングのほうが好ましく、４つの開閉バルブ６１〜６４を第１状態から第２状態へと切り替えるべきであると判断し、その判断に基づいて切替制御部８８がチラー４０の運転状態を停止状態に変えて４つの開閉バルブ６１〜６４を第２状態に変える。これにより、フリークーリングが始まり、チラー４０ではなく熱交換器３０によって利用側循環回路１２を流れる第２循環水が冷やされる。

【0072】

フリークーリングが始まると、図示しないタイマーが作動し、ステップＳ４では、フリークーリングの開始から所定時間が経過したか否かが判定される。所定時間は、ステップＳ２における第１所定期間よりも短い時間であり、例えば、１時間、２時間、３時間といった時間である。

【0073】

ステップＳ４においてフリークーリングの開始から所定時間が経過したと判定されると、ステップＳ５において、温度センサー７１が測定した現在の大気の湿球温度（実測値）が、予測どおりに閾値を下回っているか否かを判定する。ステップＳ５での判定がYesの場合、実測値が予測どおりに推移していると判断部８７が判断し、切替制御部８８は４つの開閉バルブ６１〜６４を第２状態のまま維持させ、空調システム１００ではフリークーリングが継続される。

【0074】

ステップＳ５での判定がNoの場合、ステップＳ７に移行し、判断部８７が、フリークーリングよりもチラー運転のほうが好ましく、４つの開閉バルブ６１〜６４を第２状態から第１状態へと切り替えるべきであると判断し、その判断に基づいて切替制御部８８がチラー４０を起動させ、４つの開閉バルブ６１〜６４を第１状態に変える。これにより、空調システム１００は、フリークーリングからチラー運転へと切り替わる。また、気象情報サーバ９２で更新された気象予測情報９２ａを、受信部８５が新たに受信して制御装置８０において予測値が更新されるまで、チラー運転は継続される。

【0075】

（４）空調システムの特徴
（４−１）
従来から良く知られているフリークーリングは、夏ではなく、春や秋の中間期および冬期に主として行われており、チラーを稼働させずに冷却塔のみの能力で利用側の循環水を冷やすため、大きな省エネルギー効果を生んでいる。そして、従来のチラー等の冷凍機を備えた空調システムでは、フリークーリングを行うか否かは、システム管理者の経験や勘に依存することが多かった。しかし、それでは大気の湿球温度が十分に低い日であってもチラー運転が行われてしまうことがあり、無駄にエネルギーを消費していることがあった。

【0076】

これに対し、温度センサーによって大気の湿球温度を測定し、その湿球温度が閾値を下回ったときに自動的にフリークーリングに切り替える制御を採用することが考えられる。冷却塔のファン制御によって水温をどこまで下げることができるのかは、大気の湿球温度に依存するからである。しかし、例えば図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ１Ｍ、ＷＢ１Ｐが示すように、１日のうちに閾値を下回ったり上回ったりする現象が何度も繰り返されると、チラー運転とフリークーリングとが何度も切り替わることになる。そして、その切り替えのたびにチラーや冷却塔の準備運転が行われるので、熱媒体である循環水の温度が不安定になって空調負荷が処理できないといった不具合が生じる。すなわち、切り替えのたびに、室温と設定温度との乖離が生じる恐れがある。

【0077】

これらの課題を解決するために、本願発明者は、大気の湿球温度の予測値に基づいてフリークーリングへの切り替えの判断を行うことを発明する。上記の実施形態に係る空調システム１００では、チラー運転とフリークーリングとの自動切り替えを、過去の実績等ではなく、近い将来の気象予測情報９２ａを用いて、大気の湿球温度の予測値に基づいて行っている。このように、フリークーリングを行うための開閉バルブ６１〜６４の第２状態への切り替えの是非が、判断部８７によって、大気の湿球温度の予測値に基づいて判断される（ステップＳ２参照）。このため、空調システム１００では、好適にチラー運転からフリークーリングへの切り替えが行われ、省エネルギーが図られる。

【0078】

空調システム１００によれば、上述の図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ１Ｍ、ＷＢ１Ｐが示すような大気の湿球温度の乱高下が起こる日であっても、チラー運転とフリークーリングとの頻繁な切り替え（ハンチング）は起こらない。もし大気の湿球温度の現在の値（実測値）のみに基づいて自動切替を行うとハンチングしてしまうが、空調システム１００の判断部８７は、大気の湿球温度の予測値に基づいた判断を行い、確実に省エネルギー効果が見込めるときにだけフリークーリングへの切り替えを是とする判断を下す。具体的には、ステップＳ１における現在の湿球温度（実測値）と閾値との比較に加え、ステップＳ２における予測値に基づく切り替え判断を行っている。ステップＳ２では、湿球温度が閾値よりも小さいと予想される期間である予測期間が、第１所定期間を超えるか否かを判定する。これを図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ１Ｍ、ＷＢ１Ｐに当てはめると、現在の時刻１４：００の時点において実測値は閾値を下回っており、ステップＳ１の判定はYesとなる。しかし、それだけで直ぐにフリークーリングが始まるのではなく、ステップＳ２の判断が加わっている。そして、例えば第１所定期間が４時間と設定されていると、判断部８７は、１４：００以降の各時刻の予測値を参照し、１５：００、１６：００、１７：００、１８：００の各予測値が閾値を下回っているか否かを調べる。予測値を示す図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ１Ｐによれば、１７：００および１８：００の予測値は閾値を下回っているが、１５：００および１６：００の予測値が閾値を上回っているため、判断部８７は、湿球温度が閾値よりも小さいと予想される期間である予測期間は１時間未満であって第１所定期間を超えないと判断し、ステップＳ８に移行させる。すなわち、空調システム１００は、フリークーリングには切り替わらず、チラー運転を続けて行う。

