WO2019082377A1 - ヒートポンプシステム - Google Patents

ヒートポンプシステム

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WO2019082377A1
WO2019082377A1 PCT/JP2017/038911 JP2017038911W WO2019082377A1 WO 2019082377 A1 WO2019082377 A1 WO 2019082377A1 JP 2017038911 W JP2017038911 W JP 2017038911W WO 2019082377 A1 WO2019082377 A1 WO 2019082377A1
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WO
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heat exchanger
flow path
auxiliary heat
pump system
air
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PCT/JP2017/038911
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和博 伊藤
▲高▼田　茂生
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三菱電機株式会社
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a heat pump system in which exhaust heat is effectively used.
  • a plurality of air conditioners as described in Patent Document 1 may be installed in the same building. And, for example, when an air conditioner is installed for the living room and the computing room, while the air conditioning apparatus installed for the living room basically performs the heating operation during the winter, it is installed for the computing room The air conditioner performs cooling operation.
  • the exhaust heat from the heat exchanger that functions as an outdoor unit of the air conditioner installed for the computer room is useful for the living room, but conventionally the exhaust heat is not effectively used and is discharged outside the room It had been.
  • the heat discharged from the heat exchanger functioning as the outdoor unit in the air conditioner installed for the first space is the first space It may be useful for the second space, which is another space.
  • the exhaust heat from the heat exchanger functioning as the outdoor unit is not effectively used but is discharged to the outside.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and the heat exhausted from the outdoor heat exchanger installed for the first space is a second space which is a space different from the first space. It is an object of the present invention to provide a heat pump system capable of reducing internal control load in the second space and saving energy by effectively using the system.
  • a heat pump system includes a compressor, an outdoor heat exchanger, a throttling device, and an indoor heat exchanger, and a first air conditioner that air-conditions a first space, and a first auxiliary heat.
  • a ventilator having an exchanger and performing ventilation and air conditioning of a second space different from the first space, the compressor, the outdoor heat exchanger, the first auxiliary heat exchanger, the throttle
  • the apparatus and the indoor heat exchanger are sequentially connected by a refrigerant pipe, and have a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates, and the first auxiliary heat exchanger is provided in the air supply path of the ventilator. It is
  • the refrigerant, the outdoor heat exchanger, the first auxiliary heat exchanger, the expansion device, and the indoor heat exchanger are sequentially connected by the refrigerant pipe, and the refrigerant circulates A circuit is provided, and the first auxiliary heat exchanger is provided in the air supply path of the ventilator. Therefore, the heat discharged from the outdoor heat exchanger installed for the first space can be used to control the temperature of the air supply of the ventilation device installed for the second space, which is a separate space from the first space, It is possible to reduce internal control load in the second space and save energy.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat pump system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the heat pump system 100 according to the first embodiment includes an air conditioner 40, a ventilation device 53, and a control device 54.
  • the air conditioner 40 is installed for the first space 101, and performs air conditioning of the first space 101. Further, the air conditioning apparatus 40 is configured of an indoor unit 51 and an outdoor unit 52. The ventilation device 53 is installed for the second space 102, and performs ventilation and air conditioning of the second space 102. Further, the indoor unit 51, the outdoor unit 52, and the ventilating device 53 are connected by the refrigerant pipe 1. The first space 101 and the second space 102 are separate spaces.
  • the control device 54 is stored inside the indoor unit 51, and is connected to the indoor unit 51, the outdoor unit 52, and the ventilating device 53 via the communication transmission line 2. Then, the control device 54 is configured to perform monitoring of the operation state, an output command of the actuator, and the like to each device (the indoor unit 51, the outdoor unit 52, and the ventilating device 53). Further, a remote controller 56 is connected to the control device 54 wirelessly or by wire, and is configured to be able to change start / stop of operation / stop of each device, operation mode, set temperature, air flow etc. from the remote controller 56. .
  • control device 54 is configured to be internally stored in the outdoor unit 52.
  • the installation location of the control device 54 is not particularly limited. It may be stored inside.
  • the air conditioner 41 shown in FIG. 1 will be described later.
  • FIG. 2 is a first detailed block diagram of the heat pump system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a second detailed block diagram of the heat pump system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the indoor unit 51 includes the indoor heat exchanger 7, the expansion device 8, and the indoor fan 21.
  • the outdoor unit 52 further includes a compressor 3, a first flow path switching device 4, an outdoor heat exchanger 5, an outdoor fan 6, and a second flow path switching device 9.
  • the ventilation device 53 includes a total heat exchanger 10, an air supply fan 13, an exhaust fan 14, a first auxiliary heat exchanger 15, and an outside air temperature detection sensor 17.
  • the heat pump system 100 includes the compressor 3, the first flow path switching device 4, the outdoor heat exchanger 5, the second flow path switching device 9, the first auxiliary heat exchanger 15, the expansion device 8, and the indoor side.
  • the heat exchanger 7 is sequentially connected by the refrigerant pipe 1 and includes a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates.
  • the refrigerant circuit also includes a bypass circuit 18 that bypasses the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the refrigerant flows in the ⁇ direction (solid line in FIG. 3) in which the refrigerant travels from the discharge side of the compressor 3 to the outdoor heat exchanger 5 or the refrigerant in the compressor 3. It is selectively switched in the ⁇ direction (broken line in FIG. 3) from the discharge side to the indoor side heat exchanger 7.
  • the first flow path switching device 4 is configured of, for example, a four-way valve.
  • the second flow path switching device 9 is a first direction (path (1) in FIG. 3) in which the refrigerant passes through the bypass circuit 18 without passing through the first auxiliary heat exchanger 15, And the second direction (the path (2) in FIG. 3) in which the refrigerant passes through the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the second flow path switching device 9 is configured of, for example, a three-way valve.
  • the condensed refrigerant is decompressed by the expansion device 8 to be a low temperature and low pressure, and flows into the indoor heat exchanger 7 to exchange heat with the indoor air of the first space 101 and evaporate.
  • the evaporated refrigerant is sucked into the compressor 3 and compressed to become a high temperature and high pressure, and is discharged again, and the above flow is repeated.
  • the air heat-exchanged by the indoor heat exchanger 7 is blown out into the first space 101.
  • the switching direction of the first flow path switching device 4 is switched to the ⁇ direction.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged by the compressor 3 flows into the indoor heat exchanger 7, exchanges heat with room air in the first space 101, condenses, and the condensed refrigerant is decompressed by the expansion device 8.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the first direction, the decompressed refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 5 and evaporates.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the second direction, the depressurized refrigerant sequentially passes through the first auxiliary heat exchanger 15 and the outdoor heat exchanger 5 to evaporate Do.
  • the evaporated refrigerant is sucked and compressed by the compressor 3 to become a high temperature and high pressure, and is discharged again, and the above flow is repeated. On the other hand, the air heat-exchanged by the indoor heat exchanger 7 is blown out into the first space 101.
  • the ventilation device 53 exchanges the heat taken in from the outside with the air exhausted from the second space 102, and then takes it in the second space 102.
  • the air supply fan 13 causes the air supply path 11 to generate an air flow that takes in air from the outside to the second space 102.
  • the exhaust fan 14 generates an air flow in the exhaust air passage 12 for exhausting the air in the second space 102 to the outside.
  • the total heat exchanger 10 exchanges heat between the air flowing in the air supply path 11 and the air flowing in the exhaust air path 12.
  • the first auxiliary heat exchanger 15 is installed in the downwind supply air passage 11 of the total heat exchanger 10, that is, the supply air passage 11 between the total heat exchanger 10 and the supply fan 13 .
  • the first auxiliary heat exchanger 15 exchanges the heat that has passed through the total heat exchanger 10 with the refrigerant. Since air which has passed through the total heat exchanger 10 is taken into the first auxiliary heat exchanger 15 after being taken into the ventilating apparatus 53 from the outside, heat is not taken away by the exhaust gas, so that the air can be efficiently Heat can be used.
  • the air that has passed through the first auxiliary heat exchanger 15 is supplied to the second space 102.
  • an outdoor air temperature detection sensor 17 is provided in the windward supply air passage 11 of the total heat exchanger 10.
  • the outside air temperature detection sensor 17 is, for example, a thermistor, and detects the outside air temperature. Then, information on the outside air temperature detected by the outside air temperature detection sensor 17 (hereinafter referred to as outside air temperature information) is sent to the control device 54.
  • the outside air temperature detection sensor 17 is configured to be included in the ventilation device 53, but the present invention is not limited to this. Further, the installation place of the outside air temperature detection sensor 17 is not limited, and may be provided outside the ventilation device 53, for example.
  • the second flow path switching device 9 is switched so that the refrigerant passes through the first auxiliary heat exchanger 15, whereby the first space 102 Air warmed by the heat exchanger 15 is supplied.
  • the air conditioning apparatus 40 when flowing the refrigerant to the first auxiliary heat exchanger 15, the number of rotations of the outdoor fan 6, the number of rotations of the air supply fan 13, and the exhaust fan 14 It is good to adjust the number of rotations of.
  • the heat exchange amount in the outdoor heat exchanger 5 and the first auxiliary heat exchanger 15 are adjusted.
  • the amount of heat exchange can be adjusted. By doing so, the amount of condensation in the outdoor heat exchanger 5 and the first auxiliary heat exchanger 15 is controlled, so the operation of the refrigeration cycle is stabilized, and heat exchange by the first auxiliary heat exchanger 15 is achieved. Since the amount is adjusted, the amount of heat supplied to the second space 102 can be adjusted.
  • the outdoor is compared with the case where the refrigerant is not passed to the first auxiliary heat exchanger 15, Reduce the rotational speed of fan 6.
  • the second flow path switching device 9 is switched so that the refrigerant passes through the first auxiliary heat exchanger 15, thereby providing the first space in the second space 102. Air cooled by the heat exchanger 15 is supplied.
  • the air conditioner 40 When the air conditioner 40 is performing the heating operation, when the refrigerant is allowed to pass through the first auxiliary heat exchanger 15, the number of rotations of the outdoor fan 6, the number of rotations of the air supply fan 13, and the exhaust fan It is good to adjust the number of rotations of 14.
