(57)【要約】【課題】垂下制御が行われる空気調和機に対して補助冷却装置を装着したときに、空気調和機の最大消費電力の増加を抑えることができる補助冷却装置を提供する。【解決手段】補助冷却装置は、噴霧が行われないと仮定した場合に空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定するために、外気温度の検出値が、所定の温度を超えたか否かを判断する（ステップＳ１１０）。外気温度が所定の温度を超えたときは、噴霧態様を噴霧量が抑制される噴霧パターンに変更する（ステップＳ１２０）。これにより、空気調和機を通常運転から垂下制御運転に変更させ、本来垂下制御が実行されるような運転状態で通常運転が継続して行われることを防止し、空気調和機の消費電力が補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなってしまうことを防止する。【選択図】図４
2008101872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、
前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、
空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、前記噴霧を中止する制御手段とを備える
ことを特徴とする補助冷却装置。
【請求項２】
冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、
前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、
空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、一定期間噴霧を中止するとともに、前記噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更する制御手段とを備える
ことを特徴とする補助冷却装置。
【請求項３】
冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、
前記噴霧を中止する第１噴霧態様と、一定期間噴霧を中止し、その後に前記噴霧の噴霧量を減少させる第２噴霧態様とのいずれかをユーザが選択できる選択手段と、
前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、
空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、前記選択された噴霧態様に基づいて噴霧を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする補助冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の補助冷却装置において、
前記推定手段は、外気温度が所定の温度を超えたときに、前記空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にある旨推定する
ことを特徴とする補助冷却装置。
【請求項５】
請求項４に記載の補助冷却装置において、
前記所定の温度が変更可能に構成される
ことを特徴とする補助冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の補助冷却装置において、
前記推定手段は、外気温度、室外機の吹き出し部の空気温度、空気調和機の消費電力、圧縮機の運転電流、圧縮機の冷媒出口部における冷媒圧力、圧縮機の冷媒入口部における冷媒圧力、圧縮機の吐出管温度、及び圧縮機の放熱板温度の少なくとも一つの検出値に基づいて、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にある旨推定する
ことを特徴とする補助冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機の室外機に搭載された熱交換器に対して水を噴霧し、熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和機の室外機の熱交換器を補助的に冷却して、冷房能力の増大、及び空気調和機の省電力化を図るようにした補助冷却装置が知られている。こうした補助冷却装置においては、特許文献１に示されるように、室外機に設けられる熱交換器に対して水を噴霧し、この水の顕熱及び蒸発潜熱を利用して熱交換器を冷却するようしている。この補助冷却装置は、室外機に設けられた圧縮機の作動により空気調和機が運転中であることを検出するとともに、外気温度等により熱交換器の冷却の要否を判断する。そして、熱交換器の冷却が必要である旨判断されたときは、予め設定された噴霧態様に基づいて水を噴霧する。
【０００３】
また、空気調和機においては、冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる、いわゆる垂下制御を実行するものが知られている。こうした垂下制御は、冷房負荷が増加した場合に各機能部品への過負荷を防止するために行われるものであり、例えば特許文献２に示されるように、インバータ圧縮機の吐出冷媒温度が所定の判定温度以上になるとインバータ圧縮機の上限周波数を制限して出力を低下させるように行われる。このため、空気調和機において垂下制御が実行されると、冷房能力が低下するとともに、使用電力量も減少する。
