JP6896089B2 - 空気調和システム - Google Patents

Description

本発明は、空気調和システムに関し、特に、室内熱交換器において空気と熱交換を行なう液媒体の温度を調整する温度調整装置を備える空気調和システムに関する。

従来、冷温水を熱媒体とする空調制御システムにおいては、その熱媒体の負荷装置への送水温度を一定（一般に、５〜７℃）となるように制御している。すなわち、負荷装置の負荷が増減しても、送水温度は変化させない。負荷装置の負荷が増減した場合は、その負荷装置に付設された制御弁の開度を増減させ、負荷装置への冷温水の量を増減させて対応している。

特許第５８５５２７９号公報

特許第５８５５２７９号公報（特許文献１）に記載されたような、負荷装置が個別に能力制御する空気調和システムでは、負荷装置の負荷増減時に、その負荷装置に付設された制御弁の開度を増減させ、負荷装置への冷温水の量を増減させて対応している。この場合、室内の温度を目標とする温度まで低下させる際に発揮する冷凍能力のうち潜熱処理量の割合が増加する。このため、負荷装置が過剰な冷凍能力を発揮し、熱源装置の消費電力が増加するという問題があった。さらに、不要な潜熱処理により湿度が低下し、室内が乾燥することで使用者に不快感を与えるという問題があった。

また、送水温度一定制御では、負荷装置の負荷が低負荷である場合、実際に負荷装置で消費される熱量を賄うのに必要な送水温度に対して過剰な送水温度となり、熱源機のＣＯＰが低下し、エネルギーが無駄に費やされてしまうという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、省エネルギーかつ快適性が向上した、空気調和システムを提供することを目的とする。

本開示は、空気調和システムに関する。空気調和システムは、熱源装置と複数の室内熱交換器と複数の温度調整装置とを備える。熱源装置は、液媒体を加熱または冷却するように構成される。複数の室内熱交換器は、熱源装置から液媒体が供給され、液媒体と空気との熱交換を行なうように構成される。複数の温度調整装置は、複数の室内熱交換器にそれぞれ対応して設けられ、複数の室内熱交換器に供給される液媒体の温度をそれぞれ調整するように構成される。複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器に供給される液媒体である流入媒体と対応する室内熱交換器から排出される液媒体である流出媒体との間での熱交換量が可変に調整できるように構成される。複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器の熱交換能力が室内負荷よりも大きいときは、流入媒体と流出媒体との間の熱交換量を増加させることによって、対応する室内熱交換器の熱交換能力を低下させる。複数の温度調整装置のうちに流入媒体と流出媒体との間の熱交換量が最小に設定されているものが無い場合には、熱源装置は、液媒体の温度を変化させる加熱能力または冷却能力を低下させる。

本開示の空気調和システムは、室内熱交換器に供給する液冷媒の温度を細かく調整でき、さらに熱源装置の能力も低く抑えることができるので、空気調和システムの省エネルギー性を維持しつつ、温度調整性能を向上することができる。

本実施の形態の温度調整装置が適用される空気調和システムの全体構成を示す図である。 図１の負荷装置１０１−１〜１０１−ｎの構成および熱媒体の流れを代表的に示した図である。 流量調整装置の第１変形例を示した図である。 流量調整装置の第２変形例を示した図である。 流量調整装置の第３変形例を示した図である。 流量調整装置の第４変形例を示した図である。 実施の形態１に係る空気調和システムの熱源装置２０１の動作を表すフローチャートである。 実施の形態１に係る空気調和システムの負荷装置１０１の動作を表すフローチャートである。 実施の形態２に係る負荷装置１０２および中継装置１０３の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 液−液熱交換器３の構成例の正面図である。 液−液熱交換器３の構成例の側面図である。 液−液熱交換器３の構成例の斜視図である。 実施の形態３に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態４に係る負荷装置１０２と中継装置１０５の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態５に係る負荷装置１０２と中継装置１０６の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態６に係る負荷装置１０２と中継装置１０７の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態６の変形例に係る負荷装置１０２と中継装置１０８の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態７に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 図８の制御に負荷装置の流量制御を追加した変形例を説明するためのフローチャートである。 実施の形態７に係る負荷装置および流量調整装置の第１変形例の構成を示す図である。 実施の形態７に係る負荷装置および流量調整装置の第２変形例の構成を示す図である。 実施の形態７に係る負荷装置および流量調整装置の第３変形例の構成を示す図である。 実施の形態８に係る負荷装置１０９の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 図７の制御にポンプの制御を追加した変形例を説明するためのフローチャートである。 実施の形態８に係る回路構成の変形例を示す図である。 実施の形態９に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。 実施の形態９に係る負荷装置の変形例の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付している。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の温度調整装置が適用される空気調和システムの全体構成を示す図である。図１を参照して、空気調和システム１０００は、熱源装置２０１と、制御装置２０２と、ポンプＷＰと、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎと、幹線配管１１と、幹線配管２１とを含む。制御装置２０２は独立した装置として図示しているが、熱源装置２０１に内蔵する形態としてもよい。

熱源装置２０１は、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに供給する熱媒体を冷却又は加熱する装置であり、熱媒体は幹線配管１１（往路）を通って熱源装置２０１から負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに供給され、幹線配管２１（復路）を通って負荷装置１０１−１〜１０１−ｎから熱源装置２０１に戻される。ポンプＷＰは、幹線配管１１および幹線配管２１を通る熱媒体を空気調和システム１０００に循環させる。「熱媒体」としては、特に限定されないが、たとえば液媒体である水を使用することができる。

負荷装置１０１−１〜１０１−ｎは、部屋Ｒ１〜Ｒｎにそれぞれ配置され、水と室内空気との間で熱交換を行なう熱交換器を備える。負荷装置１０１−１〜１０１−ｎは、幹線配管１１と幹線配管２１との間に並列接続される。

熱源装置２０１によって冷房運転時に冷却、暖房運転時に加熱された熱媒体は、ポンプＷＰにより搬送されて負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに流入する。負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに流入した熱媒体は、負荷装置の熱交換器に流入して室内空気と熱交換することにより、冷房運転時は温度が上昇し、暖房運転時は温度が低下する。熱交換器から流出した熱媒体は負荷装置１０１−１〜１０１−ｎから流出して熱源装置２０１に流入し、再び冷却または加熱される。

図２は、図１の負荷装置１０１−１〜１０１−ｎの構成および熱媒体の流れを代表的に示した図である。

図１、図２を参照して、空気調和システム１０００は、熱源装置２０１と、複数の室内熱交換器２と、複数の温度調整装置５０とを備える。熱源装置２０１は、液媒体を加熱または冷却するように構成される。複数の室内熱交換器２は、熱源装置２０１から液媒体が供給され、液媒体と空気との熱交換を行なうように構成される。室内熱交換器２は、図１のファンコイルユニットＦＣＵ１〜ＦＣＵｎが備える熱交換器である。

複数の温度調整装置５０は、複数の室内熱交換器２にそれぞれ対応して設けられ、複数の室内熱交換器２に供給される液媒体の温度をそれぞれ調整するように構成される。複数の温度調整装置５０の各々は、対応する室内熱交換器２に供給される液媒体である流入媒体と対応する室内熱交換器から排出される液媒体である流出媒体との間での熱交換量がある可変範囲内で調整できるように構成される。

複数の温度調整装置５０の各々は、対応する室内熱交換器２の熱交換能力が室内負荷よりも大きいときは、流入媒体と流出媒体との間の熱交換量を増加させることによって、対応する室内熱交換器２の熱交換能力を低下させる。

図２を参照して、負荷装置１０１は、温度調整装置５０と、室内熱交換器２とを含む。配管１３の端部が負荷装置１０１への液入口Ｐ１２であり、配管２３の端部が負荷装置１０１からの液出口Ｐ２２となる。

負荷装置１０１は、液入口Ｐ１２と液出口Ｐ２２において、幹線配管１１，２１と接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１にあるメイン分岐部Ｐ１１から分岐した配管１２と接続される。液出口Ｐ２２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管２１にあるメイン合流部Ｐ２１に合流する配管２２と接続される。

