(57)【要約】【課題】本発明は、冷媒の過冷却度を、室外熱交換器及びタワー水−冷媒熱交換器によって得られる過冷却度よりも大きくできる空調機を提供する。【解決手段】空調機は、タワー水ポンプ２１と、主経路５と、ＴＲ熱交換器３と、過冷却器８と、室外熱交換器７、ＴＲ熱交換器３、及び過冷却器８によって冷却された冷媒の過冷却度を検出する過冷却度検出装置１３と、過冷却度を所定の目標過冷却度に一致させるように、タワー水ポンプ２１の流量及びＳＣ膨張弁８２の開度を制御するコントローラ１１と、を備えている。【選択図】図１
2013178020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クーリングタワーを有する空調機において、
前記クーリングタワーにタワー水を散水させるタワー水ポンプと、
圧縮機、室内熱交換器、及び室外熱交換器を接続し、冷媒を流す主経路と、
前記タワー水と前記冷媒との間で熱交換を行うタワー水−冷媒熱交換器と、
前記主経路から分岐し且つ前記圧縮機に前記冷媒を戻すバイパス経路と、前記バイパス経路を流れる前記冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張した前記冷媒と前記主経路を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える過冷却器と、
冷房運転が実行されているときに、室外熱交換器、タワー水−冷媒熱交換器、及び過冷却器によって冷却された前記冷媒の過冷却度を検出する過冷却度検出装置と、
前記過冷却度を所定の目標過冷却度に一致させるように、前記タワー水ポンプの流量及び前記膨張弁の開度を制御する第１制御装置と、を備えており、
前記タワー水−冷媒熱交換器及び前記過冷却器は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間の前記主経路に配置されており、
前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも小さく且つ前記流量が所定の上限流量よりも小さい場合、前記第１制御装置は前記流量を増加させ、
前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも小さく且つ前記流量が前記上限流量に等しい場合、前記第１制御装置は前記開度を増加させ、
前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも大きく且つ前記開度が所定の下限開度より大きい場合、前記第１制御装置は開度を減少させ、
前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも大きく且つ前記開度が前記下限開度に等しい場合、前記第１制御装置は前記流量を減少させる、ことを特徴とするクーリングタワーを有する空調機。
【請求項２】
前記冷房運転が実行されているときに、第１過熱度を検出する第１過熱度検出装置を備えており、
前記第１過熱度は、前記過冷却器によって加熱された前記冷媒の過熱度であり、
前記第１制御装置は、前記第１過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、前記開度を制御する、請求項１に記載のクーリングタワーを有する空調機。
【請求項３】
前記冷房運転が実行されているときに、第２過熱度を検出する第２過熱度検出装置を備えており、
前記第２過熱度は、前記空気熱交換器によって加熱された前記冷媒に前記過冷却器によって加熱された前記冷媒を合わせた前記冷媒の過熱度であり、
前記第１制御装置は、前記第２過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、前記開度を制御する、請求項１に記載のクーリングタワーを有する空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーリングタワーを有する空調機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、クーリングタワーを有する空調機を開示している。図１及び００２７段落に示されるように、この空調機は、クーリングタワーで冷却されたタワー水と冷媒との間で熱交換を行うタワー水−冷媒熱交換器を備えている。タワー水−冷媒熱交換器は室外熱交換器の下流側に配置されており、冷媒の過冷却器として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