【特許文献１】特開２００６−１０１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０７０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、垂下制御が行われる空気調和機に対して上記の補助冷却装置が装着された場合、補助冷却装置によって冷房負荷が低減されるため、補助冷却装置が装着されていなければ垂下制御が実行されていた運転状態において、垂下制御が行われないことがある。すなわち、本来垂下制御が実行されるような運転状態においても、空気調和機は通常運転を継続するため、圧縮機が冷房負荷に伴ってその出力を増加させてしまう場合がある。このため、補助冷却装置を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなることがあり、所定時間内（例えば３０分）における平均消費電力量が、電力会社との契約によって定められた所定の契約電力量以上となって、最大需要電力に相当する電力基本料金が高くなるおそれがある。従って、省電力化を目的とする補助冷却装置の装着によって、コストメリットが損なわれてしまう可能性がある。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、垂下制御が行われる空気調和機に対して補助冷却装置を装着したときに、空気調和機の最大消費電力の増加を抑えることができる補助冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る補助冷却装置は、冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、前記噴霧を中止する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
同構成によれば、補助冷却装置は、水の噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定して、垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときには噴霧を中止する。このため、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態になると、噴霧を中止することによって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転に変更させることができる。従って、こうした運転状態で通常運転が継続して行われることに起因して、空気調和機の消費電力が補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなってしまうといった状況を回避することができる。すなわち、噴霧を中止することによって、垂下制御が実行される運転状態においては、補助冷却装置を装着しないときと同様の電力消費とすることができるため、補助冷却装置を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなることを防止することができる。その結果、補助冷却装置の装着により電力基本料金が高くなってしまうことを確実に抑えることができる。
【０００８】
また、本発明に係る補助冷却装置は、冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、一定期間噴霧を中止するとともに、前記噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
同構成によれば、補助冷却装置は、水の噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定して、垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときには、一定期間水の噴霧を中止するとともに、その後の噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更する。このため、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態になると、一定期間の噴霧の中止によって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転に変更させることができる。従って、こうした運転状態で通常運転が継続して行われることに起因して、空気調和機の消費電力が補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなってしまうといった状況を回避することができる。
【００１０】
そして、その後の噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更するため、空気調和機を垂下制御運転状態としながらも、圧縮機の出力を増加できるような状態にすることができる。圧縮機の出力を増加すると、垂下制御運転時における消費電力が水の噴霧を中止する場合に比して上昇するが、垂下制御運転時における冷房能力の低下を抑えるような運転状態にすることができる。
【００１１】
このようにして、補助冷却装置を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなること防止しつつ、垂下制御運転時の冷房能力をある程度確保するように構成することができる。
【００１２】
また、本発明に係る補助冷却装置は、冷房負荷が増加したときに容量制御自在な圧縮機の容量を強制的に減少させる垂下制御を実行する空気調和機に装着され、前記空気調和機の室外機の熱交換器に対して水を噴霧し、前記熱交換器を補助的に冷却する補助冷却装置において、前記噴霧を中止する第１噴霧態様と、一定期間噴霧を中止し、その後に前記噴霧の噴霧量を減少させる第２噴霧態様とのいずれかをユーザが選択できる選択手段と、前記噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する推定手段と、空気調和機が前記運転状態にある旨推定されたときに、前記選択された噴霧態様に基づいて噴霧を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、補助冷却装置は、水の噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定して、垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときには、ユーザが選択した第１噴霧態様又は第２噴霧態様で噴霧が行われるように制御する。第１噴霧態様が選択されると、噴霧が中止されるため、上述したように最大消費電力の増加を抑えつつ垂下制御運転中の電力消費も抑えるような仕様にすることができる。一方、第２噴霧態様が選択されると、一定期間水の噴霧を中止してその後の噴霧量を減少させるため、上述したように最大消費電力の増加を抑えつつ垂下制御運転中の冷房能力をある程度確保できるような仕様にすることができる。このため、ユーザの要求により、空気調和機の運転態様を任意に選択することができる。
