WO2019116599A1 - 空気調和装置及び空気調和システム - Google Patents

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WO2019116599A1
WO2019116599A1 PCT/JP2018/013249 JP2018013249W WO2019116599A1 WO 2019116599 A1 WO2019116599 A1 WO 2019116599A1 JP 2018013249 W JP2018013249 W JP 2018013249W WO 2019116599 A1 WO2019116599 A1 WO 2019116599A1
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heat
source water
heat source
temperature
air
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PCT/JP2018/013249
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Inventor
敏明 齋藤
Original Assignee
日本ピーマック株式会社
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/49—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring ensuring correct operation, e.g. by trial operation or configuration checks
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner and an air conditioning system.
  • a water-to-air heat exchanger for indoor air conditioning is provided in parallel separately from a refrigerant-to-air heat exchanger for indoor air conditioning by heat pump and common to both these heat exchangers.
  • One switching fan is provided, and a switching damper is provided to select either or both of the heat exchangers for the air flow path of the fan, and the heat source water is the water-to-air heat exchanger and the heat pump.
  • a unit for air conditioning equipment has been proposed which is provided with piping equipment for supplying and circulating the water / refrigerant heat exchanger separately or both separately (for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide an air conditioning unit having a balance between comfort and energy saving.
  • the air conditioner is provided on the flow path of the heat source water, and a fan coil unit performing heat exchange between the heat source water and the air, and heat exchange is provided on the flow path between the heat source water and the heat transfer medium
  • the heat pump unit includes: a heat pump unit; a three-way valve provided on the flow path for branching heat source water to the fan coil side and the heat pump side; and a control device for controlling the three-way valve. Further, the control device controls the three-way valve so as to preferentially introduce the heat source water to the fan coil unit during partial load operation that operates at an output lower than the rated output of the air conditioner.
  • energy consumption can be improved by preferentially using a fan coil unit, where power consumption of the compressor tends to be large.
  • the fan coil unit includes a fan coil side heat exchanger that performs heat exchange between heat source water and air
  • the heat pump unit includes a compressor that compresses a heat medium, heat between heat medium and heat source water
  • First heat pump side hydrothermal medium heat exchanger for exchanging, first expansion valve for expanding a heat medium, heat pump side air heat medium heat exchanger for performing heat exchange between a heat medium and air, and Provided between the expansion valve and the heat pump side hydrothermal medium heat exchanger, and in the flow path of the heat source water before the first heat pump side
  • a second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger that performs heat exchange may be provided.
  • the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger functions as a condenser particularly in a cooling operation performed with low-temperature heat source water in winter, or functions as an evaporator in a heating operation performed with high-temperature heat source water in summer. In any case, it is possible to reduce the load applied to the compressor provided in the heat pump unit and to improve energy saving.
  • a second expansion valve may be further provided between the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger and the heat pump side air thermal medium heat exchanger.
  • the three-way valve is a proportional valve, or further includes a proportional valve different from the three-way valve on the flow path of the heat source water
  • the control device controls the temperature of the heat source water at the heat source water inlet of the air conditioner and the air conditioner Based on the information indicating the relationship between the temperature difference of the heat source water at the heat source water outlet or the temperature difference of the heat source water at the heat source water outlet of the fan coil unit and the proportional valve opening degree, It may be controlled. In this manner, the flow rate can be adjusted by the temperature sensor without providing the flow rate sensor in the flow path of the heat source water.
  • the flow path of the heat source water is connected to a pump that changes the water supply amount of the heat source water
  • the control device is the temperature of the heat source water at the inlet of the heat source water of the air conditioner and the outlet of the heat source water of the air conditioner.
  • the water flow rate of the pump may be controlled based on information indicating the relationship between the temperature difference of the heat source water or the temperature difference of the heat source water at the heat source water outlet of the fan coil unit and the water flow rate of the pump. Even in this case, the flow rate can be adjusted by the temperature sensor without providing the flow rate sensor in the flow path of the heat source water.
  • the control device causes the heat pump unit to perform the heating operation when the cooling capacity becomes excessive to the predetermined set temperature.
  • the air conditioning system according to the invention may include a plurality of air conditioning devices and a temperature control device of heat source water.
  • operation modes such as a cooling operation, a heating operation, and a blowing operation can be changed for each of the above-described air conditioners.
  • heat recovery can be performed by the sending side of heat source water, and consumption energy can be reduced. Therefore, the system can reduce power consumption and realize ZEB (Zero Energy Building).
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of an air conditioner according to the first embodiment.
  • the air conditioning apparatus 100 includes a fan coil unit 101, a heat pump unit 102, and a device common to these units in one casing.
  • the fan coil unit 101 is a device that performs heat exchange between heat source water and air supplied from a water heater or the like, and supplies air of a desired temperature by a blower fan.
  • the heat pump unit 102 includes a refrigeration cycle formed by a condenser, an expansion valve, an evaporator and a compressor, performs heat exchange between the cooling medium and the air, and an air of a desired temperature by a blower fan. Is a device that supplies Further, inside the air conditioning apparatus 100, the flow path 41 of the heat source water and the flow path 42 of the cooling / heating medium are provided.
  • the indoor humidity sensor 32, the apparatus outlet humidity sensor 37, and the two-way valve 13 are provided.
  • the blower fan 6 is commonly used for the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102. That is, the blower fan 6 takes in, for example, the room air to be controlled in temperature, and discharges the air adjusted to a predetermined temperature by the heat exchangers of the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 into the room again.
  • the heat source water inlet temperature sensor 21, the indoor temperature sensor 22, the heat source water outlet temperature sensor 26, and the device outlet temperature sensor 27 are existing temperature sensors.
