(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、外気と熱交換を行なう室外熱交換器と、前記室外熱交換器の低エンタルピー側に接続された第１の調整弁と、前記外気以外の熱源から得た冷熱あるいは温熱を利用する他熱源利用熱交換器と、前記他熱源利用熱交換器の低エンタルピー側に接続された第２の調整弁と、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替える切り替え手段と、室内の空気と熱交換する室内熱交換器と、前記外気の温度を検知する外気温検知手段と、前記熱源から搬送された熱媒体の温度を検知する熱媒体温度検知手段と、前記外気温検知手段の出力と前記熱媒体温度検知手段の出力の少なくともいずれか一方に応じて前記切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記室外熱交換器を単体で利用する接続関係と、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器を並列に接続して運転する接続関係と、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器を直列に接続して運転する接続関係と、前記他熱源利用熱交換器を単体で利用する接続関係と、を含む、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替え可能にすることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記第１の調整弁に接続された配管であって前記室外熱交換器と反対側の配管と前記第２の調整弁に接続された配管であって前記他熱源利用熱交換器と反対側の配管とが合流して、前記室内熱交換器に接続され、
前記室外熱交換器のガス側配管と前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管とが合流して、前記圧縮機の吐出口あるいは吸入口へ接続され、
前記切り替え手段として、前記室外熱交換器のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁と、前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管に配置され開閉を行なう第２の制御弁と、前記室外熱交換器と前記第１の制御弁の間と前記他熱源利用熱交換器と前記第２の調整弁の間を結ぶガス側低エンタルピー側接続配管と、前記ガス側低エンタルピー側接続配管に配置され開閉を行なう第３の制御弁を備え、
前記第１の調整弁と前記第２の調整弁と第１の制御弁と第２の制御弁と第３の制御弁の動作を前記制御手段で制御す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】
前記第１の調整弁に接続された配管であって前記室外熱交換器と反対側の配管と前記第２の調整弁に接続された配管であって前記他熱源利用熱交換器と反対側の配管とが合流して、前記室内熱交換器に接続され、
前記室外熱交換器のガス側配管と前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管とが合流して、前記圧縮機の吐出口あるいは吸入口へ接続され、
前記切り替え手段として、前記室外熱交換器のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁と、前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管に配置され開閉を行なう第２の制御弁と、前記室外熱交換器と前記第１の調整弁の間と前記他熱源利用熱交換器と前記第２の制御弁の間を結ぶ液側高エンタルピー側接続配管と、前記液側高エンタルピー側接続配管に配置され開閉を行なう第４の制御弁を備え、
前記第１の調整弁と前記第２の調整弁と第１の制御弁と第２の制御弁と第４の制御弁の動作を前記制御手段で制御す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４】
前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた差分値が、冷房運転時であれば第１の冷房閾値よりも大きな場合に、暖房運転であれば第１の暖房閾値よりも小さな場合に、前記第１の制御弁を開き、前記第２の制御弁または前記第２の調整弁を閉じ、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第１の調整弁を調整して、前記他熱源利用熱交換器は使用せずに前記室外熱交換器のみを使用し運転することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転であれば前記第１の冷房閾値以下で第２の冷房閾値より大きな場合に、暖房運転であれば前記第１の暖房閾値以上で第２の暖房閾値より小さな場合に、前記第２の制御弁および第３の制御弁を開き、前記第１の制御弁および前記第２の調整弁を閉じて、前記第１の調整弁を調整し、前記室外熱交換器のガス側に前記他熱源利用熱交換器を直列に接続して運転することを特徴とする請求項２に記載の空気調和機。
【請求項６】
前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第１の冷房閾値または前記第２の冷房閾値以下で第３の冷房閾値または第４の冷房閾値よりも大きな場合に、暖房運転であれば前記第１の暖房閾値または前記第２の暖房閾値以上で第３の暖房閾値または第４の暖房閾値よりも小さな場合に、前記第１の制御弁、前記第２の制御弁を開き、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第１の調整弁、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器を並列に接続して運転することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の空気調和機。
【請求項７】
前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第３の冷房閾値以下で前記第４の冷房閾値よりも大きい場合に、暖房運転時であれば前記第３の暖房閾値以上で前記第４の暖房閾値よりも小さい場合に、前記第１の制御弁および第４の制御弁を開き、前記第２の制御弁および前記第１の調整弁を閉じて、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器の液側に前記他熱源利用熱交換器を直列に接続して運転することを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項８】
前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第４の冷房閾値以下の場合に、暖房運転であれば前記第４の暖房閾値以上の場合に、前記第１の制御弁または第１の調整弁を閉じ、前記第２の制御弁を開き、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器は使用せずに前記他熱源利用熱交換器のみを使用し運転することを特徴とする請求項２または請求項３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、冷媒を用いて冷凍サイクルを構成して冷房あるいは暖房を行う空気調和機において、外気を熱源とすると共にその他の熱源を利用して性能向上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いる。その結果、圧縮機や送風機の効率向上や熱交換器の高性能化が図られている。
