(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスエンジンにより駆動される圧縮機を備え、該圧縮機、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器を順次冷媒配管で接続することにより閉サイクルの冷媒回路が構成されている高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、
高顕熱運転時、前記室外熱交換器で凝縮された高圧液冷媒と、前記ガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換させ、該高圧液冷媒を加熱可能なサブ熱交換器を備えていることを特徴とする高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機。
【請求項２】
前記サブ熱交換器は、前記室外熱交換器と前記膨張弁とを接続する冷媒回路の一部と並列に接続されたバイパス回路中に設けられ、前記室外熱交換器で凝縮された前記高圧液冷媒と前記ガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換する冷媒／冷却水熱交換器とされていることを特徴とする請求項１に記載の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機。
【請求項３】
前記室外熱交換器と前記膨張弁とを接続する冷媒回路中にサブ熱交用電磁弁を設け、該サブ熱交用電磁弁と並列に前記バイパス回路が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機。
【請求項４】
前記サブ熱交換器には、前記ガスエンジンの冷却水回路側から所定水温以上のエンジン冷却水が循環可能とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の水分を除去することなく、温度（顕熱）のみを下げることができる高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電算機室等の空調（冷房）に用いられる空気調和機は、電算機が静電気を嫌うことから、空気中の水分を出来る限り除去しない（除湿しない）ように、温度（顕熱）のみを下げることが可能な高顕熱運転機能が必要となる。高顕熱運転を継続するには、室内から吸込む空気の温度、湿度条件により室内側熱交換器の蒸発温度を制御しなければならない。蒸発温度は、冷媒循環量、凝縮器能力、蒸発器能力等によって変化するため、それらの状態を検出し、蒸発温度を制御する必要がある。
【０００３】
特に、電算機室用の高顕熱形空気調和機は、年間を通して冷房運転され、この間、高顕熱運転を継続する必要がある。しかし、冬期の低外気温時には、外気温の低下に伴い高圧および凝縮温度が低下し、これに連れて蒸発温度も低下することから、高顕熱運転を継続することが困難となる。蒸発温度を適度な温度に維持するには、高価な冷媒制御システムが必要であり、吸込み空気の温湿度状態を検出し、室外熱交換器用ファンのオンオフや回転数制御によって、冷媒の高圧および凝縮温度をコントロールする方法等が用いられているが、オンオフによるハンチングや制御範囲が狭い等の問題を内包している。
【０００４】
一方、高顕熱形空気調和機として、圧縮機をガスエンジンで駆動するガスヒートポンプ空気調和機（ＧＨＰ）を採用すれば、電算機を増設する場合でも、増加する電気消費量に対して電源設備を増強する必要がなく、電気消費量や電源設備費等を低減しながら、電算機を増設することができる。しかも、ＧＨＰは、ガスエンジンを搭載しているため、該エンジンからの排熱を利用することが可能となる。特許文献１，２には、ガスエンジンの冷却水回路から導かれる高温のエンジン冷却水と冷媒とを熱交換する冷媒／冷却水熱交換器を設け、エンジン冷却水で冷媒を加熱することにより、ガスエンジンの排熱を暖房用の熱源として有効利用するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８３５９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に示されたものは、室外熱交換器と並列に冷媒／冷却水熱交換器を備えたバイパス回路を設け、暖房運転時に低圧冷媒を冷媒／冷却水熱交換器に流通させ、エンジン冷却水で該冷媒を加熱蒸発させることにより、エンジン冷却水から吸熱し、それを暖房用の熱源として有効利用するようにしたものである。このため、冷房サイクル時に高圧液冷媒を加熱し、冷媒の高圧および凝縮温度をコントロールする冷媒／冷却水熱交換器として利用することはできない。従って、室内熱交換器の蒸発温度を適度に維持し、高顕熱運転を持続できるものではなく、エンジン排熱を利用可能なＧＨＰにおいても低外気温下での高顕熱運転は課題となっていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低外気温下でも安定的にかつ簡易に高顕熱運転を持続することができる高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機は、ガスエンジンにより駆動される圧縮機を備え、該圧縮機、室外熱交換器、膨張弁および室内熱交換器を順次冷媒配管で接続することにより閉サイクルの冷媒回路が構成されている高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、高顕熱運転時、前記室外熱交換器で凝縮された高圧液冷媒と、