(57)【要約】【課題】冷凍サイクルの効率を高めつつ、水噴霧に起因してピーク電力が大きくなるのを抑制できる空気調和機を提供する。【解決手段】空気調和機１は、冷媒回路５に設けられた室外熱交換器１３と、室外熱交換器１３に向かう空気に水を噴霧するための二流体ノズル２１及び二流体ノズル２１に送る圧縮空気を作る空気圧縮機１７を有する噴霧機構２０と、噴霧機構２０を制御する噴霧機構制御部４ａと、を備えている。噴霧機構制御部４ａは、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時よりも前に、空気圧縮機１７を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する。【選択図】図２
2013119992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒回路（５）に設けられた室外熱交換器（１３）と、
前記室外熱交換器（１３）に向かう空気に水を噴霧するための二流体ノズル（２１）及び前記二流体ノズル（２１）に送る圧縮空気を作る空気圧縮機（１７）を有する噴霧機構（２０）と、
前記噴霧機構（２０）を制御する噴霧機構制御部（４ａ）と、を備え、
前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記二流体ノズル（２１）からの水噴霧の開始時よりも前に、前記空気圧縮機（１７）を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する空気調和機。
【請求項２】
前記噴霧機構（２０）は、
前記空気圧縮機（１７）により作製された圧縮空気を一時的に溜めるタンク（１６）と、
前記タンク（１６）内の圧縮空気を前記二流体ノズル（２１）に送るか否かの切り換えが可能な切換機構（１９）と、をさらに有する、請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記冷媒回路（５）に設けられた冷媒圧縮機（１５）と、
前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力を算出する予想電力算出部（４ｂ）と、をさらに備え、
前記噴霧機構制御部（４ａ）は、
前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた下限電力（ＳＴ３）よりも小さくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を作動させる制御を実行する、請求項１又は２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた上限電力（ＳＴ１）より大きくなったときに、前記タンク（１６）内の圧縮空気が前記二流体ノズル（２１）に送られるように前記切換機構（１９）を制御する、請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記タンク（１６）内の圧力を検知する圧力センサ（１８）をさらに備え、
前記噴霧機構制御部（４ａ）は、
前記圧力センサ（１８）により検知される前記タンク（１６）内の圧力が予め定められた下限値（ＳＴ５）よりも小さくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を作動させる制御を実行し、
前記圧力センサ（１８）により検知される前記タンク（１６）内の圧力が予め定められた上限値（ＳＴ４）より大きくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を停止させる制御を実行する、請求項４に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二流体ノズルを有する噴霧機構を備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、噴霧ノズルから水を熱交換器に噴霧して熱交換器を冷却する噴霧機構を備えた空気調和機が知られている。この空気調和機では、噴霧された水により熱交換器が冷却されるので、冷凍サイクルの効率が高まり、空気調和機に必要とされる動力（消費電力）を削減することができる。例えば特許文献１には、噴霧機構の噴霧ノズルとして、水と空気を同時に噴霧する二流体ノズルを備えた空調システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、二流体ノズルを用いて水噴霧を行う場合、圧縮空気を二流体ノズルに送る必要があり、この圧縮空気を作るにはある程度の電力が必要となる。その一方で、水噴霧による動力削減効果は、水噴霧の開始後すぐに現れるのではなく、水噴霧開始時から時間差をもって現れる。したがって、水噴霧による動力削減効果が現れていない水噴霧開始時には、圧縮空気を作るために要する動力の分だけ水噴霧開始前よりも大きな動力が必要となる。その結果、水噴霧開始直後においては、水噴霧開始前に比べてピーク電力がかえって増大することがある。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷凍サイクルの効率を高めつつ、水噴霧に起因してピーク電力が大きくなるのを抑制できる空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空気調和機は、冷媒回路（５）に設けられた室外熱交換器（１３）と、前記室外熱交換器（１３）に向かう空気に水を噴霧するための二流体ノズル（２１）及び前記二流体ノズル（２１）に送る圧縮空気を作る空気圧縮機（１７）を有する噴霧機構（２０）と、前記噴霧機構（２０）を制御する噴霧機構制御部（４ａ）と、を備え、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記二流体ノズル（２１）からの水噴霧の開始時よりも前に、前記空気圧縮機（１７）を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する。
