JP5268857B2 - 温度調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、温調対象流体を冷却用熱交換器にて冷却し、冷却された温調対象流体を加熱用熱交換器にて加熱して空調対象空間に供給する温度調整装置に関する。

従来の温度調整装置は、例えば、圧縮機、凝縮器、膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、蒸発器を冷却用熱交換器として用いている。そして、蒸発器にて冷媒と温調対象流体とを熱交換させて温調対象流体を冷却し、その冷却された温調対象流体を加熱用熱交換器にて加熱することにより、温調対象流体の温度を目標温度範囲（例えば、目標温度（２０℃）±０．１℃の範囲）内に調整している。そして、温調対象流体は、例えば、空調対象空間に供給する温調対象空気としており、このように温調された目標温度範囲の温調対象空気を空調対象空間に供給するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。このように、一旦冷却された温調対象流体を再熱することにより、いわゆる精密温調（温度誤差が±０．１℃程度の温調）を実行することができる。

特開２００８−３９３４５号公報

例えば、工場等では温度調整装置にて冷媒により温調対象流体を温調することに加えて、圧縮空気や冷却水等の温調対象流体とは別の流体を温調したり、当該温調された流体により各種機器を冷却する等、別の用途でも熱を利用することが求められている場合がある。
そこで、例えば、温度調整装置とは別に熱を発生させる熱源装置を設け、その熱源装置にて発生した熱を別の用途に利用することが考えられる。しかしながら、この場合には、あらたに熱源装置を設けなければならず、設置スペースや配管等の部品点数が増大し構成が大型化するとともに、コストアップを招くことになる。

また、別に熱を発生させる熱源装置を用いずに、温度調整装置により圧縮空気や冷却水等の温調対象流体とは別の流体を温調する場合であっても、より簡便な装置構成でありながら、より省エネルギーな状態で流体の温調を実現できることが望まれる。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、温調対象流体を精密に温調することに加えて、温度調整装置が発生する熱を別の用途でも利用可能としながら、より簡便な装置構成で、より省エネルギーな状態で温調運転が可能な温度調整装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る温度調整装置は、温調対象流体を冷却用熱交換器にて冷却し、冷却された前記温調対象流体を加熱用熱交換器にて加熱して空調対象空間に供給する温度調整装置であって、その特徴構成は、
圧縮機、凝縮器、第１膨張部、前記冷却用熱交換器としての第１蒸発器の順に冷媒を循環させる第１冷凍サイクルを備えるとともに、前記第１冷凍サイクルにおいて、前記冷媒を前記凝縮器と前記第１膨張部との間から分岐させて、前記第１膨張部及び前記第１蒸発器に対して並列に設けられた第２膨張部及び前記温調対象流体とは別の第１別温調対象流体を温調する第２蒸発器を通流させ、前記第１蒸発器と前記圧縮機との間に戻す第２冷凍サイクルを備え、
前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記温調対象流体を加熱する前記加熱用熱交換器に通流させ、前記第１冷凍サイクルにおける前記第１膨張部と前記第１蒸発器との間に戻す第１分岐路と、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記第２冷凍サイクルにおける前記第２膨張部と前記第２蒸発器との間に戻す第２分岐路と、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記温調対象流体とは別の第２別温調対象流体を温調する温調部を通流させ、前記第１冷凍サイクルにおける前記第１膨張部と前記第１蒸発器との間に戻す第３分岐路と、を備え、
前記第２冷凍サイクルにおいて当該第２冷凍サイクルを通流する冷媒の流量を調整する第１流量調整部と、前記第２分岐路において当該第２分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第２流量調整部と、前記第３分岐路において当該第３分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第３流量調整部と、を設け、
前記第１流量調整部、前記第２流量調整部、前記第３流量調整部を通流する前記冷媒に関し、少なくとも通流を断続させることが可能な制御手段を備えた点にある。

本特徴構成によれば、温度調整装置内を通流する冷媒を用いて、温調対象流体を第１蒸発器にて冷却し加熱用熱交換器にて加熱して温調できることに加えて、温調対象流体とは別の第１別温調対象流体を第２蒸発器にて温調するとともに、第２別温調対象流体を温調部にて温調することができるので、冷媒を用いて温調対象流体を精密に温調できながら、温度調整装置が発生する熱を別の用途でも利用可能となる。
加えて、第１別温調対象流体を温調する第２蒸発器を備えた第２冷凍サイクルを通流する冷媒の流量を調整する第１流量調整部と、第２冷凍サイクルにおける第２蒸発器に冷媒を供給可能な第２分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第２流量調整部と、第２別温調対象流体を温調する温調部を備えた第３分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第３流量調整部とを備えているので、制御手段により所望の運転状態に応じて、第２冷凍サイクル、第２分岐路及び第３分岐路を通流する冷媒の通流の断続を行うことができる。これにより、温調対象流体、第１別温調対象流体及び第２別温調対象流体を温調できる構成でありながら、必要に応じてこれら３流体の全てを温調するのではなく、個別に温調することが可能な構成とすることができる。例えば、温調対象流体のみを温調する場合には、制御手段により第１流量調整部、第２流量調整部及び第３流量調整部における冷媒の通流を停止させることで対応でき、また、これら３流体全てを温調する場合には、制御手段により第１流量調整部、第２流量調整部及び第３流量調整部を通流する流量を適宜調整することで対応できる。したがって、各流量調整部を適切に設けるだけの簡便な装置構成でありながら、温度調整装置を運転する際に、温調する必要がある流体のみを個別に温調可能で、温調する必要のない流体は温調しない構成とすることができるので、温調する必要のない流体に関係する冷媒の通流を停止し圧縮機の出力を低減して、より省エネルギーな状態で各流体に対する個別の温調運転を行うことが可能となる。
よって、温調対象流体を精密に温調することに加えて、温度調整装置が発生する熱を別の用途でも利用可能としながら、より簡便な装置構成で、より省エネルギーな状態で各流体の温調運転が可能な温度調整装置を実現できる。

