(57)【要約】【課題】再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して目標温度が再熱器で加熱可能な温度より高い場合でも、熱を有効に利用し温調対象流体を目標温度に精密に温調する。【解決手段】圧縮機１、空冷式の凝縮器２、第１膨張部３、蒸発器４の順に冷媒Ａを循環させる冷凍サイクルＣと、圧縮機１、再熱器５、第２膨張部６、蒸発器４の順に冷媒Ａを通流させる再熱回路１１と、凝縮器冷却用空気Ｂを凝縮器２に通流させ外部空間Ｏに排出する排気路２１と、温調対象流体Ｐを蒸発器４、再熱器５、空調対象空間Ｋの順に通流させる通流路１２と、凝縮器２を通過し冷媒Ａにより加熱された凝縮器冷却用空気Ｂの一部を排気路２１から分岐させて、通流路１２にて蒸発器４に供給される前の温調対象流体Ｐに合流させる合流路２２とを備え、凝縮器冷却用空気Ｂの一部と当該温調対象流体Ｐとの混合流体Ｐ´を蒸発器４に供給可能な温度調整装置Ｄ。【選択図】図２
2011099590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、空冷式の凝縮器、第１膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えるとともに、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、再熱器、第２膨張部の順に前記冷媒を通流させ、前記第１膨張部と前記蒸発器との間に戻す再熱回路を備え、
外部空間から凝縮器冷却用空気を前記凝縮器に通流させ外部空間に排出する排気路を備え、前記凝縮器にて前記凝縮器冷却用空気により前記凝縮器を通流する冷媒を冷却するとともに、
温調対象流体を前記蒸発器、前記再熱器、空調対象空間の順に通流させる通流路を備え、前記温調対象流体を前記通流路に通流させ、前記蒸発器にて前記温調対象流体を冷却し、前記再熱器にて前記温調対象流体を加熱する構成で、
前記圧縮機、前記第１膨張部及び前記第２膨張部の作動を制御して、前記温調対象流体により前記空調対象空間が目標温度となるように温度調整する制御手段を備えた温度調整装置であって、
前記凝縮器を通過し、前記凝縮器を通流する前記冷媒により加熱された前記凝縮器冷却用空気の一部を前記排気路から分岐させて、前記通流路における前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体に合流させる合流路を備え、前記凝縮器冷却用空気の一部と前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体との混合流体を前記蒸発器に供給可能な温度調整装置。
【請求項２】
前記凝縮器冷却用空気のうち、前記合流路を通流して前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量と、前記排気路を通流して外部空間に排気される前記凝縮器冷却用空気の他部の流量とを調整する流量調整部を備えた請求項１に記載の温度調整装置。
【請求項３】
前記通流路において、前記空調対象空間又は前記空調対象空間と前記再熱器との間の前記温調対象流体の温度を検出する第１温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記第１温度検出手段により検出された第１検出温度に基づいて、当該第１検出温度が前記目標温度となるように前記圧縮機、前記第１膨張部及び前記第２膨張部の作動を制御するとともに、前記流量調整部の作動を制御して前記合流路を通流し前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量を断続或いは増減させる請求項２に記載の温度調整装置。
【請求項４】
前記通流路において前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体の温度を検出する第２温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記第２温度検出手段により検出された第２検出温度と前記目標温度との差が、前記第１検出温度と前記第２検出温度との差よりも大きい場合に、前記流量調整部を制御して前記合流路を通流し前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量を増加させる請求項３に記載の温度調整装置。
【請求項５】
前記第１膨張部が温度膨張弁であるとともに、前記第２膨張部が電子膨張弁であり、前記電子膨張弁による冷媒の流量調整可能範囲が、前記温度膨張弁による冷媒の流量調整可能範囲よりも狭く設定されている請求項１から４の何れか一項に記載の温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温調対象流体を冷却用熱交換器にて冷却し、冷却された温調対象流体を加熱用熱交換器にて加熱して空調対象空間に供給する温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の温度調整装置では、例えば、圧縮機、凝縮器、第１膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備え、この冷媒を圧縮機と凝縮器との間から分岐させて、再熱器、第２膨張部の順に通流させ、第１膨張部と蒸発器との間に戻す再熱回路を備えて構成されているものがある。このような温度調整装置では、温調対象流体を蒸発器、再熱器、空調対象空間の順に通流させる通流路を備え、温調対象流体を通流路に通流させ、冷却用熱交換器としての蒸発器にて温調対象流体を冷却し、その冷却された温調対象流体を加熱用熱交換器としての再熱器にて加熱することにより、温調対象流体の温度を目標温度範囲（例えば、目標温度（２０℃）±０．１℃の範囲）内に調整している。そして、温調対象流体は、例えば、空調対象空間に供給する温調対象空気としており、このように温調された目標温度範囲の温調対象空気を空調対象空間に供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。このように、一旦冷却された温調対象流体を再熱することにより、いわゆる精密温調（温度誤差が±０．１℃程度の温調）を実行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記温度調整装置では、当該温度調整装置の運転を制御する制御手段が設けられている。制御手段は、蒸発器及び再熱器により温調された温調対象流体が空調対象空間に供給されることにより当該空調対象空間が目標温度となるように、圧縮機、第１膨張部及び第２膨張部等の作動を制御するように構成されている。
