特許 6961374 空調方法および空調システム

(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】6961374

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】空調方法および空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/06 20060101AFI20211025BHJP

   F24F 3/044 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   F24F7/06 B

   F24F3/044

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-67289(P2017-67289)

(22)【出願日】2017年3月30日

(65)【公開番号】特開2018-169102(P2018-169102A)

(43)【公開日】2018年11月1日

【審査請求日】2020年1月24日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000169499

【氏名又は名称】高砂熱学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(72)【発明者】

【氏名】三橋 太

(72)【発明者】

【氏名】桑原 健次

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 伸一

【審査官】 ▲高▼藤 啓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１０８２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５６２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１５２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１６１３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｆ２４Ｆ ３／０４４

Ｆ２４Ｆ １１／００−１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調機により空調された空気を、作業が行われる室の下部に設けられた吹出口から室内に給気し、前記室の上部に設けられた吸込口から室内空気を排気して、前記室内の空調を行う方法であって、
前記空調機は、外気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する外気処理空調機と、室内から排気された還気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する還気処理空調機を含み、
天井近傍には前記空調機により冷却処理した給気を吹き出す吹出口が設けられてなく、
前記室内で作業が行われる時には、前記空調機により冷却処理した給気を前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気する置換還気方式により、室内下方の作業空間を１５℃以下、作業空間における風速を０．２０ｍ／ｓ以下として作業者にドラフトを感じさせず、吹き出された空気が室内の熱負荷によって加熱されて室の上部に上昇し、天井近傍の相対湿度を８０％以下で室内を空調することで天井近傍の結露発生を防止し、
前記室内を乾燥させる時には、前記空調機により加熱処理した給気を前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気し、
前記還気処理空調機は、前記室内で作業が行われる時には、前記室内の熱負荷によって加熱されて上昇した室内空気を吸い込んで冷却処理して給気し、前記室内を乾燥させる時には、加熱処理した空気を給気する中温パッケージであり、
乾燥を行うために別途温風を供給する装置を設けないことを特徴とする、空調方法。

【請求項2】

前記室内で作業が行われた後に、前記室内を洗浄し、
前記室内を洗浄した後、前記室を乾燥させることを特徴とする、請求項１に記載の空調方法。

【請求項3】

前記室内を洗浄する時には、冷却処理および加熱処理していない外気を給気として前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気することを特徴とする、請求項２に記載の空調方法。

【請求項4】

前記室内で作業が行われる時の排気量に比べて、前記室を乾燥させる時の排気量が多いことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調方法。

【請求項5】

前記吹出口は、給気に旋回成分を与えて前記室内に吹き出すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調方法。

【請求項6】

作業が行われる室の空調を行う空調システムであって、
前記室の下部に設けられた吹出口と、前記吹出口から室内に給気を供給する空調機と、前記室の上部に設けられた吸込口と、吸込口から室内空気を排気する排気ファンを備え、前記空調機は、空気を加熱処理および冷却処理が可能な熱交換器と、前記熱交換器で加熱処理または冷却処理した空気を送風する送風ファンを備え、
前記空調機は、外気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する外気処理空調機と、室内から排気された還気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する還気処理空調機を含み、
天井近傍には前記空調機により冷却処理した給気を吹き出す吹出口が設けられてなく、
前記室内で作業が行われる時には、前記空調機で冷却処理した給気が前記吹出口から前記室内に吹き出され、前記吸込口から室内空気が排気されて、置換還気方式により、室内下方の作業空間を１５℃以下、作業空間における風速を０．２０ｍ／ｓ以下として作業者にドラフトを感じさせず、吹き出された空気が室内の熱負荷によって加熱されて室の上部に上昇し、天井近傍の相対湿度を８０％以下で室内を空調することで天井近傍の結露発生を防止し、
前記室内を乾燥させる時には、前記空調機で加熱処理した給気が前記吹出口から前記室内に吹き出され、前記吸込口から室内空気が排気され、
前記還気処理空調機は、前記室内で作業が行われる時には、前記室内の熱負荷によって加熱されて上昇した室内空気を吸い込んで冷却処理して給気し、前記室内を乾燥させる時には、加熱処理した空気を給気する中温パッケージであり、
乾燥を行うために別途温風を供給する装置を設けないことを特徴とする、空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品工場等の作業性、衛生性、省エネ性、経済性が要求される室を空調する方法とシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

