(57)【要約】【課題】給湯温度を高くする場合でも、冷凍能力不足を発生させず、運転させることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】圧縮機１１と、低段吐出口１３からの吐出冷媒を冷却するインタークーラ２３と、高段吐出口１５からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラ２４と、主ガスクーラ２４通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラ２５と、を備え、水配管４０が、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４の順に順次直列に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、
前記冷凍装置の入口を通じて低段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して低段吐出口から吐出し、再度高段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して高段吐出口から吐出する圧縮機と、
前記低段吐出口からの吐出冷媒を冷却するインタークーラと、
前記高段吐出口からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラと、
前記主ガスクーラ通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラと、を備え、
前記水配管が、前記補助ガスクーラ、前記インタークーラ、前記主ガスクーラの順に順次直列に接続されていることを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記インタークーラと前記主ガスクーラの間の前記水配管の中途部に分岐部を設け、前記補助ガスクーラより上流側の前記水配管に合流部を設け、
前記分岐部で分岐し、前記主ガスクーラに水を供給する主流路と、
前記分岐部で分岐し、前記主ガスクーラをバイパスして流れた水を外部放熱装置に通過させた後に前記合流部に合流させる主ガスクーラバイパス流路と、
前記主流路と前記主ガスクーラバイパス流路を流れる水の流量を調整する流量調整機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記主ガスクーラより下流側の前記水配管に第２の分岐部を設け、
前記主ガスクーラバイパス流路の前記外部放熱装置より上流側の前記主ガスクーラバイパス流路に第２の合流部を設け、
前記第２の分岐部で分岐し、前記第２の合流部に合流する水を流す第１バイパス流路と、
前記第２の分岐部で分岐し、給湯用の水を流す給湯流路と、
前記第１バイパス流路上で前記第１バイパス流路を流れる水の流量を制御する第１バイパス制御弁と、
前記給湯流路上で前記給湯流路を流れる水の流量を制御する給湯制御弁とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第３の分岐部を設け、前記主ガスクーラバイパス流路の前記外部放熱装置より上流側に第３の合流部を設け、
前記第３の分岐部で分岐し、前記第３の合流部に合流する水を流す第２バイパス流路と、
前記第２バイパス流路上で前記第２バイパス流路を流れる水の流量を制御する第２バイパス制御弁とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第４の分岐部を設け、
前記補助ガスクーラより上流側の前記水配管に第４の合流部を設け、
前記第４の分岐部で分岐し、分岐して流れた水を外部放熱装置に通過させた後に前記第４の合流部に合流させる第４バイパス流路と、
前記第４バイパス流路上で前記第４バイパス流路を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記主ガスクーラの下流側に第５の分岐部を設け、前記第４バイパス流路の前記外部放熱装置より上流側の前記第４バイパス流路に第５の合流部を設け、
前記第５の分岐部で分岐し、前記第５の合流部に合流する水を流す第５バイパス流路と、
前記第５バイパス流路上で前記第５バイパス流路を流れる水の流量を制御する第５バイパス制御弁とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の冷凍装置。
【請求項７】
前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第６の分岐部を設け、前記インタークーラと前記主ガスクーラとの間の前記水配管に第６の合流部を設け、
前記第６の分岐部で分岐し、前記第６の合流部に合流する水を流す第６バイパス流路と、
前記第６バイパス流路上で前記第６バイパス流路を流れる水の流量を制御する第６バイパス制御弁とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項８】
前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第７の分岐部を設け、前記主ガスクーラの下流側の前記水配管に第７の合流部を設け、
前記第７の分岐部で分岐し、前記第７の合流部に合流する水を流す第７バイパス流路と、
前記第７バイパス流路上で前記第７バイパス流路を流れる水の流量を制御する第７バイパス制御弁とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記主ガスクーラより下流側の前記水配管上に給湯用の水の温度を検知する給湯温度センサと、前記給湯温度センサにより検出される給湯温度に基づいて前記流量調整機構または、前記第１バイパス制御弁または、前記第４バイパス制御弁または、前記第５バイパス制御弁の少なくとも一つを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記給湯温度センサが検知した温度と、給湯の温度とに基づいて前記主ガスクーラを流れる水の流量を制御することを特徴とする請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記補助ガスクーラと前記インタークーラの間の前記水流路に給水用ポンプを備えていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
前記インタークーラと前記主ガスクーラの間の前記水流路に給水用ポンプを備えていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１２】
前記冷媒として二酸化炭素冷媒を用いることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍装置に係り、特に、給湯により排熱回収を行うことのできる冷凍装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、スーパーマーケットなどの大型店舗においては、多くの冷凍ショーケースや冷蔵ショーケースが設置され、これらのショーケースを冷凍機で運転する冷凍装置が多く用いられている。
【０００３】
このような冷凍装置として、従来、例えば、インタークーラ、ガスクーラに水配管が並列に接続され、それぞれに供給された冷却水で、インタークーラでは低段側圧縮機構からの吐出冷媒との間で熱交換を行い、ガスクーラでは高段側圧縮機構からの吐出冷媒との間で熱交換を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９４７１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の技術においては、給湯温度を高くするためには、インタークーラおよびガスクーラの水配管を流れる水の流量を減らす必要があった。そのため、水の流量を減らすことにより熱交換性能が低下し、インタークーラおよびガスクーラで冷媒の放熱不足が発生し、ガスクーラの出口側の冷媒温度が高くなり、その結果、冷凍装置の冷凍能力が不足してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、給湯温度を高くする場合でも、冷凍能力不足が発生せず、運転することができる冷凍装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、前記冷凍装置の入口を通じて低段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して低段吐出口から吐出し、再度高段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して高段吐出口から冷媒を吐出する圧縮機と、前記低段吐出口からの吐出冷媒を冷却するインタークーラと、前記高段吐出口からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラと、前記主ガスクーラ通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラと、を備え、前記水配管が、前記補助ガスクーラ、前記インタークーラ、前記主ガスクーラの順に順次直列に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
これによれば、水配管の水を補助ガスクーラ、インタークーラ、主ガスクーラの順に流すことにより、補助ガスクーラに送られた水が、内部の冷媒温度の低い補助ガスクーラ、インタークーラ、主ガスクーラの順に供給されるため、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができるため、給湯温度を高くする場合でも、水の流量を減らす量を抑えて、給湯温度を高くすることができる。また、インタークーラおよびガスクーラにおいて、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置の冷凍能力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施の形態における冷凍装置の冷媒回路図
【図２】第２実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図３】第３実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図４】第４実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図５】第５実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図６】第５実施の形態の動作を示すフローチャート
【図７】第６実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図８】第６実施の形態の冷凍装置の動作を示すフローチャート
【図９】第６実施の形態の冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャート
【図１０】第６実施の形態の給湯温度制御の動作を示すフローチャート
【図１１】第６実施の形態の冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャート
【図１２】第７実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図１３】第７実施の形態の冷凍装置の動作を示すフローチャート
【図１４】第７実施の形態の冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャート
【図１５】第７実施の形態の給湯温度制御の動作を示すフローチャート
【図１６】第７実施の形態の冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャート
【図１７】第８実施の形態を示すガスクーラユニットの回路図
【図１８】第８実施の形態の冷凍装置の動作を示すフローチャート
【図１９】第８実施の形態の冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャート
【図２０】第８実施の形態の給湯温度制御の動作を示すフローチャート
【図２１】第８実施の形態の冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、前記冷凍装置の入口を通じて低段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して低段吐出口から吐出し、再度高段吸込口から吸入された冷媒を圧縮して高段吐出口から吐出する圧縮機と、前記低段吐出口からの吐出冷媒を冷却するインタークーラと、前記高段吐出口からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラと、前記主ガスクーラ通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラと、を備え、前記水配管が、前記補助ガスクーラ、前記インタークーラ、前記主ガスクーラの順に順次直列に接続されている。
【００１２】
これによれば、水配管の水を補助ガスクーラ、インタークーラ、主ガスクーラの順に流すことにより、補助ガスクーラに送られた水が、内部の冷媒温度の低い補助ガスクーラ、インタークーラ、主ガスクーラの順に供給されるため、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。そのため、給湯温度を高くする場合でも、水の流量を減らす量を抑えて、給湯温度を高くすることができる。また、インタークーラおよびガスクーラにおいて、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置の冷凍能力を維持することができる。
【００１３】
第２の発明は、前記インタークーラと前記主ガスクーラの間の前記水配管の中途部に分岐部を設け、前記補助ガスクーラより上流側の前記水配管に合流部を設け、前記分岐部で分岐し、前記主ガスクーラに水を供給する主流路と、前記分岐部で分岐し、前記主ガスクーラをバイパスして流れた水を外部放熱装置に通過させた後に前記合流部に合流させる主ガスクーラバイパス流路と、前記主流路と前記主ガスクーラバイパス流路を流れる水の流量を調整する流量調整機構とを備えている。
【００１４】
これによれば、流量調整機構によりインタークーラを通過した後の水の一部を主ガスクーラバイパス流路に流すことにより、主ガスクーラにおける冷媒と水との熱交換量を調整することができ、給湯温度を調整することができる。また、給湯温度を高くするために、主流路の水の流量の調整が必要な時も、余分な水は、流量調整機構を介して主ガスクーラバイパス流路を通り、外部放熱装置で放熱された水が補助ガスクーラの上流側の水配管に戻されるため、補助ガスクーラの上流側の水の温度も上昇せずに、補助ガスクーラにおいて、冷媒と水との十分な熱交換を行うことができる。その結果、冷媒の放熱不足が発生せず、冷凍装置の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置の冷凍能力を維持することができる。
【００１５】
第３の発明は、前記主ガスクーラより下流側の前記水配管に第２の分岐部を設け、前記主ガスクーラバイパス流路の前記外部放熱装置より上流側の前記主ガスクーラバイパス流路に第２の合流部を設け、前記第２の分岐部で分岐し、前記第２の合流部に合流する水を流す第１バイパス流路と、前記第２の分岐部で分岐し、給湯用の水を流す給湯流路と、前記第１バイパス流路上で前記第１バイパス流路を流れる水の流量を制御する第１バイパス制御弁と、前記給湯流路上で前記給湯流路を流れる水の流量を制御する給湯制御弁とを備えている。
【００１６】
これによれば、主ガスクーラバイパス流路および第１バイパス流路を流れる水の流量を調整することにより、水配管を流れる水を外部放熱装置を介して補助ガスクーラの上流側の水配管に戻す量を調整することができ、主ガスクーラを通過し、熱交換した後の水も外部放熱装置に送ることができるため、第２の発明よりも、冷媒と水との間の熱交換のための伝熱面積をより多く確保することができ、より高効率の冷凍装置の運転が可能となる。
また、冷凍装置の出口側の冷媒温度を低くすることができるため、給湯温度を高くする時も、冷凍装置の冷凍能力不足を発生させず、運転させることができる。