室外熱交換器及びタワー水−冷媒熱交換器による過冷却では冷却能力が不足し、冷房負荷に対応できない場合がある。そこで本発明は、冷媒の過冷却度を、室外熱交換器及びタワー水−冷媒熱交換器によって得られる過冷却度よりも大きくできる空調機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るクーリングタワーを有する空調機は、クーリングタワーを有する空調機において、前記クーリングタワーにタワー水を散水させるタワー水ポンプと、圧縮機、室内熱交換器、及び室外熱交換器を接続し、冷媒を流す主経路と、前記タワー水と前記冷媒との間で熱交換を行うタワー水−冷媒熱交換器と、前記主経路から分岐し且つ前記圧縮機に前記冷媒を戻すバイパス経路と、前記バイパス経路を流れる前記冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張した前記冷媒と前記主経路を流れる前記冷媒との間で熱交換を行う熱交換器と、を備える過冷却器と、冷房運転が実行されているときに、室外熱交換器、タワー水−冷媒熱交換器、及び過冷却器によって冷却された前記冷媒の過冷却度を検出する過冷却度検出装置と、前記過冷却度を所定の目標過冷却度に一致させるように、前記タワー水ポンプの流量及び前記膨張弁の開度を制御する第１制御装置と、を備えており、前記タワー水−冷媒熱交換器及び前記過冷却器は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間の前記主経路に配置されており、前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも小さく且つ前記流量が所定の上限流量よりも小さい場合、前記第１制御装置は前記流量を増加させ、前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも小さく且つ前記流量が前記上限流量に等しい場合、前記第１制御装置は前記開度を増加させ、前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも大きく且つ前記開度が所定の下限開度より大きい場合、前記第１制御装置は開度を減少させ、前記過冷却度が前記目標過冷却度よりも大きく且つ前記開度が前記下限開度に等しい場合、前記第１制御装置は前記流量を減少させる。
【０００６】
前記空調機は、前記冷房運転が実行されているときに、第１過熱度を検出する第１過熱度検出装置を備えており、前記第１過熱度は、前記過冷却器によって加熱された前記冷媒の過熱度であり、前記第１制御装置は、前記第１過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、前記開度を制御する。
【０００７】
前記空調機は、前記冷房運転が実行されているときに、第２過熱度を検出する第２過熱度検出装置を備えており、前記第２過熱度は、前記空気熱交換器によって加熱された前記冷媒に前記過冷却器によって加熱された前記冷媒を合わせた前記冷媒の過熱度であり、前記第１制御装置は、前記第２過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、前記開度を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るクーリングタワーを有する空調機は、冷媒の過冷却度を、室外熱交換器及びタワー水−冷媒熱交換器によって得られる過冷却度よりも大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、空調機のブロック図である。
【図２】図２は、空調機のブロック図である。
【図３】図３は、空調機のブロック図である。
【図４】図４は、空調機のブロック図である。
【図５】図５は、空調機のブロック図である。
【図６】図６は、空調機のブロック図である。
【図７】図７は、空調機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態の構成）
図１を参照して、第１実施形態に係る空調機を説明する。
【００１１】
