特許 6202873 空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202873

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20170914BHJP

   F24F 1/00 20110101ALI20170914BHJP

   F24F 12/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F24F5/00 101B

   F24F5/00 101Z

   F24F1/00 331

   F24F12/00

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-91399(P2013-91399)

(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公開番号】特開2014-214936(P2014-214936A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2016年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100086737

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 和秀

(72)【発明者】

【氏名】井上 良則

(72)【発明者】

【氏名】呉 鐵雄

【審査官】 金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０４３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７５２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０４４８５５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｆ２４Ｆ １／００

Ｆ２４Ｆ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インテリアゾーンを空調する第１空調装置と、
少なくともペリメータゾーンを空調する第２空調装置と、を備え、
前記第２空調装置が前記ペリメータゾーンを暖房空調し、かつ、前記第１空調装置が前記インテリアゾーンを冷房空調しているときに、前記第２空調装置の冷媒循環配管系内の冷媒を、熱回収配管系を介して前記第１空調装置内に導入すると共に、当該第１空調装置内の冷媒が有する排熱と熱交換させたうえで、前記第２空調装置の冷媒循環配管系に戻して、前記排熱の熱回収を行うようにし、
前記第２空調装置が前記ペリメータゾーン及び前記インテリアゾーンを冷房しているときに、前記第１空調装置を停止させる、ことを特徴とする空調システム。

【請求項2】

前記第２空調装置の冷媒循環配管系と、前記ゾーンに設けた放射パネルの冷媒循環配管系とが、間接熱交換の熱交換器を介して、直列接続された配管系となっている、請求項１に記載の空調システム。

【請求項3】

前記第２空調装置の前記冷媒循環配管系が、大温度差送水配管系となっている、請求項２に記載の空調システム。

【請求項4】

前記第２空調装置の前記冷媒循環配管系が大気圧配管系となっている、請求項２に記載の空調システム。

【請求項5】

前記放射パネルの前記冷媒循環配管系が真空圧配管系となっている、請求項２に記載の空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空調対象空間を大気の熱的影響が少ない空間と大気の熱的影響が大きい空間とに分けて、それぞれの空間を空調する空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

最近のオフィスビル等の建物の室内の空間は、室内の外壁又は外窓に近くて大気の熱的影響を大きく受ける空間、所謂ペリメータゾーンと、室内の中心等のように大気の熱的影響が小さい空間、所謂インテリアゾーンとに分けることができる。インテリアゾーンは，大気の熱的影響が少ないものの，オフィス作業者が常駐していることに加えて，各種のオフィス機器又は照明機器等の発熱機器が設置されていることにより，オフィス作業者及びオフィス機器から受ける熱的影響は大きい。

【0003】

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、室内をインテリアゾーンとペリメータゾーンとに分け、放射パネルにより、これら各ゾーンを空調（ゾーン空調）することができるようにしたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開番号ＷＯ２００９／０４４８５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このようなゾーン空調においては、ペリメータゾーンの空調が暖房を必要とし、反対に、インテリアゾーンの空調が冷房を必要とする際、インテリアゾーンの空調系の廃熱は利用されておらず、エネルギー効率が低いという課題がある。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するべく為されたものであり、インテリアゾーンにおける冷房空調の際の排熱を、ペリメータゾーンにおける暖房空調の際の熱源として熱回収できるようにして，全体のエネルギー効率を向上した空調システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）前記目的を達成するため、本発明に係る空調システムは、インテリアゾーンを空調する第１空調装置と、少なくともペリメータゾーンを空調する第２空調装置と、を備え、前記第２空調装置が前記ペリメータゾーンを暖房空調し、かつ、前記第１空調装置が前記インテリアゾーンを冷房空調しているときに、前記第２空調装置の冷媒循環配管系内の冷媒を、熱回収配管系を介して前記第１空調装置内に導入すると共に、当該第１空調装置内の冷媒が有する排熱と熱交換させたうえで、前記第２空調装置の冷媒循環配管系に戻して、前記排熱の熱回収を行うようにし、前記第２空調装置が前記ペリメータゾーン及び前記インテリアゾーンを冷房しているときに、前記第１空調装置を停止させる、ことを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、インテリアゾーンにおける冷房空調の際に放出される熱を、ペリメータゾーンにおける暖房空調の際の熱源として熱回収できるので，全体のエネルギー効率を向上させることができる。

【0009】

（２）本発明の好ましい実施態様は、前記第２空調装置の冷媒循環配管系と、前記ゾーン内の放射パネルの冷媒循環配管系とが、間接熱交換の熱交換器を介して、直列接続された配管系となっている。この実施態様によれば、冷媒の必要温度帯が異なる負荷、例えば調湿機と放射パネルとを、配管系を別々とする必要がなくなり、配管コストを低減することができる。

