(57)【要約】      （修正有）【課題】一年を通して冷房運転を行う際にも消費電力の低減を図ることができる冷凍機を提供する。【解決手段】高圧熱交換器１１、第１減圧部２１、第２気液分離器２２、エゼクタ２３、第１気液分離器２４、第２減圧部２５、低圧熱交換器２６、および、第１圧縮部２７を冷媒が循環可能に接続され、第２気液分離器２２から気体冷媒を吸入する第２圧縮機２８が設けられ、低圧熱交換器２６から流出した冷媒をエゼクタ２３に導く吸引流路と、高圧熱交換器１１から流出した冷媒をエゼクタ２３に導く第１バイパス部３１と、第１バイパス部３１を流れる冷媒を第２減圧部２５に導く第２バイパス部３２と、低圧熱交換器２６から流出した冷媒を第１気液分離器２４に導く第３バイパス部３３と、冷媒の流れを制御する制御弁４１〜４６と、少なくとも制御弁４１〜４６を制御する制御部７０と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温側の熱を高温側に移動させる冷凍装置において、
高圧の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、
前記高圧熱交換器にて冷却された高圧の冷媒を減圧する第１減圧部と、
前記第１減圧部にて減圧された冷媒を気体冷媒および液体冷媒に分離する第２気液分離器と、
前記第２気液分離器により分離された前記液体冷媒を更に減圧するエゼクタと、
前記エゼクタにより減圧された冷媒を気体冷媒および液体冷媒に分離する第１気液分離器と、
前記第１気液分離器により分離された前記液体冷媒を更に減圧する第２減圧部と、
前記第２減圧部により減圧された冷媒を蒸発させる低圧熱交換器と、
前記低圧熱交換器から流出した冷媒を前記エゼクタの吸引部に導く吸引流路と、
前記第１気液分離器により分離された前記気体冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第１圧縮部と、
前記第２気液分離器により分離された前記気体冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第２圧縮機と、
前記高圧熱交換器から流出した冷媒を前記エゼクタのノズルに導く第１バイパス部と、
前記第１バイパス部を流れる冷媒を前記第２減圧部に導く第２バイパス部と、
前記低圧熱交換器から流出した冷媒を前記第１気液分離器に導く第３バイパス部と、
前記第１バイパス部、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部における前記冷媒の流れ、並びに、前記第２圧縮機および前記エゼクタへの前記冷媒の流入を制御する制御弁と、
少なくとも前記制御弁を制御する制御部と、
が設けられていることを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２圧縮部の吸入側圧力および吐出側圧力の比である圧力比が所定の圧力比以上である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒の少なくとも一部を前記第２圧縮部へ導き、前記第１バイパス部への流入を停止させ、
前記圧力比が前記所定の圧力比未満である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の冷凍機。
【請求項３】
前記高圧熱交換器から分岐して流出する前記冷媒気体冷媒および液体冷媒に分離する液タンクと、
前記液タンクにより分離された前記液体冷媒を前記第２バイパス部に送出するポンプ部と、
が更に設けられ、
前記制御弁は、前記液タンクへの前記冷媒の流入を更に制御することを特徴とする請求項１記載の冷凍機。
【請求項４】
前記制御部は、前記高圧熱交換器で熱交換される前の空気である外気の温度と、前記低圧熱交換器で熱交換される前の空気である室内空気の温度との温度差である室内外温度差が所定の設定温度差以上である場合、および、前記室内外温度差が前記所定の設定温度差以上、かつ、前記低圧熱交換機で熱交換される熱量である冷房負荷が所定の熱負荷以下である場合の一方のときに、
前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記液タンクへ流入させ、前記第１減圧部への流入を停止させる制御を少なくとも行うことを特徴とする請求項３記載の冷凍機。
【請求項５】
前記制御部は、前記室内外温度差が前記所定の設定温度差未満、または、前記冷房負荷が前記所定の熱負荷を超える場合であり、さらに、前記第２圧縮部の吸入側圧力および吐出側圧力の比である圧力比が所定の圧力比以上である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒の少なくとも一部を前記第２圧縮部へ導き、前記第１バイパス部への流入を停止させ、
前記圧力比が前記所定値未満である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項４記載の冷凍機。
【請求項６】
前記高圧熱交換器に外気を送る室外ファン部が更に設けられ、
前記圧力比が前記所定の圧力比未満である場合、前記制御部は更に、
前記低圧熱交換器と熱交換した後の空気温度である吹出し温度を維持した上で、前記室外ファン部の送風量を低下させて前記圧力比を前記所定値以上とする際の第１消費電力と、
前記吹出し温度を維持した上で、前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる際の第２消費電力と、を比較し、
前記第２消費電力よりも第１消費電力が少ない場合には、前記室外ファン部の送風量を低下させる制御を優先して行い、
前記第１消費電力よりも前記第２消費電力が少ない場合には、前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項２または５に記載の冷凍機。
【請求項７】
前記第１消費電力よりも前記第２消費電力が低く、かつ、前記高圧熱交換器および前記第１減圧部の間の冷媒圧力が前記第２気液分離器および前記エゼクタの間の冷媒圧力未満である場合、
前記制御部は更に、
前記吹出し温度を維持した上で、前記エゼクタに冷媒を流入させ、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部への流入を停止させる際の第３消費電力と、
前記吹出し温度を維持した上で、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部に前記冷媒を流入させ、前記エゼクタへの流入を停止させる際の第４消費電力と、を比較し、
前記第４消費電力よりも前記第３消費電力が少ない場合には、前記エゼクタに冷媒を流入させ、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部への流入を停止させる制御を行い、
前記第３消費電力よりも前記第４消費電力が少ない場合には、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部に前記冷媒を流入させ、前記エゼクタへの流入を停止させる制御を行うことを特徴とする請求項６記載の冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報技術装置（以下「ＩＴ装置」と表記する。）や情報通信技術装置（以下、「ＩＣＴ装置」と表記する。）を構成する多数のサーバやコンピュータなどの電子機器の冷却に用いられる冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンタにはＩＴ装置やＩＣＴ装置を構成する多数のサーバやコンピュータなどの電子機器がフロア内に配置されており、これらの電子機器から発生する熱を処理する冷凍機や空調システムなどが用いられている。
【０００３】
近年の消費電力の削減が求められる傾向からすると、消費電力の増大を抑制しつつ、電子機器から発生する熱を処理する能力が確保された空調システムなどが望ましい。言い換えると、冷却効率などが高い空調システムなどが求められている。
【０００４】
このような要望に応えるために、例えば、圧縮機で圧縮する冷媒量を適正化することにより消費電力の低減を図るガスインジェクションサイクルを採用した空気調和機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。その他にも、圧縮機に吸入される冷媒圧力を上昇させることにより圧縮機における駆動動力を削減し消費電力の低減を図るエゼクタサイクルを採用した冷凍装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１０１６７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
データセンタに配置されたサーバ等の電子機器から発生する熱を処理する空調システムなどは、一般の家庭などで用いられる空調システムなどと異なり一年を通して冷房運転される。そのため、単にガスインジェクションサイクルを採用した空気調和機や、エゼクタサイクルを採用した冷凍機では消費電力の低減を十分に図りにくいという問題があった。
【０００７】