【０００３】
圧縮機や送風機においては、インバータ化や、モータのロータに高価な希土類の磁石を採用したり、モータ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。
【０００４】
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する傾向にある。その一方で、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。
【０００５】
こうした各要素の高性能化の一方で、太陽熱や地中熱など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。
【０００６】
太陽熱は冷房に利用することはできないが、暖房に用いる場合、装置の設計によっては直接用いるのに十分な温度を得ることができる。また、暖房に直接利用できる温度より低い温度しか得られなくても、蒸発器（吸熱）に用いれば効率の良い暖房を行なうことができる。
【０００７】
太陽熱を暖房に利用する場合では、採熱可能な時間帯と利用したい時間帯が必ずしも一致しないので蓄熱を行なうのが望ましい。
【０００８】
地下１０ｍの地中温度は年間を通して安定（１５℃前後）している。また、地中温度は１〜２ｍの深さでも、冬は１０℃、夏は２５℃程度の温度を維持している。このため、地中熱は、夏は冷房、冬は暖房に利用することが可能である。
【０００９】
例えば地中熱を利用している装置について従来例をあげると、特許文献１に記載の装置では、室外熱交換器と並列に第２熱交換器を設けている。第２熱交換器は、地中に埋設され不凍液で満たされた容器の中に収納されている。外気と地中熱を併用することで、安定した暖房および冷房能力を得るとしている。
【００１０】
つまり、暖房運転時には、圧縮機から吐出された冷媒ガスは室内側熱交換器で凝縮（放熱）し、減圧装置を経たのち、室外側熱交換器および第２熱交換器で蒸発（吸熱）し、再び圧縮機へ吸入される。このように２つの蒸発（吸熱）器を持つことになり、吸熱量が増大し、室内ユニツトからの放熱量（暖房能力）も増大するとしている。一方、冷房運転時は、真夏の外気温よりも地中の温度は低く放熱効果が高いこと、また２つの凝縮器を持つことにより、真夏の外気温が高いときでも大きな冷房能力を得ることができるとしている。
【００１１】
さらに、特許文献２記載の装置は、圧縮機、室内熱交換器、減圧装置、室外熱交換器を環状に接続してなるヒ−トポンプ回路を備えた空気調和機であって、採熱部が地中に埋設され、地上に設けられた放熱部が室外熱交換器の風上に位置するように設けられたヒ−トパイプを備えている。室外熱交換器と、地中から採熱を行うヒ−トパイプを組み合わせることにより、外気及び地中から熱を汲み上げ、寒冷地での暖房能力の低下を防止することができるとしている。
【００１２】
この空気調和機では、室外熱交換器に当てる空気の予熱に地中熱を利用しており、冷媒回路を変更する必要がないのが特徴で、ヒートパイプをブライン循環型の地中熱利用方式に変えれば、冷房運転時にも利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１−１８９４６５号公報
【特許文献２】特開平６−２４１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、地中温度と外気温との関係は常に一定ではなく、地中熱を利用するよりも外気のみと熱交換するほうが有効な場合も存在する。例えば、好天に恵まれた冬の日中に、気温が上昇して地中温度よりも高くなったり、夏の夜間に気温が低下し、地中温度よりも低くなったりすることがある。また、空調負荷と、地中からの採熱量の関係も一定ではない。このため、室外熱交換器と地中熱を利用する熱交換器の理想的な関係は常に同じではない。
【００１５】
太陽熱を蓄熱して利用する場合においても、天候などにより蓄熱量の変化は避けられないし、蓄熱温度も変化していく。このため、室外熱交換器と蓄熱を利用する熱交換器の理想的な関係は常に同じではない。
【００１６】
つまり、従来の技術のように、空気調和機を任意の運転条件に特化して室外熱交換器と地中熱や太陽熱などの他熱源を利用する第２熱交換器の関係を固定すると、特化した条件と異なる運転条件下では他熱源を有効に利用できないという課題があった。
【００１７】
従って本発明は、こうした課題を解決し、外気と他熱源から望ましい採熱あるいは放熱を行なって、使用電力量を低減することのできる空気調和機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、外気と熱交換を行なう室外熱交換器と、前記外気以外の熱源から得た冷熱あるいは温熱を利用する他熱源利用熱交換器と、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替える切り替え手段とを備え、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替え可能にするものである。
【００１９】
これにより、運転条件に応じて、運転効率の良い室外熱交換器と他熱源利用熱交換器の接続関係を選択することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の空気調和機は、前記運転条件に応じて、運転効率の良い室外熱交換器と他熱源利用熱交換器の接続関係を選択することができる。従って、本発明の空気調和機の消費電力を低減し、省エネ性に優れる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１における空気調和機のシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態２における空気調和機のシステム構成図
【図３】本発明の実施の形態３における空気調和機のシステム構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
第１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、外気と熱交換を行なう室外熱交換器と、前記室外熱交換器の低エンタルピー側に接続された第１の調整弁と、前記外気以外の熱源から得た冷熱あるいは温熱を利用する他熱源利用熱交換器と、前記他熱源利用熱交換器の低エンタルピー側に接続された第２の調整弁と、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替える切り替え手段と、室内の空気と熱交換する室内熱交換器と、前記外気の温度を検知する外気温検知手段と、前記熱源から搬送された熱媒体の温度を検知する熱媒体温度検知手段と、前記外気温検知手段の出力と前記熱媒体温度検知手段の出力の少なくともいずれか一方に応じて前記切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を切り替え可能にするものである。