【０００７】
この構成では、室外熱交換器（１３）に向かう空気に水を噴霧する噴霧機構（２０）を備えているので、水が噴霧されていない場合に比べて、熱交換器を通過する空気の温度が低くなる。これにより、冷凍サイクルの効率が高まり、空気調和機の冷房運転時において圧縮機などを駆動させるのに必要な動力を低減することができる。しかも、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記二流体ノズル（２１）からの水噴霧の開始時よりも前に、前記空気圧縮機（１７）を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する。すなわち、この構成では、二流体ノズル（２１）からの水噴霧の開始時と、圧縮空気を作るために前記空気圧縮機（１７）を作動させる時間帯とは重ならないので、水噴霧開始時と空気圧縮機（１７）を作動させる時間帯とが重なる場合に比べて、ピーク電力の増大を抑制することができる。
【０００８】
前記空気調和機において、前記噴霧機構（２０）は、前記空気圧縮機（１７）により作製された圧縮空気を一時的に溜めるタンク（１６）と、前記タンク（１６）内の圧縮空気を前記二流体ノズル（２１）に送るか否かの切り換えが可能な切換機構（１９）と、をさらに有しているのが好ましい。
【０００９】
この構成では、噴霧機構（２０）にタンク（１６）が設けられているので、圧縮空気を一時的に溜めておくことができる。また、前記噴霧機構（２０）にタンク（１６）と切換機構（１９）とが設けられるという簡単な構造でピーク電力の増大を抑制することができる。
【００１０】
前記空気調和機は、前記冷媒回路（５）に設けられた冷媒圧縮機（１５）と、前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力を算出する予想電力算出部（４ｂ）と、をさらに備え、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた下限電力（ＳＴ３）よりも小さくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を作動させる制御を実行するのが好ましい。
【００１１】
この構成のように、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた下限電力（ＳＴ３）よりも小さくなったときには、圧縮空気を作る動力が使用されたとしてもピーク電力を許容範囲内に抑えた状態で前記空気圧縮機（１７）を作動させる制御を実行することができる。これにより、水噴霧しない場合に比べてピーク電力が増大するのをより確実に抑制することができる。
【００１２】
前記空気調和機において、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた上限電力（ＳＴ１）より大きくなったときに、前記タンク（１６）内の圧縮空気が前記二流体ノズル（２１）に送られるように前記切換機構（１９）を制御するのが好ましい。
【００１３】
上記のように圧縮空気を溜めるタンク（１６）が設けられている場合、例えば、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記予想電力算出部（４ｂ）により算出される前記冷媒圧縮機（１５）の予想消費電力が予め定められた上限電力（ＳＴ１）より大きくなったときには、予めタンク（１６）に溜められている圧縮空気を、切換機構（１９）を制御して二流体ノズル（２１）に送ることができる。したがって、水噴霧開始時には圧縮空気を作る動力は不要である。
【００１４】
また、前記空気調和機が、前記タンク（１６）内の圧力を検知する圧力センサ（１８）をさらに備えている場合には、空気圧縮機（１７）の作動及び停止のタイミングとしては、次のような時期が例示できる。すなわち、前記噴霧機構制御部（４ａ）は、前記圧力センサ（１８）により検知される前記タンク（１６）内の圧力が予め定められた下限値（ＳＴ５）よりも小さくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を作動させる制御を実行し、前記圧力センサ（１８）により検知される前記タンク（１６）内の圧力が予め定められた上限値（ＳＴ４）より大きくなったときに、前記空気圧縮機（１７）を停止させる制御を実行する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、冷凍サイクルの効率を高めつつ、水噴霧に起因してピーク電力が大きくなるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和機を示す概略構成図である。
【図２】前記空気調和機の室外機及び噴霧機構を示す概略図である。
【図３】前記噴霧機構の噴霧ノズルを示す断面図である。
【図４】前記空気調和機の運転時における消費電力の推移の一例を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は、前記空気調和機の運転中における消費電力と水の噴霧及び圧縮空気の蓄積との関係を示す図であり、（Ｂ）は、前記空気調和機の制御におけるタンク内の圧力と、空気圧縮機の運転状態との関係を示す図である。