前記ガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換させ、該高圧液冷媒を加熱可能なサブ熱交換器を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、高顕熱運転時、室外熱交換器で凝縮された高圧液冷媒と、ガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換させ、該高圧液冷媒を加熱可能なサブ熱交換器を備えているため、高顕熱運転時、外気温の低下に伴い高圧および凝縮温度が低下した場合、蒸発温度も低下することから、高顕熱運転を維持し切れなくなるが、このような場合でも、サブ熱交換器に高圧液冷媒を流し、該高圧液冷媒をサブ熱交換器でエンジン冷却水と熱交換させて加熱することにより、冷媒の高圧および凝縮温度を適正範囲に維持し、蒸発温度を適度な温度に保つことができる。従って、エンジン排熱を有効利用し、低外気温下においても簡易に高顕熱運転を持続することができる。
【００１０】
さらに、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機は、上記の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、前記サブ熱交換器は、前記室外熱交換器と前記膨張弁とを接続する冷媒回路の一部と並列に接続されたバイパス回路中に設けられ、前記室外熱交換器で凝縮された前記高圧液冷媒と前記ガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換する冷媒／冷却水熱交換器とされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、サブ熱交換器が、室外熱交換器と膨張弁とを接続する冷媒回路の一部と並列に接続されたバイパス回路中に設けられ、室外熱交換器で凝縮された高圧液冷媒とガスエンジンの冷却水回路を循環するエンジン冷却水とを熱交換する冷媒／冷却水熱交換器とされているため、外気温の低下に伴って高圧および凝縮温度が低下し、それに連れて蒸発温度が低下することにより高顕熱運転が維持し切れなくなるような場合でも、バイパス回路側に高圧液冷媒を流し、この高圧液冷媒をサブ熱交換器でエンジン冷却水と熱交換させて加熱することによって、冷媒の高圧および凝縮温度を適正範囲に維持することができる。従って、低外気温下においてもエンジン排熱を有効に利用して蒸発温度を適度な温度に維持し、高顕熱運転を持続することができる。
【００１２】
さらに、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機は、上記の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、前記室外熱交換器と前記膨張弁とを接続する冷媒回路中にサブ熱交用電磁弁を設け、該サブ熱交用電磁弁と並列に前記バイパス回路が接続されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、室外熱交換器と膨張弁とを接続する冷媒回路中にサブ熱交用電磁弁を設け、該サブ熱交用電磁弁と並列にバイパス回路が接続されているため、高顕熱運転時に外気温が低下し、それに伴い高圧および凝縮温度が低下した場合、サブ熱交用電磁弁を閉じ、バイパス回路側に高圧液冷媒を流すことにより、サブ熱交換器において高温のエンジン冷却水を用いて高圧液冷媒を加熱し、高圧および凝縮温度を適正範囲に維持することができる。従って、バイパス回路およびサブ熱交用電磁弁を追設するだけの簡素な回路構成にて高圧および凝縮温度をコントロールし、幅広い温度領域においてガスヒートポンプ空気調和機を高顕熱運転することが可能となる。
【００１４】
さらに、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機は、上述のいずれかの高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機において、前記サブ熱交換器には、前記ガスエンジンの冷却水回路側から所定水温以上のエンジン冷却水が循環可能とされていることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、サブ熱交換器にガスエンジンの冷却水回路側から所定水温以上のエンジン冷却水が循環可能とされているため、外気温の如何にかかわらず、ガスエンジンの冷却水回路から所定水温以上のエンジン冷却水をサブ熱交換器に循環することにより、常に高圧液冷媒の加熱源を確保しておくことができる。従って、低外気温時にはガスエンジンの排熱を有効利用して確実に高圧液冷媒を加熱することができ、高圧および凝縮温度を適正範囲に維持して高顕熱運転を持続することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、高顕熱運転時に外気温の低下に伴い高圧および凝縮温度が低下した場合、蒸発温度も低下することから、高顕熱運転を維持し切れなくなるが、このような場合でも、サブ熱交換器に高圧液冷媒を流し、該高圧液冷媒をサブ熱交換器でエンジン冷却水と熱交換させて加熱することにより、冷媒の高圧および凝縮温度を適正範囲に維持し、蒸発温度を適度な温度に保つことができるため、エンジン排熱を有効利用し、低外気温下においても簡易に高顕熱運転を持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機の冷媒回路図である。