具体的には、外気と熱交換を行う高圧側熱交換器において一年を通して冷媒の熱が放出され、熱が放出される外気の温度は、季節によって大きく変動する。空調システムは、外気の温度によって消費電力が増減する。すると、ある外気の温度（季節）では消費電力が少なくても、他の外気の温度（季節）では消費電力が抑制されない可能性があり、一年を通して考えると消費電力が低減されていない問題が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、一年を通して冷房運転を行う際にも消費電力の低減を図ることができる冷凍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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の冷凍機は、低温側の熱を高温側に移動させる冷凍装置において、高圧の冷媒を冷却する高圧熱交換器と、前記高圧熱交換器にて冷却された高圧の冷媒を減圧する第１減圧部と、前記第１減圧部にて減圧された冷媒を気体冷媒および液体冷媒に分離する第２気液分離器と、前記第２気液分離器により分離された前記液体冷媒を更に減圧するエゼクタと、前記エゼクタにより減圧された冷媒を気体冷媒および液体冷媒に分離する第１気液分離器と、前記第１気液分離器により分離された前記液体冷媒を更に減圧する第２減圧部と、前記第２減圧部により減圧された冷媒を蒸発させる低圧熱交換器と、前記低圧熱交換器から流出した冷媒を前記エゼクタの吸引部に導く吸引流路と、前記第２気液分離器により分離された前記気体冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第１圧縮部と、前記第２気液分離器により分離された前記気体冷媒を圧縮して前記高圧熱交換器に向けて吐出する第２圧縮機と、前記高圧熱交換器から流出した冷媒を前記エゼクタのノズルに導く第１バイパス部と、前記第１バイパス部を流れる冷媒を前記第２減圧部に導く第２バイパス部と、前記低圧熱交換器から流出した冷媒を前記第１気液分離器に導く第３バイパス部と、前記第１バイパス部、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部における前記冷媒の流れ、並びに、前記第２圧縮機および前記エゼクタへの前記冷媒の流入を制御する制御弁と、少なくとも前記制御弁を制御する制御部と、が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の冷凍機によれば、制御弁によって冷媒が循環する経路を制御することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図ることができる。つまり、制御弁によって冷媒が循環する経路を制御することで、冷媒が第２圧縮部を介して循環するインジェクションサイクル、冷媒がエゼクタを介して循環するエゼクタサイクル、並びに、冷媒が第２圧縮部およびエゼクタを迂回して循環する一般の蒸気圧縮サイクルの少なくとも１つが選択される。インジェクションサイクル、エゼクタサイクル、および蒸気圧縮サイクルは、外気の温度などの環境条件を含めた冷凍機の運転状態と、冷房運転における消費電力量との関係が異なっている。そのため、制御部が、冷凍機の運転状態に基づいて、インジェクションサイクル、エゼクタサイクル、および蒸気圧縮サイクルから消費電力の削減を図りやすいサイクルを採用することで、一年を通して消費電力の低減を図りやすくなる。
【００１１】
上記発明において前記制御部は、前記第２圧縮部の吸入側圧力および吐出側圧力の比である圧力比が所定の圧力比以上である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒の少なくとも一部を前記第２圧縮部へ導き、前記第１バイパス部への流入を停止させ、前記圧力比が前記所定の圧力比未満である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことが好ましい。
【００１２】
このように、第２圧縮部の圧力比に応じて第２圧縮機で冷媒圧縮を行うインジェクションサイクルを実行するか否かを制御することにより、消費電力の低減を図りやすくなる。具体的には、第２圧縮部の圧力比が所定の圧力比以上の場合には、エゼクタサイクルのみを実行した場合と比較して、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを実行した方が消費電力の低減を図りやすい。その一方で、第２圧縮部の圧力比が所定の圧力比未満の場合には、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを実行する場合と比較して、エゼクタサイクルのみを実行したほうが消費電力の低減を図りやすい。
【００１３】
上記発明においては、前記高圧熱交換器から分岐して流出する前記冷媒気体冷媒および液体冷媒に分離する液タンクと、前記液タンクにより分離された前記液体冷媒を前記第２バイパス部に送出するポンプ部と、が更に設けられ、前記制御弁は、前記液タンクへの前記冷媒の流入を更に制御することが好ましい。
【００１４】
このように冷媒が液タンクおよびポンプ部を介して循環するポンプサイクルを選択肢に追加することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減をさらに図りやすくなる。つまり、インジェクションサイクル、および、エゼクタサイクルと比較して、冷凍機の運転状態および消費電力量との関係が異なるポンプサイクルを選択肢に加えることにより、より消費電力の削減に適したサイクルを選択しやすくなる。その結果として、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減をさらに図りやすくなる。
【００１５】
上記発明において前記制御部は、前記高圧熱交換器で熱交換される前の空気である外気の温度と、前記低圧熱交換器で熱交換される前の空気である室内空気の温度との温度差である室内外温度差が所定の設定温度差以上である場合、および、前記室内外温度差が前記所定の設定温度差以上、かつ、前記低圧熱交換機で熱交換される熱量である冷房負荷が所定の熱負荷以下である場合の一方のときに、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記液タンクへ流入させ、前記第１減圧部への流入を停止させる制御を少なくとも行うことが好ましい。
【００１６】
このように室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件を満たす場合、または、室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件、および、冷凍機の冷房負荷が所定の冷房負荷以下という条件を満たす場合の一方のときにポンプサイクルを選択して実行することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。つまり、ポンプサイクルは他のサイクルと比較して冷房運転時の消費電力が少ないものの、発揮できる冷房能力に限りがある。そのため、冷房能力を発揮させやすい室内外温度差が所定温度差以上という条件が満たされた場合、または、室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件、および、冷凍機に求められる冷房負荷が大きくないという条件が満たされた場合の一方のときにポンプサイクルを実行する制御が行われる。この場合、冷凍機は求められる冷房負荷を満たしつつ、消費電力の削減を図ることができる。
【００１７】
上記発明において前記制御部は、前記室内外温度差が前記所定の設定温度差未満、または、前記冷房負荷が前記所定の熱負荷を超える場合であり、さらに、前記第２圧縮部の吸入側圧力および吐出側圧力の比である圧力比が所定の圧力比以上である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒の少なくとも一部を前記第２圧縮部へ導き、前記第１バイパス部への流入を停止させ、前記圧力比が前記所定値未満である場合には、前記高圧熱交換器から流出した前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことが好ましい。
【００１８】
このようにポンプサイクルの選択を先に行いポンプサイクルを実行しない条件において、インジェクションサイクルを実行するか否かを判定することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。上述のように、ポンプサイクルを実行しない条件では、ポンプサイクルを実行した場合と比較してインジェクションサイクルやエゼクタサイクルを実行した方が消費電力の低減を図りやすい。そのため、ポンプサイクルの選択を行った後にインジェクションサイクルを実行するか否かを判定することにより、消費する電力の低減を図りやすくなる。
【００１９】
上記発明においては、前記高圧熱交換器に外気を送る室外ファン部が更に設けられ、前記圧力比が前記所定の圧力比未満である場合、前記制御部は更に、前記低圧熱交換器と熱交換した後の空気温度である吹出し温度を維持した上で、前記室外ファン部の送風量を低下させて前記圧力比を前記所定値以上とする際の第１消費電力と、前記吹出し温度を維持した上で、前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる際の第２消費電力と、を比較し、前記第２消費電力よりも第１消費電力が少ない場合には、前記室外ファン部の送風量を低下させる制御を優先して行い、前記第１消費電力よりも前記第２消費電力が少ない場合には、前記冷媒を前記第１バイパス部へ導き、前記第２圧縮部への流入を停止させる制御を行うことが好ましい。
【００２０】
このようにポンプサイクルを実行しない条件において、第１消費電力と第２消費電力とを比較した上でインジェクションサイクルを実行するか否かを制御することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。具体的には、吹出し温度を維持する前提条件の下で、インジェクションサイクルを継続しつつ室外ファン部の送風量を制御することで第２圧縮部の圧力比を所定の圧力比以上とする第１消費電力と、インジェクションサイクルを停止してエゼクタサイクルのみを実行する際の第２消費電力とが比較される。第１消費電力が第２消費電力よりも少ない場合には、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルが実行されるとともに、室外ファン部の送風量を抑制する制御が行われる。第２消費電力が第１消費電力よりも少ない場合には、エゼクタサイクルのみが実行される制御が行われる。
【００２１】
上記発明においては、前記第１消費電力よりも前記第２消費電力が低く、かつ、前記高圧熱交換器および前記第１減圧部の間の冷媒圧力が前記第２気液分離器および前記エゼクタの間の冷媒圧力未満である場合、前記制御部は更に、前記吹出し温度を維持した上で、前記エゼクタに冷媒を流入させ、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部への流入を停止させる際の第３消費電力と、前記吹出し温度を維持した上で、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部に前記冷媒を流入させ、前記エゼクタへの流入を停止させる際の第４消費電力と、を比較し、前記第４消費電力よりも前記第３消費電力が少ない場合には、前記エゼクタに冷媒を流入させ、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部への流入を停止させる制御を行い、前記第３消費電力よりも前記第４消費電力が少ない場合には、前記第２バイパス部および前記第３バイパス部に前記冷媒を流入させ、前記エゼクタへの流入を停止させる制御を行うことが好ましい。
