(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023137319
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】空調システム
(51)【国際特許分類】
F24F 3/14 20060101AFI20230922BHJP
F24F 11/70 20180101ALI20230922BHJP
F24F 6/00 20060101ALI20230922BHJP
F24F 7/007 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
F24F3/14
F24F11/70
F24F6/00 E
F24F7/007 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022043467
(22)【出願日】2022-03-18
(71)【出願人】
【識別番号】000001834
【氏名又は名称】三機工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000512
【氏名又は名称】弁理士法人山田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮本 健太
(72)【発明者】
【氏名】樋口 康博
【テーマコード（参考）】
3L053
3L055
3L056
3L260
【Ｆターム（参考）】
3L053BC02
3L053BC05
3L055BB11
3L055DA05
3L056BD03
3L056BF06
3L260AA05
3L260AA11
3L260AB13
3L260AB14
3L260AB15
3L260BA05
3L260BA06
3L260BA13
3L260CA33
3L260CB64
3L260EA07
3L260FA06
3L260FB67
(57)【要約】
【課題】外気の加湿に係るエネルギーを節減しつつ、反応性の良い加湿を実現し得る空調システムを提供する。
【解決手段】外気加湿器２ｃと冷却器２ｆとを備え、外気加湿器２ｃによる加湿運転と、冷却器２ｆによる除湿運転と、加湿および除湿を行わない非加湿非除湿運転とを切り替えて実行可能に構成された外調機２と、対象空間Ｓから取り込んだ還気Ａ３と外調機２から取り込んだ外気Ａ０との混合空気の温度を調整して対象空間Ｓに供給する空調機１と、外調機２の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器１３ｂとを備え、外調機２においてＬ加湿上限値を下回る場合に加湿運転を実行し、除湿下限値を上回る場合に除湿運転を実行し、前記加湿上限値は前記除湿下限値よりも低い値に設定され、外調機２において非加湿非除湿運転を行う際には、必要に応じて気化式の加湿器１３ｂで加湿を行う。
【選択図】図１
【解決手段】外気加湿器２ｃと冷却器２ｆとを備え、外気加湿器２ｃによる加湿運転と、冷却器２ｆによる除湿運転と、加湿および除湿を行わない非加湿非除湿運転とを切り替えて実行可能に構成された外調機２と、対象空間Ｓから取り込んだ還気Ａ３と外調機２から取り込んだ外気Ａ０との混合空気の温度を調整して対象空間Ｓに供給する空調機１と、外調機２の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器１３ｂとを備え、外調機２においてＬ加湿上限値を下回る場合に加湿運転を実行し、除湿下限値を上回る場合に除湿運転を実行し、前記加湿上限値は前記除湿下限値よりも低い値に設定され、外調機２において非加湿非除湿運転を行う際には、必要に応じて気化式の加湿器１３ｂで加湿を行う。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象空間に対し導入する外気に対し加湿を行う蒸気式の外気加湿器と、外気を冷却する冷却器とを備え、前記外気加湿器による加湿運転と、前記冷却器による除湿運転と、加湿および除湿を行わない非加湿非除湿運転とを切り替えて実行可能に構成された外調機と、
対象空間から取り込んだ還気と前記外調機から取り込んだ外気との混合空気の温度を調整して対象空間に供給する空調機と、
前記外調機の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器と
を備え、
前記外調機における加湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された加湿上限値を下回る場合に実行され、
前記外調機における除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された除湿下限値を上回る場合に実行され、
前記加湿上限値は、前記除湿下限値よりも低い値に設定され、
前記外調機における非加湿非除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が前記加湿上限値以上前記加湿下限値以下の場合に実行され、
少なくとも前記外調機において非加湿非除湿運転を行う際、必要に応じて前記気化式の加湿器で加湿を行うよう構成されたこと
を特徴とする空調システム。
対象空間から取り込んだ還気と前記外調機から取り込んだ外気との混合空気の温度を調整して対象空間に供給する空調機と、
前記外調機の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器と
を備え、
前記外調機における加湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された加湿上限値を下回る場合に実行され、
前記外調機における除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された除湿下限値を上回る場合に実行され、
前記加湿上限値は、前記除湿下限値よりも低い値に設定され、
前記外調機における非加湿非除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が前記加湿上限値以上前記加湿下限値以下の場合に実行され、
少なくとも前記外調機において非加湿非除湿運転を行う際、必要に応じて前記気化式の加湿器で加湿を行うよう構成されたこと
を特徴とする空調システム。
【請求項2】
前記外調機において、
加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、
除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値よりも低い値に設定されること
を特徴とする請求項１に記載の空調システム。
加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、
除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値よりも低い値に設定されること
を特徴とする請求項１に記載の空調システム。
【請求項3】
前記外調機において、
加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、前記加湿上限値と同じ値に設定され、
除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、前記除湿下限値と同じ値に設定されること
を特徴とする請求項２に記載の空調システム。
加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、前記加湿上限値と同じ値に設定され、
除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、前記除湿下限値と同じ値に設定されること
を特徴とする請求項２に記載の空調システム。
【請求項4】
前記対象空間から前記空調機に還気を導く還気路と、
前記還気路に対し外気を導入する外気供給路と
を備え、
前記還気路は、
前記気化式の加湿器を備えた加湿路と、
