JP2009270773A - 冷熱システム - Google Patents

Abstract

【課題】空調回路と冷蔵冷凍回路とを一体化した冷熱システムにおいて、安全性を向上させつつ効率よく省エネルギ化を図ることの可能な冷熱システムを提供する。
【解決手段】第１圧縮機、熱交換器、第１膨張装置及び第１カスケード熱交換器(14)が順に配設され、第１冷媒が相変化しつつ循環する第１冷媒循環回路(10)、及び、第１カスケード熱交換器と第１冷却器(31)との間に設けられ、熱媒体が第１冷媒と熱交換を行いつつ循環する熱媒体回路(30)からなる空調回路(1)と、第２圧縮機、第２カスケード熱交換器(22)、第２膨張装置及び第２冷却器が順に配設され、第２冷媒が相変化しつつ循環する第２冷媒循環回路(2,20)とを備え、第２カスケード熱交換器(22)は、第２冷媒が熱媒体と熱交換するよう熱媒体回路(30)に介装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷熱システムに係り、詳しくは空調回路と冷凍回路とを一体化した冷熱システムに関する。

近年、例えばコンビニエンスストア等の店舗用として、室内の冷房や暖房等の空気調和（以下、空調）を行う空調装置の空調回路と冷蔵ショーケースや冷凍ショーケース等の冷熱機器の冷凍回路とを一体化することで熱効率の向上を図った冷熱システムが開発されている。
このような冷熱システムでは、一般には空調回路と冷凍回路との間に熱交換器を設け、空調回路の冷媒と冷凍回路の冷媒との間で熱交換を行わせるようにしており、例えば空調装置で暖房を行う場合には、冷凍回路の凝縮熱を空調回路の冷媒に伝達することで空調回路の熱源として使用し、また冷房を行う場合には、空調回路の低温の冷媒により冷凍回路の冷媒を過冷却させるようにしている（特許文献１参照）。

これにより、例えば冬季には、冷凍回路における排熱を回収して暖房に有効に使用することができ、例えば夏季には、空調回路は一般に冷凍回路よりもＣＯＰ（成績係数）が高いことから、空調回路の冷却能力を利用して冷凍回路の冷却性能を向上させることが可能である。
特開２００５−２４９２４１号公報

ところで、上記特許文献１に開示のシステムでは、空調回路の冷媒と冷蔵冷凍回路の冷媒との間で直接に熱交換を行わせるようにしていることから、空調装置で暖房を行う場合には、空調回路の冷媒を循環させるために常に空調回路を作動させなければならず、それほど暖房能力の必要がない中間負荷領域においては空調回路の作動が無駄になり、エネルギ効率が悪く、省エネルギ化を十分に図れないという問題がある。

また、近年では、フロンの代替冷媒としてアンモニア等の自然系冷媒を使用した冷熱システムが開発されているが、室内にアンモニアの配管が設置されると、人体に有害なアンモニアの室内への漏洩が懸念されるという問題がある。
この問題に関しては、アンモニア等を冷媒とする空調回路と冷蔵冷凍回路との間にブライン（例えば塩化カルシウム水溶液）や水を熱媒体とした熱媒体回路（ブライン回路）を設けることが考えられ、これにより安全性の向上を図ることが可能である。

しかしながら、このように空調回路と冷蔵冷凍回路との間に熱媒体回路を設ける場合において、単純に空調回路と冷蔵冷凍回路とを熱媒体回路で連結するだけでは上記省エネルギ化の問題は解決されず、空調回路と冷蔵冷凍回路とを一体化した冷熱システムを構築するに際し、安全性を向上させつつ如何に効率よく省エネルギ化を図るかが課題である。
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、空調回路と冷蔵冷凍回路とを一体化した冷熱システムにおいて、安全性を向上させつつ効率よく省エネルギ化を図ることの可能な冷熱システムを提供することにある。

上記の目的を達成するべく、請求項１の冷熱システムは、第１圧縮機、熱交換器、第１膨張装置及び第１カスケード熱交換器が順に配設され、第１冷媒が相変化しつつ循環する第１冷媒循環回路、及び、前記第１カスケード熱交換器と第１冷却器との間に設けられ、熱媒体が前記第１冷媒と熱交換を行いつつ循環する熱媒体回路からなる空調回路と、第２圧縮機、第２カスケード熱交換器、第２膨張装置及び第２冷却器が順に配設され、第２冷媒が相変化しつつ循環する第２冷媒循環回路とを備え、前記第２カスケード熱交換器は、前記第２冷媒が前記熱媒体と熱交換するよう前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする。

請求項２の冷熱システムでは、請求項１において、前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列に前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする。
請求項３の冷熱システムでは、請求項２において、前記第２カスケード熱交換器は、前記熱媒体の流れ方向で視て前記第１カスケード熱交換器の上流側に位置して前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする。

請求項４の冷熱システムでは、請求項２または３において、前記熱媒体回路は、前記第１カスケード熱交換器をバイパスするカスケード熱交換器バイパス通路を切換可能に備えることを特徴とする。
請求項５の冷熱システムでは、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする。

請求項６の冷熱システムでは、請求項５において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする。

請求項７の冷熱システムでは、請求項４において、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする。
請求項８の冷熱システムでは、請求項７において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする。

請求項９の冷熱システムでは、請求項７において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器及び前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする。

請求項１０の冷熱システムでは、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする。
請求項１１の冷熱システムでは、請求項１０において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする。

請求項１２の冷熱システムでは、請求項４において、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする。
請求項１３の冷熱システムでは、請求項１２において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする。

請求項１４の冷熱システムでは、請求項１２において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器及び前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする。

請求項１５の冷熱システムでは、請求項１において、前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列と並列とで切換可能に前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする。
請求項１６の冷熱システムでは、請求項１５において、前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列であるとき、前記熱媒体の流れ方向で視て前記第１カスケード熱交換器の上流側に位置して前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする。

請求項１７の冷熱システムでは、請求項１５または１６において、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする。
請求項１８の冷熱システムでは、請求項１７において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列にして前記熱媒体の前記第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする。

請求項１９の冷熱システムでは、請求項１５または１６において、前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする。
請求項２０の冷熱システムでは、請求項１９において、さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列にして前記熱媒体の前記第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする。

