(57)【要約】【課題】圧縮機の稼働頻度を低減させ、きめ細かい温度制御により所定の温度の水を安定供給可能な冷温水器と、これを用いた空気調和装置及び空気調和システムとを提供する。【解決手段】空気調和システム１は、熱媒体を使用して温度制御を行い、冷水または温水を生成する冷温水器２と、室内に所定温度の空気を送風するファンコイルユニット３を備えている。冷温水器２は、水の温度制御を行うために熱媒体を圧縮して高温化する圧縮機１１と、熱媒体の流路を切り替える四方弁１２と、熱媒体を減圧する膨張弁１３と、水の温度制御の必要に応じて水と熱媒体との間で熱交換を行う水熱媒体熱交換器１４，１５と、水の温度制御の必要に応じて送配管の水と還配管の水との間で熱交換を行う水水熱交換器１６と、水の流路を切り替える三方弁１７，２０とを備えている。これにより、圧縮機１１の稼働頻度を低減し、２次側のみで必要な水温に制御することが可能になる。【選択図】図１
2018087674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送配管入口より通された水に対して熱媒体を使用して温度制御を行って送配管出口へ流し、所定の温度の水を安定供給可能であり、使用後の前記水を還配管入口から還配管出口へ還す冷温水器であって、
前記温度制御を行うために前記熱媒体を圧縮して高温化する圧縮機と、
高温化された前記熱媒体を、前記水の温度を上昇させる運転を行うか、または低下させる運転を行うか、により前記熱媒体の流路を切り替える四方弁と、
前記熱媒体を減圧する膨張弁と、
前記送配管入口側に配設され、前記送配管入口より通された水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う第１の水熱媒体熱交換器と、
前記水の流路における前記第１の水熱媒体熱交換器の下流側に配設され、前記送配管入口から通された前記水と、使用後の前記水との間で熱交換を行う水水熱交換器と、
前記水の流路における前記水水熱交換器の下流側に配設され、前記水水熱交換器にて熱交換が行われた後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う第２の水熱媒体熱交換器と、を備え、
前記温度制御の必要に応じ、前記圧縮機が稼働され、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換が行われる、
ことを特徴とする冷温水器。
【請求項２】
前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、及び前記第２の水熱媒体熱交換器を制御する制御装置を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷温水器。
【請求項３】
前記送配管入口から通された前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通すか、または前記水水熱交換器へ通すかを切り替える第１の三方弁と、
前記送配管入口から通された前記水を前記送配管出口へ通すか、または前記還配管出口へ通すかを切り替える第２の三方弁と、を備え、
前記第１の三方弁は、
前記水の供給を行わない場合、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通し、
前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記水水熱交換器へ通し、
前記第２の三方弁は、
前記水の供給を行わない場合、前記水を前記還配管出口へ通し、
前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記送配管出口へ通す、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷温水器。
【請求項４】
前記第１の三方弁は、前記水の供給を行わない場合、閉止されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の冷温水器。
【請求項５】
前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、
前記送配管入口より通された水の温度をさらに低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、
前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、
ことを特徴とする請求項３または４のいずれか１項に記載の冷温水器。
【請求項６】
前記送配管入口から通された前記水を閉止するか、または前記送配管入口から通された前記水の一部の流量を前記還配管出口へ通し、前記還配管出口へ通さない前記水の流量を前記水水熱交換器へ通すかを切り替え、前記流量を自在に制御可能な第１の三方弁と、
前記送配管入口から通された前記水を前記第１の三方弁へ通すか、または前記第１の水熱媒体熱交換器へ通すかを切り替える第２の三方弁と、を備え、
前記第１の三方弁は、
前記水の供給を行わない場合、前記水を前記還配管出口へ通し、
前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記水を閉止し、
前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記水水熱交換器へ通し、または前記水の一部の流量を前記還配管出口へ通し、前記還配管出口へ通さない前記水の流量を前記水水熱交換器へ通し、
前記第２の三方弁は、
前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通し、
前記水の供給を行わない場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の三方弁へ通す、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷温水器。
【請求項７】
前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、
前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、
ことを特徴とする請求項６に記載の冷温水器。
【請求項８】
前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、前記第１の三方弁、及び前記第２の三方弁を制御する制御装置を備えた、
ことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の冷温水器。
【請求項９】
前記水の流路における前記第１の水熱媒体熱交換器の下流側に配設され、使用後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う補助水熱媒体熱交換器を備え、
前記水水熱交換器は、前記補助水熱媒体熱交換器にて熱交換された後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う、
ことを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の冷温水器。
【請求項１０】
前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記補助水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、
前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記補助水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、
ことを特徴とする請求項９に記載の冷温水器。
【請求項１１】
前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、前記第１の三方弁、前記第２の三方弁、及び前記補助水熱媒体熱交換器を制御する制御装置を備えた、
