(57)【要約】【課題】熱源水を利用した空気調和機において、冷房効率および暖房効率を向上できる空気調和機を提供すること。【解決手段】通風方向に重合しないよう設けられ、室内空気と熱交換する第１ファンコイル５３及び第２ファンコイル５４と、第１ファンコイル及び第２ファンコイルに室内空気を吸込み、熱交換後の空気を室内に吹出す第１、第２ファン５２ａ、５２ｂと、圧縮機１、第１冷媒／水熱交換器５、流量調整弁７、第２冷媒／水熱交換器９を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、熱源水を第２冷媒／水熱交換器に通して第１ファンコイルに導き、この第１ファンコイルから流出する水を第１冷媒／水熱交換器に通して排出すると共に、上記熱源水の一部を上記第２ファンコイルに導き、この第２ファンコイルから流出する水を第１ファンコイルから第１冷媒／水熱交換器に向かう水の流れに合流させる水循環手段と、空調負荷に応じて冷凍サイクルの運転・停止を制御する制御部とを具備する。【選択図】      図３
2005098587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風方向に互いに重合しない位置に設けられ、室内空気と熱交換する第１熱交換器および第２熱交換器と、
上記第１熱交換器および第２熱交換器に室内空気を吸込み、熱交換後の空気を室内に吹出す送風機と、
圧縮機、第１冷媒／水熱交換器、流量調整弁、第２冷媒／水熱交換器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
熱源水を上記第２冷媒／水熱交換器に通して上記第１熱交換器に導き、この第１熱交換器から流出する水を上記第１冷媒／水熱交換器に通して排出するとともに、上記熱源水の一部を上記第２熱交換器に導き、この第２熱交換器から流出する水を上記第１熱交換器から上記第１冷媒／水熱交換器に向かう水の流れに合流させる水循環手段と、
空調負荷に応じて上記冷凍サイクルの運転・停止を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
上記送風機は、上記第１熱交換器に通風する第１送風機と、上記第２熱交換器に通風する第２送風機とからなることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
【請求項３】
上記第１熱交換器および第１送風機と上記第２熱交換器および第２送風機とを仕切る仕切手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の空気調和機。
【請求項４】
室内空気と熱交換する第１熱交換器および第２熱交換器と、
上記第１熱交換器および第２熱交換器に室内空気を吸込み、熱交換後の空気を室内に吹出す送風機と、
圧縮機、第１冷媒／水熱交換器、流量調整弁、第２冷媒／水熱交換器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、
熱源水を水／水熱交換器の第１流路を通してその一部を上記第２熱交換器に導き、この第２熱交換器から流出する水を切換え弁および上記第１冷媒／水熱交換器に通して排出するとともに、上記水／水熱交換器通過後の残りの熱源水を上記第２冷媒／水熱交換器に通して上記第１熱交換器に導き、この第１熱交換器から流出する水を上記水／水熱交換器の第２流路を通して上記切換え弁と上記第１冷媒／水熱交換器の間に合流させる水循環手段と、
空調負荷に応じて上記冷凍サイクルの運転・停止を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。
【請求項５】
上記第１熱交換器および第２熱交換器の少なくとも一方を、空気の吸込み面が斜め下方に向くように傾斜して設けるともに、上記圧縮機を横置き型にしたことを特徴とする請求項１または請求項４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、熱源水の循環により空調を行う空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルに設置された熱源水供給装置で作られる熱源水（冷水または温水）をファンコイル式熱交換器に流すとともに、冷媒／空気熱交換器を有する冷凍サイクルを熱源として設け、室内から吸込んだ空気を上記ファンコイル式熱交換器および上記冷媒／空気熱交換器に通して室内に吹出すことにより、室内を冷房または暖房する空気調和機がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、上記空気調和機は、互いに構造の異なるファンコイル式熱交換器および冷媒／空気熱交換器を吸込み空気の流路に設ける構成であるため、両熱交換器が形状面で干渉し合うなどの理由により、両熱交換器の設置に大きなスペースを要していた。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するために、水と空気の熱交換を行う同じ構成の２つのファンコイル式熱交換器を用いた空気調和機が特許出願されている。これらファンコイル式熱交換器は、通風方向に対して互いに重合するよう配置されており、室内から吸込んだ空気を上記２つのファンコイル式熱交換器を通して室内に吹出すことにより、室内を冷房または暖房する（特願２００２−３７２６２６号）。
【０００５】
