(57)【要約】【課題】冷熱側および温熱側に設置される熱交換器を、自由に選定することができる熱媒体制御装置を提供する。【解決手段】熱媒体制御装置１０は、圧縮機１０１と、四方弁１０２と、第１膨張弁１０４および第２膨張弁１０５とが筐体１１に収容されている。筐体１１には、４つの配管接続口が設けられている。第１配管接続口Ｃ１は、四方弁１０２に接続する内部配管に、第１熱交換器２０への外部配管を接続する。第２配管接続口Ｃ２は、第１熱交換器２０からの外部配管を、第１膨張弁１０４への内部配管に接続する。第３配管接続口Ｃ３は、第２膨張弁１０５からの内部配管に、第２熱交換器３０への外部配管を接続する。第４配管接続口Ｃ４と、第２熱交換器３０からの外部配管を、四方弁１０２への内部配管に接続する。第１配管接続口Ｃ１と第４配管接続口Ｃ４とは内径が同径であり、第２配管接続口Ｃ２と第３配管接続口Ｃ３とは内径が同径である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を圧縮する圧縮機と、
圧縮された熱媒体を減圧する膨張弁とが筐体に収容され、前記筐体には、前記圧縮機からの熱媒体を配送する内部配管に、第１熱交換器への外部配管を接続する第１配管接続口と、
前記第１熱交換器からの戻り熱媒体を配送する外部配管を、前記膨張弁への流路となる内部配管に接続する第２配管接続口と、
前記膨張弁からの熱媒体を配送する内部配管に、第２熱交換器への外部配管を接続する第３配管接続口と、
前記第２熱交換器からの戻り熱媒体を配送する外部配管を、前記圧縮機への流路となる内部配管に接続する第４配管接続口と、による４つの配管接続口が設けられ、
前記第１配管接続口と前記第４配管接続口とは内径が同径であり、前記第２配管接続口と前記第３配管接続口とは内径が同径であることを特徴とする熱媒体制御装置。
【請求項２】
前記第１配管接続口および前記第４配管接続口は、前記第２配管接続口および前記第３配管接続口より内径が大きい請求項１記載の熱媒体制御装置。
【請求項３】
前記圧縮機は、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器から、温度情報および圧力情報を受け取らずに制御される請求項１または２記載の熱媒体制御装置。
【請求項４】
前記圧縮機は電気式であり、インバータ制御により、回転させる周波数を制御する制御盤を備え、
前記制御盤は、前記冷熱側を冷却する場合に、前記圧縮機に供給される熱媒体の圧力が一定となるように前記圧縮機への周波数を制御し、前記温熱側を加熱する場合に、前記圧縮機からの熱媒体の圧力が一定となるように前記圧縮機への周波数を制御して、前記圧縮機を一定運転する請求項１から３のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置。
【請求項５】
前記圧縮機は、一定回転により一定運転する定速コンプレッサーである請求項１から３のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置。
【請求項６】
前記圧縮機は、温度調整する既設設備が出力低下した場合、または既設設備の出力増強が必要となった場合に、不足分の一部または全部を補充する請求項１から５のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置。
【請求項７】
前記請求項１から６のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備え、
前記第１熱交換器または前記第２熱交換器のいずれか一方、または両方の熱交換器が、複数の熱交換器により構成され、前記複数の熱交換器が前記外部配管により並列、直列または並列と直列とを組み合わせて接続されていることを特徴とする冷却加熱システム。
【請求項８】
前記熱交換器は、熱媒体が自然対流または強制対流する流体と熱交換するものである請求項７記載の冷却加熱システム。
【請求項９】
前記熱交換器は、熱媒体が固体と熱交換するものである請求項７記載の冷却加熱システム。
【請求項１０】
前記請求項１から６のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備えた冷却加熱システムを、複数で運転するときに、前記複数の冷却加熱システムを運転する台数を変更して温度制御することを特徴とする温度調整装置。
【請求項１１】
前記請求項１から６のいずれかの項に記載の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備えた冷却加熱システムを、既設設備の出力の不足分、または出力増強に応じて台数を増設する段階と、前記既設設備を撤去するときに、温度調整機能付きの冷却加熱システムを設置する段階とを含むことを特徴とする冷却加熱システムの増設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器との間で、熱媒体を循環させて冷却および／または加熱する熱媒体制御装置、冷却加熱システム、温度調整装置、および冷却加熱システムの増設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱媒体を圧縮させたときの凝縮熱や、膨張させたときの気化熱により、熱移動を行うヒートポンプが知られている。
例えば、特許文献１の厨房に配設された排熱回収装置の一例を示すレイアウト図（特許文献１の図３参照）には、レストランの厨房の内気を排出する排気ダクトの排気路に排気側熱交換部が設置され、厨房の外気を取り込む給気ダクトの給気路に給気側熱交換部が設置され、圧縮機と膨張弁とが給気ダクトを挟んでそれぞれ配置され、この圧縮機と膨張弁とが、排気側熱交換部と給気側熱交換部とに、それぞれ配管により接続されて、熱媒体を循環させる閉回路が形成された排熱回収装置が記載されている。
特許文献１に記載の排熱回収装置では、夏場等の外気温が高い間は使用せず、使用外気温度は−１５℃〜１５℃の範囲とし、外気温が１５℃以上に上昇すると停止するように、外気温度を温度監視しており、排熱回収する室内温度は２０℃〜３５℃で適用するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４４４０１号公報
【特許文献２】特許第２８０４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱媒体を循環して食品などを冷凍、冷蔵保温するスーパーマーケットなどに設置されているショーケース用の冷凍機は、室外機に圧縮機と凝縮器を収容した１筐体のものと、凝縮器を圧縮機とは別の筐体に収容して２筐体としたものとがある。いずれも冷却、冷凍専用で暖房はできない。
１筐体とした冷凍機のショーケースへの配管は、熱媒体が送出される配管接続口と、戻る熱媒体が流入する配管接続口の２口である。熱媒体が送出される配管接続口に接続される配管は、膨張弁を経由してショーケースに行き、ショーケースからの戻り配管は、熱媒体が流入する配管接続口につながる。膨張弁は個々のショーケースに対応するものを選定する必要があるので、専門知識を必要とする。
【０００５】
２筐体の冷凍機は、圧縮機を搭載した冷凍機本体に、空冷の凝縮器と配管を接続するため配管接続口が２口、ショーケースと配管を接続するため配管接続口が２口設けられており、合計４口が設けられている。
