JP2010002118A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、温室空間の温湿度調整にかかるランニングコストを低減することができる空気調和システムを提供することにある。
【解決手段】空気調和システム１０は、利用ユニット３と熱源ユニット２と空気導入手段Ｄ１と温度検出手段Ｓｅ１と湿度検出手段Ｓｅ２と制御部７とを備える。空気導入手段は、熱源側熱交換器に熱交換された空気を空調対象空間内へと導入する第１導入状態と、熱源側熱交換器に熱交換された空気を空調対象空間内へと導入しない第１非導入状態とを切り換える。温度検出手段は、空調対象空間内の温度を空間温度として検出する。湿度検出手段は、空調対象空間内の湿度を空間湿度として検出する。制御部は、空間温度、空間湿度、目標温度、および目標湿度に基づいて、利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段とを制御する温湿度制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビニルハウスなどの園芸用の温室空間内の温湿度を調整する空気調和システムに関する。

園芸用の植物を栽培するビニルハウス内部などの温室空間の温湿度調整を行う場合に、その温室空間の湿度が１年を通して常に高くなるという理由から、夏季には冷房運転を行いながら除湿（冷房除湿）し、冬季には暖房運転を行いながら除湿（暖房除湿）する必要がある。このような場合に、従来では、冷房手段として空気調和装置（冷房除湿機）を利用しており、暖房手段として重油などの燃料が必要な例えばバーナなどを利用した温風暖房機を利用している（特許文献１参照）。特許文献１の技術では、冷房除湿には冷房除湿機（いわゆる空気調和装置の冷房運転）を利用しており、暖房除湿には温風暖房機により温度を上昇させることで結果的に相対湿度を下げる手法を利用している。また、暖房除湿としては、特許文献１のような温風暖房機と除湿機とを併用して行う場合もある。
特開平８−３０８３９５号公報

しかしながら、暖房除湿として特許文献１のような温風暖房機を利用すると、燃料を必要とするため、近年の燃料コストが増大している傾向からランニングコストが多くかかるという問題がある。

本発明の課題は、温室空間の温湿度調整にかかるランニングコストを低減することができる空気調和システムを提供することにある。

第１発明に係る空気調和システムは、利用ユニットと、熱源ユニットと、空気導入手段と、温度検出手段と、湿度検出手段と、制御部とを備える。利用ユニットは、空調対象空間に配備され、利用側熱交換器を有する。熱源ユニットは、熱源側熱交換器を有する。空気導入手段は、第１導入状態と第１非導入状態とを切り換える。第１導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された空気を空調対象空間内へと導入する状態である。第１非導入状態は、熱源側熱交換器に熱交換された空気を空調対象空間内へと導入しない状態である。温度検出手段は、空調対象空間内の温度を空間温度として検出する。湿度検出手段は、空調対象空間内の湿度を空間湿度として検出する。制御部は、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段とを制御する温湿度制御を行う。

本発明では、空間温度が目標温度に近づくように、かつ、空間湿度が目標湿度に近づくように、制御部が利用ユニットと熱源ユニットと空気導入手段とを制御している。例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第２発明に係る空気調和システムは、第１発明に係る空気調和システムであって、外気導入手段をさらに備える。外気導入手段は、第２導入状態と第２非導入状態とを切り換える。第２導入状態は、外気を熱源側熱交換器へと導入する状態である。第２非導入状態は、外気を熱源側熱交換器へと導入しない状態である。そして、制御部は、温湿度制御の際に、外気導入手段をさらに制御する。

本発明では、制御部が外気導入手段を制御することにより、熱源側熱交換器へ外気を導入したり遮断したりできる。このため、熱源側熱交換器と外気とを熱交換させたいような場合に、制御部は、外気導入手段を制御して外気から吸熱を行ったり、外気へ放熱を行ったりすることができる。

第３発明に係る空気調和システムは、第２発明に係る空気調和システムであって、制御部は、冬季において、利用側熱交換器を放熱器として、かつ、熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を行いつつ、空間湿度が目標湿度よりも低い場合に、空気導入手段を第１非導入状態に、かつ、外気導入手段を第２導入状態に切り換え、空間湿度が目標湿度よりも高い場合に、空気導入手段を第１導入状態に、かつ、外気導入手段を第２非導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。

