JPH0886533A

JPH0886533A - 空気調和装置

Info

Publication number: JPH0886533A
Application number: JP22144894A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Yamagishi; 勝明山岸; Akihiro Noguchi; 明裕野口; Masaki Imamura; 正樹今村
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】吸収式空調機と圧縮式空調機とを組み合わ
せ、被空調空間の負荷状態に応じて両空調機を効率よく
運転する。【構成】吸収式冷凍機４３を熱源とした吸収式空調機
３７と、圧縮式冷凍機を熱源とした圧縮式空調機３９と
の二つの空調機の運転を制御可能なコントローラ４１を
設ける。コントローラ４１は、被空調空間が低負荷状態
では吸収式空調機３７を運転させ、高負荷状態では吸収
式空調機３７と圧縮式空調機３９との双方を運転させる
よう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吸収式冷凍機と圧縮
式冷凍機とを備えた空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸収式空調機は、ランニングコ
ストは低いが負荷変動に対する制御成績（設定温度に対
する追従性など）が悪く、逆に圧縮式空調機はランニン
グコストは高いが負荷変動に対する制御成績が良い。こ
れら各空調機を空調負荷に応じて運転すれば、全体とし
て低ランニングコストで、かつ制御成績も良好な空調機
として利用できる。

【０００３】ここで、空調負荷を検知している吸収式空
調機としては、例えば図１８に示すようなものがある
（特開昭６３−１０５３７４号公報で公知）。これは、
吸収器１，再生器（発生器ともいう）３，凝縮器５，蒸
発器７，負荷９および制御装置１１などで構成されてい
る。この吸収式空調機では、空調負荷の大きさの判断
を、吸収式冷凍機から負荷９側へ出ていく冷水または温
水の自動停止後の停止中における時間（ΔＴ）に対する
温度変化（Δθ）：Δθ／ΔＴに基づいて行い、熱源供
給の自動再開時に負荷に応じて熱源供給量を所定の供給
状態となるように減少させている。図１９にΔＴとΔθ
との関係を、図２０にΔθ／ΔＴ（負荷状態）と最大燃
焼量との関係をそれぞれ示している。

【０００４】また、特開平４−３６３５５７号公報に
は、複数の吸収式冷凍機の運転台数を負荷に応じて制御
する技術が開示されている。図２１は１台の吸収式冷凍
機Ａの全体構成を示しており、吸収器１３，高温発生器
１５，低温発生器１７，凝縮器１９および蒸発器２１を
備えている。図２２は、上記した吸収式冷凍機Ａのほか
複数の吸収式冷凍機Ｂ〜Ｅを制御する制御装置２３のブ
ロック図である。この制御装置２３は、マイクロプロセ
ッサ２５，ファジイ推論プロセッサ２７，制御ルールの
記憶装置２９，記憶装置３１，演算装置３３および運転
制御装置３５などで構成され、複数の吸収式冷凍機Ａ〜
Ｅに運転制御装置３５から制御信号を送っている。

【０００５】この吸収式空調機では、各吸収式冷凍機Ａ
〜Ｅからの水出口温度の変化率，設定値からの偏差，メ
ンバーシップ関数およびファジイルールに基づいて、フ
ァジイ推論して吸収式冷凍機の能力の増減量を所定時間
毎に算出することなどにより、吸収式冷凍機Ａ〜Ｅの運
転台数を制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の吸収式空調機において、（１）空調負荷
を検知するもの、（２）空調負荷により台数制御するも
の、にはそれぞれ、以下に示すような問題がある。

【０００７】（１）空調負荷の判断を、吸収式冷凍機が
自動停止した後の冷水温度または温水温度の単位時間あ
たりの変化量から算出しているため、吸収式冷凍機とは
異種の圧縮式冷凍機が混在する空調システムにおける空
調負荷の判断はできない。

【０００８】（２）複数の吸収式冷凍機の冷水出口温度
の変化率、設定値からの偏差などを用いて空調負荷を推
定し、吸収式冷凍機の運転台数を制御しているため、吸
収式冷凍機とは異種の圧縮式冷凍機が混在する空調シス
テムにおける冷凍機の台数制御はできない。

【０００９】このため、上記いずれの例においても、吸
収式冷凍機に圧縮式冷凍機を組み合わせ、負荷状態に応
じて両冷凍機を効率よく運転することはできず、低ラン
ニングコストで、かつ制御成績も良好な空調機が得られ
ない。

【００１０】そこで、この発明は、吸収式冷凍機と圧縮
式冷凍機との双方を利用し、負荷状態に応じて両冷凍機
を効率よく運転することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、一つの被空調空間に対し、吸収式冷凍
機を熱源とした吸収式空調機と、圧縮式冷凍機を熱源と
した圧縮式空調機との二つの空調機の運転を制御可能な
制御部を設け、この制御部は、前記一つの被空調空間が
低負荷状態では吸収式空調機を運転させ、高負荷状態で
は吸収式空調機と圧縮式空調機との双方を運転させるよ
う制御する構成としてある。

【００１２】

【作用】このような構成の空気調和装置によれば、被空
調空間が低負荷状態では吸収式空調機をベース空調とし
て運転させることで、低ランニングコストを実現する一
方、高負荷状態では吸収式空調機に加え圧縮式空調機を
運転させることで、負荷変動の多い高負荷状態での制御
成績が向上する。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。

【００１４】図１は、この発明の第１実施例を示す空気
調和装置の全体構成図である。この空気調和装置は、吸
収式空調機３７と圧縮式空調機３９とこれら両空調機３
７，３９の運転を制御する制御部であるコントローラ４
１とで構成されている。なお、図１では冷房時での運転
状態を示している。

【００１５】吸収式空調機３７は、熱源である吸収式冷
凍機４３，吸収式空調機３７全体を制御する吸収式用コ
ントローラ４５、相互に並列に配管接続され、かつ相互
に異なる被空調空間に設置される室内熱交換器４７，４
９，５１，５３、各室内熱交換器４７，４９，５１，５
３が設置された被空調空間の温度をそれぞれ検出する室
内温度センサ５５，５７，５９，６１、二次熱媒体流量
制御弁６３，６５，６７，６９で構成される。

