(57)【要約】【課題】従来の地中熱利用においては、地中熱交換器の埋設などに多額の設備投資が必要であった。また、空気調和機は最小能力よりも負荷が小さい場合には運転と停止を繰り返し、運転効率や快適性の低下を招くという課題があった。【解決手段】両端に第一の絞り手段１５、第二の絞り手段２６を配備した地中熱利用熱交換器１０を備え、第一の絞り手段１５、第二の絞り手段２６を制御して地中熱利用量を適正に管理することで、小規模の地中熱利用熱交換器１０でも地中熱の有効利用を可能ならしめ、設備投資を削減する。さらに、空気調和機の最小能力よりも負荷が小さい場合には、第一の絞り手段１５、第二の絞り手段２６を制御して、地中熱利用熱交換器１０から地中へ過剰能力を与え蓄熱し、運転と停止の繰り返しを防ぐ。【選択図】図１
2019045106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して送り出す圧縮機と、室外送風機によって送られた室外空気と前記冷媒との間で熱交換する室外熱交換器と、前記冷媒と室内空気との間で熱交換する室内熱交換器とが冷凍あるいはヒートポンプサイクルを構成するとともに、熱媒体を循環させるポンプと、前記熱媒体と地中との間で熱交換する地中熱交換器と、前記熱媒体と前記冷媒との間で熱交換する地中熱利用熱交換器とで熱媒体循環系を構成し、前記地中熱利用熱交換器を前記ヒートポンプサイクルの前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置するとともに、前記室外熱交換器と前記地中熱利用熱交換器との間に第一の絞り手段を配置し、前記地中熱利用熱交換器と前記室内熱交換器の間に第二の絞り手段と、前記熱媒体の前記地中からの戻り温度を検知する地中戻り温度検知手段と、前記室外空気の温度を検知する室外気温検知手段を配置するものであって、前記第一の絞り手段と、前記第二の絞り手段の制御を行い、前記地中熱利用熱交換器における前記冷媒の圧力を変化させ、地中熱利用あるいは地中への蓄熱を行なうことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記第一の絞り手段が、第一膨張弁と、前記第一膨張弁をバイパスするように設けられた第一バイパス弁を有するバイパス回路から構成され、前記第二の絞り手段が、第二膨張弁と、前記第二膨張弁をバイパスするように設けられた第二バイパス弁を有するバイパス回路から構成されることを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記地中熱利用熱交換器で蓄熱を最大限に行なう際には前記第二の膨張弁を全開とするとともに前記第二のバイパス弁を開とすることを特徴とする、請求項２に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍およびヒートポンプサイクルを用いて空気調和を行なう空気調和機において、空気熱源に加えて、地中熱源を利用してエネルギーの有効利用を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、地球温暖化防止の観点から空気調和機の運転効率が重要視されており、国策においても空気調和機の効率に対する規制が導入され、二十年前の装置に比べると消費電力が半分以下となる装置も販売されている。
【０００３】
こうした運転効率の向上は、主に圧縮機や送風機の効率向上や熱交換器の高性能化によって実現されてきた。
【０００４】
圧縮機や送風機においては、インバータ化に加えて、モーターのローターに高価な希土類の磁石を採用、モーター駆動方式の改良により高速運転が困難であった巻数が多い仕様のステーターも使いこなすことで、期間消費電力の低減を実現してきた。
【０００５】
熱交換器については、性能向上のため投入量が年々増加する傾向にあり、空気調和機の大きさも大型化してきている。また単に大型化するだけでなく、フィンの切起しや曲げ形状に工夫を凝らし熱交換性能に優れたフィンの開発や、冷媒配管の細管化や管径変化の最適化により高性能化を図る技術も開発されている。