請求項２１の冷熱システムでは、請求項１乃至２０のいずれかにおいて、さらに、第３圧縮機、第３カスケード熱交換器、第３膨張装置及び第３冷却器が順に配設され、第３冷媒が相変化しつつ循環する第３冷媒循環回路と、前記第２冷媒循環回路の前記第２冷却器と前記第３カスケード熱交換器との間に設けられ、熱媒体が前記第２冷媒及び前記第３冷媒と熱交換を行いつつ循環する第２熱媒体回路とを備えることを特徴とする。

請求項１の冷熱システムによれば、空調回路は、第１冷媒が循環する第１冷媒循環回路と熱媒体が第１カスケード熱交換器において第１冷媒と熱交換を行いつつ第１冷却器を循環する熱媒体回路とから構成され、第２冷媒が循環する第２冷媒循環回路の第２カスケード熱交換器は、第２冷媒が熱媒体と熱交換するようにして熱媒体回路に介装されているので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を熱媒体回路の熱媒体を介しＣＯＰ（成績係数）の比較的高い空調回路の第１冷媒循環回路を利用して冷却可能であり、或いは、空調回路を暖房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において第１冷媒循環回路を作動させることなく第１冷却器で直接利用可能であり、空調回路と第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）とを一体化した冷熱システムにおいて、熱媒体回路を用いて安全性を向上させつつ省エネルギ化を図ることができる。

請求項２の冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器は、第１カスケード熱交換器に対し直列に熱媒体回路に介装されているので、簡単な構成にして省エネルギ化を図ることができる。
請求項３の冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器は、熱媒体の流れ方向で視て第１カスケード熱交換器の上流側に位置して熱媒体回路に介装されているので、特に空調回路を冷房に使用する場合において冷房能力を損なうことなく省エネルギ化を図ることができる。

請求項４の冷熱システムによれば、熱媒体回路には第１カスケード熱交換器をバイパスするカスケード熱交換器バイパス通路が切換可能に備えられているので、特に空調回路を暖房に使用する場合において第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を熱媒体回路の熱媒体で回収して第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することを抑制しつつ第１冷却器で直接利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項５の冷熱システムによれば、第２冷媒循環回路には、第２冷媒の流れ方向で視て第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられているので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）において第２冷媒を放熱器で冷却した後さらに熱媒体回路の熱媒体を介して空調回路の第１冷媒循環回路を利用して過冷却可能であり、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項６の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに第２冷媒を放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流すので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を過冷却可能であり、空調回路を弱暖房に使用する場合には第１冷媒循環回路の無駄な作動なく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱をも空調回路において有効に利用可能であり、空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項７の冷熱システムによれば、上記請求項５の場合と同様、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。
請求項８の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器に流し且つ第２冷媒を放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器に流し且つ第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器に流し且つ第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流すので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を過冷却可能であり、空調回路を弱暖房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することなく空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱をも空調回路において有効に利用可能であり、空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項９の冷熱システムによれば、空調回路を強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器及びカスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流すので、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱をも第１カスケード熱交換器での圧損を緩和し第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することを抑制しつつ空調回路において有効に利用可能であり、空調回路の使用状況に応じてより効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１０の冷熱システムによれば、第２冷媒循環回路には、第２冷媒の流れ方向で視て第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられているので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）において第２冷媒を上流側の放熱器で冷却した後さらに熱媒体回路の熱媒体を介して空調回路の第１冷媒循環回路を利用して過冷却可能であり、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、やはり効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１１の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに放熱器を第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えるので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を過冷却可能であり、空調回路を弱暖房に使用する場合には第１冷媒循環回路の無駄な作動なく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を空調回路において有効に利用可能であり、やはり空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１２の冷熱システムによれば、上記請求項９の場合と同様、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、やはり効率よく省エネルギ化を図ることができる。
請求項１３の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器に流し且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに熱媒体をカスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器及びカスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えるので、空調回路を弱暖房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することなく空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱をも空調回路において有効に利用可能であり、やはり空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１４の冷熱システムによれば、空調回路を強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに熱媒体を第１カスケード熱交換器及びカスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えるので、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱をも第１カスケード熱交換器での圧損を緩和し第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することを抑制しつつ空調回路において有効に利用可能であり、やはり空調回路の使用状況に応じてより効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１５の冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器は、第１カスケード熱交換器に対し直列と並列とで切換可能に熱媒体回路に介装されているので、空調回路を暖房に使用する場合において第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し並列とすることで熱媒体の第１カスケード熱交換器への流通を遮断可能にして第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を熱媒体を介して第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することなく空調回路において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１６の冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器は、第１カスケード熱交換器に対し直列であるとき、熱媒体の流れ方向で視て第１カスケード熱交換器の上流側に位置して熱媒体回路に介装されているので、特に空調回路を冷房に使用する場合において冷房能力を損なうことなく省エネルギ化を図ることができる。
請求項１７の冷熱システムによれば、第２冷媒循環回路には、第２冷媒の流れ方向で視て第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられているので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）において第２冷媒を放熱器で冷却した後さらに熱媒体回路の熱媒体を介して空調回路の第１冷媒循環回路を利用して過冷却可能であり、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、やはり効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１８の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ第２冷媒を放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し並列にして熱媒体の第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ第２冷媒を放熱器バイパス通路へ流すので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を過冷却可能であり、空調回路を弱暖房に使用する場合には第１冷媒循環回路の無駄な作動もなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを熱媒体を介して第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することもなく空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することなく空調回路において有効に利用可能であり、やはり空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項１９の冷熱システムによれば、第２冷媒循環回路には、第２冷媒の流れ方向で視て第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられているので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）において第２冷媒を上流側の放熱器で冷却した後さらに熱媒体回路の熱媒体を介して空調回路の第１冷媒循環回路を利用して過冷却可能であり、空調回路を暖房に使用する場合には放熱器で冷却することなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を十分に熱媒体回路の熱媒体で回収して空調回路において利用可能であり、やはり効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項２０の冷熱システムによれば、空調回路の作動及び第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、該制御手段は、空調回路を冷房に使用するときには第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を停止させるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し並列にして熱媒体の第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに第２カスケード熱交換器を第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ放熱器を第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えるので、空調回路を冷房に使用する場合には第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の第２冷媒を過冷却可能であり、空調回路を弱暖房に使用する場合には第１冷媒循環回路の無駄な作動もなく第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱のみを熱媒体を介して第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することもなく空調回路において有効に利用可能であり、空調回路を強暖房に使用する場合には併せて第２冷媒循環回路（冷蔵冷凍回路）の排熱を第１カスケード熱交換器で不必要に熱交換することなく空調回路において有効に利用可能であり、やはり空調回路の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。

