(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却剤系システム内における密閉空間の溶媒温度を調整する方法であって、
前記冷却剤系システム内の溶媒温度センサーにより、前記溶媒温度を計測する工程と、
前記冷却剤系システム内のマイクロプロセッサーにより、前記溶媒温度が第一所定値に到達したかを確認する工程と、
前記マイクロプロセッサーにより、前記冷却剤系システム内の圧縮機が所定作動時間の間作動したかを確認する工程と、
前記冷却剤系システム内の熱交換器温度センサーにより、前記冷却剤系システム内の熱交換器の熱交換器温度を計測する工程と、
前記マイクロプロセッサーにより、前記熱交換器温度が圧縮機制御温度以下かを確認する工程と、
前記マイクロプロセッサーにより、熱交換器最低温度を決定する工程であって、
新たに計測された熱交換器温度を、その前に計測された熱交換器温度と継続的に比較し、
前記新たに計測された熱交換器温度が、前記その前に計測された熱交換器温度以上の場合、前記その前に計測された熱交換器温度を前記熱交換器最低温度と決定し、
前記溶媒温度が前記第一所定値に到達し、前記熱交換器温度が前記圧縮機制御温度以下に到達し、前記圧縮機は前記所定作動時間の間作動し、前記熱交換器最低温度が決定されたときに、前記圧縮機をオフにする
工程と、を有する方法。
【請求項２】
前記第一所定値は、セットポイント温度より１℃低い値である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定作動時間は、少なくとも３分である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記圧縮機制御温度は、セットポイントより２℃低い値である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記溶媒温度は、前記溶媒温度センサーにより、５秒ごとに測定される請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
セットポイント温度が第二所定値よりも低く設定されている場合は、安定したセットポイント温度を決定し、前記安定したセットポイント温度は２３℃であり、前記第二所定値は１８℃である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
安定したセットポイント温度が第三所定値よりも高い場合は、前記冷却剤系システムに点検が必要でることを知らせ、前記第三所定値は２３℃である請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記熱交換器最低温度が第四所定値よりも高い場合は、点検警告を出し、前記第四所定値は１０℃である請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記熱交換器温度が前記圧縮機制御温度よりも高くなった場合は、前記圧縮機を再起動する請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
セットポイント温度は、前記冷却剤系システムの使用者により設定される請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
密閉空間の溶媒の溶媒温度を調整するための冷却剤系システムであって、
前記冷却剤系システムは、外部ユニットと、内部ユニットと、マイクロプロセッサーと、コンピューター読み取り可能な記録媒体とを有し、
前記外部ユニットは、少なくとも１つの圧縮機を有し、
前記内部ユニットは、一対の循環パイプにより前記外部ユニットと接続されており、
前記内部ユニットは、
熱交換器と、
熱交換器温度を計測するための熱交換器温度センサーと、
前記溶媒温度を計測するための溶媒温度センサーと、
を有し、
前記コンピューター読み取り可能な記録媒体は、
前記溶媒温度センサーにより、前記溶媒温度を計測し、
新たに計測された熱交換器温度を、その前に計測された熱交換器温度と継続的に比較し、