  • the heat source water inlet temperature sensor 21 is provided at the inlet of the flow path 41 of the heat source water inside the air conditioning apparatus 100, and measures the temperature of the heat source water introduced into the air conditioning apparatus 100.
  • the indoor temperature sensor 22 is provided in a room whose temperature is to be controlled, and measures the temperature in the room.
  • the heat source water outlet temperature sensor 26 is provided at the outlet of the flow path 41 of the heat source water inside the air conditioning apparatus 100, and measures the temperature of the heat source water flowing out of the air conditioning apparatus 100.
  • the device outlet temperature sensor 27 is provided at the outlet of the air conditioner 100, and measures the temperature of the air released by the air conditioner 100 into the room.
  • the indoor humidity sensor 32 and the apparatus blowing humidity sensor 37 are existing humidity sensors.
  • the indoor humidity sensor 32 is also provided in a room whose temperature is to be controlled, and measures the humidity in the room.
  • the air outlet humidity sensor 37 is provided at the outlet of the air conditioner 100, and measures the humidity of the air released into the room by the air conditioner 100.
  • the heat source water inlet temperature sensor 21, the indoor temperature sensor 22, the device outlet temperature sensor 27, the indoor humidity sensor 32, and the device outlet humidity sensor 37 output a signal corresponding to the measured temperature or humidity to the control device 7 described later.
  • the three-way valve 11 is a general valve, and in the present embodiment, a switching three-way valve. The three-way valve 11 causes the heat source water flowing into the air conditioner 100 to flow to the fan coil unit 101 side or the heat pump unit 102 side.
  • the two-way valve 13 is a general valve, and in this embodiment is a proportional two-way valve.
  • the two-way valve 13 is provided, for example, in the vicinity of the outlet of the flow passage 41 of the heat source water, and controls the flow rate of the heat source water flowing through the flow passage 41 of the heat source water by changing the opening degree.
  • the control device 7 includes a processing device such as a microcontroller and a processor, and is connected to a thermometer, a hygrometer, a valve, and the like included in the air conditioning device 100 by signal lines or wirelessly. Further, the control device 7 obtains a signal indicating temperature and humidity from a thermometer or a hygrometer, and controls opening and closing of a valve.
  • the fan coil unit 101 includes a fan coil side heat exchanger 1, a fan coil outlet temperature sensor 23, a fan coil outlet humidity sensor 33, and a heat source water fan coil outlet temperature sensor 24.
  • the fan coil side heat exchanger 1 is a heat exchanger which is provided on the flow path of the heat source water and performs heat exchange between the heat source water and the air.
  • the air is, for example, air in a room whose temperature is to be controlled.
  • the fan coil outlet temperature sensor 23 is an existing temperature sensor.
  • the fan coil outlet temperature sensor 23 is provided in the vicinity of the air outlet of the fan coil unit 101, and measures the temperature of air blown out through the fan coil side heat exchanger 1.
  • the fan coil blowing humidity sensor 33 is an existing humidity sensor.
  • the fan coil outlet humidity sensor 33 is also provided in the vicinity of the air outlet of the fan coil unit 101, and measures the humidity of air blown out through the fan coil side heat exchanger 1.
  • the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24 is also an existing temperature sensor.
  • the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24 is also provided near the outlet of the heat source water flow path of the fan coil unit 101, and measures the temperature of the air blown out through the fan coil side heat exchanger 1.
  • the fan coil outlet temperature sensor 23, the fan coil outlet humidity sensor 33, and the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24 output a signal corresponding to the measured temperature or humidity to the control device 7 described later.
  • the heat pump unit 102 includes the heat pump side water heat medium heat exchanger 2, the expansion valve 3, the heat pump side air heat medium heat exchanger 4, the compressor 5, and the four-way valve 12 on the flow path of the cooling medium. , Form a refrigeration cycle. Further, the heat pump side air heat medium heat exchanger 4 includes a heat exchanger temperature sensor 28. The four-way valve 12 switches the flow path of the cooling medium between cooling and heating. The compressor 5 compresses a cooling medium, which is a low pressure gas, for example, into a high pressure and high temperature gas. The heat pump side water heat medium heat exchanger 2 is provided on the flow path of the heat source water and on the flow path of the cooling medium.
  • heat source water whose flow path is determined by the three-way valve 11 described later is introduced into the heat pump side water heat medium heat exchanger 2 via the fan coil unit 101 or not.
  • the cooling medium compressed by the compressor 5 is introduced to the heat pump side water heat exchanger 2 via the four-way valve 12 during cooling.
  • the heat pump side water heat medium heat exchanger 2 works as a condenser, and condenses, for example, a heat medium which is a high pressure gas into a high pressure liquid.
  • the cooling medium expanded by the expansion valve 3 is introduced.
  • the heat pump side water heat medium heat exchanger 2 works as an evaporator, and evaporates, for example, a heat medium which is a low pressure liquid into a low pressure gas.
  • the expansion valve 3 is, for example, an electronic expansion valve. Further, the expansion valve 3 decompresses the cooling medium, which is, for example, a high pressure liquid, to a low pressure liquid.
  • the heat pump side air heat medium heat exchanger 4 is provided on the flow path of the cooling medium and on the extension of the direction in which the blower fan 6 blows air. Further, the cooling medium which has been depressurized by the expansion valve 3 is introduced into the heat pump side air heat medium heat exchanger 4 at the time of cooling.
  • the heat pump side air heat transfer medium heat exchanger 4 functions as an evaporator, and evaporates, for example, a heat transfer medium which is a low pressure liquid into a low pressure gas. Further, at the time of heating, the cooling medium compressed by the compressor 5 is introduced through the four-way valve 12. At this time, the heat pump side water heat medium heat exchanger 2 works as a condenser, and condenses, for example, a heat medium which is a high pressure gas into a high pressure liquid.