ここで、上記温度調整装置では温調対象流体を精密に温調する都合上、最初に温調対象流体の冷却を行う蒸発器よりも最終的に加熱を行う再熱器の方が精密な温調ができるように、通流する冷媒の流量をより細かく調整できることが必要となる。この場合、再熱器を通流する冷媒の流量を調整する第２膨張部は、当該冷媒の流量を微妙に調整可能とするため流量調整可能範囲が比較的狭くなるのが通常である。このため、例えば、再熱器にて温調対象流体を加熱できる範囲は、再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して所定温度範囲（例えば、２℃程度）の比較的狭い範囲とされる。
しかしながら、例えば、蒸発器に供給される温調対象流体の温度が低かったり、目標温度が高く設定されたりすることにより、結果として、再熱器に供給される温調対象流体の温度と目標温度との差が上記所定温度範囲（例えば、２℃程度）よりも大きくなってしまう場合などには、このような精密温調可能な温度調整装置では、再熱器により加熱しても温調対象流体を目標温度にまで加熱することが事実上できないこととなる。
【０００５】
また、上記温度調整装置において、例えば、上記凝縮器が空冷式の凝縮器で構成されている場合には、外部空間から凝縮器冷却用空気を凝縮器に通流させ外部空間に排出する排気路を備え、凝縮器にて凝縮器冷却用空気により凝縮器を通流する冷媒を冷却する構成とされる。従って、冷媒を冷却し加熱された凝縮器冷却用空気は、排気路を介して外部空間にそのまま排気されており、当該凝縮器冷却用空気が有する熱を有効に利用できないこととなっていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、温調対象流体を目標温度に精密に温調することに加えて、再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して目標温度が、再熱器で加熱可能な温度よりも高い場合であっても、熱を有効に利用しながら、温調対象流体を目標温度に精密に温調可能な温度調整装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る温度調整装置は、圧縮機、空冷式の凝縮器、第１膨張部、蒸発器の順に冷媒を循環させる冷凍サイクルを備えるとともに、前記冷媒を前記圧縮機と前記凝縮器との間から分岐させて、再熱器、第２膨張部の順に前記冷媒を通流させ、前記第１膨張部と前記蒸発器との間に戻す再熱回路を備え、
外部空間から凝縮器冷却用空気を前記凝縮器に通流させ外部空間に排出する排気路を備え、前記凝縮器にて前記凝縮器冷却用空気により前記凝縮器を通流する冷媒を冷却するとともに、
温調対象流体を前記蒸発器、前記再熱器、空調対象空間の順に通流させる通流路を備え、前記温調対象流体を前記通流路に通流させ、前記蒸発器にて前記温調対象流体を冷却し、前記再熱器にて前記温調対象流体を加熱する構成で、
前記圧縮機、前記第１膨張部及び前記第２膨張部の作動を制御して、前記温調対象流体により前記空調対象空間が目標温度となるように温度調整する制御手段を備えた温度調整装置であって、その特徴構成は、
前記凝縮器を通過し、前記凝縮器を通流する前記冷媒により加熱された前記凝縮器冷却用空気の一部を前記排気路から分岐させて、前記通流路における前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体に合流させる合流路を備え、前記凝縮器冷却用空気の一部と前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体との混合流体を前記蒸発器に供給可能な点にある。
【０００８】
本特徴構成によれば、凝縮器を通過して外部空間に排気される凝縮器冷却用空気の一部を排気路から分岐させて、通流路における蒸発器に供給される前の温調対象流体に合流させる合流路を備えるので、凝縮器を通流する冷媒により加熱された凝縮器冷却用空気の一部を蒸発器に供給される前の温調対象流体に合流させることができ、当該温調対象流体よりも高温となった混合流体を蒸発器に供給することが可能となる。すなわち、凝縮器冷却用空気の一部が合流されずに再熱器に供給される温調対象流体よりも高温の混合流体を、再熱器に供給することが可能となる。
従って、通流路において蒸発器に供給される温調対象流体の温度が低かったり、空調対象空間を温調する目標温度が高く設定されたりすることにより、結果として、再熱器に供給される温調対象流体の温度と目標温度との差が再熱器で加熱可能な所定温度範囲よりも大きくなってしまう場合であっても、当該温調対象流体の温度よりも比較的高温の混合流体を供給することにより、当該混合流体の温度と目標温度との差を、再熱器にて加熱可能な所定温度範囲以下にすることができる。よって、上記のような場合であっても、再熱器に供給された混合流体を再熱器にて加熱することにより、空調対象空間が目標温度となるように精密に温調することが可能となる。