前記新たに計測された熱交換器温度が、前記その前に計測された熱交換器温度以上の場合、前記その前に計測された熱交換器温度を熱交換器最低温度と決定し、
前記溶媒温度が第一所定値に到達し、前記熱交換器温度が圧縮機制御温度以下の値に到達し、前記圧縮機は所定作動時間の間作動し、前記熱交換器最低温度が決定されたときに、前記圧縮機をオフにする
処理を前記マイクロプロセッサーに実行させる命令を記憶している
冷却剤系システム。
【請求項１２】
前記コンピューター読み取り可能な記録媒体は、
前記マイクロプロセッサーにより、前記溶媒温度が第一所定値に到達したかを確認し、
前記マイクロプロセッサーにより、前記圧縮機が所定作動時間の間作動したかを確認し、
前記熱交換器温度センサーにより、前記熱交換器温度を計測し、
前記マイクロプロセッサーにより、前記熱交換器温度が圧縮機制御温度以下かを確認する
処理を前記マイクロプロセッサーに実行させる命令を記憶している
請求項１１に記載の冷却剤系システム。
【請求項１３】
前記溶媒が空気である請求項１１又は１２に記載の冷却剤系システム。
【請求項１４】
前記溶媒が水である請求項１１又は１２に記載の冷却剤系システム。
【請求項１５】
冷却装置の圧縮機の作動を調整する方法であって、
前記冷却装置がオンにされ第一待機時間の間待機した後、前記圧縮機をオンにする工程と、
前記冷却装置内のマイクロプロセッサーにより、熱交換器最低温度を決定する工程であって、
前記冷却装置内の熱交換器温度センサーにより、前記冷却装置内の熱交換器の熱交換器温度を計測し、
新たに計測された熱交換器温度を、その前に計測された熱交換器温度と継続的に比較し、
前記新たに計測された熱交換器温度が、前記その前に計測された熱交換器温度以上の場合、前記その前に計測された熱交換器温度を熱交換器最低温度と決定し、
前記熱交換器最低温度が決定された場合に前記圧縮機をオフにし、
前記熱交換器温度が圧縮機制御温度に到達した場合に前記圧縮機を再起動する
工程と、を有する方法。
【請求項１６】
前記第一待機時間は、少なくとも３分である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記圧縮機制御温度は、セットポイント温度より少なくとも１℃低い請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記熱交換器温度は、前記熱交換器温度センサーにより５秒ごとに計測される請求項１５〜１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、密閉空間の溶媒の温度を制御する冷却剤系システムに関し、さらに冷却剤系システムの効率を向上するための方法に関する。特に、本願発明は、冷却剤系空調システム、冷蔵および加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な冷却剤系空調システム、冷蔵および加熱システムは、圧縮機とこれと連関したコンデンサー（もしくは、熱交換器）とを有し、これらは、冷却のために、低圧気体冷却剤を高圧液体冷却剤に変換するのに使用される。この気体の圧縮においては、非常に大量の熱が生成され、この熱は外部空間に放出して冷却することができ、もしくはリバースサイクルシステム（ヒートポンプシステムとも呼ばれている）により加熱に使用することもできる。高圧液体冷却剤は、その後蒸発器（もしくは熱交換器）に移され、減圧され気体に戻る。この減圧相変化プロセスにおいて、蒸発器／第二熱交換器の温度が著しく低下する。この温度の低下は、蒸発器／第二熱交換器を通過する空気により吸収された大量の熱によって限られている。蒸発器／第二熱交換器を通過する空気により取り除かれた熱は、室内もしくは冷えた区域に非常に冷たい空気を提供する。空気を蒸発器に通すために送風機が使用される。低圧冷却剤は、その後圧縮機に戻される。
【０００３】
