(57)【要約】【課題】快適性と省エネルギー性とのバランスを取った空気調和ユニットを提供することができる。【解決手段】空気調和装置は、熱源水の流路上に設けられ、熱源水と空気との間で熱交換を行うファンコイルユニットと、流路上に設けられ熱源水と伝熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプユニットと、流路上に設けられファンコイル側とヒートポンプ側とに熱源水を分岐させる三方弁と、三方弁を制御する制御装置とを備える。また、制御装置は、空気調和装置の定格出力よりも低い出力で動作する部分負荷運転時においてファンコイルユニットへ優先的に熱源水を導入するよう三方弁を制御する。【選択図】図１
2019105397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源水の流路上に設けられ、前記熱源水と空気との間で熱交換を行うファンコイルユニットと、
前記流路上に設けられ、前記熱源水と伝熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプユニットと、
前記流路上に設けられ、ファンコイル側とヒートポンプ側とに前記熱源水を分岐させる三方弁と、
前記三方弁を制御する制御装置と、
を備える空気調和装置であって、
前記制御装置は、前記空気調和装置の定格出力よりも低い出力で動作する部分負荷運転時において前記ファンコイルユニットへ優先的に前記熱源水を導入するよう前記三方弁を制御する
空気調和装置。
【請求項２】
前記ファンコイルユニットは、前記熱源水と空気との間で熱交換を行うファンコイル側熱交換器を備え、
前記ヒートポンプユニットは、熱媒を圧縮する圧縮機、前記熱媒と前記熱源水との間で熱交換を行う第１のヒートポンプ側水熱媒熱交換器、前記熱媒を膨張させる第１の膨張弁、前記熱媒と空気との間で熱交換を行うヒートポンプ側空気熱媒熱交換器、及び前記第１の膨張弁とヒートポンプ側水熱媒熱交換器との間、且つ前記熱源水の流路において第１のヒートポンプ側水熱媒熱交換器よりも手前に設けられ、前記熱媒と前記熱源水との間で熱交換を行う第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器を備える
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器と前記ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器との間に、第２の膨張弁をさらに備える
請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記三方弁は比例弁であり、又は前記熱源水の流路上に前記三方弁とは別の比例弁をさらに備え、
前記制御装置は、前記空気調和装置の熱源水の入口における熱源水の温度と、前記空気調和装置の熱源水の出口における熱源水の温度又は前記ファンコイルユニットの熱源水の出口における熱源水の温度との温度差と、前記比例弁の開度との関係を示す情報に基づき、前記比例弁の開度を制御する
請求項１から３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記熱源水の流路は、前記熱源水の送水量を変更するポンプと接続され、
前記制御装置は、前記空気調和装置の熱源水の入口における熱源水の温度と、前記空気調和装置の熱源水の出口における熱源水の温度又は前記ファンコイルユニットの熱源水の出口における熱源水の温度との温度差と、前記ポンプの送水量との関係を示す情報に基づき、前記ポンプの送水量を制御する
請求項１から４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記制御装置は、予め定められた設定湿度を目標として前記ファンコイルユニットを冷房運転させる場合において、予め定められた設定温度に対し冷房能力が過剰となるときは、前記ヒートポンプユニットを暖房運転させ、前記空気調和装置の吹き出し空気を加熱する
請求項１から５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の、複数の空気調和装置と、
前記熱源水の温度調節装置と、
を備え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、空気調和装置及び空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水熱源ヒートポンプ装置を有するユニットケース内に、ヒートポンプによる室内空調用の冷媒対空気熱交換器と別に室内空調用の水対空気熱交換器を並列に設けると共にこれら両熱交換器に共通する一基の送風ファンを設け、該ファンの送風路を両熱交換器のいずれか一方を選択し、又はその双方に対向させる切換えダンパーを設け、且つ熱源水を前記水対空気熱交換器とヒートポンプの水対冷媒熱交換器とに対し各別に又は双方に供給循環させる配管設備を設けて成る空気調和設備用ユニットが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平６−１５２７６号公報
【特許文献２】特公平６−６８３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒートポンプとファンコイルとを備える空気調和ユニットにおいては、快適性を優先させた制御を行うと、消費電力が高くなりがちになるという問題があった。このような問題に鑑み、本発明は、快適性と省エネルギー性とのバランスを取った空気調和ユニット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】
【０００５】
空気調和装置は、熱源水の流路上に設けられ、熱源水と空気との間で熱交換を行うファンコイルユニットと、流路上に設けられ熱源水と伝熱媒体との間で熱交換を行うヒートポンプユニットと、流路上に設けられファンコイル側とヒートポンプ側とに熱源水を分岐させる三方弁と、三方弁を制御する制御装置とを備える。また、制御装置は、空気調和装置の定格出力よりも低い出力で動作する部分負荷運転時においてファンコイルユニットへ優先的に熱源水を導入するよう三方弁を制御する。
【０００６】
一般的にヒートポンプユニットは、圧縮機の消費電力が大きくなる傾向があるところ、ファンコイルユニットを優先的に使用することにより省エネルギー性を向上させることができる。
【０００７】
また、ファンコイルユニットは、熱源水と空気との間で熱交換を行うファンコイル側熱交換器を備え、ヒートポンプユニットは、熱媒を圧縮する圧縮機、熱媒と熱源水との間で熱交換を行う第１のヒートポンプ側水熱媒熱交換器、熱媒を膨張させる第１の膨張弁、熱媒と空気との間で熱交換を行うヒートポンプ側空気熱媒熱交換器、及び第１の膨張弁とヒートポンプ側水熱媒熱交換器との間、且つ熱源水の流路において第１のヒートポンプ側水熱媒熱交換器よりも手前に設けられ、熱媒と熱源水との間で熱交換を行う第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器を備えるようにしてもよい。
【０００８】
第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器は、特に冬季に低温の熱源水で行う冷房運転において凝縮器として機能し、又は夏季に高温の熱源水で行う暖房運転において蒸発器として機能する。いずれの場合も、ヒートポンプユニットが備える圧縮機にかかる負荷を軽減し
、省エネルギー性を向上させることができる。
【０００９】
また、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器とヒートポンプ側空気熱媒熱交換器との間に、第２の膨張弁をさらに備えるようにしてもよい。第１の膨張弁又は第２の膨張弁を選択的に稼動させることにより、第１の膨張弁と第２の膨張弁との間に設けられた第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器を、凝縮器として機能させるか、蒸発器として機能させるか切り替えることができる。よって、凝縮能力又は蒸発能力を向上させることができる。
【００１０】
また、三方弁は比例弁であり、又は熱源水の流路上に三方弁とは異なる比例弁をさらに備え、制御装置は、空気調和装置の熱源水の入口における熱源水の温度と、空気調和装置の熱源水の出口における熱源水の温度又はファンコイルユニットの熱源水の出口における熱源水の温度との温度差と、比例弁の開度との関係を示す情報に基づき、比例弁の開度を制御するようにしてもよい。このようにすれば、熱源水の流路に流量センサを設けることなく、温度センサによって流量を調整することができるようになる。
