(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショーケースと冷媒管を介してつながれショーケース用の冷凍サイクルを構成する水冷式コンデンシングユニットと、室内ユニットと冷媒管を介してつながれ空調用の冷凍サイクルを構成する空気調和機の水熱源ユニットと、冷水を生成する冷却塔とを備え、前記水冷式コンデンシングユニットのコンデンサと前記水熱源ユニットの熱交換器と前記冷却塔とを管路でつなぎ、この冷却塔からの冷却水を、前記水冷式コンデンシングユニット、及び／又は前記水熱源ユニットに循環可能にし、前記両冷凍サイクルの運転によってショーケースの冷却と室内ユニットの空調が行える空気調和システムにおいて、前記管路にはボイラをつなぎ、暖房運転時に前記水熱源ユニットの熱交換器には、暖房負荷が大きい時は前記ボイラにより昇温させた温水と前記水冷式コンデンシングユニットのコンデンサにより昇温させた温水とを循環させ、一方、暖房負荷が小さい時は前記ボイラの運転を停止させて前記水冷式コンデンシングユニットのコンデンサにより昇温させた温水のみを循環させることを特徴とする空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ショーケース、空気調和機、及び冷却塔を備えてなる空気調和システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ショーケース等の水冷式コンデンシングユニットと、複数の室内ユニットを有する空気調和機の水熱源ユニットと、冷却塔とを管路でつなぎ、この冷却塔からの冷却水を、前記水冷式コンデンシングユニット、及び／又は前記水熱源ユニットに循環可能にした空気調和システムは知られている。
【０００３】
この種のものでは、ショーケース等の水冷式コンデンシングユニットにおける廃熱を利用した、空気調和機による空調を行なうことができるという利点が得られる（例えば、特公昭５４−２８０２２号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成によれば、水冷式コンデンシングユニットにおける廃熱を利用した空調を行なうことはできても、外気温度が低い場合（寒冷地）には、十分な暖房効率をあげることができないという問題がある。
これを解消するためには、ボイラを設け、外気温度が低い場合に、水熱源ユニットに高温の温水を循環できるようにすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、複数の室内ユニットを有する空気調和機にあっては、暖房負荷に応じて室内ユニットの運転台数を増減させるので、運転台数が減少した場合あるいは暖房負荷が減少した場合にまで、ボイラを運転させては、燃料の無駄になり、せっかくの廃熱利用による空気調和システムが有効に機能しなくなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、外気温度が低い場合（寒冷地）にあっても、十分な暖房効率を挙げることができ、しかも廃熱利用による機能を十分に発揮できる、空気調和システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ショーケース等の水冷式コンデンシングユニットと、空気調和機の水熱源ユニットと、冷却塔とを管路でつなぎ、この冷却塔からの冷却水を、前記水冷式コンデンシングユニット、及び／又は前記水熱源ユニットに循環可能にした空気調和システムにおいて、前記管路にはボイラをつなぎ、暖房運転時に前記空気調和機の水熱源ユニットには、暖房負荷が大きい時は前記ボイラにより昇温させた温水と前記水冷式コンデンシングユニットにより昇温させた温水とを循環させ、一方、暖房負荷が小さい時は前記ボイラの運転を停止させて前記水冷式コンデンシングユニットにより昇温させた温水のみを循環させることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、管路にボイラを設けることにより、暖房負荷が大きくなった場合には、ボイラを運転させることにより、システム全体としての暖房能力不足を解消することができる。よって、いわゆる寒冷地向けのシステムになる。暖房負荷が小さくなった場合には、ボイラの運転を停止させて、コンデンサの廃熱だけを利用した運転に切り替えることができるので、暖房運転の効率を向上させることができる。更には、コンデンサの廃熱を利用するシステムであるので、ボイラだけを利用する場合に比べて、当該ボイラの容量を小さく設計することができるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による一実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１において、１００は冷却塔を示し、２００はショーケース２１０の水冷式コンデンシングユニットを示し、３００は複数の室内ユニット３１０を有する空気調和機の水熱源ユニットを示している。冷却塔１００と、水冷式コンデンシングユニット２００と、水熱源ユニット３００とは管路でつながれている。
【００１１】
配管系を説明すると、冷却塔１００から導出される管路１１は、温度センサＴ３、Ｔ４を介してポンプＰにつながれ、このポンプＰからの管路１２は水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１につながれる。このコンデンサ２０１からの管路１３は三方弁Ｖ４のポートＡにつながれ、この三方弁Ｖ４のポートＣは、後述する水熱源ユニット３００をバイパスして、冷却塔１００に連なる管路１４がつながれる。三方弁Ｖ４のポートＢには管路１５がつながれ、この管路１５は、三方弁Ｖ３のポートＢにつながれる。
【００１２】
この三方弁Ｖ３のポートＣには、温度センサＴ２を介して、三方弁Ｖ２のポートＢがつながれ、この三方弁Ｖ２のポートＣには管路１６を通じて水熱源ユニット３００の熱交換器３０１がつながれる。この熱交換器３０１には管路１７がつながれ、この管路１７は上記の管路１４につながれ、これらの管路１４，１７は、温度センサＴ１を介して三方弁Ｖ１のポートＡにつながれる。この三方弁Ｖ１のポートＣは、管路１８を介して冷却塔１００につながれる。
【００１３】
更に説明すると、三方弁Ｖ１のポートＢは、管路２１を介して管路１１につながれ、三方弁Ｖ２のポートＡは、管路２２を介して管路１２につながれ、三方弁Ｖ３のポートＡは、管路２３を介してボイラ４００につながれ、このボイラ４００は管路２４を介して管路１２につながれる。
【００１４】