冷却剤を使用した空調システム、冷蔵および加熱システムは、オフィスおよび家庭／住居の設備のエネルギー需要の最大で６０％を占める。しかしながら、近年の技術の進歩にも関わらず、冷却剤系システムは、コストの著しい削減が望まれており、その結果この分野は、他のエネルギー消費分野に比べると未だに非効率的な分野となっている。例えば、照明は、全体のエネルギー需要のうち１０〜２０％ほどしか占めていないが、近年のエネルギー消費低減の進歩により、従来のデザインと比較するとコストを８０％以上削減している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況により、本願発明の目的は、コストを削減するためのシステムおよび／または方法の向上と、密閉空間の溶媒の温度を制御する冷却剤系システムの効率を向上することである。
【０００５】
したがって、本願発明は、第一の観点では、熱交換器と、熱交換器の温度を計測するための熱交換器温度センサーと、少なくとも１つの圧縮機、圧縮機を制御するためのマイクロプロセッサーと、密閉空間の溶媒の温度を計測するための溶媒温度センサーと、以下の工程をマイクロプロセッサーに実行させるコンピューター読み取り可能命令がエンコードされたコンピューター読み取り可能な記録媒体と、を有する密閉空間の溶媒の温度を制御するための冷却剤系システム：
【０００６】
（ｉ）前記溶媒の温度が第一所定値に到達したかを確認する溶媒温度確認工程；
【０００７】
（ｉｉ）前記圧縮機が所定の作動時間、作動したか確認する時間確認工程；
【０００８】
（ｉｉｉ）前記熱交換器の温度が熱交換器最低温度に到達したかを確認する熱交換器最低温度確認工程；
【０００９】
（ｉｖ）前記熱交換器の温度が圧縮機制御温度以下の値に到達したかを確認する熱交換器温度確認工程；
【００１０】
（ｖ）前記圧縮機を制御するための制御工程。
【００１１】
以下の条件を満たす場合、圧縮機は制御工程においてオフになる：（１）溶媒の温度が、第一所定値に到達した；（２）熱交換器の温度が圧縮機制御温度より低い値に到達した；（３）圧縮機が所定の作動時間の間作動した；（４）熱交換器最低温度が見つかった。
【００１２】
一例としての実施形態において、時間確認工程における所定の作動時間は少なくとも３分であり、第一所定値は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも１セ氏度低く、圧縮機制御温度は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも２セ氏度低い。
【００１３】
他の観点での本願発明は、密閉空間の溶媒の温度の調整のための冷却剤系システムに使用されるコンピューター読み取り可能な記録媒体であり、コンピューター読み取り可能な記録媒体は、以下の工程うぃマイクロプロセッサーが実行するように書かれたコンピューター読み取り可能命令がエンコードされている：
【００１４】
（ｉ）溶媒の温度が第一所定値に到達したかを確認する溶媒温度確認工程；
【００１５】
（ｉｉ）圧縮機が所定の作動時間、作動したかを確認する時間確認工程；
【００１６】
（ｉｉｉ）熱交換器の温度が熱交換器最低温度に到達したかを確認する熱交換器最低温度確認工程；
【００１７】
（ｉｖ）前記熱交換器の温度が圧縮機制御温度以下の値に到達したかを確認する熱交換器温度確認工程；および
【００１８】
（ｖ）圧縮機を制御するための制御工程。
【００１９】
以下の条件を満たす場合、圧縮機は制御工程においてオフになる：（１）溶媒の温度が、第一所定値に到達した；（２）熱交換器の温度が圧縮機制御温度より低い値に到達した；（３）圧縮機が所定の作動時間の間作動した；（４）熱交換器最低温度が見つかった。
【００２０】
一例としての実施形態において、時間確認工程における所定の作動時間は少なくとも３分であり、第一所定値は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも１セ氏度低く、圧縮機制御温度は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも２セ氏度低い。
【００２１】
さらに他の観点での本願発明は、密閉空間の溶媒の温度を調整するためのシステムに使用されるエネルギー管理装置であり、圧縮機を制御するためのマイクロプロセッサーと、特に００１３段落から００２０段落に記載したようなコンピューター読み取り可能な記録媒体と、を有する。