【００１１】
また、熱源水の流路は、熱源水の送水量を変更するポンプと接続され、制御装置は、空気調和装置の熱源水の入口における熱源水の温度と、空気調和装置の熱源水の出口における熱源水の温度又はファンコイルユニットの熱源水の出口における熱源水の温度との温度差と、ポンプの送水量との関係を示す情報に基づき、ポンプの送水量を制御するようにしてもよい。このようにしても、熱源水の流路に流量センサを設けることなく、温度センサによって流量を調整することができるようになる。
【００１２】
また、制御装置は、予め定められた設定湿度を目標としてファンコイルユニットを冷房運転させる場合において、予め定められた設定温度に対し冷房能力が過剰となるときは、ヒートポンプユニットを暖房運転させ、空気調和装置の吹き出し空気を加熱するようにしてもよい。このようにすれば、例えば梅雨の季節に顕熱と潜熱とを適切に制御することができるようになる。
【００１３】
また、発明に係る空気調和システムは、複数の空気調和装置と、熱源水の温度調節装置とを備えるようにしてもよい。このようなシステムによれば、上述の空気調和装置ごとに冷房運転、暖房運転、送風運転といった運転モードを変更することができる。また、空気調和装置間で運転モードが異なる場合は、熱源水の送出側で熱回収を行うことができ、消費エネルギーを低減させることができる。したがって、消費電力を低減させ、ＺＥＢ（Zero Energy Building）化を実現し得るシステムとなる。
【００１４】
なお、上記課題を解決するための手段の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、快適性と省エネルギー性とのバランスを取った空気調和ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る空調装置の一例を示す図である。
【図２】空気調和装置の初期化処理の一例を示す処理フロー図である。
【図３】一般的な運転時の処理の一例を示す処理フロー図である。
【図４】通常の冷房運転の一例を示す処理フロー図である。
【図５】通常の冷房運転の一例を示す処理フロー図の後半部分である。
【図６】空気調和装置が冷房運転で動作する場合の室温の変化の一例を示す図である。
【図７】比例弁の開度を決定する開度決定処理の一例を示す処理フロー図である。
【図８】除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図である。
【図９】除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図の後半部分である。
【図１０】第２の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図１２】第４の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図１３】第５の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。
【図１４】第６の実施形態に係る空気調和システムの一例を示す図である。
【図１５】第７の実施形態に係る空気調和システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るヒートポンプ式空調機の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜実施形態１＞
図１は、第１の実施形態に係る空調装置の一例を示す図である。空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１と、ヒートポンプユニット１０２と、これらのユニットに共通の機器とを１つの筐体内に備える。ファンコイルユニット１０１は、冷温水機等から供給される熱源水と空気との間で熱交換を行い、送風ファンによって所望の温度の空気を供給する装置である。ヒートポンプユニット１０２は、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び圧縮機によって形成される冷凍サイクルを含み、冷熱媒と空気との間で熱交換を行い、送風ファンによって所望の温度の空気を対象の空間に供給する装置である。また、空気調和装置１００の内部には、熱源水の流路４１と冷熱媒の流路４２とが設けられる。
【００１９】
共通の機器としては、送風ファン６と、制御装置７と、三方弁１１と、熱源水入口温度センサ２１と、室内温度センサ２２と、熱源水出口温度センサ２６と、装置吹出温度センサ２７と、室内湿度センサ３２と、装置吹出湿度センサ３７と、二方弁１３とを備える。送風ファン６は、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２に共通に用いられる。すなわち、送風ファン６は、例えば温度を制御する対象となる室内の空気を取り込み、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２の熱交換器によって所定の温度に調節された空気を再び室内に放出する。熱源水入口温度センサ２１、室内温度センサ２２、熱源水出口温度センサ２６及び装置吹出温度センサ２７は、既存の温度センサである。熱源水入口温度センサ２１は、空気調和装置１００の内部における熱源水の流路４１の入口に設けられ、空気調和装置１００に導入される熱源水の温度を測定する。室内温度センサ２２は、温度を制御する対象となる室内に設けられ、当該室内の温度を測定する。熱源水出口温度センサ２６は、空気調和装置１００の内部における熱源水の流路４１の出口に設けられ、空気調和装置１００から流出する熱源水の温度を測定する。装置吹出温度センサ２７は、空気調和装置１００の吹出口に設けられ、空気調和装置１００が室内に放出する空気の温度を測定する。また、室内湿度センサ３２及び装置吹出湿度センサ３７は、既存の湿度センサである。室内湿度センサ３２も、温度を制御する対象となる室内に設けられ、当該室内の湿度を測定する。装置吹出湿度センサ３７は、空気調和装置１００の吹出口に設けられ、空気調和装置１００が室内に放出する空気の湿度を測定する。なお、熱源水入口温度センサ２１、室内温度センサ２２、装置吹出温度センサ２７、室内湿度センサ３２及び装置吹出湿度センサ３７は、測定した温度又は湿度に応じた信号を後述する制御装置７に出力する。三方弁１１は、一般的なバルブであり、本実施形態では切替三方弁である。三方弁１１は、空気調和装置１００に流入した熱源水を、ファンコイルユニット１０１側又はヒートポンプユニット１０２側に流す。二方弁１３は、一般的なバルブであり、本実施形態では比例二方弁である。二方弁１３は、例えば熱源水の流路４１の出口付近に設けられ、その開度を変更することにより熱源水の流路４１を流れる熱源水の流量を制御する。また、制御装置７は、マイクロコントローラやプロセッサ等の
処理装置を含み、空気調和装置１００が備える温度計や湿度計、バルブ等と信号線又は無線で接続されている。また、制御装置７は、温度計や湿度計から温度や湿度を示す信号を取得したり、バルブの開閉やその開度を制御したりする。
【００２０】
ファンコイルユニット１０１は、ファンコイル側熱交換器１と、ファンコイル吹出温度センサ２３と、ファンコイル吹出湿度センサ３３と、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４とを備える。ファンコイル側熱交換器１は、熱源水の流路上に設けられ、熱源水と空気との間で熱交換を行う熱交換器である。空気は、例えば、温度を制御する対象となる室内の空気である。ファンコイル吹出温度センサ２３は、既存の温度センサである。ファンコイル吹出温度センサ２３は、ファンコイルユニット１０１の空気吹出口付近に設けられ、ファンコイル側熱交換器１を通過して吹き出す空気の温度を測定する。また、ファンコイル吹出湿度センサ３３は、既存の湿度センサである。ファンコイル吹出湿度センサ３３も、ファンコイルユニット１０１の空気吹出口付近に設けられ、ファンコイル側熱交換器１を通過して吹き出す空気の湿度を測定する。また、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４も、既存の温度センサである。熱源水ファンコイル出口温度センサ２４も、ファンコイルユニット１０１の熱源水の流路の出口付近に設けられ、ファンコイル側熱交換器１を通過して吹き出す空気の温度を測定する。なお、ファンコイル吹出温度センサ２３、ファンコイル吹出湿度センサ３３、及び熱源水ファンコイル出口温度センサ２４は、測定した温度又は湿度に応じた信号を後述する制御装置７に出力する。