室内空間を換気するものとして、置換換気システム（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。この置換換気システムでは、室内の下部（例えば作業域や居住域)に室温より若干低温の空気をゆっくりとした給気速度で供給し、その空気が室内で加熱されて発生する上昇流により、室内で生じた塵埃やガスなどの汚染物質を室内の上方に搬送している。そして、天井などに設けられた吸込口から加熱された空気と共に汚染物質を排気することにより、室内の換気を行う。

【0003】

かかる置換換気システムにあっては、室内の上方には、高温で汚染物質濃度の高い領域が形成されるが、室内に給気される低温空気によって順次押し出されることにより、高温で汚染物質濃度の高い空気が攪拌されることなく排気されるため、室内下方の作業域や居住域は清浄な環境に保たれ、また、給気温度を下げなくても室内の温度を快適範囲に維持できるといった利点がある。このように、置換換気システムは、省エネルギーと高換気効率運転が可能な空調システムとして期待されている。

【0004】

さらに本出願人は、例えば特許文献１、２などにおいて、室内の下部に低温の空気を旋回吹出し気流として供給する成層空調システムを開示している。かかる技術によれば、旋回吹出し気流により周囲空気を誘引することで、気流速度を減速させ、且つ少ない風量で、室内下方の作業域や居住域に、設定温度に近い吹出し温度で給気できるため、省エネルギーと省コストを図りつつ、快適環境を保つことができる。また、作業域や居住域の浮遊微粒子を室上部へと持ち上げ、排出することで、従来よりも少ない風量で作業域や居住域を清浄に保つことができ、年間の消費エネルギーを削減することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２−３７２２６８号公報

【特許文献2】特開２００５−２８２８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、食品や飲料などを取り扱う食品工場等の室内では、加工や充填などの作業の際には菌の増殖を防止するために所定の低温環境に維持され、また、衛生上の観点から、加工や充填などの作業が終了した後に、洗剤や熱湯、水等を用いて室内を洗浄する工程が行われる。この洗浄工程では、室内に湿気が籠った状態となり、また、床面や壁面、天井面が濡れた状態となるため、そのまま放置すると結露やかびの原因となり、衛生的に問題を生じる恐れがある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、食品工場等の室内を省エネルギーで快適かつ正常な低温環境に保つことができ、かつ、洗浄後は室内を速やかに乾燥させることができる空調方法と空調システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明によれば、空調機により空調された空気を、作業が行われる室の下部に設けられた吹出口から室内に給気し、前記室の上部に設けられた吸込口から室内空気を排気して、前記室内の空調を行う方法であって、前記空調機は、外気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する外気処理空調機と、室内から排気された還気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する還気処理空調機を含み、 天井近傍には前記空調機により冷却処理した給気を吹き出す吹出口が設けられてなく、前記室内で作業が行われる時には、前記空調機により冷却処理した給気を前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気する置換還気方式により、室内下方の作業空間を１５℃以下、作業空間における風速を０．２０ｍ／ｓ以下として作業者にドラフトを感じさせず、吹き出された空気が室内の熱負荷によって加熱されて室の上部に上昇し、天井近傍の相対湿度を８０％以下で室内を空調することで天井近傍の結露発生を防止し、前記室内を乾燥させる時には、前記空調機により加熱処理した給気を前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気し、前記還気処理空調機は、前記室内で作業が行われる時には、前記室内の熱負荷によって加熱されて上昇した室内空気を吸い込んで冷却処理して給気し、前記室内を乾燥させる時には、加熱処理した空気を給気する中温パッケージであり、乾燥を行うために別途温風を供給する装置を設けないことを特徴とする、空調方法が提供される。

【0009】

この空調方法において、前記室内で作業が行われた後に、前記室内を洗浄し、前記室内を洗浄した後、前記室を乾燥させても良い。この場合、前記室内を洗浄する時には、冷却処理および加熱処理していない外気を給気として前記吹出口から前記室内に吹き出し、前記吸込口から室内空気を排気しても良い。また、前記室内で作業が行われる時の排気量に比べて、前記室を乾燥させる時の排気量が多くても良い。また、前記吹出口は、給気に旋回成分を与えて前記室内に吹き出すものであっても良い。