【００１４】
また、上記の構成において、前記推定手段は、外気温度が所定の温度を超えたときに、前記空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するようにしてもよい。
同構成によれば、外気温度が所定の温度を超えたときに、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するため、冷房負荷を室外機の吸い込み温度に置き換えて、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあることを容易に推定し、噴霧態様を変更することができる。
【００１５】
また、この場合に、前記所定の温度が変更可能に構成されるようにしてもよい。
同構成によれば、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する際に外気温度と比較される所定の温度が、変更可能に構成されているため、補助冷却装置が装着される空気調和機の垂下制御の仕様に整合させるように所定の温度を設定し、精度良く前記推定を行うようにすることができる。また、様々な仕様の空気調和機に対応可能な補助冷却装置とすることができる。
【００１６】
また、上記の構成において、前記推定手段は、外気温度、室外機の吹き出し部の空気温度、空気調和機の消費電力、圧縮機の運転電流、圧縮機の冷媒出口部における冷媒圧力、圧縮機の冷媒入口部における冷媒圧力、圧縮機の吐出管温度、及び圧縮機の放熱板温度の少なくとも一つの検出値に基づいて、空気調和機が前記垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するようにしてもよい。
【００１７】
同構成によれば、空気調和機の様々な状態量の検出値、又は各検出値の組み合わせに基づいて、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するため、前記推定をより精度良く行うようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、補助冷却装置を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなることを防止することができ、省電力化を図るための補助冷却装置の装着により電力基本料金が高くなってしまうといった状況を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜１０を参照して、本発明を具体化した補助冷却装置の一実施形態について説明する。
図１は補助冷却装置を搭載した空気調和機の室外機の概略断面図である。室外機１０は、ビルの屋上等に配置されるとともに、図示しない室内機に連絡配管を介して接続されている。室外機１０は、ケーシング１１内の一側面側に配置された熱交換器１２と、この熱交換器１２に対向するようにケーシング１１の他側面側に配置されたファン１３とを備えている。空気調和機の運転時には、ファン１３の回転によって熱交換器１２側から外気を吸入する。熱交換器１２は、複数のフィン１４に複数の冷媒管１５を貫通させて構成され、冷房運転時にはファン１３により吸い込まれた空気と熱交換を行い、冷媒管１５内を流通する冷媒を冷却する。
【００２０】
室外機１０には、冷房運転時に熱交換器１２に対して水を噴霧し、熱交換器１２を補助的に冷却する補助冷却装置２０が装着されている。補助冷却装置２０は、熱交換器１２に対して水を噴霧するノズル２１と、水の噴霧態様を制御する制御部２２とを備える。ノズル２１は、取付枠２３により室外機１０に取り付けられるとともに、制御部２２を介して水が供給される給水配管２４に接続されている。制御部２２は、室外機１０の上面に配置され、空気調和機の運転状態に基づいてノズル２１から噴霧される水の噴霧タイミングや噴霧パターンを制御する。ノズル２１から熱交換器１２に対して水が噴霧されると、噴霧された水の顕熱及び蒸発潜熱によって、熱交換器１２が冷却され、冷房能力が増大する。
【００２１】
図２は室外機１０及び補助冷却装置２０の構成を示すブロック図である。室外機１０は、容量制御自在なインバータ圧縮機１６（以下、単に圧縮機という）と、圧縮機１６を駆動制御する圧縮機回路１７とを備える。圧縮機回路１７は、冷房負荷等に応じて圧縮機１６の駆動周波数を変更し、冷媒回路を循環する冷媒量を制御する。圧縮機１６から吐出された冷媒は、熱交換器１２で熱交換されて空気調和機の室内機に導かれる。なお、圧縮機回路１７には、電源３０から電力が供給される。
【００２２】
補助冷却装置２０の制御部２２は、補助冷却装置２０の制御を司るコントローラ２５と、給水配管２４上に配置された電磁弁２６と、外気温度を検出するサーミスタ２７とを備える。制御部２２は、室外機１０の圧縮機回路１７と接続されており、圧縮機１６の作動と連動して、電源３０から制御部２２に電力が供給されるように構成されている。
【００２３】
電磁弁２６は、開弁状態と閉弁状態との間で切り換えられる切換弁であり、コントローラ２５によって開閉駆動される。電磁弁２６の開弁時には、図示しない給水設備から給水配管２４を介してノズル２１に水が供給され、ノズル２１から熱交換器１２に対して水が噴霧される。
【００２４】
サーミスタ２７の検出信号はコントローラ２５に入力される。コントローラ２５は、サーミスタ２７の検出信号により外気温度が所定の温度以上になったことを検出すると、冷房負荷が大きくなったと判断して、ノズル２１から水の噴霧を行う。すなわち、補助冷却装置２０は、圧縮機１６が作動中であり且つ外気温度が所定の温度以上となる条件において水の噴霧を開始する。