【0079】

また、空調システム１００によれば、図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ１Ｍ、ＷＢ１Ｐよりも湿球温度のカーブが緩やかな時系列カーブＷＢ２Ｍ、ＷＢ２Ｐに示すように大気の湿球温度が推移する日であっても、現在時刻１４：００において、フリークーリングへの切り替えは非である（チラー運転を続けるべきである）という判断を判断部８７が下す。時系列カーブＷＢ２Ｍによれば、１４：００の時点で現在の湿球温度が閾値を下回っておりステップＳ１の判定はYesとなるが、予測値を示す時系列カーブＷＢ２Ｐによれば、湿球温度が閾値よりも小さいと予想される期間である予測期間は１時間強であって第１所定期間（４時間）を超えないと判断部８７がステップＳ２で判定を下し、空調システム１００ではチラー運転が続けられる。

【0080】

一方、空調システム１００では、図７の湿球温度の時系列カーブＷＢ３Ｍ、ＷＢ３Ｐに示すように大気の湿球温度が推移する日であれば、現在時刻１４：００において、フリークーリングへの切り替えは是である（チラー運転からフリークーリングに切り替えるべきである）という判断を判断部８７が下し、空調システム１００はフリークーリングに切り替わる。具体的には、時系列カーブＷＢ３Ｍによれば、１４：００の時点で現在の湿球温度が閾値を下回っているためステップＳ１の判定はYesとなり、ステップＳ２では、予測値を示す時系列カーブＷＢ３Ｐによれば、湿球温度が閾値よりも小さいと予想される期間である予測期間は７時間であって、その予測期間が第１所定期間（４時間）を超えると判断部８７が判定を下す。そして、空調システム１００は、チラー運転からフリークーリングに切り替わる。１４：００以降、時系列カーブＷＢ３Ｐに示すように大気の湿球温度が推移し、大気の湿球温度が閾値を下回り続けるのであれば、エネルギーを消費してチラー４０の運転を続ける必要はなく、冷却塔５０だけで空調負荷を処理できることに鑑みた切替制御である。

【0081】

（４−２）
空調システム１００では、外部の気象情報サーバ９２から気象予測情報９２ａを定期的に受信することができる構成を採っているため、手動で気象予測情報を入手する必要がない。

【0082】

（４−３）
空調システム１００では、開閉バルブ６１〜６４の開閉状態を、チラー運転を行うための第１状態からフリークーリングを行うための第２状態へと切り替えることで、チラー運転からフリークーリングへの切り替えができるようにしている。そして、切替制御部８８が自動的に開閉バルブ６１〜６４の開閉をコントロールできる構成を採っているため、チラー運転からフリークーリングへの自動切替が実現されている。

【0083】

（４−４）
空調システム１００では、大気の湿球温度を測定する温度センサー７１が冷却塔５０の近傍に配備されているため、気象予測情報９２ａから得られる大気の湿球温度の予測値に加え、大気の湿球温度の実測値に基づいて、チラー運転とフリークーリングとの切り替え是非の判断ができている（ステップＳ１、ステップＳ５など参照）。

【0084】

具体的には、大気の湿球温度の実測値と予測値の両方が条件を満たす場合（ステップＳ１，Ｓ２を参照）に、第１状態から第２状態への切り替えをしてチラー運転からフリークーリングへ移行するべきであると判断している（ステップＳ３）。このため、フリークーリングの状態である第２状態への切り替えが是である、と間違って判断部８７が判断してしまう可能性が低減されている。また、予測値については、予測値が閾値よりも小さい状態が続く期間（ステップＳ２の予測期間を参照）を基準とした判断を判断部８７が行っているため、より適切な判断ができている。