【図２】図１に示す高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機のガスエンジン側の冷却水回路図である。
【図３】図１に示す高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機を高顕熱運転する制御系のブロック図である。
【図４】図３に示す制御系に用いる相対湿度と温度差との関係を示す二次近似式とその曲線を示すグラフである。
【図５】図４に示す二次近似式とその曲線を導く際に用いた湿り空気線図上における吸込み空気の温湿度条件（但し、顕熱比９５％）を示す図表である。
【図６】図４に示す二次近似式とその曲線を導く際に用いた湿り空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機の冷媒回路図が示され、図２には、そのガスエンジン側の冷却水回路図が示され、図３には、その制御系のブロック図が示されている。
高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１は、冷媒を圧縮する圧縮機をガスエンジンに依って駆動するようにしたものであり、本実施形態の高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１は、並列に接続されている４台の圧縮機２Ａないし２Ｄを備えている。これらの圧縮機２Ａないし２Ｄは、図２に示されているガスエンジン３により、図示省略の電磁クラッチ等を介して駆動可能とされている。
【００１９】
４台の圧縮機２Ａないし２Ｄから吐出された高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管（冷媒配管）４Ａを経て油分離器５に導入され、冷媒中の油が分離された後、四方切替え弁６に至り、該四方切替え弁６より冷房サイクルと暖房サイクルとに切替え可能とされている。冷房サイクルの場合、冷媒ガスは、四方切替え弁６から冷媒配管４Ｂを介して室外熱交換器７Ａ，７Ｂに導かれ、ここで室外送風機８により通風される外気と熱交換されることによって凝縮液化されるようになっている。
【００２０】
この液冷媒は、冷媒配管４Ｃにより逆止弁９、サブ熱交用電磁弁１０、過冷却熱交換器１１を介して並列に接続されている複数台の室内ユニット１２Ａ，１２Ｂに導かれ、電子膨張弁（膨張弁）１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄで断熱膨張された後、室内熱交換器１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに導入される。室内熱交換器１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに導入された冷媒は、室内送風機（図示省略）により送風される室内空気と熱交換され、該空気を冷却することにより蒸発ガス化される。この冷却空気は、例えば電算機が設置されている電算機室内の冷房に供される。
【００２１】
室内熱交換器１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄで蒸発ガス化された冷媒は、冷媒配管４Ｄを介して四方切替え弁６に至り、該四方切替え弁６により吸入配管（冷媒配管）４Ｅを経てアキュームレータ１５に導入され、ここで冷媒中の液分が分離されることによりガス冷媒のみが圧縮機２Ａないし２Ｄへと吸入されるようになっている。各圧縮機２Ａないし２Ｄに吸入された低圧の冷媒ガスは、再圧縮され、以下、同様のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。
【００２２】
上記の如く４台の圧縮機２Ａないし２Ｄ、油分離器５、四方切替え弁６、室外熱交換器７Ａ，７Ｂ、逆止弁９、サブ熱交用電磁弁１０、過冷却熱交換器１１、電子膨張弁１３Ａないし１３Ｄ、室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄ、およびアキュームレータ１５を、冷媒配管４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅを介して接続することにより、閉サイクルの冷媒回路４が構成されている。なお、油分離器５と各圧縮機２Ａないし２Ｄへの吸入配管（冷媒配管）４Ｅとの間には、油分離器５で分離された潤滑油を各圧縮機２Ａないし２Ｄ側に戻すための油も戻し回路１６が設けられ、この油も戻し回路１６には、電磁弁１７が設けられている。
【００２３】
また、上記の冷媒回路４は、四方切替え弁６を介して冷媒の循環方向を冷房サイクルと逆方向に切替えることによって暖房サイクルとされ、暖房運転ができるように構成されている。このため、逆止弁９に対してメイン膨張弁１８を備えたバイパス回路１９が接続されている。さらに、上記冷媒回路４には、低外気温下の冷房運転時（高顕熱運転時）、冷媒の凝縮温度および高圧を適正範囲にコントロールして後述する高顕熱運転を維持するための回路、すなわちサブ液弁２０およびサブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１を備えたバイパス回路２２が、サブ熱交用電磁弁１０に対して並列に接続されている。
【００２４】
サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１は、低外気温下での冷房運転時に、外気温の低下により室外熱交換器７Ａ，７Ｂでの凝縮温度および高圧が低下し、それに伴って蒸発温度が低下するのをコントロールする機能を担うものであり、室外熱交換器７Ａ，７Ｂで凝縮された高圧液冷媒をガスエンジン３の冷却水回路３０内を循環する冷却水（エンジンを冷却することにより加熱された温水）と熱交換させて加熱することにより、冷媒の凝縮温度および蒸発温度を適正な温度に維持できるようになっている。