本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記温調対象流体が前記第１蒸発器、前記加熱用熱交換器、前記空調対象空間の順に通流して循環可能な循環路を備え、
前記循環路において、前記加熱用熱交換器を通流したあと前記空調対象空間に供給される前の前記温調対象流体を、前記空調対象空間を通流させずに前記空調対象空間と前記第１蒸発器との間に戻すバイパス路と、前記バイパス路を通流する前記温調対象流体の流量を調整する第４流量調整部を備えた点にある。

本特徴構成によれば、温調対象流体が循環路において第１蒸発器、加熱用熱交換器、空調対象空間の順に通流して循環するので、空調対象空間から温度調整装置に戻された温調対象流体の全てを精密に温調して空調対象空間に供給することができる。これにより、外気を取り入れる必要がない又はほとんどなくなり、空調対象空間の温調を精密に行い、また、空調対象空間のクリーン度の低下を防止することができる。
加えて、循環路において加熱用熱交換器を通流したあと空調対象空間に供給される前の温調対象流体を、空調対象空間と第１蒸発器との間に戻すバイパス路を備えるので、温調対象流体を空調対象空間へ通流させずに、バイパス路を介して循環路にて循環通流させることが可能となる。この際、循環路を通流する温調対象流体のうちパイパス路を通流する温調対象流体の流量は第４流量調整部により調整される。例えば、温調対象流体の温調を行わない場合には、空調対象空間への温調対象流体の通流を防止するため、制御手段により循環路を通流する温調対象流体の全量がバイパス路を通流するように第４流量調整部を調整する。これにより、必要に応じて、循環路を通流する温調対象流体を空調対象空間に供給せずに、バイパス路を介して循環路を循環させることが可能となる。

本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記制御手段が、前記第２別温調対象流体のみを温調する運転を行う場合には、前記第１流量調整部及び前記第２流量調整部により前記第２冷凍サイクル及び前記第２分岐路における前記冷媒の通流を停止させるとともに、前記第４流量調整部により前記循環路における前記空調対象空間への前記温調対象流体の通流を停止させ、当該温調対象流体の全量を前記バイパス路を介して循環通流させる点にある。

本特徴構成によれば、制御手段が、第２別温調対象流体のみを温調する運転を行う場合には、第２別温調対象流体の温調に必要な冷媒のみを通流させ、それ以外の流体の温調に必要な冷媒である第２冷凍サイクル及び第２分岐路を通流する冷媒については通流を停止させる。同様に制御手段が、空調対象空間に温調対象流体が通流されることを防止するため、第４流量調整部により循環路を通流する温調対象流体の全量をパイパス路を介して循環路に循環通流させる。これにより、温調部にて第２別温調対象流体の温調を適切に行う際には、必要最小限の回路にのみ冷媒を循環させることで足り、圧縮機の出力を低減することが可能となる。また、空調対象空間には温調対象流体を供給しないので、空調対象空間を不必要に温調してしまうことがなく、第１冷凍サイクルを通流する冷媒の熱を主として温調部にて第２別温調対象流体の温調に用いることができる。
よって、第２別温調対象流体のみを温調する際には、温度調整装置内における冷媒を通流させるための回路において、第２別温調対象流体の温調のために必要最小限な回路にのみ冷媒を通流させるだけでよく、圧縮機の出力を低減して、省エネルギーな運転を実現することができる。

本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記循環路において、前記第１蒸発器にて冷却された温調対象流体を、前記加熱用熱交換器に供給する第１分岐温調対象流体と前記第２別温調対象流体を冷却する冷却部に供給する第２分岐温調対象流体とに分岐する分岐手段を備え、
前記温調部に供給される前の前記第２別温調対象流体を前記第２分岐温調対象流体との熱交換により冷却した後、冷却された前記第２別温調対象流体を前記温調部に供給するように構成された点にある。

本特徴構成によれば、循環路において、第１蒸発器にて冷却された温調対象流体を、加熱用熱交換器に供給する第１分岐温調対象流体と冷却部に供給する第２分岐温調対象流体とに分岐する分岐手段を備えているので、温調対象流体を良好に分岐することができる。そして、冷却部において第２別温調対象流体を第２分岐温調対象流体との熱交換により冷却した後、冷却された第２別温調対象流体を温調部に供給するので、温調部にて冷媒との熱交換により第２別温調対象流体を温調する前に冷却部にて冷却することができ、当該第２別温調対象流体の温調をより精度よく行うことが可能となる。また、冷却部にて冷却した後、冷媒により温調できるので、冷却部に供給される第２別温調対象流体（例えば、２２℃程度）を温調部にて最終的に加熱したい場合であっても比較的高温（例えば、７０℃程度）の冷媒を用いることにより温調部にて所望の温度（例えば、２５℃程度）にまで精度よく加熱することもできる。

温度調整装置の概略構成図、及び温調対象流体、第１別温調対象流体、第２別温調対象流体の全ての温調を行う運転動作を示す概略概念図 温調対象流体のみの温調を行う運転動作を示す概略概念図 第１別温調対象流体のみの温調を行う運転動作を示す概略概念図 第２別温調対象流体のみの温調を行う運転動作を示す概略概念図