また、給湯温度が高くなり、給湯流路の水の流量の調整が必要な時も、第１バイパス流路を通じて水を流し、外部放熱装置で外部に放熱し続けることにより、冷凍装置の運転を継続し続けることができる。
【００１７】
第４の発明は、前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第３の分岐部を設け、前記主ガスクーラバイパス流路の前記外部放熱装置より上流側に第３の合流部を設け、前記第３の分岐部で分岐し、前記第３の合流部に合流する水を流す第２バイパス流路と、前記第２バイパス流路上で前記第２バイパス流路を流れる水の流量を制御する第２バイパス制御弁とを備えている。
【００１８】
これによれば、流量調整機構および第２バイパス制御弁の調整により、補助ガスクーラ、インタークーラ、主ガスクーラのそれぞれに流れる水の流量を個別に調整することができる。そのため、個別の水の流量調整によっても、冷凍サイクルの運転条件の調整を行うことができ、より高効率な冷凍装置の運転が可能となる。
また、冷凍装置の出口側の冷媒温度を低くすることができるため、給湯温度を高くする時も、冷凍装置の冷凍能力不足が発生せず、運転することができる。
また、給湯温度が高くなり、主流路の水の流量の調整が必要な時も、第２バイパス流路を通じて水を流し、外部放熱装置で外部に放熱し続けることにより、冷凍装置の運転を継続し続けることができる。
【００１９】
第５の発明は、前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第４の分岐部を設け、前記補助ガスクーラより上流側の前記水配管に前記第４の合流部を設け、前記第４の分岐部で分岐し、分岐して流れた水を外部放熱装置に通過させた後に前記第４の合流部に合流させる第４バイパス流路と、前記第４バイパス流路上で前記第４バイパス流路を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁とを備えている。
これによれば、第４バイパス制御弁の制御により、補助ガスクーラに流れる水の流量とは別に、インタークーラ、主ガスクーラに流れる水の流量を個別に制御することが可能となる。そのため、補助ガスクーラを流れる水の流量を制御することで冷凍装置の冷凍能力を調整しつつ、主ガスクーラを流れる水の流量を制御することで給湯温度の調整を行うことができる。
【００２０】
第６の発明は、前記主ガスクーラの下流側に第５の分岐部を設け、前記第４バイパス流路の前記外部放熱装置より上流側の前記第４バイパス流路に第５の合流部を設け、前記第５の分岐部で分岐し、前記第５の合流部に合流する水を流す第５バイパス流路と、前記第５バイパス流路上で前記第５バイパス流路を流れる水の流量を制御する第５バイパス制御弁とを備えている。
これによれば、第５バイパス制御弁の開度を制御することにより、第５バイパス流路を流れる水の流量を制御することができる。そして、主ガスクーラの下流側において、水を外部放熱装置に戻すことにより、給湯に用いられない熱も外部放熱装置により放熱することができ、外部に熱を放熱し続けることにより冷凍装置の運転を継続することができる。
【００２１】
第７の発明は、前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第６の分岐部を設け、前記インタークーラと前記主ガスクーラとの間の前記水配管に第６の合流部を設け、前記第６の分岐部で分岐し、前記第６の合流部に合流する水を流す第６バイパス流路と、前記第６バイパス流路上で前記第６バイパス流路を流れる水の流量を制御する第６バイパス制御弁とを備えている。
これによれば、第６バイパス制御弁の開度を制御することにより、補助ガスクーラから第６バイパス流路に流れる水の流量を制御することができる。そして、インタークーラ、主ガスクーラ、補助ガスクーラをユニットとして備えたガスクーラユニットの水流路を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラをバイパスして主ガスクーラに水を流すことにより、ガスクーラユニットの水流路での圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプの入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、水の流量が多くなる設定に変わった場合にも高効率での運転を行うことができる。
【００２２】
第８の発明は、前記補助ガスクーラと前記インタークーラとの間の前記水配管に第７の分岐部を設け、前記主ガスクーラの下流側の前記水配管に第７の合流部を設け、前記第７の分岐部で分岐し、前記第７の合流部に合流する水を流す第７バイパス流路と、前記第７バイパス流路上で前記第７バイパス流路を流れる水の流量を制御する第７バイパス制御弁とを備えている。
これによれば、第７バイパス制御弁の開度を制御することにより、補助ガスクーラから第７バイパス流路に流れる水の流量を制御することができる。そして、ガスクーラユニットの水流路を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラをバイパスして主ガスクーラに水を流すことにより、ガスクーラユニットの水流路での圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプの入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、ガスクーラユニットを流れる水の流量が多くなる設定に変わった場合にも高効率な運転を行うことができる。
【００２３】
第９の発明は、前記主ガスクーラより下流側の前記水配管上に給湯用の水の温度を検知する給湯温度センサと、前記給湯温度センサにより検出される給湯温度に基づいて前記流量調整機構または、前記第１バイパス制御弁または、前記第４バイパス制御弁または、前記第５バイパス制御弁の少なくとも一つを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記給湯温度センサが検知した温度と、給湯の設定温度とに基づいて前記主ガスクーラを流れる水の流量を制御する。
【００２４】
これによれば、設定温度と実際の水の温度の差に基づいて、主ガスクーラを流れる水の流量を制御することができ、給湯温度の調整を行うことができる。また、インタークーラ、主ガスクーラおよび補助ガスクーラにおいて冷媒の放熱不足も発生せず、冷凍装置の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置の冷凍能力を維持した運転が可能となる。
【００２５】
第１０の発明は、前記補助ガスクーラと前記インタークーラの間の前記水流路に給水用ポンプを備えている。
これによれば、給水用ポンプが補助ガスクーラの下流側の水流路にあるため、給水用ポンプで発生した熱により補助ガスクーラに入る水の温度が上がるのを防ぎ、補助ガスクーラの入水温度を下げることができ、より高い冷凍能力を得るとともに、給水用ポンプで発生した熱量を水の昇温に利用することができる。
【００２６】
第１１の発明は、前記インタークーラと前記主ガスクーラの間の前記水流路に給水用ポンプを備えている。
これによれば、給水用ポンプが補助ガスクーラの下流側の水流路にあるため、給水用ポンプで発生した熱により補助ガスクーラに入る水の温度が上がるのを防ぎ、補助ガスクーラの入水温度を下げることができ、より高い冷凍能力を得ることができる。さらに、給水用ポンプがインタークーラの下流側にあるため、インタークーラの入水温度も下げることができ、インタークーラでもより低温での冷媒冷却が可能となり、より高効率の運転条件で運転させることができ、また、給水用ポンプで発生した熱量を水の昇温に利用することができる。
【００２７】
第１２の発明は、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる。
これによれば、二酸化炭素冷媒の特性を活かして、高温給湯できる給湯モードと、冷凍機の効率を重視した冷凍モードを切り替えることで、より省エネ性および環境性を向上することができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る冷凍装置の第１実施の形態を示す冷凍サイクルの回路図である。
図１に示すように、冷凍装置１は、冷凍装置１から送られる冷媒により冷却される冷却機器（図示せず）に接続されるものであり、冷却機器は、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置され、陳列された冷蔵・冷凍商品を冷却するショーケースなどである。
また、本実施形態においては、冷凍装置１は、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）が臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素を冷媒として用いている。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性および毒性などを考慮した自然冷媒である。
【００２９】
冷凍装置１は、圧縮機ユニット１０と、ガスクーラユニット２０とを備えている。
圧縮機ユニット１０は、並列に配置された２台の圧縮機１１を備えている。本実施形態において、圧縮機１１は、２段の圧縮機構を備えた内部中間圧型２段圧縮式ロータリ圧縮機である。
圧縮機１１には、１段目の圧縮機構における低段吸込口１２および低段吐出口１３が設けられており、２段目の圧縮機構における高段吸込口１４および高段吐出口１５が設けられている。
低段吸込口１２には、冷却機器に接続される低圧冷媒配管３０が接続されており、低圧冷媒配管３０を介して冷却機器から送られる低圧冷媒を低段吸込口１２から１段目の圧縮機構に送る。
【００３０】
圧縮機１１の１段目の圧縮機構は、低段吸込口１２から吸い込まれた低温低圧の冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して低段吐出口１３から吐出する。２段目の圧縮機構は、１段目の圧縮機構により圧縮された中間圧の冷媒を高段吸込口１４から吸い込んで、圧縮して高圧まで昇圧し、高段吐出口１５から吐出するように構成されている。
【００３１】
各圧縮機１１の低段吐出口１３には、中間圧吐出配管３１が接続されている。２つの圧縮機１１の中間圧吐出配管３１は、途中で合流して、ガスクーラユニット２０に接続される。
ガスクーラユニット２０は、インタークーラ２３と、主ガスクーラ２４と、補助ガスクーラ２５を備えている。
【００３２】
各圧縮機１１に接続された中間圧吐出配管３１は、途中で合流してインタークーラ２３の一方の流路の入口側２３ａに接続されている。
インタークーラ２３の一方の流路の出口側２３ｂには、中間圧吸込配管３２が接続されており、中間圧吸込配管３２は、各圧縮機１１の高段吸込口１４に接続されている。
【００３３】
また、各圧縮機１１の高段吐出口１５には、高圧吐出配管３３が接続されており、高圧吐出配管３３は、途中で合流して主ガスクーラ２４の一方の流路の入口側２４ａに接続されている。
高圧吐出配管３３の途中には、オイルセパレータ２６が設けられている。オイルセパレータ２６は、冷媒中のオイルを分離するものであり、オイルセパレータ２６は、オイル管２６ａを介して圧縮機１１の中間圧部に接続されている。オイル管２６ａの中途部には、三方弁からなるオイルサービスバルブ２７およびオイル調整電動弁２８が設けられている。
主ガスクーラ２４の一方の流路の出口側２４ｂには、冷媒配管３４を介して補助ガスクーラ２５の一方の流路の入口側２５ａに接続されている。補助ガスクーラ２５の一方の流路の出口側２５ｂには、冷媒配管３４を介して中間冷却器１６が接続されている。
【００３４】
補助ガスクーラ２５、主ガスクーラ２４およびインタークーラ２３の他方の流路には、水配管４０が接続されている。
水配管４０は、補助ガスクーラ２５の他方の流路の入口側２５ｃに接続されており、補助ガスクーラ２５の他方の流路の出口側２５ｄからインタークーラ２３の他方の流路の入口側２３ｃに接続されている。インタークーラ２３の他方の流路の出口側２３ｄから主ガスクーラ２４の他方の流路の入口側２４ｃに接続され、主ガスクーラ２４の他方の流路の出口側２４ｄから給湯が行われる。
このように本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５と、インタークーラ２３と、主ガスクーラ２４とを直列に接続するように構成されている。補助ガスクーラ２５の上流側には給水用の水入口があり、水入口から順に給水用逆止弁４１、吸込みタンク４２、給水用ポンプ４３が設けられている。
ここで、給水用逆止弁４１によっては水入口側への逆流を防ぎ、また給水用ポンプ４３の上流側に吸込みタンク４２を設置することにより、給水用ポンプ４３が空気を吸込み、ポンプによる給水が不安定となることを防ぎ、水流路上に安定して水を流すことができる。
【００３５】
また、補助ガスクーラ２５からの冷媒配管３４の途中には、補助ガスクーラ２５から送られる冷媒を減圧するための減圧電動弁１７が設けられている。
中間冷却器１６の出口側の冷媒配管３４には、スプリット熱交換器５０の入口側５０ａが接続されている。
【００３６】
スプリット熱交換器５０の出口側５０ｂの冷媒配管３４には、この冷媒配管３４から分岐する分岐配管５１が接続されており、分岐配管５１は、液戻し電動弁５２を介してスプリット熱交換器５０の他方の入口側５０ｃに接続されている。冷媒配管３４と分岐配管５１とは、冷媒の流れる方向が対向流となるように配置されており、冷媒配管３４を流れる冷媒と分岐配管５１を流れる冷媒とを効率よく熱交換させることができるように構成されている。
中間冷却器１６には、ガス戻し電動弁５３を介して冷媒戻し配管５４が接続されており、冷媒戻し配管５４は、分岐配管５１に接続されている。
【００３７】
スプリット熱交換器５０の出口側５０ｂの冷媒配管３４は、冷却機器に接続されている。
スプリット熱交換器５０の出口側５０ｄの冷媒戻し配管５４は、インタークーラ２３の出口側に接続されている。
そして、液戻し電動弁５２は、スプリット熱交換器５０の出口側５０ｂの高圧冷媒を減圧させて中間圧力レベルまで膨張させるものであり、スプリット熱交換器５０により冷媒配管３４を流れる高圧冷媒と分岐配管５１を流れる減圧された冷媒とを熱交換させて高圧冷媒を冷却するように構成されている。
スプリット熱交換器５０により熱交換した冷媒は、インタークーラ２３の出口側の冷媒と合流して高段吸込口１４から圧縮機１１に送られ、圧縮機１１から吐出される冷媒の温度の最適化を図るようになっている。
【００３８】
圧縮機ユニット１の冷媒配管３４の入口側には、冷却機器から送られる冷媒温度を検出する冷凍機入口温度センサ６６が設けられ、冷媒配管３４の出口側には、冷却機器に送られる冷媒温度を検出する冷凍機出口温度センサ６７が設けられている。
圧縮機１１の吐出側には、冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ６８が設けられ、スプリット熱交換器５０の出口側には、スプリット熱交換器５０の出口における冷媒温度を検出するスプリット熱交換器出口温度センサ６９が設けられている。
【００３９】
次に、第１実施の形態の動作について説明する。
まず、圧縮機１１を動作させることにより、圧縮機１１の低段吸込口１２により冷却機器から送られる冷媒を吸込み、吸い込まれた冷媒は、１段目の圧縮機構により、中間圧力に圧縮されて低段吐出口１３から吐出される。
【００４０】
また、圧縮機１１の低段吐出口１３から吐出された冷媒は、中間圧吐出配管３１を介してインタークーラ２３に流入する。流入した冷媒は、このインタークーラ２３で水と熱交換して冷却され、圧縮機１１の高段吸込口１４に戻される。
インタークーラ２３から戻された冷媒は、圧縮機１１で２段目の圧縮機構により圧縮して高段吐出口１５から吐出され、オイルセパレータ２６を通過した後、主ガスクーラ２４に送られる。
【００４１】
圧縮機１１から送られた冷媒は、主ガスクーラ２４で水と熱交換した後、補助ガスクーラ２５で熱交換して、中間冷却器１６に送られる。
この中間冷却器１６で冷却された冷媒は、スプリット熱交換器５０で冷媒配管３４から分岐して液戻し電動弁５２により減圧された冷媒と熱交換して冷却されて冷却機器に送られる。
【００４２】