  • the heat exchange amount in the outdoor heat exchanger 5 and the first auxiliary heat exchanger 15 are adjusted.
  • the amount of heat exchange can be adjusted.
  • the evaporation amount in the outdoor heat exchanger 5 and the first auxiliary heat exchanger 15 is controlled, so the operation of the refrigeration cycle becomes stable, and heat exchange by the first auxiliary heat exchanger 15 Since the amount is adjusted, the amount of heat supplied to the second space 102 can be adjusted.
  • the outdoor is compared with the case where the refrigerant is not passed to the first auxiliary heat exchanger 15, Reduce the rotational speed of fan 6.
  • the heat pump system 100 according to the first embodiment when the air conditioning of the first space 101 is performed, the heat exhausted to the outside by the outdoor heat exchanger 5 is used to perform the second operation. Air conditioning of the space 102 can be performed. That is, according to the heat pump system 100 according to the first embodiment, since air conditioning can be performed using exhaust heat, energy saving of the entire system of the heat pump system 100 can be achieved. Furthermore, according to the heat pump system 100 according to the first embodiment, the heat exchange amount in the outdoor heat exchanger 5 can be reduced, so that the heat island phenomenon and the cold island phenomenon can be suppressed.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of control conditions of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • "-" in FIG. 4 means that it does not depend on conditions.
  • the air conditioner 41 (see FIG. 1) is installed in the second space 102.
  • the air conditioning apparatus 41 is different from the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and performs, for example, air conditioning of the second space 102 using a refrigeration cycle.
  • the air conditioner 41 is connected to the control device 54 via the communication transmission line 2.
  • the heat pump system 100 operates the operating state (operating mode and thermo state) of the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and the operation of the air conditioning apparatus 41 installed in the second space 102.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is determined on the condition of the state (the operation mode and the thermo state) and the operation state (on / off) of the ventilation device 53 installed in the second space 102.
  • FIG. 5 is a diagram showing a control flow of the heat pump system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the control device 54 acquires operation information of the air conditioning device 40 installed in the first space 101 (step S101), and acquires operation information of the air conditioning device 41 and the ventilation device 53 installed in the second space 102. (Step S102). Further, the control device 54 acquires outside air temperature information (step S103).
  • the operation information of the air conditioning apparatus 40 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 40.
  • the operation information of the air conditioning apparatus 41 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 41.
  • the operation information of the ventilation device 53 includes information on start / stop (operation / stop) of the ventilation device 53.
  • control device 54 determines whether the operation mode of the air conditioning apparatus 40 and the operation mode of the air conditioning apparatus 41 are the same based on each piece of operation information (step S104).
  • step S103 when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are the same (YES in step S104), the switching direction of the second flow path switching device 9 In the first direction (step S105). On the other hand, when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are different (NO in step S104), the process proceeds to step S106.
  • step S106 the control device 54 determines whether the air conditioning device 40 is thermo-ON and the air conditioning device 41 is thermo-on, based on each piece of operation information.
  • the thermo-ON of the air conditioner 40 means that the compressor 3 of the air conditioner 40 is in operation.
  • the thermo-ON of the air conditioner 41 means that the compressor (not shown) of the air conditioner 41 is in operation.
  • step S106 when the control device 54 determines that at least one of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 is not the thermo ON (NO in step S106), the switching direction of the second flow path switching device 9 is Switching to one direction (step S110). On the other hand, when the control device 54 determines that the air conditioner 40 is thermo-ON and the air conditioner 41 is thermo-ON (YES in step S106), the control device 54 proceeds to step S107.
  • step S107 the control device 54 determines whether the ventilation device 53 is in operation based on each piece of operation information. When it is determined that the ventilator 53 is not in operation (NO in step S107), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 to the first direction (step S110). On the other hand, when the control device 54 determines that the ventilation device 53 is in operation (YES in step S107), the process proceeds to step S108.
  • step S108 the control device 54 determines, based on the outside air temperature information, whether the outside air temperature is higher than the first temperature set in advance and lower than the second temperature set in advance.
  • the first temperature is a low temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable
  • the second temperature is a high temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable.
  • step S108 when the control device 54 determines that the outside air temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature (YES in step S108), the switching direction of the second flow path switching device 9 is set to It switches to 2 directions (Step S109). On the other hand, when it is determined that the outside air temperature is the first temperature or less or the second temperature or more (NO in step S108), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 to the first direction. (Step S110).
  • the operation modes of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 are different, and the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 both have thermo ON and the ventilation device 53 is in operation.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the second direction according to the outside air temperature.
  • switching of the second flow path switching device 9 is performed in order to prioritize stabilization of the operation of the refrigeration cycle. Do not switch the direction to the second direction.
  • priority is given to the control of ventilation, so the air volume of the air supply passage 11 of the ventilation device 53 or the air volume of the exhaust air passage 12 is controlled so that the operation of the refrigeration cycle becomes stable. It is difficult. In such a case, the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the first direction, and the stabilization of the operation of the refrigeration cycle is prioritized.
  • the auxiliary heat exchanger unit 500 (see FIG. 3) in which the second flow path switching device 9 and the first auxiliary heat exchanger 15 are connected by the refrigerant pipe 1. It can be configured easily. That is, the heat pump system 100 can be configured only by connecting the auxiliary heat exchanger unit 500 to the existing refrigeration cycle apparatus.
  • the heat pump system 100 of Embodiment 1 is not limited to said example. That is, the first auxiliary heat exchanger 15 may not be provided in the air supply passage 11. The first auxiliary heat exchanger 15 may be provided in the second space 102 different from the first space 101 and may supply heat to the second space 102.
  • the heat pump system 100 includes the compressor 3, the outdoor heat exchanger 5, the expansion device 8, and the indoor heat exchanger 7 and performs air conditioning of the first space 101.
  • the numeral 15 is provided in the air supply path 11 of the ventilation device 53.
  • the compressor 3, the outdoor heat exchanger 5, the first auxiliary heat exchanger 15, the expansion device 8, and the indoor heat exchanger 7 are refrigerant pipes 1. And a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates.
  • the first auxiliary heat exchanger 15 is provided in the air supply path 11 of the ventilation device 53. Therefore, for the heat discharged from the outdoor heat exchanger 5 installed for the first space 101, the heat of the ventilation device 53 installed for the second space 102, which is a space separate from the first space 101, can be used.
  • the temperature adjustment can be utilized, the internal adjustment load in the second space 102 can be reduced, and energy saving can be achieved.
  • the first auxiliary heat exchanger 15 is provided in the air supply path 11 of the downwind of the total heat exchanger 10.
  • the air that has passed through the total heat exchanger 10 after being taken into the ventilating apparatus 53 from outside is configured to pass the first auxiliary heat exchanger 15. Therefore, the heat can be efficiently used without losing heat to the exhaust.
  • the control device 54 has different operation modes of the air conditioning apparatus 40 for performing the air conditioning of the first space 101 and the air conditioning apparatus 41 for the air conditioning of the second space 102. And when the first condition that both the compressor 3 of the air conditioner 40 and the compressor (not shown) of the air conditioner 41 are in operation and the ventilator 53 is in operation is satisfied.
  • the flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the exhaust heat of the air conditioner 40 installed in the first space 101 can be reduced to the second space 102 by controlling the second flow path switching device 9 in this manner. Can be used in Therefore, internal control load in the second space 102 is reduced, and energy saving of the heat pump system 100 can be achieved.
  • the control device 54 is a case where the first condition is satisfied, and the outside air temperature is lower than or equal to a preset first temperature or higher than 1 temperature.
  • the second flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the bypass circuit 18.
  • the stabilization of the operation of the refrigeration cycle can be given priority.
  • FIG. 6 is a detailed block diagram of the heat pump system 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the first auxiliary heat exchanger 15 is installed in the air supply path 11 between the total heat exchanger 10 and the air supply fan 13
  • a second auxiliary heat exchanger 16 is installed in the exhaust air passage 12 between the total heat exchanger 10 and the exhaust fan 14.
  • the heat pump system 100 includes the compressor 3, the first flow path switching device 4, the outdoor heat exchanger 5, the second flow path switching device 9, the first auxiliary heat exchanger 15, the expansion device 8, and the indoor side.
  • the heat exchanger 7 is sequentially connected by the refrigerant pipe 1 and includes a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates. Further, in the refrigerant circuit, the second auxiliary heat exchanger 16 is connected in parallel to the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 exchanges the heat that has passed through the total heat exchanger 10 with the refrigerant. With the configuration in which the air passing through the total heat exchanger 10 passes through the second auxiliary heat exchanger 16 after being taken into the ventilating apparatus 53 from the room, heat can be efficiently utilized. The air having passed through the second auxiliary heat exchanger 16 is discharged to the outside.
  • the second auxiliary heat exchanger 16, together with the outdoor heat exchanger 5, exhausts the heat of the air conditioning.
  • the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger 5 can be reduced by the function of the second auxiliary heat exchanger 16.
  • the outdoor heat exchanger 5 and the second auxiliary heat exchanger 16 function as a condenser.
  • the air conditioning apparatus 40 is performing the cooling operation, the first space 101 is in a cooled state, and cold air from the first space 101 flows in the exhaust air passage 12.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 can efficiently condense the refrigerant by the second auxiliary heat exchanger 16 condensing the refrigerant using the cold air flowing into the exhaust air passage 12. Therefore, the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger 5 can be reduced.
  • the outdoor heat exchanger 5 and the second auxiliary heat exchanger 16 function as an evaporator.
  • the air conditioning apparatus 40 is performing a heating operation
  • the first space 101 is in a heated state, and therefore the warm air from the first space 101 flows in the exhaust air passage 12.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 can efficiently evaporate the refrigerant by the second auxiliary heat exchanger 16 evaporating the refrigerant using the warm air flowing in the exhaust air passage 12. Therefore, the heat exchange amount of the outdoor heat exchanger 5 can be reduced.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of control conditions of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 2 of the present invention. "-" In FIG. 7 means that it does not depend on conditions.