【００２２】
本願発明の他の観点では、冷却剤系システム内の密閉空間の溶媒の温度を調整する方法は、以下の工程を有する：
【００２３】
（ａ）少なくとも１つの圧縮機と、熱交換器と、熱交換器の温度を計測するための熱交換機温度センサーと、密閉空間の溶媒の温度を計測するための溶媒温度センサーと、をシステム内に設ける工程；
【００２４】
（ｂ）溶媒が第一所定値に到達しかを確認する溶媒温度確認工程；
【００２５】
（ｃ）圧縮機が所定の作動時間の間作動したかを確認する時間確認工程；
【００２６】
（ｄ）熱交換器の温度が熱交換器最低温度に到達したかを確認する熱交換器最低温度確認工程；
【００２７】
（ｅ）熱交換器の温度が圧縮機制御温度以下の値に到達したかを確認する熱交換器温度確認工程；および
【００２８】
（ｆ）圧縮機を制御するための制御工程。
【００２９】
以下の条件を満たす場合、圧縮機は制御工程においてオフになる：（１）溶媒の温度が、第一所定値に到達した；（２）熱交換器の温度が圧縮機制御温度より低い値に到達した；（３）圧縮機が所定の作動時間の間作動した；（４）熱交換器最低温度が見つかった。
【００３０】
具体的な適用例としては、時間確認工程における所定の作動時間は少なくとも３分であり、第一所定値は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも１セ氏度低く、圧縮機制御温度は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも２セ氏度低い。
【００３１】
さらに他の観点での本願発明では、熱交換器と、少なくとも１つの圧縮機と、熱交換器の温度を計測する熱交換器温度センサーと、圧縮機を制御するためのマイクロプロセッサーと、マイクロプロセッサーに以下の工程を実行するように書かれたコンピューター読み取り可能命令がエンコードされたコンピューター読み取り可能な記録媒体と、を有する冷却装置：
【００３２】
（ｉ）冷却装置の最初の起動の際に、圧縮機が起動する前に第一待機時間の間待つ待機工程；
【００３３】
（ｉｉ）熱交換器最低温度を検知するための熱交換器の温度を計測するモニタリング工程；
【００３４】
（ｉｉｉ）モニタリング工程において前記熱交換器最低温度が検知された場合に前記圧縮機をオフにする制御工程；
【００３５】
（ｉｖ）熱交換器最低温度が圧縮機制御温度に到達した場合に前記熱交換器の温度の計測を再開し、さらに前記圧縮機を再起動する再起動工程。
【００３６】
本願発明には、多数の有利な点がある。一つの有利な点としては、コストを低減でき、さらに本願発明を従来の冷却剤系空調システム、冷蔵および加熱システムに適用すると密閉空間の溶媒の温度を効率よく制御できる。また、本願発明は、より少ないエネルギー／電力を使用することによりグリーンハウスガスの製造を低減して、環境保護に貢献できる。さらに、本願発明は、従来の空調システムでは周囲の環境に放出していた熱を低減でき、それにより、特に過密な都市部などの周囲の環境の温度をさげることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本願発明の第一実施形態に係る密閉空間の溶媒の温度を制御するための冷却剤系システムの模式図である。
【図２】図２は、本願発明の同実施形態の密閉空間の溶媒の温度を制御するための冷却剤系システムにおける方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本願発明の他の実施形態に係る冷却装置の模式図である。
【図４】図４は、本願発明の同実施形態の冷却装置における溶媒の温度を調整するための方法の工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
明細書および特許請求の範囲において使用しているように、「有する」とは、以下の要素を含むという意味だが、他を除外するというわけではない。
【００３９】
