(57)【要約】      （修正有）【課題】二次冷媒空気調和システムにおいて、蒸発器における伝熱効率を改善して、二次側の冷媒回路のサイクル効率を向上させる。【解決手段】二次冷媒空気調和システム（１）は、一次側の冷却熱源との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器（３１）と、凝縮器において凝縮した冷媒を搬送する液ポンプ（３２）と、流量調節弁（３４ａ、３４ｂ）と、流量調節弁（３４ａ、３４ｂ）を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器（３５ａ、３５ｂ）とが順次接続された二次側の冷媒回路（３０）を有している。そして、液ポンプ（３２）及び流量調節弁（３４ａ、３４ｂ）は、蒸発器（３５ａ、３５ｂ）の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側の冷却熱源との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器（３１）と、前記凝縮器において凝縮した冷媒を搬送する液ポンプ（３２）と、流量調節弁（３４ａ、３４ｂ）と、前記流量調節弁を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器（３５ａ、３５ｂ）とが順次接続された二次側の冷媒回路（３０）を有し、
前記液ポンプ及び前記流量調節弁は、前記蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように制御される、
二次冷媒空気調和システム（１）。
【請求項２】
前記蒸発器（３５ａ、３５ｂ）に室内空気を供給するための室内ファン（３６ａ、３６ｂ）と、前記蒸発器を通過する前後の室内空気の温度を検出する室内空気入口温度センサ（４１ａ、４１ｂ）及び室内空気出口温度センサ（４２ａ、４２ｂ）をさらに有しており、
前記室内ファンの風量、及び、前記室内空気入口温度センサ及び前記室内空気出口温度センサによって検出された室内空気の温度に基づいて、前記蒸発器における交換熱量を算出し、前記算出された交換熱量に基づいて、前記蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得る、
請求項１に記載の二次冷媒空気調和システム（１）。
【請求項３】
前記蒸発器（３５ａ、３５ｂ）に室内空気を供給するための室内ファン（３６ａ、３６ｂ）をさらに有しており、
前記蒸発器には、前記蒸発器に流入する冷媒の一部をバイパスして室内空気と熱交換を行う入口バイパス蒸発部（７１ａ、７１ｂ）が設けられており、
前記入口バイパス蒸発部には、室内空気と熱交換を行った後の冷媒の温度を検出する入口バイパス温度センサ（４６ａ、４６ｂ）が設けられており、
前記入口バイパス温度センサによって検出された冷媒の温度、及び、前記入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、前記入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、前記算出された交換熱量、及び、前記蒸発器を流れる冷媒と前記入口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、前記蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得る、
請求項１に記載の二次冷媒空気調和システム（１）。
【請求項４】
前記蒸発器（３５ａ、３５ｂ）の出口には、前記蒸発器から流出した冷媒の一部をバイパスしてヒータ（７３ａ、７３ｂ）によって加熱する出口バイパス蒸発部（７２ａ、７２ｂ）が設けられており、
前記出口バイパス蒸発部には、前記ヒータによって加熱された後の冷媒の温度を検出する出口バイパス温度センサ（４７ａ、４７ｂ）が設けられており、
前記出口バイパス温度センサによって検出された冷媒の温度、及び、前記出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、前記出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、前記算出された交換熱量、及び、前記蒸発器を流れる冷媒と前記出口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、前記蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得る、
請求項１に記載の二次冷媒空気調和システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次冷媒空気調和システム、特に、一次側の冷却熱源との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器と、流量調節弁と、流量調節弁を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器とが順次接続された二次側の冷媒回路を有する二次冷媒空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特許文献１、２（特開２０００−１２１１８３号公報、特開平１０−２０５９０４号公報）に示すように、冷却熱源としての一次側の冷媒回路との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器と、流量調節弁と、流量調節弁を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器とが順次接続された二次側の冷媒回路を有する二次冷媒空気調和システムがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の二次冷媒空調システムでは、冷房運転時の蒸発器の出口における冷媒の状態が過熱状態になるように制御されている。ここで、蒸発器を通過するガス冷媒の伝熱効率は湿り状態の冷媒に比べて低いため、蒸発器の伝熱面積を十分に利用することができない。このため、蒸発器における伝熱効率を改善する余地がある。
【０００４】
ここで、蒸発器における伝熱効率を改善するために、蒸発器の出口における冷媒の状態を湿り状態にすることが考えられる。しかし、二次側の冷媒回路における冷媒を搬送する手段として圧縮機を使用すると、圧縮機が湿り状態の冷媒を吸入することになるため、圧縮機における冷凍機油の希釈や液圧縮等が発生するおそれがある。尚、圧縮機の吸入側に大容量のアキュムレータを設けても、湿り状態の冷媒が常時アキュムレータに流入することによってアキュムレータが満液になり、その後は、圧縮機が湿り状態の冷媒を吸入するようになるため、圧縮機における冷凍機油の希釈や液圧縮等の発生を抑えることができない。
【０００５】
本発明の課題は、二次冷媒空気調和システムにおいて、蒸発器における伝熱効率を改善して、二次側の冷媒回路のサイクル効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点にかかる二次冷媒空気調和システムは、一次側の冷却熱源との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器において凝縮した冷媒を搬送する液ポンプと、流量調節弁と、流量調節弁を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器とが順次接続された二次側の冷媒回路を有している。そして、液ポンプ及び流量調節弁は、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように制御される。
【０００７】
ここでは、上記のように、二次側の冷媒回路として、液ポンプによって冷媒を循環させる冷媒回路を採用している。すなわち、圧縮機によって冷媒を循環させる冷媒回路を二次側の冷媒回路として採用する場合とは異なり、蒸発器の出口における冷媒を凝縮器で凝縮させた後に液ポンプによって搬送するため、蒸発器の出口における冷媒の状態が湿り状態になることが許容される。このため、上記のように、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように制御することができる。そして、蒸発器の出口付近においても湿り状態の二次冷媒が流れるようにすることで、蒸発器の伝熱効率が改善され、蒸発器の伝熱面積を十分に利用することができるようになる。
【０００８】
これにより、ここでは、蒸発器における伝熱効率を改善して、二次側の冷媒回路のサイクル効率を向上させることができる。
【０００９】
第２の観点にかかる二次冷媒空気調和システムは、第１の観点にかかる二次冷媒空気調和システムにおいて、蒸発器に室内空気を供給するための室内ファンと、蒸発器を通過する前後の室内空気の温度を検出する室内空気入口温度センサ及び室内空気出口温度センサをさらに有している。そして、ここでは、室内ファンの風量、及び、室内空気入口温度センサ及び室内空気出口温度センサによって検出された室内空気の温度に基づいて、蒸発器における交換熱量を算出し、算出された交換熱量に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得ている。