それぞれの接続配管口は、配管を流れる熱媒体の流速の関係や配管の接続の間違いを防止するため、凝縮器用配管接続口とショーケース用配管接続口とは接続できる配管太さは異なっている。
２筐体の冷凍機では、空冷の凝縮器と冷凍機本体とは専用組み合わせとなっていて、冷凍機本体を製造するメーカーのものしか接続することができず、他メーカーの異なる凝縮器を接続することができない。
【０００６】
また、ルームエアコンデショナ、パッケージエアコンデショナ、チリングユニット、マルチエアコンデショナなど分離型空調機においても、同様に、室内機と室外機との組み合わせは、同一製造者の同一シリーズでなければ組み合わせて運転することはできない。
【０００７】
そこで本発明は、冷熱側および温熱側に設置される熱交換器を、自由に選定することができる熱媒体制御装置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】
本発明の熱媒体制御装置は、熱媒体を圧縮する圧縮機と、圧縮された熱媒体を減圧する膨張弁とが筐体に収容され、前記筐体に、前記圧縮機からの熱媒体を配送する内部配管に、第１熱交換器への外部配管を接続する第１配管接続口と、前記第１熱交換器からの戻り熱媒体を配送する外部配管を、前記膨張弁への流路となる内部配管に接続する第２配管接続口と、前記膨張弁からの熱媒体を配送する内部配管に、第２熱交換器への外部配管を接続する第３配管接続口と、前記第２熱交換器からの戻り熱媒体を配送する外部配管を、前記圧縮機への流路となる内部配管に接続する第４配管接続口とによる４つの配管接続口が設けられ、前記第１配管接続口と前記第４配管接続口とは内径が同径であり、前記第２配管接続口と前記第３配管接続口とは内径が同径であることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第１熱交換器への外部配管を接続する第１配管接続口および第２配管接続口と、第２熱交換器への外部配管を接続する第３配管接続口および第４配管接続口とのうち、第１配管接続口と第４配管接続口との内径が同径であり、第２配管接続口と第３配管接続口との内径が同径である。従って、熱交換器として、第１配管接続口または第３４配管接続口の内径を有する外部配管が接続できる配管接続口と、第２配管接続口または第３配管接続口の内径を有する外部配管が接続できる配管接続口とを有するものとすれば、熱交換器を第１熱交換器としたり、第２熱交換器としたりして共通して使用することができる。また、冷熱側または温熱側に関係なく熱交換器を選定することができる。
【００１０】
前記第１配管接続口および前記第４配管接続口は、前記第２配管接続口および前記第３配管接続口より内径が大きいのが望ましい。
配管はコストを低く抑えられるので細い方がよい。内部配管のコストが抑えられれば装置のコスト価格が安くなり、外部配管が細ければ工事コストも抑えられる。しかし、圧縮機からの内部配管が接続される第１配管接続口は、圧縮機により熱媒体が高圧高温ガス状態となっているため、太い管径とするのが望ましい。また、圧縮機への流路となる内部配管が接続される第４配管接続口は、熱媒体が低圧ガス状態なので、第１配管接続口と同様に太い管径とするのが望ましい。従って、第１配管接続口および第４配管接続口は太管にし、熱媒体の流れによる圧力低下を少なくすることができる。また、膨張弁に接続される第２配管接続口および第３配管接続口に流れる熱媒体は、液体状態または液体と気体の混合状態なので、細管とすることができる。
【００１１】
前記圧縮機は、前記第１熱交換器および前記第２熱交換器から、温度情報および圧力情報を受け取らずに制御されるので、配線が不要なため、第１熱交換器や第２熱交換器との接続工事が簡単に行える。また、本発明の熱媒体制御装置と他メーカーの交換器との接続においても、電気的な条件が不要である。
【００１２】
前記圧縮機は電気式であり、インバータ制御により、回転させる周波数を制御する制御盤を備え、前記制御盤は、前記冷熱側を冷却する場合に、前記圧縮機に供給される熱媒体の圧力が一定となるように前記圧縮機への周波数を制御し、前記温熱側を加熱する場合に、前記圧縮機からの熱媒体の圧力が一定となるように前記圧縮機への周波数を制御して、前記圧縮機を一定運転するものとすることができる。このように熱媒体の圧力に応じて圧縮機への周波数を制御することで、冷房運転の場合に温熱側の温度が変動しても、冷熱側熱交換器への熱媒体の温度が一定にでき、また、暖房運転の場合に冷熱側の温度が変動したりしても、温熱側熱交換器への熱媒体の温度を一定にできる。
【００１３】
前記圧縮機は、一定回転により一定運転する定速コンプレッサーであると、圧縮機の回転速度の制御が不要であるため、必要とされる出力の圧縮機を定格出力で使用することができる。
【００１４】
前記圧縮機は、温度調整する既設設備が出力低下した場合、または既設設備の出力増強が必要となった場合に、不足分の一部または全部を補充するのが望ましい。
【００１５】
前記圧縮機を一定運転させることにより、冷熱側への熱媒体を冷却して熱交換器にて熱交換させると共に、温熱側への熱媒体を加熱して熱交換器に熱交換させて、温度調整する既設設備の出力低下による不足分の一部または全部を補充する。従って、本発明の熱媒体制御装置は、温度調整を既設設備に任せ、既設設備の出力低下に伴う不足分や出力増強に要する不足分を出力するような規模のものとすればよいので、大型な装置としなくてもよい。
【００１６】
本発明の冷却加熱システムは、本発明の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備え、前記第１熱交換器または前記第２熱交換器のいずれか一方、または両方の熱交換器が、複数の熱交換器により構成され、前記複数の熱交換器が前記外部配管により並列、直列または並列と直列とを組み合わせて接続されていることを特徴とする。
本発明の熱媒体制御装置に、複数の交換器で構成した第１の熱交換器または／および第２の交換器を並列接続したり、直列接続したりすることができる。
【００１７】
前記熱交換器を、熱媒体が自然対流または強制対流する流体と熱交換するものとすることができる。前記熱交換器は、熱媒体による冷却または加熱対象が自然対流または強制対流に依らず、熱交換を行う場合にも適用することができる。
【００１８】
前記熱交換器は、熱媒体が固体と熱交換するものであると、固体中に熱交換器を埋設して熱交換させることができる。
【００１９】
本発明の温度調整装置は、本発明の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備えた冷却加熱システムを複数で運転するときに、前記複数の冷却加熱システムを運転する台数を変更して温度制御することを特徴とする。
本発明の温度調整装置によれば、温度調整を不要とした本発明の熱媒体制御装置であっても、運転台数を変えることで温度調整することができる。
【００２０】
本発明の冷却加熱システムの増設方法は、本発明の熱媒体制御装置と、前記第１熱交換器と、前記第２熱交換器とを備えた冷却加熱システムを、既設設備の出力の不足分、または出力増強に応じて台数を増設する段階と、前記既設設備を撤去するときに、温度調整機能付きの冷却加熱システムを設置する段階とを含むことを特徴とする。
