(57)【要約】      （修正有）【課題】インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持した状態でも、圧縮機の運転を続行して、冷却水の精密な温度調整を容易に行うことができる温度調整装置。【解決手段】圧縮機１０、第１熱交換器１２及び冷熱媒と冷却水との熱交換を行う第２熱交換器１４を具備した冷却水の温度調整装置であって、冷却サイクルでは、圧縮機１０で圧縮した冷熱媒のうち、冷却することなく第１バイパス配管２６ｂに分流した冷熱媒を、冷却した冷熱媒と混合して、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を調整し、且つ加熱サイクルでは、圧縮機１０で圧縮した冷熱媒の一部を第２バイパス配管２６ｂに分流して第２熱交換器１４をバイパスし、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒量を調整するように、第１バイパス配管２６ａに設けた第１制御弁２８ａ及び第２バイパス配管２６ｂに設けた第２制御弁２８ｂを制御する制御部３０が設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2009063220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷熱媒を圧縮する圧縮機と、前記冷熱媒を加熱又は冷却する第１熱交換器と、前記冷熱媒と冷却水との熱交換を行う第２熱交換器と、前記冷熱媒を断熱的に膨張する膨張弁と、前記冷却水の温度と設定温度との温度差に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、前記回転数が所定回転数まで低下したとき、前記圧縮機の回転数を前記所定回転数に維持するインバータとを具備し、
前記圧縮機で圧縮して第１熱交換器で冷却した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第２熱交換器に供給する冷却水の冷却サイクル回路と、前記圧縮機で圧縮して供給した第２熱交換器で冷却水を加熱し放熱した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第１熱交換器に供給して昇温する冷却水の加熱サイクル回路とを切り替える四方弁が設けられた冷却水の温度調整装置であって、
前記第１熱交換器及び膨張弁をバイパスする第１バイパス配管に配設された第１制御弁と、前記第２熱交換器をバイパスする第２バイパス配管に配設された第２制御弁とが設けられ、
前記四方弁が冷却サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達している場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、前記第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、前記第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された他の冷熱媒と混合して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整し、
且つ前記四方弁が加熱サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達している場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒の一部を前記第２バイパス配管に分流して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒量を調整するように、前記第１制御弁及び第２制御弁の開度を冷却水の温度と設定温度との温度差とに基づいて制御する制御部が設けられていることを特徴とする冷却水の温度調整装置。
【請求項２】
第２バイパス配管は、第２熱交換器及び膨張弁をバイパスするバイパス配管である請求項１記載の冷却水の温度調整装置。
【請求項３】
冷熱媒を圧縮する圧縮機と、前記冷熱媒を加熱又は冷却する第１熱交換器と、前記冷熱媒と冷却水との熱交換を行う第２熱交換器と、前記冷熱媒を断熱的に膨張する膨張弁と、前記冷却水の温度と設定温度との温度差に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、前記回転数が所定回転数まで低下したとき、前記圧縮機の回転数を前記所定回転数に維持するインバータとを具備し、
