JP2016183783A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】浴室内の空気の冷却と加熱を行う空調装置において、利用者の快適性をより向上することが可能な技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示する空調システムでは、浴室内の空調装置と浴室外のヒートポンプ装置の間で冷却用媒体を循環させ、かつ浴室内の空調装置と浴室外の加熱装置との間で加熱用媒体を循環させることで、筐体の内部の空気の冷却と加熱を行う。ヒートポンプ装置が浴室外に配置されるので、圧縮機の振動や騒音が空調装置から浴室内に伝わることがなく、利用者の快適性を向上することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調システムに関する。

特許文献１に、浴室内を空調する空調装置が開示されている。この空調装置は、筐体と、浴室内の空気を筐体の内部へ取り入れる吸気口と、筐体の内部の空気を浴室内へ送り出す排気口と、浴室内の空気を吸気口から筐体の内部へ取り入れ、筐体の内部の空気を排気口から浴室内へ送り出すように、空気を循環させる循環ファンと、筐体の内部に収容された、圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器を備えるヒートポンプを備えている。この空調装置では、ヒートポンプの蒸発器により筐体の内部の空気を冷却し、ヒートポンプの凝縮器により筐体の内部の空気を加熱する。この空調装置では、筐体の内部に取り入れた空気を、冷却用熱交換器で冷却して除湿し、さらに加熱用熱交換器で加熱して送り出す、再熱除湿運転を実行可能である。

特開２０１３−９６５８８号公報

特許文献１の技術では、ヒートポンプを構成する圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器が、すべて空調装置の筐体の内部に収容されている。このような構成とすると、圧縮機の振動や騒音が空調装置から浴室内に伝わり、利用者の快適性を損なうおそれがある。

本明細書は、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、浴室内の空気の再熱除湿運転が可能な空調装置において、利用者の快適性をより向上することが可能な技術を提供する。

本明細書が開示する空調システムは、浴室内を空調する空調装置と、浴室外に配置されており、圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器を備えており、蒸発器における冷媒との熱交換によって冷却用媒体を冷却するヒートポンプ装置と、冷却用媒体を空調装置とヒートポンプ装置の間で循環させる冷却用媒体循環手段と、浴室外に配置されており、加熱用媒体を加熱する加熱装置と、加熱用媒体を空調装置と加熱装置の間で循環させる加熱用媒体循環手段を備える空調システムを開示する。空調装置は、筐体と、浴室内の空気を筐体の内部へ取り入れる吸気口と、筐体の内部の空気を冷却用媒体との熱交換によって冷却する冷却用熱交換器と、筐体の内部の空気を加熱用媒体との熱交換によって加熱する加熱用熱交換器と、筐体の内部の空気を浴室内へ送り出す排気口と、浴室内の空気を吸気口から筐体の内部へ取り入れ、筐体の内部の空気を排気口から浴室内へ送り出すように、空気を循環させる循環ファンを備えている。その空調システムでは、筐体の内部に取り入れた空気を、冷却用熱交換器で冷却して除湿し、さらに加熱用熱交換器で加熱して送り出す、再熱除湿運転を実行可能である。

上記の空調システムでは、ヒートポンプ装置が浴室外に配置されるので、圧縮機の振動や騒音が空調装置から浴室内に伝わることがなく、利用者の快適性を向上することができる。

上記の空調システムは、加熱装置が、燃料の燃焼によって加熱用媒体を加熱する熱源機であってもよい。

単一のヒートポンプサイクルを構成する蒸発器と凝縮器を、冷却用媒体の冷却と加熱用媒体の加熱にそれぞれ用いる構成とする場合、凝縮器での熱交換量は、蒸発器での熱交換量に、圧縮機の動力を加えたものに等しくなる。この場合、加熱用媒体に与えられる熱量は、冷却用媒体から奪われる熱量を、常に上回ることになる。従って、このような構成で再熱除湿運転を実行すると、浴室内の空気が徐々に高温となっていく。浴室内の空気が高温になり過ぎると、冷却用熱交換器で空気を冷却しても結露しなくなり、それ以上の除湿を行うためには、例えば浴室の空気を浴室外の空気と換気することによって、浴室内の空気の温度を下げることが必要になる。

これに対して、上記の空調システムでは、再熱除湿運転において、ヒートポンプ装置を冷却用媒体の冷却に利用し、熱源機を加熱用媒体の加熱に利用している。このような構成とすることによって、冷却用媒体から奪う熱量と、加熱用媒体に与える熱量を、それぞれ独立して調整することができる。従って、両者が一致するようにヒートポンプ装置の動作や熱源機の動作をそれぞれ調整することによって、再熱除湿運転の間に浴室内の空気が高温となり過ぎることを抑制することができる。浴室内の空気の温度を下げるための浴室の換気を行うことなく、再熱除湿運転を長時間連続して実行し続けることができる。