【0010】

（３）本発明のより好ましい実施態様は、前記（２）において、前記第２空調装置の前記冷媒循環配管系が、大温度差送水配管系となっている。この実施態様によれば、第２空調装置の冷媒循環配管系内の冷媒流量が低減するので、大流量の冷媒を必要とする放射パネルと、必要とする冷媒が小流量でよい調湿機とを同一の配管系とすることができ、配管コストを低減することができる。

【0011】

（４）本発明のより好ましい実施態様は、前記（２）において、前記第２空調装置の前記冷媒循環配管系が大気圧配管系となっている。この実施態様によれば、第２空調装置の冷媒循環配管系内に、真空ポンプを介在させる必要がなくなり、システムの運用コストが低減する。

【0012】

（５）本発明のより好ましい実施態様は、前記（２）において、前記放射パネルの冷媒循環配管系が真空圧配管系となっている。この実施態様によれば、放射パネルから漏水することを防止することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、インテリアゾーンにおける冷房空調の際に放出される熱を、ペリメータゾーンにおける暖房空調の際の熱源として熱回収できるので，全体のエネルギー効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は本発明の実施形態に係る空調システムの構成を示す図である。

【図2】図２は図１の第１空調装置の内部の概略回路図である。

【図3】図３は本発明の実施形態に係る空調システムにおいて、第１空調装置を運転停止した状態で、第２空調装置でインテリアゾーン及びペリメータゾーンを冷房空調するときの動作説明に供する図である。

【図4】図４は本発明の実施形態に係る空調システムにおいて、第２空調装置でペリメータゾーンを暖房空調し、第１空調装置でインテリアゾーンを冷房空調するときの動作説明に供する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る空調システムを説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施形態に係る空調システム１の構成図である。図中の縦方向の２点鎖線で区画して示すように、図中の区画Ａは建物内のフロア、図中の区画Ｂは建物内の機械室である。フロアＡ内には、空調ゾーンＣがある。空調ゾーンＣは、インテリアゾーンと、ペリメータゾーンとの２つに区画され、インテリアゾーンには、その天井面又は壁面等に第１放射パネル２が設置され、ペリメータゾーンには、その壁面や天井面等に第２放射パネル３が設置される。

【0017】

第１、第２放射パネル２，３は、図中ではブロックで示し簡略化している。これら第１、第２放射パネル２，３は、一般に、屈曲した冷媒管路とこの冷媒管路を流れる水から受熱してその熱を放射する放射板とからなり、それぞれのゾーンにおける大気、人体、機器等との間で直接的に放射熱交換を行って冷房空調や冷暖房空調などの所謂放射空調を行うことができるパネルである。

【0018】

ただし、第１、第２放射パネル２，３は、これに限定されるものではなく、冷媒により、ゾーンにおける大気等との間で直接的に放射熱交換を行って空調を行うことができるパネルであればよい。

【0019】

フロアＡには、第１放射パネル２及び第２放射パネル３以外に、第１、第２熱交換器４，５、第１、第２密閉タンク６，７、第１、第２真空ポンプ８，９、第１、第２搬送ポンプ１０，１１、及び調湿機１２が配備されている。機械室Ｂには、第１空調装置１３、第２空調装置１４，１５、開放タンク１６、及び第３〜第５搬送ポンプ１７〜１９が配備されている。

【0020】

本実施形態の空調システム１が適用される建物は階数を問わないが、少なくとも複数階を有する建物に適用できる。各階のフロアＡにおけるインテリアゾーン及びペリメータゾーンに対して、機械室Ｂ内の前記第１空調装置１３、第２空調装置１４，１５によりゾーン空調する。

【0021】

なお、図１では、各階のフロアＡのうちの任意の１つのフロアＡと、各階のフロアＡをゾーン空調する機械室Ｂとを示しているが、機械室Ｂの第１空調装置１３、第２空調装置１４，１５により、各階のフロアＡのゾーン空調を制御するものとなっている。したがって、各階のフロアＡには、図１のフロアＡに示すように、第１放射パネル２及び第２放射パネル３以外に、第１、第２熱交換器４，５、第１、第２密閉タンク６，７、第１、第２真空ポンプ８，９、第１、第２搬送ポンプ１０，１１、及び調湿機１２の各空調設備が配備されている。

【0022】

これら各設備において、各フロアＡでは、水平方向に、前記各空調設備が配置され、機械室Ｂには、各階のフロアＡ方向として前記建物内を垂直方向に前記各空調設備が配置されたものとなっている。

