(57)【要約】  空気調和システム（１００）は、圧縮機（２）、凝縮器（３）、第１の減圧装置（４）、熱交換器（５）、第２の減圧装置（６）および蒸発器（７）を、冷媒を循環させるように接続した冷媒回路と、室外から空気を取り込み、凝縮器（３）に送風する送風ファン（１１）とを備える。熱交換器（５）は、送風ファン（１１）の送風方向において凝縮器（３）の下流側に配置する。送風ファン（１１）の送風方向において、凝縮器（３）と熱交換器（５）との間に、加湿装置（８）を配置する。圧縮機（２）から吐出した冷媒を、凝縮器（３）で過冷却液状態に凝縮し、第１の減圧装置（４）で減圧したのち、熱交換器（５）で熱を吸熱させ、第２の減圧装置（６）で減圧して蒸発器で蒸発させる。送風ファン（１１）から送風した空気を、凝縮器（３）により加熱し、加湿装置（８）により加湿し、さらに熱交換器（５）により冷却して、室内に供給する。
2017029741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、第１の減圧装置、熱交換器、第２の減圧装置および蒸発器を、冷媒を循環させるように接続した冷媒回路と、
室外から空気を取り込み、前記凝縮器に送風する送風ファンと
を備え、
前記熱交換器を、前記送風ファンの送風方向において前記凝縮器の下流側に配置し、
前記送風ファンの送風方向において、前記凝縮器と前記熱交換器との間に、加湿装置を配置し、
前記圧縮機から吐出した冷媒を、前記凝縮器で過冷却液状態に凝縮し、前記第１の減圧装置で減圧したのち、前記熱交換器で熱を吸熱させ、前記第２の減圧装置で減圧して前記蒸発器で蒸発させ、
前記送風ファンから送風した空気を、前記凝縮器により加熱し、前記加湿装置により加湿し、さらに前記熱交換器により冷却して、室内に供給すること
を特徴とする空気調和システム。
【請求項２】
前記熱交換器では、冷媒を過冷却液状態から飽和液状態に変化させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項３】
前記熱交換器において冷媒を過冷却液状態から飽和液状態に変化させる温度は、前記加湿装置を通過した空気の露点温度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の空気調和システム。
【請求項４】
前記第２の減圧装置では、飽和液状態の冷媒を減圧して、二相冷媒とすることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和システム。
【請求項５】
前記冷媒回路における冷媒の循環方向を切り替える切替弁をさらに備え、
前記切替弁により冷媒の循環方向を切り替え、且つ前記加湿装置の作動を停止することにより、除湿運転を行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項６】
制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の運転周波数および前記送風ファンの送風量の少なくとも一方を制御することにより、前記凝縮器における凝縮熱量を制御すること
を特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１の減圧装置における減圧量を制御することにより、前記熱交換器における冷媒の温度を制御すること
を特徴とする請求項６に記載の空気調和システム。
【請求項８】
室外空気を導入する第１の空気流路と、
室内空気を導入する第２の空気流路と、
前記第１の空気流路および前記第２の空気流路を経て流入した室外空気と室内空気との熱交換を行う全熱交換器と、
前記熱交換器から流出した室内空気を室外に排気する第３の空気流路と、
前記熱交換器から流出した室外空気を室内に供給する第４の空気流路と
をさらに備え、
前記凝縮器、前記熱交換器および前記加湿装置が、前記第４の空気流路内に設けられていること
を特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項９】
前記冷媒回路に、前記凝縮器と並列に設けられた補助熱交換器をさらに備え、
前記補助熱交換器は、前記第３の空気流路内に配置されていること
を特徴とする請求項８に記載の空気調和システム。
【請求項１０】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機の冷房運転時に、前記室内空調機の冷却負荷または冷却能力を検出し、検出した冷却負荷または冷却能力が基準より大きい場合には、室内に供給する空気の温度を低下させ、検出した冷却負荷または冷却能力が基準より小さい場合には、前記室内に供給する空気の温度を上昇させることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１１】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機の暖房運転時に、前記室内空調機の加熱負荷または加熱能力を検出し、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも大きい場合には、室内に供給する空気の温度を上昇させ、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも小さい場合には、前記室内に供給する空気の温度を低下させることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１２】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機で発生した排熱を熱源として利用することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１３】
前記凝縮器、前記第１の減圧装置、前記熱交換器および前記第２の減圧装置は、外気処理装置を構成し、
前記圧縮機および前記蒸発器は、室外機を構成すること
を特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１４】
前記外気処理装置と前記室外機とが一体に構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外の空気を取り込んで室内に供給する機能を備えた空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室外の空気を取り込んで加湿し、室内に供給する外気処理装置を備えた空気調和システムが知られている。このような空気調和システムでは、加湿に伴って吹出空気の温度が上昇するため、冬期冷房時には、室内の快適性の低下および冷房負荷の増加を招く。【０００３】
そこで、吹出空気の温度を任意に制御できるよう、２つの独立した冷凍サイクルを備え、各冷凍サイクルの熱交換器を共通の風路内に配置し、各冷凍サイクルを個別に冷却・加熱運転できるようにしたシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９２０６３号公報（図３、段落００１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように２つの冷凍サイクルを設けると、消費電力が増加する。また、２つの冷凍サイクルを個々に制御する必要があるため、システム構成および制御が複雑になり、設備コストの上昇につながる。【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、消費電力の増加を抑え、構成および制御を複雑化せずに、吹出空気の温度を望ましい範囲内に収めることができる空気調和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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の空気調和システムは、圧縮機、凝縮器、第１の減圧装置、熱交換器、第２の減圧装置および蒸発器を、冷媒を循環させるように接続した冷媒回路と、室外から空気を取り込み、凝縮器に送風する送風ファンとを備える。熱交換器は、送風ファンの送風方向において凝縮器の下流側に配置する。送風ファンの送風方向において、凝縮器と熱交換器との間に、加湿装置を配置する。圧縮機から吐出した冷媒を、凝縮器で過冷却液状態に凝縮し、第１の減圧装置で減圧したのち、熱交換器で熱を吸熱させ、第２の減圧装置で減圧して蒸発器で蒸発させる。送風ファンから送風した空気を、凝縮器により加熱し、加湿装置により加湿し、さらに熱交換器により冷却して、室内に供給する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空気調和システムによれば、空気を熱交換器で冷却してから室内に供給するため、例えば冬期加湿運転時における吹出空気の温度上昇を抑制することができ、室内の快適性の低下および冷房負荷の増加を抑制することができる。また、単一の冷媒回路を備えて構成されるため、構成を簡単にすることができ、複雑な制御も不要である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における空気調和システムの加湿運転時のｐ−ｈ線図である。