本発明に係る温度調整装置Ｄの実施形態を図１から図４に基づいて説明する。
この温度調整装置Ｄは、図１に示すように、温調対象流体Ｐを第１蒸発器４（冷却用熱交換器の一例）にて冷却したのち加熱用熱交換器５にて加熱して目標温度範囲に精密に温調し、空調対象空間Ｋに供給する。また、温度調整装置Ｄは、第１別温調対象流体Ｑを第２蒸発器７にて冷却し、第１別温調対象流体用温調部８にて目標温度範囲に温調するように構成されるとともに、第２別温調対象流体Ｒを冷却部９にて冷却し、温調部１０にて目標温度範囲に温調するように構成されており、温度調整装置Ｄで発生した熱を温調対象流体Ｐとは別の流体の温調に利用可能に構成されている。
さらに、この温度調整装置Ｄは、温調した温調対象流体Ｐを空調対象空間Ｋに供給して空調対象空間Ｋを温調するとともに、空調対象空間Ｋの温調対象流体Ｐの全てを温度調整装置Ｄに戻して温調する循環路３０を備えて構成されている。つまり、温度調整装置Ｄと空調対象空間Ｋとの間で温調対象流体Ｐを循環して空調対象空間Ｋを温調するように構成されている。
ここで、例えば、温調対象流体Ｐは、空調対象空間Ｋを温調するために空調対象空間Ｋに供給する温調対象空気が用いられ、第１別温調対象流体Ｑとしてはチラー（図示せず）用の水、第２別温調対象流体Ｒとしては温調ユニット（図示せず）用の圧縮空気が用いられている。

温度調整装置Ｄは、圧縮機１、凝縮器２、第１膨張弁３（第１膨張部の一例）、第１蒸発器４の順に冷媒Ａ（図中点線矢印参照）を循環させる第１冷媒回路２０を備えた第１冷凍サイクルＣ１を備えて構成されている。冷却用熱交換器としての第１蒸発器４は、膨張された冷媒Ａと温調対象流体Ｐとを熱交換させて温調対象流体Ｐを冷却させるように構成されている。なお、第１膨張弁３は、第１冷凍サイクルＣ１を通流する冷媒Ａの流量を調整自在で、当該冷媒Ａを膨張可能に構成されている。

第１冷凍サイクルＣ１の第１冷媒回路２０には、凝縮器２と第１膨張弁３との間から分岐されて第１蒸発器４と圧縮機１との間に合流される第２冷媒回路２１を備えた第２冷凍サイクルＣ２が接続されている。
この第２冷凍サイクルＣ２は、冷媒Ａを凝縮器２と第１膨張弁３との間から分岐させて、第１膨張弁３及び第１蒸発器４に対して並列に設けられた第１電磁弁１７（第１流量調整部の一例）、第２膨張弁６（第２膨張部の一例）及び第２蒸発器７の順に通流させ、第１蒸発器４と圧縮機１との間に戻すように構成されている。すなわち、第２冷凍サイクルＣ２は、第１冷凍サイクルＣ１の圧縮機１及び凝縮器２を共用するように構成され、圧縮機１、凝縮器２、第１電磁弁１７、第２膨張弁６、第２蒸発器７、圧縮機１の順に冷媒Ａを通流可能に構成されている。なお、第２蒸発器７は、膨張された冷媒Ａと温調対象流体Ｐとは別の第１別温調対象流体Ｑとを熱交換させて第１別温調対象流体Ｑを冷却させるように構成されている。また、第２膨張弁６は、第２冷凍サイクルＣ２を通流する冷媒Ａの流量を調整自在で、当該冷媒Ａを膨張可能に構成されている。さらに、第１電磁弁１７は、第２冷凍サイクルＣ２を通流する冷媒Ａの断続、すなわち、当該冷媒Ａの通流の停止状態と通流状態とに切換できるように構成されている。なお、第１電磁弁１７を、冷媒Ａの通流状態では当該冷媒Ａの流量を調整可能な構成としてもよい。

第１冷凍サイクルＣ１の第１冷媒回路２０には、圧縮機１と凝縮器２との間から分岐される３つの第１分岐路２２，第２分岐路２３，第３分岐路２４が設けられている。

第１分岐路２２は、冷媒Ａを圧縮機１と凝縮器２との間から分岐させて、温調対象流体Ｐを加熱する加熱用熱交換器５に通流させ、第１冷凍サイクルＣ１における第１膨張弁３と第１蒸発器４との間に戻すように構成されている。第１分岐路２２には、冷媒Ａの流れ方向の上流側から順に、温調対象流体Ｐを加熱する加熱用熱交換器５、第１分岐路２２を通流する冷媒Ａの流量を調整自在で、当該冷媒Ａを膨張させることが可能な第３膨張弁１２が配設されている。なお、加熱用熱交換器５は、第１蒸発器４で冷却された温調対象流体Ｐと圧縮機１から吐出された冷媒Ａとを熱交換させて、温調対象流体Ｐを加熱させるように構成されている。

第２分岐路２３は、冷媒Ａを圧縮機１と凝縮器２との間から分岐させて、第２冷凍サイクルＣ２における第２膨張弁６と第２蒸発器７との間に戻すように構成されている。第２分岐路２３には、冷媒Ａの流れ方向の上流側から順に、第２蒸発器７にて冷却された第１別温調対象流体Ｑを、第２分岐路２３を通流する冷媒Ａと熱交換させて、第１別温調対象流体Ｑを温調する第１別温調対象流体用温調部８、第２分岐路２３を通流する冷媒Ａの断続、すなわち、当該冷媒Ａの通流の停止状態と通流状態とに切換できるように構成された第２電磁弁１８が配設されている。第２電磁弁１８を、冷媒Ａの通流状態では当該冷媒Ａの流量を調整可能な構成としてもよい。