【００２５】
ガスエンジン３の冷却水回路３０は、図２に示されるように、ガスエンジン３を冷却した冷却水（温水）を感温式比例弁３１により、水温が所定温度未満の場合には、バイパス回路３２側にバイパスさせ、冷却水ポンプ３３、排ガス熱交換器３４を介してガスエンジン３に循環させるようにしており、水温が所定温度以上となった場合には、冷却水をサブ熱交換器２１側に流し、更に水温が高温となった場合には、ラジエータ３５側にも水温に応じた量の冷却水を循環させ、大気へと放熱するように構成されている。なお、サブ熱交換器２１に冷媒が流通されていない場合は、冷却水は熱交換されることなく、そのまま冷却水ポンプ３３の吸入側へと循環されるようになっている。
【００２６】
上記高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１を電算機室に設置し、空気中の水分を除去しない（除湿しない）ように、温度（顕熱）のみを下げる高顕熱運転を行わせるため、室内ユニット１２Ａ，１２Ｂに、それぞれ蒸発器として機能する室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの表面温度（露点温度と見做せる）を検出する熱交温度センサー２３と、室内ユニット１２Ａ，１２Ｂに吸込まれる空気の相対湿度を検出する相対湿度センサー２４と、吸込み空気の温度を検出する温度センサー２５とが設けられている。
【００２７】
高顕熱運転を実現するに当たり、湿り空気線図上において、吸込み空気の温湿度状態から室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度を見たとき、相対湿度が一定ならば、吸込み空気温度と露点温度との差が略同一となり、該温度差と相対湿度との関係を二次式で近似できることが見出された。つまり、吸込み空気の相対湿度をｘ、吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との温度差をｙとしたとき、吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との温度差ｙを、吸込み空気の相対湿度ｘによって、下記の二次近似式
ｙ＝０．０４２ｘ２−０．７７５ｘ＋３９．４２５    （ただし、顕熱比９５％）
で表すことができる。
【００２８】
これは、図６に示されている湿り空気線図上において、吸込み空気の温度を、例えば図５に示されるように、２７°、２０°、１５°とし、その相対湿度を７０％、５０％、３０％としたとき、露点温度との平均温度差は、相対湿度が７０％で一定の場合は６°、５０％で一定の場合は１１．３°、３０％で一定の場合は２０°でほぼ同一となる。この相対湿度と平均温度差との関係を、図４に示されるように、グラフ上にプロットすることによって、上記二次近似式およびその曲線を導き出すことができる。そして、この二次近似式または曲線を用い、吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの温度との温度差が、該曲線の左側の高顕熱運転領域で曲線上の温度差に近づくように、図３に示される制御系２６を介して圧縮機２Ａないし２Ｄの能力を制御することにより、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１を高顕熱運転することが可能となる。
【００２９】
ここでの制御系２６は、相対湿度センサー２４により検出された吸込み空気の相対湿度から、図４に示される上記二次近似式またはその曲線に基づいて吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との目標温度差をグラフ演算手段２７で算出し、温度差演算手段２８により算出された温度センサー２５および熱交温度センサー２３で検出された吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの温度（露点温度と見做せる）との温度差が上記目標温度差となるように、両温度差の偏差とその偏差の速度をファジー演算し、圧縮機２Ａないし２Ｄの回転数指令値を出力するファジー演算手段２９を備えた構成とされている。
【００３０】
なお、本実施形態の場合、圧縮機２Ａないし２Ｄの回転数は、ガスエンジン３の回転数を可変制御することにより制御されるようになっている。また、圧縮機２Ａないし２Ｄの能力制御は、回転数制御に代えて、４台の圧縮機２Ａないし２Ｄの運転台数制御としてもよく、更には、ファジー演算手段２９に代えてＰＩＤ演算手段を用いてもよい。
【００３１】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
電算機が設置されている電算機室は、電算機から熱が放出されることから、年間を通して冷房が必要となる。一方、電算機は、静電気を嫌うことから、空気中の水分を出来る限り除去しない（除湿しない）ように、温度（顕熱）のみを下げることが可能な高顕熱運転を行う必要がある。従って、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１は、ガスエンジン３を起動して圧縮機２Ａないし２Ｄを駆動し、四方切替え弁６を冷房サイクルに切替え、室外熱交換器７Ａ，７Ｂを凝縮器、室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄを蒸発器として機能させることにより冷房サイクルで運転されることになる。