本願発明に関し二つの実施形態を開示しており、第一実施形態は、主に図１の番号３６および図２の番号６４で示されており、第二実施形態は、図３の番号１３６および図４の番号１６４で示されている。
【００４０】
第一実施形態
まず、図１を参照する。本願発明の第一実施形態は、密閉空間の溶媒（例えば、気体もしくは液体）の温度を制御する冷却剤系システム３６である。冷却剤系システム３６は、内部ユニット４０と外部ユニット３８と、を有する。内部ユニット４０と外部ユニット３８は、一対の循環パイプ４２により繋がっている。内部ユニット４０は、熱交換器３０と、熱交換器温度センサー３４と、溶媒温度センサー３２と、蒸発器送風機２２と、冷溶媒排出口４４と、空間溶媒取入口４６と、をさらに有する。熱交換器温度センサー３４は、熱交換器３０の近傍に配置され、熱交換器３０の温度を計測するように構成されている。溶媒温度センサー３２は、空間溶媒取入口４６の近傍に配置され、密閉空間の溶媒の温度を計測するように構成されている。蒸発器送風機２２は、密閉空間内の空間溶媒を空間溶媒取入口４６と熱交換器３０とを通って、内部ユニット４０へと動かし、そして、冷却した空間溶媒は、冷溶媒排出口４４を通って密閉空間へと戻される。
【００４１】
外部ユニット３８は、外部送風機２６と、拡大バルブ２８と、コンデンサー２４と、圧縮機２０と、を有する。一対の循環パイプ４２は、外部ユニット３８内のコンデンサー２４と内部ユニット４０内の熱交換器３０の間で冷却剤を運ぶように構成されている。外部送風機２６は、コンデンサー２４の近傍に配置され、コンデンサー２４で作られた熱を取り除くように構成されている。圧縮機２０は、コンデンサー２４の上流で、熱交換器３０の下流に配置される。反対に、拡大バルブ２８は、コンデンサー２４の下流で、熱交換器３０の上流に配置される。具体的な実施形態では、本願発明に使用される圧縮機２０は、オン／オフ圧縮機２０であり、この圧縮機２０は、フルスピードモードで作動するか、または完全な停止モードのいずれかでしかない。コントロール４８は、圧縮機２０と、溶媒温度センサー３２と、熱交換機温度センサー３４と、を繋いでおり、溶媒温度センサー３２と熱交換機温度センサー３４からの入力に基づいて圧縮機２０を制御するように構成されている。コントロール４８は、マイクロプロセッサー５２と、以下の工程をマイクロプロセッサー５２が実行するように書かれたコンピューター読み取り可能命令がエンコードされたコンピューター読み取り可能記録媒体５０と、を有する。
【００４２】
（１）溶媒の温度が第一所定温度に到達したかを確認する溶媒温度確認工程。一実施形態では、溶媒の温度は、溶媒温度センサー３２により計測され、検知された溶媒温度は、マイクロプロセッサー５２へと送られて、第一所定温度に到達したかどうかが評価される。他の実施形態では、第一所定温度は、セットポイント温度より１セ氏度低く、一実施形態では、セットポイント温度は、使用者により設定される。
【００４３】
（２）圧縮機２０が、所定の作動時間の間作動したかを確認する時間確認工程。一実施形態では、時間確認工程における所定の作動時間は、少なくとも３分である。
【００４４】
（３）熱交換器３０が、熱交換器最低温度に到達したかを確認する熱交換器最低温度確認工程。一実施形態では、熱交換器３０の温度は、熱交換器温度センサー３４により計測され、検知された熱交換器の温度は、マイクロプロセッサー５２へと送られ、熱交換器最低温度が決定される。他の実施形態では、熱交換器最低温度は、新たに計測された熱交換器温度を、その前に計測された熱交換器温度と常に比較しながら決定される。新たなに計測した熱交換器温度が、その前に計測した熱交換器温度と同じもしくはそれよりも高い場合は、熱交換器最低温度は到達されたことになる。
【００４５】
（４）熱交換器３０の温度が、圧縮機制御温度の値以下となったかを確認する熱交換器温度確認工程。一実施形態では、熱交換器３０の温度は、熱交換器温度センサー３４により計測され、検知された熱交換器の温度は、マイクロプロセッサー５２へと送られ、圧縮機制御温度に到達したか評価される。他の実施形態では、圧縮機制御温度は、セットポイントより２セ氏度低い。具体的な実施形態では、セットポイント温度は、使用者により決定される。