  • the air conditioner 41 (see FIG. 1) is installed in the second space 102.
  • the air conditioning apparatus 41 is different from the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and performs, for example, air conditioning of the second space 102 using a refrigeration cycle.
  • the air conditioner 41 is connected to the control device 54 via the communication transmission line 2.
  • the heat pump system 100 operates the operating state (operating mode and thermo state) of the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and the operation of the air conditioning apparatus 41 installed in the second space 102.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is determined on the condition of the state (the operation mode and the thermo state) and the operation state (on / off) of the ventilation device 53 installed in the second space 102.
  • FIG. 8 is a diagram showing a control flow of the heat pump system 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the control device 54 acquires operation information of the air conditioning device 40 installed in the first space 101 (step S201), and acquires operation information of the air conditioning device 41 and the ventilation device 53 installed in the second space 102. (Step S202). Further, the control device 54 acquires outside air temperature information (step S203).
  • the operation information of the air conditioning apparatus 40 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 40.
  • the operation information of the air conditioning apparatus 41 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 41.
  • the operation information of the ventilation device 53 includes information on start / stop (operation / stop) of the ventilation device 53.
  • control device 54 determines whether or not the operation mode of the air conditioning device 40 and the operation mode of the air conditioning device 41 are the same based on the respective operation information (step S204).
  • step S204 when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are the same (YES in step S204), the switching direction of the second flow path switching device 9 In the third direction (step S205). On the other hand, when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are different (NO in step S204), the process proceeds to step S206.
  • step S206 the control device 54 determines whether the air conditioning device 40 is thermo-ON and the air conditioning device 41 is thermo-on based on each piece of operation information.
  • the thermo-ON of the air conditioner 40 means that the compressor 3 of the air conditioner 40 is in operation.
  • the thermo-ON of the air conditioner 41 means that the compressor (not shown) of the air conditioner 41 is in operation.
  • step S206 when the control device 54 determines that at least one of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 is not the thermo ON (NO in step S206), the switching direction of the second flow path switching device 9 It switches to 3 directions (Step S210). On the other hand, when the control device 54 determines that the air conditioning device 40 is thermo-ON and the air conditioning device 41 is thermo-ON (YES in step S206), the control device 54 proceeds to step S207.
  • step S207 the control device 54 determines whether or not the ventilation device 53 is in operation based on each piece of operation information. When it is determined that the ventilation device 53 is not in operation (NO in step S207), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 to the third direction (step S210). On the other hand, when the control device 54 determines that the ventilation device 53 is in operation (YES in step S207), the process proceeds to step S208.
  • step S208 the control device 54 determines, based on the outside air temperature information, whether the outside air temperature is higher than the first preset temperature and lower than the second preset temperature.
  • the first temperature is a low temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable
  • the second temperature is a high temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable.
  • step S208 when the control device 54 determines that the outside air temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature (YES in step S208), the switching direction of the second flow path switching device 9 is set to It switches to 2 directions (Step S209). On the other hand, when it is determined that the outside air temperature is the first temperature or less or the second temperature or more (NO in step S208), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 to the third direction. (Step S210).
  • the operation modes of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 are different, and the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 both have thermo ON and the ventilation device 53 is in operation.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the second direction.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 can cover a part of the heat exchange of the outdoor heat exchanger 5 of the air conditioner 40. it can. As a result, since the air volume of the outdoor fan 6 in the air conditioning apparatus 40 can be reduced, energy saving and noise reduction can be achieved by suppressing the fan speed of the outdoor fan 6.
  • switching of the second flow path switching device 9 is performed in order to prioritize stabilization of the operation of the refrigeration cycle. Do not switch the direction to the second direction.
  • priority is given to the control of ventilation, so the air volume of the air supply passage 11 of the ventilation device 53 or the air volume of the exhaust air passage 12 is controlled so that the operation of the refrigeration cycle becomes stable. It is difficult. In such a case, the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the third direction, and the stabilization of the operation of the refrigeration cycle is prioritized.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 is provided in the exhaust air passage 12 on the downwind side of the total heat exchanger 10. According to the heat pump system 100 according to the second embodiment, the air that has passed through the total heat exchanger 10 after being taken into the ventilating apparatus 53 from the room is configured to pass the second auxiliary heat exchanger 16 Therefore, heat can be used efficiently.
  • the control device 54 has different operation modes of the air conditioning apparatus 40 for performing the air conditioning of the first space 101 and the air conditioning apparatus 41 for the air conditioning of the second space 102. And when the first condition that both the compressor 3 of the air conditioner 40 and the compressor (not shown) of the air conditioner 41 are in operation and the ventilator 53 is in operation is satisfied.
  • the flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the first auxiliary heat exchanger 15.
  • exhaust heat of the air conditioner 40 installed in the first space 101 can be reduced to the second space 102 by controlling the second flow path switching device 9 in this manner. Can be used in Therefore, internal control load in the second space 102 is reduced, and energy saving of the heat pump system 100 can be achieved.
  • control device 54 is a case where the first condition is satisfied, and the outside air temperature is lower than or equal to the first temperature set in advance, or higher than the first temperature.
  • the second flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the second auxiliary heat exchanger 16.
  • the stabilization of the operation of the refrigeration cycle can be given priority.
  • FIG. 9 is a detailed block diagram of the heat pump system 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the first auxiliary heat exchanger 15 is installed in the air supply passage 11 between the total heat exchanger 10 and the air supply fan 13, and the total heat is
  • a second auxiliary heat exchanger 16 is installed in the exhaust air passage 12 between the exchanger 10 and the exhaust fan 14.
  • the heat pump system 100 includes the compressor 3, the first flow path switching device 4, the outdoor heat exchanger 5, the second flow path switching device 9, the first auxiliary heat exchanger 15, the expansion device 8, and the indoor side.
  • the heat exchanger 7 is sequentially connected by the refrigerant pipe 1 and includes a refrigerant circuit in which the refrigerant circulates.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 is connected in parallel to the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the refrigerant circuit also includes a bypass circuit 18 that bypasses the first auxiliary heat exchanger 15 and the second auxiliary heat exchanger 16.
  • the refrigerant flows in the first direction in which the refrigerant passes through the bypass circuit 18 without passing through the first auxiliary heat exchanger 15 and the second auxiliary heat exchanger 16 (see FIG. Path (1), a second direction in which the refrigerant passes the first auxiliary heat exchanger 15 (path (2) in FIG. 9), or a third direction (the refrigerant passes through the second auxiliary heat exchanger 16) It switches alternatively to the path
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of control conditions of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • "-" in FIG. 10 means that it does not depend on conditions.
  • the air conditioner 41 (see FIG. 1) is installed in the second space 102.
  • the air conditioning apparatus 41 is different from the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and performs, for example, air conditioning of the second space 102 using a refrigeration cycle.
  • the air conditioner 41 is connected to the control device 54 via the communication transmission line 2.
  • the heat pump system 100 operates the operating state (the operating mode and the thermo state) of the air conditioning apparatus 40 installed in the first space 101, and the operation of the air conditioning apparatus 41 installed in the second space 102.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is determined on the condition of the state (the operation mode and the thermo state) and the operation state (on / off) of the ventilation device 53 installed in the second space 102.
  • FIG. 11 is a diagram showing a control flow of the heat pump system 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the control device 54 acquires operation information of the air conditioning device 40 installed in the first space 101 (step S301), and acquires operation information of the air conditioning device 41 and the ventilation device 53 installed in the second space 102. (Step S302). Further, the control device 54 acquires outside air temperature information (step S303).
  • the operation information of the air conditioning apparatus 40 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 40.
  • the operation information of the air conditioning apparatus 41 includes the operation mode and the thermo state of the air conditioning apparatus 41.
  • the operation information of the ventilation device 53 includes information on start / stop (operation / stop) of the ventilation device 53.
  • step S303 the control device 54 determines whether the operation mode of the air conditioning apparatus 40 and the operation mode of the air conditioning apparatus 41 are the same based on the respective operation information (step S304).
  • step S304 when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are the same (YES in step S304), the switching direction of the second flow path switching device 9 In the third direction (step S305). On the other hand, when the control device 54 determines that the operation mode of the air conditioner 40 and the operation mode of the air conditioner 41 are different (NO in step S304), the process proceeds to step S306.
  • step S306 the control device 54 determines whether the air conditioning device 40 is thermo-ON and the air conditioning device 41 is thermo-on, based on each piece of operation information.
  • the thermo-ON of the air conditioner 40 means that the compressor 3 of the air conditioner 40 is in operation.
  • the thermo-ON of the air conditioner 41 means that the compressor (not shown) of the air conditioner 41 is in operation.
  • step S306 when the control device 54 determines that at least one of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 is not the thermo ON (NO in step S306), the switching direction of the second flow path switching device 9 is It switches to 3 directions (Step S310). On the other hand, when the control device 54 determines that the air conditioning device 40 is thermo-ON and the air conditioning device 41 is thermo-ON (YES in step S306), the control device 54 proceeds to step S307.
  • step S307 the control device 54 determines whether the ventilation device 53 is in operation based on each piece of operation information. When it is determined that the ventilation device 53 is not in operation (NO in step S307), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 to the third direction (step S310). On the other hand, when the control device 54 determines that the ventilation device 53 is in operation (YES in step S307), the control device 54 proceeds to step S308.
  • step S308 the control device 54 determines, based on the outside air temperature information, whether the outside air temperature is higher than the first preset temperature and lower than the second preset temperature.
  • the first temperature is a low temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable
  • the second temperature is a high temperature threshold at which the operation of the refrigeration cycle becomes unstable.
  • step S308 when the control device 54 determines that the outside air temperature is higher than the first temperature and lower than the second temperature (YES in step S308), the switching direction of the second flow path switching device 9 is set to It switches to 2 directions (Step S309).
  • the control device 54 determines that the outside air temperature is equal to or lower than the first temperature or higher than the second temperature (NO in step S308), the control device 54 switches the switching direction of the second flow path switching device 9 in the first direction. (Step S311).