【００１６】吸収式冷凍機４３は、蒸発器７１、吸収器
７３、低温再生器７５、高温再生器７７、凝縮器７９、
吸収器７３と凝縮器７９とを接続する配管途中に設けら
れる冷却塔８０、高温再生器７７に設けられるガスバー
ナ８１、ガスバーナ８１へのガス流量を調整するガス流
量制御弁８３、吸収器７３内の吸収液を高温再生器７７
に送る吸収液ポンプ８５、蒸発器７１内にて二次熱媒体
との間で熱交換された後の冷媒を循環させる冷媒ポンプ
８７および、蒸発器７１内にて熱交換後の二次熱媒体を
室内熱交換器４７，４９，５１，５３に送る二次熱媒体
ポンプ８９などで構成されており、再生器が２個ある、
いわゆるガス焚の二重効用吸収式冷凍機である。

【００１７】吸収式冷凍機４３の冷媒は水、吸収剤は臭
化リチウムである。もし、吸収式冷凍機が、再生器１個
の単効用吸収冷凍機の場合は、冷媒に水、吸収剤に臭化
リチウム、または冷媒にアンモニア、吸収剤に水を用い
ることもできる。吸収式冷凍機４３の熱源は、ガス燃焼
の場合を示したが、石油燃焼、水蒸気、温水であっても
構わない。

【００１８】室内熱交換器４７，４９，５１，５３に流
す二次熱媒体には、水またはブライン（例えばエチレン
グリコール水溶液など）のほか、炭酸ガスやアルコール
を用いてもよい。図１に示した吸収式空調機３７の室内
機の例は、二次熱媒体に水などの液体を用いるファンコ
イルユニットであるが、二次熱媒体に空気を用いるエア
ハンドリングユニットを用いることも可能である。

【００１９】圧縮式空調機３９は、圧縮機９１、運転状
態によって実線位置と破線位置とに冷媒の流れ方向が切
り替わる四方弁９３、室外熱交換器９５、吸収式空調機
３７の室内熱交換器４７，４９，５１，５３が設置され
た被空調空間にそれぞれ対応して設置される室内熱交換
器９７，９９，１０１，１０３、膨張弁１０５、液体冷
媒流量制御弁１０７，１０９，１１１，１１３、気体冷
媒流量制御弁１１５，１１７，１１９，１２１、室内熱
交換器９７，９９，１０１，１０３が設置された被空調
空間の温度をそれぞれ検出する室内温度センサ１２３，
１２５，１２７，１２９および、圧縮式用コントローラ
１３１などで構成され、圧縮式冷凍機を熱源としてい
る。

【００２０】圧縮式空調機３９の冷媒には、現状ではＨ
ＣＦＣであるＲ２２を用いるが、ＨＦＣ（Ｒ１３４ａな
ど）、ＨＣ（プロパンなど）およびアンモニアなどを用
いてもよい。

【００２１】吸収式用コントローラ４５は、室内温度セ
ンサ５５，５７，５９，６１の検出値の入力を受けると
ともに、吸収液ポンプ８５、冷媒ポンプ８７、二次熱媒
体ポンプ８９、二次熱媒体流量制御弁６３，６５，６
７，６９およびガス流量制御弁８３に対して駆動信号を
出力する。圧縮式用コントローラ１３１は、室内温度セ
ンサ１２３，１２５，１２７，１２９の検出値の入力を
受けるとともに、圧縮機９１、四方弁９３、膨張弁１０
５、液体冷媒流量制御弁１０７，１０９，１１１，１１
３および気体冷媒流量制御弁１１５，１１７，１１９，
１２１に対して駆動信号を出力する。

【００２２】コントローラ４１は、吸収式用コントロー
ラ４５と圧縮式用コントローラ１３１とに接続され、こ
れら両コントーラ４５，１３１に対して情報の収集およ
び指令を行う。コントローラ４１は、吸収式空調機３７
と圧縮式空調機３９との双方に運転（ＯＮ）または停止
（ＯＦＦ）命令を出すが、運転命令中の各空調機３７，
３９の容量制御は吸収式用コントローラ４５および圧縮
式用コントローラ１３１の制御に任せる。吸収式用コン
トローラ４５の吸収式冷凍機４３における燃焼量の制御
内容には、ＯＮ−ＯＦＦ制御、三位置制御（ＯＦＦ，５
０％，１００％など）、比例制御などがあるが、空調能
力に合わせて選択すればよい。一般に、空調能力が小さ
いものが、ＯＮ−ＯＦＦ制御、中位が三位置制御、大き
いもの（約１００ＲＴ：冷凍トン以上）が比例制御であ
る。圧縮式用コントローラ１３１の圧縮機９１の制御
は、インバータによる周波数の比例制御が一般的であ
る。

【００２３】図２は、上記した空気調和装置の運転例を
示したもので、運転の判断基準となる空調負荷をＬ_sと
すると、空調負荷がＬ_s以上が高空調負荷で、Ｌ_s未満
が低空調負荷となる。ある時刻における空調負荷が、低
空調負荷の場合（時刻Ｔ₂，Ｔ₉）は吸収式空調機３７
のみを運転し、高空調負荷の場合（時刻Ｔ₁，Ｔ₃〜Ｔ
₈）は、吸収式空調機３７と圧縮機式空調機３９との双
方を運転する。基準空調負荷Ｌ_sは、冷房時は吸収式空
調機３７の定格冷房能力（暖房時は定格暖房能力）にほ
ぼ等しい値とする。各被空調空間の空調負荷は、室内温
度センサ５５，５７，５９，６１および室内温度センサ
１２３，１２５，１２７，１２９の室温データと、各被
空調空間における設定温度との差を、コントローラ４１
で全て算出する。

