(57)【要約】  冷凍空調システムは、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を備え、冷媒が循環するように構成された冷媒回路を３つと、暖房側負荷回路と、冷房側負荷回路とを備える。そして、３つの冷媒回路は、暖房側冷媒回路、冷房側冷媒回路及び排熱低減回路であり、暖房側負荷回路は、暖房側冷媒回路の凝縮器と、暖房負荷と、排熱低減回路の凝縮器とに、暖房側熱媒体が循環する回路であり、冷房側負荷回路は、冷房側冷媒回路の蒸発器と、冷房負荷と、排熱低減回路の蒸発器に、冷房側熱媒体が循環する回路である。
2019012582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を備え、冷媒が循環するように構成された冷媒回路を３つと、
暖房側負荷回路と、
冷房側負荷回路とを備え、
前記３つの冷媒回路は、暖房側冷媒回路、冷房側冷媒回路及び排熱低減回路であり、
前記暖房側負荷回路は、前記暖房側冷媒回路の前記凝縮器と、暖房負荷と、前記排熱低減回路の前記凝縮器とに、暖房側熱媒体が循環する回路であり、
前記冷房側負荷回路は、前記冷房側冷媒回路の前記蒸発器と、冷房負荷と、前記排熱低減回路の前記蒸発器とに、冷房側熱媒体が循環する回路である冷凍空調システム。
【請求項２】
制御装置を備え、
前記暖房負荷及び前記冷房負荷の一方に対する負荷がＸ％、他方に対する負荷が前記Ｘ％よりも大きいＹ％であるとき、
前記制御装置は、前記Ｘ％の負荷を処理する運転容量で前記排熱低減回路の前記圧縮機を運転する一方、前記暖房側負荷回路及び前記冷房側負荷回路のうち、前記Ｘ％の負荷を有する負荷回路の運転を停止し、
前記暖房側負荷回路及び前記冷房側負荷回路のうち、前記Ｙ％の負荷を有する負荷回路の前記圧縮機を、Ｙ％−Ｘ％の負荷を処理する運転容量で運転する請求項１記載の冷凍空調システム。
【請求項３】
前記暖房負荷及び前記冷房負荷の両方に対する負荷が共にＸ％であるとき、
前記制御装置は、前記Ｘ％の負荷を処理する運転容量で前記排熱低減回路の前記圧縮機を運転し、前記暖房側負荷回路及び前記冷房側負荷回路の運転を停止する請求項２記載の冷凍空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調システムに関し、更に詳しくは暖房と冷房の両方を同時に行える冷凍空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一つの施設内で同時に冷房と暖房の両方を可能とするシステムがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を環状に繋いで構成され、内部に冷媒を循環させる冷媒回路を備えている。そして、このシステムでは更に、凝縮器にて水を加熱して温水を生成し、その温水を暖房負荷に供給する暖房側負荷回路と、蒸発器で水を冷却して冷水を生成し、その冷水を冷房負荷に供給する冷房側負荷回路とを備えている。このような構成とすることで、暖房と冷房の両方を同時に可能としている。【０００３】
この種の暖房と冷房の両方を同時に可能なシステムでは、暖房負荷と冷房負荷とのバランスが崩れると、一方で熱量が余剰となり、その余剰熱量が利用せずに捨てられることで、効率の低下を招く。このため、特許文献１では、吸収式冷凍機を用いて余剰熱量を捨てることなく回収及び利用して効率を上げるようにしている。【０００４】
特許文献１では冷媒回路が１つであったが、冷媒回路を２つ備え、暖房専用の暖房側冷媒回路と、冷房専用の冷房側冷媒回路とを構成し、同時に暖房と冷房の両方を可能とするシステムもある。このシステムでは、暖房側冷媒回路と冷房側冷媒回路とがそれぞれ独立して設置されるため、暖房と冷房のそれぞれで必要とされる熱量を独立して確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、冷媒回路が１つの構成において、暖房負荷と冷房負荷との差分に基づく余剰熱量を回収することで、効率向上を図る技術であり、冷媒回路が２つの構成に適用されることについて検討されていない。また、冷媒回路が２つの構成においては、冷房負荷と暖房負荷とをそれぞれ専用の冷媒回路で処理するため、暖房負荷と冷房負荷との差分に基づく余剰熱量がそもそも発生しない。このため、排熱自体を低減することが有効であると考えられるが、この点について特許文献１では何ら言及されていない。【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、暖房専用と冷房専用のそれぞれの冷媒回路を独立して備えた構成において、排熱の低減が可能な冷凍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】