図１は、空調機のブロック図である。空調機は、冷媒回路１、タワー水回路２、及びタワー水−冷媒熱交換器（ＴＲ熱交換器）３を備えている。冷媒回路１は、冷媒を循環させるヒートポンプである。タワー水回路２はタワー水を冷却するクーリングタワー４を備えており、タワー水はタワー水回路２を循環する。ＴＲ熱交換器３は、タワー水と冷媒との間で熱交換を行う。
【００１２】
冷媒回路１は、主経路５、圧縮機６、室外熱交換器７、過冷却器８、主膨張弁９、室内熱交換器１０、コントローラ１１、及び操作装置１２を備えている。
【００１３】
圧縮機６は主経路５に冷媒を流す。冷媒は、主経路５に沿って、圧縮機６、室外熱交換器７、過冷却器８、ＴＲ熱交換器３、主膨張弁９、及び室内熱交換器１０を順に流れ、再び圧縮機６に戻る。
【００１４】
室外熱交換器７は、屋外に配置されており、外気と冷媒との間で熱交換を行う。
【００１５】
過冷却器８は、主経路５から分岐し且つ圧縮機６に冷媒を戻すバイパス経路８１と、バイパス経路８１を流れる冷媒を膨張させるＳＣ膨張弁８２と、膨張した冷媒と主経路５を流れる冷媒との間で熱交換を行うＳＣ熱交換器８３と、を備えている。過冷却器８は、バイパス経路８１を流れる冷媒を膨張させることにより、主経路５を流れる冷媒を冷却する。つまり、過冷却器８は、凝縮器から蒸発器に送るための冷媒の一部を利用して、蒸発器に送られる残りの冷媒を冷却する。
【００１６】
バイパス経路８１は、分岐箇所５ａで主経路５から分岐し、合流箇所５ｂで主経路５に合流する。
【００１７】
室内熱交換器１０は、室内に配置されており、室内空気と冷媒との間で熱交換を行う。主膨張弁９は、ＴＲ熱交換器３と室内熱交換器１０との間に配置されており、室内熱交換器１０に流れる冷媒を膨張させる。
【００１８】
タワー水回路２は、主経路２０、タワー水ポンプ２１、散水器２２、充填剤２３、及び水槽２４を備えている。ＴＲ熱交換器４は、主経路２０上に配置されており、タワー水ポンプ２１と散水器２２との間に位置する。クーリングタワー４は、散水器２２、充填剤２３、及び水槽２４によって構成されている。
【００１９】
コントローラ１１は、圧縮機６、室外熱交換器７のファン、過冷却器８のＳＣ膨張弁８２、主膨張弁９、室内熱交換器１０のファン、及びタワー水ポンプ２１を制御する。
【００２０】
操作装置１２は、ユーザーによる操作に基づいて、空調機を操作するための指令をコントローラ１１に入力する。
【００２１】
空調機は、過冷却度検出装置１３、第１過熱度検出装置１４、及び第２過熱度検出装置１５を備えている。
【００２２】
過冷却度検出装置１３は、冷房運転が実行されているときに、室外熱交換器７、ＴＲ熱交換器３、及び過冷却器８によって冷却された冷媒の過冷却度を検出する。具体的には、過冷却度検出装置１３は、ＴＲ熱交換器３と主膨張弁９との間の主経路５において、冷媒の過冷却度を検出する。過冷却度検出装置１３は、第１温度センサ３１、第１圧力センサ４１、及びＳＣ算出部（コントローラ１１）を備えている。第１温度センサ３１は、ＴＲ熱交換器３と主膨張弁９との間の主経路５において、冷媒の温度を検出する。以下、第１温度Ｔ１は、第１温度センサ３１によって検出される冷媒の温度である。第１圧力センサ４１は、ＴＲ熱交換器３と主膨張弁９との間の主経路５において、冷媒の圧力を検出する。以下、第１圧力Ｐ１は、第１圧力センサ４１によって検出される冷媒の圧力である。ＳＣ算出部は、コントローラ１１の機能を利用して構成されている。ＳＣ算出部（コントローラ１１）は、冷媒の飽和液線に基づいて第１圧力Ｐ１に対応する飽和液温度ＴＬを算出する。更に、ＳＣ算出部（コントローラ１１）は、第１温度Ｔ１と飽和液温度ＴＬとの温度差である過冷却度を算出する。
【００２３】
第１過熱度検出装置１４は、冷房運転が実行されているときに、過冷却器８によって加熱された冷媒の過熱度（第１過熱度）を検出する。具体的には、第１過熱度検出装置１４は、過冷却器８（ＳＣ熱交換器８３）と合流箇所５ｂとの間の主経路５において、冷媒の過熱度を検出する。第１過熱度検出装置１４は、第２温度センサ３２、第２圧力センサ４２、及び第１ＳＨ算出部（コントローラ１１）を備えている。第２温度センサ３２は、過冷却器８と合流箇所５ｂとの間の主経路５において、冷媒の温度を検出する。以下、第２温度Ｔ２は、第２温度センサ３２によって検出される冷媒の温度である。