【００２４】吸収式空調機３７は熱源として、ガス，石
油および排熱としての水蒸気・温水を利用できるため、
一般的にランニングコストが低い。しかし、室外機（熱
源機）の熱容量が大きく、室内熱交換器４７，４９，５
１，５３への熱搬送を二次熱媒体で行っているため、室
内の空調負荷変動に対する室温制御の制御成績が悪い。
一方、圧縮式空調機３９は、電気で駆動することからラ
ンニングコストは高いが、室内熱交換器９７，９９，１
０１，１０３への熱搬送は一つの冷媒によるため、空調
負荷変動に対する室温制御の制御成績が良い。

【００２５】このような観点から、低空調負荷時のベー
ス空調に吸収式空調機３７を運転し、負荷変動の多い高
空調負荷時に吸収式空調機３７に加えて圧縮式空調機３
９を運転すれば、双方の空調機の欠点を補うことがで
き、これにより全体として負荷変動に対する室温制御の
制御成績が良く、かつ低ランニングコストでの運転が可
能となる。

【００２６】例えば、冷房時において、吸収式空調機３
７の熱源に都市ガスを用いた場合について、ランニング
コストを試算し、圧縮式空調機３９のランニングコスト
と比較する。冷房運転時の成績係数（ＣＯＰ）は、一般
的な値を用い、吸収式空調機３７の冷房ＣＯＰを
「１」、圧縮式空調機３９の冷房ＣＯＰを「２．５」と
仮定する。都市ガス料金は東京ガスの空調Ａ契約第３種
料金の約４５円／ｍ³（一般家庭用の従量料金は約１０
８円／ｍ³であるが、吸収式空調機は空調用契約ができ
る）を、電力料金は東京電力の従量料金の約２６円／ｋ
Ｗｈをそれぞれ用いることとする。

【００２７】ガスの種類を１３Ａとすると、発熱量は約
１１０００ｋｃａｌ／ｍ³である。双方の空調機３７，
３９が、それぞれ１ｋＷｈの熱量の冷房運転を行うのに
必要なランニングコストを概算すると、吸収式空調機３
７は約４円／ｋＷｈ、圧縮式空調機３９は約１０円／ｋ
Ｗｈとなり、吸収式空調機３７のランニングコストが圧
縮式空調機３９のそれの約１／２以下となることがわか
る。したがって、ベース空調に吸収式空調機３７を用
い、高負荷時における空調負荷対応に圧縮式空調機３９
用いると、低ランニングコストかつ制御成績の優れる空
気調和装置が得られる。

【００２８】暖房時においても、一般的な暖房ＣＯＰを
採用し、吸収式空調機３７の暖房ＣＯＰ＝１、圧縮式空
調機３９の暖房ＣＯＰ＝３と仮定すると、ランニングコ
ストは、吸収式空調機３７が約４円／ｋＷｈ、圧縮式空
調機３９が約９円／ｋＷｈとなり、やはり吸収式空調機
３７の方が安価となる。

【００２９】吸収式空調機３７の熱源を石油の燃焼熱に
した場合には、一般家庭向けの石油のコストが約４円／
ｋＷｈ（発熱量１００００ｋｃａｌ／ｋｇ，８００円／
１８リットル，比重０．９とする）であることから、ほ
ぼ都市ガス空調Ａ契約第３種の上記の結果とほぼ同等と
なることが推定できる。熱源を工場などの排熱である水
蒸気または温水とすれば、もともと捨てる熱であるから
ランニングコストとしてはほぼ只と考えられる。

【００３０】図１の実施例では吸収式空調機３７が１
台、圧縮式空調機３９が１台の空気調和装置を示した
が、各空調機３７，３９がそれぞれ複数台あっても構わ
ない。

【００３１】図３は、この発明の第２実施例に係わるも
ので、前記図１の空気調和装置におけるコントローラ４
１による運転制御の他の例を示している。図３では、空
気調和装置の空調立ち上がり時から定常状態までの運転
タイムチャートを示しており、同図（ａ）は冷房時での
室温を実線で、暖房時の室温を破線でそれぞれ示し、Ｔ
_clおよびＴ_htは冷房時および暖房時での各設定温度であ
る。同図（ｂ）および（ｃ）は圧縮式空調機３９および
吸収式空調機３７の各運転時間帯を示す。同図（ｄ）
は、両空調機３７，３９の運転状態を示す。

【００３２】運転立上がり時（時刻Ｔ₁，Ｔ₂）は、空
調負荷（冷房負荷または暖房負荷）が基準空調負荷Ｌ_s
よりも大きくなるため、吸収式空調機３７と圧縮式空調
機３９との双方を運転する。その後、空調負荷がＬ_s未
満となった時刻（時間帯，Ｔ₃）では、圧縮式空調機３
９を休止させ、吸収式空調機３７のみを運転する。再び
空調負荷がＬ_s以上となったところで（時刻Ｔ₆以
降）、吸収式空調機３７と圧縮式空調機３９との双方を
運転する。

【００３３】図４は、この発明の第３実施例を示す空気
調和装置の全体構成図である。この実施例は、吸収式空
調機本体１３３、水冷用の冷却塔１３５、室内機となる
複数のファンコイルユニット１３７および、各ファンコ
イルユニット１３７の吸込空気温度を検知するサーミス
タ１３９からなる吸収式空調機と、圧縮式空調機本体１
４１、複数の室内機１４３、各室内機１４３の吸込空気
温度を検知するサーミスタ１４５からなる圧縮式空調機
とを備え、これら各空調機が、制御部であるコントロー
ラ１４７によって運転制御される。複数のファンコイル
ユニット１３７および複数の室内機１４３は、同一の被
空調空間に設置される。

【００３４】なお、上記吸収式空調機本体１３３とは、
前記図１における冷却塔８０を除いた吸収式冷凍機に相
当し、圧縮式空調機本体１４１とは、前記図１における
室外機、つまり圧縮機９１、四方弁９３、室外熱交換器
９５および膨張弁１０５に相当する。