前記圧縮機で圧縮して第１熱交換器で冷却した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第２熱交換器に供給する冷却水の冷却サイクル回路と、前記圧縮機で圧縮して供給した第２熱交換器で冷却水を加熱し放熱した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第１熱交換器に供給して昇温する冷却水の加熱サイクル回路とを切り替える四方弁が設けられた冷却水の温度調整装置であって、
前記第１熱交換器及び膨張弁をバイパスする第１バイパス配管に第１制御弁が配設されており、
前記四方弁が冷却サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達した場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、前記第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、前記第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された他の冷熱媒と混合して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整するように前記第１制御弁を制御し、
且つ前記四方弁が加熱サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達した場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記四方弁を冷却サイクル回路側に切り替えるように、前記四方弁の加熱サイクル回路側から冷却サイクル側への切り替えを前記圧縮機の回転数に基づいて制御する制御部が設けられていることを特徴とする冷却水の温度調整装置。
【請求項４】
冷却サイクル回路と加熱サイクル回路との各々に膨張弁が設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の冷却水の温度調整装置。
【請求項５】
第１熱交換器には、冷熱媒が通過する配管に向かって外部空気を吹き付けるファンが設けられている請求項１〜４のいずれか一項記載の冷却水の温度調整装置。
【請求項６】
第１熱交換器には、四方弁が加熱サイクル回路側又は冷却サイクル回路側に切り替えられても、同一方向から冷熱媒が供給されるように配管及び制御弁が配設されている請求項１〜５のいずれか一項記載の冷却水の温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却水の温度調整装置に関し、更に詳細には産業機械等に用いられる冷却水の温度を所定温度に調整する冷却水の温度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、広く産業機械として用いられている大型化コンピュータのＬＳＩを冷却する冷却水の温度調整装置として、下記特許文献１には、図７に示す温度調整装置が提案されている。
図７に示す温度調整装置は、空調機１００で空調されている室１０２内に載置されているＬＳＩの温度調整装置として用いられている。
かかる温度調整装置では、図７（ａ）に示す様に、ＬＳＩを冷却する冷却水を循環するポンプ１０３が設けられた冷却水流路１０４と、冷熱媒を圧縮する圧縮機１０６、冷熱媒と室内１０２の空気との熱交換を行う第1熱交換器１０８、膨張弁１１０及び四方弁１１２が設けられた冷熱媒流路１１４とを、第２熱交換器１１６を介して熱交換可能に配設してヒートポンプサイクルを形成している。
更に、圧縮機１０６には、圧縮機１０６の回転数を制御するインバータ１１８が設けられている。このインバータ１１８は、冷却水流路１０４の第２熱交換器１１６の出口側に設けられた温度センサ１２０で測定された冷却水温に基づいて圧縮機１０６の回転数を制御し、冷却水流路の第２熱交換器１１６の出口側の冷却水温を所定値に維持する。
【特許文献１】特開昭６３−１７６９５６号公報
【０００３】
図７（ａ）に示す四方弁１１２は、第２熱交換器１１６において、冷却水を加熱する加熱サイクル回路側と冷却水を冷却する冷却サイクル回路側とに切り換えることができる。
図７（ａ）に示す四方弁１１２の位置では、冷却水を加熱する加熱サイクル回路側に切り替えられている。この加熱サイクル回路側では、圧縮機１０６で圧縮された冷熱媒を第２熱交換器１１６に供給して冷却水を加熱する。この様に、第２熱交換器１１６で冷却水を加熱して放熱した冷熱媒は、膨張弁１１０で断熱的に膨張されて冷却された後、第１熱交換器１０８で室内空気と熱交換し昇温してから圧縮機１０６に再供給される。
冷却水流路１０４の温度センサ１２０で測定された冷却水温が設定値よりも高温となった場合には、図７（ｂ）に示す様に、四方弁１１２によって冷却水を冷却する冷却サイクル回路側に切り替えられる。