  • the operation modes of the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 are different, and the air conditioning device 40 and the air conditioning device 41 both have thermo ON and the ventilation device 53 is in operation.
  • the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the second direction.
  • the second auxiliary heat exchanger 16 can cover a part of the heat exchange of the outdoor heat exchanger 5 of the air conditioner 40. it can. As a result, since the air volume of the outdoor fan 6 in the air conditioning apparatus 40 can be reduced, energy saving and noise reduction can be achieved by suppressing the fan speed of the outdoor fan 6.
  • switching of the second flow path switching device 9 is performed in order to prioritize stabilization of the operation of the refrigeration cycle. Do not switch the direction to the second direction.
  • priority is given to the control of ventilation, so the air volume of the air supply passage 11 of the ventilation device 53 or the air volume of the exhaust air passage 12 is controlled so that the operation of the refrigeration cycle becomes stable. It is difficult. In such a case, the switching direction of the second flow path switching device 9 is switched to the first direction, and the stabilization of the operation of the refrigeration cycle is prioritized.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing another example of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 and FIG. 13 are schematic views when the second flow path switching device 9 is viewed in the rotation axis direction, respectively.
  • the second flow path switching device 9 is, for example, a rotary valve having a structure in which meshed portions are conducted, has a cylindrical shape, and is constituted by an outer peripheral portion 80 and a cylindrical valve body 81 ing. Further, connection openings 80 a to 80 d are formed in the outer peripheral portion 80, and a pipe line 81 a is formed in the cylindrical valve body 81.
  • connection opening 80 a is connected to the outdoor heat exchanger 5 by the refrigerant pipe 1, and the connection opening 80 b is connected to the first auxiliary heat exchanger 15 by the refrigerant pipe 1.
  • connection opening 80 c is connected to the second auxiliary heat exchanger 16 by the refrigerant pipe 1, and the connection opening 80 d is connected to the expansion device 8 by the refrigerant pipe 1.
  • the second flow path switching device 9 is, for example, a rotary valve having a structure in which a meshed portion is in conduction, has a cylindrical shape, and has an outer peripheral portion 90 and a cylindrical valve body 91. It is configured. Further, connection openings 90a to 90d are formed in the outer peripheral portion 90, and pipes 91a to 91c are formed in the cylindrical valve body 91.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the operation of the second flow passage switching device 9 of the heat pump system 100 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 14 shows a list of effects (operation modes obtained) on the rotation angle of the rotary valve when the states shown in FIGS. 12 and 13 are each set to the reference angle (0 °). .
  • the second flow path switching device 9 is switched to the third direction, and the outdoor heat exchanger 5 Assist heat exchange. Further, in the state where the cylindrical valve body 81 is rotated 45 ° clockwise from the reference angle, the second flow path switching device 9 is in the state of being switched to the first direction, and the first flow path switching device 9 is installed inside the ventilation device 53. The auxiliary heat exchanger 15 and the second auxiliary heat exchanger 16 are bypassed.
  • the second flow path switching device 9 is switched in the second direction, The internal control load of the space 102 is reduced.
  • the second flow passage switching device 9 switches in the third direction And assists the heat exchange in the outdoor heat exchanger 5.
  • the second flow path switching device 9 is switched to the first direction, and the ventilator 53 is Bypass the first auxiliary heat exchanger 15 and the second auxiliary heat exchanger 16 installed inside the Further, in a state where the cylindrical valve body 91 is rotated 90 ° clockwise from the reference angle or 270 ° from the reference angle, the second flow path switching device 9 is switched in the second direction, and the second space Reduce the internal control load of 102.
  • the control device 54 has different operation modes of the air conditioning apparatus 40 for performing the air conditioning of the first space 101 and the air conditioning apparatus 41 for the air conditioning of the second space 102. And when the first condition that both the compressor 3 of the air conditioner 40 and the compressor (not shown) of the air conditioner 41 are in operation and the ventilator 53 is in operation is satisfied.
  • the flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the first auxiliary heat exchanger 15.
  • the exhaust heat of the air conditioner 40 installed in the first space 101 can be reduced to the second space 102 by controlling the second flow path switching device 9 in this manner. Can be used in Therefore, internal control load in the second space 102 is reduced, and energy saving of the heat pump system 100 can be achieved.
  • control device 54 is a case where the first condition is satisfied, and the outside air temperature is lower than or equal to a preset first temperature or higher than 1 temperature.
  • the second flow path switching device 9 is switched to a flow path in which the refrigerant flows into the bypass circuit 18.
  • the stabilization of the operation of the refrigeration cycle can be given priority.
  • FIG. 15 is a first detailed block diagram of the heat pump system 100 according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 15, in the fourth embodiment, an auxiliary heat exchanger 25 is installed in the air supply air passage 11 between the total heat exchanger 10 and the air supply fan 13.
  • the compressor 3, the first flow path switching device 4, the indoor heat exchanger 7, the expansion device 8, and the water heat exchanger 22 are sequentially connected by the refrigerant pipe 27, and the refrigerant is circulated. And a refrigerant circuit. Further, the water heat exchanger 22, the heat source side heat exchanger 23, the auxiliary heat exchanger 25, and the pump 26 are sequentially connected by a water pipe 28, and have a water circuit in which water is circulated. In the water circuit, a bypass on-off valve 24 is provided in parallel to the auxiliary heat exchanger 25.
  • the water heat exchanger 22 exchanges heat between the refrigerant flowing through the refrigerant circuit and the water flowing through the water circuit.
  • the bypass on-off valve 24 is connected to both ends of the auxiliary heat exchanger 25 by water piping 28. When closed, water is allowed to pass through the auxiliary heat exchanger 25, and when open, water is supplied to the auxiliary heat exchanger 25. It is intended to prevent passage.