【0010】

また本発明によれば、作業が行われる室の空調を行う空調システムであって、 前記室の下部に設けられた吹出口と、前記吹出口から室内に給気を供給する空調機と、前記室の上部に設けられた吸込口と、吸込口から室内空気を排気する排気ファンを備え、前記空調機は、空気を加熱処理および冷却処理が可能な熱交換器と、前記熱交換器で加熱処理または冷却処理した空気を送風する送風ファンを備え、前記空調機は、外気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する外気処理空調機と、室内から排気された還気を加熱処理および冷却処理して前記吹出口から前記室内に給気する還気処理空調機を含み、天井近傍には前記空調機により冷却処理した給気を吹き出す吹出口が設けられてなく、前記室内で作業が行われる時には、前記空調機で冷却処理した給気が前記吹出口から前記室内に吹き出され、前記吸込口から室内空気が排気されて、置換還気方式により、室内下方の作業空間を１５℃以下、作業空間における風速を０．２０ｍ／ｓ以下として作業者にドラフトを感じさせず、吹き出された空気が室内の熱負荷によって加熱されて室の上部に上昇し、天井近傍の相対湿度を８０％以下で室内を空調することで天井近傍の結露発生を防止し、前記室内を乾燥させる時には、前記空調機で加熱処理した給気が前記吹出口から前記室内に吹き出され、前記吸込口から室内空気が排気され、前記還気処理空調機は、前記室内で作業が行われる時には、前記室内の熱負荷によって加熱されて上昇した室内空気を吸い込んで冷却処理して給気し、前記室内を乾燥させる時には、加熱処理した空気を給気する中温パッケージであり、乾燥を行うために別途温風を供給する装置を設けないことを特徴とする、空調システムが提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、室内で作業が行われる時には、空調機で冷却処理した給気を吹出口から室内に吹き出しつつ、吸込口から室内空気を排気することにより、食品工場等の室内を省エネルギーで快適かつ正常な環境に保つことができる。また、洗浄後において室内を乾燥させる時には、空調機で加熱処理した給気を吹出口から前記室内に吹き出しつつ、吸込口から室内空気を排気することにより、室内を速やかに乾燥させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態にかかる空調システムを説明するための概略構成図である。

【図2】給気チャンバの前面図である。

【図3】空調空間の室内側から見て反時計回転方向の旋回成分を給気に与えるようにフィンを取り付けた吹出口の正面図である。

【図4】空調空間の室内側から見て時計回転方向の旋回成分を給気に与えるようにフィンを取り付けた吹出口の正面図である。

【図5】隣り合う吹出口から吹き出される給気の旋回成分を交互に逆の回転方向とした吹出口の説明図である。

【図6】隣り合う吹出口から吹き出される給気の旋回成分を同じ回転方向とした吹出口の説明図である。

【図7】上下に配列された吹出口と横に配置された吹出口のいずれの間においても，隣り合う吹出口から吹き出される給気の旋回成分が，互いに逆の回転方向の関係となるように設定された吹出口の説明図である

【図8】上下に配列された吹出口の間では，隣り合う吹出口から吹き出される給気の旋回成分が，互いに逆の回転方向の関係となるが，横に配置された吹出口の間では，隣り合う吹出口から吹き出される給気の旋回成分が，互いに同じ回転方向の関係となるように設定された吹出口の説明図である。

【図9】給気チャンバの上方にカバー面を設けた実施の形態を示す側面図である。

【図10】給気チャンバの上方にカバー面を設けた実施の形態を示す正面図である。

【図11】給気チャンバの底面をドレンパン構造にした実施の形態を示す正面図である。

【図12】本発明の空調システムの実施例における、作業時での室の床上１ｍの位置における風速分布を示すグラフである。

【図13】本発明の空調システムの実施例における、作業時における室の垂直方向の温度分布を示すグラフである。

【図14】本発明の空調システムの実施例における、作業時における室の垂直方向の相対湿度分布を示すグラフである。

【図15】夏季において、低温パッケージを用いた混合方式で空調運転を行った場合と、本発明の空調システムで空調運転を行った場合を、作業時、洗浄時、乾燥時について動力を比較したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる空調システム１の構成を説明するための説明図である。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0015】

図１に示すように、食品や飲料などを取り扱う食品工場等の室１０の内部は、天井、床及び側壁で区画されている。室１０の内部には、食品や飲料の加工、充填などの作業を行うための作業台１１が置かれており、作業台１１の周りには、作業者１２が存在している。

【0016】

室１０内の下部には、給気チャンバ１５が複数箇所に設置されており、室１０の天井面には、室内空気の吸込口１６が複数箇所に設けられている。給気チャンバ１５の前面には、図３に示すように、室１０内に向かって給気ＳＡを吹き出すための複数の吹出口１７が縦横に並べて配置されている。