熱源装置２０１と接続された室内熱交換器２において空気と熱交換を行なう液媒体の温度を、温度調整装置５０が調整する。温度調整装置５０は、液媒体が流れる配管ＦＰ１（第１配管）および配管ＦＰ２（第２配管）と、流量調整装置１と、制御装置５１と、温度センサ５２とを備える。配管ＦＰ１は二手に分岐する配管３１（第１分岐配管）と、配管３２および３３（第２分岐配管）を有している。

液−液熱交換器３は、配管ＦＰ１を流れる液媒体のうち、配管３２、３３を流れる液媒体と配管ＦＰ２を流れる液媒体との間で熱交換を行なうように構成される。流量調整装置１は、配管３２、３３を流れる液媒体の流量の変更と配管３１を流れる液媒体の流量の変更とを行なうように構成される。図２に示す例では、流量調整装置１は、配管３２と配管３１の分岐部Ｐ３１に配置され、配管３２、３３を流れる液媒体の流量と配管３１を流れる液媒体の流量との比率を変更する流量分配弁１Ａを備える。流量分配弁１Ａとしては、例えば電動三方弁を用いることができる。なお、流量分配弁１Ａは、配管３２と配管３１の分岐部Ｐ３１ではなく、配管３３と配管３１の合流部Ｐ３２に配置されても良い。切替弁のようなものとは異なり、流量調整装置１は、配管３２、３３を流れる液媒体の流量と配管３１を流れる液媒体の流量の比率を段階的または連続的に調節するように構成される。

また、図２に示す例では、配管ＦＰ１は、熱源装置２０１から室内熱交換器２に液媒体を供給する流路を構成し、配管ＦＰ２は、室内熱交換器２から熱源装置２０１に液媒体を戻す流路を構成する。配管ＦＰ１は、配管３１、３２，３３を含む。配管ＦＰ２は、配管２３，２４を含む。

配管３２は、液入口Ｐ１２から熱媒体を導く配管１３から分岐し、液−液熱交換器３の第１の流路に熱媒体を供給する。配管３３は、液−液熱交換器３の第１の流路から流出する熱媒体を、配管１４に送る。配管３１は、液−液熱交換器３の熱交換経路をバイパスする流路を構成する。配管３２と配管３１は、分岐部Ｐ３１において分岐する。分岐部Ｐ３１には、流量分配弁１Ａが配置される。配管３１と配管３３は、合流部Ｐ３２において合流する。

配管１４は、合流部Ｐ３２と室内熱交換器２の液入口とを接続する。配管２４は、室内熱交換器２の液出口と液−液熱交換器３の第２の流路の入口とを接続する。第２の流路は、室内熱交換器２の熱媒体出口から熱源装置２０１に戻る途中の流路である。配管２３は、液−液熱交換器３の第２の流路の出口と、液出口Ｐ２２とを接続する。

流量分配弁１Ａは、配管１３から分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２とに分配される流量比を調整する。図３〜図６は、流量調整装置の変形例を示した図である。流量調整装置として、図２では分岐部Ｐ３１に分配比を変える流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に示すように変形しても良い。なお、図を見やすくするため、図３以降については、制御装置５１と温度センサ５２は、図示を省略する。

図３に示す例では、流量調整装置１は、配管３２に配置される流量調整弁１Ｂを備える。流量調整弁１Ｂは、配管３２に設置される。なお、流量調整弁１Ｂは、配管３３に設置されても良い。流量調整弁１Ｂは、配管３２を流れる液媒体の流量と配管３１を流れる液媒体の流量との比率を変更する。流量調整弁１Ｂとして、開度が調整可能な電動弁を用いることができる。配管１３の流量が一定である場合、配管３２の流量調整弁１Ｂの開度を絞ると、配管３２を流れる液媒体の流量が減少し配管３１を流れる液媒体の流量が増加する。なお、流量調整弁１Ｂは、配管３２に配置される代わりに配管３１に配置されてもよい。

図４に示す例では、流量調整装置１は、配管３２に配置され、間欠動作するように構成された遮断弁１Ｃを備える。遮断弁１Ｃは、断続運転が可能であり、配管３２に設置される。なお、遮断弁１Ｃは、配管３３に設置されても良い。遮断弁１Ｃは、配管３２に配置される代わりに、配管３１に配置されても良い。制御装置５１は、遮断弁１Ｃを間欠的にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すように開閉制御する。制御装置５１は遮断弁１ＣのＯＮデューティー比を変更することにより、配管３２を流れる液媒体の流量と配管３１を流れる液媒体の流量との比率を変更する。

図５、図６に示す例では、配管ＦＰ１は、互いに並列接続され、配管ＦＰ２を流れる液媒体との間で熱交換を行なう複数の配管ＦＰ３（第３分岐配管）を含む。流量調整装置１は、複数の配管ＦＰ３にそれぞれ設けられた複数の遮断弁１Ｄを備える。

特に、図６に示す例では、液−液熱交換器３は、複数の配管ＦＰ３ごとに熱交換量が異なるように構成される。

また図３〜図６の流量調整装置１は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。

再び図１、図２を参照して熱媒体の流れを説明する。図２に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。

ポンプＷＰから送出される熱媒体は、幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐した配管１２を経由して液入口Ｐ１２から負荷装置１０１へ流入する。

液入口Ｐ１２から流入した熱媒体は配管１３を流れて分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体（冷水）は、配管３１と配管３２とに分かれて流れる。配管３２を流れる熱媒体は、液−液熱交換器３で室内熱交換器２よりも下流側の熱媒体と熱交換することによって温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は配管３３を流れ、合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる熱媒体は、合流部Ｐ３２に到達すると配管３３を流れる熱媒体と混合することによって温度が上昇する。合流部Ｐ３２に到達した熱媒体は、配管１４を流れ、室内熱交換器２へ流入する。室内熱交換器２へ流入した熱媒体は空気と熱交換し、空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は温度が上昇し、配管２４を流れて液−液熱交換器３へ流入する。液−液熱交換器３へ流入した熱媒体は上流側の熱媒体と熱交換し、温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管２３を流れ、液出口Ｐ２２へ到達する。

液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は、負荷装置１０１から流出し配管２２を流れる。配管２２を流れる熱媒体は、メイン合流部Ｐ２１で幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。幹線配管２１で合流した熱媒体は、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

図７は、実施の形態１に係る空気調和システムの熱源装置２０１の動作を表すフローチャートである。以下、図７に示したフローチャートに従って、実施の形態１に係る熱源装置２０１の熱媒体温度制御について説明する。

図１、図７を参照して、熱源装置２０１が運転を開始すると、制御装置２０２は、ステップＳ１で複数台設置される負荷装置１０１−１〜１０１−ｎの各々が最大能力を発揮しているか否かを判断する。

ここで、ステップＳ１において、負荷装置１０１が最大能力を発揮しているか否かを、制御装置２０２が判断する方法について説明する。図２に示した負荷装置１０１は、負荷装置１０１に流入する熱媒体が、熱源装置２０１において加熱または冷却された温度をなるべく維持した状態で室内熱交換器２に流入すると、最大能力を発揮する。そのため、室内熱交換器２の上流部である配管１４に温度センサを設置し、測定した温度と熱源装置２０１の送水温度とを比較して、両者が等しければ能力が最大であると判断できる。

また別の判断方法として、配管３２における流量に基づいて判断しても良い。制御装置５１は、液−液熱交換器３の一次側通路への分配率が０％となるように、流量分配弁１Ａを制御すると、熱源装置２０１からの熱媒体（冷水）は、全て配管３１を流れるので、そのまま室内熱交換器２に供給される。このような設定では、室内熱交換器２の冷却能力は最大に設定される。

熱媒体が配管３２に流れていないとき、すべての熱媒体は液−液熱交換器３で熱交換せずに、室内熱交換器２に到達する。このときは、室内熱交換器２に流入する熱媒体温度が負荷装置１０１に流入するときの熱媒体温度と必ず等しくなる。このため、分岐部Ｐ３１に設置される流量分配弁１Ａが配管３２へ流れる熱媒体の流れを遮断するように制御されているときに、負荷装置１０１が最大能力を発揮していると判断できる。すなわち、制御装置５１が、液−液熱交換器３の一次側通路への分配率が０％となるように、流量分配弁１Ａを制御しているときは、負荷装置１０１が最大能力を発揮していると判断できる。

負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのうちに最大能力を発揮しているものがないとき（Ｓ１でＮＯ）、制御装置２０２はステップＳ３で熱源装置２０１の能力を低下させる。

