(57)【要約】【課題】そのときの状況に応じた必要な冷房能力は維持しつつ消費電力を抑えることができる。【解決手段】雪山直下の融解水升１５に埋設される熱交換管１６が、複数の分岐管５１−１〜５１−Ｎによって構成され、各分岐管５１−１〜５１−Ｎが各流路（第１流路、第２流路、第３流路、・・・、第Ｎ流路）を形成している。各分岐管５１−１〜５１−Ｎには、ブライン流入口に切替弁５２（第１切替弁５２−１、第２切替弁５２−２、第３切替弁５２−３、・・・、第Ｎ切替弁５２−Ｎ）が、設けられている。各切替弁５２は、それぞれ、各流路を開閉する為の構成と言える。そして、状況に応じて必要な数だけ切替弁５２が“開”状態となる様に制御される。【選択図】図１
2019045100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであって、
前記雪氷冷房機は、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山に基づく冷熱によって前記冷媒を冷却する第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部とを有し、
更に制御装置を有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管に応じた複数の切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する前記分岐管には前記冷媒が流れる構成とし、
前記制御装置は、前記複数の切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷利用空調システム。
【請求項２】
前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部を更に有し、
前記制御装置は、該冷媒温度計測部の計測値に基づいて、前記複数の切替弁を開閉制御することを特徴とする請求項１記載の雪氷利用空調システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、前記開状態となる前記切替弁の数を減らし、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、前記開状態となる前記切替弁の数を増やすことを特徴とする請求項２記載の雪氷利用空調システム。
【請求項４】
間接外気冷房機を更に有し、
外気温を測定する外気温計測部を更に有し、
前記制御装置は、
前記測定された外気温が所定の閾値未満の場合には、前記雪氷冷房機は停止して前記間接外気冷房機のみを運転する第１運転モードとし、
前記第１運転モードにおいて前記測定された外気温が前記閾値以上となったら、前記雪氷冷房機を運転開始すると共に前記複数の切替弁のうちの１つを前記開状態とすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の雪氷利用空調システム。
【請求項５】
圧縮冷凍冷房機を更に有し、
前記制御装置は、
前記複数の切替弁の全てを開状態にしても必要な冷房能力が得られない場合には、前記圧縮冷凍冷房機を運転開始することを特徴とする請求項４記載の雪氷利用空調システム。
【請求項６】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムにおける該雪氷冷房機であって、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山に基づく冷熱によって前記冷媒を冷却する第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部と、
制御装置とを有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管に応じた複数の切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する前記分岐管には前記冷媒が流れる構成とし、
前記制御装置は、前記複数の切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷冷房機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雪山の冷熱を冷房に利用する雪氷利用空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
雪山の冷熱を冷房に利用する雪氷利用空調システムとして、例えば、特許文献１，２の従来技術が知られている。
【０００３】
特許文献１の発明は、間接外気冷房機と雪氷冷水冷房機とにより構成される、省エネ効果が高い空調システムを提供する。
【０００４】
特許文献１の発明では、間接外気冷房機と雪氷冷水冷房機とにより構成され、間接外気冷房機で能力が足りるうちは雪氷冷水冷房機を運転せず、間接外気冷房機では能力が足りなくなったら、足りなくなった分だけ雪氷冷水冷房機を運転するように制御することで、省エネ効果が高い空調システムを提供できる。
【０００５】
特許文献２の発明は、外気利用冷房機と圧縮冷凍冷房機とを備えるハイブリッド型空調システムに対して、雪山より生成される冷水を利用する雪氷冷房機を組み合わせて、より効率が高い空調システムを実現する。
【０００６】
特許文献２では、雪氷冷房機は、間接外気冷房機の顕熱交換器２１の上流側に設けた冷水コイル３１、この冷水コイル３１に冷水を供給する為の冷水ポンプ３２を有する。制御装置４０は、複数のモードの何れかのモードで、間接外気冷房機と圧縮冷凍冷房機と雪氷冷房機を制御する。制御装置４０は、給気温度センサ１４等の各種温度センサの計測値に基づいて、必要に応じてモード遷移を行い、これに伴って冷水ポンプ３２の起動／停止の制御等を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−１０９３４０号公報
【特許文献２】特開２０１６−１２５６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、図６、図７に示す構成について説明する。
図６は、間接外気冷房機と雪氷冷房機とにより構成される雪氷利用空調システムの一例である。
【０００９】
図示の雪氷利用空調システムは、任意の建物内にある図示の冷房対象空間（サーバルーム、データセンター等）を、冷却する（所定の設定温度に保つ）ための装置である。よく知られているように、サーバルーム等はコンピュータや各種電子機器からの発熱により高温化し易く、たとえ冬季であっても冷房が必要となる。この為、外気温がある程度低い状況であれば、間接外気冷房機が機能することになる。
【００１０】
間接外気冷房機は、上記特許文献１，２等に記載のようによく知られた公知の構成であるので、特に詳細には説明しないが、単純に、冷媒を介して外気と内気との熱交換を行う構成となっている。つまり、一般冷房機（圧縮冷凍冷房機）における圧縮機などは、間接外気冷房機には備えられていない。尚、外気は建物外の空気であり、内気は建物内の空気であって特に冷房対象空間からのリターン空気である還気である。
【００１１】
外気温がある程度低い状況であれば、間接外気冷房機の冷房能力は、冷房対象空間を所定温度に維持する為に必要となる冷房能力（“必要冷房能力”と呼ぶものとする）を、満たすことができる。しかし、外気温が高くなると「“間接外気冷房機の冷房能力”＜“必要冷房能力”」となり、間接外気冷房機単独では“必要冷房能力”を満たせなくなる。この様な状況になったら、雪氷冷房機を運転させることで、冷房能力の不足分を雪氷冷房機によって補うようにする。
【００１２】
以下、図６の間接外気冷房機と雪氷冷房機について説明する。
図上では、間接外気冷房機は、簡略化して図示の外気冷房機１１として示している。図示の外気冷房機１１の構成は、特に図示しないが、間接外気冷房機の一般的な構成、例えば、不図示の２つの熱交換器（第１熱交換器と第２熱交換器と呼ぶ）と、これら２つの熱交換器に接続される不図示の配管（第１配管と呼ぶ）と、この第１配管を介して第１熱交換器と第２熱交換器とに冷媒を循環させる不図示のポンプ（第１ポンプと呼ぶ）等を有する。第１熱交換器は上記冷媒と上記内気（還気）との熱交換を行う。第２熱交換器は上記冷媒と上記外気との熱交換を行う。つまり、間接外気冷房機は、冷媒を介して、内気と外気との熱交換を行うものである。尚、当然、更に不図示のファンなども有している。
【００１３】
一方、図６において雪氷冷房機に係わる構成は、図示の雪氷冷水利用型熱交換器１２、ポンプ１３、冷水配管１４、雪山直下の融解水升１５、熱交換管１００等である。熱交換管１００は、融解水升１５内に設置される。融解水升１５には、雪山からの雪解け水が流入する。熱交換管１００は、冷水配管１４に接続される。雪氷冷房機を運転中には、ポンプ１３によって、ブライン（冷媒；冷水など）が、冷水配管１４を介して、熱交換管１００と雪氷冷水利用型熱交換器１２とを循環する。