加湿器を備えない非加湿路とに分岐し、
前記加湿路および前記非加湿路を流通する空気は、下流側において前記空調機に導入されると共に、
前記加湿路を流通する空気と、前記非加湿路を流通する空気の相対的な流量が調整可能に構成されていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
前記還気路に対し外気を導入する外気供給路と
を備え、
前記還気路は、
前記気化式の加湿器を備えた加湿路と、
加湿器を備えない非加湿路とに分岐し、
前記加湿路および前記非加湿路を流通する空気は、下流側において前記空調機に導入されると共に、
前記加湿路を流通する空気と、前記非加湿路を流通する空気の相対的な流量が調整可能に構成されていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項5】
前記対象空間から前記空調機に還気を導く還気路と、
前記還気路に対し外気を導入する外気供給路と
を備え、
前記還気路に前記気化式の加湿器を備えていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
前記還気路に対し外気を導入する外気供給路と
を備え、
前記還気路に前記気化式の加湿器を備えていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
【請求項6】
前記気化式の加湿器として、対象空間の室内空気を取り込み、加湿して対象空間に供給する室内加湿器を備えていること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外調機を備えて必要に応じ外気を調和して対象空間へ供給する機能を備えた空調システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ある種の工業製品の工場やサーバルーム、その他の各種の施設には、年間を通じて目的の室内における空気の温度と湿度を一定の範囲内に保つために空調システムが設置される。特に室内に高負荷の発熱体が存在しながら、前記空気温湿度の一定範囲内保持という目的を達成するために年間冷房が要求される室のための空調システムが設置される。下記特許文献１は、こうした空調システムの一例を示すものであり、対象空間（内調空間）の空気の一部を排気すると共に外気を取り入れながら、室内側の空調機（内調機）と対象空間との間で空気を循環させる仕組みが記載されている。
【0003】
このような空調システムを運転するにあたり、外気の状態は無論、その地域や季節、その時の気象といった条件によって様々である。室内の定常的な熱負荷や建屋負荷に比べても、室内温湿度にとって導入する外気はさらなる外乱となる。そこで、こうした空調システムでは、外気の状態（温度や湿度）を調整するための外調機を備え、該外調機によって外気の状態をある程度調整してから室内に導入あるいは室内側の空調に導入し、室内側の前記空調機でさらに調和外気と還気との混合空気を調和して対象空間に供給するようになっている。
【0004】
日本の場合、空気が乾燥する冬期には室内条件に対して外気の絶対湿度が不足し、逆に高温多湿な夏季には外気の絶対湿度が過剰になりがちである。そこで外気に対し、必要に応じて冬期には加湿が、夏期には除湿がそれぞれ行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－２１６３３０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、空調を行うにあたり、要求される温度や湿度の条件には、多くの場合、ある程度の幅がある。例えば、工業製品の工場やサーバルームでは、施設の室内には発熱源があってその熱を除去しないと室内温度が上がってしまい製品の耐熱やサーバの集積回路の耐熱を超えてしまう場合があるが、この空調では温度としての冷却が主であり、室内での潜熱の発生はなく、物の表面が高温のために空気の湿度が高い由来からくる結露は生じにくい。このような場合の要求される室内空気温湿度は幅がある。また例えば、工業製品の工場やサーバルームでは、室内の低湿度による帯電による製品やサーバ集積回路の高電圧破壊などが問題となるが、この低湿度は保健空調の場合の人の保健上の低湿度相対湿度閾値４０％ＲＨよりも低い相対湿度域で発生する。また相対湿度が空気内水分の性質として帯電上問題となるが、同じ絶対湿度の空気でも温度を下げると相対湿度は上げることができる。このような場合にも要求される室内空気温湿度は幅がある。そこで、例えば加湿または除湿を行う際の条件や、加湿運転や除湿運転を行うにあたっての湿度に関する目標値の設定を時期によって変更し、冬期に加湿運転を行う場合には加湿運転の実行の条件としての外気の湿度に関する値（露点温度または絶対湿度）を低めに設定すると共に湿度の目標設定値を低めにし、夏期に除湿運転を行う場合には除湿運転の実行の条件としての外気の湿度に関する値を高めに設定すると共に湿度の目標設定値を高めにすると、外気を目標の湿度範囲に整えるにあたり無駄な除湿や加湿をすることなく、湿度の調整に係るエネルギーを節約することができる。
【0007】
こうした湿度に係る各種の設定値の調整は、従来においても外調機の出口温湿度の設定などとしてオペレータが手動で行う場合があった。しかしながら、その際の設定値等に係る判断については主にオペレータの経験によっており、経験や技量の不足するオペレータが操作する場合には、必ずしも最適な判断ができずに無駄な加湿や除湿が行われてしまうことがあった。
【0008】
本発明は、斯かる実情に鑑み、対象空間に対し導入する外気の加湿に関し、時期に応じた運転を適切に行って加湿に係るエネルギーを節減し得る空調システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、対象空間に対し導入する外気に対し加湿を行う蒸気式の外気加湿器と、外気を冷却する冷却器とを備え、前記外気加湿器による加湿運転と、前記冷却器による除湿運転と、加湿および除湿を行わない非加湿非除湿運転とを切り替えて実行可能に構成された外調機と、対象空間から取り込んだ還気と前記外調機から取り込んだ外気との混合空気の温度を調整して対象空間に供給する空調機と、前記外調機の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器とを備え、前記外調機における加湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された加湿上限値を下回る場合に実行され、前記外調機における除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が予め設定された除湿下限値を上回る場合に実行され、前記加湿上限値は、前記除湿下限値よりも低い値に設定され、前記外調機における非加湿非除湿運転は、前記外調機に取り込まれる外気の露点温度または絶対湿度が前記加湿上限値以上前記加湿下限値以下の場合に実行され、少なくとも前記外調機において非加湿非除湿運転を行う際、必要に応じて前記気化式の加湿器で加湿を行うよう構成されたことを特徴とする空調システムにかかるものである。
【0010】
本発明の空調システムにおいては、前記外調機において、加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値は、除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値よりも低い値に設定することができる。
【0011】
本発明の空調システムにおいてはさらに、前記外調機において、加湿運転を行う際における加湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値を、前記加湿上限値と同じ値に設定し、除湿運転を行う際における除湿後の外気の露点温度または絶対湿度の設定値を、前記除湿下限値と同じ値に設定することができる。
【0012】