また、従来、排気路を介して外部空間に排気されていた高温の凝縮器冷却用空気が有する熱を、蒸発器を通流する前の温調対象流体が有する熱とともに蒸発器に供給するので、熱の有効利用を図りながら、従来型の再熱器による再熱では到達できなかった温度域まで温調対象流体の温度を上昇させる制御が可能となる。
さらに、本来、温度調整装置が備えるべき、温調対象流体を蒸発器にて冷却し再熱器にて加熱して空調対象空間に供給し、空調対象空間の精密な温調を行うという機能を阻害することもない。
よって、温調対象流体を目標温度に精密に温調することに加えて、再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して目標温度が、再熱器で加熱可能な温度よりも高い場合であっても、凝縮器冷却用空気が有する熱を有効に利用しながら、温調対象流体を目標温度に精密に温調可能な温度調整装置を実現できる。
【０００９】
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記凝縮器冷却用空気のうち、前記合流路を通流して前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量と、前記排気路を通流して外部空間に排気される前記凝縮器冷却用空気の他部の流量とを調整する流量調整部を備えた点にある。
【００１０】
本特徴構成によれば、凝縮器を通過して排気路を通流する凝縮器冷却用空気のうちの一部である通流路に合流させる流量と、他部である外部空間に排気させる流量とを流量調整部により調整可能であるので、必要に応じて、通流路において蒸発器に供給される前の温調対象流体に高温の凝縮器冷却用空気を所望の流量で合流させたり、或いは当該凝縮器冷却用空気を全て外部空間に排気する等、両流量を適宜調整することが可能となる。
【００１１】
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記通流路において、前記空調対象空間又は前記空調対象空間と前記再熱器との間の前記温調対象流体の温度を検出する第１温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記第１温度検出手段により検出された第１検出温度に基づいて、当該第１検出温度が前記目標温度となるように前記圧縮機、前記第１膨張部及び前記第２膨張部の作動を制御するとともに、前記流量調整部の作動を制御して前記合流路を通流し前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量を断続或いは増減させる点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、制御手段が、第１温度検出手段により検出された空調対象空間又は空調対象空間と再熱器との間における温調対象流体の温度（第１検出温度）に基づいて、圧縮機、第１膨張部及び第２膨張部の作動を制御して、第１検出温度が目標温度となるように、温調対象流体を精密に温調する。
加えて、上記制御手段による制御を実行しても、空調対象空間を温調する目標温度が高く設定されたりすること等により、結果として、再熱器に供給される温調対象流体の温度が目標温度に対して再熱器で加熱可能な所定温度範囲よりも低くなり、第１検出温度が目標温度よりも低くなってしまう場合等には、制御手段が、第１検出温度が目標温度となるように流量調整部の作動を制御して、合流路を通流し通流路に合流される凝縮器冷却用空気の一部の通流を開始或いは流量を増加させることが可能となる。一方で、上記制御手段による圧縮機等の制御や流量調整部の制御が実行されることにより、第１検出温度が目標温度となった場合には、制御手段が流量調整部の作動を制御して、合流路を通流し通流路に合流される凝縮器冷却用空気の一部の通流を停止或いは流量を減少させることが可能となる。
よって、第１温度検出手段により検出された空調対象空間等の第１検出温度が目標温度となるように、制御手段により圧縮機等や流量調整部を適切に制御することができ、より適切に温調対象流体による空調対象空間の精密な温調を実現することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記通流路において前記蒸発器に供給される前の前記温調対象流体の温度を検出する第２温度検出手段を備え、
前記制御手段が、前記第２温度検出手段により検出された第２検出温度と前記目標温度との差が、前記第１検出温度と前記第２検出温度との差よりも大きい場合に、前記流量調整部を制御して前記合流路を通流し前記通流路に合流される前記凝縮器冷却用空気の一部の流量を増加させる点にある。
【００１４】
本特徴構成によれば、制御手段が、第２温度検出手段により検出された通流路において蒸発器に供給される前の温調対象流体（混合流体）の温度（第２検出温度）と目標温度との差が、第１検出温度と第２検出温度との差よりも大きい場合、すなわち、再熱器を通過した温調対象流体（混合流体）が目標温度にまで加熱されずに空調対象空間に供給されている場合には、流量調整部を制御して合流路を通流し通流路に合流される凝縮器冷却用空気の一部の流量を増加させる。これにより、蒸発器及び再熱器に供給される温調対象流体（混合流体）の温度を確実且つ適切に上昇させることができ、再熱器により加熱することで当該温調対象流体（混合流体）の温度を目標温度にまで加熱して、空調対象空間に供給することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る温度調整装置の更なる特徴構成は、前記第１膨張部が温度膨張弁であるとともに、前記第２膨張部が電子膨張弁であり、前記電子膨張弁による冷媒の流量調整可能範囲が、前記温度膨張弁による冷媒の流量調整可能範囲よりも狭く設定されている点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、再熱器に供給される冷媒の流量を調整する電子膨張弁の流量調整可能範囲が、蒸発器に供給される冷媒の流量を調整する温度膨張弁の流量調整可能範囲よりも狭く設定されているので、蒸発器にて温調対象流体（混合流体）の冷却を比較的大きく温度変動させる形態で実行できるとともに、再熱器にて温調対象流体（混合流体）の加熱を比較的小さく温度変動させる形態で実行できる。これにより、蒸発器にて温調対象流体の大まかな温調を行い、再熱器にて精密な温調を行うことが可能となる。