本発明では、冬季において、利用側熱交換器を放熱器として機能させて空調対象空間の暖房運転を行いつつ、空間湿度が目標湿度よりも高くなった場合に、空気導入手段を第１導入状態にして吸熱器（蒸発器）として機能している熱源側熱交換器に空調対象空間の空気を送り込んで熱交換させて、空調対象空間の除湿を行っている。

したがって、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第４発明に係る空気調和システムは、第２発明または第３発明に係る空気調和システムであって、制御部は、夏季において、利用側熱交換器を吸熱器として、かつ、熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる冷房運転を行いつつ、外気導入手段を第２導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。

本発明では、夏季において、利用側熱交換器を吸熱器（蒸発器）として機能させて空調対象空間の冷房運転を行っている。このように、利用側熱交換器を吸熱器として機能させるため、利用側熱交換器により除湿運転を行っていることになり、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで冷房除湿を実現できる。

第５発明に係る空気調和システムは、第２発明から第４発明のいずれかに係る空気調和システムであって、制御部は、利用側熱交換器を放熱器として、かつ、熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を冬季および夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも低い場合に、空気導入手段を第１非導入状態に、かつ、外気導入手段を第２導入状態に切り換え、暖房運転を中間期において行っている場合であって空調対象空間の湿度が目標湿度よりも高い場合に、空気導入手段を第１導入状態に、かつ、外気導入手段を第２非導入状態に切り換える制御を温湿度制御として行う。

本発明では、中間期において、暖房運転を行っている場合で、空間湿度が目標湿度よりも高くなった場合に、空気導入手段を第１導入状態にして吸熱器（蒸発器）として機能している熱源側熱交換器に空調対象空間の空気を送り込んで熱交換させて、空調対象空間の除湿を行っている。

したがって、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第６発明に係る空気調和システムは、第２発明から第５発明のいずれかに係る空気調和システムであって、熱源ユニットは、空調対象空間とは異なる所定空間に配備される。空気導入手段は、熱源側熱交換器により熱交換され所定空間に溜められた空気を、空調対象空間に導入可能である。外気導入手段は、外気を所定空間に導入可能である。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を所定空間へ導いて所定空間内で熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第７発明に係る空気調和システムは、第６発明に係る空気調和システムであって、空気導入手段は、空調対象空間と所定空間との間に設けられ、空調対象空間と所定空間との間を連通したり遮断したりできる空気導入ダンパである。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（空気導入ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第８発明に係る空気調和システムは、第６発明または第７発明に係る空気調和システムであって、外気導入手段は、外部空間と所定空間との間に設けられ、外部空間と所定空間との間を連通したり遮断したりできる外気導入ダンパである。

本発明では、制御部が外気導入手段としての外気導入ダンパを制御することにより、所定空間へ外気を導入したり遮断したりできる。すなわち、外気導入ダンパを開にすることにより、所定空間に外気を導入することができ、外気の熱エネルギーを取り入れたり、外気に熱エネルギーを放出したりすることができる。

第９発明に係る空気調和システムは、第２発明から第５発明のいずれかに係る空気調和システムであって、熱源ユニットは、空調対象空間の外側の外部空間に配備される。空気導入手段は、第１空気路と第２空気路と第１ダンパと第２ダンパとを有する。第１空気路は、熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間に導入可能である。第２空気路は、空調対象空間内部の空気を熱源側熱交換器に導入可能である。第１ダンパは、第１空気路を開閉可能なである。第２ダンパは、第２空気路を開閉可能である。外気導入手段は、第１外気ダンパと第２外気ダンパとを有する。第１外気ダンパは、熱源側熱交換器に外気を導入可能である。第２外気ダンパは、熱源側熱交換器により熱交換された空気を外部空間へ排出可能である。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（例えば、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１０発明に係る空気調和システムは、第９発明に係る空気調和システムであって、空気導入手段は、第１導入状態として第１ダンパおよび第２ダンパを開にし、第１非導入状態として第１ダンパおよび第２ダンパを閉にする。外気導入手段は、第２導入状態として外気ダンパを開にし、第２非導入状態として外気ダンパを閉にする。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１１発明にかかる空気調和システムは、第２発明から第５発明のいずれかに係る空気調和システムであって、熱源ユニットは、空調対象空間に配備される。空気導入手段は、第１ダンパと第２ダンパとを有する。第１ダンパは、熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間に導入可能である。第２ダンパは、空調対象空間の空気を熱源側熱交換器に導入可能である。外気導入手段は、第１外気ダンパと第２外気ダンパとを有する。第１外気ダンパは、熱源側熱交換器に外気を導入可能である。第２外気ダンパは、熱源側熱交換器により熱交換された空気を外部空間へ排出可能である。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（例えば、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１２発明に係る空気調和システムは、第１１発明に係る空気調和システムであって、空気導入手段は、第１導入状態として第１ダンパおよび第２ダンパを開にし、第１非導入状態として第１ダンパおよび第２ダンパを閉にする。外気導入手段は、第２導入状態として外気ダンパを開にし、第２非導入状態として外気ダンパを閉にする。

