(57)【要約】      （修正有）【課題】効率のよい超臨界冷凍サイクルの空気調和装置を提供する。【解決手段】室外熱交換器（23）及び室内熱交換器（25）を備えた超臨界冷凍サイクルの冷媒回路（20）を有する。冷媒回路（20）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、冷媒と外気とを熱交換させて換気空気を生成して室内に供給する換気熱交換器（26）が室内側回路（2B）に設けられている。換気熱交換器（26）は室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって外気を温調するように構成されている。【選択図】図１
2006234180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外熱交換器（23）及び室内熱交換器（25）を備えて超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を有する空気調和装置であって、
上記冷媒回路（20）は、冷媒と外気とを熱交換させて換気空気を生成して室内に供給する換気熱交換器（26）を備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記換気熱交換器（26）は、室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって外気を温調するように構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、
上記換気熱交換器（26）は、室内側回路（2B）に設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、
上記換気熱交換器（26）は、室外側回路（2A）に設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、
上記換気熱交換器（26）は、上記室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを繋ぐ液側連絡配管（2L）に設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
請求項３〜５の何れか１項において、
上記室外側回路（2A）は室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）は室内ユニット（40）に設けられる一方、
上記室内ユニット（40）には、上記換気熱交換器（26）で生成される換気空気を室内に導くための換気ファン（43）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
請求項３〜５の何れか１項において、
上記室外側回路（2A）は室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）は室内ユニット（40）に設けられる一方、
上記室内ユニット（40）に設けられた室内ファン（42）は、上記換気熱交換器（26）で生成される換気空気を室内に導くための換気ファンを兼用している
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項８】
請求項３〜５の何れか１項において、
上記室外側回路（2A）は室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）は室内ユニット（40）に設けられる一方、
上記室内ユニット（40）は、ダクト式空調システムに構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項９】
請求項１において、
上記室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とは一体に構成されている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１０】
請求項１において、
上記換気熱交換器（26）で温調された換気空気と室内からの排出空気とを熱交換する空気熱交換器（65）を備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１１】
請求項１において、
室内からの排出空気は、室外熱交換器（23）で冷媒と熱交換する外気に混合される
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１２】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、
上記室外側回路（2A）には、室外熱交換器（23）を流れた冷媒と室内からの排出空気とを熱交換させる補助熱交換器（66）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１３】
請求項１において、
上記冷媒回路（20）は、暖房運転時と冷房運転時との双方において室内熱交換器（25）を流れた冷媒が換気熱交換器（26）を流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（67）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置に関し、特に、超臨界冷凍サイクルの空気調和装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置には、ＣＯ2（二酸化炭素）などを冷媒とし、臨界温度以上の蒸気圧領域を含む冷凍サイクル（以下、超臨界冷凍サイクルという。）を行うものが知られている。この種の空気調和装置は、特許文献１に開示されているように、圧縮機と室内熱交換器と膨張機構と室外熱交換器とを備えている。そして、暖房運転時は、圧縮機から吐出した冷媒を室内熱交換器で放熱させ、膨張機構で減圧した後、室外熱交換器で蒸発させて圧縮機に戻る冷媒循環を行う。また、冷房運転時は、圧縮機から吐出した冷媒を室外熱交換器で放熱させ、膨張機構で減圧した後、室内熱交換器で蒸発させて圧縮機に戻る冷媒循環を行う。