第３分岐路２４は、冷媒Ａを圧縮機１と凝縮器２との間から分岐させて、第２別温調対象流体Ｒを温調する温調部１０を通流させ、第１冷凍サイクルＣ１における第１膨張弁３と第１蒸発器４との間に戻すように構成されている。第３分岐路２４には、冷媒Ａの流れ方向の上流側から順に、冷却部９にて冷却された第２別温調対象流体Ｒを、第３分岐路２４を通流する冷媒Ａと熱交換させて、第２別温調対象流体Ｒを温調する温調部１０、第３分岐路２４を通流する冷媒Ａの流量を調整自在で、当該冷媒Ａを膨張させることが可能な第４膨張弁１３、第３分岐路２４を通流する冷媒Ａの断続、すなわち、当該冷媒Ａの通流の停止状態と通流状態とに切換できるように構成された第３電磁弁１９が配設されている。なお、冷却部９は、第２別温調対象流体Ｒと後述する第１蒸発器４にて冷却された第２分岐温調対象流体Ｐ２とを熱交換させて、第２別温調対象流体Ｒを冷却させるように構成されている。

温度調整装置Ｄには、温調対象流体Ｐを送風させる送風手段としての送風ファン１１が、循環路３０における加熱用熱交換器５と空調対象空間Ｋとの間に設けられている。従って、温度調整装置Ｄの循環路３０において、温調対象流体Ｐを、第１蒸発器４、加熱用交換器５、送風ファン１１、空調対象空間Ｋ、第１蒸発器４の順に循環通流させることができる。
また、この循環路３０において、第１蒸発器４と加熱用熱交換器５との間には、第１蒸発器４を通過した温調対象流体Ｐを、加熱用熱交換器５に供給する第１分岐温調対象流体Ｐ１と冷却部９に供給する第２分岐温調対象流体Ｐ２とに分岐する分岐手段３１が設けられている。詳細な説明は省略するが、分岐手段３１は、第１蒸発器４を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１を加熱用熱交換器５に導く第１流路３１ａと、第１蒸発器４を通過した第２分岐温調対象流体Ｐ２を冷却部９に導く第２流路３１ｂとから構成されている。なお、第１流路３１ａと第２流路３１ｂとは、第１流路３１ａを通流する第１分岐温調対象流体Ｐ１の流量と第２流路３１ｂを通流する第２分岐温調対象流体Ｐ２の流量との関係が予め設定された関係（例えば、１対１）となるように流路面積等が調整されている。
さらに、この循環路３０において、加熱用熱交換器５及び冷却部９と送風ファン１１との間には、加熱用熱交換器５を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１と冷却部９を通過した第２分岐温調対象流体Ｐ２とを合流させて、合流させた温調対象流体Ｐを送風ファン１１に供給する合流手段３２が設けられている。詳細な説明は省略するが、合流手段３２は、加熱用熱交換器５を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１を送風ファン１１に導く第３流路３２ａと、冷却部９を通過した第２分岐温調対象流体Ｐ２を第３流路３２ａの途中部分に供給する第４流路３２ｂとから構成されている。
なお、図１に示すように、循環路３０に配設される加熱用熱交換器５及び冷却部９は一体の熱交換器として構成されており、例えば、筐体内において、上部に加熱用熱交換器５に相当する加熱用熱交換部を配置し、下部に冷却部９を配置して一体の熱交換器として構成することもできる。

加えて、上記循環路３０においては、送風ファン１１と空調対象空間Ｋとの間から分岐して、空調対象空間Ｋと第１蒸発器４との間に接続されるバイパス路３５が設けられるとともに、循環路３０において送風ファン１１を通過した温調対象流体Ｐの全量を、空調対象空間Ｋに供給する状態とバイパス路３５に供給する状態とで切換可能な三方弁３６（第４流量調整部の一例）が設けられている。

第１別温調対象流体流路３３は、第１別温調対象流体Ｑ（チラー用の水）を、当該第１別温調対象流体Ｑを冷却する第２蒸発器７、冷却された第１別温調対象流体Ｑを温調する第１別温調対象流体用温調部８を介して循環通流させることが可能に構成されている。

第２別温調対象流体流路３４は、第２別温調対象流体Ｒ（圧縮空気）を、当該第２別温調対象流体Ｒを冷却する冷却部９、冷却された第２別温調対象流体Ｒを温調する温調部１０を介して循環通流させることが可能に構成されている。

温度調整装置Ｄには、当該温度調整装置Ｄの運転を制御する制御部５０（制御手段の一例）が設けられており、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９、圧縮機１、送風ファン１１、第１膨張弁３、第２膨張弁６、第３膨張弁１２、第４膨張弁１３、三方弁３６等の動作を制御可能に構成されている。
図示を省略するが、操作部５１には、温度調整装置Ｄの運転開始、停止を指令する運転スイッチ、及び、空調対象空間Ｋを温調するための目標温度を変更設定自在な目標温度設定部等が設けられている。

次に、温度調整装置Ｄを運転する際における動作例として、（イ）温調対象流体Ｐ、第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒの全てを温調する場合、（ロ）温調対象流体Ｐのみを温調する場合、（ハ）第１別温調対象流体Ｑ（チラー用の水）のみを温調する場合、（ニ）第２別温調対象流体Ｒ（圧縮空気）のみを温調する場合について、図１から図４を参照して以下に説明する。なお、図１から図４においては、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９、三方弁３６の全開状態を白抜きで示し、全閉状態を黒抜きで示す。

（イ）温調対象流体Ｐ、第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒの全てを温調する際の温度調整装置Ｄの動作について
温度調整装置Ｄの操作部５１が操作され、空調対象空間Ｋ（温調対象流体Ｐ）の温調、第１別温調対象流体Ｑの温調及び第２別温調対象流体Ｒの温調の全ての運転を行う場合には、制御部５０は、各流体が操作部５１に入力されたそれぞれの目標温度範囲内の温度となるように、温度調整装置Ｄの運転を開始する。