本発明では、例えば、暖房運転状態において、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１発明に係る空気調和システムでは、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第２発明に係る空気調和システムでは、制御部が外気導入手段を制御することにより、熱源側熱交換器へ外気を導入したり遮断したりできる。このため、熱源側熱交換器と外気とを熱交換させたいような場合に、制御部は、外気導入手段を制御して外気から吸熱を行ったり、外気へ放熱を行ったりすることができる。

第３発明に係る空気調和システムでは、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第４発明に係る空気調和システムでは、利用側熱交換器を吸熱器として機能させるため、利用側熱交換器により除湿運転を行っていることになり、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。

第５発明に係る空気調和システムでは、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで暖房除湿を実現できる。これにより、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第６発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態になっている場合には、空調対象空間の空気を所定空間へ導いて所定空間内で熱源側熱交換器により熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第７発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（空気導入ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第８発明に係る空気調和システムでは、制御部が外気導入手段としての外気導入ダンパを制御することにより、所定空間へ外気を導入したり遮断したりできる。すなわち、外気導入ダンパを開にすることにより、所定空間に外気を導入することができ、外気の熱エネルギーを取り入れたり、外気に熱エネルギーを放出したりすることができる。

第９発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（例えば、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１０発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１１発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、空気導入手段が第１導入状態（例えば、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態）になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

第１２発明に係る空気調和システムでは、例えば、暖房運転状態において、第１ダンパおよび第２ダンパが開状態になっている場合には、熱源側熱交換器へ導いて熱交換された空気を空調対象空間へ送ることができる。この場合に熱源側熱交換器は、吸熱器（蒸発器）として機能しているため、空調対象空間から導入された空気の除湿を行うことができる。したがって、このような場合には、暖房運転を行いつつ空調対象空間の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、利用ユニットと熱源ユニットを含む空気調和装置を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

＜空気調和システムの構成＞
本実施形態に係る空気調和システム１０は、ビニルハウス８などの内部の園芸用の空調対象空間としての温室空間Ｚ１に配備され、主に、空気調和装置１と、空気導入手段としてのハウスバイパスダンパＤ１と、外気導入手段としての外気開放ダンパＤ２とから構成される。図１は、本実施形態に係る空気調和システム１０の概略構成図である。

空気調和装置１は、熱源ユニットとしての室外ユニット２と利用ユニットとしての室内ユニット３とを有しており、本実施形態では室外ユニット２が温室空間Ｚ１に隣接する除湿空間Ｚ２に備えられ（すなわちビニルハウス８は、温室空間Ｚ１と除湿空間Ｚ２とを有する）、室内ユニット３が温室空間Ｚ１に備えられる。なお、室外ユニット２と室内ユニット３とは冷媒連絡配管９により接続され、冷媒回路５を形成している。

図２は、空気調和装置１の冷媒回路５の概略図である。冷媒回路５は、圧縮機２１、四路切換弁２２、熱源側熱交換器としての室外熱交換器２３、膨張弁２４、および室内熱交換器３１を、冷媒配管４で連結した回路である。冷媒回路５を構成する各機器２１，２２，２３，２４，３１のうち、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、および膨張弁２４が室外ユニット２に設けられ、室内熱交換器３１が室内ユニット３に設けられる。なお、図２において、実線および破線の矢印は冷媒の流れ方向を示している。

圧縮機２１は、運転容量を可変することが可能な圧縮機であり、本実施形態において、インバータにより回転数が制御されるモータ（図示せず）によって駆動される容積式圧縮機である。