【０００６】
現在の空気調和機は、インバータ技術により、一定速の圧縮機を用いていた装置に比べて、発停回数は少なくなり、快適で効率の高い運転を行うことができるようになった。
【０００７】
こうした各要素の高性能化とは別に、空気熱源の利用だけではなく、従来利用されていなかった熱源を利用することで、空気調和機の運転効率向上や電力消費量の削減の取り組みもなされている。
【０００８】
太陽熱や、地中熱、未利用河川水などの自然の熱源、さらには工場などにおけるボイラーや発電機などの廃熱などの利用が盛んに試みられている。その中には、太陽熱や廃熱を暖房に利用することは言うに及ばず、吸収式冷凍機やデシカント空調機の熱源として使用して冷房に利用する技術さえ開発されてきた。
【０００９】
地中熱や未利用河川水については、冷凍、ヒートポンプサイクルと組合せて小型化することが容易であるが、未利用河川水利用についてはその名の通り河川もしくは、湖沼や海が必要でありその設置条件は限られている。
【００１０】
それに比べると地中熱は、設置条件の制約は緩く、地域を問わず設置例が増えている。特にここ数年は、国や自治体の補助などを背景にその着工数を大幅に増やしており、新しい熱源としての可能性が期待されている。
【００１１】
これまで、地中熱として利用されている領域は３０ｍより深い地中であり、大型のビルや公共の建造物が主であったが、３０ｍより浅い地中の利用技術も開発が進み、戸建住宅なども対象となる中で、その数を増やしている。
【００１２】
地中温度は、地下１０ｍ以下においては、年間を通して年間平均気温付近で安定（１５
℃前後）している。１〜２ｍの深さでも、冬は８℃程度、夏は２５℃程度の温度を維持しており、夏は冷房、冬は暖房に利用することが可能である。
【００１３】
地中熱源は、平均気温を中心に緩やかに変動する一方、土壌の移動がないため熱の移動は熱伝導が主であり、過剰に採熱すると温度が上昇あるいは低下して有効に利用できない状態になってしまううえ、回復に長い期間を必要とする。地下水脈があり、地下水が移動するような環境ではかなり良好な条件を維持することができるが、地中熱の過剰採取は避けなければ適切な空調が行なえなくなることに変わりはない。
【００１４】
特許文献１に記載の空調システムでは、地中熱交換器を用いて地中熱を利用し、循環流体を冷却あるいは加熱する第１熱源装置と、電気あるいは燃料を使って前記循環流体を冷却あるいは加熱する第２熱源装置を備えている。さらに、前記第１熱源装置のみを使用する第１制御モードと、前記第２熱源装置のみ使用する第２制御モードを有しており、前記第２制御モードにおいて空調の余剰熱が生じた場合に、前記地中熱交換器にも前記循環流体の熱を与え、前記第２熱源装置の発停を減らし、効率の良い運転を実現する。
【００１５】
特許文献１の実施の一例を、図２に示す。
【００１６】
図２において、空調システム１００は、地中熱交換器６１を備えた地中熱交換装置６０を第１熱源装置とし、冷却塔８０およびボイラ９０を第２熱源装置として、第１ポンプ６２および第２ポンプ６４により、循環流体を配管６５内に循環させ、冷却あるいは加熱して空調装置３０に送り、冷房あるいは暖房を行なう。
【００１７】
空調装置３０は、熱源機４０と室内機５０が、ガス冷媒連絡配管３２、液冷媒連絡配管３３で接続されて冷媒回路３１を構成している。
【００１８】
熱源機４０には、圧縮機４１、四路切換弁４２、熱源側熱交換器４３、熱源側膨張弁４４が配備されており、室内機５０には、利用側熱交換器５１、ファン５２、室内側膨張弁５３が配備されている。そして、空調コントローラ４９は、空調装置３０内の動作する要素を制御し、適切な空調を行なうとともに、コントローラ７０とも通信可能に構成されている。
【００１９】
コントローラ７０は、地中熱交換装置６０、冷却塔８０、第１ポンプ６２、第２ポンプ６４、流量調整弁３５、温度センサ６３、バルブ６６ａ、６７ａ、６８ａ、６９ａ、バルブ６６ｂ、６７ｂ、６８ｂ、６９ｂと電気的に接続されており、必要な情報を入手するとともに、これらの制御要素の運転制御を行う。