【００１４】
これより、ブラインは、熱交換管１００を通過する際に上記融解水升１５内の雪解け水との熱交換によって冷却され、冷却されたブラインが雪氷冷水利用型熱交換器１２に供給される。ここで、図示の例では、雪氷冷水利用型熱交換器１２は、建物内に設置され、還気（冷房対象空間からのリターン空気）が通過するように構成されている。これより、雪氷冷水利用型熱交換器１２において、上記冷却されたブラインによって上記還気が冷却されて冷気となって、この冷気が冷房対象空間に供給される。
【００１５】
尚、還気は、まず上記間接外気冷房機の第１熱交換器を通過することである程度冷却された後に、上記雪氷冷水利用型熱交換器１２によって更に冷却されるように構成されている。但し、これは雪氷冷房機を運転中の動作であり、雪氷冷房機を停止中には還気は上記間接外気冷房機の第１熱交換器によって冷却されるのみで冷房対象空間に供給されることになる。
【００１６】
ここで、熱交換管１００は、より多くの冷熱を雪解け水から得られるようにする為に、融解水升１５内に例えば千鳥に埋設されるようにすることで、配管長が長くなるようにしている。これより、上記ブラインは、熱交換管１００内を長距離流れることになり（流路が長くなり）、多くの冷熱によって冷却されることになる。
【００１７】
しかしながら、常に多くの冷熱が必要となるわけではない。雪氷冷房機を運転する必要がある状況であるにしても、外気温が比較的低い状況であれば、それ程多くの冷熱は必要としない。その一方で、配管長が長いことで、配管圧損が高くなり、以ってポンプ動力負荷が掛かることになり、消費電力が増加することになる。
【００１８】
一方、外気温が高くなれば多くの冷熱が必要となるので、単純に熱交換管１００の配管長を短くすれば済むという話ではない。
【００１９】
次に、以下、図７について説明する。
図７は、間接外気冷房機と圧縮冷凍冷房機と雪氷冷房機とにより構成される雪氷利用空調システムの一例である。
【００２０】
図示の雪氷利用空調システムも、上記図６の雪氷利用空調システムと同様、任意の建物内にある図示の冷房対象空間（サーバルーム、データセンター等）を、冷却する（所定の設定温度に保つ）ための装置である。
【００２１】
図示の例では、間接外気冷房機及び圧縮冷凍冷房機は、図では簡略化して図示の“外気冷房機・圧縮冷凍冷房機”２１として示している。
【００２２】
間接外気冷房機及び圧縮冷凍冷房機に係わる構成（“外気冷房機・圧縮冷凍冷房機”２１の構成例）は、従来の一般的な構成であってよく、ここでは詳細には図示・説明しないが、間接外気冷房機の詳細構成は上記図６で説明した通りであってよい。また、圧縮冷凍冷房機は、特に図示しないが、圧縮機、凝縮機、膨張弁、蒸発器等の一般的な構成を有し、これらを冷媒が循環している。
【００２３】
図７において、雪氷冷房機に係わる構成は、図示の雪氷ブライン利用型熱交換器２２、ポンプ２３、冷水配管２４、雪山直下の融解水升２５、熱交換管１０１等である。これらの構成のうち、ポンプ２３、冷水配管２４、雪山直下の融解水升２５、熱交換管１０１は、上記図６のポンプ１３、冷水配管１４、雪山直下の融解水升１５、熱交換管１００と同じであってよいので、その説明は省略する。
【００２４】
雪氷ブライン利用型熱交換器２２には、上記雪氷冷水利用型熱交換器１２と同様にして冷媒が流れる。つまり、雪氷冷房機を運転中には、ポンプ２３によって、ブライン（冷媒；冷水など）が、冷水配管２４を介して、熱交換管１０１と雪氷ブライン利用型熱交換器２２とを循環する。
【００２５】
雪氷ブライン利用型熱交換器２２が上記雪氷冷水利用型熱交換器１２と異なる点は、その設置場所である。つまり、上記雪氷冷水利用型熱交換器１２は建物内に設置されて内気が通過するが、雪氷ブライン利用型熱交換器２２は、建物外に設置されて外気が通過するように構成されている。雪氷ブライン利用型熱交換器２２には、上記雪氷冷水利用型熱交換器１２と同様に、熱交換管１０１で冷却されたブラインが供給され、このブラインによって外気を冷却する。冷却された外気は、“外気冷房機・圧縮冷凍冷房機”２１（室外機）に流入するようになっている。
【００２６】
この様に、図示の例では、雪氷冷房機を、間接外気冷房機及び圧縮冷凍冷房機の所謂“室外機”に流入する外気の温度を低下させることで、間接外気冷房機及び圧縮冷凍冷房機の冷房能力を底上げする為に利用する。
【００２７】
この様な違いがあっても、図７の構成であっても上記図６の構成と同じ課題が生じる。つまり、熱交換管１０１の配管長が長いことで、配管圧損が高くなり、以ってポンプ動力負荷が掛かることになり、消費電力が増加することになる。
【００２８】
上記のように、雪氷利用空調システムとしては、例えば、間接外気冷房機に対して雪氷冷房機を組み合わせる形態、間接外気冷房機と圧縮冷凍冷房機とから成る空調システムに対して雪氷冷房機を組み合わせる形態などが知られている。但し、図６、図７は一例であり、この例に限らない。例えば図６の構成において上記雪氷冷水利用型熱交換器１２が建物内ではなく建物外に設置される構成であってもよい（当然、この場合は外気が通過して外気を冷却することになる）。例えば図７の構成において雪氷ブライン利用型熱交換器２２が建物外ではなく建物内に設置される構成であってもよい（当然、この場合は内気が通過して内気を冷却することになる）。
【００２９】
上記の何れの構成であっても、雪氷冷房機は、雪山の冷熱を利用する為に、例えば雪山直下の融解水升内に熱交換管を敷設している。雪氷冷房機は、配管内をブライン（冷媒；冷水など）を循環させる為のポンプや、このブラインと外気や内気との熱交換を行うための熱交換器を有する。上記ブラインは、上記熱交換管を通過する際に、雪山からの融解水との熱交換により冷却されて、当該冷却されたブラインが上記熱交換器に供給されることになる。
【００３０】
ブラインが熱交換管を通過する際に受ける冷熱量は、熱交換管の長さが長いほど（流路が長いほど）が大きくなる。この為、融解水升内に熱交換管を千鳥に敷設して流路を長くしている。
【００３１】
しかしながら、熱交換管の流路を長くすることで配管圧損が高くなり、ポンプ動力負荷が掛かることになり、以って消費電力が増大することになる。
【００３２】
本発明の課題は、雪氷冷房機を有する雪氷利用空調システムにおいて、雪氷冷房機における雪山の冷熱によってブラインを冷却する為の構成である熱交換管の流路を、可変とすることで、そのときの状況に応じた必要な冷房能力は維持しつつ消費電力を抑えることができる雪氷利用空調システム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明の雪氷利用空調システムは、少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであって、下記の構成を有する。
【００３４】
前記雪氷冷房機は、冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、雪山に基づく冷熱によって前記冷媒を冷却する第２熱交換部と、該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部とを有する。本発明の雪氷利用空調システムは、更に制御装置を有する。
【００３５】
そして、前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管に応じた複数の切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する分岐管には前記冷媒が流れる構成とする。
そして、前記制御装置は、前記複数の切替弁を開閉制御する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の雪氷利用空調システム等によれば、雪氷冷房機を有する雪氷利用空調システムにおいて、雪氷冷房機における雪山の冷熱によってブラインを冷却する為の構成である熱交換管の流路を、可変とすることで、そのときの状況に応じた必要な冷房能力は維持しつつ消費電力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）（ｂ）は、実施例１の雪氷利用空調システムの構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、実施例１の雪氷利用空調システムの動作等を示す図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、実施例２の雪氷利用空調システムの構成図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、実施例２の雪氷利用空調システムの動作等を示す図である。