そして、冷却機器に送られた冷媒は、絞り手段により所定の圧力に減圧され、蒸発器において熱交換して、庫内を所定温度に冷却する。
蒸発器から流出した冷媒は、低圧冷媒配管３０を介して圧縮機１１に戻される。
【００４３】
ここで、本実施の形態においては、水配管４０は、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３および主ガスクーラ２４の順に直列に接続されている。
そのため、水配管４０を流れる水は、最初に補助ガスクーラ２５に流れ、その後、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４に順次流れる。
これにより、補助ガスクーラ２５において、水配管４０から送られた水は、冷媒と熱交換して温度上昇し、その後、インタークーラ２３において、冷媒と熱交換して、さらに温度上昇する。最後に主ガスクーラ２４において、さらに温度上昇させることができる。
一方で、圧縮機１１の低段吐出口１３から吐出された冷媒は、インタークーラ２３で冷却され、再度圧縮機１１に吸入、圧縮された後、高段吐出口１５から吐出され、主ガスクーラ２４を流れ、主ガスクーラ２４において水で冷却された後、補助ガスクーラ２５で再度水によりさらに冷却される。
【００４４】
このように水配管４０の水が、冷媒温度の低い補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４の順に供給されることにより、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。
これにより、給湯温度を高くする場合でも、水の流量を減らす量を抑えて、給湯温度を高くすることができる。また、インタークーラ２３およびガスクーラ２４、２５において、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置１の冷凍能力を維持することができる。
【００４５】
ここで、二酸化炭素冷媒を用いた場合、高温での給湯が可能であるが、給湯を高温で行う場合、水配管４０の入口側の水温度と出口側の水温度との温度差を大きくする必要があり、従来は、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３および主ガスクーラ２４に流す水の流量を少なくする必要がある。そのため、インタークーラ２３および主ガスクーラ２４において、冷媒の放熱が不足し、水配管４０を流れる水と冷媒との十分な熱交換を行うことができなくなるおそれがある。
しかしながら、本実施の形態においては、水配管４０から送られた水は、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３および主ガスクーラ２４により、順次加熱されるので、水配管４０を流れる水の流量を少なくすることなく、主ガスクーラ２４および補助ガスクーラ２５において、十分な熱交換を行うことができるとともに、高温での給湯が可能となる。
【００４６】
以上説明したように、第１実施の形態によれば、圧縮機１１と、低段吐出口１３からの吐出冷媒を冷却するインタークーラ２３と、高段吐出口１５からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラ２４と、主ガスクーラ２４通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラ２５と、を備え、水配管４０が、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４の順に順次直列に接続されている。
【００４７】
これによれば、水配管４０の水が、冷媒温度の低い補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４の順に供給されることにより、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。そのため、給湯温度を高くする場合でも、水の流量を減らす量を抑えることができる。また、インタークーラ２３およびガスクーラにおいて、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くすることができ、冷凍装置１の冷凍能力を維持することができる。
【００４８】
また、本実施の形態においては、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いる。
これによれば、二酸化炭素冷媒の特性を活かして、高温給湯できる給湯モードと、冷凍機の効率を重視した冷凍モードを切り替えることで、より省エネおよび環境性を向上することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第２実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４との間の水配管４０の中途部には、分岐部６０が設けられている。また、補助ガスクーラ２５より上流側の水配管４０には、合流部６１が設けられている。
分岐部６０は、インタークーラ２３から主ガスクーラ２４に水を供給する主流路６３と、インタークーラ２３から主ガスクーラ２４をバイパスし、外部放熱装置６２を通過した後、合流部６１に合流させる主ガスクーラバイパス流路６４と、に分岐している。
外部放熱装置６２は、例えば、冷却水を空気で冷却する冷却塔や冷却水を別流路の冷却水で冷却する水冷式の熱交換器などである。
【００５０】
本実施の形態においては、分岐部６０は、例えば、三方弁で構成されており、分岐部６０は、主流路６３と主ガスクーラバイパス流路６４とを流れる水の流量を調整することができる流量調整機構６５として機能するように構成されている。
ここで、流量調整機構６５は、分岐部６０に設置する必要はなく、主流路６３と主ガスクーラバイパス流路６４とのそれぞれに流量調節可能な制御弁を設置して流量調節してもよい。
その他の構成は、前記第１実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
次に、第２実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態においては、分岐部６０の流量調整機構６５により、インタークーラ２３を通過した後の水の流量を調整し、主流路６３または、主ガスクーラバイパス流路６４にそれぞれ流れる水の流量が調整される。
インタークーラ２３を通過した後の水の一部もしくは全部の水は主ガスクーラバイパス流路６４を通じて外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
【００５２】
このように流量調整機構６５によりインタークーラ２３を通過した後の水の一部を主ガスクーラバイパス流路６４に流すことにより、主ガスクーラ２４における冷媒と水との熱交換量を調整することができ、給湯温度を調整することができる。
そして、給湯温度を高くするために、主流路６３の水の流量の調整が必要な時も、余分な水は、流量調整機構６５を介して主ガスクーラバイパス流路６４を通じて外部放熱装置６２に送られ、外部放熱装置６２で放熱された水が補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻されるため、補助ガスクーラ２５において、冷媒と水との十分な熱交換を行うことができる。その結果、冷媒の放熱不足が発生せず、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置１の冷凍能力を維持することができる。
【００５３】
以上述べたように、第２実施の形態においては、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４の間の水配管４０の中途部に分岐部６０を設け、補助ガスクーラ２５より上流側の水配管４０に合流部６１を設け、分岐部６０で分岐し、主ガスクーラ２４に水を供給する主流路６３と、分岐部６０で分岐し、主ガスクーラ２４をバイパスして流れた水を外部放熱装置６２に通過させた後に合流部６１に合流させる主ガスクーラバイパス流路６４と、主流路６３と主ガスクーラバイパス流路６４を流れる水の流量を調整する流量調整機構６５とを備えた。
【００５４】
これにより、流量調整機構６５によりインタークーラ２３を通過した後の水の一部を主ガスクーラバイパス流路６４に流すことにより、主ガスクーラ２４における冷媒と水との熱交換量を調整することができ、給湯温度を調整することができる。また、給湯温度を高くするために、主流路６３の水の流量の調整が必要な時も、余分な水は、流量調整機構６５を介して主ガスクーラバイパス流路６４を通り、外部放熱装置６２で放熱された水が補助ガスクーラ２５の上流側の水配管４０に戻されるため、補助ガスクーラ２５において、冷媒と水との十分な熱交換を行うことができる。その結果、冷媒の放熱不足が発生せず、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置１の能力を維持することができる。
【００５５】
次に、本発明の第３実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第３実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０には、第２の分岐部７０が設けられている。また、主ガスクーラバイパス流路６４の外部放熱装置６２より上流側には、第２の合流部７１が設けられている。
第２の分岐部７０で分岐した一方の水配管４０は、給湯用の水を流す給湯流路７２となり、また、もう一方の水配管４０は、第２の分岐部７０で分岐、第２の合流部７１に合流する水を流す第１バイパス流路７３となる。
【００５６】
第１バイパス流路７３の中途部には、第１バイパス流路７３を流れる水の流量を制御する第１バイパス制御弁７４が設けられている。
また、給湯流路７２の中途部には、給湯流路７２を流れる水の流量を制御する給湯制御弁７５が設けられている。
また、主ガスクーラバイパス流路６４上には、主ガスクーラバイパス流路用逆止弁４４が設けられており、第1バイパス流路７３上には、第１バイパス流路用逆止弁４５が設けられている。
ここで、本実施の形態においては、第２の分岐部７０は、水配管４０を接続して構成しているが、第２の分岐部７０に、第１バイパス流路７３を流れる水の流量を制御する第１バイパス制御弁７４として三方弁を設置し、三方弁により第１バイパス流路７４を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
その他の構成は、前記第１実施の形態および第２実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
次に、第３実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態においても第２実施の形態と同様に、分岐部６０の流量調整機構６５により、インタークーラ２３を通過した後の水の流量を調整し、主流路６３または、主ガスクーラバイパス流路６４にそれぞれ流れる水の流量が調整される。
これにより、インタークーラ２３を通過した後の水の一部もしくは全部の水は主ガスクーラバイパス流路６４を通じて外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
【００５８】
また、第１バイパス流路７３を流れる水の流量は、第１バイパス制御弁７４の開度および給湯制御弁７５の開度制御することにより制御され、主ガスクーラ２４を通過した後の水の一部もしくは全部の水が第１バイパス流路７３を介して外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
これにより、第１バイパス流路７３を流れる水の流量は、第１バイパス制御弁７４の開度および給湯制御弁７５の開度制御することにより制御され、主ガスクーラ２４を通過した後の水の一部もしくは全部の水が第１バイパス流路７３を介して外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
【００５９】
そして、主ガスクーラバイパス流路６４および第１バイパス流路７３を流れる水の流量を調整することにより、水配管４０を流れる水の中で外部放熱装置６２を介して補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻す量を調整することができる。
このように主ガスクーラ２４を通過し、熱交換した後の水も外部放熱装置６２に送ることができるため、第２実施の形態よりも、冷媒と水との間の伝熱面積をより多く確保することができ、より高効率の冷凍装置１の運転が可能となる。
【００６０】
以上述べたように、第３実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０に第２の分岐部７０を設け、外部放熱装置６２より上流側の主ガスクーラバイパス流路６４に第２の合流部７１を設け、第２の分岐部７０で分岐し、第２の合流部７１に合流する水を流す第１バイパス流路７３と、第２の分岐部７０で分岐し、給湯用の水を流す給湯流路７２と、第１バイパス流路７３上で第１バイパス流路７３を流れる水の流量を制御する第１バイパス制御弁７４と、給湯流路７２上で給湯流路７２を流れる水の流量を制御する給湯制御弁７５とを備えた。
【００６１】
これにより、主ガスクーラバイパス流路６４および第１バイパス流路７３を流れる水の流量を調整することにより、水配管４０を流れる水の中で外部放熱装置６２を介して補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻す量を調整することができるため、主ガスクーラ２４を通過し、熱交換した後の水も外部放熱装置６２に送ることができるため、第２実施の形態よりも、冷媒と水との間の伝熱面積をより多く確保することができ、より高効率の冷凍装置１の運転が可能となる。
また、冷凍装置１の出口側の冷媒温度を低くすることができるため、給湯温度を高くする時も、冷凍装置１の冷凍能力不足を発生させず、運転させることができる。
また、給湯温度が高くなり、給湯流路７２の水の流量の調整が必要な時も、第１バイパス流路７３を通じて水を流し、外部に放熱し続けることにより、冷凍装置１の運転を継続し続けることができる。
【００６２】
次に、本発明の第４実施の形態について説明する。
図４は、本発明の第４実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０には、第３の分岐部８０が設けられている。また、主ガスクーラバイパス流路６４の外部放熱装置６２より上流側には、第３の合流部８１が設けられている。
第３の分岐部８０には、第３の分岐部８０で分岐し、第３の合流部８１に合流する水を流す第２バイパス流路８２が接続されており、第２バイパス流路８２の中途部には、第２バイパス流路８２を流れる水の流量を制御する第２バイパス制御弁８３が設けられている。
また、第２バイパス流路８３上には、第２バイパス流路用逆止弁４６が設けられている。
ここで、本実施の形態においては、第３の分岐部８０は、水配管４０を接続して構成しているが、第３の分岐部８０に、第２バイパス流路８２を流れる水の流量を制御する第２バイパス制御弁８３として三方弁を設置し、三方弁により第２バイパス流路８２を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
その他の構成は、前記第１実施の形態および第２実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
次に、第４実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態においても第２実施の形態と同様に、分岐部６０の流量調整機構６５により、インタークーラ２３を通過した後の水の流量を調整し、主流路６３または、主ガスクーラバイパス流路６４、それぞれに流れる水の流量を調整する。
これにより、インタークーラ２３を通過した後の水の一部もしくは全部の水は主ガスクーラバイパス流路６４を通じて外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
【００６４】