【００２０】
前記第１制御モードにおいては、地中熱交換器６１のみを熱源として利用して冷房あるいは暖房を行なう。
【００２１】
そして、前記第２制御モードにおいては、冷却塔８０あるいはボイラ９０のみを熱源として利用しで冷房あるいは暖房を行ない、空調の余剰熱が生じた場合には、地中熱交換器６１にも前記循環流体の熱を与え地中に蓄熱することで、前記第２熱源装置の発停を減らし、効率の良い運転を実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２０１６−１０２６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上記従来の空調システムにおいては、地中熱交換器は負荷を全て賄うことができるだけの能力を有していることを前提とし、その上で、熱源の切換や余剰熱の蓄熱を行ない、システムの効率向上を図っている。
【００２４】
負荷を全て賄うことができるだけの採熱量を保障するためには、地中熱交換器の基数を多めに設置する必要があり、初期の設備投資額が増大してしまう。
【００２５】
初期の設備投資を抑えるため、地中からの採熱量を少なめにした設計を採用した場合、もし十分な地中熱が得られないと、負荷に応えることができなくなってしまい、空調であれば快適性を損なってしまう。無理に採熱を行なえば地中熱交換部の温度低下あるいは温度上昇を招き、性能の低下させてしまう。最悪の場合、熱媒配管あるいは熱交換器の凍結や圧縮機の異常温度上昇から設備の故障を招く可能性もある。
【００２６】
従って本発明は、こうした課題を解決し、地中熱交換器への多大な投資を行なわなくても、地中熱利用を行なうことのできる空気調和機を提供するものである。
【００２７】
また、従来の冷凍・ヒートポンプサイクルを用いた空気調和機においては、圧縮機に最低回転数があるため能力を限りなく小さくすることはできず、最小能力よりも負荷が小さい場合には、目標温度を超えてしまうため停止することになる。
【００２８】
運転と停止を繰り返すと、熱損失の増加や過渡的な運転状況における効率の悪化が生じ電力消費が増大するとともに、温度変化や湿度変化などから快適性を損なうこととなる。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和機は、冷媒を圧縮して送り出す圧縮機と、室外送風機によって送られた室外空気と前記冷媒との間で熱交換する室外熱交換器と、前記冷媒と室内空気との間で熱交換する室内熱交換器とが冷凍あるいはヒートポンプサイクルを構成するとともに、熱媒体を循環させるポンプと、前記熱媒体と地中との間で熱交換ずる地中熱交換器と、前記熱媒体と前記冷媒との間で熱交換する地中熱利用熱交換器とで熱媒体循環系を構成し、前記地中熱利用熱交換器を前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置するとともに、前記室外熱交換器と前記地中熱利用熱交換器との間に第一の絞り手段を、前記地中熱利用熱交換器と前記室内熱交換器の間に第二の絞り手段を配置し、前記第一の絞り手段と、前記第二の絞り手段の制御を行い、前記地中熱利用熱交換器における前記冷媒の圧力を変化させ、前記地中熱利用熱交換器での熱交換量を調整するものである。
【００３０】
これにより、前記室外熱交換器と前記地中熱利用熱交換器を熱源側に使用し、前記地中熱交換器の熱交換量を適切に調整することで、前記地中熱利用熱交換器の規模が小さくても有効に地中熱を利用することができる。
【００３１】
また、空調負荷が最小空調能力よりも小さい場合に、前記地中熱利用熱交換器から過剰空調能力を地中へ分配し、蓄熱することで本発明の空気調和機は目標温度を超えたことによる停止を回避し、安定的に運転を続けることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の空気調和機は、前記地中熱交換器を小型化することができるので、設置費用を抑えて、少ない設備投資で地中熱の有効利用を行なうことができる。