【００２１】
ヒートポンプユニット１０２は、冷熱媒の流路上に、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２と、膨張弁３と、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４と、圧縮機５と、四方弁１２とを備え、冷凍サイクルを形成する。また、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４は、熱交換器温度センサ２８を備える。四方弁１２は、冷房時と暖房時とで冷熱媒の流れる流路を切り替える。圧縮機５は、例えば低圧の気体である冷熱媒を高圧且つ高温の気体に圧縮する。ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２は、熱源水の流路上且つ冷熱媒の流路上に設けられる。また、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２には、後述する三方弁１１によって流路を決定される熱源水が、ファンコイルユニット１０１を介して又は介さずに導入される。同時にヒートポンプ側水熱媒熱交換器２には、冷房時においては圧縮機５によって圧縮された冷熱媒が四方弁１２を介して導入される。このとき、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２は凝縮器として働き、例えば高圧の気体である冷熱媒を高圧の液体に凝縮させる。また、暖房時においては膨張弁３によって膨張させられた冷熱媒が導入される。このとき、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２は蒸発器として働き、例えば低圧の液体である冷熱媒を低圧の気体に蒸発させる。膨張弁３は、例えば電子膨張弁である。また、膨張弁３は、例えば高圧の液体である冷熱媒を低圧の液体に減圧する。ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４は、冷熱媒の流路上且つ送風ファン６が送風する方向の延長上に設けられる。また、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４には、冷房時においては膨張弁３によって減圧された冷熱媒が導入される。このとき、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４は、蒸発器として働き、例えば低圧の液体である冷熱媒を低圧の気体に蒸発させる。また、暖房時においては、圧縮機５によって圧縮された冷熱媒が四方弁１２を介して導入される。このとき、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２は凝縮器として働き、例えば高圧の気体である冷熱媒を高圧の液体に凝縮させる。
【００２２】
＜初期化処理＞
図２は、空気調和装置１００の初期化処理の一例を示す処理フロー図である。空気調和装置１００の制御装置７は、例えば空気調和装置１００の起動後に、図２に示すような処理を行う。
【００２３】
制御装置７は、空気調和装置１００に対し例えばユーザが予め設定した情報を取得する（図２：Ｓ１）。なお、設定は、冷房運転、暖房運転等の運転の種別を示す運転モード、
運転時の室内の温度、湿度の目標値である設定温度、設定湿度を含む。本実施形態では、設定温度をＴｓ（℃）、設定湿度をＨｓ（％）と表すものとする。
【００２４】
また、制御装置７は、空気調和装置１００が備えるセンサの出力値を取得する（Ｓ２）。本ステップでは、熱源水入口温度センサ２１、室内温度センサ２２、ファンコイル吹出温度センサ２３、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４、熱源水出口温度センサ２６、装置吹出温度センサ２７、熱交換器温度センサ２８、室内湿度センサ３２、ファンコイル吹出湿度センサ３３及び装置吹出湿度センサ３７から、それぞれ測定値を示す信号を受ける。本実施形態では、熱源水入口温度センサ２１が測定する空気調和装置１００の入口における熱源水の温度をＷａ（℃）、室内温度センサ２２が測定する室内温度をＴａ（℃）、ファンコイル吹出温度センサ２３が測定するファンコイルユニット１０１の吹き出し温度をＴｆ（℃）、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４が測定するファンコイルユニット１０１の出口における熱源水の温度をＷｂ（℃）、熱源水出口温度センサ２６が測定する空気調和装置１００の出口における熱源水の温度をＷｃ（℃）、装置吹出温度センサ２７が測定する空気調和装置１００の吹き出し温度をＴｐ（℃）、熱交換器温度センサ２８が測定するヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４の温度をＴｅ（℃）、室内湿度センサ３２が測定する室内湿度をＨａ（％）、ファンコイル吹出湿度センサ３３が測定するファンコイルユニット１０１の吹き出し湿度をＨｆ（％）、装置吹出湿度センサ３７が測定する空気調和装置１００の吹き出し湿度をＨｐ（％）と表すものとする。
【００２５】
また、制御装置７は、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４が測定するファンコイルユニット１０１を通過後の熱源水温度を校正する（Ｓ３）。本ステップでは、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２が運転を停止した状態において、流路４１に熱源水を流し、センサで測定される熱源水の温度差がゼロになるよう校正する。具体的には、送風ファン６及び圧縮機５を停止し、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すよう流路を切り替え、比例二方弁１３は開度を１００％とする。このときの空気調和装置１００の入口における熱源水の温度Ｗａ（℃）と、ファンコイルユニット１０１の出口における熱源水の温度Ｗｂ（℃）との差がゼロになるよう校正する。
【００２６】
同様に、制御装置７は、熱源水出口温度センサ２６が測定するヒートポンプユニット１０２を通過後の熱源水温度を校正する（Ｓ４）。本ステップでも、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２が運転を停止した状態において、流路４１に熱源水を流し、センサで測定される熱源水の温度差がゼロになるよう校正する。具体的には、送風ファン６及び圧縮機５を停止し、切替三方弁１１はヒートポンプ側に熱源水を流すよう流路を切り替え、比例二方弁１３は開度を１００％とする。このときの空気調和装置１００の入口における熱源水の温度Ｗａ（℃）と、空気調和装置１００の出口における熱源水の温度Ｗｃ（℃）との差がゼロになるよう校正する。
【００２７】
以上で、初期化処理を終了する。
【００２８】
＜空調運転＞
図３は、一般的な運転時の処理の一例を示す処理フロー図である。空気調和装置１００は、熱源水の温度に応じてファンコイルユニット１０１の動作を変更すると共に、ヒートポンプユニット１０２の四方弁１２の切り替えることで冷房運転及び暖房運転を行うことができる。また、送風ファン６のみを運転させることにより、送風運転を行うようにしてもよい。本実施形態では、冷房運転を行う例を説明する。
【００２９】
空気調和装置１００の制御装置７は、除湿再熱運転を行うか判断する（図３：Ｓ１１）。本ステップでは、例えば梅雨の季節において冷房を行う場合に、ファンコイルユニット１０１によって顕熱及び潜熱を処理し、空気調和装置１００からの吹き出し温度が下がり
過ぎないようヒートポンプユニット１０２によって再熱する「除湿再熱運転」を行うか判断する。例えば、制御装置７は、室内温度Ｔａが２４℃以下であり且つ室内湿度Ｈａが６０％以上の場合は、除湿再熱運転を行うと判断する。なお、ユーザが明示的に「除湿再熱運転」を行うよう設定することで、動作を切り替えるようにしてもよい。その場合は、本ステップにおいて動作設定が「除湿再熱運転」であるか否か判断する。
【００３０】