本発明の冷却加熱システムの増設方法によれば、本発明の冷却加熱システムを、既設設備の出力低下に応じて台数を増設したり、出力増強に応じて台数を増設したりすることで、既設設備としての加熱装置および／または冷却装置の入れ替えを、本発明の冷却加熱システムの台数を増やしながら徐々に進めることができるので、大きな導入コストが一度に発生することを回避することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の熱媒体制御装置は、熱交換器を第１熱交換器としたり、第２熱交換器としたりして共通して使用することができるので、熱交換器の在庫を半分とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷却加熱システムの概略図である。
【図２】図１に示す冷却加熱システムの使用例の概略図である。
【図３】図１に示す冷却加熱システムの構成図および第２熱交換器を冷熱側とする場合の熱媒体の流れを説明するための図である。
【図４】図１に示す冷却加熱システムの冷房運転時の温度サイクルの図である。
【図５】図１に示す冷却加熱システムの構成図および第２熱交換器を温熱側とする場合の熱媒体の流れを説明するための図である。
【図６】図１に示す冷却加熱システムの暖房運転時の温度サイクルの図である。
【図７】（Ａ）は必要とされる出力の一例を示す図、（Ｂ）は既設設備の出力低下の一例を示す図、（Ｃ）は冷却加熱システムのベース運転を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る冷却加熱システムの第１変形例の使用例の概略図である。
【図９】図８に示す冷却加熱システムの構成図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る冷却加熱システムの第３変形例の使用例の概略図である。
【図１１】図１０に示す冷却加熱システムの構成図である。
【図１２】熱媒体制御装置に複数の熱交換器を接続した一例を示す図であり、（Ａ）は並列接続した熱交換器を示す図、（Ｂ）は直列接続した熱交換器を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る冷却加熱システムの初期段階を説明するための図である。
【図１４】図１２に示す冷却加熱システムの増設段階を説明するための図である。
【図１５】図１２に示す冷却加熱システムの最終段階を説明するための図である。
【図１６】（Ａ）は既設設備の出力低下に伴い冷却加熱システムを１台増設した場合を説明するための図、（Ｂ）は冷却加熱システムを２台増設した場合を説明するための図、（Ｃ）は既設設備を撤去し、冷却加熱システムを３台とした場合を説明するための図である。
【図１７】従来の冷却加熱システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る冷却加熱システムを図面に基づいて説明する。
図１に示す冷却加熱システム１は、図示しない既設設備と共に設置され、冷熱側と温熱側とに、それぞれ、熱交換器が配置され、それぞれの熱交換器と外部配管により接続された熱媒体制御装置により熱媒体を冷却、加熱し、循環させることで、既設設備の出力低下した場合や既設設備の出力増強が必要となった場合に、不足分の一部または全部を補充するものである。
【００２４】
冷却加熱システム１は、例えば、図２に示すように、企業等が入居した建物Ａ１に設置することができる。建物Ａ１では、既設設備として、ガス吸収式の冷温水器Ａ１１が設置され、各階のフロアに室内機Ａ１２が設置され、換気用の排気装置Ａ１３が設置されている。
冷却加熱システム１は、排気装置Ａ１３の排気側に設置された第１熱交換器２０と、冷温水器Ａ１１から熱媒体である水が循環する配水管Ａ１４に接続された第２熱交換器３０と、これらの間に熱媒体を循環させる熱媒体制御装置１０とを備えている。冷却加熱システム１は、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０と熱媒体制御装置１０とが、それぞれが別々の筐体で構成された３ピース構造である。
第１熱交換器２０と第２熱交換器３０と熱媒体制御装置１０とを循環する熱媒体は、冷房サイクル、暖房サイクルで、十分な圧縮、膨張を行えるものであれば使用できる。
【００２５】
ここで、冷却加熱システム１の装置構成について、図３に基づいて詳細に説明する。
図３に示す冷却加熱システム１は、インバータ式ヒートポンプ装置である。
【００２６】
冷却加熱システム１は、第１熱交換器２０と熱媒体制御装置１０とが、熱媒体を配送する外部配管である渡り配管Ｐ１１，Ｐ１２により接続され、第２熱交換器３０と熱媒体制御装置１０とが、外部配管である渡り配管Ｐ２１，Ｐ２２により接続されている。この渡り配管Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２は銅管により形成されている。
熱媒体制御装置１０は、熱媒体を圧縮する電気式の圧縮機１０１と、熱媒体の流れ方向を変える四方弁１０２と、熱媒体量を調整するための受液器１０３と、熱媒体を減圧するための第１膨張弁１０４および第２膨張弁１０５と、気体状態の熱媒体および液体状態の熱媒体を分離する気液分離器１０６とを備え、それぞれが内部配管により接続され、筐体１１に収容されている。
この内部配管には、圧縮機１０１の吐出側に位置する第１圧力センサ１０７と、圧縮機１０１の吸込側に位置する第２圧力センサ１０８とが設けられている。また、これらの構成をインバータ制御するための制御盤１０９が設けられている。
【００２７】
圧縮機１０１は、制御盤１０９によりインバータ制御されるコンプレッサーである。四方弁１０２は、制御盤１０９の指示により、冷却運転（冷却サイクル）と加熱運転（加熱サイクル）とで流路を切り替えるバルブである。受液器１０３は、循環する熱媒体を収容するものである。第１膨張弁１０４および第２膨張弁１０５は、熱媒体を減圧する電子膨張弁である。第１圧力センサ１０７は、圧縮機１０１が吐出した熱媒体の圧力を測定するためのものである。第２圧力センサ１０８は、圧縮機１０１に吸い込まれる熱媒体の圧力を測定するためのものである。
【００２８】
制御盤１０９は、第１圧力センサ１０７または第２圧力センサ１０８により測定された圧力に基づいて圧縮機１０１を回転させる周波数を制御する機能を備えている。また、制御盤１０９は、図示しないスイッチ等により冷却運転または加熱運転のいずれかの設定に基づいて、四方弁１０２の流路の切り替え、第１膨張弁１０４または第２膨張弁１０５の切り替えなどを行う機能を備えている。
【００２９】
熱媒体制御装置１０の筐体１１に、外部配管である渡り配管Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を接続するための４つの配管接続口（第１配管接続口Ｃ１〜Ｃ４）が設けられている。
第１配管接続口Ｃ１は、圧縮機１０１からの熱媒体を配送する内部配管に、第１熱交換器２０への渡り配管Ｐ１１を接続する送出口である。
第２配管接続口Ｃ２は、第１熱交換器２０からの戻り熱媒体を配送する渡り配管Ｐ１２を、膨張弁への流路となる内部配管に接続する流入口である。
第３配管接続口Ｃ３は、膨張弁からの熱媒体を配送する内部配管に、第２熱交換器３０への渡り配管Ｐ２１を接続する送出口である。
第４配管接続口Ｃ４は、第２熱交換器３０からの戻り熱媒体を配送する渡り配管Ｐ２２を、記圧縮機への流路となる内部配管に接続する流入口である。
【００３０】
第１配管接続口Ｃ１と第４配管接続口Ｃ４とは、内径が同径である。また、第２配管接続口Ｃ２と第３配管接続口Ｃ３とは、内径が同径である。そして、第１配管接続口Ｃ１および第４配管接続口Ｃ４は、第２配管接続口Ｃ２および第３配管接続口Ｃ３より内径が大きく形成されている。