【００３３】
さらに、空調負荷が空気調和機の最小能力よりも小さな場合などに、地中に蓄熱するこ
とにより空気調和機の発停を減らし、運転効率と快適性を向上させることができる。
【００３４】
さらに、地中熱の利用量、地中への能力分配を調整することができるので、地中の温度が変化して利用困難になる土壌の熱汚染などの不具合を防ぎ、信頼性の高い装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における熱利用装置を用いた空調システムの構成図
【図２】従来の地中熱利用を行なう空気調和機の構成図
【発明を実施するための形態】
【００３６】
第１の発明は、冷媒を圧縮して送り出す圧縮機と、室外送風機によって送られた室外空気と前記冷媒との間で熱交換する室外熱交換器と、前記冷媒と室内空気との間で熱交換する室内熱交換器とが冷凍あるいはヒートポンプサイクルを構成するとともに、熱媒体を循環させるポンプと、前記熱媒体と地中との間で熱交換ずる地中熱交換器と、前記熱媒体と前記冷媒との間で熱交換する地中熱利用熱交換器とで熱媒体循環系を構成し、前記地中熱利用熱交換器を前記ヒートポンプサイクルの前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間に配置するとともに、前記室外熱交換器と前記地中熱利用熱交換器との間に第一の絞り手段を、前記地中熱利用熱交換器と前記室内熱交換器の間に第二の絞り手段と、前記熱媒体の前記地中からの戻り温度を検知する地中戻り温度検知手段と、前記室外空気の温度を検知する室外気温検知手段を配置し、前記第一の絞り手段と、前記第二の絞り手段の制御を行い、前記地中熱利用熱交換器における前記冷媒の圧力を変化させるものである。
【００３７】
これにより、前記室外熱交換器と前記地中熱利用熱交換器を熱源側に使用するため、前記地中熱交換器の規模を抑えることができる。また、前記地中熱利用熱交換器における、前記冷媒の温度と前記熱媒体の温度差を任意に設定して、熱源側で放熱あるいは採熱する総熱量は一定に保ったまま、地中熱の利用量を調整することができる。
【００３８】
従って、前記地中熱交換器を小型化することができるので、設置費用を抑えて、少ない設備投資で地中熱の有効利用を行なうことができる空気調和機を提供することができる。
【００３９】
さらに、空調負荷が最小空調能力よりも小さい場合に、前記地中熱利用熱交換器から過剰空調能力を地中へ分配し、蓄熱することで本発明の空気調和機は目標温度を超えたことによる停止を回避し、安定的に運転を続けることで運転効率、快適性に優れた空気調和機を提供することができる。
【００４０】
さらに、地中熱の利用量を調整することができるので、地中の温度が変化して利用困難になる土壌の熱汚染などの不具合を防ぎ、信頼性の高い装置を提供することができる。
【００４１】
第２の発明は、第１の発明において、前記第一の絞り手段が、第一の膨張弁と、前記第一の膨張弁をバイパスするように設けられた第一のバイパス弁を有するバイパス回路から構成され、前記第二の絞り手段が、第二の膨張弁と、前記第二の膨張弁をバイパスするように設けられた第二のバイパス弁を有するバイパス回路から構成されるものである。
【００４２】
これにより、地中熱を利用する際や、空調能力を地中へ分配し蓄熱する際に、地中熱利用量、蓄熱量に応じて、前記地中熱利用熱交換器における前記冷媒の圧力を精度良く変化させることができる。
【００４３】
従って、地中熱利用量、蓄熱量の調整を精度良く行い、装置の効率を高めることができる。
【００４４】
第３の発明は、第２の発明において、前記地中熱利用熱交換器で蓄熱を最大限に行なう際には前記第二の膨張弁を全開とするとともに前記第二のバイパス弁を開とするものである。
【００４５】
これにより、前記冷媒の流れに対し前記第二の絞り手段の抵抗を最小限にすることで、前記地中熱利用熱交換器入口における、前記冷媒と前記熱媒体の温度差を最大にすることができる。