空気調和システム１０００が冷却運転している場合には、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのうちに最大能力を発揮しているものがないとき、制御装置２０２は、熱源装置２０１に対して熱媒体の冷却温度を上昇させる。これによって、熱源装置２０１の能力は低下する。熱媒体の冷却温度が上昇すると、熱源装置２０１の冷媒蒸発温度が上昇するためＣＯＰを向上させることができ、省エネ効果が発揮できる。

一方、空気調和システム１０００が暖房運転している場合には、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎがすべて最大能力を発揮していないとき、制御装置２０２は熱源装置２０１に対して熱媒体の加熱温度を低下させる。これによって、熱源装置２０１の能力は低下する。熱媒体の加熱温度が低下すると、熱源装置２０１の凝縮温度が低下するためＣＯＰ（成績係数：Coefficient Of Performance）を向上させることができ、省エネ効果が得られる。

ステップＳ１において、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのうちに最大能力を発揮している負荷装置が少なくとも１台あるとき（Ｓ１でＹＥＳ）、制御装置２０２は、ステップＳ２で負荷装置が最大能力を発揮しても空調負荷に対して能力が不足する負荷装置があるかどうかを確認する。

ここで、ステップＳ２において、制御装置２０２が、負荷装置１０１の能力が過剰または不足しているかを判断する方法を説明する。負荷装置１０１はリモコンなどで使用者に指示された目標温度Ｔｓｅｔを目指して運転する。目標温度Ｔｓｅｔと温度センサ５２で測定する室内温度Ｔａの差が規定値以下かつ、冷却運転の場合目標温度よりも室内温度が低く、暖房運転の場合目標温度より室内温度が高い（負荷装置能力よりも室内負荷が大きい）場合に能力が過剰であると判断できる。反対に、目標温度Ｔｓｅｔと室内温度Ｔａの差が規定値以上かつ、冷却運転の場合設定温度よりも室内温度が高く、暖房運転の場合目標温度より室内温度が低い（負荷装置能力よりも室内負荷が小さい）場合に能力が不足していると判断できる。

最大能力を発揮しても能力が不足する負荷装置がある場合（Ｓ２でＹＥＳ）、制御装置２０２は熱源装置２０１の能力を増加させる。

空気調和システム１０００が冷却運転している場合に最大能力を発揮しても能力が不足する負荷装置があるとき、制御装置２０２は熱源装置２０１に対して熱媒体の冷却温度を低下させる。これによって熱源装置２０１の能力は増加し、制御が終了する（Ｓ５）。

一方、空気調和システム１０００が暖房運転している場合に最大能力を発揮しても能力が不足する負荷装置があるとき、制御装置２０２は熱源装置２０１に対して熱媒体の加熱温度を増加させる。これによって熱源装置２０１の能力は増加し、制御が終了する（Ｓ５）。

ステップＳ２において最大能力を発揮しても能力が不足する負荷装置がない場合（Ｓ２でＮＯ）、制御装置２０２は熱源装置２０１に対して運転状態の変更を指示せず、制御を終了する（Ｓ５）。

図８は、実施の形態１に係る空気調和システムの負荷装置１０１の動作を表すフローチャートである。以下、図８に示したフローチャートに従って、本発明に係る負荷装置１０１の熱媒体温度制御について説明する。

図１、図８を参照して、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのいずれかが運転を開始すると、制御装置２０２は、ステップＳ１１において、負荷装置１０１の能力が過剰か否かを判断する。ステップＳ１１においても、ステップＳ２と同様な方法で、負荷装置１０１の能力が過剰か否かを判断することができる。

運転開始後の負荷装置１０１の能力が過剰なとき（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御装置２０２は、温度調整装置の熱交換量を変更し負荷装置１０１に能力を低下させる。

ここで、空気調和システム１０００が冷却運転している場合、負荷装置１０１の能力の方が室内負荷よりも大きいとき、制御装置２０２は負荷装置１０１に室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を上昇させる。これによって、負荷装置１０１の能力が低下する。室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を上昇させるために、負荷装置１０１の流量分配弁１Ａは、液−液熱交換器３へ流入する熱媒体の流量が増加するように分配比が変更され、熱交換量を増加させる。

一方、空気調和システム１０００が暖房運転している場合に制御装置２０２が負荷装置１０１の能力の方が室内負荷よりも大きいと判断したとき、制御装置２０２は、負荷装置１０１に室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を低下させる。これによって負荷装置１０１の能力が増加する。室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を低下させるために、負荷装置１０１の流量分配弁１Ａは液−液熱交換器３へ流入する熱媒体の流量が減少するように分配比が変更され熱交換量を減少させる。

ステップＳ１１において、制御装置２０２が負荷装置１０１の能力が過剰ではないと判断したとき（Ｓ１１でＮＯ）、制御装置２０２は、ステップＳ１２において、負荷装置１０１の能力が不足しているか否かを判断する。

ステップＳ１２においても、ステップＳ２と同様な方法で、負荷装置１０１の能力が不足しているかを判断することができる。

負荷装置１０１の能力が不足しているとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御装置２０２は負荷装置１０１に能力を増加させる。

ここで、空気調和システム１０００が冷却運転をしている場合に制御装置２０２が負荷装置１０１の能力の方が室内負荷よりも小さいと判断したとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御装置２０２は負荷装置１０１に室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を低下させる。これによって負荷装置１０１の能力は増加する（Ｓ１４）。室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を低下させるために、負荷装置１０１の流量分配弁１Ａは液−液熱交換器３へ流入する熱媒体の流量が減少するように分配比が変更され、制御が終了する（Ｓ１５）。

一方、空気調和システムが暖房運転をしている場合に、制御装置２０２が負荷装置１０１の能力の方が室内負荷よりも小さいと判断したとき（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御装置２０２は負荷装置１０１に室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を上昇させる。これによって負荷装置１０１の能力は増加する（Ｓ１４）。室内熱交換器２に流入する熱媒体の温度を上昇させるために、負荷装置１０１の流量分配弁１Ａは液−液熱交換器３へ流入する熱媒体の流量が増加するように分配比が変更され、制御が終了する（Ｓ１５）。

なお、ステップＳ１２で制御装置２０２が負荷装置１０１の能力が不足していないと判断したとき（Ｓ１２でＮＯ）、制御装置２０２は負荷装置１０１に能力の変更を指示せずに、制御を終了する（Ｓ１５）。

本実施の形態の空気調和システムによれば、負荷装置に流入する冷温水の温度で空調能力を調整することにより、目標温度にするために負荷装置が過剰な冷凍能力を発揮しなくなる。したがって、熱源装置の消費電力を削減することができる。さらに、すべての負荷装置が能力を低下するよう制御されている場合に、熱源装置の水温度の制御を優先して実行することによって、熱源装置のＣＯＰを向上させることができ、省エネ効果が発揮できる。

以降の実施の形態では、実施の形態１における負荷装置１０１を代替する負荷装置の構成について説明する。

実施の形態２．
図９は、実施の形態２に係る負荷装置１０２および中継装置１０３の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。

実施の形態２は、実施の形態１に係る負荷装置１０１が備える各構成要素を、負荷装置１０２と中継装置１０３の２つの装置に分けて収容する。

負荷装置１０２には、熱媒体が液入口Ｐ１４から流入し液出口Ｐ２４から流出する。負荷装置１０２は、室内熱交換器２と、液入口Ｐ１４と室内熱交換器２とを接続する配管１４Ｃと、室内熱交換器２と液出口Ｐ２４とを接続する配管２４Ｃとを含む。

中継装置１０３は、液−液熱交換器３と、温度調整装置５０とを備える。中継装置１０３は、液媒体の幹線配管１１，２１と室内熱交換器２との間に配置される。なお、中継装置１０３は、温度調整装置５０の代わりに、図３〜図６に示される温度調整装置、および後に図１３に示す温度調整装置のいずれかを備えるものであっても良い。

中継装置１０３は、液入口Ｐ１２から液出口Ｐ１３に至る第１経路と、液入口Ｐ２３から液出口Ｐ２２に至る第２経路とをさらに含む。第１経路は、液入口Ｐ１２と分岐部Ｐ３１とを接続する配管１３と、分岐部Ｐ３１と合流部Ｐ３２とを接続する配管３１と、分岐部Ｐ３１と液−液熱交換器３とを接続する配管３２と、液−液熱交換器３と合流部Ｐ３２とを接続する配管３３と、合流部Ｐ３２と液出口Ｐ１３とを接続する配管１４Ａとを含む。