第２圧力センサ４２は、合流箇所５ｂと圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の圧力を検出する。以下、第２圧力Ｐ２は、第２圧力センサ４２によって検出される冷媒の圧力である。ここで、冷房運転が実行されているとき、過冷却器８及び室内熱交換器１０から圧縮機６までの主経路５の全体において、冷媒の圧力は第２圧力に等しい。つまり、第２圧力Ｐ２は、過冷却器８と合流箇所５ｂとの間の主経路５における冷媒の圧力に等しい。第１ＳＨ算出部は、コントローラ１１の機能を利用して構成されている。第１ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、冷媒の飽和蒸気線に基づいて第２圧力Ｐ２に対応する飽和蒸気温度ＴＶを算出する。更に、第１ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、第２温度Ｔ２と飽和蒸気温度ＴＶとの温度差である過熱度（第１過熱度）を算出する。
【００２４】
第２過熱度検出装置１５は、冷房運転が実行されているときに、室内熱交換器１０によって加熱された冷媒に過冷却器８によって加熱された冷媒を合わせた冷媒の過熱度（第２過熱度）を検出する。具体的には、第２過熱度検出装置１５は、合流箇所５ｂと圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の過熱度を検出する。第２過熱度検出装置１５は、第３温度センサ３３、第２圧力センサ４２、及び第２ＳＨ算出部（コントローラ１１）を備えている。第３温度センサ３３は、合流箇所５ｂと圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の温度を検出する。以下、以下、第３温度Ｔ３は、第３温度センサ３３によって検出される冷媒の温度である。第２圧力センサ４２は、第１過熱度検出装置１４及び第２過熱度検出装置１５において共用されている。第２圧力Ｐ２は、合流箇所５ｂと圧縮機６との間の主経路５における冷媒の圧力にも等しい。第２ＳＨ算出部は、コントローラ１１の機能を利用して構成されている。第２ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、冷媒の飽和蒸気線に基づいて第２圧力Ｐ２に対応する飽和蒸気温度ＴＶを算出する。更に、第１ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、第３温度Ｔ３と飽和蒸気温度ＴＶとの温度差である過熱度（第２過熱度）を算出する。
【００２５】
空調性能を維持するためには、主膨張弁９に向かう液冷媒にガス冷媒が混じることを防止し且つ圧縮機６に戻るガス冷媒に液冷媒が混じることを防止する必要がある。単純には、冷媒の過冷却度が正値であれば、液冷媒にガス冷媒が混じっていないと推定され、冷媒の過熱度が正値であれば、ガス冷媒に液冷媒が混じっていないと推定される。確実性を確保するために、過冷却度について所定の下限過冷却度が設定されており、過熱度について所定の下限過熱度が設定されている。一方、過冷却度及び過熱度を過剰に高めることは、消費電力あたりの空調能力を低下させる。このため、過冷却度について所定の目標過冷却度が設定されており、過冷却度が目標過冷却度に保たれるように空調機の運転が行われる。過熱度は、過冷却度に応じて変化する。このため、過冷却度の制御は、過熱度が下限過熱度以上に保たれるように制限される。
【００２６】
以下、過冷却度は、過冷却度検出装置１３によって検出される過冷却度を指し、第１過熱度は、第１過熱度検出装置１４によって検出される過熱度を指し、第２過熱度は、第２過熱度検出装置１５によって検出される過熱度を指す。また、単なる過熱度は、第１過熱度及び第２過熱度の双方を指す。
【００２７】
冷房運転における過冷却度及び過熱度の制御を説明する。コントローラ（第１制御装置）１１は、過冷却度を目標過冷却度に一致させるように、タワー水ポンプ２１の流量及びＳＣ膨張弁８２の開度を制御する。
【００２８】