【００２２】
このようにポンプサイクルを実行しない条件、かつ、エゼクタサイクルのみが実行され、エゼクタの駆動圧力を変化させる必要がある条件において、第３消費電力と第４消費電力とを比較した上でエゼクタサイクルを実行するか否かを制御することにより、冷凍機が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。具体的には、吹出し温度を維持する前提条件の下で、エゼクタサイクルを実行する際の第３消費電力と、エゼクタサイクルを停止した際の第４消費電力とが比較される。第３消費電力が第４消費電力よりも少ない場合には、エゼクタサイクルを実行する制御が行われる。第４消費電力が第３消費電力よりも少ない場合には、エゼクタへの冷媒の流入が停止され通常の蒸気圧縮サイクルを実行する制御が行われる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の冷凍機によれば、制御弁によって冷媒が循環する経路を制御することにより、冷媒が第２圧縮部を介して循環するインジェクションサイクル、および、冷媒がエゼクタを介して循環するエゼクタサイクルの少なくとも一方を選択することにより、一年を通して冷房運転を行う際にも消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空調システムの構成を説明する模式図である。
【図２】図１における制御部の構成を説明するブロック図である。
【図３】図１の空調システムがインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図４】図３の運転状態を説明するモリエル線図である。
【図５】図２の制御部による制御内容を説明するフローチャートである。
【図６】図１の空調システムがエゼクタサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図７】図１の空調システムが蒸気圧縮サイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図８】図１の空調システムにおける他の実施例を説明する回路図である。
【図９】図１の空調システムがインジェクションサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図１０】制御部による他の制御内容を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る空調システムの構成を説明する模式図である。
【図１２】図１１における制御部の構成を説明するブロック図である。
【図１３】図１１の制御部による制御内容を説明するフローチャートである。
【図１４】図１１の空調システムがポンプサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図１５】図１１の空調システムがインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図１６】図１１の空調システムがエゼクタサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図１７】図１１の空調システムが蒸気圧縮サイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【図１８】図１１の空調システムがインジェクションサイクルにより運転されている状態を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る空調システム（冷凍機）１ついて図１から図９を参照しながら説明する。本実施形態の空調システム１はデータセンタの空調に用いられるものであり、データセンタのフロアに配置されたサーバやコンピュータなどの電子機器から発生する大量の熱を処理するものである。
【００２６】
空調システム１の室外ユニット１０は、例えばデータセンタの屋上などの外気と接する屋外に配置され、室内ユニット２０は、サーバなどの電子機器が配置されたフロアに配置されるとともに、当該フロアの室内空気を冷却できるように配置されている。図１では、説明を容易にするために室外ユニット１０と、室内ユニット２０とが１台ずつ備えた例が記載されているが、１台の室外ユニット１０に対して複数台の室内ユニット２０が備えられていてもよいし、複数台の室外ユニット１０に対して複数台の室内ユニット２０が備えられていてもよく、特に台数を限定するものではない。
【００２７】
空調システム１には、図１に示すように、室外ユニット１０に配置された凝縮器（高圧熱交換器）１１と、室内ユニット２０に配置された第１膨張弁（第１減圧部）２１、第２気液分離器２２、エゼクタ２３、第１気液分離器２４、第２膨張弁（第２減圧部）２５、蒸発器（低圧熱交換器）２６、第１圧縮機（第１圧縮部）２７、および第２圧縮機（第２圧縮部）２８と、制御部７０と、が主に設けられている。
【００２８】
空調システム１には更に、冷媒のバイパス流路である第１バイパス流路（第１バイパス部）３１、第２バイパス流路（第２バイパス部）３２および第３バイパス流路（第３バイパス部）３３と、冷媒の流れを制御する第１開閉弁（制御弁）４１、第２開閉弁（制御弁）４２、第３開閉弁（制御弁）４３、第４開閉弁（制御弁）４４、第５開閉弁（制御弁）４５および第６開閉弁（制御弁）４６と、同じく冷媒の流れを制御する第１逆止弁５１、第２逆止弁５２、第３逆止弁５３および第４逆止弁５４と、が設けられている。
【００２９】
凝縮器１１は、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の少なくとも一方から吐出された高温高圧の気体冷媒が流入する熱交換器であり、流入した冷媒の熱を外気に放出させて凝縮させるものである。凝縮器１１には、室外ユニット１０に設けられた室外ファン部１２によって外気が導かれている。凝縮器１１としては公知の形式の熱交換器を用いることができ、特にその形式を限定するものではない。
【００３０】
室外ファン部１２は、凝縮器１１に流入した冷媒と熱交換を行う外気を室外ユニット１０に吸い込ませるものである。言い換えると、冷媒を冷却する外気を凝縮器１１に向けて送風するものである。室外ファン部１２には、回転駆動されることにより外気を送風する室外ファンと、当該室外ファンを回転させる駆動部とが設けられている。当該駆動部は、制御部７０から入力される制御信号によって回転数が制御されるものである。
【００３１】
第１膨張弁２１は、凝縮器１１と第２気液分離器２２との間に配置されるものであり、凝縮器１１によって凝縮された冷媒を膨張させ、その圧力を減圧させるものである。第１膨張弁２１は、後述するように制御部７０によって開度の制御が可能なものである。
【００３２】
第２膨張弁２５は、第１気液分離器２４と蒸発器２６との間に配置されるものであり、第１気液分離器２４または凝縮器１１から供給される液体冷媒を膨張させ、その圧力をさらに減圧させるものである。第２膨張弁２３としては、蒸発器２６から流出した冷媒が所望のスーパーヒートを有するように開度が調整される機構を備えるものを用いることができる。
【００３３】
第１気液分離器２４は、エゼクタ２３または第１膨張弁２１から気液二相の冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とに分離する容器である。第１気液分離器２４から第２膨張弁２５につながる配管は、第１気液分離器２４の下側であって液体冷媒が貯留する領域に接続されている。その一方で、第１圧縮機２７につながる配管は、第１気液分離器２４の上側であって気体冷媒が貯留する領域に接続されている。
【００３４】
第２気液分離器２２は、第１膨張弁２１から気液二相の液体冷媒が流入し、気体冷媒と液体冷媒とに分離する容器である。第２気液分離器２２からエゼクタ２３につながる配管は、第２気液分離器２２の下側であって液体冷媒が貯留する領域に接続されている。その一方で、第２圧縮機２８につながる配管は、第２気液分離器２２の上側であって気体冷媒が貯留する領域に接続されている。
【００３５】
エゼクタ２３は、第２気液分離器２２から流入した液体冷媒をノズル２３Ｎから噴出して減圧するとともに、吸引部２３Ｓから気体冷媒を吸引するものであり、さらに、ディフューザ２３Ｄ内で液体冷媒と気体冷媒とを混合するとともに昇圧させる減圧手段である。吸引部２３Ｓには、蒸発器２６から流出した冷媒を導く吸引流路３４が接続されている。エゼクタ２３としては公知の構成を有するものを用いることができ、特にその構成を限定するものではない。
【００３６】
蒸発器２６は、第２膨張弁２５とエゼクタ２３との間に配置される熱交換器であり、第２膨張弁２５により減圧された冷媒と室内空気との間で熱交換を行うものである。蒸発器２６に流入した冷媒は、室内空気の熱を吸収することにより蒸発して気体冷媒となる。その一方で室内空気は冷媒に熱を奪われるため温度が低下する。蒸発器２６には、室内ユニット２０に設けられた送風ファンなどの送風手段（図示せず）により室内空気が導かれている。そのため、ＩＴＣ装置などを構成する電子機器から発生した熱を吸収して温度が上昇した室内空気は、室内ユニット２０に吸い込まれて蒸発器２６により冷却される。冷却された室内空気は、室内ユニット２０から室内に吹き出される。
【００３７】
第１圧縮機２７は、第１気液分離器２４と凝縮器１１との間に配置され、第１気液分離器２４から流出した気体冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を凝縮器１１に向けて吐出するものである。第２圧縮機２８は、第１気液分離器２４と凝縮器１１との間に配置され、第１気液分離器２４から流出した気体冷媒を吸入して圧縮し、高温高圧の冷媒を凝縮器１１と第１圧縮機２７との間に吐出するものである。第２圧縮機２８の冷媒を圧縮する圧縮容積は、第１圧縮機２７の圧縮容積と比較して小さくなっている。
【００３８】