【００１０】
蒸発器の出口における冷媒の状態が湿り状態になると、蒸発器の出口における冷媒の状態が過熱状態の場合とは異なり、蒸発器の出口における冷媒の温度の変化が非常に小さくなる又は冷媒の温度の変化がなくなる。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することが難しい。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態を直接的に検知することなく、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得る必要がある。
【００１１】
そこで、ここでは、上記のように、室内空気入口温度センサ及び室内空気出口温度センサを設けるようにしている。そして、室内ファンの風量及び蒸発器を通過する前後の室内空気の温度に基づいて、蒸発器における交換熱量を算出し、算出された交換熱量に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得ている。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することなく、室内空気側の交換熱量から蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量を得ることができる。
【００１２】
これにより、ここでは、液ポンプ及び流量調節弁を、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【００１３】
第３の観点にかかる二次冷媒空気調和システムは、第１の観点にかかる二次冷媒空気調和システムにおいて、蒸発器に室内空気を供給するための室内ファンをさらに有しており、蒸発器には、蒸発器に流入する冷媒の一部をバイパスして室内空気と熱交換を行う入口バイパス蒸発部が設けられており、入口バイパス蒸発部には、室内空気と熱交換を行った後の冷媒の温度を検出する入口バイパス温度センサが設けられている。そして、ここでは、入口バイパス温度センサによって検出された冷媒の温度、及び、入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、算出された交換熱量、及び、蒸発器を流れる冷媒と入口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得るようにしている。
【００１４】
蒸発器の出口における冷媒の状態が湿り状態になると、蒸発器の出口における冷媒の状態が過熱状態の場合とは異なり、蒸発器の出口における冷媒の温度の変化が非常に小さくなる又は冷媒の温度の変化がなくなる。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することが難しい。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態を直接的に検知することなく、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量を得る必要がある。
【００１５】
そこで、ここでは、上記のように、蒸発器に入口バイパス蒸発部及び入口バイパス温度センサを設けるようにしている。そして、入口バイパス温度センサによって検出された冷媒の温度、及び、入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、入口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、算出された交換熱量、及び、蒸発器を流れる冷媒と入口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得ている。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することなく、入口バイパス蒸発部における交換熱量から蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量を得ることができる。
【００１６】
これにより、ここでは、液ポンプ及び流量調節弁を、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【００１７】
第４の観点にかかる二次冷媒空気調和システムは、第１の観点にかかる二次冷媒空気調和システムにおいて、蒸発器の出口には、蒸発器から流出した冷媒の一部をバイパスしてヒータによって加熱する出口バイパス蒸発部が設けられており、出口バイパス蒸発部には、ヒータによって加熱された後の冷媒の温度を検出する出口バイパス温度センサが設けられている。そして、ここでは、出口バイパス温度センサによって検出された冷媒の温度、及び、出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、算出された交換熱量、及び、蒸発器を流れる冷媒と出口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得るようにしている。
【００１８】
蒸発器の出口における冷媒の状態が湿り状態になると、蒸発器の出口における冷媒の状態が過熱状態の場合とは異なり、蒸発器の出口における冷媒の温度の変化が非常に小さくなる又は冷媒の温度の変化がなくなる。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することが難しい。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態を直接的に検知することなく、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量を得る必要がある。
【００１９】
そこで、ここでは、上記のように、蒸発器の出口に出口バイパス蒸発部及び出口バイパス温度センサを設けるようにしている。そして、出口バイパス温度センサによって検出されたヒータによって加熱された後の冷媒の温度、及び、出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の流量に基づいて、出口バイパス蒸発部を流れる冷媒の交換熱量を算出し、算出された交換熱量、及び、蒸発器を流れる冷媒と出口バイパス蒸発部を流れる冷媒との流量比に基づいて、蒸発器の出口における冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な冷媒の流量を得ている。このため、蒸発器の出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度等）を直接的に検知することなく、出口バイパス蒸発部における交換熱量から蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量を得ることができる。
【００２０】
これにより、ここでは、液ポンプ及び流量調節弁を、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２２】
第１の観点にかかる二次冷媒空気調和システムでは、蒸発器における伝熱効率を改善して、二次側の冷媒回路のサイクル効率を向上させることができる。
【００２３】
第２〜第４の観点にかかる二次冷媒空気調和システムでは、液ポンプ及び流量調節弁を、蒸発器の出口における冷媒の状態が所定の湿り状態になる冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる二次冷媒空気調和システムの概略構成図である。
【図２】二次冷媒空気調和システムの制御ブロック図である。
【図３】冷媒流量制御の制御構成の詳細を示す図である。
【図４】変形例１の室内ユニットの概略構成図である。
【図５】変形例１の二次冷媒空気調和システムの制御ブロック図である。
【図６】変形例１の冷媒流量制御の制御構成の詳細を示す図である。
【図７】変形例２の室内ユニットの概略構成図である。
【図８】変形例１の二次冷媒空気調和システムの制御ブロック図である。
【図９】変形例２の冷媒流量制御の制御構成の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明にかかる二次冷媒空気調和システムの実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる二次冷媒空気調和システムの具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００２６】