【図６】前記空気調和機の制御例１を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、前記空気調和機の運転中における消費電力と水の噴霧及び圧縮空気の蓄積との関係を示す図であり、（Ｂ）は、前記空気調和機の制御におけるタンク内の圧力と、空気圧縮機の運転状態との関係を示す図である。
【図８】前記空気調和機の制御例２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】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る空気調和機１について図面を参照して説明する。図１に示すように、空気調和機１は、室外機２と、室内機３と、噴霧機構２０と、これらを制御するコントローラ４とを備えている。
【００１８】
室内機３は、室内熱交換器１１と、室内送風機１２とを備えている。室外機２は、室外熱交換器１３と、室外送風機１４と、冷媒圧縮機１５と、四方切換弁８と、膨張弁９とを備えている。室内機３と室外機２は、ガス側連絡配管６及び液側連絡配管７により接続されている。空気調和機１は冷媒回路５を備え、この冷媒回路５は、冷媒圧縮機１５、室外熱交換器１３、膨張弁９、室内熱交換器１１、四方切換弁８、これらを接続する冷媒配管などによって構成されている。
【００１９】
空気調和機１では、四方切換弁８の経路を切り換えることにより、冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。図１において実線で示される四方切換弁８の経路の場合、空気調和機１は冷房運転を行い、図１において破線で示される四方切換弁８の経路の場合、空気調和機１は暖房運転を行う。
【００２０】
室内熱交換器１１は、冷媒回路５を循環する冷媒と室内送風機１２によって供給される室内空気との間で熱交換させる。室外熱交換器１３は、冷媒回路５を循環する冷媒と室外送風機１４によって供給される室外空気との間で熱交換させる。室内熱交換器１１及び室外熱交換器１３としては、例えばクロスフィンコイル式の熱交換器が挙げられるが、これに限定されない。クロスフィンコイル式の熱交換器は、伝熱管と、伝熱管が貫通する多数のプレートフィンとを備えており、伝熱管の内部を冷媒が流れ、プレートフィン同士の間を外気が流れる。
【００２１】
図２に示すように、室外熱交換器１３は、ケース１０の底板から上方に延びており、平面視で略Ｕ字形状を有している。ケース１０の側板には、室外熱交換器１３に対向する位置に、外気をケース１０内に吸い込むために図略の吸込口が設けられている。また、ケース１０の天板にはケース１０内の空気を外部に吹き出すための図略の吹出口が設けられている。
【００２２】
室内送風機１２及び室外送風機１４としては、遠心送風機、軸流送風機、斜流送風機などを用いることができる。図２に示すように、室外送風機１４は、羽根車１４ａと、この羽根車１４ａを回転させる図略のモータとを備えている。本実施形態では、室外送風機１４は、室外熱交換器１３よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。室外送風機１４は、ケース１０内の上部に設けられており、前記吹出口の直下に位置している。
【００２３】
コントローラ４の機能としては、噴霧機構２０を制御する噴霧機構制御部４ａと、冷媒圧縮機１５の予想消費電力を算出する予想電力算出部４ｂとが含まれる。予想電力算出部４ｂは、例えば冷媒圧縮機１５の周波数、運転時の凝縮圧力、蒸発圧力などに基づいて冷媒圧縮機１５の消費電力を算出する。本実施形態では、予想電力算出部４ｂは、冷媒圧縮機１５の消費電力を常時算出する。
【００２４】
なお、図２に示すように本実施形態では、コントローラ４は、室外機２のケース１０内に配置されているが、これに限定されない。コントローラ４は、例えば室内機３のケース内に配置されていてもよく、室外機２及び室内機３以外の別に場所に配置されていてもよい。
【００２５】
空気調和機１の運転時には、冷媒圧縮機１５に動力が与えられることにより冷媒が室外機２と室内機３との間を循環するとともに、室外送風機１４の前記モータに動力が与えられることにより羽根車１４ａが回転し、前記吸込口からケース１０の内部に外気が吸い込まれる。ケース１０内に吸い込まれた外気は、室外熱交換器１３において冷媒と熱交換した後、前記吹出口を通じてケース１０の外部に吹き出される。具体的には、例えば冷房運転時には、ケース１０内に吸い込まれた外気は、凝縮器として機能する室外熱交換器１３における前記伝熱管を介して、この伝熱管内を流れる高温高圧の冷媒と熱交換する。すなわち、外気は、室外熱交換器１３の伝熱管及び冷媒を冷却する。これにより、前記伝熱管を流れる冷媒は、冷却されて凝縮する。
【００２６】
次に、噴霧機構２０について説明する。噴霧機構２０は、冷房運転時において室外熱交換器１３に向かう外気を冷却することができる。すなわち、噴霧機構２０は、室外熱交換器１３に向かう外気の温度を低下させることにより、室外熱交換器１３の伝熱管及び冷媒を冷却する効果を高めることができる。このように噴霧機構２０は、室外熱交換器１３及び冷媒を補助的に冷却して空気調和機１の冷房能力を高めることができる。図２に示すように、噴霧機構２０は、二流体ノズル２１と、水供給機構６０と、エア供給機構７０とを備えている。
【００２７】