本実施形態では、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８を、インバータ制御によって所定の範囲で回転数が制御される電動機によって駆動される固定容量の圧縮機である例に適用して説明する。第１圧縮機２７および第２圧縮機２８は後述する制御部７０から出力される制御信号に基づいて制御される。より具体的には、制御信号に基づくインバータ制御によって電動機を制御することにより第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の運転が制御される。なお、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８としては公知の形式のものを用いることができ、特に形式を限定するものではない。
【００３９】
第１バイパス流路３１は、第１膨張弁２１および第２気液分離器２２の間と、第２気液分離器２２およびエゼクタ２３の間とをつなぐ流路であり、第１膨張弁２１から流出した冷媒をエゼクタ２３のノズル２３Ｎに導くものである。第１バイパス流路３１における第１膨張弁２１側の端部には第１開閉弁４１が配置され、エゼクタ２３側の端部には第３開閉弁４３が配置されている。
【００４０】
第１膨張弁２１から第２気液分離器２２までの冷媒が流れる流路のうち、第１バイパス流路３１との分岐から第２気液分離器２２までの間には第２開閉弁４２が配置されている。また、第２気液分離器２２からエゼクタ２３までの冷媒が流れる流路のうち、第２気液分離器２２から第１バイパス流路３１との合流点までの間には第１逆止弁５１が配置されている。第１逆止弁５１は、第２気液分離器２２からエゼクタ２３に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。
【００４１】
第２バイパス流路３２は、第１バイパス流路３１における第１開閉弁４１および第３開閉弁４３の間と、第１気液分離器２４および第２膨張弁２５の間とをつなぐ流路であり、第１バイパス流路３１を流れる冷媒を第２膨張弁２５に導くものである。第２バイパス流路３２における第１バイパス流路３１側の端部には第４開閉弁４４が配置され、第２膨張弁２５側の端部には第２逆止弁５２が配置されている。第２逆止弁５２は、第２バイパス流路３２から第２膨張弁２５に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。
【００４２】
第３バイパス流路３３は、蒸発器２６およびエゼクタ２３の間と、第１気液分離器２４との間をつなぐ流路であり、蒸発器２６から流出した冷媒を第１気液分離器２４に導く流路である。蒸発器２６とエゼクタ２３とをつなぐ流路における第３バイパス流路３３の分岐からエゼクタ２３までの間には第５開閉弁４５が配置されている。また、第３バイパス流路３３には第６開閉弁４６が配置されている。
【００４３】
その他に、第１気液分離器２４と第２膨張弁２５をつなぐ流路における第１気液分離器２４から第２バイパス流路３２の合流点までの間には第３逆止弁５３が配置され、第２圧縮機２８と、第１圧縮機２７および凝縮器１１の間とをつなぐ流路には第４逆止弁５４が配置されている。
【００４４】
第３逆止弁５３は、第１気液分離器２４から第２膨張弁２５に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。第４逆止弁５４は、第２圧縮機２８から凝縮器１１に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。
【００４５】
第１開閉弁４１から第６開閉弁４６は、それぞれに設けられたサーボモータなどのアクチュエータ手段により開閉されるものである。このアクチュエータ手段は、後述する制御部７０から入力される制御信号に基づいて動作が制御されるものである。
【００４６】
本実施形態では、第１逆止弁５１から第４逆止弁５４を設ける例に適用して説明したが、逆止弁の代わりに開閉制御される開閉弁を同じ場所に配置してもよい。この場合、第１逆止弁５１から第４逆止弁５４の全てを開閉弁に置き換えてもよいし、その一部のみを開閉弁に置き換えてもよい。
【００４７】
制御部７０は空調システム１における運転状態を制御するものであり、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部７０が配置される場所は、例えば図１に示すように、室内ユニット２０および室外ユニット１０以外の場所であってもよいし、室内ユニット２０内であってもよく、特に限定するものではない。
【００４８】
ＲＯＭ等に記憶されている制御プログラムは、図２の模式図に示すように、ＣＰＵを演算部７１として機能させるものであり、ＲＯＭ等を記憶部７２として機能させるものである。制御部７０による運転状態の制御としては、従来の空調システムにおいて行われている室内空気の温度を設定温度とする制御や、第１開閉弁４１から第６開閉弁４６の開閉制御などを例示することができる。
【００４９】
制御部７０には、凝縮器１１の入口側のｃ点に設けられた第１圧力センサ６１から冷媒の凝縮圧力を示す測定信号が入力され、第２圧縮機２８の吐出側のｌ点に設けられた第２圧力センサ６２から冷媒の凝縮圧力を示す測定信号が入力され、第２圧縮機２８の吸入側のｋ点に設けられた第３圧力センサ６３から冷媒の圧力を示す測定信号が入力されている。
【００５０】
さらに制御部７０には、凝縮器１１の出口側のｄ点に設けられた第４圧力センサ６４から冷媒の凝縮圧力を示す測定信号が入力され、第２気液分離器２２の出口側のｆ点に配置された第５圧力センサ６５から冷媒の凝縮圧力を示す測定信号が入力され、蒸発器２６の流入側のｉ点に設けられた第６圧力センサ６７からの冷媒の圧力を示す測定信号が入力され、蒸発器２６の流出側のｊ点に設けられた第７圧力センサ６８からの冷媒の圧力を示す測定信号が入力されている。その他に制御部７０には、室内ユニット２０から吹出される熱交換後の室内空気の温度を測定する吹出し温度センサ６６から測定した温度を示す測定信号が入力され、室外ファン部１２から室外ファンの回転周波数を示す信号が入力されている。また、制御部７０には第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の回転数を示す信号も入力されている。
【００５１】
制御部７０からは、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の運転状態を制御する制御信号と、第１膨張弁２１の開度を制御する制御信号が出力されている。さらに制御部７０からは、第１開閉弁４１から第６開閉弁４６の開閉を制御する制御信号と、室外ファン部１２における室外ファンの回転周波数を制御する制御信号など、従来の空調システムにおいて行われる制御に関する制御信号も出力されている。
【００５２】
次に、上記の構成からなる空調システム１における制御について説明する。具体的には外気温度の変動に対する制御について説明する。まず、空調システム１がインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを用いて冷房運転されている状態を図３および図４を参照しながら説明する。
【００５３】
この場合、制御部７０は、第１開閉弁４１、第３開閉弁４３、第４開閉弁４４および第６開閉弁４６に対して弁を閉じる制御信号を出力するとともに、第２開閉弁４２および第５開閉弁４５に対して弁を開く制御信号を出力している。なお図において、黒塗りは弁が閉じられた状態を示し、白抜きは弁が開かれた状態を示している。また、実線で示された流路は冷媒が流れている流路を表し、点線で示された流路は冷媒が流れていない流路を表している。
【００５４】
第１圧縮機２７および第２圧縮機２８から吐出された高温高圧の気体冷媒は、凝縮器１１に流入し、室外ファン部１２により導入された外気と熱交換して熱を放出する。熱を放出した冷媒は凝縮して液体冷媒となり、凝縮器１１から流出して第１膨張弁２１に向かう。高圧の液体冷媒は第１膨張弁２１において減圧されて気液二相の冷媒となる。
【００５５】
気液二相の冷媒は、開かれた第２開閉弁４２を介して、第２気液分離器２２に流入して気体冷媒と液体冷媒とに分離される。液体冷媒は第２気液分離器２２から第１逆止弁５１を介して、エゼクタ２３のノズル２３Ｎに流入する。なお、第１開閉弁４１が閉じられているため、気液二相の冷媒は第１バイパス流路３１に流入しない。さらに第３開閉弁４３も閉じられているため、液体冷媒は第１バイパス流路３１に流入しない。
【００５６】
エゼクタ２３では、液体冷媒がノズル２３Ｎから噴出して減圧され、吸引部２３Ｓから後述する気体冷媒を吸引する。その後ディフューザ２３Ｄにおいて液体冷媒と気体冷媒が混合されるとともに昇圧される。エゼクタ２３のディフューザ２３Ｄからは気液二相の液体が流出し、第１気液分離器２４に流入する。
【００５７】
気液二相の冷媒は、第１気液分離器２４において液体冷媒と気体冷媒に分離される。液体冷媒は、第３逆止弁５３を介して第２膨張弁２５に向かう。液体冷媒は第２膨張弁２５において減圧されて気液二相の冷媒となる。なお、第２バイパス流路３２に第２逆止弁５２が配置さているため、第３逆止弁５３を通過した冷媒は、第２バイパス流路３２に流入することなく第２膨張弁２５に向かう。
【００５８】
第２膨張弁２５に減圧された冷媒は蒸発器２６に流入する。蒸発器２６では、室内ユニット２０内に導入された室内空気の熱を、冷媒が吸収して蒸発し気体冷媒となる。その一方で、室内空気は熱を奪われることにより冷却され、室内ユニット２０からフロアに吹き出される。蒸発器２６を流出した気体冷媒は、エゼクタ２３に導かれて上述のように吸引部２３Ｓから吸引され、第１気液分離器２４に導かれる。
【００５９】
第１気液分離器２４において分離された気体冷媒は、第１圧縮機２７に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として吐出される。その一方で、第２気液分離器２２において分離された気体冷媒は、第２圧縮機２８に吸入されて圧縮される。圧縮された冷媒は第２圧縮機２８から吐出されて、第１圧縮機２７から吐出された冷媒と合流し、凝縮器１１に流入する。
【００６０】
なお空調システム１が、図３に示すようにインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルによって運転されている状態をモリエル線図で表現すると図４に示す通りとなる。図４におけるアルファベットａ〜ｌは、それぞれ図１に示すａ点〜ｌ点と対応している。
【００６１】