（１）二次冷媒空気調和システムの構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる二次冷媒空気調和システム１の概略構成図である。二次冷媒空気調和システム１は、建物等の室内の冷房を行うことが可能な装置であり、主として、室外ユニット２と、複数（ここでは、２つ）の室内ユニット４ａ、４ｂとが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット２と複数の室内ユニット４ａ、４ｂとは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されている。二次冷媒空気調和システム１は、ここでは、冷媒（一次冷媒）が封入された一次側の冷媒回路２０と、冷媒（二次冷媒）が封入された二次側の冷媒回路３０とを有している。両冷媒回路２０、３０同士の間で熱交換が可能に構成されている。
【００２７】
＜一次側冷媒回路＞
一次側冷媒回路２０は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路であり、主として、圧縮機２１と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、一次側熱交換部２６とを有している。
【００２８】
圧縮機２１は、低圧の一次冷媒を高圧になるまで圧縮する圧縮機構である。圧縮機２１は、ロータリ式やスクロール式等の圧縮要素（図示せず）をインバータ等により回転数（又は周波数）制御される圧縮機用モータ２２によって駆動する構造になっている。
【００２９】
室外熱交換器２３は、室外空気を冷却熱源とする一次冷媒の放熱器として機能する熱交換器である。室外熱交換器２３のガス側は、圧縮機２１の吐出側に接続されており、室外熱交換器２３の液側は、室外膨張弁２４の入口側に接続されている。室外熱交換器２３を流れる一次冷媒の冷却熱源としての室外空気の供給は、室外ファン２７によって行われるようになっている。室外ファン２７は、プロペラ式等の羽根車をインバータ等により回転数（又は周波数）制御される室外ファン用モータ２８によって駆動する構造になっている。
【００３０】
室外膨張弁２４は、室外熱交換器２３において放熱した高圧の一次冷媒を低圧になるまで減圧する膨張機構である。ここでは、室外膨張弁２４として、電動膨張弁が使用されている。
【００３１】
一次側熱交換部２６は、室外膨張弁２４によって減圧された低圧の一次冷媒の蒸発器として機能する伝熱流路であり、後述の冷媒−冷媒熱交換器２５の一部を構成している。一次側熱交換部２６の液側は、室外膨張弁２４の出口側に接続されており、一次側熱交換部２６のガス側は、圧縮機２１の吸入側に接続されている。
【００３２】
＜二次側冷媒回路＞
二次側冷媒回路３０は、液ポンプ循環式の冷凍サイクルを行う冷媒回路であり、主として、二次側熱交換部３１と、液ポンプ３２と、複数（ここでは、２つ）の室内流量調節弁３４ａ、３４ｂと、複数（ここでは、２つ）の室内熱交換器３５ａ、３５ｂとを有している。
【００３３】
二次側熱交換部３１は、一次側の冷却熱源（ここでは、一次側熱交換部２６を流れる一次冷媒）との間で熱交換を行うことによって二次冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する伝熱流路であり、冷媒−冷媒熱交換器２５の一部を構成している。すなわち、一次側熱交換器２６と二次側熱交換器３１とによって、一次冷媒と二次冷媒との間で熱交換を行う冷媒−冷媒熱交換器２５が構成されている。二次側熱交換部３１の液側は、液ポンプ３２の吸込側に接続されており、二次側熱交換部３１のガス側は、ガス冷媒連絡管６を介して室内熱交換器３５ａ、３５ｂのガス側に接続されている。
【００３４】
液ポンプ３２は、二次側熱交換部３１において凝縮した二次冷媒を搬送するポンプ機構である。液ポンプ３２は、遠心式や容積式等のポンプ要素（図示せず）をインバータ等により回転数（又は周波数）制御される液ポンプ用モータ３３によって駆動する構造になっている。
【００３５】
室内流量調節弁３４ａ、３４ｂは、開度調節されることで対応する室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量を調節する弁である。室内流量調節弁３４ａ、３４ｂは、液冷媒連絡管５を介して液ポンプ３２の吐出側に接続されている。
【００３６】
室内熱交換器３５ａ、３５ｂは、対応する室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを通過した二次冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する熱交換器である。室内熱交換器３５ａ、３５ｂの液側は、対応する室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの出口側に接続されており、室内熱交換器３５ａ、３５ｂのガス側は、ガス冷媒連絡管６を介して室外熱交換器２３のガス側に接続されている。室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の加熱熱源としての室内空気の供給は、対応する室内ファン３６ａ、３６ｂによって行われるようになっている。室内ファン３６ａ、３６ｂは、遠心式等の羽根車をインバータ等により回転数（又は周波数）制御される室内ファン用モータ３７ａ、３７ｂによって駆動する構造になっている。
【００３７】
＜室外ユニット＞
一次側冷媒回路２０を構成する機器（圧縮機２１、室外熱交換器２３、室外膨張弁２４及び一次側熱交換部２６）と、室外ファン２７と、二次側冷媒回路３０を構成する機器の一部（二次側熱交換部３１及び液ポンプ３２）とが、室外ユニット２に収容されている。
【００３８】
室外ユニット２には、各種のセンサが設けられている。ここでは、液ポンプ３２の吸込側には、液ポンプ３２に吸い込まれる二次冷媒の圧力を検出する吸込圧力センサ４３が設けられ、液ポンプ３２の吐出側には、液ポンプ３２から吐出された二次冷媒の温度及び圧力を検出する吐出温度センサ４４及び吐出圧力センサ４５が設けられている。
【００３９】
また、室外ユニット２は、室外ユニット２を構成する各部の動作を制御する室外側制御部２９を有している。そして、室外側制御部２９は、室外ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有している。これにより、室外側制御部２９は、室内ユニット４ａ、４ｂとの間で伝送線８１を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４０】
＜室内ユニット＞
二次側冷媒回路３０を構成する機器のうち室内流量調節弁３４ａ及び室内熱交換器３５ａと、室内ファン３６ａとが、対応する室内ユニット４ａに収容されている。また、二次側冷媒回路３０を構成する機器のうち室内流量調節弁３４ｂ及び室内熱交換器３５ｂと、室内ファン３６ｂとが、対応する室内ユニット４ｂに収容されている。
【００４１】
室内ユニット４ａ、４ｂには、各種のセンサが設けられている。ここでは、室内ユニット４ａ、４ｂには、対応する室内熱交換器３５ａ、３５ｂを通過する前後の室内空気の温度を検出する室内空気入口温度センサ４１ａ、４１ｂ及び室内空気出口温度センサ４２ａ、４２ｂが設けられている。
【００４２】
また、室内ユニット４ａ、４ｂは、対応する室内ユニット４ａ、４ｂを構成する各部の動作を制御する室内側制御部３８ａ、３８ｂを有している。そして、室内側制御部３８ａ、３８ｂは、対応する室内ユニット４ａ、４ｂの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有している。これにより、室内側制御部３８ａ、３８ｂは、室内ユニット４ａ、４ｂを個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、他の室内側制御部３８ｂ、３８ａ及び室外側制御部２９との間で伝送線８１を介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００４３】
＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管５、６は、二次冷媒空気調和システム１を建物等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や室外ユニットと室内ユニットとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。ここでは、液冷媒連絡管５は、室外ユニット２から出た二次冷媒を分岐して室内ユニット４ａ、４ｂに送るように構成されている。また、ガス冷媒連絡管６は、室内ユニット４ａ、４ｂから出た二次冷媒を合流させて室外ユニット２に送るように構成されている。
【００４４】
以上のように、室外ユニット２と、室内ユニット４ａ、４ｂと、冷媒連絡管５、６とが接続されることによって、二次冷媒空気調和システム１が構成されている。二次冷媒空気調和システム１は、上記のように、一次側の冷却熱源（ここでは、一次側冷媒回路２０を構成する一次側熱交換部２６を流れる一次冷媒）との間で熱交換を行うことによって二次冷媒を凝縮させる凝縮器としての二次側熱交換部３１と、二次側熱交換部３１において凝縮した二次冷媒を搬送する液ポンプ３２と、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂと、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを通過した二次冷媒を蒸発させる蒸発器としての室内熱交換器３５ａ、３５ｂとが順次接続された二次側冷媒回路３０を有している。