本発明の空調システムは、前記対象空間から前記空調機に還気を導く還気路と、前記還気路に対し外気を導入する外気供給路とを備え、前記還気路は、前記気化式の加湿器を備えた加湿路と、加湿器を備えない非加湿路とに分岐し、前記加湿路および前記非加湿路を流通する空気は、下流側において前記空調機に導入されると共に、前記加湿路を流通する空気と、前記非加湿路を流通する空気の相対的な流量を調整可能に構成することができる。
【0013】
また、本発明の空調システムは、前記対象空間から前記空調機に還気を導く還気路と、前記還気路に対し外気を導入する外気供給路とを備え、前記還気路に前記気化式の加湿器を備えて構成してもよい。
【0014】
また、本発明の空調システムは、前記気化式の加湿器として、対象空間の室内空気を取り込み、加湿して対象空間に供給する室内加湿器を備えて構成してもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明の空調システムによれば、対象空間に対し導入する外気の加湿に関し、時期に応じた運転を適切に行って加湿に係るエネルギーを節減するという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施による空調システムのシステム構成の一例（第一実施例）を示すブロック図である。
【図2】加湿器に対する水の供給機構の一例を示すブロック図である。
【図3】第一実施例の空調システムの冬期稼働時における空気の状態の変化の一例を示す空気線図である。
【図4】第一実施例の空調システムの夏期稼働時における空気の状態の変化の一例を示す空気線図である。
【図5】外調機における加湿運転、除湿運転および非加湿非除湿運転における露点温度と制御量の関係の一例を概念的に示す図である。
【図6】本発明の実施による空調システムのシステム構成の別の一例（第二実施例）を示すブロック図である。
【図7】第二実施例の空調システムの冬期稼働時における空気の状態の変化の一例を示す空気線図である。
【図8】本発明の実施による空調システムのシステム構成の別の一例（第二実施例）を示すブロック図である。
【図9】第二実施例の空調システムの冬期稼働時における空気の状態の変化の一例を示す空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【0018】
図１は本発明の実施による空調システムのシステム構成の一例（第一実施例）を示している。本第一実施例の空調システムは、対象空間Ｓとの間で空気を循環させつつ、温度および湿度の調整された空気を対象空間Ｓへ供給する空調機１と、該空調機１と対象空間Ｓとの間の空気の循環路に対し、必要に応じて状態を調整された外気を供給する外調機２とを備えている。
【0019】
空調機１は、例えばフィルタや循環空気と熱媒や冷熱媒とで熱交換する熱交換器およびファンを備えたＡＨＵ等と称される一般的な空調機である（空調機１内部の具体的な構成については、本発明の趣旨と直接関係しないため詳しい図示や説明は省略する）。空調機１の出側は、対象空間Ｓの天井に設けられた送風口３と給気路４によって接続されている。対象空間Ｓの適宜位置（ここでは、天井）には還気口５が設けられ、該還気口５は空調機１の入側と還気路６によって接続されている。また、対象空間Ｓの別の位置（ここでは、天井）には排気口７が設けられ、該排気口７には排気路８が接続されており、対象空間Ｓ内の空気は排気口７から排気路８を通じて図示しない排気ファンにより適宜屋外へ排出されるようになっている。
【0020】
外調機２は、取り込んだ外気中に含まれる塵埃を除去するフィルタ２ａと、外気を加熱する加熱器としての加熱コイル２ｂと、外気を冷却する冷却器としての冷却コイル２ｆと、外気に対して加湿を行う加湿器（外気加湿器）２ｃと、外気の取込みと供給を駆動するファン２ｄを内蔵している。また、外調機２の前段には、加熱コイル２ｂに通す前の外気を予熱する予熱器としての予熱コイル２ｅが設けられている。加熱コイル２ｂ、冷却コイル２ｆおよび予熱コイル２ｅは、例えばフィンを備えた伝熱管の内部を熱媒が流通する一般的な型式の熱交換器である。
【0021】
ファン２ｄの作動によって取り込まれる外気は、予熱コイル２ｅにより必要に応じて予熱された後、外調機２内のフィルタ２ａで塵埃を除去され、加熱コイル２ｂおよび冷却コイル２ｆにより必要に応じて温度を調整され、さらに外気加湿器２ｃにより必要に応じて加湿されて下流へ送り出されるようになっている。外調機２の出側は、外気供給路９を介して還気路６の途中に接続されており、外調機２から送り出される空気が還気路６を流通する空気と混合されるようになっている。
【0022】
外気加湿器２ｃは、蒸気式の加湿器であり、外調機２の外部に設けられた図示しないボイラ等の蒸気発生器から供給される蒸気を、外調機２内における空気の流路に噴射するようになっている。外気加湿器２ｃに蒸気を供給する流路の途中には蒸気供給弁１０が備えられ、該蒸気供給弁１０の開閉および開度の調整により、外調機２に取り込まれる外気に対する蒸気の供給の有無および供給量が調整されるようになっている。
【0023】
冷却コイル２ｆは、上述の通り表面にフィンを設けた伝熱管により構成された熱交換器であり、稼働時には、外部に設けられた冷凍機等の熱源から供給される冷媒としての冷水を伝熱管の内部に流通させ、前記伝熱管の外側を流通する空気との間で熱交換を行って空気を冷却するようになっている。さらにこの冷却コイル２ｆの伝熱管とフィンとの表面温度が外側を触って通過する空気の露点温度未満であれば、前記表面温度であるコイル表面で空気中水分が凝縮し、除湿ができる。冷却コイル２ｆに冷媒を供給する流路の途中には冷媒供給弁１８が備えられ、該冷媒供給弁１８の開閉および開度の調整により、外調機２に取り込まれる外気の冷却量が調整されるようになっている。冷媒供給弁１８の開閉および開度は、制御部１１によって制御される。
【0024】
また、外気供給路９における予熱コイル２ｅの上流側の位置、および外調機２の下流側の位置にはそれぞれ、外気供給路９を流通する外気の露点温度を計測する露点温度計１９，１２が備えられている。
【0025】
制御部１１は、空調システムに取り込まれる前の外気の状態を露点温度計１９により把握し、該露点温度計１９により把握される外気の露点温度に応じ、外調機２における運転状態（次に述べる加湿運転や除湿運転、さらに後述する非加湿非除湿運転）の切替えを行う。また、制御部１１は、これらの運転を行う際、露点温度計１２の測定値によって外調機２を通過後の外気の状態を把握し、これに応じて蒸気供給弁１０または冷媒供給弁１８の開閉の切替えおよび開度の調整を自動で行うようになっている。
【0026】
すなわち、冬期の加湿運転において、対象空間Ｓ内で要求される空気の湿度に対し、外気の絶対湿度が大きく不足する場合は蒸気供給弁１０を開きまたは開度を大きくして外気により多くの蒸気を供給し、外気の湿度がさほど大きくは不足しない場合には蒸気供給弁１０を閉じまたは開度を小さくして外気に対する蒸気の供給量を抑える。また、夏期の除湿運転において、要求される空気の湿度に対し、外気の絶対湿度が大きく超過する場合は、冷媒供給弁１８を開きまたは開度を大きくすることで、もともと冷媒温度は外気露点温度未満であるところその流量を多くして、外気との温度平衡により冷却コイルの表面の露点温度以下面積を増大させることになり、冷却コイル内を通過する外気を露点以下の温度まで強く冷却して除湿を行い、外気の絶対湿度がさほど高くない場合には冷媒供給弁１８を閉じまたは開度を小さくして外気の冷却量を抑える。尚、冬期および夏期における加湿運転・除湿運転やそれらの切替えについては、後に改めて詳述する。
【0027】
また、還気路６は、外気供給路９の合流点より下流の位置において加湿路１３と非加湿路１４とに分岐するバイパス構造をなしており、加湿路１３と非加湿路１４は、さらに下流側の空調機１より上流側の位置にて再び一本の還気路６として合流している。
【0028】
加湿路１３および非加湿路１４の途中には、それぞれ流通する空気の流量を調整するための流量調整部としてのダンパ１３ａ，１４ａが設けられている。ダンパ１３ａ，１４ａの開度は、制御部１５によって制御される（尚、上に述べた蒸気供給弁１０の制御を行う制御部１１と、このダンパ１３ａ，１４ａの制御を行う制御部１５は、互いに別の制御装置として構成してもよいし、同一の装置に備えられた別々の機能として構成してもよい）。
