(57)【要約】【課題】直膨式冷却回路を冷却手段として使用する空調方法や空調機において，消費電力の削減を図りながら，吹き出し空気温度の精密制御を可能にする。【解決手段】蒸発器４，インバータ圧縮機１，凝縮器２，電子膨張弁３を有し，吸い込み空気Ａを蒸発器４によって冷却する直膨式の冷却回路Ｘを有する。蒸発器出口空気Ｂの温度を温度センサ２１で測定し，その測定結果に基づいてインバータ圧縮機１の回転数を制御器２２で制御して，蒸発器出口空気温度Ｂを，吹出し空気Ｃの目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御する。その後は電気ヒータ５によって吹出し空気Ｃの温度を目標値±０．１［℃］以下に制御する。【選択図】  図１
2004353916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器，インバータ圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を用い，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，吹出し空気の温度の目標値±０．１［℃］以下に制御する方法において，
前記蒸発器の出口空気側の温度を測定し，当該測定結果に基づいて前記インバータ圧縮機の回転数を制御して，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御することを特徴とする，温度制御方法。
【請求項２】
前記インバータ圧縮機の回転数を制御するにあたり，定格の２０％以下の低負荷時においては，圧縮機周波数を上げることで前記圧縮機の吐出側と吸込側の冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御を行うことを特徴とする，請求項１に記載の温度制御方法。
【請求項３】
前記冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御から，測定結果に基づく前記インバータ圧縮機の回転数制御への切替にあたっては，圧縮機周波数の変化速度が所定の上限値を超えないように圧縮機周波数を変化させることを特徴とする，請求項２に記載の温度制御方法。
【請求項４】
蒸発器，圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を用い，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，目標値±０．１［℃］以下に制御する方法において，
前記蒸発器と圧縮機との間に，前記凝縮器を迂回する，冷媒のバイパス経路を設け，
前記バイパス経路に冷媒制御弁を設け，
前記蒸発器の出口空気側の温度を測定し，当該測定結果に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御することを特徴とする，温度制御方法。
【請求項５】
蒸発器，圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を用い，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，目標値±０．１［℃］以下に制御する方法において，
前記蒸発器と凝縮器との間に，前記圧縮機を迂回する，冷媒のバイパス経路を設け，
前記バイパス経路に冷媒制御弁を設け，
前記蒸発器の出口空気側の温度を測定し，当該測定結果に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御することを特徴とする，温度制御方法。
【請求項６】
蒸発器，インバータ圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を有し，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，吹出し空気の温度の目標値±０．１［℃］以下に制御する空調機において，
前記蒸発器の出口空気側の空気温度を測定する温度センサと，
前記温度センサからの信号に基づいて前記インバータ圧縮機の回転数を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御する制御器と，
を備えたことを特徴とする，空調機。
【請求項７】
蒸発器，圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を有し，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，目標値±０．１［℃］以下に制御する空調機において，
前記蒸発器と圧縮機との間に設けられて前記凝縮器を迂回する，冷媒のバイパス経路と，
前記バイパス経路に設けられた冷媒制御弁と，
前記蒸発器の出口空気側の空気の温度を測定する温度センサと，