以下で説明するように、タワー水ポンプ２１の流量及びＳＣ膨張弁８２の開度は、過冷却度、第１過熱度、及び第２過熱度に対応している。タワー水ポンプ２１の流量は、クーリングタワー４においてタワー水から奪われる熱量に対応しており、ＴＲ熱交換器３において冷媒から奪われる熱量に対応している。このため、タワー水ポンプ２１の流量が増大すると、ＴＲ熱交換器３において冷媒から奪われる熱量が増大する。また、ＳＣ膨張弁８２の開度は、バイパス経路８１を流れる冷媒の流量に対応しており、過冷却器８において主経路５を流れる冷媒から奪われる熱量に対応している。このため、ＳＣ膨張弁８２の開度が増大すると、過冷却器８において冷媒から奪われる熱量が増大する。ここで、過冷却器８において主経路５を流れる冷媒から熱量が奪われ、過冷却器８においてバイパス経路８１を流れる冷媒に熱量が付与される。冷媒の熱量が変化すると、過冷却度、第１過熱度、及び第２過熱度が変化する。
【００２９】
過冷却度の制御において、クーリングタワー４のＴＲ熱交換器３による冷却が、過冷却器８による冷却よりも優先的に実行される。クーリングタワー４の利用は、過冷却器８の利用と比べて、消費電力あたりの空調能力を増大させる。また、過冷却器８の利用は、第１過熱度及び第２過熱度の低下をもたらす。このため、クーリングタワー４の能力に余裕がある場合、クーリングタワー４を利用する方が過冷却器８を利用するよりも効率的である。
【００３０】
コントローラ１１は、次の条件に基づいて、タワー水ポンプ２１の流量及びＳＣ膨張弁８２の開度を制御する。
（ａ）過冷却度が目標過冷却度よりも小さく且つ流量が所定の上限流量よりも小さい場合、コントローラ１１は流量を増加させる。
（ｂ）過冷却度が目標過冷却度よりも小さく且つ流量が上限流量に等しい場合、コントローラ１１は開度を増加させる。
（ｃ）過冷却度が目標過冷却度よりも大きく且つ開度が所定の下限開度より大きい場合、コントローラ１１は開度を減少させる。
（ｄ）過冷却度が目標過冷却度よりも大きく且つ開度が下限開度に等しい場合、コントローラ１１は流量を減少させる。
【００３１】
過冷却度の制御は、圧縮機６への液冷媒の流入を確実に防止するように、過熱度の大きさに応じて変更される。過熱度の低下を抑制するようにＳＣ膨張弁８２の開度が制御される。ここで、主膨張弁９の開度は一定に保たれている。一方、ＳＣ膨張弁８２の開度は、過冷却度の変動に応じて所定の開度範囲内で変更される。以下、上限開度は、開度範囲の上限を指している。開度範囲の下限は、開度０、すなわちＳＣ膨張弁８２が閉じられていることを指す。ＳＣ膨張弁８２の開度が上限開度にあるとき、室内熱交換器１０から主経路５に沿って圧縮機６に戻る冷媒の過熱度が第１過熱度よりも大きくなるように、空調機が設計されている。このため、ＳＣ膨張弁８２の開度が上限開度にあるとき、合流後の冷媒の過熱度である第２過熱度は、第１過熱度よりも大きい。このため、第２過熱度が所定の下限過熱度以上であるとき、第１過熱度は必ず下限過熱度以上である。
【００３２】
余裕がある状態で制御が行われることが好ましいため、基本的には、第１過熱度の監視に基づいて過冷却度が制限を受ける。冷媒の冷却能力が不足している場合、第２過熱度の監視に基づいて過冷却度が制限を受ける。具体的には、冷却能力が不足している場合は、クーリングタワー４の運転が停止されている場合を指す。冷房運転が実行されるときにクーリングタワー４の運転が停止される場合は、例えば、クーリングタワー４が故障している場合である。
【００３３】
コントローラ１１は、クーリングタワー４の運転の運転状態及び過熱度の大きさに応じて、過冷却度の制御に制限を加える。
（ｄ）クーリングタワー４の運転が実行されている場合、コントローラ１１は、第１過熱度が下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
（ｅ）クーリングタワー４の運転が停止している場合、コントローラ１１は、第２過熱度が下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
【００３４】
（第２実施形態の構成）
図２を参照して、第２実施形態に係る空調機を説明する。図２は、空調機のブロック図である。第２実施形態に係る空調機は、第１過熱度の大きさのみに応じて、過冷却度の制御に制限を加える。このため、第２実施形態に係る空調機は、第２過熱度検出装置１５を備えていない。他の点は、第１実施形態と第２実施形態との間で同一である。
【００３５】
（ｆ）コントローラ１１は、第１過熱度が下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
【００３６】