【0023】

各階のフロアのうちの任意の１つのフロアＡにおいて、第１熱交換器４は、一次側４ａと二次側４ｂとを有する間接熱交換器である。第１熱交換器４の一次側４ａは、空水冷式のヒートポンプからなる第１空調装置１３に配管Ｌ１１，Ｌ１２を介して接続されて、第１空調装置１３と共に第１冷媒循環配管系Ｒ１を構成する。

【0024】

なお、この第１冷媒循環配管系Ｒ１を含め、後述する冷媒循環配管系では、冷媒として、水冷媒を用いる。

【0025】

第１冷媒液循環配管系Ｒ１において、冷媒は、図中矢印で示すように、第１空調装置１３の冷媒出口１３ｂから往き配管Ｌ１２を介して第１熱交換器４の一次側４ａに供給され、この一次側４ａと二次側４ｂとの間で間接熱交換をされたうえで、第３搬送ポンプ１７の動力により、戻り配管Ｌ１１から第１空調装置１３の冷媒入口１３ａに戻される。

【0026】

第１熱交換器４の二次側４ｂの一方は、第１真空ポンプ８付き第１密閉タンク６及び第１搬送ポンプ１０が介在する往き配管Ｌ２１、往き配管Ｌ４３との配管合流部Ｇ１から往き配管Ｌ４３ａを介して、第１放射パネル２の冷媒入口２ａに接続されている。第１熱交換器４の二次側４ｂの他方は、戻り配管Ｌ２２、配管Ｌ４４との配管合流部Ｇ２から戻り配管Ｌ４４ａを介して、第１放射パネル２の冷媒出口２ｂに接続されている。

【0027】

第１熱交換器４の二次側４ｂは、第１放射パネル２と共に第２冷媒循環配管系Ｒ２を構成する。第２冷媒循環配管系Ｒ２では、冷媒は、図中矢印で示すように、第１搬送ポンプ１０の動力により第１熱交換器４の二次側４ｂの一方から往き配管Ｌ２１、往き配管Ｌ４３との配管合流部Ｇ１、及び往き配管Ｌ４３ａを介して、第１放射パネル２の冷媒入口２ａに供給され、第１放射パネル２内でインテリアゾーンの空調のための熱交換をしたのち、第１放射パネル２の冷媒出口２ｂから戻り配管Ｌ４４ａ、配管合流部Ｇ２及び戻り配管Ｌ２２を介して、第１熱交換器４の二次側４ｂの他方に戻される。

【0028】

第２冷媒循環配管系Ｒ２は、第１真空ポンプ８により第１密閉タンク６の圧力が減圧されることで、真空圧配管系とされる。これにより、第１放射パネル２から冷媒がインテリアゾーンに漏水することが防止される。

【0029】

第２熱交換器５は、一次側５ａと二次側５ｂとを有する間接熱交換器である。第２熱交換器５の一次側５ａは、空冷式のヒートポンプからなる第２空調装置１４，１５に配管Ｌ３１〜Ｌ３６を介して、接続されて、第２空調装置１４，１５と共に、第３冷媒循環配管系Ｒ３を構成する。

【0030】

第３冷媒循環配管系Ｒ３において、直列接続された第２空調装置１４，１５以外に、調湿機１２、開放タンク１６、第５搬送ポンプ１９が介装されている。第３冷媒循環配管系Ｒ３においては、冷媒は図中矢印で示すように、第５搬送ポンプ１９の動力により往きと戻りの各配管Ｌ３１〜Ｌ３６を介して、循環すると共に、開放タンク１６により大気圧配管系とされている。

【0031】

調湿機１２は、建物内の湿度を所望の値に調整するものである。調湿機１２の一例としては内部に図示略の冷媒が通過する冷媒コイルと、加湿器とを備える。調湿機１２において、除湿時は加湿器を作動させず、低温の冷媒が冷媒コイルに供給されると、この冷媒コイルを冷却コイルとして機能し、冷媒と建物内の空気と熱交換し、空気を過冷却し、冷媒コイル表面に空気中の水分を凝縮させて除湿し、加湿するときは、高温の冷媒を冷媒コイルに供給して、冷媒コイルを加熱コイルとし、加湿器により空気中の水分に水蒸気を付加するようになっている。

【0032】

第２熱交換器５の二次側５ｂの一方は、冷媒の往き配管Ｌ４１に接続されている。往き配管Ｌ４１は、配管分岐部Ｂ１で第１放射パネル２側の往き配管Ｌ４３と、第２放射パネル３側の往き配管Ｌ４２とに分岐している。往き配管Ｌ４３は、配管合流部Ｇ１で往き配管Ｌ２１、Ｌ４３ａと合流している。そして、往き配管Ｌ４３ａは第１放射パネル２の冷媒入口２ａに、また、往き配管Ｌ４２は、第２放射パネル３の冷媒入口３ａに接続されている。