【図５】制御装置の処理フローチャート図である。
【図６】雪氷利用空調システムの参考構成例（その１）である。
【図７】雪氷利用空調システムの参考構成例（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
上述したように、融解水升内に敷設する熱交換管の長さを長くすることで、より多くの冷熱が得られてブラインを冷却することができ、以って雪氷冷房機の冷房能力をより高くすることができる。その一方で、流路を長くすることで配管圧損が高くなり、ポンプ動力が掛かることになる。
【００３９】
しかしながら、雪氷冷房機を常に最大冷房能力で運転する必要はなく、そのときに必要な冷房能力が得られれば問題ないことになる。これより、本手法では、融解水升内に敷設する熱交換管の全体の長さ自体は、雪山から多くの冷熱を得られるようにする為にある程度長くするとしても、流路の長さ（熱交換管全体のなかで実際にブラインが流れる長さ）を可変とできる構成を設けることで、雪氷冷房機の冷房能力を可変とする。
【００４０】
本手法では、流路の長さを可変とする構成を備え、流路の長さが、そのときに必要となる冷房能力が得られる最低限の長さとなるように、流路の長さを調整制御する。これより、特に流路の長さが比較的短いときには、配管圧損が比較的低くなり、以ってポンプ動力が比較的掛からないで済み、省エネ効果が得られることになる。
【００４１】
この様な構成の具体例を、以下、実施例１、実施例２として説明する。
図１は、実施例１の雪氷利用空調システムの構成図である。
【００４２】
尚、本手法の特徴は、融解水升内に敷設する熱交換管の構成とその制御方法であるので、それ以外の構成・動作については、説明を省略するか、簡単に説明するのみとする。
【００４３】
実施例１は、本手法を、間接外気冷房機に対して雪氷冷房機を組み合わせて成る雪氷利用空調システムに適用した例である。ここでは、間接外気冷房機は、簡単化して図示の外気冷房機１１として示す。
【００４４】
外気冷房機１１の構成は、間接外気冷房機の一般的な構成であってよいので、特に図示しないが、例えば、外気冷房機１１は、不図示の２つの熱交換器（第１熱交換器と第２熱交換器と呼ぶ）と、これら第１熱交換器と第２熱交換器とに接続される不図示の配管（第１配管と呼ぶ）と、この第１配管を介して第１熱交換器と第２熱交換器とに冷媒を循環させる不図示のポンプ（第１ポンプと呼ぶ）等を有する。
【００４５】
第１熱交換器は上記冷媒と内気（建物内の空気；特に冷房対象空間からのリターン空気；“還気”とも呼ぶ）との熱交換を行う。第２熱交換器は上記冷媒と外気（建物外の空気）との熱交換を行う。つまり、外気冷房機１１は、冷媒を介して、内気と外気との熱交換を行うものである。
【００４６】
上記のように、外気冷房機１１（間接外気冷房機）は、一般的な空調機（圧縮冷凍冷房機）のような圧縮機を備えていないので、圧縮冷凍冷房機よりも省エネ運転ができるが、その一方で外気温がある程度以上高くなると（例えば、外気温が、内気の温度以上になると）実質的に機能しなくなる。
【００４７】
内気（還気）は、まず、上記第１熱交換器で上記冷媒との熱交換が行われ、その後、雪氷冷房機の雪氷冷水利用型熱交換器１２でブラインとの熱交換が行われる構成となっている。外気冷房機１１の冷房能力では上記“必要冷房能力”を満たさない状況では、不足分を雪氷冷房機の冷房能力で補うことになる。
【００４８】
また、図１（ａ）には、雪氷冷房機に係わる構成として、図示の雪氷冷水利用型熱交換器１２、ポンプ１３、冷水配管１４、雪山直下の融解水升１５、熱交換管１６等を有する。これらの符号１１，１２，１３，１４，１５が付された構成自体は、図６の構成と同じであってよく、従ってここでは上記図６に示す構成と同一の符号を付して有り、その説明は省略または簡略化する。尚、逆に言えば、熱交換管１６は、図６の熱交換管１００とは異なる符号を付してあり、熱交換管１００とは異なる構成である。
【００４９】
雪氷冷房機に係わる構成として、更に、融解水升１５内に敷設される熱交換管１６等や、熱交換管１６からのブラインの出口温度を計測する温度センサ１７や外気温度を計測する外気温センサ１８等の各種温度計測センサも設けられている。融解水升１５には、雪山からの雪解水が流れる。
【００５０】
熱交換管１６は、冷水配管１４に接続されている。そして、冷水等のブライン（冷媒）が、ポンプ１３によって、冷水配管１４を介して、熱交換管１６と雪氷冷水利用型熱交換器１２と循環する。ブラインは、雪氷冷水利用型熱交換器１２→冷水配管１４（往路）→熱交換管１６→冷水配管１４（復路）→雪氷冷水利用型熱交換器１２の順に循環している。但し、図面上では冷水配管１４については特に往路、復路を区別して示していない。
【００５１】
冷水配管１４（往路）を介して熱交換管１６に流入する上記ブラインは、熱交換管１６を通過する際に上記融解水升１５の雪解水との熱交換によって冷却される。冷却されたブラインが、上記冷水配管１４（復路）を介して雪氷冷水利用型熱交換器１２に供給される。
【００５２】
ここで、本例では、雪氷冷水利用型熱交換器１２は建物内の空気（内気；空調対象空間からのリターン空気である還気）を直接冷却するように配置されている。上記冷却されたブラインは、雪氷冷水利用型熱交換器１２において内気と熱交換することで内気を冷却すると共に、ブライン自体は温度上昇する。温度上昇したブラインは、冷水配管１４（往路）を介して熱交換管１６に供給され、再び上記雪解水によって冷却される。
【００５３】
但し、この例に限るものではなく、雪氷冷水利用型熱交換器１２は建物外の空気（外気）を冷却し、以って外気冷房機１１に流入する外気の温度を低下させることで、間接外気冷房機の冷房能力を底上げするような構成であっても構わない。
【００５４】
ここで、上記ブラインは、融解水升１５内において流れる距離（流路の長さ）が長いほど、より多くの冷熱を雪解水から受けることになり、雪氷冷房機の冷房能力が増強され、以って雪氷冷水利用型熱交換器１２における内気の冷却能力が向上する。しかしながら、冷却能力の向上の為に熱交換管を長くすると、上記のように配管圧損が高くなりポンプ１３の動力負荷が余計に掛かり、消費電力が増加することになり、更に、内気を過剰に冷却することになる事態も起こり得る。
【００５５】
これに対して、本例では、熱交換管１６の構成を例えば図１（ｂ）に示す構造とすることで、熱交換管１６の全体の長さは長くすると共に、実際の流路の長さは可変とする。
【００５６】
図１（ｂ）に示す熱交換管１６の構成図は、図１（ａ）に示す熱交換管１６を図示の“矢視Ａ”の方向から見た図である。
【００５７】
図示の例の熱交換管１６は、本管５３と、それぞれが本管５３に接続される複数の（Ｎ個の）分岐管５１−１〜５１−Ｎによって構成され、各分岐管５１−１〜５１−Ｎが各流路（第１流路、第２流路、第３流路、・・・、第Ｎ流路）を形成している。分岐管５１−１〜５１−Ｎは、それぞれ、その一端が本管５３の上流側に接続され、その他端が本管５３の下流側に接続される。尚、特に図示していないが、各分岐管５１−１〜５１−Ｎの他端側には逆流防止弁などが設けられている。
【００５８】
各分岐管５１−１〜５１−Ｎには、それぞれ、上流側（上記一端の側）に切替弁５２（第１切替弁５２−１、第２切替弁５２−２、第３切替弁５２−３、・・・、第Ｎ切替弁５２−Ｎ）が、設けられている。各切替弁５２は、それぞれ、各流路を開閉する為の構成と言える。
【００５９】
ここでは、単純に、各切替弁５２は、“開”と“閉”の何れかの状態になるものとして説明するが、この例に限らない。また、ここでは、各流路（第１流路、第２流路、第３流路、・・・、第Ｎ流路）の長さは全て同じとして説明するが、この例に限らない。
【００６０】
本管５３は、冷水配管１４に接続される。ポンプ１３が稼動中には上記冷水配管１４（往路）からブラインが本管５３に流入する。本管５３に流入した冷媒は、もし全ての切替弁５２が“閉”状態であったならば、本管５３のみを通過して上記冷水配管１４（復路）へ流出することになる。尚、この場合は、ブラインは雪氷由来の冷熱が得られず、ブラインを循環させる意味が無いので、基本的には、ポンプ１３を停止する（つまり、雪氷冷房機を運転停止状態とする）。
【００６１】
尚、温度センサ１７は、本管５３から冷水配管１４（復路）へ流出する際のブラインの温度を計測するものである。
【００６２】