このような構成の空気調和機には、室内温度より高温の熱源水を利用して室内の冷房を行う、いわゆる逆冷房モード、および室内温度より低温の熱源水を利用して室内の暖房を行う、いわゆる逆暖房モードがある。
【特許文献１】特公平６−６８３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記構成の空気調和機では、逆冷房モード時に、一方のファンコイル式熱交換器に室内温度より高温の熱源水が流れてしまう。そのため、吸込まれた室内空気は、上記一方のファンコイル式熱交換器を通る際に暖房され、冷房効率を最大にすることができていなかった。
【０００７】
また、上記構成の空気調和機では、逆暖房モード時に、一方のファンコイル式熱交換器に室内温度より低温の熱源水が流れてしまう。そのため、吸込まれた室内空気は、上記一方のファンコイル式熱交換器を通る際に冷房され、暖房効率を最大にすることができていなかった。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、熱源水を利用した空気調和機において、室内温度より高温の熱源水を利用して室内を冷房する場合の冷房効率を向上でき、さらに、室内温度より低温の熱源水を利用して室内を暖房する場合の暖房効率を向上できる空気調和機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】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の空気調和機は次のように構成されている。
【００１０】
通風方向に互いに重合しない位置に設けられ、室内空気と熱交換する第１熱交換器および第２熱交換器と、上記第１熱交換器および第２熱交換器に室内空気を吸込み、熱交換後の空気を室内に吹出す送風機と、圧縮機、第１冷媒／水熱交換器、流量調整弁、第２冷媒／水熱交換器を通して冷媒を循環させる冷凍サイクルと、熱源水を上記第２冷媒／水熱交換器に通して上記第１熱交換器に導き、この第１熱交換器から流出する水を上記第１冷媒／水熱交換器に通して排出するとともに、上記熱源水の一部を上記第２熱交換器に導き、この第２熱交換器から流出する水を上記第１熱交換器から上記第１冷媒／水熱交換器に向かう水の流れに合流させる水循環手段と、空調負荷に応じて上記冷凍サイクルの運転・停止を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、室内温度より高温の熱源水を利用して室内を冷房する場合の冷房効率を向上でき、さらに、室内温度より低温の熱源水を利用して室内を暖房する場合の暖房効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の平面図、図２は同実施の形態に係る空気調和機の側面図である。
【００１４】
図１と図２に示すように、この空気調和機はケース７１を有している。このケース７１は矩形箱状に形成されており、下面に吸込口５０ａ、側面に吹出口５０ｂをそれぞれ備えている。ケース７１の内部は、仕切板７２（仕切手段）によって第１室７３と第２室７４とに区画されており、これら第１室７３と第２室７４にはそれぞれ第１熱交換器としての第１ファンコイル式熱交換器（以下、「第１ファンコイル」と称する。）５３と第２熱交換器としての第２ファンコイル式熱交換器（以下、「第２ファンコイル」と称する。）５４が設けられている。
【００１５】
吹出口５０ｂと第１ファンコイル５３の間、および吹出口５０ｂと第２ファンコイル５４の間には、それぞれ第１ファン５２ａ（第１送風機）および第２ファン５２ｂ（第２送風機）が設けられている。これら第１ファン５２ａと第２ファン５２ｂは、共にファンモータ７７に接続されており、このファンモータ７７を駆動することで、吸込口７８からフィルタ（図示せず）を通して室内空気を吸込むようになっている。
【００１６】
第１室７３内に吸込まれた室内空気は、第１ファンコイル５３により熱交換された後、吹出口５０ｂから吹出される。一方、第２室７４内により吸込まれた室内空気は、第２ファンコイル５４により熱交換された後、吹出口５０ｂから吹出される。
【００１７】
すなわち、第１ファンコイル５３を通過した室内空気と第２ファンコイル５４を通過した室内空気は、第１室７３と第２室７４を仕切る仕切板７２によって、ケース７１内を互いに混合することなく通風するようになっている。
【００１８】
吸込口５０ａと第１ファンコイル５３、或いは吸込口５０ａと第２ファンコイル５４の間には、室内温度センサ５５が設けられている。この室内温度センサ５５は、吸込み空気の温度を室内温度Ｔａとして検知する。
【００１９】
次に、図３を用いてケース７１内に設けられる配管系統について詳細に説明する。
【００２０】
図３は同実施に係る空気調和機の配管系統図である。
【００２１】
図３に示すように、圧縮機１から吐出されるガス冷媒は、吐出管２を介して四方弁３に供給される。四方弁３は冷房時に通電オフされて図示の状態となり、暖房時に通電オンされて切換作動する。
【００２２】
四方弁３が通電オフのとき、吐出管２内のガス冷媒は、ガス側管４を介して第１冷媒／水熱交換器５の流路５ｒに流れる。第１冷媒／水熱交換器５は、小型でしかも熱交換性能が高いプレート式熱交換器で、流路５ｒに流入するガス冷媒と流路５ｗに流入する水との熱交換を行う。
【００２３】