  • FIG. 2 is a process flow diagram showing an example of the initialization process of the air conditioning apparatus 100.
  • the control device 7 of the air conditioning apparatus 100 performs, for example, the process shown in FIG. 2 after the air conditioning apparatus 100 is started.
  • the control device 7 acquires, for example, information preset by the user with respect to the air conditioner 100 (FIG. 2: S1).
  • the setting includes an operation mode indicating the type of operation such as a cooling operation and a heating operation, a temperature in the room during operation, a set temperature which is a target value of humidity, and a set humidity.
  • the set temperature is represented by Ts (° C.)
  • the set humidity is represented by Hs (%).
  • the control apparatus 7 acquires the output value of the sensor with which the air conditioning apparatus 100 is provided (S2).
  • a signal indicating a measured value is received from the indoor humidity sensor 32, the fan coil outlet humidity sensor 33, and the apparatus outlet humidity sensor 37, respectively.
  • the temperature of the heat source water at the inlet of the air conditioner 100 measured by the heat source water inlet temperature sensor 21 is Wa (° C.)
  • the indoor temperature measured by the indoor temperature sensor 22 is Ta (° C.)
  • the fan coil outlet temperature Tf (° C.) the outlet temperature of the fan coil unit 101 measured by the sensor 23
  • the temperature of the heat source water at the outlet of the air conditioner 100 measured by the sensor 26 is Wc (° C.)
  • the outlet temperature of the air conditioner 100 measured by the device outlet temperature sensor 27 is Tp (° C.)
  • the heat exchanger temperature sensor 28 The temperature of the heat pump side air heat medium heat exchanger 4 to be measured is Te (° C.), and the indoor humidity to be measured by the indoor humidity sensor 32 is Ha (%) Fan blowing humidity of the fan coil unit 101 in which the coil outlet humidity sensor 33 measures Hf (%), it is assumed that the balloon humidity
  • control device 7 calibrates the temperature of the heat source water after passing through the fan coil unit 101 measured by the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24 (S3).
  • heat source water is allowed to flow through the flow path 41 and calibration is performed so that the temperature difference of the heat source water measured by the sensor becomes zero.
  • the blower fan 6 and the compressor 5 are stopped, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the proportional two-way valve 13 sets the opening degree to 100%.
  • the difference between the temperature Wa (° C.) of the heat source water at the inlet of the air conditioner 100 and the temperature Wb (° C.) of the heat source water at the outlet of the fan coil unit 101 at this time is calibrated to be zero.
  • the control device 7 calibrates the heat source water temperature after passing through the heat pump unit 102 measured by the heat source water outlet temperature sensor 26 (S4). Also in this step, in a state where the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 have stopped operation, heat source water is flowed through the flow path 41 and calibration is performed so that the temperature difference of the heat source water measured by the sensor becomes zero. Specifically, the blower fan 6 and the compressor 5 are stopped, the switching three-way valve 11 switches the flow path so as to flow the heat source water to the heat pump side, and the proportional two-way valve 13 sets the opening degree to 100%. The difference between the temperature Wa (° C.) of the heat source water at the inlet of the air conditioner 100 and the temperature Wc (° C.) of the heat source water at the outlet of the air conditioner 100 at this time is calibrated to be zero.
  • FIG. 3 is a processing flow diagram showing an example of processing during general operation.
  • the air conditioner 100 can perform the cooling operation and the heating operation by changing the operation of the fan coil unit 101 in accordance with the temperature of the heat source water and switching the four-way valve 12 of the heat pump unit 102.
  • the blower operation may be performed by operating only the blower fan 6. In the present embodiment, an example of performing a cooling operation will be described.
  • the control device 7 of the air conditioning apparatus 100 determines whether the dehumidifying and reheating operation is to be performed (FIG. 3: S11). In this step, for example, when cooling is performed in the rainy season, the sensible heat and latent heat are processed by the fan coil unit 101, and reheating is performed by the heat pump unit 102 so that the temperature blown out from the air conditioner 100 is not excessively lowered. Determine if reheating operation should be performed. For example, when the indoor temperature Ta is 24 ° C. or lower and the indoor humidity Ha is 60% or higher, the control device 7 determines that the dehumidifying and reheating operation is to be performed. The operation may be switched by setting the user to explicitly perform the "dehumidifying and reheating operation". In that case, it is determined in this step whether or not the operation setting is “dehumidifying and reheating operation”.
  • the air conditioning apparatus 100 performs the normal cooling operation (S12). On the other hand, when it is determined that the dehumidifying and reheating operation is to be performed (S11: YES), the air conditioning apparatus 100 performs the dehumidifying and reheating operation (S13).
  • FIG. 4 is a process flow diagram showing an example of a normal cooling operation.
  • the control device 7 of the air conditioning apparatus 100 determines whether the air conditioning load is large (FIG. 4: S21). In this step, the control device 7 determines that the air conditioning load is large when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is equal to or greater than the first threshold.
  • the first threshold is, for example, 3 ° C. That is, when the indoor temperature Ta is higher than the set temperature Ts by 3 ° C. or more, it is determined that the air conditioning load is large.
  • the air conditioning apparatus 100 When it is determined that the air conditioning load is large (S21: YES), the air conditioning apparatus 100 performs the maximum load operation using the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 (S22). In this step, the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 100%. As described above, when it is determined that the temperature difference between the room temperature and the set temperature is equal to or greater than the predetermined threshold and the air conditioning load is large, the operation at the rated output is performed. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 through the terminal A.
  • the control device 7 determines whether the air conditioning load is medium (S23). In this step, when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold, it is determined that the air conditioning load is medium.