除湿再熱運転を行わないと判断された場合（Ｓ１１：ＮＯ）、空気調和装置１００は通常の冷房運転を行う（Ｓ１２）。一方、除湿再熱運転を行うと判断された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、空気調和装置１００は除湿再熱運転を行う（Ｓ１３）。
【００３１】
＜冷房運転＞
図４は、通常の冷房運転の一例を示す処理フロー図である。空気調和装置１００の制御装置７は、空調負荷が大きいか判断する（図４：Ｓ２１）。本ステップでは、制御装置７は、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第１の閾値以上である場合に、空調負荷が大きいと判断する。本実施形態では、第１の閾値は例えば３℃であるものとする。すなわち、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓよりも３℃以上高い場合に、空調負荷が大きいと判断する。
【００３２】
そして、空調負荷が大きいと判断された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２を用いた最大負荷運転を行う（Ｓ２２）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を運転させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は１００％とする。このように、室温と設定温度との温度差が所定の閾値以上であり空調負荷が大きいと判断される場合は、定格出力での運転を行う。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００３３】
一方、空調負荷が大きくないと判断された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御装置７は、空調負荷が中程度であるか判断する（Ｓ２３）。本ステップでは、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第１の閾値未満且つ第２の閾値以上である場合に、空調負荷が中程度であると判断する。本実施形態では、第２の閾値は上述した第１の閾値よりも小さい値であり、例えば１℃であるものとする。すなわち、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が１℃以上３℃未満である場合に、空調負荷が中程度であると判断する。
【００３４】
そして、空調負荷が中程度であると判断された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２を用いた部分負荷運転を行う（Ｓ２４）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を運転させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は例えば５０％とする。このとき、圧縮機５の稼動周波数は、室温と設定温度との温度差で表される空調負荷の大きさに応じて決定する。なお、比例二方弁１３の開度も、空調負荷の大きさに応じて比例制御するようにしてもよい。このように、室温と設定温度との温度差で表される空調負荷が中程度であると判断される場合は、ファンコイルユニット１０１を定格出力で運転させ、ヒートポンプユニット１０２を空調負荷に応じた出力で運転させる。このように、ファンコイルユニット１０１が優先的に稼働するように制御することで、圧縮機５の消費電力を低減させ、装置全体として省エネルギーとなる。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００３５】
また、空調負荷が中程度でないと判断された場合（Ｓ２３：ＮＯ）、端子Ｂを介して図５の処理に移行する。
【００３６】
図５は、通常の冷房運転の一例を示す処理フロー図の後半部分である。Ｓ２３において空調負荷が中程度でないと判断された場合（図４：Ｓ２３：ＮＯ）、制御装置７は、空調
負荷が小さいか又は湿度が所定値以上であるかを判断する（図５：Ｓ２５）。本ステップでは、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第２の閾値未満且つ第３の閾値以上である場合に、空調負荷が小さいと判断する。本実施形態では、第３の閾値は上述した第２の閾値よりも小さい値であり、例えば−１℃であるものとする。すなわち、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が−１℃以上１℃未満である場合に、空調負荷が小さいと判断する。また、制御装置７は、室内湿度が所定の閾値よりも高いか判断する。所定の閾値は、例えば設定湿度である。
【００３７】
そして、空調負荷が小さいと判断された場合、又は室内湿度が所定の閾値以上であると判断された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）において、空調負荷が小さいと判断されたときはファンコイルユニット１０１による部分負荷運転を行う（Ｓ２６）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を停止させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は例えば２５％とする。なお、比例二方弁１３の開度は、空調負荷の大きさに応じて比例制御するようにしてもよい。また、室内湿度が所定の閾値以上であるときはヒートポンプユニット１０２による除湿運転を行う（Ｓ２７）。本ステップでは、ヒートポンプユニット１０２の圧縮機５は、例えば予め定められた最低の出力で動作すると共に、当該除湿運転の開始から経過した時間の長さに応じて段階的に圧縮機５の運転周波数を上昇させる。例えば、圧縮機５は、室内湿度が設定湿度以上である期間において、所定時間ごとに２Ｈｚずつ運転周波数を上げる。なお、Ｓ２６及びＳ２７の処理は並列に行われる。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１へ戻る。
【００３８】
このように、室温と設定温度との温度差で表される空調負荷が小さいと判断される場合は、ファンコイルユニット１０１を空調負荷に応じた段階的な出力又は比例制御による出力で運転させ、ヒートポンプユニット１０２は除湿のためにのみ稼働させることで、装置全体として省エネルギーとなる。すなわち、空調負荷が小さい場合においては、基本的にファンコイルユニット１０１のみによる部分負荷運転を行い、さらに除湿が必要な場合にはヒートポンプユニット１０２を稼動させて除湿運転を行う。
【００３９】
一方、空調負荷がなく且つ室内湿度は所定の閾値未満である場合（Ｓ２５：ＮＯ）、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２の運転を停止する（Ｓ２８）。本ステップでは、例えば室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第３の閾値未満である場合に、空調負荷がないと判断する。例えば、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が−１℃未満である場合、室内温度が目標値に達したと判断できる。また、室内湿度が例えば設定湿度を下回った場合、目標値に達したと判断できる。室内の温度及び湿度が、ユーザが設定した目標値に達した場合、空気調和装置１００は運転を停止する（サーモ：ＯＦＦ）。その後、室内の空調負荷が中程度以上になるまで運転を停止し（Ｓ２９：ＮＯ）、空調負荷が中程度以上になった場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００４０】
図６は、空気調和装置１００が冷房運転で動作する場合の室温の変化の一例を示す図である。図６に示すグラフは、横軸が時間の経過を示し、縦軸が室温を示す。室温は、設定温度Ｔｓを基準とした相対的な値で示されている。図６の時刻Ｔ１までの期間においては、室内温度Ｔａ（℃）がＴｓ＋３（℃）以上であり、空調負荷が大きい。このときは、図４のＳ２２においてファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２が定格出力で稼動する。また、図６のＴ１からＴ２までの期間においては、室内温度Ｔａ（℃）がＴｓ＋１（℃）からＴｓ＋３（℃）であり、空調負荷が中程度である。このときは、図４のＳ２４において、ファンコイルユニット１０１が定格出力で稼働すると共に、ヒートポンプユニット１０２が空調負荷の大きさに応じた出力で稼働する。また、図６のＴ２からＴ３までの期間においては、室内温度Ｔａ（℃）がＴｓ−１（℃）からＴｓ＋１（℃）であり、空調負荷が小さい。このときは、図５のＳ２６において、空調負荷に応じて比例