請求項２１の冷熱システムによれば、さらに、第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路と、熱媒体が第２冷媒循環回路の第２冷媒及び第３冷媒と熱交換を行いつつ循環する第２熱媒体回路とを備えるので、空調回路と第２冷媒循環回路及び第３冷媒循環回路の複数の冷凍回路（冷蔵冷凍回路）とを一体化した冷熱システムであっても、熱媒体回路や第２熱媒体回路を用いて安全性を向上させつつ省エネルギ化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
先ず、第１実施例を説明する。
図１を参照すると、本発明の第１実施例に係る冷熱システムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。
同図に示すように、本発明に係る冷熱システムは、大きくは空調回路１と冷蔵冷凍回路２とが一体をなすように構成されている。

空調回路１は、第１冷媒循環回路１０と熱媒体回路３０とから構成されている。
第１冷媒循環回路１０は、第１圧縮機１１、熱交換器１２、第１膨張装置である第１膨張弁１３及び第１カスケード熱交換器１４及び四方弁１５からなり、四方弁１５を切り換えることにより、空調装置を冷房に使用する場合には（冷房モード）、圧縮機１１→熱交換器１２→膨張弁１３→第１カスケード熱交換器１４→圧縮機１１の順に第１冷媒を循環させることが可能に、空調装置を暖房に使用する場合には（暖房モード）、圧縮機１１→第１カスケード熱交換器１４→膨張弁１３→熱交換器１２→圧縮機１１の順に逆方向に第１冷媒を循環させることが可能に構成されている。ここに、当該第１冷媒循環回路１０で使用される第１冷媒は、自然系冷媒（例えば、アンモニア（ＮＨ_３））である。

熱媒体回路３０は、上記第１カスケード熱交換器１４、第１冷却器３１及び循環用ポンプ３２からなり、第１カスケード熱交換器１４→第１冷却器３１→循環用ポンプ３２→第１カスケード熱交換器１４の順に熱媒体を循環させることが可能に構成されている。即ち、第１カスケード熱交換器１４は第１冷媒循環回路１０と熱媒体回路３０とで共有され、第１冷媒と熱媒体との間で熱交換が可能である。ここに、当該熱媒体回路３０で使用される熱媒体は、ブライン（例えば、塩化カルシウム水溶液）や水である。

冷蔵冷凍回路２は、第２冷媒循環回路２０から構成されている。
第２冷媒循環回路２０は、第２圧縮機２１、第２カスケード熱交換器２２、第２膨張装置である第２膨張弁２３及び第２冷却器２４からなり、第２圧縮機２１→第２カスケード熱交換器２２→第２膨張弁２３→第２冷却器２４→第２圧縮機２１の順に第２冷媒を循環させることが可能に構成されている。ここに、当該第２冷媒循環回路２０で使用される第２冷媒は、自然系冷媒（例えば、二酸化炭素（ＣＯ_２））である。

また、第２冷媒循環回路２０には、放熱器２５が介装されており、当該放熱器２５は、開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２冷媒の流れ方向で視て第２カスケード熱交換器２２の上流側と下流側とに切り換えて配置可能である。
そして、本発明の第１実施例に係る冷熱システムでは、第２カスケード熱交換器２２は熱媒体の流れ方向で視て第１カスケード熱交換器１４の上流側に位置して上記熱媒体回路３０に直列に介装されている。即ち、第２カスケード熱交換器２２は第２冷媒循環回路２０と熱媒体回路３０とで共有され、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換が可能である。

つまり、当該冷熱システムでは、熱媒体回路３０の熱媒体は、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒と第２冷媒循環回路２０の第２冷媒を双方と熱交換可能である。
以上のように構成された冷熱システムでは、第１冷媒循環回路１０が室外側に配置される一方、第２冷媒循環回路２０が室内側の冷蔵ショーケース（冷蔵機器）に内装され、熱媒体回路３０が第１冷却器３１を含みながら室内に配策されて冷熱システムが一体に構築されている。

なお、図中には示していないが、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０を制御するための制御装置が設けられており、これにより、空調回路１の使用状況に応じて第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０の各作動要素を制御可能である。
以下、このように構成された本発明の第１実施例に係る冷熱システムの作用効果について説明する。

図２乃至図４を参照すると、図１の冷熱システムにおいて空調回路１を冷房に使用する場合、弱暖房に使用する場合及び強暖房に使用する場合の状態図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき説明する。
夏季等における冷房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０は図２に示すように制御される。

即ち、冷房時には、四方弁１５が切り換えられて第１冷媒循環回路１０が冷房モードで作動され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の上流側に配置されて作動される。
これにより、冷房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図２にそれぞれ矢印で示すように循環する。

このように第１冷媒、熱媒体及び第２冷媒が循環すると、空調回路１では第１冷媒循環回路１０の低温の第１冷媒で熱媒体が低温化されて第１冷却器３１により室内が冷房され、冷蔵冷凍回路２では第２冷媒循環回路２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、第２カスケード熱交換器２２は熱媒体回路３０に介装されているので、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換され、第２冷媒循環回路２０の排熱が放熱器２５によって大気中に放出されるのみならず低温の熱媒体によって吸収され、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒が良好に冷却される。

即ち、冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の第２冷媒が熱媒体回路３０の熱媒体を介しつつ空調回路１の第１冷媒循環回路１０を利用して過冷却される。
この場合、空調回路１の第１冷媒循環回路１０は一般に冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０よりもＣＯＰ（成績係数）が高いことから、空調回路１の冷却能力を利用して冷凍冷蔵回路２の冷却性能を向上させることが可能である。

また、ここでは、第２カスケード熱交換器２２は第１カスケード熱交換器１４の上流側に位置して熱媒体回路３０に介装されているので、空調回路１の冷房能力を損なうことなく第２冷媒を熱媒体で冷却して冷凍冷蔵回路２の冷却性能を向上させることが可能である。
夏季と冬季の中間期のような弱暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０は図３に示すように制御される。