【0017】

複数台の給気チャンバ１５のうち、一部の給気チャンバ１５には、外気処理空調機２０で加熱処理または冷却処理された給気ＳＡが供給され、他の一部の給気チャンバ１５には、還気処理空調機２１で加熱処理または冷却処理された給気ＳＡが供給される。図示の形態では、外気処理空調機２０と還気処理空調機２１は、室１０の上方空間２２に設置されている。

【0018】

外気処理空調機２０の上流部（図１において、外気処理空調機２０の右端部）２５には、外気取り入れダクト２６が接続されている。外気取り入れダクト２６の途中には、ロールフィルタ２７が装着されている。外気処理空調機２０の下流部（図１において、外気処理空調機２０の左端部）３０には、給気チャンバ１５に給気するための給気ダクト３１が接続されている。外気処理空調機２０の内部において、上流部２５と下流部３０の間には、外気ＯＡを加熱処理および冷却処理する熱交換器３５と、給気ファン３６が設けられている。熱交換器３５には、配管３７を介して熱媒が供給されている。

【0019】

還気処理空調機２１の上流部（図１において、還気処理空調機２１の左端部）４０には、還気ダクト４１が接続されている。還気処理空調機２１の下流部（図１において、還気処理空調機２１の右端部）４２には、給気チャンバ１５に給気するための給気ダクト３１が接続されている。還気処理空調機２１の内部において、上流部４０と下流部４２の間には、還気ＲＡを加熱処理および冷却処理する熱交換器４５と、給気ファン４６が設けられている。熱交換器４５には、配管３７を介して熱媒が供給されている。

【0020】

給気チャンバ１５の前面に形成された各吹出口１７には、図３、４に示すように、複数のフィン５０がそれぞれ装着されている。各吹出口１７の中央に支持部材５１が設けてあり、各フィン５０は、この支持部材５１の周りに適当な等間隔で放射状に取り付けてある。また、吹出口１７から室１０の内部に向かって吹き出される給気ＳＡに旋回成分を与えるべく、各フィン５０は吹出口１７の中心軸１７’に対してそれぞれ傾斜して配置されており、図３と図４では、フィン５０の傾斜方向が逆向きの関係になっている。

【0021】

このように、各吹出口１７に傾斜したフィン５０を放射状に取り付けたことにより、給気チャンバ１５の内部から吹出口１７に向かって流れ込んできた給気ＳＡを、吹出口１７を通過する際に、各フィン５０に沿わせて強制的に流すことができる。これにより、吹出口１７から室１０内に向かって吹き出す給気ＳＡに、中心軸１７’を中心とする旋回成分を与えるようになっている。

【0022】

ここで、図３、４では、フィン５０の傾斜方向が互いに逆向きであり、図３に示したフィン５０によっては、吹出口１７を通過する際に、給気チャンバ１５の前面を室１０の内部から見た場合において、反時計回転方向の旋回成分が給気ＳＡに与えられる。一方、図４に示したフィン５０によっては、吹出口１７を通過する際に、給気チャンバ１５の前面を室１０の内部から見た場合において、時計回転方向の旋回成分が給気ＳＡに与えられる。

【0023】

前述のように給気チャンバ１５の前面には、複数の吹出口１７が縦横に並べて配置されているが、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分は、互いに逆の回転方向の関係になっている。即ち、例えば図５に示すように上下方向に並んだ４つの吹出口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを例にして説明すると、１番上の吹出口１７ａと上から３番目の吹出口１７ｃでは、フィン５０の傾斜方向が図３で説明した状態であり、これら吹出口１７ａと吹出口１７ｃからは、反時計回転方向の旋回成分を与えられた給気ＳＡが吹き出される。一方、上から２番目の吹出口１７ｂと４番目の吹出口１７ｄでは、フィン５０の傾斜方向が図４で説明した状態であり、これら吹出口１７ｂと吹出口１７ｄからは、時計回転方向の旋回成分を与えられた給気ＳＡが吹き出される。このように、隣り合う吹出口１７ａと吹出口１７ｂ、吹出口１７ｂと吹出口１７ｃ、吹出口１７ｃと吹出口１７ｄの間において、それぞれ互いに逆の回転方向に旋回する給気ＳＡを吹き出すようになっている。

【0024】

即ち、図６に示すように、上下方向に並んだ４つの吹出口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからいずれも同じ回転方向に旋回する給気ＳＡ（図６に示す例では、いずれも反時計回転方向に旋回する給気ＳＡ)を吹き出した場合、吹出口１７ａと吹出口１７ｂの間、吹出口１７ｂと吹出口１７ｃの間及び吹出口１７ｃと吹出口１７ｄの間において、互いに打ち消しあう方向に給気ＳＡが吹き出されることとなる。そうすると、各吹出口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄから吹き出される給気ＳＡの旋回成分が相殺されてしまう。