一方、１以上の切替弁５２が“開”状態であったならば、本管５３に流入した冷媒は、その切替弁５２が“開”状態となっている全ての分岐管５１に上記一端側（上流側）から流入し、分岐管５１を通過後に上記他端側から本管５３（下流側）に戻される。ブラインは分岐管５１を通過中に雪解け水によって冷却される。よって、その切替弁５２が“開”状態となっている分岐管５１の数が多いほど、ブラインは雪氷由来の冷熱をより多く得ることができることになる。
【００６３】
上記構成では、自己の切替弁５２が“開”である流路に、ブラインが流れることになる。よって、仮にＮ＝４とし、第１切替弁５２−１のみが“開”であった場合には、第１流路のみにブラインが流れることになり、実質的な流路の長さが全体の１／４（４分の１）となる。例えば、雪氷冷房機が供給すべき冷房能力が比較的小さい状況では、実質的な流路の長さが比較的短くても充分な冷熱量をブラインに与えることができ、且つ、配管圧損は比較的低くて済み、以ってポンプ１３の動力負荷が比較的低くて済むので、省エネ効果が得られる。
【００６４】
また、上記状況から、雪氷冷房機が供給すべき冷房能力（不足分）が増加したならば、“開”状態となる切替弁５２を増やすことで対応できる。勿論、“開”状態となる切替弁５２の数が多くなるほど、配管圧損は増加し以ってポンプ１３の動力負荷が増加していくことになる。しかし、全ての切替弁５２が“開”状態となる状況にならない限り、図６等の場合に比べてポンプ１３の動力負荷（消費電力）は少なくて済む。
【００６５】
各流路の長さ（各分岐管５１の長さ）を仮にＰとした場合、熱交換管１６全体の流路の長さ（最大長）は、ほぼＰ×Ｎと見做せる。そして、任意のときに、対応する切替弁５２が“開”である流路の数がｎであったとした場合、そのときの熱交換管１６の実際の流路の長さは、ほぼＰ×ｎと見做せることになる。
【００６６】
また、図１の雪氷利用空調システムは、制御装置１９を有する。
制御装置１９は、図１の雪氷利用空調システム全体を制御する為のコンピュータ等である。
【００６７】
制御装置１９は、雪氷利用空調システムを、例えば図２（ａ）に示す各種運転モードで運転制御する。制御装置１９は、温度センサ１７や外気温センサ１８等の各種温度センサの計測値を入力している。尚、図１、図６では図示していないが、図１においても図６においても、更に不図示の他の温度センサ（例えば、還気の温度を計測する為の温度センサや、冷房対象空間に供給する冷気の温度を計測する為の温度センサなど）の計測値等も入力している。そして、制御装置１９は、これら各種計測データ等や、予め設定される各種設定データ等に基づいて、図１の雪氷利用空調システムを運転制御する。
【００６８】
何れにしても、本説明及び図面では、本発明の特徴に直接関係しない構成・動作については、その図示・説明は、省略するか簡略化するものとする。
【００６９】
図２（ａ）には、図１の雪氷利用空調システムの概略動作を示す。
図示の例では、雪氷利用空調システムは、概略的に、運転モードＡ，Ｂ，Ｃの３種類の運転モードの何れかで運転する。
【００７０】
外気温度が比較的低い状況では、間接外気冷房機の単独運転を行うモードである運転モードＡで運転する。外気温度がある程度以上高くなると、間接外気冷房機と雪氷冷房機との併用運転である運転モードＢで運転する。外気温度が更に高くなって、間接外気冷房機を運転すると逆効果になる場合には、間接外気冷房機を停止して雪氷冷房機の単独運転を行うモードである運転モードＣで運転する。
【００７１】
図２（ｂ）には、上記各運転モードＡ，Ｂ，Ｃに応じた冷房能力を示す。
図２（ｃ）には、上記各運転モードＡ，Ｂ，Ｃに応じた消費電力を示す。
【００７２】
尚、図２（ｂ）、（ｃ）の横軸は、「外気温度−還気温度」であるが、この横軸の温度変化は、還気温度が一定とした場合には外気温度の変化に相当することになる。これより、ここでは、還気温度が一定として、図２（ｂ）、（ｃ）の横軸は外気温度の変化を示すものとして説明する。よって、図２（ｂ）（ｃ）において、外気温が比較的低い状態では運転モードＡで運転し、外気温が上昇していくに従って、運転モードは、運転モードＡ→運転モードＢ→運転モードＣと変わっていくことになる。これは、後述する図４（ｂ）、（ｃ）についても略同様である。
【００７３】
尚、図２（ｂ）（ｃ）は、上記Ｎが‘４’の場合、つまり流路が４つの場合を例にして示している。
【００７４】
制御装置１９は、基本的には、何れの運転モードであっても、雪氷利用空調システム全体で所定の冷房能力（図示の必要冷房能力）を維持するように制御する。運転モードＡでは、図２（ｂ）に示すように、間接外気冷房機単独の冷房能力だけで、必要冷房能力を供給できる。勿論、外気温が上昇するに従って、必要冷房能力を維持する為の負荷が増加し、以って消費電力が増加する（図２（ｃ）に示す通り）。
【００７５】
そして、間接外気冷房機を最大能力で運転しても必要冷房能力を維持できなくなったら、雪氷冷房機を運転開始して、間接外気冷房機と雪氷冷房機を併用運転する（運転モードＢへ移行する）。
【００７６】
この運転モードＢでは、「間接外気冷房機の冷房能力＋雪氷冷房機の冷房能力≧必要冷房能力」となるように制御する。ここでは、間接外気冷房機は常に最大能力で運転するものとし、不足分を雪氷冷房機の冷房能力で補うようにする。尚、図２（ｂ）や後述する図４（ｂ）において、図示の一点鎖線の直線は、間接外気冷房機を最大能力で運転した場合の間接外気冷房機の冷房能力（最大冷房能力）を示す。一点鎖線で示す通り、間接外気冷房機の最大冷房能力は、外気温が大きくなるに従って低下していく。一点鎖線で示す通り、運転モードＡにおいては、間接外気冷房機の最大冷房能力は、必要冷房能力よりも大きいが、運転モードＡでは最大能力では運転せずに（図２（ｃ）に示す通り、消費電力は最大ではない）、必要冷房能力を維持するように制御される。この制御自体は既存の一般的なものであるので、特に説明しないが、基本的には、運転モードＡにおいては外気温が上昇していくに従って間接外気冷房機の冷房能力を増加させることになり、これより図２（ｃ）に示すように消費電力も増加していくことになる。
【００７７】
一方、間接外気冷房機は、運転モードＢでは常に最大能力で運転するので、図２（ｃ）に示すように、消費電力は最大能力に応じた値で一定となっている。
【００７８】
運転モードＢでは間接外気冷房機を常に最大能力で運転するが、間接外気冷房機の最大冷房能力は、一点鎖線で示すように、外気温が上昇していくに従って低下していく。  上記のように間接外気冷房機を最大能力で運転してもその冷房能力が必要冷房能力に達しない場合は、この不足分を雪氷冷房機の冷房能力によって補う。
この不足分は、外気温が大きくなるほど、大きくなる。運転モードＡから運転モードＢに移行した直後は、この不足分は比較的小さいので、上記４つの流路のうちの１つだけを有効にして（その切替弁５２を“開”状態にして）、雪氷冷房機を運転する。そして、外気温が上昇していくに従って、有効とする流路を１つづつ増やす制御を行って、最終的には全ての（本例では４つの）流路が有効となる。
【００７９】
ここでは、雪氷冷房機の消費電力（主にポンプ１３の消費電力）が、単純に、有効となっている流路の数をｎ、所定値をＰとすると、消費電力＝Ｐ×ｎであるものとする。この例では、雪氷冷房機の消費電力は、図２（ｃ）に示すように、階段状に変化する。つまり、外気温度が低い方から順に、有効となる流路の数ｎが１→２→３→４と増加するのに応じて、消費電力はＰ→２Ｐ→３Ｐ→４Ｐというように変化する。
【００８０】
ここで、図６等の構成であれば、常に、全ての（本例では４つの）流路が有効となっている状態に等しい状態で運転することになるので、運転モードＢにおける消費電力は常に４Ｐであると見做すことができる。これより、図２（ｃ）に示す斜線部分が、本手法による省エネ効果分と見做すことができる。例えば２Ｐで運転中であれば、図６等の場合に比べて半分の消費電力で運転できることになる。尚、省エネ効果の説明に係わる消費電力は、雪氷冷房機の消費電力のみであり、間接外気冷房機等の消費電力は含まれない。
【００８１】
尚、有効とする流路を増やすタイミングは、例えば後述する図５の処理によって決まるものであり、図２には任意のタイミングを示しているに過ぎない。よって、例えば４つの流路全てが有効となるタイミングは、図示のように運転モードＢ中であるとは限らず、例えば運転モードＢから運転モードＣに切り替わるタイミングで４つの流路全てが有効となる、等ということも起こり得る。
【００８２】
尚、図２（ｂ）において運転モードＢに関して示すように、外気温上昇に従って有効な流路の数ｎが増加していくと、雪氷冷房機の冷房能力は、図２（ｂ）に示すように、階段状に変化する。ここでは全ての（本例では４つの）流路が有効になった場合の雪氷冷房機の冷房能力（最大冷房能力）は、必要冷房能力と等しくなるように構成されているものとする。仮に必要冷房能力の値がＱであるとした場合、有効となる流路の数ｎが１→２→３→４と増加するのに応じて、雪氷冷房機の冷房能力は「Ｑ／４」→「２Ｑ／４」→「３Ｑ／４」→Ｑというように変化する。これは、後述する図４（ｂ）に関しても同様である。