（第３実施形態の構成）
図３を参照して、第３実施形態に係る空調機を説明する。図３は、空調機のブロック図である。第３実施形態に係る空調機は、第２過熱度の大きさのみに応じて、過冷却度の制御に制限を加える。このため、第３実施形態に係る空調機は、第１過熱度検出装置１４を備えていない。他の点は、第１実施形態と第３実施形態との間で同一である。
【００３７】
（ｇ）コントローラ１１は、第２過熱度が下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
【００３８】
（第４実施形態の構成）
図４を参照して、第４実施形態に係る空調機を説明する。図４は、空調機のブロック図である。第４実施形態に係る空調機は、過熱度に基づいて過冷却度の制御に制限を加えることを行わない。このため、第４実施形態に係る空調機は、第１過熱度検出装置１４及び第２過熱度検出装置１５を備えていない。他の点は、第１実施形態と第４実施形態との間で同一である。
【００３９】
第４実施形態では、過熱度が下限過熱度未満にならないように、開度範囲が予め設定されている。つまり、第４実施形態における上限開度は、第１−３実施形態における上限開度よりも小さい。
【００４０】
（第５実施形態の構成）
図５を参照して、第５実施形態に係る空調機を説明する。図５は、空調機のブロック図である。第５実施形態に係る空調機では、ＴＲ熱交換器３はクーリングタワー４の水槽２４の内部に配置されている。一方、第１実施形態に係る空調機では、ＴＲ熱交換器３は水槽２４の外部に配置されている。他の点は、第１実施形態と第５実施形態との間で同一である。
【００４１】
（本実施形態の効果）
本実施形態に係る空調機は、上述の構成により、次の効果を有する。
【００４２】
（１）第１−５実施形態に係る空調機は、タワー水ポンプ２１、主経路５、ＴＲ熱交換器（タワー水−冷媒熱交換器）３、過冷却器８、過冷却度検出装置１３、及びコントローラ（第１制御装置）１１を備えている。コントローラ１１は、条件（ａ）−（ｄ）に従う過冷却度の制御を実行する。
【００４３】
冷媒は、室外熱交換器７、ＴＲ熱交換器３、及び過冷却器１１によって冷却される。このため、第１−５実施形態に係る空調機は、冷媒の過冷却度を、室外熱交換器７及びＴＲ熱交換器３によって得られる過冷却度よりも大きくできる。
【００４４】
また、過冷却度の制御は、クーリングタワー４のＴＲ熱交換器３による冷却を、過冷却器８による冷却よりも優先させる。このため、第１−５実施形態に係る空調機は、消費電力あたりの空調能力において、効率的に冷媒を冷却できる。
【００４５】
（２）第１、２、５実施形態に係る空調機は、第１過熱度検出装置を備えており、コントローラ１１は、第１過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
【００４６】
第１過熱度が正値である下限過熱度以上に保たれる場合、圧縮機６に戻る冷媒に液冷媒が混じらない。このため、第１、２、５実施形態に係る空調機は、圧縮機６の損傷や過負荷の発生を防止できる。
【００４７】
（２）第１、３、５実施形態に係る空調機は、第２過熱度検出装置を備えており、コントローラ１１は、第２過熱度が所定の下限過熱度以上に保たれる開度範囲内で、開度を制御する。
【００４８】
第２過熱度が正値である下限過熱度以上に保たれる場合、圧縮機６に戻る冷媒に液冷媒が混じらない。このため、第１、３、５実施形態に係る空調機は、圧縮機６の損傷や過負荷の発生を防止できる。
【００４９】
（変形例）
第１−５実施形態は冷房運転のみを実行する空調機であるが、本発明に係る空調機は冷房専用の空調機に限定されない。本発明に係る構成要素は、冷房及び暖房の切替が可能な空調機に適用できる。この空調機において、冷房運転が実行されるときに、上述の過冷却度の制御が実行される。
【００５０】
第１−５実施形態では、冷房運転の冷媒の流れより見て、室外熱交換器１０と前記室内熱交換器との間で、ＴＲ熱交換器３は過冷却器８の上流に配置されている。ＴＲ熱交換器及び過冷却器８は、室外熱交換器１０と前記室内熱交換器との間の前記主経路に配置されていればよい。したがって、ＴＲ熱交換器３が過冷却器８の下流に配置されてもよい。
【００５１】
（第１別実施形態）