【0025】

一方、図５で説明したように、各吹出口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄから吹き出す給気ＳＡの旋回成分を交互に逆の回転方向とすれば、吹出口１７ａと吹出口１７ｂの間、吹出口１７ｂと吹出口１７ｃの間及び吹出口１７ｃと吹出口１７ｄの間のいずれにおいても、互いに同じ方向に給気ＳＡが吹き出されることとなるので、各吹出口１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄから吹き出される給気ＳＡの旋回成分が相殺されず、お互いに旋回運動を助長しあうようになる。

【0026】

なお、図５では、上下に配列された吹出口１７の関係について説明したが、先に図２で説明したように、給気チャンバ１５の前面には複数の吹出口１７が縦横に並べて配置されている。そこで、上下に配列された吹出口１７の関係のみならず、横に配置された吹出口１７の間においても、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに逆の回転方向の関係となるように、各吹出口１７に設けられたフィン５０の傾斜方向が設定されている。

【0027】

図１に示すように、室１０の天井面において複数箇所に設けられた吸込口１６のうち、一部の吸込口１６には、排気ファン５５を備えた排気ダクト５６が接続されている。また、他の一部の吸込口１６には還気ダクト４１が接続され、還気処理空調機２１の上流部４０に連通させられている。これにより、室１０の上部に溜まった室内空気（室１０内において作業者１２などの熱負荷によって加熱された空気)は、吸込口１６を経て排気され、その一部は排気ダクト５６を経て排気ＥＡとして外部に排出されるとともに、残りの一部が還気処理空調機２１の上流部４０に還気ＲＡとして導入されるようになっている。

【0028】

また、室１０の内部には、室１０内の空気を強制的に天井に向けて流動させる天井ファン５７が設置されている。

【0029】

さて、以上のように構成された置換換気システム１では、室１０内で例えば食品や飲料の加工、充填などの作業が行われる時には、外気処理空調機２０の熱交換器３５と還気処理空調機２１の熱交換器４５には、冷却用の熱媒が供給される。そして、外気処理空調機２０には、外気取り入れダクト２６を介してロールフィルタ２７で濾過された外気ＯＡが導入され、冷却処理される。こうして、外気処理空調機２０で冷却処理されて作られた給気ＳＡが、給気ファン３６によって給気ダクト３１を介して給気チャンバ１５に供給される。また、還気処理空調機２１には、室１０内から排出された還気ＲＡが還気ダクト４１を介して導入され、冷却処理される。こうして、還気処理空調機２１で冷却処理されて作られた給気ＳＡが、給気ファン４６によって給気ダクト３１を介して給気チャンバ１５に供給される。

【0030】

こうして、外気処理空調機２０および還気処理空調機２１で冷却処理された給気ＳＡが、複数の給気チャンバ１５を経て室１０内に供給される。そして、給気チャンバ１５前面の吹出口１７を通過する際に、吹出口１７に装着されたフィン５０により、給気ＳＡに対して旋回成分が与えられ、室１０内に向かって、各吹出口１７から旋回しながら給気ＳＡが吹出される。

【0031】

すると、各吹出口１７から吹き出した給気ＳＡに、室１０内の空気が誘引されて一緒に移動する誘引作用がはたらく。この場合、図示の空調システム１にあっては、吹出口１７から吹き出す給気ＳＡに旋回成分が与えられるので、給気ＳＡに誘引される室１０内の空気の誘引量（誘引比)が増加する。これに伴い、運動量保存則に従って給気ＳＡの速度は、各吹出口１７から吹き出した後、速やかに減速することとなる。なおこの場合、吹出口全体における給気ＳＡの平均風速は１ｍ/ｓ以下、例えば０．７ｍ/ｓにされる。

【0032】

こうして室１０内に供給された給気ＳＡは、温度差により、室１０内の下方に下降するように流れ、室１０内の下方の作業空間を低速で満たしていき、作業空間を低温な環境に保つことが可能となる。これにより、食品や飲料の加工、充填などの作業が行われる作業空間が好適な低温環境（例えば１５℃以下や１０℃以下等）に保たれる。また、室１０内に供給される給気ＳＡに旋回成分が与えられ、速やかに減速するので、作業空間にいる作業者１２にドラフトを感じにくくさせて不快感を低減することにより、作業性を向上させることができる。例えば、前述のように食肉加工工場などでは、作業領域を例えば１５℃以下や１０℃以下等の低温環境に維持することが求められる。特にこのような低温環境においては、ドラフトが生じると、作業者１２が寒く感じて著しく作業性が低下するが、本発明の空調システムでは、これを低減することができる。