  • the heat source side heat exchanger 23 exchanges the heat flowing through the water circuit with the air flowing into the room.
  • the auxiliary heat exchanger 25 exchanges the air that has passed through the total heat exchanger 10 with water. Since air passing through the total heat exchanger 10 is taken into the auxiliary heat exchanger 25 after being taken into the ventilating apparatus 53 from the outside, heat exchange of the air flowing into the room is given priority, so the room The comfort of the vehicle is ensured, and energy saving of the air conditioner 40 is realized.
  • FIG. 16 is a second detailed block diagram of the heat pump system 100 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the heat pump system 100 may include a plurality of refrigerant circuits and a plurality of water circuits, and the water circuits may be provided in parallel with each other.
  • the indoor heat exchanger 7 and the expansion device 8 may be provided, and the indoor heat exchanger 7 and the expansion device 8 may be provided in parallel with each other.
  • the second flow path switching device 9 corresponds to the “flow path switching device” of the present invention
  • the air conditioning device 40 corresponds to the “first air conditioning device” of the present invention
  • the air conditioning device 41 It corresponds to the "second air conditioner” of the present invention.

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Abstract

ヒートポンプシステムは、圧縮機、室外側熱交換器、絞り装置、および、室内側熱交換器、を有し、第１空間の空調を行う第１空気調和装置と、第１補助熱交換器を有し、第１空間とは別空間である第２空間の換気および空調を行う換気装置と、圧縮機、室外側熱交換器、第１補助熱交換器、絞り装置、および、室内側熱交換器が、冷媒配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、を備え、第１補助熱交換器は、換気装置の給気風路に設けられているものである。

Description

ヒートポンプシステム
　本発明は、排熱を有効活用したヒートポンプシステムに関するものである。
　従来、全熱交換器および室外機として機能する熱交換器が組み込まれた空気熱源ヒートポンプ式の空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の空気調和装置は、建築物に設置され、室内の調温および換気を行うものである。
特開平７－３１０９６４号公報
　特許文献１に記載されているような空気調和装置が同一の建築物に複数設置されることがある。そして、例えば、居室向けと電算室向けとに空気調和装置が設置された際、冬季中、居室向けに設置された空気調和装置では基本的に暖房運転を行うのに対し、電算室向けに設置された空気調和装置では冷房運転を行う。この場合、電算室向けに設置された空気調和装置の室外機として機能する熱交換器からの排熱が、居室にとって有用な存在となるが、従来ではその排熱は有効活用されず室外に排出されていた。
　つまり、複数の空気調和装置がそれぞれ異なる運転モードで運転を行う際、第１空間向けに設置された空気調和装置における室外機として機能する熱交換器から排出される熱が、第１空間とは別空間である第２空間にとって有用な場合がある。しかしながら、従来ではそのような場合においても、室外機として機能する熱交換器からの排熱が有効活用されず室外に排出されていたという課題があった。
　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、第１空間向けに設置された室外熱交換器から排出される熱を、第１空間とは別空間である第２空間で有効活用することにより、第２空間での内調負荷を軽減し、省エネルギー化を図ることができるヒートポンプシステムを提供することを目的としている。
　本発明に係るヒートポンプシステムは、圧縮機、室外側熱交換器、絞り装置、および、室内側熱交換器、を有し、第１空間の空調を行う第１空気調和装置と、第１補助熱交換器を有し、前記第１空間とは別空間である第２空間の換気および空調を行う換気装置と、前記圧縮機、前記室外側熱交換器、前記第１補助熱交換器、前記絞り装置、および、前記室内側熱交換器が、冷媒配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、を備え、前記第１補助熱交換器は、前記換気装置の給気風路に設けられているものである。
　本発明に係るヒートポンプシステムによれば、圧縮機、室外側熱交換器、第１補助熱交換器、絞り装置、および、室内側熱交換器が、冷媒配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備え、第１補助熱交換器は、換気装置の給気風路に設けられている。そのため、第１空間向けに設置された室外熱交換器から排出される熱を、第１空間とは別空間である第２空間向けに設置された換気装置の給気の調温に活用でき、第２空間での内調負荷を軽減し、省エネルギー化を図ることができる。
本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの第１の詳細構成図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの第２の詳細構成図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の制御条件の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステムの制御フローを示す図である。 本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステムの詳細構成図である。 本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の制御条件の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステムの制御フローを示す図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの詳細構成図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の制御条件の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの制御フローを示す図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の一例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の他の例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステムの第２流路切替装置の動作の一例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係るヒートポンプシステムの第１の詳細構成図である。 本発明の実施の形態４に係るヒートポンプシステムの第２の詳細構成図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の概略構成図である。
　図１に示されるように、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００は、空気調和装置４０と、換気装置５３と、制御装置５４と、を備えている。
　空気調和装置４０は、第１空間１０１向けに設置されており、第１空間１０１の空調を行うものである。また、空気調和装置４０は、室内機５１と室外機５２とで構成されている。換気装置５３は、第２空間１０２向けに設置されており、第２空間１０２の換気および空調を行うものである。また、室内機５１、室外機５２、および、換気装置５３は、冷媒配管１で接続されている。なお、第１空間１０１と第２空間１０２とは別空間である。
　制御装置５４は、室内機５１の内部に格納されており、室内機５１、室外機５２、および、換気装置５３と通信伝送線２で接続されている。そして、制御装置５４は、各機器（室内機５１、室外機５２、および、換気装置５３）に対して、運転状態の監視、および、アクチュエータの出力指令などを行うように構成されている。また、制御装置５４には無線または有線でリモコン５６が接続されており、リモコン５６から各機器の運転／停止などの発停、運転モード、設定温度、風量などを変更できるように構成されている。
　なお、本実施の形態１では、制御装置５４は、室外機５２に内部に格納されている構成としたが、制御装置５４の設置場所については特に限定されるものではなく、例えば、室内機５１の内部に格納されていてもよい。
　また、図１に示されている空気調和装置４１については、後述する。
　図２は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の第１の詳細構成図である。図３は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の第２の詳細構成図である。
　図２および図３に示されるように、室内機５１は、室内側熱交換器７と、絞り装置８と、室内ファン２１と、を備えている。また、室外機５２は、圧縮機３と、第１流路切替装置４と、室外側熱交換器５と、室外ファン６と、第２流路切替装置９と、を備えている。また、換気装置５３は、全熱交換器１０と、給気ファン１３と、排気ファン１４と、第１補助熱交換器１５と、外気温度検知センサ１７と、を備えている。
　また、ヒートポンプシステム１００は、圧縮機３、第１流路切替装置４、室外側熱交換器５、第２流路切替装置９、第１補助熱交換器１５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７が、冷媒配管１で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えている。また、冷媒回路は、第１補助熱交換器１５をバイパスするバイパス回路１８を備えている。
　第１流路切替装置４は、冷媒が流れる方向を、冷媒が圧縮機３の吐出側から室外側熱交換器５へと向かうα方向（図３の実線）、または、冷媒が圧縮機３の吐出側から室内側熱交換器７へと向かうβ方向（図３の破線）に択一的に切り替えるものである。第１流路切替装置４は、例えば四方弁で構成されている。
　また、第２流路切替装置９は、冷媒が流れる方向を、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過せずバイパス回路１８を通過する第１方向（図３の経路（１））、または、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過する第２方向（図３の経路（２））に択一的に切り替えるものである。第２流路切替装置９は、例えば三方弁で構成されている。
　次に、ヒートポンプシステム１００の動作を説明するに当たり、第１空間１０１の空調を行う空気調和装置４０の冷房運転時および暖房運転時の動作、および、第２空間１０２の換気および空調を行う換気装置５３の動作について説明する。
［冷房運転時］
　空気調和装置４０が冷房運転時には、第１流路切替装置４の切替方向がα方向に切り替えられる。そして、第２流路切替装置９の切替方向が第１方向に切り替えられている場合は、圧縮機３により吐出された高温高圧の冷媒が室外側熱交換器５を通過して凝縮する。一方、第２流路切替装置９の切替方向が第２方向に切り替えられている場合は、圧縮機３により吐出された高温高圧の冷媒が室外側熱交換器５、第１補助熱交換器１５を順次通過して凝縮する。
　凝縮した冷媒は、絞り装置８により減圧され低温低圧となり、室内側熱交換器７に流入して第１空間１０１の室内空気と熱交換を行い蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機３に吸入され圧縮されて高温高圧となり、再び吐出され、上記の流れを繰り返す。一方、室内側熱交換器７で熱交換された空気は、第１空間１０１に吹き出される。
［暖房運転時］
　空気調和装置４０が暖房運転時には、第１流路切替装置４の切替方向がβ方向に切り替えられる。圧縮機３により吐出された高温高圧の冷媒が室内側熱交換器７に流入し、第１空間１０１の室内空気と熱交換して凝縮し、凝縮した冷媒は、絞り装置８によって減圧される。そして、第２流路切替装置９の切替方向が第１方向に切り替えられている場合は、減圧された冷媒が、室外側熱交換器５を通過して蒸発する。一方、第２流路切替装置９の切替方向が第２方向に切り替えられている場合は、減圧された冷媒が、第１補助熱交換器１５、室外側熱交換器５を順次通過して蒸発する。
　蒸発した冷媒は、圧縮機３に吸入、圧縮され高温高圧となり、再び吐出され、上記の流れを繰り返す。一方、室内側熱交換器７で熱交換された空気は、第１空間１０１に吹き出される。
　換気装置５３は、室外から取り込んだ空気を、第２空間１０２から排出される空気と熱交換させた後、第２空間１０２に取り込むものである。給気ファン１３は、給気風路１１に、室外から第２空間１０２に空気を取り込む空気流れを生じさせるものである。排気ファン１４は、排気風路１２に、第２空間１０２の空気を室外に排気する空気流れを生じさせるものである。全熱交換器１０は、給気風路１１に流れる空気と排気風路１２に流れる空気とを熱交換させるものである。
　また、全熱交換器１０の風下の給気風路１１、つまり、全熱交換器１０と給気ファン１３との間の給気風路１１には、第１補助熱交換器１５が設置されている。第１補助熱交換器１５は、全熱交換器１０を通過した空気を、冷媒と熱交換するものである。室外から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、第１補助熱交換器１５を通過する構成とすることで、排気に熱を奪われないため、効率的に熱を利用することができる。なお、第１補助熱交換器１５を通過した空気は、第２空間１０２に供給される。
　また、全熱交換器１０の風上の給気風路１１には、外気温度検知センサ１７が設けられている。この外気温度検知センサ１７は、例えばサーミスタであり、外気温度を検知する。そして、外気温度検知センサ１７が検知した外気温度に関する情報（以下、外気温度情報と称する）は、制御装置５４に送られる。