  • the second threshold is a value smaller than the first threshold described above, and is, for example, 1 ° C. That is, when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is 1 ° C. or more and less than 3 ° C., it is determined that the air conditioning load is medium.
  • the air conditioner 100 When it is determined that the air conditioning load is medium (S23: YES), the air conditioner 100 performs a partial load operation using the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 (S24). In this step, the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 50%, for example.
  • the operating frequency of the compressor 5 is determined according to the size of the air conditioning load represented by the temperature difference between the room temperature and the set temperature.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 may also be proportionally controlled according to the size of the air conditioning load.
  • the fan coil unit 101 is operated at the rated output, and the heat pump unit 102 is operated according to the air conditioning load. Operate with output. As described above, by controlling the fan coil unit 101 to operate with priority, the power consumption of the compressor 5 is reduced, and energy saving can be achieved as the entire apparatus. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 through the terminal A.
  • FIG. 5 is a second half of a process flowchart showing an example of a normal cooling operation.
  • the control device 7 determines whether the air conditioning load is small or the humidity is equal to or more than a predetermined value (FIG. 5: S25) .
  • the third threshold is a value smaller than the above-described second threshold, and is, for example, ⁇ 1 ° C.
  • the control device 7 determines whether the indoor humidity is higher than a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold is, for example, a set humidity.
  • a portion by the fan coil unit 101 Load operation is performed (S26).
  • the blower fan 6 and the compressor 5 are stopped, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 25%, for example.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 may be proportionally controlled according to the size of the air conditioning load.
  • the dehumidifying operation by the heat pump unit 102 is performed (S27).
  • the compressor 5 of the heat pump unit 102 operates at, for example, a predetermined minimum output, and the operating frequency of the compressor 5 in stages according to the length of time elapsed from the start of the dehumidifying operation. Raise For example, the compressor 5 increases the operating frequency by 2 Hz every predetermined time in a period in which the indoor humidity is equal to or higher than the set humidity.
  • the processes of S26 and S27 are performed in parallel. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 via the terminal A.
  • the fan coil unit 101 is operated with a stepwise output or an output by proportional control according to the air conditioning load,
  • the heat pump unit 102 By operating the heat pump unit 102 only for dehumidification, energy saving can be achieved for the entire apparatus. That is, when the air conditioning load is small, basically the partial load operation is performed only by the fan coil unit 101, and when the dehumidification is necessary, the heat pump unit 102 is operated to perform the dehumidification operation.
  • the air conditioner 100 stops the operation of the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 (S28).
  • the difference between the room temperature Ta and the set temperature Ts is less than the third threshold, it is determined that there is no air conditioning load.
  • the difference between the room temperature Ta and the set temperature Ts is less than ⁇ 1 ° C.
  • the indoor humidity falls below the set humidity, for example, it can be determined that the target value has been reached.
  • the air conditioner 100 stops operation (thermo: OFF). Thereafter, the operation is stopped until the air conditioning load in the room becomes moderate or higher (S29: NO), and when the air conditioning load becomes medium or greater (S28: YES), the process proceeds to S11 of FIG. Return to
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in room temperature when the air conditioning apparatus 100 operates in the cooling operation.
  • the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates room temperature.
  • the room temperature is shown as a relative value based on the set temperature Ts.
  • the indoor temperature Ta (° C.) is equal to or higher than Ts + 3 (° C.), and the air conditioning load is large.
  • the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 operate at the rated output in S22 of FIG. In the period from T1 to T2 in FIG.
  • the indoor temperature Ta (° C.) is from Ts + 1 (° C.) to Ts + 3 (° C.), and the air conditioning load is medium.
  • the fan coil unit 101 operates at the rated output and the heat pump unit 102 operates at the output according to the size of the air conditioning load in S24 of FIG. 4.
  • the indoor temperature Ta (° C.) is from Ts-1 (° C.) to Ts + 1 (° C.), and the air conditioning load is small.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 is changed according to the air conditioning load to adjust the flow rate of the heat source water, and the fan coil unit 101 operates.
  • the heat pump unit 102 operates in S27 when the indoor humidity Ha is higher than a predetermined threshold.
  • the room temperature Ta (° C.) drops below Ts-1 (° C.) at T3 in FIG. 6, the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 stop operating at S28 in FIG. Thereafter, when the indoor temperature Ta (° C.) becomes equal to or higher than T + 1 (° C.) at T3 in FIG. 6, the air conditioning apparatus 100 resumes the operation.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 is changed according to the air conditioning load to adjust the flow rate of the heat source water, and the fan coil unit 101 operates.
  • the heat pump unit 102 operates in S27 when the indoor humidity Ha is higher than a predetermined threshold.
  • the fan coil unit 101 is preferentially used according to the air conditioning load, it is possible to suppress an increase in the power consumption by the compressor 5 of the heat pump unit 102 in particular. .
  • FIG. 7 is a process flow diagram showing an example of an opening degree determination process for determining the opening degree of the proportional valve. For example, in S24 of FIG. 4 and S26 of FIG. 5, the opening degree of the proportional two-way valve 13 is determined by the opening degree determination process as shown in FIG. 7, and the flow rate of the heat source water is changed.
  • a so-called flow rate sensor is not provided in the flow path 41 of the heat source water, and the flow rate is estimated based on the temperature of the heat source water measured by the temperature sensor and changed to a desired flow rate.
  • heat source water at a predetermined temperature is introduced, the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is set to 100%.
  • the difference between the temperature of the heat source water at the inlet of the air conditioner 100 and the temperature of the heat source water at the outlet with respect to the difference between the temperature and the temperature of the heat source water at the outlet when the degree of opening of the proportional two-way valve 13 is 50%.
  • the ratio is about 1.6 to 1.8 times.