【００３５】図５は、コントローラ１４７による空調負
荷を検知するための制御アルゴリズムのフローチャート
を示す。まず、本空気調和装置の運転開始時に、被空調
空間の希望の温度Ｔ_sを設定する（ステップＳ１）。そ
して、運転開始から一定時間間隔ΔＴで、室内温度に相
当する各ファンコイルユニット１３７または各室内機１
４３の吸込空気温度Ｔ_a1，Ｔ_a2，Ｔ_a3，……Ｔ_an（図４
の例ではｎ＝５）を検出し（ステップＳ２，Ｓ３）、そ
の吸込空気温度と設定温度Ｔ_sとの差Ｔ_1k（ＴＴ₁₁，Ｔ
₁₂，Ｔ₁₃，…Ｔ_1n）の平均値Ｔ_lを計算し、記憶してお
く（ステップＳ４，Ｓ５）。

【００３６】この平均値Ｔ_lと前回読取り、計算し、記
憶していた平均値Ｔ_l0との差を計算し、一定時間間隔Δ
Ｔにおける平均値Ｔ_lの変動ΔＴ_lを求める（ステップ
Ｓ６）。上記平均値Ｔ_lと変動ΔＴ_lから、図６に示す
メンバシップ関数およびファジイルールにより、空調負
荷を決定する（ステップＳ７）。

【００３７】図６（ａ）および（ｂ）は、平均値Ｔ_lお
よび変動ΔＴ_lをそれぞれ定性的に評価するためのメン
バシップ関数（前件部）を、同図（ｃ）は上記（ａ）の
平均値Ｔ_lおよび（ｂ）の変動ΔＴ_lとの間のマトリッ
クス状の制御ルール（ファジイルール）を、同図（ｄ）
は、空調負荷に対するメンバシップ関数（後件部）を、
それぞれ示している。

【００３８】上記図６（ａ）および（ｂ）の各メンバシ
ップ関数により、それぞれのメンバシップ値が求めら
れ、これら各メンバシップ値を同図（ｃ）のファジイル
ールに当てはめて、前件部の値を求め、この求めた前件
部の値と同図（ｄ）の後件部メンバシップ関数とによ
り、空調負荷が求められる。この求めた空調負荷に基づ
き、コントローラ１４７は、低空調負荷時のベース空調
に吸収式空調機のみを運転させ、負荷変動の多い高空調
負荷時には吸収式空調機と圧縮式空調機との双方を運転
させるようにする。

【００３９】図７は、この発明の第４実施例を示す、被
空調空間１４８における室内機の配置図である。室外機
に吸収式冷凍機を用いる吸収式空調機の室内機１４９
は、被空調空間１４８全体に配置してベース空調を行う
（図７では円形で示してある）。一方、圧縮式空調機の
室内機１５０は、被空調空間１４８における負荷変動の
大きいペリメータゾーン（外部温度の影響を受けやす
い、例えば窓際周辺）にのみ配置し、負荷に合わせて空
調を行う（図７では長方形で示してある）。

【００４０】吸収式空調機は、前述したように、ランニ
ングコストは低いが熱遅れが大きく、負荷変動に対する
応答性が悪いという特徴があり、圧縮式空調機は負荷変
動に対する応答性は良いが、ランニングコストが高いと
いう相異なる特徴がある。そこで、ある一定負荷の空調
を吸収式空調機で行い、変動分の負荷を圧縮式空調機で
空調することにより、快適性、経済性に優れた運転を行
うことができる。

【００４１】図８は、この発明の第５実施例を示す、吸
収式空調機と圧縮式空調機とで構成される空気調和装置
の全体構成図である。吸収式空調機は吸収式冷凍機であ
る室外機１５１を備え、圧縮式空調機は室外機１５３を
備えている。室内機１５５は、吸収式空調機および圧縮
式空調機で共用している。

【００４２】吸収式空調機の室外機１５１にはブライン
配管１５７の一端が、圧縮式空調機の室外機１５３には
冷媒配管１５９の一端がそれぞれ接続され、各配管１５
７，１５９の他端は、制御部である冷媒分流制御器１６
１に接続されている。冷媒分流制御器１６１と各室内機
１５５とは、ブライン室内配管１６３および冷媒室内配
管１６５によりそれぞれ接続されている。冷媒分流制御
器１６１は、ブライン配管１５７および冷媒配管１５９
から送られてくる冷媒およびブラインを、各室内機１５
５に分流させる機能を有するほか、空調負荷に応じて冷
媒とブラインとを選択的に室内機１５５側に流す。

【００４３】図９は上記室内機１５５を、床置き型のフ
ァンコイルユニットとした例を示す側面断面図である。
この室内機１５５は、吸収式空調機用熱交換器１６７と
圧縮式空調機用熱交換器１６９とが相互に近接して配置
され、吸収式空調機用熱交換器１６７は配管１６７ａと
フィン１６７ｂを備える一方、圧縮式空調機用熱交換器
１６９は配管１６９ａとフィン１６９ｂを備えている。
配管１６７ａはブライン室内配管１６３に、配管１６９
ａは冷媒配管１６５にそれぞれ接続されている。各熱交
換器１６７，１６９の空気上流側には、送風ファン１７
１が配置され、室内空気は矢印Ａで示すように室内機１
５５に対し下部側から内部に流入して熱交換後、上部側
から流出する。

【００４４】図１０は、上記室内機１５５を、天井埋め
込み型とした例を示す側面断面図である。この室内機１
５５は、吸収式空調機用熱交換器１７３と圧縮式空調機
用熱交換器１７５とが相互に近接した状態で上下に積層
して配置され、吸収式空調機用熱交換器１７３は配管１
７３ａとフィン１７３ｂを備える一方、圧縮式空調機用
熱交換器１７５は配管１７５ａとフィン１７５ｂを備え
ている。配管１７３ａはブライン室内配管１６３に、配
管１７５ａは冷媒配管１６５にそれぞれ接続されてい
る。各熱交換器１７３，１７５の空気下流側には、送風
ファン１７７が配置され、室内空気は矢印Ｂで示すよう
に室内機１５５に対し中央部から内部に流入して熱交換
後、左右両側から室内に流出する。