四路切換弁２２は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時には、室外熱交換器２３を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室内熱交換器３１を室外熱交換器２３において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室外熱交換器２３のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室内熱交換器３１のガス側とを接続し（冷房運転状態：図２の四路切換弁２２の実線を参照）、暖房運転時には、室内熱交換器３１を圧縮機２１によって圧縮される冷媒の凝縮器として、かつ、室外熱交換器２３を室内熱交換器３１において凝縮される冷媒の蒸発器として機能させるために、圧縮機２１の吐出側と室内熱交換器３１のガス側とを接続するとともに圧縮機２１の吸入側と室外熱交換器２３のガス側とを接続することが可能である（暖房運転状態：図２の四路切換弁２２の破線を参照）。

室外熱交換器２３および室内熱交換器３１は、伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室外熱交換器２３は除湿空間Ｚ２内部の空気と熱交換を行い、室内熱交換器３１は温室空間Ｚ１内部の空気と熱交換を行う。なお、図示しないが、室外ユニット２は、室外熱交換器２３と周囲空気（除湿空間Ｚ２内部の空気）との熱交換を促進する室外ファンを有しており、また、室内ユニット３は、室内熱交換器３１と周囲空気（温室空間Ｚ１内部の空気）との熱交換を促進する室内ファンを有している。

膨張弁２４は、室外熱交換器２３と室内熱交換器３１との間に設けられ、冷媒の圧力や流量等の調節を行う電動膨張弁である。

本実施形態において、冷媒回路５では、冷房運転時においては、室外熱交換器２３が凝縮器となり除湿空間Ｚ２内部の空気と熱交換を行って加熱し、室内熱交換器３１が蒸発器となり温室空間Ｚ１内部の空気と熱交換を行って温室空間Ｚ１内部の空気を冷却する。一方、暖房運転時においては、室外熱交換器２３が蒸発器となり除湿空間Ｚ２内部の空気と熱交換を行って除湿空間Ｚ２内部の空気を冷却し、室内熱交換器３１が凝縮器となり温室空間Ｚ１内部の空気と熱交換を行って加熱する。なお、室外熱交換器２３および室内熱交換器３１が蒸発器として機能する場合に、蒸発器として機能している熱交換器２３，３１により熱交換された空気は、冷却されると同時に除湿も行われることになる。これは、水分を含んだ空気が冷却されることでほとんどの場合においてその露点を下回るため、蒸発器として機能している熱交換器２３，３１に空気に含まれた水分が凝縮水として取り除かれることになるためである。

また、温室空間Ｚ１の温度を温室温度Ｔ１として検出する温度検出手段としての温室温度センサＳｅ１と、温室空間Ｚ１の湿度を温室湿度Ｈ１として検出する湿度検出手段としての温室湿度センサＳｅ２とが室内ユニット３に設けられており、外部空間Ｚ３の温度を外気温度Ｔ２として検出する外気温度センサＳｅ３が外部空間Ｚ３に設けられている。

本実施形態において、制御部７は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェースなどを有するマイクロコンピュータを用いて構成される。また、制御部７は、図３に示されるように、各種センサＳｅ１，Ｓｅ２，Ｓｅ３の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号などに基づいて各種機器および弁２１，２２，Ｄ１，Ｄ２を制御することができるように接続されている。

＜温湿度制御＞
本実施形態においては、空気調和システム１０は、ビニルハウス８の温室空間Ｚ１の温室温度Ｔ１と温室湿度Ｈ１とを適当な目標値（目標温度Ｔｔおよび目標湿度Ｈｔ）に制御する温湿度制御を行っている。なお、目標温度Ｔｔおよび目標湿度Ｈｔは園芸される植物やその成長過程によって最適な値が設定される。本実施形態において、ビニルハウス８は園芸用に利用され、例えば水耕栽培などに利用される場合には、基本的にビニルハウス８の温室空間Ｚ１において水を噴霧している状態であるために温室空間Ｚ１内部の湿度は高くなる（例えば、相対湿度が８５〜９０％ほどになる）。したがって、暖房運転を行う場合でも、湿度は十分にあるため除湿運転を行うことにより湿度の調整を行っている。本実施形態において、空気調和システム１０では、冬季には、暖房運転状態において除湿運転が行われる暖房除湿制御が行われ、夏季には、冷房運転状態において除湿運転が行われる冷房除湿制御が行われる。すなわち、温湿度制御には、暖房除湿制御と冷房除湿制御とがある。空気調和システム１０では、外気温度Ｔ２に基づいて夏季であるか冬季であるかの判定を行っている。なお、一般的に冬季および夏季以外の期間である中間期においては、上述した冬季であるか夏季であるかの判定を行い、その判定された結果に基づいた制御が行われることになる。