前記温度センサからの信号に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御する制御器と，を備えたことを特徴とする，空調機。
【請求項８】
蒸発器，圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を有し，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，目標値±０．１［℃］以下に制御する空調機において，
前記蒸発器と凝縮器との間に設けられて前記圧縮機を迂回する，冷媒のバイパス経路と，
前記バイパス経路に設けられた冷媒制御弁と，
前記蒸発器の出口空気側の空気の温度を測定する温度センサと，
前記温度センサからの信号に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御する制御器と，を備えたことを特徴とする，空調機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，直膨式の冷却回路を有し，クリーンルームなどを空調する空調機において，吹出し空気の温度を精密制御する温度制御方法及び空調機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吹き出し温度を設定値±０．１［℃］以下に精密制御する空調機では，吸込み空気を冷却して，ヒータで空気を再熱する方法が用いられている。図９に基づいてその構成例を説明すると，吸込み空気Ａを冷却する手段としては，圧縮機１０１，凝縮器１０２，膨張弁（あるいはキャピラリー）１０３，蒸発器１０４と，これらを接続する冷媒管路１０５などで構成された，冷媒による直膨冷却回路で行う方法が一般的である。そして吸込み空気Ａは，例えば冷却コイルとして構成される蒸発器１０４を通過する際に冷却される。冷却された蒸発器出口空気Ｂは，電気ヒータ１０５によって加熱され，ファン１０６によって吹出し空気Ｃとして送風されるようになっている。なお圧縮機１０１，凝縮器１０２，膨張弁（あるいはキャピラリー）１０３，蒸発器１０４と，これらを接続する冷媒管路１０５などで構成された直膨冷却回路を冷却回路Ｘとする。
【０００３】
そして電気ヒータ１０５の下流側には，温度センサ１０７が配置されており，吹出し空気Ｃの温度を測定し，その結果に基づいてヒータ制御器１０８が電気ヒータ１０５を制御して，吹出し空気Ｃの温度が設定温度±０．１［℃］以下に制御される。そして以上のような直膨冷却を行う場合は，圧縮機１０１は通常フルロードで運転されていた。なお電気ヒータ１０５，ファン１０６，温度センサ１０７，ヒータ制御器１０８で構成された，蒸発器出口空気Ｂの加熱用の回路を再熱回路Ｙとする。
【０００４】
その他，クリーンルーム内の温度を±１［℃］以下に程度に制御する方法として，吸込み空気温度を検出し，その負荷変動に応じて，段階的に冷却能力を調整するステップ方法の制御方法がある（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６６２３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図９に示した従来技術では，圧縮機１０１を常時フルロードで運転しているため，電気ヒータ１０５で目標値まで加熱するのに必要な消費電力が多いという問題があった。
【０００７】
一方特許文献１に示された従来技術では，圧縮機を常時フルロード運転する図９の技術よりは消費電力を削減することができるが，機器の発停を伴うため，吹き出し温度で目標値±０．１［℃］以下を実現することは非常に難しく，また機器（特に圧縮機）の耐久性も問題となっていた。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり，直膨式冷却回路を冷却手段として使用する空調方法や空調機において，消費電力の削減を図りながら，吹き出し空気温度の精密制御を可能にすることをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，本発明は，蒸発器，インバータ圧縮機，凝縮器，膨張弁を有し，吸い込み空気を蒸発器によって冷却する直膨式の冷却回路を有し，さらに前記蒸発器によって冷却された空気をヒータで加熱して吹出し空気の温度を，吹出し空気の温度の目標値±０．１［℃］以下に制御する空調機において，前記蒸発器の出口空気側に温度センサを設け，前記温度センサからの信号に基づいて前記インバータ圧縮機の回転数を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御することを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば，蒸発器の出口空気側に温度センサを設け，前記温度センサからの出口空気の温度信号に基づいて前記インバータ圧縮機の回転数を制御するようにしたので，冷却能力を容量制御し，圧縮機を常時フルロード運転することなく，吸い込み空気の温度変化に応じて冷却回路の冷却能力を制御する事が可能である。