【００４５】
＜制御部＞
二次冷媒空気調和システム１は、室内側制御部３８ａ、３８ｂと室外側制御部２９とから構成される制御部８によって、室外ユニット２及び室内ユニット４ａ、４ｂの各機器の制御を行うことができるようになっている。すなわち、室内側制御部３８ａ、３８ｂと室外側制御部２９との間を接続する伝送線８１とによって、二次冷媒空気調和システム１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。
【００４６】
制御部８は、図２に示すように、各種センサ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ等の検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁２２、２４、２８、３３、３４ａ、３４ｂ、３７ａ、３７ｂ等を制御することができるように接続されている。
【００４７】
（２）二次冷媒空気調和システム１の動作
次に、二次冷媒空気調和システム１の動作について、図１を用いて説明する。二次冷媒空気調和システム１は、一次側冷媒回路２０については蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行い、かつ、二次側冷媒回路３０については液ポンプ循環式の冷凍サイクルを行うことによって、室内の冷房を行うことが可能である。尚、この冷房運転（後述の冷媒流量制御を含む）は、制御部８が行う。
【００４８】
具体的には、一次側冷媒回路２０において、低圧の一次冷媒は、圧縮機２１に吸入され、高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧の一次冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧の一次冷媒は、室外熱交換器２３において、室外ファン２７によって冷却熱源として供給される室外空気と熱交換を行って放熱する。室外熱交換器２３において放熱した高圧の一次冷媒は、室外膨張弁２４に送られる。室外膨張弁２４に送られた高圧の一次冷媒は、低圧になるまで減圧される。室外膨張弁２４によって減圧された低圧の一次冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２５の一次側熱交換部２６に送られる。一次側熱交換部２６に送られた低圧の一次冷媒は、二次側熱交換部３１を流れる二次冷媒と熱交換を行って蒸発する。一次側熱交換部２６において蒸発した低圧の一次冷媒は、再び、圧縮機２１に吸入される。
【００４９】
一方、二次側冷媒回路３０において、二次冷媒は、冷媒−冷媒熱交換器２５の二次側熱交換部３１において、一次側熱交換部２６を流れる一次冷媒と熱交換を行って凝縮する。二次側熱交換部３１において凝縮した二次冷媒は、液ポンプ３２によって、液冷媒連絡管５を介して、室外ユニット２から室内ユニット４ａ、４ｂに搬送される。室内ユニット４ａ、４ｂに搬送された二次冷媒は、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度調節によって、流量が調節される。そして、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂによって流量が調節された二次冷媒は、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに送られる。室内熱交換器３５ａ、３５ｂに送られた二次冷媒は、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおいて、室内ファン３６ａ、３６ｂによって加熱熱源として供給される室内空気と熱交換を行って蒸発する。これにより、室内空気は、冷却され、その後に、室内に供給されることで室内の冷房が行われる。室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおいて蒸発した二次冷媒は、ガス冷媒連絡管６を介して、室内ユニット４ａ、４ｂから室内ユニット２に送られる。室外ユニット２に送られた二次冷媒は、再び、一次側熱交換部２６に送られる。
【００５０】
（３）冷媒流量制御
上記の二次冷媒空気調和システム１では、室内ユニット４ａ、４ｂにおいて所望の冷房能力を得るために、蒸発器としての室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量を制御するようにしている。
【００５１】
従来の二次冷媒空調システムでは、冷房運転時の室内熱交換器（蒸発器）の出口における二次冷媒の状態が所定の過熱状態になるように制御している。しかし、室内熱交換器（蒸発器）を通過するガス状態の二次冷媒の伝熱効率は湿り状態の二次冷媒に比べて低いため、室内熱交換器（蒸発器）の伝熱面積を十分に利用することができない。
【００５２】
そこで、ここでは、二次側冷媒回路３０として、液ポンプ３２によって二次冷媒を循環させる冷媒回路を採用していることを利用して、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になるように、二次冷媒の流量を制御するようにしている。すなわち、ここでは、圧縮機によって冷媒を循環させる冷媒回路を二次側冷媒回路として採用する場合とは異なり、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における冷媒を凝縮器としての冷媒−冷媒熱交換器２５の二次側熱交換部３１で凝縮させた後に液ポンプ３２によって搬送するため、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における冷媒の状態が湿り状態になることが許容される。このため、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になるように二次冷媒の流量を制御することができる。そして、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口付近においても湿り状態の二次冷媒が流れるようにすることで、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの伝熱効率が改善され、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの伝熱面積を十分に利用することができるようになる。
【００５３】
次に、本実施形態における冷媒流量制御について、図１〜図３を用いて説明する。ここで、図３は、冷媒流量制御の制御構成の詳細を示す図である。尚、以下に説明する冷媒流量制御は、上記の冷房運転と同様、制御部８が行う。
【００５４】
ここでは、制御部８の流量制御部８２によって、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量が得られるように制御している。
【００５５】
具体的には、室内熱交換器３５ａを流れる二次冷媒の流量Ｇａが、室内熱交換器３５ａの出口における二次冷媒の乾き度Ｘａを所定の乾き度Ｘａｓにするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓになるように、室内流量調節弁３４ａの開度調節を行う。また、室内熱交換器３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｂが、室内熱交換器３５ｂの出口における二次冷媒の乾き度Ｘｂｓを所定の乾き度Ｘｂｓにするために必要な二次冷媒の流量Ｇｂｓになるように、室内流量調節弁３４ｂの開度調節を行う。そして、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔが、所定の湿り状態にするために必要な室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓの合計流量Ｇｔｓになるように、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）を調節する。例えば、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂが流量Ｇａｓ、Ｇｂｓよりも小さい場合には、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度を大きくする調節を行い、二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂが流量Ｇａｓ、Ｇｂｓよりも大きい場合には、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度を小さくする調節を行う。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔが合計流量Ｇｔｓよりも小さい場合には、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）を大きくする調節を行い、二次冷媒の流量Ｇｔが合計流量Ｇｔｓよりも大きい場合には、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）を小さくする調節を行う。尚、所定の湿り状態に対応する所定の乾き度Ｘａｓ、Ｘｂｓは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの伝熱効率の改善効果を十分に得るという観点から０．９以下の範囲の所定値に設定される。