【００８３】
尚、雪氷冷房機の冷房能力は、図２（ｂ）に示すように、例えば２Ｐで運転中であれば、最大冷房能力の半分となる。換言すれば、外気温次第では、雪氷冷房機による冷房能力が最大の半分程度であっても、必要冷房能力を維持できることになる。図６等の構成では、この様な状況でも雪氷冷房機を最大冷房能力で運転することになるので、冷房能力が過剰となり、無駄が大きかった。本手法では、この様な問題を解消でき、雪氷冷房機を、そのときの状況（外気温など）に応じた適切な冷房能力で運転することができ、省エネ効果が得られることになる。
【００８４】
図３は、実施例２の雪氷利用空調システムの構成図である。
尚、図７に示す構成と同一であってよい構成には同一符号を付して有り、その説明は省略または簡略化するものとする。つまり、図３に示す構成のうち、雪氷ブライン利用型熱交換器２２、ポンプ２３、冷水配管２４、雪山直下の融解水升２５と、“外気冷房機・圧縮冷凍冷房機”２１は、図７に示す構成と同じであってよく、その説明は省略または簡略化する。
【００８５】
また、温度センサ２７や外気温センサ２８等が設けられるが、温度センサ２７は上記温度センサ１７と同じであってよく、外気温センサ２８は上記外気温センサ１８と同じであってよく、その説明は省略する。
【００８６】
また、熱交換管２６は、図１の熱交換管１６と略同様であってよく、以下、簡単に説明する。
【００８７】
本例では、熱交換管２６の構成を例えば図３（ｂ）に示す構造とすることで、熱交換管２６の全体の長さは長くすると共に、実際の流路の長さは可変とする。
【００８８】
図３（ｂ）に示す熱交換管２６の構成図は、図３（ａ）に示す熱交換管２６を図示の“矢視Ａ”の方向から見た図である。
【００８９】
図示の例の熱交換管２６は、本管６３と、それぞれが本管６３に接続される複数の（Ｎ個の）分岐管６１−１〜６１−Ｎによって構成され、各分岐管６１−１〜６１−Ｎが各流路（第１流路、第２流路、第３流路、・・・、第Ｎ流路）を形成している。分岐管６１−１〜６１−Ｎは、それぞれ、その一端が本管６３の上流側に接続され、その他端が本管６３の下流側に接続される。尚、各分岐管６１の他端側には不図示の逆流防止弁が設けられている。
【００９０】
各分岐管６１−１〜６１−Ｎには、それぞれ、上流側（上記一端の側）に切替弁６２（第１切替弁６２−１、第２切替弁６２−２、第３切替弁６２−３、・・・、第Ｎ切替弁６２−Ｎ）が、設けられている。各切替弁６２は、それぞれ、各流路を開閉する為の構成と言える。
【００９１】
ここでは、単純に、各切替弁６２は、“開”と“閉”の何れかの状態になるものとして説明するが、この例に限らない。また、ここでは、各流路（第１流路、第２流路、第３流路、・・・、第Ｎ流路）の長さは全て同じとして説明するが、この例に限らない。
【００９２】
本管６３は、冷水配管２４に接続される。ポンプ２３が稼動中には上記冷水配管２４（往路）からブラインが本管６３に流入する。本管６３に流入した冷媒は、もし全ての切替弁６２が“閉”状態であったならば、本管６３のみを通過して上記冷水配管２４（復路）へ流出することになる。尚、この場合は、ブラインは雪氷由来の冷熱が得られず、ブラインを循環させる意味が無いので、基本的には、ポンプ２３を停止する（つまり、雪氷冷房機を運転停止状態とする）。
【００９３】
尚、温度センサ２７は、本管６３から冷水配管２４（復路）へ流出する際のブラインの温度を計測するものである。
【００９４】
一方、１以上の切替弁６２が“開”状態であったならば、本管６３に流入した冷媒は、その切替弁６２が“開”状態となっている全ての分岐管６１に上記一端側（上流側）から流入し、分岐管６１を通過後に上記他端側から本管６３（下流側）に戻される。ブラインは分岐管６１を通過中に雪解け水によって冷却される。よって、その切替弁６２が“開”状態となっている分岐管６１の数が多いほど、ブラインは雪氷由来の冷熱をより多く得ることができることになる。
【００９５】
上記構成では、自己の切替弁６２が“開”である流路に、ブラインが流れることになる。よって、仮にＮ＝４とし、第１切替弁６２−１のみが“開”であった場合には、第１流路のみにブラインが流れることになり、実質的な流路の長さが全体の１／４（４分の１）となる。
【００９６】
例えば、雪氷冷房機が供給すべき冷房能力が比較的小さい状況では、実質的な流路の長さが比較的短くても充分な冷熱量をブラインに与えることができ、且つ、配管圧損は比較的低くて済み、以ってポンプ２３の動力負荷が比較的低くて済むので、省エネ効果が得られる。
【００９７】
また、上記状況から、雪氷冷房機が供給すべき冷房能力が増加したならば、“開”状態となる切替弁６２を増やすことで対応できる。勿論、“開”状態となる切替弁６２の数が多くなるほど、配管圧損は増加し以ってポンプ２３の動力負荷が増加していくことになる。しかし、全ての切替弁６２が“開”状態となる状況にならない限り、図６等の場合に比べてポンプ２３の動力負荷（消費電力）は少なくて済む。
【００９８】
各流路の長さ（各分岐管６１の長さ）を仮にＰとした場合、熱交換管２６全体の流路の長さは、ほぼＰ×Ｎと見做せる。
【００９９】
ここで、図３のシステムにおける雪氷冷房機以外の構成についても、簡単に説明しておく。上記の通り、図３のシステムは、図７と略同様に、間接外気冷房機と圧縮冷凍冷房機と雪氷冷房機とにより構成される雪氷利用空調システムである。間接外気冷房機と圧縮冷凍冷房機は、既存の一般的な構成であってよく、ここでは簡単に説明する。但し、間接外気冷房機については図１の説明の際に説明済みであるので、ここでは省略し、圧縮冷凍冷房機について説明する。
【０１００】
圧縮冷凍冷房機は、特に図示しないが、圧縮機、凝縮機、膨張弁、蒸発器等の一般的な構成を有し、これらを冷媒が循環している。凝縮機では外気と冷媒との熱交換が行われ、蒸発器では内気（還気）と冷媒との熱交換が行われる。図３や図７の構成例の場合、雪氷ブライン利用型熱交換器２２は外気とブラインとの熱交換を行うので、雪氷ブライン利用型熱交換器２２によって冷却された外気が、上記第２熱交換器を通過後に凝縮機に流入する構成となる。
【０１０１】
また、図３の雪氷利用空調システムは、制御装置２９を有する。
制御装置２９は、図３の雪氷利用空調システム全体を制御する為のコンピュータ等である。
【０１０２】
制御装置２９は、雪氷利用空調システムを、例えば図４（ａ）に示す各種運転モードで運転制御する。制御装置２９は、温度センサ２７や外気温センサ２８等の各種温度センサの計測値を入力している。尚、図３、図７では図示していないが、図３においても図７においても、更に不図示の他の温度センサ（例えば、還気の温度を計測する為の温度センサや、冷房対象空間に供給する冷気の温度を計測する為の温度センサなど）の計測値等も入力している。そして、制御装置２９は、これら各種計測データ等や、予め設定される各種設定データ等に基づいて、図３の雪氷利用空調システムを運転制御する。
【０１０３】
何れにしても、本説明及び図面では、本発明の特徴に直接関係しない構成・動作については、その図示・説明は、省略するか簡略化するものとする。
【０１０４】
図４（ａ）には、図３の雪氷利用空調システムの概略動作を示す。
図示の例では、図３の雪氷利用空調システムは、概略的に、運転モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類の運転モードの何れかで運転する。
【０１０５】
外気温度が比較的低い状況では、間接外気冷房機の単独運転を行うモードである運転モードＡで運転する。外気温度がある程度以上高くなると、間接外気冷房機と雪氷冷房機との併用運転である運転モードＢで運転する。外気温度が更に高くなると、更に一般冷房機（圧縮冷凍冷房機）を起動して「間接外気冷房機と雪氷冷房機と一般冷房機との併用運転」である運転モードＣで運転する。更に外気温度が高くなると、「雪氷冷房機と一般冷房機との併用運転（間接外気冷房機の停止）」である運転モードＤで運転する。
【０１０６】
但し、これは一例であり、この例に限らない。運転モードＤで雪氷冷房機をも停止状態としてもよい。
【０１０７】
図４（ｂ）には、上記各運転モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに応じた冷房能力を示す。
図４（ｃ）には、上記各運転モードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに応じた消費電力を示す。
【０１０８】
尚、図４（ｂ）（ｃ）は、上記Ｎが‘４’の場合、つまり流路が４つの場合を例にして示している。
【０１０９】