したがって蒸発器の出口空気の温度が過度に低下することなく，その結果再熱用のヒータの消費電力，消費エネルギーを低減させることができる。また処理した空気を吹き出すために使用されるファンによる再熱，センサの誤差，蒸発器出口空気温度の制御のばらつき，そしてヒータの再熱による温度上昇を考慮して，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御しているので，安定した精密制御が可能である。さらにまたヒータや圧縮機を停止させない。
【００１１】
ところで従来のインバータ圧縮機では，低負荷時（例えば定格の２０％以下，例えば１０〜２０％）に容量を絞る際，蒸発温度が使用基準値（例えば１２［℃］）以下を確保するため，インバータ回転数を極端に下げることが困難であった。インバータ回転数を極端に下げると，蒸発圧力が上昇し，圧縮機の吐出側および吸込側の冷媒圧力差が低下して冷媒回路中の油戻りが困難になり，圧縮機シャフトの摺動部が摩耗して耐久性に支障が生じるおそれが生じるためである。そのため従来は蒸発温度を監視し，低負荷時には蒸発温度が使用基準値以下になる範囲内でインバータ回転数を下げ，負荷がさらに減少してもインバータ回転数はそのまま維持するようにしていた。
【００１２】
蒸発温度が使用基準値以下になる範囲内でインバータ回転数を下げた場合，特に熱負荷が定格容量の１０〜２０％以下となるような低負荷まで冷凍能力を絞ることができない。その結果，蒸発器出口空気温度が設定温度より下がり，この分を補うために再熱ヒータで加熱する必要があった。そのため低負荷環境下での，インバータ圧縮機による省エネ効果は限定されてしまう。
【００１３】
そこで本発明では，例えば圧縮機の吐出側および吸込側の冷媒圧力を計測し，この差，すなわち差圧を計算し，差圧が冷媒回路中の油戻りを確保できる範囲で圧縮機を運転するようにしている。
【００１４】
すなわち前記インバータ圧縮機の回転数を制御するにあたっては，定格の２０％以下の低負荷時において，圧縮機周波数を上げることで前記圧縮機の吐出側と吸込側の冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御を行うようにしている。
【００１５】
それによって，低負荷時に差圧が下がってきた場合，「下限値」（例えば２２０［ｋＰａ］）で圧縮機運転周波数を下げ止め，圧縮機周波数を少しずつ上げ，前記下限値によりやや高い差圧（「解除値」例えば２６０［ｋＰａ］）に達した時点で，圧縮機周波数を上げ止める。こうすることによって，差圧は所定の下限値以上に維持される，その結果冷媒回路中のいわゆる「油戻り」を確保することができるのである。
【００１６】
したがって蒸発温度が使用基準値より高い範囲にまで圧縮機運転範囲が拡がり，インバータ圧縮機を従来方法より低回転数で運転できる。またこの場合でも，差圧が保たれ冷媒回路中の油戻りが確保されているので，圧縮機運転に支障がない。それゆえインバータ圧縮機容量を定格の１０〜２０％まで絞ることが可能になり，蒸発器出口温度が設定温度より下がる幅を小さくできる。また結果として再熱用のヒータの加熱量が減り，従来方法よりエネルギを節約できる。
【００１７】
ところでインバータ圧縮機の回転数制御については，例えばＰＩＤ制御などが使われるが，前記したように低負荷時において，圧縮機周波数を上げて前記圧縮機の吐出側と吸込側の冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御から，そのような通常の制御に戻す場合，何らの対策をせずにそのまま切り替えてしまうと，圧縮機周波数が急激に低下してしまう。その結果蒸発器出口空気温度が急上昇して精密な温度制御が困難になる。
【００１８】
そこでそのような通常の制御へ戻す場合，すなわち前記冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御から，測定結果に基づく前記インバータ圧縮機の回転数制御への切替にあたっては，圧縮機周波数の変化速度が所定の上限値を超えないように圧縮機周波数をゆっくりと変化させることが好ましい。
【００１９】
前記したような圧縮機の回転制御に拠らず，蒸発器と圧縮機との間に，前記凝縮器弁を迂回する，冷媒のバイパス経路を設け，前記バイパス経路に冷媒制御弁を設け，前記蒸発器の出口空気側に温度センサを設け，そして前記温度センサからの信号に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御し，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御するようにしてもよい。
【００２０】