【特許文献１】特開２００３−１２１０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記ＣＯ2などを冷媒とした超臨界冷凍サイクルの従来の空気調和装置は、フロン冷媒と比較して暖房時の高温吹き出しが可能であり、低外気温時の能力低下が小さいなどの利点がある。しかしながら、上記空気調和装置は、フロン冷媒と比較してＣＯＰ（成績係数）が低いという問題があった。
【０００４】
一方、上記空気調和装置が空調する室内においては、外気を導入して換気を行っている場合がある。その際、外気をそのまま導入すると、換気を行わない場合に比して大きな空調能力を要することになる。
【０００５】
この場合に特に、上述した従来の空気調和装置では、ＣＯＰが低いことから、より効率が悪いという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、効率のよい超臨界冷凍サイクルの空気調和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】
【０００７】
第１の発明は、室外熱交換器（23）及び室内熱交換器（25）を備えて超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を有する空気調和装置を対象としている。そして、上記冷媒回路（20）は、冷媒と外気とを熱交換させて換気空気を生成して室内に供給する換気熱交換器（26）を備えている。
【０００８】
上記第１の発明では、例えば暖房運転時に冷媒が室内熱交換器（25）で放熱して室外熱交換器（23）で蒸発する一方、外気が換気熱交換器（26）で冷媒と熱交換して加温される。この加温された換気空気が室内に供給される。この結果、外気をそのまま導入する場合に比して暖房時の室温低下又は冷房時の室温上昇が抑制されると共に、ＣＯＰが向上する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記換気熱交換器（26）が室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって外気を温調するように構成されている。
【００１０】
上記第２の発明では、例えば暖房運転時に、室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって換気熱交換器（26）で室内空気を温調するので、冷媒の放熱量が増大し、暖房運転時のＣＯＰが大幅に向上する。
【００１１】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）が室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、上記換気熱交換器（26）が室内側回路（2B）に設けられている。
【００１２】
上記第３の発明では、室内側回路（2B）で換気空気を生成するので、換気空気の搬送等が容易となる。
【００１３】
第４の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）が室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、上記換気熱交換器（26）が室外側回路（2A）に設けられている。
【００１４】
上記第４の発明では、換気熱交換器（26）を室外側回路（2A）に設けているので、室内側回路（2B）の構造が簡素化される。
【００１５】
第５の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）が室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備える一方、上記換気熱交換器（26）が上記室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを繋ぐ液側連絡配管（2L）に設けられている。
【００１６】
上記第５の発明では、換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けているので、室内側回路（2B）及び室外側回路（2A）の構造が簡素化される。
【００１７】
第６の発明は、上記第３〜第５の何れか１の発明において、上記室外側回路（2A）が室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）が室内ユニット（40）に設けられる一方、上記室内ユニット（40）に、上記換気熱交換器（26）で生成される換気空気を室内に導くための換気ファン（43）が設けられている。
【００１８】
上記第６の発明では、室内ユニット（40）の換気ファン（43）によって外気を吸い込み、換気空気を室内に供給する。
【００１９】
第７の発明は、上記第３〜第５の何れか１の発明において、上記室外側回路（2A）が室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）が室内ユニット（40）に設けられる一方、上記室内ユニット（40）に設けられた室内ファン（42）が、上記換気熱交換器（26）で生成される換気空気を室内に導くための換気ファン（43）を兼用している。
【００２０】
上記第７の発明では、室内ユニット（40）の室内ファン（42）によって外気を吸い込み、換気空気を室内に供給する。
【００２１】
第８の発明は、上記第３〜第５の何れか１の発明において、上記室外側回路（2A）が室外ユニット（30）に設けられ、上記室内側回路（2B）が室内ユニット（40）に設けられる一方、上記室内ユニット（40）が、ダクト式空調システムに構成されている。
【００２２】
上記第８の発明では、室内空気や換気空気がダクト系で搬送されて室内等に供給される。
【００２３】
第９の発明は、第１の発明において、上記室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とが一体に構成されている。
【００２４】
上記第９の発明では、１つの熱交換器で調和空気と換気空気とが生成される。
【００２５】
第１０の発明は、上記第１の発明において、上記換気熱交換器（26）で温調された換気空気と室内からの排出空気とを熱交換する空気熱交換器（65）を備えている。