【００２３】
これにより、前記運転条件に応じて、運転効率の良い前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を選択することができる。従って、本発明の空気調和機の消費電力を低減し、省エネ性に優れる装置を提供することができる。
【００２４】
第２の発明は、第１の発明において、前記第１の調整弁に接続された配管であって前記室外熱交換器と反対側の配管と前記第２の調整弁に接続された配管であって前記他熱源利用熱交換器と反対側の配管とが合流して、前記室内熱交換器に接続され、前記室外熱交換器のガス側配管と前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管とが合流して、前記圧縮機の吐出口あるいは吸入口へ接続され、前記切り替え手段として、前記室外熱交換器のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁と、前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管に配置され開閉を行なう第２の制御弁と、前記室外熱交換器と前記第１の制御弁の間と前記他熱源利用熱交換器と前記第２の調整弁の間を結ぶガス側低エンタルピー側接続配管と、前記ガス側低エンタルピー側接続配管に配置され開閉を行なう第３の制御弁を備え、前記第１の調整弁と前記第２の調整弁と第１の制御弁と第２の制御弁と第３の制御弁の動作を前記制御手段で制御するものである。
【００２５】
これにより、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を各々単独か、並列かに加えて、前記他熱源利用熱交換器が前記室外熱交換器のガス側に直列に接続配置することができる。従って、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係の選択肢が増え、特に暖房運転において本発明の空気調和機のさらに消費電力を低減し、より省エネ性に優れる装置を提供することができる。
【００２６】
第３の発明は、第１の発明において、前記第１の調整弁に接続された配管であって前記室外熱交換器と反対側の配管と前記第２の調整弁に接続された配管であって前記他熱源利用熱交換器と反対側の配管とが合流して、前記室内熱交換器に接続され、前記室外熱交換器のガス側配管と前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管とが合流して、前記圧縮機の吐出口あるいは吸入口へ接続され、前記切り替え手段として、前記室外熱交換器のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁と、前記他熱源利用熱交換器の高エンタルピー側配管に配置され開閉を行なう第２の制御弁と、前記室外熱交換器と前記第１の調整弁の間と前記他熱源利用熱交換器と前記第２の制御弁の間を結ぶ液側高エンタルピー側接続配管と、前記液側高エンタルピー側接続配管に配置され開閉を行なう第４の制御弁を備え、前記第１の調整弁と前記第２の調整弁と第１の制御弁と第２の制御弁と第４の制御弁の動作を前記制御手段で制御するものである。
【００２７】
これにより、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係を各々単独か、並列かに加えて、前記他熱源利用熱交換器が前記室外熱交換器の液側に直列に接続配置することができる。従って、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器の接続関係の選択肢が増え、特に冷房運転において、本発明の空気調和機のさらに消費電力を低減し、より省エネ性に優れる装置を提供することができる。
【００２８】
第４の発明は、第２の発明あるいは第３の発明において、前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた差分値が、冷房運転時であれば第１の冷房閾値よりも大きな場合に、暖房運転であれば第１の暖房閾値よりも小さな場合に、前記第１の制御弁を開き、前記第２の制御弁または前記第２の調整弁を閉じ、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第１の調整弁を調整して、前記他熱源利用熱交換器は使用せずに前記室外熱交換器のみを使用し運転するものである。
【００２９】
これにより、該当運転条件時に適した熱源利用を行なうことができる。従って、該当運転条件時に最も省エネ性に優れた運転を行なうことができる。
【００３０】
第５の発明は、第２の発明の発明において、前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転であれば前記第１の冷房閾値以下で第２の冷房閾値より大きな場合に、暖房運転であれば前記第１の暖房閾値以上で第２の暖房閾値より小さな場合に、前記第２の制御弁および第３の制御弁を開き、前記第１の制御弁および前記第２の調整弁を閉じて、前記第１の調整弁を調整し、前記室外熱交換器のガス側に前記他熱源利用熱交換器を直列に接続して運転するものである。
【００３１】
これにより、該当運転条件時に適した熱源利用を行なうことができる。従って、該当運転条件時に最も省エネ性に優れた装置を提供することができる。
【００３２】
第６の発明は、第２の発明あるいは第３の発明において、前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第１の冷房閾値または前記第２の冷房閾値以下で第３の冷房閾値または第４の冷房閾値よりも大きな場合に、暖房運転であれば前記第１の暖房閾値または前記第２の暖房閾値以上で第３の暖房閾値または第４の暖房閾値よりも小さな場合に、前記第１の制御弁、前記第２の制御弁を開き、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第１の調整弁、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器と前記他熱源利用熱交換器を並列に接続して運転するものである。
【００３３】
これにより、該当運転条件時に適した熱源利用を行なうことができる。従って、該当運転条件時に最も省エネ性に優れた装置を提供することができる。
【００３４】
第７の発明は、第３の発明の発明において、前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第３の冷房閾値以下で前記第４の冷房閾値よりも大きい場合に、暖房運転時であれば前記第３の暖房閾値以上で前記第４の暖房閾値よりも小さい場合に、前記第１の制御弁および第４の制御弁を開き、前記第２の制御弁および前記第１の調整弁を閉じて、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器の液側に前記他熱源利用熱交換器を直列に接続して運転するものである。
【００３５】
これにより、該当運転条件時に適した熱源利用を行なうことができる。従って、該当運転条件時に最も省エネ性に優れた装置を提供することができる。
【００３６】