また、第２バイパス制御弁８３の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５の下流側の第３の分岐部８０から第２バイパス流路８２に流れる水の流量を制御することができ、補助ガスクーラ２５を通過した後の水の一部が主ガスクーラバイパス流路６４を通じて外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流側の合流部６１に戻される。
これにより、流量調整機構６５および第２バイパス制御弁８３の調整により、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４のそれぞれに流れる水の流量を個別に調整することが可能となる。そのため、個別の水の流量調整によっても、冷凍サイクルの運転条件の調整を行うことができ、より高効率な冷凍装置１の運転が可能となる。
【００６５】
以上述べたように、第４実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０に第３の分岐部８０を設け、主ガスクーラバイパス流路６４の外部放熱装置６２より上流側に第３の合流部８１を設け、第３の分岐部８０で分岐し、第３の合流部８１に合流する水を流す第２バイパス流路８２と、第２バイパス流路８２上で第２バイパス流路８２を流れる水の流量を制御する第２バイパス制御弁８３とを備えた。
【００６６】
これにより、流量調整機構６５および第２バイパス制御弁８３の調整により、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４のそれぞれに流れる水の流量を個別に調整することが可能となる。そのため、個別の水の流量調整によっても、冷凍サイクルの運転条件の調整を行うことができ、より高効率な冷凍装置１の運転が可能となる。
また、冷凍装置１の出口側の冷媒温度を低くすることができるため、給湯温度を高くする時も、冷凍装置１の冷凍能力不足を発生させず、運転させることができる。
また、給湯温度が高くなり、主流路６３の水の流量の調整が必要な時も、第２バイパス流路８２を通じて水を流し、外部に放熱し続けることにより、冷凍装置１の運転を継続し続けることができる。
【００６７】
次に、本発明の第５実施の形態について説明する。
図５は、本発明の第５実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、ガスクーラユニット２０の構成は、前記第２実施の形態と同様である。
本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０上に給湯用の水の温度を検知する給湯温度センサ９０が設けられている。
ここで、給湯温度センサ９０は、給湯用の水の温度が検知できれば、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０の内側でも外側でもどちらに設けてもよい。
また、本実施の形態においては、冷凍装置１は、各部を統括して制御する制御部９１を備えている。この制御部９１は、給湯温度センサ９０が検知した温度と、給湯の設定温度とに基づいて主流路６３を流れる水の流量を制御するように構成されている。
【００６８】
次に、第５実施の形態の作用について説明する。
図６は、第５実施の形態の動作を示すフローチャートである。
図６に示すように、制御部９１は、給湯温度センサ９０から送られる給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ１）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２）。ここで、ΔＴは、例えば、５Ｋ程度に設定される。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上であると判断した場合は（ＳＴ２：ＹＥＳ）、制御部９１は、この給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下であるか否かを判断する（ＳＴ３）。
【００６９】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下であると判断した場合は（ＳＴ３：ＹＥＳ）、制御部９１は、停止信号が出力されたか否か判断し（ＳＴ４）、停止信号が出力されていない場合は（ＳＴ４：ＮＯ）、前述の動作を繰り返して行う。
また、制御部９１は、停止信号が出力されたと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の制御を終了する。
【００７０】
一方、制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２：ＮＯ）、制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が上限であるか否かを判断する（ＳＴ５）。
ここで、調整量は、流量調整機構６５により調整を行う弁開度もしくは流量等、流量調整機構６５により調整する量を示す。
制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が上限であると判断した場合は（ＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部９１は、停止信号が出力されたか否か判断し（ＳＴ４）、停止信号が出力されていない場合は（ＳＴ４：ＮＯ）、前述の動作を繰り返して行う。
また、制御部９１は、停止信号が出力されたと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の制御を終了する。
【００７１】
制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が上限でないと判断した場合は（ＳＴ５：ＮＯ）、主ガスクーラバイパス流路６４の流量を増加するよう流量調整機構６５を制御する（ＳＴ６）。
その後、制御部９１は、停止信号が出力されたか否か判断し（ＳＴ４）、停止信号が出力されていない場合は（ＳＴ４：ＮＯ）、前述の動作を繰り返して行う。
また、制御部９１は、停止信号が出力されたと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の制御を終了する。
【００７２】
一方、制御部９１は，給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下でないと判断した場合は（ＳＴ３：ＮＯ）、制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が下限であるか否かを判断する（ＳＴ７）。
制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が下限であると判断した場合は（ＳＴ７：ＹＥＳ）、制御部９１は、停止信号が出力されたか否か判断し（ＳＴ４）、停止信号が出力されていない場合は（ＳＴ４：ＮＯ）、前述の動作を繰り返して行う。
また、制御部９１は、停止信号が出力されたと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の制御を終了する。
【００７３】
また、制御部９１は、流量調整機構６５の主ガスクーラバイパス流路６４側への調整量が下限でないと判断した場合は（ＳＴ７：ＮＯ）、主ガスクーラバイパス流路６４の流量を減少するよう流量調整機構６５を制御する（ＳＴ８）。
その後、制御部９１は、停止信号が出力されたか否か判断し（ＳＴ４）、停止信号が出力されていない場合は（ＳＴ４：ＮＯ）、前述の動作を繰り返して行う。
また、制御部９１は、停止信号が出力されたと判断した場合は（ＳＴ４：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の制御を終了する。
【００７４】
このように制御することにより、給湯温度センサ９０で給湯温度を検出し、設定温度よりも給湯温度が低い状態では、流量調整機構６５を制御して主ガスクーラバイパス流路６４に流す水の流量を増加させ、設定温度よりも給湯温度が高い状態では、流量調整機構６５を制御して主ガスクーラバイパス流路６４に流す水の流量を減少させることができる。
これにより、設定温度と実際の水の温度の差に基づいて、主流路６３を流れる水の流量を制御することができ、給湯温度の調整を行うことができる。また、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４および補助ガスクーラ２５において冷媒の放熱不足も発生させず、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くでき、冷凍装置１の能力を維持した運転が可能となる。
ここで、本実施の形態においては、ガスクーラユニット２０に設けた給湯温度センサ９０が検知した温度に基づいて、主流路６３を流れる水の流量の制御を行ったが、圧縮機ユニット１０に設けた冷凍機入口温度センサ６６、冷凍機出口温度センサ６７、吐出温度センサ６８、スプリット熱交換器出口温度センサ６９、もしくは圧力センサ等も用い、制御を行ってもよい。
【００７５】
以上述べたように、本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０上に給湯用の水の温度を検知する給湯温度センサ９０と、給湯温度センサ９０による給湯温度に基づいて流量調整機構６５を制御する制御部９１と、を備え、制御部９１は、給湯温度センサ９０が検知した温度と、給湯の設定温度とに基づいて主流路６３を流れる水の流量を制御する。
【００７６】
これにより、設定温度と実際の水の温度の差に基づいて、主流路６３を流れる水の流量を制御することができ、給湯温度の調整を行うことができる。また、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４および補助ガスクーラ２５において冷媒の放熱不足も発生させず、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くでき、冷凍装置１の能力を維持した運転が可能となる。
【００７７】
次に、本発明の第６実施の形態について説明する。
図７は、本発明の第６実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０には、第４の分岐部８４が設けられている。また、補助ガスクーラ２５より上流側の水配管４０には、第４の合流部８５が設けられている。
第４の分岐部８４には、第４の分岐部８４で分岐し、第４の合流部８５に合流する水を流す第４バイパス流路８６が接続されており、第４バイパス流路８６の中途部には、第４バイパス流路８６を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁８７が設けられている。
また、第４バイパス流路８６上には、第４バイパス流路用逆止弁８８が設けられている。
ここで、本実施の形態においては、第４の分岐部８４は、水配管４０を接続して構成しているが、第４の分岐部８４に、第４バイパス流路８６を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁８７として三方弁を設置し、三方弁により第４バイパス流路８６を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
【００７８】
また、本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０には、第５の分岐部１００が設けられている。第５の分岐部１００には、第５の合流部１０１に接続される第５バイパス流路１０２が接続されている。
第５バイパス流路１０２の中途部には、第５バイパス流路１０２を流れる水の流量を制御する第５バイパス制御弁１０３が設けられている。
また、第５バイパス流路１０２上には、第５バイパス流路用逆止弁１０４が設けられている。
ここで、本実施の形態においては、第５の分岐部１００は、水配管４０を接続して構成しているが、第５の分岐部１００に、第５バイパス流路１０２を流れる水の流量を制御する第５バイパス制御弁１０３として三方弁を設置し、三方弁により第５バイパス流路１０２を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
また、本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水流路には、吸込みタンク４２、給水用ポンプ４３が設けられている。
ここで、本実施の形態においても、給水用ポンプ４３の上流側に吸込みタンク４２を設置することにより、給水用ポンプ４３の前の要素での圧力低下によるキャビテーションの発生により給水が不安定となることを防ぎ、水流路上に安定して水を流すことができる。
【００７９】
本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側の水配管４０上には、給湯用の水の温度を検出する給湯温度センサ９０が設けられている。補助ガスクーラ２５より上流側の水配管４０には、補助ガスクーラ２５への冷却水温度を検出する冷却水温度センサ９２が設けられている。また、補助ガスクーラ２５の出口側の冷媒温度を検出する冷媒出口温度センサ９３が設けられている。
さらに、水配管４０の補助ガスクーラ２５を流れる冷却水の流量を検出する冷却水流量計９４が設けられており、水配管４０の主ガスクーラ２４より下流側において給湯の流量を検出する給湯流量計９５が設けられている。
【００８０】
また、本実施の形態においては、冷凍装置１は、各部を統括して制御する制御部９１を備えている。この制御部９１は、給湯温度センサ９０、冷却水温度センサ９２および冷媒出口温度センサ９３による検出温度、冷却水流量計９４および給湯流量計９５による検出流量に基づいて、各制御弁の開度制御を行い、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御し、給湯温度の調整を行うように構成されている。
その他の構成は、前記各実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
次に、第６実施の形態の作用について説明する。
図８は、第６実施の形態における冷凍装置の制御を示すフローチャートである。
図８に示すように、制御部９１は、運転信号を取得したら（ＳＴ１０１）、冷却水流量計９４による冷却水流量Ｖｃおよび給湯流量計９５による給湯流量Ｖｈをそれぞれ取得し（ＳＴ１０２）、冷却水温度センサ９２による冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎを取得する（ＳＴ１０３）。
その後、制御部９１は、モード識別信号を取得し（ＳＴ１０４）、設定温度情報を取得し（ＳＴ１０５）、給湯モード信号が出力されているか否かを判断する（ＳＴ１０６）。
【００８２】
制御部９１は、給湯モードであると判断した場合には（ＳＴ１０６：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａを行うとともに（ＳＴ１０７）、給湯温度制御を行う（ＳＴ１０８）。
制御部９１は、給湯モードでないと判断した場合は（ＳＴ１０９）、冷凍機の効率を重視した冷凍モードであると判断し、冷凍能力制御Ｂを行う（ＳＴ１）。
これら冷凍能力制御Ａ、給湯温度制御および冷凍能力制御Ｂは、停止信号が出力されるまで行う（ＳＴ１１０）。
【００８３】
図９は、第６実施の形態における冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャートである。
図９に示すように、冷凍能力制御Ａを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得した後（ＳＴ１２１）、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上か否かを判断する（ＳＴ１２２）。
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上でないと判断した場合は（ＳＴ１２２：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１２３）。そして、制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断し（ＳＴ１２４）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ１２４：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１２５）。