上記の空調システムは、外気温度を検出する外気温度センサをさらに備えており、外気温度が第１の所定温度を下回る場合に、冷却用熱交換器への冷却用媒体の供給温度を下限温度に設定するように構成することができる。

上記の空調システムによれば、冷却用熱交換器への冷却用媒体の供給温度を下げることによって、空調装置において単位時間あたりに除湿可能な水量を増加させることができ、再熱除湿運転に要する時間を短縮することができる。

上記の空調システムは、浴室内の空気の温度を検出する浴室内空気温度センサをさらに備えており、浴室内の空気の温度が第２の所定温度を下回る場合に、加熱用熱交換器への加熱用媒体の供給温度を上限温度に設定するように構成することができる。

上記の空調システムによれば、浴室内の空気が低温である場合に、浴室内の空気を速やかに高温にすることができる。これによって、冷却用熱交換器により露点温度以下に冷却可能となる温度まで、浴室の空気を昇温することができ、再熱除湿運転に要する時間を短縮することができる。

あるいは、上記の空調システムは、ヒートポンプ装置が加熱装置を兼用しており、ヒートポンプ装置の凝縮器が、第１凝縮器と、第２凝縮器を備えており、ヒートポンプ装置が、第１凝縮器における冷媒との熱交換によって加熱用媒体を加熱し、蒸発器における冷媒との熱交換によって冷却用媒体を冷却するように構成されていてもよい。

上記の空調システムでは、空調装置において再熱除湿運転を行う際に、第１凝縮器での熱交換量は、蒸発器での熱交換量に、圧縮機の動力を加えたものから、第２凝縮器での熱交換量を減じたものに等しくなる。従って、第２凝縮器での熱交換量を調整することによって、第１凝縮器での熱交換量（すなわち、加熱用媒体に与えられる熱量）を、蒸発器での熱交換量（すなわち、冷却用媒体から奪われる熱量）に一致させることができる。このような構成とすることによって、再熱除湿運転の間に浴室内の空気が高温となり過ぎることを抑制することができる。浴室内の空気の温度を下げるための浴室の換気を行うことなく、再熱除湿運転を長時間連続して実行し続けることができる。

実施例に係る空調システム２，１０２の構成を模式的に示す側面図である。 実施例に係る空調装置４の構成を模式的に示す平面図である。 実施例に係る冷却加熱装置６の構成を模式的に示す図である。 実施例に係る冷却加熱装置６’の構成を模式的に示す図である。 実施例に係る冷却加熱装置１０６の構成を模式的に示す図である。

（実施例１）
図１に示すように、本実施例に係る空調システム２は、空調装置４と、冷却加熱装置６を備えている。空調装置４は、浴室Ｂの天井に配置されている。冷却加熱装置６は、屋外に配置されている。冷却加熱装置６には、外気温度を検出する外気温度センサ７が設けられている。空調システム２は、浴室Ｂ以外の部屋の換気を行う他室換気運転、浴室Ｂを換気する浴室換気運転、浴室Ｂを冷房する浴室冷房運転、浴室Ｂを暖房する浴室暖房運転、浴室Ｂの空気を除湿して浴室Ｂ内の衣類Ｃ等を乾燥させる再熱除湿運転を行うことができる。

図２は空調装置４を上方から平面視した場合の、空調装置４の内部の構成を模式的に示している。図２に示すように、空調装置４は、筐体９内で区画された、換気用給気室１０と、換気用排気室１２と、冷却室１４と、加熱室１６を備えている。

換気用給気室１０には、洗面所やトイレなど浴室Ｂ以外の部屋に連通する複数の給気配管１８が連通している。

換気用排気室１２は、換気用給気室１０に隣接して配置されている。換気用排気室１２は、開閉式のダンパ２０を介して換気用給気室１０と連通している。換気用排気室１２には、屋外へ連通する排気配管２２が連通している。換気用排気室１２の内部には換気ファン２４が収容されている。換気ファン２４が駆動すると、換気用排気室１２の空気が排気配管２２へ送り出される。

冷却室１４は、換気用排気室１２に隣接して配置されている。冷却室１４は、開閉式のダンパ２６を介して換気用排気室１２と連通している。冷却室１４の下面には、浴室Ｂの天井に露出した開閉式の吸気口２８が設けられている。冷却室１４の内部には、吸気口２８を介して浴室Ｂから冷却室１４へ流入する空気の温度を検出する温度センサ２９が設けられている。冷却室１４の内部には、冷却用熱交換器３０が収容されている。冷却用熱交換器３０は、内部を流れる冷却用媒体（例えば水）との熱交換によって空気を冷却する。冷却用媒体は、冷却用熱交換器３０と冷却加熱装置６との間で循環する。後述するように、冷却加熱装置６は、冷却用熱交換器３０から流入する冷却用媒体を冷却して、低温となった冷却用媒体を冷却用熱交換器３０へ送り出す。