第８の発明は、第２の発明あるいは第３の発明において、前記熱媒体温度検知手段の出力値から前記外気温検知手段の出力値を引いた前記差分値が、冷房運転時であれば前記第４の冷房閾値以下の場合に、暖房運転であれば前記第４の暖房閾値以上の場合に、前記第１の制御弁または第１の調整弁を閉じ、前記第２の制御弁を開き、前記第３の制御弁または前記第４の制御弁を閉じ、前記第２の調整弁を調整し、前記室外熱交換器は使用せずに前記他熱源利用熱交換器のみを使用し運転するものである。
【００３７】
これにより、該当運転条件時に適した熱源利用を行なうことができる。従って、該当運転条件時に最も省エネ性に優れた運転を行なうことができる。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。なお、図１では、四方弁６は冷房運転の場合の状態を示している。
【００４０】
図１に示すように、本実施の形態１における空気調和機は、室内熱交換器２、室内送風機３などを備えた室内機１と、圧縮機５、四方弁６、室外熱交換器７、室外ファン８、第１の調整弁である第１膨張弁１０などを備えた室外機４が配管、通信線などで接続されている。そして、圧縮機５、四方弁６、室外熱交換器７、第１膨張弁１０、室内熱交換器２を順に配管で接続し、冷凍サイクル回路を構成している。この冷凍サイクル回路を、冷凍サイクルあるいはヒートポンプサイクルとして作用させ、空気調和機は冷房運転あるいは暖房運転を行なうことができる。
【００４１】
冷房運転の場合には、図１に示すように、四方弁６は、圧縮機５の吐出側と室外熱交換器７とを連通させるとともに、圧縮機５の吸入側と室内熱交換器２とを連通されるように切替えられる。つまり、冷房運転の場合には、冷媒は圧縮機５から吐出されると、四方弁６、室外熱交換器７、第１膨張弁１０、室内熱交換器２と流れ、四方弁６を経て圧縮機５に戻る。
【００４２】
一方、暖房運転の場合には、四方弁６は、圧縮機５の吸入側と室外熱交換器７とを連通させるとともに、圧縮機５の吐出側と室内熱交換器２とを連通されるように切替えられる。つまり、暖房運転の場合には、冷媒は圧縮機５から吐出されると、四方弁６、室内熱交換器２、第１膨張弁１０、室外熱交換器７と流れ、四方弁６を経て圧縮機５に戻る。
【００４３】
冷凍サイクル回路において、第１膨張弁１０は、室外熱交換器７の液側配管側（低エンタルピー側）、つまり、冷房運転時には出口側、暖房運転時には入口側となる側に設けられている。
【００４４】
さらに、外気以外の熱源（例えば、地中熱）から得た冷熱あるいは温熱を利用するため室外機４には、他熱源利用熱交換器９と、第２の調整弁である第２膨張弁１１を備えている。冷凍サイクル回路において、他熱源利用熱交換器９の一端は、四方弁６と室外熱交換器７との間に接続されており、他端は、第１膨張弁１０と室内熱交換器２との間に接続されている。他熱源利用熱交換器９には、ポンプ１７によって熱媒体であるブラインが地中熱熱源１８へ送られ地熱を回収して運ばれてくる。
【００４５】
第２膨張弁１１は、他熱源利用熱交換器９の低エンタルピー側、つまり、冷房運転時には出口側、暖房運転時には入口側となる側に設けられている。
【００４６】
本実施の形態１における空気調和機は、室外熱交換器７に流入する空気の温度を検知する外気温センサ１６と、他熱源利用熱交換器９に流入する熱媒体の温度を検知する熱媒体温度センサ１９とを備えている。
【００４７】
さらに、冷凍サイクル回路は、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の接続関係を切り替える切り替え手段を備えている。切り替え手段として、室外熱交換器７のガス側配管（四方弁６が接続された側の配管）に配置され開閉を行なう第１の制御弁である外熱交開閉弁１２と、他熱源利用熱交換器９の高エンタルピー側（四方弁６が接続された側）に配置され開閉を行なう第２の制御弁である他熱源熱交開閉弁１３と、室外熱交換器７と第１膨張弁１０の間と、他熱源利用熱交換器９と他熱源熱交開閉弁１３の間とを接続する液側高エンタルピー側接続配管２０と、液側高エンタルピー側接続配管２０に配置され開閉を行なう第４の制御弁である液ガス開閉弁１４とが備えられている。
【００４８】
また、本実施の形態１における空気調和機は、外気温センサ１６、熱媒体温度センサ１９の出力などに応じて、圧縮機５の回転数、四方弁６の切り替え、室内送風機３の回転数、室外ファン８の回転数、第１膨張弁１０や第２膨張弁１１の開度、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、液ガス開閉弁１４の開閉状態などを調整する制御装置１５を備えている。
【００４９】
第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、液ガス開閉弁１４は、外気温センサ１６および熱媒体温度センサ１９の出力と、圧縮機５の回転数などの運転条件に応じて制御装置１５により制御され、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の接続状態を最適に設定する。
【００５０】
つまり、本実施の形態１の空気調和機は、外気温センサ１６および熱媒体温度センサ１９の出力と圧縮機５の回転数などの運転条件に応じて、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の接続状態を適切に切り替えることで、他熱源を有効に利用することができ、消費電力を低減し、省エネ性に優れる装置となっている。
【００５１】
本実施の形態１においては、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、液ガス開閉弁１４の開閉は、熱媒体温度センサ１９の出力値Ｔｔと外気温センサ１６の出力値Ｔａの差分ΔＴに応じて、（表１）、（表２）の様に動作し、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の接続状態を最適に設定する。
【００５２】
【表１】
0006528078.tif 000002
【００５３】
【表２】
0006528078.tif 000003
【００５４】
（表１）は冷房運転時の各弁の開閉を「○」、「×」で示している。「○」は最左欄に示した弁を開状態とすることを示す、「×」は当該弁を閉状態とすることを示している。なお、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１については、「○」で示す開状態に、全開状態以外に、減圧するのに適切な開度である状態を含むものとする。
【００５５】
（表１）において、第１の冷房閾値であるΔＴｃ１は冷房運転時に室外熱交換器７を単独で使用するか否かを判断する閾値、第３の冷房閾値であるΔＴｃ３は室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を並列に使用するか、他熱源利用熱交換器９を液側に直列に使用するかを判断する閾値、第４の冷房閾値であるΔＴｃ４は他熱源利用熱交換器９を単独で使用するか否かを判断する閾値である。なお、ΔＴｃ４＜ΔＴｃ３＜ΔＴｃ１である。
【００５６】
本実施の形態１では、ΔＴがΔＴｃ３を境に、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９が並列接続か、他熱源利用熱交換器９が下流となる直列接続かを切換える。