【００２６】
上記第１０の発明では、空気熱交換器（65）で換気空気と排出空気とが熱交換して排出空気の熱回収が行われる。
【００２７】
第１１の発明は、上記第１の発明において、室内からの排出空気が室外熱交換器（23）で冷媒と熱交換する外気に混合される。
【００２８】
上記第１１の発明では、排出空気と外気との混合空気と室外熱交換器（23）の冷媒とが熱交換し、該冷媒の放熱又は蒸発が行われる。
【００２９】
第１２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）が室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを備えている。そして、上記室外側回路（2A）には、室外熱交換器（23）を流れた冷媒と室内からの排出空気とを熱交換させる補助熱交換器（66）が設けられている。
【００３０】
上記第１２の発明では、補助熱交換器（66）における冷媒の放熱又は蒸発が排出空気との熱交換で行われる。
【００３１】
第１３の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（20）は、暖房運転時と冷房運転時との双方において室内熱交換器（25）を流れた冷媒が換気熱交換器（26）を流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（67）が設けられている。
【００３２】
上記第１３の発明では、暖房運転時及び冷房運転時の何れにおいても室内熱交換器（25）で室内空気と熱交換した冷媒が換気熱交換器（26）を流れ、該換気熱交換器（26）で外気と冷媒とが熱交換する。
【発明の効果】
【００３３】
したがって、本発明によれば、冷媒と外気とを熱交換させて換気空気を生成して室内に供給する換気熱交換器（26）を冷媒回路（20）に設けるようにしたために、外気をそのまま導入する場合に比して暖房時の室温低下又は冷房時の室温上昇を確実に抑制することができる。
【００３４】
また、冷媒の放熱能力又は蒸発能力を増大させることができるので、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００３５】
上記第２の発明によれば、暖房運転時において、室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって換気熱交換器（26）で換気空気を温調するので、暖房運転時のＣＯＰを大幅に向上させることができる。
【００３６】
上記第３の発明によれば、上記換気熱交換器（26）を室内側回路（2B）に設けるようにしたために、室内側回路（2B）で換気空気を生成することができるので、換気空気の搬送等を容易に行うことができる。
【００３７】
上記第４の発明によれば、換気熱交換器（26）を室外側回路（2A）に設けているので、室内側回路（2B）の構造の簡素化を図ることができる。
【００３８】
上記第５の発明によれば、換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けているので、室内側回路（2B）及び室外側回路（2A）の構造の簡素化を図ることができる。
【００３９】
上記第７の発明によれば、室内ファン（42）が換気ファン（43）を兼用して該換気ファン（43）を省略することができるので、部品点数の低減を図ることができる。
【００４０】
上記第９の発明によれば、室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とを一体に構成しているので、構成の簡略化を図ることができる。
【００４１】
上記第１０の発明によれば、空気熱交換器（65）で換気空気と排出空気とを熱交換させるので、排出空気の熱回収を行うことができる。
【００４２】
上記第１１の発明によれば、室内からの排出空気を外気と混合して室外熱交換器（23）に供給するので、排出空気の熱回収を行うことができる。
【００４３】
上記第１２の発明によれば、室内からの排出空気を補助熱交換器（66）に供給するので、排出空気の熱回収を行うことができる。
【００４４】
上記第１３の発明によれば、暖房運転時と冷房運転時の何れの運転時においても冷媒が室内熱交換器（25）を流れた後に換気熱交換器（26）を流れるようにしたために、冷房運転時のＣＯＰを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
〈発明の実施形態１〉
図１に示すように、本実施形態の空気調和装置（10）は、ＣＯ2を冷媒とし、超臨界冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備え、室内の空気調和と室内の換気とを行うように構成されている。
【００４７】
上記空気調和装置（10）は、室外ユニット（30）と室内ユニット（40）とを備えている。そして、上記冷媒回路（20）は、室外ユニット（30）と室内ユニット（40）とに亘って形成され、室外ユニット（30）に設けられる室外側回路（2A）と、室内ユニット（40）に設けられる室内側回路（2B）とを備えている。
【００４８】
上記冷媒回路（20）は、暖房運転と冷房運転とを切り換えて行うように冷媒循環が可逆に構成されている。そして、上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と切換機構である四路切換弁（22）と室外熱交換器（23）と膨張機構である膨張弁（24）と室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とが順に冷媒配管（27）によって接続されて構成されている。
【００４９】
上記冷媒回路（20）の室外側回路（2A）は、圧縮機（21）と四路切換弁（22）と室外熱交換器（23）と膨張弁（24）とが冷媒配管（27）によって接続されて構成され、上記室内側回路（2B）は、室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とが冷媒配管（27）によって接続されて構成されている。そして、上記室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを繋ぐ冷媒配管（27）がガス側連絡配管（2G）と液側連絡配管（2L）となっている。