図７（ｂ）に冷却水を冷却する冷却サイクル回路側では、圧縮機１０６で圧縮された冷熱媒を、第１熱交換器１０８で放熱して冷却した後、膨張弁１１０によって断熱的に膨張し更に冷却してから第２熱交換器１１６に供給して冷却水を冷却する。冷却水を冷却して昇温された冷熱媒は、再度圧縮機１０６で圧縮される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７に示す温度調整装置では、四方弁１１２によって切りかえられた、加熱サイクル回路側又は冷却サイクル回路側においても、冷却水流路１０４の第２熱交換器１１６の出口側に設けられた温度センサ１２０で測定された冷却水温に基づいて、インバータ１１８は圧縮機１０６の回転数を制御し、冷却水流路１０４の第２熱交換器１１６の出口側での冷却水温を所定値に維持できる。
ところで、インバータ１１８による圧縮機１０６の回転数の制御は、図８に示す様に、冷却水流路１０４の第２熱交換器１１６の出口側に設けられた温度センサ１２０で測定された冷却水温と設定温度との温度差が小となるほど、圧縮機１０６の回転数を低下するように制御する。
しかし、圧縮機１０６の回転数が所定回転数まで低下したとき、温度センサ１２０の測定温度と設定温度との温度差が更に小さくなっても、インバータ１１８は圧縮機１０６の回転数を所定回転数に維持する。圧縮機１０６の回転数を所定回転数よりも低下した場合には、圧縮機１０６が不安定化するおそれがあるからである。
従って、圧縮機１０６の回転数が所定回転数に維持された状態（図８に示す斜線部分）では、圧縮機１０６の回転数変更による冷却水の温度調整はできなくなり、冷却水の精密な温度調整はできない。
このため、図８に示す斜線部での冷却水の温度調整を図るべく、温度センサ１２０の測定温度と設定温度との温度差に基づいて圧縮機１０６をＯＮ−ＯＦＦ制御することが考えられる。
しかしながら、圧縮機１０６を頻繁にＯＮ−ＯＦＦすることは、圧縮機１０６のメンテナンス上問題であり、系に与える変動も大きい。
【０００５】
また、図９に示す様に、冷却水流路１０４に補助ヒータ２００を設けることによって、冷却水の精密な温度調整を可能にできる。
つまり、冷却水の冷却サイクル回路側に切り替えられており、圧縮機１０６の回転数が所定回転数に維持された状態（図８に示す冷却側の斜線部）の場合、冷却水の温度を調整するには、所定回転数で回転する圧縮機１０６によって冷却水に加えられる過剰な冷熱を、補助ヒータ２００の加熱によって除去し、冷却水を設定温度に近づけることができる。
他方、冷却水の加熱サイクル回路側に切り替えられており、圧縮機１０６の回転数が所定回転数に維持された状態（図８に示す冷却側の斜線部）の場合、冷却水を温度調整するには、圧縮機１０６を停止して、不足する熱量を補助ヒータ２００によって補うことによって、冷却水を設定温度に近づけることができる。
しかしながら、図９に示す様に、補助ヒータ２００を設けた温度調整装置でも、圧縮機１０６のＯＮ―ＯＦＦによって系が不安定となる懸念が依然として存在し、且つ冷却水を冷却しつつ加熱するため、省エネルギーの観点からも好ましくない。
そこで、本発明の課題は、圧縮機の回転数が所定回転数まで低下したとき、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持し、圧縮機の回転数の調整によって冷却水の精密温度制御が困難となる従来の冷却水の温度調整装置の課題を解決し、圧縮機の回転数が所定回転数まで低下し、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持した状態でも、圧縮機の運転を続行して、冷却水の精密な温度調整を容易に行うことができ、且つ省エネルギーを図ることのできる温度調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、図７（ａ）に示す冷却水の加熱サイクル回路側であって、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８に示す加熱側の斜線部に位置している場合）には、圧縮機１０６で圧縮された冷熱媒の一部を、第２熱交換器１１６をバイパスすることによって、第２熱交換器１１６に供給される冷熱媒の供給量を調整できることを知った。