（暖房除湿制御）
暖房除湿制御では、前提として、目標温度Ｔｔになるように暖房運転が行われている。そして、この暖房運転が行われている状態で、まず、制御部７が、温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔを超えているか否かを、判定する。温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔを超えていると制御部７が判定した場合には、ハウスバイパスダンパＤ１を開にして、外気開放ダンパＤ２を閉にする（暖房除湿状態：図１のハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２の実線を参照）。これにより、除湿空間Ｚ２内部に放出される室外熱交換器２３により熱交換されかつ除湿された空気を、温室空間Ｚ１内部に導入することができる。このとき、湿度が高くなっている温室空間Ｚ１内部の空気を除湿空間Ｚ２に導入することも同時に行われている（すなわち、温室空間Ｚ１内部の空気と除湿空間Ｚ２内部の空気とが混合されている）。したがって、温室空間Ｚ１内部の湿度の高い空気を、除湿空間Ｚ２に導いて、蒸発器として機能している室外熱交換器２３と熱交換させることにより、その空気を除湿することができ、除湿された空気を温室空間Ｚ１内部に再び導入させることができる。このようにして、暖房除湿制御が行われる。なお、制御部７が、温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔを超えていないと判定した場合には、ハウスバイパスダンパＤ１を閉にし、外気開放ダンパＤ２を開にしており、除湿空間Ｚ２内部では、外気と熱交換が行われている（暖房運転状態：図１のハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２の破線を参照）。

（冷房除湿制御）
冷房除湿制御では、暖房除湿制御と同様に、前提として、目標温度Ｔｔになるように冷房運転が行われている。この場合に、制御部７は、ハウスバイパスダンパＤ１を閉にして、外気開放ダンパＤ２を開にした状態で冷房運転を行っている（冷房除湿状態：図１のハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２の破線を参照）。この冷房運転を行うことで、室内熱交換器３１が蒸発器として機能するため、自然と冷房運転状態において除湿運転が行われることになる。

＜特徴＞
（１）
本実施形態に係る空気調和システム１０では、冬季において、温室空間Ｚ１の温室温度Ｔ１が目標温度Ｔｔに近づくように制御部７が空気調和装置１の暖房運転を行い、かつ、温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔに近づくように、制御部７がハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２を制御している。具体的には、暖房除湿制御として、暖房運転中に、温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔを超えている場合に、ハウスバイパスダンパＤ１を開にして、外気開放ダンパＤ２を閉にする。なお、暖房運転中に、温室湿度Ｈ１が目標湿度Ｈｔを超えていない場合には、ハウスバイパスダンパＤ１は閉状態であり、外気開放ダンパＤ２は開状態である。

したがって、除湿空間Ｚ２に配備されている室外ユニット２により排出された空気を温室空間Ｚ１に導くことができる。すなわち、室外熱交換器２３により熱交換されることにより除湿された空気を温室空間Ｚ１へ送ることができる。これは、暖房運転の場合に室外熱交換器２３は、蒸発器として機能しているため、吸い込み空気を冷却することができ、余分な水分を除去することができるためである。このような暖房除湿制御を行うことにより、暖房運転を行いつつ温室空間Ｚ１の空気を除湿することができる。これにより、燃料を必要とする機器を利用しなくとも、空気調和装置１を利用することのみで、暖房除湿を行うことができる。このため、燃料にかかるランニングコストを低減することができ、エネルギー消費を低減させることができる。

（２）
本実施形態に係る空気調和システム１０では、夏季において、温室空間Ｚ１の温室温度Ｔ１が目標温度Ｔｔに近づくように制御部７が空気調和装置１の冷房運転を行っている。このように、空気調和装置１の冷房運転を行っており、室内熱交換器３１を蒸発器として機能させているため、室内熱交換器３１により温室空間Ｚ１の除湿運転を行っていることになり、除湿機をさらに設けなくても、熱源ユニットと利用ユニットとにより構成される空気調和装置のみで冷房除湿を実現できる。