流路５ｒに流入するガス冷媒は、流路５ｗに流入する水に放熱して凝縮する。凝縮して流路５ｒから流出する液冷媒は、液側管６、流量調整弁７、および液側管８を通り、第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｒに流れる。第２冷媒／水熱交換器９は、小型でしかも熱交換性能が高いプレート式熱交換器で、流路９ｒに流入する液冷媒と流路９ｗに流入する水との熱交換を行う。
【００２４】
流路９ｒに流入する液冷媒が、流路９ｗに流入する水から熱を奪って蒸発することになる。蒸発して流路９ｒから流出するガス冷媒は、ガス側管１０、四方弁３、および吸込管１１を通り、圧縮機１に吸込まれる。
【００２５】
四方弁３が通電オンによって切換作動した場合は、吐出管２内のガス冷媒がガス側管１０を介して第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｒに導かれる。流路９ｒに流入するガス冷媒は、流路９ｗに流入する水に放熱して凝縮する。凝縮して流路９ｒから流出する液冷媒は、液側管８、流量調整弁７、および液側管６を通り、第１冷媒／水熱交換器５の流路５ｒに流れる。流路５ｒに流入した液冷媒は、流路５ｗに流入する水から熱を奪って蒸発する。蒸発して流路５ｗから流出するガス冷媒は、ガス側管４、四方弁３、および吸込管１１を通り、圧縮機１に吸込まれる。
【００２６】
これら圧縮機１から吸込管１１にかけての構成により、四方弁３の通電オン、オフによって冷房回路と暖房回路の選択的な形成が可能なヒートポンプ式冷凍サイクルが構成されている。
【００２７】
一方、ビル等に設置されている熱源水供給装置２０で作られる熱源水（冷水または温水）は、水管３１に供給される。水管３１に供給された熱源水は、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ、水管３３、第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗ、および水管３４により、上記第１ファンコイル５３に導かれる。この第１ファンコイル５３は、水管３４から供給される水と第１ファン５２ａにより吸込まれる室内空気との熱交換を行う。
【００２８】
第１ファンコイル５３から流出する水は、水管３５および二方弁（切換え弁）３６を通り、上記第１冷媒／水熱交換器５の流路５ｗに導かれる。流路５ｗから流出する水は、水管３７により上記熱源水供給装置２０に導かれる（排出される）。
【００２９】
水／水熱交換器３２の第１流路３２ａを経た水管３３内の水の一部（ほぼ５０％の量）が、水管３８に分留して上記第２ファンコイル５４に導かれる。この第２ファンコイル５４は、水管３８から供給される水と第２ファン５２ｂにより吸込まれる室内空気との熱交換を行う。
【００３０】
第２ファンコイル５４から流出する水は、水管３９により、第１ファンコイル５３から二方弁３６および第１冷媒／水熱交換器５に向かう水管３５の水の流れに合流する。そして、この合流後の水管３５内の水の一部が、水管４０に分流して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂ、水管４１、流量絞り機構としての流量絞り弁４２を通り、二方弁３６から第１冷媒／水熱交換器５に向かう水管３５の水の流れに戻される。
【００３１】
熱源水供給装置２０で作られた熱源水が上記のように流れる経路のことを第１水循環路と称する。
【００３２】
この第１水循環路は、二方弁３６の開放により形成されるもので、二方弁３６が閉成された場合は、次の第２水循環路が形成される。
【００３３】
すなわち、第２水循環路では、熱源水供給装置２０で作られた熱源水が、水管３１、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ、水管３３、第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗ、および水管３４を通り、第１ファンコイル５３に導かれる。第１ファンコイル５３から流出する水は、水管３５、水管４０、水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂ、水管４１、および流量絞り弁４２を通り、第１冷媒／水熱交換器５の流路５ｗに導かれる。流路５ｗから流出する水は、水管３７により熱源水供給装置２０に導かれる。
【００３４】
また、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａを経た水管３３内の水の一部が、水管３８に分流して第２ファンコイル５４に導かれる。第２ファンコイル５４から流出する水は、水管３９により、第１ファンコイル５３から水／水熱交換器３２に向かう水管３５内の水の流れに合流される。
【００３５】
上記四方弁３、流量調整弁７、インバータ１２、室内温度センサ５５、リモートコントロール式の操作部（図示せず）、および水温センサ６２は、制御手段としての制御部（図示せず）に接続されている。水温センサ６２は、上記水管３１に供給される熱源水の温度Ｔｉを検知する。
【００３６】
次に、上記構成の空気調和機を運転する際の作用について説明する。
【００３７】
（１）通常冷房モード
室内温度センサ５５により室内温度Ｔａが検知され、その検知温度Ｔａと設定温度Ｔｓとの差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔａ−Ｔｓ）が冷房負荷として検出される。さらに、熱源水供給装置２０から水管３１に供給される熱源水の温度Ｔｉが、水温センサ６２により検知される。