即ち、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０の作動が停止され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の下流側に配置されて作動される。
これにより、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒は流れず、熱媒体回路３０の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図３にそれぞれ矢印で示すように循環する。

このように第１冷媒が循環せず、熱媒体及び第２冷媒が循環すると、冷蔵冷凍回路２では第２冷媒循環回路２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、第２カスケード熱交換器２２は熱媒体回路３０に介装されており、しかも放熱器２５は第２カスケード熱交換器２２の下流側に位置しているので、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換され、第２冷媒循環回路２０の高温の排熱が熱媒体によって吸収され、高温化した熱媒体が熱媒体回路３０の第１冷却器３１を循環する。

即ち、空調回路１の熱媒体回路３０の熱媒体が冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を利用して昇温する。
従って、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０を作動させることなく、第２冷媒循環回路２０の排熱のみを熱媒体回路３０で直接利用して第１冷却器３１により室内を良好に暖房することが可能である。

冬季等における強暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０は図４に示すように制御される。
即ち、強暖房時には、四方弁１５が切り換えられて第１冷媒循環回路１０が暖房モードで作動され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の下流側に配置されて作動される。

これにより、強暖房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図４にそれぞれ矢印で示すように循環する。
このように第１冷媒、熱媒体及び第２冷媒が循環すると、空調回路１では第１冷媒循環回路１０の高温の第１冷媒で熱媒体が高温化されて第１冷却器３１により室内が暖房され、冷蔵冷凍回路２では第２冷媒循環回路２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、上記弱暖房時と同様、第２カスケード熱交換器２２は熱媒体回路３０に介装されており、しかも放熱器２５は第２カスケード熱交換器２２の下流側に位置しているので、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換され、第２冷媒循環回路２０の高温の排熱が熱媒体によって吸収され、第１冷媒循環回路１０により高温化した熱媒体がさらに高温化して熱媒体回路３０の第１冷却器３１を循環する。

即ち、空調回路１の熱媒体回路３０の熱媒体が冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を利用してさらに昇温する。
従って、強暖房時には、第１冷媒循環回路１０の作動のみならず、第２冷媒循環回路２０の排熱をも熱媒体回路３０で直接利用して第１冷却器３１により室内を良好に暖房することが可能である。

以上説明したように、本発明の第１実施例に係る冷熱システムによれば、空調回路１を冷房に使用する場合には、冷蔵冷凍回路２である第２冷媒循環回路２０の第２冷媒を熱媒体回路３０の熱媒体を介しＣＯＰ（成績係数）の比較的高い空調回路１の第１冷媒循環回路１０を利用して冷却可能であり、空調回路１を特に弱暖房に使用する場合には、冷蔵冷凍回路２である第２冷媒循環回路２０の排熱を熱媒体回路３０の熱媒体で回収して空調回路１において第１冷媒循環回路１０を作動させることなく第１冷却器３１で直接利用可能である。

これにより、空調回路１と冷蔵冷凍回路２とを一体化した冷熱システムにおいて、熱媒体回路３０を用いて安全性を向上させつつ、省エネルギ化を図ることができる。
特に、当該第１実施例に係る冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器２２は第１カスケード熱交換器１４の上流側に位置して熱媒体回路３０に直列に介装されているので、簡単な構成にして、特に空調回路を冷房に使用する場合において冷房能力を損なうことなく省エネルギ化を図ることができる。

また、第２冷媒循環回路２０において放熱器２５は第２カスケード熱交換器２２の上流側と下流側とに切り換えて配置可能であり、空調回路１を冷房に使用する場合には冷蔵冷凍回路２である第２冷媒循環回路２０において第２冷媒を放熱器２５で冷却した後さらに熱媒体回路３０の熱媒体を介し空調回路１の第１冷媒循環回路１０を利用して過冷却可能であり、空調回路１を暖房に使用する場合には放熱器２５で冷却することなく冷蔵冷凍回路２である第２冷媒循環回路２０の排熱を十分に熱媒体回路３０の熱媒体で回収して空調回路１において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

また、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０を制御装置で制御することにより、空調回路１の使用状況に応じて効率よく省エネルギ化を図ることができる。
ここで、図５を参照すると、本発明の第１実施例の変形例に係る冷熱システムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき第１実施例の変形例についても説明する。

図５に示すように、第１実施例の変形例では、上記第１実施例の構成において第１カスケード熱交換器１４をバイパスするカスケード熱交換器バイパス通路３４を切換可能に備えて熱媒体回路３０’が構成されている。
詳しくは、熱媒体回路３０’には開閉バルブ３５ａ、３５ｂが介装されており、これら開閉バルブ３５ａ、３５ｂにより流路を第１カスケード熱交換器１４側及びカスケード熱交換器バイパス通路３４側の少なくともいずれか一方に切換可能である。

以下、このように構成された第１実施例の変形例に係る冷熱システムの作用効果について簡単に説明する。
図６乃至図８を参照すると、図５の冷熱システムにおいて空調回路１を冷房に使用する場合、弱暖房に使用する場合及び強暖房に使用する場合の状態図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき簡単に説明する。なお、上記第１実施例の説明と重複する内容については説明を省略する。

夏季等における冷房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０’は図６に示すように制御される。
即ち、冷房時には、第１冷媒循環回路１０が冷房モードで作動され、熱媒体回路３０’は開閉バルブ３５ａ、３５ｂにより流路が第１カスケード熱交換器１４側に切り換えて作動され、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０’の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図６にそれぞれ矢印で示すように循環する。

夏季と冬季の中間期のような弱暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０’は図７に示すように制御される。
即ち、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０の作動が停止され、熱媒体回路３０’は開閉バルブ３５ａ、３５ｂにより流路がカスケード熱交換器バイパス通路３４側に切り換えて作動され、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０’の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図７にそれぞれ矢印で示すように循環する。

このように第１冷媒が循環せず、熱媒体が第１カスケード熱交換器１４に流れることなく循環し、第２冷媒が循環すると、冷蔵冷凍回路２では第２冷媒循環回路２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換され、第２冷媒循環回路２０の高温の排熱が熱媒体によって吸収され、高温化した熱媒体が第１カスケード熱交換器１４に流れることなく熱媒体回路３０’の第１冷却器３１を循環することとなる。