【００２５】
また、制御部２２は、垂下温度設定部２８と噴霧パターン選択部２９とを備える。垂下温度設定部２８及び噴霧パターン選択部２９は、後述する噴霧制御に対してユーザが所定の条件を入力するために設けられる。
【００２６】
次に、空気調和機において、外気温度が変化したときの各状態量の変化を図３を参照して説明する。図３（ａ）は高圧（凝縮圧力）の変化、図３（ｂ）は冷房能力の変化、図３（ｃ）は空気調和機の消費電力比の変化、図３（ｄ）は圧縮機１６の駆動周波数の変化、図３（ｅ）は圧縮機１６の運転電流の変化をそれぞれ示している。図中の実線Ａ及び破線Ｂは、空気調和機に定格冷房負荷が作用したときの各変化を示したものであり、実線Ａは空気調和機の室外機１０に補助冷却装置２０を装着した場合の状態、破線Ｂは空気調和機の室外機１０に補助冷却装置２０を装着しない場合の状態をそれぞれ示している。なお、図３（ｃ）に示す消費電力比は、外気温度が３５℃のときのＢの消費電力を基準とした場合における消費電力の比率を示している。
【００２７】
空気調和機は、図３（ｂ）に示すように、所定の冷房能力を発揮するように作動するため、図３（ｄ）に示すように、外気温度の上昇に伴って圧縮機１６の駆動周波数を大きくし、その出力を増加させる。このため、図３（ｅ）及び図３（ｃ）に示すように、外気温度の上昇に伴って圧縮機１６の運転電流及び空気調和機の消費電力比が増加するとともに、図３（ａ）に示すように、外気温度の上昇に伴って高圧が上昇する。
【００２８】
ここで、補助冷却装置２０を装着した場合（Ａ）と装着しない場合（Ｂ）とを比較する。補助冷却装置２０による水の噴霧は、外気温度が３０℃以上になったときに行われる。Ａ及びＢのいずれの場合も、空気調和機は図３（ｂ）に示すように所定の冷房能力を発揮しようとするため、水の噴霧によって熱交換器１２の冷却能力が高められているＡは、図３（ａ）に示すようにＢに比べて高圧が下げられる。このため、圧縮機１６の仕事量を少なくすることができ、図３（ｄ）及び図３（ｅ）に示すように、Ａにおける圧縮機１６の駆動周波数及び運転電流は、Ｂに比べて減少する。従って、Ａの消費電力比はＢの消費電力比に比べて減少するため、補助冷却装置２０の装着によって省電力化が図られる。
【００２９】
また、この空気調和機においては、冷房負荷が増加したときに圧縮機１６の容量を強制的に減少させる垂下制御が実行される。垂下制御は、冷房負荷が増加した場合に各機能部品への過負荷を防止し、これらの部品を保護するために行われるものである。空気調和機は、高圧の上昇や、圧縮機１６の駆動電流の上昇を検出すると、圧縮機１６の上限周波数を制限して出力を低下させる。
【００３０】
外気温度が上昇すると、圧縮機１６の運転電流、又は高圧が所定のレベルを超えて上昇するため、上記の垂下制御が実行される。Ａは、熱交換器１２の冷却能力の上昇によって、圧縮機１６の運転電流、及び高圧がＢに比べて低くなるため、垂下制御の実行される運転領域がＢに比べて狭くなる。図３で見ると、Ｂは外気温度が４３℃以上の運転領域において垂下制御が実行されるが、Ａは外気温度が４３℃以上の運転領域においても垂下制御が実行されない。
【００３１】
垂下制御が実行されると、図３のＢに示されるように、高圧が上昇しないような運転状態に制御される。このため、圧縮機１６の駆動周波数は低下されて、その出力が制限される。従って、圧縮機１６の運転電流及び空気調和機の消費電力比が外気温度の上昇に伴って減少し、冷房能力が低下する。なお、上記のＢに示す状態量の変化は、冷房負荷が定格冷房負荷の場合の変化を示したものであるが、冷房負荷が大きい場合には、より低い外気温度の運転状態においても垂下制御が実行される。一例として、冷房負荷が最大冷房負荷となる場合の消費電力比の変化を図３の一点鎖線Ｃに示す。同図に示すように、冷房負荷が最大冷房負荷となる場合には、高圧及び圧縮機１６の出力がＢよりも大きくなるため、外気温度が３９℃以上の運転領域において垂下制御が実行される。このように、冷房負荷が大きくなるほど、垂下制御が実行される運転領域が広くなっていく。なお、この場合の消費電力比は、垂下制御の開始点となる外気温度（Ｂの場合は４３℃、Ｃの場合は３９℃）において最大となる。
【００３２】
一方、補助冷却装置２０が装着されたＡの場合は、Ｂ又はＣで垂下制御が実行されるような運転領域においても垂下制御が実行されることなく、外気温度の上昇に伴って圧縮機１６が出力を増加していく。このため、Ａの最大消費電力は、Ｂ又はＣの最大消費電力を超えてしまうことがある。その結果、所定時間内における平均消費電力量が、電力会社との契約によって定められた所定の契約電力量以上となって、最大需要電力に相当する電力基本料金が高くなるおそれがある。本実施形態の補助冷却装置２０は、省電力化を目的とする補助冷却装置の装着によって、コストメリットが損なわれてしまうことを防止するために、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなることを防止するような制御を行う。以下に、補助冷却装置２０が実施する制御について説明する。
【００３３】
図４は補助冷却装置２０のコントローラ２５が実行する最大需要電力抑制ルーチンのフローチャートを示している。コントローラ２５は、補助冷却装置２０から通常の噴霧パターンにより噴霧が行われるときに、この最大需要電力抑制ルーチンを繰り返し実行する。最大需要電力抑制ルーチンが開始されると、コントローラ２５は、噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する。コントローラ２５は、サーミスタ２７による外気温度の検出値が、所定の温度を超えたか否かを判断することによって前記運転状態にあるか否かを推定する（ステップＳ１１０）。
【００３４】