【００５０】
上記室外ユニット（30）は、室外に設置され、ケーシング（31）内に室外側回路（2A）が収納されている。該ケーシング（31）内には、室外熱交換器（23）に近接して室外ファン（32）が設けられている。上記室外ユニット（30）は、外気を取り込み、室外熱交換器（23）で外気と冷媒とを熱交換させて該外気を室外に放出するように構成されている。
【００５１】
上記室内ユニット（40）は、建物（11）の内部に設置され、ケーシング（41）内に室内側回路（2B）が収納されている。該ケーシング（41）内には、室内熱交換器（25）に近接して室内ファン（42）が設けられると共に、換気熱交換器（26）に近接して換気ファン（43）が設けられている。更に、上記室内ユニット（40）は、空調ダクト（50）と換気ダクト（51）と排気ダクト（52）が接続されてダクト式空調システムを構成している。
【００５２】
上記空調ダクト（50）は、室内熱交換器（25）及び室内ファン（42）に接続され、両端が室内に延び、室内空気を吸引して調和空気を室内に吹き出している。つまり、上記室内熱交換器（25）は、暖房運転時に圧縮機（21）から吐出した高温高圧の冷媒が流れ、空調ダクト（50）を流れる室内空気と熱交換して放熱し、加温された調和空気を生成して室内に供給する。また、上記室内熱交換器（25）は、冷房運転時に室外熱交換器（23）から膨張弁（24）及び換気熱交換器（26）を経た冷媒が流れ、空調ダクト（50）を流れる室内空気と熱交換して蒸発し、冷却された調和空気を生成して室内に供給する。
【００５３】
上記換気ダクト（51）は、換気熱交換器（26）及び換気ファン（43）に接続され、一端が室外に延び、他端が室内に導入され、外気を吸引して換気空気を室内に吹き出している。つまり、上記換気熱交換器（26）は、外気処理を行っている。具体的に、上記換気熱交換器（26）は、暖房運転時に室内熱交換器（25）を流れた後の高温高圧の冷媒が流れ、換気ダクト（51）を流れる外気と熱交換して放熱し、加温された換気空気を生成して室内に供給する。また、上記換気熱交換器（26）は、冷房運転時に室外熱交換器（23）から膨張弁（24）を経た冷媒が流れ、換気ダクト（51）を流れる外気と熱交換して蒸発し、冷却された換気空気を生成して室内に供給する。
【００５４】
上記排気ダクト（52）は、一端が室内に延び、他端が室外に導出され、室内空気を室外に排出している。
【００５５】
−運転動作−
次に、上記空気調和装置（10）の空調動作について説明する。
【００５６】
先ず、上記空気調和装置（10）の空調動作時は、圧縮機（21）が駆動すると共に、室外ファン（32）、室内ファン（42）及び換気ファン（43）が駆動する。そして、上記室外ファン（32）の駆動によって外気が室外ユニット（30）のケーシング（31）を流れ、上記室内ファン（42）の駆動によって室内空気が空調ダクト（50）を流れ、上記換気ファン（43）の駆動によって外気が換気ダクト（51）を流れる。
【００５７】
そこで、暖房運転時の動作につて説明する。
【００５８】
上記四路切換弁（22）は、図１の実線側に切り換わる。この状態において、ＣＯ2の冷媒は、圧縮機（21）で臨界温度以上の蒸気圧に圧縮されて吐出する。この圧縮機（21）から吐出した高温高圧の冷媒は、室内熱交換器（25）に流れる。上記空調ダクト（50）には室内空気が流れるので、室内熱交換器（25）において、冷媒と室内空気とが熱交換して冷媒が放熱する。この冷媒と熱交換した室内空気は、加温された調和空気となり、この調和空気は空調ダクト（50）を流れ、室内に供給され、該室内を暖房する。
【００５９】
上記室内熱交換器（25）を流れた冷媒は、換気熱交換器（26）を流れる。上記換気ダクト（51）には外気が流れるので、換気熱交換器（26）において、冷媒と外気とが熱交換して冷媒が放熱する。この冷媒と熱交換した外気は、加温された換気空気となり、この換気空気は換気ダクト（51）を流れ、室内に供給され、該室内を換気する。
【００６０】
上記換気熱交換器（26）を流れた冷媒は、膨張弁（24）で減圧した後、室外熱交換器（23）を流れる。上記室外ユニット（30）のケーシング（31）には外気が流れるので、室外熱交換器（23）において、冷媒と外気とが熱交換して冷媒が蒸発する。この蒸発した冷媒は、圧縮機（21）に戻り、この循環を繰り返し、室内を暖房すると同時に換気する。また、室内空気の一部は、排気ダクト（52）を経て室内に排出される。
【００６１】
一方、冷房運転時の動作は下記の通りである。
【００６２】
上記四路切換弁（22）は、図１の破線側に切り換わる。この状態において、冷媒は、暖房運転時と同様に圧縮機（21）で圧縮され、この圧縮機（21）から吐出した高温高圧の冷媒は、室外熱交換器（23）に流れる。上記室外ユニット（30）のケーシング（31）には外気が流れるので、室外熱交換器（23）において、冷媒と外気とが熱交換して冷媒が放熱する。
【００６３】
上記室外熱交換器（23）を流れた冷媒は、膨張弁（24）で減圧した後、換気熱交換器（26）を流れる。上記換気ダクト（51）には外気が流れるので、換気熱交換器（26）において、冷媒と外気とが熱交換して一部の冷媒が蒸発する。この冷媒と熱交換した外気は、冷却された換気空気となり、この換気空気は換気ダクト（51）を流れ、室内に供給され、該室内を換気する。
【００６４】
上記換気熱交換器（26）を流れた冷媒は、室内熱交換器（25）を流れる。上記空調ダクト（50）には室内空気が流れるので、室内熱交換器（25）において、冷媒と室内空気とが熱交換して冷媒が蒸発する。この冷媒と熱交換した室内空気は、冷却された調和空気となり、この調和空気は空調ダクト（50）を流れ、室内に供給される。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）に戻り、この循環を繰り返し、室内を冷房すると同時に換気する。また、室内空気の一部は、排気ダクト（52）を経て室内に排出される。
【００６５】
次に、上記暖房運転時における冷媒状態についてｐ−ｈ線図に基づき説明する。
【００６６】