更に、図７（ｂ）に示す冷却水の冷却サイクル回路側であって、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８に示す冷却側の斜線部に位置している場合）には、圧縮機１０６で圧縮された冷熱媒の一部を、第１熱交換器１０８と膨張弁１１０とをバイパスし、第１熱交換器１０８及び膨張弁１１０を通過して冷却された冷熱媒と混合することによって、第２熱交換器１１６に供給する冷熱媒の温度を調整できることを知り、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、冷熱媒を圧縮する圧縮機と、前記冷熱媒を加熱又は冷却する第１熱交換器と、前記冷熱媒と冷却水との熱交換を行う第２熱交換器と、前記冷熱媒を断熱的に膨張する膨張弁と、前記冷却水の温度と設定温度との温度差に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、前記回転数が所定回転数まで低下したとき、前記圧縮機の回転数を前記所定回転数に維持するインバータとを具備し、前記圧縮機で圧縮して第１熱交換器で冷却した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第２熱交換器に供給する冷却水の冷却サイクル回路と、前記圧縮機で圧縮して供給した第２熱交換器で冷却水を加熱し放熱した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第１熱交換器に供給して昇温する冷却水の加熱サイクル回路とを切り替える四方弁が設けられた冷却水の温度調整装置であって、前記第１熱交換器及び膨張弁をバイパスする第１バイパス配管に配設された第１制御弁と、前記第２熱交換器をバイパスする第２バイパス配管に配設された第２制御弁とが設けられ、前記四方弁が冷却サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達している場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、前記第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、前記第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された他の冷熱媒と混合して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整し、且つ前記四方弁が加熱サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達している場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒の一部を前記第２バイパス配管に分流して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒量を調整するように、前記第１制御弁及び第２制御弁の開度を冷却水の温度と設定温度との温度差とに基づいて制御する制御部が設けられていることを特徴とする冷却水の温度調整装置にある。
かかる本発明において、第２バイパス配管を、第２熱交換器及び膨張弁をバイパスするバイパス配管とすることによって、温度調整装置の運転を安定化できる。
【０００８】
また、本発明は、冷熱媒を圧縮する圧縮機と、前記冷熱媒を加熱又は冷却する第１熱交換器と、前記冷熱媒と冷却水との熱交換を行う第２熱交換器と、前記冷熱媒を断熱的に膨張する膨張弁と、前記冷却水の温度と設定温度との温度差に基づいて前記圧縮機の回転数を制御し、前記回転数が所定回転数まで低下したとき、前記圧縮機の回転数を前記所定回転数に維持するインバータとを具備し、前記圧縮機で圧縮して第１熱交換器で冷却した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第２熱交換器に供給する冷却水の冷却サイクル回路と、前記圧縮機で圧縮して供給した第２熱交換器で冷却水を加熱し放熱した冷熱媒を、前記膨張弁で断熱的に膨張し冷却してから第１熱交換器に供給して昇温する冷却水の加熱サイクル回路とを切り替える四方弁が設けられた冷却水の温度調整装置であって、前記第１熱交換器及び膨張弁をバイパスする第１バイパス配管に第１制御弁が配設されており、前記四方弁が冷却サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達した場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、前記第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、前記第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された他の冷熱媒と混合して、前記第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整するように前記第１制御弁を制御し、且つ前記四方弁が加熱サイクル回路側に切り替えられ、前記圧縮機の回転数が所定回転数に到達した場合に、前記冷却水を温度調整する際に、前記四方弁を冷却サイクル回路側に切り替えるように、前記四方弁の加熱サイクル回路側から冷却サイクル側への切り替えを前記圧縮機の回転数に基づいて制御する制御部が設けられていることを特徴とする冷却水の温度調整装置でもある。