【００８４】
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であると判断した場合は（ＳＴ１２２：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が冷却用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１２６）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ１２６：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ１２７）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ１２７：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１２８）。下限であると判断した場合は（ＳＴ１２７：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【００８５】
制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ１２６：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１２９）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ１２９：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ１１３０）、上限でない場合は（ＳＴ１３０：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１３１）。上限の場合は（ＳＴ１３０：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【００８６】
次に、給湯温度制御について説明する。
図１０は第６実施の形態における給湯温度制御の動作を示すフローチャートである。
図１０に示すように、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ１４１）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１４２）。
【００８７】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上でないと判断した場合は（ＳＴ１４２：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ１４３）。
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ１４３：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１４４）。その後、給湯温度制御を終了する。
【００８８】
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ１４３：ＹＥＳ）、第４バイパス制御弁８７の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ１４５）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ１４５：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１４６）。
第４バイパス制御弁８７の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ１４５：ＹＥＳ）、制御を終了する。
【００８９】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上であると判断した場合は（ＳＴ１４２：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下であるか否かを判断する（ＳＴ１４７）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下でないと判断した場合は（ＳＴ１４７：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ１４８）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ１４８：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１４９）。その後、給湯温度制御を終了する。
【００９０】
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ１４８：ＹＥＳ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ１５０）。
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ１５０：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１５１）。
第５バイパス制御弁１０３の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ１５０：ＹＥＳ）、給湯温度制御を終了する。
【００９１】
次に、冷凍能力制御Ｂについて説明する。
図１１は、第６実施の形態における冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャートである。
図１１に示すように、冷凍能力制御Ｂを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得し（ＳＴ１６１）、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上か否かを判断する（ＳＴ１６２）。
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上でないと判断した場合は（ＳＴ１６２：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１６３）。そして、制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限であるか否かを判断し（ＳＴ１６４）、上限でないと判断した場合は（ＳＴ１６４：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１６５）。
【００９２】
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であると判断した場合は（ＳＴ１６２：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が給湯用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１６６）。
そして、制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ１６６：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ１６７）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ１６７：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１６８）。
【００９３】
制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ１６６：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ１６９）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ１６９：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ１７０）、上限でない場合は（ＳＴ１７０：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１７１）。
【００９４】
続いて、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ１７２）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、放熱用設定温度Ｔ３−設定温度差ΔＴ３の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ１７３）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ１７３：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ１７４）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ１７４：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ１７５）。その後、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
【００９５】
一方、制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上であると判断した場合は（ＳＴ１７３：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、放熱用設定温度Ｔ３＋設定温度差ΔＴ３の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ１７６）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３＋ΔＴ３の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ１７６：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ１７７）。そして、制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ１７７：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ１７８）。第４バイパス制御弁８７の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ１７７：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
ここで、本実施の形態の制御フローにおいて、制御弁の開度制御時の開度をｎパルスと任意の開度で表したが、複数の制御弁を制御する際には個々の制御弁で異なる開度設定としてもよいし、同じ開度設定としてもよい。
【００９６】
本実施の形態においては、第４バイパス制御弁８７の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５から第４バイパス流路８６に流れる水の流量を制御することができ、補助ガスクーラ２５を通過した後の水の一部が外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流の水流路に戻される。
これにより、第４バイパス制御弁８７の制御により、補助ガスクーラ２５に流れる水の流量とは別に、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４に流れる水の流量を個別に制御することが可能となる。そのため、補助ガスクーラ２５を流れる水の流量を制御することで冷凍装置１の冷凍能力を調整しつつ、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御することで給湯温度の調整を行うことができる。
【００９７】
また、第５バイパス制御弁１０３の開度を制御することにより、第５バイパス流路１０２を流れる水の流量を制御することができる。
これにより、主ガスクーラ２４の下流側において、水を外部放熱装置６２に戻すことにより、給湯に用いられない熱も外部放熱装置６２により放熱することができ、外部に熱を放熱し続けることにより冷凍装置１の運転を継続することができる。
【００９８】
制御部９１は、給湯温度センサ９０の検出値に基づいて主ガスクーラ２４を流れる水の流量の制御を行うことで、給湯温度の調整を行うことができ、これにより、冷凍装置１の冷却不足を発生させず、給湯温度を設定温度に近い温度に保ちつつ、冷凍装置１の運転を継続させることができる。
ここで、本実施の形態においては、ガスクーラユニット２０に設けた給湯温度センサ９０、冷却水温度センサ９２、冷媒出口温度センサ９３が検知した温度に基づいて、主ガスクーラ９４を流れる水の流量の制御を行ったが、圧縮機ユニット１０に設けた冷凍機入口温度センサ６６、冷凍機出口温度センサ６７、吐出温度センサ６８、スプリット熱交換器出口温度センサ６９、もしくは圧力センサ等も用い、制御を行ってもよい。
【００９９】
以上述べたように、第６実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０に第４の分岐部８４を設け、補助ガスクーラ２５より上流側の水配管４０に第４の合流部８５を設け、第４の分岐部８４で分岐し、分岐して流れた水を外部放熱装置６２に通過させた後に第４の合流部８５に合流させる第４バイパス流路８６と、第４バイパス流路８６上で第４バイパス流路８６を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁８７とを備えている。
これにより、第４バイパス制御弁８７の制御により、補助ガスクーラ２５に流れる水の流量とは別に、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４に流れる水の流量を個別に制御することが可能となる。そのため、補助ガスクーラ２５を流れる水の流量を制御することで冷凍装置１の冷凍能力を調整しつつ、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御することで給湯温度の調整を行うことができる。
【０１００】
また、本実施の形態においては、主ガスクーラ２４の下流側に第５の分岐部１００を設け、第４バイパス流路８６の外部放熱装置６２より上流側の第４バイパス流路８６に第５の合流部１０１を設け、第５の分岐部１００から外部放熱装置６２を通過させた後に補助ガスクーラ２５の上流側に戻す第５バイパス流路１０２を設け、第５バイパス流路１０２を流れる水の流量を制御する第５バイパス制御弁１０３を設けた。
これにより、主ガスクーラ２４の下流側において、水を外部放熱装置６２に戻すことにより、給湯に用いられない熱も外部放熱装置６２により冷却することができ、外部に熱を放熱し続けることにより冷凍装置１の運転を継続することができる。
【０１０１】
また、本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３の間の水流路に給水用ポンプ４３を備えた。
これにより、給水用ポンプ４３が補助ガスクーラ２５の下流側にあるため、給水用ポンプで発生した熱により補助ガスクーラに入る水の温度が上がるのを防ぎ、補助ガスクーラ２５の入水温度を下げることができ、より高い冷凍能力を得つつ、給水用ポンプ４３で発生した熱量を水の昇温に利用することができる。
【０１０２】
次に、本発明の第７実施の形態について説明する。
図１２は、本発明の第７実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０には、第６の分岐部１１０が設けられており、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４との間の水配管４０には、第６の合流部１１１が設けられている。
第６の分岐部１１０には、第６の分岐部１１０で分岐し、第６の合流部１１１に合流する水を流す第６バイパス流路１１２が接続されており、第６バイパス流路１１２の中途部には、第６バイパス流路１１２を流れる水の流量を制御する第６バイパス制御弁１１３が設けられている。