よって、このように再熱器にて最終的に精密な温調を行う構成を採用しながら、蒸発器に供給される温調対象流体の温度が低かったり、目標温度が比較的高く設定されたりすること等により、再熱器に供給される温調対象流体の温度と目標温度との差が、再熱器にて加熱可能な所定温度範囲よりも大きくなっている場合であっても、凝縮器冷却用空気が有する熱を有効に利用して温調対象流体を目標温度にまで温調することができ、精密に温調された温調対象流体を空調対象空間に供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】温度調整装置の概略構成図及び通常運転時の温度調整装置の運転状態を示す概略概念図
【図２】取り込み運転時の温度調整装置の運転状態を示す概略概念図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る温度調整装置Ｄの実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
この温度調整装置Ｄは、図１に示すように、圧縮機１、空冷式の凝縮器２、冷媒回路用膨張弁３（第１膨張部の一例）、蒸発器４の順に冷媒Ａを循環させる冷媒回路１０を備えた冷凍サイクルＣと、冷媒Ａを圧縮機１と凝縮器２との間から分岐させて、再熱器５、再熱回路用膨張弁６（第２膨張部の一例）の順に冷媒Ａを通流させ、冷媒回路用膨張弁３と蒸発器４との間に戻す再熱回路１１を備えて構成されている。
【００１９】
また、温度調整装置Ｄは、外部空間Ｏから凝縮器冷却用空気Ｂを凝縮器２に通流させ外部空間Ｏに排出する排気路２１を備え、凝縮器２にて凝縮器冷却用空気Ｂとの熱交換により凝縮器２を通流する冷媒Ａを冷却するように構成されている。
温度調整装置Ｄは、温調対象流体Ｐを蒸発器４、再熱器５、空調対象空間Ｋ、蒸発器４の順に循環して通流させる循環路１２（通流路の一例）を備え、温調対象流体Ｐを循環路１２に通流させ、蒸発器４にて温調対象流体Ｐを冷却したのち、再熱器５にて温調対象流体Ｐを加熱して目標温度範囲（例えば、目標温度Ｔｓ±０．１℃程度の範囲）に精密に温調し、空調対象空間Ｋを温調するように構成されている。つまり、循環路１２にて、温度調整装置Ｄと空調対象空間Ｋとの間で温調対象流体Ｐを循環して空調対象空間Ｋを温調する。ここで、例えば、温調対象流体Ｐは、空調対象空間Ｋを温調するために空調対象空間Ｋに供給する温調対象空気が用いられている。
【００２０】
温度調整装置Ｄは、循環路１２において空調対象空間Ｋの温調対象流体Ｐの温度（第１検出温度Ｔ１）を検出する第１温度センサ７（第１温度検出手段の一例）、循環路１２において蒸発器４に供給される前の温調対象流体Ｐの温度（第２検出温度Ｔ２）を検出する第２温度センサ１４（第２温度検出手段の一例）を備え、それぞれ検出された第１検出温度Ｔ１、第２検出温度Ｔ２は制御部８に出力されるように構成されている。
さらに、温度調整装置Ｄは、圧縮機１、冷媒回路用膨張弁３及び再熱回路用膨張弁６等の作動を制御して、温調対象流体Ｐにより空調対象空間Ｋが目標温度Ｔｓとなるように温度調整する制御部８（制御手段の一例）と、その制御部８に各種制御指令を指令する操作部９等を備えて構成されている。
【００２１】
次に、温度調整装置Ｄの各部について説明を加える。
〔冷凍サイクルＣ〕
冷凍サイクルＣは、上述のとおり、圧縮機１、空冷式の凝縮器２、冷媒回路用膨張弁３（第１膨張部の一例）、蒸発器４の順に冷媒Ａを循環させる冷媒回路１０を備える。
圧縮機１は、冷媒回路１０及び再熱回路１１に冷媒Ａを供給可能に構成されており、その出力は制御部８により調整される。具体的には、制御部８が、温調負荷に応じた出力を目標出力として負荷対出力関係情報から求めて、圧縮機１の出力を目標出力に調整し、且つ、第１温度センサ７にて検出される空調対象空間Ｋの第１検出温度Ｔ１が目標温度範囲内になるように再熱回路用膨張弁６を制御するように構成されている。なお、温調負荷とその温調負荷に応じた圧縮機１の出力との関係を定めた負荷対出力関係情報が予め設定されて、制御部８の記憶部（図示せず）に記憶されている。
【００２２】
空冷式の凝縮器２は、凝縮器２にて冷媒回路１０を通流する冷媒Ａと、外部空間Ｏから供給され排気路２１を通流する凝縮器冷却用空気Ｂとの熱交換により、凝縮器２を通流する冷媒Ａを冷却し、凝縮器冷却用空気Ｂに熱を放出して当該凝縮器冷却用空気Ｂを加熱するように構成されている。凝縮器冷却用空気Ｂは、排気路２１において外部空間Ｏと凝縮器２との間に設けられた凝縮器用ファン２ａにより、外部空間Ｏから凝縮器用ファン２ａ、凝縮器２を通過させられたあと、外部空間Ｏへと排出されるように構成されている。すなわち、基本的には、凝縮器２を通流して加熱された凝縮器冷却用空気Ｂは、外部空間Ｏに排気されるように構成されている。なお、制御部８が、凝縮器２に予め設定された設定流量で凝縮器冷却用空気Ｂを供給すべく、凝縮器用ファン２ａの回転速度を設定回転速度となるように制御するように構成されている。
冷媒回路用膨張弁３は、冷媒回路１０を通流する冷媒Ａの流量を調整可能で、当該冷媒Ａを膨張可能な温度膨張弁により構成されている。
蒸発器４は、冷却回路用膨張弁３及び再熱回路用膨張弁６にて膨張された冷媒Ａと循環路１２を通流する温調対象流体Ｐとを熱交換させて、温調対象流体Ｐを冷却させるように構成されている。
【００２３】
〔再熱回路〕
冷凍サイクルＣの冷媒回路１０には、上述のとおり、冷媒Ａを圧縮機１と凝縮器２との間から分岐させて、再熱器５、再熱回路用膨張弁６の順に通流させ、冷媒回路用膨張弁３と蒸発器４との間に戻す再熱回路１１が接続されている。