二流体ノズル２１は、ケース１０の側板又はケース１０に別途設けられた図略の支持部材によって支持されている。二流体ノズル２１は、送風機１４の羽根車１４ａが回転することにより形成される気流の方向において、室外熱交換器１３よりも上流側に位置している。
【００２８】
本実施形態では、二流体ノズル２１は、水滴が室外熱交換器１３に向かって噴霧されるように配置されている。二流体ノズル２１は、その軸方向が空気の流れ方向に沿う方向に向けられた状態で配置されている。二流体ノズル２１から噴霧された水滴は、放射状に拡散しながら前記気流の方向に沿って室外熱交換器１３に向かって移動する。
【００２９】
二流体ノズル２１の軸方向の向きは、図１に示す形態に限定されるものではなく、送風機１４により形成される気流の方向に対して、例えば直交する方向であってもよく、また、傾斜する方向であってもよい。また、二流体ノズル２１から水滴が噴霧される方向は、気流とは反対の方向であってもよい。この場合、気流と反対の方向に噴霧された水滴は、気流に押し戻されて室外熱交換器１３の方向に向きが反転する挙動をたどる。これにより、室外熱交換器１３よりも上流側において水滴がたどる経路長を大きくすることができる。
【００３０】
水供給機構６０は、液送配管６１と、開度調整可能な調整弁９２と、圧力調整器９３と、ストレーナ９４とを含む。液送配管６１は、図略の水供給源と二流体ノズル２１とを接続している。水供給源としては、例えば上水道などの水道が例示できる。水供給源から液送配管６１に流入する水は、ストレーナ９４において濾過され、圧力調整器９３において水圧が調整される。水圧調整された水は、調整弁９２の開度に応じて水量が調節されて二流体ノズル２１に送られる。調整弁９２の開度は、コントローラ４によって制御される。
【００３１】
調整弁９２に代えて例えば液送ポンプなどを用いて水を二流体ノズル２１に送ることもできる。また、水供給源としては、水が貯留された図略のタンクなどであってもよい。この場合には、液送配管６１は、タンクに設けられた給水口に接続され、液送ポンプなどを用いてタンクの水が二流体ノズル２１に送られる。
【００３２】
エア供給機構７０は、気送配管７１と、切換機構としての電磁弁１９と、タンク（バッファタンク）１６と、空気圧縮機１７と、タンク１６内の圧力を検知する圧力センサ１８とを含む。気送配管７１は、空気圧縮機１７と二流体ノズル２１とを接続している。
【００３３】
次に、二流体ノズル２１の構造について説明する。二流体ノズル２１は、水と空気により微細な水滴を噴霧することができる。二流体ノズル２１は、胴部９０と、胴部９０よりも下流側（水の流れ方向の下流側）に位置するオリフィス部５０とを有している。胴部９０は、水道などの図略の水供給源から胴部９０に供給された水に微細な気泡を混入させる機能と、気泡が混入した水をオリフィス部５０に案内する機能とを有している。オリフィス部５０は、水滴を微細化して噴霧する機能を有している。
【００３４】
胴部９０は、径方向よりも軸方向の方が長い円柱状の外形を有している。胴部９０は、エア案内管３１と、エア案内管３１の内側に配置された水案内管４１とを有している。すなわち、エア案内管３１の内部に水案内管４１が挿入されている。エア案内管３１の軸方向と水案内管４１の軸方向とは一致している。また、これらの軸は、ほぼ同一直線状に位置している。エア案内管３１の内周面と水案内管４１の外周面とは互いに離隔している。水案内管４１の上流側端部には、図２に示す液送配管６１が接続される。
【００３５】
水案内管４１には、厚み方向に貫通する複数のエア導入孔４３ａが設けられている。エア案内管３１には、エア流路Ｆ１に空気を供給するためのエア供給部３２が設けられている。エア供給部３２は、エア流路Ｆ１に連通する空気の供給孔３２ａが内部に形成された円筒形状を有している。このエア供給部３２には、図２に示す気送配管７１が接続される。
【００３６】
エア案内管３１の一端（下流側の端）と水案内管４１の一端（下流側の端）とは、軸方向においてほぼ同じ位置にあり、水案内管４１の他端（上流側の端）は、エア案内管３１の他端（上流側の端）よりも上流側に位置している。すなわち、水案内管４１の他端側の部位は、エア案内管３１から上流側に突出している。エア流路Ｆ１の一端は、オリフィス部５０によって塞がれており、エア流路Ｆ１の他端は、閉塞部材３３によって塞がれている。
【００３７】
胴部９０は、エア案内部３０と、水案内部４０と、気泡形成部４３とを有している。水案内部４０は、水案内管４１の内周面により区画される水流路Ｆ２を含む。エア案内部３０は、水案内管４１の外周面とエア案内管３１の内周面とにより区画されるエア流路Ｆ１を含む。
【００３８】
気泡形成部４３は、複数のエア導入孔４３ａを含む。複数のエア導入孔４３ａは、水案内管４１の周方向及び軸方向に互いに間隔をあけて配置されている。気泡形成部４３は、水案内管４１のうち、最上流に位置するエア導入孔４３ａから最下流に位置するエア導入孔４３ａまでの筒状の部位をいう。
【００３９】
オリフィス部５０は、水滴を微細化して噴霧するための噴霧部５１と、エア流路Ｆ１の一端を塞ぐ閉塞部５２とを有している。閉塞部５２は、半径方向外側の環状の領域であり、噴霧部５１は、閉塞部５２よりも半径方向内側の領域である。閉塞部５２は、エア案内管３１の一端と水案内管４１の一端に当接してエア流路Ｆ１の一端を塞ぐ内面（上流側の表面）５２ａを有している。
【００４０】
噴霧部５１は、水流路Ｆ２と二流体ノズル２１の外部とを連通する連通孔を有している。連通孔は、下流側に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー面を有するテーパー孔５１ａと、テーパー孔５１ａの下流側に位置して水が噴霧される噴霧孔５１ｂとを含む。