【図３】本発明の実施の形態１における空気調和システムの加湿運転時の空気線図である。
【図４】本発明の実施の形態２における空気調和システムの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２における空気調和システムの除湿運転を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態２における空気調和システムの除湿運転時のｐ−ｈ線図である。
【図７】本発明の実施の形態３における空気調和システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３における空気調和システムの加湿運転時の空気線図である。
【図９】本発明の実施の形態４における空気調和システムの構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態５における空気調和システムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の各実施の形態の変形例における空気調和システムの構成を示す図である。
【図１２】本発明の各実施の形態の変形例における空気調和システムの構成を示す図である。
【図１３】本発明の各実施の形態の変形例における空気調和システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
＜構成＞
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和システム１００の構成を示す図である。この空気調和システム１００は、室外の空気を取り込んで加湿し、その加湿した空気を室内に供給するものである。空気調和システム１００は、外気処理装置１と、室外機１０と、制御装置５０とを備えている。外気処理装置１と室外機１０とは、冷媒配管１３によって接続されている。
【００１１】
外気処理装置１は、凝縮器としての第１の熱交換器３と、第１の減圧装置４と、熱交換器としての第２の熱交換器５と、第２の減圧装置６とを備えている。第１の熱交換器３と第２の熱交換器５とは、互いに対向するように配置されている。また、第１の熱交換器３と第２の熱交換器５との間には、加湿装置８が配置されている。
【００１２】
第１の熱交換器３に対して第２の熱交換器５と反対の側には、室外から空気を取り込む送風ファンとしての室内送風ファン１１が配置されている。第１の熱交換器３、加湿装置８および第２の熱交換器５は、室内送風ファン１１の風路内に、室内送風ファン１１の送風方向に沿ってこの順に並べて配置されている。
【００１３】
室外機１０は、圧縮機２と、蒸発器としての室外熱交換器（第３の熱交換器）７とを備えている。また、室外熱交換器７に対向するように、室外送風ファン１２が配置されている。
【００１４】
圧縮機２、第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６および室外熱交換器７は、この順に冷媒が循環するように、冷媒配管１３によって直列に接続されており、冷媒回路を構成している。
【００１５】
圧縮機２は、冷媒を吸入して圧縮し、高温・高圧のガス冷媒として吐出するものである。圧縮機２は、例えばインバータを搭載している。圧縮機２の運転周波数（回転数）は制御装置５０によって制御され、これにより圧縮機２の容量（単位時間当たりに吐出する冷媒の量）が制御される。なお、「高温・高圧」等の記載における「・」は、「および」を意味する。
【００１６】
第１の熱交換器３は、凝縮器として作動し、圧縮機２から吐出された冷媒と、室内送風ファン１１によって取り込まれた室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮する。
【００１７】
第１の減圧装置４は、例えば膨張弁であり、第１の熱交換器３から送られてきた冷媒を減圧する。第１の減圧装置４は、制御装置５０によって、例えば膨張弁の開度が制御され、これにより冷媒の減圧量が制御される。
【００１８】
第２の熱交換器５は、第１の減圧装置４から送られてきた冷媒と、室内送風ファン１１によって送風された空気（第１の熱交換器３および加湿装置８を通過した空気）との熱交換を行い、冷媒に熱を吸熱させることにより、過冷却液状態の冷媒を飽和液状態とする。
【００１９】
第２の減圧装置６は、例えば膨張弁であり、第２の熱交換器５から送られてきた冷媒を減圧する。第２の減圧装置６は、制御装置５０によって、例えば膨張弁の開度が制御され、これにより冷媒の減圧量が制御される。
【００２０】
室外熱交換器７は、蒸発器として作動し、第２の減圧装置６から送られてきた冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させる。
【００２１】
室内送風ファン１１は、室外の空気を取り込み、第１の熱交換器３、加湿装置８および第２の熱交換器５を通過させて、室内に供給する。加湿装置８は、室内送風ファン１１によって送風された空気を加湿する。加湿装置８の加湿方式は、気化式および水噴霧式のいずれであってもよい。室外送風ファン１２は、室外熱交換器７によって熱交換（吸熱）された空気を室外に排気する。
【００２２】
制御装置５０には、室内に設けられた温度センサで検出された吹出空気温度の検出値が入力される。制御装置５０は、吹出空気温度の目標値（ユーザの設定値）と検出値との大小に基づき、圧縮機２の容量（運転周波数）、第１の減圧装置４の減圧量、および室内送風ファン１１の送風量を制御し、これにより第１の熱交換器３での凝縮熱量および第２の熱交換器５における熱交換量を制御する。
【００２３】
また、制御装置５０は、例えば、湿度センサ等で検出した室内の湿度と、ユーザが設定した湿度との差に基づいて、加湿装置８への給水量（例えば加湿装置８用の水路に設けた流量調整弁の開度）を制御し、これにより加湿装置８の加湿量を制御する。
【００２４】
なお、この実施の形態１の空気調和システム１００は、加湿運転専用に構成されている。加湿運転および除湿運転の両方を行う構成については、実施の形態２で説明する。
【００２５】
＜動作＞
次に、実施の形態１の空気調和システム１００の動作について、冷媒の流れに沿って説明する。図２は、実施の形態１におけるｐ−ｈ線図（圧力−比エンタルピー線図）である。図２において、縦軸は圧力（ＭＰａ）を示し、横軸は比エンタルピー（ｋＪ／ｋｇ）を示す。
【００２６】
室外機１０の圧縮機２で圧縮された高温・高圧のガス状の冷媒（図２の点Ａ）は、外気処理装置１の第１の熱交換器３に流入する。第１の熱交換器３は凝縮器として作動し、冷媒は、室内送風ファン１１により室外から取り込まれた空気との熱交換によって放熱し、凝縮して液単相の冷媒となる（図２の点Ｂ）。このときの冷媒は、過冷却液状態である。また、このときの冷媒の温度を、図２に符号ＳＣで示す。第１の熱交換器３で凝縮された冷媒は、第１の減圧装置４に流入する。第１の減圧装置４では、冷媒が減圧される（図２の点Ｃ）。このときの冷媒の温度を、図２に符号ＥＴ１で示す。
【００２７】
第１の減圧装置４で減圧された冷媒は、第２の熱交換器５に流入する。第２の熱交換器５では、冷媒は、空気（第１の熱交換器３で加熱され、加湿装置８で加湿された空気）と熱交換され、吸熱して飽和液状態となる（図２の点Ｄ）。このときの冷媒の温度を、図２に符号ＥＴ＿Ｓで示す。
【００２８】
第２の熱交換器５から流出した飽和液状態の冷媒は、第２の減圧装置６に流入する。第２の減圧装置６では冷媒が減圧され、低温・低圧の二相冷媒（図２の点Ｅ）となる。第２の減圧装置６から流出した低温・低圧の二相冷媒は、室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７は蒸発器として作動し、冷媒が室外の空気との熱交換により蒸発する（図２の点Ｆ）。このときの冷媒の温度を、図２に符号ＳＨで示す。室外熱交換器７で蒸発した冷媒は、圧縮機２に戻る。
【００２９】