【００４６】
（５）圧縮機２０を制御するための制御工程。一実施形態では、圧縮機２０は、以下の条件を満足すると制御工程においてオフになる：（１）溶媒の温度が第一所定値に到達した；（２）熱交換器の温度が圧縮機制御温度以下に到達した；（３）圧縮機が所定の作動時間の間作動した；（４）熱交換器最低温度が見つかった。
【００４７】
一実施形態では、上述の工程は、上述の順番通りに実行される。
【００４８】
他の実施形態では、コンピューター読み取り可能命令５０が、以下の工程をマイクロプロセッサーにさらに実行させる：
【００４９】
（ｉ）使用者により設定されたセットポイント温度が第二所定値よりも低い場合に安定したセットポイント温度を決定するための調整工程。一実施形態では、安定したセットポイント温度は、２３℃であり、第二所定値は１８℃である；
【００５０】
（ｉｉ）調整工程における安定したセットポイント温度が、第三所定値よりも高い場合に点検が必要であることを知らせる通知工程。一実施形態では、第三所定値は、２３℃；
【００５１】
（ｉｉｉ）熱交換器最低温度が第四所定値よりも高い場合には、点検警告を出す警告工程。一実施形態では、第四所定値は１０℃；
【００５２】
（ｉｖ）熱交換器３０の温度が圧縮機制御温度よりも高くなった場合に圧縮機２０を再起動する再起動工程。一実施形態では、圧縮機制御温度は、使用者により設定されたセットポイント温度よりも２セ氏度低い。
【００５３】
一実施形態では、再起動工程は、制御工程の実行の後に行われる。他の実施形態では、上述の工程の温度（例えば、溶媒の温度、熱交換器３０の温度）は、所定の間隔で計測される。一実施形態では、所定の間隔は、５秒である。他の実施形態では、温度は、少なくとも５秒ごとに計測される。
【００５４】
さらに他の実施形態では、コントロール４８は、前述の構成を有し、前述の工程を行う冷却剤系システムに使用されるエネルギー管理装置として機能する。
【００５５】
ここで、上述の冷却剤系システム３６のオペレーションについて述べる。本願発明の本実施形態は、二つの温度センサー（３２および３４）を使用し、コストを著しく低減する。熱交換器温度センサー３４は、圧縮機２０が使用可能な空間を高圧液体冷却剤で満たされたことを検知するための流体制御に使用されており、それにより有用な仕事を完成させている。図２は、本願発明の実施形態のコントロール４８がどのように機能するかを示すフローチャートである。
【００５６】
図２において、工程６６では、冷却剤系システム３６は、制御プロセスが始まる前はオフになっていた圧縮機２０と共にオンに切り替わる。次に、工程６８では、オンになった圧縮機２０が動き出し、所定の周期で溶媒温度を計測する。一実施形態では、溶媒温度計測は、少なくとも５秒おきに行われる。コントロール４８は、使用者が所望するセットポイント温度の付近で第一所定値を設定することを試みる。一実施形態では、第一所定値は、セットポイント温度より１セ氏度低く、それにより圧縮機２０が後にオフになってからの温度変化を最小限にする。セットポイント温度が、第二所定値よりも低く設定されている場合、コントロール４８は、その後に続く制御のために安定したセットポイント温度を決定する。一実施形態においては、安定したセットポイント温度は、２３℃であり、第二所定値は、１８℃である。この安定したセットポイント温度が第三所定値よりも高い場合、コントロール４８は、冷却剤系システム３６に点検が必要でることを知らせる。一実施形態では、第三所定値は、２３℃である。
【００５７】