加熱室１６は、冷却室１４に隣接して配置されている。加熱室１６は、開閉式のダンパ３２を介して冷却室１４と連通している。加熱室１６の下面には、浴室Ｂの天井に露出した開閉式の吸気口３４が設けられている。加熱室１６の内部には、吸気口３４を介して浴室Ｂから加熱室１６へ流入する空気の温度を検出する温度センサ３５が設けられている。さらに、加熱室１６の下面には、浴室Ｂの天井に露出した排気口３６が設けられている。加熱室１６の内部には、加熱用熱交換器３８が収容されている。加熱用熱交換器３８は、内部を流れる加熱用媒体（例えば水）との熱交換によって空気を加熱する。加熱用媒体は、加熱用熱交換器３８と冷却加熱装置６との間で循環する。後述するように、冷却加熱装置６は、加熱用熱交換器３８から流入する加熱用媒体を加熱して、高温となった加熱用媒体を加熱用熱交換器３８へ送り出す。さらに、加熱室１６の内部には、循環ファン４０が収容されている。循環ファン４０が駆動すると、加熱室１６の内部の空気が浴室Ｂへ送り出される。

空調装置４において、浴室Ｂ以外の部屋を換気する他室換気運転を行う場合には、ダンパ２０を開いた状態で、換気ファン２４を駆動する。換気ファン２４の駆動により、給気配管１８から換気用給気室１０、換気用排気室１２を経由して排気配管２２へ空気が送り出される。これにより、浴室Ｂ以外の部屋の換気が行われる。

空調装置４において、浴室Ｂを換気する浴室換気運転を行う場合には、ダンパ２６と吸気口２８を開いた状態で、換気ファン２４を駆動する。換気ファン２４の駆動により、吸気口２８から冷却室１４、換気用排気室１２を経由して排気配管２２へ空気が送り出される。これにより、浴室Ｂの換気が行われる。なお、浴室換気運転は、上記した他室換気運転と同時に行われてもよい。

空調装置４において、浴室Ｂを冷房する浴室冷房運転を行う場合には、ダンパ２６と吸気口３４を閉じ、ダンパ３２と吸気口２８を開いた状態で、循環ファン４０を駆動するとともに、冷却用熱交換器３０と冷却加熱装置６との間で冷却用媒体を循環させる。循環ファン４０の駆動により、浴室Ｂから吸気口２８を介して冷却室１４内に空気が吸入される。冷却室１４内に流入した空気は、冷却用熱交換器３０で冷却された後、ダンパ３２を介して加熱室１６へ流入し、排気口３６を介して浴室Ｂ内に送り出される。これにより、浴室Ｂの冷房が行われる。なお、浴室冷房運転においては、冷却用熱交換器３０への冷却用媒体の供給温度は、温度センサ２９により検出される浴室Ｂの空気の温度に応じて調整される。

空調装置４において、浴室Ｂを暖房する浴室暖房運転を行う場合には、ダンパ３２を閉じ、吸気口３４を開いた状態で、循環ファン４０を駆動するとともに、加熱用熱交換器３８と冷却加熱装置６との間で加熱用媒体を循環させる。循環ファン４０の駆動により、浴室Ｂから吸気口３４を介して加熱室１６内に空気が流入する。加熱室１６内に流入した空気は、加熱用熱交換器３８で加熱された後、排気口３６を介して浴室Ｂ内に送り出される。これにより、浴室Ｂの暖房が行われる。なお、浴室暖房運転においては、加熱用熱交換器３８への加熱用媒体の供給温度は、温度センサ３５により検出される浴室Ｂの空気の温度に応じて調整される。

空調装置４において、浴室Ｂの空気を除湿して浴室Ｂ内の衣類Ｃ等を乾燥させる再熱除湿運転を行う場合には、ダンパ２６および吸気口３４を閉じ、ダンパ３２および吸気口２８を開いた状態で、循環ファン４０を駆動し、冷却用熱交換器３０と冷却加熱装置６との間で冷却用媒体を循環させるとともに、加熱用熱交換器３８と冷却加熱装置６との間で加熱用媒体を循環させる。循環ファン４０の駆動により、浴室Ｂから吸気口２８を介して冷却室１４内に空気が流入する。冷却室１４内に流入した空気が冷却用熱交換器３０で冷却されて結露し、空気から除湿がなされる。冷却室１４で除湿された低温の空気は、ダンパ３２を介して加熱室１６内へ流入し、加熱用熱交換器３８で加熱される。その後、排気口３６を介して浴室Ｂ内に送り出される。これにより、浴室Ｂの空気を除湿して浴室Ｂ内の衣類Ｃ等を乾燥させることができる。なお、再熱除湿運転においては、冷却用熱交換器３０への冷却用媒体の供給温度や加熱用熱交換器３８への加熱用媒体の供給温度は、外気温度センサ７で検出される外気温度や、温度センサ３５により検出される除湿した後の空気の温度や、温度センサ２９により検出される浴室Ｂの空気の温度に応じて調整される。