【０００９】
これらの本発明において、冷却サイクル回路と加熱サイクル回路との各々に膨張弁を設けることによって、膨張弁への冷熱媒の流入・流出の方向が一定しており、膨張弁の構造等を簡易化できる。
また、第１熱交換器としては、冷熱媒が通過する配管に向かって外部空気を吹き付けるファンが設けられている熱交換器を用いることによって、外部空気の温度を吸収するヒートポンプとしても用いることができる。
更に、第１熱交換器には、四方弁が加熱サイクル回路側又は冷却サイクル回路側に切り替えられても、同一方向から冷熱媒が供給されるように配管及び制御弁を配設することによって、第１熱交換器への冷熱媒の供給方向が一定となり、第１熱交換器の構造等を簡易化できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る冷却水の温度調整装置（第１の温度調整装置）では、四方弁が冷却水の加熱サイクル回路側に切り替えられているとき、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８示す加熱側の斜線部に位置している場合）に、冷却水を温度調整する際には、圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、第２バイパス配管を経由して第２熱交換器をバイパスする冷熱媒量を第２制御弁で調整することによって、第２熱交換器に供給する冷熱媒の供給量を調整でき、第２熱交換器を通過する冷却水の温度を調整できる。
一方、かかる第１の温度調整装置では、四方弁が冷却水の冷却サイクル回路側に切り替えられているとき、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８に示す冷却側の斜線部に位置している場合）に、冷却水を温度調整する際には、圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、第１熱交換器と膨張弁とをバイパスする第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された冷熱媒と混合することによって、第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整できる。
また、第１制御弁が設けられた第１バイパス配管のみが設けられている本発明に係る温度調整装置（第２の温度調整装置）では、四方弁が冷却水の加熱サイクル回路側に切り替えられており、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８示す加熱側の斜線部に位置している場合）に、冷却水を温度調整する際には、四方弁を冷却サイクル回路側に切り替え、圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された冷熱媒と混合して、第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整する。
かかる第２の温度調整装置において、四方弁が冷却水の冷却サイクル回路側に切り替えられており、インバータが圧縮機の回転数を所定回転数に維持している場合（図８示す冷却側の斜線部に位置している場合）に、冷却水を温度調整する際には、第１の温度調整装置と同様に、圧縮機で圧縮された冷熱媒のうち、第１熱交換器と膨張弁とをバイパスする第１バイパス配管に分流した冷熱媒を、第１熱交換器及び膨張弁を通過して冷却された冷熱媒と混合することによって、第２熱交換器に供給する冷熱媒の温度を調整できる。
その結果、本発明に係る冷却水の温度調整装置によれば、図８示す斜線部の領域に位置している場合でも、圧縮機を所定回転数に維持して連続運転しつつ、冷却水流路に補助ヒータ等を設置することなく冷却水の精密温度調整を可能にでき、省エネルギーも図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る冷却水の温度調整装置（第１の温度調整装置）の概要を図１に示す。図１に示す冷却水の温度調整装置では、四方弁２４によって冷却サイクル回路側に切り替えられている。この冷却サイクル回路には、インバータ１８によって回転数が制御されている圧縮機１０、第1熱交換器１２、第２熱交換器１４及び膨張弁１６ａ，１６ｂが設けられている。