【００４１】
テーパー面に沿ってテーパー孔５１ａを下流側に流れる水は、次第に流速が高められて噴霧孔５１ｂに到達する。噴霧孔５１ｂに到達した水は、多数の微細な気泡を含んでおり、これらの気泡とともに二流体ノズル２１の外部に噴霧される。多数の気泡を含む水が噴霧孔５１ｂから噴霧されるとき又は噴霧孔５１ｂから噴霧された後、内外の圧力差によって気泡が膨張してはじけて水滴が微細化される。
【００４２】
水滴の平均粒径は、例えば５０μｍ以下であるのが好ましく、２５μｍ以下であるのがより好ましい。水滴の平均粒径は、噴霧孔５１ｂの孔径、エア導入孔４３ａの孔径、水流路Ｆ２にかかる圧力、エア流路Ｆ１にかかる圧力などを調節することにより調整できる。
【００４３】
次に、空気調和機１の運転時における消費電力の推移、及び空気調和機１の制御例について説明する。本実施形態では、空気調和機１の消費電力のうち大きな割合を占める冷媒圧縮機１５の消費電力に基づいて水噴霧の要否が判断される。なお、水噴霧の要否判断は、冷媒圧縮機１５の消費電力だけでなく、例えば、冷媒圧縮機１５の消費電力と送風機１２，１４の消費電力とを合計した消費電力に基づいて行ってもよく、また、空気調和機１の総消費電力に基づいて行ってもよい。
【００４４】
まず、空気調和機１の運転時における消費電力の推移について説明する。図４は、空気調和機１の運転時における消費電力の推移の一例を示すグラフである。図４では、説明を簡略化するために、グラフの縦軸は、冷媒圧縮機１５の消費電力と噴霧機構２０の消費電力の合計値を表している。図４に示す時間ｔ１は、二流体ノズル２１から水噴霧が開始される時点を表しており、時間ｔ２は、水噴霧による動力削減効果が出始める時点を表している。図４に示す消費電力Ｗ１は、冷媒圧縮機１５の消費電力を示している。
【００４５】
従来の空気調和機の制御では、二流体ノズルから水噴霧が開始されるときには、圧縮空気を作るための空気圧縮機を同時に作動させるため、空気圧縮機の消費電力が余分に必要になる。したがって、図４において二点鎖線の曲線で示すように、水噴霧開始の時間ｔ１から水噴霧による動力削減効果が出始める時間ｔ２までの間の時間帯は、消費電力が冷媒圧縮機１５の消費電力Ｗ１よりも増加する。消費電力は、時間ｔ２のピーク電力Ｗｐまで増加しつづけ、時間ｔ２から徐々に低下し始め、消費電力Ｗ３程度まで低下する。
【００４６】
以上のように従来の制御では、水噴霧開始直後の時間ｔ１から時間ｔ２の時間帯においては、水噴霧開始前に比べてピーク電力がかえって増大する。このような従来の制御では、ピーク電力Ｗｐが、例えば目標とする上限ピーク電力Ｗｔを超える場合がある。
【００４７】
一方、本実施形態では、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時よりも前に、空気圧縮機１７を作動させて圧縮空気を作る。すなわち、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時ｔ１から水噴霧による動力削減効果が出始める時間ｔ２までの間の時間帯と、圧縮空気を作るために空気圧縮機１７を作動させる時間帯とは重ならない。
【００４８】
具体的に、図４に示すように、本実施形態では、水噴霧開始の時間ｔ１のときには既に圧縮空気の作製は完了しており、空気圧縮機１７を作動させる必要はないので、水噴霧開始の時間ｔ１から水噴霧による動力削減効果が出始める時間ｔ２までの間の時間帯において、空気圧縮機１７に起因する消費電力の増加はない。そして、水噴霧による動力削減効果が出始める時間ｔ２から消費電力が低下し始め、消費電力Ｗ２程度まで低下する。したがって、水噴霧の直前と直後とを比べたときに、冷媒圧縮機１５の消費電力Ｗ１からの消費電力の増加が抑制又は防止できる。その結果、従来に比べて、ピーク電力の増大を抑制することができる。なお、消費電力Ｗ２と消費電力Ｗ３との差は、主に空気圧縮機を作動させるのに必要な電力である。
【００４９】
（制御例１）
次に、空気調和機１の具体的な制御例１について説明する。図５（Ａ）は、空気調和機１の運転中における消費電力と水の噴霧及び圧縮空気の蓄積との関係を示す図であり、図５（Ｂ）は、空気調和機１の制御におけるタンク１６内の圧力と、空気圧縮機１７の運転状態との関係を示す図であり、これらは、本制御例の概略を示すものである。
【００５０】
図５（Ａ）に示す基準値ＳＴ１は、水噴霧を開始する判断の基準となるものであり、冷媒圧縮機１５の予想消費電力の上限の電力値（Ｗ）である。基準値ＳＴ２は、水噴霧の終了の判断の基準となる電力値（Ｗ）である。基準値ＳＴ３は、圧縮空気蓄積要否の判断の基準となる電力値（Ｗ）である。図５（Ｂ）に示す基準値ＳＴ４は、空気圧縮機１７の停止の判断の基準となる上限の圧力値（Ｐａ）である。空気圧縮機１７の運転の判断の基準となる下限の圧力値（Ｐａ）である。これらの基準値ＳＴ１〜ＳＴ５は、コントローラ４のメモリに予め記憶されている。
【００５１】
図６は、空気調和機１の制御例を示すフローチャートである。この制御例では、噴霧機構制御部４ａは、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時よりも前に、空気圧縮機１７を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する。
【００５２】