【００４５】上記図８の空気調和装置によれば、冷房・
暖房時ともに、負荷が小さいときには、吸収式空調機の
みを運転させて室内機１５５の吸収式空調機用熱交換器
１６７（１７３）にブラインを流し、かつファン１７１
（１７７）を駆動して冷暖房を行う。負荷が大きいとき
には、吸収式空調機に加えて圧縮式空調機を運転させて
圧縮式空調機用熱交換器１６９（１７５）にも冷媒を流
し、かつファン１７１（１７７）を駆動して冷暖房を行
う。このように、負荷の小さいベース空調を吸収式空調
機で行い、負荷変動分の空調を圧縮式空調機で行うこと
により、快適性・経済性に優れた運転を行うことができ
る。

【００４６】また、二つの熱交換器１６７（１７３），
１６９（１７５）を配置することで、ドライ運転も可能
である。すなわち、圧縮式空調機用熱交換器１６９（１
７５）で空気を冷却して除湿した後、吸収式空調機用熱
交換器１６７（１７３）で適正な温度まで空気を加熱す
ることも可能である。

【００４７】なお、吸収式空調機と圧縮式空調機との組
み合わせは、それぞれ複数台でもよく、吸収式空調機用
の熱交換器１６７，１７３に流す熱媒体は、水やＣＯ₂
でも構わない。また、前記図７の実施例において上記し
た図９または図１０の室内機１５５を用いることによ
り、室内機の数を減らすことができる。

【００４８】図１１は、この発明の第６実施例を示す、
圧縮式空調機と吸収式冷凍機を熱源機（室外機）に用い
た空気調和装置の全体構成図である。吸収式空調機は吸
収式冷凍機である室外機１７９を備え、圧縮式空調機は
室外機１８１を備え、各室外機１７９，１８１にそれぞ
れ接続されるブライン配管１８３，冷媒配管１８５は、
室内機１８７に接続されている。

【００４９】室内機１８７には、メイン送風ダクト１８
９の一端が接続され、メイン送風ダクト１８９の他端側
にはサブ送風ダクト１９１の一端が接続されている。サ
ブ送風ダクト１９１の他端は吹き出し口１９３となって
各被空調空間に接続され、その途中にはダンパの開閉に
よって送風量を変化させるＶＡＶユニット１９５が設け
られている。

【００５０】図１２は、室内機１８７の内部構造を示す
側面断面図で、この室内機１８７は二次熱媒体（吸収式
空調機では三次熱媒体）に空気を用いるエアハンドリン
グユニットとしてあり、矢印Ｃで示す空気の流れ方向に
沿ってフィルタ１９６、吸収式空調機用熱交換器１９
７、圧縮式空調機用熱交換器１９９、送風機２０１の順
に配置されている。送風機２０１の吐出口は、メイン送
風ダクト１８９に接続されている。吸収式空調機用熱交
換器１９７は、ブライン配管１８３に接続される配管１
９７ａとフィン１９７ｂを備え、圧縮式空調機用熱交換
器１９９は、冷媒配管１８５に接続される配管１９９ａ
とフィン１９９ｂを備えている。

【００５１】室内機１８７で、各被空調空間へ送る空気
を冷却または加熱し、メイン送風ダクト１８９、サブ送
風ダクト１９１およびＶＡＶユニット１９５を経て空気
吹き出し口１９３から各被空調空間に空気を吹き出し、
冷暖房を行う。冷房時・暖房時ともに、低負荷時には、
吸収式空調機のみを運転させて室内機１８７の吸収式空
調機用熱交換器１９７にブラインを流し、空調に用いる
空気の冷却・加熱を行う。空調負荷が大きい場合には、
吸収式空調機に加えて圧縮式空調機を運転させて、吸収
式空調機用熱交換器１９７にブラインを流すとともに、
圧縮式空調機用熱交換器１９９に冷媒を流し、空調に用
いる空気の冷却・加熱を行う。

【００５２】このように、ベース空調を吸収式空調機で
行い、負荷変動分の空調を圧縮式空調機で行うことによ
り、快適性・経済性に優れた運転を行うことができる。

【００５３】なお、吸収式空調機と圧縮式空調機との組
み合わせは、それぞれ複数台でもよく、吸収式空調機用
の熱交換器１９７に流す熱媒体は、水やＣＯ₂でも構わ
ない。

【００５４】図１３は、この発明の第７実施例を示して
いる。この実施例は、吸収式空調機を輻射による空調に
用いる一方、圧縮式空調機を対流による空調に用いてい
る。輻射空調ユニットとして、被空調空間２０３の天井
に冷房用輻射パネル２０５を、床に床暖房パネル２０７
をそれぞれ設置してある。冷房用輻射パネル２０５内に
配設された図示しない配管の両端には、配管２０７，２
０９の一端がそれぞれ接続され、床暖房パネル２０７内
に配設された図示しない配管の両端には、配管２１１，
２１３の一端がそれぞれ接続されている。

【００５５】配管２０７，２１１および配管２０９，２
１３には、電磁弁２１５，２１７および電磁弁２１９，
２２１がそれぞれ設けられ、配管２０７，２１１の各他
端は配管２２３を介して吸収式空調機本体２２５に接続
される一方、配管２０９，２１３の各他端は配管２２７
を介してを吸収式空調機本体２２５に接続される。

【００５６】冷房時は、電磁弁２１５，２１９を開、電
磁弁２１７，２２１を閉として、ブラインを実線矢印の
向きに流して天井の冷房輻射パネル２０５に供給する。
一方暖房時は、電磁弁電磁弁２１７，２２１を開、電磁
弁２１５，２１９を閉として、ブラインを破線矢印の向
きに流して床暖房パネル２０７に供給する。