【００３８】
この冷房に際しては、熱源水の温度Ｔｉが２５℃未満で、冷房負荷ΔＴが所定値ΔＴ１未満で、かつ冷房負荷ΔＴが零（ΔＴ＝０）でなければ、圧縮機１が停止され、二方弁３６が開放され、第１、第２ファン５２ａ、５２ｂが運転される。
【００３９】
二方弁３６が開放すると、第１水循環路が形成される。第１水循環路では、冷水が水／水熱交換器３２の第１流路３２ａおよび第２冷媒／水熱交換器９を通って第１ファンコイル５３に流れる。このとき、圧縮機１が停止（冷凍サイクルが停止）しているので、第２冷媒／水熱交換器９は単なる水路となる。
【００４０】
第１ファンコイル５３に供給された冷水は、室内からの吸込み空気を冷却する。冷却後の水は、第１ファンコイル５３から二方弁３６および第１冷媒／水熱交換器５を経て、熱源水供給装置２０に戻る。第１冷媒／水熱交換器５は、圧縮機１が停止（冷凍サイクルが停止）していることにより、単なる水路となる。
【００４１】
水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出する冷水の一部が分流し、第２ファンコイル５４に導かれる。第２ファンコイル５４に供給された冷水は、室内からの吸込み空気を冷却する。冷却後の水は、第２ファンコイル５４から二方弁３６および第１冷媒／水熱交換器５に向かう水の流れに合流する。
【００４２】
第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して二方弁３６および第１冷媒／水熱交換器５に向かう水の一部が、水／水熱交換器３２側に分流し、その水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂおよび流量絞り弁４２を通って、二方弁３６から第１冷媒／水熱交換器５に向かう水の流れに戻る。
【００４３】
その後、室内温度Ｔａが設定室温内温度Ｔｓまで低下して冷房負荷ΔＴが零になると、二方弁３６が閉成される。二方弁３６が閉成すると、第２水循環路が形成される。第２水循環路では、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出する水の全てが水／水熱交換器３２の第１流路３２ａに流入するようになり、その第２流路３２ｂから流出する水が流量絞り弁４２および第１冷媒／水熱交換器５を通って熱源水供給装置２０に流れる。
【００４４】
第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、吸込み空気と熱交換した後であるため温度上昇しており、その上昇値は室内温度Ｔａに近い２５℃程度となる。この２５℃程度の水が、水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流れて第１流路３２ａの冷水と熱交換することにより、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出して第１、第２ファンコイル５３、５４へ流れる冷水の温度も室内温度Ｔａに近い温度となる。しかも、第２流路３２ｂから流出して第１冷媒／水熱交換器５へと流れる水の流路には流量絞り弁４２の流路抵抗が存在するので、冷水の循環流量が少なくなる。
【００４５】
このように冷房負荷ΔＴが零の場合は、室内温度Ｔａに近い温度の少量の水が第１、第２ファンコイル５３、５４を通して循環することにより、冷房能力がほぼ零となる。第１、第２ファン５２ａ、５２ｂの運転による送風のみ継続する。
【００４６】
（２）高能力冷房モード
上記の通常冷房が実施されているとき、冷房負荷ΔＴが増大し、第１、第２ファンコイル５３、５４の熱交換のみでは能力不足となった場合、以下の高能力冷房が実施される。
【００４７】
すなわち、冷房時、熱源水の温度Ｔｉが２５℃未満で、冷房負荷ΔＴが所定値ΔＴ１以上になると、四方弁３が通電オフされ、二方弁３６が開放され、圧縮機１が運転され、第１、第２ファン５２ａ、５２ｂが運転される。
【００４８】
この場合も二方弁３６の開放により、第１水循環路が形成される。通常冷房モードと異なるのは、圧縮機１が冷房回転運転されて、第２冷媒／水熱交換器９が蒸発器として機能し、第１冷媒／水熱交換器５が凝縮機として機能する点である。第２冷媒／水熱交換器９が蒸発器として機能することにより、第１ファンコイル５３に供給される冷水が冷却される。この冷却作用によって冷水から奪われる熱は、第１冷媒／水熱交換器５を通る液冷媒に排出される。
【００４９】
このように、冷水を第１、第２ファンコイル５３、５４に通して循環させながら、第１ファンコイル５３に供給される冷水を冷凍サイクルの運転でさらに冷却することにより、冷房負荷ΔＴの増大にかかわらず、室内を効率良く冷房することができる。
【００５０】
しかも、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出する冷水は、ほぼ半分の量が第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗを通して第１ファンコイル５３に供給され、残りほぼ半分の量が第２ファンコイル５４に供給される。第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗに供給される冷水量が全量のほぼ半分に抑えられることにより、冷水に対する第２冷媒／水熱交換器９の冷却効率が向上し、第２冷媒／水熱交換器９の冷却作用を存分に受けて温度低下した冷水を第１ファンコイル５３に供給することができる。