　なお、本実施の形態１では、外気温度検知センサ１７は、換気装置５３が備えている構成としたが、それに限定されるものではない。また、外気温度検知センサ１７の設置場所についても限定されるものではなく、例えば、換気装置５３の外部に設けられていてもよい。
　また、空気調和装置４０が冷房運転を行っているときに、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過するように第２流路切替装置９を切り替えることによって、第２空間１０２に第１補助熱交換器１５で暖められた空気が供給される。
　なお、空気調和装置４０が冷房運転を行っているときに、第１補助熱交換器１５に冷媒を流すときは、室外ファン６の回転数、給気ファン１３の回転数、および、排気ファン１４の回転数を調整するとよい。
　室外ファン６の回転数、給気ファン１３の回転数、および、排気ファン１４の回転数を調整することで、室外側熱交換器５での熱交換量と第１補助熱交換器１５での熱交換量とを調整することができる。そうすることで、室外側熱交換器５と第１補助熱交換器１５とでの凝縮量が制御されるため、冷凍サイクルの動作が安定し、かつ、第１補助熱交換器１５による熱交換量が調整されるため、第２空間１０２に供給する熱量を調整することができる。
　例えば、空気調和装置４０が冷房運転を行っているときに、冷媒を第１補助熱交換器１５に通過させるときは、冷媒を第１補助熱交換器１５に通過させないときと比較して、室外ファン６の回転数を低くする。
　また、空気調和装置４０が暖房運転を行っているときに、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過するように第２流路切替装置９を切り替えることによって、第２空間１０２に第１補助熱交換器１５で冷却された空気が供給される。
　なお、空気調和装置４０が暖房運転を行っているときに、冷媒を第１補助熱交換器１５に通過させるときは、室外ファン６の回転数、給気ファン１３の回転数、および、排気ファン１４の回転数を調整するとよい。
　室外ファン６の回転数、給気ファン１３の回転数、および、排気ファン１４の回転数を調整することで、室外側熱交換器５での熱交換量と第１補助熱交換器１５での熱交換量とを調整することができる。そうすることで、室外側熱交換器５と第１補助熱交換器１５とでの蒸発量が制御されるため、冷凍サイクルの動作が安定し、かつ、第１補助熱交換器１５による熱交換量が調整されるため、第２空間１０２に供給する熱量を調整することができる。
　例えば、空気調和装置４０が暖房運転を行っているときに、冷媒を第１補助熱交換器１５に通過させるときは、冷媒を第１補助熱交換器１５に通過させないときと比較して、室外ファン６の回転数を低くする。
　上記のように、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、第１空間１０１の空調を行うときに、室外側熱交換器５によって室外に排出される熱を利用して、第２空間１０２の空調を行うことができる。すなわち、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、排熱を利用して空気調和を行うことができるため、ヒートポンプシステム１００のシステム全体としての省エネルギー化を達成することができる。さらに、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、室外側熱交換器５での熱交換量を低減することができるため、ヒートアイランド現象およびコールドアイランド現象を抑制することができる。
　図４は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の制御条件の一例を示す図である。なお、図４中の「－」は、条件によらないことを意味している。
　図４で説明する動作例では、第２空間１０２に空気調和装置４１（図１参照）が設置されている。空気調和装置４１は、第１空間１０１に設置されている空気調和装置４０とは異なるものであり、たとえば、冷凍サイクルを利用して第２空間１０２の空気調和を行うものである。また、空気調和装置４１は、制御装置５４と通信伝送線２で接続されている。
　図４に示されるように、ヒートポンプシステム１００は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、および、第２空間１０２に設置された換気装置５３の運転状態（発停）を条件に、第２流路切替装置９の切替方向を決定する。
　図５は、本発明の実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の制御フローを示す図である。
　以下、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００の制御について、図５を用いて説明する。
　制御装置５４は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転情報を取得するとともに（ステップＳ１０１）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１および換気装置５３の運転情報を取得する（ステップＳ１０２）。また、制御装置５４は、外気温度情報を取得する（ステップＳ１０３）。
　ここで、空気調和装置４０の運転情報には、空気調和装置４０の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、空気調和装置４１の運転情報には、空気調和装置４１の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、換気装置５３の運転情報には、換気装置５３の発停（運転／停止）情報が含まれている。
　ステップＳ１０３の後、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。
　ステップＳ１０３において、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じであると判定した場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替える（ステップＳ１０５）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが異なると判定した場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０６へ進む。
　ステップＳ１０６において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであるかどうかを判定する。ここで、空気調和装置４０がサーモＯＮとは、空気調和装置４０の圧縮機３が運転中のことである。同様に、空気調和装置４１がサーモＯＮとは、空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）が運転中のことである。
　ステップＳ１０６において、制御装置５４は、空気調和装置４０および空気調和装置４１のうち少なくとも一方がサーモＯＮではないと判定した場合（ステップＳ１０６のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替える（ステップＳ１１０）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであると判定した場合（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、ステップＳ１０７へ進む。
　ステップＳ１０７において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、換気装置５３が運転中であるかどうかを判定する。制御装置５４は、換気装置５３が運転中ではないと判定した場合（ステップＳ１０７のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替える（ステップＳ１１０）。一方、制御装置５４は、換気装置５３が運転中であると判定した場合（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、ステップＳ１０８へ進む。
　ステップＳ１０８において、制御装置５４は、外気温度情報に基づいて、外気温度があらかじめ設定された第１温度よりも大きく、かつ、あらかじめ設定された第２温度未満であるかどうかを判定する。ここで、第１温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる低温の温度閾値であり、第２温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる高温の温度閾値である。
　ステップＳ１０８において、制御装置５４は、外気温度が第１温度よりも大きく、かつ、第２温度未満であると判定した場合（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える（ステップＳ１０９）。一方、制御装置５４は、外気温度が第１温度以下、または、第２温度以上であるかと判定した場合（ステップＳ１０８のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替える（ステップＳ１１０）。
　以上のように、制御装置５４は、空気調和装置４０と空気調和装置４１との運転モードが異なり、空気調和装置４０および空気調和装置４１がともにサーモＯＮで、換気装置５３が運転中の場合に、外気温度に応じて、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える。このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００の省エネルギー化を図ることができる。
　なお、気温が低い低外気時または気温が高い高外気時の、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先するため、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替えない。換気装置５３が動作しているときは、換気の制御が優先されるため、冷凍サイクルの動作が安定するように、換気装置５３の給気風路１１の風量または排気風路１２の風量を制御することは困難である。そのような場合には、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替え、冷凍サイクルの動作の安定化を優先する。
　なお、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００は、第２流路切替装置９と第１補助熱交換器１５とが冷媒配管１で接続された補助熱交換器ユニット５００（図３参照）によって、簡易に構成することができる。すなわち、既存の冷凍サイクル装置に、補助熱交換器ユニット５００を接続するのみで、ヒートポンプシステム１００を構成することができる。
　また、実施の形態１のヒートポンプシステム１００は、上記の例に限定されない。すなわち、第１補助熱交換器１５は、給気風路１１に設けられていなくてもよい。第１補助熱交換器１５は、第１空間１０１と異なる空間の第２空間１０２に設けられ、第２空間１０２に熱を供給するものであればよい。
　以上、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００は、圧縮機３、室外側熱交換器５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７、を有し、第１空間１０１の空調を行う空気調和装置４０と、第１補助熱交換器１５を有し、第１空間１０１とは別空間である第２空間１０２の換気および空調を行う換気装置５３と、圧縮機３、室外側熱交換器５、第１補助熱交換器１５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７が、冷媒配管１で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、を備え、第１補助熱交換器１５は、換気装置５３の給気風路１１に設けられているものである。
　本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、圧縮機３、室外側熱交換器５、第１補助熱交換器１５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７が、冷媒配管１で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えている。そして、第１補助熱交換器１５は、換気装置５３の給気風路１１に設けられている。そのため、第１空間１０１向けに設置された室外側熱交換器５から排出される熱を、第１空間１０１とは別空間である第２空間１０２向けに設置された換気装置５３の給気の調温に活用でき、第２空間１０２での内調負荷を軽減し、省エネルギー化を図ることができる。
　また、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００において、第１補助熱交換器１５は、全熱交換器１０の風下の給気風路１１に設けられている。本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、室外から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、第１補助熱交換器１５を通過する構成となっているため、排気に熱を奪われず、効率的に熱を利用することができる。
　また、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１空間１０１の空調を行う空気調和装置４０と第２空間１０２の空調を行う空気調和装置４１との運転モードが異なる、かつ、空気調和装置４０の圧縮機３および空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）がともに運転中、かつ、換気装置５３が運転中、という第１条件が成立した場合に、第２流路切替装置９を、冷媒が第１補助熱交換器１５に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００の省エネルギー化を図ることができる。
　また、本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１条件が成立した場合であって、外気温度が、あらかじめ設定された第１温度以下、または、１温度よりも高いあらかじめ設定された第２温度以上である場合、第２流路切替装置９を、冷媒がバイパス回路１８に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態１に係るヒートポンプシステム１００によれば、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先することができる。
　実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図６は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００の詳細構成図である。なお、図６に示されるように、本実施の形態２では、全熱交換器１０と給気ファン１３との間の給気風路１１に、第１補助熱交換器１５が設置されており、全熱交換器１０と排気ファン１４との間の排気風路１２に、第２補助熱交換器１６が設置されている。
　また、ヒートポンプシステム１００は、圧縮機３、第１流路切替装置４、室外側熱交換器５、第２流路切替装置９、第１補助熱交換器１５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７が、冷媒配管１で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えている。また、冷媒回路において、第１補助熱交換器１５に対して、第２補助熱交換器１６が並列に接続されている。
　そして、第２流路切替装置９は、冷媒が流れる方向を、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過する第２方向（図６の経路（２））、または、冷媒が第２補助熱交換器１６を通過する第３方向（図６の経路（３））に択一的に切り替える。