次に、空気の流れについて説明する。図３は、実施の形態１の空気調和システム１００における空気線図である。図３において、縦軸は絶対湿度を示し、横軸は温度（乾球温度）を示す。まず、外気処理装置１の室内送風ファン１１によって室外の空気（室外空気ＯＡ）が取り込まれて第１の熱交換器３に吹き付けられる。第１の熱交換器３に吹き付けられた空気は、第１の熱交換器３における冷媒の凝縮熱によって加熱され、温度が上昇する（図３の点ａ）。
【００３０】
第１の熱交換器３で加熱された空気は、室内送風ファン１１の送風方向において第１の熱交換器３の下流側の加湿装置８に吹き付けられる。加湿装置８により空気の湿度が上昇し、空気の温度は低下する（図３の点ｂ）。
【００３１】
加湿装置８を通過した空気は、室内送風ファン１１の送風方向において加湿装置８の下流側の第２の熱交換器５に吹き付けられる。第２の熱交換器５では、冷媒が過冷却液から飽和液に変化する際に吸熱するため、空気が冷却され、温度が低下する。そして、第２の熱交換器５を通過して温度が低下した空気は、吹出空気（室内供給空気）ＳＡとして室内に供給される（図３の点ＳＡ）。
【００３２】
制御装置５０は、室内送風ファン１１の送風量および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での凝縮熱量を制御する。また、室内の加湿負荷に応じて、加湿装置８への給水量を制御することによって、加湿装置８での加湿量を制御する。
【００３３】
上記の通り、第２の熱交換器５では冷媒が過冷却液から飽和液に変化するが、このときの冷媒の温度ＥＴ１（図２の点Ｃ）が、加湿装置８を通過した空気の露点温度（図３の温度Ｔｄ）以下になると、空気に含まれる水分が凝縮して除湿作用が生じる。そのため、除湿作用が生じないように、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１が、加湿装置８を通過した空気の露点温度Ｔｄよりも高くなるように、第１の減圧装置４の減圧量を制御する。
【００３４】
具体的には、例えば、加湿装置８を通過した後の空気の露点温度Ｔｄを露点温度センサで検出し、第２の熱交換器５の配管温度Ｔ＿ＨＥＸ（≒冷媒の温度ＥＴ１とする）を温度センサで検出し、Ｔ＿ＨＥＸ＞Ｔｄとなるように、第１の減圧装置４の減圧量（膨張弁の開度）を制御する。
【００３５】
すなわち、この実施の形態１では、室外空気ＯＡを取り込み、第１の熱交換器３の凝縮熱量または加湿装置８の加湿量を制御することによって、室内の加湿に必要な加湿量を得る。なお且つ、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１を、加湿装置８を通過した空気の露点温度Ｔｄよりも高くなるように制御することで、加湿装置８で加湿した空気を除湿せずに、温度のみを低下させて室内に供給する。
【００３６】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態１の空気調和システム１００では、室内送風ファン１１によって取り込んだ室外空気ＯＡが、第１の熱交換器３（凝縮器）を通過する際に加熱され、加湿装置８を通過する際に加湿され、さらに第２の熱交換器５を通過する際に、冷媒が過冷却液から飽和液に変化する際の吸熱によって冷却されて、室内に供給される。すなわち、加湿された適温の空気が室内に供給される。
【００３７】
このように、室外空気を加湿したのち、温度を低下させてから室内に供給するため、例えば冬期冷房時における室内空調機の冷房負荷の増加を抑制することができる。また、加湿運転に伴う吹出空気の温度上昇を抑制することができるため、室内の快適性の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、例えば特許文献１に記載されているように独立した２つの冷凍サイクル装置を設ける必要がないため、空気調和システム１００の構成および制御が簡単になる。
【００３９】
また、仮に、複数組の第１の減圧装置４および第２の熱交換器５を並列に設けた場合、冷媒の総流量と飽和温度ＥＴ＿Ｓ（図中の点Ｄ）が変わらないとすると、それぞれの第２の熱交換器５に流れる冷媒の流量が少なくなるため、熱交換効率が低下する。そのため、図２に示した点Ｂおよび点Ｃが右方向（冷媒の乾き度が増加する方向）に移動し、吹出空気ＳＡの温度を低下させる効果が低下する。これに対し、本実施の形態１では、冷媒回路の構成要素（圧縮機２、第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６、室外熱交換器７）を直列に接続しているため、第２の熱交換器５の入口における冷媒の乾き度を低く保つことができ、吹出空気ＳＡの温度を低下させる効果を得ることができる。
【００４０】
また、この実施の形態１によれば、第２の熱交換器５で冷媒を過冷却液状態から飽和液状態に変化させるように構成したため、その際の冷媒の吸熱を利用して、加湿装置８を通過した空気の温度を低下させることができる。
【００４１】
また、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１（図２の点Ｃ）を、加湿装置８を通過した空気の露点温度Ｔｄよりも高くしたため、第２の熱交換器５において除湿作用が生じることを防止することができる。そのため、加湿装置８が余分に加湿する必要が無く、エネルギー消費量を低減することができる。
【００４２】
また、飽和液状態となった冷媒を、第２の減圧装置６で減圧して二相冷媒とするように構成したため、冷媒をさらに室外熱交換器７に流入させて熱交換により蒸発させることができる。
【００４３】
また、制御装置５０が、圧縮機２の容量（運転周波数）および室内送風ファン１１の送風量の少なくとも一方を制御することにより、第１の熱交換器３における凝縮熱量を制御するようにしたため、加湿装置８の制御と合わせて、室内の加湿に必要な加湿量を得ることができる。
【００４４】
また、制御装置５０が、第１の減圧装置４における減圧量を制御するようにしたため、上述したように第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１を加湿装置８を通過した空気の露点温度Ｔｄよりも高くする制御を容易に行うことができる。
【００４５】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２の空気調和システム１０１について説明する。上述した実施の形態１の空気調和システム１００は、冷媒の循環方向が一方向であり、加湿運転を行うよう構成されていた。これに対し、この実施の形態２の空気調和システム１０１は、冷媒の循環方向を切り替えることができ、加湿運転と除湿運転とを切り替えることができるように構成されている。
【００４６】
＜構成＞
実施の形態２における空気調和システム１０１の構成について説明する。図４は、実施の形態２における空気調和システム１０１の構成および加湿運転時の冷媒の流れを示す図である。実施の形態２における空気調和システム１０１では、室外機１０Ａの圧縮機２の出口側に、流路切替弁としての四方弁９が設けられている。四方弁９は、加湿運転時には、圧縮機２から吐出された冷媒が第１の熱交換器３に流れるように流路を切り替え、除湿運転時には、圧縮機２から吐出された冷媒が室外熱交換器７に流れるように流路を切り替える。
【００４７】
外気処理装置１の第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６、加湿装置８および室内送風ファン１１は、実施の形態１で説明した構成を有する。また、室外機１０Ａの圧縮機２、室外熱交換器７および室外送風ファン１２は、実施の形態１で説明した構成を有している。制御装置５０は、加湿運転時にのみ加湿装置８に水を供給し、除湿運転時には加湿装置８に水を供給しない。
【００４８】
＜動作＞
次に、実施の形態２における空気調和システム１０１の加湿運転について、図４を参照して説明する。また、実施の形態１で説明した図２のｐ−ｈ線図も参照する。制御装置５０は、加湿運転時には、四方弁９により、圧縮機２から吐出された冷媒が第１の熱交換器３に流れるように流路を切り替え、また加湿装置８への給水を行う。
【００４９】
この場合、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒（図２の点Ａ）は、四方弁９を経て第１の熱交換器３に流入する。第１の熱交換器３に流入した冷媒の流れは、実施の形態１と同様である。すなわち、第１の熱交換器３（凝縮器）では冷媒が凝縮して液単相の冷媒となる（図２の点Ｂ）。
【００５０】
第１の熱交換器３で凝縮された冷媒は、第１の減圧装置４に流入し、減圧されて低温・低圧の液単相の冷媒となる（図２の点Ｃ）。第１の減圧装置４で減圧された冷媒は、第２の熱交換器５に流入し、第１の熱交換器３で加熱された空気との熱交換により、吸熱して飽和液状態となる（図２の点Ｄ）。
【００５１】