図３の空気調和機では、定格冷房負荷の状態で噴霧が行われないＡの場合において、外気温度が４３℃を超えると垂下制御を実行する運転状態にあることが推定される。このため、所定の温度を４３℃と設定し、外気温度が４３℃を超えたことをもって、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定する。なお、垂下制御が開始される運転領域は、空気調和機の仕様によって異なってくるため、前記所定の温度は、補助冷却装置２０の装着時に、垂下温度設定部２８により任意の温度に設定することができる。例えば、垂下温度設定部２８は、所定の温度として、４０℃、４３℃、４５℃の３つの温度が選択できるように構成され、ユーザがいずれかの温度を選択することで、所定の温度が設定されるようにすることができる。ここで、サーミスタ２７及びコントローラ２５は、推定手段に相当する。
【００３５】
そして、外気温度が所定の温度を超えて（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときに、制御手段としてのコントローラ２５は、噴霧態様を噴霧量が抑制される噴霧パターンに変更する（ステップＳ１２０）。すなわち、通常の噴霧パターンＸから噴霧量が抑制される噴霧パターンに変更する。ステップＳ１２０で変更される噴霧パターンとしては、噴霧を中止する噴霧パターンＹ（第１噴霧態様）と、一定期間噴霧を中止し、その後に前記噴霧の噴霧量を減少させる噴霧パターンＺ（第２噴霧態様）とがあり、これらの２つの噴霧パターンからユーザによって選択されたいずれかの噴霧パターンが用いられる。このような噴霧パターンの選択は、選択手段としての噴霧パターン選択部２９からの入力により行われる。例えば、噴霧パターン選択部２９は、噴霧停止ＳＷがＯＮ／ＯＦＦ切り替え可能に構成され、噴霧停止ＳＷがＯＮ時には噴霧パターンＹが選択され、噴霧停止ＳＷがＯＦＦ時には噴霧パターンＺが選択されるようにすることができる。
【００３６】
図５は各噴霧パターンの噴霧態様を示すタイムチャートである。図５（ａ）は通常の噴霧パターンＸ、すなわち外気温度が所定の温度を超えるまでの噴霧態様であり、噴霧が行われる噴霧期間Ｔ１と噴霧が停止される乾燥期間Ｔ２とが交互に設けられる。図５（ｂ）は噴霧パターンＹの噴霧態様を示したものである。噴霧パターンＹは、噴霧期間が設定されず、水の噴霧が完全に中止される。図５（ｃ）は噴霧パターンＺの噴霧態様を示したものである。噴霧パターンＺは、一定期間Ｔ３噴霧が中止され、その後に噴霧期間Ｔ４と乾燥期間Ｔ５とが交互に設けられるような噴霧態様である。噴霧期間Ｔ４は、噴霧パターンＺの噴霧期間Ｔ１と同様の長さであるが、乾燥期間Ｔ５は、噴霧パターンＺの乾燥期間Ｔ２よりも長くなるように設定される。
【００３７】
ユーザにより噴霧パターン選択部２９で噴霧パターンＹが選択されている場合、ステップＳ１２０において、噴霧パターンＸから噴霧パターンＹに変更される。このとき、図５（ｂ）に示すように噴霧が中止されるため、空気調和機は補助冷却装置２０が装着されていない状態と同様の状態となる。すなわち、空気調和機に定格冷房負荷が作用している場合においては、空気調和機の運転状態が、図３におけるＡの外気温度が４３℃の状態からＢの外気温度が４３℃の状態に移行する。従って、圧縮機１６の運転電流及び高圧が上昇するため、空気調和機は垂下制御運転を開始する。また、空気調和機に最大冷房負荷が作用している場合においても、通常運転状態からＣの外気温度が４３℃の状態に移行し、垂下制御運転が開始される。
【００３８】
このように、噴霧パターンＹが選択されている場合には、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態（本実施形態では外気温度が４３℃以上）になると、噴霧を中止することによって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転を変更させる。そして、垂下制御運転時においては噴霧が行われないため、このときの電力消費が補助冷却装置２０を装着しないときの電力消費と同一となる。
【００３９】
図６の実線Ｄは、噴霧パターン選択部２９で噴霧パターンＹが選択されている場合に、空気調和機に最大冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したものである。外気温度が４３℃以下のときは、通常の噴霧パターンＸにより噴霧が行われるため、実線Ｄが図３におけるＣよりも低い消費電力比となる。また、外気温度が４３℃を超えるときは、噴霧が中止されて垂下制御が行われるため、図３におけるＣと同様の消費電力比となる。このため、図６に示すように、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力よりも消費電力比Ｅ分だけ低減される。なお、図６では空気調和機に最大冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したが、比較的大きな冷房負荷が作用している場合においても、図６と同様の態様をもって最大消費電力が低減される。このように、空気調和機に作用する冷房負荷が大きい場合には、補助冷却装置２０の装着によって、最大消費電力を確実に低減することができる。
【００４０】
また、図７の実線Ｆは、空気調和機に定格冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したものである。この場合、外気温度が４３℃以下のときは、通常の噴霧パターンＸにより噴霧が行われるため、実線Ｆが図３におけるＡと同様の消費電力比となる。また、外気温度が４３℃を超えるときは、噴霧が中止されて垂下制御が行われるため、図３におけるＢと同様の消費電力比となる。このため、図７に示すように、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力を、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力と同等にすることができる。従って、空気調和機の冷房負荷が定格冷房負荷である場合においても、最大消費電力が増加することを防止することができる。また、冷房負荷が定格冷房負荷以下である場合には、外気温度が４３℃となって噴霧が中止されても垂下制御が行われないが、そのときの消費電力が補助冷却装置２０を装着しないときの消費電力と同等となるだけで、最大消費電力が増加することはない。