　第２補助熱交換器１６は、全熱交換器１０を通過した空気を、冷媒と熱交換するものである。室内から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、第２補助熱交換器１６を通過する構成とすることで、効率的に熱を利用することができる。なお、第２補助熱交換器１６を通過した空気は、屋外に排出される。
　第２補助熱交換器１６は、室外側熱交換器５とともに、空調の熱を排熱するものである。第２補助熱交換器１６が機能することで、室外側熱交換器５の熱交換量を低減することができる。
　たとえば、空気調和装置４０が冷房運転を行っているときは、室外側熱交換器５および第２補助熱交換器１６が凝縮器として機能する。空気調和装置４０が冷房運転を行っているときは、第１空間１０１が冷やされた状態となっており、排気風路１２には第１空間１０１からの冷たい空気が流れる。そして、排気風路１２に流れる冷たい空気を利用して第２補助熱交換器１６が冷媒を凝縮することで、第２補助熱交換器１６は効率よく冷媒を凝縮することができる。したがって、室外側熱交換器５の熱交換量を低減することができる。
　また、空気調和装置４０が暖房運転を行っているときは、室外側熱交換器５および第２補助熱交換器１６が蒸発器として機能する。空気調和装置４０が暖房運転を行っているときは、第１空間１０１が暖められた状態となっているため、排気風路１２には第１空間１０１からの暖かい空気が流れる。そして、排気風路１２に流れる暖かい空気を利用して第２補助熱交換器１６が冷媒を蒸発することで、第２補助熱交換器１６は効率よく冷媒を蒸発させることができる。したがって、室外側熱交換器５の熱交換量を低減することができる。
　室内から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、第２補助熱交換器１６を通過する構成とすることで、室内に流れる空気の熱交換が優先されるため、室内の快適性が確保され、かつ、空気調和装置４０の省エネルギー化が実現される。
　図７は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の制御条件の一例を示す図である。なお、図７中の「－」は、条件によらないことを意味している。
　図７で説明する動作例では、第２空間１０２に空気調和装置４１（図１参照）が設置されている。空気調和装置４１は、第１空間１０１に設置されている空気調和装置４０とは異なるものであり、たとえば、冷凍サイクルを利用して第２空間１０２の空気調和を行うものである。また、空気調和装置４１は、制御装置５４と通信伝送線２で接続されている。
　図７に示されるように、ヒートポンプシステム１００は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、および、第２空間１０２に設置された換気装置５３の運転状態（発停）を条件に、第２流路切替装置９の切替方向を決定する。
　図８は、本発明の実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００の制御フローを示す図である。
　以下、本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００の制御について、図８を用いて説明する。
　制御装置５４は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転情報を取得するとともに（ステップＳ２０１）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１および換気装置５３の運転情報を取得する（ステップＳ２０２）。また、制御装置５４は、外気温度情報を取得する（ステップＳ２０３）。
　ここで、空気調和装置４０の運転情報には、空気調和装置４０の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、空気調和装置４１の運転情報には、空気調和装置４１の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、換気装置５３の運転情報には、換気装置５３の発停（運転／停止）情報が含まれている。
　ステップＳ２０３の後、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。
　ステップＳ２０４において、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じであると判定した場合（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ２０５）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが異なると判定した場合（ステップＳ２０４のＮＯ）、ステップＳ２０６へ進む。
　ステップＳ２０６において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであるかどうかを判定する。ここで、空気調和装置４０がサーモＯＮとは、空気調和装置４０の圧縮機３が運転中のことである。同様に、空気調和装置４１がサーモＯＮとは、空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）が運転中のことである。
　ステップＳ２０６において、制御装置５４は、空気調和装置４０および空気調和装置４１のうち少なくとも一方がサーモＯＮではないと判定した場合（ステップＳ２０６のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ２１０）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであると判定した場合（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、ステップＳ２０７へ進む。
　ステップＳ２０７において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、換気装置５３が運転中であるかどうかを判定する。制御装置５４は、換気装置５３が運転中ではないと判定した場合（ステップＳ２０７のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ２１０）。一方、制御装置５４は、換気装置５３が運転中であると判定した場合（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、ステップＳ２０８へ進む。
　ステップＳ２０８において、制御装置５４は、外気温度情報に基づいて、外気温度があらかじめ設定された第１温度よりも大きく、かつ、あらかじめ設定された第２温度未満であるかどうかを判定する。ここで、第１温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる低温の温度閾値であり、第２温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる高温の温度閾値である。
　ステップＳ２０８において、制御装置５４は、外気温度が第１温度よりも大きく、かつ、第２温度未満であると判定した場合（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える（ステップＳ２０９）。一方、制御装置５４は、外気温度が第１温度以下、または、第２温度以上であるかと判定した場合（ステップＳ２０８のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ２１０）。
　以上のように、制御装置５４は、空気調和装置４０と空気調和装置４１との運転モードが異なり、空気調和装置４０および空気調和装置４１がともにサーモＯＮで、換気装置５３が運転中の場合に、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える。このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００のシステム全体としての省エネルギー化を図ることができる。
　また、第２流路切替装置９の切替方向が第３方向の場合は、空気調和装置４０の室外側熱交換器５の熱交換の一部を、第２補助熱交換器１６がまかなうことができる。その結果、空気調和装置４０における室外ファン６の風量を低下させることができるため、室外ファン６のファン速を抑制することによる省エネルギー化および低騒音化を図ることができる。
　なお、気温が低い低外気時または気温が高い高外気時の、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先するため、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替えない。換気装置５３が動作しているときは、換気の制御が優先されるため、冷凍サイクルの動作が安定するように、換気装置５３の給気風路１１の風量または排気風路１２の風量を制御することは困難である。そのような場合には、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替え、冷凍サイクルの動作の安定化を優先する。
　以上、本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００において、第２補助熱交換器１６は、全熱交換器１０の風下の排気風路１２に設けられている。本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００によれば、室内から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、第２補助熱交換器１６を通過する構成となっているため、効率的に熱を利用することができる。
　また、本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１空間１０１の空調を行う空気調和装置４０と第２空間１０２の空調を行う空気調和装置４１との運転モードが異なる、かつ、空気調和装置４０の圧縮機３および空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）がともに運転中、かつ、換気装置５３が運転中、という第１条件が成立した場合に、第２流路切替装置９を、冷媒が第１補助熱交換器１５に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００によれば、このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００の省エネルギー化を図ることができる。
　また、本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１条件が成立した場合であって、外気温度が、あらかじめ設定された第１温度以下、または、第１温度よりも高いあらかじめ設定された第２温度以上である場合、第２流路切替装置９を、冷媒が第２補助熱交換器１６に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態２に係るヒートポンプシステム１００によれば、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先することができる。
　実施の形態３．
　以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図９は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の詳細構成図である。
　図９に示されるように、本実施の形態３では、全熱交換器１０と給気ファン１３との間の給気風路１１に、第１補助熱交換器１５が設置されており、全熱交換器１０と排気ファン１４との間の排気風路１２に、第２補助熱交換器１６が設置されている。
　また、ヒートポンプシステム１００は、圧縮機３、第１流路切替装置４、室外側熱交換器５、第２流路切替装置９、第１補助熱交換器１５、絞り装置８、および、室内側熱交換器７が、冷媒配管１で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えている。また、冷媒回路において、第１補助熱交換器１５に対して、第２補助熱交換器１６が並列に接続されている。また、冷媒回路は、第１補助熱交換器１５および第２補助熱交換器１６をバイパスするバイパス回路１８を備えている。
　そして、第２流路切替装置９は、冷媒が流れる方向を、冷媒が第１補助熱交換器１５および第２補助熱交換器１６を通過せずバイパス回路１８を通過する第１方向（図９の経路（１））、冷媒が第１補助熱交換器１５を通過する第２方向（図９の経路（２））、または、冷媒が第２補助熱交換器１６を通過する第３方向（図９の経路（３））に択一的に切り替える。
　図１０は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の制御条件の一例を示す図である。なお、図１０中の「－」は、条件によらないことを意味している。
　図１０で説明する動作例では、第２空間１０２に空気調和装置４１（図１参照）が設置されている。空気調和装置４１は、第１空間１０１に設置されている空気調和装置４０とは異なるものであり、たとえば、冷凍サイクルを利用して第２空間１０２の空気調和を行うものである。また、空気調和装置４１は、制御装置５４と通信伝送線２で接続されている。
　図１０に示されるように、ヒートポンプシステム１００は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１の運転状態（運転モードおよびサーモ状態）、および、第２空間１０２に設置された換気装置５３の運転状態（発停）を条件に、第２流路切替装置９の切替方向を決定する。
　図１１は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の制御フローを示す図である。
　以下、本実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の制御について、図１１を用いて説明する。
　制御装置５４は、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の運転情報を取得するとともに（ステップＳ３０１）、第２空間１０２に設置された空気調和装置４１および換気装置５３の運転情報を取得する（ステップＳ３０２）。また、制御装置５４は、外気温度情報を取得する（ステップＳ３０３）。
　ここで、空気調和装置４０の運転情報には、空気調和装置４０の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、空気調和装置４１の運転情報には、空気調和装置４１の運転モードおよびサーモ状態が含まれている。また、換気装置５３の運転情報には、換気装置５３の発停（運転／停止）情報が含まれている。
　ステップＳ３０３の後、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。
　ステップＳ３０４において、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが同じであると判定した場合（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ３０５）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０の運転モードと空気調和装置４１の運転モードとが異なると判定した場合（ステップＳ３０４のＮＯ）、ステップＳ３０６へ進む。
　ステップＳ３０６において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであるかどうかを判定する。ここで、空気調和装置４０がサーモＯＮとは、空気調和装置４０の圧縮機３が運転中のことである。同様に、空気調和装置４１がサーモＯＮとは、空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）が運転中のことである。