ことを特徴とする請求項９または１０のいずれか１項に記載の冷温水器。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の冷温水器と、
前記水と、設置された室内の空気との間で熱交換を行うファンコイルと、
熱交換された前記空気を前記室内へ送る送風機と、
を備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の冷温水器と、
前記水と、設置された室内の空気との間で熱交換を行うファンコイルと、熱交換された前記空気を前記室内へ送る送風機と、を備えたファンコイルユニットと、
を備えたことを特徴とする空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の温度の水を安定供給可能な冷温水器と、これを用いた空気調和装置及び空気調和システムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
高層ビルのような建造物のうち、ホテルや病院のように、個別に部屋が仕切られているような施設の空気調和設備では、チラー等から生成される冷水により熱交換が行われて冷房運転が行われ、ボイラ装置から通水される温水により熱交換が行われて暖房運転が行われている。これらの熱交換は、各部屋に配設されているファンコイルユニットにより行われている。
【０００３】
このようなファンコイルユニットは、送水管及び還水管の２本の配管が配設されている（二管式ファンコイルユニット）が、この送水管に通水する熱源水を冷水にするか温水にするかは建造物全体で決めなければならず、一般には、所定の時期は冷水（冷房運転のみ）、その他の時期は温水（暖房運転のみ）というように運用されている。そのため、従来の空調設備では、その建造物全体で冷房運転または暖房運転のいずれか一方しか選択できない構成であり、各部屋で冷房運転または暖房運転の選択が出来ない構成になっていた。このような状況により、例えばホテルのように不特定多数の者が各部屋に宿泊する建造物の場合や、病院のように様々な症状の患者が入院している建造物の場合、各部屋で希望する室温は様々であり、不満が大きかった。
【０００４】
このような課題を解決するため、各ファンコイルユニットに、チラー等から生成される冷水の送水管及び還水管と、ボイラ装置から通水される温水の送水管及び還水管との４本の配管が配設されている四管式ファンコイルユニットが提供されている。しかしながら、既存の建造物にこのファンコイルユニットを配設する場合、各部屋への配管設備そのものを増設する必要があり、非常に大規模な改修工事が必要であるため、設備コストが大きいものであった。また、チラー及びボイラ装置を常時稼働させる必要があるため、維持コストも大きいものであった。
【０００５】
そのため、ファンコイルと直列に水熱源ヒートポンプの空気熱交換器を設置する空気調和ユニットが知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。この空気調和ユニットは、二管式ファンコイルユニットであっても、回路の切換により個別空調を実現するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−１１８５９５号公報
【特許文献２】特開平０５−１２６３５０号公報
【特許文献３】特開２００５−１３４０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の空気調和ユニットは、ファンコイルユニットの能力を補うように稼働するので、ファンコイル及びヒートポンプの両方が同時に稼働することになり、ヒートポンプの稼働頻度が多くなるものであった。
【０００８】
そこで本発明は、二管式ファンコイルユニットに接続可能であり、ヒートポンプの稼働頻度を低減させることにより、低コストにて冷房運転または暖房運転に切り換え可能であり、きめ細かい温度制御が可能な個別空調を実現するために、このような空気調和システムに使用されて所定の温度の水を安定供給可能な冷温水器と、これを用いた空気調和装置及び空気調和システムと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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、送配管入口より通された水に対して熱媒体を使用して温度制御を行って送配管出口へ流し、所定の温度の水を安定供給可能であり、使用後の前記水を還配管入口から還配管出口へ還す冷温水器であって、前記温度制御を行うために前記熱媒体を圧縮して高温化する圧縮機と、高温化された前記熱媒体を、前記水の温度を上昇させる運転を行うか、または低下させる運転を行うか、により前記熱媒体の流路を切り替える四方弁と、前記熱媒体を減圧する膨張弁と、前記送配管入口側に配設され、前記送配管入口より通された水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う第１の水熱媒体熱交換器と、前記水の流路における前記第１の水熱媒体熱交換器の下流側に配設され、前記送配管入口から通された前記水と、使用後の前記水との間で熱交換を行う水水熱交換器と、前記水の流路における前記水水熱交換器の下流側に配設され、前記水水熱交換器にて熱交換が行われた後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う第２の水熱媒体熱交換器と、を備え、前記温度制御の必要に応じ、前記圧縮機が稼働され、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換が行われる、ことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、温度制御の必要に応じて圧縮機が稼働され、送配管入口より通された水が第１の水熱媒体熱交換器及び水水熱交換器により熱交換が行われ、熱交換が行われた後の水が第２の水熱媒体熱交換器により熱交換が行われる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷温水器において、前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、及び前記第２の水熱媒体熱交換器を制御する制御装置を備えた、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の冷温水器において、前記送配管入口から通された前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通すか、または前記水水熱交換器へ通すかを切り替える第１の三方弁と、前記送配管入口から通された前記水を前記送配管出口へ通すか、または前記還配管出口へ通すかを切り替える第２の三方弁と、を備え、前記第１の三方弁は、前記水の供給を行わない場合、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通し、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記水水熱交換器へ通し、前記第２の三方弁は、前記水の供給を行わない場合、前記水を前記還配管出口へ通し、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記送配管出口へ通す、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の冷温水器において、前記第１の三方弁は、前記水の供給を行わない場合、閉止されている、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４のいずれか１項に記載の冷温水器において、前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記送配管入口より通された水の温度をさらに低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