上述の溶媒温度の条件を満たすと、工程７０において、コントロール４８は、圧縮機２０が使用可能な空間を高圧液体冷却剤で満たしたかどうかを確認する。熱交換器最低温度を検索することにより流体制御評価が行われている。これは、広範囲なモデリングによりこれが流体制御に関し良い手段であることが示されているからである。コントロール４８により、（１）圧縮機２０が所定の作動時間作動した、（２）溶媒温度が第一所定値に到達した、（３）熱交換器最低温度に到達した、ことが確認されると、コントロール４８は工程７２に進む。一実施形態では、工程７０における所定の時間は、少なくとも３分である。コントロール４８により圧縮機２０が最低でも３分作動していることが確認されることによって、圧縮機２０のサイクルが短くなるのを防げる。他の実施形態においては、工程７０における第一所定値は、セットポイント温度より１セ氏度低い。さらに他の実施形態では、熱交換器最低温度に到達したことを確認するために、コントロール４８は新たに計測された熱交換器温度とその前に計測された熱交換器温度を継続的に比較している。新たに計測した熱交換器温度がその前に計測した熱交換器と同じもしくはそれより高ければ熱交換器最低温度は到達されたことになる。他の実施形態では、本願発明は、溶媒温度および熱交換器温度について５秒に一度温度計測する。
【００５８】
工程７２において、コントロール４８は、熱交換器温度が圧縮機制御温度に到達した場合、リレーの動力源を切って圧縮機２０を止める。一実施形態では、工程７２における圧縮機制御温度は、セットポイント温度より２セ氏度低い。熱交換器最低温度が第四所定値より高いことがコントロール４８により検知されると、冷却剤系システム３６は点検が必要であることを示す通知が出される。圧縮機２０を止めるのに際し、蒸発器送風機２２は継続して運転し、熱交換器温度は、高圧液体冷却剤がすべて使われるまでの短時間の間熱交換器最低温度で維持される。一実施形態では、第四所定温度は、１０℃である。高圧液体冷却剤がすべて消費されると、熱交換器温度が上昇し、始めは急激に、そして溶媒温度と熱交換器温度の差に比例して速度を落として上昇する。熱交換器温度が上昇している間、溶媒は冷えたままであり、しかし速度は落ちている。熱交換器温度が圧縮機制御温度にひとたび到達すると、コントロール４８は、圧縮機２０を再起動し、制御サイクルは自動的に繰り返される。一実施形態において、圧縮機制御温度は、セットポイント温度より２度低い。他の実施形態では、本願発明は、溶媒温度と熱交換器温度について５秒ごとに一回、温度計測する。
【００５９】
本願発明は、熱力学および流体制御を利用し、主なエネルギー消費部分である圧縮機２０のオンおよびオフを管理して、冷却剤系システム、冷蔵および加熱システムにおけるコストを低減するよう構築されている。熱力学または温度制御は、冷却された溶媒における快適度を管理するために使用される。流体制御は、圧縮機２０が高圧液体冷却剤を供給する有用な仕事を完了したことを確認するために使用される。上述のように、温度および流体条件がひとたび満足されると、圧縮機２０は、オフに切り替わることができる。それにより、コストを著しく低減できる。
【００６０】
冷却剤系システム３６は、冷却した溶媒として空気が供給され、一以上の圧縮機および冷却剤を利用した商業および住居用の空調システムであってもよい。もしくは冷却した溶媒として空気が供給され、一以上の圧縮機および冷却剤を利用したリバースサイクル加熱機能（ヒートポンプ）を有する商業および住居用の空調ユニットであってもよい。もしくは、冷却した溶媒として空気が供給され、一以上の圧縮機および冷却剤を利用した商業冷蔵システムであってもよい。もしくは、冷却した溶媒として空気が供給され、一以上の圧縮機および冷却剤を利用した集中管理冷却ユニットであってもよい。
【００６１】
第二実施形態
次に図３を参照する。本願発明の第二の実施形態は、冷却装置用に具合的に設計され、利用される。図３に示す実施形態である冷却装置は、内部ユニット１４０と外部ユニット１３８とを有する。内部ユニット１４０および外部ユニット１３８は、一対の循環パイプ１４２により繋がっている。内部ユニット１４０は、熱交換器１３０と、熱交換器温度センサー１３４と、蒸発器送風機１２２と、冷溶媒排出口１４４と、空間溶媒取入口１４６と、をさらに有する。熱交換器温度センサー１３４は、熱交換器１３０の近傍に配置され、熱交換器１３０の温度を計測するように構成されている。蒸発器送風機１２２は、空間溶媒を空間溶媒取入口１４６と熱交換器１３０を通って密閉空間から内部ユニット１４０へと動かす。そして、冷却された空間溶媒を冷溶媒排出口１４４を通って密閉空間へと戻す。