具体的には、図１に示すように、まず、制御部５０は、送風ファン１１を一定の出力（送風量）で運転して循環路３０に温調対象流体Ｐを循環通流させる。そして、圧縮機１を所定の出力で運転して、第１冷凍サイクルＣ１に冷媒Ａを循環させる。制御部５０は、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９それぞれを冷媒Ａの全量を通流させることが可能な全開状態とするとともに、三方弁３６の空調対象空間Ｋ側を循環路３０における空調対象空間Ｋ側に温調対象流体Ｐの全量を通流させるように全開状態とし、三方弁３６のバイパス路３５側をバイパス路３５には温調対象流体Ｐを通流させないように全閉状態とする制御を行う。
これにより、第１蒸発器４において第１膨張弁３により膨張された冷媒Ａと温調対象流体Ｐとを熱交換させて、冷媒Ａにて温調対象流体Ｐを所望温度に冷却させる。このとき、例えば、第１蒸発器４を通過した温調対象流体Ｐの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて、第１蒸発器４を通流させる冷媒Ａの通流量や送風ファン１１による温調対象流体Ｐの送風量等を調整することにより、第１蒸発器４を通過した温調対象流体Ｐの温度を、例えば１７±１℃程度にまで冷却させる。なお、例えば、第１蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度は２２℃程度とされる。

そして、送風ファン１１及び圧縮機１が運転されたことに伴い、圧縮機１から吐出された冷媒Ａが第１分岐路２２を通流して加熱用熱交換器５を通流するとともに、第１蒸発器４にて冷却された温調対象流体Ｐのうち分岐手段３１にて分岐されて第１流路３１ａを通流する第１分岐温調対象流体Ｐ１が加熱用熱交換器５を通流する。
これにより、加熱用熱交換器５において冷媒Ａと第１分岐温調対象流体Ｐ１とを熱交換させて、冷媒Ａにて第１分岐温調対象流体Ｐ１を所望温度にまで精密に加熱させる。例えば、加熱用熱交換器５を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１の温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて第４膨張弁１２の開度等を調整することにより、第１分岐温調対象流体Ｐ１を例えば２０℃±０．１℃程度の所望温度に温調させる。このとき、例えば、加熱用熱交換器５を通過する前の第１分岐温調対象流体Ｐ１の温度は、１７℃±１℃程度とされており、加熱用熱交換器５を通過したあとの第１分岐温調対象流体Ｐ１の温度は、２０℃±０．１℃程度とされている。また、加熱用熱交換器５に供給される冷媒Ａの温度は、７０℃程度とされる。なお、加熱用熱交換器５を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１は、第３流路３２ａを通流して送風ファン１１に供給される。

一方、第１蒸発器４において冷却された温調対象流体Ｐのうち分岐手段３１にて分岐されて第２流路３１ｂを通流する第２分岐温調対象流体Ｐ２が冷却部９を通流する。
これにより、冷却部９において第２分岐温調対象流体Ｐ２と第２別温調対象流体Ｒとを熱交換させて、第２分岐温調対象流体Ｐ２にて第２別温調対象流体Ｒを所望温度にまで冷却させる。冷却された第２別温調対象流体Ｒは温調部１０に供給され、一方で、加熱された第２分岐温調対象流体Ｐ２は第４流路３２ｂを通過して第３流路３２ａに合流して加熱用熱交換器５を通過した第１分岐温調対象流体Ｐ１と合流する。このとき、例えば、冷却部９を通過する前の第２別温調対象流体Ｒの温度は、２２℃程度とされ、冷却部９を通過して冷却された第２別温調対象流体Ｒの温度は、１８℃±１℃程度とされる。また、冷却部９を通過する前の第２分岐温調対象流体Ｐ２の温度は、１７℃±１℃とされ、冷却部９を通過して加熱された第２分岐温調対象流体Ｐ２の温度は、２０℃±０．１℃程度とされる。

また、冷却部９にて冷却された第２別温調対象流体Ｒが温調部１０を通流する。
これにより、温調部１０において冷媒Ａと第２別温調対象流体Ｒとを熱交換させて、冷媒Ａにて、第２別温調対象流体Ｒを所望温度にまで温調（加熱）させる。例えば、温調部１０を通過した第２別温調対象流体Ｒの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて第３膨張弁１３の開度等を調整することにより、第２別温調対象流体Ｒを例えば２０℃±０．１℃程度の所望温度に精密に加熱させる。このとき、例えば、温調部１０に供給される第２別温調対象流体Ｒの温度は、１８℃±１℃程度とされ、温調部１０を通過した第２別温調対象流体Ｒの温度は、２０℃±０．１℃程度とされている。また、例えば、温調部１０に供給される冷媒Ａの温度は、７０℃程度とされている。また、温調部１０を通過した第２別温調対象流体Ｒの温度を、より高温（例えば、２５℃）にまで加熱したい場合であっても、温調部１０では比較的高温（７０℃程度）の冷媒Ａにより第２別温調対象流体Ｒを加熱可能であるので、冷媒Ａを良好に加熱することが可能となる。

さらに、圧縮機１が運転されたことに伴い、第１冷凍サイクルＣ１における凝縮器２と第１膨張弁３との間から分流された第２冷凍サイクルＣ２に冷媒Ａが通流する。
これにより、第２蒸発器７において第２膨張弁６により膨張された冷媒Ａと第１別温調対象流体Ｑとを熱交換させて、冷媒Ａにて第１別温調対象流体Ｑを所望温度に冷却させる。このとき、例えば、第２蒸発器７を通過した第１別温調対象流体Ｑの温度を検出する図外の温度センサの検出情報に基づいて、第２蒸発器７を通流させる冷媒Ａの通流量等を調整することにより第２蒸発器７を通過した第１別温調対象流体Ｑの温度を、例えば２０℃±１℃程度の所望温度にまで冷却させる。なお、例えば、第２蒸発器７に供給される第１別温調対象流体Ｑの温度は２５℃程度とされる。