【００３１】
第１熱交換器２０は、ファンＦにより強制対流する流体である空気と、循環する熱媒体とが熱交換するものである。第２熱交換器３０は、循環することにより強制対流する流体である水と、循環する熱媒体とが熱交換するものである。第１熱交換器２０には、渡り配管Ｐ１１，Ｐ１２が接続される。第２熱交換器３０には、渡り配管Ｐ２１，Ｐ２２が接続される。
従って、第１配管接続口Ｃ１の内径を有する渡り配管Ｐ１１が接続される第１熱交換器２０の配管接続口Ｈ１と、第４配管接続口Ｃ４の内径を有する渡り配管Ｐ２２が接続される第２熱交換器３０の配管接続口Ｈ１とは内径が同径である。
また、第２配管接続口Ｃ２の内径を有する渡り配管Ｐ１２が接続される第１熱交換器２０の配管接続口Ｈ２と、および第３配管接続口Ｃ３の内径を有する渡り配管Ｐ２１が接続される第２熱交換器３０の配管接続口Ｈ２とは内径が同径である。
【００３２】
このように、熱交換器として、第１配管接続口Ｃ１または第４配管接続口Ｃ４の内径を有する渡り配管Ｐ１１，Ｐ２２が接続できる配管接続口Ｈ１と、第２配管接続口Ｃ２または第３配管接続口Ｃ３の内径を有する渡り配管Ｐ１２，Ｐ２１が接続できる配管接続口Ｈ２とを有するものとすれば、熱交換器を第１熱交換器２０としたり、第２熱交換器３０としたりして共通して使用することができる。従って、熱交換器の在庫を半分とすることができる。また、他のメーカーの熱交換器であっても、配管接続口の接続性、熱交換の性能などの条件が合えば、熱媒体制御装置１０と接続でき、使用することができる。
【００３３】
以上のように構成された本実施の形態１に係る冷却加熱システム１の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
図２に示す建物Ａ１では、例えば、各フロアで冷房を使用するために、冷温水器Ａ１１により冷水が配水管Ａ１４を循環させているものとする。排気装置Ａ１３からは、換気による各フロアの空気が排出される。冷却加熱システム１は、排気装置Ａ１３からの排熱（冷房時は外気より冷熱）である未利用エネルギーを利用して、配水管Ａ１４内を流れる水を冷却する。この場合、配水管Ａ１４が冷熱側となるため、第２熱交換器３０が冷熱側熱交換器であり、排気装置Ａ１３が温熱側となるため、第１熱交換器２０が温熱側熱交換器となる。
【００３４】
まず、図３に示すように、制御盤１０９は、管理者により第２熱交換器３０を冷却目的として使用することが設定されたことを受け、四方弁１０２に流路を指示する。また、第１膨張弁１０４を無効化し、第２膨張弁１０５を有効化する。
この流路により、まず、圧縮機１０１により圧縮された高圧高温の熱媒体が、四方弁１０２を通過し、渡り配管Ｐ１１を通過して、凝縮器として機能する第１熱交換器２０へ送られる（Ｓ１０）。排気装置Ａ１３からの排気と第１熱交換器２０が熱交換することにより、熱媒体が液化する（Ｓ２０）。
【００３５】
高圧液体となった熱媒体は、渡り配管Ｐ１２を通過し、無効化された第１膨張弁１０４を通過して、一旦、受液器１０３に貯留される（Ｓ３０）。そして、受液器１０３からの熱媒体は、第２膨張弁１０５で減圧されることで、一部が気化すると共に低温となる（Ｓ４０）。
【００３６】
低圧低温となった熱媒体は、渡り配管Ｐ２１を通って第２熱交換器３０へ送られる。第２熱交換器３０では、冷温側である冷温水器Ａ１１の配水管Ａ１４（図２参照）を循環する冷水と、液状の熱媒体が蒸発することで、冷水の熱を奪って冷却し、蒸発器として機能する第２熱交換器３０内の熱媒体が蒸発して低圧蒸気となる（Ｓ５０）。
【００３７】
第２熱交換器３０にて低圧蒸気となった熱媒体は、渡り配管Ｐ２２を通って、四方弁１０２へ送られ、受液器１０３内の冷却コイルを通過して加熱される（Ｓ６０）。そして、気液分離器１０６にて、液体状態の熱媒体と気体状態の熱媒体とを分離して、気体状態の熱媒体は圧縮機１０１へ戻る（Ｓ７０）。
【００３８】
ここで、第１熱交換器２０が排気装置Ａ１３による室内（フロア）からの排気と熱交換する場合の熱の流れについて、図４に基づいて説明する（図４においては実線にて示す）。
【００３９】
図４に示すように、冷房運転時では、排気装置Ａ１３による室内からの排気に、凝縮器として機能する第１熱交換器２０からの熱が流れる（Ｓ１１０）。次に、熱媒体の膨張により熱媒体が低温となる（Ｓ１２０）。次に、蒸発器として機能する第２熱交換器３０へ室内の熱が流れることで室内が冷却される（Ｓ１３０）。そして、圧縮機１０１により熱媒体が高温高圧となる（Ｓ１４０）。
【００４０】
次に、第１熱交換器２０が排気装置Ａ１３による室内からの排気と熱交換せずに、外気と熱交換したとする場合を説明する（図４においては点線にて示す）。
排気装置Ａ１３による室内からの排気（冷熱温度）は、冷房された室内からの空気であるため、外気（外気温度）と比較して温度が低い。従って、第１熱交換器２０が外気と熱交換する場合には、高い温度と熱交換することになるので、圧縮機１０１の高温高圧状態の熱媒体を冷熱温度より高い外気温度で冷却することになり、同じ熱量を放熱するには熱媒体の温度を上昇させなければ放熱できない。
【００４１】
このように本実施の形態１に係る冷却加熱システム１では、第１熱交換器２０を未利用エネルギーである排熱と熱交換することで、圧縮機１０１の動力を削減することができる。
【００４２】
ここで、制御盤１０９は、圧縮機１０１の吸込側に位置する第２圧力センサ１０８を監視しており、圧縮機１０１に流入する熱媒体の圧力が低圧状態で一定となるように圧縮機１０１の周波数を決定して、一定運転を行なっている。
このように圧力が低圧状態で一定となるように圧縮機１０１を運転することで、第１熱交換器２０が熱交換する際の温度が、冷熱温度や外気の温度が変動しても、第２熱交換器３０での熱媒体の温度を一定に維持することができる。冷房運転において、制御盤１０９が熱媒体の状態を低圧一定とすることで、温熱側の温度を測定して圧縮機１０１の回転を調整する必要がないため、温度センサや圧力センサと接続するための配線が不要である。
【００４３】
次に、図２に示す冷温水器Ａ１１を暖房運転した場合を説明する。各フロアで暖房を使用するために、冷温水器Ａ１１により、配水管Ａ１４を通して、温水を循環させる。排気装置Ａ１３からは、換気による各フロアの空気が排出される。冷却加熱システム１は、排気装置Ａ１３からの排熱である未利用エネルギーを利用して、配水管Ａ１４内を流れる水を加熱する。この場合、配水管Ａ１４が温熱側となるため、第２熱交換器３０に格納された熱交換器が温熱側熱交換器であり、排気装置Ａ１３が冷熱側となるため、第１熱交換器２０に格納された熱交換器が冷熱側熱交換器となる。
【００４４】
まず、図５に示す制御盤１０９は、管理者により第２熱交換器３０を暖房目的として使用することが設定されたことを受け、四方弁１０２に流路を指示する。また、第２膨張弁１０５を無効化し、第１膨張弁１０４を有効化する。
【００４５】
この流路により、まず、圧縮機１０１により圧縮された高圧高温の熱媒体が、四方弁１０２を通過し、渡り配管Ｐ２２を通過して、第２熱交換器３０へ送られる（Ｓ２１０）。第２熱交換器３０では、高温となった熱媒体と、温熱側である冷温水器Ａ１１の配水管Ａ１４（図１参照）を循環する温水とが熱交換することにより、温水が加熱され、凝縮器として機能する第２熱交換器３０内の熱媒体が液化して高圧液体となる（Ｓ２２０）。