【００３２】
この運転時、室内ユニット１２Ａ，１２Ｂに設置されている熱交温度センサー２３、相対湿度センサー２４および温度センサー２５を介して、室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの表面温度（露点温度と見做される）と、吸込み空気の相対湿度および温度がそれぞれ検出される。そして、これらの検出値から、吸込み空気の相対湿度に基づいてグラフ演算手段２７により、図４に示されている二次近似式または二次近似曲線を基に、吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との目標温度差が算出される。
【００３３】
一方、熱交温度センサー２３および温度センサー２５で検出された吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの温度との温度差が、温度差演算手段２８によって算出され、この温度差が上記二次近似式または二次近似曲線を基にグラフ演算手段２７で算出された目標温度差となるように、その偏差等をファジー演算手段２９でファジー演算（あるいはＰＩＤ演算手段でＰＩＤ演算）することにより、圧縮機２Ａないし２Ｄの能力を制御する回転数指令値もしくは運転台数指令値を出力し、その指令値に基づいて圧縮機２Ａないし２Ｄの能力が制御される。これによって、室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの表面温度（露点温度）が上記二次近似式または二次近似曲線を満たすべく、高顕熱運転される。
【００３４】
なお、室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの表面温度（露点温度と見做せる）と蒸発温度との間には数度の温度差があり、上記の二次近似式または二次近似曲線から算出された温度を蒸発温度とすれば、露点温度は数度アップされることになり、高顕熱運転が維持されることとなる。
従って、吸込み空気の温湿度条件を検出するだけで、煩雑でかつ高価な制御システムを用いることなく、簡易に高顕熱運転を実現することができる。
【００３５】
また、上記の如く二次近似式または曲線を用い、吸込み空気の相対湿度から吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との目標温度差を算出し、温度センサー２５および熱交温度センサー２３で検出された吸込み空気温度と室内熱交換器温度との温度差が、該目標温度差となるように圧縮機２Ａないし２Ｄの能力を制御することによって、空気調和機を簡易に高顕熱運転することができるため、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１の制御系を簡素化、低コスト化することができる。
【００３６】
また、圧縮機２Ａないし２Ｄの能力制御系２６が、相対湿度センサー２４により検出された吸込み空気の相対湿度から二次近似式またはその曲線に基づいて、吸込み空気温度と室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄの露点温度との目標温度差を算出するグラフ演算手段２７と、温度センサー２５および熱交温度センサー２３の検出値から吸込み空気温度と室内熱交換器温度との温度差を算出する温度差演算手段２８と、該温度差と目標温度差との偏差に基づいて、圧縮機２Ａないし２Ｄの能力制御指令値を出力する演算手段２９とを備えており、湿度センサー２４、温度センサー２５および熱交温度センサー２３により吸込み空気の相対湿度、吸込み空気の温度および室内熱交換器の温度を検出し、これらの検出値に基づいてグラフ演算手段２７および温度差演算手段２８により目標温度差および実温度差を求め、その偏差を基に演算手段２９で圧縮機２Ａないし２Ｄの能力制御指令値を算出して圧縮機２Ａないし２Ｄを制御するようにしているため、高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１を高顕熱運転領域にて安定的に運転することができ、煩雑でかつ高価な制御システムを必要とせず、制御系を簡素化、低コスト化することができる。しかも、その制御系がファジー演算手段またはＰＩＤ演算手段のいずれかにより構成されているため、制御系の信頼性を高め、空気調和機１を安定して高顕熱運転することができる。
【００３７】
さらに、高顕熱形空気調和機として高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１を採用しているため、電算機を増設するに際して、電気消費量の増加に備えて電源設備を増強する等の必要がなく、従って、電算機室の空調の要する電気消費量を低減し、電算機の増設を容易化することができる。
【００３８】
また、この高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１には、室外熱交換器７Ａ，７Ｂと電子膨張弁１３Ａないし１３Ｄとを接続する冷媒回路４中に設けられているサブ熱交用電磁弁１０と並列に、低外気温冷房時に高圧液冷媒を流すサブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１を備えたバイパス回路２２が設けられており、該サブ熱交換器２１が高圧液冷媒とガスエンジン３の冷却水回路３０内を循環するエンジン冷却水とを熱交換する冷媒／冷却水熱交換器とされているため、高顕熱運転時に外気温が低下することによって高圧および凝縮温度が低下した場合、蒸発温度も低下することから、高顕熱運転を維持し切れなくなるが、このような場合でも、バイパス回路２２側に高圧液冷媒を流し、この高圧液冷媒をサブ熱交換器２１でエンジン冷却水と熱交換させて加熱することにより、冷媒の高圧および凝縮温度を適正範囲に維持し、蒸発温度を適度な温度に保つことができる。