  • the control device 7 Since such a ratio changes in accordance with the configuration of the air conditioner 100 (in other words, the type of product), the control device 7 is provided beforehand with the relationship between the opening degree of the proportional valve and the temperature of the heat source water at the inlet and outlet of the device. It shall be stored in a storage device such as a memory area. Specifically, in the case of 50% for the two-way valve 13, the temperature difference from the case of the rated flow rate (the opening is 100%) is stored with respect to the stepwise opening as in the case of 25%. .
  • a ratio using the difference between the inlet temperature measured by the heat source water inlet temperature sensor 21 and the outlet temperature of the entire apparatus measured by the heat source water outlet temperature sensor 26, and the inlet temperature measured by the heat source water inlet temperature sensor 21 The ratio using the difference with the outlet temperature of the fan coil unit 101 measured by the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24 is stored.
  • the temperature difference at the inlet / outlet to be targeted when the flow rate of heat source water is to be 50% is known. It becomes possible to feedback control the opening degree of the proportional valve so that the target value becomes the target value. That is, the flow rate can be calculated based on the measurement value of the temperature sensor.
  • the control device 7 reads information indicating the relationship between the inlet / outlet temperature difference stored therein and the opening degree of the proportional valve (FIG. 7: S31). Further, the control device 7 specifies the temperature difference of the heat source water corresponding to the desired opening degree determined in accordance with the air conditioning load of the air in the target room (S32). In this step, the temperature difference of the target heat source water is determined. Further, in the present embodiment, a desired opening degree is called a distribution rate. In addition, although it demonstrated by two steps of S31 and S32 for convenience, it is good also as one process of reading the temperature difference of heat-source water memorize
  • the controller 7 determines the target value of the outlet temperature as follows, and performs feedback control of the opening degree of the proportional valve so that the outlet temperature approaches the target value.
  • Target value present inlet temperature + specified temperature difference ⁇ (1 / distribution rate)
  • the distribution rate is the desired degree of opening, for example 50%. Control can be made to gradually approach the target value by multiplying the temperature difference of the target value by the reciprocal of the desired opening degree. Further, the target value is appropriately updated when a predetermined time has elapsed or when the change in the temperature difference is stabilized.
  • the flow rate of the heat source water introduced into the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 is changed by the opening degree determination processing as described above. Also, independently of this, the operating frequency of the compressor of the heat pump unit 102 is changed according to the air conditioning load.
  • the air conditioning apparatus 100 can cause the indoor temperature and the indoor humidity to converge to the set temperature and the set humidity.
  • the temperature difference with the temperature of the heat source water at the outlet of the fan coil unit 101 measured by the water fan coil outlet temperature sensor 24 may be used. Even when such an inlet / outlet temperature difference is used, the opening degree of the proportional valve can be determined according to the process flow chart shown in FIG. 7 to control the flow rate of the heat source water.
  • FIG. 8 is a process flow chart showing an example of the dehumidifying and reheating operation shown in S13 of FIG.
  • the room air is dehumidified by the fan coil side heat exchanger 1 of the fan coil unit 101, and the heat pump unit 102 is set to the heating operation, and the air is blown out into the room by the heat pump side air heat medium heat exchanger 4.
  • the control device 7 determines whether the air conditioning load is large (FIG. 8: S41). Also in this step, the control device 7 determines that the air conditioning load is large when the difference between the room temperature Ta and the set temperature Ts is equal to or more than the first threshold. For example, when the indoor temperature Ta is higher by 3 ° C. or more than the set temperature Ts, it is determined that the air conditioning load is large.
  • the air conditioning apparatus 100 When it is determined that the air conditioning load is large (S41: YES), the air conditioning apparatus 100 performs the dehumidifying operation by the fan coil unit 101 and the reheating operation by the heat pump unit 102 (S42). In this step, the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 100%. Also, as described above, the four-way valve switches the refrigeration cycle to the heating operation side. As described above, when it is determined that the temperature difference between the room temperature and the set temperature is equal to or greater than the predetermined threshold and the air conditioning load is large, the operation at the rated output is performed.
  • the heat pump unit 102 performs a heating operation to raise the temperature of the air blown into the room.
  • the blown-out humidity of the air conditioning apparatus 100 measured by the apparatus blown-off humidity sensor 37 may be reheated so as to be higher than the dew point temperature by a predetermined temperature or more.
  • the dew point temperature may be calculated using the blowout temperature Tf (° C.) of the fan coil unit 101 and the blowout humidity Hf (%) of the fan coil unit 101, or the heat pump side air heat measured by the heat exchanger temperature sensor 28.
  • the evaporation temperature of the heat exchanger 4 may be used as an approximation. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 through the terminal A.
  • the control device 7 determines whether the air conditioning load is medium (S43). Also in this step, when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is less than the first threshold and greater than or equal to the second threshold, it is determined that the air conditioning load is medium. For example, when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is 1 ° C. or more and less than 3 ° C., it is determined that the air conditioning load is medium.
  • the air conditioning apparatus 100 performs the dehumidifying operation by the fan coil unit 101 and the reheating operation by the heat pump unit 102 (S44).
  • the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 50%, for example.
  • the heat pump unit 102 performs a heating operation, and the operating frequency of the compressor 5 warms the blowing temperature of the air conditioner 100 according to the set temperature.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 may also be proportionally controlled according to the size of the air conditioning load.
  • the reheating operation may be performed so that the blow-out temperature of the air conditioning apparatus 100 measured by the apparatus blow-out temperature sensor 27 is higher than the dew point temperature by a predetermined temperature or more. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 through the terminal A.
  • FIG. 9 is a second half of the process flow diagram showing an example of the dehumidifying and reheating operation.