ＣＯ2を冷媒に用いた場合、図１４に示すように、冷媒は、Ａ１点で圧縮機（21）に吸引され、Ｂ１点で圧縮機（21）より吐出し、室内熱交換器（25）に流入する。続いて、上記冷媒は、Ｅ１点で室内熱交換器（25）より流出し、換気熱交換器（26）に流入し、Ｃ１点で換気熱交換器（26）より流出する。その後、上記冷媒は、膨張弁（24）で減圧され、Ｄ１点で室外熱交換器（23）に流入し、Ａ１点に戻り、室外熱交換器（23）より流出して圧縮機（21）に吸引される。
【００６７】
このＣＯ2を冷媒に用いた場合で且つ換気熱交換器（26）を設けない場合は、図１４において、冷媒は、圧縮機（21）でＡ１点からＢ１点に圧縮され、室内熱交換器（25）で放熱してＢ１点からＥ１点に変化する。その後、上記冷媒は、減圧された後、室外熱交換器（23）で蒸発してＦ１点からＡ１点に変化する。
【００６８】
一方、Ｒ４１０Ａを冷媒に用いた場合、図１５に示すように、冷媒は、Ａ２点で圧縮機（21）に吸引され、Ｂ２点で圧縮機（21）より吐出し、室内熱交換器（25）に流入する。続いて、上記冷媒は、Ｅ２点で室内熱交換器（25）より流出し、換気熱交換器（26）に流入し、Ｃ２点で換気熱交換器（26）より流出する。その後、上記冷媒は、膨張弁（24）で減圧され、Ｄ２点で室外熱交換器（23）に流入し、Ａ２点にもどり、室外熱交換器（23）より流出して圧縮機（21）に吸引される。
【００６９】
このＲ４１０Ａを冷媒に用いた場合で且つ換気熱交換器（26）を設けない場合は、図１５において、冷媒は、圧縮機（21）でＡ２点からＢ２点に圧縮され、室内熱交換器（25）で放熱してＢ２点からＥ２点に変化する。その後、上記冷媒は、減圧された後、室外熱交換器（23）で蒸発してＦ２点からＡ２点に変化する。
【００７０】
そこで、ＣＯ2とＲ４１０Ａとにおいて、換気熱交換器（26）を設けて換気空気を生成する外気処理を行う場合と、換気熱交換器（26）を設けずに外気処理を行わない場合とでＣＯＰを比較すると次の通りとなる。
【００７１】
外気温度が−１０℃で、外気処理後の換気空気の温度が１８℃の場合、ＣＯ2の冷媒の温度は、Ｂ１点で１２０℃、Ｅ１点で２５℃、Ｃ１点で１０℃となり、Ｒ４１０Ａの冷媒の温度は、Ｂ２点で１０６℃、Ｅ２点で２５℃、Ｃ１点で１０℃となる。ＣＯ2冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが３．２５で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが２．８３となり、ＣＯＰが１４．８％向上する。Ｒ４１０Ａ冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが３．４３で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが３．１５となり、ＣＯＰが９．５％向上する。
【００７２】
また、外気温度が−２℃で、外気処理後の換気空気の温度が２０℃の場合、ＣＯ2の冷媒の温度は、Ｂ１点で９９℃、Ｅ１点で２５℃、Ｃ１点で１４℃となり、Ｒ４１０Ａの冷媒の温度は、Ｂ２点で９１℃、Ｅ２点で２５℃、Ｃ１点で１４℃となる。ＣＯ2冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが３．９２で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが３．４９となり、ＣＯＰが１２．３％向上する。Ｒ４１０Ａ冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが４．１４で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが３．８６となり、ＣＯＰが７．３％向上する。
【００７３】
また、外気温度が７℃で、外気処理後の換気空気の温度が２１℃の場合、ＣＯ2の冷媒の温度は、Ｂ１点で８９℃、Ｅ１点で２５℃、Ｃ１点で１８℃となり、Ｒ４１０Ａの冷媒の温度は、Ｂ２点で８２℃、Ｅ２点で２５℃、Ｃ１点で１８℃となる。ＣＯ2冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが４．４８で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが４．１３となり、ＣＯＰが８．５％向上する。Ｒ４１０Ａ冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが４．９４で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが４．７１となり、ＣＯＰが４．９％向上する。
【００７４】
以上のことから、ＣＯ2の冷媒を用い、外気処理を行う場合、大幅にＣＯＰが向上する。
【００７５】
−実施形態１の効果−
以上のように、本実施形態によれば、冷媒と外気とを熱交換させて換気空気を生成して室内に供給する換気熱交換器（26）を冷媒回路（20）に設けるようにしたために、外気をそのまま導入する場合に比して暖房時の室温低下又は冷房時の室温上昇を確実に抑制することができる。
【００７６】
また、冷媒の放熱能力又は蒸発能力を増大させることができるので、ＣＯＰの向上を図ることができる。
【００７７】
特に、暖房運転時において、室内熱交換器（25）を流れた冷媒によって換気熱交換器（26）において換気空気を温調するので、暖房運転時のＣＯＰを大幅に向上させることができる。
【００７８】
また、上記換気熱交換器（26）を室内側回路（2B）に設けるようにしたために、室内側回路（2B）で換気空気を生成することができるので、換気空気の搬送等を容易に行うことができる。
【００７９】
〈発明の実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２を図面に基づいて詳細に説明する。
【００８０】
本実施形態は、図２に示すように、実施形態１が換気熱交換器（26）を室内ユニット（40）に設けたのに代わり、換気熱交換器（26）を室外ユニット（30）に設けたものである。
【００８１】