またさらに，前記蒸発器と凝縮器との間に，前記圧縮機を迂回する，冷媒のバイパス経路を設け，前記バイパス経路に冷媒制御弁を設け，同様に前記蒸発器の出口空気側に設けた温度センサからの信号に基づいて前記冷媒制御弁の開度量を制御して，前記蒸発器出口空気温度を前記目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御するようにしてもよい。
【００２１】
このような冷媒制御弁の開度を制御して，循環する冷媒のうち冷却に実際に寄与する冷媒の量を制御しても，圧縮機の発停を伴うことなく，吸い込み空気の温度変化に応じて冷却回路の冷却能力を制御する事が可能であり，同様に，再熱用のヒータの消費電力，消費エネルギーを低減させることができ，また安定した精密制御が可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて説明する。図１は，本実施の形態にかかる空調機の主要な構成を示しており，吸込み空気Ａを冷却する手段として，本実施の形態の冷却回路Ｘは，インバータ圧縮機１，凝縮器２，電子膨張弁３，例えば冷却コイルとして構成される蒸発器４を有しており，インバータ圧縮機１と凝縮器２との間には冷媒管路１１が配管され，凝縮器２と蒸発器４との間には冷媒管路１２が配管されて前記電子膨張弁３はこの冷媒管路１２に設けられ，蒸発器４とインバータ圧縮機１との間には冷媒管路１３が配されている。なお電子膨張弁に代えて，温度自動膨張弁，定圧膨張弁を使用することも可能である。
【００２３】
そして吸込み空気Ａは，蒸発器４を通過する際に冷却され，冷却された蒸発器出口空気Ｂは，電気ヒータ５によって加熱され，ファン６によって吹出し空気Ｃとして送風されるようになっている。
【００２４】
そして電気ヒータ５の下流側には，温度センサ７が配置されており，吹出し空気Ｃの温度を測定し，その結果に基づいてヒータ制御器８が電気ヒータ５を制御して，吹出し空気Ｃの温度を，設定温度±０．１［℃］以下に制御されるようになっている。ヒータ制御器８は，例えばＳＳＲ（ソリッド・ステート・リレー）やサイリスタによって構成されている。
【００２５】
そして蒸発器４の空気出口側には，蒸発器４で処理した後の空気，すなわち蒸発器出口空気Ｂの温度を測定する温度センサ２１が設けられている。この温度センサ５からの測定温度信号は，機制御器６へと送られる。制御器６では，前記測定温度信号に基づいて，蒸発器出口空気Ｂの温度が，最終の吹出し空気Ｃの目標値よりも１〜２［℃］低い値になるように，インバータ圧縮機１を，例えばＰＩＤ制御によって制御するように構成されている。なお本実施の形態における上記構成の空調機において，冷却回路Ｘは，インバータ圧縮機１，凝縮器２，電子膨張弁３，蒸発器４と，これらを接続する冷媒管路１１〜１３，温度センサ２１，制御器２２によって構成されている。また再熱回路Ｙは，電気ヒータ５，ファン６，温度センサ７，ヒータ制御器８で構成されている。
【００２６】
本実施の形態にかかる空調機は，以上のように構成されており，蒸発器４の出口空気側に温度センサ２１を設け，温度センサ２１からの信号に基づいてインバータ圧縮機１の回転数を制御し，蒸発器出口空気Ｂの温度を吹出し空気Ｃの目標値よりも１〜２［℃］低い値に制御することができる。したがって，吸い込み空気Ａの温度が変化しても，電気ヒータ５の加熱による吹出し空気Ｃの制御範囲が常に一定範囲に収まっているので，電気ヒータ５の消費電力を従来よりも抑制することができる。またそのように電気ヒータ５の加熱による範囲（すなわち負荷量）が一定範囲に収まっているので，吹出し空気Ｃの温度制御を目標値±０．１［℃］以下に精密に制御することが容易であり，しかも安定してこれを行うことが可能である。
【００２７】
またインバータ圧縮機１や電気ヒータ５は，従来のようにその発停を伴わない制御であるから，この点からも前記吹出し空気Ｃの温度制御を目標値±０．１［℃］以下に精密に制御することが容易になっている。また各機器に対する負担も軽減され，従来よりも耐久性が向上する。
【００２８】
前記実施の形態においては，インバータ圧縮機１を制御器２２で容量制御するようにしていたが，これに代えて例えば図２に示したように，蒸発器４と圧縮機３１との間に設けられて凝縮器２を迂回する，冷媒のバイパス経路３２を設け，このバイパス経路３２に冷媒制御弁３３を設け，前記蒸発器４の出口空気側の空気の温度を測定する温度センサ２１からの信号に基づいて冷媒制御弁３３の開度量を制御する制御器３４を設け，この制御器３４による冷媒制御弁３３の制御によって，蒸発器出口空気Ｂの温度を最終の吹出し空気の目標値よりも１〜２［℃］低い値になるように制御するようにしてもよい。なお図２においては，図１に示した再熱回路Ｙの図示は省略している。
【００２９】