の冷温水器において、前記送配管入口から通された前記水を閉止するか、または前記送配管入口から通された前記水の一部の流量を前記還配管出口へ通し、前記還配管出口へ通さない前記水の流量を前記水水熱交換器へ通すかを切り替え、前記流量を自在に制御可能な第１の三方弁と、前記送配管入口から通された前記水を前記第１の三方弁へ通すか、または前記第１の水熱媒体熱交換器へ通すかを切り替える第２の三方弁と、を備え、前記第１の三方弁は、前記水の供給を行わない場合、前記水を前記還配管出口へ通し、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記水を閉止し、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記水水熱交換器へ通し、または前記水の一部の流量を前記還配管出口へ通し、前記還配管出口へ通さない前記水の流量を前記水水熱交換器へ通し、前記第２の三方弁は、前記第１の水熱媒体熱交換器及び前記第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の水熱媒体熱交換器へ通し、前記水の供給を行わない場合、または前記第１の水熱媒体熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、及び前記水水熱交換器による熱交換を行って前記水の供給を行う場合、前記水を前記第１の三方弁へ通す、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の冷温水器において、前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項３ないし７のいずれか１項に記載の冷温水器において、前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、前記第１の三方弁、及び前記第２の三方弁を制御する制御装置を備えた、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項３ないし７のいずれか１項に記載の冷温水器において、前記水の流路における前記第１の水熱媒体熱交換器の下流側に配設され、使用後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う補助水熱媒体熱交換器を備え、前記水水熱交換器は、前記補助水熱媒体熱交換器にて熱交換された後の前記水と、前記膨張弁により流される前記熱媒体との間で熱交換を行う、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の冷温水器において、前記送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により低下させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記補助水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合、前記水水熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が使用後の前記水との熱交換により上昇させられるとともに、前記第１の水熱媒体熱交換器により前記送配管入口より通された水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記補助水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により上昇させられ、前記水水熱交換器により使用後の前記水の温度が前記送配管入口より通された水との熱交換により低下させられるとともに、前記第２の水熱媒体熱交換器により使用後の前記水の温度が前記熱媒体との熱交換により低下させられる、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０のいずれか１項に記載の冷温水器において、前記圧縮機、前記四方弁、前記膨張弁、前記第１の水熱媒体熱交換器、前記水水熱交換器、前記第２の水熱媒体熱交換器、前記第１の三方弁、前記第２の三方弁、及び前記補助水熱媒体熱交換器を制御する制御装置を備えた、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の冷温水器と、前記水と、設置された室内の空気との間で熱交換を行うファンコイルと、熱交換された前記空気を前記室内へ送る送風機と、を備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の冷温水器と、前記水と、設置された室内の空気との間で熱交換を行うファンコイルと、熱交換された前記空気を前記室内へ送る送風機と、を備えたファンコイルユニットと、を備えたことを特徴とする空気調和システムである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、温度制御の必要に応じて圧縮機が稼働されて第１の水熱媒体熱交換器、水水熱交換器、及び第２の水熱媒体熱交換器により熱交換が行われるので、圧縮機、四方弁、及び膨張弁により構成されるヒートポンプの稼働頻度を低減させ、所定の温度の水を安定供給することが可能になる。これにより、低コストにて冷房運転または暖房運転に切り換え可能な個別空調を実現することができる。また、第１の水熱媒体熱交換器、水水熱交換器、及び第２の水熱媒体熱交換器を備えたことにより、送配管入口より通された水の温度と要求される水温に応じてきめ細かい水の温度制御が可能になる。
【００２４】
請求項３、４、及び６に記載の発明によれば、第１の三方弁と第２の三方弁とを備え、水の供給を行わない場合、第１の水熱媒体熱交換器及び第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行わずに水の供給を行う場合、第１の水熱媒体熱交換器及び第２の水熱媒体熱交換器による熱交換を行って水の供給を行う場合、または第１の水熱媒体熱交換器、第２の水熱媒体熱交換器、及び水水熱交換器による熱交換を行って水の供給を行う場合、のそれぞれに対応して水の流路が変更されるので、送配管入口より通された水の温度と要求される水温に応じてきめ細かい水の温度制御が可能になり、水の温度制御を容易に行うことができる。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明によれば、第１の三方弁は、水水熱交換器へ通す水の流量を制御可能に構成したので、より柔軟な水の温度制御が可能になり、第１の三方弁による流量変化により、微量の流量変化によってファンコイルの能力をきめ細かく制御することが可能になるとともに、部分負荷に対応し、圧縮機の負荷を軽減させて、長期間の運用による期間消費エネルギーを低減することが可能になる。
【００２６】
請求項５及び７に記載の発明によれば、送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、または送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合のそれぞれに対応して、第１の水熱媒体熱交換器、第２の水熱媒体熱交換器、及び水水熱交換器による熱交換にて水の温度が低下または上昇されるので、水の温度制御を容易に行うことができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、補助水熱媒体熱交換器を備えたことにより、圧縮機の負荷を軽減させることが可能になる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によれば、送配管入口より通された水の温度を低下させる場合、または送配管入口より通された水の温度を上昇させる場合のそれぞれに対応して、第１の水熱媒体熱交換器、第２の水熱媒体熱交換器、水水熱交換器、及び補助水熱媒体熱交換器による熱交換にて水の温度が低下または上昇されるので、水の温度制御を容易に行うことができる。
【００２９】