第２経路は、液入口Ｐ２３と液−液熱交換器３とを接続する配管２４Ａと、液−液熱交換器３と液出口Ｐ２２とを接続する配管２３とを含む。

中継装置１０３は、配管１３から分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２へ分岐する流量を調整する流量分配弁１Ａを備える。なお、図９では流量調整装置１が分岐部Ｐ３１に流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に示すように変形しても良い。また図９、図３〜図６の流量調整装置１は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。

中継装置１０３は、液入口Ｐ１２と液出口Ｐ２２の２箇所において熱源装置側と接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１からメイン分岐部Ｐ１１において分岐した配管１２と接続される。液出口Ｐ２２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管２１のメイン合流部Ｐ２１に合流する配管２２と接続される。

負荷装置１０２は、中継装置１０３と液入口Ｐ１４と液出口Ｐ２４の２箇所において接続される。液入口Ｐ１４は、中継装置１０３の液出口Ｐ１３と配管１４Ｂによって接続される。液出口Ｐ２４は、中継装置１０３の液入口Ｐ２３と配管２４Ｂによって接続される。

図９を参照して熱媒体の流れを説明する。図９に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。図１のポンプＷＰから送出される熱媒体は幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐した配管１２経由して液入口Ｐ１２から中継装置１０３へ流入する。

液入口Ｐ１２から流入した熱媒体は配管１３を流れて分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体（冷水）は、配管３１と配管３２とに分かれて流れる。配管３２を流れる熱媒体は、液−液熱交換器３で室内熱交換器２よりも下流側の熱媒体と熱交換することによって温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は配管３３を流れ、合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる熱媒体は、合流部Ｐ３２に到達すると配管３３を流れる熱媒体と混合することによって温度が上昇する。合流部Ｐ３２に到達した熱媒体は配管１４Ａを流れ、液出口Ｐ１３に到達する。液出口Ｐ１３に到達した熱媒体は、中継装置１０３から流出し配管１４Ｂを流れる。配管１４Ｂを流れる熱媒体は、液入口Ｐ１４から負荷装置１０２へ流入する。

負荷装置１０２へ流入した熱媒体は配管１４Ｃを流れて室内熱交換器２へ流入する。室内熱交換器２へ流入した熱媒体は空気と熱交換し、空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は温度が上昇し、配管２４Ｃを流れて液出口Ｐ２４へ到達する。液出口Ｐ２４へ到達した熱媒体は負荷装置１０２から流出し配管２４Ｂを流れる。配管２４Ｂを流れる熱媒体は中継装置１０３の液入口Ｐ２３に到達する。液入口Ｐ２３に到達した冷媒は配管２４Ａを流れて液−液熱交換器３へ流入する。液−液熱交換器３へ流入した熱媒体は上流側の熱媒体と熱交換することによって温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管２３を流れ、液出口Ｐ２２へ到達する。

液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は中継装置１０３から流出し配管２２を流れる。配管２２を流れる熱媒体はメイン合流部Ｐ２１で幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。幹線配管２１で合流した熱媒体は、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

図９に示した実施の形態２の構成は、中継装置１０３を取り除くと一般的な空気調和システムと同じである。言い換えると、一般的な空気調和システムにおいて、配管１２と液入口Ｐ１４との間、および配管２２と液出口Ｐ２４の間に中継装置１０３を接続した形態である。つまり、既に空気調和システムが導入されている建物の場合でも、配管１２から液入口Ｐ１４を取り外し、配管２２から液出口Ｐ２４を取り外して、中継装置１０３を挿入すれば、既存の空気調和システムの省エネ性を容易に向上できる。

さらに既存の空気調和システムへ熱媒体の温度調整機能を容易に導入するために好ましい液−液熱交換器３の構成例を説明する。図１０は、液−液熱交換器３の構成例の正面図である。図１１は、液−液熱交換器３の構成例の側面図である。図１２は、液−液熱交換器３の構成例の斜視図である。

図１０〜図１２では、液−液熱交換器３の構成部品のひとつは既存の配管４１である。図１０〜図１２に示すような、既存の配管４１より直径の大きい内径の円筒型の部品４２で既存の配管４１を周囲から覆うように設置する。この部品４２の側面には配管接続部があり、図９の配管３２、３３が接続できる。円筒型の部品４２を分割し配管４１の周囲を覆うように配置しその後一体化させることによって、既存の配管の内側と外側が熱媒体で満たされることで、熱交換できる。このように熱交換器の一方を既存の状態として使用できるので、既存の空気調和システムへの導入をさらに容易にできる。

実施の形態３．
図１３は実施の形態３に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。図１３を参照して、負荷装置１０４は、温度調整装置５０Ｆと、室内熱交換器２とを含む。温度調整装置５０Ｆは、液媒体が流れる配管ＦＰ１Ａおよび配管ＦＰ２Ａと、液−液熱交換器３と、配管ＦＰ１Ａから分岐し液−液熱交換器３を迂回する配管３１と、流量調整装置１とを備える。流量調整装置１は、流量分配弁１Ａを備える。配管ＦＰ１Ａは、配管３２，３３を含む。配管ＦＰ２Ａは、配管１３，１４を含む。なお、図示しないが、図２と同様に制御装置５１および温度センサ５２も配置される。

配管１３は、液入口Ｐ１２から液−液熱交換器３に熱媒体を導く。配管１４は、液−液熱交換器３と室内熱交換器２とを接続する。配管２４は、室内熱交換器２と分岐部Ｐ３１とを接続する。配管３１は、分岐部Ｐ３１と合流部Ｐ３２とを接続するメイン回路である。配管３２は、分岐部Ｐ３１と液−液熱交換器３とを接続する。配管３３は、液−液熱交換器３と合流部Ｐ３２とを接続する。配管２３は、合流部Ｐ３２と液出口Ｐ２２とを接続する。

負荷装置１０４は、配管２４から分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２とに分配される流量を調整する流量分配弁１Ａを備える。図１３では分岐部Ｐ３１に流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に例と同様に変形しても良い。また図３〜図６の流量調整装置は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。

負荷装置１０４は、熱源装置からの幹線配管１１，２１と液入口Ｐ１２と液出口Ｐ２２の２箇所で接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１のメイン分岐部Ｐ１１から分岐した配管１２と接続される。液出口Ｐ２２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管２１にメイン合流部Ｐ２１で合流する配管２２と接続される。

図１３を参照して熱媒体の流れを説明する。図１３に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。図１のポンプＷＰから送出される熱媒体は幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐した配管１２を経由して液入口Ｐ１２から負荷装置１０４へ流入する。

液入口Ｐ１２から流入した熱媒体（冷水）は、配管１３を流れて液−液熱交換器３に流入し、室内熱交換器２よりも下流側の熱媒体と熱交換し、温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は配管１４を流れ、室内熱交換器２へ流入する。室内熱交換器２へ流入した熱媒体は空気と熱交換し、空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は、温度が上昇し、分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体は、分岐して配管３１と配管３２を流れる。配管３２を流れる熱媒体は、液−液熱交換器３で上流側の熱媒体と熱交換して温度が低下する。温度が低下した熱媒体は、配管３３を流れて合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる熱媒体は合流部Ｐ３２に到達し、配管３３を流れる熱媒体と混合して温度が低下する。合流部Ｐ３２に到達した熱媒体は、配管２３を流れて液出口Ｐ２２へ到達する。

液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は、負荷装置１０４から流出し配管２２を流れる。配管２２を流れる熱媒体はメイン合流部Ｐ２１で幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。幹線配管２１で合流した熱媒体は、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

以上説明したように、実施の形態３のように、室内熱交換器２の下流側に液−液熱交換器３をバイパスさせる流路を設けるようにしても、図２の構成と同様に、室内熱交換器２に供給される熱媒体の温度を調整することができる。

実施の形態４．
図１４は、実施の形態４に係る負荷装置１０２と中継装置１０５の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。

