JPH085191A - 空気熱源型ヒートポンプユニット空調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＯＰの高い空気熱源型ヒートポンプユニッ
ト空調機を提供する。 【構成】 この空気熱源型ヒートポンプユニット空調機
は、外気および／または還気と加湿冷却用水とを直接接
触させ熱交換するための第１の熱交換器（１）から成る
加湿冷却部と、第１の熱交換器を通過した空気と熱媒と
の間で熱交換する第２熱交換器（７）と、熱媒と室内へ
の給気との間で熱交換する第３の熱交換器（９）とから
成るヒートポンプ部とから構成されているので、第１の
熱交換器により加湿冷却された空気を熱源として使用す
ることにより、ＣＯＰの高いヒートポンプ回路を構成す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空調機に係り、特に外気
を導入して熱交換する熱交換器を備えたヒートポンプユ
ニットにより冷暖房を行う空気熱源型ヒートポンプユニ
ット空調機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスビルなどの空調設備の方
式は、ビル機能のインテリジェント化による冷房負荷の
増大への対応やオフィス環境の快適化要求に応じて、セ
ントラル方式から個別分散方式に変遷しつつある。この
ような個別分散型ビル空調方式に対応する空調設備とし
て、ユニット型ヒートポンプやマルチ方式空気調和器な
どの個別空調システムが提案されている。

【０００３】たとえば典型的なマルチ方式空調設備は、
１台の室外ユニットに複数の室内ユニットが接続され、
各室内ユニットごとに個別に運転停止や室温設定などの
制御ができるように構成されている。このようなマルチ
方式空調設備は個別運転制御特性に優れているため個別
分散方式に最適であり、しかも熱搬送動力を軽減するこ
とが可能なため、消費エネルギーを大幅に抑えることが
できる点でも注目されている。

【０００４】しかしながら、上記のようなマルチ方式空
調設備の設置にあたっては、室内ユニットと室外ユニッ
トとを連絡する冷媒配管の長さや高低差が設置場所によ
って多様であり、さらに設置現場に応じて冷却能力の予
測、配管系の設定、オイル注入量の適正調整などを行う
必要があるため、各設備のユニット化、モジュール化、
プレハブ化などにより施工の標準化が要求されている。

【０００５】また室外ユニットにおいて、凝縮器に水を
散水またはスプレーする方式では、コンデンサフィンの
腐食が進行しやすく、機器の寿命が短くなるという問題
点も指摘されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の個別空調システムの抱える問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、熱源用空気
を予め加湿冷却処理した上でヒートポンプユニットに導
き熱交換を行うことにより、従来の空気熱源型ヒートポ
ンプユニット空調機よりもＣＯＰが高く、空調空間の部
分負荷に自己完結的に対応することが可能であり、冷暖
房同時負荷に対しても柔軟に対応することが可能であ
り、小さな熱搬送動力で稼働することが可能であり、機
器施工の標準化を達成することが可能であり、さらに温
熱環境および空気質環境の個別性をも同時に達成するこ
とが可能な、新規かつ改良された空気熱源型ヒートポン
プユニット空調機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、請求項１に記載のよ
うに、外気を導入して熱交換する熱交換器を備えたヒー
トポンプユニットにより冷暖房を行う空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機であって、外気および／または還
気と加湿冷却用水とを直接接触させ熱交換するための第
１の熱交換器を備え、前記ヒートポンプユニットが、前
記第１の熱交換器を通過した空気とヒートポンプ回路内
を循環する熱媒との間で熱交換するための第２の熱交換
器と、前記熱媒と室内への給気との間で熱交換するため
の第３の熱交換器とから成り、前記第２の熱交換器およ
び前記第３の熱交換器が、運転モードに応じて、凝縮器
または蒸発器として選択的に機能するように構成したこ
とを特徴とする、空気熱源型ヒートポンプユニット空調
機が提供される。