請求項２、８、及び１１に記載の発明によれば、制御装置を備えたことにより、送配管入口より通された水の温度と要求される水温に応じて、正確できめ細かい水の温度制御が可能になる。
【００３０】
請求項１２及び１３に記載の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の冷温水器と、ファンコイルと、送風機と、を備えたことにより、低コストにて冷房運転または暖房運転に切り換え可能な個別空調を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気調和システム１の概略を示す機器配置系統図であり、冷房設定でファンコイル運転を行っている状態を示す図である。
【図２】図１の空気調和システム１において、冷房設定でサーモオフ運転を行っている状態を示す図である。
【図３】図１の空気調和システム１において、冷房設定でフリークーリング運転を行っている状態を示す図である。
【図４】図１の空気調和システム１において、冷房設定でヒートポンプ運転を行っている状態を示す図である。
【図５】図１の空気調和システム１において、冷房設定でヒートポンプ運転（地中熱）を行っている状態を示す図である。
【図６】図１の空気調和システム１において、冷房設定で冷却水ヒートポンプ運転を行っている状態を示す図である。
【図７】図１の空気調和システム１において、冷房設定で温水ヒートポンプ運転を行っている状態を示す図である。
【図８】図１の空気調和システム１において、暖房設定でファンコイル運転を行っている状態を示す図である。
【図９】図１の空気調和システム１において、暖房設定でヒートポンプ運転を行っている状態を示す図である。
【図１０】図１の空気調和システム１において、暖房設定で冷水ヒートポンプ運転を行っている状態を示す図である。
【図１１】図１の空気調和システム１における各構成要素の制御状態を示す一覧表である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る空気調和装置１Ａの概略を示す機器配置系統図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る空気調和システム１Ｂの概略を示す機器配置系統図である。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る空気調和装置１Ｃの概略を示す機器配置系統図である。
【図１５】図１３の空気調和システム１Ｂ及び図１４の空気調和装置１Ｃにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る空気調和システム１Ｄの概略を示す機器配置系統図である。
【図１７】この発明の実施の形態６に係る空気調和装置１Ｅの概略を示す機器配置系統図である。
【図１８】図１６の空気調和システム１Ｄ及び図１７の空気調和装置１Ｅにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。
【図１９】この発明の実施の形態７に係る空気調和システム１Ｆの概略を示す機器配置系統図である。
【図２０】この発明の実施の形態８に係る空気調和装置１Ｇの概略を示す機器配置系統図である。
【図２１】図１９の空気調和システム１Ｆ及び図２０の空気調和装置１Ｇにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１ないし図１１は、この発明の実施の形態１に係る空気調和システム１を示し、図１は、空気調和システム１の概略を示す機器配置系統図である。この空気調和システム１は、ホテルや病院のような建造物の客室に配設されている空調設備であり、冷温水器２と、ファンコイルユニット３とから構成されている。また、冷温水器２には、送配管入口４、送配管出口５、還配管入口６、及び還配管出口７が設けられ、送配管入口４から水が通されて送配管出口５へ流されてファンコイルユニット３の入口へ送られる送配管と、ファンコイルユニット３にて使用された水がファンコイルユニット３の出口から還配管入口６に通されて還配管出口７へ流される還配管とが形成されている。送配管入口４は送水管に接続され、送配管出口５は送配管を介してファンコイルユニット３の入口に接続され、還配管入口６は還配管を介してファンコイルユニット３の出口に接続され、還配管出口７は還水管に接続されている。また、この冷温水器２の各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により実装されている制御装置８によって制御されている。なお、後述する図２以降の冷温水器２についても、制御装置８によって制御されている点は同様であるため、図示を省略する。
【００３４】
冷温水器２は、送配管入口４より通される水に対して熱媒体を使用して温度制御を行い、冷水または温水を生成することで所定の温度の水を安定供給することが可能であり、使用後の水を還配管出口７へ還す装置であり、例えば、ファンコイルユニット３へ設定温度の水を供給して冷房運転または暖房運転に切り換え可能な個別空調を行うために使用される装置である。この冷温水器２は、主として、圧縮機１１と、四方弁１２と、膨張弁１３と、水熱媒体熱交換器（第２の水熱媒体熱交換器）１４と、水熱媒体熱交換器（第１の水熱媒体熱交換器）１５と、水水熱交換器１６と、三方弁（第１の三方弁）１７と、三方弁（第２の三方弁）２０とを備え、それぞれ制御装置８によって制御されている。また、送配管入口４付近の水の温度を検知する温度センサＳ１、還配管出口７付近の水の温度を検知する温度センサＳ２、送配管出口５付近の水の温度を検知する温度センサＳ３、送配管出口５付近の空気の温度を検知する温度センサＳ４がそれぞれ配設されている。
【００３５】
圧縮機１１は、水熱媒体熱交換器１４及び水熱媒体熱交換器１５にて送配管入口４から通される水または還配管入口６から通される水と熱交換を行い、水の温度制御を行うために熱媒体を圧縮して高温化する装置である。四方弁１２は、水の温度を上昇させる運転を行うか、または低下させる運転を行うかにより熱媒体の流路を切り替える装置である。膨張弁１３は、熱媒体を減圧する装置である。圧縮機１１、四方弁１２、及び膨張弁１３は、熱媒体が流される流路により互いに接続されて熱媒体流路が形成されている。この熱媒体流路に流される熱媒体には、例えばフロン等の冷媒が使用されている。
【００３６】
水熱媒体熱交換器１４は、還配管入口６から通される水と、圧縮機１１、四方弁１２、及び膨張弁１３に流される熱媒体との間で熱交換を行う装置であり、還配管及び熱媒体流路が通されて水水熱交換器１６と還配管出口７との間に配設されている。水熱媒体熱交換器１５は、送配管入口４より通される水と、圧縮機１１、四方弁１２、及び膨張弁１３に流される熱媒体との間で熱交換を行う装置であり、送水管及び熱媒体流路が通されて送配管入口４と送配管出口５との間に配設されている。この水熱媒体熱交換器１４及び水熱媒体熱交換器１５は、冷温水器２が冷水を生成する場合、水熱媒体熱交換器１４が凝縮器として、水熱媒体熱交換器１５が蒸発器として稼働し、温水を生成する場合、水熱媒体熱交換器１４が蒸発器として、水熱媒体熱交換器１５が凝縮器として稼働するように構成されている。すなわち、冷温水器２が冷水を生成する場合、水熱媒体熱交換器１４は還配管入口６から通される水の水温を上昇させ、水熱媒体熱交換器１５は送配管入口４より通される水の水温を低下させ、温水を生成する場合、水熱媒体熱交換器１４は還配管入口６から通される水を低下させ、水熱媒体熱交換器１５は送配管入口４より通される水の水温を上昇させるように稼働する。
【００３７】
水水熱交換器１６は、送配管入口４より通される水と、還配管入口６から通される水との間で熱交換を行う装置であり、送水管が三方弁１７から分岐された配管及び還配管が通されて還配管入口６と水熱媒体熱交換器１５との間に配設されている。この水水熱交換器１６は、冷温水器２が冷水を生成する場合に還配管入口６から通される水の水温を上昇させ、温水を生成する場合に還配管入口６から通される水の水温を低下させるように稼働する。
【００３８】