水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１は、冷媒管を介して、圧縮機２０２、ショーケースのエバポレータ２１１、減圧手段２０３につながれ、これらは冷凍サイクルを構成している。また、水熱源ユニット３００の熱交換器３０１は、室外熱交換器を構成し、冷媒管を介して、圧縮機３０２、四方弁３０３、減圧手段３０４、室内ユニット３１０の熱交換器３１１につながれ、しかも、複数の室内ユニット３１０は個別運転制御可能になっている。
【００１５】
つぎに、動作を説明する。
ショーケース２１０は冷凍・冷蔵用に、通年、使用されるので、夏期、冬期に関係なく、冷却塔１００からの冷水は、ショーケース２１０につながる水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１に常に供給される。
【００１６】
夏期においては、図１に示すように、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｃと、三方弁Ｖ２のポートＡ，Ｃと、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃとがつながれる。
冷却塔１００からの冷水は、実線の矢印で示すように、管路１１、ポンプＰ、管路１２を通して、水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１に流入し、そこで熱交換した後、管路１３、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｃ、管路１４、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃ、管路１８を通じて冷却塔１００に戻される。それと同時に、冷却塔１００からの冷水は、管路２２、三方弁Ｖ２のポートＡ，Ｃを通じて、水熱源ユニット３００の熱交換器３０１に流入し、そこで熱交換した後、管路１７、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃを通じて冷却塔１００に戻される。尚、図１において、参照符号７０はファンを示す。
【００１７】
これによれば、水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１、及び水熱源ユニット３００の熱交換器３０１には、それぞれ並列に冷却塔１００からの冷水が供給されるので、運転効率が向上する。
【００１８】
冬期においては、暖房負荷に応じて温水の流れが制御される。
暖房負荷が大きいときには、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｂと、三方弁Ｖ３のポートＡ，Ｂ，Ｃと、三方弁Ｖ２のポートＢ，Ｃと、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃとがつながれる。冷却塔１００からの冷水は、図２に実線の矢印で示すように、管路１１、ポンプＰ、管路１２を通じて、水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１に流入し、そこで熱交換した後、管路１３、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｂ、管路１５を経て三方弁Ｖ３のポートＢに至り、それと同時に、冷却塔１００からの冷水は、管路２４を経て、ボイラ４００に流入し、このボイラ４００で昇温された後、三方弁Ｖ３のポートＡに至り、これらは三方弁Ｖ３で合流してポートＣから流出し、三方弁Ｖ２のポートＡ，Ｃを通じて、水熱源ユニット３００の熱交換器３０１に流入する。そして、そこを経た後、管路１７、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃを通じて冷却塔１００に戻される。
【００１９】
これによれば、コンデンサ２０１の廃熱とボイラ４００の熱の双方が上記の熱交換器３０１で利用されるので、暖房負荷が大きい（例えば外気温度が低い）場合でも、十分な暖房効率をあげることができる。
【００２０】
暖房負荷が小さいときには、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｂと、三方弁Ｖ３のポートＢ，Ｃと、三方弁Ｖ２のポートＢ，Ｃと、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃとがつながれる。冷却塔１００からの冷水は、図３に実線の矢印で示すように、管路１１、ポンプＰ、管路１２を通じて、水冷式コンデンシングユニット２００のコンデンサ２０１に流入し、そこで熱交換した後、管路１３、三方弁Ｖ４のポートＡ，Ｂ、管路１５、三方弁Ｖ３のポートＢ，Ｃ、三方弁Ｖ２のポートＢ，Ｃを経て、水熱源ユニット３００の熱交換器３０１に流入する。そして、そこを経た後、管路１７、三方弁Ｖ１のポートＡ，Ｃを通じて冷却塔１００に戻される。
【００２１】
暖房負荷が小さい（例えば室内ユニット３１０の運転台数が少ない）ときには、コンデンサ２０１の廃熱だけを利用しても、十分な暖房効率をあげることができるので、ボイラ４００の運転を停止させることにより、化石燃料の無駄使いを解消することができ、省資源化が図れられる。
【００２２】
要するに、この実施の形態によれば、ボイラ４００を設けることにより、暖房負荷の大きい場合に、能力不足に至らず、いわゆる寒冷地向けのシステムを提供することができる。また、暖房負荷が小さい場合には、ボイラ４００の運転を停止させて、コンデンサ２０１の廃熱だけを利用した運転に切り替えることができるので、暖房運転の効率を向上させることができる。更に、コンデンサ２０１の廃熱を利用するシステムであるので、ボイラ４００だけを利用する場合に比べ、当該ボイラ４００の容量を小さくすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、管路にボイラを設けることにより、ボイラの熱を利用した暖房が可能になると共に、例えば暖房負荷が小さい場合には、ボイラの運転を停止させ、コンデンサの廃熱だけを利用した運転に切り替えることもできるので、経済的なシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和システムの一実施の形態を示す系統図である。
【図２】暖房負荷の大きい場合の冷却水の流れを示す系統図である。
【図３】暖房負荷の小さい場合の冷却水の流れを示す系統図である。
【符号の説明】
１００  冷却塔
２００  水冷式コンデンシングユニット
２０１  コンデンサ
２１０  ショーケース
３００  水熱源ユニット
３０１  熱交換器
３１０  室内ユニット
４００  ボイラ
Ｖ１〜Ｖ４  三方弁
Ａ〜Ｃ  ポート
【図１】
0003670731.tif 000002
【図２】
0003670731.tif 000003
【図３】
0003670731.tif 000004