【０００８】なお上記空気熱源型ヒートポンプユニット
空調機において、請求項２に記載のように、別個に構成
された第１の給気経路および第２の給気経路を設け、前
記第３の熱交換器を第４の熱交換器および第５の熱交換
器から構成し、前記第４の熱交換器を前記第１の給気経
路に介装するとともに、前記第５の熱交換器を前記第２
の給気経路に介装し、前記第４の熱交換器および前記第
５の熱交換器を、運転モードに応じて、凝縮器または蒸
発器として選択的に機能するように構成することが好ま
しい。

【０００９】また上記空気熱源型ヒートポンプユニット
空調機は、請求項３に記載のように、第１の熱交換器と
ヒートポンプユニットを同体のユニットとして、たとえ
ばウォールスルー型ユニットとして、あるいは床置き型
ユニットして構成したり、あるいは請求項４に記載のよ
うに、第１の熱交換器とヒートポンプユニットを別体の
ユニットとして、たとえば第１の熱交換器をペリメータ
側に設置し、ヒートポンプユニットを天井吊り込み型と
して構成することも可能である。

【００１０】さらに本発明の第２の観点によれば、請求
項５に記載のように、外気を導入して熱交換する熱交換
器を備えたヒートポンプユニットにより冷暖房を行う空
気熱源型ヒートポンプユニット空調機であって、加湿用
および／または冷却用水を介して外気および／または還
気とヒートポンプ回路内を循環する熱媒との間で熱交換
をするための第６の熱交換器と、第１の給気経路に介装
されて前記熱媒と室内への給気との間で熱交換するため
の第７の熱交換器と、第２の給気経路に介装されて前記
熱媒と室内への給気との間で熱交換するための第８の熱
交換器とを備え、前記第７の熱交換器および前記第８の
熱交換器が、運転モードに応じて、凝縮器または蒸発器
として選択的に機能するように構成したことを特徴とす
る、空気熱源型ヒートポンプユニット空調機が提供され
る。

【００１１】

【作用】本発明の第１の観点によれば、冷房運転時に
は、第１の熱交換器により加湿冷却された空気を熱源と
して、第２の熱交換器を凝縮器として機能させ、第３の
熱交換器を蒸発器として機能させることにより、高いＣ
ＯＰで冷気を室内に給気することができる。また暖房運
転時には、第１の熱交換器を空気状態を保持したまま通
過した空気を熱源として、第２の熱交換器を蒸発器とし
て機能させ、第３の熱交換器を凝縮器として機能させる
ことにより、暖気を室内に給気することができる。

【００１２】また特に請求項２に記載のように、第３の
熱交換器を第４の熱交換器および第５の熱交換器から構
成することにより、空調空間において冷暖房同時負荷が
要求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。

【００１３】さらに本発明に基づいて構成された空気熱
源型ヒートポンプユニット空調機は、たとえば請求項３
に記載のように一体型ユニットとしても構成可能である
し、あるいは請求項４に記載のように別体型ユニットと
しても構成可能なので、設置現場に応じた柔軟な施工が
可能である。

【００１４】本発明の第２の観点によれば、請求項５に
記載のように、第１の熱交換器と第２の熱交換器を一体
化し、第６の熱交換器として、第４の熱交換器と第５の
熱交換器から構成されるヒートポンプ回路に組み入れる
ことにより、上記のような効果をより簡便な装置構成に
より達成することが可能である。

【００１５】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された空気熱源型ヒートポンプユニット空調
機の好適な実施例について詳細に説明する。

【００１６】図１及び図２には、本発明に基づいて構成
された空気熱源型ヒートポンプユニット空調機をペリメ
ータ型ユニットに構成した一実施例が示されており、図
１はその空調機の冷媒配管および水配管を示しており、
図２はその空調機の空気経路を示している。

【００１７】図１に示すように、このウォールスルー型
空気熱源型ヒートポンプユニット空調機は、加湿冷却部
とヒートポンプ部とから構成されている。加湿冷却部
は、たとえば小型の冷却塔仕様でコンデンサフィンに加
湿冷却水を散水することにより外気を加湿冷却すること
が可能な気液直接接触型熱交換器１と、水循環配管２
と、加湿冷却水用循環ポンプ３と、散水された加湿冷却
水を受ける水槽４と、蒸発により減少した加湿冷却水を
適宜補うための補給水配管５とから構成されている。