つまり、上記換気熱交換器（26）は、室外ユニット（30）のケーシング（31）内に配置され、該換気熱交換器（26）に近接して換気ファン（43）が設けられている。一方、換気ダクト（51）は、室外ユニット（30）から建物（11）に導入され、室内ユニット（40）を経て室内に延長されている。
【００８２】
したがって、本実施形態によれば、換気熱交換器（26）を室外ユニット（30）に設けているので、室内側回路（2B）の構造の簡素化を図ることができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【００８３】
〈発明の実施形態３〉
次に、本発明の実施形態３を図面に基づいて詳細に説明する。
【００８４】
本実施形態は、図３に示すように、実施形態１が換気熱交換器（26）を室内ユニット（40）に設けたのに代わり、換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けたものである。
【００８５】
つまり、上記換気熱交換器（26）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを繋ぐ冷媒配管（27）である液側連絡配管（2L）に設けられている。該換気熱交換器（26）は、図示しないが、二重管に構成され、内側である内管内を冷媒が流れ、外側である外管と内管との間を外気が流れるように構成されている。一方、換気ダクト（51）は、室外ユニット（30）から換気熱交換器（26）に接続された後、室内ユニット（40）を経て室内に延長されている。そして、上記室内ユニット（40）における換気ダクト（51）内には換気ファン（43）が設けられている。
【００８６】
したがって、本実施形態によれば、換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けているので、室内側回路（2B）及び室外側回路（2A）の構造の簡素化を図ることができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【００８７】
〈発明の実施形態４〉
次に、本発明の実施形態４を図面に基づいて詳細に説明する。
【００８８】
本実施形態は、図４〜図７に示すように、実施形態１が換気熱交換器（26）を室内ユニット（40）に設けたのに代わり、換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けると共に、補助熱交換器（63）を設けたものである。
【００８９】
つまり、上記換気熱交換器（26）は、室外側回路（2A）と室内側回路（2B）とを繋ぐ冷媒配管（27）である液側連絡配管（2L）に設けられている。該換気熱交換器（26）は、内管（60）と外管（61）とを備えた二重管に構成され、該内管（60）と外管（61）と間に設けられた放熱フィン（62）を備えている。そして、上記換気熱交換器（26）は、内管（60）内を冷媒が流れ、外管（61）と内管（60）との間を外気が流れるように構成されている。
【００９０】
一方、換気ダクト（51）は、室外ユニット（30）から換気熱交換器（26）に接続された後、室内ユニット（40）を経て室内に延長されている。尚、上記換気ダクト（51）には、室外ユニット（30）側の端部に換気口（64）が形成されている。
【００９１】
また、上記補助熱交換器（63）は、室内ユニット（40）に設けられ、室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）との間に接続されている。したがって、上記補助熱交換器（63）は、室内熱交換器（25）を流れた後の冷媒が流れ、換気熱交換器（26）を流れた換気空気と冷媒とを熱交換させる。上記補助熱交換器（63）を流れた冷媒は、換気熱交換器（26）を流れ、外気と熱交換する。
【００９２】
したがって、本実施形態によれば、上記換気熱交換器（26）を液側連絡配管（2L）に設けているので、室内側回路（2B）及び室外側回路（2A）の構造の簡素化を図ることができる。また、補助熱交換器（63）を設けているので、暖房運転時に冷媒をより冷却することができ、よりＣＯＰの向上を図ることができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【００９３】
〈発明の実施形態５〉
次に、本発明の実施形態５を図面に基づいて詳細に説明する。
【００９４】
本実施形態は、図８に示すように、実施形態１が室内ファン（42）と換気ファン（43）とを設けたのに代わり、換気ファン（43）を省略して室内ファン（42）が換気ファンを兼用するようにしたものである。
【００９５】
つまり、室内ユニット（40）には、室内ファン（42）のみが設けられ、換気ダクト（51）は、建物（11）の外部から該建物（11）に導入され、室内ユニット（40）の換気熱交換器（26）及び室内ファン（42）を経て室内に延長されている。
【００９６】
したがって、本実施形態によれば、室内ファン（42）が換気ファンを兼用して該換気ファンを省略することができるので、部品点数の低減を図ることができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【００９７】
〈発明の実施形態６〉
次に、本発明の実施形態６を図面に基づいて詳細に説明する。
【００９８】
本実施形態は、図９に示すように、実施形態１が室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とを別体で構成したのに代わり、室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とを一体に構成したものである。
【００９９】
つまり、上記室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とは、フィン等が一体に形成されている。そして、室内ファン（42）は、換気ファンを兼用し、換気ダクト（51）は、建物（11）の外部から該建物（11）に導入され、室内ユニット（40）の室内ファン（42）及び換気熱交換器（26）を経て室内に延長されている。
【０１００】