第２の熱交換器５から流出した飽和液状態の冷媒は、第２の減圧装置６に流入し、減圧されて低温・低圧の二相冷媒（図２の点Ｅ）となる。第２の減圧装置６から流出した二相冷媒は、室外熱交換器７（蒸発器）に流入し、室外の空気との熱交換により蒸発する（図２の点Ｆ）。室外熱交換器７で蒸発した冷媒は、四方弁９を経て圧縮機２に戻る。
【００５２】
空気の流れは、実施の形態１と同様である。すなわち、図３に示したように、外気処理装置１の室内送風ファン１１によって室外空気ＯＡが取り込まれて第１の熱交換器３に吹き付けられ、冷媒の凝縮熱によって加熱されて、空気の温度が上昇する（図３の点ａ）。第１の熱交換器３で加熱された空気は、加湿装置８に吹き付けられる。加湿装置８では、空気の湿度が上昇し、温度が低下する（図３の点ｂ）。
【００５３】
加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５に吹き付けられる。第２の熱交換器５では、冷媒が過冷却液から飽和液に変化する際に吸熱するため、空気は冷却され、空気の温度が低下する。そして、第２の熱交換器５を通過して温度が低下した空気は、吹出空気ＳＡとして室内に供給される（図３の点ＳＡ）。
【００５４】
実施の形態１でも説明したように、制御装置５０は、室内送風ファン１１の送風量および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での凝縮熱量を制御する。また、室内の加湿負荷に応じて、加湿装置８への給水量を制御することによって、加湿装置８での加湿量を制御する。
【００５５】
制御装置５０は、また、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１が、加湿装置８を通過した空気の露点温度（図３のＴｄ）よりも高くなるように、第１の減圧装置４の減圧量（例えば膨張弁の開度）を制御する。
【００５６】
このように、加湿運転時には、第１の熱交換器３の凝縮熱量または加湿装置８への給水量を制御することによって、室内の加湿に必要な加湿量を得る。さらに、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１を、加湿装置８を通過した空気の露点温度Ｔｄよりも高くなるように制御することで、加湿装置８で加湿した空気を除湿せずに、温度のみを低下させて室内に供給する。
【００５７】
次に、実施の形態２における空気調和システム１０１の除湿運転について、図５および図６を参照して説明する。図５は、実施の形態２における空気調和システム１０１の構成および除湿運転時の冷媒の流れを示す図である。図６は、実施の形態２における空気調和システム１０１の除湿運転時のｐ−ｈ線図である。図６において、縦軸は圧力（ＭＰａ）を示し、横軸は比エンタルピー（ｋＪ／ｋｇ）を示す。
【００５８】
制御装置５０は、除湿運転時には、四方弁９により、圧縮機２から吐出された冷媒が室外熱交換器７に流れるように流路を切り替え、また加湿装置８への給水を停止する。
【００５９】
この場合、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒（図６の点Ａ）は、四方弁９に流入し、四方弁９を経て室外熱交換器７に流入する。室外熱交換器７は凝縮器として作動し、冷媒は室外空気との熱交換によって放熱し、凝縮して液単相の冷媒となる（図６の点Ｂ）。このときの冷媒は、過冷却液状態である。また、このときの冷媒の温度を、図６に符号ＳＣ１で示す。室外熱交換器７で凝縮された冷媒は、第２の減圧装置６に流入する。第２の減圧装置６では、冷媒が減圧される（図６の点Ｃ）。
【００６０】
第２の減圧装置６で減圧された冷媒は、第２の熱交換器５に流入する。第２の熱交換器５では、第１の熱交換器３を通過して温度が低下した空気（後述）との熱交換により、冷媒が放熱して過冷却度が増加する（図６の点Ｄ）。このときの冷媒の温度を、図６に符号ＳＣ２で示す。第２の減圧装置６から流出した冷媒は、第１の減圧装置４に流入する。第１の減圧装置４では、冷媒が減圧されて低温・低圧の二相冷媒となる（図６の点Ｅ）。
【００６１】
第１の減圧装置４から流出した低温・低圧の二相冷媒は、第１の熱交換器３に流入する。第１の熱交換器３は蒸発器として作動し、冷媒は室内送風ファン１１によって送風された空気との熱交換により蒸発する（図６の点Ｆ）。このときの冷媒の温度を、図６に符号ＳＨで示す。第１の熱交換器３で蒸発した冷媒は、圧縮機２に戻る。
【００６２】
次に、除湿運転時の空気の流れについて説明する。まず、外気処理装置１の室内送風ファン１１によって室外空気ＯＡが取り込まれて第１の熱交換器３に吹き付けられる。第１の熱交換器３に吹き付けられた空気は、第１の熱交換器３において冷媒に蒸発熱を奪われて冷却され、空気の温度が低下する。また、空気の温度の低下に伴って、空気に含まれる水分が凝縮し、排水路等を介して取り除かれるため、湿度も低下する。
【００６３】
第１の熱交換器３により温度が低下した空気は、加湿装置８に吹き付けられる。上記の通り、除湿運転時には加湿装置８への給水を停止しているため、空気の温度および湿度は変化しない。
【００６４】
加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５に吹き付けられる。第２の熱交換器５では、冷媒の過冷却度が増加する際に放熱するため、空気が加熱されて温度が上昇する。第２の熱交換器５を通過して温度が上昇した空気は、室内に供給される。
【００６５】
制御装置５０は、室内送風ファン１１の送風量、第１の減圧装置４の減圧量、および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での冷媒の蒸発温度を制御する。これにより、室内の除湿負荷に応じて、除湿量を調整することができる。
【００６６】
制御装置５０は、また、目標とする吹出空気温度に基づいて、第２の減圧装置６の減圧量を制御し、これにより第２の熱交換器５での過冷却冷媒の温度ＳＣ２を制御する。例えば、吹出空気温度を適度な温度まで上昇させたい場合には、第２の減圧装置６の減圧量を小さくし（膨張弁の開度を大きくし）、逆に吹出空気温度を低下させたい場合には、第２の減圧装置６の減圧量を大きくする（膨張弁の開度を小さくする）。
【００６７】
このように、除湿運転時には、第１の熱交換器３での冷媒の蒸発温度を制御することによって、室内の除湿に必要な除湿量を得る。さらに、目標とする吹出空気温度に基づいて、第２の熱交換器５での過冷却冷媒の温度ＳＣ２を制御することにより、除湿した空気を適度な温度まで上昇させて室内に供給する。
【００６８】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態２の空気調和システム１０１によれば、上述した実施の形態１の効果に加えて、除湿運転時に、室内送風ファン１１によって取り込んだ室外空気ＯＡが、第１の熱交換器３（蒸発器）を通過する際に温度および湿度が低下し、第２の熱交換器５を通過する際に加熱されて、室内に吹出される。すなわち、除湿された適温の空気が室内に供給される。そのため、吹出空気ＳＡの温度の過度の低下によって快適性を損なうことを防止することができる。
【００６９】
また、吹出空気ＳＡの温度を低下させないように第１の熱交換器３での蒸発温度を上昇させる必要がないため、除湿量の不足を防止することができる。
【００７０】
また、実施の形態１と同様に、冷媒回路の構成要素（圧縮機２、第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６、室外熱交換器７）が直列に接続されているため、加湿運転時に第２の熱交換器５の入口冷媒の乾き度を低く保つことができ、吹出空気ＳＡの温度を低下させる効果を得ることができる。
【００７１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３の空気調和システム１０２について説明する。実施の形態３の空気調和システム１０２は、上述した実施の形態１または２の空気調和システム１００（１０１）の外気処理装置１に、全熱交換器２０を加えたものである。
【００７２】
＜構成＞
図７は、実施の形態３の空気調和システム１０２の構成を示す図である。空気調和システム１０２の外気処理装置１Ａは、室外空気ＯＡを導入する第１の空気流路２１と、室内空気ＲＡを導入する第２の空気流路２２と、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとの熱交換を行う全熱交換器２０と、全熱交換器２０から流出した室内空気ＲＡを排気する第３の空気流路２３と、全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡを室内に供給する第４の空気流路２４とを有している。