【００１８】またヒートポンプ部は、ヒートポンプ回路
を構成する熱媒配管６と、その熱媒配管６内を循環する
熱媒と第１の熱交換器１を通過した外気との熱交換を行
うための第２の熱交換器７と、膨張弁８と、熱媒配管６
内を循環する熱媒と室内への給気との熱交換を行うため
の第３の熱交換器９と、圧縮機１０と、運転モードに応
じて熱媒の流れ方向を切り換えるための四方弁１１とか
ら構成されている。

【００１９】そして図２に示すように、これらの機器
が、ケーシング１１内に一体的に収容されており、床置
式または天吊式のウォールスルー型空調機を構成してい
る。空気熱源用送風機１２により、外気取入口（ＯＡ）
から吸気された外気は、第１の熱交換器１を通過し、さ
らに第２の熱交換器７を通過して、排気口（ＥＡ）から
排気される。また給気用送風機１３により、還気口（Ｒ
Ａ）から吸気された室内側還気は、第３の熱交換器９を
通過して、たとえばケーシング１１の上面に設けられた
給気口（ＳＡ）より室内に給気される。

【００２０】図１および図２に示すウォールスルー型空
気熱源型ヒートポンプユニット空調機は、四方弁１１を
切り換えることにより、次のような各運転モードで駆動
することが可能である。

【００２１】（１）冷房運転モード 冷房運転時には、補給水配管５により水槽４に加湿冷却
用水を供給し、さらに水循環ポンプ３を運転して、水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１の熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして、空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り、外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１の熱
交換器１により加湿冷却した後、第２の熱交換器７を通
過させ、排気口（ＥＡ）より排気させる。

【００２２】その際、冷房運転時には、四方弁１１が切
り換えられて、ヒートポンプ回路６内の熱媒は、圧縮機
１０→四方弁１１→第２の熱交換器７→膨張弁８→第３
の熱交換器９→圧縮機１０と順次循環し、第２の熱交換
器７を凝縮器として機能させ、第３の熱交換器９を蒸発
器として機能させることにより、還気口（ＲＡ）から取
り入れられた還気から抜熱し、給気口（ＳＡ）より冷風
を室内に給気することが可能である。そして、本発明に
よれば、第２の熱交換器７を介して、第１の熱交換器１
により一旦加湿冷却された空気中に排熱を行うので、従
来の装置に比較して高いＣＯＰで空調機を運転すること
が可能となり、冷房効率を高め、装置のコンパクト化を
図ることができる。

【００２３】（２）暖房運転モード 暖房運転時には、補給水配管５からの補給水を停止する
とともに、水循環ポンプ３も停止し、第１の熱交換器１
への加湿冷却用水の供給を停止する。したがって、この
状態で空気熱源用送風機１１を運転すると、外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は、第１の熱交換器１を空
気状態を保持したまま通過し、さらに第２の熱交換器７
において熱媒と熱交換を行った後、排気口（ＥＡ）より
排気される。

【００２４】そして、暖房運転時には、四方弁１１が切
り換えられて、ヒートポンプ回路６内の熱媒は、圧縮機
１０→四方弁１１→第３の熱交換器９→膨張弁８→第２
の熱交換器７→圧縮機１０と順次循環し、第２の熱交換
器７を蒸発器として機能させ、第３の熱交換器９を凝縮
器として機能させることにより、第２の熱交換器７によ
り排気中から抜熱した熱を、第３の熱交換器９により給
気中に放熱することにより、室内に暖気を供給すること
が可能である。

【００２５】図３および図４には、空気／水直接接触型
の第１の熱交換器１と、ヒートポンプユニットが別体に
構成され、たとえば第１の熱交換器１がペリメータゾー
ンに設置され、ヒートポンプユニットが天井などに設置
され、２つのユニットをダクト２０、２１で接続した構
成が示されている。なお、各構成機器の基本的な機能
は、図１および図２に示したウォールスルー型の空調機
と実質的に同様であり、同一の機能を有する部材に関し
ては、同一の参照番号を付することにより重複説明を省
略することにする。