したがって、本実施形態によれば、室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とを一体に構成しているので、構成の簡略化を図ることができる。また、上記室内ファン（42）が換気ファンを兼用して該換気ファンを省略することができるので、部品点数の低減を図ることができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【０１０１】
〈発明の実施形態７〉
次に、本発明の実施形態７を図面に基づいて詳細に説明する。
【０１０２】
本実施形態は、図１０に示すように、実施形態１が換気熱交換器（26）を室内ユニット（40）に設けたのに代わり、換気熱交換器（26）を室外ユニット（30）に設けると共に、空気熱交換器（65）を設けたものである。
【０１０３】
つまり、上記換気熱交換器（26）は、室外ユニット（30）のケーシング（31）内に配置され、該換気熱交換器（26）に近接して換気ファン（43）が設けられている。一方、上記室内ユニット（40）には、空気熱交換器（65）が設けられている。そして、換気ダクト（51）は、室外ユニット（30）から建物（11）に導入され、室内ユニット（40）の空気熱交換器（65）を経て室内に延長されている。また、排気ダクト（52）は、室内から室内ユニット（40）の空気熱交換器（65）を経て室外に導出されている。
【０１０４】
上記換気熱交換器（26）で調和された換気空気は、空気熱交換器（65）で室内からの排出空気と熱交換して室内に供給される。この結果、暖房運転時は排出空気によって換気空気が加温され、冷房運転時は排出空気によって換気空気が冷却されることになる。
【０１０５】
したがって、本実施形態によれば、換気熱交換器（26）を室外ユニット（30）に設けているので、室内ユニット（40）の構造の簡素化を図ることができる。また、空気熱交換器（65）で換気空気と排出空気とを熱交換させるので、排出空気の熱回収を行うことができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【０１０６】
〈発明の実施形態８〉
次に、本発明の実施形態８を図面に基づいて詳細に説明する。
【０１０７】
本実施形態は、図１１に示すように、実施形態１が排気ダクト（52）が室内空気を直接室外に排出していたのに代わり、排気ダクト（52）が排出する室内からの排出空気を室外熱交換器（23）に導くようにしたものである。
【０１０８】
つまり、上記排気ダクト（52）は、室内ユニット（40）から室外ユニット（30）に延長されて室外ユニット（30）のケーシング（31）内に導入されている。そして、室内からの排出空気は、室外熱交換器（23）で熱交換する外気に混合される。この結果、暖房運転時は、外気より高温の室内空気が外気と混合して室外熱交換器（23）に供給され、冷房運転時は、外気より低温の室内空気が外気と混合して室外熱交換器（23）に供給される。
【０１０９】
したがって、本実施形態によれば、室内からの排出空気を外気と混合して室外熱交換器（23）に供給するので、排出空気の熱回収を行うことができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【０１１０】
〈発明の実施形態９〉
次に、本発明の実施形態９を図面に基づいて詳細に説明する。
【０１１１】
本実施形態は、図１２に示すように、実施形態１が排気ダクト（52）が室内空気を直接室外に排出していたのに代わり、排気ダクト（52）が排出する室内からの排出空気を室外ユニット（30）の補助熱交換器（66）に導くようにしたものである。
【０１１２】
つまり、上記補助熱交換器（66）は、室外熱交換器（23）と四路切換弁（22）との間に配置され、室外熱交換器（23）を流れた後の冷媒が流れるように構成されている。一方、上記排気ダクト（52）は、室内ユニット（40）から室外ユニット（30）に延長されて室外ユニット（30）のケーシング（31）内に導入され、補助熱交換器（66）に接続されている。そして、室内からの排出空気は、補助熱交換器（66）において、室外熱交換器（23）を流れた冷媒と熱交換し、室外に放出される。この結果、暖房運転時は、外気より高温の室内空気が補助熱交換器（66）に供給され、冷房運転時は、外気より低温の室内空気が補助熱交換器（66）に供給される。
【０１１３】
したがって、本実施形態によれば、室内からの排出空気を補助熱交換器（66）に供給するので、排出空気の熱回収を行うことができる。その他の構成、作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【０１１４】
〈発明の実施形態１０〉
次に、本発明の実施形態１０を図面に基づいて詳細に説明する。
【０１１５】
本実施形態は、図１３に示すように、実施形態１が暖房運転時と冷房運転時の双方において冷媒が室内熱交換器（25）から換気熱交換器（26）に流れていたのに代わり、暖房運転時と冷房運転時とで室内熱交換器（25）と換気熱交換器（26）とに対する冷媒流れを切り換えるようにしたものである。
【０１１６】
つまり、冷媒回路（20）には、切換機構である補助四路切換弁（67）が設けられている。該補助四路切換弁（67）及び四路切換弁（22）は、暖房運転時に図１３の実線側に切り換わり、冷房運転時に図１３の破線側に切り換わる。
【０１１７】
そして、暖房運転時において、冷媒は、圧縮機（21）から吐出され、四路切換弁（22）及び補助四路切換弁（67）を通り、室内熱交換器（25）に流れた後、換気熱交換器（26）を流れる。該換気熱交換器（26）を流れた冷媒は、補助四路切換弁（67）を通り、膨張弁（24）を経て室外熱交換器（23）を流れ、四路切換弁（22）を経て圧縮機（21）に戻る。この冷媒循環を繰り返えす。
【０１１８】
一方、冷房運転時において、冷媒は、圧縮機（21）から吐出され、四路切換弁（22）を通り、室外熱交換器（23）を流れる。該室外熱交換器（23）を流れた冷媒は、膨張弁（24）経て補助四路切換弁（67）を通り、
室内熱交換器（25）に流れた後、換気熱交換器（26）を流れる。該換気熱交換器（26）を流れた冷媒は、補助四路切換弁（67）と四路切換弁（22）とを経て圧縮機（21）に戻る。この冷媒循環を繰り返えす。
【０１１９】
つまり、暖房運転時と冷房運転時の何れの運転時においても、冷媒は、室内熱交換器（25）を流れた後に換気熱交換器（26）を流れることになる。