さらにまた図３に示したように，蒸発器４と凝縮器２との間に設けられて圧縮機３１を迂回する，冷媒のバイパス経路３５を設け，このバイパス経路３５に冷媒制御弁３６を設け，蒸発器出口空気Ｂの温度を測定する温度センサ２１からの信号に基づいて冷媒制御弁３６の開度量を制御する制御器３７を設け，この制御器３７による冷媒制御弁３６制御によって，蒸発器出口空気Ｂの温度を最終の吹出し空気の目標値よりも１〜２［℃］低い値になるように制御するようにしてもよい。なお図３においても，図１に示した再熱回路Ｙの図示は省略している。
【００３０】
このように図２，図３に示した例のように，圧縮機の容量制御ではなく，冷却に寄与する冷媒の量を制御して，蒸発器出口空気Ｂの温度を，最終の吹出し空気の目標値よりも１〜２［℃］低い値になるように制御しても，蒸発器出口空気Ｂを加熱するヒータの消費電力，消費エネルギーを抑制することができる。また吹出し空気Ｃの温度制御を目標値±０．１［℃］以下に精密にかつ安定して制御することが可能である。しかも各機器の発停を伴わない制御であるから，より一層精密な制御が可能であり，各機器の耐久性も向上する。
【００３１】
なお前記実施の形態では，再熱用に電気ヒータを使用していたが，もちろんこれに限らず，温水コイルや蒸気コイル，さらにはペルチェヒータを使用することも可能である。
【００３２】
次に低負荷時の制御について説明する。低負荷時の制御は，例えば図４のフローチャートに示した差圧制御によって行われるが，前記したようなインバータ圧縮機１の容量制御が開始されると（ステップＳ１），差圧演算タイミングでインバータ圧縮機１の吐出側圧力と，吸込側圧力が計測される（ステップＳ２）。
この場合の冷媒圧力の監視については，次のような方法がある。
【００３３】
（１）圧縮機の吐出側圧力と吸込側圧力とを，圧力計又は圧力変換器でモニタし，この値の差から差圧を求める方法。
（２）膨張弁の出入り口が気液二相流となっている場合，その場書の配管表面温度をモニタし，これにより膨張弁前後の圧力差を算出し，この値から圧縮機の差圧を算出する方法。但し，この場合には，予め使用冷媒の気液二相流の温度と圧力との間の相関式を求めておく，膨張弁前後の圧力差と圧縮機の差圧との間の相関式を算出しておく必要がある。
前記（１），（２）の方法では，低負荷運転に対応した空調機，例えばパッケージエアコンを使用する場合，冷凍機を低容量に対応させるためには冷媒量を選らすのが有利であり，かかる場合膨張弁の出入り口が気液二相流となるので，当該ケースでは，前記（２）の方法の使用が適している。また圧力変換器は高価で設置スペースも温度センサより広く必要とする要素も考慮して選択するとよい。
【００３４】
インバータ圧縮機１の吐出側圧力と，吸込側圧力が計測され，差圧（Ｐｃｏｍ）が演算される（ステップＳ３）。そして例えば差圧（Ｐｃｏｍ）と設定した下限値との比較が行われる（ステップＳ４）。そして下限値として設定した値，例えば２２０［ｋＰａ］を差圧（Ｐｃｏｍ）が超えている場合には，そのまま通常の既述した例えばＰＩＤ制御による通常運転が行われる（ステップＳ５）。
【００３５】
一方差圧（Ｐｃｏｍ）が，下限値として設定した前記２２０［ｋＰａ］以下の場合には，通常運転（例えばＰＩＤ制御運転）は停止される（ステップＳ６）。そして通常運転とは別の制御運転，すなわち差圧演算タイミングでインバータ回転数を一定値ずつアップする制御が行われる（ステップＳ７）。
【００３６】
そして差圧（Ｐｃｏｍ）が「下限値」より高く設定した「解除値」，例えば２６０［ｋＰａ］より大きいかどうか判断され（ステップＳ８），差圧（Ｐｃｏｍ）が当該解除値を超えている場合には，周波数のアップは解除される（ステップＳ９）。その後差圧演算タイミングで一定値ずつダウンした回転数と，ＰＩＤ計算による回転数とが計算され（ステップＳ１０，Ｓ１１），演算の結果いずれか大きい方がインバータ回転数とされ（ステップＳ１２），差圧（Ｐｃｏｍ）が設定した前記「下限値」である２２０［ｋＰａ］を超えているかどうかが判断される（ステップＳ１３）。そして下限値を超えている場合には，所定時間，例えば２分経過した後（ステップＳ１４），通常のＰＩＤ制御の運転入る（ステップＳ５）。一方下限値以下の場合には，再び差圧演算タイミングでインバータ回転数を一定値ずつアップする制御が行われる（ステップＳ７）。
【００３７】
また，差圧（Ｐｃｏｍ）が「下限値」より高く設定した「解除値」，例えば２６０［ｋＰａ］より小さい場合には，「下限値」である２２０［ｋＰａ］以下かどうかが判断され（ステップＳ１５），差圧（Ｐｃｏｍ）が「下限値」以下でない場合には，差圧警報として例えば警報ランプを点滅させる（ステップＳ１６）。この場合，ファン６，インバータ圧縮機１，電気ヒータ５，電子膨張弁３は継続して動作させてもよい。
【００３８】
また，差圧（Ｐｃｏｍ）が「下限値」である２２０［ｋＰａ］以下の場合には，所定時間，例えば３分間暫定的に運転させ（ステップＳ１７），その後差圧異常として警報ランプを点灯させる（ステップＳ１８）。この場合，ファン６の運転は継続させるが，インバータ圧縮機１，再熱用の電気ヒータ５は各々停止させ，また電子膨張弁３は初期値に戻す。