空調システム１が冷房運転されている間、制御部７０は図５に示すフローチャートに従い、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを用いた冷房運転の制御、エゼクタサイクルを用いた冷房運転の制御、インジェクションサイクルもエゼクタサイクルも用いない一般的な蒸気圧縮サイクルを用いた冷房運転の制御のいずれを実行するか判定する処理を繰り返して行っている。
【００６２】
制御部７０の演算部７１は、凝縮器１１の入口側の冷媒圧力である凝縮器前圧力（ｃ点の圧力）が変動したか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１１）。具体的には、第１圧力センサ６１から出力された測定信号が制御部７０に入力され、演算部７１は入力された測定信号の時間変化に基づいて凝縮器前圧力が変動したか否かを判定する。変動したか否かの判定としては、例えば、所定の期間内に凝縮器圧力の変化量が所定量以上となった場合に変動したと判定する例を挙げることができる。
【００６３】
Ｓ１１において凝縮器前圧力が変動していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、再びＳ１１の判定処理が行われる。
その一方で、Ｓ１１において凝縮器前圧力が変動したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部７１は第２圧縮機２８の圧力比が所定の圧力比、具体的には１．２以上であるか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１２）。
【００６４】
具体的には、第２圧力センサ６２および第３圧力センサ６３から出力された測定信号が制御部７０に入力され、演算部７１は入力された測定信号に基づいて第２圧縮機２８の吸入圧力と吐出圧力の比である圧力比を求める演算処理を行う。さらに求められた圧力比が、１．２以上であるか否かを判定する処理を行う。なお本実施形態では、判定の基準となる所定の圧力比が１．２である例に適用して説明するが、所定の圧力比は第２圧縮機２８が安定して運転される値であればよく、１．２である場合に限定するものではない。
【００６５】
Ｓ１２において圧力比が１．２以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、制御部７０は第１膨張弁２１における開度の制御を行う（Ｓ１３）。具体的には、ｆ点の冷媒圧力と、ｊ点の冷媒圧力の差を所望の一定値に保つように第１膨張弁２１の開度が制御される。このｆ点の冷媒圧力と、ｊ点の冷媒圧力の差はエゼクタ２３の駆動に係る圧力差であり、これを所望の一定値に保つことによりエゼクタサイクルが安定して行われる。その後、再びＳ１１に戻り上述の処理が繰り返し行われる。
【００６６】
Ｓ１２において圧力比が１．２未満であると判定された場合（ＮＯの場合）には、制御部７０の演算部７１は、第１消費電力を求める演算処理を行う（Ｓ１４）。第１消費電力は、室内ユニット２０から吹出される室内空気の温度である吹出し温度を維持する前提の上で、室外ファン部１２による送風量を減らして第２圧縮機２８の圧力比を１．２以上とする際に消費される電力である。
【００６７】
さらに演算部７１は、第２消費電力を求める演算処理を行う（Ｓ１５）。第２消費電力は、吹出し温度を維持する前提の上で、第２気液分離器２２および第２圧縮機２８をバイパスして冷房運転を行う際に消費される電力である。言い換えると、インジェクションサイクルを停止し、エゼクタサイクルによる冷房運転を行う際の消費電力である。
【００６８】
上述のＳ１４やＳ１５の判定を行う際に、演算部７１は少なくとも第６圧力センサ６７および第７圧力センサ６８から入力される冷媒の圧力を示す測定信号や、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の回転数を示す信号に基づいて判定処理を行っている。
【００６９】
演算部７１における第１消費電力および第２消費電力を求める処理としては、記憶部７２に記憶させた演算式および制御部７０に入力される各種の入力信号に基づいて演算により求める方法や、記憶部に記憶され自動更新される消費電力に関するマップに基づいて求める方法などを例示することができる。
【００７０】
第１消費電力および第２消費電力が求められると、演算部７１は第１消費電力が第２消費電力以上か否かを判定する処理を実行する（Ｓ１６）。第１消費電力が第２消費電力未満と判定された場合（ＮＯの場合）には、制御部７０は室外ファン部１２における室外ファンの回転数を低下させ、送風量を低下させる制御を実行する（Ｓ１７）。これにより凝縮器１１において冷媒から放出される熱量が低減し、第２圧縮機２８の圧力比が高くなる。
【００７１】
その一方で、Ｓ１６において第１消費電力が第２消費電力以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、制御部７０は第２気液分離器２２および第２圧縮機２８をバイパスさせる制御を実行する（Ｓ１８）。言い換えると、インジェクションサイクルを停止し、エゼクタサイクルによる冷房運転を行う制御を実行する。制御部７０は第１開閉弁４１および第３開閉弁４３を開き、第２開閉弁４２を閉じる制御信号を出力する。また、第２圧縮機２８の運転を停止する制御信号も出力する。
【００７２】
ここで、エゼクタサイクルで空調システム１を冷房運転する際の冷媒の流れについて図６を参照しながら説明する。
運転されている第１圧縮機２７吐出された高温高圧の気体冷媒は、凝縮器１１において放出して液体冷媒となり第１膨張弁２１に向かう。高圧の液体冷媒は第１膨張弁２１において減圧されて気液二相の冷媒となる。
【００７３】
気液二相の冷媒は、第１バイパス流路３１、第１開閉弁４１および第３開閉弁４３を介してエゼクタ２３のノズル２３Ｎに流入する。エゼクタ２３に流入した後から第１圧縮機２７に吸入されるまでの冷媒の流れはインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルで冷房運転する場合（図３参照。）と同様であるためその説明を省略する。
【００７４】
第２圧縮機２８は制御部７０から運転を停止する制御信号が入力されているため、その運転は停止されている。また第１逆止弁５１は、第１バイパス流路３１を迂回した冷媒が第２気液分離器２２に流入することを阻止している。第４逆止弁５４は、第１圧縮機２７から吐出された冷媒が第２圧縮機２８に流入することを阻止している。
【００７５】
図５に戻り、制御部７０による制御の続きを説明する。
Ｓ１８の処理が行われると、演算部７１は、凝縮器１１の出口側の冷媒圧力である凝縮器後圧力（ｄ点の圧力）が、第２気液分離器２２の出口側の冷媒圧力である第２気液分離器後圧力（ｆ点の圧力）よりも小さいか否かの判定処理を実行する（Ｓ１９）。具体的には、第４圧力センサ６４および第５圧力センサ６５から入力された測定信号に基づいて、演算部７１は凝縮器後圧力と第２気液分離器後圧力の比較を行う。
【００７６】
Ｓ１８において凝縮器後圧力が第２気液分離器後圧力以上であると判定された場合（ＮＯの場合）には、Ｓ１１に戻り、上述の処理が再び行われる。
その一方Ｓ１８において凝縮器後圧力が第２気液分離器後圧力未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、エゼクタ２３の駆動圧力を変化させる必要がある場合であり、エゼクタサイクルによる冷房運転が継続して行われる。このとき制御部７０は、空調システム１の冷房負荷や外気の温度などの条件に基づいて第１圧縮機２７の回転数を制御し、フロアの室内空気の温度を一定に保っている。つまり、エゼクタ２３の駆動圧力を変化させる必要が生じるまで、エゼクタ２３の駆動圧力を可能な限り一定に保ちつつ運転が行われる。
【００７７】
当該制御によって第１圧縮機２７の回転数が変動すると、空調システム１を循環する冷媒流量が変動する。このように冷媒流量が変動するとエゼクタサイクルによる冷房運転の効率が低下したり、安定した冷房運転ができなくなったりする。そのため制御部７０が次に説明する制御を行う。
【００７８】
つまり、Ｓ１８において凝縮器後圧力が第２気液分離器後圧力未満であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部７１は第３消費電力を求める処理を実行する（Ｓ２０）。第３消費電力は、吹出し温度を維持する前提の上で、空調システム１をエゼクタサイクルで冷房運転した際に消費される電力である。
【００７９】
さらに演算部７１は、第４消費電力を求める処理を実行する（Ｓ２１）。第４消費電力は、吹出し温度を維持する前提の上で、さらにエゼクタ２３をバイパスして冷房運転を行う際に消費される電力である。言い換えると、エゼクタサイクルを停止し、通常の蒸気圧縮サイクルによる冷房運転を行う際の消費電力である。
【００８０】
演算部７１における第３消費電力および第４消費電力を求める処理としては、記憶部７２に記憶させた演算式および制御部７０に入力される各種の入力信号に基づいて演算により求める方法や、記憶部に記憶され自動更新される消費電力に関するマップに基づいて求める方法などを例示することができる。
【００８１】
第３消費電力および第４消費電力が求められると、演算部７１は第３消費電力が第４消費電力以下か否かを判定する処理を実行する（Ｓ２２）。第３消費電力が第４消費電力以下と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、制御部７０はエゼクタサイクルでの冷房運転を継続する制御を行う（Ｓ２３）。その後、再びＳ１１に戻り上述の処理が繰り返し行われる。
【００８２】
その一方Ｓ２２において、第３消費電力が第４消費電力を超えると判定された場合（ＮＯの場合）には、制御部７０はエゼクタ２３をバイパスして冷房運転を行う制御を実行する（Ｓ２４）。言い換えると、エゼクタサイクルを停止し、通常の蒸気圧縮サイクルによる冷房運転を行う制御を実行する。具体的には、第３開閉弁４３および第５開閉弁４５を閉じ、第４開閉弁４４および第６開閉弁４６を開く制御信号を出力する。
【００８３】
ここで、エゼクタサイクルを停止し、通常の蒸気圧縮サイクルで空調システム１を冷房運転する際の冷媒の流れについて図７を参照しながら説明する。
運転されている第１圧縮機２７吐出された高温高圧の気体冷媒は、凝縮器１１において放出して液体冷媒となり第１膨張弁２１に向かう。高圧の液体冷媒は第１膨張弁２１において減圧されて気液二相の冷媒となる。
【００８４】