【００５７】空気対流式ユニットとして、被空調空間２
０３の壁面に圧縮式空調機の室内機２２９を設置し、こ
の室内機２２９に冷媒配管２３１を介して圧縮式空調機
本体２３３を接続してある。

【００５８】吸収式空調機本体２２５と圧縮式空調本体
２３３とは制御部であるコントローラ２３５により運転
制御される。コントローラ２３５は、低空調負荷時に
は、吸収式空調機を運転させ、高空調負荷時には、吸収
式空調機と圧縮式空調機との双方を運転させる。

【００５９】なお、吸収式空調機本体２２５とは、前記
図１における吸収式冷凍機に相当し、圧縮式空調機本体
２３３とは、前記図１における室外機、つまり圧縮機９
１、四方弁９３、室外熱交換器９５および膨張弁１０５
に相当する。

【００６０】上記図１３の空気調和装置によれば、低空
調負荷時には、吸収式空調機により輻射空調を行うこと
により、室内の冷えすぎ、暖めすぎを抑えることによる
快適、省エネ効果が得られ、また吸収式空調機はガスや
灯油などにより熱源入力を行うため、電気入力に比して
ランニングコストがかからない。高空調負荷時には、吸
収式空調機による輻射空調だけでは不足してしまう能力
を、圧縮式空調機による空気対流空調で補い、また圧縮
機や送風機の回転数を制御することにより室内気温、気
流をきめ細かく制御することができる。

【００６１】このように輻射空調と空気対流式空調を併
用運転することにより、快適かつ経済的な冷暖房が可能
となる。

【００６２】図１４は、この発明の第８実施例を示す空
気調和装置の全体構成図である。この実施例は、オフィ
スビルなどのように、１つのフロアおよび建物のなかで
常に人が在室している空間の空調を圧縮式空調機で行
い、一時的な在室あるいは通過する空間の空調を吸収式
空調機で行うようにしている。

【００６３】事務所のように常に人がいて作業などを行
う居住・執務空間２３７には、圧縮式空調機の室内機２
３９を設置し、この室内機２３９は冷媒配管２４１によ
り前記図４と同様な圧縮式空調機本体２４３に接続され
る。一方、廊下やロビーといった常時人がいるわけでは
ない非居住空間２４５には、吸収式空調機の室内機とな
るファンコイルユニット２４７を設置し、このファンコ
イルユニット２４７はブライン配管２４９を介して前記
図４と同様な吸収式空調機本体２５１に接続される。吸
収式空調機本体２５１には水冷用の冷却塔２５３が接続
される。

【００６４】吸収式空調機本体２５１と圧縮式空調機本
体２４３とは、制御部であるコントローラ２５５により
運転制御される。コントローラ２５５は、非居住空間２
４５に対し、吸収式空調機によりに主に低空調負荷運転
を行わせる一方、居住・執務空間２３７に対し、圧縮式
空調機により負荷変動に合わせた運転を行わせる。

【００６５】上記図１４の空気調和装置によれば、事務
所のように常に人がいる居住・執務空間２３７を、こま
めな能力制御が可能な圧縮式空調機によって快適な温度
が得られる一方、廊下、ロビーといった常時人がいるわ
けではない非居住空間２４５を低ランニングコスト性に
優れた吸収式空調機によって必要最小限の空調をするこ
とができ、快適に空調された居住空間２３７から出たと
きのヒートショックを極めて経済的に防止できる。これ
により快適性、経済性に優れた全館空調が可能になる。

【００６６】図１５は、この発明の第９実施例を示す空
気調和装置の全体構成図である。この実施例は、学校の
校舎などのように、狭い空間２５７と広い空間２５９と
が混在した建物の空調を行うためものである。狭い空間
２５７、例えば教室、理科室、音楽室などで静的な作業
を行う空間の空調を圧縮式空調機で行い、広い空間２５
９、例えば廊下、体育館といった動的な作業を行う空間
の空調を吸収式空調機で行う。

【００６７】圧縮式空調機は、狭い空間２５７に内に設
置される室内機２６１と、室内機２６１が冷媒配管２６
３にて接続される前記図４と同様な圧縮式空調機本体２
６５とから構成されている。一方吸収式空調機は、広い
空間２５９内に設置される室内機となるファンコイルユ
ニット２６７と、ファンコイルユニット２６７にブライ
ン配管２６９を介して接続される前記図４と同様な圧縮
式空調機本体２７１と、水冷用の冷却塔２７３とから構
成されている。

【００６８】吸収式空調機本体２７１と圧縮式空調本体
２６５とは制御部であるコントローラ２７５により運転
制御される。コントローラ２７５は、広い空間２５９に
対し、吸収式空調機により主に低空調負荷運転を行わせ
る一方、狭い空間２５７に対し、圧縮式空調機により負
荷変動に合わせた運転を行わせる。

【００６９】上記図１５の空気調和装置によれば、教
室、理科室、音楽室のような狭い空間２５７において静
的な作業などを行う空間を、こまめな能力制御が可能な
圧縮式空調機によって、快適な温度になるように空調す
る。また廊下、体育館といった広い空間２５９において
動的な作業を行う空間を、大きい能力に対応可能で低ラ
ンニングコスト性に優れた吸収式空調機によって空調す
る。このような広い空間２５９においては、空調機の出
力に対する室内温度の追従が遅く、大ざっぱな制御しか
できない吸収式空調機でも室温制御が可能である。この
ようにして快適性、経済性に優れた全館空調が可能にな
る。