【００７３】
第１の空気流路２１は全熱交換器２０の室外側に配置され、第２の空気流路２２は全熱交換器２０の室内側に配置されている。また、第３の空気流路２３は全熱交換器２０の室外側に配置され、第４の空気流路２４は全熱交換器２０の室内側に配置されている。第３の空気流路２３および第４の空気流路２４の各吹出口には、排気ファン１４および室内送風ファン１５がそれぞれ配置されている。
【００７４】
実施の形態１で説明した第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６および加湿装置８は、第４の空気流路２４内に配置されている。
【００７５】
室外空気ＯＡは、外気処理装置１Ａの第１の空気流路２１を全熱交換器２０に向かって流れ、全熱交換器２０を通過したのち、第４の空気流路２４に流入する。そして、第４の空気流路２４に流入した空気は、第１の熱交換器３、加湿装置８および第２の熱交換器５を順に通過して、室内送風ファン１５によって吹出空気ＳＡとして室内に供給される。
【００７６】
室内空気ＲＡは、外気処理装置１Ａの第２の空気流路２２を全熱交換器２０に向かって流れ、全熱交換器２０を通過したのち、第３の空気流路２３に流入する。そして、第３の空気流路２３に流入した空気は、排気ファン１４によって排出空気ＥＡとして室外に排気される。
【００７７】
冷媒回路は、実施の形態２で説明したとおりである。すなわち、圧縮機２、第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６および室外熱交換器７が、冷媒配管１３によって接続されている。ここでは、実施の形態２で説明した四方弁９を設けて冷媒の流れを切り替え可能としているが、四方弁９を設けない構成も可能である。
【００７８】
＜動作＞
実施の形態３における加湿運転時の冷媒の流れは、実施の形態１で説明したとおりであるため、加湿運転時の空気の流れについて説明する。図８は、実施の形態３の空気調和システム１０２における加湿運転時の空気線図である。外気処理装置１Ａの室内送風ファン１５の回転により、室外空気ＯＡが第１の空気流路２１に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。また、排気ファン１４の回転により、室内空気ＲＡが第２の空気流路２２に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。全熱交換器２０では、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとの熱交換が行われる。例えば冬期加湿運転の場合には、室内空気ＲＡの温度および湿度の方が高いため、室外空気ＯＡの温度および湿度が上昇する（図８の点ａ）。
【００７９】
全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡは、第４の空気流路２４に流入する。第４の空気流路２４に流入した空気は、第１の熱交換器３を通過することにより、冷媒の凝縮熱によって加熱されて温度が上昇する（図８の点ｂ）。第１の熱交換器３を通過した空気は、さらに加湿装置８を通過することにより、湿度が上昇し、温度が低下する（図８の点ｃ）。加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５を通過することにより、冷媒の吸熱（過冷却液から飽和液に変化する際の吸熱）によって冷却され、温度が低下して、吹出空気（室内供給空気）ＳＡとして室内に供給される（図８の点ＳＡ）。一方、全熱交換器２０から流出した室内空気ＲＡは、第３の空気流路２３に流入し、排出空気ＥＡとして排気される。
【００８０】
実施の形態１で説明したように、制御装置５０は、室内送風ファン１５の送風量および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での凝縮熱量を制御する。また、室内の加湿負荷に応じて、加湿装置８への給水量を制御することによって、加湿装置８での加湿量を制御する。制御装置５０は、また、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１（図２）が、加湿装置８を通過した空気の露点温度（図３のＴｄ）よりも高くなるように、第１の減圧装置４の減圧量を制御する。
【００８１】
実施の形態３の空気調和システム１０３は、実施の形態２で説明した四方弁９の切り替えにより、加湿運転だけでなく除湿運転を行うことができる。この場合の除湿運転について説明する。
【００８２】
除湿運転時の冷媒の流れは実施の形態２で説明したとおりであるため、除湿運転時の空気の流れについて説明する。外気処理装置１Ａの室内送風ファン１５の回転により、室外空気ＯＡは第１の空気流路２１に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。また、排気ファン１４の回転により、室内空気ＲＡは第２の空気流路２２に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。全熱交換器２０では、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとの熱交換が行われる。例えば夏期除湿運転の場合には、室内空気ＲＡの温度の方が低いため、室外空気ＯＡの温度が低下する。
【００８３】
全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡは、第４の空気流路２４に流入して第１の熱交換器３を通過し、冷媒に蒸発熱を奪われて温度が低下する。また、空気の温度低下に伴って空気に含まれる水分が凝縮して取り除かれ、空気の湿度も低下する。第１の熱交換器３を通過した空気は、さらに加湿装置８を通過するが、除湿運転時には加湿装置８への給水を停止しているため、空気の温度および湿度は変化しない。加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５を通過する際に、冷媒の放熱（冷媒の過冷却度が増加する際の放熱）により加熱され、その後、吹出空気ＳＡとして室内に供給される。一方、全熱交換器２０から流出した室内空気ＲＡは、第３の空気流路２３に流入し、排出空気ＥＡとして排気される。
【００８４】
実施の形態２で説明したように、制御装置５０は、室内送風ファン１５の送風量、第１の減圧装置４の減圧量、および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での蒸発温度を制御する。すなわち、室内の除湿負荷に応じて、除湿量を調整することができる。また、目標とする吹出空気温度に基づいて、第２の減圧装置６の減圧量を制御し、第２の熱交換器５での過冷却冷媒の温度ＳＣ２を制御する。これにより、除湿した適温の空気が室内に供給される。
【００８５】
＜効果＞
以上説明したように、実施の形態３の空気調和システム１０２によれば、実施の形態１，２で説明した効果に加えて、さらに、全熱交換器２０の全熱回収効果を利用することにより、次のような効果を達成することができる。
【００８６】
すなわち、冬期加湿運転時には、全熱交換器２０において室内空気ＲＡの湿度が室外空気ＯＡに与えられるため、加湿装置８での加湿量が少なくて済む。また、第１の熱交換器３（凝縮器）による加熱量が少なくて済むため、第１の熱交換器３の凝縮温度を低く設定した運転が可能になり、エネルギー消費量を低減することができる。
【００８７】
また、夏期除湿運転時には、全熱交換器２０での熱交換によって室外空気ＯＡの温度が低下するため、第１の熱交換器３（蒸発器）による吸熱量が少なくて済む。そのため、第１の熱交換器３での蒸発温度を高く設定した運転が可能となり、エネルギー消費量を低減することができる。
【００８８】
なお、ここでは、空気調和システム１０２が四方弁９を備え、冷媒の流れを切り替えることにより、加湿運転および除湿運転の両方に対応できるようにした構成について説明したが、実施の形態１のように四方弁９を備えず、加湿運転のみを行う構成も可能である。
【００８９】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、実施の形態３の空気調和システム１０３の外気処理装置１Ａに、補助熱交換器１８を加えたものである。
【００９０】
＜構成＞
図９は、実施の形態４における空気調和システム１０３の構成を示す図である。この実施の形態４の空気調和システム１０３の外気処理装置１Ｂでは、第３の空気流路２３内に補助熱交換器１８が設けられている。一方、冷媒回路を構成する第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５および第２の減圧装置６、並びに加湿装置８は、実施の形態３と同様に、第４の空気流路２４内に設けられている。