実施の形態４は、実施の形態３に係る負荷装置１０４が備える各構成要素を、負荷装置１０２と中継装置１０５の２つの装置に分けて収容する。負荷装置１０２の構成は実施の形態２および実施の形態３と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

中継装置１０５は、液−液熱交換器３と、温度調整装置５０とを備える。中継装置１０５は、液媒体の幹線配管１１，２１と室内熱交換器２との間に配置される。

中継装置１０５は、液入口Ｐ１２から液出口Ｐ１３に至る第１経路と、液入口Ｐ２３から液出口Ｐ２２に至る第２経路とをさらに含む。第１経路は、液入口Ｐ１２と液−液熱交換器３とを接続する配管１３と、液−液熱交換器３と液出口Ｐ１３とを接続する配管１４Ａとを含む。第２経路は、液入口Ｐ２３と分岐部Ｐ３１とを接続する配管２４Ａと、分岐部Ｐ３１と合流部Ｐ３２とを接続する配管３１と、分岐部Ｐ３１と液−液熱交換器３とを接続する配管３２と、液−液熱交換器３と合流部Ｐ３２とを接続する配管３３と、合流部Ｐ３２と液出口Ｐ２２とを接続する配管２３とを含む。

中継装置１０５は、配管２４Ａから分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２へ分岐する流量を調整する流量分配弁１Ａを備える。図１４では分岐部Ｐ３１に流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に示すように変形しても良い。また図３〜６の流量調整装置は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。

中継装置１０５は、熱源装置側と液入口Ｐ１２と液出口Ｐ２２の２箇所において接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１からメイン分岐部Ｐ１１において分岐した配管１２と接続される。液出口Ｐ２２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管２１のメイン合流部Ｐ２１に合流する配管２２と接続される。

負荷装置１０２は、中継装置１０５と液入口Ｐ１４と液出口Ｐ２４の２箇所において接続される。液入口Ｐ１４は、中継装置１０５の液出口Ｐ１３と配管１４Ｂによって接続される。液出口Ｐ２４は、中継装置１０５の液入口Ｐ２３と配管２４Ｂによって接続される。

図１４を参照して熱媒体の流れを説明する。図１４に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。図１のポンプＷＰから送出される熱媒体は、幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐して配管１２を介して液入口Ｐ１２から中継装置１０５へ流入する。

液入口Ｐ１２から流入した熱媒体（冷水）は、配管１３を流れて液−液熱交換器３に流入し、室内熱交換器２よりも下流側の熱媒体と熱交換し、温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は配管１４Ａを流れ、液出口Ｐ１３に到達する。液出口Ｐ１３に到達した熱媒体は、中継装置１０５から流出し配管１４Ｂを流れる。

配管１４Ｂを流れる熱媒体は、液入口Ｐ１４から負荷装置１０２へ流入する。負荷装置１０２へ流入した熱媒体は配管１４Ｃを流れて室内熱交換器２へ流入する。室内熱交換器２へ流入した熱媒体は空気と熱交換し、空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は温度が上昇し、配管２４Ｃを流れて液出口Ｐ２４へ到達する。液出口Ｐ２４へ到達した熱媒体は、負荷装置１０２から流出し配管２４Ｂを流れる。配管２４Ｂを流れる熱媒体は中継装置１０３の液入口Ｐ２３に到達する。

液入口Ｐ２３に到達した熱媒体は配管２４Ａを流れて分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体は分岐し、配管３１と配管３２を流れる。配管３２を流れる熱媒体は液−液熱交換器３で室内熱交換器２よりも上流側の熱媒体と熱交換し、温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管３３を流れ、合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる熱媒体は合流部Ｐ３２に到達し、配管３３を流れる熱媒体と混合し、温度が低下する。合流部Ｐ３２に到達した熱媒体は配管２３を流れ、液出口Ｐ２２へ到達する。

液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は、中継装置１０５から流出し配管２２を流れる。配管２２を流れる熱媒体はメイン合流部Ｐ２１で幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。幹線配管２１で合流した熱媒体は、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

実施の形態４でも、中継装置１０５を既設の空気調和システムに追加することによって、室内熱交換器２に供給する熱媒体の温度を変更することができる。

実施の形態５．
図１５は、実施の形態５に係る負荷装置１０２と中継装置１０６の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。図１に示すように、液媒体は、熱源装置２０１から複数の負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに幹線配管１１を通じて供給され、熱源装置２０１に幹線配管２１を通じて戻される。図１５に示す例では、中継装置１０６の配管ＦＰ１Ｂおよび配管ＦＰ２Ｂが、図９に示す実施の形態２の中継装置１０３の配管ＦＰ１および配管ＦＰ２にそれぞれ相当する。配管ＦＰ２Ｂは、幹線配管２１の一部であり、配管ＦＰ１Ｂは、幹線配管１１から分岐し室内熱交換器２に液媒体を供給する流路を構成する。なお、配管ＦＰ１Ｂを幹線配管１１の一部とし、配管ＦＰ２Ｂを室内熱交換器２から幹線配管２１に液媒体を戻す配管２２の一部としても良い。負荷装置１０２の構成は実施の形態２と同一であるので、ここでは説明を繰り返さない。

中継装置１０６は、液−液熱交換器３と、液入口Ｐ１２から液出口Ｐ１３に至る第１経路と、液入口Ｐ２３から液出口Ｐ２２に至る第２経路と含む。第１経路は、液入口Ｐ１２と分岐部Ｐ３１とを接続する配管１３と、分岐部Ｐ３１と合流部Ｐ３２とを接続する配管３１と、分岐部Ｐ３１と液−液熱交換器３とを接続する配管３２と、液−液熱交換器３と合流部Ｐ３２とを接続する配管３３と、合流部Ｐ３２と液出口Ｐ１３とを接続する配管１４Ａとを含む。第２経路は、液入口Ｐ２３と液−液熱交換器３とを接続する幹線配管２１Ａと、液−液熱交換器３と液出口Ｐ２２とを接続する幹線配管２１Ｂとを含む。

中継装置１０６は、配管１３から分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２へ分岐する流量を調整する流量分配弁１Ａを備える。図１５では分岐部Ｐ３１に流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に示すように変形しても良い。また図３〜６の流量調整装置は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。

中継装置１０６は、空気調和システムの熱媒体の幹線配管と、液入口Ｐ１２、液入口Ｐ２３、液出口Ｐ２２の３か所において接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１からメイン分岐部Ｐ１１において分岐した配管１２と接続される。中継装置１０６は、幹線配管２１に対しては、途中に挿入される。すなわち、液入口Ｐ２３は、幹線配管２１の上流側に接続され、液出口Ｐ２２は、幹線配管２１の下流側に接続される。

負荷装置１０２の液入口Ｐ１４は、中継装置１０６の液出口Ｐ１３と配管１４Ｂによって接続される。また、負荷装置１０２の液出口Ｐ２４は、幹線配管２１のメイン合流部Ｐ２１と配管２２によって接続される。

図１５を参照して熱媒体の流れを説明する。図１５に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。図１のポンプＷＰから送出される熱媒体は幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐した配管１２経由して液入口Ｐ１２から中継装置１０６へ流入する。

液入口Ｐ１２から流入した熱媒体は配管１３を流れて分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体の一部は配管３１を流れ、残部は配管３２を流れる。配管３２を流れる熱媒体は、液−液熱交換器３で幹線配管２１側の熱媒体と熱交換し、温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は配管３３を流れ、合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる熱媒体は合流部Ｐ３２に到達し、配管３３を流れる熱媒体と混合し、温度が上昇する。合流部Ｐ３２で合流した熱媒体は配管１４Ａを流れ、液出口Ｐ１３に到達する。液出口Ｐ１３に到達した熱媒体は、中継装置１０６から流出し、配管１４Ｂを流れる。

配管１４Ｂを流れる熱媒体は、液入口Ｐ１４から負荷装置１０２へ流入する。流入した熱媒体は配管１４Ｃを流れて室内熱交換器２へ流入する。室内熱交換器２へ流入した熱媒体は空気と熱交換し、空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は温度が上昇し、配管２４Ｃを流れて液出口Ｐ２４へ到達する。液出口Ｐ２４へ到達した熱媒体は、負荷装置１０２から流出し配管２２を流れる。