このように、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０を作動させることなく、第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換してしまうこともなく、第２冷媒循環回路２０の排熱のみを熱媒体回路３０’で直接利用して第１冷却器３１により室内を良好に暖房することが可能である。
冬季等における強暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０’は図８に示すように制御される。

即ち、強暖房時には、第１冷媒循環回路１０が暖房モードで作動され、熱媒体回路３０’は開閉バルブ３５ａ、３５ｂにより流路が第１カスケード熱交換器１４側に切り換えて作動され、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０’の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図８にそれぞれ矢印で示すように循環する。
従って、当該第１実施例の変形例に係る冷熱システムによれば、上記第１実施例と同様の作用効果を奏するとともに、特に空調回路１を弱暖房に使用する場合において、冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を熱媒体を介して第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換することなく空調回路１において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

なお、強暖房時には、開閉バルブ３５ａ、３５ｂにより流路が第１カスケード熱交換器１４側とカスケード熱交換器バイパス通路３４側との両方に切り換わるよう熱媒体回路３０’を作動させてもよい。
このようにすれば、強暖房時において、高温化した熱媒体を第１カスケード熱交換器１４とカスケード熱交換器バイパス通路３４とに分流させ、第１カスケード熱交換器１４での圧損を緩和し第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換してしまうことを抑制しつつ第１冷却器３１に循環させることが可能である。

即ち、第１カスケード熱交換器１４の圧損が小さい場合には上記の如く熱媒体を第１カスケード熱交換器１４のみに流すようにしてもよいが、第１カスケード熱交換器１４の圧損が大きい場合には熱媒体を第１カスケード熱交換器１４とカスケード熱交換器バイパス通路３４とに分流させることで、循環用ポンプ３２の負担を軽減し、ひいては圧縮機１１の負担を軽減し、第１カスケード熱交換器１４による不必要な熱交換を抑制しつつ、より効率よく省エネルギ化を図ることができる。

次に、第２実施例を説明する。
図９を参照すると、本発明の第２実施例に係る冷熱システムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、第２実施例では、上記第１実施例とは熱媒体回路３０における第２カスケード熱交換器２２の配置が異なっており、第１実施例との共通部分については説明を省略し、第１実施例と異なる部分について説明する。

図９に示すように、第２実施例では、第２カスケード熱交換器２２は第１カスケード熱交換器１４に対し直列と並列とで切換可能に熱媒体回路３０”に介装されている。
詳しくは、第２カスケード熱交換器２２は、開閉バルブ３３ａ〜３３ｃにより熱媒体の流れ方向で視て第１カスケード熱交換器１４に対し上流側に位置して直列に熱媒体回路３０”に介装される場合と並列に介装される場合とを切り換えて配置可能である。

以下、このように構成された本発明の第２実施例に係る冷熱システムの作用効果について説明する。
図１０乃至図１２を参照すると、図９の冷熱システムにおいて空調回路１を冷房に使用する場合、弱暖房に使用する場合及び強暖房に使用する場合の状態図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき説明する。

夏季等における冷房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０”は図１０に示すように制御される。
即ち、冷房時には、四方弁１５が切り換えられて第１冷媒循環回路１０が冷房モードで作動され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の上流側に配置され、熱媒体回路３０”は第２カスケード熱交換器２２が開閉バルブ３３ａ〜３３ｃにより第１カスケード熱交換器１４の上流側に直列に載置されて作動される。

これにより、冷房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０”の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図１０にそれぞれ矢印で示すように循環する。
この場合は、上記第１実施例の冷房時の場合と同じである。
これにより、冷房時には、上記同様、冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の第２冷媒が熱媒体回路３０”の熱媒体を介しつつ空調回路１の第１冷媒循環回路１０を利用して過冷却される。

夏季と冬季の中間期のような弱暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０”は図１１に示すように制御される。
即ち、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０の作動が停止され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の下流側に配置され、熱媒体回路３０”は第２カスケード熱交換器２２が開閉バルブ３３ａ〜３３ｃにより第１カスケード熱交換器１４に並列に載置され且つ熱媒体の第１カスケード熱交換器１４への流通が遮断されて作動される。

これにより、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒は流れず、熱媒体回路３０”の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図１１にそれぞれ矢印で示すように循環する。
このように第１冷媒が循環せず、熱媒体が第１カスケード熱交換器１４に流れることなく循環し、第２冷媒が循環すると、冷蔵冷凍回路２では第２冷媒循環回路２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、第２カスケード熱交換器２２は熱媒体回路３０”に介装されており、しかも放熱器２５は第２カスケード熱交換器２２の下流側に位置しているので、第２冷媒と熱媒体との間で熱交換され、第２冷媒循環回路２０の高温の排熱が熱媒体によって吸収され、高温化した熱媒体が第１カスケード熱交換器１４に流れることなく熱媒体回路３０”の第１冷却器３１を循環する。

即ち、空調回路１の熱媒体回路３０”の熱媒体が冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を利用して良好に昇温する。
従って、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１０を作動させることなく、第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換してしまうこともなく、第２冷媒循環回路２０の排熱のみを熱媒体回路３０”で直接利用して第１冷却器３１により室内を良好に暖房することが可能である。

冬季等における強暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１０、第２冷媒循環回路２０及び熱媒体回路３０”は図１２に示すように制御される。
即ち、強暖房時には、四方弁１５が切り換えられて第１冷媒循環回路１０が暖房モードで作動され、第２冷媒循環回路２０は放熱器２５が開閉バルブ２６ａ〜２６ｆにより第２カスケード熱交換器２２の下流側に配置され、熱媒体回路３０”は開閉バルブ３３ａ〜３３ｃにより第２カスケード熱交換器２２が第１カスケード熱交換器１４に並列に載置されて作動される。

これにより、強暖房時には、第１冷媒循環回路１０の第１冷媒、熱媒体回路３０”の熱媒体、第２冷媒循環回路２０の第２冷媒は、各々図１２にそれぞれ矢印で示すように循環し、第２カスケード熱交換器２２が第１カスケード熱交換器１４に対し並列であるものの、上記同様、空調回路１の熱媒体回路３０”の熱媒体が冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を利用してさらに昇温する。