  • the control device 7 determines whether the air conditioning load is small (FIG. 9: S45).
  • the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is less than the second threshold and greater than or equal to the third threshold, it is determined that the air conditioning load is small. For example, when the difference between the indoor temperature Ta and the set temperature Ts is ⁇ 1 ° C. or more and less than 1 ° C., it is determined that the air conditioning load is small.
  • the dehumidifying operation by the fan coil unit 101 and the reheating operation by the heat pump unit 102 are performed (S46).
  • the blower fan 6 and the compressor 5 are operated, the switching three-way valve 11 switches the flow path so that the heat source water flows to the fan coil side, and the opening degree of the proportional two-way valve 13 is 25%, for example.
  • the opening degree of the proportional two-way valve 13 may be proportionally controlled according to the size of the air conditioning load.
  • the reheating operation may be performed so that the blow-out temperature of the air conditioning apparatus 100 measured by the apparatus blow-out temperature sensor 27 is higher than the dew point temperature by a predetermined temperature or more. Thereafter, the process returns to S11 of FIG. 3 via the terminal A.
  • the air conditioner 100 stops the operation of the fan coil unit 101 and the heat pump unit 102 (S47).
  • S45 when the difference between the room temperature Ta and the set temperature Ts is less than the third threshold, it is determined that there is no air conditioning load. For example, when the difference between the room temperature Ta and the set temperature Ts is less than ⁇ 1 ° C., it can be determined that the room temperature has reached the target value, and the air conditioner 100 stops the operation (thermo: OFF). After that, the operation is stopped until the air conditioning load in the room becomes medium or more (S48: NO), and when the air conditioning load becomes medium or more (S48: YES), the process proceeds to S11 in FIG. Return to
  • FIG. 10 is a view showing an example of the air conditioning apparatus according to the second embodiment.
  • the components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the air conditioning apparatus 100 includes a proportional three-way valve 14 instead of the switching three-way valve 11 in the first embodiment. Moreover, the proportional two-way valve in the first embodiment is not provided. Then, the controller 7 adjusts the opening degree of the proportional three-way valve 14 to make the flow rate of the heat source water introduced into the air conditioner 100 constant, and the flow rate of the heat source water flowing to the fan coil unit 101 side The ratio to the flow rate of heat source water flowing directly to the side 102 is changed.
  • substantially the same processing as that shown in FIGS. 3 to 5 and 7 to 9 is performed.
  • S22 and S24 of FIG. 4 instead of changing the flow rate of the heat source water introduced into the air conditioner 100, the fan coil unit 101 side.
  • the opening degree of the proportional three-way valve 14 can be determined based on, for example, the temperature of the heat source water at the outlet of the fan coil unit 101 measured by the heat source water fan coil outlet temperature sensor 24.
  • the opening degree of the proportional three-way valve 14 may perform proportional control according to the air conditioning load, an example in which the opening degree is changed stepwise according to the air conditioning load will be described below.
  • control device 7 causes the proportional three-way valve 14 to set the opening degree on the fan coil unit 101 side to 100%. That is, the operation is performed with the output of the fan coil unit 101 being maximized.
  • the control device 7 causes the proportional three-way valve 14 to set the opening degree on the fan coil unit 101 side to, for example, 50%. That is, one half of the heat source water flows to the fan coil unit 101 side, and the other flows directly to the heat pump side water heat exchanger 2. Therefore, the fan coil unit 101 operates at half the rated output. Further, the remaining heat source water and the heat source water whose temperature has risen via the fan coil unit 101 join together and flow into the heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 2.
  • the heat pump side hydrothermal medium heat exchange is more than the case where only the heat source water of 50% flow rate through the fan coil unit 101 flows into the heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 2 as in the first embodiment.
  • the temperature of the heat source water flowing into the vessel 2 is lowered.
  • the temperature of the combined heat source water is 10.5 It becomes about ° C. Therefore, the condensation temperature of the heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 2 at the time of cooling operation can be lowered, and the power consumption of the compressor 5 can be reduced.
  • the control device 7 causes the proportional three-way valve 14 to set the opening degree on the fan coil unit 101 side to, for example, 25%. That is, one fourth of the heat source water flows to the fan coil unit 101 side, and the remaining flows directly to the heat pump side water heat exchanger 2. Since the capacity of the fan coil unit 101 is determined by the flow rate of the heat source water, by controlling the flow rate, it is possible to cope with a smaller partial load, and the comfort is improved.
  • FIG. 11 is a view showing an example of the air conditioning apparatus according to the third embodiment.
  • the same reference numerals are given to components corresponding to the first embodiment or the second embodiment, and the description will be omitted.
  • the air conditioning apparatus 100 includes two heat exchangers in which the heat pump unit 102 performs heat exchange between the heat medium and the heat source water. Specifically, the second heat pump side water heat medium heat exchanger 8 is provided between the expansion valve 3 and the heat pump side air heat medium heat exchanger 4.
  • the air conditioning apparatus 100 is configured to be able to improve the operation efficiency of the compressor 5 when performing a cooling operation in winter and a heating operation in summer.
  • the cooling operation in winter and the heating operation in summer are referred to as "reverse mode operation".
  • the fan coil unit 101 is not used. That is, the switching three-way valve 11 shown in the first embodiment or the proportional three-way valve 14 shown in the second embodiment sets the opening degree of the heat pump unit 102 to 100%.
  • the power consumption of the compressor 5 is increased due to overload as compared with the case of cooling operation with heat source water of about 7 ° C.
  • the heat medium evaporates in the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8, and the temperature of the heat source water drops to about 43 ° C.
  • the heat medium condenses in the heat pump side air heat medium heat exchanger 4, and the temperature of the heat source water rises to about 48 ° C.