かかる第２熱交換器１４には、冷却水と加熱又は冷却された冷熱媒とが供給され、冷却水が所定温度に調整されるように、冷熱媒と冷却水との熱交換が行われる。ユーザから戻って貯留槽２０に貯留された冷却水は、送液ポンプ２２によって第２熱交換器１４に供給され、所定温度に調整されてユーザに供給される。
また、第1熱交換器１２は、冷熱媒が通過する配管に向かって外部空気を吹き付けるファン１２ａが設けられている熱交換器が用いられている。
かかる図１に示す第１の温度調整装置には、圧縮機１０で圧縮して第１熱交換器１２で冷却した冷熱媒を、膨張弁１６ａで断熱的に膨張し冷却してから第２熱交換器１４に供給する冷却水の冷却サイクル回路と、圧縮機１０で圧縮し第２熱交換器１４に供給して冷却水を加熱し放熱した冷熱媒を、膨張弁１６ｂで断熱的に膨張し冷却してから第１熱交換器１２に供給して昇温する冷却水の加熱サイクル回路とを切り替える四方弁２４が設けられている。この膨張弁１６ａ，１６ｂの各々の下流側には、逆止弁１７ａ，１７ｂが設けられており、断熱膨張して冷却された冷熱媒が逆流することを防止している。
【００１２】
更に、図１に示す冷却水の温度調整装置には、圧縮機１０からの冷熱媒の一部を第１熱交換器１２、膨張弁１６ａ及び逆止弁１７ａをバイパスする第１バイパス配管２６ａに配設された第１制御弁２８ａと、第２熱交換器１４、膨張弁１６ｂ及び逆止弁１７ｂをバイパスする第２バイパス配管２６ｂに配設された第２制御弁２８ｂとが設けられている。
図１に示す冷却水の温度調整装置に設けられた膨張弁１６ａ，１６ｂ、インバータ１８、四方弁２４、第１制御弁２８ａ及び第２制御弁２８ｂは、制御部３０によって制御されている。この制御部３０には、第２熱交換器１４で温度調整された冷却水が通水される配管に設けられた温度センサ３４で測定された冷却水の温度データが送信される。
尚、圧縮機１０には、アキュームレータ３２に貯留された冷熱媒が供給される。
【００１３】
図１に示す冷却水の温度調整装置では、ユーザの産業機械等の加熱負荷が大きく冷却水を冷却すべく、四方弁２４によって冷却サイクル回路側に切り替えられている。この冷却サイクル回路では、圧縮機１０で圧縮された冷熱媒は、四方弁２４を通過して第１熱交換器１２によって冷却された後、膨張弁１６ａによって断熱的に膨張されて更に冷却され、第２熱交換器１４に供給される。第２熱交換器１４では、冷却水を冷却して吸熱した冷熱媒は、四方弁２４を通過してアキュームレータ３２に一旦貯留されて圧縮機１０に供給される。
図１に示す様に、冷却サイクル回路側に切り替えられた温度調整装置では、温度センサ３４からの冷却水の温度データと設定温度との温度差に基づいて制御部３０は、インバータ１８を介して圧縮機１０の回転数を制御する。このため、例えば、冷却水の温度データと設定温度との温度差が大きい程（ユーザからの熱負荷が大きい程）、圧縮機１０の回転数を増加する。他方、冷却水の温度データと設定温度との温度差が小さい程（ユーザからの熱負荷が小さい程）、圧縮機１０の回転数を減少する。
しかし、圧縮機１０の回転数が所定回転数まで低下すると、図８に示す様に、インバータ１８は圧縮機１０の回転数を所定回転数に維持するように圧縮機１０を制御する。この様に、圧縮機１０の回転数が所定回転数に維持されている状態で、冷却水を温度調整する場合（図８に示す冷却側の斜線部に位置している場合）、圧縮機１０の回転数は必要回転数よりも過大となり、第２熱交換器１４で冷却水が過剰に冷却されることになる。
【００１４】
この場合、制御部３０は、第１バイパス配管２６ａの第１制御弁２８ａを開くと共に開度を調整し、圧縮機１０で圧縮された冷熱媒のうち、第１バイパス配管２６ａに分流した冷熱媒を、第１熱交換器１２及び膨張弁１６ａを通過して冷却された他の冷熱媒と混合し、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を調整する。このため、冷却水は第２熱交換器１４で過剰に冷却されることなく、所定の温度に調整される。
一方、ユーザとしての産業機械等を冬季に起動した際に、産業機械等を冷却する冷却水が低温すぎて加熱することが必要となる場合がある。この場合、制御部３０からの切替信号によって四方弁２４は、図２に示す様に、加熱サイクル回路側に切り替えられる。この加熱サイクル回路では、圧縮機１０で圧縮された冷熱媒は、第２熱交換器１４に供給されて冷却水を加熱して放熱した後、膨張弁１６ｂによって断熱的に膨張されて冷却される。冷却された冷熱媒は、第1熱交換器１２に供給されて、ファン１２ａによって吹き付けられる室内空気流から吸熱して昇温された後、アキュームレータ３２に一旦貯留され、圧縮機１０に再供給される。
【００１５】