【００２６】図示のように、この第２実施例において
は、第１の熱交換器１により加湿冷却された熱源用空気
はダクト２０を介して、たとえば天井などに設置された
ケーシング１１’内に一体に収容されたヒートポンプユ
ニットの第２の熱交換器７に送られ、ヒートポンプ回路
内の熱媒と熱交換を行った後、ダクト２１を介して排気
口（ＥＡ）より排気される。そして、たとえば天井面に
設けられた還気口（ＲＡ）から給気された空気は、第３
の熱交換器８により空調されて、同じく天井面に設けら
れた給気口（ＳＡ）より室内に供給される。

【００２７】図３および図４に示す天吊型の空気熱源型
ヒートポンプユニット空調機についても、四方弁１１を
切り換えることにより、次のような各運転モードで駆動
することが可能である。

【００２８】（１）冷房運転モード 冷房運転時には、補給水配管５により水槽４に加湿冷却
用水を供給し、さらに水循環ポンプ３を運転して、水循
環配管２を通して加湿冷却器として構成された空気／水
直接接触型の第１の熱交換器１に加湿冷却用水を供給す
る。そして、空気熱源用送風機１２を駆動することによ
り、外気取入口（ＯＡ）より取り入れた外気を第１の熱
交換器１により加湿冷却した後、ダクト２０を介して、
別体として構成されたヒートポンプユニットの第２の熱
交換器７に送り、そこでヒートポンプ回路の熱媒と熱交
換を行った後、ダクト２１を介して排気口（ＥＡ）より
排気することが可能である。

【００２９】その際、ヒートポンプユニット内におい
て、四方弁１１が切り換えられて、ヒートポンプ回路６
内の熱媒は、圧縮機１０→四方弁１１→第２の熱交換器
７→膨張弁８→第３の熱交換器９→圧縮機１０と順次循
環し、第２の熱交換器７を凝縮器として機能させ、第３
の熱交換器９を蒸発器として機能させることにより、還
気口（ＲＡ）から取り入れられた還気から抜熱し、給気
口（ＳＡ）より冷風を室内に給気することが可能であ
る。そして、本発明によれば、第２の熱交換器７を介し
て、第１の熱交換器１により一旦加湿冷却された空気中
に排熱を行うので、従来の装置に比較して高いＣＯＰで
空調機を運転することが可能となり、冷房効率を高め、
装置のコンパクト化を図ることができる。

【００３０】（２）暖房運転モード 暖房運転時には、補給水配管５からの補給水を停止する
とともに、水循環ポンプ３も停止し、第１の熱交換器１
への加湿冷却用水の供給を停止する。したがって、この
状態で空気熱源用送風機１１を運転すると、外気取入口
（ＯＡ）より吸気された外気は、第１の熱交換器１を空
気状態を保持ししたまま通過し、ダクト２０を介して、
ヒートポンプユニットの第２の熱交換器７に送られ、そ
こでヒートポンプ回路の熱媒と熱交換を行った後、ダク
ト２１を介して排気口（ＥＡ）より排気される。

【００３１】そして、ヒートポンプユニットにおいて
は、四方弁１１が切り換えられて、ヒートポンプ回路６
内の熱媒は、圧縮機１０→四方弁１１→第３の熱交換器
９→膨張弁８→第２の熱交換器７→圧縮機１０と順次循
環し、第２の熱交換器７を蒸発器として機能させ、第３
の熱交換器９を凝縮器として機能させることにより、第
２の熱交換器７により排気中から抜熱した熱を、第３の
熱交換器９により給気中に放熱することにより、室内に
暖気を供給することが可能である。

【００３２】図５には、本発明に基づいて構成された空
気熱源型ヒートポンプユニット空調機のさらに別の実施
例が示されている。なお、この実施例においても、図１
〜図４に示す空調機の構成部品と実質的に同一の機能を
有する構成部品については、同一の参照番号を付するこ
とにより、詳細な説明を省略している。