【００３９】
従って、エンジン排熱を有効利用し、低外気温下においても室内熱交換器１４Ａないし１４Ｄでの蒸発温度を適正温度に保ち、除湿運転領域に移行（蒸発温度が低下すると、図４に示される二次近似曲線において温度差が大きくなり、高顕熱運転領域から除湿運転領域に移行する。）しないようにして高顕熱運転を持続することができる。また、サブ熱交用電磁弁１０およびバイパス回路２２を追設するだけの簡素な回路構成にて高圧および凝縮温度をコントロールすることができるため、幅広い温度領域においてガスヒートポンプ空気調和機１を高顕熱運転することが可能となる。
【００４０】
さらに、サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１には、ガスエンジン３の冷却水回路３０側から所定水温以上のエンジン冷却水が循環可能とされており、外気温の如何にかかわらず、ガスエンジン３の冷却水回路３０から所定水温以上のエンジン冷却水がサブ熱交換器２１に循環されるため、常に高圧液冷媒の加熱源を確保しておくことができる。従って、低外気温時にはガスエンジン３の排熱を有効利用して確実に高圧液冷媒を加熱することができ、高圧および凝縮温度を適正範囲に維持して簡易に高顕熱運転を持続することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、サブ熱交換器２１に冷媒およびエンジン冷却水を流す冷媒配管および冷却水回路の回路構成が異なっている。その他の点については、上記第１実施形態と同様であるので説明は使用略する。
本実施形態では、サブ熱交用電磁弁１０およびバイパス回路２２を設ける代わりに、冷媒４Ｃ中に直接サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１を設け、該サブ熱交換器２１に冷却水回路３０を接続してエンジン冷却水を循環可能とし、この冷却水回路３０中に電磁弁を設け、該電磁弁の開閉により高顕熱運転時の低外気温時のみ必要に応じてサブ熱交換器２１に冷却水を循環可能な構成としている。
【００４２】
このような構成とすることによっても、通常の高顕熱運転時には、サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）２１に対する冷却水の循環を止めておくことにより高圧液冷媒を加熱することなく運転でき、外気温が低下し、高圧液冷媒を加熱する必要が生じた場合、電磁弁を開いてサブ熱交換器２１に冷却水を循環することによって、高圧液冷媒を加熱することができる。従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、吸込み空気の温度とその露点温度との温度差を、吸込み空気の相対湿度により表す二次近似式またはその曲線を用いて高顕熱運転する高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１について説明したが、本発明は、これに限らず、他の制御方式を用いた高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機にも同様に適用できることは云うまでもない。
【００４４】
また、上記実施形態では、顕熱比（ＳＨＦ）が９５％の例について説明したが、これに限定されるものではなく、顕熱比（ＳＨＦ）を上下に変更してもよい。さらに、上記実施形態では、冷媒回路４に四方切替え弁６を設け、冷房サイクルと暖房サイクルとに切替え可能な高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機１について説明したが、四方切替え弁６を省略した冷房専用の空気調和機としてもよく、また、室内ユニット１２Ａ，１２Ｂに設置される熱交温度センサー２３、相対湿度センサー２４、温度センサー２５については、既設のセンサーをそのまま利用してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００４５】
１  高顕熱形ガスヒートポンプ空気調和機
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  圧縮機
３  ガスエンジン
４  冷媒回路
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ  冷媒配管
７Ａ，７Ｂ  室外熱交換器
１０  サブ熱交用電磁弁
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  電子膨張弁（膨張弁）
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ  室内熱交換器
２１  サブ熱交換器（冷媒／冷却水熱交換器）
２２  バイパス回路
３０  冷却水回路
３１  感温式比例弁
３３  冷却水ポンプ
３５  ラジエータ
【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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