【００７０】図１６はこの発明の第１０実施例を示す空
気調和装置の外観図であり、図１７は同実施例の内部構
成図である。この実施例は、被空調空間２７７内に圧縮
式空調機２７９の室内機２８１を複数設置し、圧縮式空
調機２７９の室外機２８３の室外熱交換器２８５内に、
冷却塔２８７を備えた吸収式冷凍機２８９から引き出さ
れた熱媒体配管である水（またはブライン）配管２９１
の一部を配置してある。図１６の例は、圧縮式空調機２
７９が２セット設けられている構成である。室内機２８
１と二つの室外機２８３とは、各室内機２８１に冷媒を
分流させる冷媒分流制御器２９３を介して冷媒配管２９
５によりそれぞれ接続されている。吸収式冷凍機２８９
および冷却塔２８７は、例えばビルの屋上等に設置さ
れ、圧縮式空調機２７９の室外機２８３は、例えばビル
の配管スペース等に設置される。

【００７１】圧縮式空調機２７９の室内機２８１は、室
内熱交換器２９７を備え、室外機２８３は、室外熱交換
器２８５のほか、圧縮機２９９、四方弁３０１および膨
張弁３０３をそれぞれ備えている。吸収式冷凍機２８９
は、蒸発器３０３、吸収器３０５、低温再生器３０７、
高温再生器３０９、凝縮器３１１、高温再生器３０９に
設けられるガスバーナ３１３、ガスバーナ３１３へのガ
ス流量を調整するガス流量制御弁３１５、吸収器３０５
内の吸収液を高温再生器３０９に送る吸収液ポンプ３１
７、蒸発器３０３内にて水との間で熱交換された後の冷
媒を循環させる冷媒ポンプ３１９および、蒸発器３０３
内にて熱交換後の水を、水配管２９１を通して室外熱交
換器２８５に送る水ポンプ３２１などで構成されてい
る。

【００７２】圧縮式空調機２７９の室外機２８３と吸収
式冷凍機２８９は、コントローラ３２３によって運転制
御される。

【００７３】次に、上記図１６および図１７に示した空
気調和装置における動作を、冷房時について説明する。
吸収式冷凍機２８９の蒸発器３０３で冷却された水（ま
たはブライン）は、水ポンプ３２１により水配管２９１
を通って圧縮式空調機２７９の室外熱交換器２８５に達
し、ここを流れる冷媒を冷却して凝縮させ、水配管２９
１を通って吸収式冷凍機２８９の蒸発器３０３に戻って
くる。

【００７４】圧縮式空調機２７９は、室外熱交換器２８
５で凝縮した冷媒を室内機２８１の室内熱交換器２９７
で蒸発させて冷房を行う。冷房負荷が小さい場合には、
圧縮機２９９の圧縮比を小さくしてポンプのようにして
用い、冷房負荷が大きい場合には、圧縮機２９９を通常
運転とする。

【００７５】このような構成によれば、ランニングコス
トの低い吸収式冷凍機２８９を一段目の冷却に用いるこ
とができ、制御性に優れる圧縮式空調機２７９を二段目
の冷却（冷房）に用いることができる。したがって、圧
縮式空調機２７９の冷房ＣＯＰは、吸収式冷凍機２８９
が冷却する分向上する。すなわち、電気入力が一定なら
ば従来空調システムと比較し急速冷房が可能である。例
えば、圧縮式空調機２７９の凝縮温度が、吸収式冷凍機
２８９の冷却により約５０℃から約２０℃低下したとす
れば、圧縮式空調機２７９の冷房ＣＯＰは約２倍となる
（但し、冷媒はＲ２２、冷房能力は一定とする）。つま
り、圧縮式空調機２７９のランニングコストは約１／２
となる。本空気調和装置の冷房熱量を２ｋＷｈ、圧縮式
空調機２７９の冷房ＣＯＰ＝５、吸収式冷凍機２８９の
冷房ＣＯＰ＝１とすると、そのときのランニングコスト
は約１４円となり（ガス料金および電力料金は図１に示
した第１実施例に同じ）、第１実施例の空気調和装置の
冷房運転で、吸収式空調機が１ｋＷｈの冷房熱量を、圧
縮式空調機が１ｋＷｈの冷房熱量をそれぞれ担当した時
のランニングコストの約１４円とほぼ同じになる。

【００７６】暖房時には吸収式冷凍機２８９の蒸発器３
０３は凝縮器として働き、圧縮式空調機２７９の室外熱
交換器２８５は蒸発器となり、圧縮式空調機２７９の室
内機２８１の室内熱交換器２９７は凝縮器となる。この
場合は、吸収式冷凍機２８９により圧縮式空調機２７９
の室外熱交換器２８５が加熱されるため、蒸発温度が約
０℃から約２０℃上昇したとすれば、圧縮式空調機２７
９の暖房ＣＯＰは約１．５倍となる（但し、冷媒はＲ２
２、暖房能力は一定とする）。すなわち、圧縮式空調機
２７９のランニングコストは約２／３となる。本空気調
和装置の暖房熱量を２ｋＷｈ、圧縮式空調機２７９の暖
房ＣＯＰ＝４．５、吸収式冷凍機２８９の暖房ＣＯＰ＝
１とすると、そのときのランニングコストは約１０円と
なり（ガス料金および電力料金は図１の第１実施例に同
じ）、第１実施例における空気調和装置の暖房運転で、
吸収式空調機が１ｋＷｈの暖房熱量を、圧縮式空調機が
１ｋＷｈの暖房熱量をそれぞれ担当したときのランニン
グコストの約１３円よりも安価になる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、被空調空間が低負荷状態では吸収式空調機をベー
ス空調として運転させることで、低ランニングコストが
実現できる一方、高負荷状態では吸収式空調機に加え圧
縮式空調機を運転させることで、負荷変動の多い高負荷
状態での制御成績を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す空気調和装置の全
体構成図である。