【００９１】
補助熱交換器１８は、冷媒回路（圧縮機２、第１の熱交換器３、第１の減圧装置４、第２の熱交換器５、第２の減圧装置６および室外熱交換器７）に、第１の熱交換器３と並列に接続されている。
【００９２】
すなわち、冷媒回路の冷媒配管１３において、第１の熱交換器３の入口側および出口側に分岐配管１３ａが接続され、この分岐配管１３ａに補助熱交換器１８が接続されている。また、分岐配管１３ａにおいて補助熱交換器１８の入口側および出口側には、補助熱交換器１８に流れる冷媒量を制御するための流量調整弁１７が設けられている。
【００９３】
空気調和システム１０３の制御装置５０は、第２の熱交換器５における空気の冷却量を増加させる場合に、流量調整弁１７を開放し、圧縮機２から吐出された冷媒が第１の熱交換器３および補助熱交換器１８の両方に流れるようにする。
【００９４】
＜動作＞
加湿運転時の冷媒の流れは、次の通りである。すなわち、圧縮機２から吐出された高温・高圧のガス冷媒（図２の点Ａ）は、外気処理装置１Ｂの第１の熱交換器３に流入する。第１の熱交換器３は凝縮器として作動し、冷媒は第４の空気流路２４内の空気との熱交換によって放熱し、凝縮して液単相の冷媒となる（図２の点Ｂ）。
【００９５】
また、制御装置５０が流量調整弁１７を開放している場合には、凝縮器として機能する補助熱交換器１８にも冷媒が流れる。補助熱交換器１８では、冷媒が第３の空気流路２３内の空気との熱交換によって放熱し、凝縮して液単相の冷媒となる。
【００９６】
第１の熱交換器３および補助熱交換器１８で凝縮された冷媒は、第１の減圧装置４に流入し、減圧されて低温・低圧の液冷媒となる（図２の点Ｃ）。第１の減圧装置４で減圧された冷媒は、第２の熱交換器５に流入する。第２の熱交換器５では、冷媒は第４の空気流路２４内の空気との熱交換により、吸熱して飽和液状態となる（図２の点Ｄ）。
【００９７】
第２の熱交換器５から流出した飽和液状態の冷媒は、第２の減圧装置６に流入し、減圧されて低温・低圧の二相冷媒（図２の点Ｅ）となる。第２の減圧装置６から流出した二相冷媒は、室外熱交換器７（蒸発器）に流入し、室外の空気との熱交換により蒸発する（図２の点Ｆ）。室外熱交換器７で蒸発した冷媒は、四方弁９を経て圧縮機２に戻る。
【００９８】
空気の流れは、次の通りである。室内送風ファン１５の回転により、室外空気ＯＡが第１の空気流路２１に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。また、排気ファン１４の回転により、室内空気ＲＡが第３の空気流路２３に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。全熱交換器２０では、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとの熱交換が行われる。
【００９９】
全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡ（図８の点ａ）は、第４の空気流路２４に流入し、第１の熱交換器３（凝縮器）を通過することにより、温度が上昇する（図８の点ｂ）。第１の熱交換器３を通過した空気は、さらに加湿装置８を通過することにより、湿度が上昇し、温度が低下する（図８の点ｃ）。加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５を通過することにより、冷媒の吸熱（過冷却液から飽和液に変化する際の吸熱）によって冷却され、温度が低下して、吹出空気ＳＡとして室内に供給される（図８の点ＳＡ）。一方、全熱交換器２０を通過したＲＡは、第４の空気流路２４に流入し、補助熱交換器１８を通過して加熱されたのち、排出空気ＥＡとして室外へ排気される。
【０１００】
制御装置５０は、室内送風ファン１５の送風量、圧縮機２の容量および流量調整弁１７の開度を制御することによって、第１の熱交換器３での凝縮熱量を制御する。また、加湿装置８への給水量を制御することによって、加湿装置８での加湿量を制御する。制御装置５０は、また、第２の熱交換器５での冷媒の温度ＥＴ１（図２）が、加湿装置８を通過した空気の露点温度（図３のＴｄ）よりも高くなるように、第１の減圧装置４の減圧量を制御する。
【０１０１】
この実施の形態４では、圧縮機２から吐出された冷媒の一部が補助熱交換器１８に流れ、この補助熱交換器１８は吹出空気ＳＡに影響を与えない位置に配置されている。そのため、圧縮機２の容量を増加させても、第１の熱交換器３での凝縮熱量（すなわち室外空気ＯＡの加熱量）を増加させずに、第２の熱交換器５における冷媒の放熱量（すなわち室外空気ＯＡの冷却量）のみを増加させることができる。すなわち、吹出空気ＳＡの温度が広範囲に制御可能となる。
【０１０２】
この実施の形態４では、四方弁９の切り替えにより、加湿運転だけでなく除湿運転を行うことができる。この場合の除湿運転について説明する。除湿運転時には、流量調整弁１７は閉鎖されている。流量調整弁１７が閉鎖されているため、除湿運転時の冷媒の流れは、実施の形態３における除湿運転時の冷媒の流れと同じである。
【０１０３】
空気の流れは、以下の通りである。室内送風ファン１５の回転により、室外空気ＯＡが第１の空気流路２１に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。また、排気ファン１４の回転により、室内空気ＲＡが第２の空気流路２２に吸い込まれ、全熱交換器２０に流入する。全熱交換器２０では、室外空気ＯＡと室内空気ＲＡとが熱交換する。
【０１０４】
全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡは、第４の空気流路２４に流入して第１の熱交換器３（蒸発器）を通過し、冷媒に蒸発熱を奪われて温度が低下する。また、空気の温度低下に伴って空気に含まれる水分が凝縮して取り除かれ、空気の湿度も低下する。第１の熱交換器３を通過した空気は、さらに加湿装置８も通過するが、加湿装置８への給水が停止されているため、温度および湿度は変化しない。加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５を通過する際に、冷媒の放熱（冷媒の過冷却度が増加する際の放熱）により加熱され、吹出空気ＳＡとして室内に供給される。一方、全熱交換器２０から流出した室内空気ＲＡは、第３の空気流路２３に流入し、排出空気ＥＡとして排気される。
【０１０５】
制御装置５０は、室内送風ファン１５の送風量、第１の減圧装置４の減圧量、および圧縮機２の容量を制御することによって、第１の熱交換器３での蒸発温度を制御する。すなわち、室内の加湿負荷の大小に応じて、除湿量を調整することができる。また、目標とする吹出空気温度に基づいて、第２の減圧装置６の減圧量を制御し、第２の熱交換器５の過冷却冷媒の温度ＳＣ２を制御する。これにより、除湿した適温の空気が室内に供給される。
【０１０６】
＜効果＞
本発明の実施の形態４の空気調和システム１０３によれば、冷媒回路に、第１の熱交換器３と並列に補助熱交換器１８を設け、この補助熱交換器１８を第４の空気流路２４の外に配置している。そのため、加湿運転時に冷媒の流量を増加させることにより、空気の加熱に寄与する第１の熱交換器３を流れる冷媒流量を増加させずに、第２の熱交換器５を流れる冷媒流量を増加させることができる。従って、吹出空気ＳＡの温度をより低下させることが可能になる。すなわち、吹出空気ＳＡの温度をより広範囲に制御することが可能になる。
【０１０７】
なお、ここでは、空気調和システム１０３が四方弁９を備え、冷媒の流れを切り替えることにより、加湿運転および除湿運転の両方に対応できるようにした構成について説明したが、実施の形態１のように四方弁９を備えず、加湿運転のみを行う構成も可能である。
【０１０８】
実施の形態５．
＜構成＞
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１０は、実施の形態５の空気調和システム１０４の構成を示す図である。実施の形態５の空気調和システム１０４は、外気処理装置１Ａおよび室外機１０Ａが一体的に構成されており、例えば、建物６０の屋根の上に設置されている。
【０１０９】
空気調和システム１０４は、ここでは実施の形態３で説明した外気処理装置１Ａおよび室外機１０Ａを備えているが、外気処理装置１Ａの代わりに、実施の形態１，２で説明した外気処理装置１（図１）、または実施の形態４で説明した外気処理装置１Ｂ（図９）を用いてもよい。また、室外機１０Ａの代わりに、実施の形態１で説明した室外機１０（図１）を用いてもよい。