図３に示すように、冷却加熱装置６は、冷媒循環路４２と、冷却用媒体循環路４４と、加熱用媒体循環路４６と、圧縮機４８と、第１熱交換器５０と、第１膨張弁５２と、第１電磁弁５４と、第２熱交換器５６と、送風ファン５８と、第２膨張弁６０と、第２電磁弁６２と、第３熱交換器６４と、冷却用循環ポンプ６６と、加熱用循環ポンプ６８を備えている。

冷媒循環路４２は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ_２冷媒）を循環させる経路である。冷媒循環路４２には、圧縮機４８と、第１熱交換器５０と、第１膨張弁５２と、第１電磁弁５４と、第２熱交換器５６と、第２膨張弁６０と、第２電磁弁６２と、第３熱交換器６４が組み込まれている。

圧縮機４８は、第３熱交換器６４からの冷媒を加圧して、第１熱交換器５０へ送り出す。

第１熱交換器５０は、冷媒循環路４２を流れる冷媒と、加熱用媒体循環路４６を流れる加熱用媒体の間で熱交換を行う。第１熱交換器５０から流れ出る冷媒は、第１膨張弁５２へ送られる。

第１膨張弁５２は、第１熱交換器５０からの冷媒を断熱膨張させて減圧し、第２熱交換器５６へ送り出す。第１膨張弁５２と並列に第１電磁弁５４が設けられている。第１電磁弁５４が開いている場合、第１熱交換器５０からの冷媒は第１膨張弁５２をバイパスして、第２熱交換器５６へ送り出される。

第２熱交換器５６は、冷媒循環路４２を流れる冷媒と、送風ファン５８により送風される外気との間で熱交換を行う。第２熱交換器５６から流れ出る冷媒は、第２膨張弁６０へ送られる。

第２膨張弁６０は、第２熱交換器５６からの冷媒を断熱膨張させて減圧し、第３熱交換器６４へ送り出す。第２膨張弁６０と並列に第２電磁弁６２が設けられている。第２電磁弁６２が開いている場合、第２熱交換器５６からの冷媒は第２膨張弁６０をバイパスして、第３熱交換器６４へ送り出される。

第３熱交換器６４は、冷媒循環路４２を流れる冷媒と、冷却用媒体循環路４４を流れる冷却用媒体の間で熱交換を行う。第３熱交換器６４から流れ出る冷媒は、圧縮機４８へ送られる。

冷却用媒体循環路４４は、空調装置４の冷却用熱交換器３０との間で冷却用媒体を循環させる経路である。冷却用媒体循環路４４には、冷却用循環ポンプ６６と、第３熱交換器６４が組み込まれている。冷却用循環ポンプ６６を駆動すると、冷却用熱交換器３０と第３熱交換器６４の間で、冷却用媒体が循環する。

加熱用媒体循環路４６は、空調装置４の加熱用熱交換器３８との間で加熱用媒体を循環させる経路である。加熱用媒体循環路４６には、加熱用循環ポンプ６８と、第１熱交換器５０が組み込まれている。加熱用循環ポンプ６８を駆動すると、加熱用熱交換器３８と第１熱交換器５０の間で、加熱用媒体が循環する。

空調装置４において浴室冷房運転を行う場合、冷却加熱装置６は、冷却用循環ポンプ６６を駆動して、冷却用熱交換器３０と第３熱交換器６４の間で冷却用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置６は、第１電磁弁５４を開き、第２電磁弁６２を閉じた状態で、圧縮機４８を駆動するとともに、送風ファン５８を駆動する。この場合、圧縮機４８から送り出される高温高圧の気体状態の冷媒は、第１熱交換器５０、第１電磁弁５４を経由して、第２熱交換器５６へ流入する。この際に、加熱用媒体循環路４６では加熱用媒体が循環していないため、冷媒は第１熱交換器５０で熱交換することなく、第２熱交換器５６へ送られる。第２熱交換器５６では、高温高圧の気体状態の冷媒は外気への放熱により凝縮して液体状態となり、第２膨張弁６０へ送られる。すなわち、この場合、第２熱交換器５６は凝縮器として機能する。第２膨張弁６０へ流入した冷媒は減圧されて、低温低圧の液体状態の冷媒が第３熱交換器６４へ流入する。第３熱交換器６４では、低温低圧の液体状態の冷媒が冷却用媒体からの吸熱により蒸発して気体状態となり、圧縮機４８へ送られる。すなわち、この場合、第３熱交換器６４は蒸発器として機能する。このように冷却加熱装置６が動作することによって、空調装置４の冷却用熱交換器３０へ低温の冷却用媒体を循環させることができる。冷却用熱交換器３０への冷却用媒体の供給温度は、圧縮機４８の回転数や、第２膨張弁６０の開度、送風ファン５８の回転数、冷却用循環ポンプ６６の回転数などを調整することによって、目標とする供給温度とすることができる。