【００４１】
一方、ユーザにより噴霧パターン選択部で噴霧パターンＺが選択されている場合、ステップＳ１２０において、噴霧パターンＸから噴霧パターンＺに変更される。このとき、図５（ｃ）に示すように一定期間Ｔ３噴霧が中止されるため、この期間中、空気調和機は補助冷却装置２０が装着されていない状態と同様の状態となる。このため、噴霧パターンＹが選択されている場合と同様に、空気調和機は垂下制御運転を開始する。そして、一定期間Ｔ３の経過後、図５（ｃ）に示すように噴霧量が減少する噴霧態様に変更されるため、空気調和機を垂下制御運転状態としながらも、熱交換器１２の冷却能力をある程度上昇させるような運転状態とすることができる。すなわち、垂下制御運転状態にあっても、高圧の上昇を抑えつつ、圧縮機１６の出力を増加できるような状態にすることができ、垂下制御運転時の冷房能力の低下を抑えるようにすることができる。
【００４２】
このように、噴霧パターンＺが選択されている場合には、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態になると、一定期間噴霧を中止することによって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転を変更させる。そして、一定期間経過後に噴霧量が減少する噴霧態様に変更して、垂下制御運転時における冷房能力の低下を抑えるような運転状態にする。
【００４３】
図８の実線Ｇは、噴霧パターン選択部２９で噴霧パターンＺが選択されている場合に、空気調和機に最大冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したものである。外気温度が４３℃以下のときは、通常の噴霧パターンＸにより噴霧が行われるため、実線Ｇが図３におけるＣよりも低い消費電力比となる。また、外気温度が４３℃を超えるときは、垂下制御が行われるとともに、噴霧量が減少されて圧縮機１６の出力がある程度上昇する運転状態となるため、図３におけるＣよりもやや大きい消費電力比となるが、外気温度の上昇に伴って消費電力比が低下していく。このため、図８に示すように、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力が、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力よりも消費電力比Ｈ分だけ低減され、その低減分は図６の消費電力比Ｅと同一になる。なお、図８では空気調和機に最大冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したが、比較的大きな冷房負荷が作用している場合においても、図８と同様の態様をもって最大消費電力が低減される。このように、空気調和機に作用する冷房負荷が大きい場合には、補助冷却装置２０の装着によって、最大消費電力を確実に低減しつつ、垂下制御運転時の冷房能力をある程度確保できるようにすることができる。
【００４４】
また、図９の実線Ｉは、空気調和機に定格冷房負荷が作用しているときの消費電力比の変化を示したものである。この場合、外気温度が４３℃以下のときは、通常の噴霧パターンＸにより噴霧が行われるため、実線Ｉが図３におけるＡと同様の消費電力比となる。また、外気温度が４３℃を超えるときは、垂下制御が行われるとともに、噴霧量が減少されて圧縮機１６の出力がある程度上昇する運転状態となるため、図３におけるＢよりもやや大きい消費電力比となるが、外気温度の上昇に伴って消費電力比が低下していく。このため、図９に示すように、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力を、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力と同等にすることができる。従って、空気調和機の冷房負荷が定格冷房負荷である場合においても、最大消費電力が増加することを防止しつつ、垂下制御運転時の冷房能力をある程度確保できるようにすることができる。また、冷房負荷が定格冷房負荷以下である場合には、外気温度が４３℃となって噴霧が中止されても垂下制御が行われないが、その後の噴霧パターンＺの噴霧によって、補助冷却装置２０を装着しないときよりも消費電力の低減を図ることができる。
【００４５】
以上のように、噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺのいずれの噴霧パターンが選択された場合においても、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力を、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力に比べて、低減させる或いは少なくとも同等にすることができる。特に、空気調和機の冷房負荷が定格冷房負荷よりも大きくなる場合には、図６，８に示すように、最大消費電力を好適に低減することができる。そして、噴霧パターンＹが選択された場合には、垂下制御運転時の電力消費が極力抑えられるように運転され、噴霧パターンＺが選択された場合には、垂下制御運転時の冷房能力がある程度確保されるように運転される。
【００４６】
そして、コントローラ２５は、ステップＳ１２０において噴霧パターンを変更した後、この最大需要電力抑制ルーチンを終了する。なお、外気温度が所定の温度を超えていないとき（ステップＳ１１０においてＮＯ）は、通常の噴霧パターンＸを引き続き実行し（ステップＳ１３０）、この最大需要電力抑制ルーチンを終了する。
【００４７】