従って、強暖房時には、第１冷媒循環回路１０の作動のみならず、やはり第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換してしまうこともなく、第２冷媒循環回路２０の排熱をも熱媒体回路３０”で直接利用して第１冷却器３１により室内を良好に暖房することが可能である。
このように、本発明の第２実施例に係る冷熱システムにおいても、空調回路１と冷蔵冷凍回路２とを一体化した冷熱システムにおいて、熱媒体回路３０”を用いて安全性を向上させつつ、省エネルギ化を図ることができる。

そして、当該第２実施例に係る冷熱システムによれば、第２カスケード熱交換器２２は第１カスケード熱交換器１４に対し上流側に位置して直列に熱媒体回路３０”に介装される場合と並列に介装される場合とを切り換えて配置可能であるので、特に空調回路１を暖房に使用する場合において、第２カスケード熱交換器２２を第１カスケード熱交換器１４に対し並列とすることで熱媒体の第１カスケード熱交換器１４への流通を遮断可能にして冷凍冷蔵回路２の第２冷媒循環回路２０の排熱を熱媒体を介して第１カスケード熱交換器１４で不必要に熱交換することなく空調回路１において利用可能であり、効率よく省エネルギ化を図ることができる。

次に、第３実施例を説明する。
図１３を参照すると、本発明の第３実施例に係る冷熱システムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。
同図に示すように、本発明に係る冷熱システムは、大きくは空調回路１０１と冷蔵冷凍回路１０２とが一体をなすように構成されている。

空調回路１０１は、第１冷媒循環回路１１０と熱媒体回路１３０と熱媒体回路１４０とから構成されている。
第１冷媒循環回路１１０は、第１圧縮機１１１、熱交換器１１２、第１膨張装置である第１膨張弁１１３及び第１カスケード熱交換器１１４及び四方弁１１５からなり、四方弁１１５を切り換えることにより、空調装置を冷房に使用する場合には（冷房モード）、圧縮機１１１→熱交換器１１２→膨張弁１１３→第１カスケード熱交換器１１４→圧縮機１１１の順に第１冷媒を循環させることが可能に、空調装置を暖房に使用する場合には（暖房モード）、圧縮機１１１→第１カスケード熱交換器１１４→膨張弁１１３→熱交換器１１２→圧縮機１１１の順に逆方向に第１冷媒を循環させることが可能に構成されている。ここに、当該第１冷媒循環回路１１０で使用される第１冷媒は、上記同様、自然系冷媒（例えば、アンモニア（ＮＨ_３））である。

また、第１冷媒循環回路１１０には、開閉バルブ１１８ａ〜１１８ｄにより切り換えることで熱交換器１１２と置換可能にして熱交換器１１６が介装されている。
熱媒体回路１３０は、上記第１カスケード熱交換器１１４、第１冷却器１３１及び循環用ポンプ１３２からなり、第１カスケード熱交換器１１４→第１冷却器１３１→循環用ポンプ１３２→第１カスケード熱交換器１１４の順に熱媒体を循環させることが可能に構成されている。即ち、第１カスケード熱交換器１１４は第１冷媒循環回路１１０と熱媒体回路１３０とで共有され、第１冷媒と熱媒体回路１３０の熱媒体との間で熱交換が可能である。ここに、当該熱媒体回路１３０で使用される熱媒体は、ブライン（例えば、塩化カルシウム水溶液）や水である。

熱媒体回路１４０は、上記熱交換器１１６及び循環用ポンプ１４２からなり、熱交換器１１６→循環用ポンプ１４２→熱交換器１１６の順に熱媒体を循環させることが可能に構成されている。即ち、熱交換器１１６は第１冷媒循環回路１１０と熱媒体回路１４０とで共有され、第１冷媒と熱媒体回路１４０の熱媒体との間で熱交換が可能である。ここに、当該熱媒体回路１４０で使用される熱媒体は、上記同様、ブライン（例えば、塩化カルシウム水溶液）や水である。

冷蔵冷凍回路１０２は、第２冷媒循環回路１２０から構成されている。
第２冷媒循環回路１２０は、第２圧縮機１２１、第２カスケード熱交換器１２２、第２膨張装置である第２膨張弁１２３及び第２冷却器１２４からなり、第２圧縮機１２１→第２カスケード熱交換器１２２→第２膨張弁１２３→第２冷却器１２４→第２圧縮機１２１の順に第２冷媒を循環させることが可能に構成されている。ここに、当該第２冷媒循環回路１２０で使用される第２冷媒は、自然系冷媒（例えば、二酸化炭素（ＣＯ_２））である。

また、第２冷媒循環回路１２０には、放熱器１２５が介装されており、開閉バルブ１２６ａ、１２６ｂにより流路を放熱器１２５側と放熱器バイパス通路１２７側とに切り換えることで当該放熱器１２５への第２冷媒の流通と遮断を選択可能である。
そして、本発明の第３実施例に係る冷熱システムでは、第２カスケード熱交換器１２２は、開閉バルブ１３３ａ〜１３３ｄにより熱媒体回路１４０に介装される場合と熱媒体の流れ方向で視て第１カスケード熱交換器１１４に対し上流側に位置して直列に熱媒体回路１３０に介装される場合とを切り換えて配置可能である。即ち、第２カスケード熱交換器１２２は第２冷媒循環回路１２０と熱媒体回路１３０または熱媒体回路１４０とで共有され、第２冷媒と各熱媒体との間で熱交換が可能である。

以上のように構成された冷熱システムでは、第１冷媒循環回路１１０が室外側に配置される一方、第２冷媒循環回路１２０が室内側の冷蔵ショーケース（冷蔵機器）に内装され、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０が第１冷却器１３１を含みながら室内に配策されて冷熱システムが一体に構築されている。
なお、図中には示していないが、第１冷媒循環回路１１０、第２冷媒循環回路１２０、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０を制御するための制御装置が設けられており、これにより、空調回路１０１の使用状況に応じて第１冷媒循環回路１１０、第２冷媒循環回路１２０、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０の各作動要素を制御可能である。

以下、このように構成された本発明の第３実施例に係る冷熱システムの作用効果について説明する。
図１４乃至図１６を参照すると、図１３の冷熱システムにおいて空調回路１０１を冷房に使用する場合、弱暖房に使用する場合及び強暖房に使用する場合の状態図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき説明する。