気液二相の冷媒は、第１バイパス流路３１、第２バイパス流路３２、第１開閉弁４１、第４開閉弁４４および第２逆止弁５２を介して第２膨張弁２５に向かう。冷媒は第２膨張弁において減圧された後蒸発器２６に流入する。蒸発器２６において冷媒は室内空気の熱を吸収して蒸発し気体冷媒となる。
【００８５】
蒸発器２６を流出した気体冷媒は、第３バイパス流路３３および第６開閉弁４６を介して第１気液分離器２４に流入する。その一方で、第１気液分離器２４で分離された気体冷媒は、第１圧縮機２７に吸入されて圧縮され、所定の圧力まで昇圧された高温高圧の冷媒として吐出される。
【００８６】
第２圧縮機２８は制御部７０から運転を停止する制御信号が入力されているため、その運転は停止されている。また第３開閉弁４３は冷媒がエゼクタ２３のノズル２３Ｎに流入することを阻止している。第５開閉弁４５は冷媒がエゼクタ２３の吸引部２３Ｓに流入することを阻止している。
【００８７】
上記の構成の空調システム１によれば、第１開閉弁４１から第６開閉弁４６の開閉によって冷媒が循環する経路を制御することにより、空調システム１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図ることができる。つまり、第１開閉弁４１から第６開閉弁４６の開閉によって冷媒が循環する経路を制御することで、冷媒が第２圧縮機２８を介して循環するインジェクションサイクル、冷媒がエゼクタ２３を介して循環するエゼクタサイクル、並びに、冷媒が第２圧縮機２８およびエゼクタ２３を迂回して循環する蒸気圧縮サイクルの少なくとも１つが選択される。インジェクションサイクル、エゼクタサイクル、および蒸気圧縮サイクルは、外気の温度などの環境条件を含めた空調システム１の運転状態と、冷房運転における消費電力量との関係が異なっている。そのため、制御部７０が、空調システム１の運転状態に基づいて、インジェクションサイクル、エゼクタサイクル、および蒸気圧縮サイクルから消費電力の削減を図りやすいサイクルを採用することで、一年を通して消費電力の低減を図りやすくなる。
【００８８】
第２圧縮機２８の圧力比に応じて第２圧縮機２８で冷媒圧縮を行うインジェクションサイクルを実行するか否かを制御することにより、消費電力の低減を図りやすくなる。具体的には、第２圧縮機２８の圧力比が所定の圧力比以上の場合には、エゼクタサイクルのみを実行した場合と比較して、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを実行した方が消費電力の低減を図りやすい。その一方で、第２圧縮機２８の圧力比が所定の圧力比未満の場合には、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを実行する場合と比較して、エゼクタサイクルのみを実行したほうが消費電力の低減を図りやすい。
【００８９】
ポンプサイクルを実行しない条件において、第１消費電力と第２消費電力とを比較した上でインジェクションサイクルを実行するか否かを制御することにより、空調システム１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。具体的には、吹出し温度を維持する前提条件の下で、インジェクションサイクルを継続しつつ室外ファン部１２の送風量を制御することで第２圧縮機２８の圧力比を所定の圧力比以上とする第１消費電力と、インジェクションサイクルを停止してエゼクタサイクルのみを実行する際の第２消費電力とが比較される。
【００９０】
第１消費電力が第２消費電力よりも少ない場合には、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを実行するとともに、室外ファン部の送風量を抑制する制御を行うことで空調システム１の消費電力を低減しやすくなる。その一方で、第２消費電力が第１消費電力よりも少ない場合には、エゼクタサイクルのみを実行する制御を行うことで空調システム１の消費電力を低減しやすくなる。
【００９１】
ポンプサイクルを実行しない条件、かつ、エゼクタサイクルのみが実行される条件において、第３消費電力と第４消費電力とを比較した上でエゼクタサイクルを実行するか否かを制御することにより、空調システム１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。具体的には、吹出し温度を維持する前提条件の下で、エゼクタサイクルを実行する際の第３消費電力と、エゼクタサイクルを停止した際の第４消費電力とが比較される。
【００９２】
第３消費電力が第４消費電力よりも少ない場合には、エゼクタサイクルを実行する制御を行うことで空調システム１の消費電力を低減しやすくなる。その一方で、第４消費電力が第３消費電力よりも少ない場合には、エゼクタへの冷媒の流入を停止して通常の蒸気圧縮サイクルを実行する制御を行うことで空調システム１の消費電力を低減しやすくなる。
【００９３】
なお上述の実施形態では、第１バイパス流路３１が第１膨張弁２１と第２開閉弁４２の間につながる例に適用して説明したが、図８に示すように凝縮器１１と第１膨張弁２１との間につながっていてもよい。このようにすると、エゼクタ２３を迂回させた蒸気圧縮サイクルで冷房運転が行われた際に、第１膨張弁２１も迂回され、第２膨張弁２５のみで冷媒の減圧が行われる。
【００９４】
また、上述の実施形態では空冷システム１の冷房運転が開始された際に、インジェクョンサイクルおよびエゼクタサイクルにより冷房運転が行われる例に適用して説明したが、図９に示すようにインジェクションサイクルにより冷房運転が行われてもよい。この場合、エゼクタ２３におけるノズル２３Ｎの冷媒流入側に開閉弁４９Ａが設けられ、開閉弁４９Ａは閉じられている。
【００９５】
〔第１の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の変形例について図１０を参照して説明する。本実施形態の空調システムの基本構成は、外気温度（凝縮圧力）に対して制御を行う第１の実施形態と比較して、室内温度（蒸発圧力）に対して制御を行う点が異なっている。よって、本実施形態においては、図１０を用いて制御についてのみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
【００９６】
本変形例の空調システム１における制御部７０の演算部７１は、蒸発器２６の出口側の冷媒圧力である蒸発器後圧力（ｊ点の圧力）が変動したか否かを判定する処理を実行する（Ｓ３１）。具体的には、蒸発器後圧力を測定する第７圧力センサ６８から出力された測定信号が制御部７０に入力され、演算部７１は入力された測定信号の時間変化に基づいて蒸発器後圧力が変動したか否かを判定する。変動したか否かの判定としては、例えば、所定の期間内に蒸発器後圧力の変化量が所定量以上となった場合に変動したと判定する例を挙げることができる。
【００９７】
Ｓ３１において蒸発器後圧力が変動していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、再びＳ３１の判定処理が行われる。
【００９８】
Ｓ３１において蒸発器後圧力が変動したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、制御部７０は第１膨張弁２１における開度の制御を行う（Ｓ３２）。具体的には、ｆ点の冷媒圧力と、ｊ点の冷媒圧力の差を所望の一定値に保つように第１膨張弁２１の開度が制御される。
【００９９】
その後、演算部７１は第２圧縮機２８の圧力比が所定の圧力比、具体的には１．２以上であるか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１２）。Ｓ１２以降における制御部７０の制御内容は第１の実施形態と同様であるため、図１０にフローチャートを記載して、その説明を省略する。
【０１００】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る空調システムついて図１１から図１８を参照して説明する。本実施形態の空調システムの基本構成は、第１の実施形態の空調システムにポンプサイクルが追加されている点が異なっている。よって、本実施形態においては、図１１から図１８を用いてポンプサイクルに関連する説明を行い、その他の構成要素等の説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態の空調システム（冷凍機）１０１には、図１１に示すように、室外ユニット１０に配置された凝縮器１１、液タンク１１３、ポンプ部１１４と、室内ユニット２０に配置された第１膨張弁２１、第２気液分離器２２、エゼクタ２３、第１気液分離器２４、第２膨張弁２５、蒸発器２６、第１圧縮機２７、第２圧縮機２８と、制御部１７０と、が主に設けられている。
【０１０２】
空調システム１には更に、冷媒のバイパス流路である第１バイパス流路３１、第２バイパス流路３２、第３バイパス流路３３および第４バイパス流路（第２バイパス部）１３４と、冷媒の流れを制御する第１開閉弁４１、第２開閉弁４２、第３開閉弁４３、第４開閉弁４４、第５開閉弁４５、第６開閉弁４６、第７開閉弁（制御弁）１４７、第８開閉弁（制御弁）１４８、第９開閉弁（制御弁）１４９と、同じく冷媒の流れを制御する第１逆止弁５１、第２逆止弁５２、第３逆止弁５３第４逆止弁５４、第５逆止弁１５５、第６逆止弁１５６、第７逆止弁１５７と、が設けられている。
【０１０３】
液タンク１１３は、凝縮器１１と第１膨張弁２１との間から分岐した配管と接続され、凝縮器１１から流出した冷媒を気体冷媒と液体冷媒とに分離するとともに液冷媒を貯留する容器である。液タンク１１３に冷媒を流入させる配管は、液タンク１１３の上側であって気体冷媒が貯留する領域に接続されている。当該配管には、液タンク１１３への冷媒の流入を制御する第７開閉弁１４７が配置されている。その一方で、ポンプ部１１４につながる配管は、液タンク１１３の下側であって液体冷媒が貯留する領域に接続されている。
【０１０４】
液タンク１１３およびポンプ部１１４の間には、液冷媒の過冷却度を確保する熱交換器であるサブ凝縮器１１５が設けられている。サブ凝縮器１１５は、液タンク１１３からポンプ部１１４へ流入する液冷媒の熱を外気に放出させる熱交換器である。
【０１０５】