空調装置４において浴室暖房運転を行う場合、冷却加熱装置６は、加熱用循環ポンプ６８を駆動して、加熱用熱交換器３８と第１熱交換器５０の間で加熱用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置６は、第１電磁弁５４を閉じ、第２電磁弁６２を開いた状態で、圧縮機４８を駆動するとともに、送風ファン５８を駆動する。この場合、圧縮機４８から送り出される高温高圧の気体状態の冷媒が、第１熱交換器５０へ流入する。第１熱交換器５０では、高温高圧の気体状態の冷媒は加熱用媒体への放熱により凝縮して液体状態となり、第１膨張弁５２へ送られる。すなわち、この場合、第１熱交換器５０は凝縮器として機能する。第１膨張弁５２へ流入した冷媒は減圧されて、低温低圧の液体状態の冷媒が第２熱交換器５６へ流入する。第２熱交換器５６では、低温低圧の液体状態の冷媒が外気からの吸熱により蒸発して気体状態となり、第２電磁弁６２、第３熱交換器６４を経由して圧縮機４８へ送られる。すなわち、この場合、第２熱交換器５６は蒸発器として機能する。また、この際には、冷却用媒体循環路４４には冷却用媒体が循環していないため、冷媒は第３熱交換器６４で熱交換することなく、圧縮機４８へ送られる。このように冷却加熱装置６が動作することによって、空調装置４の加熱用熱交換器３８へ高温の加熱用媒体を循環させることができる。加熱用熱交換器３８への加熱用媒体の供給温度は、圧縮機４８の回転数や、第１膨張弁５２の開度、送風ファン５８の回転数、加熱用循環ポンプ６８の回転数などを調整することによって、目標とする供給温度とすることができる。

空調装置４において再熱除湿運転を行う場合、冷却加熱装置６は、冷却用循環ポンプ６６を駆動して、冷却用熱交換器３０と第３熱交換器６４の間で冷却用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置６は、加熱用循環ポンプ６８を駆動して、加熱用熱交換器３８と第１熱交換器５０の間で加熱用媒体を循環させる。さらに、冷却加熱装置６は、第１電磁弁５４を開き、第２電磁弁６２を閉じた状態で、圧縮機４８を駆動するとともに、送風ファン５８を駆動する。この場合、圧縮機４８から送り出される高温高圧の気体状態の冷媒が、第１熱交換器５０へ流入する。第１熱交換器５０では、高温高圧の気体状態の冷媒は加熱用媒体への放熱により一部が凝縮して気液混合状態となり、第１電磁弁５４を経由して第２熱交換器５６へ送られる。第２熱交換器５６では、気液混合状態の冷媒は外気への放熱により完全に凝縮して液体状態となり、第２膨張弁６０へ送られる。すなわち、この場合、第１熱交換器５０と第２熱交換器５６は、それぞれ凝縮器として機能する。第２膨張弁６０へ流入した冷媒は減圧されて、低温低圧の液体状態の冷媒が第３熱交換器６４へ流入する。第３熱交換器６４では、低温低圧の液体状態の冷媒が冷却用媒体からの吸熱により蒸発して気体状態となり、圧縮機４８へ送られる。すなわち、この場合、第３熱交換器６４は蒸発器として機能する。このように冷却加熱装置６が動作することによって、空調装置４の冷却用熱交換器３０へ低温の冷却用媒体を循環させるとともに、空調装置４の加熱用熱交換器３８へ高温の加熱用媒体を循環させることができる。冷却用熱交換器３０への冷却用媒体の供給温度と加熱用熱交換器３８への加熱用媒体の供給温度は、圧縮機４８の回転数や、第２膨張弁６０の開度、送風ファン５８の回転数、冷却用循環ポンプ６６の回転数、加熱用循環ポンプ６８の回転数などを調整することによって、目標とする供給温度とすることができる。