＜変形例＞
（１）
上記実施形態では、温室空間Ｚ１とは異なる除湿空間Ｚ２を設けており、温室温度Ｔ１、外気温度Ｔ２、および温室湿度Ｈ１に基づいて、暖房運転および冷房運転の切換、または、ハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２の開閉の制御を温湿度制御として行っているが、これに限らず、除湿空間Ｚ２に室外ユニット２を配備する形態にしなくとも良い。

例えば、図４に示すように、室外ユニット２を外部空間Ｚ３に配備し、室外ユニット２と温室空間Ｚ１との間を連通可能な除湿空気吐出用ダクトＰ１および温室空気吸入用ダクトＰ２を設けて温室空間Ｚ１の空気を直接室外ユニット２に導入させる形態（空気調和システム１０ａとする）であっても構わない。なお、この場合に、除湿空気吐出用ダクトＰ１には、温室空間Ｚ１内部へ室外熱交換器２３により熱交換された空気を連通したり遮断したりできる第１ダンパＤ１ａが設けられており、温室空気吸入用ダクトＰ２には、温室空間Ｚ１内部から室外ユニット２へ吸い込み空気を連通したり遮断したりできる第２ダンパＤ１ｂが設けられている。また、室外ユニット２には、室外熱交換器２３に導入可能な第１外気ダンパＤ２ａと、室外熱交換器２３により熱交換された後の空気を外気へ排出可能な第２外気ダンパＤ２ｂとが設けられている。

そして、変形例（１）における空気調和システム１０ａにおける、温湿度制御では、制御部７は、暖房除湿状態として、第１ダンパＤ１ａおよび第２ダンパＤ１ｂを開にし、第１外気ダンパＤ２ａおよび第２外気ダンパＤ２ｂを閉にする（図４の各ダンパＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂの実線を参照）。そして、暖房運転状態または冷房除湿状態として、第１ダンパＤ１ａおよび第２ダンパＤ１ｂを閉にし、第１外気ダンパＤ２ａおよび第２外気ダンパＤ２ｂを開にする（図４の各ダンパＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂの破線を参照）。

（２）
上記実施形態では、温室空間Ｚ１とは異なる除湿空間Ｚ２を設けており、温室温度Ｔ１、外気温度Ｔ２、および温室湿度Ｈ１に基づいて、暖房運転および冷房運転の切換、または、ハウスバイパスダンパＤ１および外気開放ダンパＤ２の開閉の制御を温湿度制御として行っており、変形例（１）では室外ユニット２を外部空間Ｚ３に配備しているが、これに限らない。

例えば、図５に示すように、室外ユニット２を温室空間Ｚ１に配備する形態（空気調和システム１０ｂとする）であっても構わない。この場合に、室外ユニット２には、室外ユニット２の吸い込み側に、温室空間Ｚ１内部の空気を導入可能な第１ダンパＤ１１ｂと、外部空間Ｚ３内部の空気を導入可能な第１外気ダンパＤ１２ａとが設けられ、室外ユニット２の吐き出し側に、室外熱交換器２３により熱交換された空気を温室空間Ｚ１の導入可能な第２ダンパＤ１１ｂと、室外熱交換器２３に導入可能な室外熱交換器２３により熱交換された後の空気を外気へ排出可能な第２外気ダンパＤ２ｂとが設けられている
そして、変形例（２）における空気調和システム１０ｂにおける、温湿度制御では、制御部７は、暖房除湿状態として、第１ダンパＤ１１ａおよび第２ダンパＤ１１ｂを開にし、第１外気ダンパＤ１２ａおよび第２外気ダンパＤ１２ｂを閉にする（図４の各ダンパＤ１１ａ，Ｄ１１ｂ，Ｄ１２ａ，Ｄ１２ｂの実線を参照）。そして、暖房運転状態または冷房除湿状態として、第１ダンパＤ１１ａおよび第２ダンパＤ１１ｂを閉にし、第１外気ダンパＤ１２ａおよび第２外気ダンパＤ１２ｂを開にする（図４の各ダンパＤ１１ａ，Ｄ１１ｂ，Ｄ１２ａ，Ｄ１２ｂの破線を参照）。