【００５７】
まず、冷房運転の場合で、ΔＴｃ１≦ΔＴの場合には、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２を開状態とし、液ガス開閉弁１４、第２膨張弁１１、他熱源熱交開閉弁１３を閉状態とする。第１膨張弁１０は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、圧縮機５から吐出された冷媒は、室外熱交換器７には流れ、他熱源利用熱交換器９には流れることがない。室外熱交換器７を出た冷媒は第１膨張弁１０によって、減圧される。なお、第２膨張弁１１は弁を流れる冷媒を完全に閉止できる膨張弁であることが望ましい。
【００５８】
一般的に、冷房運転の場合、地中熱熱源１８から送られてきたブラインの温度が、外気温よりも高ければ地中熱を利用することに大きなメリットはない。しかし、実際のところ室外熱交換器７のみ使用すれば凝縮温度は必然的に外気温Ｔａよりも高くなる。ここで、ブライン温度が外気温Ｔａよりは高いが、室外熱交換器７のみ使用時の凝縮温度よりも低ければ、他熱源利用熱交換器９を利用することに一定の価値がある。
【００５９】
従って、ΔＴｃ１は０よりも大きな値が妥当であり、圧縮機５の回転数が高いほど大きくなる傾向がある。逆に、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率を見た場合、室外熱交換器７が優位であれば、ΔＴｃ１は小さくなる傾向がある。
【００６０】
ΔＴｃ３≦ΔＴ＜ΔＴｃ１の場合には、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３を開状態とし、液ガス開閉弁１４を閉状態とする。第１膨張弁１０、第２膨張弁１１は、それぞれを通過する冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、圧縮機５から吐出された冷媒は、室外熱交換器７と他熱源利用熱
交換器９とに、並列に流れる。室外熱交換器７を出た冷媒は第１膨張弁１０によって、他熱源利用熱交換器９を出た冷媒は第２膨張弁１１によって、それぞれ減圧される。
【００６１】
地中熱熱源１８から送られてきたブラインの温度が、外気温と同様の温度（つまりΔＴがΔＴｃ１以下）であれば、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９は並列に使用するのが望ましい。外気温とブラインに温度差が無いため、凝縮出口の到達温度（凝縮後の温度）は大きく変わらないためである。
【００６２】
次に、ΔＴｃ４≦ΔＴ＜ΔＴｃ３の場合には、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、液ガス開閉弁１４を開状態とし、第１膨張弁１０、他熱源熱交開閉弁１３を閉状態とする。第２膨張弁１１は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、圧縮機５から吐出された冷媒は、室外熱交換器７を流れた後、他熱源利用熱交換器９に流れる。他熱源利用熱交換器９を出た冷媒は第２膨張弁１１によって減圧される。なお、第１膨張弁１０は弁を流れる冷媒を完全に閉止できる膨張弁であることが望ましい。
【００６３】
ブライン温度が外気温よりも低くなると、凝縮出口の到達温度を下げることができるので、他熱源利用熱交換器９を下流に配置するのが望ましい。特に、熱交換能力に余力があり、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９は並列に使用する効果が減じてくる圧縮機５の回転数が低い場合、直列にしたほうが凝縮出口の到達温度を下げることができ、効果的である。
【００６４】
従って、圧縮機５の回転数が低くなるほど早めに切換える、つまり閾値ΔＴｃ３は大きめになるよう設定するのが良い。逆に、圧縮機５の回転数が高い場合は、凝縮温度を下げる効果が大きくなるので、ΔＴｃ３は小さめにして凝縮温度を下げる効果を狙うのが良い。さらに、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率が、室外熱交換器７優位であれば他熱源利用熱交換器９による凝縮温度を下げる効果が少なくなるので、凝縮出口温度の低下を狙ってΔＴｃ３は大きくするのが良い。
【００６５】
そして、ΔＴ＜ΔＴｃ４の場合には、第２膨張弁１１、他熱源熱交開閉弁１３を開状態とし、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２、液ガス開閉弁１４を閉状態とする。第２膨張弁１１は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、圧縮機５から吐出された冷媒は、他熱源利用熱交換器９には流れ、室外熱交換器７には流れることがない。他熱源利用熱交換器９を出た冷媒は第２膨張弁１１によって、減圧される。
【００６６】
ブライン温度がさらに低下して、ΔＴがΔＴｃ４よりも小さくなると地中熱熱源１８だけを使用するのが望ましくなる。このとき、圧縮機５の回転数が高くなるほど大きな温度差が必要となり、ΔＴｃ４は小さくなる。また、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率が、室外熱交換器７優位であるほど、他熱源利用熱交換器９の能力を上げるためΔＴｃ４は小さくしなければならない。
【００６７】
（表２）は暖房運転時の各弁の開閉を示している。（表１）と同様に、第１の暖房閾値であるΔＴｈ１は暖房運転時に室外熱交換器７を単独で使用するか否かを判断する閾値、第３の暖房閾値であるΔＴｈ３は室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を並列に使用するか、他熱源利用熱交換器９を液側に直列に使用するかを判断する閾値、第４の暖房閾値であるΔＴｈ４は他熱源利用熱交換器９を単独で使用するか否かを判断する閾値である。なお、ΔＴｈ１＜ΔＴｈ３＜ΔＴｈ４である。
【００６８】
まず、暖房運転の場合で、ΔＴ＜ΔＴｈ１の場合には、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２を開状態とし、液ガス開閉弁１４、第２膨張弁１１、他熱源熱交開閉弁１３を閉状態とする。第１膨張弁１０は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、
室内熱交換器２を出た冷媒は、第１膨張弁１０で減圧された後、室外熱交換器７には流れ、他熱源利用熱交換器９には流れることがない。
【００６９】
一般的に、暖房運転の場合、地中熱熱源１８から送られてきたブラインの温度が、外気温よりも低ければ地中熱を利用することに大きなメリットはない。しかし、実際のところ室外熱交換器７のみ使用すれば蒸発温度は必然的に外気温Ｔａよりも低くなる。ここで、ブライン温度が外気温Ｔａよりは低いが、室外熱交換器７のみ使用時の蒸発温度よりも高ければ、他熱源利用熱交換器９を利用することに一定の価値がある。
【００７０】
従って、ΔＴｈ１は０よりも小さな値が妥当であり、圧縮機５の回転数が高いほど小さくなる傾向がある。逆に、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率が、室外熱交換器７優位であれば、地中熱熱源１８の熱が多く利用できる条件になってから他熱源利用熱交換器９を利用することになり、ΔＴｈ１は大きくなる傾向がある。