【0029】
加湿路１３の途中におけるダンパ１３ａより下流側の位置には、加湿路１３を流通する空気に対し加湿を行うための加湿器（混気加湿器）１３ｂが設けられている。
【0030】
混気加湿器１３ｂは、気化式の加湿器であり、加湿路１３の途中に設けられた気化エレメントとして構成されている。気化エレメントである混気加湿器１３ｂには、図２に示す如く、加湿路１３の外部に設けられた貯留槽１６から水が汲み出されて滴下されるようになっている。混気加湿器１３ｂに滴下された水のうち蒸発しなかった分は、下方に流れて再び貯留槽１６へ戻される。貯留槽１６には水位計１６ａが設けられ、貯留された水の量が少なくなると、外部の水供給源から貯留槽１６へ水が供給されるようになっている。
【0031】
図１に示す如く、対象空間Ｓ内の適宜位置（ここでは、天井付近）には温湿度計１７が設けられており、後述するように、対象空間Ｓ内の空気の状態に応じてダンパ１３ａ，１４ａの開度を調整するようになっている。
【0032】
尚、流量調整部の具体的な構成は、ここに示したようなダンパに限定されない。後述するように、加湿路１３、非加湿路１４の相対的な流量を調整可能であれば、流量調整部としてはどのような仕組みを採用してもよい。例えば、加湿路１３と非加湿路１４にそれぞれファンを設け、各該ファンの回転数を調整することで相対的な流量を調整するといったことも理論上は可能である。ただし、本発明を実施するにあたり、流量調整部はここに例示したようなダンパとして構成すれば、簡単な構成により後述する流量調整を好適に行うことができる。
【0033】
また、ここでは空調機１や給気路３、還気路６あるいはその他の空調システムを構成する各部を単純化して図示したが、これはあくまで模式図である。実際の空調システムの構成は、こうした模式図よりは複雑であることが通常であり、例えば空調機１の台数や給気路３、還気路６の本数や形状、その他各部の具体的な構成は、図１とは異なっていてもかまわない。
【0034】
次に、上記した本第一実施例の作動を説明する。
【0035】
上記空調システムの運転中、空調機１からは、適当な状態に調和された空気が給気Ａ１として対象空間Ｓに供給され、対象空間Ｓ内の空気（室内空気Ａ２）は、一部が還気Ａ３として還気口５から取り込まれ、還気路６を通じて空調機１に戻される。
【0036】
これに加え、外調機２からは外気Ａ０が取り込まれ、予熱コイル２ｅ、加熱コイル２ｂ、冷却コイル２ｆおよび外気加湿器２ｃにより必要に応じて温度・湿度を調整されたうえで、外気供給路９から還気路６に供給される。空調機１では、還気口５から還気Ａ３として取り込まれた空気と、外調機２から取り込まれた外気Ａ０が混合した空気（以下、混気Ａ５と称する）が調和され、給気Ａ１として対象空間Ｓに供給される。また、室内空気Ａ２の別の一部は、排気Ａ４として排気口７から排気路８を通じて排出される。
【0037】
こうして、一部は外気Ａ０として新しく取り込まれ、また一部は排気Ａ４として排出されることで適度に換気が行われながら、空調機１と対象空間Ｓの間で空気が循環される。
【0038】
このような運転において、本第一実施例の場合、さらに加湿路１３と非加湿路１４によって構成される還気路６のバイパス構造により、必要に応じて混気Ａ５に対し加湿が行われる。
【0039】
すなわち、還気路６を流通する混気Ａ５は、バイパス構造をなす加湿路１３と非加湿路１４に各々設けられたダンパ１３ａ，１４ａの開度の比に応じ、加湿路１３または非加湿路１４のいずれか又は両方を流通するが、このとき、制御部１５は、温湿度計１７を通じて把握された室内空気Ａ２の状態に基づいてダンパ１３ａ，１４ａの開度を調整する。室内空気Ａ２に、より多くの湿度が必要と判断される場合には、ダンパ１４ａの開度に対してダンパ１３ａの開度を相対的に大きくし、より多くの混気Ａ５を加湿路１３に流通させ、逆に室内空気Ａ２の湿度が高い場合には、ダンパ１４ａの開度に対してダンパ１３ａの開度を相対的に小さくするのである。加湿路１３の途中には混気加湿器１３ｂが設けられている一方、非加湿路１４には加湿器が設けられていないので、このように加湿路１３と非加湿路１４を流通する空気の流量比を調整することで、空調機１に導入される前の空気（混気Ａ５）の湿度を調整することができる。
【0040】
そして、このような加湿路１３と非加湿路１４のバイパス構造による湿度制御によれば、エネルギー消費の少ない気化式の加湿器（混気加湿器１３ｂ）を用いながら、湿度に関してある程度制御性の高い運転が可能である。
【0041】
一般的に、気化式の加湿器は応答性に関して弱点を有している。湿度上昇の要求に応じてエレメントに水を供給してから水が蒸発して湿度が上昇するまでの間に、表面が乾いたエレメントに対して滴下水が十分にいきわたって安定した気化水分とその後の気化しにくい余剰供給水分の制御による減少との平衡が図れて初めて実際の湿度となった空気が後段に流れるので、加湿量を変更するには平衡がはかれるまでタイムラグがある（また、湿度低下の要求に応じてエレメントへの水の供給を停止してから、エレメントの水が蒸発しきって湿度が低下するまでの間にタイムラグがある）ためである。その一方で、空気のもつ熱を利用して加湿を行うため、水の気化に別途エネルギーを使用せず、エネルギー効率が良いという利点がある。これに対し、蒸気式の加湿器は、空気に対し水分を水蒸気の形で直接供給することができるため必要な水分量を噴出してすぐに空気中に取り込まれるので、迅速な加湿及び迅速に安定する加湿量制御が可能である一方、ボイラ等によって蒸気を発生させる必要があり、そのために燃料燃焼の千℃に近い高い温度熱場のエネルギーを１００℃強の低い温度熱場の水蒸気に利用するために、エネルギーカスケードの利用が悪く、無駄な余分のエネルギー消費が生じるという弱点がある。また、前述のように空気の熱により気化加湿が可能なところ、この空気熱を利用せずにかえって蒸気で空気を加熱することとなり、循環空調系では電気利用する冷凍機で冷凍する冷水により、蒸気で加熱された分も含めて空気を冷却するという、二重のエネルギー使用となりさらに無駄が生じてしまう。
【0042】
本第一実施例では、混気Ａ５の加湿を行うための加湿器として気化式の混気加湿器１３ｂを備えているが、ここで混気Ａ５の流路に関して図１に示す如きバイパス構造を採用することで、気化式の加湿器における応答性の低さという弱点をある程度克服し、従来の一般的な気化式の加湿器を用いる場合を比較すると良好な応答性を実現している。すなわち、混気加湿器１３ｂに対しては常時水を供給しておき、湿度を上昇させたい場合には加湿路１３への混気Ａ５の流量を増すようにすれば、水分を含むエレメントを混気Ａ５が通過することですぐに湿度が上昇するし、湿度を低下ないし湿度の上昇を止めたい場合には、加湿路１３への混気Ａ５の流量を減らして非加湿路１４への混気Ａ５への流量を増せば、混気Ａ５の多くは水分を含むエレメントを通過しなくなり、湿度の上昇が停止する。このような方式によれば、加湿の全てを蒸気式の加湿器で賄う場合と比較すれば制御の厳密性はやや劣るものの、例えば目標値に対し±１０％程度の精度であれば十分な制御をこなし得るし、それでいて加湿に係るエネルギーの全消費量は少なく済む。また本第一実施例の場合、気化式の混気加湿器１３ｂのみで全ての加湿を賄うのではなく、外気Ａ０に対し蒸気式の外気加湿器２ｃによってある程度加湿したうえでさらに気化式の混気加湿器１３ｂによって加湿を行うので、ある程度までは蒸気式の加湿器により応答性よく加湿を行うこともできる。
【0043】
このような本第一実施例の空調システムの冬期、夏期および中間期における運転について、以下にそれぞれ説明する。
【0044】
冬期においては、例えば次のような運転が行われる：外気は、加熱のうえ外調機２に備えた外気加湿器２ｃで加湿される（加湿運転）。外気は予熱コイル２ｅおよび加熱コイル２ｂで加熱され、外気加湿器２ｃにより加湿されたうえで還気路６に導入される。冷却コイル２ｆは稼働しない。外気はさらに還気と混合され、混気加湿器１３ｂおよび空調機１にて湿度と温度を調整されて対象空間Ｓに供給される。