本発明に係る冷凍空調システムは、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を備え、冷媒が循環するように構成された冷媒回路を３つと、暖房側負荷回路と、冷房側負荷回路とを備え、３つの冷媒回路は、暖房側冷媒回路、冷房側冷媒回路及び排熱低減回路であり、暖房側負荷回路は、暖房側冷媒回路の凝縮器と、暖房負荷と、排熱低減回路の凝縮器とに、暖房側熱媒体が循環する回路であり、冷房側負荷回路は、冷房側冷媒回路の蒸発器と、冷房負荷と、排熱低減回路の蒸発器とに、冷房側熱媒体が循環する回路である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、暖房専用と冷房専用のそれぞれの冷媒回路を独立して備えた構成において、排熱の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムの冷媒回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける制御フローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例１の排熱低減の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例２の排熱低減の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例３の排熱低減の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムの冷媒回路図である。
冷凍空調システムは、暖房側冷媒回路１０と冷房側冷媒回路２０とを独立して備え、暖房と冷房とを同時に行えるシステムである。冷凍空調システムは、更に暖房側負荷回路１５と、冷房側負荷回路２５と、排熱低減回路３０と、を備えている。
【００１２】
暖房側冷媒回路１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、膨張機構１３と、蒸発器１４とを備え、冷媒が循環する回路である。そして、蒸発器１４には、ファン１４ａからの空気が送風されるようになっている。
【００１３】
暖房側負荷回路１５は、暖房側冷媒回路１０の凝縮器１２と、暖房負荷１００と、排熱低減回路３０の後述の凝縮器３２とに、暖房側熱媒体が循環する回路である。暖房負荷１００とは、例えば、暖房を行う室内機、床暖房パネル又は浴室暖房装置等が該当する。また、暖房側熱媒体は、水又はブライン等が該当する。以下では、暖房側熱媒体が水であるものとして説明する。暖房側負荷回路１５では、暖房側冷媒回路１０の凝縮器１２で加熱された温水が暖房負荷１００に供給された後、排熱低減回路３０の凝縮器３２を通過し、その後、暖房側冷媒回路１０の凝縮器１２に戻るようになっている。
【００１４】
冷房側冷媒回路２０は、圧縮機２１と、凝縮器２２と、膨張機構２３と、蒸発器２４とを備え、冷媒が循環する回路である。そして、蒸発器２４には、ファン２４ａからの空気が送風されるようになっている。
【００１５】
冷房側負荷回路２５は、冷房側冷媒回路２０の蒸発器２４と、冷房負荷２００と、排熱低減回路３０の後述の蒸発器３４とに、冷房側熱媒体が循環する回路である。冷房負荷２００とは例えば、冷房を行う室内機等が該当する。また、冷房側熱媒体は、水又はブライン等が該当する。以下では、冷房側熱媒体が水であるものとして説明する。冷房側負荷回路２５では、冷房側冷媒回路２０の蒸発器２４で冷却された冷水が、冷房負荷２００側に供給された後、排熱低減回路３０の蒸発器３４を通過し、その後、冷房側冷媒回路２０の蒸発器２４に戻るようになっている。
【００１６】