【0085】

（４−５）
空調システム１００では、判断部８７が、チラー運転（第１状態）からフリークーリング（第２状態）への切り替えに加え、フリークーリングからチラー運転への切り替えについても判断している（ステップＳ１，Ｓ５参照）。そして、そのフリークーリングからチラー運転への切り替えの判断は、温度センサー７１が測定した現在の大気の湿球温度（実測値）に基づいて行われる。これにより、フリークーリングが好ましいと一旦判断されてフリークーリングが行われている空調システム１００が、実測値に鑑みるとフリークーリングが好ましくない状況に変わっているときに、それに合わせてチラー運転に切り替えることができている（ステップＳ７，Ｓ８参照）。

【0086】

（４−６）
空調システム１００では、判断部８７が、チラー運転（第１状態）からフリークーリング（第２状態）への切り替えをするべきであると判断した後、その判断が正しかったか否かを、実測値を用いて短時間（所定時間）後に検証している（ステップＳ３〜Ｓ５を参照）。そして、実測値が閾値より大きいときには、予測が外れて気象予測情報９２ａが正しくない情報になっていることに鑑み、フリークーリングからチラー運転に戻し（ステップＳ７）、新しい気象予測情報を入手するまではチラー運転（第１状態）を維持するべきであると判断部８７が判断している。このように、空調システム１００では、気象予報センター９１の予測が外れた場合にも、フリークーリングの是非の判断を実測値に基づいて修正することができている。

【0087】

（５）変形例
（５−１）
上記の実施形態では、気象予測情報９２ａに含まれる大気の温度や湿度の予測情報から、演算部８６が大気の湿球温度の予測値を演算している。しかし、気象情報サーバ９２が大気の湿球温度の予測値そのものを示す情報を提供している場合には、それを受信して、そのまま判断部８７の判断に用いてもよい。

【0088】

（５−２）
上記の実施形態では、気象情報サーバ９２から受信部８５で気象予測情報９２ａを受信する構成を採っているが、手動で気象予測情報９２ａを取得する構成を採ることもできる。例えば、フリークーリングへの切り替え判断を任されているビル管理者が、別途入手した気象予測情報を手入力したり記録媒体を介して入力したりすることも可能である。

【0089】

また、上記の実施形態では切替制御部８８が判断部８７の判断に基づいて自動的にフリークーリング或いはチラー運転への切り替えを行う構成を採っているが、判断部８７の判断をディスプレイに表示させてビル管理者等が手動で運転切り替えを行う構成を採ってもよい。

【0090】

（５−３）
上記の実施形態では、空調ユニット２０として、空気冷却熱交換器２１や送風ファン２４だけではなく、電気ヒータ２２や散水式加湿器２３を兼ね備えた多機能ユニットを例示しているが、二次側（利用側）の空調ユニットはシンプルなファンコイルユニットでもよい。

【0091】

（５−４）
上記の実施形態では、オフィスビルへの設置だけではなく、厳格な温度管理が要求されるコンピュータセンターへの設置も想定して、判断部８７がフリークーリングからチラー運転への切り替えの判断を行っている。すなわち、現在の大気の湿球温度（実測値）が閾値よりも大きければ、即座にチラー運転に切り替えている（ステップＳ１，Ｓ８参照）。

【0092】

しかし、省エネルギーが重視され、多少の一時的な温度上昇が許容されるオフィスビルのような物件に設置される空調システムであれば、例えば、次のような省エネ制御を採用してもよい。

【0093】

この省エネ制御では、判断部８７は、開閉バルブ６１〜６４が第２状態でありフリークーリングが行われているときに、実測値が閾値よりも大きくなり、且つ、予測値が閾値よりも大きい状態が続く期間が第２所定期間よりも長い場合に、フリークーリング（第２状態）からチラー運転（第１状態）への切り替えをするべきであると判断する。ここでは、判断部８７が、切り替えの判断を、大気の湿球温度の実測値と予測値の両方に基づいて行い、予測値が閾値よりも大きい状態が続く期間を基準とした判断を行うため、より省エネルギーに適した判断ができる。例えば、現在の大気の湿球温度はフリークーリングに不適でチラー運転をしなければ空調負荷が処理できない場合でも、１時間後からは大気の湿球温度が下がるという予測が出ている場合には、約１時間だけオフィスビルの温度上昇を我慢してもらうという省エネルギー重視の判断をすることができる。

【符号の説明】

【0094】

１１ 熱源側循環回路
１１ａ 熱源側ポンプ
１２ 利用側循環回路
１２ａ 利用側ポンプ
２０ 空調ユニット（二次側空調機器）
３０ 熱交換器
４０ チラー（冷凍機）
４０ａ 冷媒回路
５０ 冷却塔
６１ 第１開閉バルブ（切替機構；第１バルブ）
６２ 第２開閉バルブ（切替機構；第２バルブ）
６３ 第３開閉バルブ
６４ 第４開閉バルブ
７１ 温度センサー
８０ 制御装置
８５ 受信部
８７ 判断部
８８ 切替制御部
９２ 気象情報サーバ（外部の装置）
９２ａ 気象予測情報
１００ 空調システム（室温調整システム）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0095】

【特許文献1】特開平８−１１４３４７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】