【0045】
図３は、このような運転を行う場合における空気の状態の変化の一例を示している。冬期においては、要求される室内空気Ａ２の状態（室内条件；例えば、乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）±１０％；図中に破線で示す範囲）に対し、外気Ａ０の温度および絶対湿度は低い（外気条件；乾球温度－１１℃、相対湿度７０％（絶対湿度０．００１０２ｋｇ／ｋｇ）；図３中符号１）。この外気Ａ０を導入するにあたり、まず予熱コイル２ｅにて外気Ａ０をある程度の温度（例えば、５℃）まで加熱する（図３中符号２）。予熱コイル２ｅにより昇温された外気Ａ０は、外調機２に導入され、加熱コイル２ｂによりさらに（例えば、１４．９℃まで）昇温される（図３中符号３）。続いて、蒸気式の加湿器である外気加湿器２ｃにより蒸気が添加され、例えば相対湿度６８％（絶対湿度０．００７１８ｋｇ／ｋｇ）まで加湿される（図３中符号４）。さらに、外調機２のファン２ｄを通過する際、該ファン２ｄの作動により生じる熱を受け取って僅かに（例えば、１６．０℃まで）昇温する（図３中符号５）。
【0046】
この状態（乾球温度１６．０℃、相対湿度６４％）の外気Ａ０は、外気供給路９から還気路６に導入され、還気Ａ３と合流する。還気Ａ３はもともと室内空気Ａ２の一部であるので、室内空気Ａ２が十分に調和されている場合、状態は例えば乾球温度２５℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図３中符号６）。乾球温度１６℃、相対湿度６４％の外気Ａ０は、乾球温度２５℃、相対湿度４５％の還気Ａ３と混合して混気Ａ５となる。この時点の混気Ａ５の状態は、例えば乾球温度２３．２℃、相対湿度４８％（絶対湿度０．００８４７ｋｇ／ｋｇ）である（図３中符号７）。
【0047】
混気Ａ５は、加湿路１３と非加湿路１４に分かれてそれぞれ流入する。加湿路１３に流入した混気Ａ５は、気化式の加湿器である混気加湿器１３ｂを通過するに伴って加湿され、湿度が上昇すると共に気化熱を奪われて温度が下がる。混気加湿器１３ｂの出側における混気Ａ５の状態は、例えば乾球温度１７．４℃、相対湿度８７％（絶対湿度０．０１０８ｋｇ／ｋｇ）である（図３中符号８）。非加湿路１４に流入した混気Ａ５の状態は、非加湿路１４以前における状態（乾球温度２３．２℃、相対湿度４８％；図３中符号７）の状態と変わらない。
【0048】
加湿路１３を通過した図中符号８の状態の混気Ａ５と、非加湿路１４を通過した図中符号６の状態の混気Ａ５は、加湿路１３と非加湿路１４の合流点において混合する。ここにおける混気Ａ５の状態は、例えば乾球温度２２．５℃、相対湿度５２％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図３中符号９）。
【0049】
続いて、混気Ａ５は空調機１において温度を吹出温度（例えば、１７．７℃）に調整され、給気Ａ１として対象空間Ｓに供給される（図３中符号１０）。このときの湿度は、外気加湿器２ｃおよび混気加湿器１３ｂの働きの結果、絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇに調整されている。給気Ａ１は室内空気Ａ２と混合され、これにより、室内空気Ａ２が乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％±１０％の適当な状態（図３中に符号６および破線で示す領域に相当する状態）に調和される。
【0050】
このような空気の温湿度制御において、外気は図３中符号１～３の状態における絶対湿度（図３中におけるｙ座標の値；０．００１０２ｋｇ／ｋｇ）から、符号６の状態における絶対湿度（０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）まで加湿される。ここで、外気の加湿の全てを蒸気式の加湿器で行う従来の方式であれば、符号１の状態の絶対湿度から符号６の状態の絶対湿度までの加湿が蒸気によって行われるので、加湿に用いる蒸気発生のためのエネルギーは、上記２値の差分（０．００７８６ｋｇ／ｋｇ）にあたる分だけ必要である。しかし本願発明の如く蒸気式の外気加湿器２ｃと気化式の混気加湿器１３ｂを併用すれば、外気加湿器による加湿分は符号３の状態における絶対湿度（０．００１０２ｋｇ／ｋｇ）と符号５の状態における絶対湿度（０．００７１８ｋｇ／ｋｇ）の差分（０．００６１６ｋｇ／ｋｇ）のみに留まり、残りの加湿分（符号５の状態と符号６の状態のｙ座標の差分；０．００１７０ｋｇ／ｋｇ）は混気加湿器１３ｂによって賄われる。これにより、外気の加湿に係るエネルギーを節減することができる。
【0051】
夏期においては、例えば次のような運転が行われる：外気は、外調機２の冷却コイル２ｆで冷却と共に除湿される（除湿運転）。すなわち、外気は冷却コイル２ｆで露点を下回る温度まで冷却され、水蒸気が冷却コイル２ｆの表面で凝縮することによって除湿される。予熱コイル２ｅ、加熱コイル２ｂおよび外気加湿器２ｃ、混気加湿器１３ｂは稼働しない。冷却・除湿された外気はさらに還気と混合され、必要に応じて空調機１で温度を調整されて対象空間Ｓに供給される。
【0052】
図４は、このような運転を行う場合における空気の状態の変化の一例を示している。夏期においては、要求される室内空気Ａ２の状態（室内条件；例えば、乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）±１０％；図中に破線で示す範囲）に対し、外気Ａ０の温度および絶対湿度が高い（外気条件；乾球温度３１℃、相対湿度６０％（絶対湿度０．０１７０２ｋｇ／ｋｇ）；図４中符号１）。この外気Ａ０を導入するにあたり、まず外調機２の冷却コイル２ｆにて外気Ａ０を露点温度以下まで冷却する。これにより、外気Ａ０は例えば１３℃、相対湿度９５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）に冷却・除湿される（図３中符号２）。外気Ａ０は、続いてファン２ｄを通過する間に該ファン２ｄの作動で生じる熱を受け取って僅かに（例えば、１４．１℃まで）昇温する（図４中符号３）。
【0053】
この状態（乾球温度１４．１℃、相対湿度８９％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ））の外気Ａ０は、外気供給路９から還気路６に導入され、還気Ａ３と合流する。還気Ａ３はもともと室内空気Ａ２の一部であるので、室内空気Ａ２が十分に調和されている場合、状態は例えば乾球温度２５℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図４中符号４）。乾球温度１５．６℃、相対湿度８０％の外気Ａ０は、乾球温度２５℃、相対湿度４５％の還気Ａ３と混合して混気Ａ５となる。この時点の混気Ａ５の状態は、例えば乾球温度２２．８℃、相対湿度５１．４％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図４中符号５）。
【0054】
混気加湿器１３ｂによる加湿を行わない場合、混気Ａ５は全量が非加湿路１４を通り、上記の状態（図４中に符号５に示す状態）で空調機１に流入し、ここで温度を吹出温度（例えば、１５．３℃）に調整され、給気Ａ１として対象空間Ｓに供給される（図４中符号６）。このときの湿度は、上述の外調機２における冷却コイル２ｆの働きにより、予め絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ付近に調整されている。給気Ａ１は室内空気Ａ２と混合され、これにより、室内空気Ａ２が乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）±１０％の適当な状態（図４中に符号４および破線で示す領域に相当する状態）に調和される。
【0055】