三方弁１７は、送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ通すか、または水水熱交換器１６へ通すかを切り換える弁である。三方弁２０は、水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ通すか、または水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４を経由して還配管出口７へ通すかを切り換える弁である。
【００３９】
ファンコイルユニット３は、ホテルや病院のような建造物の客室に配設されて設定された温度の空気を送風する装置であり、主としてファンコイル１８と、送風機１９とを備えている。ファンコイル１８は、送配管出口５から流される水と、室内の空気との間で熱交換を行う装置である。送風機１９は、ファンコイル１８にて熱交換された空気を送風する装置である。また、送風機１９入り口の空気の温度を検知する温湿度センサＳ４が配設されている。
【００４０】
次に、このような空気調和システム１の動作等について、図１１に示す一覧表に基づき、図１〜図１０に示す空気調和システム１の運転状態を説明する。
【００４１】
図１１は、図１の空気調和システム１における各構成要素の制御装置８による制御状態を示す一覧表である。この表において、「冷／暖」の欄は空気調和システム１が冷房設定で運転している状態かまたは暖房設定で運転している状態かを示し、「運転モード」の欄は空気調和システム１の運転モード、例えばファンコイル運転やヒートポンプ運転等を示し、「水温（℃）」の欄は送配管入口４より通される水の温度を示し、「圧縮機」より右側の欄は、空気調和システム１の各構成要素の制御状態を示している。また、左端の「Ｎｏ．」の欄の番号は、それぞれ図１〜図１０に対応している。
【００４２】
図１は、空気調和システム１が冷房設定でファンコイル運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は７℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度も７℃であれば良いので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ流し、圧縮機１１は運転されずに水熱媒体熱交換器１５による熱交換も行われず、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、そのまま還配管出口７へ流せばよいので、水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換は行われずに還配管出口７へ流される。
【００４３】
図２は、空気調和システム１が冷房設定でサーモオフ運転を行っている状態を示している。なお、この図２では冷房設定の状態を示しているが、暖房設定の場合も同様に動作される。このとき、ファンコイルユニット３は運転しない状態になるので、送配管入口４より通される水をファンコイルユニット３へ送る必要はない。そのため、三方弁１７は、水を水熱媒体熱交換器１５へ流す方向に開かれ、水熱媒体熱交換器１５へ水が流される。三方弁２０は、水熱媒体熱交換器１５より通される水を水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４を経由して還配管出口７へ流す。圧縮機１１は運転されず、水熱媒体熱交換器１５、水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換は行われない。
【００４４】
図３は、空気調和システム１が冷房設定でフリークーリング運転を行っている状態を示している。これは、冷水が室温より、例えば約１０℃以上低い場合に、直接冷水を送配管へ通す運転のことである。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は１２℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度も１２℃であれば良いので、図１に示す状態と同様に、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ流し、圧縮機１１は運転されずに水熱媒体熱交換器１５による熱交換も行われず、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水は送配管出口５へ流されてファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１７℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、そのまま還配管出口７へ流せばよいので、水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換は行われずに還配管出口７へ流される。
【００４５】
図４は、空気調和システム１が冷房設定でヒートポンプ運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は１２℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を７℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ流す。圧縮機１１が運転されて５℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によって熱交換が行われて水は７℃に低下され、送配管出口５へ流されてファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６による熱交換は行われないが、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われる。水熱媒体熱交換器１４には、１９℃の熱媒体が熱媒体流路に通されているので、水はその熱媒体との熱交換で１７℃に上昇され、還配管出口７へ流される。
【００４６】
図５は、空気調和システム１が冷房設定でヒートポンプ運転（地中熱）を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は２０℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を７℃にする必要があるので、図４に示す状態よりさらに水の温度を低下させる必要がある。そのため、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される１２℃の水との間で熱交換が行われ、１４℃に低下されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて５℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は７℃に低下され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて１８℃に上昇される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている２５℃の熱媒体との熱交換により水は２３℃に上昇され、還配管出口７へ流される。
【００４７】
図６は、空気調和システム１が冷房設定で冷却水ヒートポンプ運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は３２℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を７℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される１２℃の水との間で熱交換が行われ、１４℃に低下されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて５℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は７℃に低下され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて３０℃に上昇される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている４５℃の熱媒体との熱交換により水は３８℃に上昇され、還配管出口７へ流される。