【０１１０】
空気調和システム１０４は、第２の空気流路２２の吸込口および第４の空気流路２４の各吹出口が、建物６０内の空間である室内６１に連通するように、例えば建物６０の屋根の上に配置されている。
【０１１１】
空気調和システム１０４を建物６０の屋根の上に配置することにより、室内６１あるいは周囲の敷地などのスペースを有効に活用することができる。但し、空気調和システム１０４は、屋根の上に限らず、例えば建物６０の側方に配置することも可能である。
【０１１２】
＜動作＞
この実施の形態５の空気調和システム１０４の動作は、実施の形態１〜４で説明したとおりである。
【０１１３】
＜効果＞
以上説明したように、この実施の形態５では、実施の形態１〜４による効果に加えて、空気調和システム１０４が一体的に構成されているため、空気調和システム１０４を一箇所にまとめて設置することができ、メンテナンス性が向上する。また、空気調和システム１０４を例えば屋根の上に設置すれば、室内６１あるいは周囲の敷地が空気調和システム１０４の機器に占有されないため、スペースを有効に活用することができる。
【０１１４】
変形例．
実施の形態１〜５で説明した空気調和システム１００〜１０４は、いずれも、室内を空調する室内空調機（内調機とも称する）と連動させて運転することができる。図１１は、実施の形態１で説明した空気調和システム１００（外気処理装置１および室外機１０）と、冷房運転中の室内空調機３００とを連動させた例を示す図である。図１２は、実施の形態１で説明した空気調和システム１００と、暖房運転中の室内空調機３００とを連動させた例を示す図である。
【０１１５】
室内空調機３００は、室内機３０と室外機３１とを備える。室内機３０と室外機３１とは、冷媒配管３７によって連結されている。室内機３０、室外機３１および冷媒配管３７は、冷媒回路を構成している。
【０１１６】
室内機３０は、室内熱交換器３４、減圧装置３５および室内送風ファン３９を備えている。室外機３１は、圧縮機３２、四方弁（流路切換弁）３３、室外熱交換器３６および室外送風ファン３８を備えている。
【０１１７】
圧縮機３２は、冷媒を吸入して圧縮し、高温・高圧のガス冷媒として吐出するものである。圧縮機３２は、例えばインバータを搭載し、運転周波数の制御により、容量を制御することができる。
【０１１８】
四方弁３３は、冷房運転時（図１１）には、圧縮機３２から吐出された冷媒が室外熱交換器３６に流れるように流路を切り替え、暖房運転時（図１２）には、圧縮機３２から吐出された冷媒が室内熱交換器３４に流れるように流路を切り替える。
【０１１９】
室外熱交換器３６は、冷媒と室外の空気との熱交換を行うものであり、冷房運転時には凝縮器として作動し、暖房運転時には蒸発器として機能する。この室外熱交換器３６には、室外送風ファン３８が対向配置されている。
【０１２０】
減圧装置３５は、冷媒配管３７を流れる冷媒の圧力を減圧する。室内熱交換器３４は、冷媒と室内の空気との熱交換を行うものであり、冷房運転時には蒸発器として作動し、暖房運転時には凝縮器として機能する。この室内熱交換器３４には、室内送風ファン３９が対向配置されている。
【０１２１】
圧縮機３２の容量、四方弁３３の切り替え、減圧装置３５の減圧量、並びに室外送風ファン３８および室内送風ファン３９の送風量は、空気調和システム１００の制御装置５０によって制御することが望ましいが、別の制御装置で制御することも可能である。
【０１２２】
空気調和システム１００は、ここでは、実施の形態１で説明したように、加湿運転を行うよう構成されている。但し、実施の形態２で説明したように、四方弁９を設けて、加湿運転と除湿運転との切り替えを行うようにしてもよい。
【０１２３】
図１１に示す冷房運転時には、室内空調機３００は、次のように動作する。すなわち、圧縮機３２から吐出された高温高圧のガス状の冷媒が、四方弁３３を経て室外熱交換器３６に流入する。室外熱交換器３６は凝縮器として作動し、冷媒は凝縮して液冷媒となる。室外熱交換器３６で凝縮された冷媒は、減圧装置３５に流入し、減圧されて低温・低圧の液冷媒となる。減圧装置３５で減圧された冷媒は、室内熱交換器３４に流入する。室内熱交換器３４は蒸発器として作動し、冷媒は吸熱して蒸発する。室内熱交換器３４で蒸発して冷媒は、圧縮機３２に戻る。
【０１２４】
この場合、制御装置５０は、室内空調機３００の冷却負荷または冷却能力を検出し、検出した冷却負荷または冷却能力に基づいて外気処理装置１の吹出空気（室内供給空気）ＳＡの温度を制御する。室内空調機３００の冷却負荷または冷却能力は、例えば圧縮機３２の回転数に基づいて検出される。例えば室内空調機３００の圧縮機３２の回転数を測定するセンサを設け、検出値を通信機により制御装置５０に送信することにより、制御装置５０において室内空調機３００の冷却負荷または冷却能力を検出することができる。
【０１２５】
そして、検出した冷却負荷または冷却能力が基準よりも高いときは、外気処理装置１の吹出空気の温度が低下するように制御する。また、検出した冷却負荷または冷却能力が基準よりも低いときは、外気処理装置１の吹出空気の温度が上昇するように制御する。これにより、室内空調機３００の冷却負荷の増加を抑制し、エネルギー消費量を低減することができる。
【０１２６】
図１２に示す暖房運転時には、室内空調機３００は、次のように動作する。すなわち、圧縮機３２から吐出された高温高圧のガス状の冷媒が、四方弁３３を経て室内熱交換器３４に流入する。室内熱交換器３４は凝縮器として作動し、冷媒は凝縮して液冷媒となる。室内熱交換器３４で凝縮された冷媒は、減圧装置３５に流入し、減圧されて低温・低圧の液冷媒となる。減圧装置３５で減圧された冷媒は、室外熱交換器３６に流入する。室外熱交換器３６は蒸発器として作動し、冷媒は吸熱して蒸発する。室外熱交換器３６で蒸発して冷媒は、圧縮機３２に戻る。
【０１２７】
この場合、制御装置５０は、室内空調機３００の加熱負荷または加熱能力を検出し、検出した加熱負荷または加熱能力に基づいて外気処理装置１の吹出空気の温度を制御する。すなわち、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも高いときは、外気処理装置１の吹出空気の温度が上昇するように制御し、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも低いときは、外気処理装置１の吹出空気の温度が低下するように制御する。これにより、空気調和システム１００が室内空調機３００と共に加熱能力を発揮し、加湿量を満足することができる。そのため、エネルギー消費量を低減することができる。
【０１２８】
さらに、図１３に示すように、冷房運転を行う室内空調機３００の室外熱交換器３６（凝縮器）と、加湿運転を行う空気調和システム１００の室外熱交換器７（蒸発器）とを、冷媒−冷媒熱交換器４０によって接続することも可能である。このように構成すれば、室内空調機３００の室外熱交換器３６（凝縮器）で発生した冷媒の凝縮熱を、空気調和システム１００の室外熱交換器７（蒸発器）での冷媒の蒸発によって消費することができる。このように排熱を有効に活用することにより、エネルギー消費量のさらなる低減が可能になる。
【０１２９】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、配管接続を含む冷媒回路の構成、並びに、圧縮機、各熱交換器および減圧装置等の冷媒回路の各要素は、上記の各実施の形態で説明した具体例に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、冷媒回路が液溜めを含む場合も考えられる。
【符号の説明】
【０１３０】
１，１Ａ  外気処理装置、  ２  圧縮機、  ３  第１の熱交換器（凝縮器）、  ４  第１の減圧装置、  ５  第２の熱交換器（熱交換器）、  ６  第２の減圧装置、  ７  室外熱交換器（蒸発器）、  ８  加湿装置、  ９  四方弁（流路切替弁）、  １０，１０Ａ  室外機、  １１  室内送風ファン（送風ファン）、  １２  室外送風ファン、  １３  冷媒配管、  １４  排気ファン、  １５  室内送風ファン、  １７  流量調整弁、１８  補助熱交換器、  ２０  全熱交換器、  ２１  第１の空気流路、  ２２  第２の空気流路、  ２３  第３の空気流路、  ２４  第４の空気流路、  ３０  室内空調機の室内機、  ３１  室内空調機の室外機、  ４０  冷媒−冷媒熱交換器、  ５０  制御装置、  ６０  建物、  ６１  室内、  １００，１０１，１０２，１０３  空気調和システム、  ３００  室内空調機。
【図１】