そして、圧縮機１が運転されたことに伴い、圧縮機１から吐出された冷媒Ａが第２分岐路２３を通流して第１別温調対象流体用温調部８を通流する。
これにより、第２蒸発器７において冷却された第１別温調対象流体Ｑと冷媒Ａとを熱交換させて、冷媒Ａにて第１別温調対象流体Ｑを所望温度にまで温調（加熱）させる。このとき、例えば、第２蒸発器７を通過し第１別温調対象流体用温調部８を通流する前の第１別温調対象流体Ｑは、２０℃±１℃とされ、第１別温調対象流体用温調部８を通過して温調（加熱）された第１別温調対象流体Ｑの温度は、２３℃±０．１℃程度とされる。

よって、本願に係る温度調整装置Ｄにおいては、温調対象流体Ｒを精密に温調して空調対象空間Ｋに供給することができるとともに、温調対象流体Ｐとは別の第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒをも精密に温調することができ、温調対象流体Ｐを精密に温調することに加えて、温度調整装置Ｄが発生する熱を別の用途でも利用可能となっている。

（ロ）〔温調対象流体Ｐのみを温調する際の動作〕
温度調整装置Ｄの操作部５１が操作され、空調対象空間Ｋの温調のみの運転を行う場合には、制御部５０は、温調対象流体Ｐが操作部５１に入力された目標温度範囲内の温度となるように、温度調整装置Ｄの運転を開始する。
具体的には、図２に示すように、まず、制御部５０は、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９それぞれを冷媒Ａの通流を停止できるように全閉状態とするとともに、三方弁３６の空調対象空間Ｋ側を循環路３０における空調対象空間Ｋ側に温調対象流体Ｐの全量を通流させるように全開状態とし、三方弁３６のバイパス路３５側をバイパス路３５には温調対象流体Ｐを通流させないように全閉状態とする制御を行う。なお、図２において、各弁の全開状態を白抜きで示し、全閉状態を黒抜きで示す。
すなわち、第１電磁弁１７を全閉状態にして第２冷凍サイクルＣ２を通流する冷媒Ａを停止させ、第２電磁弁１８を全閉状態にして第２分岐路２３を通流する冷媒Ａを停止させ、第３電磁弁１９を全閉状態にして第３分岐路２４を通流する冷媒Ａを停止させる。これにより、冷媒Ａを温調対象流体Ｐの温調に必要な第１冷凍サイクルＣ１及び第１分岐路２２にのみ通流させ、温調対象流体Ｐの温調に必要の無い第２冷凍サイクルＣ２、第２分岐路２３及び第３分岐路２４に冷媒Ａを通流させなくて済み、冷媒Ａを通流させるための圧縮機１の出力を低減することが可能となる。
この圧縮機１の出力を低減する場合、例えばインバータ（図示せず）を用いて圧縮機１の回転数を低下させることが可能である。

具体的に温調対象流体Ｐを温調する動作は、冷媒Ａが第２冷凍サイクルＣ２、第２分岐路２３及び第３分岐路２４を通流せず、第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒを温調しない点以外は、上記（イ）と同様であるので説明を省略する。

（ハ）〔第１別温調対象流体Ｑ（チラー用の水）のみを温調する際の動作〕
温度調整装置Ｄの操作部５１が操作され、第１別温調対象流体Ｑの温調のみの運転を行う場合には、制御部５０は、第１別温調対象流体Ｑが操作部５１に入力された目標温度範囲内の温度となるように、温度調整装置Ｄの運転を開始する。
具体的には、図３に示すように、まず、制御部５０は、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８それぞれを冷媒Ａの全量を通流させることが可能な全開状態とするとともに、第３電磁弁１９を冷媒Ａの全量の通流を停止できるように全閉状態とする。加えて、三方弁３６の空調対象空間Ｋ側を温調対象流体Ｐが空調対象空間Ｋには通流しないように全閉状態とするとともに、三方弁３６のバイパス路３５側を循環路３０においてバイパス路３５側に温調対象流体Ｐの全量を通流させることが可能な全開状態とする制御を行う。
すなわち、第３電磁弁１９を全閉状態にして第３分岐路２４を通流する冷媒Ａを停止させる。これにより、冷媒Ａを第１別温調対象流体Ｑの温調に必要な第１冷凍サイクルＣ１、第２冷凍サイクルＣ２、第１分岐路２２及び第２分岐路２３に通流させ、第１別温調対象流体Ｑの温調に必要の無い第３分岐路２４に冷媒Ａを通流させなくて済み、冷媒Ａを通流させるための圧縮機１の出力を低減することが可能となる。
加えて、第１冷凍サイクルＣ１及び第１分岐路２２には冷媒Ａが通流しているため、温調が行われた温調対象流体Ｐが循環路３０を通流して空調対象空間Ｋに供給されることとなるが、循環路３０に設けられた三方弁３６が循環路３０を通流する温調対象流体Ｐの全量をパイパス路３５に通流させるように構成されている。これにより、第１別温調対象流体Ｑの温調のみを行う場合において、温調対象流体Ｐが温調される場合であっても、当該温調対象流体Ｐの全量を空調対象空間Ｋに供給せずにバイパス路３５を介して循環路３０に循環通流させることが可能となる。

具体的に第１別温調対象流体Ｑを温調する動作は、冷媒Ａが第３分岐路２４を通流せず、第２別温調対象流体Ｒを温調しない点、温調対象流体Ｐが空調対象空間Ｋに供給されずバイパス路３５を介して循環路３０にて循環通流する点以外は、上記（イ）と同様であるので説明を省略する。