  • the load that is, power consumption
  • the power consumption of the compressor 5 is increased due to overload as compared with the case where the heating operation is performed by the heat source water at about 45 ° C.
  • the heat medium condenses in the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8, and the temperature of the heat source water rises to about 9 ° C.
  • the temperature of the heat medium on the heat pump side is lowered, and supercooling can be obtained as compared with the case of the heat pump side air heat medium heat exchanger alone. That is, the pressure is constant, and the temperature of the heat medium flowing into the expansion valve 3 is further reduced.
  • the heat medium evaporates in the heat pump side water heat exchanger 2 and the temperature of the heat source water drops to about 7 ° C.
  • the load of the compressor 5 can be reduced by the subcooling of the heat medium and the increase of the evaporation temperature in the heat pump side water heat exchanger 2.
  • the temperature of the heat source water is, for example, 5 ° C. or less, it is necessary to perform control for preventing freezing, the freezing is prevented by raising the temperature of the heat source water in the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8 Continuous operation can be performed without control of
  • the air conditioning apparatus 100 saves energy even during normal operation.
  • the same processing as shown in FIGS. 3 to 5 and 7 to 9 is performed.
  • the temperature of the heat source water having passed through the fan coil unit 101 has risen to about 12 ° C.
  • the heat medium evaporates in the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8, and the temperature of the heat source water drops to about 10 ° C.
  • the heat medium condenses in the heat pump side air heat medium heat exchanger 4, and the temperature of the heat source water rises to about 15 ° C.
  • the load on the compressor 5 can be reduced by reducing the condensation temperature in the heat pump side air heat medium heat exchanger 4.
  • the temperature of the heat source water having passed through the fan coil unit 101 is lowered to about 40 ° C.
  • the heat medium condenses in the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8, and the temperature of the heat source water rises to about 42 ° C.
  • subcooling of the heat medium is obtained.
  • the heat medium is evaporated by the heat pump side water heat exchanger 2, and the temperature of the heat source water is lowered to about 39.degree.
  • the load of the compressor 5 can be reduced by the subcooling of the heat medium and the increase of the evaporation temperature in the heat pump side air heat medium heat exchanger 4.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the air conditioning apparatus according to the fourth embodiment.
  • components corresponding to those of the first to third embodiments are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • the air conditioning apparatus 100 includes a second expansion valve in addition to the configuration of the air conditioning apparatus 100 according to the third embodiment.
  • the second expansion valve 9 is provided between the second heat pump side hydrothermal medium heat exchanger 8 and the heat pump side air thermal medium heat exchanger 4.
  • the second expansion valve is also, for example, an electronic expansion valve.
  • the expansion valve 3 is opened and the second expansion valve 9 is operated in the case of the normal operation where the cooling operation is performed with heat source water of 7 ° C., for example. That is, the second expansion valve 9 is used instead of the expansion valve 3.
  • the second heat pump side water heat exchanger 8 also functions as a condenser to improve the condensing capacity. Therefore, according to the air conditioning apparatus 100 according to the present embodiment, the condensation temperature of the heat medium can be reduced, and the power consumption of the compressor 5 can be reduced.
  • the expansion valve 3 is opened and the second expansion valve 9 is operated.
  • the second heat pump side water heat exchanger 8 also functions as an evaporator to improve the evaporation capacity. Therefore, according to the air conditioning apparatus 100 according to the present embodiment, the evaporation temperature of the heat medium can be raised, and the power consumption of the compressor 5 can be reduced.
  • the second expansion valve 9 is opened and the expansion valve 3 is operated. That is, the operation is similar to that of the third embodiment.
  • FIG. 13 is a view showing an example of the air conditioning apparatus according to the fifth embodiment.
  • the components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the pump 200 is connected to the flow path 41 of the heat source water.
  • the pump 200 can change the water supply amount by changing, for example, the rotational speed of the rotary pump.
  • changing the water supply amount of the pump 200 also enables the heat source water flowing through the air conditioning apparatus 100 to be changed.
  • the flow rate can be changed.
  • information indicating the relationship between the inlet / outlet temperature difference of the heat source water and the water supply amount of the pump is stored in advance.
  • the control device 7 adjusts the water supply amount of the pump based on the information.
  • the pump 200 may be combined with the air conditioner 100 shown in FIG. 10, FIG. 11 and FIG.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an air conditioning system including a plurality of air conditioning devices.
  • a plurality of air conditioners 100 are provided on each floor.
  • the air conditioning apparatus 100 is the apparatus described in the first to fifth embodiments.
  • the system also includes a pump 200, a refrigerator 300, an auxiliary heat source 400 such as a boiler, and a cooling tower 500.
  • the refrigerator 300 produces, for example, cold water of about 7 ° C. as heat source water.
  • the auxiliary heat source 400 produces, for example, hot water of about 45 ° C. as heat source water.
  • the cooling tower 500 is used for exhaust heat of the refrigerator.
  • the pump 200 also sends the heat source water to each of the plurality of air conditioners 100 through piping.
  • One pump 200 may be provided in a building, and heat source water may be supplied to all the air conditioners 100, or one pump 200 may be connected to each of the air conditioners 100. . Further, for example, one pump 200 may be connected to each group of some air conditioners 100, as in the case of a plurality of air conditioners 100 provided on the same floor. Moreover, clean air shall be taken in suitably via an outside air processing machine which is not illustrated.
  • the system according to the present embodiment can change the operation mode such as the cooling operation, the heating operation, and the blowing operation for each air conditioner 100.
  • the operation mode is different for each air conditioning apparatus 100, heat can be recovered on the delivery side of the heat source water, and energy consumption of the refrigerator 300 and the auxiliary heat source 400 can be reduced.