【００４８】
図７は、空気調和システム１が冷房設定で温水ヒートポンプ運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は４５℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を１２℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される１７℃の水との間で熱交換が行われ、１９℃に低下されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて１０℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は１２℃に低下され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１７℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて４３℃に上昇される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている５４℃の熱媒体との熱交換により水は５２℃に上昇され、還配管出口７へ流される。
【００４９】
図８は、空気調和システム１が暖房設定でファンコイル運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は４５℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度も４５℃であれば良いので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ流し、圧縮機１１は運転されずに水熱媒体熱交換器１５による熱交換も行われず、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が４０℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、そのまま還配管出口７へ流せばよいので、水水熱交換器１６及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換は行われずに還配管出口７へ流される。
【００５０】
図９は、空気調和システム１が暖房設定でヒートポンプ運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は２５℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を４５℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される４０℃の水との間で熱交換が行われ、３８℃に上昇されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて４７℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は４５℃に上昇され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が４０℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて２７℃に低下される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている１９℃の熱媒体との熱交換により水は２１℃に低下され、還配管出口７へ流される。
【００５１】
図１０は、空気調和システム１が暖房設定で冷水ヒートポンプ運転を行っている状態を示している。このとき、温度センサＳ１が検知した水温は７℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を４５℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される４０℃の水との間で熱交換が行われ、３８℃に上昇されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて４７℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は４５℃に上昇され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が４０℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて９℃に低下される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている２℃の熱媒体との熱交換により水は４℃に低下され、還配管出口７へ流される。
【００５２】
以上のように、この空気調和システム１によれば、温度センサＳ１が検知した水温とファンコイルユニット３へ送る水の温度に応じ、ファンコイル運転、フリークーリング運転、及びヒートポンプ運転のいずれかが選択され、必要に応じて水熱媒体熱交換器１５、水水熱交換器１６、及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われるので、圧縮機１１の稼働頻度を低減させ、所定の温度の水を安定供給することが可能であり、低コストにて冷房運転または暖房運転に切り換え可能な個別空調を実現することが可能であり、送配管入口４より通された水の温度と要求される水温に応じてきめ細かい水の温度制御が可能になる。また、水の温度を低下させる場合、または上昇させる場合に対応して、水熱媒体熱交換器１５、水水熱交換器１６、及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換水の温度が低下または上昇されるので、水の温度制御を容易に行うことができる。また、制御装置８を備えたことにより、正確できめ細かい水の温度制御が可能になる。
【００５３】
また、三方弁１７及び三方弁２０の制御により水の流路が変更され、水熱媒体熱交換器１５、水水熱交換器１６、及び水熱媒体熱交換器１４による熱交換の有無を制御するので、水の温度制御を容易に行うことができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図１２は、この発明の実施の形態２に係る空気調和装置１Ａを示す機器配置系統図である。この空気調和装置１Ａは、冷温水器２と、ファンコイルユニット３とに分離せず、一体の装置となっている点において、実施の形態１に係る空気調和システム１と異なる。空気調和装置１Ａが備えている構成要素は、実施の形態１に係る冷温水器２及びファンコイルユニット３が備えている構成要素と同様であり、図１１に示す一覧表に基づく運転状態及び各構成要素の制御状態も同様である。
【００５５】
この空気調和装置１Ａによれば、冷温水器２と、ファンコイルユニット３とに分離せずに一体の装置となっているので、設置される建造物の状態に応じて一体の装置にするのが適切な場合に適用することができる。
【００５６】
（実施の形態３）
図１３及び図１５は、この発明の実施の形態３に係る空気調和システム１Ｂを示し、図１３は、空気調和システム１Ｂの概略を示す機器配置系統図であり、図１５は、図１３の空気調和システム１Ｂにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。この空気調和システム１Ｂは、実施の形態１に係る冷温水器２に替えて冷温水器２Ｂを備え、この冷温水器２Ｂは、還配管入口６と水水熱交換器１６との間に補助水熱媒体熱交換器２１を備えている点において、実施の形態１に係る空気調和システム１と異なる。補助水熱媒体熱交換器２１は、還配管入口６から通される水と、圧縮機１１、四方弁１２、及び膨張弁１３に流される熱媒体の間で熱交換を行う装置である。