配管２２を流れる熱媒体はメイン合流部Ｐ２１において、幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。合流した熱媒体はメイン出口配管を流れて中継装置１０６の液入口Ｐ２３に到達する。液入口Ｐ２３に到達した冷媒は配管２１Ａを流れて液−液熱交換器３へ流入する。液−液熱交換器３へ流入した熱媒体は配管ＦＰ１Ｂの熱媒体と熱交換し、温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管２１Ｂを流れ、液出口Ｐ２２へ到達する。

液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は幹線配管２１を流れ、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

実施の形態５で示したように、中継装置を幹線配管に挿入することによっても、既存の空気調和システムの省エネルギー性を改善することができる。

実施の形態６．
図１６は、実施の形態６に係る負荷装置１０２と中継装置１０７の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。

実施の形態６では、空気調和システムが複数の負荷装置１０２を有する場合に、幹線配管と複数の負荷装置とを中継する中継装置１０７を用いる。中継装置１０７は、実施の形態２に係る中継装置１０３を統合した形態である。

図１に示すように、液媒体は、熱源装置２０１から複数の室内熱交換器２に幹線配管を通じて供給される。図１６に示す例では、中継装置１０７は、液媒体の幹線配管１１，２１と複数の室内熱交換器２との間に配置され、複数の室内熱交換器２にそれぞれ対応する複数の温度調整装置５０を備える。なお、中継装置１０７は、温度調整装置５０の代わりに、図３〜図６、図１３に示される温度調整装置のいずれかを備えるものであっても良い。中継装置１０３に相当する部分の構成および熱媒体の流れは実施の形態２で説明しているので、ここでは説明を繰り返さない。なお図１６では液−液熱交換器３の熱交換に図９の中継装置１０３の構成を採用しているが、図１４の中継装置１０５の構成を採用しても良い。

実施の形態６では、複数の中継装置が統合されているので、個々の負荷装置１０２の近くに個別の中継装置の配置場所が取れず、別の場所に配置場所が確保できる場合などに中継装置を配置することが可能となる。

図１７は、実施の形態６の変形例に係る負荷装置１０２と中継装置１０８の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。

実施の形態６の変形例は、空気調和システムが複数の負荷装置１０２を有する場合に、幹線配管と複数の負荷装置とを中継する中継装置１０８を用いる。中継装置１０８は、実施の形態６に係る中継装置１０７の分岐部Ｐ３１と接続する配管３２を流れる熱媒体が、別系統の液−液熱交換器３と接続し、熱交換する。熱交換した熱媒体は、配管３３を流れて元の系統の合流部Ｐ３２において、配管３１を流れる熱媒体と合流する。液−液熱交換器３における熱交換を除き、構成と熱媒体の流れは実施の形態６と同様である。なお図１７では液−液熱交換器３の熱交換に図９の中継装置１０３の構成を採用しているが、図１４の中継装置１０５の構成を採用しても良い。

実施の形態７．
図１８は、実施の形態７に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。実施の形態７では、実施の形態１〜６で実現した負荷装置に、流入する熱媒体の流量を調整する構成を追加したものである。この構成の追加によって、熱媒体の温度調整と同時に流量調整も可能になり、空調対象空間の温湿度同時調整が実現する。

実施の形態７では、空気調和システムは、室内熱交換器２へ流れる熱媒体の流量を調整する流量分配弁５１Ａを備える。図１に示すように、液媒体は、熱源装置２０１から複数の負荷装置１０１−１〜１０１−ｎに幹線配管１１，２１を通じて供給される。

図１９は、図８の制御に負荷装置の流量制御を追加した変形例を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートに対して、図１９のフローチャートではステップＳ３１、Ｓ３２の処理が追加されている。

図１９を参照して、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのいずれかが運転を開始すると、制御装置２０２は、ステップＳ１１において、負荷装置１０１の能力が過剰か否かを判断する。

運転開始後の負荷装置１０１の能力が過剰なとき（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御装置２０２は、ステップＳ３１において、制御装置２０２は、ステップＳ３１で負荷装置１０１の能力が下限かどうかを判断する。負荷装置１０１の能力が下限である場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、制御装置２０２は、負荷装置１０１に流入する熱媒体の流量を低下させる。一方で、負荷装置１０１の能力が下限ではない場合、制御装置２０２は負荷装置１０１の能力を低下させる。

なお、他のステップについては、図８で説明しているため、ここでは説明は繰り返さない。

ここで、図１８では、幹線配管１１のメイン分岐部Ｐ１１に流量分配弁５１Ａを設置する構成を示したが、図２０〜図２２に示すように変形しても良い。

図２０に示す例では、流量分配弁１Ａに加えて、配管ＦＰ１と幹線配管１１との間の配管１２に配置される流量調整弁５１Ｂがさらに設けられる。なお、流量調整弁５１Ｂは、配管ＦＰ２と幹線配管２１との間の配管２２に配置されても良い。

図２１に示す例では、流量分配弁１Ａに加えて、配管ＦＰ１と幹線配管１１との間の配管１２に配置され、間欠動作するように構成された遮断弁５１Ｃがさらに設けられる。なお、遮断弁５１Ｃは、配管ＦＰ２と幹線配管２１との間の配管２２に配置されても良い。

図２２に示す例では、流量分配弁１Ａに加えて、配管ＦＰ１と幹線配管１１との間に配置され、互いに並列接続された複数の配管ＦＰ４（第４分岐配管）と、複数の配管ＦＰ４にそれぞれ設けられた複数の遮断弁５１Ｄとがさらに設けられる。なお、複数の配管ＦＰ４および複数の遮断弁５１Ｄは、配管ＦＰ２と幹線配管２１との間に配置されても良い。

また図２０〜図２２の流量調整装置は配管１２に設置するよう図示するが、いずれも配管１３、１４、２２〜２４のいずれに設置してもよい。

なお、図１８、図２０〜図２２では実施の形態１の負荷装置１０１に流量調整装置を追加した例を示しているが、実施の形態２〜６に対して同様な流量調整装置を配置してもよい。

実施の形態８．
図２３は、実施の形態８に係る負荷装置１０９の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。

図２３を参照して、負荷装置１０９は、ポンプ４、分岐部Ｐ３１、合流部Ｐ３２、室内熱交換器２、液−液熱交換器３、第３熱交換器５の順に熱媒体を循環させる回路と、幹線配管１１から液入口Ｐ１２、第３熱交換器５、液出口Ｐ２２を経由して幹線配管２１に流す流路とを含む。

ポンプ４を起点とする回路は、ポンプ４と分岐部Ｐ３１とを接続する配管１３と、分岐部Ｐ３１と合流部Ｐ３２とを接続する配管３１と、分岐部Ｐ３１と液−液熱交換器３とを接続する配管３２と、液−液熱交換器３と合流部Ｐ３２とを接続する配管３３と、合流部Ｐ３２と室内熱交換器２とを接続する配管１４と、室内熱交換器２と液−液熱交換器３とを接続する配管２４と、液−液熱交換器３と第３熱交換器５とを接続する配管２３と、第３熱交換器５とポンプとを接続する配管３４とを含む。

液入口Ｐ１２を起点とする流路は、液入口Ｐ１２と第３熱交換器５とを接続する配管３５と、第３熱交換器５と液出口Ｐ２２とを接続する配管３６とを含む。

負荷装置１０９は、配管１３から分岐部Ｐ３１へ流入する熱媒体が配管３１と配管３２へ分岐する流量を調整する流量調整装置を備える。図２３では分岐部Ｐ３１に流量分配弁１Ａを備える構成を示すが、図３〜図６に示すように変形しても良い。また図３〜図６の流量調整装置は配管３２に設置するよう図示するが、いずれも配管３３に設置してもよい。また、図２３では液−液熱交換器３の熱交換に実施の形態１の図２と同様な構成を示しているが、実施の形態３の図１３と同様な構成としてもよい。

負荷装置１０９は、液入口Ｐ１２と液出口Ｐ２２の２箇所で空気調和システムの幹線配管１１，２１と接続される。液入口Ｐ１２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管１１におけるメイン分岐部Ｐ１１から分岐した配管１２に接続される。液出口Ｐ２２は、空気調和システムの熱媒体が流れる幹線配管２１におけるメイン合流部Ｐ２１から分岐した配管２２と接続される。