【００５１】
なお、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気との熱交換によって温度上昇した状態にある。この温度上昇した水により、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ側を通る冷水（冷媒／水熱交換器９に向かう冷水）の温度が不要に上がってしまうのではないかという心配が生じる。しかしながら、第１ファンコイル５３に供給される冷水が冷凍サイクルの第２冷媒／水熱交換器９で十分に冷却された状態であるため、第２流路３２ｂに流入する水の温度は第１流路３２ａ側を流れる冷水に温度に対してそれ程高くはならない。第１流路３２ａ側の冷水がいくらか上昇しても、その温度上昇分は次段の第２冷媒／水熱交換器９の冷却作用によって十分に吸収される。よって、上記の心配は不要である。
【００５２】
（３）温水による冷房モード（いわゆる逆冷房モード）
冷房時、熱源水の温度Ｔｉが２５℃以上であれば、熱源水が温水となったとの判断の下に、四方弁３が通電オフされ、二方弁３６が閉成され、圧縮機１が運転され、第１ファン５２ａが運転され、第２ファン５２ｂが停止される。
【００５３】
二方弁３６を閉成すると、第２水循環路が形成されて、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出する水の全てが水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入するようになり、その第２流路３２ｂから流出する水が流量絞り弁４２および第１冷媒／水熱交換器５を通って熱源水供給装置２０に流れる。
【００５４】
第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気と熱交換した後であるため温度上昇するが、その上昇値は室内温度Ｔａに近い２５℃程度である。この２５℃程度の水が水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流れて第１流路３２ａ側の温水と熱交換することにより、第１流路３２ａから流出する温水の温度が低下する。
【００５５】
たとえば、第１流路３２ａに流入する温水の温度が４５℃〜５０℃の場合、第１流路３２ａから流出する温水の温度は３０℃程度まで低下する。この温度低下した温水は、第２冷媒／水熱交換器９によって冷房に十分な１０℃程度まで冷却され、第１ファンコイル５３に供給される。
【００５６】
水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出する３０℃程度の温水の一部が分流して第２ファンコイル５４にも流れる。そのため、第２ファンコイル５４に空気を通した場合、この空気は第２ファンコイル５４内を流れる温水によって温度上昇する。
【００５７】
しかし、本発明では、第１ファンコイル５３と第２ファンコイル５４を通風方向に対して重合しないよう配置し、冷房時に３０度程度の温水が流れる第２ファンコイル５４側の第２ファン５２ｂの運転を停止している。すなわち、冷房に十分な１０℃程度まで冷却された水が流れる第１ファンコイル５３だけを用いて冷房している。そのため、室内温度よりも高温の水が流れる第２ファンコイル５４に室内空気を通さないから、冷房効率の低下が抑制される。
【００５８】
以上のように、熱源水が温水であっても、その温水を冷凍サイクルの運転によって冷却してから第１ファンコイル５３に供給することにより、室内を確実に冷房することができる。また、温水を水／水熱交換器３２の熱交換によって予め温度低下させてから第２冷媒／水熱交換器９に導くようにしているので、その温度低下分だけ、冷凍サイクルの運転能力を節減できる。これは、省エネルギー効果の向上につながる。さらに、室内温度よりも高温の水が流れる第２ファンコイル５４に室内空気を通さないので、従来に比べて冷房効率を向上させることができる。
【００５９】
（４）通常暖房モード
室内温度センサ５５により室内温度Ｔａが検知され、その検知温度Ｔａと室内設定温度Ｔｓとの差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔａ）が暖房負荷として検出される。さらに、熱源水供給装置２０から水管３１に供給される熱源水の温度Ｔｉが、水温センサ６２により検知される。
【００６０】
この暖房に際し、熱源水の温度Ｔｉの温度Ｔｉが２５℃以上で、暖房負荷ΔＴが所定値ΔＴ１未満で、かつ暖房負荷ΔＴが零（ΔＴ＝０）でなければ、圧縮機１が停止され、二方弁３６が開放され、第１、第２ファン５２ａ、５２ｂが運転される。
【００６１】
二方弁３６が開放すると、第１水循環路が形成されて、温水が第１、第２ファンコイル５３、５４に流れる。第１水循環路での温水の流れについて、通常冷房モードの冷水流れと同じなので、その説明は省略する。
【００６２】
このように、温水を２つの第１、第２ファンコイル５３、５４に通して循環させることにより、室内を効率よく暖房することができる。しかも、温水の循環だけで、冷凍サイクルを運転しないので、省エネルギー効果をえることができる。