【００５７】
次に、このような空気調和システム１Ｂの動作等について、図１５に示す一覧表に基づき説明する。
【００５８】
図１５は、実施の形態１に係る図１１の一覧表と同様の、空気調和システム１Ｂにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。この表のＮｏ．１に示す、空気調和システム１Ｂが冷房設定でファンコイル運転を行っている状態のとき、及び、Ｎｏ．２に示す、空気調和システム１Ｂが冷房設定でサーモオフ運転を行っている状態のとき、補助水熱媒体熱交換器２１による熱交換は行われない。それ以外の各構成要素の制御状態は、実施の形態１に係る図１及び図２と同様である。なお、Ｎｏ．２のとき、三方弁１７は閉止されている。サーモオフ運転の場合、三方弁１７をこのように制御しても良い。
【００５９】
図１５のＮｏ．３に示す、空気調和システム１Ｂが冷房設定でファンコイル運転を行っている状態のとき、温度センサＳ１が検知した水温は２０℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を７℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される１２℃の水との間で熱交換が行われ、１２℃に低下されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて５℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は７℃に低下され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、補助水熱媒体熱交換器２１によって熱媒体流路に通されている５℃の熱媒体との熱交換により８℃にいったん低下され、次に水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて１６℃に上昇される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている３５℃の熱媒体との熱交換により水は２６℃に上昇され、還配管出口７へ流される。
【００６０】
このように、補助水熱媒体熱交換器２１は、還配管入口６に通される水の温度をいったん低下させるように熱交換が行われる。これは、補助水熱媒体熱交換器２１を介して水水熱交換器１６に通される水の温度を低下させることにより水熱媒体熱交換器１５に送られる水の温度を低下させることにより、圧縮機の負荷を軽減させるためである。なお、図１５のＮｏ．４、Ｎｏ．５についても同様であり、図１５のＮｏ．６についてはＮｏ．１と同様である。
【００６１】
図１５のＮｏ．７に示す、空気調和システム１Ｂが暖房設定でヒートポンプ運転を行っている状態のとき、温度センサＳ１が検知した水温は２５℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を４５℃にする必要があるので、三方弁１７は送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される４５℃の水との間で熱交換が行われ、４０℃に上昇されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて４７℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は４５℃に上昇され、三方弁２０は水熱媒体熱交換器１５より通される水を送配管出口５へ流し、その水はファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が４０℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、補助水熱媒体熱交換器２１によって熱媒体流路に通されている４７℃の熱媒体との熱交換により４５℃にいったん上昇され、次に水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて３０℃に低下される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている２０℃の熱媒体との熱交換により水は１８℃に低下され、還配管出口７へ流される。このように、補助水熱媒体熱交換器２１は、還配管入口６に通される水の温度をいったん上昇させるように熱交換が行われ、Ｎｏ．３の場合と同様に圧縮機の負荷軽減が図られている。なお、図１５のＮｏ．８についても同様である。
【００６２】
以上のように、この空気調和システム１Ｂによれば、補助水熱媒体熱交換器２１を設けたことにより、補助水熱媒体熱交換器２１を介して水水熱交換器１６に通される水の温度を低下または上昇させることにより、水熱媒体熱交換器１５に送られる水の温度を低下または上昇させることができる。これにより、圧縮機の負荷を軽減させることが可能になる。
【００６３】
（実施の形態４）
図１４は、この発明の実施の形態４に係る空気調和装置１Ｃを示す機器配置系統図である。この空気調和装置１Ｃは、冷温水器２Ｂと、ファンコイルユニット３とに分離せず、一体の装置となっている点において、実施の形態３に係る空気調和システム１Ｂと異なる。空気調和装置１Ｃが備えている構成要素は、冷温水器２Ｂ及びファンコイルユニット３が備えている構成要素と同様であり、図１５に示す一覧表に基づく運転状態及び各構成要素の制御状態も同様である。
【００６４】
この空気調和装置１Ｃによれば、冷温水器２Ｂと、ファンコイルユニット３とに分離せずに一体の装置となっているので、設置される建造物の状態に応じて一体の装置にするのが適切な場合に適用することができる。
【００６５】
（実施の形態５）
図１６及び図１８は、この発明の実施の形態５に係る空気調和システム１Ｄを示し、図１６は、空気調和システム１Ｄの概略を示す機器配置系統図であり、図１８は、図１６の空気調和システム１Ｄにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。この空気調和システム１Ｄは、実施の形態１に係る冷温水器２に替えて冷温水器２Ｄを備え、この冷温水器２Ｄは、三方弁１７が送配管入口４より通される水を閉止するか、または送配管入口４より通される水の一部の流量を水水熱交換器１６へ通し、残りの流量を還配管出口７へ流すかを切り換える弁であり、三方弁２０が送配管入口４より通される水を三方弁１７へ通すか、または水熱媒体熱交換器１５へ通すかを切り換える弁である点において、実施の形態１に係る空気調和システム１と異なる。また、三方弁１７は、水水熱交換器１６へ通す水の流量を自在に制御できるように構成されている。
【００６６】
次に、このような空気調和システム１Ｄの動作等について、図１８に示す一覧表に基づき説明する。
【００６７】
図１８は、実施の形態１に係る図１１の一覧表と同様の、空気調和システム１Ｄにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。この表のＮｏ．１に示す、空気調和システム１Ｂが冷房設定でファンコイル運転を行っている状態のとき、三方弁２０は送配管入口４より通される水を水熱媒体熱交換器１５へ流し、三方弁１７は閉止されている。それ以外の各構成要素の制御状態は、実施の形態１に係る図１と同様である。
【００６８】
図１８のＮｏ．２に示す、空気調和システム１Ｄが冷房設定でサーモオフ運転を行っている状態のとき、三方弁２０は送配管入口４より通される水を三方弁１７へ通し、三方弁１７は還配管出口７へ流す。それ以外の各構成要素の制御状態は、実施の形態１に係る図２と同様である。
【００６９】
図１８のＮｏ．３に示す、空気調和システム１Ｄが冷房設定でヒートポンプ運転（地中熱）を行っている状態のとき、三方弁２０は送配管入口４より通される水を三方弁１７へ通し、三方弁１７はその水をすべて水水熱交換器１６へ通す。それ以外の各構成要素の制御状態は、実施の形態１に係る図５と同様である。