【００６２】
外部ユニット１３８は、外部送風機１２６と、拡大バルブ１２８と、コンデンサー１２４と、圧縮機１２０と、を有する。一対の循環パイプ１４２は、外部ユニット１３８内のコンデンサー１２４と内部ユニット１４０内の熱交換器１３０の間で冷却剤を移動するように構成されている。外部送風機１２６は、コンデンサー１２４の近傍に配置され、コンデンサー１２４の熱を取り除くように構成されている。圧縮機１２０は、コンデンサー１２４の上流であって、熱交換器１３０の下流に配置されている。これに対し、拡大バルブ１２８は、コンデンサー１２４の下流で、熱交換器１３０の上流に配置される。具体的な実施形態では、本願発明で使用される圧縮機１２０は、オン／オフ圧縮機であり、圧縮機１２０は、フルスピードモードで作動するか、もしくは完全に停止しているかでしかない。圧縮機１２０と熱交換器温度センサー１３４とに接続しているコントロール１４８は、熱交換器温度センサー１３４からの入力に基づいて圧縮機１２０を制御するように構成されている。コントロール１４８は、マイクロプロセッサー１５２と、以下の工程をマイクロプロセッサー１５２が実行するように書かれたコンピューター読み取り可能命令がエンコードされたコンピューター読み取り可能な記録媒体１５０と、を有する。
【００６３】
（１）圧縮機１２０をオンにする前に、最初に冷却装置を起動する際に第一待機時間の間待機する待機工程。一実施形態では、第一待機時間は、少なくとも３分である；
【００６４】
（２）熱交換器最低温度を見つけるために熱交換器１３０の温度を計測するためのモニタリング工程。一実施形態では、熱交換器最低温度は、新たに計測された熱交換器温度とその前に計測された熱交換器温度を継続的に比較して決定する。新たに計測した熱交換器温度がその前に計測した熱交換器と同じもしくはそれより高ければ熱交換器最低温度は到達されたことになる；
【００６５】
（３）熱交換器最低温度がモニタリング工程において検知された場合、圧縮機１２０をオフにする制御工程；
【００６６】
（４）熱交換器１３０の温度を計測し、熱交換器温度が圧縮機制御温度に到達した場合、圧縮機１２０を再起動する再起動工程。一実施形態では、再起動工程における圧縮機制御温度は、使用者により設定されたセットポイント温度より１セ氏度低い。
【００６７】
他の実施形態では、前述の工程は、上述の順番で実行される。
【００６８】
ここで、図４に示す第二実施形態の冷却装置の作動について参照する。第一工程１６６では、冷却装置１３６はオンである。次に、工程１６８では、圧縮機１２０をオンにする前に、最初に冷却装置１３６を起動する前に第一所定時間の間待機する。一実施形態では、第一所定時間は、少なくとも３分である。
【００６９】
工程１７０では、熱交換器最低温度を検知するまで、熱交換器温度センサー１３４が、熱交換器温度を所定時間ごとに計測する。一適用形態では、所定時間は、少なくとも５秒であり；他の適用形態では、熱交換器最低温度は、−８セ氏度である。冷却装置１３６は、その後圧縮機１２０をオフに切り替える。そして、工程１７２では、熱交換器温度が圧縮機制御温度に到達するで、冷却装置は、熱交換器温度を所定時間ごとに継続してモニターする。そして、圧縮機１２０をオンに切り替え、サイクルを継続する。一適用形態では、所定時間は、少なくとも５秒である。他の適用形態では、圧縮機制御温度は、少なくともセットポイント温度より１セ氏度低い。
【００７０】
さらに他の実施形態では、コントロール１４８は、前述の構成と前述の工程を有する冷却剤系システム１３６を使用するエネルギー管理装置として機能する。
【００７１】
本願発明の例示としての実施形態は、これにより十分に記載された。しかしながら、具体的な実施形態について言及したが、当業者であれば、本願発明は、これらの具体例を変更して実施できることは明白である。したがって、本願発明は、ここの記載された実施形態に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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