上記の空調装置４において再熱除湿運転を行う際に、仮に、送風ファン５８を駆動しない場合には、ヒートポンプサイクルの凝縮器である第１熱交換器５０で冷媒が完全に凝縮し、ヒートポンプサイクルの蒸発器である第３熱交換器６４で冷媒が完全に蒸発することになる。この場合、第１熱交換器５０での熱交換量は、第３熱交換器６４での熱交換量に、圧縮機４８の動力を加えたものに等しくなる。従って、第１熱交換器５０での冷媒から加熱用媒体への熱交換量は、第３熱交換器６４での冷却用媒体から冷媒への熱交換量を常に上回ることになり、浴室Ｂ内の空気は徐々に高温となっていく。浴室Ｂ内の空気の温度が高温になり過ぎると、冷却用熱交換器３０で空気を冷却しても結露しなくなり、それ以上の除湿を行うためには、例えば浴室換気運転によって、浴室Ｂ内の空気の温度を下げることが必要になる。

これに対して、上記の空調システム２では、空調装置４において再熱除湿運転を行う際に、送風ファン５８を駆動して、第１熱交換器５０と第２熱交換器５６をそれぞれヒートポンプサイクルの凝縮器として機能させている。この場合、第１熱交換器５０での熱交換量は、第３熱交換器６４での熱交換量に、圧縮機４８の動力を加えたものから、第２熱交換器５６での熱交換量を減じたものに等しくなる。従って、送風ファン５８の回転数を調整して、第２熱交換器５６での熱交換量を調整することによって、第１熱交換器５０での熱交換量を、第３熱交換器６４での熱交換量に一致させることができる。このような構成とすることによって、再熱除湿運転の間に浴室Ｂ内の空気が高温となり過ぎることを抑制することができる。浴室換気運転等を行うことなく、再熱除湿運転を長時間連続して実行し続けることができる。

なお、空調システム２において、浴室冷房運転や浴室暖房運転を行うことなく、他室換気運転と、浴室換気運転と、再熱除湿運転のみを行う構成としてもよい。この場合、冷却加熱装置６を、図４に示す冷却加熱装置６’に置き換えてもよい。図４に示す冷却加熱装置６’は、図３に示す冷却加熱装置６とほぼ同様の構成を備えているが、冷媒循環路４２には、圧縮機４８と、第１熱交換器５０と、第１膨張弁５２と、第３熱交換器６４のみが組み込まれている。空調装置４において再熱除湿運転を行う場合、冷却加熱装置６’は、冷却用循環ポンプ６６を駆動して、冷却用熱交換器３０と第３熱交換器６４の間で冷却用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置６’は、加熱用循環ポンプ６８を駆動して、加熱用熱交換器３８と第１熱交換器５０の間で加熱用媒体を循環させる。さらに、冷却加熱装置６’は、圧縮機４８を駆動する。この場合、圧縮機４８から送り出される高温高圧の気体状態の冷媒が、凝縮器である第１熱交換器５０へ流入する。第１熱交換器５０では、高温高圧の気体状態の冷媒は加熱用媒体への放熱により凝縮して液体状態となり、第１膨張弁５２へ送られる。第１膨張弁５２へ流入した冷媒は減圧されて、低温低圧の液体状態の冷媒が蒸発器である第３熱交換器６４へ流入する。第３熱交換器６４では、低温低圧の液体状態の冷媒が冷却用媒体からの吸熱により蒸発して気体状態となり、圧縮機４８へ送られる。このように冷却加熱装置６’が動作することによって、空調装置４の冷却用熱交換器３０へ低温の冷却用媒体を循環させるとともに、空調装置４の加熱用熱交換器３８へ高温の加熱用媒体を循環させることができる。

（実施例２）
本実施例に係る空調システム１０２は、図１に示す空調システム２とほぼ同様の構成を備えているが、冷却加熱装置１０６の構成が図３の冷却加熱装置６の構成とは異なっている。

図５に示すように、本実施例の冷却加熱装置１０６は、冷媒循環路１０８と、冷却用媒体循環路４４と、加熱用媒体循環路４６と、圧縮機１１０と、凝縮器１１２と、送風ファン１１４と、膨張弁１１６と、蒸発器１１８と、ガス熱源機１２０と、冷却用循環ポンプ６６と、加熱用循環ポンプ６８を備えている。

冷媒循環路１０８は、冷媒（例えばＲ３２やＲ４１０ＡといったＨＦＣ冷媒や、Ｒ７４４といったＣＯ_２冷媒）を循環させる経路である。冷媒循環路１０８には、圧縮機１１０と、凝縮器１１２と、膨張弁１１６と、蒸発器１１８が組み込まれている。

圧縮機１１０は、蒸発器１１８から供給される冷媒を加圧して、凝縮器１１２へ送り出す。

凝縮器１１２は、冷媒循環路１０８を流れる冷媒と、送風ファン１１４により送風される外気との間で熱交換を行う。凝縮器１１２から流れ出る冷媒は、膨張弁１１６へ送られる。