【００３３】図５に示すように、この実施例では、ケー
シング３０内に加湿冷却部とヒートポンプユニット部と
を一体的に収容し、さらに第１の給気用送風機３１を備
えた第１の給気経路（ＳＡ１）および第２の給気用送風
機３２を備えた第２の給気経路（ＳＡ２）を形成し、ヒ
ートポンプ回路を、第１の給気経路（ＳＡ１）に設置さ
れた室内への給気と熱媒との熱交換を行うための第４の
熱交換器３３と、第２の給気経路（ＳＡ２）に設置され
た室内への給気と熱媒との熱交換を行うための第５の熱
交換器３４と、膨張弁８と、第１の熱交換器１を通過し
た空気と熱媒との熱交換を行うための第２の熱交換器７
と、四方弁１１と、圧縮機１０と、切換弁３５、３６、
３７とから構成している。そして、この空調機は、四方
弁１１、および切換弁３５、３６、３７を適宜切り換え
ることにより、以下のような運転モードで駆動すること
が可能である。

【００３４】（１）冷房運転モード 冷房運転時には、加湿冷却水を水槽４に供給するととも
に、加湿冷却水循環ポンプ３を駆動して、第１の熱交換
器１を加湿冷却装置として機能させ、空気熱源用送風機
１２により外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気を加
湿冷却して第２の熱交換器７に送り、そこでヒートポン
プ回路の熱媒と熱交換した後、排気口（ＥＡ）より排気
する。

【００３５】また四方弁１１および切換弁３５、３６、
３７を切り換えて、ヒートポンプ回路の熱媒を、圧縮機
１０→四方弁１１→第２の熱交換器７→切換弁３６→膨
張弁８→第４の熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０
と順次循環させ、第２の熱交換器７を凝縮器として機能
させるとともに、第４の熱交換器３３を蒸発器として機
能させることにより、第４の熱交換器３３により室内へ
供給される空気より抜熱した熱を第２の熱交換器７によ
り排気中に排熱するヒートポンプ回路を構成し、第１の
給気経路（ＳＡ１）より冷風を室内に供給することが可
能である。

【００３６】（２）暖房運転モード 暖房運転時には、加湿冷却水の供給および加湿冷却水循
環ポンプ３の駆動を停止して、空気熱源用送風機１２に
より外気取入口（ＯＡ）から取り入れた外気をその空気
状態を保持したまま第１の熱交換器１を通過させ、第２
の熱交換器７に送り、そこでヒートポンプ回路の熱媒と
熱交換した後、排気口（ＥＡ）より排気する。

【００３７】また四方弁１１および切換弁３５、３６、
３７を切り換えて、ヒートポンプ回路の熱媒を、圧縮機
１０→四方弁１１→第４の熱交換器３３→膨張弁８→切
換弁３８→第１の熱交換器７→四方弁１１→圧縮機１０
と順次循環させ、第４の熱交換器３３を凝縮器として機
能させるとともに、第２の熱交換器７を蒸発器として機
能させることにより、第２の熱交換器７により熱源用空
気より抜熱した熱を第４熱交換器により室内へ供給する
空気に放熱するヒートポンプ回路を構成し、第１の給気
経路（ＳＡ１）より温風を室内に給気することが可能で
ある。

【００３８】（３）冷暖房同時運転（冷房運転モード） 冷房運転時に空調空間で暖房負荷も同時に要求される場
合には、上記冷房運転モードから四方弁１１および切換
弁３５、３６、３７を切り換えて、ヒートポンプ回路の
熱媒を、圧縮機１０→四方弁１１→第２の熱交換器７→
切換弁３５→第５の熱交換器３４→切換弁３７→膨張弁
８→第４の熱交換器３３→四方弁１１→圧縮機１０と順
次循環させ、第２の熱交換器７および第５の熱交換器３
４を凝縮器として機能させるとともに、第４の熱交換器
３３を蒸発器として機能させるヒートポンプ回路を構成
し、第１の給気経路（ＳＡ１）より冷風を供給し、第２
の給気経路（ＳＡ２）より温風を供給することが可能で
ある。