まず、空気調和機１において、例えば冷房運転が開始されると、ステップＳ１において、コントローラ４は、切換機構としての電磁弁１９を初期設定の閉状態とし、調整弁９２を初期設定の閉状態とする。
【００５３】
また、ステップＳ１において、コントローラ４は、空気圧縮機１７を作動させてタンク１６に圧縮空気を蓄積した後、空気圧縮機１７を停止させる。なお、冷房運転開始時にタンク１６内に圧縮空気が蓄積されている場合には、ステップＳ１において空気圧縮機１７は作動されない。
【００５４】
次に、コントローラ４の噴霧機構制御部４ａは、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた上限電力ＳＴ１（Ｗ）より大きくなったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、タンク１６内の圧縮空気が二流体ノズル２１に送られるように電磁弁１９を制御して電磁弁１９を開状態とし、調整弁９２を開状態とする（ステップＳ３）。このステップＳ３では、タンク１６内の圧縮空気が消費され始めるので、圧縮空気の蓄積が完了したことを示す「空気圧縮完了フラッグＦ」がＯＦＦ状態（圧縮空気蓄積未完状態）とされる。
【００５５】
一方、噴霧機構制御部４ａは、予想消費電力が上限電力ＳＴ１（Ｗ）以下であると判断した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、後述するステップＳ６に進む。
【００５６】
次に、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ４において、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた基準電力ＳＴ２（Ｗ）よりも小さくなったと判断した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、二流体ノズル２１からの水噴霧が停止されるように電磁弁１９を閉状態とし、調整弁９２を閉状態とする（ステップＳ５）。一方、噴霧機構制御部４ａは、予想消費電力が基準電力ＳＴ２（Ｗ）以上であると判断した場合（ステップＳ４においてＮＯ）、後述するステップＳ１１に進む。
【００５７】
次に、噴霧機構制御部４ａは、圧力センサ１８により検知されるタンク１６内の圧力が基準値ＳＴ５よりも小さくなったと判断した場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７の運転を開始するように空気圧縮機１７を制御する（ステップＳ７）。一方、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ６における上記条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ６においてＮＯ）、後述するステップＳ１０に進む。なお、本制御例では、ステップＳ６における判断条件を「タンク１６内の圧力＜基準値ＳＴ５」としているが、これに代えて「タンク１６内の圧力＜ＳＴ５（Ｐａ）、かつ予想消費電力＜ＳＴ３（Ｗ）」としてもよい。
【００５８】
次に、噴霧機構制御部４ａは、圧力センサ１８により検知されるタンク１６内の圧力が予め定められた上限値ＳＴ４より大きくなった場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７を停止させる制御を実行する（ステップＳ９）。また、ステップＳ９においては、圧縮空気の蓄積が完了したことを示す「空気圧縮完了フラッグＦ」がＯＮ状態（圧縮空気蓄積完了状態）とされる。なお、空気調和機１の運転中において、噴霧機構制御部４ａは、空気圧縮完了フラッグＦがＯＮ状態のときには空気圧縮機１７を運転させない。
【００５９】
一方、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ８における上記条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）、後述するステップＳ１３に進む。
【００６０】
次に、コントローラ４は、空気調和機１のユーザーによって冷房運転の停止命令が出されたか否かを判別し、冷房運転の停止命令が出されていると判断した場合には（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、冷房運転を停止する制御を実行する。一方、コントローラ４は、ユーザーによって冷房運転の停止命令は未だ出されていないと判断した場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ２に戻り、上記制御を繰り返す。
【００６１】
また、コントローラ４は、ステップＳ４において予想消費電力が基準電力ＳＴ２（Ｗ）以上である場合（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ１１において、空気調和機１のユーザーによって冷房運転の停止命令が出されたか否かを判別し、冷房運転の停止命令が出されていると判断した場合には（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、二流体ノズル２１からの水噴霧が停止されるように電磁弁１９を閉状態とし、調整弁９２を閉状態とした後（ステップＳ１２）、冷房運転を停止する制御を実行する。一方、コントローラ４は、ユーザーによって冷房運転の停止命令は未だ出されていないと判断した場合には（ステップＳ１１においてＮＯ）、ステップＳ４に戻る。
【００６２】