膨張弁１１６は、凝縮器１１２からの冷媒を断熱膨張させて減圧し、蒸発器１１８へ送り出す。

蒸発器１１８は、冷媒循環路１０８を流れる冷媒と、冷却用媒体循環路４４を流れる冷却用媒体の間で熱交換を行う。蒸発器１１８から流れ出る冷媒は、圧縮機１１０へ送られる。

冷却用媒体循環路４４は、空調装置４の冷却用熱交換器３０との間で冷却用媒体を循環させる経路である。冷却用媒体循環路４４には、冷却用循環ポンプ６６と、蒸発器１１８が組み込まれている。冷却用循環ポンプ６６を駆動すると、冷却用熱交換器３０と蒸発器１１８の間で、冷却用媒体が循環する。

加熱用媒体循環路４６は、空調装置４の加熱用熱交換器３８との間で加熱用媒体を循環させる経路である。加熱用媒体循環路４６には、加熱用循環ポンプ６８と、ガス熱源機１２０が組み込まれている。ガス熱源機１２０は熱交換器１２２を備えており、燃料を燃焼させた燃焼ガスと熱交換器１２２を流れる加熱用媒体との間で熱交換を行う。加熱用循環ポンプ６８を駆動すると、加熱用熱交換器３８とガス熱源機１２０の間で、加熱用媒体が循環する。

空調装置４において浴室冷房運転を行う場合、冷却加熱装置１０６は、冷却用循環ポンプ６６を駆動して、冷却用熱交換器３０と蒸発器１１８の間で冷却用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置１０６は、圧縮機１１０を駆動するとともに、送風ファン１１４を駆動する。この場合、圧縮機１１０から送り出される高温高圧の気体状態の冷媒は、凝縮器１１２において外気への放熱により凝縮して液体状態となり、膨張弁１１６へ送られる。膨張弁１１６へ流入した冷媒は減圧されて、低温低圧の液体状態の冷媒が蒸発器１１８へ流入する。蒸発器１１８では、低温低圧の液体状態の冷媒が冷却用媒体からの吸熱により蒸発して気体状態となり、圧縮機１１０へ送られる。このように冷却加熱装置１０６が動作することによって、空調装置４の冷却用熱交換器３０へ低温の冷却用媒体を循環させることができる。冷却用熱交換器３０への冷却用媒体の供給温度は、圧縮機１１０の回転数や、膨張弁１１６の開度、送風ファン１１４の回転数、冷却用循環ポンプ６６の回転数などを調整することによって、目標とする供給温度とすることができる。

空調装置４において浴室暖房運転を行う場合、冷却加熱装置１０６は、加熱用循環ポンプ６８を駆動して、加熱用熱交換器３８とガス熱源機１２０の間で加熱用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置１０６は、ガス熱源機１２０の燃焼運転を開始する。このように冷却加熱装置１０６が動作することによって、空調装置４の加熱用熱交換器３８へ高温の加熱用媒体を循環させることができる。加熱用熱交換器３８への加熱用媒体の供給温度は、ガス熱源機１２０における燃料の消費量や、加熱用循環ポンプ６８の回転数などを調整することによって、目標とする供給温度とすることができる。

空調装置４において再熱除湿運転を行う場合、冷却加熱装置１０６は、冷却用循環ポンプ６６を駆動して、冷却用熱交換器３０と蒸発器１１８の間で冷却用媒体を循環させる。また、冷却加熱装置１０６は、加熱用循環ポンプ６８を駆動して、加熱用熱交換器３８とガス熱源機１２０の間で加熱用媒体を循環させる。さらに、冷却加熱装置１０６は、圧縮機１１０と送風ファン１１４を駆動するとともに、ガス熱源機１２０の燃焼運転を開始する。この場合、浴室冷房運転と同様に、空調装置４の冷却用熱交換器３０へ低温の冷却用媒体を循環させることができる。加えて、浴室暖房運転と同様に、空調装置４の加熱用熱交換器３８へ高温の加熱用媒体を循環させることができる。

本実施例の冷却加熱装置１０６では、再熱除湿運転において、ヒートポンプサイクルの蒸発器１１８を冷却用媒体の冷却に利用し、ガス熱源機１２０を加熱用媒体の加熱に利用している。このような構成とすることによって、冷却用媒体から奪う熱量と、加熱用媒体に与える熱量を、それぞれ独立して調整することができる。従って、両者が一致するように調整することによって、再熱除湿運転の間に浴室Ｂ内の空気が高温となり過ぎることを抑制することができる。浴室換気運転等を行うことなく、再熱除湿運転を長時間連続して実行し続けることができる。

本実施例の空調システム１０２では、再熱除湿運転において、外気温度センサ７で検出される外気温度に応じて冷却用媒体の供給温度を調整する。例えば、空調システム１０２では、外気温度が所定温度（例えば２０℃）以下の場合に、冷却用媒体の供給温度を下限温度（例えば３℃）に設定する。ここでいう下限温度は、冷却加熱装置６が冷却用熱交換器３０へ供給可能な冷却用媒体の温度のうち、冷却用熱交換器３０に着霜しない範囲での最低温度である。このような構成とすることによって、空調装置４において単位時間あたりに除湿可能な水量を増加させることができ、再熱除湿運転に要する時間を短縮することができる。