【0033】

第１放射パネル２の冷媒出口２ｂと、第２放射パネル３の冷媒出口３ｂは、それぞれ、戻り配管Ｌ４４ａ，Ｌ４５に接続されている。戻り配管Ｌ４４ａは、配管合流部Ｇ２で、戻り配管Ｌ２２と戻り配管Ｌ４４と合流している。戻り配管Ｌ４４と戻り配管Ｌ４５は、配管合流部Ｇ３でさらに戻り配管Ｌ４６に合流している。戻り配管Ｌ４６には、真空ポンプ９付きの第２密閉タンク７及び第２搬送ポンプ１１が介在している。戻り配管Ｌ４６は、第２熱交換器５の二次側５ｂの他方に接続されている。

【0034】

第２熱交換器５の二次側５ｂは、第１放射パネル２と第２放射パネル３と共に、第４冷媒循環配管系Ｒ４を構成する。第４冷媒循環配管系Ｒ４では、冷媒は、図中矢印で示すように、第２熱交換器５の一次側５ａと二次側５ｂとの間で間接の熱交換をされたのち、二次側５ｂの一方から往き配管Ｌ４１から往き配管Ｌ４２，Ｌ４３で分流され、分流された冷媒は、往き配管Ｌ４２からは第２放射パネル３の冷媒入口３ａに、往き配管Ｌ４３ではさらに配管Ｌ４３ａから第１放射パネル２の冷媒入口２ａに供給される。

【0035】

第１放射パネル２に供給された冷媒は、第１放射パネル２内でインテリアゾーンの空調のための熱交換をしたのち、第１放射パネル２の冷媒出口２ｂから戻り配管Ｌ４４ａに排出される。

【0036】

また、第２放射パネル３に供給された冷媒は、第２放射パネル３内でペリメータゾーンの空調のための熱交換をしたのち、第２放射パネル３の冷媒出口３ｂから戻り配管Ｌ４５、戻り配管Ｌ４６を介して、第２熱交換器５の二次側５ｂの他方に戻される。

【0037】

第４冷媒循環配管系Ｒ４は、第２真空ポンプ９により第２密閉タンク７の圧力が減圧されることで、真空圧配管系とされる。これにより、第１放射パネル２及び第２放射パネル３から冷媒がインテリアゾーン及びペリメータゾーンに漏水することが防止される。

【0038】

ここで、第２冷媒循環配管系Ｒ２及び第４冷媒循環配管系Ｒ４は、いずれも真空圧配管系とされているが、同一フロアＡ内であるので、これら配管系を真空引きするための第１真空ポンプ８及び第２真空ポンプ９それぞれの駆動動力は低減される。

【0039】

前記第１空調装置１３は、前記したように空水冷ヒートポンプで構成される。第１空調装置１３は、図２に示すように、第１水冷式熱交換器１３１，第２水冷式熱交換器１３２、空冷式熱交換器１３３、及び冷媒回路１３４を含む。第１水冷式熱交換器１３１は、冷媒入口１３ａと冷媒出口１３ｂに接続される。第２水冷式熱交換器１３２は、冷媒入口１３ｃと冷媒出口１３ｄに接続される。

【0040】

冷媒回路１３４は、三方弁１３４ａ，１３４ｂ、四方弁１３４ｃ、膨張弁１３４ｄ及び圧縮機１３４ｅを備えると共に、これら熱交換器１３１〜１３３を含め、配管で図示のように接続されており、三方弁１３４ａ，１３４ｂ、四方弁１３４ｃによる配管の接続切り替えにより、所要の冷凍サイクルの切り替えが行われる。

【0041】

そして、通常の冷房運転時は、第２空調装置１４，１５を冷房運転してペリメータゾーンとインテリアゾーンとを冷房空調し、第１空調装置１３は、運転停止し、通常の暖房運転時は、第２空調装置１４，１５を暖房運転してペリメータゾーンを暖房空調し、第１空調装置１３は冷房運転してインテリアゾーンを冷房空調する。

【0042】

そして、第１空調装置１３は、第２空調装置１４，１５の通常の暖房運転時において、冷房運転によりインテリアゾーンを冷房空調する時においては、当該第１空調装置１３は、前記空冷式の熱交換器１３３を使用せずに運転、つまり空水冷ヒートポンプである第１空調装置１３を水冷により運転する。