【００３９】（４）冷暖房同時運転（暖房運転モード） これに対して、暖房運転時に空調空間で冷房負荷も同時
に要求される場合には、上記暖房運転モードから四方弁
１１および切換弁３５、３６、３７を切り換えて、ヒー
トポンプ回路の熱媒を、圧縮機１０→四方弁１１→第４
の熱交換器３３→膨張弁８→切換弁３７→第５の熱交換
器３４→切換弁３５→第１の熱交換器７→四方弁１１→
圧縮機１０と順次循環させ、第２の熱交換器７および第
５の熱交換器３４を蒸発器として機能させるとともに、
第４の熱交換器３３を凝縮器として機能させるヒートポ
ンプ回路を構成し、第１の給気経路（ＳＡ１）より温風
を供給し、第２の給気経路（ＳＡ２）より冷風を供給す
ることが可能である。

【００４０】図６には、本発明に基づいて構成された空
気熱源型ヒートポンプユニット空調機のさらに別の実施
例が示されている。この空調機の基本的構成は、図５に
示した空調機とほぼ同様である。したがって、同一の機
能を有する構成部品については、同一の番号を付するこ
とにより詳細な説明は省略する。ただし、図６に示す空
調機では、図５に示す空調機とは異なり、外気取入口
（ＯＡ）が省略され、還気口（ＲＡ）から吸気された室
内からの還気の一部４０を、第１の熱交換器１に送り熱
源として用いる構成を採用している。このように、図６
に示す実施例では、室内からの排気を熱源として使用す
るので、見かけ上熱源を必要としない自己完結的なヒー
トポンプユニット空調機を構成することが可能である。

【００４１】次に図７を参照しながら、本発明に基づい
て構成された空気熱源型ヒートポンプユニット空調機の
さらに別の実施例について説明する。

【００４２】この実施例では、図１〜図６に関連して説
明した空調機の加湿冷却用の第１の熱交換器１と加湿冷
却された空気を熱源としてヒートポンプ回路の熱媒との
熱交換を行う第２の熱交換器７とを一体化し、第６の熱
交換器５１として構成している。この第６の熱交換器５
１は、小型の冷却塔仕様の気液直接接触型の熱交換器で
あり、循環ポンプ５２により冷却水を循環させ、第６の
熱交換器５１に散水することにより、空気の熱源として
能力を高めているので、より簡便な構成で高いＣＯＰを
有するヒートポンプユニット空調機を提供できる。

【００４３】この実施例のヒートポンプ回路は、上記第
６の熱交換器５１と、第１の給気用送風機５３を有する
第１の給気経路（ＳＡ１）に設置され室内への給気とヒ
ートポンプ回路の熱媒との熱交換を行う第７の熱交換器
５４と、第２の給気用送風機５５を有する第２の給気経
路（ＳＡ２）に設置され室内への給気とヒートポンプ回
路の熱媒との熱交換を行う第８の熱交換器５６と、圧縮
機５７と、四方弁５８と、切換弁５９、６０、６１と、
膨張弁６３とから構成されている。そして、還気口（Ｒ
Ａ）から取り入れた室内からの還気の一部６４を第６の
熱交換器５１の熱源として使用することにより、第１お
よび第２の給気経路（ＳＡ１、ＳＡ２）より所望の空気
を室内供給することが可能である。なお図示の例では、
室内から室外へ排気される空気を熱源として用いて、見
かけ上熱源を用いない構成としているが、本発明はかか
る構成に限定されない。たとえば、本発明とほぼ同様の
構成で、図５に示すように、外気取入口（ＯＡ）より取
り入れた外気を熱源として用いる構成とすることも可能
である。

【００４４】上記のように構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機は、四方弁５８および切換弁５
９、６０、６１を運転モードに応じて切り換えることに
より、以下のような運転を行うことができる。

【００４５】（１）冷房運転モード 循環ポンプ５２を駆動して、第６の熱交換器５１に対し
て散水を行うとともに、ヒートポンプ回路の熱媒を、圧
縮機５７→四方弁５８→第６の熱交換器５１→切換弁６
１→膨張弁６３→第７の熱交換器５４→四方弁５８→圧
縮機５７と順次循環させ、第６の熱交換器５１を凝縮器
として機能させるとともに、第７の熱交換器５４を蒸発
器として機能させるヒートポンプ回路を構成し、第１の
給気経路（ＳＡ１）より冷風を室内に供給することが可
能である。