【００５６】
ここで、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔは、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）と、吸込圧力センサ４３及び吐出圧力センサ４５によって検出される液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄとに基づいて算出される。例えば、液ポンプ３２から吐出される二次冷媒の流量（すなわち、流量Ｇｔ）を回転数Ｎｐ（又は周波数ｆｐ）、吸込圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄの関係式として表しておき、この関係式に回転数Ｎｐ、吸込圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄを代入することによって、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔを算出することができる。また、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂは、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度ＭＶａ、ＭＶｂと、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔとに基づいて算出される。例えば、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度ＭＶａ、ＭＶｂに対応するＣｖ値から室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを通過する二次冷媒の分配比を算出し、流量Ｇｔに算出された分配比を乗算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂを算出することができる。しかし、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が湿り状態になると、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が過熱状態の場合とは異なり、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の温度の変化が非常に小さくなる又は二次冷媒の温度の変化がなくなる。このため、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度Ｘａ、Ｘｂ等）を直接的に検知することなく、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ及び合計流量Ｇｔｓを得る必要がある。
【００５７】
そこで、ここでは、制御部８の交換熱量算出部８３によって、室内ファン３６ａ、３６ｂの風量Ｗａ、Ｗｂ、及び、室内空気入口温度センサ４１ａ、４１ｂ及び室内空気出口温度センサ４２ａ、４２ｂによって検出された室内空気の室内空気入口温度Ｔｒｉａ、Ｔｒｉｂ及び室内空気出口温度Ｔｒｏａ、Ｔｒｏｂに基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを算出している。そして、制御部８の必要流量算出部８４によって、交換熱量算出部８３において算出された交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂに基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ及び合計流量Ｇｔｓを得ている。
【００５８】
具体的には、交換熱量算出部８３では、まず、室内ファン３６ａ、３６ｂの回転数Ｎｆａ、Ｎｆｂ（又は周波数ｆｆａ、ｆｆｂ）から室内ファン３６ａ、３６ｂの風量Ｗａ、Ｗｂを算出する。そして、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを風量Ｗａ、Ｗｂ、及び、室内空気入口温度Ｔｒｉａ、Ｔｒｉｂと室内空気出口温度Ｔｒｏａ、Ｔｒｏｂとの温度差ΔＴｒａ、ΔＴｒｂの関係式として表しておき、この関係式に風量Ｗａ、Ｗｂ及び温度差ΔＴｒａ、ΔＴｒｂを代入することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを算出することができる。
【００５９】
次に、必要流量算出部８４では、まず、液ポンプ３２の吐出圧力Ｐｄ及び吐出温度センサ４４によって検出される吐出温度Ｔｄを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂを得る。また、液ポンプ３２の吸入圧力Ｐｓ及び所定の湿り状態に対応する所定の乾き度Ｘａｓ、Ｘｂｓを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる場合に相当する二次冷媒のエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓを得る。そして、交換熱量算出部８３において算出された交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂとエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓとのエンタルピ差Δｈａｓ、Δｈｂｓで除算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓを算出し、さらに、これらの合計流量Ｇｔｓを算出することができる。このため、ここでは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度Ｘａ、Ｘｂ等）を直接的に検知することなく、室内空気側の交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂから室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇａｂ及び合計流量Ｇｔｓを得ることができる。
【００６０】
そして、上記のように、流量制御部８２によって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂが、必要流量算出部８４において算出された二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓになるように、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度調節が行われる。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔが、必要流量算出部８４において算出された合計流量Ｇｔｓになるように、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）が調節される。
【００６１】
このように、ここでは、上記のように、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ、Ｇｔｓが得られるように制御することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける伝熱効率を改善して、二次側冷媒回路３０のサイクル効率を向上させることができる。
【００６２】
また、ここでは、上記のように、室内空気入口温度センサ４１ａ、４１ｂ及び室内空気出口温度センサ４２ａ、４２ｂを設けて、室内ファン３６ａ、３６ｂの風量Ｗａ、Ｗｂ及び室内熱交換器３５ａ、３５ｂを通過する前後の室内空気の温度Ｔｒｉａ、Ｔｒｉｂ、Ｔｒｏａ、Ｔｒｏｂに基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを算出し、算出された交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂに基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂ、Ｇｔｓを得ているため、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【００６３】
（４）変形例１
上記の実施形態の冷媒流量制御では、室内空気側の交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂから室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇａｂ及び合計流量Ｇｔｓを得るようにしているが、これに限定されるものではない。