ポンプ部１１４は、サブ凝縮器１１５と第２膨張弁２５との間に配置され、サブ凝縮器１１５から流出した液体冷媒を第２膨張弁２５に向けて送り出すものである。具体的には、ポンプ部１１４から送り出された冷媒が、第２バイパス流路３２における第４開閉弁４４と第２逆止弁５２との間に流入するように構成され、当該流入箇所の近傍には第５逆止弁１５５が配置されている。
【０１０６】
本実施形態では、ポンプ部１１４をインバータ制御によって所定の範囲で回転数が制御される電動機によって駆動されるポンプである例に適用して説明する。なお、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８と、ポンプ部１１４とは吸入した冷媒を圧縮してその圧力を高めて送り出すか否かという点で異なっている。
【０１０７】
第４バイパス流路１３４は、蒸発器２６およびエゼクタ２３の間と、第１圧縮機２７および凝縮器１１の間とをつなぐ流路であり、蒸発器２６から流出した冷媒を凝縮器１１に導くものである。第４バイパス流路１３４における蒸発器２６側の端部には第８開閉弁１４８が配置され、凝縮器１１側の端部には第６逆止弁１５６が配置されている。なお、第１圧縮機２７の吐出側には第７逆止弁１５７が配置されている。
【０１０８】
第５逆止弁１５５は、ポンプ部１１４から第２膨張弁２５に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。第６逆止弁１５６は、蒸発器２６から凝縮器１１に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。第７逆止弁１５７は、第１圧縮機２７から凝縮器１１に向けて冷媒を流し、その逆方向に冷媒が流れるのを阻止するものである。
【０１０９】
本実施形態では、第１逆止弁５１から第７逆止弁１５７を設ける例に適用して説明したが、逆止弁の代わりに開閉制御される開閉弁を同じ場所に配置してもよい。この場合、第１逆止弁５１から第７逆止弁１５７の全てを開閉弁に置き換えてもよいし、その一部のみを開閉弁に置き換えてもよい。
【０１１０】
制御部１７０は空調システム１０１における運転状態を制御するものであり、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。制御部１７０が配置される場所は、例えば図１１に示すように、室内ユニット１２０および室外ユニット１１０以外の場所であってもよいし、室内ユニット１２０内であってもよく、特に限定するものではない。
【０１１１】
ＲＯＭ等に記憶されている制御プログラムは、図１２の模式図に示すように、ＣＰＵを演算部７１として機能させるものであり、ＲＯＭ等を記憶部７２として機能させるものである。制御部１７０による運転状態の制御としては、従来の空調システムにおいて行われている室内空気の温度を設定温度とする制御や、第１開閉弁４１から第９開閉弁１４９の開閉制御などを例示することができる。
【０１１２】
制御部１７０には、第１圧力センサ６１、第２圧力センサ６２、第３圧力センサ６３、第４圧力センサ６４、第５圧力センサ６５から冷媒の凝縮圧力を示す測定信号が入力され、吹出し温度センサ６６から測定した温度を示す測定信号が入力され、室外ファン部１２から室外ファンの回転周波数を示す信号が入力されている。
【０１１３】
その他にも、室外ユニット１１０に設けられ外気の温度である室外温度を測定する室外温度センサ１６７から測定信号が入力され、室内ユニット１２０に設けられフロア内の温度である室内温度を測定する室内温度センサ１６８から測定信号が入力されている。また、ポンプ部１１４の吸入側に設けられ冷媒の温度を測定するポンプ吸込み温度センサ１６９から冷媒温度が入力され、ポンプ部１１４からポンプに異常が発生した際に出力される異常信号が入力されるようになっている。
【０１１４】
制御部１７０からは、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８の運転状態を制御する制御信号と、第１膨張弁２１の開度を制御する制御信号が出力されている。さらに制御部１７０からは、第１開閉弁４１から第９開閉弁１４９の開閉を制御する制御信号と、室外ファン部１２における室外ファンの回転周波数を制御する制御信号と、ポンプ部１１４の運転状態を制御する制御信号など、従来の空調システムにおいて行われる制御に関する制御信号も出力されている。
【０１１５】
次に、上記の構成からなる空調システム１０１における制御について図１３から図１７を参照しながら説明する。
空調システム１０１の運転が開始されると、制御部１７０は図１３に示すフローチャートに従ってポンプサイクルを用いた冷房運転、および、圧縮サイクルを用いた冷房運転の一方を開始する。ここで圧縮サイクルはインジェクションサイクル、エゼクタサイクル、インジェクションサイクルおよびエゼクタサイクル、通常の蒸気圧縮サイクルの総称である。
【０１１６】
制御部１７０の演算部７１は、室内外温度差が温度差の設定値以上であるか否かを判定する処理を行う（Ｓ１０１）。具体的には、室外温度センサ１６７から入力された室外温度の測定信号、および、室内温度センサ１６８から入力された室内温度の測定信号に基づいて室内外温度差を算出し、算出された室内外温度差が記憶部７２に予め記憶された温度差の設定値と比較する処理が行われる。
【０１１７】
Ｓ１０１において室内外温度差が設定値以上と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、演算部７１は、冷房負荷が冷房負荷の設定値以下であるか否かを判定する処理を行う（Ｓ１０２）。具体的には、運転状態に基づいて空調システム１０１の冷房負荷を算出し、算出された冷房負荷と記憶部に予め記憶された冷房負荷の設定値と比較する処理が行われる。
【０１１８】
Ｓ１０２において冷房負荷が設定値以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、制御部１７０はポンプサイクルを用いた冷房運転を行う制御を開始する（Ｓ１０３）。
その一方で、Ｓ１０１において室内外温度差が設定値未満と判定された場合（ＮＯの場合）、および、Ｓ１０２において冷房負荷が設定値を超えていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には制御部１７０は圧縮サイクルを用いた冷房運転を行う（Ｓ１０４）。制御部１７０は、圧縮サイクルを用いた冷房運転を行っている間も、上述のＳ１０１に戻り上述の処理を繰り返し行う。
【０１１９】
さらに制御部１７０は、ポンプサイクルを用いた冷房運転を行っている間も、圧縮サイクルを用いた冷房運転に切り替えるか否かを判定する、ルートＲ１からルートＲ４の演算処理を行う。なお、ルートＲ１からルートＲ４は演算処理を行う順序が定められたものではなく、同時に並列して行われてもよい。
【０１２０】
ルートＲ１では室内外温度差が温度差の設定値未満であるか否かの判定を行う処理が行われる（Ｓ１１１）。具体的には、室外温度センサ１６７から入力された室外温度の測定信号、および、室内温度センサ１６８から入力された室内温度の測定信号に基づいて室内外温度差を算出し、算出された室内外温度差と記憶部７２に予め記憶された温度差の設定値と比較する処理が行われる。
【０１２１】
Ｓ１１１において室内外温度差が設定値未満と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、圧縮サイクルを用いた冷房運転に切り替えられる（Ｓ１０４）。その一方で室内外温度差が設定値以上と判定された場合（ＮＯの場合）には、ポンプサイクルを用いた冷房運転が継続される（Ｓ１０３）。
【０１２２】
ルートＲ２では室内温度、吹出し温度が設定値以上であるか否かの判定を行う処理が行われる（Ｓ１１２）。具体的には、室内温度センサ１６８から室内温度の測定信号を、吹出し温度センサ６６から吹出し温度の測定信号を取得し、取得した室内温度、吹出し温度と記憶部７２に予め記憶された設定値と比較する処理が行われる。
【０１２３】
Ｓ１１２において室内温度、吹出し温度が設定値以上であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、圧縮サイクルを用いた冷房運転に切り替えられる（Ｓ１０４）。その一方で室内温度、吹出し温度が設定値未満であると判定された場合（ＮＯの場合）には、ポンプサイクルを用いた冷房運転が継続される（Ｓ１０３）。
【０１２４】
ルートＲ３ではポンプ吸い込み過冷却度が所定の一定値以下であるか否かの判定を行う処理が行われる（Ｓ１１３）。具体的には、ポンプ吸込み温度センサ１６９から取得した冷媒温度の信号に基づいて冷媒の過冷却度を算出し、算出した過冷却度と予め記憶部７２に記憶された所定の一定値とを比較する処理が行われる。
【０１２５】
Ｓ１１３においてポンプ吸込み過冷却度が一定値以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、圧縮サイクルを用いた冷房運転に切り替えられる（Ｓ１０４）。その一方でポンプ吸込み過冷却度が一定値を超えると判定された場合（ＮＯの場合）には、ポンプサイクルを用いた冷房運転が継続される（Ｓ１０３）。
【０１２６】
ルートＲ４ではポンプ異常が発生しているか否かの判定を行う処理が行われる（Ｓ１１４）。具体的には、ポンプ部１１４から異常信号が入力されているか否かの判定が行われる。
Ｓ１１４においてポンプ異常が発生していると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、圧縮サイクルを用いた冷房運転に切り替えられる（Ｓ１０４）。その一方でポンプ異常が発生していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ポンプサイクルを用いた冷房運転が継続される（Ｓ１０３）。
【０１２７】
ここで、空調システム１０１の冷房運転がポンプサイクルにより行われている状態の冷媒の流れを、図１４を参照しながら説明する。ポンプサイクルを用いた冷房運転が行われる場合、制御部１７０は、第１開閉弁４１、第２開閉弁４２、第３開閉弁４３、第４開閉弁４４、第５開閉弁４５、第６開閉弁４６および第９開閉弁１４９に弁を閉じる制御信号を出力し、第７開閉弁１４７および第８開閉弁１４８に弁を開く制御信号を出力する。さらに第１圧縮機２７および第２圧縮機２８に運転を停止する制御信号を出力し、ポンプ部１１４に運転を行う制御信号を出力する。
【０１２８】