（３）
上記実施形態では、暖房除湿制御において、温室空間Ｚ１と除湿空間Ｚ２との間にハウスバイパスダンパＤ１を設けて、このハウスバイパスダンパＤ１を開閉することにより温室空間Ｚ１の除湿を行っているが、さらに、温室空間Ｚ１と除湿空間Ｚ２との空気の混合を促進させる送風機などを設置しても構わない。これにより、除湿された空気を温室空間Ｚ１内部に速やかに送り込むことができる。

（４）
上記実施形態では、暖房運転に空気調和装置１のみを利用しているが、これに限らず、暖房能力が不足時に備えて例えば燃料が必要な補助暖房装置を設けても構わない。

この場合であっても、本発明においては、補助暖房装置は、暖房能力が不足したときのみに利用されるため、燃料の消費を低減することができる。

本発明に係る空気調和システムは、ランニングコストを低減させるという効果を奏し、ビニルハウスなどの園芸用の温室空間内の温湿度を調整する空気調和システム等として有用である。

本発明の一実施形態に係る空気調和システムの概略構成図。 冷媒回路の概略図。 空気調和システムの制御ブロック図。 変形例（１）に係る空気調和システムの概略構成図。 変形例（２）に係る空気調和システムの概略構成図。

符号の説明

２ 室外ユニット（熱源ユニット）
３ 室内ユニット（利用ユニット）
７ 制御部
１０，１０ａ 空気調和システム
Ｄ１ ハウスバイパスダンパ（空気導入手段）
Ｄ２ 外気開放ダンパ（外気導入手段）
Ｄ１ａ，Ｄ１１ａ 第１ダンパ
Ｄ１ｂ，Ｄ１１ｂ 第２ダンパ
Ｄ２ａ，Ｄ１２ａ 第１外気ダンパ
Ｄ２ｂ，Ｄ１２ｂ 第２外気ダンパ
Ｈ１ 温室湿度
Ｈｔ 目標湿度
Ｓｅ１ 温室温度センサ（温度検出手段）
Ｓｅ２ 湿度センサ
Ｔ１ 温室温度
Ｔｔ 目標温度
Ｚ１ 温室空間（空調対象空間）
Ｚ２ 除湿空間（所定空間）
Ｚ３ 外部空間

Claims (12)