【００６４】
例えば、図４〜図６に示すように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂ及び入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂを設け、入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂによって検出された二次冷媒の温度Ｔｉｂａ、Ｔｉｂｂ、及び、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｉｂａ、Ｇｉｂｂに基づいて、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂを算出し、算出された交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒との流量比に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ及び合計流量Ｇｔｓを得るようにしてもよい。
【００６５】
具体的には、まず、図４に示すように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに流入する二次冷媒の一部をバイパスして室内空気と熱交換を行う入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを設ける。ここで、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂにおける二次冷媒が流れる流路の流路断面積Ａｉｂａ、Ａｉｂｂは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける二次冷媒が流れる流路の流路断面積Ａａ、Ａｂよりも小さくなるように設定されている。ここでは、流路断面積Ａｉｂａ、Ａｉｂｂが流路断面積Ａａ、Ａｂの０．３倍以下の範囲の所定値になるように設定される。これにより、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに流入する二次冷媒は、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂの流路断面積Ａｉｂａ、Ａｉｂｂとの断面積比に対応する流量比になるように分配されることになる。また、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂに、室内空気と熱交換を行った後の二次冷媒の温度Ｔｉｂａ、Ｔｉｂｂを検出する入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂを設ける。これにより、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを通過して室内空気との熱交換によって過熱状態になるまで加熱された二次冷媒の温度Ｔｉｂａ、Ｔｉｂｂが、入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂによって検出されることになる。
【００６６】
そして、制御部８の交換熱量算出部８３では、まず、液ポンプ３２の吐出圧力Ｐｄ及び吐出温度センサ４４によって検出される吐出温度Ｔｄを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂを得る。また、液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓ及び二次冷媒の温度Ｔｉｂａ、Ｔｉｂｂを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを通過して室内空気との熱交換によって過熱状態になるまで加熱された後の二次冷媒のエンタルピｈｉｂａ、ｈｉｂｂを得る。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔを、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）と、吸込圧力センサ４３及び吐出圧力センサ４５によって検出される液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄとに基づいて算出し、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂを、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度ＭＶａ、ＭＶｂと、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔとに基づいて算出し、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂと、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂの流路断面積Ａｉｂａ、Ａｉｂｂとの断面積比とに基づいて、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｉｂａ、Ｇｉｂｂを算出する。そして、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｉｂａ、Ｇｉｂｂと、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂと入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを通過して室内空気との熱交換によって過熱状態になるまで加熱された後の二次冷媒のエンタルピｈｉｂａ、ｈｉｂｂとのエンタルピ差Δｈｉｂａ、Δｈｉｂｂとを乗算することによって、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂを算出する。ここで、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂの算出は、上記の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６７】
次に、制御部８の必要流量算出部８４では、まず、交換熱量算出部８３において算出された交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒との流量比（ここでは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂの流路断面積Ａｉｂａ、Ａｉｂｂとの断面積比）に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを算出する。また、液ポンプ３２の吐出圧力Ｐｄ及び吐出温度センサ４４によって検出される吐出温度Ｔｄを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂを得る。また、液ポンプ３２の吸入圧力Ｐｓ及び所定の湿り状態に対応する所定の乾き度Ｘａｓ、Ｘｂｓを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる場合に相当する二次冷媒のエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓを得る。そして、算出された交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂとエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓとのエンタルピ差Δｈａｓ、Δｈｂｓで除算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓを算出し、さらに、これらの合計流量Ｇｔｓを算出する。このため、ここでは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度Ｘａ、Ｘｂ等）を直接的に検知することなく、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂにおける交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂから室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇａｂ及び合計流量Ｇｔｓを得ることができる。
【００６８】
そして、上記の実施形態と同様に、流量制御部８２によって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂが、必要流量算出部８４において算出された二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓになるように、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度調節が行われる。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔが、必要流量算出部８４において算出された合計流量Ｇｔｓになるように、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）が調節される。