排熱低減回路３０は、圧縮機３１と、凝縮器３２と、膨張機構３３と、蒸発器３４とを備え、冷媒が循環する回路である。排熱低減回路３０は、暖房側又は冷房側の負荷の一部又は全部を、暖房側冷媒回路１０又は冷房側冷媒回路２０に代えて処理する。そして、排熱低減回路３０は、その負担した負荷の処理に必要な熱量にバランスする熱量を冷房側又は暖房側に提供する。これにより、暖房側負荷回路１５及び冷房側負荷回路２５からの排熱の低減を図るものである。なお、排熱低減回路３０は、その他、冷凍サイクルの状態を調整するために設ける構成部品を備えた冷凍サイクルであっても良い。例えば、油分離器、受液器及びアキュムレータ等の構成部品を備えた冷凍サイクルとしてもよい。
【００１７】
従来より、暖房側冷媒回路１０と冷房側冷媒回路２０とを独立して備えると共に、暖房側負荷回路１５及び冷房側負荷回路２５を備え、暖房と冷房とを同時に行えるシステムがある。本実施の形態１の冷凍空調システムは、その既存システムに更に排熱低減回路３０を備えると共に、排熱低減回路３０の凝縮器３２を暖房側負荷回路１５に配管接続し、排熱低減回路３０の蒸発器３４を冷房側負荷回路２５に配管接続した構成であると言える。
【００１８】
ここで、暖房側冷媒回路１０、冷房側冷媒回路２０及び排熱低減回路３０のそれぞれを構成する、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器についてそれぞれ簡単に説明する。
【００１９】
圧縮機は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態にするものである。圧縮機は、運転容量を可変させることが可能な容積式圧縮機で構成されている。運転容量を可変させる制御方法は、例えば、インバータにより制御されるモータの駆動による方法がある。
【００２０】
凝縮器は、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒と周囲からの熱源としてファンから供給される空気とを熱交換し、冷媒の熱を放熱するものである。暖房側冷媒回路１０の凝縮器１２及び排熱低減回路３０の凝縮器３２は例えばプレート式熱交換器で構成される。冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２は例えばフィンチューブ式熱交換器で構成される。
【００２１】
膨張機構は、冷媒を減圧して膨張させるものである。膨張機構は、ステッピングモータ（図示せず）により絞りの開度を可変に調整することが可能な電子膨張弁で構成するとよい。なお、電子膨張弁以外にも、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、又は温度式膨張弁、キャピラリーチューブ等、同様な役割を成すものであれば、他の形式のものを用いてもよい。
【００２２】
蒸発器は、膨張機構で減圧された低温低圧の冷媒と、暖房側負荷回路１５の熱媒体とを熱交換させるものである。暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４は例えばフィンチューブ式熱交換器で構成され、冷房側冷媒回路２０の蒸発器２４及び排熱低減ユニットの蒸発器３４は例えばプレート式熱交換器で構成される。
【００２３】
また、冷媒は、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ若しくはＲ４０４ＡなどのＨＦＣ冷媒、又はＲ２２若しくはＲ１３４ａなどのＨＣＦＣ冷媒を用いることができる。なお、冷媒はこれら限定されず、同様の冷媒作用をするものであれば上記以外のものであってもよい。
【００２４】
冷凍空調システムは更に、温度センサｔ１及び温度センサｔ２と、冷凍空調システム全体を制御する制御装置４０とを備えている。温度センサｔ１は、暖房負荷１００に流入する温水の温度を計測する。温度センサｔ２は、冷房負荷２００に流入する冷水の温度を計測する。
【００２５】
制御装置４０は、温度センサｔ１及び温度センサｔ２で計測された温度が暖房負荷１００及び冷房負荷２００から要求された温度となるように、暖房側冷媒回路１０、冷房側冷媒回路２０及び排熱低減回路３０を制御する。制御装置４０は、例えばマイクロコンピュータ又はＤＳＰ等で構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を備えている。制御装置４０は、暖房運転のみ、冷房運転のみ、又は暖房運転と冷房運転との両方を行う同時運転の制御を行う。同時運転には、冷房側の負荷が暖房側の負荷よりも大きい冷房主体運転と、暖房側の負荷が冷房側の負荷よりも大きい暖房主体運転と、がある。