【0043】

しかし、酷暑時においては、第２空調装置１４，１５の通常の冷房運転のみでは冷房負荷が過大となるときは、第１空調装置１３においては、一方の水冷式の熱交換器１３１と、空冷式の熱交換器１３３とを使用して冷房運転、つまり空水冷ヒートポンプである第１空調装置１３を空冷により冷房運転してもよい。

【0044】

一方、酷寒時においては、第２空調装置１４，１５の通常の暖房運転のみでは暖房負荷が過大となるときは、第１空調装置１３においては、他方の水冷式の熱交換器１３２と、空冷式の熱交換器１３３とを使用して暖房運転、つまり空水冷ヒートポンプである第１空調装置１３を空冷により暖房運転してもよい。

【0045】

第１熱回収配管Ｌ５１は、第４搬送ポンプ１８が介在されており、かつ、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の戻り配管Ｌ３２に配管接続部Ｂ２で接続されている。つまり、戻り配管Ｌ３２は、配管接続部Ｂ２で第１熱回収配管Ｌ５１と戻り配管Ｌ３２ａとに分岐される。

【0046】

これにより、第３冷媒循環配管系Ｒ３において、開放タンク１６から配管Ｌ３２を流れる冷媒の一部は、図中の矢印で示すように、配管接続部Ｂ２において第４搬送ポンプ１８により第１熱回収配管Ｌ５１を介して、第１空調装置１３の冷媒入口１３ｃに供給され、残部は、接続部Ｂ２において、図中の矢印で示すように、第５搬送ポンプ９により下流側の戻り配管Ｌ３２ａに供給される。

【0047】

また、第１空調装置１３の冷媒出口１３ｄには第２熱回収配管Ｌ５２が接続されている。そして、第１空調装置１３の冷媒入口１３ｃに導入された冷媒は、第１空調装置１３の冷房運転時に発生した熱と熱交換されたうえで、冷媒出口１３ｄから第２熱回収配管Ｌ５２に排出される。

【0048】

第２熱回収配管Ｌ５２は、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の往き配管Ｌ３５に合流部Ｇ４で図中の矢印で示すように合流しており、第２熱回収配管Ｌ５２から排出された冷媒は、この合流部Ｇ４で往き配管Ｌ３５からの冷媒と合流し、この合流した冷媒は、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の配管Ｌ３５ａから調湿機１２に供給される。

【0049】

第１空調装置１３は、前記したように第２空調装置１４，１５が通常の暖房運転をする時は、冷房運転し、第２空調装置１４，１５が通常の冷房運転をする時は、運転を停止する。第１空調装置１３の冷房運転時には、往き配管Ｌ１２から第１熱交換器４の一次側４ａに低温の冷媒を供給する。

【0050】

そして、第１熱交換器４の一次側４ａと二次側４ｂとの間で熱交換して吸熱で高温となった一次側４ａの冷媒が第３搬送ポンプ１７により戻り配管Ｌ１１から第１空調装置１３に戻される。

【0051】

このように第３冷媒循環配管系Ｒ３における冷媒は、一部が、第１空調装置１３で熱交換されて、当該第３冷媒循環配管系Ｒ３に戻されるようになっている。

【0052】

次に、図３及び図４を参照して実施形態の空調システム１の動作を説明する。図３は、インテリアゾーン及びペリメータゾーンを冷房空調するときの動作説明に供する図である。図４は、インテリアゾーンが冷房空調され、ペリメータゾーンを暖房空調するときの動作説明に供する図である。

【0053】

図３を参照して、実施形態の空調システム１においては、インテリアゾーンとペリメータゾーンとを冷房空調をするときは、第１空調装置１３を運転停止し、第２空調装置１４，１５のみを冷房運転をして、前記両ゾーンを冷房空調する。

【0054】

なお、この冷房空調では、第１空調装置１３は運転停止するので、動作説明の理解の都合上、図３においては、冷房空調に関与しない第１及び第２冷媒循環配管系Ｒ１、Ｒ２、第１空調装置１３、第１熱交換器４、その他を破線で示している。

【0055】

第２空調装置１４，１５の冷房運転時において、実施形態では、一例として第３冷媒循環配管系Ｒ３内で第２空調装置１４の冷媒入口１４ａと冷媒出口１４ｂとの冷媒温度差（２１℃−１１℃）及び第２空調装置１５の冷媒入口１５ａと冷媒出口１５ｂとの冷媒温度差（１１℃−６℃）との合計を、１５℃の大温度差として、第３冷媒循環配管系Ｒ３を大温度差送水配管系としている。