また、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ８の条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１３において、冷媒圧縮機１５の予想消費電力が上限電力ＳＴ１（Ｗ）より大きいか否かを判別する。噴霧機構制御部４ａは、予想消費電力が上限電力ＳＴ１（Ｗ）より大きくなったと判断した場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７を停止させ（ステップＳ１４）、ステップＳ３に戻る。一方、噴霧機構制御部４ａは、予想消費電力が上限電力ＳＴ１（Ｗ）以下であると判断した場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、ステップＳ８に戻る。
【００６３】
（制御例２）
次に、空気調和機１の他の制御例２について説明する。図７（Ａ）は、空気調和機１の運転中における消費電力と水の噴霧及び圧縮空気の蓄積との関係を示す図であり、図７（Ｂ）は、空気調和機１の制御におけるタンク１６内の圧力と、空気圧縮機１７の運転状態との関係を示す図であり、これらは、本制御例の概略を示すものである。
【００６４】
図７（Ａ）と図５（Ａ）とを比較するとわかるように、制御例２では、基準値ＳＴ２が基準値ＳＴ３よりも小さい値に設定されている。また、制御例２では、空気圧縮機を停止する基準となる基準値ＳＴ６が設定されている。この基準値ＳＴ６は、ＳＴ１よりも小さく、ＳＴ３よりも大きな値である。基準値ＳＴ６は、空気圧縮機１７を停止する判断の基準となる電力値（Ｗ）であり、基準値ＳＴ３は、空気圧縮機１７を運転する判断の基準となる電力値（Ｗ）である。基準値ＳＴ１〜ＳＴ６は、コントローラ４のメモリに予め記憶されている。
【００６５】
図８は、空気調和機１の制御例２を示すフローチャートである。この制御例２では、まず、空気調和機１において、例えば冷房運転が開始されると、ステップＳ２１において、コントローラ４は、制御例１のステップＳ１と同様の制御を実行する。
【００６６】
次に、コントローラ４の噴霧機構制御部４ａは、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた上限電力ＳＴ１（Ｗ）より大きくなったと判断した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、タンク１６内の圧縮空気が二流体ノズル２１に送られるように電磁弁１９を制御して電磁弁１９を開状態とし、調整弁９２を開状態とする（ステップＳ２３）。
【００６７】
次に、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２４において、予想消費電力が基準値ＳＴ３（Ｗ）より小さくなり、かつ圧力センサ１８により検知されるタンク１６内の圧力が基準値ＳＴ５よりも小さくなったと判断した場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７の運転を開始するように空気圧縮機１７を制御する（ステップＳ２５）。
【００６８】
次に、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２６において、予想消費電力が予め定められた基準値ＳＴ２（Ｗ）よりも小さくなったと判断した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）、二流体ノズル２１からの水噴霧が停止されるように電磁弁１９を閉状態とし、調整弁９２を閉状態とする（ステップＳ２７）。
【００６９】
次に、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２８において、圧力センサ１８により検知されるタンク１６内の圧力が予め定められた上限値ＳＴ４より大きくなるか、又は予想消費電力が基準値ＳＴ６（Ｗ）よりも大きくなった場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７を停止させる制御を実行する（ステップＳ２９）。
【００７０】
次に、コントローラ４は、ステップＳ３０において、空気調和機１のユーザーによって冷房運転の停止命令が出されたか否かを判別し、冷房運転の停止命令が出されていると判断した場合には（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、冷房運転を停止する制御を実行する。
【００７１】
一方、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２２において、予想消費電力が上限電力ＳＴ１（Ｗ）以下であると判断した場合（ステップＳ２２においてＮＯ）、ステップＳ２４に進む。
【００７２】
また、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２４において、上記条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、ステップＳ２６に進む。
【００７３】
また、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２６において、予想消費電力が基準電力ＳＴ２（Ｗ）以上であると判断した場合（ステップＳ２６においてＮＯ）、ステップＳ２８に進む。
【００７４】
また、噴霧機構制御部４ａは、ステップＳ２８において、上記条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ２８においてＮＯ）、ステップＳ３０に進む。