【００４６】
従って、蓄熱量の調整範囲が大きく性能の良い装置を提供することができる。
【００４７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における空気調和機の構成図を示すものである。
【００４８】
図１に示すように、第１の実施の形態における空気調和機は、室外機１と、室内機２を配管で環状に接続して冷媒を循環させ、冷房あるいは暖房を行なう装置である。また、室外機１は、地中採熱部３とも配管で環状に接続され、ブラインなどの熱媒体を循環させて地中熱を利用する構成となっている。
【００４９】
ここで、冷媒や熱媒体については、特定の種類に限定されるものではなく、一般的に冷媒、ブラインとして説明を行なう。
【００５０】
室内機２には、室内送風機４と、室内送風機４によって送られた室内空気と熱交換して冷房あるいは暖房を行なう室内熱交換器５が配備されている。
【００５１】
室外機１には、冷媒を圧縮して送り出す圧縮機６、空気を熱源として利用するため室外送風機７によって送られた室外空気と熱交換する室外熱交換器８、地中採熱部３の地中熱交換器９と熱循環系を構成する地中熱利用熱交換器１０、ブラインを循環させるためのポンプ１１が配備されていて、地中熱利用熱交換器１０では冷媒とブラインとの間で熱交換を行なう。
【００５２】
さらに、室外機１には、冷媒の循環方向を切り替える四方弁１２と、第一膨張弁１３と第一膨張弁１３の両接続口をバイパスするよう配備された第一バイパス弁１４で構成される第一の絞り手段１５と、第二膨張弁１６と第二膨張弁１６の両接続口をバイパスするよう配備された第二バイパス弁２５で構成される第二の絞り手段２６とが配備されている。ただし、冷房あるいは暖房の専用機であれば、四方弁１２は必要がない。
【００５３】
四方弁１２は、圧縮機６の冷媒吸入口および冷媒吐出口と室外熱交換器８のガス冷媒の比率が高いガス側および室内熱交換器５のガス側と接続されていて、冷房運転であれば室内熱交換器５のガス側の冷媒を圧縮機６が吸入口から吸い込んで吐出口から室外熱交換器８のガス側へ吐き出す。
【００５４】
室外熱交換器８の液冷媒の比率が高い液側は、第一の絞り手段１５つまり、第一膨張弁１３と第一バイパス弁１４の一方につながり、その他方は地中熱利用熱交換器１０のガス側につながっている。そして、地中熱利用熱交換器１０の液側は第二の絞り手段２６つまり、第二膨張弁１６のと第二バイパス弁２５一方のつながり、もう一方は室内熱交換器５の液側につながって、冷媒の凝縮、蒸発を繰り返す循環系が構成される。
【００５５】
さらに、図１の空気調和機では、吐出温度センサ１７、室外気温センサ１８、第一配管温センサ１９、第二配管温センサ２０、室内熱交温度センサ２１、室内気温センサ２２、地中戻り温度センサ２３、地中往き温度センサ２４が配置され、これらのセンサ情報を用いて装置全体の制御がなされている。
【００５６】
図１は冷房運転状態を示しており、室内熱交換器５のガス側から四方弁１２の低圧側経路を経由して戻ってきた冷媒は圧縮機６で圧縮され、高温高圧状態となって四方弁１２の高圧側経路に吐出される。
【００５７】
そして、室外熱交換器８のガス側へ送られて凝縮しつつ液側から送り出され、第一の絞り手段１５の第一膨張弁１３あるいは第一バイパス弁１４の少なくともどちらかを経由し、必要に応じて減圧されて地中熱利用熱交換器１０の冷媒ガス側へ送られる。
【００５８】
そして、地中熱利用熱交換器１０において、ポンプ１１によって循環され、地中採熱部３の地中熱交換器９で冷却されたブラインと熱交換しつつ冷媒液側から出ると第二の絞り手段２６へと向かう。
【００５９】
第二の絞り手段２６では第二膨張弁１６あるいは第二バイパス弁２５の少なくともどちらかを経由し、必要に応じて減圧された後、冷媒は室外機１を出て室内機２の室内熱交換器５の液側へ送られる。
【００６０】
室内熱交換器５において、冷媒は蒸発し、室内空気と熱交換して冷房を行ない、再び四方弁１２の低圧側経路を経由して圧縮機６へ戻っていく。