【図２】図１の空気調和装置の運転例を示した説明図で
ある。

【図３】この発明の第２実施例を示す運転制御のタイム
チャートである。

【図４】この発明の第３実施例を示す空気調和装置の全
体構成図である。

【図５】図４の空気調和装置における制御アルゴリズム
のフローチャートである。

【図６】図４の空気調和装置におけるファジイ演算の方
法を示す説明図である。

【図７】この発明の第４実施例を示す、被空調空間にお
ける室内機の配置図である。

【図８】この発明の第５実施例を示す空気調和装置の全
体構成図である。

【図９】図８における室内機を、床置き型のファンコイ
ルユニットとした例を示す側面断面図である。

【図１０】図８における室内機を、天井埋め込み型とし
た例を示す側面断面図である。

【図１１】この発明の第６実施例を示す空気調和装置の
全体構成図である。

【図１２】図１１における室内機の内部構造を示す側面
断面図である。

【図１３】この発明の第７実施例を示す空気調和装置の
全体構成図である。

【図１４】この発明の第８実施例を示す空気調和装置の
全体構成図である。

【図１５】この発明の第９実施例を示す空気調和装置の
全体構成図である。

【図１６】この発明の第１０実施例を示す空気調和装置
の外観図である。

【図１７】図１６の空気調和装置の内部構成図である。

【図１８】従来例を示す空気調和装置の全体構成図であ
る。

【図１９】図１８の空気調和装置における冷水または温
水の自動停止後の停止中における時間（ΔＴ）に対する
温度変化（Δθ）の特性図である。

【図２０】図１８の空気調和装置におけるΔθ／ΔＴ
（負荷状態）と最大燃焼量との関係を示す説明図であ
る。

【図２１】他の従来例を示す空気調和装置の全体構成図
である。

【図２２】図２１の空気調和装置における制御ブロック
である。

【符号の説明】

３７吸収式空調機３９圧縮式空調機４１，１４７，２３５，２５５，２７５コントローラ
（制御部）４３吸収式冷凍機１４９吸収式空調機の室内機１５０圧縮式空調機の室内機１５５，１８７，２２９，２３９，２６１室内機１６１冷媒分流制御器（制御部）１６７，１７３吸収式冷凍機用熱交換器１６９，１７５圧縮式冷凍機用熱交換器１８９メイン送風ダクト１９１サブ送風ダクト１９７吸収式冷凍機用熱交換器１９９圧縮式冷凍機用熱交換器２０１送風機２０５冷房用輻射パネル２０７暖房用輻射パネル２４７，２６７ファンコイルユニット（室内機）２９９圧縮機２９７室内熱交換器２８５室外熱交換器２７９圧縮式空調機３０３蒸発器３０５吸収器３０７低温再生器３０９高温再生器３１１凝縮器２８９吸収式冷凍機２９１水配管（配管）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今村正樹東京都港区新橋３丁目３番９号東芝エー・ブイ・イー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つの被空調空間に対し、吸収式冷凍機
を熱源とした吸収式空調機と、圧縮式冷凍機を熱源とし
た圧縮式空調機と、これら二種類の空調機の運転を制御
可能な制御部とを設け、この制御部は、前記一つの被空
調空間が低負荷状態では吸収式空調機を運転させ、高負
荷状態では吸収式空調機と圧縮式空調機との双方を運転
させるよう制御する構成であることを特徴とする空気調
和装置。
【請求項２】制御部は、運転の立ち上がり時には、吸
収式空調機と圧縮式空調機とを同時運転させる構成であ
ることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】制御部は、被空調空間の設定温度と被空
調空間温度との差と、被空調空間温度の単位時間当たり
の温度勾配とを用いたファジイ推論で、空調負荷の判断
を行うことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】吸収式空調機の室内機を一つの被空調空
間における外部からの影響を受けにくい領域に設置する
一方、圧縮式空調機の室内機を前記一つの被空調空間に
おける外部からの影響を受けやすい領域に設置したこと
を特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項５】吸収式空調機の複数の室内機を一つの被
空調空間における外部からの影響を受けにくい領域およ
び受けやすい領域にそれぞれ設置する一方、圧縮式空調
機の複数の室内機を前記一つの被空調空間における外部
からの影響を受けやすい領域に設置したことを特徴とす
る請求項１記載の空気調和装置。
【請求項６】吸収式空調機および圧縮式空調機のそれ
ぞれの室内熱交換器を、一つの室内機に配置したことを
特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項７】室内機は、室内熱交換器を通過して熱交
換された空気を、被空調空間に接続される送風ダクトに
送り込む送風機を備え、前記室内熱交換器を、吸収式空
調機用と圧縮式空調機用との二つとしたことを特徴とす
る請求項１記載の空気調和装置。
【請求項８】吸収式空調機の室内機を輻射パネルと
し、圧縮式空調機の室内機を空気対流式としたことを特
徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項９】輻射パネルを、天井部分と床部分とに設
け、冷房運転時は天井部分の輻射パネルを、暖房運転時
は床部分の輻射パネルをそれぞれ利用することを特徴と
する請求項８記載の空気調和装置。
【請求項１０】複数の被空調空間のうち、非居住空間
には吸収式冷凍機を熱源とした吸収式空調機の室内機
を、居住空間には圧縮式冷凍機を熱源とした圧縮式空調
機の室内機をそれぞれ設置し、前記吸収式空調機と圧縮
式空調機との二種類の空調機の運転を制御可能な制御部
を設けたたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項１１】複数の被空調空間のうち、空調負荷が
比較的大容量の空間には吸収式空調機の室内機を、空調
負荷が比較的小容量の空間には圧縮式空調機の室内機を
それぞれ設置し、前記吸収式空調機と圧縮式空調機との
二種類の空調機の運転を制御可能な制御部を設けたこと
を特徴とする空気調和装置。
【請求項１２】圧縮機，室内熱交換器，室外熱交換器
などを備えた圧縮式空調機と、蒸発器，吸収器，再生
器，凝縮器などを備えた吸収式冷凍機とを備え、前記吸
収式冷凍機の蒸発器または凝縮器にて熱の授受を行う熱
媒体配管の一部を、前記圧縮式空調機の室外熱交換器に
配置したことを特徴とする空気調和装置。