二方弁１３の開度を変更し熱源水の流量を調整すると共に、ファンコイルユニット１０１が稼働する。また、ヒートポンプユニット１０２は、Ｓ２７において、室内湿度Ｈａが所定の閾値よりも高いときに稼働する。そして、図６のＴ３において、室内温度Ｔａ（℃）がＴｓ−１（℃）未満まで下がると、図５のＳ２８においてファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２が運転を停止する。その後、図６のＴ３において室内温度Ｔａ（℃）がＴ＋１（℃）以上になった場合、空気調和装置１００が運転を再開する。このとき、例えば図５のＳ２６において、空調負荷に応じて比例二方弁１３の開度を変更し熱源水の流量を調整すると共に、ファンコイルユニット１０１が稼働する。また、ヒートポンプユニット１０２は、Ｓ２７において、室内湿度Ｈａが所定の閾値よりも高いときに稼働する。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係る冷房運転では、空調負荷に応じてファンコイルユニット１０１を優先的に使用するため、特にヒートポンプユニット１０２の圧縮機５による消費電力の増大を抑制することができる。
【００４２】
＜開度決定処理＞
図７は、比例弁の開度を決定する開度決定処理の一例を示す処理フロー図である。例えば、図４のＳ２４、図５のＳ２６等において、図７に示すような開度決定処理により、比例二方弁１３の開度を決定し、熱源水の流量を変更する。
【００４３】
本実施形態においては、熱源水の流路４１にはいわゆる流量センサが設けられておらず、温度センサによって測定される熱源水の温度に基づいて流量を推定し、所望の流量に変更する。ここで、例えば所定の温度の熱源水を導入し、送風ファン６及び圧縮機５を運転させ、比例二方弁１３の開度を１００％にした場合の空気調和装置１００の入口における熱源水の温度と出口における熱源水の温度との差に対する、比例二方弁１３の開度を５０％にした場合の空気調和装置１００の入口における熱源水の温度と出口における熱源水の温度との差の割合は、１．６倍から１．８倍程度になる。このような割合は、空気調和装置１００の構成（換言すれば製品の機種）に応じて変わるため、予め比例弁の開度と装置の出入口における熱源水の温度との関係を制御装置７が備えるメモリ領域等の記憶装置に記憶させておくものとする。具体的には、二方弁１３について５０％の場合、２５％の場合のような段階的な開度に対し、定格流量（開度が１００％）の場合との温度差を記憶させておく。また、熱源水入口温度センサ２１が測定する入口温度と、熱源水出口温度センサ２６が測定する装置全体の出口温度との差を用いた割合と、熱源水入口温度センサ２１が測定する入口温度と、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４が測定するファンコイルユニット１０１の出口温度との差を用いた割合とを記憶させておく。以上のような出入口温度差と比例弁の開度との関係を示す情報によれば、例えば熱源水の流量を５０％にしたい場合に目標とすべき出入口の温度差がわかり、出入口の温度差が目標値となるように比例弁の開度をフィードバック制御することができるようになる。すなわち、温度センサの測定値に基づいて流量を算出できるようになる。
【００４４】
開度決定処理においては、制御装置７は、自身が記憶している出入口温度差と比例弁の開度との関係を示す情報を読み出す（図７：Ｓ３１）。また、制御装置７は、対象となる室内の空気の空調負荷に応じて決まる所望の開度に対応する熱源水の温度差を特定する（Ｓ３２）。本ステップでは、目標となる熱源水の温度差が決まる。また、本実施形態では、所望の開度を分配率と呼ぶものとする。なお、便宜上、Ｓ３１及びＳ３２の２つのステップで説明したが、所望の開度に対応づけて記憶されている熱源水の温度差を読み出すという１つの処理としてもよい。
【００４５】
その後、制御装置７は、出口温度の目標値を以下のように定め、出口温度が目標値に近づくように比例弁の開度をフィードバック制御する。
目標値＝現在の入口温度＋特定された温度差×（１／分配率）
分配率は例えば５０％のような所望の開度である。目標値の温度差に対し、所望の開度の逆数を乗じることで、徐々に目標値に近づくよう制御することができる。また、目標値は、所定の時間が経過した場合や温度差の変化が安定した場合に適宜更新するものとする。
【００４６】
以上のような開度決定処理によってファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２に導入される熱源水の流量を変更する。また、これとは独立してヒートポンプユニット１０２の圧縮機の運転周波数を空調負荷に応じて変更する。以上のような処理によって、本実施形態に係る空気調和装置１００は、室内温度及び室内湿度を設定温度及び設定湿度に収束させることができる。
【００４７】
なお、空調負荷が低い場合において、ヒートポンプユニット１０２の圧縮機５を停止する場合は、出入口の温度差として熱源水入口温度センサ２１が測定する空気調和装置１００の入口における熱源水の温度と、熱源水ファンコイル出口温度センサ２４が測定するファンコイルユニット１０１の出口における熱源水の温度との温度差を用いるようにしてもよい。このような出入口温度差を用いる場合も、図７に示した処理フロー図により比例弁の開度を決定し、熱源水の流量の制御を行うことができる。
【００４８】
＜除湿再熱運転＞
図８は、図３のＳ１３に示す除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図である。除湿再熱処理においては、ファンコイルユニット１０１のファンコイル側熱交換器１によって室内空気の除湿を行うとともに、ヒートポンプユニット１０２を暖房運転とし、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４によって室内へ吹き出す空気の温度を上昇させることにより、吹出し温度を設定温度よりも下げ過ぎることなく除湿を行い、室内の快適性を向上させることができる。
【００４９】
まず、制御装置７は、空調負荷が大きいか判断する（図８：Ｓ４１）。本ステップでも、制御装置７は、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第１の閾値以上である場合に、空調負荷が大きいと判断する。例えば、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓよりも３℃以上高い場合に、空調負荷が大きいと判断する。
【００５０】
そして、空調負荷が大きいと判断された場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１による除湿運転及びヒートポンプユニット１０２による再熱運転を行う（Ｓ４２）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を運転させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は１００％とする。また、上述の通り四方弁は冷凍サイクルを暖房運転側に切り替える。このように、室温と設定温度との温度差が所定の閾値以上であり空調負荷が大きいと判断される場合は、定格出力での運転を行う。また、ヒートポンプユニット１０２は暖房運転を行い、室内へ吹き出す空気の温度を上昇させる。このとき、装置吹出湿度センサ３７が測定する空気調和装置１００の吹き出し湿度は、露点温度よりも所定の温度以上高くなるように再熱運転を行うようにしてもよい。露点温度は、ファンコイルユニット１０１の吹き出し温度Ｔｆ（℃）及びファンコイルユニット１０１の吹き出し湿度Ｈｆ（％）を用いて算出してもよいし、熱交換器温度センサ２８が測定するヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４の蒸発温度を近似値として利用してもよい。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００５１】