【００４６】
高圧液体となった熱媒体は、渡り配管Ｐ２１を通過し、無効化された第２膨張弁１０５を通過して、一旦、受液器１０３に貯留される（Ｓ２３０）。そして、受液器１０３からの熱媒体は、第１膨張弁１０４で減圧されることで、気化すると共に低温となる（Ｓ２４０）。
【００４７】
低圧低温となった熱媒体は、渡り配管Ｐ１２を通って第１熱交換器２０へ送られる。第１熱交換器２０では、温熱側である排気装置Ａ１３（図２参照）からの排気と、低温となった熱媒体とが熱交換して、排気の熱を奪うことで加熱され、蒸発器として機能する第１熱交換器２０内の熱媒体が蒸発して低圧蒸気となる（Ｓ２５０）。
【００４８】
第１熱交換器２０にて低圧蒸気となった熱媒体は、渡り配管Ｐ１１を通って、四方弁１０２へ送られ、受液器１０３内の冷却コイルを通過して加熱される（Ｓ２６０）。そして、気液分離器１０６にて、液体状態の熱媒体と気体状態の熱媒体とを分離して、気体状態の熱媒体は圧縮機１０１へ戻る（Ｓ２７０）。
【００４９】
ここで、第１熱交換器２０が排気装置Ａ１３による室内（フロア）からの排気と熱交換する場合の熱の流れについて、図６に基づいて説明する（図６においては実線にて示す）。
【００５０】
図６に示すように、暖房運転時では、排気装置Ａ１３による室内からの排気から、蒸発器として機能する第１熱交換器２０に熱が流れる（Ｓ３１０）。次に、圧縮機１０１により熱媒体が高温高圧となる（Ｓ３２０）。次に、凝縮器として機能する第２熱交換器３０により室内へ熱を流すことで、室内を加熱する（Ｓ３３０）。そして、次に、熱媒体の膨張により熱媒体が低温となる（Ｓ３４０）。
【００５１】
次に、第１熱交換器２０が排気装置Ａ１３による室内からの排気と熱交換せずに、外気と熱交換したとする場合を説明する（図６においては点線にて示す）。
排気装置Ａ１３による室内からの排気（排熱温度）は、暖房された室内からの空気であるため、外気（外気温度）と比較して温度が高い。従って、第１熱交換器２０が外気と熱交換する場合には、低い温度と熱交換することになる。従って、圧縮機１０１により熱媒体を高温とする場合には、排気温度の場合より圧縮機はより多くの仕事が必要になる。
【００５２】
このように本実施の形態に係る冷却加熱システム１では、冷房時と同様に、第１熱交換器２０を未利用エネルギーである排熱と熱交換することで、圧縮機１０１の動力を削減することができる。
【００５３】
ここで、制御盤１０９は、圧縮機１０１の吐出側に位置する第１圧力センサ１０７を監視しており、圧縮機１０１から流出する熱媒体の圧力が高圧状態で一定となるように圧縮機１０１の周波数を決定して、一定運転を行なっている。
このように圧力が高圧状態で一定となるように圧縮機１０１を運転することで、第１熱交換器２０が熱交換する際の温度が、排気温度や外気の温度が変動しても、第２熱交換器３０での熱媒体の温度を一定に維持することができる。暖房運転において、制御盤１０９が熱媒体の状態を高圧一定とすることで、冷熱側の温度を測定して圧縮機１０１の回転を調整する必要がないため、温度センサや圧力センサと接続するための配線が不要である。
【００５４】
このように、熱媒体制御装置１０は、圧縮機１０１が、第１熱交換器２０および第２熱交換器３０から、温度情報および圧力情報を受け取らずに、制御盤１０９により制御されるので、配線が不要である。従って、第１熱交換器や第２熱交換器との接続工事が簡単に行える。また、熱媒体制御装置１０と他メーカーの交換器との接続においても、電気的な条件が不要である。
【００５５】
次に、冷却加熱システム１が、既設設備であるガス吸収式の冷温水器Ａ１１の出力の不足分を補充することについて、図７に基づいて説明する。
図７（Ａ）は、建物Ａ１における冷暖房に必要とされる出力の一例を示している。図７（Ａ）に示す例では、仮に１０時から１９時までの間をガス吸収式の冷温水器Ａ１１の運転期間としている。この運転期間中の必要な出力に対して、ガス吸収式の冷温水器Ａ１１が１００％の出力で運転する。
しかし、ガス吸収式の冷温水器Ａ１１は経年と共に出力が低下する。例えば、図７（Ｂ）に示すように、運転１０年で出力の減少が２０％〜３０％となるものもある。
【００５６】
例えば、冷却装置としてはチラーや吸収式冷凍機などが、加熱装置としてはボイラー装置などが、また、冷却加熱システムとして冷温水器が、既設設備として設置されていることがあり、それぞれの装置により温度が調整されている。
既設設備がボイラーであれば未燃物の配管外部への継続的な堆積や、配管内部へはスケールの堆積、その他材料の腐食などにより、性能が劣化し、吸収式冷凍機であれば配管のシール部分の密閉性が低下して外気が侵入して内部の真空度が低下して、出力が低下する。出力が低下して、修繕による回復が望めなくなると、設定温度を維持できなくなる。そうなると、設備管理者は、新規の冷却装置や加熱装置の導入を検討することになる。
【００５７】
冷熱側または温熱側の温度調整を行う新規の冷却装置や加熱装置や空気調和装置などの各種の装置の導入は、大きな導入コストが伴う。また、既設設備を撤去して、その代わりに導入される装置は、既設設備と同等の出力が要求されるので、出力の大きい大型の装置を導入する必要があり、導入コストが嵩む。
更に、出力が低下したからといっても、既設設備が稼働できない訳ではないため、既設設備を廃棄して、新規装置を導入するのは、不経済である。
そこで、既設設備を有効活用することで装置の小型化が図れ、導入コストを抑制することができる熱媒体制御装置が有効である。
【００５８】
本実施の形態１では、冷温水器Ａ１１の出力が約２０％低下した場合に、その出力を補う冷却加熱システム１を、図２に示すように導入する。そうすることで、図７（Ｃ）に示すように、不足分の２０％の全部または一部を、冷却加熱システム１が補充することができ、冷温水器Ａ１１の出力をベース部分で嵩上げすることができる。
ここで、冷却加熱システム１の出力は必ずしも２０％でなくてもよい。これは、冷却加熱システム１の出力が２０％に不足する場合は温度調整に多少問題がある程度であり、冷却加熱システム１の出力が２０％を超える場合、温度調整は既設設備が出力を低下させて調整するからである。
【００５９】
このように、各フロアは、ガス吸収式の冷温水器Ａ１１が設定温度に基づいて温度調整するため、フロアが外気などの影響や室内に設置された機器の排気、作業者の熱気などにより室温が変動しても、冷却加熱システム１は、温度調整の必要がないため、冷温水器Ａ１１との組み合わせにより、冷熱側または温熱側を所定の温度とすることができる。
【００６０】
従って、冷却加熱システム１は、既存設備と組み合わせて、既存設備の出力の不足分の一部または全部を出力するように使用されるため、既存設備に代わるような大きな出力を備えなくてもよいので、装置を小型化することができる。従って、冷却加熱システム１は、導入コストを抑えることができる。
また、冷却加熱システム１は、冷熱側の未利用エネルギーを利用して温熱側の加熱をしたり、温熱側の未利用エネルギーを利用して冷熱側を冷却したりすることで、未利用エネルギーの有効活用を図ることが可能である。
また、既存設備の出力が低下した場合だけでなく、既設設備の出力増強が必要となった場合でも、既存設備と比較して小型の冷却加熱システム１を、既存設備と組み合わせて設置することで、容易に出力増強を図ることができる。
【００６１】