【００２６】
そして、本実施の形態１では、暖房側及び冷房側の負荷を処理する排熱低減回路３０を備えたことで、暖房側冷媒回路１０及び冷房側冷媒回路２０のそれぞれにおける排熱を低減することを可能にしている。
【００２７】
ここで、排熱低減回路３０を用いた排熱低減について説明する。
冷凍空調システムでは、暖房負荷１００及び冷房負荷２００から要求された温度となるように暖房側冷媒回路１０、冷房側冷媒回路２０及び排熱低減回路３０を制御する。ここでは冷暖房の負荷を説明の便宜上、以下の表現で記載する。暖房側冷媒回路１０と冷房側冷媒回路２０とを運転しない状態で排熱低減回路３の圧縮機３１が１００％運転した際に得られる冷暖房能力を１００％とし、またその時の暖房負荷１００の要求する温水温度をＴ１とする。これに対して、暖房負荷１００の要求する温度がＴ１から下げられた場合、暖房負荷１００での必要能力は低下するが、この低下した時の必要暖房能力が１００％に対してＸ％の場合の負荷を「暖房Ｘ％負荷」という。冷房側も同様の記載とし「冷房Ｙ％負荷」という。
【００２８】
暖房Ｘ％負荷及び冷房Ｙ％負荷を処理するにあたり、仮に排熱低減回路３０を利用せず、暖房側冷媒回路１０及び冷房側冷媒回路２０のそれぞれの運転だけで各負荷に対する熱量を得ようとした場合の排熱は以下のようになる。まず、暖房側冷媒回路１０では、蒸発器１４において暖房Ｘ％分の排熱が発生する。具体的には、暖房側冷媒回路１０の凝縮器１２では、暖房Ｘ％分の熱量が暖房側負荷回路１５に与えられるが、蒸発器１４では、凝縮器１２から暖房側負荷回路１５に与えられる熱量と同等の熱量がファン１４ａから送風される空気から吸熱される。つまり、この吸熱分の熱量が空気に排熱される。よって、暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４側では、暖房Ｘ％分の排熱が発生することになる。また、冷房側冷媒回路２０側でも同様であり、冷房側冷媒回路２０の凝縮器１２側で冷房Ｘ％分の排熱が発生する。
【００２９】
このように、暖房と冷房のそれぞれの負荷を、暖房側冷媒回路１０の運転と冷房側冷媒回路２０の運転とだけで処理しようとした場合、上記のような排熱が行われる分、冷凍空調システムの効率が低下する。
【００３０】
これに対し、排熱低減回路３０を用いて以下の運転を行うことで、排熱を低減して効率低下を抑制する。
暖房Ｘ％負荷及び冷房Ｙ％負荷の運転要求があると、まず、Ｘ％とＹ％とのうち、少ない方の負荷を排熱低減回路３０で処理する。すなわち、ここでは、Ｘ＜Ｙとすると、暖房Ｘ％負荷を処理できる運転容量で排熱低減回路３０の圧縮機３１を運転する。
【００３１】
この運転容量で排熱低減回路３０の圧縮機３１を運転することで、排熱低減回路３０が暖房Ｘ％負荷を処理でき、暖房負荷１００側で必要とされる能力が排熱低減回路３０の運転のみで得られることになる。このため、暖房側冷媒回路１０は運転不要であり、暖房側冷媒回路１０の運転は行わない。これにより暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は０％となる。
【００３２】
ここで、排熱低減回路３０では、暖房Ｘ％負荷を処理する運転を行っているため、暖房Ｘ％運転にバランスした熱量を蒸発器３４から冷房側冷媒回路２０に提供できる。このバランスする熱量は、排熱低減回路３０の能力により異なるが、ここでは、バランスした熱量を、暖房側で処理できる熱量Ｘ％分と同じ冷房Ｘ％分として説明する。以下の動作例の説明でも同様とする。
【００３３】
このように、冷房側冷媒回路２０は、排熱低減回路３０から冷房Ｘ％分の熱量を得ることができるため、冷房負荷２００で必要とされている冷房Ｙ％負荷のうち、Ｘ％負荷は排熱低減回路３０によって賄える。よって、冷房側冷媒回路２０は、不足分のＹ％−Ｘ％負荷を運転にて補えばよい。つまり、冷房側冷媒回路２０は、Ｙ％−Ｘ％負荷を満足するように運転を行えばよく、冷房側冷媒回路２０側の排熱はＹ％−Ｘ％分となる。
【００３４】
以上より、冷凍空調システム全体としての排熱は、暖房側冷媒回路１０側で０％、冷房側冷媒回路２０側でＹ％−Ｘ％分となる。