【0056】

これにより、供給熱量を一定として、前記冷媒温度が大温度差であることにより、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の冷媒の流量は少なくなり、一例として例えば毎分２２リットルの冷媒流量として、冷媒を搬送する第５搬送ポンプ１９の搬送動力を低減し、第５搬送ポンプ１９の駆動に要する電力消費を抑制できるようにしている。

【0057】

そして、第２空調装置１４，１５が冷房運転するとき、一方の第２空調装置１４は、戻り配管Ｌ３３から中温（例えば２１℃）の冷媒が冷媒入口１４ａに供給されると、その冷媒を熱交換により低温（例えば１１℃）の冷媒として冷媒出口１４ｂから往き配管Ｌ３４に排出する。

【0058】

他方の第２空調装置１５は、往き配管Ｌ３４を介して第２空調装置１４からその冷媒入口１５ａに供給される低温の冷媒を熱交換によりさらに低温（例えば６℃）の冷媒としてその冷媒出口１５ｂから往き配管Ｌ３５に排出する。したがって、上記大温度差送水配管系としても、第２空調装置１４，１５を直列に接続したことにより、各第２空調装置１４，１５それぞれの通常の冷房運転時の冷媒温度の降温が小さくて済む結果、冷房運転負荷が軽減される。

【0059】

調湿機１２には、往き配管Ｌ３５ａの配管長が機械室Ｂから各階のフロアＡまでの配管であるために長いため、途中で６℃から７℃に昇温された冷媒が供給され、調湿機１２では、この冷媒により所要の湿度調整をしたうえで、冷媒を排出する。この排出された冷媒の温度は、さらに昇温し、例えば１０℃となっている。この冷媒は、配管Ｌ３６を介して第２熱交換器５の一次側５ａに供給される。

【0060】

第２熱交換器５においては、調湿機１２からその一次側５ａに供給された冷媒と、二次側５ｂ内の冷媒との間で熱交換する。二次側５ｂでは、冷媒が戻り配管Ｌ４６からその冷媒入口に例えば２３℃の冷媒が戻され、一次側５ａと二次側５ｂとの前記熱交換で二次側５ｂの冷媒出口から例えば２０℃の冷媒として往き配管Ｌ４１に供給される。

【0061】

第２熱交換器５の二次側５ｂは、第４冷媒循環配管系Ｒ４内であり、第４冷媒循環配管系Ｒ４は、第１放射パネル２及び第２放射パネル３における冷媒流量は多く、実施形態では例えば毎分７０リットルである。第２熱交換器５の二次側５ｂから往き配管Ｌ４１に供給された冷媒は、さらに往き配管Ｌ４３，Ｌ４２で分流されて、それぞれ、第１放射パネル２と第２放射パネル３それぞれの冷媒入口２ａ，３ａに供給される。

【0062】

第１放射パネル２と第２放射パネル３は、供給された冷媒とインテリアゾーンとペリメータゾーンそれぞれの空気等との間で熱交換を行い、これによりインテリアゾーンとペリメータゾーン内は冷房空調される。

【0063】

この熱交換で、第１放射パネル２と第２放射パネル３それぞれの内部を流れる冷媒は、前記熱交換により昇温されて、その冷媒出口２ｂから例えば２３℃の冷媒として戻り配管Ｌ４４ａ，Ｌ４４に排出され、冷媒出口３ｂからも２３℃の冷媒として戻り配管Ｌ４５に排出される。排出された冷媒は、合流部Ｇ３で配管Ｌ４６に合流され、密閉タンク７を介し、第２搬送ポンプ１１により搬送されて第２熱交換器５の二次側５ｂの冷媒入口に２３℃の冷媒として戻される。

【0064】

第４冷媒循環配管系Ｒ４は、密閉タンク７により真空圧配管系となっているので、第１放射パネル２と第２放射パネル３それぞれからインテリアゾーンやペリメータゾーンに漏水することはない。

【0065】

図４を参照して、本空調システム１は、ペリメータゾーンを暖房空調するときは第２空調装置１４，１５は暖房運転し、インテリアゾーンは第１空調装置１３の冷房運転により冷房空調する。図３において、配管Ｌ４３，Ｌ４４ａ，Ｌ４４は、破線で示されるように、図示略の弁が閉じられていて、第２熱交換器５からは第１放射パネル２に冷媒が供給されないようになっている。

【0066】

実施形態では、第２空調装置１４，１５を冷房運転するときは、第１空調装置１３を運転停止して、第２空調装置１４，１５のみで、第１放射パネル２及び第２放射パネル３により、インテリアゾーンとペリメータゾーンとを冷房空調し、第２空調装置１４，１５を暖房運転するときは、ペリメータゾーンを第２放射パネル３による暖房空調する一方、第１空調装置１３を冷房運転してインテリアゾーンを第１放射パネル２により冷房空調する。