【００４６】（２）冷暖房同時運転（冷房運転モード） また冷房運転時に、暖房負荷も要求される場合には、各
切換弁を切り換えて、ヒートポンプ回路の熱媒を、圧縮
機５７→四方弁５８→第６の熱交換器５１→切換弁５９
→第８の熱交換器５６→切換弁６０→膨張弁６３→第７
の熱交換器５４→四方弁５８→圧縮機５７と順次循環さ
せ、第６の熱交換器５１および第８の熱交換器５６を凝
縮器として機能させるとともに、第７の熱交換器５４を
蒸発器として機能させるヒートポンプ回路を構成し、第
１の給気経路（ＳＡ１）より冷風を、第２の給気経路
（ＳＡ２）より温風を、それぞれ、室内に供給すること
が可能である。

【００４７】（３）暖房運転モード 暖房運転時には、循環ポンプ５２を停止し、第６の熱交
換器５１に対する散水は行わない。そして、ヒートポン
プ回路の熱媒を、圧縮機５７→四方弁５８→第７の熱交
換器５４→膨張弁６３→切換弁６１→第６の熱交換器５
１→四方弁５８→圧縮機５７と順次循環させ、第７の熱
交換器５４を凝縮器として機能させ、第６の熱交換器５
１を蒸発器として機能させるヒートポンプ回路を構成
し、第１の給気経路（ＳＡ１）より温風を室内に供給す
ることが可能である。

【００４８】（４）冷暖房同時運転（暖房運転モード） また暖房運転時に、冷房負荷も要求される場合には、各
切換弁を切り換えて、ヒートポンプ回路の熱媒を、圧縮
機５７→四方弁５８→第７の熱交換器５４→切換弁６０
→第８の熱交換器５６→切換弁５９→第６の熱交換器５
１→四方弁５８→圧縮機と順次循環させ、第６の熱交換
器５１および第８の熱交換器５６を蒸発器として機能さ
せ、第７の熱交換器５４を凝縮器として機能させるヒー
トポンプ回路を構成し、第１の給気経路（ＳＡ１）より
温風を、第２の給気経路（ＳＡ２）より冷風を、それぞ
れ、室内に供給することが可能である。

【００４９】以上、本発明の好適ないくつかの実施例に
ついて図１〜図７を参照しながら説明したが、本発明は
かかる実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に
記載された技術的思想の範囲内で、さまざまな変更およ
び修正が可能であり、かかる変更および修正について
も、本発明の範囲に当然に含まれるものと了解される。
特に熱源配管、加湿冷却水配管、各熱交換器の配置およ
び空気経路については、上記実施例の他にも、当業者で
あればさまざまな変更例および修正例に想到することが
可能であるが、それらについても本発明の範囲に当然に
含まれるものと了解される。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加湿冷却手段により加湿および／または冷却した空気を
熱源として用いるので、ＣＯＰが高い空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機を提供することが可能である。

【００５１】すなわち、請求項１に記載の空調機によれ
ば、冷房運転時には、第１の熱交換器により加湿冷却さ
れた空気を熱源として、第２の熱交換器を凝縮器として
機能させ、第３の熱交換器を蒸発器として機能させるこ
とにより、高いＣＯＰで冷気を室内に給気することがで
きる。また暖房運転時には、第１の熱交換器を空気状態
を保持したまま通過した空気を熱源として、第２の熱交
換器を蒸発器として機能させ、第３の熱交換器を凝縮器
として機能させることにより、暖気を室内に給気するこ
とができる。

【００５２】また特に請求項２に記載のように、第３の
熱交換器を第４の熱交換器および第５の熱交換器から構
成することにより、空調空間において冷暖房同時負荷が
要求されている場合にも柔軟に対応することが可能であ
る。