ポンプ部１１４から送出された液体冷媒は、第５逆止弁１５５、第２バイパス流路３２、第２逆止弁５２および第２膨張弁２５を介して蒸発器２６に流入する。蒸発器２６では、室内ユニット１２０内に導入された室内空気の熱を、冷媒が吸収して蒸発し気体冷媒となる。その一方で、室内空気は熱を奪われることにより冷却され、室内ユニット１２０からフロアに吹き出される。
【０１２９】
蒸発器２６を流出した気体冷媒は、第８開閉弁１４８、第４バイパス流路１３４および第６逆止弁１５６を介して凝縮器１１に流入する。凝縮器１１に流入した気体冷媒は、室外ファン部１２により導入された外気と熱交換して熱を放出する。熱を放出した冷媒は凝縮して液体冷媒となり、凝縮器１１から流出して第７開閉弁１４７を介して液タンク１１３に流入する。液タンク１１３では流入した冷媒は気体冷媒と液体冷媒とに分離され液冷媒が貯留される。液体冷媒はサブ凝縮器１１５で冷却された後にポンプ部１１４へ流入し、上述のサイクルが繰り返される。
【０１３０】
次に、空調システム１０１の冷房運転が圧縮サイクルにより行われている状態の冷媒の流れを、図１５を参照しながら説明する。圧縮サイクルが開始されると、インジェクョンサイクルおよびエゼクタサイクルにより冷房運転が行われる。
【０１３１】
インジェクョンサイクルおよびエゼクタサイクルにより冷房運転が行われる場合、制御部１７０は第１開閉弁４１、第３開閉弁４３、第４開閉弁４４、第６開閉弁４６、第７開閉弁１４７および第８開閉弁１４８を閉じる制御信号を出力し、第２開閉弁４２、第５開閉弁４５および第９開閉弁１４９を開く制御信号を出力する。さらに、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８を運転する制御信号を出力し、ポンプ部１１４を停止する制御信号を出力する。
【０１３２】
なお、空調システム１０１において、インジェクョンサイクルおよびエゼクタサイクルを用いて冷房運転が行われる場合の冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるため図１５に回路図を示して、その説明を省略する。
【０１３３】
空調システム１０１が圧縮機サイクルを用いて冷房運転されている間、制御部１７０はインジェクションサイクルおよびエゼクタサイクルを用いた冷房運転の制御、エゼクタサイクルを用いた冷房運転の制御、インジェクションサイクルもエゼクタサイクルも用いない一般的な蒸気圧縮サイクルを用いた冷房運転の制御のいずれを実行するか判定する処理を繰り返して行っている。ここで行われる処理は、第１の実施形態と同様に図５に示すフローチャートに従って行われるため、その説明を省略する。
【０１３４】
ここで、本実施形態の空調システム１０１において、エゼクタサイクルを用いて冷房運転が行われる場合（Ｓ１８やＳ２３の場合）の冷媒の流れについて、図１６を参照しながら説明する。
エゼクタサイクルにより冷房運転が行われる場合、制御部１７０は第２開閉弁４２、第４開閉弁４４、第６開閉弁４６、第７開閉弁１４７および第８開閉弁１４８の弁を閉じる制御信号を出力し、第１開閉弁４１、第３開閉弁４３、第５開閉弁４５および第９開閉弁１４９を開く制御信号を出力する。さらに、第１圧縮機２７を運転する制御信号を出力し、第２圧縮機２８およびポンプ部１１４を停止する制御信号を出力する。
【０１３５】
なお、本実施形態の空調システム１０１において、エゼクタサイクルを用いて冷房運転が行われる場合の冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるため図１６に回路図を示して、その詳細な説明を省略する。
【０１３６】
次に、本実施形態の空調システム１０１において、蒸気圧縮サイクル（第２圧縮機２８およびエゼクタ２３を迂回したサイクル）を用いて冷房運転が行われる場合（Ｓ２４の場合）の冷媒の流れについて、図１７を参照しながら説明する。
【０１３７】
エゼクタサイクルにより冷房運転が行われる場合、制御部１７０は第２開閉弁４２、第３開閉弁４３、第５開閉弁４５、第７開閉弁１４７および第８開閉弁１４８の弁を閉じる制御信号を出力し、第１開閉弁４１、第４開閉弁４４および第６開閉弁４６の弁を開く制御信号を出力する。さらに第１圧縮機２７を運転する制御信号を出力し、第２圧縮機２８およびポンプ部１１４を停止する制御信号を出力する。
【０１３８】
なお、本実施形態の空調システム１０１において、蒸気圧縮サイクルを用いて冷房運転が行われる場合の冷媒の流れは、第１の実施形態と同様であるため図１７に回路図を示して、その詳細な説明を省略する。
【０１３９】
上記の構成の空調システム１０１のように冷媒が液タンク１１３およびポンプ部１１４を介して循環するポンプサイクルを選択肢に追加することにより、空調システム１０１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減をさらに図りやすくなる。つまり、インジェクションサイクル、および、エゼクタサイクルと比較して、空調システム１０１の運転状態および消費電力量との関係が異なるポンプサイクルを選択肢に加えることにより、より消費電力の削減に適したサイクルを選択しやすくなる。その結果として、空調システム１０１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減をさらに図りやすくなる。
【０１４０】
室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件を満たす場合、または、室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件、および、空調システム１０１の冷房負荷が所定の冷房負荷以下という条件を満たす場合の一方のときにポンプサイクルを選択して実行することにより、空調システム１０１が冷房運転を行う際に消費する電力の低減を図りやすくなる。つまり、ポンプサイクルは他のサイクルと比較して冷房運転時の消費電力が少ないものの、発揮できる冷房能力に限りがある。そのため、冷房能力を発揮させやすい室内外温度差が所定温度差以上という条件が満たされた場合、または、室内外温度差が所定の設定温度差以上という条件、および、空調システム１０１に求められる冷房負荷が大きくないという条件が満たされた場合の一方のときにポンプサイクルを実行する制御が行われる。この場合、空調システム１０１は求められる冷房負荷を満たしつつ、消費電力の削減を図ることができる。
【０１４１】
なお、上述の実施形態では圧縮サイクルが開始された際に、インジェクョンサイクルおよびエゼクタサイクルにより冷房運転が行われる例に適用して説明したが、図１８に示すようにインジェクションサイクルにより冷房運転が行われてもよい。
【０１４２】
インジェクションサイクルにより冷房運転が行われる場合、制御部１７０は第１開閉弁４１、第５開閉弁４５、第７開閉弁１４７、第８開閉弁１４８および第９開閉弁の弁を閉じる制御信号を出力し、第２開閉弁４２、第３開閉弁４３、第４開閉弁４４および第６開閉弁４６の弁を開く制御信号を出力する。さらに制御部１７０は、第１圧縮機２７および第２圧縮機２８を運転し、ポンプ部１１４を停止する制御信号を出力する。
【０１４３】
冷媒の流れは次に説明する通りとなる。第１圧縮機２７および第２圧縮機２８から吐出された高温高圧の気体冷媒は凝縮器１１に流入し、熱を外気に放出して凝縮する。凝縮器１１から流出した液体冷媒は第１膨張弁２１において減圧され気液二相の冷媒となり、第２気液分離器２２に流入する。第２気液分離器２２において分離された液体冷媒は、第２膨張弁２５に導かれ減圧されて蒸発器２６に流入する。
【０１４４】
蒸発器２６において室内空気の熱を吸収して蒸発した気体冷媒は、第１気液分離器２４に流入する。第１気液分離器２４で分離された気体冷媒は第１圧縮機２７に吸入される。その一方で、第２気液分離器２２で分離された気体冷媒は第２圧縮機２８に吸入される。第１圧縮機２７および第２圧縮機２８に圧縮された冷媒は凝縮器１１に向けて吐出される。
【０１４５】
その後のＳ１８の制御によって、第２気液分離器２２および第２圧縮機２８のバイパスが行われた際には、エゼクタサイクルにより冷房運転が継続されてもよいし、図１７に示す蒸気圧縮サイクルにより冷房運転が継続されてもよい。
【０１４６】
さらに第１の実施形態の変形例と同様に、外気温度（凝縮圧力）に対して制御を行う代わりに、室内温度（蒸発圧力）に対して制御を行ってもよい。この場合の制御を説明するフローチャートは図１０と同様であるため、その説明を省略する。
【０１４７】
なお、本発明の技術範囲は上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において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記の実施形態においては、フロン系の冷媒等を用いた蒸気圧縮サイクルを備えた空調システム１，１０１により構成されている例に適用して説明したが、その他にも超臨界サイクルを用いた空調システムや、冷媒として二酸化炭素を用いた空調システムなどを適用することができるものである。
【０１４８】
さらに、上記の実施形態では、ＩＴＣ装置などを構成する電子機器を、室内空気を介して冷却する例に適用して説明したが、室内空気の代わりにヒートシンクなどその他の媒体を介して冷却する例に適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１４９】
１，１０１…空調システム（冷凍機）、１１…凝縮器（高圧熱交換器）、１２…室外ファン部、２１…第１膨張弁（第１減圧部）、２２…第２気液分離器、２３…エゼクタ、２４…第１気液分離器、２５…第２膨張弁（第２減圧部）、２６…蒸発器（低圧熱交換器）、２７…第１圧縮機（第１圧縮部）、２８…第２圧縮機（第２圧縮部）、３１…第１バイパス流路（第１バイパス部）、３２…第２バイパス流路（第２バイパス部）、３３…第３バイパス流路（第３バイパス部）、４１…第１開閉弁（制御弁）、４２…第２開閉弁（制御弁）、４３…第３開閉弁（制御弁）、４４…第４開閉弁（制御弁）、４５…第５開閉弁（制御弁）、４６…第６開閉弁（制御弁）、７０，１７０…制御部、１１３…液タンク、１１４…ポンプ部、１３４…第４バイパス流路（第２バイパス部）、１４７…第７開閉弁（制御弁）、１４８…第８開閉弁（制御弁）、１４９…第９開閉弁（制御弁）
【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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