また、第６バイパス流路１１２上には、第６バイパス流路用逆止弁１１４が設けられており、インタークーラ２３と第６の合流部１１１との間の水流路上にインタークーラ出口逆止弁１１５が設けられている。
ここで、本実施の形態においては、第６の分岐部１１０は、水配管４０を接続して構成しているが、第６の分岐部１１０に、第６バイパス流路１１２を流れる水の流量を制御する第６バイパス制御弁１１３として三方弁を設置し、三方弁により第６バイパス流路１１２を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
また、本実施の形態においては、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４との間の水流路には、吸込みタンク４２、給水用ポンプ４３が設けられている。
ここで、本実施の形態においても、給水用ポンプ４３の上流側に吸込みタンク４２を設置することにより、給水用ポンプ４３の前の要素での圧力低下によるキャビテーションの発生により給水が不安定となることを防ぎ、水流路上に安定して水を流すことができる。
【０１０３】
本実施の形態においても、制御部９１により、給湯温度センサ９０が検知した温度と、給湯の設定温度とに基づいて、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御し、給湯温度の調整を行うように構成されている。
その他の構成は、前記各実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０４】
次に、第７実施の形態の作用について説明する。
図１３は、第７実施の形態における冷凍装置の制御を示すフローチャートである。
制御部９１は、運転信号を取得したら（ＳＴ２０１）、冷却水流量計９４による冷却水流量Ｖｃおよび給湯流量計９５による給湯流量Ｖｈをそれぞれ取得するとともに（ＳＴ２０２）、冷却水温度センサ９２による冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎを取得する（ＳＴ２０３）。
その後、制御部９１は、モード識別信号を取得し（ＳＴ２０４）、設定温度情報を取得し（ＳＴ２０５）、Ｔ１−Ｔｗ．ｉｎの値に基づいて、第６バイパス制御弁１１３の設定開度Ｐ６ｓｅｔを設定する（ＳＴ２０６）。
【０１０５】
制御部９１は、給湯モード信号が出力されているか否かを判断し（ＳＴ２０７）、制御部９１は、給湯モードであると判断した場合には（ＳＴ２０７：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａを行うとともに（ＳＴ２０８）、給湯温度制御を行う（ＳＴ２０９）。
制御部９１は、給湯モードでないと判断した場合は（ＳＴ２０７：ＮＯ）、冷凍機の効率を重視した冷凍モードであると判断し、冷凍能力制御Ｂを行う（ＳＴ２１０）。
これら冷凍能力制御Ａ、給湯温度制御および冷凍能力制御Ｂは、停止信号が出力されるまで行う（ＳＴ２１１）。
【０１０６】
図１４は、第７実施の形態における冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャートである。
図１４に示すように、冷凍能力制御Ａを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得し（ＳＴ２２１）、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しいか否かを判断する（ＳＴ２２２）。
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しくないと判断した場合は（ＳＴ２２２：ＮＯ）、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより大きいか否かを判断する（ＳＴ２２３）。
【０１０７】
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより小さいと判断した場合は（ＳＴ２２３：ＮＯ）、第６バイパス制御弁１１３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２２４）。
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより大きいと判断した場合は（ＳＴ２２３：ＹＥＳ）、第６バイパス制御弁１１３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２２５）。
【０１０８】
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しいと判断した場合は（ＳＴ２２２：ＹＥＳ）、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であるか否かを判断する（ＳＴ２２６）。
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上でないと判断した場合は（ＳＴ２２６：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２２７）。そして、制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断し（ＳＴ２２８）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ２２８：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２２９）。
【０１０９】
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であると判断した場合は（ＳＴ２２６：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が給湯用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２３０）。
そして、制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２３０：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ２３１）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ２３１：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２３２）。下限の場合は、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【０１１０】
また、制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ２３０：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２３３）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２３３：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ２３４）、上限でない場合は（ＳＴ２３４：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２３５）。給湯制御弁７５の開度が上限であると判断した場合は、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【０１１１】
次に、給湯温度制御について説明する。
図１５は第７実施の形態における給湯温度制御の動作を示すフローチャートである。
図１５に示すように、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ２４１）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２４２）。
【０１１２】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２４２：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ２４３）。
制御部９１は、第１バイパス制御弁７４の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ２４３：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２４４）。その後、給湯温度制御を終了する。
制御部９１は、第１バイパス制御弁７４の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ２４３：ＹＥＳ）、流量調整機構６５の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ２４５）。
制御部９１は、流量調整機構６５の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ２４５：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２４６）。
流量調整機構６５の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ２４５：ＹＥＳ）、制御を終了する。
【０１１３】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上であると判断した場合は（ＳＴ２４２：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下であるか否かを判断する（ＳＴ２４７）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下でないと判断した場合は（ＳＴ２４７：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ２４８）。
制御部９１は、流量調整機構６５の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ２４８：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２４９）。その後、給湯温度制御を終了する。
【０１１４】
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ２４８：ＹＥＳ）、第１バイパス制御弁７４の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ２５０）。
制御部９１は、第１バイパス制御弁７４の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ２５０：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２５１）。
第１バイパス制御弁７４の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ２５０：ＹＥＳ）、給湯温度制御を終了する。
【０１１５】
次に、冷凍能力制御Ｂについて説明する。
図１６は第７実施の形態における冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャートである。
図１６に示すように、冷凍能力制御Ｂを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得し（ＳＴ２６１）、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しいか否かを判断する（ＳＴ２６２）。
第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しくないと判断した場合は（ＳＴ２６２：ＮＯ）、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより大きいか否かを判断する（ＳＴ２６３）。
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより小さいと判断した場合は（ＳＴ２６３：ＮＯ）、第６バイパス制御弁１１３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２６４）。
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより大きいと判断した場合は（ＳＴ２６３：ＹＥＳ）、第６バイパス制御弁１１３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２６５）。
【０１１６】
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しいと判断した場合は（ＳＴ２６２：ＹＥＳ）、給湯制御弁７５の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ２６６）。
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ２６６：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２６７）。そして、制御部９１は、第１バイパス制御弁７４の開度が下限であるか否かを判断し（ＳＴ２６８）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ２６８：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２６９）。
【０１１７】
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ２６６：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が冷却用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２７０）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２７０：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ２７１）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ２７１：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２７２）。
【０１１８】
制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ２７０：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２７３）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２７３：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ２７４）、上限でない場合は（ＳＴ２７４：ＮＯ）、第１バイパス制御弁７４の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２７５）。
【０１１９】
続いて、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ２７６）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、放熱用設定温度Ｔ３−設定温度差ΔＴ３の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ２７７）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ２７７：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ２７８）。