制御装置２９は、基本的には、何れの運転モードであっても、雪氷利用空調システムで所定の冷房能力（図示の必要冷房能力）を維持するように制御する。運転モードＡでは、図４（ｂ）に示すように、間接外気冷房機単独の冷房能力だけで、必要冷房能力を供給できる。勿論、外気温が上昇するに従って、必要冷房能力を維持する為の負荷が増加し、以って消費電力が増加する（図４（ｃ）に示す通り）。
【０１１０】
そして、間接外気冷房機を最大能力で運転しても必要冷房能力を維持できなくなったら、雪氷冷房機を運転開始して、間接外気冷房機と雪氷冷房機を併用運転する（運転モードＢへ移行する）。
【０１１１】
この運転モードＢでは、「間接外気冷房機の冷房能力＋雪氷冷房機の冷房能力≧必要冷房能力」となるように制御する。ここでは、間接外気冷房機は常に最大能力で運転するものとし、不足分を雪氷冷房機の冷房能力で補うようにする。
【０１１２】
この不足分は、外気温が大きくなるほど、大きくなる。運転モードＡから運転モードＢに移行した直後は、この不足分は比較的小さいので、上記４つの流路のうちの１つだけを有効にして（その切替弁６２を“開”状態にして）、雪氷冷房機を運転する。そして、外気温が上昇していくに従って、有効とする流路を１つづつ増やす制御を行って、最終的には全ての（本例では４つの）流路が有効（その切替弁６２が“開”状態）となる。
【０１１３】
ここでは、雪氷冷房機の消費電力（主にポンプ２３の消費電力）が、単純に、有効となっている流路の数をｎ、所定値をＰとすると、消費電力＝Ｐ×ｎであるものとする。この例では、雪氷冷房機の消費電力は、図４（ｃ）に示すように、階段状に変化する。つまり、外気温度が低い方から順に、消費電力はＰ→２Ｐ→３Ｐ→４Ｐというように変化する。
【０１１４】
ここで、図７等の構成であれば、常に、全ての（本例では４つの）流路が有効となっている状態に等しい状態で運転することになるので、運転モードＢにおける消費電力は常に４Ｐであると見做すことができる。これより、図４（ｃ）に示す斜線部分が、本手法による省エネ効果分と見做すことができる。例えば２Ｐで運転中であれば、図７等の場合に比べて半分の消費電力で運転できることになる。尚、省エネ効果の説明に係わる消費電力は、雪氷冷房機の消費電力のみであり、間接外気冷房機等の消費電力は含まれない。
【０１１５】
尚、有効とする流路を増やすタイミングは、例えば後述する図５の処理によって決まるものであり、図４には任意のタイミングを示しているに過ぎない。よって、例えば４つの流路全てが有効となるタイミングは、図示のように運転モードＢ中であるとは限らず、例えば運転モードＢから運転モードＣに切り替わるタイミングで４つの流路全てが有効となる、等ということも起こり得る。
【０１１６】
尚、運転モードＣに関しては、図示のように雪氷冷房機は常に最大能力で運転しているので（常に、４つの流路全てが有効となっている）、特に説明しないが、図示のように一般冷房機による冷房能力が更に追加されることになる。例えば、制御装置（１９、２９）は、雪氷冷房機について複数の切替弁の全てを開状態にしても必要な冷房能力が得られない場合には、圧縮冷凍冷房機を運転開始する制御を行う。必要な冷房能力が得られているか否かの判定方法は、様々であってよいが、例えば上記冷房対象空間に供給する冷気の温度が、設定温度を維持できなくなったら（例えば、冷気温度が、継続して設定温度を上回る状況となったら）、必要な冷房能力が得られない状態になったと判定する。
【０１１７】
図５は、制御装置１９、２９の処理フローチャート図である。
つまり、実施例１の制御装置１９も実施例２の制御装置２９も、少なくとも雪氷冷房機の制御に関しては、同様の処理を行う。尚、制御装置１９、２９は、雪氷冷房機の制御だけでなく、間接外気冷房機や一般冷房機の制御も行うが、ここでは雪氷冷房機の制御のみを示す。
【０１１８】
尚、制御装置１９、２９は、上記の通りコンピュータ等であり、ＣＰＵ等の演算プロセッサやメモリ等の記憶部（何れも不図示）を有している。記憶部に予め記憶されている所定のアプリケーションプログラムを、演算プロセッサが実行することにより、例えば図５に示す処理や、上述した雪氷利用空調システムの各種制御処理が実現される。
【０１１９】
まず、図示の「ポンプ停止温度」、「下限設定値」、「上限設定値」については、予め、任意の値がユーザ等によって設定されている。「ポンプ停止温度」は、外気温が「ポンプ停止温度」以下の場合には雪氷冷房機を運転する必要性が無い（間接外気冷房機の単独運転で必要冷房能力を維持できる）と考えられる温度が、設定される。また、雪氷冷房機に係わる熱交換器（外気または室内空気と熱交換する）に供給するブライン（冷水等）の温度（出口温度センサ１７により計測できる）が、所定の範囲内（「下限設定値」〜「上限設定値」の範囲）となるように制御するものとする。また、最大流路数Ｎも予めユーザ等によって設定されている。
【０１２０】
ここで、上記の通り、制御装置１９、制御装置２９のどちらも図５の処理を行うのであるが、以下の説明では、制御装置１９を例にして説明するものとする。制御装置２９においても以下に説明する処理と同様の処理を行う。制御装置２９の場合、例えば以下の説明における切替弁５２を切替弁６２、ポンプ１３をポンプ２３、出口温度センサ１７を出口温度センサ２７などに置き換えればよい。
【０１２１】
まず、外気温センサ１８によって計測される外気温が、予め設定される「ポンプ停止温度」未満である状況下では（ステップＳ１１，ＹＥＳ）、雪氷冷房機を運転する必要性はないので、ポンプ１３は運転停止状態とし、全ての切替弁５２を“閉”状態とする（ステップＳ１２）。
【０１２２】
外気温が「ポンプ停止温度」以上である状況下では（ステップＳ１１，ＮＯ）、雪氷冷房機を運転する。まず、現状、雪氷冷房機が運転停止状態であるならば（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、ポンプ１３をＯＮ（運転開始）すると共に、切替弁５２を１つだけ“開”状態にする。ここでは一例として第１切替弁５２−１を“開”状態とする（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では更に、変数ｉに‘１’をセットする。ｉは、現在“開”状態となっている切替弁５２の数（有効となっている流路の数）を示す変数であり、初期状態では‘０’となっている。
【０１２３】
一方、現状、雪氷冷房機が運転状態であるならば（ステップＳ１３，ＮＯ）、まず現在の上記変数ｉの値により、現在“開”状態となっている切替弁５２の数を認識する（ステップＳ１５）。続いて、出口温度センサ１７の計測値が「下限設定値」未満か否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６と後述するステップＳ２０は、雪氷冷房機の冷却過不足を判定するものである。
【０１２４】
出口温度センサ計測値が「下限設定値」未満となっている場合には（ステップＳ１６，ＹＥＳ）、冷房能力が過剰な状態であると見做せるので、“開”状態の切替弁５２の数を一つ減らす。これは、ｉ＝１の場合には（ステップＳ１７，ＹＥＳ）、本例では第１切替弁５２−１のみが“開”状態となっていることになるので、第１切替弁５２−１を“閉”状態にすると共に、ポンプ１３を停止する（ステップＳ１８）。つまり、雪氷冷房機を運転停止する。ステップＳ１８では更にｉに‘０’をセットする。
【０１２５】
一方、ｉ＝１ではない場合には（ステップＳ１７，ＮＯ）、第ｉ切替弁５２−ｉを“閉”状態にするが、この場合には、ポンプ１３は停止しない（引き続き運転状態とする）（ステップＳ１９）。ステップＳ１９では更にｉ＝ｉ―１とする（ｉの値を１減少させる）。
【０１２６】
また、出口温度センサ計測値が「下限設定値」以上の場合（ステップＳ１６，ＮＯ）、続いて、出口温度センサ計測値が「上限設定値」未満か否かを判定する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
出口温度センサ計測値が「上限設定値」未満の場合（ステップＳ２０，ＹＥＳ）、これはブライン出口温度が上記所定の範囲内となっていることになるので、現状維持とする（ステップＳ２１）。つまり、各切替弁５２の開閉状態は現状のままとし、ポンプ１３は引き続き運転状態とする。
【０１２８】
一方、出口温度センサ計測値が「上限設定値」以上の場合（ステップＳ２０，ＮＯ）、雪氷冷房機の冷却能力が不足している状態であるので、“開”状態の切替弁５２の数を一つ増やす。但し、現状、既に全ての切替弁５２が“開”状態になっているのであれば、すなわちｉ＝Ｎであるならば（ステップＳ２２，ＹＥＳ）、上記ステップＳ２１を実行する（現状維持とする）。
【０１２９】