夏季等における冷房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１１０、第２冷媒循環回路１２０、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０は図１４に示すように制御される。
即ち、冷房時には、四方弁１１５が切り換えられて第１冷媒循環回路１１０が冷房モードで作動され、第２冷媒循環回路１２０は放熱器１２５が開閉バルブ１２６ａ、１２６ｂにより第２カスケード熱交換器１２２の上流側に配置され、熱媒体回路１３０は第２カスケード熱交換器１２２が開閉バルブ１３３ａ〜１３３ｄにより第１カスケード熱交換器１１４の上流側に直列に載置されて作動される。

これにより、冷房時には、第１冷媒循環回路１１０の第１冷媒、熱媒体回路１３０の熱媒体、第２冷媒循環回路１２０の第２冷媒は、各々図１４にそれぞれ矢印で示すように循環する。
この場合は、上記第１、２実施例の冷房時の場合と同じである。
これにより、冷房時には、上記同様、冷凍冷蔵回路１０２の第２冷媒循環回路１２０の第２冷媒が熱媒体回路１３０の熱媒体を介しつつ空調回路１０１の第１冷媒循環回路１１０を利用して過冷却される。

夏季と冬季の中間期のような弱暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１１０、第２冷媒循環回路１２０、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０は図１５に示すように制御される。
即ち、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１１０の作動が停止され、第２冷媒循環回路１２０は流路が開閉バルブ１２６ａ、１２６ｂにより放熱器バイパス通路１２７側に切り換えられて放熱器１２５への第２冷媒の流通が遮断されて作動され、熱媒体回路１３０は第２カスケード熱交換器１２２が開閉バルブ１３３ａ〜１３３ｄにより第１カスケード熱交換器１１４の上流側に直列に載置されて作動される。

これにより、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１１０の第１冷媒は流れず、熱媒体回路１３０の熱媒体、第２冷媒循環回路１２０の第２冷媒は、各々図１５にそれぞれ矢印で示すように循環する。
この場合は、上記第１実施例の弱暖房時の場合と同じである。
これにより、弱暖房時には、第１冷媒循環回路１１０を作動させることなく、第２冷媒循環回路１２０の排熱のみを熱媒体回路１３０で直接利用して第１冷却器１３１により室内を良好に暖房することが可能である。

冬季等における強暖房時には、制御装置により、第１冷媒循環回路１１０、第２冷媒循環回路１２０、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０は図１６に示すように制御される。
即ち、強暖房時には、第１冷媒循環回路１１０は四方弁１１５が切り換えられて暖房モードで作動されるとともに開閉バルブ１１８ａ〜１１８ｄにより熱交換器１１６が選択されて作動され、第２冷媒循環回路１２０は流路が開閉バルブ１２６ａ、１２６ｂにより放熱器バイパス通路１２７側に切り換えられて放熱器１２５への第２冷媒の流通が遮断されて作動され、熱媒体回路１３０及び熱媒体回路１４０は開閉バルブ１３３ａ〜１３３ｄにより第２カスケード熱交換器１２２と第１カスケード熱交換器１１４が熱交換器１１６から第１冷媒循環回路１１０を経て間接的に直列をなすようにして作動される。

これにより、強暖房時には、第１冷媒循環回路１１０の第１冷媒、熱媒体回路１３０の熱媒体、熱媒体回路１４０の熱媒体及び第２冷媒循環回路１２０の第２冷媒は、各々図１６にそれぞれ矢印で示すように循環する。
このように第１冷媒、熱媒体回路１３０の熱媒体、熱媒体回路１４０の熱媒体及び第２冷媒が循環すると、空調回路１０１では第１冷媒循環回路１１０の高温の第１冷媒で熱媒体回路１３０の熱媒体が高温化されて第１冷却器１３１により室内が暖房され、冷蔵冷凍回路１０２では第２冷媒循環回路１２０により冷蔵ショーケース（冷蔵機器）内が良好に冷却されることになるが、この際、第２冷媒循環回路１２０の高温の排熱が熱媒体回路１４０の熱媒体から第１冷媒循環回路１１０の第１冷媒を経て熱媒体回路１３０の熱媒体によって吸収され、第１冷媒循環回路１１０により高温化した熱媒体がさらに高温化して熱媒体回路１３０の第１冷却器１３１を循環する。

従って、上記第１、２実施例の場合と同様、強暖房時には、第１冷媒循環回路１１０の作動のみならず、第２冷媒循環回路１２０の排熱をも熱媒体回路１３０で利用して第１冷却器１３１により室内を良好に暖房することが可能である。
このように、本発明の第３実施例に係る冷熱システムにおいても、空調回路１０１と冷蔵冷凍回路１０２とを一体化した冷熱システムにおいて、熱媒体回路１３０を用いて安全性を向上させつつ、省エネルギ化を図ることができる。

次に、第４実施例を説明する。
図１７を参照すると、本発明の第４実施例に係る冷熱システムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき説明する。なお、第４実施例は上記第１〜３実施例に共通するものであって、図１７は当該第４実施例に係る部分のみが示されている。
同図に示すように、第４実施例では、第３冷媒が循環する第３冷媒循環回路５０と、熱媒体が第２冷媒循環回路２０、１２０の第２冷媒及び第３冷媒循環回路５０の第３冷媒と熱交換を行いつつ循環する第２熱媒体回路６０とを備えて構成されている。

ここでは、第２熱媒体回路６０は、例えば冷凍ショーケース（冷凍機器）に内装されており、第３冷媒循環回路５０は、例えば冷蔵ショーケース（冷蔵機器）を通るように配策されている。
このように、空調回路１、１０１と第２冷媒循環回路２０、１２０及び第３冷媒循環回路５０の複数の冷蔵冷凍回路を一体化した冷熱システムであっても、上記第１〜３実施例に示したと同様、熱媒体回路３０、３０’、３０”、１３０、１４０や第２熱媒体回路６０を用いて安全性を向上させつつ省エネルギ化を図ることができる。

以上で本発明に係る冷熱システムの実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、第１、２実施例においては、第２冷媒循環回路２０において放熱器２５を第２カスケード熱交換器２２の上流側と下流側とに切り換えて配置可能に構成したが、第１、２実施例において第３実施例に示したような流路を放熱器１２５側と放熱器バイパス通路１２７側とに切り換える第２冷媒循環回路１２０を適用するようにしてもよく、逆に、第３実施例において第１、２実施例に示したような放熱器２５を第２カスケード熱交換器２２の上流側と下流側とに切り換える第２冷媒循環回路２０を適用するようにしてもよい。