冷却加熱システム１は、原理的にはヒートポンプであるため、ガス吸収式の冷温水器Ａ１１と比較して、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）と称される成績係数が高い。従って、冷却加熱システム１を冷温水器Ａ１１に組み合わせた方が、冷温水器Ａ１１を１００％の運転をしたときよりも、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００６２】
ここで、従来の冷却加熱システムについて、特許文献２に記載の排熱回収型ヒートポンプに基づいて説明する。
図１７に示す特許文献２に記載の排熱回収型ヒートポンプでは、電算室で発生した熱は、熱交換器５１で熱交換され、冷水還管５２を介してヒートポンプ５０へ移送され、ヒートポンプ５０の吸熱器（図示せず）により吸熱され、吸熱器により吸熱された電算室の発熱が、ヒートポンプ５０の温水熱交換器（図示せず）側へ移行され、一般室系統空調機の熱交換器５３へ温水往管５４を介して移送される。
【００６３】
図１７に示す従来の冷却加熱システムでは、熱交換器５１，５３に水を循環させるための冷水往管５５，冷水還管５２と、温水往管５４，温水還管５６とが設けられるが、水を循環させる配管は鋼管であり、また別途水を循環させるためのポンプが必要となるため、工事が大掛かりとなり、コストが増大する。本実施の形態に係る冷却加熱システム１では、元々の同原理であるヒートポンプを３筐体構造にしており、３筐体間はフレキシビリティがある銅管により接続されているため、工事が容易である。
また、図１７に示す従来の冷却加熱システムでは、熱交換器５１，５３を循環する水と熱交換する吸熱器および温水熱交換器がヒートポンプ５０内に配置されている。しかし、冷却加熱システム１では、図３に示すように、圧縮機１０１からの熱媒体が、第１熱交換器２０と第２熱交換器３０とへ直接循環するので、熱交換器を熱媒体制御装置１０内に設ける必要がない。
【００６４】
図３および図５に示す冷却加熱システム１では、図２に示すように、一方の熱交換器が空気と熱交換する第１熱交換器２０、他方の熱交換器が水と熱交換する第２熱交換器３０として、各フロアを冷暖房するガス吸収式の冷温水器の補助装置として使用していたが、両方とも空気と熱交換するようにしてもよい。
【００６５】
例えば、図８に示すように、一方の熱交換器を、建物Ａ２に設置された排気装置Ａ１３からの排気と熱交換する第１熱交換器２０とし、他方の熱交換器を、各フロアに設置した室内機（後述する第２熱交換器３１）とし、建物Ａ２全体を空気調和する既設設備の冷暖房設備（図示せず）の補助装置として冷却加熱システム２を使用することもできる。
この場合、図９に示すように、各フロアに設置される室内機として、第１熱交換器２０と同じ構成の第２熱交換器３１を、渡り配管Ｐ２１，Ｐ２２に接続するようにする。
【００６６】
このように第１熱交換器２０および第２熱交換器３１を両方とも空気と熱交換するものとしても、図３および図５に示す冷却加熱システム１と同様に動作することができ、同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、例えば、図１０（Ａ）に示す冷却加熱システム３では、既設設備のガス吸収式の冷温水器の配水管Ａ１４に第２熱交換器３０を配置した点で、図２に示す冷却加熱システム１と同様であるが、第１熱交換器２１を、建物からの排水を貯留する雑排水槽Ａ２１に浸漬させることで、両方の熱交換器を水と熱交換としている。
【００６８】
また、図１０（Ｂ）に示すように、製麺工場Ｂにおいて、一方の茹で槽Ｂ１１で麺を茹で、他方の冷却槽Ｂ１２で茹でた麺を冷水に晒すように加工処理を行なっている場合、茹で槽Ｂ１１では既設設備としてボイラーＢ１３により加熱を行なっており、冷却槽Ｂ１２では既設設備としてターボ冷凍機などヒートポンプシステムや吸収式冷凍機Ｂ１４により冷却を行なっている。このような製麺工場Ｂにおいては、ボイラーＢ１３にて加熱される補給水を予め温水としておくための第１熱交換器２１を補給水の配管に設置すると共に、ターボ冷凍機などヒートポンプシステムまたは吸収式冷凍機Ｂ１４により冷却される補給水を予め冷水としておくための第２熱交換器３０を補給水の配管に設置する。
この場合、図１１に示すように、第２熱交換器３０と同じ構成の第１熱交換器２１を、渡り配管Ｐ１１，Ｐ１２に接続するようにする。
【００６９】
このように第１熱交換器２１および第２熱交換器３０を水中に浸漬して水と熱交換する冷却加熱システム３としても、図３および図５に示す冷却加熱システム１と同様に動作することができ、同様の効果を得ることができる。
【００７０】
なお、実施の形態１に係る冷却加熱システム１〜３について、インバータ式のヒートポンプを例に説明したが、圧縮機１０１が一定回転により一定運転する定速コンプレッサーとしてもよい。この場合、圧縮機１０１の回転制御を制御盤１０９が行う必要がないため、シンプルな構造とすることができ、装置の小型化を図ることができる。
更に、制御盤１０９により設定された周波数に基づいて、圧縮機１０１を一定回転させるようにしてもよい。
【００７１】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る冷却加熱システムについて、図面に基づいて説明する。本実施の形態２の冷却加熱システムでは、熱媒体制御装置に、複数の熱交換器が外部配管により並列または直列に接続されていることを特徴とするものである。
図１２（Ａ）に示すように、ファンＦにより強制対流する空気と熱交換する３台の熱交換器が第１熱交換器２０ａとして、また、同様に、ファンＦにより空気と熱交換する３台の熱交換器が第２熱交換器３１ａとして、熱媒体制御装置１０に接続されている。
【００７２】
第１熱交換器２０ａとした３台の熱交換器は、それぞれの配管接続口Ｈ１に、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ１と、外部配管Ｐ１３により並列接続されている。また、３台の熱交換器のそれぞれの配管接続口Ｈ２と、配管接続口Ｃ２と、外部配管Ｐ１４により並列接続されている。
第２熱交換器３１ａとした３台の熱交換器は、それぞれの配管接続口Ｈ１に、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ３と、外部配管Ｐ２４により並列接続されている。また、３台の熱交換器のそれぞれの配管接続口Ｈ２と、配管接続口Ｃ４と、外部配管ＰＰ２３により並列接続されている。
【００７３】
このように、外部配管Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ２３，Ｐ２４により冷熱側の熱交換器、温熱側の熱交換器が並列接続されていることで、容易に装置規模を大型化することができる。
【００７４】
図１２（Ｂ）に示すように、ファンＦにより強制対流する空気と熱交換する３台の熱交換器が第１熱交換器２０ｂとして、また、同様に、ファンＦにより空気と熱交換する３台の熱交換器が第２熱交換器３１ｂとして、熱媒体制御装置１０に接続されている。
【００７５】
第１熱交換器２０ｂとした３台の熱交換器は、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ１と最初の熱交換器の配管接続口Ｈ１とを接続する外部配管Ｐ１５と、それぞれの熱交換器の配管接続口同士を接続する外部配管Ｐ１６と、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ２と最初の熱交換器の配管接続口Ｈ２とを接続する外部配管Ｐ１７とにより、直列接続されている。