【0033】

一方、室１０内には、発熱体としての作業者１２などが存在しているので、室１０内に供給されて作業者１２やその他の発熱機器類などに熱的に接触した給気ＳＡは、やがて加熱され、緩やかに上昇する。その上昇流により、室１０内において作業台１１や作業者１２の周りに生じた塵埃やガスなどの汚染物質を室１０内の上方に搬送することができる。

【0034】

そして、室１０内の上部に溜まった室内空気（加熱された空気)は、攪拌されることなく、即ち、室１０内下方の作業空間などの温度成層を乱すことなく、吸込口１６及び排気ダクト５６を経て、排気ファン５６によって外部に排気ＥＡされる。また、室１０内から排気された一部の空気は、還気ＲＡとして還気処理空調機２１に導入され、冷却処理された後、給気ＳＡとなって、再び給気チャンバ１５から室１０内に供給される。

【0035】

こうして、作業時には、低温の給気ＳＡを室１０内の下方に供給しつつ、室１０の上部から、加熱空気と共に塵埃やガスなどの汚染物質を排気することにより、室１０内の空調が行われ、室１０内の下方は清浄な給気ＳＡの低温環境に保たれる。

【0036】

次に、こうして室１０内で作業が行われた後は、室１０内を洗浄する工程が行われる。この洗浄工程では、洗剤や熱湯、水等を用いて室内の洗浄が行われる。なお、洗浄中は、室１０内に湯気やミストが発生するので、外気処理空調機２０の給気ファン３６を稼働させ、外気ＯＡを給気チャンバ１５から室１０内に導入し、室１０内の空気を、吸込口１６及び排気ダクト５６を経て、排気ファン５６によって速やかに外部に排気ＥＡすると良い。この場合、食肉加工等の作業時とは異なり、室内を低温環境にする必要がないため、外気処理空調機２０の熱交換器３５と還気処理空調機２１の熱交換器４５への熱媒の供給は停止させることができ、これにより省エネを図ることができる。

【0037】

一方、洗浄工程では室内に湿気が籠った状態となり、また、床面や壁面、天井面が濡れた状態となるので、そのまま放置すると結露やかびの原因となり、衛生的に問題を生じる恐れがある。そこで、洗浄工程を終了した後は、室１０内を乾燥させる工程を実施する。

【0038】

このように室１０内を乾燥させる時には、外気処理空調機２０の熱交換器３５には、加熱用の熱媒が供給される。そして、外気処理空調機２０には、外気取り入れダクト２６を介してロールフィルタ２７で濾過された外気ＯＡが導入され、加熱処理される。こうして、外気処理空調機２０で加熱処理されて作られた給気ＳＡが、給気ファン３６によって給気ダクト３１を介して給気チャンバ１５に供給される。また一方で、室１０内の空気を、吸込口１６及び排気ダクト５６を経て、排気ファン５６によって速やかに外部に排気ＥＡする。これにより、室１０内に加熱処理された給気ＳＡを供給して、速やかに乾燥させることができ、結露やかびの発生を防止できるようになる。

【0039】

なお、室１０内を乾燥させる場合は、外気処理空調機２０の給気ファン３６の動力を増やし、室１０内で作業が行われる時の外気処理空調機２０の給気量に比べて、室１０を乾燥させる時の外気処理空調機２０の給気量が多くなるように設定することが好ましい。この場合、給気量の増加の伴い、排気ファン５６の動力も増やし、排気量を多くするようにする。給気量や排気量を増加させる手段としては、インバータ制御やファンの運転台数増し等が考えられる。さらに、室１０内を乾燥させる場合は、天井ファン５７を稼働させ、室１０内の空気を強制的に天井に向けて流動させると良い。これにより、室１０内の乾燥を早め、特に乾燥させにくい天井も速やかに乾燥させ、また、湿分を含んだ空気を速やかに室外に排気させることができ、結露やかびの発生をより効果的に防止できるようになる。

【0040】

また、室１０内を乾燥させる場合は、還気処理空調機２１の熱交換器４５への熱媒の供給は停止しても構わない。あるいは、還気処理空調機２１において、室１０内から排出された還気ＲＡを還気処理空調機２１に取り込み、還気処理空調機２１で加熱処理した給気ＳＡを給気チャンバ１５に供給してもよい。