【００６１】
暖房運転の場合には、四方弁１２の経路が切替わり、圧縮機６から吐出された冷媒は、四方弁１２から室内熱交換器５のガス側へ送られる。そして、室内熱交換器５で冷媒は凝縮し、第二膨張弁１６で減圧され、地中熱利用熱交換器１０の冷媒液側へ送られる。
【００６２】
そして、地中熱利用熱交換器１０において、ポンプ１１によって循環され、地中採熱部３の地中熱交換器９で暖められたブラインと熱交換し、蒸発しつつ冷媒ガス側から出ると、第一膨張弁１３および第一バイパス弁１４で構成される第一の絞り手段１５へ向かう。
【００６３】
そして、第一の絞り手段１５を経て、室外熱交換器８で外気と熱交換して蒸発を終え、四方弁１２を経由して圧縮機６の吸入口へと戻る。
【００６４】
地中採熱部の構成については、中空の地中杭を３０ｍから１００ｍ程度の深さまで埋め、内部にポリプロピレン製の配管を挿入し、コンクリートや水あるいはブラインなどを充填するものが一般的であった。杭の打ち込みは、専用の重機を使用して行なわれ、費用の掛る工事であった。
【００６５】
最近は、ポリプロピレン製の配管を比較的浅い土壌に直に埋設するものや、井戸を掘削し井水を循環するものや、金属製の杭を打ち込む際に樹脂製のパイプを固定して杭の打ち込みと同時にパイプの埋設を行なうものなど様々な形態が、少ない工事費と地中熱の有効利用の実現を目指して提案されるようになった。
【００６６】
本発明では、地中採熱部３の構成がいかなるものでも採用でき、効果を発揮することができるが、実施の形１では、ポリプロピレン製の配管を比較的浅い土壌に直に埋設して、工事費を抑えることを重視しており、敷設面積も制限するものを使用している。
【００６７】
そのような条件下では、空調に必要な熱源を全て地中に求めると、地中が過熱あるいは
過冷却されてしまい、熱源としての機能が低下してしまうことになる。
【００６８】
ここで、本発明の実施例では、室外熱交換器８と、地中熱利用熱交換器１０と、室内熱交換器５とが直列に接続されており、第一の絞り手段１５と第二の絞り手段２６によって地中熱利用熱交換器１０における冷媒温度を制御して、吸放熱およびその熱交換量を調整することが可能である。
【００６９】
これにより、必要な熱源を確保し、かつ地中熱利用量も適切に管理することができる。その結果、少ない設備投資で信頼性の高い装置を設置し、地中熱の有効利用を行なうことができる。
【００７０】
また、冷凍およびヒートポンプサイクルを利用した空気調和機においては、圧縮機の吸込み容積や最低回転数などから最小能力が存在する。そして、空調負荷がこの最小能力よりも小さい場合、目標室温を超えてしまうため圧縮機を停止させ、室温が上昇あるいは低下して目標室温未達状態になると再び運転する制御を行っている。
【００７１】
運転再開時には、信頼性確保や目標室温到達のため圧縮機の最低回転数よりも高い回転数で運転を再開するのが一般的であり、停止したことにより熱損失が生じ、運転効率の良くない過渡的な状態での運転が増加する。さらに、運転、停止を繰り返すことにより、室内の温度や湿度が変動し快適性も損なうことになる。
【００７２】
ここで、本発明の実施例においては、第一の絞り手段１５と第二の絞り手段２６によって地中熱利用熱交換器１０を、室外熱交換器８と同じ熱源側に使用することも、室内熱交換器５と同じ利用側にも使用することもできる。
【００７３】
従って、空調負荷がこの最小能力よりも小さい場合、地中熱利用熱交換器１０を利用側に使用し、過剰能力を地中熱利用熱交換器１０から放出することで、安定して連続的に空気調和機の運転ができる。放出された過剰能力は地中に蓄熱されることになるので、過剰能力も有効に利用することが可能である。
【００７４】
その結果、本発明の実施例においては、目標室温を超えたことによる運転、停止の繰返しを防ぎ、電力消費を抑えるとともに快適性を維持することができる。
【００７５】