【0067】

以上により、第２空調装置１４，１５の暖房運転において、一方の第２空調装置１４に、戻り配管Ｌ３２，Ｌ３２ａから例えば３２．５℃の高温の冷媒が供給されると、その冷媒を第２空調装置１４によりさらに例えば４１℃の高温の冷媒として往き配管Ｌ３４に排出する。

【0068】

もう１つの第２空調装置１５は、往き配管Ｌ３４を介して第２空調装置１４から供給される冷媒を例えば４６℃の高温の冷媒として往き配管Ｌ３５に排出する。調湿機１２は、往き配管Ｌ３５，Ｌ３５ａから供給される４５℃の冷媒を用いて湿度調整すると共に、往き配管Ｌ３６に例えば４３℃の冷媒を排出する。そしてこの冷媒は第２熱交換器５の一次側５ａに供給される。

【0069】

第３冷媒循環配管系Ｒ３では、第２空調装置１４の冷媒入口１４ａと，第２空調装置１５の冷媒出口１５ｂとの冷媒の温度差が大きいので、冷媒流量は、図２と同様に毎分２２リットルと少なく、搬送ポンプ１９の搬送動力を低減し、消費電力を低く抑制することができる。

【0070】

第２熱交換器５においては、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の一次側５ａに供給された冷媒と、第４冷媒循環配管系Ｒ４内の二次側５ｂ内の冷媒との間で熱交換する。二次側５ｂでは、冷媒入口に例えば２３℃の冷媒が戻されており、前記熱交換で二次側５ｂの冷媒出口から例えば２６℃の冷媒として往き配管Ｌ４１に供給される。

【0071】

この場合、第４冷媒循環配管系Ｒ４内の冷媒の流量は、図２と同様、毎分７０リットルであり、第１放射パネル２でインテリアゾーンを冷房空調し、第２放射パネル３でペリメータゾーンを暖房空調するのに必要な流量となっている。

【0072】

往き配管Ｌ４１に供給された冷媒は、分岐された往き配管Ｌ４２を介して、第２放射パネル３の冷媒入口３ａに供給される。第２放射パネル３は、冷媒入口３ａに供給された冷媒により、ペリメータゾーンの空気等と熱交換を行う。

【0073】

これによりペリメータゾーン内は暖房空調される。第２放射パネル３の内部を流れる冷媒は、前記熱交換で降温して、その冷媒出口から例えば２３℃の冷媒として戻り配管Ｌ４５に排出される。排出された冷媒は、さらに戻り配管Ｌ４６から密閉タンク７を介し、搬送ポンプ１１により搬送されて第２熱交換器５の一次側５ａの冷媒入口に２３℃の冷媒として戻される。

【0074】

一方、第１空調装置１３は、冷房運転され、往き配管Ｌ１２を介して例えば１３℃の冷媒を第１熱交換器４の一次側４ａの冷媒入口に供給する。第１熱交換器４は、その一次側４ａに供給された冷媒と、二次側４ｂに供給された冷媒との間で熱交換し、一次側４ａに供給された冷媒はこの熱交換で例えば１６℃の冷媒に昇温されて、搬送ポンプ１７により冷媒出口から戻り配管Ｌ１１に戻される。

【0075】

第１熱交換器４の二次側４ｂでは、その冷媒入口に供給された２３℃の冷媒は、前記熱交換で降温されて２０℃の冷媒として冷媒出口から往き配管Ｌ２１に排出される。往き配管Ｌ２１から排出された２０℃の冷媒は、第１放射パネル２の冷媒入口２ａに供給され、これにより、第１放射パネル２はインテリアゾーンを冷房空調する。

【0076】

第２空調装置１４，１５が暖房運転中、かつ、第１空調装置１３の冷房運転中では、第１空調装置１３には、１６℃に昇温された冷媒が戻される。この状態で、第１空調装置１３には、第３冷媒循環配管系Ｒ３内の往き配管Ｌ３２から搬送ポンプ１８により搬送される冷媒の一部が、搬送ポンプ１８により第１熱回収配管Ｌ５１を介して冷媒が搬送されてくるので、第１冷媒循環配管系Ｒ１において戻されてきた冷媒と、第１熱回収配管Ｌ５１を介して導入された冷媒とで熱交換する。