【0041】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0042】

図１では、外気ＯＡを処理する外気処理空調機２０と還気ＲＡを処理する還気処理空調機２１を別々に分けた形態を示したが、同じ空調機に外気ＯＡと還気ＲＡを導入して処理しても良い。なお、図１に示した実施の形態のように外気ＯＡを処理する外気処理空調機２０と還気ＲＡを処理する還気処理空調機２１を別々に分ける場合、例えば、外気処理空調機２０では常に一定風量で給気ＳＡを供給し、還気処理空調機２１では外気処理空調機２０の給気ＳＡよりも低い温度の給気ＳＡ（例えば、外気処理空調機２０の給気ＳＡが１３℃に対して、還気処理空調機２１の給気ＳＡが１０℃）を風量可変に供給し、室１０内の作業域の温度に応じて還気処理空調機２１の給気ＳＡの風量を増減させることで、室１０内の作業域の温度を一定に保つことができる。また、図１に示した実施の形態のように、吸込口１６から排気する室内空気は、一部を排気ＥＡとして外部に排出し、残りの一部を還気ＲＡとして再利用しても良いし、あるいは、吸込口１６から排気する室内空気の全部を排気ＥＡとして外部に排出しても良く、また、吸込口１６から排気する室内空気の全部を還気ＲＡとして再利用しても良い。

【0043】

ここで、例えば食肉加工工場では、加工などの作業の時には菌の増殖を防止するために作業領域を所定の低温環境（例えば１５℃以下や１０℃以下等）に維持することが求められ、また、作業終了後には室１０内を洗浄した後、加熱処理した空気を供給して室１０内を乾燥する。混合空調方式で前述の低温環境を実現するには、低温パッケージを用いる必要が生じるが、低温パッケージは暖房運転ができないため、室１０内の乾燥を行うためには温風を供給するための装置を別途設置する必要がある。低温パッケージの製品の型式として、例えば、ＰＣＴＦＸ−Ｐ２４５ＬＡ（三菱電機（株）製）、ＰＣＴＦＳ−Ｐ３７５ＬＡ（三菱電機（株）製）などが例示される。

【0044】

しかし、本実施形態では、置換換気方式として室１０の上部に吸込口１６を設けてあるので、還気処理空調機２１は室１０の上部に溜まった加熱された空気を吸い込む。したがって、還気処理空調機２１の吸込温度を、混合空調方式と比較して高くすることができるので、還気処理空調機２１に中温パッケージを用いることができる。中温パッケージであれば暖房運転が可能なので、室１０内の洗浄後の乾燥を行うために別途温風を供給する装置を設置する必要がなく、システム全体を安価に構成することができる。中温パッケージの製品の型式として、例えば、ＲＡＳ−ＡＰ２８０ＬＶＨ２（日立アプライアンス（株）製）などが例示される。

【0045】

また図３、４では、支持部材５１に複数のフィン５０を放射状に取り付けた例を説明したが、各吹出口１７に装着されるフィン５０の構成は、この形態に限定されない。例えば本出願人が先に特開平９-２５０８０３号の図５で開示した旋回流形成板の如き、平板からフィンを打ち抜いて形成した構成を採用しても良い。いずれにしても、旋回成分を与えることができる構成であれば良い。また、給気チャンバ１５の前面に縦横に並べて配置された複数の吹出口１７において、図７に示すように、上下に配列された吹出口１７と横に配置された吹出口１７のいずれの間においても、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに逆の回転方向の関係となるように設定されていてもよい。また一方、図８に示すように、上下に配列された吹出口１７の間では、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに逆の回転方向の関係となるが、横に配置された吹出口１７の間では、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに同じ回転方向の関係となるように設定されていてもよい。また逆に、図示はしないが、横に配列された吹出口１７の間では、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに逆の回転方向の関係となるが、上下に配置された吹出口１７の間では、隣り合う吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、互いに同じ回転方向の関係となるように設定されていてもよい。また、全部の吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、いずれも同じ回転方向の関係となるように設定されていてもよい。更に、各吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分が、不規則に同じ回転方向となったり逆の回転方向となるように設定されていてもよい。各吹出口１７から吹き出される給気ＳＡの旋回成分の回転方向は、任意に設定できる。