【００３５】
排熱低減回路３０の設置前後で比較すると、排熱低減回路３０の設置前では、暖房側冷媒回路１０側でＸ％、冷房側冷媒回路２０側でＹ％である。これに対し、設置後では暖房側冷媒回路１０側で０％、冷房側冷媒回路２０側でＹ％−Ｘ％となり、設置前後で排熱を低減することができる。
【００３６】
図２は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける制御フローチャートである。
制御装置４０は、暖房負荷１００及び冷房負荷２００に対して運転要求があると（ステップＳ１）、それぞれに要求される負荷を比較する。すなわち、ここでは、制御装置４０は、暖房Ｘ％負荷と冷房Ｙ％負荷とを比較する（ステップＳ２）。Ｘ％とＹ％とが等しくなければ、制御装置４０は、少ない方の負荷を排熱低減回路３０で処理する制御を行う。ここでは、Ｘ＜Ｙとすると、制御装置４０は、Ｘ％負荷を処理できる運転容量で排熱低減回路３０の圧縮機３１を運転する（ステップＳ３）。なお、以下では、負荷が少ない方を「要求小負荷」、負荷が多い方を「要求大負荷」ということがある。
【００３７】
そして、制御装置４０は、排熱低減回路３０の運転で要求小負荷のＸ％負荷の処理が終了したかを判断する（ステップＳ４）。具体的には、制御装置４０は、要求小負荷で要求された温度が達成されたかで判断すればよい。よって、制御装置４０は、温度センサｔ１で計測した、暖房負荷１００の入口の温水温度ｔ＿１と暖房負荷１００側で要求する温水温度ｔ＿０とを比較する。そして、ｔ＿１≧ｔ＿０の場合、制御装置４０は、暖房Ｘ％負荷を排熱低減回路３０の運転で処理できたと判断する。一方、ｔ＿１＜ｔ＿０の場合、制御装置４０は、暖房Ｘ％負荷を排熱低減回路３０の運転でまだ処理できていないと判断する。
【００３８】
なお、ここでは要求小負荷が暖房負荷１００である場合を例に述べたが、要求小負荷が冷房負荷２００である場合、制御装置４０は、排熱低減回路３０の運転で要求小負荷のＹ％負荷の処理が終了したかを判断する。具体的には、制御装置４０は、温度センサｔ２で計測した、冷房負荷２００の入口の冷水温度ｔ＿２と冷房負荷２００側で要求する冷水温度ｔ＿３とを比較する。そして、ｔ＿２≦ｔ＿３の場合、制御装置４０は、冷房Ｘ％負荷を排熱低減回路３０の運転で処理できたと判断する。一方、ｔ＿２＞ｔ＿３の場合、制御装置４０は、冷房Ｘ％負荷を排熱低減回路３０の運転でまだ処理できていないと判断する。
【００３９】
そして、要求小負荷の負荷処理が終了すると、制御装置４０は、要求大負荷に接続された冷媒回路、ここでは冷房側冷媒回路２０の圧縮機２１を、｜Ｘ−Ｙ｜％の負荷を処理できる運転容量で運転する（ステップＳ５）。
【００４０】
ステップＳ２の判断でＸ％とＹ％とが等しければ、制御装置４０は、排熱低減回路３０を、Ｘ％負荷を処理できる運転容量で運転する（ステップＳ６）。
【００４１】
なお、「Ｘ％負荷を処理できる運転容量」は、予め負荷と運転容量との関係を求めておき、負荷が決まると一意に運転容量が決まるようにしてもよいし、次のようにしてもよい。すなわち、運転容量を例えば設定制御間隔毎に設定容量ずつ増加させていき、要求された温度が達成された場合に運転容量の増加を停止し、その停止時の運転容量で運転を継続するようにしてもよい。Ｘ％とＹ％とが等しい場合において、運転容量を例えば設定制御間隔毎に設定容量ずつ増加する際には、以下のように制御すればよい。すなわち、排熱低減回路３０で暖房Ｘ％負荷と冷房Ｙ％負荷の両方を処理できるように、ｔ＿１≧ｔ＿０と、ｔ＿２≦ｔ＿３との両方を満足するかをチェックし、両方を満足したときの運転容量で運転を継続すればよい。
【００４２】
以下、具体的な動作例で説明する。
【００４３】
＜動作例１＞
次に、冷房主体運転における排熱低減動作について説明する。ここでは、暖房２０％負荷、冷房１００％負荷の場合を例に説明する。
【００４４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例１の排熱低減の説明図である。
この場合、暖房及び冷房のうち、負荷の小さい暖房２０％負荷を処理するように排熱低減回路３０を運転する。つまり、排熱低減回路３０は、暖房２０％負荷を処理できる運転容量で圧縮機３１を運転する。
【００４５】