【００６９】
このように、ここでは、上記の実施形態と同様に、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ、Ｇｔｓが得られるように制御することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける伝熱効率を改善して、二次側冷媒回路３０のサイクル効率を向上させることができる。
【００７０】
また、ここでは、上記のように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂに入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂ及び入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂを設けて、入口バイパス温度センサ４６ａ、４６ｂによって検出された二次冷媒の温度Ｔｉｂａ、Ｔｉｂｂ、及び、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｉｂａ、Ｇｉｂｂに基づいて、入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂを算出し、算出された交換熱量Ｑｉａ、Ｑｉｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と入口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂを流れる二次冷媒との流量比に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂ、Ｇｔｓを得ているため、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【００７１】
（５）変形例２
上記の実施形態の冷媒流量制御では、室内空気側の交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂから室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇａｂ及び合計流量Ｇｔｓを得るようにしているが、これに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、図７〜図９に示すように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口に出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂ及び出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂを設け、出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂによって検出されたヒータ７３ａ、７３ｂによって加熱された後の二次冷媒の温度Ｔｏｂａ、Ｔｏｂｂ、及び、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｏｂａ、Ｇｏｂｂに基づいて、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂを算出し、算出された交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒との流量比に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ及び合計流量Ｇｔｓを得るようにしてもよい。
【００７３】
具体的には、まず、図７に示すように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口に、室内熱交換器３５ａ、３５ｂから流出した二次冷媒の一部をバイパスしてヒータ７３ａ、７３ｂによって加熱する出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを設ける。ここで、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂにおける二次冷媒が流れる流路の流路断面積Ａｏｂａ、Ａｏｂｂは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける二次冷媒が流れる流路の流路断面積Ａａ、Ａｂよりも小さくなるように設定されている。ここでは、流路断面積Ａｏｂａ、Ａｏｂｂが流路断面積Ａａ、Ａｂの０．３倍以下の範囲の所定値になるように設定される。これにより、室内熱交換器３５ａ、３５ｂから流出した二次冷媒は、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと出口バイパス蒸発部７１ａ、７１ｂの流路断面積Ａｏｂａ、Ａｏｂｂとの断面積比に対応する流量比になるように分配されることになる。ヒータ７３ａ、７３ｂは、所定の加熱量Ｅｏａ、Ｅｏｂで二次冷媒を加熱する電気ヒータであり、これにより、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒は、過熱状態になるまで加熱されることになる。また、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂに、室内空気と熱交換を行った後の二次冷媒の温度Ｔｏｂａ、Ｔｏｂｂを検出する出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂを設ける。これにより、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを通過してヒータ７３ａ、７３ｂによって過熱状態になるまで加熱された二次冷媒の温度Ｔｏｂａ、Ｔｏｂｂが、出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂによって検出されることになる。
【００７４】
そして、制御部８の交換熱量算出部８３では、まず、液ポンプ３２の吐出圧力Ｐｄ及び吐出温度センサ４４によって検出される吐出温度Ｔｄを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂを得る。また、液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓ及び二次冷媒の温度Ｔｏｂａ、Ｔｏｂｂを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを通過してヒータ７３ａ、７３ｂの加熱によって過熱状態になるまで加熱された後の二次冷媒のエンタルピｈｏｂａ、ｈｏｂｂを得る。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔを、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）と、吸込圧力センサ４３及び吐出圧力センサ４５によって検出される液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄとに基づいて算出し、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂを、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度ＭＶａ、ＭＶｂと、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔとに基づいて算出し、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂと、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂの流路断面積Ａｏｂａ、Ａｏｂｂとの断面積比とに基づいて、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｏｂａ、Ｇｏｂｂを算出する。そして、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｏｂａ、Ｇｏｂｂと、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂと出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを通過してヒータ７３ａ、７３ｂの加熱によって過熱状態になるまで加熱された後の二次冷媒のエンタルピｈｏｂａ、ｈｏｂｂとのエンタルピ差Δｈｏｂａ、Δｈｏｂｂとを乗算することによって、ヒータ７３ａ、７３ｂによる加熱量Ｅｏａ、Ｅｏｂを含めた出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の交換熱量を算出し、この交換熱量からヒータ７３ａ、７３ｂの加熱量Ｅｏａ、Ｅｏｂを減算することによって、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂ（すなわち、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒が室内熱交換器３５ａ、３５ｂを通過した際の交換熱量）を算出する。ここで、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂの算出は、上記の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００７５】