外気に対して強い加熱・加湿や冷却・除湿を行わない中間期においては、例えば次のような運転が行われる：外調機２においては加熱コイル２ｂ、冷却コイル２ｆおよび加湿器２ｃは稼働せず、ファン２ｄのみ稼働させて送風運転を行う。予熱コイル２ｅも稼働しない（このように、外調機２において外気に対し加湿および除湿を行わない運転状態を、以下では「非加湿非除湿運転」と称する。外調機２における送風のみを行う状態は、「非加湿非除湿運転」に相当する）。必要な場合は、空調機１および混気加湿器１３ｂにより、空気の温度と湿度を調整する。
【0056】
例えば、要求される室内条件に比べて外気の温度と絶対湿度がやや低い程度である場合には、外調機２では送風のみを行い、空調機１と混気加湿器１３ｂで温度と湿度の調整を行う。このような運転を行う場合について、新たな空気線図を用いて別途説明することはしないが、例えば図３に示した空気線図において、符号４あるいはその近傍にあたる状態の外気Ａ０を、還気Ａ３との混合や混気加湿器１３ｂによる加湿、空調機１による冷却（図３中符号７～１０に相当）を経て給気Ａ１として対象空間Ｓに供給する。
【0057】
また、例えば要求される室内条件に比べて外気の温度がやや高いが、絶対湿度は許容範囲にあるといった場合には、送風運転の外調機２から取り込んだ外気Ａ０と還気Ａ３との混気Ａ５に対し、空調機１で冷却のみを行った空気を給気Ａ１として対象空間Ｓに供給する。
【0058】
上記したような各運転状態（加湿運転、除湿運転および非加湿非除湿運転）の切替えは、外調機２に取り込まれる前の外気の露点温度（または絶対湿度）に基づき、制御部１１により自動的に行われる。本第一実施例の場合、前記露点温度は、外気供給路９における予熱コイル２ｅの上流側に設けられた露点温度計１９によって把握される。すなわち、制御部１１は、外気の露点温度（あるいはこれに対応する絶対湿度）が、室内条件として許容される湿度範囲に対して大きく不足する場合には外調機２にて加湿運転を行い、前記絶対湿度が許容される湿度範囲に対して高すぎる場合には外調機２にて除湿運転を行うようになっている。また、前記絶対湿度が許容される範囲内にある場合（室内条件として許容される湿度の範囲内、あるいはそれに対しやや不足する程度である場合）には、外調機２では非加湿非除湿運転を行うようになっている。このとき、必要な場合には、外調機２の下流側で混気加湿器１３ｂによる加湿を適宜行って湿度が調整される。尚、混気加湿器１３ｂによる加湿は、制御部１５によって制御される。
【0059】
ここで、本第一実施例の場合、上述の如き外調機２の運転状態の切替えの条件に用いる露点温度として、除湿運転を行う場合と加湿運転を行う場合とで異なる値を用い、また、各運転状態において目標値として設定する露点温度についても、除湿運転を行う場合と加湿運転を行う場合とで異なる値を用いるようになっている。
【0060】
図５は、このような外調機２における露点温度の制御の一例を概念的に示すグラフである。例えば上記第一実施例の如き空調システムにおいて、外調機２の除湿運転に関する外気の露点温度の下限値（除湿下限値）を予め１２℃に設定し、露点温度計１９の測定値を通じて把握される外気Ａ０の露点温度（入口測定値）が１２℃を超える場合には、冷却コイル２ｆによる除湿運転を行う。その際、外調機２の下流側に設置された露点温度計１２における外気Ａ０の露点温度の目標値（設定値）は、上記除湿下限値と同じ１２℃とし、露点温度計１２によって測定される外調機２の出側の外気Ａ０の露点温度（出口測定値）が設定値である１２℃に近づくよう、比例制御を行う。制御部１１では、出口測定値と、設定値との差分に応じ、冷媒供給弁１８の開度を調整する。図５における除湿運転の勾配のある線は、１００％のある設定温度と０％の１２℃設定温度との間で比例帯を取っている形となり、例えば１００％の設定を２０℃の露点温度として比例帯を取ると８℃差での比例制御となる。
【0061】
外調機２の加湿運転に関しては、外気の露点温度の上限値（加湿上限値）を、除湿下限値より低く設定する（例えば、９℃）。そして、入口測定値が９℃を下回る場合には、加熱コイル２ｂ（および、さらに必要に応じて予熱コイル２ｅ）を用いて外気Ａ０を加熱しつつ、外気加湿器２ｃで外気Ａ０を加湿する加湿運転を行う。その際、露点温度計１２における露点温度の設定値は、上記加湿上限値と同９℃とし、露点温度計１２における測定出口露点温度が設定露点温度である９℃に近づくよう、制御部１１にて比例制御を行う。制御部１１では、出口測定値と、設定値との差分に応じ、蒸気供給弁１０の開度を調整する。図５における加湿運転の勾配のある線は、１００％のある設定温度と０％の９℃設定温度との間で比例帯を取っている形となり、例えば１００％の設定を－３℃の露点温度として比例帯を取ると１２℃差での比例制御となる。外気供給路９の下流側では、さらに必要に応じて混気加湿器１３ｂによる加湿や、空調機１による温度の調整が行われる。
【0062】
入口測定値が加湿上限値（９℃）以上、除湿下限値（１２℃）以下である場合、外調機２では加湿・除湿のいずれも行わず、ファン２ｄによる送風だけを行う（非加湿非除湿運転）。このとき、必要な場合は、取り込まれた後の外気Ａ０（より正確には外気Ａ０の混合された混気Ａ５）に対し、混気加湿器１３ｂによる加湿や、空調機１による温度の調整が行われる。
【0063】
尚、ここでは各運転に関し、露点温度を基準として条件を決定する場合を説明したが、露点温度の代わりに絶対湿度を用いても同様の制御が可能である。
【0064】
このように、運転状態に応じて露点に関する目標値（設定値）を変更するような制御を行うと、省エネルギーの点で有利である。空調を行うにあたり、要求される温度や湿度の条件は、制御対象である空間の種類や用途等によっては極めてシビアな場合もあるが、多くの場合は、例えば図３や図４に破線にて示すようにある程度の幅がある。こういった場合には、加湿を行う場合と除湿を行う場合とで露点温度（または絶対湿度）の目標値を一致させる（つまり、厳密に同じ空気の状態を常に保つような制御を行う）必要はなく、屋外の空気の露点温度が高い場合には室内空気の露点温度も高めに設定し、屋外の空気の露点温度が低い場合には室内空気の露点温度も低めに設定すると、無駄な加湿や除湿をすることなく、室内空気の湿度を適当な範囲に保つにあたってエネルギー消費を抑えることができる。例えば図５中に破線で示すように、加湿上限値を除湿下限値と等しく設定し（すなわち、加湿運転または除湿運転を行う際の露点温度の基準値として同じ１２℃を設定し、屋外の空気の露点温度が１２℃を上回る場合には除湿運転を、１２℃を下回る場合には加湿運転を行うようにし）、且つ外調機の出側における露点温度の設定値も同様にした場合、屋外の空気の露点温度が１２℃付近の条件では除湿運転と加湿運転が頻繁に切り替わってシステムに過剰な付加が生じてしまいかねない上、加湿運転においては実線で示す制御条件と破線で示す制御条件の差の分だけ無駄な加湿を行うことになってしまう。実線で示す本第一実施例の如き制御によれば、このような無駄な加湿に係るエネルギーを削減することができる。
【0065】
また本第一実施例の場合、加湿運転や非加湿非除湿運転を行う際、外調機２に対して下流側に設けられた気化式の混気加湿器１３ｂにより、必要に応じて混気Ａ５に対し加湿を行うようにしている。このようにすると、加湿運転時には上述のように外気Ａ０に対する加湿量の一部を気化式の混気加湿器１３ｂで賄うことによって加湿に係るエネルギーを節減することができるし、また非加湿非除湿運転中に少量の加湿を行う場合には、その加湿量の全量を気化式の混気加湿器１３ｂで賄うことになる。特に、非加湿非除湿運転を行うことが多い中間期においては、理想的には全ての加湿を気化式の混気加湿器１３ｂで行うことになるので、加湿に関し大幅な省エネルギー効果を期待できる。尚、ここでは加湿運転時および非加湿非除湿運転時のいずれにおいても必要に応じて混気加湿器１３ｂによる加湿を行う場合を例に説明したが、例えば非加湿非除湿運転時にのみ混気加湿器１３ｂによる加湿を行うようにすることもできる。あるいは、除湿運転時において、外調機２により除湿された外気Ａ０の絶対湿度が何らかの要因により不足するような場合には、下流側で混気加湿器１３ｂによる加湿を行って湿度を微調整してもよい。ただし、加湿に係るエネルギーを極力節減したい場合には、加湿運転時および非加湿非除湿運転時のいずれにおいても必要に応じて混気加湿器１３ｂによる加湿を実行し得るようにし、また外調機２における除湿運転時には混気加湿器１３ｂによる加湿を極力しない方が、省エネルギーにとっては無論のこと効果的である。