図１０は上記のように制御される補助冷却装置２０の動作状態の変化をまとめたものである。補助冷却装置２０は、噴霧が停止される噴霧停止状態Ｊと、通常の噴霧パターンＸで噴霧が行われる通常噴霧状態Ｋと、噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺのように噴霧量が抑制される噴霧量抑制状態Ｌとをとる。噴霧停止状態Ｊから通常噴霧状態Ｋへの状態移行ａは、サーミスタ２７により検出される外気温度が３０℃以上となり、且つ圧縮機１６が作動している条件で行われる。逆に、通常噴霧状態Ｋから噴霧停止状態Ｊへの状態移行ｂは、外気温度が３０℃未満となるか、又は圧縮機１６の作動が停止されるかの条件で行われる。
【００４８】
また、通常噴霧状態Ｋから噴霧量抑制状態Ｌへの状態移行ｃは、サーミスタ２７により検出される外気温度が垂下温度設定部２８において設定された所定の温度を超え、且つ圧縮機１６が作動している条件で行われる。逆に、噴霧量抑制状態Ｌから通常噴霧状態Ｋへの状態移行ｄは、外気温度が所定の温度以下になり、且つ圧縮機１６が作動している条件で行われる。なお、噴霧量抑制状態Ｌにおいて圧縮機１６の作動が停止されると、噴霧量抑制状態Ｌから噴霧停止状態Ｊへと直接移行する。
【００４９】
このようにして、補助冷却装置２０は、通常噴霧状態Ｋにおいて冷房能力の増大及び空気調和機の省電力化を図るとともに、冷房負荷が大きくなると噴霧量抑制状態Ｌに移行して、空気調和機の垂下制御の実行により電力消費量を抑えるように制御する。
【００５０】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、補助冷却装置２０は、噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを外気温度により推定する。そして、垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときに、噴霧パターン選択部２９で噴霧パターンＹが選択されている場合には、噴霧を中止するように制御する。このため、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態にあるときには、噴霧を中止することによって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転に変更させることができる。従って、本来垂下制御が実行されるような運転状態で通常運転が継続して行われることを防止し、空気調和機の消費電力が補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなってしまうことを防止することができる。その結果、補助冷却装置２０の装着により空気調和機の最大消費電力を削減することが可能となり、電力基本料金が高くなることを確実に抑えることができる。
【００５１】
（２）上記実施形態では、補助冷却装置２０は、噴霧が行われないと仮定した場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを外気温度により推定する。そして、垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときに、噴霧パターン選択部２９で噴霧パターンＺが選択されている場合には、一定期間水の噴霧を中止するとともに、その後の噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更する。このため、空気調和機が本来垂下制御を実行するような運転状態にあるときには、一定期間の噴霧の中止によって、空気調和機を通常運転から垂下制御運転に変更させることができる。従って、本来垂下制御が実行されるような運転状態で通常運転が継続して行われることを防止し、空気調和機の消費電力が補助冷却装置を装着しない場合の最大消費電力よりも大きくなってしまうことを防止することができる。その結果、補助冷却装置２０の装着により空気調和機の最大消費電力を削減することが可能となり、電力基本料金が高くなることを確実に抑えることができる。そして、その後の噴霧を噴霧量が減少する噴霧態様に変更するため、空気調和機を垂下制御運転状態としながらも、圧縮機１６の出力を増加できるような状態にすることができる。このため、垂下制御運転時における冷房能力の低下を抑えるような空気調和機の運転状態にすることができる。
【００５２】
（３）上記実施形態では、補助冷却装置２０は、噴霧が行われないと仮定した場合に空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときには、ユーザが噴霧パターン選択部２９で選択した噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺで噴霧が行われるように制御する。このため、噴霧パターンＹが選択された場合には、垂下制御運転時の電力消費が極力抑えられる運転態様とし、噴霧パターンＺが選択された場合には、垂下制御運転時の冷房能力がある程度確保される運転態様とすることができ、ユーザの要求により空気調和機の運転態様を任意に選択することができる。
【００５３】
（４）上記実施形態では、サーミスタ２７により検出される外気温度が所定の温度を超えたときに、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定する。このため、冷房負荷を室外機１０の吸い込み温度に置き換えて、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあることを容易に推定することができる。なお、垂下制御が開始される実際の外気温度は空気調和機の冷房負荷によって異なってくるが、冷房負荷の変動があっても、図６〜９に示すように、補助冷却装置２０を装着した場合の最大消費電力を、補助冷却装置２０を装着しない場合の最大消費電力に比べて、低減させる或いは少なくとも同等にすることができる。
【００５４】