【００７１】
ΔＴｈ１≦ΔＴ＜ΔＴｈ３の場合には、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３を開状態とし、液ガス開閉弁１４を閉状態とする。第１膨張弁１０、第２膨張弁１１は、それぞれを通過する冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第１膨張弁１０で減圧された後、室外熱交換器７に流入する流れと、第１膨張弁１０で減圧された後、他熱源利用熱交換器９に流入する流れとに、並列に流れる。
【００７２】
地中熱熱源１８から送られてきたブラインの温度が、外気温と同様の温度（つまりΔＴがΔＴｈ１以下）であれば、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９は並列に使用するのが望ましい。外気温とブラインに温度差が無く、蒸発の到達温度は変わらないためである。
【００７３】
次に、ΔＴｈ３≦ΔＴ＜ΔＴｈ４の場合には、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、液ガス開閉弁１４を開状態とし、第１膨張弁１０、他熱源熱交開閉弁１３を閉状態とする。第２膨張弁１１は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第２膨張弁１１によって減圧された後、他熱源利用熱交換器９を流れた後、室外熱交換器７に流れる。
【００７４】
本実施の形態１では、暖房運転時、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９は並列に使用するか他熱源利用熱交換器９を上流に配置した直列での使用となる。
【００７５】
他熱源利用熱交換器９を上流に配置した直列で効果が出るのは、ブライン温度が外気温よりも高くなってからで、このとき膨張弁は、第２膨張弁１１の１つを制御することになり、絞りの調整が容易となり最適な絞り設定で運転できる。並列の場合には、第１膨張弁１０と第２膨張弁１１の両方を調整することになり、それぞれが最適となるよう制御することは難度が高い。
【００７６】
そしてこのとき、圧縮機５の回転数が高いほど蒸発温度は低下するので、ΔＴが小さくても効果が得られるようになるので閾値ΔＴｈ３は小さくなり、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率が、室外熱交換器７優位であれば他熱源利用熱交換器９での蒸発温度上昇による能力低下の影響が小さく、閾値ΔＴｈ３は大きくなる。
【００７７】
そして、ΔＴｈ４≦ΔＴの場合には、第２膨張弁１１、他熱源熱交開閉弁１３を開状態とし、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２、液ガス開閉弁１４を閉状態とする。第２膨張弁１１は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第２膨張弁１１によって減圧された後、他熱源利用熱交換器９に流れ、室外
熱交換器７に流れることはない。
【００７８】
ブライン温度がさらに上昇して、ΔＴがΔＴｈ４よりも大きくなると地中熱熱源１８だけを使用するのが望ましくなる。圧縮機５の回転数が高くなるほど大きな能力が必要となりΔＴｈ４は大きくなる。また、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の能力比率が、室外熱交換器７優位であるほど他熱源利用熱交換器９の能力増が必要となり、ΔＴｃ４は大きくなる傾向を有している。
【００７９】
本実施の形態１においては、切り替え手段は、室外熱交換器７のガス側配管に配置され開閉を行なう外熱交開閉弁１２と、他熱源利用熱交換器９の高エンタルピー側に配置され開閉を行なう他熱源熱交開閉弁１３と、室外熱交換器７と第１膨張弁１０の間と、他熱源利用熱交換器９と他熱源熱交開閉弁１３の間とを結ぶ液側高エンタルピー側接続配管２０に配置され開閉を行なう液ガス開閉弁１４で構成されている。この切り替え手段によって、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９をそれぞれ単独で使用するか、並列で使用するか、室外熱交換器７の液側に他熱源利用熱交換器９が直列に配置されるかを選択することができる。
【００８０】
そして、室外熱交換器７の液側に他熱源利用熱交換器９が直列に配置された際、特に冷房運転時に大きな効果を発揮し、本発明の空気調和機の消費電力を低減し、省エネ性に優れた装置を提供することができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態１は、（表１）、（表２）に従い制御を行なうことで、該当運転条件時に適した熱源利用を行ない、省エネ性に優れた装置を適切に運転することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態１の空気調和機においては他熱源として地中熱を使用したが、河川水や、太陽熱、雪室などの蓄熱、冷凍機やヒートポンプの排熱などを利用してもかまわない。また、冷凍サイクル回路に封入する冷媒は特に種類を問わず効果を得ることができる。
【００８３】
（実施の形態２）
図１は、本発明の実施の形態２における空気調和機の構成図を示すものである。なお、図２では、四方弁６は暖房運転の場合の状態を示している。
【００８４】
本実施の形態２の空気調和機は、図２に示すように、実施の形態１と同様、室内熱交換器２、室内送風機３を備えた室内機１と、圧縮機５、四方弁６、室外熱交換器７、室外ファン８、第１の調整弁である第１膨張弁１０を備えた室外機４を接続し、冷凍サイクルあるいはヒートポンプサイクルを構成し、冷房運転あるいは暖房運転を行なう。
【００８５】
図２においては、四方弁６は暖房運転の状態となっており、圧縮機５から吐出された冷媒は、四方弁６を経て室内熱交換器２へ流れ放熱した後、室外機４へ戻ってくる。
【００８６】
さらに、外気以外の熱源から得た冷熱あるいは温熱を利用するため室外機４には、他熱源利用熱交換器９と、第２の調整弁である第２膨張弁１１とを備えており、他熱源利用熱交換器９には、ポンプ１７によって熱媒体であるブラインが地中熱熱源１８へ送られ地熱を回収して運ばれてくる。
【００８７】
制御装置２１は、外気温センサ１６および熱媒体温度センサ１９の出力と圧縮機５の回転数などの運転条件に応じて切り替え手段を制御し、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を、運転状況に応じて適した接続状態にする。
【００８８】
従って、本発明の空気調和機は、他熱源を有効に利用することができるので、消費電力を低減し、省エネ性に優れる装置を提供できる。
【００８９】
本実施の形態２の空気調和機においては、切り替え手段は、室外熱交換器７のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁である外熱交開閉弁１２と、他熱源利用熱交換器９の高エンタルピー側に配置され開閉を行なう第２の制御弁である他熱源熱交開閉弁１３と、室外熱交換器７と外熱交開閉弁１２の間と、他熱源利用熱交換器９と第２膨張弁１１の間とを結ぶガス側低エンタルピー側接続配管２３と、ガス側低エンタルピー側接続配管２３に配置され開閉を行なう第３の制御弁であるガス液開閉弁２２で構成されている。