  • the air conditioner 100 preferentially uses the fan coil unit 101 and suppresses the use of the compressor 5 as much as possible, thereby reducing power consumption. Can.
  • the power consumption can also be reduced by decreasing the water supply amount of the pump 200. Therefore, the system can reduce power consumption and realize ZEB (Zero Energy Building).
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of an air conditioning system including a plurality of air conditioning devices. Also in the example of FIG. 15, a plurality of air conditioners 100 are provided on each floor.
  • the air conditioning apparatus 100 is the apparatus described in the first to fifth embodiments.
  • the system also includes a pump 200, a heat storage tank 600, an outside air processor 700, and an air-cooled heat pump chiller 800.
  • the system is not limited to the air conditioner 100, and may include a radiation panel 900 that performs radiation air conditioning.
  • the heat storage tank 600 is a facility that holds a heat medium for heat storage.
  • the outside air processor 700 takes in open air (OA) and supplies indoor air with a supply air (SA: supply air).
  • SA supply air
  • the air-cooling heat pump chiller 800 is an air-cooling type cooling device using a heat pump, and cools the heat source water.
  • the pump 200 also sends the heat source water to each of the plurality of air conditioners 100 through piping.
  • One pump 200 may be provided in a building, and heat source water may be supplied to all the air conditioners 100, or one pump 200 may be connected to each of the air conditioners 100. . Further, for example, one pump 200 may be connected to each group of some air conditioners 100, as in the case of a plurality of air conditioners 100 provided on the same floor.
  • the system according to the present embodiment uses the heat storage tank 600 and the air-cooled heat pump chiller 800 to produce heat source water.
  • the air-cooled heat pump chiller 800 is operated at night to produce heat source water having a water temperature of 12 ° C., and the heat storage tank 600 stores heat.
  • heat is collected from the heat storage tank 600 until the temperature of the heat source water rises to 20 ° C., for example.
  • the air-cooled heat pump chiller 800 is operated. Reduce the temperature.
  • the air-cooled heat pump chiller 800 is operated at night to manufacture heat source water having a water temperature of 35 ° C. and store heat in the heat storage tank 600.
  • heat is collected from the heat storage tank 600 until the temperature of the heat source water falls to 25 ° C., for example, in winter daytime, and when the temperature of the heat source water reaches 25 ° C., the air-cooled heat pump chiller 800 is operated and the temperature of the heat source water Raise
  • the system according to the present embodiment can also change the operation mode such as the cooling operation, the heating operation, and the blowing operation for each air conditioner 100. Therefore, when an operation mode differs for every air conditioning apparatus 100, heat recovery can be performed by the sending side of heat source water, and consumption energy can be reduced.
  • the air conditioner 100 preferentially uses the fan coil unit 101 and suppresses the use of the compressor 5 as much as possible, thereby reducing power consumption. Can.
  • the power consumption can also be reduced by reducing the water supply amount of the pump 200.
  • the external air processor 700 is treated mainly by latent heat
  • the air conditioner 100 is treated mainly by sensible heat
  • the sensible heat is treated by the fan coil unit 101
  • the latent heat is treated by the heat pump unit 102, whereby the efficiency of the refrigerator is achieved.
  • the operating rate of the compressor of the refrigerator and the operating rate of the compressor of the heat pump unit 102 can be reduced at the same time. Therefore, the system can reduce power consumption and realize ZEB (Zero Energy Building).
  • the air conditioning system is provided with the refrigerator 300 and the auxiliary heat source 400, or the heat storage tank 600 and the heat source water temperature control device such as the air-cooled heat pump chiller 800 of the seventh embodiment. You may do so.
  • feedback control such as proportional integral differential (PID) control may be performed instead of the “proportional control” described above.
  • PID proportional integral differential
  • At least one of the humidity and the blowing humidity of the air conditioning apparatus 100 measured by the apparatus blowing humidity sensor 37 may be used, or a combination of two or more of them.
  • the dew point temperature calculated by the indoor temperature sensor 22 and the indoor humidity sensor 32, the dew point temperature calculated by the fan coil outlet temperature sensor 23 and the fan coil outlet humidity sensor 33, and the device outlet temperature sensor 27 and the device outlet humidity sensor 37 At least one of these dew point temperatures, or a combination of two or more of these may be used.
  • Air conditioner 101 fan coil unit 1: fan coil side heat exchanger 102: heat pump unit 2: heat pump side water heat medium heat exchanger 3: expansion valve 4: heat pump side air heat medium heat exchanger 5: compressor 6: Blower fan 7: Controller 8: Second heat pump side water heat exchanger 9: Second expansion valve 11: switching three-way valve 12: four-way valve 13: proportional two-way valve 14: proportional three-way valve 21: Heat source water inlet temperature sensor 22: indoor temperature sensor 23: fan coil outlet temperature sensor 24: heat source water fan coil outlet temperature sensor 26: heat source water outlet temperature sensor 27: device outlet temperature sensor 28: heat exchanger temperature sensor 32: indoor humidity Sensor 33: Fan coil outlet humidity sensor 37: Device outlet humidity sensor

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Abstract

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。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。

Description

空気調和装置及び空気調和システム
　本発明は、空気調和装置及び空気調和システムに関する。
　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）。
実公平６－１５２７６号公報 特公平６－６８３９２号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
第１の実施形態に係る空調装置の一例を示す図である。 空気調和装置の初期化処理の一例を示す処理フロー図である。 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。 通常の冷房運転の一例を示す処理フロー図である。 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。 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。 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。 除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図である。 除湿再熱運転の一例を示す処理フロー図の後半部分である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　以上で、初期化処理を終了する。
＜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。
　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。
　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）。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　＜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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (7)

  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。
  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前記第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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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