制御部９１は、流量調整機構６５の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ２７８：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ２７９）。その後、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
【０１２０】
一方、制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上であると判断した場合は（ＳＴ２７７：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、給湯用設定温度Ｔ３＋設定温度差ΔＴ３の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ２８０）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３＋ΔＴ３の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ２８０：ＮＯ）、流量調整機構６５の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ２８１）。そして、制御部９１は、流量調整機構６５の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ２８１：ＮＯ）、流量調整機構弁６５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ２８２）。流量調整機構６５の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ２８１：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
ここで、本実施の形態の制御フローにおいて、制御弁の開度制御時の開度をnパルスと任意の開度で表したが、複数の制御弁を制御する際、個々の制御弁で異なる開度設定としてもよいし、同じ開度設定としてもよい。
【０１２１】
本実施の形態においては、第６バイパス制御弁１１３の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５から第６バイパス流路１１２に流れる水の流量を制御することができる。
これにより、ガスクーラユニット２０の水流路を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラ２３をバイパスして主ガスクーラ２４に水を流すことにより、ガスクーラユニット２０の水流路での圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプ４３の入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、流量の設定が変わった場合にも高効率での運転を行うことができる。
【０１２２】
また、制御部９１は、給湯温度センサ９０の検出値に基づいて主ガスクーラ２４を流れる水の流量の制御を行い、給湯温度の調整を行うことができ、これにより、冷凍装置１の冷却不足を発生させず、給湯温度を設定温度に近い温度に保ちつつ、冷凍装置１の運転を継続させることができる。
ここで、本実施の形態においては、ガスクーラユニット２０に設けた給湯温度センサ９０、冷却水温度センサ９２、冷媒出口温度センサ９３が検知した温度に基づいて、主ガスクーラ９４を流れる水の流量の制御を行ったが、圧縮機ユニット１０に設けた冷凍機入口温度センサ６６、冷凍機出口温度センサ６７、吐出温度センサ６８、スプリット熱交換器出口温度センサ６９、もしくは圧力センサ等も用い、制御を行ってもよい。
【０１２３】
以上述べたように、本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０に第６の分岐部１１０を設け、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４との間の水配管４０に第６の合流部１１１を設け、第６の分岐部１１０で分岐し、第６の合流部１１１に合流する水を流す第６バイパス流路１１２と、第６バイパス流路１１２を流れる水の流量を制御する第６バイパス制御弁１１３とを備えた。
これにより、水配管４０を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラ２３をバイパスして水を流すことにより、水流路全体の圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプ４３の入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、流量の設定が変わった場合にも高効率での運転を行うことができる。
【０１２４】
また、本実施の形態においては、インタークーラ２３と主ガスクーラ２４の間の水流路に給水用ポンプ４３を備えている。
ここで、本実施の形態においても、給水用ポンプ４３の上流側に吸込みタンク４２を設置することにより、給水用ポンプ４３の前の要素での圧力低下によるキャビテーションの発生により給水が不安定となることを防ぎ、水流路上に安定して水を流すことができる。
これにより、給水用ポンプ４３が補助ガスクーラ２５の下流側の水流路にあるため、給水用ポンプで発生した熱により補助ガスクーラに入る水の温度が上がるのを防ぎ、補助ガスクーラ２５の入水温度を下げることができ、より高い冷凍能力を得ることができる。さらに、給水用ポンプ４３がインタークーラ２３の下流側にあるため、インタークーラ２３の入水温度も下げることができ、インタークーラ２３でもより低温での冷媒冷却が可能となり、より高効率の運転条件で運転させることができ、また、給水用ポンプ４３で発生した熱量を水の昇温に利用することができる。
【０１２５】
次に、本発明の第８実施の形態について説明する。
図１７は、本発明の第８実施の形態を示すガスクーラユニット２０の回路図である。
本実施の形態においては、第６実施の形態と同様に、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０には、第４の分岐部８４が設けられている。また、主ガスクーラバイパス流路６４の外部放熱装置６２より上流側には、第４の合流部８５が設けられている。
第４の分岐部８４には、第４の分岐部８４で分岐し、第４の合流部８５に合流する水を流す第４バイパス流路８６が接続されており、第４バイパス流路８６の中途部には、第４バイパス流路８６を流れる水の流量を制御する第４バイパス制御弁８７が設けられている。
【０１２６】
補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０には、第７の分岐部１２０が設けられており、主ガスクーラ２４の下流側には、第７の合流部１２１が設けられている。ここで、第４の分岐部８４と第７の分岐部１２０に関しては図１７に示すように共通としても良いし、個別に設けても良い。
第７の分岐部１２０には、第７の分岐部１２０で分岐し、第７の合流部１２１に合流する水を流す第７バイパス流路１２２が接続されており、第７バイパス流路１２２の中途部には、第７バイパス流路１２２を流れる水の流量を制御する第７バイパス制御弁１２３が設けられている。
また、第７バイパス流路１２２上には、第７バイパス流路用逆止弁１２４が設けられており、主ガスクーラ２４と第７の合流部１２１との間の水流路上に主ガスクーラ出口逆止弁１２５が設けられている。
【０１２７】
ここで、本実施の形態においては、第７の分岐部１２０は、水配管４０を接続して構成しているが、第４の分岐部８４と第７の分岐部１７０を別に設けた上で、第７の分岐部１７０に、第７バイパス流路１２２を流れる水の流量を制御する第７バイパス制御弁１２３として三方弁を設置し、三方弁により第７バイパス流路１２２を流れる水の流量の調整を行う構成としてもよい。
本実施の形態においては、主ガスクーラ２４より下流側でかつ第７の合流部１２１の下流側の水配管４０上に給湯用の水の温度を検出する給湯温度センサ９０が設けられている。このように、主ガスクーラ２４より下流側でかつ第７の合流部１２１の下流側の水配管４０に給湯温度センサ９０を設けることにより、第７バイパス流路１２２を流れて合流した水が混ざり、ガスクーラユニット２０から出湯される水の温度を把握できる。
【０１２８】
本実施の形態においても、制御部９１により、給湯温度センサ９０が検知した温度と、給湯の設定温度とに基づいて、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御し、給湯温度の調整を行うように構成されている。
その他の構成は、前記各実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２９】
次に、第８実施の形態の作用について説明する。
図１８は、第８実施の形態における冷凍装置の制御を示すフローチャートである。
図１８に示すように、制御部９１は、運転信号を取得したら（ＳＴ３０１）、冷却水流量計９４による冷却水流量Ｖｃおよび給湯流量計９５による給湯流量Ｖｈをそれぞれ取得するとともに（ＳＴ３０２）、冷却水温度センサ９２による冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎを取得する（ＳＴ３０３）。
その後、制御部９１は、モード識別信号を取得し（ＳＴ３０４）、設定温度情報を取得し（ＳＴ３０５）、Ｔ１−Ｔｗ．ｉｎの値に基づいて、第７バイパス制御弁１２３の設定開度Ｐ７ｓｅｔを設定する（ＳＴ３０６）。
【０１３０】
制御部９１は、給湯モード信号が出力されているか否かを判断し（ＳＴ３０７）、制御部９１は、給湯モードであると判断した場合には（ＳＴ３０７：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａを行うとともに（ＳＴ３０８）、給湯温度制御を行う（ＳＴ３０９）。
制御部９１は、給湯モードでないと判断した場合は（ＳＴ３０７：ＮＯ）、冷凍機の効率を重視した冷凍モードであると判断し、冷凍能力制御Ｂを行う（ＳＴ３１０）。
これら冷凍能力制御Ａ、給湯温度制御および冷凍能力制御Ｂは、停止信号が出力されるまで行う（ＳＴ３１１）。
【０１３１】
図１９は、第８実施の形態における冷凍能力制御Ａの動作を示すフローチャートである。
図１９に示すように、冷凍能力制御Ａを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得し（ＳＴ３２１）、第７バイパス制御弁１２３の開度が設定開度と等しいか否かを判断する（ＳＴ３２２）。
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度が設定開度と等しくないと判断した場合は（ＳＴ３２２：ＮＯ）、第７バイパス制御弁１２３の開度Ｐ７が設定開度Ｐ７ｓｅｔより大きいか否かを判断する（ＳＴ３２３）。
【０１３２】
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度Ｐ７が設定開度Ｐ７ｓｅｔより小さいと判断した場合は（ＳＴ３２３：ＮＯ）、第７バイパス制御弁１２３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３２４）。
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度Ｐ７が設定開度Ｐ７ｓｅｔより大きいと判断した場合は（ＳＴ３２３：ＹＥＳ）、第７バイパス制御弁１２３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３２５）。
【０１３３】
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度が設定開度と等しいと判断した場合は（ＳＴ３２２：ＹＥＳ）、給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であるか否かを判断する（ＳＴ３２６）。
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上でないと判断した場合は（ＳＴ３２６：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３２７）。そして、制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断し（ＳＴ３２８）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ３２８：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３２９）。
【０１３４】
給湯制御弁７５の開度が設定開度以上であると判断した場合は（ＳＴ３２６：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が冷却用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ３３０）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ３３０：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ３３１）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ３３１：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３３２）。下限の場合は、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【０１３５】
また、制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ３３０：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ３３３）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ３３３：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ３３４）、上限でない場合は（ＳＴ３３４：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３３５）。給湯制御弁７５の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ３３４：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ａの制御を終了する。
【０１３６】
次に、給湯温度制御について説明する。
図２０は第８実施の形態における給湯温度制御の動作を示すフローチャートである。
図２０に示すように、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ３４１）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１−設定温度差ΔＴの値以上であるか否かを判断する（ＳＴ３４２）。
【０１３７】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上でないと判断した場合は（ＳＴ３４２：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ３４３）。
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ３４３：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３４４）。その後、給湯温度制御を終了する。
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ３４３：ＹＥＳ）、第４バイパス制御弁８７の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ３４５）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ３４５：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３４６）。