再熱器５は、再熱回路１１を通流する冷媒Ａと蒸発器４にて冷却された温調対象流体Ｐとを熱交換させて、温調対象流体Ｐを加熱させるように構成されている。
【００２４】
再熱回路用膨張弁６は、制御部８の制御により、再熱回路１１を通流する冷媒Ａの流量を調整自在で、当該冷媒Ａを膨張可能な電子膨張弁（電子制御弁）により構成されている。電子膨張弁は、電磁駆動式の開閉弁であり、開弁時間のデューティ比を変更調整することにより、再熱回路１１に通流（分流）する冷媒Ａの流量（分流量）が調整されることになる。流量調整可能範囲は、再熱回路用膨張弁６の開度調整範囲（例えば、１４〜６０％）にて設定される。この再熱回路用膨張弁６による再熱回路１１を通流する冷媒Ａの流量調整可能範囲は、冷媒回路用膨張弁３による冷媒回路１０を通流する冷媒Ａの流量調整可能範囲よりも狭く設定されている。これにより、再熱回路用膨張弁６にて冷媒Ａの流量を精密に調整することができ、再熱器５にて温調対象流体Ｐを精密に温調（加熱）することが可能となるが、再熱器５にて温調対象流体Ｐを加熱できる加熱可能な温度範囲（例えば、２℃程度）は、蒸発器４にて冷却できる温度範囲（例えば、５℃程度）よりも狭く設定される。
【００２５】
〔循環路〕
循環路１２には、循環路１２に温調対象流体Ｐを送風させる送風手段としての送風ファン１３が、再熱器５と空調対象空間Ｋとの間に設けられている。従って、温度調整装置Ｄの循環路１２において、温調対象流体Ｐを、蒸発器４、再熱器５、送風ファン１３、空調対象空間Ｋ、蒸発器４の順に循環通流させることができる。なお、制御部８が、蒸発器４及び再熱器５に予め設定された設定流量で温調対象流体Ｐを供給すべく、送風ファン１３の回転速度を設定回転速度となるように制御するように構成されている。
【００２６】
また、循環路１２には、空調対象空間Ｋ内の温調対象流体Ｐの温度を検出する第１温度センサ７が設けられるとともに、蒸発器４の上流側で後述する合流路２２が接続される箇所より下流側における温調対象流体Ｐの温度を検出する第２温度センサ１４が設けられている。
そして、制御部８は、予め設定された目標温度Ｔｓと第２温度センサ１４により検出される温調対象流体Ｐの第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ２（＝Ｔｓ−Ｔ２）を温調負荷として演算するように構成されている。つまり、制御部８は、設定流量で一定の流量の温調対象流体Ｐが蒸発器４及び再熱器５に供給されている状態での目標温度Ｔｓと蒸発器４に供給される前の温調対象流体Ｐの第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ２を温調負荷として検出するように構成されている。
また、制御部８は、第１温度センサ７により検出される温調対象流体Ｐの第１検出温度Ｔ１と第２温度センサ１４により検出される温調対象流体Ｐの第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔ２）を演算するように構成されている。
【００２７】
〔排気路〕
上述の通り、排気路２１は、凝縮器冷却用空気Ｂを外部空間Ｏから凝縮器用ファン２ａ、凝縮器２を通過させたあと、外部空間Ｏへと排出するように構成されている。
【００２８】
制御部８は、温度調整装置Ｄの運転を制御するように構成されており、上述のように凝縮器用ファン２ａ、再熱回路膨張弁６、圧縮機１、送風ファン１３、後述するモーターバルブ２０（流量調整部の一例）等の作動等を制御可能に構成されている。
図示を省略するが、操作部９には、温度調整装置Ｄの運転開始、停止を指令する運転スイッチ、及び、空調対象空間Ｋを温調するための目標温度を変更設定自在な目標温度設定部等が設けられている。
【００２９】
次に、本願に係る温度調整装置Ｄにおける特徴的構成について説明する。
上記排気路２１において、空冷式の凝縮器２の下流側と外部空間Ｏの上流側との間から分岐して、循環路１２における蒸発器４の上流側と空調対象空間Ｋの下流側との間に接続する合流路２２が設けられている。この合流路２２により、外部空間Ｏから蒸発器２を通過して外部空間Ｏに排気される凝縮器冷却用空気Ｂの一部を循環路１２において蒸発器４に供給される前の温調対象流体Ｐに合流させ、当該凝縮器冷却用空気Ｂの一部と当該温調対象流体Ｐとの混合流体Ｐ´を蒸発器４に供給可能となる。すなわち、凝縮器冷却用空気Ｂの一部が合流されずに再熱器５に供給される温調対象流体Ｐよりも、高温の混合流体Ｐ´を再熱器５に供給することとなる。なお、この実施形態では、第２温度センサ１４は、循環路１２において合流路２２が合流する箇所よりも下流側で蒸発器４よりも上流側に設置され、混合流体Ｐ´の温度をも検出可能に構成されている。
【００３０】
また、合流路２２には、凝縮器２を通過した凝縮器冷却用空気Ｂのうち、合流路２２を通流して循環路１２に合流される凝縮器冷却用空気Ｂの一部の流量と、排気路２１を通流して外部空間Ｏに排気される凝縮器冷却用空気Ｂの他部の流量とを調整する流量調整部としてのモーターバルブ２０が設けられている。この実施形態においてモーターバルブ２０は、凝縮器２を通過した凝縮器冷却用空気Ｂの全量を合流路２２に通流させる開状態と、当該全量を排気路２１に通流させる閉状態とに流量を切換可能に構成され、その切換作動は制御部８により制御されるように構成されている。
【００３１】
次に、温度調整装置Ｄを運転する際における作動例について、まず、図１に基づいて、通常運転について説明し、次に、図２に基づいて、本願の特徴である凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転について説明する。なお、通常運転とは、冷凍サイクルＣにより回収された熱の全量を凝縮器冷却用空気Ｂにより外部空間Ｏに放出する運転である。凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転とは、冷凍サイクルＣにより回収された熱の一部或いは全部を温調対象流体Ｐに戻し、残部を外部空間Ｏに放出する運転である。