一方、ｉ＝Ｎではないならば（ｉがＮ未満ならば）（ステップＳ２２，ＮＯ）、現在“閉”状態の切替弁５２の１つを“開状態”とする。これは、本例では、第（ｉ＋１）切替弁５２−（ｉ＋１）を、“開”状態にする（ステップＳ２３）。ステップＳ２３では更にｉ＝ｉ＋１とする（ｉを１増加する）。尚、本例の雪氷利用空調システムは、上述した実施例１や実施例２の構成に限らず、例えば雪氷冷房機だけで構成されても構わない。つまり、本例の雪氷利用空調システムは、少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであればよい。雪氷冷房機だけで構成される雪氷利用空調システムであっても、雪氷冷房機の構成自体は図１や図３に示す構成と同様であってよい。雪氷冷房機だけで構成される雪氷利用空調システムであっても、その制御処理は図５の処理と一部を除いて同じであってよく、異なる点は上記ステップＳ１１，１２の処理が必要ない点である。この例では雪氷冷房機だけなので雪氷冷房機は基本的には常に運転状態とするからである。但し、何等かの理由（点検など）で雪氷冷房機を一時的に停止した後には、ステップＳ１３がＹＥＳとなってステップＳ１４で運転を再開することになる。
【０１３０】
上述したように、本例の雪氷利用空調システムは、少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであって、例えば下記の構成を有する。
【０１３１】
上記雪氷冷房機は、例えば、冷却対象（例えば外気あるいは内気）と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、雪山に基づく冷熱によって前記冷媒を冷却する第２熱交換部と、該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部とを有する。
【０１３２】
上記雪氷冷水利用型熱交換器１２や雪氷ブライン利用型熱交換器２２が、上記第１熱交換部の一例に相当する。上記熱交換管１６，２６が、上記第２熱交換部の一例に相当する。上記配管の一例が上述した冷水配管１４，２４などである。上記ポンプ部の一例が上述したポンプ１３，２３等である。
【０１３３】
本例の雪氷利用空調システムは更に制御装置を有する。この制御装置の一例が上述した制御装置１９，２９である。
【０１３４】
そして、例えば、上記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管に応じた複数の切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する分岐管には上記冷媒が流れる構成とする。そして上記制御装置は、上記複数の切替弁を開閉制御する。
【０１３５】
上記複数の分岐管の一例が上述した分岐管５１（５１−１〜５１−Ｎ）や分岐管６１（６１−１〜６１−Ｎ）等である。上記各分岐管に応じた複数の切替弁の一例が上述した切替弁５２（５２−１〜５２−Ｎ）や切替弁６２（６２−１〜６２−Ｎ）等である。
【０１３６】
また、例えば、上第２熱交換部の出口側の冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部を更に有する。そして、上記制御装置は、例えば、該冷媒温度計測部の計測値に基づいて、上記複数の切替弁を開閉制御する。
【０１３７】
また、例えば、上記制御装置は、上記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、開状態となる切替弁の数を減らし、上記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、開状態となる切替弁の数を増やすように制御する。
【０１３８】
また、本例の雪氷利用空調システムは、例えば、間接外気冷房機を更に有する構成であってもよい。
【０１３９】
この例の場合、外気温を測定する外気温計測部を更に有し、上記制御装置は、例えば下記の制御を行うものであってもよい。
【０１４０】
・測定された外気温が所定の閾値未満の場合には、雪氷冷房機は停止して間接外気冷房機のみを運転する第１運転モードとする。
【０１４１】
・上記第１運転モードにおいて測定された外気温が閾値以上となったら、雪氷冷房機を運転開始すると共に上記複数の切替弁のうちの１つを開状態とする。
【０１４２】
また、本例の雪氷利用空調システムは、例えば、圧縮冷凍冷房機を更に有する構成であってもよい。この例の場合、上記制御装置は、例えば、上記複数の切替弁の全てを開状態にしても必要な冷房能力が得られない場合には、上記圧縮冷凍冷房機を運転開始する。
【０１４３】
例えば上記構成により、本例の雪氷利用空調システム等によれば、雪氷冷房機を有する雪氷利用空調システムにおいて、例えば、雪氷冷房機における雪山の冷熱によってブラインを冷却する為の構成である熱交換管の流路を、可変とすることで、そのときの状況に応じた必要な冷房能力は維持しつつポンプ動力負荷を軽減し以って消費電力を抑えることができる。この例に限らないが、本例の雪氷利用空調システム等によれば、雪氷冷房機における雪山の冷熱によってブラインを冷却する為の構成である熱交換管の一部または全部にブラインを連通させることで、必要な冷房能力は維持しつつポンプ動力負荷を軽減し以って消費電力を抑えることができる。更に、雪氷冷房機におけるブラインの過剰冷却の防止が可能となる。
【０１４４】
また、雪山の一部で雪氷が消失する場合がある。この場合、融解水升（１５，２５）における雪氷消失箇所直下部分には、融雪水が流下しないことになり、以ってこの箇所に分岐管（５１，６１）がある場合には、ブラインを流しても融雪水によって冷却されることはないので、無駄となる。よって、この様な不要部分の分岐管（５１，６１）へはブラインを流入させないようにすることで、無駄が生じないようにすることができる。これは、具体例としては例えば、まず、上記不要部分の分岐管（５１，６１）はユーザが例えば目視等に基づいて判断するものとする。そして、ユーザは不要部分の分岐管の識別番号（ここでは上記ｉに相当する番号を用いるものとする）を登録する。そして、上記図５の処理の際には、登録番号に相当する切替弁（５２，６２）は“開状態”にはならないように制御する。例えば登録番号が‘３’であったなら、例えば図１の構成では第３切替弁５２−３は“開状態”にはならないように制御される。この制御方法は、様々であってよく、ここでは特に説明しない。
【符号の説明】
【０１４５】
１１  外気冷房機
１２  雪氷冷水利用型熱交換器
１３  ポンプ
１４  冷水配管
１５  融解水升
１６  熱交換管
１７  温度センサ
１８  外気温センサ
１９  制御装置
２１  “外気冷房機・圧縮冷凍冷房機”
２２  雪氷ブライン利用型熱交換器
２３  ポンプ
２４  冷水配管
２５  融解水升
２６  熱交換管
２７  温度センサ
２８  外気温センサ
２９  制御装置
５１（５１−１〜５１−Ｎ）  分岐管
５２（５２−１〜５２−Ｎ）  切替弁
６１（６１−１〜６１−Ｎ）  分岐管
６２（６２−１〜６２−Ｎ）  切替弁
【図１】
2019045100.tif 000003
【図２】
2019045100.tif 000004
【図３】
2019045100.tif 000005
【図４】
2019045100.tif 000006
【図５】
2019045100.tif 000007
【図６】
2019045100.tif 000008
【図７】
2019045100.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月25日(2018.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであって、
前記雪氷冷房機は、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山に基づく冷熱によって前記冷媒を冷却する第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部とを有し、
更に制御装置を有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する前記分岐管には前記冷媒が流れる構成とし、
前記制御装置は、前記切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷利用空調システム。
【請求項２】
前記第２熱交換部は、雪山の融解水を貯蔵する融解水升内に埋設され、該融解水と前記冷媒との熱交換を行い、
前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部を更に有し、