【0066】
尚、空調システムの運転における上述の如き設定露点温度の調整（図５参照）は、従来においてもオペレータが手動で行う場合があったが、こうした露点温度に係る設定値の変更や、加湿運転・除湿運転を行う際の露点温度（加湿上限値・除湿下限値にあたる露点温度）の判断については主にオペレータの経験によっており、必ずしも最適な判断ができずに無駄な加湿や除湿が行われ、エネルギーの浪費に繋がってしまうことがあった。本第一実施例のように、加湿運転または除湿運転を行う基準としての露点温度（または絶対湿度）の値をそれぞれ加湿上限値・除湿下限値として設定し、且つ加湿上限値を除湿下限値より低い値に設定しておけば、加湿運転や除湿運転を開始するタイミングを自動で適時に把握することができる。また、加湿運転または除湿運転を行うにあたっての目標設定値についても、加湿運転時の設定値を除湿運転時の設定値よりも低い値に設定すれば、加湿運転や除湿運転を行うにあたって無駄な加湿や除湿を行うことなく、省エネルギーでの運転が可能である。その際、さらに加湿運転時の設定値を加湿上限値と同じ値とし、また除湿運転時の設定値を除湿下限値と同じ値とすると、さらにエネルギー的な無駄を排した運転を行うことができる。
【0067】
図６は本発明の実施による空調システムのシステム構成の別の一例（第二実施例）を示している。基本的な構成については上記第一実施例（図１、図２参照）と共通しているが、気化式の混気加湿器１３ｂにより混気Ａ５を加湿するにあたってバイパス構造を採用していない。本第二実施例の場合、外調機２の下流側の気化式の加湿器として、還気Ａ３および混気Ａ５が流通する一本の還気路６の途中に混気加湿器１３ｂを設けている。
【0068】
すなわち、本第二実施例の場合、還気路６を流通する混気Ａ５（外調機２から取り込まれた後の外気Ａ０と、還気口から取り込まれた還気Ａ３）は、常に全量が混気加湿器１３ｂを通過し、該混気加湿器１３ｂによる加湿の有無および加湿量の調整は、エレメントである混気加湿器１３ｂに対する水の供給の有無および供給量の調整によって行われる。尚、本第二実施例の場合、制御部１５は混気加湿器１３ｂに水を供給する流路に設けられた水供給弁２０の開度を調整することにより、混気加湿器１３ｂへの水の供給量を調整し、加湿量を調整するようになっている。
【0069】
図７は、本第二実施例の如き空調システムにおいて、冬期に加湿運転を行う場合の空気の状態の変化の一例を示している。乾球温度－１１℃、相対湿度７０％（絶対湿度０．００１０２ｋｇ／ｋｇ）の外気Ａ０（図７中符号１）は、予熱コイル２ｅで５．０℃程度まで予熱されたうえで（図７中符号２）外調機２に取り込まれ、さらに加熱コイル２ｂで１４．９℃程度まで加熱され（図７中符号３）、外気加湿器２ｃで蒸気を添加されて相対湿度６８％（絶対湿度０．００７１８ｋｇ／ｋｇ）程度まで加湿される（図７中符号４）。加湿された外気Ａ０は、さらにファン２ｄの熱を受け取って僅かに（１６．０℃程度まで）昇温する（図７中符号５）。外気Ａ０は、続いて外気供給路９から還気路６に導入され、乾球温度２５℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）の還気Ａ３（図７中符号６）と混合され、乾球温度２３．２℃、相対湿度４８％（絶対湿度０．００８４７ｋｇ／ｋｇ）の混気Ａ５となる（図７中符号７）。
【0070】
ここまでの過程は上記第一実施例（図３参照）と同じであるが、本第二実施例の場合、混気Ａ５の全量が混気加湿器１３ｂを通過して加湿される。加湿後の混気Ａ５の状態は、例えば乾球温度２２．２℃、相対湿度５３％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図７中符号８）。
【0071】
混気Ａ５は、さらに空調機１にて温度を吹出温度（例えば、１７．７℃）に調整され、給気Ａ１として対象空間Ｓに供給される（図７中符号９）。給気Ａ１は室内空気Ａ２と混合され、これにより、室内空気Ａ２が乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）±１０％の適当な状態（図７中に符号６および破線で示す領域に相当する状態）に調和される。
【0072】
尚、夏期等の加湿運転に係る空気線図は上記第一実施例（図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、中間期に外調機２で送風運転をしながら混気加湿器１３ｂで加湿を行う場合の空気の状態変化については、図７中の符号４以降の変化に概ね相当するので、これについても詳しい説明を省略する。
【0073】
本第二実施例の如き形態によれば、混気加湿器１３ｂによる加湿に関し、図１に記載の如きバイパス構造を採用していないため上記第一実施例と比較すると応答性は劣るものの、外調機２における運転の切替え制御に関しては第一実施例と同様に行うことができ、同等の省エネルギー効果を得ることができる。すなわち、図７中符号５の状態と符号６の状態のｙ座標の差分（０．００１７０ｋｇ／ｋｇ）にあたる加湿量を気化式の混気加湿器１３ｂによって賄うことにより、外気の加湿に係るエネルギーを節減することができる。また、中間期等に外調機２で非加湿非除湿運転を行いつつ混気加湿器１３ｂで加湿を行う場合には、加湿の全量を気化式の混気加湿器１３ｂによって行うことになり、加湿に係るエネルギーを大幅に削減することができる。
【0074】
図８は本発明の実施による空調システムのシステム構成のさらに別の一例（第三実施例）を示している。基本的な構成については上記第一および第二実施例（図１、図２および図６参照）と共通しているが、本第三実施例の場合、外調機２の下流側の気化式の加湿器を還気路６に設ける代わりに、対象空間Ｓの適当な位置（例えば、天井裏）に設けている。この室内加湿器２１は、天井に設けた取込口から室内空気Ａ２の一部を取り込み、これを加湿して対象空間Ｓへ戻すようになっている。
【0075】
室内加湿器２１は、水が滴下されるエレメント２１ａと、空気の流通を駆動するファン２１ｂを備えている。加湿を行う際には、ファン２１ｂを作動させると、対象空間Ｓの室内空気Ａ２が室内加湿器２１に取り込まれ、エレメント２１ａを通過したうえで対象空間Ｓに供給される。このとき、同時にエレメント２１ａに対し水を供給すれば、室内空気Ａ２がエレメント２１ａを通過するに伴い水が蒸発して室内空気Ａ２が加湿される。
【0076】
本第三実施例の場合、制御部１５は室内加湿器２１による加湿の有無および加湿量の制御にあたり、エレメント２１ａに水を供給する流路に設けられた水供給弁２１ｃの開度と、ファン２１ｂの動作を制御する。エレメント２１ａに対し、より多くの水を供給すればそれだけ加湿量は増えるし、またエレメント２１ａに水が供給されている状態でファン２１ｂの風量が増せば、やはり加湿量は増える。特に、ファン２１ｂの風量によって加湿量を制御する場合、上記第一実施例（図１参照）におけるバイパス構造による加湿制御と同様の応答性を期待できる。
【0077】
図９は、本第三実施例の如き空調システムにおいて、冬期に加湿運転を行う場合の空気の状態の変化の一例を示している。乾球温度－１１℃、相対湿度７０％（絶対湿度０．００１０２ｋｇ／ｋｇ）の外気Ａ０（図９中符号１）は、予熱コイル２ｅで５．０℃程度まで予熱されたうえで（図９中符号２）外調機２に取り込まれ、さらに加熱コイル２ｂで１４．９℃程度まで加熱され（図９中符号３）、外気加湿器２ｃで蒸気を添加されて相対湿度６８％（絶対湿度０．００７１８ｋｇ／ｋｇ）程度まで加湿され（図９中符号４）、さらにファン２ｄの熱を受け取って僅かに（１６．０℃程度まで）昇温する（図９中符号５）。この外気Ａ０は、外気供給路９から還気路６に導入され、乾球温度２５℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）の還気Ａ３（図９中符号６）と混合され、乾球温度２３．２℃、相対湿度４８％（絶対湿度０．００８４７ｋｇ／ｋｇ）の混気Ａ５となる（図９中符号７）。