【００３２】
〔通常運転〕
制御部８は、操作部９の目標温度設定部にて設定された目標温度Ｔｓに基づいて、その目標温度Ｔｓに温度範囲設定用温度（例えば、０．１℃）を加えた温度を上限温度とし、目標温度Ｔｓから温度範囲設定用温度を減じた温度を下限温度とする目標温度範囲を設定するように構成されている。
そして、制御部８は、操作部９の目標温度設定部にて設定された目標温度Ｔｓと第２温度センサ１４の第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ２を求めると共に、その温度差ΔＴ２に応じた回転速度を目標回転速度として負荷対出力関係情報から求めて、圧縮機１の回転速度を目標回転速度に調整する。なお、制御部８は、凝縮器用ファン２ａ及び送風ファン１３の出力を所定の設定出力に調整するとともに、モーターバルブ２０を停止し凝縮器冷却用空気Ｂが合流路２２を通流しないように閉状態に調整する。すなわち、モーターバルブ２０により、凝縮器２を通過した凝縮器冷却用空気Ｂ（１００％）のうち、合流路２２を通流する凝縮器冷却用空気Ｂの一部（１００％）と、外部空間Ｏに排気される排気路２１を通流する凝縮器冷却用空気Ｂの他部（０％）とに流量が調整されている状態である。なお、図１及び図２において、モーターバルブ２０の閉状態を黒抜きで示し、開状態を白抜きで示す。
【００３３】
制御部８は、第１温度センサ７にて検出される第１検出温度Ｔ１を上述のように設定した目標温度範囲内にすべく、第１検出温度Ｔ１が目標温度範囲よりも高いときは開度を小さくし（流量を減少させ）、第１検出温度Ｔ１が目標温度範囲よりも低いときは開度を大きくする（流量を増加させる）ように再熱回路用膨張弁６を制御する。
この再熱回路用膨張弁６の制御は、第１検出温度Ｔ１と目標温度Ｔｓとの温度差ΔＴ１と再熱回路用膨張弁６の開度の変更幅との関係である温度偏差対開度変更幅関係情報が、予め設定されて、制御部８に記憶されている。ちなみに、温度偏差対開度変更幅関係情報は温度差ΔＴ１が大きくなるほど開度変更幅が大きくなる関係に設定されている。
制御部８は、第１検出温度Ｔ１が目標温度範囲よりも高い場合は、温度偏差対開度変更幅関係情報から第１検出温度Ｔ１と目標温度Ｔｓとの温度差ΔＴ１に応じた開度変更幅を求めて、その求めた開度変更幅だけ再熱回路用膨張弁６の開度を減少変更し、第１検出温度Ｔ１が目標温度範囲よりも低い場合は、温度偏差対開度変更幅関係情報から第１検出温度Ｔ１と目標温度Ｔｓとの温度差ΔＴ１に応じた開度変更幅を求めて、その求めた開度変更幅だけ再熱回路用膨張弁６の開度を増大変更する。
【００３４】
これにより、温度調整装置Ｄにおいては、圧縮機１から吐出される高温高圧の蒸気冷媒Ａが凝縮器２の手前で分流されて、凝縮器２と再熱器５とを通流し、凝縮器２においては、高温高圧の蒸気冷媒Ａが凝縮器冷却用空気Ｂとの熱交換により熱を放出して凝縮液化し、再熱器５においては、高温高圧の蒸気冷媒Ａが送風ファン１３にて蒸発器４を通過してから供給される温調対象流体Ｐとの熱交換により熱を放熱して凝縮液化する。凝縮器２において蒸気冷媒Ａが放出した熱により加熱された凝縮器冷却用空気Ｂの全量は、凝縮器２を通過後、排気路２１を介して外部空間Ｏに排気される。
凝縮器２にて凝縮された液冷媒Ａは冷媒回路用膨張弁３を通過して減圧された後に蒸発器４に供給され、並びに、再熱器５にて凝縮された液冷媒Ａは再熱回路用膨張弁６を通過して減圧された後に蒸発器４に供給され、蒸発器４において、液冷媒Ａは送風ファン１３により供給される温調対象流体Ｐから気化熱を奪って気化する。
そして、送風ファン１３により通風される温調対象流体Ｐは、蒸発器４にて冷却された後、再熱器５にて加熱されて、空調対象空間Ｋに供給される。
なお、再熱回路用膨張弁６により調整可能な冷媒の流量調整可能範囲の全範囲において、蒸発器４にて温調対象流体Ｐと冷媒Ａとの間で熱交換される熱交換量が、再熱器５にて温調対象流体Ｐと冷媒Ａとの間で熱交換される熱交換量よりも多くなるように構成されている。
【００３５】
これにより、例えば、目標温度Ｔｓを２０℃とすると、蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度（第２検出温度Ｔ２）が２２℃程度であれば、その温調対象流体Ｐを蒸発器４にて１７±１℃程度にまで冷却した後、再熱器５にて２０±０．１℃に加熱することになる。
つまり、送風ファン１３により通風される温調対象流体Ｐを蒸発器４にて冷却した後、再熱器５にて加熱すると共にその加熱量を調整することにより、再熱器５から送出される温調対象流体Ｐの温度を、例えば目標温度Ｔｓに対して±０．１℃といった高精度に温調することができるのである。
【００３６】
〔通常運転時の温調不良〕
ここで、温度調整装置Ｄにおいては、再熱回路用膨張弁６の開度調整範囲は、温調対象流体Ｐを再熱器５にて精密に温調するため、例えば、１４〜６０％の比較的狭い範囲に設定されている。このため、再熱器５にて加熱することができる温度範囲は、比較的狭い範囲（例えば、２℃程度の範囲）となっている。これに対し、蒸発器４にて冷却することができる温度範囲は、比較的広い範囲（例えば、５℃程度の範囲）となっている。
従って、例えば、蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度（第２検出温度Ｔ２）が低かったり、目標温度Ｔｓが高く設定されたりすることにより、結果として、再熱器５に供給される温調対象流体Ｐの温度と目標温度Ｔｓとの差が再熱器５で加熱可能な所定温度範囲（例えば、２℃程度の範囲）よりも大きくなってしまう場合には、当該通常運転を実行しても、空調対象空間Ｋを目標温度Ｔｓに温調することができない場合がある（通常運転時の温調不良）。