【００５３】さらに、本発明に基づいて構成された空気
熱源型ヒートポンプユニット空調機は、請求項３に記載
のように一体型ユニットとしても構成可能であるし、あ
るいは請求項４に記載のように別体型ユニットとしても
構成可能なので、設置現場に応じた柔軟な施工が可能で
ある。

【００５４】さらにまた、請求項５に記載のように、第
１の熱交換器と第２の熱交換器を一体化し、第６の熱交
換器として、第４の熱交換器と第５の熱交換器から構成
されるヒートポンプ回路に組み入れることにより、上記
のような効果をより簡便な装置構成により達成すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機の一実施例の冷媒配管および水配
管を示す構成図である。

【図２】図１に示す空気熱源型ヒートポンプユニット空
調機の空気経路を示す構成図である。

【図３】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機の別の実施例の冷媒配管および水
配管を示す構成図である。

【図４】図１に示す空気熱源型ヒートポンプユニット空
調機の空気経路を示す構成図である。

【図５】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。

【図６】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。

【図７】本発明に基づいて構成された空気熱源型ヒート
ポンプユニット空調機のさらに別の実施例の配管系統お
よび空気経路を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 第１の熱交換器 ３ 加湿冷却水循環ポンプ ７ 第２の熱交換器 ８ 膨張弁 ９ 第３の熱交換器 １０ 圧縮機 １１ 四方弁 １２ 空気熱源用送風機 １３ 給気用送風機

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外気を導入して熱交換する熱交換器を備
   えたヒートポンプユニットにより冷暖房を行う空気熱源
   型ヒートポンプユニット空調機において、 外気および／または還気と加湿冷却用水とを直接接触さ
   せ熱交換するための第１の熱交換器を備え、 前記ヒートポンプユニットが、前記第１の熱交換器を通
   過した空気とヒートポンプ回路内を循環する熱媒との間
   で熱交換するための第２の熱交換器と、前記の熱媒と室
   内への給気との間で熱交換するための第３の熱交換器と
   から成り、 前記第２の熱交換器および前記第３の熱交換器が、運転
   モードに応じて、凝縮器または蒸発器として選択的に機
   能するように構成したことを特徴とする、空気熱源型ヒ
   ートポンプユニット空調機。
2. 【請求項２】 別個に構成された第１の給気経路および
   第２の給気経路を備え、前記第３の熱交換器が第４の熱
   交換器および第５の熱交換器から構成され、前記第４の
   熱交換器が前記第１の給気経路に介装されるとともに、
   前記第５の熱交換器が前記第２の給気経路に介装され、
   前記第４の熱交換器および前記第５の熱交換器が、運転
   モードに応じて、凝縮器または蒸発器として選択的に機
   能するように構成したことを特徴とする、請求項１に記
   載の空気熱源型ヒートポンプユニット空調機。
3. 【請求項３】 前記第１の熱交換器と前記ヒートポンプ
   ユニットとが同体ののユニットとして一体的に構成され
   ていることを特徴とする、請求項１または２に記載の空
   気熱源型ヒートポンプ。
4. 【請求項４】 前記第１の熱交換器と前記ヒートポンプ
   ユニットが別体のユニットとして構成されていることを
   特徴とする、請求項１または２に記載の空気熱源型ヒー
   トポンプ。
5. 【請求項５】 外気を導入して熱交換する熱交換器を備
   えたヒートポンプユニットにより冷暖房を行う空気熱源
   型ヒートポンプユニット空調機において、 加湿用および／または冷却用水を介して外気および／ま
   たは還気とヒートポンプ回路内を循環する熱媒との間で
   熱交換をするための第６の熱交換器と、第１の給気経路
   に介装されて前記熱媒と室内への給気との間で熱交換す
   るための第７の熱交換器と、第２の給気経路に介装され
   て前記熱媒と室内への給気との間で熱交換するための第
   ８の熱交換器とを備え、 前記第７の熱交換器および前記第８の熱交換器が、運転
   モードに応じて、凝縮器または蒸発器として選択的に機
   能するように構成したことを特徴とする、空気熱源型ヒ
   ートポンプユニット空調機。