【００６３】
その後、室内温度Ｔａが設定温度Ｔｓまで上昇して暖房負荷ΔＴが零になると、二方弁３６が閉成される。二方弁３６が閉成すると、第２水循環路が形成される。この場合、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出する水の全てが水／水熱交換器３２に第１流路３２ａに流入するようになり、その第１流路３２ａから流出する水が流量絞り弁４２および第１冷媒／水熱交換器５を通って熱源水供給装置２０に流れる。
【００６４】
第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、吸込み空気と熱交換した後であるため温度低下しており、その低下値は室内温度Ｔａに近い２０℃程度となる。この２０℃程度の水が水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流れて第１流路３２ａの温水と熱交換することにより、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出して第１、第２ファンコイル５３、５４へ流れる温水の温度も室内温度Ｔａに近い温度となる。しかも、第２流路３２ｂから流出して第１冷媒／水熱交換器５へと流れる水の流路に流量絞り弁４２の流路抵抗が存在しているので、温水の循環流量が少なくなる。
このように、暖房負荷ΔＴが零の場合は、室内温度Ｔａに近い温度の少量の水が第１、第２ファンコイル５３、５４を通して循環することにより、暖房能力がほぼ零となる。
【００６５】
（５）高能力暖房モード
上記の通常暖房が実施されているとき、暖房負荷ΔＴが増大し、第１、第２ファンコイル５３、５４の熱交換のみでは能力不足となった場合、以下の高能力暖房が実施される。
【００６６】
すなわち、暖房時、熱源水の温度Ｔｉが２５℃以上で、暖房負荷ΔＴが所定値ΔＴ１以上となると、四方弁３が通電オンされ、二方弁３６が開放され、圧縮機１、第１、第２ファン５２ａ、５２ｂが運転される。
【００６７】
この場合も二方弁３６の開放により、第１水循環路が形成される。通常暖房モードと異なるのは、圧縮機１が暖房回路運転されて、第２冷媒／水熱交換器９が凝縮器として機能し、第１冷媒／水熱交換器５が蒸発器として機能する点である。第２冷媒／水熱交換器９が凝縮器として機能することにより、第１ファンコイル５３に供給される温度が加熱される。この加熱用の熱が、第１冷媒／水熱交換器５を通る水から汲み上げられる。
【００６８】
このように、温水を第１、第２ファンコイル５３、５４に通して循環させながら、第１ファンコイル５３に供給される温水を冷凍サイクルの運転によってさらに加熱することにより、暖房負荷ΔＴの増大にかかわらず、室内を効率良く暖房することができる。
【００６９】
しかも、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出する温水は、ほぼ半分の量が第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗを通して第１ファンコイル５３に供給され、残りのほぼ半分の量が第２ファンコイル５４に供給される。第２冷媒／水熱交換器９の流路９ｗに供給される温水量が全体のほぼ半分に抑えられることにより、温水に対する第２冷媒／水熱交換器９の加熱効率が向上し、第２冷媒／水熱交換器９の加熱作用を存分に受けて温度上昇した温水を第１ファンコイル５３に供給することができる。
【００７０】
なお、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気との熱交換によって温度低下した状態にある。この温度低下した水により、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ側を流れる温水（第２冷媒／水熱交換器９に向かう温水）の温度が不要に下がってしまうのではないかという心配が生じる。
【００７１】
しかしながら、第１ファンコイル５３に供給される温水が冷凍サイクルの第２冷媒／水熱交換器９で十分に加熱された状態にあるため、第２流路３２ｂに流入する水の温度は第１流路３２ａ側を流れる温水の温度に対してそれほど低くはならない。第１流路３２ａ側の温水の温度がいくら低下しても、その温度低下分は次段の第２冷媒／水熱交換器９の加熱作用によって十分に吸収される。よって、上記の心配は不要である。
【００７２】
（６）冷水による暖房モード（いわゆる逆暖房モード）
暖房時、熱源水の温度Ｔｉが２５℃未満であれば、熱源水が冷水になったとの判断の下に、四方弁３が通電オンされ、二方弁３６が閉成され、圧縮機１が運転され、第１ファン５２ａが運転され、第２ファン５２ｂが停止される。
【００７３】
二方弁３６を閉成すると、第２水循環路が形成されて、第１、第２ファンコイル５３、５４から流出する水の全てが水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入するようになり、その第２流路３２ｂから流出する水が流量絞り弁４２および第１空気／水熱交換器５を通って熱源水供給装置２０に流れる。
【００７４】