図２に示す様に、加熱サイクル回路側に切り替えられた温度調整装置では、温度センサ３４からの冷却水の温度データと設定温度との温度差に基づいて制御部３０は、インバータ１８を介して圧縮機１０の回転数を制御する。このため、例えば、冷却水の温度データと設定温度との温度差が大きい程（ユーザからの冷却水が低温である程）、圧縮機１０の回転数を増加する。他方、冷却水の温度データと設定温度との温度差が小さい程（ユーザからの冷却水が昇温されている程）、圧縮機１０の回転数を減少する。
しかし、圧縮機１０の回転数が所定回転数まで低下すると、図８に示す様に、インバータ１８は圧縮機１０の回転数を所定回転数に維持するように圧縮機１０を制御する。この様に、圧縮機１０の回転数が所定回転数に維持されている状態で、冷却水を温度調整する場合（図８に示す加熱側の斜線部に位置している場合）、圧縮機１０の回転数は必要回転数よりも過大となり、第２熱交換器１４で冷却水が過剰に加熱されることになる。
この場合、制御部３０は、第２バイパス配管２６ａの第２制御弁２８ｂを開くと共に開度を調整し、圧縮機１０で圧縮された冷熱媒の一部を第２バイパス配管２６ｂに分流し、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒量を調整する。このため、冷却水は第２熱交換器１４で過剰に加熱されることなく、所定の温度に調整される。
尚、第２バイパス配管２６ｂを通過した冷熱媒は、第２熱交換器１４を通過して凝縮され膨張弁１６ｂ及び逆止弁１７ｂを通過して断熱膨張して冷却された冷熱媒と合流し、第1熱交換器１２に供給されて、ファン１２ａによって吹き付けられる室内空気流から吸熱して昇温された後、アキュームレータ３２に一旦貯留され、圧縮機１０に再供給される。
【００１６】
この様に、図1及び図２に示す温度調整装置では、冷却サイクル回路側及び加熱サイクル側回路でも、圧縮機１０の回転数が所定回転数まで低下し、所定回転数で維持する状態の領域内（図８に示す斜線の領域内）でも、圧縮機１０を連続運転して冷却水の温度調整ができる。このため、圧縮機１０のメンテナンスの観点からは勿論のこと、圧縮機１０のＯＮ−ＯＦＦに伴う系の変動を解消できる。
しかも、図８に示す斜線の領域内での冷却水の温度調整に、予備加熱ヒータ等を用いることを要しないため、省エネルギーを図ることができる。
ところで、図１及び図２に示す温度調整装置では、冷却サイクル回路側と加熱サイクル回路側とでは、第１熱交換器１２への冷熱媒の供給方向が反転する。このため、第１熱交換器１２の構造が複雑化等する場合には、図３に示す様に、第１熱交換器１２には、四方弁２４によって加熱サイクル回路側と冷却サイクル回路側とが切り替えられても、同一方向から冷熱媒が供給されるように配管及び制御弁を配設することが好ましい。
【００１７】
図３に示す第１熱交換器１２の一方側が冷熱媒の供給側となるように、第１熱交換器１２の一方側には、四方弁２４からの配管３６と膨張弁１６ｂ及び逆止弁１７ｂからの配管３６とが繋ぎ込まれている。かかる配管３６には、第１バイパス配管２６ａが繋ぎ込まれていると共に、制御弁４２が設けられている。
また、第1熱交換器１２の他方側が冷熱媒の出口側となるように、第１熱交換器１２の他方側と膨張弁１６ａ及び逆止弁１７ａとの間を接続する配管４０が設けられている。
更に、配管４０と配管３６とを接続する配管４４が設けられ、配管４４の途中には制御弁４６が設けられている。この配管４４は、制御弁４２と第１バイパス配管２６ａとの間に繋ぎ込まれている。
図３に示す様に、四方弁２４によって加熱サイクル回路側に切り替えられている場合、制御弁４２を閉じ且つ制御弁４６を開くことによって、膨張弁１６ｂ及び逆止弁１７ｂを通過した冷熱媒は、第１熱交換器１２の一方側から供給され、その他方側から流出する。
他方、四方弁２４によって冷却サイクル回路側に切り替えられている場合、制御弁４２を開き且つ制御弁４６を閉じることによって、四方弁２４を通過した冷熱媒は、第１熱交換器１２の一方側から供給され、その他方側から流出する。
この様に、図３に示す温度調整装置では、四方弁２４によって冷却サイクル回路側又は加熱サイクル回路側に切り替えても、第１熱交換器１２への冷熱媒の供給方向・流出方向を一定とすることができる。
【００１８】
以上、説明してきた図１〜図３に示す温度調整装置では、第１制御弁２８ａが配設された第１バイパス配管２６ａと第２制御弁２８ｂが配設された第２バイパス配管２６ｂとを設けていたが、図４及び図５に示す温度調整装置の様に、第１制御弁２８ａが配設された第１バイパス配管２６ａのみが設けられていてもよい。
図４及び図５に示す温度調整装置の構成は、図１〜図３に示す温度調整装置とは、その第２制御弁２８ｂが配設された第２バイパス配管２６ｂが設けられていない点で相違するのみであるため、図４及び図５に示す温度調整装置の構成部材と同一部材については、同一番号を付して詳細な説明は省略する。