一方、空調負荷が大きくないと判断された場合（Ｓ４１：ＮＯ）、制御装置７は、空調負荷が中程度であるか判断する（Ｓ４３）。本ステップでも、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第１の閾値未満且つ第２の閾値以上である場合に、空調負荷が中程度であると判断する。例えば、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が１℃以上３℃未満である場合に
、空調負荷が中程度であると判断する。
【００５２】
そして、空調負荷が中程度であると判断された場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）も、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１による除湿運転及びヒートポンプユニット１０２による再熱運転を行う（Ｓ４４）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を運転させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は例えば５０％とする。このとき、ヒートポンプユニット１０２は暖房運転を行い、圧縮機５の稼動周波数は、設定温度に応じて空気調和装置１００の吹き出し温度を暖める。なお、比例二方弁１３の開度も、空調負荷の大きさに応じて比例制御するようにしてもよい。このとき、装置吹出湿度センサ３７が測定する空気調和装置１００の吹き出し湿度は、露点温度よりも所定の温度以上高くなるように再熱運転を行うようにしてもよい。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００５３】
また、空調負荷が中程度でないと判断された場合（Ｓ４３：ＮＯ）、端子Ｃを介して図９の処理に移行する。
【００５４】
図９は、除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図の後半部分である。Ｓ４３において空調負荷が中程度でないと判断された場合（図８：Ｓ４３：ＮＯ）、制御装置７は、空調負荷が小さいか判断する（図９：Ｓ４５）。本ステップでは、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第２の閾値未満且つ第３の閾値以上である場合に、空調負荷が小さいと判断する。例えば、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が−１℃以上１℃未満である場合に、空調負荷が小さいと判断する。
【００５５】
そして、空調負荷が小さいと判断された場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）も、ファンコイルユニット１０１による除湿運転及びヒートポンプユニット１０２による再熱運転を行う（Ｓ４６）。本ステップでは、送風ファン６、圧縮機５を運転させ、切替三方弁１１はファンコイル側に熱源水を流すように流路を切り替え、比例二方弁１３の開度は例えば２５％とする。なお、比例二方弁１３の開度は、空調負荷の大きさに応じて比例制御するようにしてもよい。このとき、装置吹出湿度センサ３７が測定する空気調和装置１００の吹き出し湿度は、露点温度よりも所定の温度以上高くなるように再熱運転を行うようにしてもよい。その後、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１へ戻る。
【００５６】
また、空調負荷が小さくないと判断された場合（Ｓ４５：ＮＯ）、空気調和装置１００は、ファンコイルユニット１０１及びヒートポンプユニット１０２の運転を停止する（Ｓ４７）。Ｓ４５においては、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が第３の閾値未満である場合に、空調負荷がないと判断される。例えば、室内温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差が−１℃未満である場合、室内温度が目標値に達したと判断でき、空気調和装置１００は運転を停止する（サーモ：ＯＦＦ）。その後、室内の空調負荷が中程度以上になるまで運転を停止し（Ｓ４８：ＮＯ）、空調負荷が中程度以上になった場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、処理は端子Ａを介して図３のＳ１１に戻る。
【００５７】
以上のような除湿再熱運転によれば、空調負荷が比較的小さいが湿度は高いような場合においても、顕熱及び潜熱を適切に制御することができるようになる。
【００５８】
＜実施形態２＞
図１０は、第２の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態と対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
本実施形態に係る空気調和装置１００は、第１の実施形態における切替三方弁１１に代えて、比例三方弁１４を備えている。また、第１の実施形態における比例二方弁を有して
いない。そして、制御装置７が比例三方弁１４の開度を調整することにより、空気調和装置１００に導入される熱源水の流量は一定とし、ファンコイルユニット１０１側に流れる熱源水の流量と、ヒートポンプユニット１０２側に直接流れる熱源水の流量との割合を変更する。
【００６０】
本実施形態においても、図３〜５及び図７〜９に示したものとほぼ同様の処理を行う。ただし、図４のＳ２２及びＳ２４、図５のＳ２６、図８のＳ４２及びＳ４４並びに図９のＳ４６において、空気調和装置１００に導入される熱源水の流量を変更する代わりに、ファンコイルユニット１０１側に流れる熱源水の流量と、ヒートポンプユニット１０２側に直接流れる熱源水の流量との割合を変更する。比例三方弁１４の開度は、例えば熱源水ファンコイル出口温度センサ２４によって測定されるファンコイルユニット１０１の出口における熱源水の温度に基づいて決定することができる。なお、比例三方弁１４の開度は空調負荷に応じて比例制御を行うようにしてもよいが、以下では空調負荷に応じて段階的に変更する例を示す。
【００６１】
例えば、図４のＳ２２及び図８のＳ４２においては、制御装置７は比例三方弁１４に対し、ファンコイルユニット１０１側の開度を１００％にさせる。すなわち、ファンコイルユニット１０１の出力を最大にして運転する。
【００６２】
また、図４のＳ２４及び図８のＳ４４においては、制御装置７は比例三方弁１４に対し、ファンコイルユニット１０１側の開度を例えば５０％にさせる。すなわち、熱源水の二分の一はファンコイルユニット１０１側に流れ、残りは直接ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に流れる。したがって、ファンコイルユニット１０１は定格出力の二分の一の能力で運転する。また、残りの熱源水と、ファンコイルユニット１０１を経由して温度が上昇した熱源水とが合流してヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に流入する。したがって、例えば第１の実施形態のようにファンコイルユニット１０１を経由した５０％の流量の熱源水のみがヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に流入する場合よりも、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に流入する熱源水の温度は下がることになる。例えば、空気調和装置１００の入口における熱源水の温度が７．０℃であり、ファンコイルユニット１０１の出口における熱源水の温度が１４．０℃の場合、合流した熱源水の温度は１０．５℃程度になる。よって、冷房運転時におけるヒートポンプ側水熱媒熱交換器２の凝縮温度を下げることができ、圧縮機５の消費電力を低減させることができる。
【００６３】
また、図５のＳ２６及び図９のＳ４６においては、制御装置７は比例三方弁１４に対し、ファンコイルユニット１０１側の開度を例えば２５％にさせる。すなわち、熱源水の四分の一はファンコイルユニット１０１側に流れ、残りは直接ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に流れる。ファンコイルユニット１０１の能力は熱源水の流量で決まるため、流量を制御することにより、より小さい部分負荷に対応することができ、快適性が向上する。
【００６４】