第２熱交換器３１ｂとした３台の熱交換器は、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ３と最初の熱交換器の配管接続口Ｈ２とを接続する外部配管Ｐ２５と、それぞれの熱交換器の配管接続口同士を接続する外部配管Ｐ２６と、熱媒体制御装置１０の配管接続口Ｃ４と最初の熱交換器の配管接続口Ｈ１とを接続する外部配管Ｐ２７とにより、直列接続されている。
外部配管Ｐ１６または外部配管Ｐ２６を流れる熱媒体は、気体状態の熱媒体と液体状態の熱媒体とが混合した状態である。従って、外部配管Ｐ１６や外部配管Ｐ２６が細管であると、圧力損失が大きくなる。従って、外部配管Ｐ１６および外部配管Ｐ２６により接続される、それぞれの熱交換器の配管接続口は、圧力損失を低減するために、少なくとも、配管接続口Ｈ１と同じ管径か、それよりも大きいのが望ましい。
【００７６】
このように、外部配管Ｐ１５〜Ｐ１７，Ｐ２５〜Ｐ２７により冷熱側の熱交換器、温熱側の熱交換器が直列接続されていることで、長尺な流路が形成できるので、熱交換を効果的に向上させることができる。
【００７７】
なお、図１２（Ａ）および同図（Ｂ）に示す本実施の形態２に係る冷却加熱システムにおいては、冷熱側と温熱側とが、同じ並列接続または直列接続としているが、いずれか一方を１台の熱交換器、他方を並列接続または直列接続した複数の熱交換器、またはいずれか一方を並列接続、他方を直列接続にして、組み合わせてもよい。また、熱交換器は２台でも４台以上でも、熱媒体制御装置１０の能力に合わせて増設してもよい。
【００７８】
また、図１２（Ａ）および同図（Ｂ）に示す冷却加熱システムでは、熱交換器を、ファンＦにより強制対流する空気と熱交換するものとしているが、強制対流する水と熱交換するもの（例えば、図２に示す配水管Ａ１４に接続された第２熱交換器３０参照。）としたり、自然対流する水と熱交換するもの（例えば、図１０に示す雑排水槽Ａ２１に浸漬させた第１熱交換器２１参照。）としたりすることができる。
【００７９】
また、冷熱側または温熱側の熱交換器に流れる熱媒体が、空気や水などの流体と熱交換する以外に、熱交換する対象を固体とすることができる。例えば、温熱側の熱交換器を、床暖房や壁面暖房など、固体である壁面と熱交換するものとすることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る冷却加熱システムについて、図面に基づいて説明する。
本実施の形態３では、既設設備の出力低下が進行すると共に、冷却加熱システムを増設し、最終的に既設設備を撤去したときに、温度調整も熱媒体制御装置側で行うことを特徴とするものである。なお、図１３から図１５においては、図３，図５，図９および図１１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図１３では、図示しない既設設備により空気調和を行なっている部屋Ｃに、既設設備の出力低下に伴って、１台目の冷却加熱システム２（以下、１台目の冷却加熱システム２を、冷却加熱システムＸと称す。）が設置されている。
冷却加熱システムＸは、第１熱交換器２０が、部屋Ｃの排気口Ｃ１１に設置され、第２熱交換器３１が、部屋Ｃの吸気口Ｃ１２に設置されている。そして、熱媒体制御装置１０が第１熱交換器２０および第２熱交換器３１と配管により接続されて室外に設置されている。
例えば、図１６（Ａ）に示すように、既設設備の出力低下が２０％である場合に、２０％の出力低下を補うために、２０％を出力する冷却加熱システムＸが設置される。
【００８２】
次に、既設設備が更に出力低下した場合に、出力低下に伴う不足分を補うために、２台目の冷却加熱システムを増設する。例えば、図１６（Ｂ）に示すように既設設備の出力低下が４０％となった場合に、２台目の熱媒体制御装置を増設することで、この不足分の４０％を補わせる。図１４では、出力２０％の不足を補う２台目の冷却加熱システム１（以下、２台目の冷却加熱システム１を、冷却加熱システムＹと称す。）が設置されている。
２台目の冷却加熱システムＹは、第１熱交換器２０が、部屋Ｃ内に設置され、第２熱交換器３０が、例えば、図１０（Ａ）に示す雑排水槽Ａ２１のようなタンクＣ１３に浸漬されている。そして、熱媒体制御装置１０が第１熱交換器２０および第２熱交換器３０と配管により接続されて室外に設置されている。
【００８３】
このように既設設備の出力不足、または出力増強の度合いに応じて、冷却加熱システムを増設する台数を調整して出力不足を補う。冷却加熱システムＸを導入し、冷却加熱システムＹを増設したとしても、既設設備の空気調和機が温度調整を行なっている。しかし、既設設備を撤去する際には、温度調整を行う装置が必要である。
そこで、増設が最後となる冷却加熱システムを導入する際に、温度調整機能付き冷却加熱システムを設置する。
【００８４】
図１５に示すように、３台目の冷却加熱システム２（以下、３台目の冷却加熱システム２を、冷却加熱システムＺと称す。）は、６０％出力の既設設備の代わりとなるものであるため、熱媒体制御装置１０が６０％以上を出力するものであるのが望ましい。冷却加熱システムＺは、第１熱交換器２０が、部屋Ｃ内に設置され、第２熱交換器３１が部屋Ｃ外に設置されている。そして、熱媒体制御装置１０が第１熱交換器２０および第２熱交換器３１と配管により接続されて室外に設置されている。
これら３台の冷却加熱システムＸ〜Ｚは、温度調整装置４０により制御される。温度調整装置４０は、室内の温度を測定するための温度センサ４１と、運転する冷却加熱システムの台数を制御する制御部４２と、それぞれの冷却加熱システムＸ〜Ｚの熱媒体制御装置１０に配置され、制御部４２からの信号に基づいて、熱媒体制御装置１０の運転信号の投入や切断を行う投入切断部４３ａ〜４３ｃとを備えている。
【００８５】
ここで、温度調整装置４０の制御部４２の機能および動作を、冷房運転を例に、説明する。
例えば、温度調整範囲を０℃から５０℃、制御部４２に設定された温度（設定温度）を２５℃、制御部４２による温度制御の比例帯の設定幅（比例帯設定）を１０％とする。また、比例帯設定が１０％であることから設定温度に対して５℃が比例帯となるので、比例帯の下限温度は２５℃−５℃÷２＝２２．５℃となる。また比例帯の上限温度は、２５℃＋５℃÷２＝２７．５℃となる。
【００８６】
制御部４２から投入切断部４３ａ〜４３ｃへ出力される信号の電圧レベルを１〜５Ｖとすると、温度センサ４１が２２．５℃を検知したときには、制御部４２が出力する信号は、１Ｖとなり、温度センサ４１が２７．５℃を検知したときには、制御部４２が出力する信号は、５Ｖとなる。制御部４２は、２２．５℃から２７．５℃の間では１Ｖから５Ｖの間で、比例した電圧を出力するため、温度センサ４１により測定された検知温度（Ｔ）と、制御部４２からの信号の出力電圧（ＶO）との関係は、以下の式（１）で表わされる。
ＶO＝４／５×Ｔ−１７・・・（１）
【００８７】
投入切断部４３ａ〜４３ｃが、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖの動作電圧でそれぞれ動作するものとする。また、検知温度が３０℃である場合、比例帯の上限温度２７．５℃より高いため、制御部４２の出力は５Ｖとなり、全ての投入切断部４３ａ〜４３ｃで投入状態となるため、３台の冷却加熱システムＸ〜Ｚで冷房運転となる。