（ニ）〔第２別温調対象流体Ｒ（圧縮空気）のみを温調する際の動作〕
温度調整装置Ｄの操作部５１が操作され、第２別温調対象流体Ｒの温調のみの運転を行う場合には、制御部５０は、第２別温調対象流体Ｒが操作部５１に入力された目標温度範囲内の温度となるように、温度調整装置Ｄの運転を開始する。
具体的には、図４に示すように、まず、制御部５０は、第３電磁弁１９を冷媒Ａの全量を通流させることが可能な全開状態とするとともに、第１電磁弁１７及び第２電磁弁１８を冷媒Ａの全量の通流を停止できるように全閉状態とする。加えて、三方弁３６の空調対象空間Ｋ側を温調対象流体Ｐが空調対象空間Ｋには通流しないように全閉状態とするとともに、三方弁３６のバイパス路３５側を循環路３０においてバイパス路３５側に温調対象流体Ｐの全量を通流させることが可能な全開状態とする制御を行う。
すなわち、第１電磁弁１７を全閉状態にして第２冷凍サイクルＣ２を通流する冷媒Ａを停止させ、第２電磁弁１８を全閉状態にして第２分岐路２３を通流する冷媒Ａを停止させる。これにより、冷媒Ａを第２別温調対象流体Ｒの温調に必要な第１冷凍サイクルＣ１、第１分岐路２２及び第３分岐路２４に通流させ、第２別温調対象流体Ｒの温調に必要の無い第２冷凍サイクルＣ２及び第２分岐路２３に冷媒Ａを通流させなくて済み、冷媒Ａを通流させるための圧縮機１の出力を低減することが可能となる。
加えて、第１冷凍サイクルＣ１及び第１分岐路２２には冷媒Ａが通流しているため、温調が行われた温調対象流体Ｐが循環路３０を通流して空調対象空間Ｋに供給されることとなるが、循環路３０に設けられた三方弁３６が循環路３０を通流する温調対象流体Ｐの全量をパイパス路３５に通流させるように構成されている。これにより、第２別温調対象流体Ｒの温調のみを行う場合において、温調対象流体Ｐが温調される場合であっても、当該温調対象流体Ｐの全量を空調対象空間Ｋに供給せずにバイパス路３５を介して循環路３０に循環通流させることが可能となる。

具体的に第２別温調対象流体Ｒを温調する動作は、冷媒Ａが第２冷凍サイクルＣ２及び第２分岐路２３を通流せず、第１別温調対象流体Ｑを温調しない点、温調対象流体Ｐが空調対象空間Ｋに供給されずバイパス路３５を介して循環路３０にて循環通流する点以外は、上記（イ）と同様であるので説明を省略する。

従って、本願に係る温度調整装置Ｄでは、第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９、三方弁３６及びバイパス路３５を設けるという非常に簡便な構成で、温調対象流体Ｐ、第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒの全てを温調することができるとともに、これら３流体を個別に温調することも可能となる。しかも、これら３流体を個別に温調する場合には、圧縮機１の出力を低減することができ、省エネルギー化を図ることができる。
よって、本願に係る温度調整装置Ｄでは、温調対象流体Ｐを精密に温調することに加えて、温度調整装置Ｄが発生する熱を別の用途でも利用可能としながら、より簡便な装置構成で、より省エネルギーな状態で温調運転が可能である。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、温度調整装置Ｄの動作として、（イ）温調対象流体Ｐ、第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒの全てを温調する場合、（ロ）温調対象流体Ｐのみを温調する場合、（ハ）第１別温調対象流体Ｑ（チラー用の水）のみを温調する場合、（ニ）第２別温調対象流体Ｒ（圧縮空気）のみを温調する場合について説明した。
しかしながら、温度調整装置Ｄにおいては、これら（イ）〜（ロ）の運転に限らず、必要に応じて、これら（ロ）と（ハ）、（ハ）と（ニ）、（ニ）と（ロ）を適宜組み合わせて、運転することも可能である。これら場合には、（イ）の運転状態と比較して圧縮機１の出力を低減することができ、省エネルギー化を実現することが可能である。

（２）上記実施形態では、循環路３０において第４流量調整部として三方弁３６を設けて、循環路３０を通流する温調対象流体Ｐの全量を空調対象空間Ｋ側、或いはバイパス路３０側に選択的に通流させることが可能に構成したが、特にこの構成に限定されるわけではない。
例えば、循環路３０における送風ファン１１と空調対象空間Ｋとの間において、第４流量調整部として、バイパス路３５に分岐する箇所の下流側の循環路３０に第１ダンパーを設けるとともに、当該バイパス路３５に分岐する箇所の下流側のバイパス路３５に第２ダンパーを設ける構成とすることもできる。これにより、温調対象流体Ｐを空調対象空間Ｋに供給したい場合には、制御部５０が第１ダンパーを全開状態、第２ダンパーを全閉状態とし、一方で、温調対象流体Ｐを空調対象空間Ｐに供給したくない場合には、制御部５０が第１ダンパーを全閉状態、第２ダンパーを全開状態とすることで、上記温度調整装置Ｄの各運転動作に対応することが可能となる。

（３）上記実施形態では、第１流量調整部、第２流量調整部、第３流量調整部として、それぞれ第１電磁弁１７、第２電磁弁１８、第３電磁弁１９を用いたが、特にこの構成に限定されるものではない。第１流量調整部としては、第２冷凍サイクルＣ２を通流する冷媒Ａを断続させることができる構成であればよく、例えば、単なる開閉弁を用いることもできる。同様に、第２流量調整部として、第２分岐路２３を通流する冷媒Ａを断続させることができ、また、第３流量調整部として、第３分岐路２４を通流する冷媒Ａを断続させることができる開閉弁等により構成することも可能である。