第１、第２ファンコイル５３、５４から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気と熱交換した後であるため温度低下するが、その低下値は室内温度Ｔａに近い２０℃程度である。この２０℃程度の水が水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流れて第１流路３２ａ側の冷水（たとえば１７℃）と熱交換することにより、第１流路３２ａから流出する冷水の冷水の温度が２０℃程度まで上昇する。この温度上昇した冷水は、第２冷媒／水熱交換器９によって暖房に十分な４０℃程度まで加熱され、第１ファンコイル５３に供給される。
【００７５】
水／水熱交換器３２の第１流路３２ａから流出する２０℃程度の冷水の一部が分流して第２ファンコイル５４にも流れる。そのため、第２ファンコイル５４に空気を通した場合、この空気は第２ファンコイル５４を流れる温水によって温度上昇する。
【００７６】
しかし、本発明では、第１ファンコイル５３と第２ファンコイル５４を通風方向に対して重合しないよう配置し、２０℃程度の冷水が流れる第２ファンコイル５４側の第２ファン５２ｂの運転を停止している。すなわち暖房に十分な４０℃程度まで加熱された水が流れる第１ファンコイル５３だけを用いて冷房している。そのため、室内温度よりも低温の水が流れる第２ファンコイル５４に室内空気を通さないから、暖房効率の低下が抑制される。
【００７７】
以上のように、熱源水が冷水であっても、その冷水を冷凍サイクルの運転によって加熱してから第１ファンコイル５３に供給することにより、室内を確実に暖房することができる。また、冷水を水／水熱交換器３２の熱交換によって予め温度上昇させてから第２冷媒／水熱交換器９に導くようにしているので、その温度上昇分だけ、冷凍サイクルの運転能力を節減できる。これは、省エネルギー効果の向上につながる。さらに、室内温度よりも低温の水が流れる第２ファンコイル５４に室内空気を通さないので、従来に比べて冷房効率を向上させることができる。
【００７８】
次に、図４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００７９】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の配管系統図である。
【００８０】
図４に示すように、本実施の形態では、第１ファンコイル５３から流出する水と第２ファンコイル５４から流出する水を合流させない。すなわち、第１ファンコイル５３から流出する水を、水管４０ａ、水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂ、水管４１、流量絞り弁４２を介して、二方弁３６から第１冷媒／水熱交換器５に向かう水管３５ａの水の流れに戻している。
【００８１】
また、第１ファンコイル５３と第２ファンコイル５４の間には仕切板７２が無く、これら第１、第２ファンコイル５３、５４に対して１つのファン５２ｃによって室内空気を通風させている。
【００８２】
次に、上記構成の空気調和機を運転する際の作用について説明する。
【００８３】
なお、ここでは、本発明の対象となる逆冷房モードと逆暖房モードのみ説明する。
【００８４】
（１）逆冷房モード
逆冷房時、第１ファンコイル５３から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気との熱交換によって温度上昇した状態にある。この温度上昇した水により、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ側を通る冷水（冷媒／水熱交換器９に向かう冷水）の温度が不要に上がってしまうのではないかという心配が生じる。
【００８５】
しかしながら、第１ファンコイル５３に供給される冷水は冷凍サイクルの第２冷媒／水熱交換器９で十分に冷却されているため、第２流路３２ｂに流入する水の温度は、温度上昇した状態であっても、第１流路３２ａ側を流れる冷水の温度より低くなっている。
【００８６】
そのため、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａに流入する温水は、第２流路３２ｂ側を流れる低温の水により室内温度とほぼ同じ温度まで冷却された後、水管３８を通って第２ファンコイル５４に流入する。
【００８７】
したがって、第２ファンコイル５４に室内空気を通風させても、室内空気が暖房されることがないから、第１、第２ファンコイル５３、５４を仕切板７２で区画する必要が無くなり、さらに、１つの第３ファン５２ｃによって、第１、第２ファンコイル５３、５４に同時に通風させても冷房効率が低下することがない。
【００８８】
（２）逆暖房モード
逆暖房時、第１ファンコイル５３から流出して水／水熱交換器３２の第２流路３２ｂに流入する水は、室内空気との熱交換により温度低下した状態にある。この温度低下した水により、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａ側を通る温水の温度が不要に下がってしまうのではないかという心配が生じる。
【００８９】
しかしながら、第１ファンコイル５３に供給される温水は冷凍サイクルの第２冷媒／水熱交換器９で十分に加熱されているため、第２流路３２ｂに流入する水の温度は、第１流路３２ａ側を流れる温水の温度より高くなっている。
【００９０】
そのため、水／水熱交換器３２の第１流路３２ａに流入する温水は、第２流路３２ｂ側を流れる高温の水により室内温度とほぼ同じ温度まで加熱された後、水管３８を通って第２ファンコイル５４に流入する。