次に、室温が低下して、検知温度が２６℃となった場合に、式（１）から３．８Ｖが制御部４２から出力される。従って、投入切断部４３ｃは動作電圧を下回ったため、冷却加熱システムＺの運転信号を切断して停止させる。
【００８８】
このように検知温度が下がるに従って、動作電圧の高い方から投入切断部４３ｃ，４３ｂ，４３ａの順に、冷却加熱システムＺ〜Ｘの運転信号を切断することで、検知温度が２３．７５℃未満となると制御部４２の出力電圧が２Ｖ未満となるため、全ての冷却加熱システムＺ〜Ｘが運転を停止する。従って、複数台の冷却加熱システムの運転台数を調整することで、部屋Ｃの温度を、比例帯の範囲とすることができる。
【００８９】
部屋Ｃの温度が上昇すると、反対に、動作電圧の低い方から投入切断部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの順に、冷却加熱システムＸ〜Ｚの運転信号を投入する。例えば、検知温度が２６℃となれば、投入切断部４３ａ，４２ｂが投入状態であるため、２台の冷却加熱システムＸ，Ｙが運転中となる。
【００９０】
設定温度が２５℃であり、２台の冷却加熱システムＸ，Ｙの運転を継続すると、１℃の温度偏差が維持されてしまうおそれがある。そこで、制御部４２において、定常的に１℃の温度偏差が出たままとなってしまうのを防止するため、時間と温度偏差を積算し、その数値を比例出力に追加することで定常偏差を解消する動作（積分動作）を行うようにしてもよい。また、制御部４２の出力が短時間に大幅に変化し過ぎないように、変化量を限定する微分動作を行うようにしてもよい。
【００９１】
このように、温度調整装置４０が、温度に応じて冷却加熱システムの運転台数を制御することで、図１６（Ｃ）に示すように、部屋Ｃで必要とされる出力の全部を３台の冷却加熱システムＸ〜Ｚにより置き換えることができる。従って、温度調整機能が除かれた冷却加熱システムでも、設定温度に基づいて、温度調整することができる。
また、冷却加熱システムを、既設設備の出力低下、または出力増強に応じて台数を増設することで、既設設備としての加熱装置および／または冷却装置の入れ替えを冷却加熱システムの台数を増やしながら徐々に進めることができる。従って、既設設備を廃棄して全てを新規とするために、冷却装置や加熱装置を一度に調達する必要がないので、大きな導入コストが一度に発生することを回避することができる。
【００９２】
また、既設設備が徐々に劣化して、最終的に既設設備を撤去することになっても、冷却加熱システムを徐々に増設し、既設設備を撤去する際には温度調整可能な熱媒体制御装置が導入できるので、劣化が始まった既設設備でも、安心して使い続けることができる。
また、図２に示すように、熱媒体制御装置１０は、冷房運転では圧縮機１０１に流入する熱媒体の圧力が低圧状態で一定となるように運転され、暖房運転では圧縮機１０１から流出する熱媒体の圧力が高圧状態で一定となるように運転されるインバータ制御であるため、コンプレッサーの運転周波数を細かく制御可能なため、定速コンプレッサーの場合より、より狭い温度範囲の温度制御が可能で、かつＣＯＰのよい運転が可能である。
【００９３】
なお、本実施の形態３では、３台目として、既設設備の６０％を補う熱媒体制御装置を設置する必要があるが、これが困難な場合には、出力の低い冷却加熱システムを４台、５台と増設するようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態３では、既設設備を撤去すると共に、３台目の冷却加熱システムを導入する際に、温度調整機能付き冷却加熱システムとして、別体となっている熱媒体制御装置１０と温度調整装置４０とを設置した。しかし、熱媒体制御装置１０と温度調整装置４０とが同じ筐体内に収容されているものとしてもよい。また、温度調整装置４０から熱媒体制御装置１０への信号は電圧のレベルで投入台数を決定しているため、温度調整装置４０から熱媒体制御装置１０への信号線は並列的に配線せず、１本の配線としてもよい。また、１本の配線とするときには、それぞれの熱媒体制御装置１０に識別番号（ＩＤ）を割り当て、温度調整装置４０から投入切断を通信電文により指示するようにしてもよい。
【００９５】
更に、本実施の形態３では、熱媒体制御装置１０として、圧縮機がインバータ式コンプレッサーのヒートポンプ装置を例に説明したが、圧縮機を定速コンプレッサーとした熱媒体制御装置を増設するようにしてもよいし、インバータ式コンプレッサーの熱媒体制御装置と定速コンプレッサーの熱媒体制御装置とを組み合わせてもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、熱媒体制御装置１０にて、四方弁１０２により熱媒体の流れを切り替えて、冷房・冷却または暖房・加熱の運転を行なっているが、四方弁を省略して、冷房・冷却のみ、または暖房・加熱のみとしてもよい。
【００９７】
更に、本実施の形態では、電気式である電動機を駆動源としたものを例に説明したが、これに限定されるものではない。
圧縮機の駆動として、電気式以外に、蒸気式や空気式、エンジン式とすることができる。圧縮機を蒸気式や空気式とした場合では、余剰蒸気や余剰空気を利用して圧縮機を駆動することで、更に効率を向上させることができ、ＣＯＰのよい運転が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、熱交換器を、冷熱側または温熱側で使用することができ、また、他のメーカーの熱交換器であっても、配管接続口の接続性、熱交換の性能などの条件が合えば使用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１，２，３，  冷却加熱システム
１０  熱媒体制御装置
１０１  圧縮機
１０２  四方弁
１０３  受液器
１０４  第１膨張弁
１０５  第２膨張弁
１０６  気液分離器
１０７  第１圧力センサ
１０８  第２圧力センサ
１０９  制御盤
２０，２０ａ，２０ｂ，２１  第１熱交換器
３０，３１，３１ａ，３１ｂ  第２熱交換器
４０  温度調整装置
４１  温度センサ
４２  制御部
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ  投入切断部
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２  渡り配管
Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５〜Ｐ１７  外部配管
Ｐ２３，Ｐ２４，Ｐ２５〜Ｐ２７  外部配管
Ａ１，Ａ２  建物
Ａ１１  冷温水器
Ａ１２  室内機
Ａ１３  排気装置
Ａ１４  配水管
Ａ２１  雑排水槽
Ｂ  製麺工場
Ｂ１１  茹で槽
Ｂ１２  冷却槽
Ｂ１３  ボイラー
Ｂ１４  ターボ冷凍機などヒートポンプシステムまたは吸収式冷凍機
Ｃ  部屋
Ｃ１１  排気口
Ｃ１２  吸気口
Ｆ  ファン
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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【図１０】
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