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値に基づいて前記雪氷冷房機の冷房能力の過不足を判定し、前記冷媒温度計測部の計測値が前記冷房能力の過不足のない所定の範囲内となるように前記切替弁を開閉制御することを特徴とする請求項１記載の雪氷利用空調システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、前記冷房能力が過剰であると判定して、開状態となる前記切替弁の数を減らし、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、前記冷房能力が不足していると判定して、開状態となる前記切替弁の数を増やすことを特徴とする請求項２記載の雪氷利用空調システム。
【請求項４】
間接外気冷房機を更に有し、
外気温を測定する外気温計測部を更に有し、
前記制御装置は、
前記測定された外気温が所定の閾値未満の場合には、前記雪氷冷房機は停止して前記間接外気冷房機のみを運転する第１運転モードとし、
前記第１運転モードにおいて前記測定された外気温が前記閾値以上となったら、前記雪氷冷房機を運転開始すると共に前記切替弁のうちの１つを開状態とすることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の雪氷利用空調システム。
【請求項５】
圧縮冷凍冷房機を更に有し、
前記制御装置は、
前記切替弁の全てを開状態にしても必要な冷房能力が得られない場合には、前記圧縮冷凍冷房機を運転開始することを特徴とする請求項４記載の雪氷利用空調システム。
【請求項６】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムにおける該雪氷冷房機であって、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山の融解水を貯蔵する融解水升内に埋設され、該融解水と前記冷媒との熱交換を行う第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部と、
前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部と、
制御装置とを有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値に基づいて前記雪氷冷房機の冷房能力の過不足を判定し、前記冷媒温度計測部の計測値が前記冷房能力の過不足のない所定の範囲内となるように前記切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷冷房機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、前記冷房能力が過剰であると判定して、開状態となる前記切替弁の数を減らし、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、前記冷房能力が不足していると判定して、開状態となる前記切替弁の数を増やすことを特徴とする請求項６記載の雪氷冷房機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
そして、前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する分岐管には前記冷媒が流れる構成とする。そして、前記制御装置は、前記切替弁を開閉制御する。
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月31日(2018.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムであって、
前記雪氷冷房機は、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山の融解水を貯蔵する融解水升内に埋設され、該融解水と前記冷媒との熱交換を行う第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部と、
前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部と、
制御装置とを有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する前記分岐管には前記冷媒が流れる構成とし、
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値に基づいて前記雪氷冷房機の冷房能力の過不足を判定し、前記冷媒温度計測部の計測値が前記冷房能力の過不足のない所定の範囲内となるように前記切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷利用空調システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、前記冷房能力が過剰であると判定して、開状態となる前記切替弁の数を減らし、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、前記冷房能力が不足していると判定して、開状態となる前記切替弁の数を増やすことを特徴とする請求項１記載の雪氷利用空調システム。
【請求項３】
間接外気冷房機を更に有し、
外気温を測定する外気温計測部を更に有し、
前記制御装置は、
前記測定された外気温が所定の閾値未満の場合には、前記雪氷冷房機は停止して前記間接外気冷房機のみを運転する第１運転モードとし、
前記第１運転モードにおいて前記測定された外気温が前記閾値以上となったら、前記雪氷冷房機を運転開始すると共に前記切替弁のうちの１つを開状態とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の雪氷利用空調システム。
【請求項４】
圧縮冷凍冷房機を更に有し、
前記制御装置は、
前記切替弁の全てを開状態にしても必要な冷房能力が得られない場合には、前記圧縮冷凍冷房機を運転開始することを特徴とする請求項３記載の雪氷利用空調システム。
【請求項５】
少なくとも雪氷冷房機を有する空調システムにおける該雪氷冷房機であって、
冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、
雪山の融解水を貯蔵する融解水升内に埋設され、該融解水と前記冷媒との熱交換を行う第２熱交換部と、
該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、
該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部と、
前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部と、
制御装置とを有し、
前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値に基づいて前記雪氷冷房機の冷房能力の過不足を判定し、前記冷媒温度計測部の計測値が前記冷房能力の過不足のない所定の範囲内となるように前記切替弁を開閉制御することを特徴とする雪氷冷房機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の下限設定値未満となったら、前記冷房能力が過剰であると判定して、開状態となる前記切替弁の数を減らし、前記冷媒温度計測部の計測値が所定の上限設定値以上となったら、前記冷房能力が不足していると判定して、開状態となる前記切替弁の数を増やすことを特徴とする請求項５記載の雪氷冷房機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
前記雪氷冷房機は、冷却対象と冷媒との熱交換を行う第１熱交換部と、雪山の融解水を貯蔵する融解水升内に埋設され、該融解水と前記冷媒との熱交換を行う第２熱交換部と、該第１熱交換部と該第２熱交換部とに接続される配管と、該配管を介して前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とに前記冷媒を循環させるポンプ部と、前記第２熱交換部の出口側の前記冷媒の温度を計測する冷媒温度計測部と、制御装置とを有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
そして、前記第２熱交換部は、複数の分岐管と、各分岐管毎に設けられた切替弁とを有し、開状態となっている切替弁に対応する分岐管には前記冷媒が流れる構成とする。そして、前記制御装置は、前記冷媒温度計測部の計測値に基づいて前記雪氷冷房機の冷房能力の過不足を判定し、前記冷媒温度計測部の計測値が前記冷房能力の過不足のない所定の範囲内となるように前記切替弁を開閉制御する。