排熱低減回路３０が暖房２０％負荷を処理できるように運転することで、暖房側冷媒回路１０の運転が停止し、これにより暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は０％となる。
【００４６】
そして、排熱低減回路３０では、暖房２０％負荷を処理する運転を行っているため、暖房２０％運転にバランスした２０％分の熱量が排熱低減回路３０から冷房側負荷回路２５に提供される。これにより、冷房負荷２００で必要とされている１００％負荷のうち、２０％負荷は排熱低減回路３０の運転によって賄える。よって、冷房側冷媒回路２０は、不足分の８０％負荷を処理する運転を行えばよい。つまり、冷房側冷媒回路２０は、冷房８０％負荷を処理できる運転容量で圧縮機２１を運転すればよい。その結果、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱は８０％分となる。
【００４７】
ここで、排熱低減回路３０を設置しない場合と設置する場合とで排熱量について比較すると、設置しない場合では暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は２０％分、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱は１００％分となる。これに対し、排熱低減回路３０を設置することで、上述したように、暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は０％、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱は８０％分となり、排熱低減回路３０を設置しない場合に比べて排熱量を低減できる。
【００４８】
＜動作例２＞
次に暖房主体運転における排熱低減動作について説明する。ここでは、暖房１００％負荷、冷房２０％負荷の場合を例に説明する。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例２の排熱低減の説明図である。
まず、負荷の小さい冷房２０％負荷を処理するように排熱低減回路３０を運転する。つまり、排熱低減回路３０は、冷房２０％負荷を処理できる運転容量で圧縮機３１を運転する。
【００５０】
排熱低減回路３０が冷房２０％負荷を処理できるように運転することで、冷房側冷媒回路２０の運転が停止し、これにより冷房側冷媒回路２０の凝縮器１２からの排熱は０％となる。
【００５１】
そして、排熱低減回路３０では、冷房２０％負荷を処理する運転を行っているため、冷房２０％運転にバランスした２０％分の熱量が排熱低減回路３０から暖房側負荷回路１５に提供される。これにより、暖房負荷１００で必要とされている１００％負荷のうち、２０％負荷は排熱低減回路３０の運転によって賄える。よって、暖房側冷媒回路１０は、不足分の８０％負荷を処理する運転を行えばよい。つまり、暖房側冷媒回路１０は、暖房８０％負荷を処理できる運転容量で圧縮機１１を運転すればよい。その結果、暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は８０％分となる。
【００５２】
ここで、排熱低減回路３０を設置しない場合と設置する場合とで排熱量について比較すると、設置しない場合では暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は１００％分、冷房側冷媒回路２０の凝縮器からの排熱は２０％分となる。これに対し、排熱低減回路３０を設置することで、上述したように、暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は８０％分、冷房側冷媒回路２０の凝縮器からの排熱は０％となり、排熱低減回路３０を設置しない場合に比べて排熱量を低減できる。
【００５３】
＜動作例３＞
次に、冷凍空調システム全体として排熱を０％とする動作例３について説明する。ここでは、暖房１００％負荷及び冷房１００％負荷の場合について説明する。
【００５４】
図５は、本発明の実施の形態１に係る冷凍空調システムにおける動作例３の排熱低減の説明図である。
ここでは、暖房負荷１００側と冷房負荷２００側とで要求されている負荷が同じ１００％であるため、排熱低減回路３０は、暖房１００％負荷を処理できる運転容量で圧縮機３１を運転する。