第４バイパス制御弁８７の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ３４５：ＹＥＳ）、給湯温度制御を終了する。
【０１３８】
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、Ｔ１−ΔＴの値以上であると判断した場合は（ＳＴ３４２：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴの値以下であるか否かを判断する（ＳＴ３４７）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔが、給湯用設定温度Ｔ１＋設定温度差ΔＴ１の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ３４７：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ３４８）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ３４８：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３４９）。その後、給湯温度制御を終了する。
【０１３９】
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ３４８：ＹＥＳ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ３５０）。
制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ３５０：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３５１）。
第５バイパス制御弁１０３の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ３５０：ＹＥＳ）、給湯温度制御を終了する。
【０１４０】
次に、冷凍能力制御Ｂについて説明する。
図２１は第８実施の形態における冷凍能力制御Ｂの動作を示すフローチャートである。
図２１に示すように、冷凍能力制御Ｂを行う場合、制御部９１は、冷媒出口温度センサ９３による補助ガスクーラ２５の冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔを取得し（ＳＴ３６１）、第７バイパス制御弁１２３の開度が設定開度と等しいか否かを判断する（ＳＴ３６２）。
第７バイパス制御弁１２３の開度が設定開度と等しくないと判断した場合は（ＳＴ３６２：ＮＯ）、第６バイパス制御弁１１３の開度Ｐ７が設定開度Ｐ７ｓｅｔより大きいか否かを判断する（ＳＴ３６３）。
【０１４１】
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度Ｐ７が設定開度Ｐ７ｓｅｔより小さいと判断した場合は（ＳＴ３６３：ＮＯ）、第７バイパス制御弁１２３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３６４）。
制御部９１は、第７バイパス制御弁１２３の開度Ｐ６が設定開度Ｐ６ｓｅｔより大きいと判断した場合は（ＳＴ３６３：ＹＥＳ）、第７バイパス制御弁１２３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３６５）。
【０１４２】
制御部９１は、第６バイパス制御弁１１３の開度が設定開度と等しいと判断した場合は（ＳＴ３６２：ＹＥＳ）、給湯制御弁７５の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ３６６）。
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ３６６：ＮＯ）、給湯制御弁７５の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３６７）。そして、制御部９１は、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限であるか否かを判断し（ＳＴ３６８）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ３６８：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３６９）。
【０１４３】
制御部９１は、給湯制御弁７５の開度が下限であると判断した場合は（ＳＴ３６６：ＹＥＳ）、冷媒出口温度Ｔｒ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が冷却用設定温度Ｔ２−設定温度差ΔＴ２の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ３７０）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ３７０：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が下限か否かを判断し（ＳＴ３７１）、下限でないと判断した場合は（ＳＴ３７１：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３７２）。
【０１４４】
制御部９１は、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２−ΔＴ２の値以上であると判断した場合は（ＳＴ３７０：ＹＥＳ）、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ３７３）。
そして、Ｔｒ．ｏｕｔ−Ｔｗ．ｉｎがＴ２＋ΔＴ２の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ３７３：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度が上限か否かを判断し（ＳＴ３７４）、上限でない場合は（ＳＴ３７４：ＮＯ）、第５バイパス制御弁１０３の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３７５）。
【０１４５】
続いて、制御部９１は、給湯温度センサ９０による給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔを取得する（ＳＴ３７６）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、放熱用設定温度Ｔ３−設定温度差ΔＴ３の値以上であるか否かを判断する（ＳＴ３７７）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上でないと判断した場合は（ＳＴ３７７：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が下限であるか否かを判断する（ＳＴ３７８）。
制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が下限でないと判断した場合は（ＳＴ３７８：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス下げるように制御する（ＳＴ３７９）。その後、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
【０１４６】
一方、制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３−ΔＴ３の値以上であると判断した場合は（ＳＴ３７７：ＹＥＳ）、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、給湯用設定温度Ｔ３＋設定温度差ΔＴ３の値以下であるか否かを判断する（ＳＴ３８０）。
制御部９１は、給湯温度Ｔｗ．ｏｕｔと冷却水入口温度Ｔｗ．ｉｎとの差が、Ｔ３＋ΔＴ３の値以下でないと判断した場合は（ＳＴ３８０：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度が上限であるか否かを判断する（ＳＴ３８１）。そして、制御部９１は、第４バイパス制御弁８７の開度が上限でないと判断した場合は（ＳＴ３８１：ＮＯ）、第４バイパス制御弁８７の開度をｎパルス上げるように制御する（ＳＴ３８２）。第４バイパス制御弁８７の開度が上限であると判断した場合は（ＳＴ３８１：ＹＥＳ）、冷凍能力制御Ｂの制御を終了する。
ここで、本実施の形態の制御フローにおいて、制御弁の開度制御時の開度をnパルスと任意の開度で表したが、複数の制御弁を制御する際、個々の制御弁で異なる開度設定としてもよいし、同じ開度設定としてもよい。
【０１４７】
本実施の形態においては、第４バイパス制御弁８７の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５から第４バイパス流路８６に流れる水の流量を制御することができ、補助ガスクーラ２５を通過した後の水の一部が外部放熱装置６２を通過した後、補助ガスクーラ２５の上流の水流路に戻される。
これにより、第４バイパス制御弁８７の制御により、補助ガスクーラ２５、インタークーラ２３、主ガスクーラ２４のそれぞれに流れる水の流量を個別に制御することが可能となる。そのため、補助ガスクーラ２５を流れる水の流量を制御することで冷凍装置１の冷凍能力を調整しつつ、主ガスクーラ２４を流れる水の流量を制御することで給湯温度の調整を行うことができる。
【０１４８】
また、第７バイパス制御弁１２３の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５から第７バイパス流路１２２に流れる水の流量を制御することができる。
これにより、水配管４０を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラ２３をバイパスして主ガスクーラ２４に水を流すことにより、ガスクーラユニットの水流路での圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプ４３の入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、流量の設定が変わった場合にも高効率での運転を行うことができる。
【０１４９】
また、制御部９１は、給湯温度センサ９０の検出値に基づいて主ガスクーラ２４を流れる水の流量の制御を行い、給湯温度の調整を行うことができ、これにより、冷凍装置１の冷却不足を発生させず、給湯温度を設定温度に近い温度に保ちつつ、冷凍装置１の運転を継続させることができる。
ここで、本実施の形態においては、ガスクーラユニット２０に設けた給湯温度センサ９０、冷却水温度センサ９２、冷媒出口温度センサ９３が検知した温度に基づいて、主ガスクーラ９４を流れる水の流量の制御を行ったが、圧縮機ユニット１０に設けた冷凍機入口温度センサ６６、冷凍機出口温度センサ６７、吐出温度センサ６８、スプリット熱交換器出口温度センサ６９、もしくは圧力センサ等も用い、制御を行ってもよい。
【０１５０】
以上述べたように、本実施の形態においては、補助ガスクーラ２５とインタークーラ２３との間の水配管４０に第７の分岐部１２０を設け、主ガスクーラ２４の下流側の水配管４０に第７の合流部１２１を設け、第７の分岐部１２０で分岐し、第７の合流部１２１に合流する水を流す第７バイパス流路１２２と、第７バイパス流路１２２を流れる水の流量を制御する第７バイパス制御弁１２３とを備えている。
これにより、第７バイパス制御弁１２３の開度を制御することにより、補助ガスクーラ２５から第７バイパス流路１２２に流れる水の流量を制御することができ、水配管４０を流れる水の流量が多くなる場合には、インタークーラ２３をバイパスして主ガスクーラ２４に水を流すことにより、ガスクーラユニットの水流路での圧力損失を下げることができる。また、水流路での圧力損失を下げることができることにより、給水用ポンプ４３の入力が小さい状態での運転を行うことができ、要求される給湯温度が変わり、ガスクーラユニットを流れる水の流量が多くなる設定に変わった場合にも高効率での運転を行うことができる。
【０１５１】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上のように、本発明に係る冷凍装置は、給湯温度を高くする場合でも、水の流量を減らす量を抑えることができ、インタークーラおよびガスクーラにおいて冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置の出口側の冷媒温度も低くすることができ、冷凍装置の冷凍能力を維持することができる冷凍装置に、好適に利用可能である。さらに、本発明に係る冷凍装置は、冷媒と水との間で熱交換を行い、熱交換により発生したお湯を用いた給湯、温水暖房などの用途に用いる給湯、温水暖房機器にも好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１  冷凍装置
１０  圧縮機ユニット
１１  圧縮機
１２  低段吸込口
１３  低段吐出口
１４  高段吸込口
１５  高段吐出口
１６  中間冷却器
１７  減圧電動弁
２０  ガスクーラユニット
２３  インタークーラ
２３ａ  インタークーラの一方の流路の入口側
２３ｂ  インタークーラの一方の流路の出口側
２３ｃ  インタークーラの他方の流路の入口側
２３ｄ  インタークーラの他方の流路の出口側
２４  主ガスクーラ
２４ａ  主ガスクーラの一方の流路の入口側
２４ｂ  主ガスクーラの一方の流路の出口側
２４ｃ  主ガスクーラの他方の流路の入口側
２４ｄ  主ガスクーラの他方の流路の出口側
２５  補助ガスクーラ
２５ａ  補助ガスクーラの一方の流路の入口側
２５ｂ補助ガスクーラの一方の流路の出口側
２５ｃ  補助ガスクーラの他方の流路の入口側
２５ｄ  補助ガスクーラの他方の流路の出口側
２６  オイルセパレータ
２６ａ  オイル管
２７  オイルサービスバルブ
２８  オイル調整電動弁
３０  低圧冷媒配管
３１  中間圧吐出配管
３２  中間圧吸込配管
３３  高圧吐出配管
３４  冷媒配管
４０  水配管
４１  給水用逆止弁
４２  吸込みタンク
４３  給水用ポンプ
４４  主ガスクーラパイパス流路用逆止弁
４５  第１バイパス流路用逆止弁
４６  第２バイパス流路用逆止弁
５０  スプリット熱交換器
５０ａ  スプリット熱交換器の一方の流路の入口側
５０ｂ  スプリット熱交換器の一方の流路の出口側
５０ｃ  スプリット熱交換器の他方の流路の入口側
５０ｄ  スプリット熱交換器の他方の流路の出口側
５１  分岐配管
５２  液戻し電動弁
５３  ガス戻し電動弁
５４  冷媒戻し配管
６０  分岐部
６１  合流部
６２  外部放熱装置
６３  主流路
６４  主ガスクーラバイパス流路
６５  流量調整機構
６６  冷凍機入口温度センサ
６７  冷凍機出口温度センサ
６８  吐出温度センサ
６９  スプリット熱交換器出口温度センサ
７０  第２の分岐部
７１  第２の合流部
７２  給湯流路
７３  第１バイパス流路
７４  第１バイパス制御弁
７５  給湯制御弁
８０  第３の分岐部
８１  第３の合流部
８２  第２バイパス流路
８３  第２バイパス制御弁
８４  第４の分岐部
８５  第４の合流部
８６  第４バイパス流路
８７  第４バイパス制御弁
８８  第４バイパス流路用逆止弁
９０  給湯温度センサ
９１  制御部
９２  冷却水温度センサ
９３  冷媒出口温度センサ
９４  冷却水流量計
９５  給湯流量計
１００  第５の分岐部
１０１  第５の合流部
１０２  第５バイパス流路
１０３  第５バイパス制御弁
１０４  第５バイパス流路用逆止弁
１１０  第６の分岐部
１１１  第６の合流部
１１２  第６バイパス流路
１１３  第６バイパス制御弁
１１４  第６バイパス流路用逆止弁
１１５  インタークーラ出口逆止弁
１２０  第７の分岐部
１２１  第７の合流部
１２２  第７バイパス流路
１２３  第７バイパス制御弁
１２４  第７バイパス流路用逆止弁
１２５  主ガスクーラ出口逆止弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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