＜実施形態３＞
図１１は、第３の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態又は第２の実施形態と対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
本実施形態に係る空気調和装置１００は、ヒートポンプユニット１０２が熱媒と熱源水との間で熱交換を行う熱交換器を２つ備えている。具体的には、膨張弁３とヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４との間に、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８を備えている。
【００６６】
本実施形態に係る空気調和装置１００は、冬季における冷房運転や夏季における暖房運転を行う際に、圧縮機５の運転効率を向上させることができる構成になっている。なお、
冬季における冷房運転や夏季における暖房運転を「逆モード運転」と呼ぶものとする。逆モード運転においては、ファンコイルユニット１０１を使用しない。すなわち、第１の実施形態に示した切替三方弁１１又は第２の実施形態に示した比例三方弁１４は、ヒートポンプユニット１０２側の開度を１００％とする。
【００６７】
例えば４５℃の熱源水で冷房運転を行うような逆モード運転の場合、７℃程度の熱源水で冷房運転を行う場合よりも過負荷となり圧縮機５の消費電力が増大する。本実施形態に係る空気調和装置１００によれば、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８で熱媒が蒸発し、熱源水の温度は４３℃程度に低下する。その後、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４で熱媒が凝縮し、熱源水の温度は４８℃程度に上昇する。このように、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４における凝縮温度を低下させることにより、圧縮機５の負荷（すなわち、消費電力）を低減することができる。
【００６８】
また、７℃の熱源水で暖房運転を行うような逆モード運転の場合、４５℃程度の熱源水で暖房運転を行う場合よりも過負荷となり圧縮機５の消費電力が増大する。本実施形態に係る空気調和装置１００によれば、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８で熱媒が凝縮し、熱源水の温度は９℃程度に上昇する。一方、ヒートポンプ側の熱媒の温度は下がり、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器のみの場合と比較し、過冷却が得られる。すなわち、圧力が一定で、膨張弁３に流入する熱媒温度がより低下する。その後、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２で熱媒が蒸発し、熱源水の温度は７℃程度に低下する。熱媒の過冷却、及びヒートポンプ側水熱媒熱交換器２における蒸発温度の上昇により、圧縮機５の負荷を低減することができる。また、熱源水の温度が例えば５℃以下になると凍結防止のための制御を行う必要があるところ、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８で熱源水の温度を上昇させることにより凍結防止の制御を行うことなく連続運転ができるようになる。
【００６９】
また、本実施形態に係る空気調和装置１００は、通常運転時においても省エネルギーとなる。通常運転時においては、図３〜５及び図７〜９に示したものと同様の処理を行う。例えば７℃の熱源水で冷房運転を行うような通常運転の場合、ファンコイルユニット１０１を通過した熱源水の温度は１２℃程度に上昇している。そして、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８で熱媒が蒸発し、熱源水の温度は１０℃程度に低下する。その後、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４で熱媒が凝縮し、熱源水の温度は１５℃程度に上昇する。このように、ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４における凝縮温度を低下させることにより、圧縮機５の負荷を低減することができる。
【００７０】
また、４５℃の熱源水で暖房運転を行うような通常運転の場合、ファンコイルユニット１０１を通過した熱源水の温度は４０℃程度に低下している。そして、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８で熱媒が凝縮し、熱源水の温度は４２℃程度に上昇する。このとき、熱媒の過冷却が得られる。その後、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２で熱媒が蒸発し、熱源水の温度は３９℃程度に低下する。熱媒の過冷却、及びヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４における蒸発温度の上昇により、圧縮機５の負荷を低減することができる。
【００７１】
＜実施形態４＞
図１２は、第４の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態から第３の実施形態と対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７２】
本実施形態に係る空気調和装置１００は、第３の実施形態に係る空気調和装置１００の構成に加え、第２の膨張弁を備えている。具体的には、第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８とヒートポンプ側空気熱媒熱交換器４との間に、第２の膨張弁９を備えている。第２の膨張弁も、例えば電子膨張弁である。
【００７３】
本実施形態においては、例えば７℃の熱源水で冷房運転を行うような通常運転の場合、膨張弁３を開放し、第２の膨張弁９を動作させる。すなわち、膨張弁３に代えて第２の膨張弁９を使用する。これにより、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に加え第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８も凝縮器として機能させ、凝縮能力を向上させる。よって、本実施形態に係る空気調和装置１００によれば、熱媒の凝縮温度を低下させることができ、圧縮機５の消費電力を低減させることができる。
【００７４】
また、例えば４５℃の熱源水で暖房運転を行うような通常運転の場合も、膨張弁３を開放し、第２の膨張弁９を動作させる。これにより、ヒートポンプ側水熱媒熱交換器２に加え第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器８も蒸発器として機能させ、蒸発能力を向上させる。よって、本実施形態に係る空気調和装置１００によれば、熱媒の蒸発温度を上昇させることができ、圧縮機５の消費電力を低減させることができる。
【００７５】
なお、逆モード運転時においては、第２の膨張弁９を開放し、膨張弁３を動作させる。すなわち、第３の実施形態と同様の動作になる。
【００７６】
＜実施形態５＞
図１３は、第５の実施形態に係る空気調和装置の一例を示す図である。本実施形態では、第１の実施形態と対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７７】
本実施形態に係る空気調和装置１００は、熱源水の流路４１にポンプ２００が接続されている。また、ポンプ２００は、例えば回転式のポンプの回転数を変更し送水量を変更することができる。比例二方弁１３の開度の変更に代えて、又は比例二方弁１３の開度の変更に加えて、ポンプ２００の送水量を変更することによっても、空気調和装置１００を流れる熱源水の流量を変更することができる。このとき、図７に示した開度決定処理においては、予め熱源水の出入口温度差と、ポンプの送水量との関係を示す情報を予め記憶させておき。制御装置７は当該情報に基づいてポンプの送水量を調整する。
【００７８】
ここで、比例弁の弁開度を下げるだけでは少量の流量調整に対応できない場合がある。また、ポンプの送水量も最低出力を超えて下げることができない。そこで、比例弁の開度の変更と、ポンプ２００の送水量の変更とを組み合わせるようにしてもよい。組み合わせることで、より小さい部分負荷に対応することができ、快適性が向上する。なお、ポンプ２００は、図１０、図１１、図１２のそれぞれに示す空気調和装置１００と組み合わせるようにしてもよい。