【００７５】
さらに、コントローラ４は、ステップＳ３０において、ユーザーによって冷房運転の停止命令は未だ出されていないと判断した場合には（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ２２に戻り、上記制御を繰り返す。なお、二巡目以降では、噴霧機構制御部４ａは、予想消費電力が予め定められた上限電力ＳＴ１（Ｗ）より大きくなったと判断した場合（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、空気圧縮機１７が運転されているときにはステップＳ２３において空気圧縮機１７を停止させたうえで、タンク１６内の圧縮空気が二流体ノズル２１に送られるように電磁弁１９を制御して電磁弁１９を開状態とし、調整弁９２を開状態とする。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態では、噴霧機構制御部４ａは、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時よりも前に、空気圧縮機１７を作動させて圧縮空気を作る制御を実行する。すなわち、本実施形態では、二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時と、圧縮空気を作るために空気圧縮機１７を作動させる時間帯とは重ならないので、水噴霧開始時と空気圧縮機１７を作動させる時間帯とが重なる場合に比べて、ピーク電力の増大を抑制することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、噴霧機構２０にタンク１６が設けられているので、圧縮空気を一時的に溜めておくことができる。また、噴霧機構２０にタンク１６と切換機構としての電磁弁１９とが設けられるという簡単な構造でピーク電力の増大を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、噴霧機構制御部４ａは、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた下限電力ＳＴ３よりも小さくなったときに、空気圧縮機１７を作動させる制御を実行するので、圧縮空気を作る動力が使用されたとしてもピーク電力を許容範囲内に抑えた状態で空気圧縮機１７を作動させる制御を実行することができる。これにより、水噴霧しない場合に比べてピーク電力が増大するのをより確実に抑制することができる。
【００７９】
また、噴霧機構制御部４ａは、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた上限電力ＳＴ１より大きくなったときに、タンク１６内の圧縮空気が二流体ノズル２１に送られるように切換機構１９を制御する。このように圧縮空気を溜めるタンク１６が設けられている場合、例えば、噴霧機構制御部４ａは、予想電力算出部４ｂにより算出される冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた上限電力ＳＴ１より大きくなったときには、予めタンク１６に溜められている圧縮空気を、切換機構１９を制御して二流体ノズル２１に送ることができる。したがって、水噴霧開始時には圧縮空気を作る動力は不要である。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００８１】
例えば、前記実施形態では、冷媒圧縮機１５の予想消費電力が予め定められた上限電力より大きくなったときに、二流体ノズル２１から水噴霧を開始する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、室外機２に設けられた外気温度センサ９１によって外気温度が所定の温度より大きくなったことが検知された場合に、冷房運転の負荷が所定のレベルを超えたと判断して、二流体ノズル２１から水の噴霧を開始するように制御してもよい。
【００８２】
また、前記実施形態では、冷房運転開始直後（図６のフローチャートのステップＳ１）に、空気圧縮機１７を作動させてタンク１６に圧縮空気を蓄積する場合を例示したが、これに限定されない。圧縮空気の蓄積は二流体ノズル２１からの水噴霧の開始時よりも前であればよいので、タイマーなどによって予め定められた時期に空気圧縮機１７を作動させて圧縮空気が作製されるように制御してもよい。
【００８３】
また、前記実施形態では、二流体ノズル２１として噴霧孔よりも上流側において予め水に空気を混入させる二流体ノズルを用いる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、噴霧ノズルの噴霧孔において空気と水を同時に噴射する二流体ノズルなどを用いることもできる。
【符号の説明】
【００８４】
１  空気調和機
２  室外機
３  室内機
４  コントローラ
４ａ  噴霧機構制御部
４ｂ  予想電力算出部
５  冷媒回路
１３  室外熱交換器
１５  冷媒圧縮機
１６  タンク
１７  空気圧縮機
１８  圧力センサ
１９  切換機構
２０  噴霧機構
２１  噴霧ノズル
ＳＴ１〜ＳＴ３  基準電力値
ＳＴ４，ＳＴ５  基準圧力値 
【図１】
2013119992.tif 000003
【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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