（５）上記実施形態では、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを推定する際に外気温度と比較される所定の温度が、垂下温度設定部２８でのユーザの入力により変更可能に構成されている。このため、補助冷却装置２０が装着される空気調和機の垂下制御の仕様に整合させるように所定の温度を設定することができ、精度良く前記推定を行うようにすることができる。また、様々な仕様の空気調和機に対応可能な補助冷却装置２０とすることができる。
【００５５】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、噴霧パターン選択部２９により噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺをユーザが選択できるようにしているが、噴霧パターン選択部２９を設けずに構成して、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定されたときに、噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺのいずれかに固定された噴霧パターンが実行されるようにしてもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、噴霧パターン選択部２９により噴霧パターンＹ又は噴霧パターンＺを選択できるようにしているが、噴霧量が抑制される３つ以上の噴霧パターン設定し、それらのうちから１つの噴霧パターンを選択できるように構成してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、電磁弁２６の開閉駆動により水の噴霧量を調整するようにしているが、電磁弁２６を開度が変更できるように構成し、その開度調整により水の噴霧量を調整するようにしてもよい。この場合、噴霧パターンＸ及び噴霧パターンＺを、電磁弁２６の開度調整を付加することにより様々な噴霧態様にすることができる。
【００５８】
・上記実施形態では、垂下温度設定部２８により外気温度と比較される所定の温度をユーザが変更できるようにしているが、垂下温度設定部２８を設けずに構成して、外気温度が予め決められた一定の温度を超えた場合に、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するようにしてもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、外気温度が所定の温度を超えたときに、噴霧が行われないと仮定した場合に空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にある旨推定するようにしているが、外気温度以外の検出値によって前記推定をするようにしてもよい。例えば、室外機１０の吹き出し部の空気温度、空気調和機の消費電力、圧縮機１６の運転電流、圧縮機１６の冷媒出口部における冷媒圧力、圧縮機１６の冷媒入口部における冷媒圧力、圧縮機１６の吐出管１８の温度、圧縮機１６の放熱板の温度等を検出し、これらの単独の検出値や、検出値の組み合わせに基づいて、前記推定をするようにしてもよい。これらの様々な検出値は、冷房負荷の増加に伴って大きくなるため、その変化状態に基づいて、空気調和機が垂下制御を実行する運転状態にあるか否かを、より精度よく推定することができる。
【００６０】
・上記実施形態では、補助冷却装置２０の制御部２２には、圧縮機１６の作動と連動して電源３０から電力が供給されるように構成されているが、制御部２２に電力が常時供給されるようにして、吐出管１８の温度等により圧縮機１６の作動を検出するように構成してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、１台の室外機１０に対して水を噴霧する補助冷却装置２０に本発明を適用したが、複数台の室外機に対して水を噴霧する補助冷却装置についても同様の原理をもって本発明を適用することができる。
【００６２】
・上記実施形態では、補助冷却装置２０が装着される空気調和機として、インバータ圧縮機１６を搭載した空気調和機を用いているが、容量制御自在な圧縮機を搭載して垂下制御が実行される空気調和機であれば、インバータ圧縮機以外の圧縮機を搭載した空気調和機を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】補助冷却装置を搭載した空気調和機の室外機の概略断面図。
【図２】室外機及び補助冷却装置の構成を示すブロック図。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は外気温度が変化したときの空気調和機の各状態量の変化を示すグラフ。
【図４】最大需要電力抑制ルーチンのフローチャート。
【図５】（ａ）は通常の噴霧パターンのタイムチャート、（ｂ），（ｃ）は噴霧量を抑制した噴霧パターンのタイムチャート。
【図６】最大冷房負荷状態において最大需要電力抑制ルーチンを実行したときの消費電力比の変化を示すグラフ。
【図７】定格冷房負荷状態において最大需要電力抑制ルーチンを実行したときの消費電力比の変化を示すグラフ。
【図８】最大冷房負荷状態において最大需要電力抑制ルーチンを実行したときの消費電力比の変化を示すグラフ。
【図９】定格冷房負荷状態において最大需要電力抑制ルーチンを実行したときの消費電力比の変化を示すグラフ。
【図１０】補助冷却装置の動作状態の変化を示す概略図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…室外機、１２…熱交換器、１６…インバータ圧縮機、２０…補助冷却装置、２１…ノズル、２２…制御部、２５…コントローラ、２６…電磁弁、２７…サーミスタ、２８…垂下温度設定部、２９…噴霧パターン選択部。
【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】
2008101872.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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