【0077】

この熱交換により、第１空調装置１３から第２熱回収配管Ｌ５２には例えば４５℃の冷媒が排出され、排出された冷媒は、第３冷媒循環配管系Ｒ３の往き配管Ｌ３５，Ｌ３５ａ及び第２熱回収配管Ｌ５２の合流部分Ｇ４に戻される。これにより、第１空調装置１３の冷房運転で発生した冷媒の熱は排熱として第２空調装置１４，１５の暖房運転時における冷媒の昇温に利用することができ、第２空調装置１４，１５の省電力化が可能となり、効率的な空調システムとなる。

【0078】

この場合、ペリメータゾーンの暖房負荷が小さい一方で、第１空調装置１３からの排熱量が過剰とならないよう、図示略の制御装置が、ペリメータゾーンにおける暖房の状態を監視し、第１空調装置１３からの排熱量を制御することが好ましい。

【0079】

なお、実施形態では、第３冷媒循環配管系Ｒ３と第４冷媒循環配管系Ｒ４とを第２熱交換器５を介して接続することにより、第３冷媒循環配管系Ｒ３と第４冷媒循環配管系Ｒ４とを直列接続された配管系としている。

【0080】

そのため、第３冷媒循環配管系Ｒ３に冷媒の必要温度帯が通常の冷房運転では例えば７℃程度で、通常の暖房運転では例えば４５℃となる調湿機１２を介在させ、第４冷媒循環配管系Ｒ４には冷媒の必要温度帯が第２空調装置１４，１５の暖房運転では例えば２６℃程度で冷房運転では例えば２０℃程度の第１放射パネル２及び第２放射パネル３があっても、従来のように調湿機１２と第１放射パネル２及び第２放射パネル３とを別々の配管系とする必要がなく、配管コストを低減することができる。

【0081】

また、実施形態では、前記直列接続された配管系としたことにおいて、第３冷媒循環配管系Ｒ３においては、前記のように、第２空調装置１４，１５の冷媒入口１４ａの冷媒の温度と冷媒出口１５ｂの冷媒の温度との差が大温度差であり、冷媒の流量を少なくする一方で、第４冷媒循環配管系Ｒ４においては、第１放射パネル２と第２放射パネル３でのインテリアゾーンとペリメータゾーンとの空調により冷媒が大流量で必要としても、従来のようにそれぞれを別々の配管仕様とする必要がなくなり、配管コストを低減できる。

【0082】

さらに、実施形態では、第３冷媒循環配管系Ｒ３を大気圧配管系としたので、例えば高い建物で各階にフロアがあり、各階のフロアに第４冷媒水循環配管系Ｒ４内に放射パネルを設置してゾーン空調する場合に、第３冷媒循環配管系Ｒ３が大気圧配管系であるので、第３冷媒水循環配管系Ｒ３に真空ポンプを介在させる必要がなくなり、システム全体の運用コストが低減する。

【0083】

さらに、実施形態では、第２及び第４の冷媒循環配管系Ｒ２，Ｒ４を真空圧配管系としたので、これら冷媒循環配管系Ｒ２，Ｒ４の冷媒が、インテリアゾーンの第１放射パネル２及びペリメータゾーンの第２放射パネル３から漏水することを防止することができる。

【0084】

さらに、実施形態では、第３冷媒循環配管系Ｒ３を大気圧配管系とし、第２及び第４の冷媒循環配管系Ｒ２，Ｒ４を真空圧配管系とし、第３冷媒循環配管系Ｒ３に対して第２及び第４の冷媒循環配管系Ｒ２，Ｒ４を第２熱交換器５を介して接続したので、第３冷媒循環配管系Ｒ３と第２及び第４の冷媒循環配管系Ｒ２，Ｒ４とをそれぞれの冷媒の流量、冷媒温度等の条件を個別に設定することができるようになった。

【0085】

なお、第１空調装置１３は空水冷式のヒートポンプ、第２空調装置１４，１５は水冷式のヒートポンプを用いたが、これに限定されるものではない。

【0086】

以上説明したように、本実施形態では、第２空調装置１４，１５の暖房運転に際して、第１空調装置１３の冷房運転時に発生する排熱を回収して、前記暖房運転に利用でき、省電力化を図れる。

【0087】

なお、実施形態では、第１空調装置１３から第２熱回収配管Ｌ５２を介して前記４５℃の冷媒は合流部分Ｇ４に戻されるようになっているが、前記戻される部分はこれに限定されず、第３冷媒循環配管系Ｒ３の配管内であれば、どの配管部分でもよい。

【符号の説明】

【0088】

１ 空調システム
２ 第１放射パネル
３ 第２放射パネル
４ 第１熱交換器
５ 第２熱交換器
１３ 第１空調装置
１４，１５ 第２空調装置
Ｌ５１，Ｌ５２ 熱回収配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】