1. 空調対象空間（Ｚ１）に配備され、利用側熱交換器を有する利用ユニット（３）と、
   熱源側熱交換器を有する熱源ユニット（２）と、
   前記熱源側熱交換器に熱交換された空気を前記空調対象空間内へと導入する第１導入状態と、前記熱源側熱交換器に熱交換された空気を前記空調対象空間内へと導入しない第１非導入状態とを切り換える空気導入手段（Ｄ１）と、
   前記空調対象空間内の温度を空間温度（Ｔ１）として検出する温度検出手段（Ｓｅ１）と、
   前記空調対象空間内の湿度を空間湿度（Ｈ１）として検出する湿度検出手段（Ｓｅ２）と、
   前記空間温度が目標温度（Ｔｔ）に近づくように、かつ、前記空間湿度が目標湿度（Ｈｔ）に近づくように、前記利用ユニットと前記熱源ユニットと前記空気導入手段とを制御する温湿度制御を行う制御部（７）と、
   を備える空気調和システム（１０，１０ａ）。
2. 外気を前記熱源側熱交換器へと導入する第２導入状態と、外気を前記熱源側熱交換器へと導入しない第２非導入状態とを切り換える外気導入手段（Ｄ２）をさらに備え、
   前記制御部は、前記温湿度制御の際に、前記外気導入手段をさらに制御する、
   請求項１に記載の空気調和システム（１０，１０ａ）。
3. 前記制御部は、冬季において、前記利用側熱交換器を放熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を行いつつ、前記空間湿度が前記目標湿度よりも低い場合に、前記空気導入手段を前記第１非導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第２導入状態に切り換え、前記空間湿度が前記目標湿度よりも高い場合に、前記空気導入手段を前記第１導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第２非導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
   請求項２に記載の空気調和システム（１０，１０ａ）。
4. 前記制御部は、夏季において、前記利用側熱交換器を吸熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を凝縮器として機能させる冷房運転を行いつつ、前記外気導入手段を前記第２導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
   請求項２または３に記載の空気調和システム（１０，１０ａ）。
5. 前記制御部は、
   前記利用側熱交換器を放熱器として、かつ、前記熱源側熱交換器を吸熱器として機能させる暖房運転を前記冬季および前記夏季以外の期間である中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも低い場合に、前記空気導入手段を前記第１非導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第２導入状態に切り換え、前記暖房運転を前記中間期において行っている場合であって前記空調対象空間の湿度が前記目標湿度よりも高い場合に、前記空気導入手段を前記第１導入状態に、かつ、前記外気導入手段を前記第２非導入状態に切り換える制御を前記温湿度制御として行う、
   請求項２から４のいずれかに記載の空気調和システム（１０，１０ａ）。
6. 前記熱源ユニットは、前記空調対象空間とは異なる所定空間（Ｚ２）に配備され、
   前記空気導入手段（Ｄ１）は、前記熱源側熱交換器により熱交換され前記所定空間に溜められた空気を、前記空調対象空間に導入可能であり、
   前記外気導入手段（Ｄ２）は、外気を前記所定空間に導入可能である、
   請求項２から５のいずれかに記載の空気調和システム（１０）。
7. 前記空気導入手段（Ｄ１）は、前記空調対象空間と前記所定空間との間に設けられ、前記空調対象空間と前記所定空間との間を連通したり遮断したりできる空気導入ダンパである、
   請求項６に記載の空気調和システム（１０）。
8. 前記外気導入手段（Ｄ２）は、外部空間（Ｚ３）と前記所定空間との間に設けられ、前記外部空間と前記所定空間との間を連通したり遮断したりできる外気導入ダンパである、
   請求項６または７に記載の空気調和システム（１０）。
9. 前記熱源ユニットは、前記空調対象空間の外側の外部空間（Ｚ３）に配備され、
   前記空気導入手段は、前記熱源側熱交換器により熱交換された空気を前記空調対象空間に導入可能な第１空気路（Ｐ１）と、前記空調対象空間内部の空気を前記熱源側熱交換器に導入可能な第２空気路（Ｐ２）と、前記第１空気路を開閉可能な第１ダンパ（Ｄ１ａ）と、前記第２空気路を開閉可能な第２ダンパ（Ｄ１ｂ）とを有し、
   前記外気導入手段は、前記熱源側熱交換器に外気を導入可能な第１外気ダンパ（Ｄ２ａ）と、前記熱源側熱交換器により熱交換された空気を前記外部空間へ排出可能な第２外気ダンパ（Ｄ２ｂ）とを有する、
   請求項２から５のいずれかに記載の空気調和システム（１０ａ）。
10. 前記空気導入手段は、前記第１導入状態として前記第１ダンパおよび前記第２ダンパを開にし、前記第１非導入状態として前記第１ダンパおよび前記第２ダンパを閉にし、
    前記外気導入手段は、前記第２導入状態として前記外気ダンパを開にし、前記第２非導入状態として前記外気ダンパを閉にする、
    請求項９に記載の空気調和システム（１０ａ）。
11. 前記熱源ユニットは、前記空調対象空間（Ｚ１）に配備され、
    前記空気導入手段は、前記熱源側熱交換器により熱交換された空気を前記空調対象空間に導入可能な第１ダンパ（Ｄ１１ａ）と、前記空調対象空間の空気を前記熱源側熱交換器に導入可能な第２ダンパ（Ｄ１１ｂ）とを有し、
    前記外気導入手段は、前記熱源側熱交換器に外気を導入可能な第１外気ダンパ（Ｄ１２ａ）と、前記熱源側熱交換器により熱交換された空気を前記外部空間へ排出可能な第２外気ダンパ（Ｄ１２ｂ）とを有する、
    請求項２から５のいずれかに記載の空気調和システム（１０ｂ）。
12. 前記空気導入手段は、前記第１導入状態として前記第１導入ダンパおよび前記第２導入ダンパを開にし、前記第１非導入状態として前記第１導入ダンパおよび前記第２導入ダンパを閉にし、
    前記外気導入手段は、前記第２導入状態として前記外気ダンパを開にし、前記第２非導入状態として前記外気ダンパを閉にする、
    請求項１１に記載の空気調和システム（１０ｂ）。

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