【００９１】
したがって、第２ファンコイル５４に室内空気を通風させても、室内空気が冷房されることがないから、第１、第２ファンコイル５３、５４を仕切板７２で区画する必要が無くなり、さらに、１つの第３ファン５２ｃによって、第１、第２ファンコイル５３、５４に同時に通風させても暖房効率が低下することがない。
【００９２】
次に、図５と図６を参照しながら、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００９３】
図５は本発明の第３の実施の形態に係る空気調和機の配管系統図、図６は同実施の形態に係る発電装置の概略図である。
【００９４】
図５に示すように、本実施の形態では、水管３７に発電装置８２を設けている。この発電装置８２は、図６に示すように、水管３７内に配置されるタービン８３と、水管３７の外周に設けられる発電コイル８４により構成される。
【００９５】
上記タービン８３は、磁石で形成されたロータ８５を備え、上記水管３７内の水の流れによって回転するようになっている。水管３７内でタービン８３が回転すると、水管３７の外周に設けられた発電コイル８４に起電力が発生し、この起電力を電気エネルギーとして得ることができる。
【００９６】
得られた電気エネルギーにより、第１、第２ファン５２ａ、５２ｂ、ドレンポンプ（図示せず）を運転すれば、熱源水供給装置２０から水を供給するだけで、空気調和機を運転することも可能となる。また、停電時、運転に支障が出る恐れのある電気部品に対してのみ電力を賄うようにしてもよい。
【００９７】
さらに、この発電装置８２による発電量を検出すれば、水管３７内を流れる水の流量を検出することができるから、水の流量検出手段として、上記発電装置８２を利用することも可能である。
【００９８】
また、冷房シーズンに暖房運転を行うと、第１冷媒／水熱交換器５の流路５ｗに流入する水の温度が５〜１０度程度である場合に、流路５ｗから流出する水の温度が０℃程度まで低下し、水管３７内で凍結することがある。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、管内を流れる水の凍結温度が、流速の増加に伴って低下する性質を利用して、水管３７内で水が凍結温度を下回らないよう、その流速を調整している。そのため、図５に示すように、水管３７には管内を流れる水の温度を検出する温度センサ８７を設けている。
【０１００】
水管３７内の水の流速を調整する場合、発電装置８２のタービン８３を回転することで、水管３７内の水の流れを促進させる方法が考えられるが、これに限定されるものではなく、例えば熱源水供給装置２０を制御する方法であってもよい。
【０１０１】
次に、図７と図８を参照しながら本発明の第４の実施の形態について説明する。
【０１０２】
図７は本発明の第４の実施の形態に係る空気調和機の側面図、図８は同実施の形態の変形例に係る空気調和機の側面図である。
【０１０３】
図７に示すように、本実施の形態では、横置き型の圧縮機１Ａを用いている。この横置き型の圧縮機１Ａは、シリンダの軸心線が横方向（水平方向）に伸びているため、縦置き型の圧縮機１を使用するよりも、空気調和機の上下方向（垂直方向）の長さ寸法を小さくすることができる。
【０１０４】
そのため、横置き型の圧縮機１Ａを用いることにより形成されるスペースを利用し、第１、第２ファンコイル５３、５４をその吸込面が斜め下方を向くよう配置することで、より大きな第１、第２ファンコイル５３、５４を空気調和機に用いることが可能となる。
【０１０５】
また、図８に示すように、横置き型の圧縮機１を用いることにより形成されるスペースに、圧縮機１、第１冷媒／水熱交換器５、第２冷媒／水熱交換器９、流量調整弁７等の発熱部品をまとめて配置し、これら発熱部品を隔離板８１で隔離すれば、上記発熱部品を通風路内から排除できるから、空気調和機内における熱損失を低減することができる。
【０１０６】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】発明の第１の実施の形態に係る空気調和機の平面図。
【図２】同実施の形態に係る空気調和機の側面図。
【図３】同実施に係る空気調和機の配管系統図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和機の配管系統図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る空気調和機の配管系統図。
【図６】同実施の形態に係る発電装置の概略図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る空気調和機の側面図。
【図８】同実施の形態の変形例に係る空気調和機の側面図。
【符号の説明】
【０１０８】
１…圧縮機、５…第１冷媒／水熱交換器、７…流量調整弁、９…第２冷媒／水熱交換器、３６…切換え弁、５２ａ…第１ファン（第１送風機）、５２ｂ…第２ファン（第２送風機）、５３…第１ファンコイル（第１熱交換器）、５４…第２ファンコイル（第２熱交換器）、７２…仕切板（仕切手段）。
【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】
2005098587.tif 000009
【図８】
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