2017029741.tif 000003
【図２】
2017029741.tif 000004
【図３】
2017029741.tif 000005
【図４】
2017029741.tif 000006
【図５】
2017029741.tif 000007
【図６】
2017029741.tif 000008
【図７】
2017029741.tif 000009
【図８】
2017029741.tif 000010
【図９】
2017029741.tif 000011
【図１０】
2017029741.tif 000012
【図１１】
2017029741.tif 000013
【図１２】
2017029741.tif 000014
【図１３】
2017029741.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月30日(2018.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を過冷却液状態に凝縮する第１の熱交換器と、
前記第１の熱交換器で過冷却液状態に凝縮した冷媒を減圧する第１の減圧装置と、
前記第１の減圧装置で減圧された冷媒に熱を吸熱させる第２の熱交換器と、
前記第２の熱交換器で熱を吸熱した冷媒を減圧する第２の減圧装置と、
前記第２の減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる第３の熱交換器と、
室外から空気を取り込み、前記第１の熱交換器に送風する送風ファンとを備え、
前記第２の熱交換器は、前記送風ファンの送風方向において前記第１の熱交換器の下流側に配置され、
前記送風ファンの送風方向において、前記第１の熱交換器と前記第２の熱交換器との間に、加湿装置が配置され、
前記送風ファンから送風した空気を、前記第１の熱交換器により加熱し、前記加湿装置により加湿し、さらに前記第２の熱交換器により冷却して、室内に供給すること
を特徴とする空気調和システム。
【請求項２】
前記第２の熱交換器では、冷媒を過冷却液状態から飽和液状態に変化させることを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項３】
前記第２の熱交換器において冷媒を過冷却液状態から飽和液状態に変化させる温度は、前記加湿装置を通過した空気の露点温度よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の空気調和システム。
【請求項４】
前記第２の減圧装置では、飽和液状態の冷媒を減圧して、二相冷媒とすることを特徴とする請求項２または３に記載の空気調和システム。
【請求項５】
冷媒が、前記圧縮機、前記第３の熱交換器、前記第２の減圧装置、前記第２の熱交換器、前記第１の減圧装置および前記第１の熱交換器の順に流れるように、冷媒の循環方向を切り替える切替弁をさらに備え、
前記切替弁により冷媒の循環方向を切り替え、且つ前記加湿装置の作動を停止することにより、除湿運転を行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項６】
制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記圧縮機の運転周波数および前記送風ファンの送風量の少なくとも一方を制御することにより、前記第１の熱交換器における凝縮熱量を制御すること
を特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第１の減圧装置における減圧量を制御することにより、前記第２の熱交換器における冷媒の温度を制御すること
を特徴とする請求項６に記載の空気調和システム。
【請求項８】
室外空気を導入する第１の空気流路と、
室内空気を導入する第２の空気流路と、
前記第１の空気流路および前記第２の空気流路を経て流入した室外空気と室内空気との熱交換を行う全熱交換器と、
前記全熱交換器から流出した室内空気を室外に排気する第３の空気流路と、
前記全熱交換器から流出した室外空気を室内に供給する第４の空気流路と
をさらに備え、
前記第１の熱交換器、前記第２の熱交換器および前記加湿装置が、前記第４の空気流路内に設けられていること
を特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項９】
前記第１の熱交換器と並列に設けられた補助熱交換器をさらに備え、
前記補助熱交換器は、前記第３の空気流路内に配置されていること
を特徴とする請求項８に記載の空気調和システム。
【請求項１０】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機の冷房運転時に、前記室内空調機の冷却負荷または冷却能力を検出し、検出した冷却負荷または冷却能力が基準より大きい場合には、室内に供給する空気の温度を低下させ、検出した冷却負荷または冷却能力が基準より小さい場合には、前記室内に供給する空気の温度を上昇させることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１１】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機の暖房運転時に、前記室内空調機の加熱負荷または加熱能力を検出し、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも大きい場合には、室内に供給する空気の温度を上昇させ、検出した加熱負荷または加熱能力が基準よりも小さい場合には、前記室内に供給する空気の温度を低下させることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１２】
室内空気の温度を制御する室内空調機と連動して動作し、
前記室内空調機で発生した排熱を熱源として利用することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１３】
前記第１の熱交換器、前記第１の減圧装置、前記第２の熱交換器および前記第２の減圧装置は、外気処理装置を構成し、
前記圧縮機および前記第３の熱交換器は、室外機を構成すること
を特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の空気調和システム。
【請求項１４】
前記外気処理装置と前記室外機とが一体に構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の空気調和システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の空気調和システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒を過冷却液状態に凝縮する第１の熱交換器と、第１の熱交換器で過冷却液状態に凝縮した冷媒を減圧する第１の減圧装置と、第１の減圧装置で減圧された冷媒に熱を吸熱させる第２の熱交換器と、第２の熱交換器で熱を吸熱した冷媒を減圧する第２の減圧装置と、第２の減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる第３の熱交換器と、室外から空気を取り込み、第１の熱交換器に送風する送風ファンとを備える。第２の熱交換器は、送風ファンの送風方向において第１の熱交換器の下流側に配置される。送風ファンの送風方向において、第１の熱交換器と第２の熱交換器との間に、加湿装置が配置される。送風ファンから送風した空気を、第１の熱交換器により加熱し、加湿装置により加湿し、さらに第２の熱交換器により冷却して、室内に供給する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
全熱交換器２０から流出した室外空気ＯＡ（図８の点ａ）は、第４の空気流路２４に流入し、第１の熱交換器３（凝縮器）を通過することにより、温度が上昇する（図８の点ｂ）。第１の熱交換器３を通過した空気は、さらに加湿装置８を通過することにより、湿度が上昇し、温度が低下する（図８の点ｃ）。加湿装置８を通過した空気は、第２の熱交換器５を通過することにより、冷媒の吸熱（過冷却液から飽和液に変化する際の吸熱）によって冷却され、温度が低下して、吹出空気ＳＡとして室内に供給される（図８の点ＳＡ）。一方、全熱交換器２０を通過したＲＡは、第３の空気流路２３に流入し、補助熱交換器１８を通過して加熱されたのち、排出空気ＥＡとして室外へ排気される。
【国際調査報告】
2017029741.tif 000016
2017029741.tif 000017
2017029741.tif 000018
2017029741.tif 000019