【0078】
ここまでの過程は上記第一および第二実施例（図３、図７参照）と同じであるが、本第三実施例の場合、混気Ａ５に対しては気化式の加湿器による加湿は行われず、室内空気Ａ２の一部に対し室内加湿器２１により加湿が行われる。
【0079】
図９中に符号７で示す状態にある混気Ａ５は、加湿を経ることなくそのまま空調機１に導入され、温度を調整される。具体的には、乾球温度１８．７℃、相対湿度６３％（絶対湿度０．００８４７ｋｇ／ｋｇ）の状態に冷却され（図９中符号８）、給気Ａ１として対象空間Ｓ内に供給される。
【0080】
ここで、給気Ａ１の湿度（絶対湿度０．００８４７ｋｇ／ｋｇ）が、理想的な状態を保っている室内空気Ａ２の湿度（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）に対して不足するので、この差分を補うために、対象空間Ｓ内の室内空気Ａ２の一部が室内加湿器２１に取り込まれて加湿される。気化式の室内加湿器２１において、取り込まれた室内空気Ａ２は加湿と共に冷却され、例えば乾球温度１７．６℃、相対湿度９５％（絶対湿度０．０１１９５ｋｇ／ｋｇ）の状態になる（図９中符号９）。この空気は対象空間Ｓ内に再び供給されて室内空気Ａ２と混ざり合う。室内加湿器２１の吹出口付近において、加湿された空気と混合された室内空気Ａ２の状態は、例えば乾球温度１８．８℃、相対湿度６６％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）である（図９中符号１０）。こうして、室内空気Ａ２全体では、平均して乾球温度２５℃±２℃、相対湿度４５％（絶対湿度０．００８８８ｋｇ／ｋｇ）±１０％の状態（図９中に符号６および破線で示す領域に相当する状態）が保たれる。
【0081】
尚、夏期等の加湿運転に係る空気線図については、本第三実施例においても上記第一実施例（図４参照）と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、中間期には外調機２で送風運転をしながら室内加湿器２１で加湿を行う場合が想定されるが、このときの空気の状態変化については、図９中の符号４以降の変化に概ね相当するので、これについても詳しい説明を省略する。
【0082】
本第三実施例の如き形態によっても、上記第一、第二実施例と同様の外調機２の運転の切替え制御を行い、同等の省エネルギー効果を得ることができる。また、室内加湿器２１による加湿の際、ファン２１ｂの作動によって加湿量の調整を行うようにすれば、気化式の加湿器による加湿に関し、上記第一実施例と同等の応答性をも得ることができる。
【0083】
以上のように、上記各実施例の空調システムは、対象空間Ｓに対し導入する外気Ａ０に対し加湿を行う蒸気式の外気加湿器２ｃと、外気Ａ０を冷却する冷却器（冷却コイル）２ｆとを備え、外気加湿器２ｃによる加湿運転と、冷却器２ｆによる除湿運転と、加湿および除湿を行わない非加湿非除湿運転とを切り替えて実行可能に構成された外調機２と、対象空間Ｓから取り込んだ還気Ａ３と外調機２から取り込んだ外気Ａ０との混合空気の温度を調整して対象空間Ｓに供給する空調機１と、外調機２の下流側において空気に対し加湿を行う気化式の加湿器（混気加湿器１３ｂ、室内加湿器２１）とを備え、外調機２における加湿運転は、外調機２に取り込まれる外気Ａ０の露点温度または絶対湿度が予め設定された加湿上限値を下回る場合に実行され、外調機２における除湿運転は、外調機２に取り込まれる外気Ａ０の露点温度または絶対湿度が予め設定された除湿下限値を上回る場合に実行され、前記加湿上限値は、前記除湿下限値よりも低い値に設定され、外調機２における非加湿非除湿運転は、外調機２に取り込まれる外気Ａ０の露点温度または絶対湿度が前記加湿上限値以上前記加湿下限値以下の場合に実行され、少なくとも外調機２において非加湿非除湿運転を行う際、必要に応じて気化式の加湿器（混気加湿器１３ｂ、室内加湿器２１）で加湿を行うよう構成されている。このようにすれば、加湿運転や除湿運転を開始するタイミングを自動で適時に把握することができる。さらに、少なくとも外調機２の非加湿非除湿運転時において加湿を気化式の加湿器で行うので、加湿に係るエネルギーを節減することができる。
【0084】
また、各実施例の空調システムにおいては、外調機２において、加湿運転を行う際における加湿後の外気Ａ０の露点温度または絶対湿度の設定値は、除湿運転を行う際における除湿後の外気Ａ０の露点温度または絶対湿度の設定値よりも低い値に設定することができる。このようにすれば、加湿運転や除湿運転を行うにあたって無駄な加湿や除湿をすることなく、省エネルギーでの運転を行うことができる。
【0085】
また、各実施例の空調システムにおいてはさらに、外調機２において、加湿運転を行う際における加湿後の外気Ａ０の露点温度または絶対湿度の設定値を、前記加湿上限値と同じ値に設定し、除湿運転を行う際における除湿後の外気Ａ０の露点温度または絶対湿度の設定値を、前記除湿下限値と同じ値に設定することができる。このようにすれば、さらにエネルギー的な無駄を排した運転を行うことができる。
【0086】
また、一部の実施例の空調システムは、対象空間Ｓから空調機１に還気Ａ３を導く還気路６と、還気路６に対し外気Ａ０を導入する外気供給路９とを備え、還気路６は、気化式の加湿器（混気加湿器）１３ｂを備えた加湿路１３と、加湿器を備えない非加湿路１４とに分岐し、加湿路１３および非加湿路１４を流通する空気（混気）Ａ５は、下流側において空調機１に導入されると共に、加湿路１３を流通する空気（混気）Ａ５と、非加湿路１４を流通する空気（混気）Ａ５の相対的な流量が調整可能に構成されている。このように空調システムを構成すれば、適切な構成により上述の作用効果を奏することができる。さらに、気化式の加湿器を用いながら、応答性のよい湿度の調整が可能である。
【0087】
また、一部の実施例の空調システムは、対象空間Ｓから空調機１に還気Ａ３を導く還気路６と、還気路６に対し外気Ａ０を導入する外気供給路９とを備え、還気路６に気化式の加湿器（混気加湿器）１３を備えて構成されている。このように空調システムを構成しても、適切な構成により上述の作用効果を奏することができる。
【0088】
また、一部の実施例の空調システムは、前記気化式の加湿器として、対象空間Ｓの室内空気Ａ２を取り込み、加湿して対象空間Ｓに供給する室内加湿器２１を備えて構成されている。このように空調システムを構成しても、適切な構成により上述の作用効果を奏することができる。
【0089】
したがって、上記本実施例の空調システムによれば、対象空間に対し導入する外気の加湿に関し、時期に応じた運転を適切に行って加湿に係るエネルギーを節減し得る。
【0090】
尚、本発明の空調システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0091】
１ 空調機
２ 外調機
２ｃ 加湿器（蒸気式の加湿器、外気加湿器）
２ｆ 冷却器（冷却コイル）
６ 還気路
９ 外気供給路
１３ 加湿路
１３ｂ 加湿器（気化式の加湿器、混気加湿器）
１４ 非加湿路
２１ 加湿器（気化式の加湿器、室内加湿器）
Ａ０ 空気（外気）
Ａ２ 空気（室内空気）
Ａ３ 空気（還気）
Ａ５ 空気（混気）
Ｓ 対象空間
２ 外調機
２ｃ 加湿器（蒸気式の加湿器、外気加湿器）
２ｆ 冷却器（冷却コイル）
６ 還気路
９ 外気供給路
１３ 加湿路
１３ｂ 加湿器（気化式の加湿器、混気加湿器）
１４ 非加湿路
２１ 加湿器（気化式の加湿器、室内加湿器）
Ａ０ 空気（外気）
Ａ２ 空気（室内空気）
Ａ３ 空気（還気）
Ａ５ 空気（混気）
Ｓ 対象空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】