そこで、本願に係る温度調整装置Ｄでは、下記する凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転を実行する。
【００３７】
〔取り込み運転〕
凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転は、例えば、上記制御部８が通常運転において、再熱回路用膨張弁６の開度を開度調整範囲内で制御して温調対象流体Ｐを精密に温調しながら、第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとなるように圧縮機１等の作動を制御した場合であっても、依然として第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとならないとき等に実行される。無論、通常運転では再熱器５による加熱量が、目標温度Ｔｓ、再熱器５の加熱能力及び蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度等の関係から、不足するものと最初から判明しているときは、通常運転を行う前から上記凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転を実行してもよい。
前者の取り込み運転の例をさらに具体的に説明すると、制御部８は通常運転を実行している状態で、目標温度Ｔｓと第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ２が、第１検出温度Ｔ１と第２検出温度Ｔ２との温度差ΔＴ１よりも大きいときに、再熱器５に供給される温調対象流体Ｐの温度が目標温度Ｔｓに対し、再熱器５にて加熱することができる温度範囲よりも大きくなっているものとして、取り込み運転を実行する。このような状況は、例えば、循環路１２において蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度が低かったり、空調対象空間Ｋを温調する目標温度Ｔｓが高く設定されたりすることにより、結果として、再熱器５に供給される温調対象流体Ｐの温度と目標温度Ｔｓとの差が再熱器５で加熱可能な所定温度範囲よりも大きくなり、温度差ΔＴ２が温度差ΔＴ１よりも大きくなることにより生じる。よって、制御部８は、通常運転を開始してから所定時間経過しても、依然として第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとならず、温度差ΔＴ２が温度差ΔＴ１よりも大きいときに、上記取り込み運転を実行する。この所定時間は、例えば、通常運転を開始してから２０分とされる。
【００３８】
凝縮器冷却用空気Ｂの取り込み運転において制御部８は、通常運転と同様に温度調整装置Ｄを運転しながら、合流路２２におけるモーターバルブ２０を全開状態で作動させ凝縮器２を通過した凝縮器冷却用空気Ｂの全量を合流路２２に通流させ、循環路１２を通流し蒸発器４に供給される前の温調対象流体Ｐに合流させる。そして、合流させた凝縮器冷却用空気Ｂの全量と当該温調対象流体Ｐとが混合され、比較的高温の凝縮器冷却用空気Ｂにより温度が上昇した混合流体Ｐ´を蒸発器４に供給する。
【００３９】
例えば、通常運転において、目標温度Ｔｓが２５℃に設定された場合に、蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度（第２検出温度Ｔ２）が２２℃程度であれば、その温調対象流体Ｐを蒸発器４にて２０±１℃程度にまで冷却した後、再熱器５にて２５±０．１℃に加熱するためには、再熱器５にて５℃程度加熱する必要が生じる。上記通常運転においては、再熱器５による加熱可能範囲は、例えば２℃程度であるので、蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐを加熱しても目標温度Ｔｓにまで加熱することはできない。
一方、取り込み運転を実行すると、目標温度Ｔｓが２５℃に設定された場合に、蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度（第２検出温度Ｔ２）が２２℃程度であれば、当該温調対象流体Ｐに比較的高温の凝縮器冷却用空気Ｂの全量を合流させることにより、蒸発器４に供給される混合流体Ｐ´の温度を２５℃程度にまで上昇させ、その混合流体Ｐ´を蒸発器４にて２３±１℃程度にまで冷却した後、再熱器５にて２５±０．１℃に加熱することができる。
これにより、温調対象流体Ｐの温度よりも比較的高温の混合流体Ｐ´を蒸発器４に供給することにより、当該混合流体Ｐ´の温度と目標温度Ｔｓとの差を、再熱器５にて加熱可能な所定温度範囲以下にすることができる。よって、循環路１２において蒸発器４に供給される温調対象流体Ｐの温度が低かったり、空調対象空間Ｋを温調する目標温度Ｔｓが高く設定されたりすることにより、結果として、再熱器５に供給される温調対象流体Ｐの温度と目標温度Ｔｓとの差が再熱器５で加熱可能な所定温度範囲よりも大きくなってしまう場合であっても、再熱器５に供給された比較的高温の混合流体Ｐ´を再熱器５にて加熱することにより、空調対象空間Ｋが目標温度Ｔｓとなるように精密に温調することが可能となる。
なお、上記取り込み運転により第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとなった場合には、合流路２２におけるモーターバルブ２０を全閉状態とし蒸発器２を通過した凝縮器冷却用空気Ｂの全量を排気路２１を介して外部空間Ｏに排出させ、合流路２２を介して循環路１２に合流される凝縮器冷却用空気Ｂの通流を遮断する。
【００４０】