本発明の第１実施例に係る冷熱システムの概略構成図である。 第１実施例に係る冷熱システムの冷房時の状態を示す図である。 第１実施例に係る冷熱システムの弱暖房時の状態を示す図である。 第１実施例に係る冷熱システムの強暖房時の状態を示す図である。 本発明の第１実施例の変形例に係る冷熱システムの概略構成図である。 第１実施例の変形例に係る冷熱システムの冷房時の状態を示す図である。 第１実施例の変形例に係る冷熱システムの弱暖房時の状態を示す図である。 第１実施例の変形例に係る冷熱システムの強暖房時の状態を示す図である。 本発明の第２実施例に係る冷熱システムの概略構成図である。 第２実施例に係る冷熱システムの冷房時の状態を示す図である。 第２実施例に係る冷熱システムの弱暖房時の状態を示す図である。 第２実施例に係る冷熱システムの強暖房時の状態を示す図である。 本発明の第３実施例に係る冷熱システムの概略構成図である。 第３実施例に係る冷熱システムの冷房時の状態を示す図である。 第３実施例に係る冷熱システムの弱暖房時の状態を示す図である。 第３実施例に係る冷熱システムの強暖房時の状態を示す図である。 本発明の第４実施例に係る冷熱システムの概略構成図である。

符号の説明

１、１０１ 空調回路
２、１０２ 冷蔵冷凍回路
１０、１１０ 第１冷媒循環回路
１４、１１４ 第１カスケード熱交換器
１５、１１５ 四方弁
２０、１２０ 第２冷媒循環回路
２２、１２２ 第２カスケード熱交換器
２５、１２５ 放熱器
２６ａ〜２６ｆ 開閉バルブ
３０、３０’、３０”、１３０、１４０ 熱媒体回路
３１ 第１冷却器
３３ａ〜３３ｃ 開閉バルブ
３４ カスケード熱交換器バイパス通路
３５ａ、３５ｂ 開閉バルブ
５０ 第３冷媒循環回路
６０ 第２熱媒体回路

Claims (21)

1. 第１圧縮機、熱交換器、第１膨張装置及び第１カスケード熱交換器が順に配設され、第１冷媒が相変化しつつ循環する第１冷媒循環回路、及び、前記第１カスケード熱交換器と第１冷却器との間に設けられ、熱媒体が前記第１冷媒と熱交換を行いつつ循環する熱媒体回路からなる空調回路と、
   第２圧縮機、第２カスケード熱交換器、第２膨張装置及び第２冷却器が順に配設され、第２冷媒が相変化しつつ循環する第２冷媒循環回路とを備え、
   前記第２カスケード熱交換器は、前記第２冷媒が前記熱媒体と熱交換するよう前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする冷熱システム。
2. 前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列に前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする、請求項１記載の冷熱システム。
3. 前記第２カスケード熱交換器は、前記熱媒体の流れ方向で視て前記第１カスケード熱交換器の上流側に位置して前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする、請求項２記載の冷熱システム。
4. 前記熱媒体回路は、前記第１カスケード熱交換器をバイパスするカスケード熱交換器バイパス通路を切換可能に備えることを特徴とする、請求項２または３記載の冷熱システム。
5. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の冷熱システム。
6. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする、請求項５記載の冷熱システム。
7. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする、請求項４記載の冷熱システム。
8. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする、請求項７記載の冷熱システム。
9. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器及び前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする、請求項７記載の冷熱システム。
10. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の冷熱システム。
11. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
    該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする、請求項１０記載の冷熱システム。
12. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする、請求項４記載の冷熱システム。
13. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
    該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする、請求項１２記載の冷熱システム。
14. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
    該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記熱媒体を前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記熱媒体を前記第１カスケード熱交換器及び前記カスケード熱交換器バイパス通路に流し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする、請求項１２記載の冷熱システム。
15. 前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列と並列とで切換可能に前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする、請求項１記載の冷熱システム。
16. 前記第２カスケード熱交換器は、前記第１カスケード熱交換器に対し直列であるとき、前記熱媒体の流れ方向で視て前記第１カスケード熱交換器の上流側に位置して前記熱媒体回路に介装されていることを特徴とする、請求項１５記載の冷熱システム。
17. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側に位置して放熱器が設けられるとともに該放熱器をバイパスする放熱器バイパス通路が切換可能に設けられていることを特徴とする、請求項１５または１６記載の冷熱システム。
18. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
    該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ前記第２冷媒を前記放熱器へ流し、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列にして前記熱媒体の前記第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流し、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ前記第２冷媒を前記放熱器バイパス通路へ流すことを特徴とする、請求項１７記載の冷熱システム。
19. 前記第２冷媒循環回路には、前記第２冷媒の流れ方向で視て前記第２カスケード熱交換器の上流側と下流側とで切換可能に放熱器が設けられていることを特徴とする、請求項１５または１６記載の冷熱システム。
20. さらに、前記空調回路の作動及び前記第２冷媒循環回路の作動を制御する制御手段を備え、
    該制御手段は、前記空調回路を冷房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を冷房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し直列とし且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の上流側に切り換え、弱暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を停止させるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列にして前記熱媒体の前記第１カスケード熱交換器への流通を遮断し且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換え、強暖房に使用するときには前記第１冷媒循環回路を暖房モードに切り換えるとともに前記第２カスケード熱交換器を前記第１カスケード熱交換器に対し並列とし且つ前記放熱器を前記第２カスケード熱交換器の下流側に切り換えることを特徴とする、請求項１９記載の冷熱システム。
21. さらに、第３圧縮機、第３カスケード熱交換器、第３膨張装置及び第３冷却器が順に配設され、第３冷媒が相変化しつつ循環する第３冷媒循環回路と、
    前記第２冷媒循環回路の前記第２冷却器と前記第３カスケード熱交換器との間に設けられ、熱媒体が前記第２冷媒及び前記第３冷媒と熱交換を行いつつ循環する第２熱媒体回路とを備えることを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか記載の冷熱システム。

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