（４）上記実施形態において、第１別温調対象流体Ｑをチラー用の水とし、第２別温調対象流体Ｒを圧縮空気としているが、温調対象流体Ｐと第１別温調対象流体Ｑ及び第２別温調対象流体Ｒとは別の流体であればよく、例えば、各種機器を冷却するために用いる冷却水を第１別温調対象流体Ｑ或いは第２別温調対象流体Ｒとすることも可能である。これにより、冷却用熱交換器にて取得した冷熱を各種機器を冷却する用途に用いることができる。

（５）上記実施形態では、本発明に係る温度調整装置Ｄとして、空調対象空間Ｋとの間で温調対象流体Ｐを循環して空調対象空間Ｋを温調するものを例示したが、例えば、温度調整装置Ｄは、空調対象空間Ｋとの間で循環される温調対象流体Ｐに外気を取り入れて、その外気を取り入れた温調対象流体Ｐを温調して空調対象空間Ｋに供給するように構成することもでき、温度調整装置Ｄがどのような流体を温調対象流体Ｐとするかについては適宜変更が可能である。

本発明は、温調対象流体を精密に温調することに加えて、温度調整装置が発生する熱を別の用途でも利用可能としながら、より簡便な装置構成で、より省エネルギーな状態で温調運転が可能な温度調整装置として有用に利用可能である。

１ 圧縮機
２ 凝縮器
３ 第１膨張弁（第１膨張部）
４ 第１蒸発器（冷却用熱交換器）
５ 加熱用熱交換器
６ 第２膨張弁（第２膨張部）
７ 第２蒸発器
８ 第１別温調対象流体用温調部
９ 冷却部
１０ 温調部
１７ 第１電磁弁（第１流量調整部）
１８ 第２電磁弁（第２流量調整部）
１９ 第３電磁弁（第３流量調整部）
２２ 第１分岐路
２３ 第２分岐路
２４ 第３分岐路
３０ 循環路
３１ 分岐手段
３５ バイパス路
３６ 三方弁（第４流量調整部）
５０ 制御部（制御手段）
Ｃ１ 第１冷凍サイクル
Ｃ２ 第２冷凍サイクル
Ｄ 温度調整装置
Ｋ 空調対象空間
Ａ 冷媒
Ｐ 温調対象流体
Ｐ１ 第１分岐温調対象流体
Ｐ２ 第２分岐温調対象流体
Ｑ 第１別温調対象流体
Ｒ 第２別温調対象流体

Claims (4)

1. 温調対象流体を冷却用熱交換器にて冷却し、冷却された前記温調対象流体を加熱用熱交換器にて加熱して空調対象空間に供給する温度調整装置であって、
   圧縮機、凝縮器、第１膨張部、前記冷却用熱交換器としての第１蒸発器の順に冷媒を循環させる第１冷凍サイクルを備えるとともに、前記第１冷凍サイクルにおいて、前記冷媒を前記凝縮器と前記第１膨張部との間から分岐させて、前記第１膨張部及び前記第１蒸発器に対して並列に設けられた第２膨張部及び前記温調対象流体とは別の第１別温調対象流体を温調する第２蒸発器を通流させ、前記第１蒸発器と前記圧縮機との間に戻す第２冷凍サイクルを備え、
   前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記温調対象流体を加熱する前記加熱用熱交換器に通流させ、前記第１冷凍サイクルにおける前記第１膨張部と前記第１蒸発器との間に戻す第１分岐路と、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記第２冷凍サイクルにおける前記第２膨張部と前記第２蒸発器との間に戻す第２分岐路と、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、前記温調対象流体とは別の第２別温調対象流体を温調する温調部を通流させ、前記第１冷凍サイクルにおける前記第１膨張部と前記第１蒸発器との間に戻す第３分岐路と、を備え、
   前記第２冷凍サイクルにおいて当該第２冷凍サイクルを通流する冷媒の流量を調整する第１流量調整部と、前記第２分岐路において当該第２分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第２流量調整部と、前記第３分岐路において当該第３分岐路を通流する冷媒の流量を調整する第３流量調整部と、を設け、
   前記第１流量調整部、前記第２流量調整部、前記第３流量調整部を通流する前記冷媒に関し、少なくとも通流を断続させることが可能な制御手段を備えた温度調整装置。
2. 前記温調対象流体が前記第１蒸発器、前記加熱用熱交換器、前記空調対象空間の順に通流して循環可能な循環路を備え、
   前記循環路において、前記加熱用熱交換器を通流したあと前記空調対象空間に供給される前の前記温調対象流体を、前記空調対象空間を通流させずに前記空調対象空間と前記第１蒸発器との間に戻すバイパス路と、前記バイパス路を通流する前記温調対象流体の流量を調整する第４流量調整部を備えた請求項１に記載の温度調整装置。
3. 前記制御手段が、前記第２別温調対象流体のみを温調する運転を行う場合には、前記第１流量調整部及び前記第２流量調整部により前記第２冷凍サイクル及び前記第２分岐路における前記冷媒の通流を停止させるとともに、前記第４流量調整部により前記循環路における前記空調対象空間への前記温調対象流体の通流を停止させ、当該温調対象流体の全量を前記バイパス路を介して循環通流させる請求項２に記載の温度調整装置。
4. 前記循環路において、前記第１蒸発器にて冷却された温調対象流体を、前記加熱用熱交換器に供給する第１分岐温調対象流体と前記第２別温調対象流体を冷却する冷却部に供給する第２分岐温調対象流体とに分岐する分岐手段を備え、
   前記温調部に供給される前の前記第２別温調対象流体を前記第２分岐温調対象流体との熱交換により冷却した後、冷却された前記第２別温調対象流体を前記温調部に供給するように構成された請求項２又は３に記載の温度調整装置。

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