よって、温調対象流体を目標温度に精密に温調することに加えて、再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して目標温度が、再熱器で加熱可能な温度よりも高い場合であっても、凝縮器冷却用空気が有する熱を有効に利用しながら、温調対象流体を目標温度に精密に温調可能な温度調整装置を実現できる。
【００４１】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、流量調整部としてモーターバルブ２０を用い、モーターバルブ２０を全閉として排気路２１において凝縮器冷却用空気Ｂの全量を外部空間Ｏに排気する状態と、モーターバルブ２０を全開として合流路２２に凝縮器冷却用空気Ｂの全量を通流させる状態とを切換えるように構成したが、合流路２２に凝縮器冷却用空気Ｂの一部を通流させる流量を適切に調整して通流させることができる構成であれば、特に制限なく採用することができる。
例えば、流量調整部としてモーターバルブ２０に加え、モーターバルブ２０の全開状態において、合流路２２を通流する凝縮器冷却用空気Ｂの一部の流量を調整可能な合流路用ダンパーと、排気路２１を通流して外部空間Ｏに排気される凝縮器冷却用空気Ｂの他部の流量を調整可能な排気路用ダンパーとを備える構成とすることもできる。
これにより、例えば、制御部８により通常運転を実行しても、空調対象空間Ｋを温調する目標温度Ｔｓが高く設定されたりすること等により、結果として、再熱器５に供給される温調対象流体Ｐの温度が目標温度Ｔｓに対して再熱器５で加熱可能な所定温度範囲よりも低くなり、第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓよりも低くなってしまう場合等には、制御部８が上記取り込み運転として、第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとなるように上記モーターバルブ２０を全開状態とし、合流路用ダンパー及び排気路用ダンパーの作動を制御して、合流路２２を通流し循環路１２に合流される凝縮器冷却用空気Ｂの一部の通流を開始或いは流量を増加させることが可能となる。一方で、上記制御部８による通常運転や取り込み運転が実行されることにより、第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとなった場合には、制御部８が上記モーターバルブ２０を全閉状態とし、合流路用ダンパー及び排気路用ダンパーの作動を制御して、合流路２２を通流し循環路１２に合流される凝縮器冷却用空気Ｂの一部の通流を停止或いは流量を減少させることが可能となる。
よって、第１温度センサ７により検出された空調対象空間Ｋ等の第１検出温度Ｔ１が目標温度Ｔｓとなるように、制御部８により圧縮機１等や流量調整部を適切に制御することができ、より適切に温調対象流体Ｐによる空調対象空間Ｋの精密な温調を実現することが可能となる。
【００４２】
（２）上記実施形態では、流量調整部としてのモーターバルブ２０を排気路２１から合流路２２に分岐した後の合流路２２に設ける構成としたが、合流路２２に適切に凝縮器冷却用空気Ｂの一部を通流させることができる構成であれば、その他の箇所に設ける構成とすることもできる。例えば、排気路２１の何れかの箇所、或いは排気路２１と合流路２２とが分岐する箇所に設けることもできる。
【００４３】
（３）上記実施形態では、第１温度検出手段としての第１温度センサ７を空調対象空間Ｋに設けて空調対象空間Ｋの温度を第１検出温度として検出したが、例えば、当該第１温度検出部としての第１温度センサを循環路１２における空調対象空間Ｋと再熱器５との間に設け、当該箇所の温調対象流体Ｐの温度を検出する構成とすることもできる。
【００４４】
（４）上記実施形態では、本発明に係る温度調整装置Ｄとして、空調対象空間Ｋとの間で温調対象流体Ｐを循環して空調対象空間Ｋを温調するものを例示したが、例えば、温度調整装置Ｄは、空調対象空間Ｋとの間で循環される温調対象流体Ｐに外気を一部取り入れて、その外気を取り入れた温調対象流体Ｐを温調して空調対象空間Ｋに供給するように構成することもできる。また、例えば、温度調整装置Ｄは、外部空間から取り入れた外気のみを温調対象流体Ｐとし、この温調対象流体Ｐを温調して空調対象空間Ｋに供給し、空調対象空間Ｋに供給された温調対象流体Ｐを外部空間に排出するように構成することもできる。この場合、温調対象流体Ｐは循環せず、外部空間、蒸発器４、再熱器５、空調対象空間Ｋ、外部空間の順で通流する。このように、温度調整装置Ｄがどのような流体を温調対象流体Ｐとするかについては適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、温調対象流体を目標温度に精密に温調することに加えて、再熱器に供給される温調対象流体の温度に対して目標温度が、再熱器で加熱可能な温度よりも高い場合であっても、熱を有効に利用しながら、温調対象流体を目標温度に精密に温調可能な温度調整装置として有用に利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１        圧縮機
２        空冷式の凝縮器
３        冷媒回路用膨張弁（第１膨張部）
４        蒸発器
５        再熱器
６        再熱回路用膨張弁（第２膨張部）
７        第１温度センサ（第１温度検出手段）
８        制御部（制御手段）
１１      再熱回路
１２      循環路（通流路）
１４      第２温度センサ（第２温度検出手段）
２０      モーターバルブ（流量調整部）
２１      排気路
２２      合流路
Ｃ        冷凍サイクル
Ｄ        温度調整装置
Ｋ        空調対象空間
Ｏ        外部空間
Ａ        冷媒
Ｐ        温調対象流体
Ｐ´      混合流体
【図１】
2011099590.tif 000003
【図２】
2011099590.tif 000004