【００７０】
図１８のＮｏ．４に示す、空気調和システム１Ｄが冷房設定で冷却水ヒートポンプ運転を行っている状態のとき、三方弁２０は送配管入口４より通される水を三方弁１７へ通し、三方弁１７はその水をすべて水水熱交換器１６へ通す。それ以外の各構成要素の制御状態は、実施の形態１に係る図６と同様である。
【００７１】
図１８のＮｏ．５に示す、空気調和システム１Ｄが冷房設定で温水ヒートポンプ運転を行っている状態のとき、温度センサＳ１が検知した水温は４５℃であり、ファンコイルユニット３へ送る水の温度を７℃にする必要があるので、三方弁２０は送配管入口４より通される水を三方弁１７へ流し、三方弁１７はその水のうちの２分の１の流量を水水熱交換器１６へ流し、残りの２分の１の流量を還配管出口７へ流す。水水熱交換器１６へ流された水は、後述する還配管入口６から通される１２℃の水との間で熱交換が行われ、１７℃に低下されて水熱媒体熱交換器１５に送られる。圧縮機１１が運転されて５℃の熱媒体が水熱媒体熱交換器１５の熱媒体流路に通され、水熱媒体熱交換器１５によってさらに熱交換が行われて水は７℃に低下され、送配管出口５へ流されてファンコイルユニット３へ送られる。ファンコイルユニット３のファンコイル１８にて熱交換が行われた水は、水温が１２℃の状態で還配管入口６に通される。この水は、水水熱交換器１６によって三方弁１７から流された水との間で熱交換が行われて３０℃に上昇される。そして、水熱媒体熱交換器１４による熱交換が行われ、熱媒体流路に通されている５２℃の熱媒体との熱交換により水は４０℃に上昇され、三方弁１７から流された残りの２分の１の流量の４５℃の水により水は４２．５℃に上昇され、還配管出口７へ流される。なお、空気調和システム１Ｄが暖房設定で運転を行っている場合、すなわち図１８のＮｏ．６〜Ｎｏ．８についても、同様の制御が行われる。
【００７２】
以上のように、この空気調和システム１Ｄによれば、三方弁１７を送配管入口４より通される水を水水熱交換器１６へ通す流量を制御可能に構成したので、より柔軟な水の温度制御が可能になり、三方弁１７による流量変化により、微量の流量変化によってファンコイル１８の能力をきめ細かく制御することが可能になるとともに、部分負荷に対応し、圧縮機の負荷を軽減させて、長期間の運用による期間消費エネルギーを低減することが可能になる。
【００７３】
（実施の形態６）
図１７は、この発明の実施の形態６に係る空気調和装置１Ｅを示す機器配置系統図である。この空気調和装置１Ｅは、冷温水器２Ｄと、ファンコイルユニット３とに分離せず、一体の装置となっている点において、実施の形態５に係る空気調和システム１Ｄと異なる。空気調和装置１Ｅが備えている構成要素は、冷温水器２Ｄ及びファンコイルユニット３が備えている構成要素と同様であり、図１８に示す一覧表に基づく運転状態及び各構成要素の制御状態も同様である。
【００７４】
この空気調和装置１Ｅによれば、冷温水器２Ｄと、ファンコイルユニット３とに分離せずに一体の装置となっているので、設置される建造物の状態に応じて一体の装置にするのが適切な場合に適用することができる。
【００７５】
（実施の形態７）
図１９及び図２１は、この発明の実施の形態７に係る空気調和システム１Ｆを示し、図１９は、空気調和システム１Ｆの概略を示す機器配置系統図であり、図２１は、図１９の空気調和システム１Ｆにおける各構成要素の制御状態を示す一覧表である。この空気調和システム１Ｆは、実施の形態５に係る冷温水器２Ｄに替えて冷温水器２Ｆを備え、この冷温水器２Ｆは、還配管入口６と水水熱交換器１６との間に補助水熱媒体熱交換器２１を備えている点において、実施の形態５に係る空気調和システム１Ｄと異なる。補助水熱媒体熱交換器２１は、実施の形態３に係るものと同様であり、その動作も同様である。
【００７６】
以上のように、この空気調和システム１Ｆによれば、補助水熱媒体熱交換器２１を設けたことにより、補助水熱媒体熱交換器２１を介して水水熱交換器１６に通される水の温度を低下または上昇させることにより、水熱媒体熱交換器１５に送られる水の温度を低下または上昇させることができる。これにより、圧縮機の負荷を軽減させることが可能になる。
【００７７】
（実施の形態８）
図２０は、この発明の実施の形態８に係る空気調和装置１Ｇを示す機器配置系統図である。この空気調和装置１Ｇは、冷温水器２Ｆと、ファンコイルユニット３とに分離せず、一体の装置となっている点において、実施の形態７に係る空気調和システム１Ｆと異なる。空気調和装置１Ｇが備えている構成要素は、冷温水器２Ｆ及びファンコイルユニット３が備えている構成要素と同様であり、図２１に示す一覧表に基づく運転状態及び各構成要素の制御状態も同様である。
【００７８】
この空気調和装置１Ｅによれば、冷温水器２Ｆと、ファンコイルユニット３とに分離せずに一体の装置となっているので、設置される建造物の状態に応じて一体の装置にするのが適切な場合に適用することができる。
【００７９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、冷温水器２，２Ｂ，２Ｄ，２Ｆを空気調和システムに使用される装置として構成したが、他の装置として構成しても良く、例えば、所要の冷水または温水の正確な水温管理が求められるような工場やプラント設備にて使用される冷温水器として構成しても良い。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ｂ，１Ｄ，１Ｆ              空気調和システム
１Ａ，１Ｃ，１Ｅ，１Ｇ            空気調和装置
２，２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ              冷温水器
３                                ファンコイルユニット
４                                送配管入口
５                                送配管出口
６                                還配管入口
７                                還配管出口
１１                              圧縮機
１２                              四方弁
１３                              膨張弁
１４                              水熱媒体熱交換器（第２の水熱媒体熱交換器）
１５                              水熱媒体熱交換器（第１の水熱媒体熱交換器）
１６                              水水熱交換器
１７                              三方弁（第１の三方弁）
１８                              ファンコイル
１９                              送風機
２０                              三方弁（第２の三方弁）
２１                              補助水熱媒体熱交換器
【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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【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１０】
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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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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