次に、制御部８の必要流量算出部８４では、まず、交換熱量算出部８３において算出された交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒との流量比（ここでは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの流路断面積Ａａ、Ａｂと出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂの流路断面積Ａｏｂａ、Ａｏｂｂとの断面積比）に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを算出する。また、液ポンプ３２の吐出圧力Ｐｄ及び吐出温度センサ４４によって検出される吐出温度Ｔｄを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの入口における二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂを得る。また、液ポンプ３２の吸入圧力Ｐｓ及び所定の湿り状態に対応する所定の乾き度Ｘａｓ、Ｘｂｓを二次冷媒のエンタルピに換算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる場合に相当する二次冷媒のエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓを得る。そして、算出された交換熱量Ｑａａ、Ｑａｂを二次冷媒のエンタルピｈｉａ、ｈｉｂとエンタルピｈｏａｓ、ｈｏｂｓとのエンタルピ差Δｈａｓ、Δｈｂｓで除算することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓを算出し、さらに、これらの合計流量Ｇｔｓを算出する。このため、ここでは、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態（湿り状態の程度を示す乾き度Ｘａ、Ｘｂ等）を直接的に検知することなく、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂにおける交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂから室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇａｂ及び合計流量Ｇｔｓを得ることができる。
【００７６】
そして、上記の実施形態と同様に、流量制御部８２によって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇａ、Ｇｂが、必要流量算出部８４において算出された二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓになるように、室内流量調節弁３４ａ、３４ｂの開度調節が行われる。また、二次側冷媒回路３０を循環する二次冷媒の流量Ｇｔが、必要流量算出部８４において算出された合計流量Ｇｔｓになるように、液ポンプ３２の運転容量（ここでは、回転数Ｎｐや周波数ｆｐ）が調節される。
【００７７】
このように、ここでは、上記の実施形態と同様に、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂｓ、Ｇｔｓが得られるように制御することによって、室内熱交換器３５ａ、３５ｂにおける伝熱効率を改善して、二次側冷媒回路３０のサイクル効率を向上させることができる。
【００７８】
また、ここでは、上記のように、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口に出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂ及び出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂを設けて、出口バイパス温度センサ４７ａ、４７ｂによって検出されたヒータ７３ａ、７３ｂによって加熱された後の二次冷媒の温度Ｔｏｂａ、Ｔｏｂｂ、及び、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の流量Ｇｏｂａ、Ｇｏｂｂに基づいて、出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒の交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂを算出し、算出された交換熱量Ｑｏａ、Ｑｏｂ、及び、室内熱交換器３５ａ、３５ｂを流れる二次冷媒と出口バイパス蒸発部７２ａ、７２ｂを流れる二次冷媒との流量比に基づいて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態を所定の湿り状態にするために必要な二次冷媒の流量Ｇａｓ、Ｇｂ、Ｇｔｓを得ているため、液ポンプ３２及び室内流量調節弁３４ａ、３４ｂを、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の状態が所定の湿り状態になる二次冷媒の流量が得られるように適切に制御することができる。
【００７９】
（６）他の変形例
＜Ａ＞
上記の実施形態及び変形例１、２では、一次側の冷却熱源、すなわち、二次側熱交換部３１を流れる二次冷媒の冷却熱源として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う一次側冷媒回路２０を循環する一次冷媒を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、クーリングタワーによって生成される冷却水や他の形式の冷凍サイクル装置からの冷却熱媒体を一次側の冷却熱源として使用してもよい。
【００８０】
＜Ｂ＞
上記の実施形態及び変形例１、２では、２つの室内ユニット（室内熱交換器、室内流量調節弁）を有する二次側冷媒回路３０の構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、３つ以上の室内ユニットを有する二次側冷媒回路を採用してもよい。
【００８１】
＜Ｃ＞
上記の実施形態及び変形例１、２では、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の圧力の代表値として、液ポンプ３２の吸込圧力Ｐｓを使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口に圧力センサを設けて、室内熱交換器３５ａ、３５ｂの出口における二次冷媒の圧力の代表値として使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、一次側の冷却熱源との間で熱交換を行うことによって冷媒を凝縮させる凝縮器と、流量調節弁と、流量調節弁を通過した冷媒を蒸発させる蒸発器とが順次接続された二次側の冷媒回路を有する二次冷媒空気調和システムに対して、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１              二次冷媒空気調和システム
３０            二次側冷媒回路
３１            二次側熱交換部（凝縮器）
３２            液ポンプ
３４ａ、３４ｂ  室内流量調節弁（流量調節弁）
３５ａ、３５ｂ  室内熱交換器（蒸発器）
３６ａ、３６ｂ  室内ファン
４１ａ、４１ｂ  室内空気入口温度センサ
４２ａ、４２ｂ  室内空気出口温度センサ
４６ａ、４６ｂ  入口バイパス温度センサ
４７ａ、４７ｂ  出口バイパス温度センサ
７１ａ、７１ｂ  入口バイパス蒸発部
７２ａ、７２ｂ  出口バイパス蒸発部
７３ａ、７３ｂ  ヒータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２０００−１２１１８３号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５９０４号公報
【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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