【００３９】
以上のように本実施の形態にかかる制御では，インバータ圧縮機１の回転数を制御するにあたっては，低負荷時において，インバータ圧縮機１の周波数を上げることで前記圧縮機の吐出側と吸込側の冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御を行うようにしているので，差圧は所定の下限値以上に維持される，その結果冷媒回路中のいわゆる「油戻り」を確保することができるのである。したがって蒸発温度が使用基準値より高い範囲にまでインバータ圧縮機１の運転範囲が拡がり，インバータ圧縮機１を従来方法より低回転数で運転できる。またこの場合でも，差圧が保たれ冷媒回路中の油戻りが確保されているので，圧縮機運転に支障がない。それゆえインバータ圧縮機１の容量を定格の１０〜２０％まで絞ることが可能になり，蒸発器出口温度が設定温度より下がる幅を小さくできる。再熱用の電気ヒータ５の加熱量が減り，従来方法よりエネルギを節約できる。
【００４０】
しかも冷媒圧力差を所定値以上に維持する制御から，測定結果に基づく前記インバータ圧縮機の回転数制御への切替にあたっては，圧縮機周波数の変化速度が所定の上限値を超えないように圧縮機周波数をゆっくりと変化させることができる。
【００４１】
【実施例】
図１に示した本発明の実施の形態にかかる空調機と，図６に示したフルロード運転による従来技術との消費電力の試算を次に示す。なお試算条件は，一般的なクリーンルームで使用される温度範囲とし，次のように設定した。
圧縮機最大冷却能力：本実施の形態もフルロード型の従来技術も同じ
吸込み空気Ａの温度：２３〜２９［℃］
蒸発器出口空気Ｂの温度：２１．５［℃］（フルロードの場合は最大負荷時）
吹き出し空気Ｃの温度：２３［℃］
処理風量：１５ｍ３／ｍｉｎ
熱負荷の種類：顕熱
冷却回路ＸのＣＯＰ：３
再熱回路ＹのＣＯＰ：１
【００４２】
試算結果を図５，図６に示した。図５は本実施の形態による消費電力量を示しており，図６は，フルロード方式の図６に示した従来技術による消費電力量を示している。これら図から明らかなとおり，本実施の形態では，再熱に要する消費電力が一定であり，一方従来のフルロード方式では，冷却に要する消費電力が一定である。そしてその結果，熱負荷が少なくなると，本実施の形態においては消費電力は最も少なくなる。また最も使用される可能性が高いと考えられる吸込み空気の温度が２５［℃］の場合では，本実施の形態ではフルロード方式の１／３の消費電力で済むことがわかった。
【００４３】
次に前記実施の形態で示した制御の運転結果例について示す。図７は，インバータ回転数，差圧の変化の時間変化を示し，図８は蒸発器出口空気温度の時間変化を示している。なおこれら図７，図８のグラフ中の「回転数上昇期」は差圧を下限値から解除値まで上昇させる時期のことであり，また「回転数下降期」は，インバータ回転数をＰＩＤ制御等の出力値に戻す時期のことである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば，機器の発停を伴うことなく吸い込み空気の温度変化に応じて冷却回路の冷却能力を制御する事が可能であり，従来よりも消費エネルギーを低減させることができる。また安定して精密な温度制御が可能であり，機器の耐久性も向上している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる空調機の構成の概略を示す説明図である。
【図２】凝縮器を迂回するバイパス経路に冷媒制御弁を設けた例を示す説明図である。
【図３】圧縮機を迂回するバイパス経路に冷媒制御弁を設けた例を示す説明図である。
【図４】制御例を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態による消費電力量を示すグラフである。
【図６】フルロード方式の従来技術による消費電力量を示すグラフである。
【図７】制御の実施の形態にかかる運転例によるインバータ回転数，差圧の時間変化を示すグラフである。
【図８】制御の実施の形態にかかる運転例による蒸発器出口空気温度の時間変化を示すグラフである。
【図９】フルロード方式の従来技術による空調機の構成の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
１    インバータ圧縮機
２    凝縮器
３    電子膨張弁
４    蒸発器
５    電気ヒータ
６    ファン
２１    温度センサ
２２    制御器
Ａ    吸い込み空気
Ｂ    蒸発器出口空気
Ｃ    吹出し空気
Ｘ    冷却回路
Ｙ    再熱回路
【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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