図６を参照して、第１別実施形態に係る空調機を説明する。図６は、空調機のブロック図である。第１別実施形態と第１実施形態との間には、次の相違点がある。第１別実施形態に係る空調機は、過冷却器８の代わりに冷媒−冷媒熱交換器（ＲＲ熱交換器）１６を備えており、第１過熱度検出器１４及び第２過熱度検出器１５の代わりに過熱度検出器１７を備えている。また、過冷却に関連する構成の変更に、応じて、過冷却度の制御の内容が変更されている。他の点は、第１実施形態と第１別実施形態との間で同一である。
【００５２】
図６において、ＲＲ熱交換器１６は、上流の液冷媒と下流のガス冷媒との間で熱交換を行う。上流の液冷媒は、室内熱交換器７とＴＲ熱交換器３との間の主経路５を流れる冷媒を指している。下流のガス冷媒は、室内熱交換器１０と圧縮機６との間の主経路５を流れる冷媒を指している。下流のガス冷媒の温度は、上流の液冷媒の温度よりも低い。このため、ＲＲ熱交換器１６において、液冷媒からガス冷媒に熱量が移動し、液冷媒が冷却される。つまり、ＲＲ熱交換器１６は、凝縮器及び過冷却器として機能する。
【００５３】
過熱度検出装置１７は、冷房運転が実行されているときに、ＲＲ熱交換器１６によって加熱された冷媒の過熱度を検出する。過熱度検出装置１７は、ＲＲ熱交換器１６と圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の過熱度を検出する。過熱度検出装置１７は、入口温度センサ３４、入口圧力センサ４４、及びＳＨ算出部（コントローラ１１）を備えている。入口温度センサ３４は、ＲＲ熱交換器１６と圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の温度を検出する。以下、入口温度Ｔ４は、入口温度センサ３４によって検出される冷媒の温度である。入口圧力センサ４４は、ＲＲ熱交換器１６と圧縮機６との間の主経路５において、冷媒の圧力を検出する。以下、入口圧力Ｐ４は、入口圧力センサ４４によって検出される冷媒の圧力である。ＳＨ算出部は、コントローラ１１の機能を利用して構成されている。ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、冷媒の飽和蒸気線に基づいて入口圧力Ｐ４に対応する飽和蒸気温度ＴＶを算出する。更に、ＳＨ算出部（コントローラ１１）は、入口温度Ｔ４と飽和蒸気温度ＴＶとの温度差である過熱度を算出する。
【００５４】
コントローラ１１は、過冷却度を目標過冷却度に一致させるように、タワー水ポンプ２１の流量を制御する。
【００５５】
コントローラ１１は、次の条件に基づいて、タワー水ポンプ２１の流量及びＳＣ膨張弁８２の開度を制御する。
（ａ２）過冷却度が目標過冷却度よりも小さい場合、コントローラ１１は流量を増加させる。
（ｄ２）過冷却度が目標過冷却度よりも大きい場合、コントローラ１１は流量を減少させる。
【００５６】
コントローラ１１は、過熱度の大きさに応じて、過冷却度の制御に制限を加える。つまり、過冷却度を目標過冷却度に一致させる制御よりも、過熱度の低下を防止する制御が優先される。
（ｈ）コントローラ１１は、第１過熱度が下限過熱度以上に保たれる流量範囲内で、流量を制御する。
【００５７】
（第２別実施形態）
図７を参照して、第２別実施形態に係る空調機を説明する。図７は、空調機のブロック図である。第２別実施形態と第１別実施形態との間には、次の相違点がある。第２別実施形態に係る空調機は、ＲＲ熱交換器１６の代わりにＳＣ用室内熱交換器１８を備えている。他の点は、第２別実施形態と第１別実施形態との間で同一である。
【００５８】
図７において、ＳＣ用室内熱交換器１８は、室内熱交換器７と同様に、外気と冷媒との間で熱交換を行う。ＳＣ用室内熱交換器１８は、凝縮器及び過冷却器として機能する。
【符号の説明】
【００５９】
３  ＴＲ熱交換器（タワー水−冷媒熱交換器）３
４  クーリングタワー
５  主経路
６  圧縮機
７  室外熱交換器
８  過冷却器
１０  室内熱交換器
１１  コントローラ（第１制御装置）
１３  過冷却度検出装置
１４  第１過熱度検出装置
１５  第２過熱度検出装置
２１  タワー水ポンプ
８１  バイパス経路
８２  ＳＣ膨張弁
８３  ＳＣ熱交換器
【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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