本実施例の空調システム１０２では、再熱除湿運転において、温度センサ２９で検出される浴室Ｂの空気の温度に応じて加熱用媒体の供給温度を調整する。例えば、空調システム１０２では、浴室Ｂの空気の温度が所定温度（例えば２０℃）以下の場合に、加熱用媒体の供給温度を上限温度（例えば６０℃）に設定する。このような構成とすることによって、浴室Ｂの空気が低温である場合に、浴室Ｂの空気を速やかに高温にすることができる。これによって、冷却用熱交換器３０により露点温度以下に冷却可能となる温度まで、浴室Ｂの空気を昇温することができ、再熱除湿運転に要する時間を短縮することができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：空調システム
４ ：空調装置
６ ：冷却加熱装置
６' ：冷却加熱装置
７ ：外気温度センサ
９ ：筐体
１０ ：換気用給気室
１２ ：換気用排気室
１４ ：冷却室
１６ ：加熱室
１８ ：給気配管
２０ ：ダンパ
２２ ：排気配管
２４ ：換気ファン
２６ ：ダンパ
２８ ：吸気口
２９ ：温度センサ
３０ ：冷却用熱交換器
３２ ：ダンパ
３４ ：吸気口
３５ ：温度センサ
３６ ：排気口
３８ ：加熱用熱交換器
４０ ：循環ファン
４２ ：冷媒循環路
４４ ：冷却用媒体循環路
４６ ：加熱用媒体循環路
４８ ：圧縮機
５０ ：第１熱交換器
５２ ：第１膨張弁
５４ ：第１電磁弁
５６ ：第２熱交換器
５８ ：送風ファン
６０ ：第２膨張弁
６２ ：第２電磁弁
６４ ：第３熱交換器
６６ ：冷却用循環ポンプ
６８ ：加熱用循環ポンプ
１０２ ：空調システム
１０６ ：冷却加熱装置
１０８ ：冷媒循環路
１１０ ：圧縮機
１１２ ：凝縮器
１１４ ：送風ファン
１１６ ：膨張弁
１１８ ：蒸発器
１２０ ：ガス熱源機
１２２ ：熱交換器

Claims (5)

1. 浴室内を空調する空調装置と、
   浴室外に配置されており、圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器を備えており、蒸発器における冷媒との熱交換によって冷却用媒体を冷却するヒートポンプ装置と、
   冷却用媒体を空調装置とヒートポンプ装置の間で循環させる冷却用媒体循環手段と、
   浴室外に配置されており、加熱用媒体を加熱する加熱装置と、
   加熱用媒体を空調装置と加熱装置の間で循環させる加熱用媒体循環手段を備える空調システムであって、
   空調装置が、
   筐体と、
   浴室内の空気を筐体の内部へ取り入れる吸気口と、
   筐体の内部の空気を冷却用媒体との熱交換によって冷却する冷却用熱交換器と、
   筐体の内部の空気を加熱用媒体との熱交換によって加熱する加熱用熱交換器と、
   筐体の内部の空気を浴室内へ送り出す排気口と、
   浴室内の空気を吸気口から筐体の内部へ取り入れ、筐体の内部の空気を排気口から浴室内へ送り出すように、空気を循環させる循環ファンを備えており、
   筐体の内部に取り入れた空気を、冷却用熱交換器で冷却して除湿し、さらに加熱用熱交換器で加熱して送り出す、再熱除湿運転を実行可能である空調システム。
2. 加熱装置が、燃料の燃焼によって加熱用媒体を加熱する熱源機である、請求項１の空調システム。
3. 外気温度を検出する外気温度センサをさらに備えており、
   外気温度が第１の所定温度を下回る場合に、冷却用熱交換器への冷却用媒体の供給温度を下限温度に設定する、請求項２の空調システム。
4. 浴室内の空気の温度を検出する浴室内空気温度センサをさらに備えており、
   浴室内の空気の温度が第２の所定温度を下回る場合に、加熱用熱交換器への加熱用媒体の供給温度を上限温度に設定する、請求項２または３の空調システム。
5. ヒートポンプ装置が加熱装置を兼用しており、
   ヒートポンプ装置の凝縮器が、第１凝縮器と、第２凝縮器を備えており、
   ヒートポンプ装置が、第１凝縮器における冷媒との熱交換によって加熱用媒体を加熱し、蒸発器における冷媒との熱交換によって冷却用媒体を冷却するように構成されている、請求項１の空調システム。

Images