　ステップＳ３０６において、制御装置５４は、空気調和装置４０および空気調和装置４１のうち少なくとも一方がサーモＯＮではないと判定した場合（ステップＳ３０６のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ３１０）。一方、制御装置５４は、空気調和装置４０がサーモＯＮ、かつ、空気調和装置４１がサーモＯＮであると判定した場合（ステップＳ３０６のＹＥＳ）、ステップＳ３０７へ進む。
　ステップＳ３０７において、制御装置５４は、各運転情報に基づいて、換気装置５３が運転中であるかどうかを判定する。制御装置５４は、換気装置５３が運転中ではないと判定した場合（ステップＳ３０７のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第３方向に切り替える（ステップＳ３１０）。一方、制御装置５４は、換気装置５３が運転中であると判定した場合（ステップＳ３０７のＹＥＳ）、ステップＳ３０８へ進む。
　ステップＳ３０８において、制御装置５４は、外気温度情報に基づいて、外気温度があらかじめ設定された第１温度よりも大きく、かつ、あらかじめ設定された第２温度未満であるかどうかを判定する。ここで、第１温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる低温の温度閾値であり、第２温度とは、冷凍サイクルの動作が不安定となる高温の温度閾値である。
　ステップＳ３０８において、制御装置５４は、外気温度が第１温度よりも大きく、かつ、第２温度未満であると判定した場合（ステップＳ３０８のＹＥＳ）、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える（ステップＳ３０９）。一方、制御装置５４は、外気温度が第１温度以下、または、第２温度以上であるかと判定した場合（ステップＳ３０８のＮＯ）、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替える（ステップＳ３１１）。
　以上のように、制御装置５４は、空気調和装置４０と空気調和装置４１との運転モードが異なり、空気調和装置４０および空気調和装置４１がともにサーモＯＮで、換気装置５３が運転中の場合に、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替える。このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００のシステム全体としての省エネルギー化を図ることができる。
　また、第２流路切替装置９の切替方向が第３方向の場合は、空気調和装置４０の室外側熱交換器５の熱交換の一部を、第２補助熱交換器１６がまかなうことができる。その結果、空気調和装置４０における室外ファン６の風量を低下させることができるため、室外ファン６のファン速を抑制することによる省エネルギー化および低騒音化を図ることができる。
　なお、気温が低い低外気時または気温が高い高外気時の、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先するため、第２流路切替装置９の切替方向を第２方向に切り替えない。換気装置５３が動作しているときは、換気の制御が優先されるため、冷凍サイクルの動作が安定するように、換気装置５３の給気風路１１の風量または排気風路１２の風量を制御することは困難である。そのような場合には、第２流路切替装置９の切替方向を第１方向に切り替え、冷凍サイクルの動作の安定化を優先する。
　図１２は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の一例を示す図である。図１３は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の他の例を示す図である。図１２および図１３は、第２流路切替装置９をそれぞれ回転軸方向に見たときの模式図である。
　図１２に示されるように、第２流路切替装置９は、例えば、網掛け部分が導通した構造の回転弁であり、円筒形状を有し、外周部８０と円筒弁体８１とで構成されている。また、外周部８０には接続開口８０ａ～８０ｄが形成されており、円筒弁体８１の内部には、管路８１ａが形成されている。
　接続開口８０ａは、冷媒配管１で室外側熱交換器５と接続されており、接続開口８０ｂは、冷媒配管１で第１補助熱交換器１５と接続されている。また、接続開口８０ｃは、冷媒配管１で第２補助熱交換器１６と接続されており、接続開口８０ｄは、冷媒配管１で絞り装置８と接続されている。
　または、図１３に示されるように、第２流路切替装置９は、例えば、網掛け部分が導通した構造の回転弁であり、円筒形状を有し、外周部９０と円筒弁体９１とで構成されている。また、外周部９０には接続開口９０ａ～９０ｄが形成されており、円筒弁体９１の内部には、管路９１ａ～９１ｃが形成されている。
　図１４は、本発明の実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００の第２流路切替装置９の動作の一例を示す図である。なお、図１４には、図１２および図１３に示された状態をそれぞれ基準角（０°）とした場合の、回転弁の回転角に対する効果（得られる動作モード）の一覧が示されている。
　図１２に示される回転弁の場合、円筒弁体８１が基準角に位置した状態では、第２流路切替装置９が第３方向に切り替えられた状態であり、室外側熱交換器５での熱交換をアシストする。また、円筒弁体８１が基準角から時計方向に４５°回転した状態では、第２流路切替装置９が第１方向に切り替えられた状態であり、換気装置５３の内部に設置された第１補助熱交換器１５および第２補助熱交換器１６をバイパスする。また、円筒弁体８１が基準角から時計方向に３１５°（または反時計方向に４５°）回転した状態では、第２流路切替装置９が第２方向に切り替えられた状態であり、第２空間１０２の内調負荷を低減する。
　図１３に示される回転弁の場合、円筒弁体９１が基準角に位置した状態、または、基準角から時計方向に１８０°回転した状態では、第２流路切替装置９が第３方向に切り替えられた状態であり、室外側熱交換器５での熱交換をアシストする。また、円筒弁体９１が基準角から時計方向に４５°、または、基準角から２２５°回転した状態では、第２流路切替装置９が第１方向に切り替えられた状態であり、換気装置５３の内部に設置された第１補助熱交換器１５および第２補助熱交換器１６をバイパスする。また、円筒弁体９１が基準角から時計方向に９０°、または、基準角から２７０°回転した状態では、第２流路切替装置９が第２方向に切り替えられた状態であり、第２空間１０２の内調負荷を低減する。
　以上、本実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１空間１０１の空調を行う空気調和装置４０と第２空間１０２の空調を行う空気調和装置４１との運転モードが異なる、かつ、空気調和装置４０の圧縮機３および空気調和装置４１の圧縮機（図示せず）がともに運転中、かつ、換気装置５３が運転中、という第１条件が成立した場合に、第２流路切替装置９を、冷媒が第１補助熱交換器１５に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００によれば、このように第２流路切替装置９を制御することで、第１空間１０１に設置された空気調和装置４０の排熱を第２空間１０２で活用することができる。そのため、第２空間１０２における内調負荷が低減し、ヒートポンプシステム１００の省エネルギー化を図ることができる。
　また、本実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００において、制御装置５４は、第１条件が成立した場合であって、外気温度が、あらかじめ設定された第１温度以下、または、１温度よりも高いあらかじめ設定された第２温度以上である場合、第２流路切替装置９を、冷媒がバイパス回路１８に流入する流路に切り替える。
　本実施の形態３に係るヒートポンプシステム１００によれば、冷凍サイクルの動作が不安定になる場合は、冷凍サイクルの動作の安定化を優先することができる。
　実施の形態４．
　以下、本発明の実施の形態４について説明するが、実施の形態１～３と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１～３と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。
　図１５は、本発明の実施の形態４に係るヒートポンプシステム１００の第１の詳細構成図である。
　図１５に示されるように、本実施の形態４では、全熱交換器１０と給気ファン１３との間の給気風路１１に、補助熱交換器２５が設置されている。
　また、ヒートポンプシステム１００は、圧縮機３、第１流路切替装置４、室内側熱交換器７、絞り装置８、および、水熱交換器２２が、冷媒配管２７で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えている。また、水熱交換器２２、熱源側熱交換器２３、補助熱交換器２５、および、ポンプ２６が、水配管２８で順次接続され、水が循環する水回路を有している。また、水回路において、補助熱交換器２５に対して、バイパス開閉弁２４が並列に設けられている。
　水熱交換器２２は、冷媒回路を流れる冷媒を、水回路を流れる水と熱交換させるものである。バイパス開閉弁２４は、補助熱交換器２５の両端に水配管２８で接続されており、閉のときは水を補助熱交換器２５に通過させ、開のときは水を補助熱交換器２５に通過させないようにするものである。熱源側熱交換器２３は、水回路を流れる水を、室内に流れる空気と熱交換させるものである。
　補助熱交換器２５は、全熱交換器１０を通過した空気を、水と熱交換させるものである。室外から換気装置５３に取り込まれた後、全熱交換器１０を通過した空気が、補助熱交換器２５を通過する構成とすることで、室内に流れる空気の熱交換が優先されるため、室内の快適性が確保され、かつ、空気調和装置４０の省エネルギー化が実現される。
　図１６は、本発明の実施の形態４に係るヒートポンプシステム１００の第２の詳細構成図である。
　図１６に示されるように、ヒートポンプシステム１００は、複数の冷媒回路および複数の水回路を有し、水回路が互いに並列に設けられている構成としてもよい。また、複数の室内側熱交換器７および絞り装置８を有し、室内側熱交換器７および絞り装置８が互いに並列に設けられている構成としてもよい。
　なお、第２流路切替装置９は、本発明の「流路切替装置」に相当し、空気調和装置４０は、本発明の「第１空気調和装置」に相当し、空気調和装置４１は、本発明の「第２空気調和装置」に相当する。
　１　冷媒配管、２　通信伝送線、３　圧縮機、４　第１流路切替装置、５　室外側熱交換器、６　室外ファン、７　室内側熱交換器、８　絞り装置、９　第２流路切替装置、１０　全熱交換器、１１　給気風路、１２　排気風路、１３　給気ファン、１４　排気ファン、１５　第１補助熱交換器、１６　第２補助熱交換器、１７　外気温度検知センサ、１８　バイパス回路、２１　室内ファン、２２　水熱交換器、２３　熱源側熱交換器、２４　バイパス開閉弁、２５　補助熱交換器、２６　ポンプ、２７　冷媒配管、２８　水配管、４０　空気調和装置、４１　空気調和装置、５１　室内機、５２　室外機、５３　換気装置、５４　制御装置、５６　リモコン、８０　外周部、８０ａ～８０ｄ　接続開口、８１　円筒弁体、８１ａ　管路、９０　外周部、９０ａ～９０ｄ　接続開口、９１　円筒弁体、９１ａ～９１ｄ　管路、１００　ヒートポンプシステム、１０１　第１空間、１０２　第２空間、５００　補助熱交換器ユニット。

Claims (10)

  1. 　圧縮機、室外側熱交換器、絞り装置、および、室内側熱交換器、を有し、第１空間の空調を行う第１空気調和装置と、
    　第１補助熱交換器を有し、前記第１空間とは別空間である第２空間の換気および空調を行う換気装置と、
    　前記圧縮機、前記室外側熱交換器、前記第１補助熱交換器、前記絞り装置、および、前記室内側熱交換器が、冷媒配管で順次接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、を備え、
    　前記第１補助熱交換器は、前記換気装置の給気風路に設けられている
    　ヒートポンプシステム。
  2. 　前記換気装置は全熱交換器を備え、
    　前記第１補助熱交換器は、前記全熱交換器の風下の給気風路に設けられている
    　請求項１に記載のヒートポンプシステム。
  3. 　前記冷媒回路は、
    　前記第１補助熱交換器をバイパスするバイパス回路と、
    　前記室外側熱交換器と前記第１補助熱交換器との間に設けられ、冷媒が前記第１補助熱交換器に流入する流路、および、冷媒が前記バイパス回路に流入する流路、を択一に切り替える流路切替装置と、を有する
    　請求項１または２に記載のヒートポンプシステム。
  4. 　前記換気装置は、排気風路に第２補助熱交換器を有し、
    　前記冷媒回路において、前記第１補助熱交換器に対して、前記第２補助熱交換器が並列に接続されており、
    　前記冷媒回路は、
    　前記室外側熱交換器と前記第１補助熱交換器との間に設けられ、冷媒が前記第１補助熱交換器に流入する流路、および、冷媒が前記第２補助熱交換器に流入する流路、を択一に切り替える流路切替装置を有する
    　請求項１または２に記載のヒートポンプシステム。
  5. 　前記換気装置は、排気風路に第２補助熱交換器を有し、
    　前記冷媒回路において、前記第１補助熱交換器に対して、前記第２補助熱交換器が並列に接続されており、
    　前記冷媒回路は、
    　前記第１補助熱交換器および前記第２補助熱交換器をバイパスするバイパス回路と、
    　前記室外側熱交換器と前記第１補助熱交換器との間に設けられ、冷媒が前記第１補助熱交換器に流入する流路、冷媒が前記第２補助熱交換器に流入する流路、および、冷媒が前記バイパス回路に流入する流路、を択一に切り替える流路切替装置と、を有する
    　請求項１または２に記載のヒートポンプシステム。
  6. 　前記換気装置は全熱交換器を備え、
    　前記第２補助熱交換器は、前記全熱交換器の風下の排気風路に設けられている
    　請求項４または５に記載のヒートポンプシステム。
  7. 　前記第２空間の内調負荷が低減するように前記流路切替装置を切り替える制御装置を備えた
    　請求項３～６のいずれか一項に記載のヒートポンプシステム。
  8. 　前記制御装置は、
    　前記第１空気調和装置と前記第２空間の空調を行う第２空気調和装置との運転モードが異なる、かつ、前記第１空気調和装置の前記圧縮機および前記第２空気調和装置の圧縮機がともに運転中、かつ、前記換気装置が運転中、という第１条件が成立した場合に、前記流路切替装置を、冷媒が前記第１補助熱交換器に流入する流路に切り替える
    　請求項７に記載のヒートポンプシステム。
  9. 　外気温度を検知する外気温度検知センサを備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第１条件が成立した場合であって、
    　外気温度が、あらかじめ設定された第１温度以下、または、前記第１温度よりも高いあらかじめ設定された第２温度以上である場合、前記流路切替装置を、冷媒が前記バイパス回路に流入する流路に切り替える
    　請求項３または５に従属する請求項８に記載のヒートポンプシステム。
  10. 　外気温度を検知する外気温度検知センサを備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第１条件が成立した場合であって、
    　外気温度が、あらかじめ設定された第１温度以下、または、前記第１温度よりも高いあらかじめ設定された第２温度以上である場合、前記流路切替装置を、冷媒が前記第２補助熱交換器に流入する流路に切り替える
    　請求項４に従属する請求項８に記載のヒートポンプシステム。
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