【0046】

また、図１に示す本実施形態のように、給気ダクト３１および給気チャンバ１５が室１０内に設置される場合、図９、１０に示すように、給気チャンバ１５の上面に接続される給気ダクト３１を覆うように、カバー面６０を設けることが好ましい。この場合、カバー面６０の前面を、吹出口１７のある給気チャンバ１５の前面を含む、室１０内に露出した側周面と同一面に配置し、これを天井面まで伸ばせば、室１０内で発生した塵埃などが給気チャンバ１５の上面に溜まることが無く、衛生的である。なお、同様の理由から、給気チャンバ１５や給気ダクト３１を室１０の壁の中に収納しても良い。なお、カバー面６０には、例えば断熱パネルを用いる。その表面は、洗浄によって腐食しないようにＳＵＳやめっき鋼板、塗装鋼板などで構成すると良い。

【0047】

また、図１１に示すように、給気チャンバ１５の底面６１を、支持部材６２によって室１０の床面から上方に持ち上げて設置しても良い。この場合、給気チャンバ１５の底面６１を傾斜させ、その最下部に排水口６３を設けたドレンパン構造とすれば、洗浄工程を行う際に、給気チャンバ１５の内部まで水洗した際に、洗浄液を排水口６３から速やかに排出でき、給気チャンバ１５の内部まで清潔にできるようになる。なお、給気チャンバ１５の内部を水洗しやすくするために、例えば給気チャンバ１５の前面を開放できる構造とすることが望ましい。また、給気チャンバ１５の前面をメッシュやパンチングメタルなどで保護しても良い。なお、洗浄によって腐食しないように、給気チャンバ１５はＳＵＳやめっき鋼板、塗装鋼板などで構成すると良い。

【0048】

また、吸込口１６を室１０の天井に形成した例を示したが、壁面の上方に吸込口１６を設けても良い。また、排気ファン５５を省略し、室１０内の下方に供給した給気ＳＡによって、室１０の上部に溜まった加熱空気を順次押し出すようにしても良い。更に、本発明の空調システムは、食品や飲料などを取り扱う食品工場等の室１０の空調に限らず、人間や各種機器類などが存在する種々の室の空調について適用できる。

【実施例】

【0049】

本発明の空調システムについて、実施例を行った。図１２は、作業時における室の床上１ｍの位置における風速分布を示すグラフである。横軸と縦軸は基準とする壁面からの距離を示し、Ｘ方向４〜３６ｍ、Ｙ方向３．７５〜２６．２５ｍの範囲で風速分布を示す。図中斜線部分の風速は０．１０〜０．２０ｍ／ｓであり、無印部分（斜線部分のその他の部分）の風速は０．００〜０．１０ｍ／ｓであった。このように、本発明の空調システムでは、作業空間にいる作業者にドラフトをほとんど感じさせない。

【0050】

図１３は、作業時における室の垂直方向の温度分布を示すグラフである。測定位置Ａ、Ｂ、Ｃを図１２に示した。このように、本発明の空調システムでは、床上１ｍ当りの作業空間では１１℃程度となり、天井近傍では１６℃程度となり、作業空間だけを好適な低温環境に冷房できていた。

【0051】

図１４は、作業時における室の垂直方向の相対湿度分布を示すグラフである。測定位置Ａ、Ｂ、Ｃを図１２に示した。このように、本発明の空調システムでは、ウェットな生産環境でも天井近傍の相対湿度が８０％以下となって結露が無く、カビが生えにくい環境を実現できた。

【0052】

図１５は、夏季において、低温パッケージを用いた混合方式で空調運転を行った場合と、本発明の空調システムで空調運転を行った場合を、作業時（稼働）、洗浄時（洗浄）、乾燥時（乾燥）について動力を比較したグラフである。作業時、洗浄時、乾燥時の何れにおいても、混合方式の従来例に比べて本発明の空調システムは約半分程度の省エネとなった。

【符号の説明】

【0053】

ＳＡ 給気
ＯＡ 外気
ＲＡ 還気
ＥＡ 排気
１ 空調システム
１０ 室
１１ 作業台
１２ 作業者
１５ 給気チャンバ
１６ 吸込口
１７ 吹出口
１７’ 中心軸
２０ 外気処理空調機
２１ 還気処理空調機
２２ 上方空間
２５ 上流部
２６ 外気取り入れダクト
２７ ロールフィルタ
３０ 下流部
３１ 給気ダクト
３５ 熱交換器
３６ 給気ファン
３７ 配管
４０ 上流部
４１ 還気ダクト
４２ 下流部
４５ 熱交換器
４６ 給気ファン
５０ フィン
５１ 支持部材
５５ 排気ファン
５６ 排気ダクト
５７ 天井ファン
６０ カバー面
６１ 底面
６２ 支持部材
６３ 排水口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】