【００９０】
第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、ガス液開閉弁２２は、制御装置２１によって制御され、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の使用状態を最適に設定する。
【００９１】
本実施の形態２においては、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、ガス液開閉弁２２の開閉は、熱媒体温度センサ１９の出力値Ｔｔと外気温センサ１６の出力値Ｔａの差分ΔＴに応じて、（表３）、（表４）の様に動作し、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の使用状態を最適に設定する。
【００９２】
【表３】
0006528078.tif 000004
【００９３】
【表４】
0006528078.tif 000005
【００９４】
（表３）は暖房運転時、（表４）は冷房運転時における各弁の開閉を示している。
【００９５】
（表３）において、第２の暖房閾値であるΔＴｈ２は室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を並列に使用するか、他熱源利用熱交換器９をガス側に直列に配置するかを判断する閾値であり、（表４）において、第２の冷房閾値であるΔＴｃ２は室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を並列に使用するか、他熱源利用熱交換器９をガス側に直列に配置するかを判断する閾値である。
【００９６】
その他のΔＴｃ１、ΔＴｃ４、ΔＴｈ１、ΔＴｈ４など、室外熱交換器７、他熱源利用熱交換器９を単独で用いる場合の判断条件は、実施の形態１と同様である。
【００９７】
まず、暖房運転の場合で、ΔＴ＜ΔＴｈ１の場合には、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２を開状態とし、第２膨張弁１１、他熱源熱交開閉弁１３、ガス液開閉弁２２を閉状態とする。第１膨張弁１０は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第１膨張弁１０で減圧された後、室外熱交換器７には流れ、他熱源利用熱交換器９には流れることがない。
【００９８】
つまり、暖房運転において、地中熱熱源１８から得られるブライン温度Ｔｔが冷媒の蒸発温度がよりも小さな状態では、室外熱交換器７を単独で使用する。
【００９９】
ブライン温度Ｔｔと冷媒の蒸発温度の差が、その状態から大きくなっていって、ΔＴがΔＴｈ１以上となると室外熱交換器７の下流に配置されても冷媒を過熱することが可能になる。
【０１００】
通常、室外熱交換器７は、性能向上の観点からガス側が多パスになるよう設計されている。要求能力が大きく、圧縮機５の回転数が高くて冷媒循環量が多い状態では、各パスのバランスを取ることが容易であるが、圧縮機５の回転数が低く冷媒循環量が少ない状態では重力の影響などを受け、各パスのバランスを取ることが難しくなってくる。
【０１０１】
圧縮機５の性能を最適にするためには、吸入冷媒の乾き具合を適切に調整しなければならないが、パスのバランスが悪い状態で吸入冷媒の乾き具合を適切に調整すると、性能の悪いパスに合わせて絞りが設定されてしまうので、性能の良いパスは本来の性能を発揮することができず、全体として室外熱交換器７は性能を悪化させてしまうことになる。
【０１０２】
そこで、ブライン温度Ｔｔが冷媒の蒸発温度がよりも高くなったときに、他熱源利用熱交換器９を室外熱交換器７の下流に配置し、他熱源利用熱交換器９で吸入冷媒の乾き具合を適切に調整するよう制御を行なうと、室外熱交換器７を十分に活用することができるようになり、空気調和機の運転性能が向上する。
【０１０３】
つまり、ΔＴｈ１≦ΔＴ＜ΔＴｈ２の場合には、第１膨張弁１０、他熱源熱交開閉弁１３、ガス液開閉弁２２を開状態とし、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２を閉状態とする。第１膨張弁１０は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第１膨張弁１０によって減圧された後、室外熱交換器７を流れた後、他熱源利用熱交換器９に流れる。
【０１０４】
この配置では、他熱源利用熱交換器９の能力比率が小さくても大きな効果を挙げることが可能である。
【０１０５】
ΔＴがさらに大きくなってΔＴｈ２以上となると、他熱源利用熱交換器９で大きな能力を賄えるようになってくると、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９を並列に用い、蒸
発温度を上昇させるのが効果的である。
【０１０６】
つまり、ΔＴｈ２≦ΔＴ＜ΔＴｈ４の場合には、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３を開状態とし、ガス液開閉弁２２を閉状態とする。第１膨張弁１０、第２膨張弁１１は、それぞれを通過する冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第１膨張弁１０で減圧された後、室外熱交換器７に流入する流れと、第１膨張弁１０で減圧された後、他熱源利用熱交換器９に流入する流れとに、並列に流れる。
【０１０７】
さらにまたΔＴが大きくなってΔＴｈ４以上となると、他熱源利用熱交換器９の能力が大きくなって、他熱源利用熱交換器９のみ使用するのが望ましくなる。
【０１０８】
つまり、ΔＴｈ４≦ΔＴの場合には、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２を開状態とし、第１膨張弁１０、他熱源熱交開閉弁１３、ガス液開閉弁２２を閉状態とする。第２膨張弁１１は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。これによって、室内熱交換器２を出た冷媒は、第２膨張弁１１によって減圧された後、他熱源利用熱交換器９に流れ、室外熱交換器７に流れることはない。
【０１０９】
以上説明したように、本実施の形態２では、（表３）に有るように、ΔＴがΔＴｈ１以上ΔＴｈ２未満の時には、ガス液開閉弁２２、他熱源熱交開閉弁１３を開き、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２を閉じて、他熱源利用熱交換器９が室外熱交換器７の下流になるよう直列に接続する。ΔＴがΔＴｈ２以上ΔＴｈ４未満の時には、ガス液開閉弁２２を閉じて、室外熱交換器７並列と他熱源利用熱交換器が９を並列に接続する。ΔＴｈ４以上の場合には、外熱交開閉弁１２、第１膨張弁１０、ガス液開閉弁２２を閉じ、他熱源利用熱交換器９のみ使用する。
【０１１０】
冷房運転においては（表４）に示すように、ΔＴｃ２以上ΔＴｃ１未満のときに、ガス液開閉弁２２、他熱源熱交開閉弁１３を開き、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２を閉じて、他熱源利用熱交換器９が室外熱交換器７の上流になるよう直列に接続する。第１膨張弁１０は冷媒を減圧するのに適切な開度に調整される。このとき、他熱源利用熱交換器９は冷媒の過熱領域の熱を放熱するために使用される。