図２３を参照して熱媒体の流れを説明する。図２３に示す矢印は熱媒体の流れ方向を示す。

図１のポンプＷＰから送出される熱媒体は幹線配管１１を流れる。幹線配管１１を流れる熱媒体の一部は、メイン分岐部Ｐ１１で分岐した配管１２経由して液入口Ｐ１２に到達する。液入口Ｐ１２に到達した熱媒体は、配管３５を流れて第３熱交換器５に流入する。第３熱交換器５に流入した熱媒体は、負荷装置の利用側熱媒体と熱交換し、利用側熱媒体を冷却する。第３熱交換器５で利用側熱媒体と熱交換した熱媒体は配管３６を流れ、液出口Ｐ２２に到達する。液出口Ｐ２２に到達した熱媒体は配管２２を流れて負荷装置１０９から流出する。配管２２を流れる熱媒体はメイン合流部Ｐ２１で幹線配管２１を流れる熱媒体と合流する。幹線配管２１で合流した熱媒体は、図１の熱源装置２０１へ流れて再び冷却される。

図２３には、幹線配管１１，２１を流れる熱媒体が水やブラインである例を示すが、実施の形態８の熱源装置をガス冷媒を用いる冷凍サイクルとしてもよい。この場合、冷媒はポンプＷＰではなく圧縮機で搬送され、幹線配管１１、１２、３５のいずれか、または図示領域外に設置する膨張装置で低圧冷媒となり第３熱交換器５へ流入して利用側熱媒体と熱交換する。

ポンプ４から送出される熱媒体は、配管１３を流れて分岐部Ｐ３１に到達する。分岐部Ｐ３１に到達した熱媒体は、配管３１と配管３２に分かれて流れる。配管３２を流れる配管ＦＰ１の熱媒体は液−液熱交換器３で室内熱交換器２よりも下流側の配管ＦＰ２の熱媒体と熱交換し、温度が上昇する。温度が上昇した熱媒体は、配管３３を流れ合流部Ｐ３２に到達する。配管３１を流れる残りの熱媒体は合流部Ｐ３２に到達し、配管３３を流れる熱媒体と混合し、温度が上昇する。合流部Ｐ３２に到達した熱媒体は配管１４を流れ、室内熱交換器２へ流入する。

室内熱交換器２へ流入した熱媒体は、空気と熱交換することによって空調対象空間を冷却する。室内熱交換器２で空気と熱交換した熱媒体は、温度が上昇し配管２４を通り液−液熱交換器３へ流入する。液−液熱交換器３へ流入した熱媒体は、上流側の配管ＦＰ１の熱媒体と熱交換することによって温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管２３を流れ、第３熱交換器５へ流入する。第３熱交換器５へ流入した熱媒体は、幹線配管１１から分岐した配管３５を流れる熱媒体と熱交換して温度が低下する。温度が低下した熱媒体は配管３４を経由してポンプ４に至り、再び配管１３に送出される。

図２４は、図７の制御にポンプの制御を追加した変形例を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートの制御では、負荷装置１０１と熱源装置２０１の温度変化による能力調整を実施するが、どちらも能力低下に下限があるため、空調負荷が下限値以下になると能力超過により消費電力の無駄や空調の断続運転により使用者に不快感を与えるなどの問題があった。

そこで、図７のフローチャートに対して、図２４のフローチャートではステップＳ２１、Ｓ２２の処理が追加されている。

図２４を参照して、制御装置２０２は、ステップＳ１で負荷装置１０１−１〜１０１−ｎの各々が最大能力を発揮しているかを判断する。負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのすべてが最大能力を発揮していないとき（Ｓ１でＮＯ）、ステップＳ２１において、制御装置２０２は熱源装置２０１の能力が下限かどうかを判断する。

熱源装置２０１の能力が下限である場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２において、制御装置２０２はポンプＷＰの流量を低下させ、ステップＳ５において制御は終了する。ポンプＷＰの流量の低下によって空気調和システムのさらなる能力低下が実施できるので、空調負荷が低いときの消費電力が改善され、使用者の不快感を低減できる。

一方、熱源装置２０１の能力が下限ではない場合（Ｓ２１でＮＯ）、ステップＳ３において、制御装置２０２は熱源装置２０１の能力が低下するように熱源装置２０１を制御し、ステップＳ５において制御は終了する。

なお、負荷装置１０１−１〜１０１−ｎのうち最大能力を発揮している装置が１台以上あるとき（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ２、ステップＳ４の処理が実行される。ステップＳ２、ステップＳ４の処理については、図７で説明したので、ここでは説明は繰り返さない。

図２３では実施の形態８の構成を単一の負荷装置１０９に収容する構成を示すが、図２５のように負荷装置１１０と中継装置１１１に分割した構成としてもよい。このとき、中継装置１１１は、実施の形態６に示す図１６のように複数系統の中継装置の部分をひとつの中継装置に収容してもよい。

実施の形態８は、ポンプ４に回転数可変のものを用いれば、ポンプ４が流量調整機能になるので、実施の形態７と同様に空調対象空間の温湿度同時調整が実現する。

さらに、図２３の回路に第３熱交換器５へ流れる熱媒体の流量を調整する装置を備えると、空調対象空間の温湿度を調整できる幅を拡大することができる。構成は、実施の形態７の図１８と同様に、幹線配管１１のメイン分岐部Ｐ１１に流量分配弁５１Ａを設置する構成、図２０のように配管１２に流量調整弁５１Ｂを設置する構成、図２１のように配管１２に断続運転可能な遮断弁５１Ｃを設置する構成、図２２のように配管１２が複数並列に分岐して各配管に遮断弁５１Ｄを設置する構成としてもよく、これらの流量調整装置は配管１２、２２、３５、３６のいずれに設置してもよい。

実施の形態９．
図２６は、実施の形態９に係る負荷装置の回路構成および熱媒体の流れを示す図である。図２６に示す負荷装置１１２は、図１に示す実施の形態１の負荷装置１０１の構成において、液−液熱交換器３に代えてヒータ６を含む。構成変更により、配管２４は室内熱交換器２と液出口Ｐ２２を接続する。その他の構成、および熱媒体の流れは実施の形態１と同様であるので説明は繰り返さない。また図２６のヒータ６が熱量可変である場合は、図２７に示す負荷装置１１３のヒータ７のように構成を簡略化してもよい。この構成では、ヒータによる消費電力が必要となるため省エネ効果が低減するものの、室内空間の湿度低下による不快感抑制効果は十分期待できる。

さらに、室内熱交換器２へ流れる熱媒体の流量を調整する機構を備えることで、空調対象空間の温湿度の同時調整を実現することができる。

流量を調整する構成は実施の形態７の図１８と同様に幹線配管１１のメイン分岐部Ｐ１１に流量分配弁５１Ａを設置する構成、図２０のように配管１２に流量調整弁５１Ｂを設置する構成、図２１のように配管１２に断続運転可能な遮断弁５１Ｃを設置する構成、図２２のように配管１２が複数並列に分岐して各配管に遮断弁５１Ｄを設置する構成としてもよい。またこれらの調整機構は、いずれも配管１３，１４，２２，２４のいずれかに設置してもよい。

なお、上記各実施の形態は、冷凍サイクル装置にも適用可能である。冷凍サイクル装置は、中継装置と、熱源装置を備えるもの、または負荷装置と熱源装置を備えるものであり、代表的には空調装置であるが、ショーケース、冷蔵庫、冷凍庫、冷蔵倉庫、冷凍倉庫なども冷凍サイクル装置の一例として挙げることができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 流量調整装置、１Ａ，５１Ａ 流量分配弁、１Ｂ，５１Ｂ 流量調整弁、１Ｃ，１Ｄ，５１Ｃ，５１Ｄ 遮断弁、２ 室内熱交換器、３ 液−液熱交換器、４，ＷＰ ポンプ、５ 熱交換器、６，７ ヒータ、１１，２１，２１Ａ，２１Ｂ 幹線配管、１２〜１４，１４Ａ〜１４Ｃ，２２〜２４，２４Ａ〜２４Ｃ，３１〜３６，４１，ＦＰ１Ｂ，ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３，ＦＰ４ 配管、４２ 部品、５０，５０Ｆ 温度調整装置、５１，２０２ 制御装置、５２ 温度センサ、１０１，１０２，１０４，１０９，１１０，１１２，１１３ 負荷装置、１０３，１０５，１０６，１０７，１０８，１１１ 中継装置、１０００ 空気調和システム、２０１ 熱源装置、ＦＣＵ１〜ＦＣＵｎ ファンコイルユニット、Ｐ１１ メイン分岐部、Ｐ１２，Ｐ１４，Ｐ２３ 液入口、Ｐ１３，Ｐ２２，Ｐ２４ 液出口、Ｐ２１ メイン合流部、Ｐ３１ 分岐部、Ｐ３２ 合流部、Ｒ１〜Ｒｎ 部屋。