また、本発明においては、第一の絞り手段１５が、第一膨張弁１３と第一バイパス弁１４とで構成されており、第二の絞り手段２６が、第二膨張弁１６と第二バイパス弁２５とで構成されており、運転状況に応じて各々の弁を動作させるものである。
【００７６】
冷房、暖房を問わず、空気調和機の運転時に地中熱利用を行なう場合、第一の絞り手段１５での圧力降下をなくし、地中熱利用熱交換器１０における冷媒の圧力を室外熱交換器８の冷媒圧力に極力近づけることで、よりたくさんの地中熱利用を行うことができる。そのためにまず、第一バイパス弁１４を開とするとともに、第一膨張弁１３も全開として抵抗を最小とするのが良い。そして、第二の絞り手段２６で微妙な調整を行なうため、第二バイパス弁は閉じて第二膨張弁１６を調整する。
【００７７】
地中熱利用を調整したい場合には、第一バイパス弁１４の開閉制御と第一膨張弁１３の開度制御を行なう。第一バイパス弁１４を開、第一膨張弁１３全開のときを最大として、地中熱利用量を調整できる。
【００７８】
そして、第一膨張弁１３を絞っていくと地中熱利用量は減少していき、第一膨張弁１３が最小開度になったら、第一バイパス弁１４を閉じて、第一膨張弁１３の開度調整を行な
うと、制御可能範囲を広くすることができる。
【００７９】
また、冷房、暖房を問わず、空気調和機の運転時に蓄熱を行なう場合、第二の絞り手段２６での圧力降下をなくし、地中熱利用熱交換器１０における冷媒の圧力を室内熱交換器５の冷媒圧力に極力近づけることで、よりたくさんの蓄熱を行うことができる。そして、第一の絞り手段１５で微妙な調整を行なうため、第一バイパス弁の開閉制御と第一膨張弁１６の開度を調整する。
【００８０】
蓄熱量を調整したい場合には、第二バイパス弁２５の開閉制御と第二膨張弁１６の開度制御を行なう。第二バイパス弁２５を開、第二膨張弁１６全開のときを最大として、蓄熱量を調整できる。
【００８１】
そして、第二膨張弁１６を絞っていくと蓄熱量は減少していき、第二膨張弁が最小開度になったら、第二バイパス弁２５を閉じて、第二膨張弁の開度調整を行なうと、蓄熱量の制御可能範囲を広くすることができる。
【００８２】
従って、運転状況に合わせて広範囲に蓄熱量を調整することができ、目標室温を超えたことによる運転、停止の繰返しを防ぎ、電力消費を抑えるとともに快適性を維持する能力が向上する。
【００８３】
また、外気温の状態が良く、効率の良い運転ができるような場合などに、意図的に蓄熱を行ない、土壌の熱汚染を防いだり、地中熱利用運転時の効率向上を図ったりすることも可能となる。
【００８４】
さらに、電力の契約が時間帯別料金であるような場合、電力が安価な時間帯に蓄熱を行なうことで、空調負荷の大きな時間帯の運転効率を上げて省エネを図ったり、電力の高い時間帯の効率を上げて電力料金の低減を図ったりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明にかかる空気調和機は、外気とは異なる熱源を適切かつ有効に利用して、効率のよい装置を提供するもので、その技術は空気調和機だけに止まらず、給湯などにも広く適用することができ、効果をもたらすものである。
【符号の説明】
【００８６】
１  室外機
２  室内機
３  地中採熱部
４  室内送風機
５  室内熱交換器
６  圧縮機
７  室外送風機
８  室外熱交換器
９  地中熱交換器
１０  地中熱利用熱交換器
１１  ポンプ
１２  四方弁
１３  第一膨張弁
１４  第一バイパス弁
１５  第一の絞り手段
１６  第二膨張弁
１７  吐出温度センサ
１８  室外気温センサ
１９  第一配管温センサ
２０  第二配管温センサ
２１  室内熱交温度センサ
２２  室内気温センサ
２３  地中戻り温度センサ
２４  地中往き温度センサ
２５  第二バイパス弁
２６  第二の絞り手段
【図１】
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【図２】
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