【０１２０】
次に、上記冷房運転時における冷媒状態についてｐ−ｈ線図に基づき説明する。
【０１２１】
ＣＯ2を冷媒に用いた場合、図１６に示すように、冷媒は、Ａ１点で圧縮機（21）に吸引され、Ｂ１点で圧縮機（21）より吐出し、室外熱交換器（23）に流入する。続いて、上記冷媒は、Ｅ１点で室外熱交換器（23）より流出し、膨張弁（24）で減圧され、Ｆ１点で室内熱交換器（25）に流入する。更に、Ｇ１点で室内熱交換器（25）を流出すると共に、換気熱交換器（26）に流入し、Ａ１点にもどり、換気熱交換器（26）より流出して圧縮機（21）に吸引される。
【０１２２】
そこで、換気熱交換器（26）を設けて換気空気を生成する外気処理を行う場合と、換気熱交換器（26）を設けずに外気処理を行わない場合とでＣＯＰを比較すると次の通りとなる。
【０１２３】
外気温度が３５℃で、外気処理後の換気空気の温度が２５℃の場合、ＣＯ2の冷媒の温度は、Ａ１点で２３℃、Ｂ１点で８４℃、Ｅ１点で４０℃、Ｆ１点で１５℃と、Ｇ１点で２０℃となる。ＣＯ2冷媒では、外気処理を行う場合のＣＯＰが２．９９で、外気処理を行わない場合のＣＯＰが２．９６となり、ＣＯＰが向上する。
【０１２４】
したがって、本実施形態によれば、暖房運転時と冷房運転時の何れの運転時においても冷媒が室内熱交換器（25）を流れた後に換気熱交換器（26）を流れるようにしたために、冷房運転時のＣＯＰを向上させることができる。その他の作用並びに効果は、実施形態１と同じである。
【０１２５】
〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。
【０１２６】
上記各実施形態は、暖房運転と冷房運転と切り換えて行うようにしたが、第１の発明等は、暖房運転の暖房専用機であってもよい。
【０１２７】
また、第１の発明等は、ダクト式空調システムに限定されるものではなく、複数の室内側回路（2B）が互いに並列に接続されたはマルチ型のものであってもよい。
【０１２８】
また、本発明の冷媒はＣＯ2に限られるものではなく、要するに臨界温度以上の蒸気圧領域を含む冷凍サイクルを行う冷媒であればよい。
【０１２９】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
以上説明したように、本発明は、超臨界冷凍サイクルの空気調和装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態１を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態３を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態４を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図５】上記実施形態４の換気熱交換器を示す拡大図である。
【図６】上記実施形態４の換気熱交換器を示す拡大横断面図である。
【図７】上記実施形態４の室内ユニットを示す拡大構成図である。
【図８】本発明の実施形態５を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図９】本発明の実施形態６を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の実施形態７を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の実施形態８を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の実施形態９を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の実施形態１０を示す空気調和装置の概略構成図である。
【図１４】暖房運転時のＣＯ2冷媒の状態を示す状態図である。
【図１５】暖房運転時のＲ４１０Ａ冷媒の状態を示す状態図である。
【図１６】実施形態１０の冷房運転時におけるＣＯ2冷媒の状態を示す状態図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０            空気調和装置
２０            冷媒回路
２Ａ            室外側回路
２Ｂ            室内側回路
２１            圧縮機
２３            室外熱交換器
２５            室内熱交換器
２６            換気熱交換器
２７            冷媒配管
２Ｇ            ガス側連絡配管
２Ｌ            液側連絡配管
３０            室外ユニット
３２            室外ファン
４０            室内ユニット
４２            室内ファン
４３            換気ファン
５０            空調ダクト
５１            換気ダクト
５２            排気ダクト
６３            補助熱交換器
６５            空気熱交換器
６６            補助熱交換器
６７            補助四路切換弁（切換機構）
【図１】
2006234180.tif 000003
【図２】
2006234180.tif 000004
【図３】
2006234180.tif 000005
【図４】
2006234180.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006234180.tif 000008
【図７】
2006234180.tif 000009
【図８】
2006234180.tif 000010
【図９】
2006234180.tif 000011
【図１０】
2006234180.tif 000012
【図１１】
2006234180.tif 000013
【図１２】
2006234180.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006234180.tif 000017
【図１６】
2006234180.tif 000018