【００５５】
排熱低減回路３０が暖房１００％負荷を処理できるように運転することで、暖房側冷媒回路１０の運転が停止し、これにより暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は０％となる。
【００５６】
そして、排熱低減回路３０では、暖房１００％負荷を処理する運転を行っているため、暖房１００％運転にバランスした１００％分の熱量が排熱低減回路３０から冷房側負荷回路２５に提供される。これにより、冷房負荷２００で必要とされている冷房１００％負荷の全てが排熱低減回路３０の運転によって賄える。よって、冷房側冷媒回路２０についても運転を停止できる。これにより、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱も０％となる。
【００５７】
ここで、排熱低減回路３０を設置しない場合と設置する場合とで排熱量について比較すると、設置しない場合では暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は１００％分、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱も１００％分となる。これに対し、排熱低減回路３０を設置することで、上述したように、暖房側冷媒回路１０の蒸発器１４からの排熱は０％、冷房側冷媒回路２０の凝縮器２２からの排熱も０％となり、排熱低減回路３０を設置しない場合に比べて排熱量を低減できる。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、暖房及び冷房のそれぞれ専用の冷媒回路に加えて更に排熱低減回路３０を備え、凝縮器３２を暖房側負荷回路１５に接続すると共に、蒸発器３４を冷房側負荷回路２５に接続した構成とした。これにより、排熱低減回路３０の２つの熱交換器の一方で暖房側及び冷房側の負荷の一方を処理しつつ、排熱低減回路３０の２つの熱交換器の他方の熱量については排熱せずに暖房側及び冷房側の負荷の他方の処理に利用できる。その結果、暖房側冷媒回路１０及び冷房側冷媒回路２０における排熱を低減することができる。
【００５９】
また、暖房負荷１００及び冷房負荷２００の一方に対する負荷がＸ％、他方に対する負荷がＸ％よりも大きいＹ％であるとき、制御装置４０は、Ｘ％の負荷を処理する運転容量で排熱低減回路３０の圧縮機３１を運転する。これによりＸ％の負荷を有する負荷回路の運転を停止する。そして、Ｙ％の負荷を有する負荷回路の圧縮機を、Ｙ％−Ｘ％の負荷を処理する運転容量で運転する。これにより、冷凍空調システム全体の排熱を、排熱低減回路３０の設置前後で、Ｘ％＋Ｙ％からＹ％−Ｘ％に低減できる。
【００６０】
暖房負荷１００及び冷房負荷２００の両方に対する負荷が共にＸ％であるとき、制御装置４０は、Ｘ％の負荷を処理する運転容量で排熱低減回路３０の圧縮機３１を運転し、暖房側冷媒回路１０及び冷房側冷媒回路２０の両方の運転を停止する。これにより、冷凍空調システム全体の排熱を、Ｘ％＋Ｘ％から０％に低減できる。
【００６１】
また、本実施の形態１の冷凍空調システムは、暖房と冷房とを同時に行える既存のシステムに、排熱低減回路３０を新たに接続するだけであるので、容易に構築できる。
【００６２】
なお、上記実施の形態の各動作例における負荷の具体的数値は、説明を容易にするために一例を示したに過ぎず、請求範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６３】
１０  暖房側冷媒回路、１１  圧縮機、１２  凝縮器、１３  膨張機構、１４  蒸発器、１４ａ  ファン、１５  暖房側負荷回路、２０  冷房側冷媒回路、２１  圧縮機、２２  凝縮器、２３  膨張機構、２４  蒸発器、２４ａ  ファン、２５  冷房側負荷回路、３０  排熱低減回路、３１  圧縮機、３２  凝縮器、３３  膨張機構、３４  蒸発器、４０  制御装置、１００  暖房負荷、２００  冷房負荷、ｔ１  温度センサ、ｔ２  温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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