Claims (15)

1. 液媒体を加熱または冷却する熱源装置と、
   前記熱源装置から前記液媒体が供給され、前記液媒体と空気との熱交換を行なう複数の室内熱交換器と、
   前記複数の室内熱交換器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の室内熱交換器に供給される前記液媒体の温度をそれぞれ調整する複数の温度調整装置とを備え、
   前記複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器に供給される前記液媒体である流入媒体と前記対応する室内熱交換器から排出される前記液媒体である流出媒体との間での熱交換量が可変に調整できるように構成され、
   前記複数の温度調整装置のうちに前記流入媒体と前記流出媒体との間の熱交換量が可変範囲において最小に設定されているものが無い場合には、前記熱源装置は、前記液媒体の温度を変化させる加熱能力または冷却能力を低下させる、空気調和システム。
2. 液媒体を加熱または冷却する熱源装置と、
   前記熱源装置から前記液媒体が供給され、前記液媒体と空気との熱交換を行なう複数の室内熱交換器と、
   前記複数の室内熱交換器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の室内熱交換器に供給される前記液媒体の温度をそれぞれ調整する複数の温度調整装置とを備え、
   前記複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器に供給される前記液媒体である流入媒体と前記対応する室内熱交換器から排出される前記液媒体である流出媒体との間での熱交換量が可変に調整できるように構成され、
   前記複数の温度調整装置のうち、前記流入媒体と前記流出媒体との間の熱交換量が可変範囲において最小に設定されている温度調整装置が少なくとも１台有る場合、
   かつ、前記熱交換量が可変範囲において最小に設定されている温度調整装置と対応する室内熱交換器の熱交換能力が室内負荷よりも小さい場合、
   前記熱源装置は、前記液媒体の温度を変化させる加熱能力または冷却能力を増加させる空気調和システム。
3. 液媒体を加熱または冷却する熱源装置と、
   前記熱源装置から前記液媒体が供給され、前記液媒体と空気との熱交換を行なう複数の室内熱交換器と、
   前記複数の室内熱交換器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の室内熱交換器に供給される前記液媒体の温度をそれぞれ調整する複数の温度調整装置とを備え、
   前記複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器に供給される前記液媒体である流入媒体と前記対応する室内熱交換器から排出される前記液媒体である流出媒体との間での熱交換量が可変に調整できるように構成され、
   前記複数の室内熱交換器において、熱交換能力が室内負荷よりも大きい前記室内熱交換器は、対応する前記温度調整装置の熱交換量を増加させる空気調和システム。
4. 液媒体を加熱または冷却する熱源装置と、
   前記熱源装置から前記液媒体が供給され、前記液媒体と空気との熱交換を行なう複数の室内熱交換器と、
   前記複数の室内熱交換器にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の室内熱交換器に供給される前記液媒体の温度をそれぞれ調整する複数の温度調整装置とを備え、
   前記複数の温度調整装置の各々は、対応する室内熱交換器に供給される前記液媒体である流入媒体と前記対応する室内熱交換器から排出される前記液媒体である流出媒体との間での熱交換量が可変に調整できるように構成され、
   前記複数の室内熱交換器において、熱交換能力が室内負荷よりも小さい前記室内熱交換器は、対応する前記温度調整装置の熱交換量を減少させる空気調和システム。
5. 前記複数の温度調整装置の各々は、
   前記液媒体が流れ、第１分岐配管と第２分岐配管の二手に別れた後再び合流する第１配管と、
   前記液媒体が流れる第２配管と、
   前記第２分岐配管を流れる前記液媒体と前記第２配管を流れる前記液媒体との間で熱交換を行なうように構成された液−液熱交換器と、
   前記第１分岐配管を流れる前記液媒体の流量の変更および前記第２分岐配管を流れる前記液媒体の流量の変更を行なうように構成された流量調整装置とを含み、
   前記第１配管および前記第２配管のいずれか一方は、前記熱源装置から前記室内熱交換器に前記液媒体を供給する配管であり、前記第１配管および前記第２配管のいずれか他方は、前記室内熱交換器から前記熱源装置に前記液媒体を戻す配管であり、
   前記複数の温度調整装置のうちに、前記流量調整装置が前記第１分岐配管を流れて前記液−液熱交換器を迂回する前記液媒体の流量が変更範囲において最大とするように設定されているものが無い場合には、前記熱源装置は、前記液媒体の温度を変化させる能力を低下させる、請求項１に記載の空気調和システム。
6. 前記流量調整装置は、前記第１分岐配管と前記第２分岐配管の分岐部または合流部に配置され、前記第１分岐配管を流れる前記液媒体の流量と前記第２分岐配管を流れる前記液媒体の流量との比率を変更する第１流量分配弁を備える、請求項５に記載の空気調和システム。
7. 前記流量調整装置は、前記第１分岐配管または前記第２分岐配管に配置され、前記第１分岐配管を流れる前記液媒体の流量と前記第２分岐配管を流れる前記液媒体の流量との比率を変更する第１流量調整弁を備える、請求項５に記載の空気調和システム。
8. 前記流量調整装置は、前記第１分岐配管または前記第２分岐配管に配置され、間欠動作するように構成された第１遮断弁を備える、請求項５に記載の空気調和システム。
9. 前記第１配管は、並列接続され、前記第２配管を流れる前記液媒体との間で熱交換を行なう複数の第３分岐配管を含み、
   前記流量調整装置は、前記複数の第３分岐配管にそれぞれ設けられた複数の第１遮断弁を備える、請求項５に記載の空気調和システム。
10. 前記液−液熱交換器は、前記複数の第３分岐配管ごとに熱交換量が異なるように構成される、請求項９に記載の空気調和システム。
11. 前記液媒体は、前記複数の室内熱交換器および前記複数の温度調整装置に対して、前記熱源装置から幹線配管を通じて供給され、
    前記流量調整装置は、
    前記幹線配管から前記第１配管または前記第２配管に分岐する分岐点に配置される第２流量分配弁をさらに備える、請求項５から１０のいずれか１項に記載の空気調和システム。
12. 前記液媒体は、前記複数の室内熱交換器および前記複数の温度調整装置に対して、前記熱源装置から幹線配管を通じて供給され、
    前記流量調整装置は、
    前記第１配管または前記第２配管と前記幹線配管との間に配置される第２流量調整弁をさらに備える、請求項５から１０のいずれか１項に記載の空気調和システム。
13. 前記液媒体は、前記複数の室内熱交換器および前記複数の温度調整装置に対して、前記熱源装置から幹線配管を通じて供給され、
    前記流量調整装置は、
    前記第１配管または前記第２配管と前記幹線配管との間に配置され、間欠動作するように構成された第２遮断弁をさらに備える、請求項５から１０のいずれか１項に記載の空気調和システム。
14. 前記液媒体は、前記複数の室内熱交換器および前記複数の温度調整装置に対して、前記熱源装置から幹線配管を通じて供給され、
    前記流量調整装置は、
    前記第１配管または前記第２配管と前記幹線配管との間に配置され、並列接続された複数の第４分岐配管と、
    前記複数の第４分岐配管にそれぞれ設けられた複数の第２遮断弁とをさらに備える、請求項５から１０のいずれか１項に記載の空気調和システム。
15. 前記液媒体は、前記複数の室内熱交換器および前記複数の温度調整装置に対して、前記熱源装置から第１幹線配管を通じて供給され、前記熱源装置に第２幹線配管を通じて戻され、
    前記第１配管および前記第２配管の一方は、前記第１幹線配管または前記第２幹線配管の一方の一部であり、
    前記第１配管および前記第２配管の他方は、前記第１幹線配管または前記第２幹線配管の他方から分岐し前記室内熱交換器に前記液媒体を供給する配管である、請求項５から１０のいずれか１項に記載の空気調和システム。

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