【００７９】
＜実施形態６＞
図１４は、複数の空気調和装置を含む空気調和システムの一例を示す図である。図１４の例では、各階に複数の空気調和装置１００を備えている。空気調和装置１００は、実施形態１〜５に示した装置である。また、システムは、ポンプ２００と、冷凍機３００と、ボイラー等の補助熱源４００と、冷却塔５００とを備える。冷凍機３００は、熱源水として、例えば７℃程度の冷水を製造する。補助熱源４００は、熱源水として、例えば４５℃程度の温水を製造する。冷却塔５００は、冷凍機の排熱のために用いられる。また、ポンプ２００は、熱源水を複数の空気調和装置１００の各々へ配管を通じて送水する。なお、ポンプ２００は、建物に１台設けられ、すべての空気調和装置１００に熱源水を供給するようにしてもよいし、空気調和装置１００の各々に対して１台接続するようにしてもよい。また、例えば同一の階に設けられる複数の空気調和装置１００のように、一部の空気調和装置１００のグループごとに１台のポンプ２００が接続されていてもよい。また、図示していない外気処理機を介して、適宜清浄な空気を取り入れるものとする。
【００８０】
本実施形態に係るシステムは、空気調和装置１００ごとに冷房運転、暖房運転、送風運転といった運転モードを変更することができる。また、空気調和装置１００ごとに運転モードが異なる場合は、熱源水の送出側で熱回収を行うことができ、冷凍機３００及び補助熱源４００の消費エネルギーを低減させることができる。また、空気調和装置１００は、実施形態１〜５に示したように、ファンコイルユニット１０１を優先的に使用し、可及的に圧縮機５の使用を抑えることで、消費電力を低減させることができる。なお、ポンプ２００の送水量を低下させることによっても消費電力を低減させることができる。したがって、消費電力を低減させ、ＺＥＢ（Zero Energy Building）化を実現し得るシステムとなる。
【００８１】
＜実施形態７＞
図１５は、複数の空気調和装置を含む空気調和システムの一例を示す図である。図１５の例でも、各階に複数の空気調和装置１００を備えている。空気調和装置１００は、実施形態１〜５に示した装置である。また、システムは、ポンプ２００と、蓄熱槽６００と、外気処理機７００と、空冷ヒートポンプチラー８００とを備える。なお、システムは、空気調和装置１００に限らず、放射空調を行う放射パネル９００を備えていてもよい。蓄熱槽６００は、蓄熱のために熱媒体を保持する設備である。外気処理機７００は、外気（ＯＡ：Open Air）を取り入れ、屋内に給気（ＳＡ：Supply Air）を供給する。また、外気処理機７００は、屋内からの還気（ＲＡ：Return Air）の一部を、排気（ＥＡ：Exhaust Air）として放出する。空冷ヒートポンプチラー８００は、ヒートポンプを利用した空冷式
の冷却装置であり、熱源水を冷却する。また、ポンプ２００は、熱源水を複数の空気調和装置１００の各々へ配管を通じて送水する。なお、ポンプ２００は、建物に１台設けられ、すべての空気調和装置１００に熱源水を供給するようにしてもよいし、空気調和装置１００の各々に対して１台接続するようにしてもよい。また、例えば同一の階に設けられる複数の空気調和装置１００のように、一部の空気調和装置１００のグループごとに１台のポンプ２００が接続されていてもよい。
【００８２】
本実施形態に係るシステムは、蓄熱槽６００及び空冷ヒートポンプチラー８００を利用し、熱源水を製造する。例えば夏季は、夜間に空冷ヒートポンプチラー８００を運転させて水温１２℃の熱源水を製造し、蓄熱槽６００に蓄熱する。また、夏季の昼間には、例えば熱源水の温度が２０℃に上がるまで蓄熱槽６００から採熱し、熱源水の温度が２０℃に達した場合は、空冷ヒートポンプチラー８００を運転させ、熱源水の温度を低下させる。また、例えば冬季は、夜間に空冷ヒートポンプチラー８００を運転させて水温３５℃の熱源水を製造し、蓄熱槽６００に蓄熱する。また、冬季の昼間には例えば熱源水の温度が２５℃に下がるまで蓄熱槽６００から採熱し、熱源水の温度が２５℃に達した場合は、空冷ヒートポンプチラー８００を運転させ、熱源水の温度を上昇させる。
【００８３】
本実施形態に係るシステムも、空気調和装置１００ごとに冷房運転、暖房運転、送風運転といった運転モードを変更することができる。よって、空気調和装置１００ごとに運転モードが異なる場合は、熱源水の送出側で熱回収を行うことができ、消費エネルギーを低減させることができる。また、空気調和装置１００は、実施形態１〜５に示したように、ファンコイルユニット１０１を優先的に使用し、可及的に圧縮機５の使用を抑えることで、消費電力を低減させることができる。また、ポンプ２００の送水量を低下させることによっても消費電力を低減させることができる。さらに外気処理機７００を潜熱主体で処理し、空気調和装置１００を顕熱主体で処理し、ファンコイルユニット１０１で顕熱を処理し、ヒートポンプユニット１０２で潜熱を処理することにより、冷凍機の効率を向上させると同時に冷凍機の圧縮機の稼働率とヒートポンプユニット１０２の圧縮機の稼働率を低下させることができる。したがって、消費電力を低減させ、ＺＥＢ（Zero Energy Building）化を実現し得るシステムとなる。
【００８４】
実施形態６及び実施形態７に示したように、冷凍機３００及び補助熱源４００、又は実施形態７の蓄熱槽６００及び空冷ヒートポンプチラー８００のような熱源水の温度調節装置を備える空調システムを提供するようにしてもよい。
【００８５】
＜その他＞
実施形態及び変形例は一例であり、本発明は上述した構成には限定されない。実施形態及び変形例の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。
【００８６】
また、上述した「比例制御」の代わりにＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御のようなフィードバック制御を行うようにしてもよい。
【００８７】
また、図３のＳ１１や、図５のＳ２７等において除湿の要否を判断する際には、室内湿度センサ３２が測定する室内湿度、ファンコイル吹出湿度センサ３３が測定するファンコイルユニット１０１の吹き出し湿度、及び装置吹出湿度センサ３７が測定する空気調和装置１００の吹き出し湿度の少なくともいずれか、またはこれらのうち２以上の組合せを用いるようにしてもよい。
【００８８】
あるいは、室内温度センサ２２と室内湿度センサ３２より算出した露点温度、ファンコイル吹出温度センサ２３とファンコイル吹出湿度センサ３３より算出した露点温度、及び装置吹出温度センサ２７と装置吹出湿度センサ３７より算出した露点温度の少なくともいずれか、またはこれらのうち２以上の組み合わせを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１００  ：空気調和装置
１０１  ：ファンコイルユニット
１      ：ファンコイル側熱交換器
１０２  ：ヒートポンプユニット
２      ：ヒートポンプ側水熱媒熱交換器
３      ：膨張弁
４      ：ヒートポンプ側空気熱媒熱交換器
５      ：圧縮機
６      ：送風ファン
７      ：制御装置
８      ：第２のヒートポンプ側水熱媒熱交換器
９      ：第２の膨張弁
１１    ：切替三方弁
１２    ：四方弁
１３    ：比例二方弁
１４    ：比例三方弁
２１    ：熱源水入口温度センサ
２２    ：室内温度センサ
２３    ：ファンコイル吹出温度センサ
２４    ：熱源水ファンコイル出口温度センサ
２６    ：熱源水出口温度センサ
２７    ：装置吹出温度センサ
２８    ：熱交換器温度センサ
３２    ：室内湿度センサ
３３    ：ファンコイル吹出湿度センサ
３７    ：装置吹出湿度センサ
【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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【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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