【０１１１】
ΔＴがΔＴｃ４以上ΔＴｃ２未満のときに、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３を開き、ガス液開閉弁２２を閉じ、室外熱交換器７並列と他熱源利用熱交換器が９を並列に接続する。第１膨張弁１０、第２膨張弁１１は、それぞれを通過する冷媒を減圧するのに適切な開度に調整する。
【０１１２】
ΔＴがΔＴｃ４未満のときに、他熱源熱交開閉弁１３を開き、第１膨張弁１０、外熱交開閉弁１２、ガス液開閉弁２２を閉じ、第２膨張弁１１を冷媒を減圧するのに適切な開度に調整し、他熱源利用熱交換器９のみ使用する。
【０１１３】
実施の形態１と本実施の形態２の違いは、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９が直列接続となった場合の位置関係が逆になる点である。実施の形態１では、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９が直列なった場合、他熱源利用熱交換器９が液側になり、冷房運転では他熱源利用熱交換器９が下流に、暖房運転では他熱源利用熱交換器９が上流になる。一方、本実施の形態２では、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９が直列なった場合、他熱源利用熱交換器９がガス側になり、冷房運転では他熱源利用熱交換器９が上流に、暖房運転では他熱源利用熱交換器９が下流になる。
【０１１４】
そしてその際に、実施の形態１では冷房運転時の直列配置の効果が大きくのに対し、本
実施の形態２では、暖房運転時の直列配置の効果が大きい。その他の運転時ではサイクルの構成がまったく同じとなるので、効果についても同じである。
【０１１５】
本実施の形態２においては、切り替え手段は、室外熱交換器７のガス側配管に配置され開閉を行なう外熱交開閉弁１２と、他熱源利用熱交換器９の高エンタルピー側に配置され開閉を行なう他熱源熱交開閉弁１３と、室外熱交換器７と外熱交開閉弁１２の間と、他熱源利用熱交換器９と第２膨張弁１１の間とを結ぶガス側低エンタルピー側接続配管２３に配置され開閉を行なうガス液開閉弁２２で構成されている。この切り替え手段によって、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９をそれぞれ単独で使用するか、並列で使用するか、室外熱交換器７のガス側に他熱源利用熱交換器９が直列に配置されるかを選択することができる。
【０１１６】
そして、特に暖房運転時に大きな効果を発揮し、本発明の空気調和機の消費電力を低減し、省エネ性に優れた装置を提供することができる。
【０１１７】
さらに、実施の形態２は、（表３）、（表４）に従い制御を行なうことで、該当運転条件時に適した熱源利用を行ない、省エネ性に優れた装置を適切に運転することができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態２の空気調和機においては、他熱源として地中熱を使用したが、河川水や、太陽熱、雪室などの蓄熱、冷凍機やヒートポンプの排熱などを利用してもかまわない。また、冷凍サイクル回路に封入する冷媒は特に種類を問わず効果を得ることができる。
【０１１９】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における空気調和機の構成図を示すものである。なお、図３では、四方弁６は冷房運転の場合の状態を示している。
【０１２０】
本実施の形態３は、図３に示すように、実施の形態１、実施の形態２の両方の構成を備えている。
【０１２１】
本実施の形態３の空気調和機において切り替え手段は、室外熱交換器７のガス側配管に配置され開閉を行なう第１の制御弁である外熱交開閉弁１２と、他熱源利用熱交換器９の高エンタルピー側に配置され開閉を行なう第２の制御弁である他熱源熱交開閉弁１３と、室外熱交換器７と第１膨張弁１０の間と、他熱源利用熱交換器９と他熱源熱交開閉弁１３の間とを結ぶ液側高エンタルピー側接続配管２０と、液側高エンタルピー側接続配管２０に配置され開閉を行なう第４の制御弁である液ガス開閉弁１４、室外熱交換器７と外熱交開閉弁１２の間と、他熱源利用熱交換器９と第２膨張弁１１の間とを結ぶガス側低エンタルピー側接続配管２３と、ガス側低エンタルピー側接続配管２３に配置され開閉を行なう第４の制御弁であるガス液開閉弁２２で構成されている。
【０１２２】
第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、液ガス開閉弁１４、ガス液開閉弁２２は、制御装置２４によって制御され、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の使用状態を最適に設定する。
【０１２３】
本実施の形態３においては、実施の形態１、実施の形態２と同様に、第１膨張弁１０、第２膨張弁１１、外熱交開閉弁１２、他熱源熱交開閉弁１３、液ガス開閉弁１４、ガス液開閉弁２２の開閉は、熱媒体温度センサ１９の出力値Ｔｔと外気温センサ１６の出力値Ｔａの差分ΔＴに応じて、（表５）、（表６）の様に動作し、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９の使用状態を最適に設定する。
【０１２４】
【表５】
0006528078.tif 000006
【０１２５】
【表６】
0006528078.tif 000007
【０１２６】
ΔＴｃ１、ΔＴｃ２、ΔＴｃ３、ΔＴｃ４、ΔＴｈ１、ΔＴｈ２、ΔＴｈ３、ΔＴｈ４などの条件は、実施の形態１、実施の形態２と同様である。
【０１２７】
本実施の形態３では、室外熱交換器７と他熱源利用熱交換器９が直列となる場合、室外熱交換器７に対して他熱源利用熱交換器９が上流にも下流にも（ガス側にも液側にも）配置できるので、冷房運転であっても暖房運転であっても効果の大きな配置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
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、セパレート型のショーケース、冷蔵庫などに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】
【０１２９】
１  室内機
２  室内熱交換器
３  室内送風機
４  室外機
５  圧縮機
６  四方弁
７  室外熱交換器
８  室外ファン
９  他熱源利用熱交換器
１０  第１膨張弁
１１  第２膨張弁
１２  外熱交開閉弁
１３  他熱源熱交開閉弁
１４  液ガス開閉弁
１５、２１、２４  制御装置
１６  外気温センサ
１７  ポンプ
１８  地中熱熱源
１９  熱媒体温度センサ
２０  液側高エンタルピー側接続配管
２２  ガス液開閉弁
２３  ガス側低エンタルピー側接続配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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