更に、図４に示す温度調整装置では、四方弁２４が冷却サイクル回路側に切り替えられており、その動作は図１に示す温度調整装置と同様に、温度センサ３４からの冷却水の温度データと設定温度との温度差に基づいて制御部３０は、インバータ１８を介して圧縮機１０の回転数を制御する。このため、例えば、冷却水の温度データと設定温度との温度差が大きい程（ユーザからの熱負荷が大きい程）、圧縮機１０の回転数を増加する。他方、冷却水の温度データと設定温度との温度差が小さい程（ユーザからの熱負荷が小さい程）、圧縮機１０の回転数を減少する。
一方、圧縮機１０の回転数が所定回転数まで低下し、図８に示す様に、圧縮機１０の回転数が所定回転数に維持されている状態で、冷却水を温度調整する場合（図８に示す冷却側の斜線部に位置している場合）、制御部３０は、第１バイパス配管２６ａの第１制御弁２８ａを開くと共に開度を調整し、圧縮機１０で圧縮された冷熱媒のうち、第１バイパス配管２６ａに分流した冷熱媒を、第１熱交換器１２及び膨張弁１６ａを通過して冷却された他の冷熱媒と混合し、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を調整する。このため、冷却水は第２熱交換器１４で過剰に冷却されることなく、所定の温度に調整される。
【００１９】
他方、図５に示す様に、四方弁２４が加熱サイクル回路側に切り替えられているとき、圧縮機１０の回転数が所定回転数まで低下して、圧縮機１０の回転数を所定回転数に維持する状態で冷却水を温度調整する場合（図８に示す加熱側の斜線部に位置している場合）には、図５に示す温度調整装置には冷却水の温度を調整する調整手段がない。このため、制御部３０は、四方弁２４に冷却サイクル回路側に切り替える切替信号を発する。
この様に、四方弁２４が冷却サイクル回路側に切り替えられた図４に示す状態の温度調整装置でも、冷却水を加熱することが可能である（図６に示す一点鎖線よりも左側部分の場合）。この場合、第１バイパス配管２６ａに配設された第１制御弁２８ａを開き、圧縮機１０から吐出された冷熱媒のうち、第１バイパス配管２６ａに分流した冷熱媒を、第１熱交換器１２及び膨張弁１６ａを通過して冷却された他の冷熱媒と混合し、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を調整する。この際に、第１バイパス配管２６ａの第１制御弁２８ａの開度を調整することによって、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を冷却水が過剰に加熱されることのない温度に調整できる。
尚、図６に示す一点鎖線よりも右側部分の場合には、第１バイパス配管２６ａの第１制御弁２８ａの開度を調整することによって、第２熱交換器１４に供給する冷熱媒の温度を冷却水が過剰に冷却されることのない温度にも調整できる。
【００２０】
以上、説明してきた図１〜図５に示す温度調整装置では、冷却サイクル回路と加熱サイクル回路との各々に膨張弁１６ａ，１６ｂが設けられていたが、図７に示す温度調整装置の様に、両回路で共用できる膨張弁を１個設けてもよい。但し、この場合、膨張弁への冷熱媒の供給方向が、冷却サイクル回路と加熱サイクル回路とで反転するため、膨張弁として、冷熱媒の供給方向によって流動抵抗が異ならないものを用いることが大切である。
また、図１〜図５に示す温度調整装置では、第１熱交換器１２として、冷熱媒が通過する配管に向かって外部空気を吹き付けるファン１２ａが設けられている熱交換器を用いるが、冷熱媒が通過する配管を水等の他の液体媒体で取り囲む方式の熱交換器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る冷却水の温度調整装置の一例であって、冷却サイクル回路側に切り替えられている状態を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す冷却水の温度調整装置が加熱サイクル回路側に切り替えられている状態を説明するための概略図である。
【図３】図１及び図２に示す冷却水の温度調整装置の改良例であって、加熱サイクル回路側に切り替えられている状態を説明するための概略図である。
【図４】本発明に係る冷却水の温度調整装置の他の例であって、冷却サイクル回路側に切り替えられている状態を説明するための概略図である。
【図５】図４に示す冷却水の温度調整装置が加熱サイクル回路側に切り替えられている状態を説明するための概略図である。
【図６】図４及び図５に示す冷却水の温度調整装置において、冷却水の設定温度との温度差と圧縮機の回転数との関係について説明する説明図である。
【図７】従来の冷却水の温度調整装置を説明するための概略図である。
【図８】冷却水の設定温度との温度差と圧縮機の回転数との関係について説明する説明図である。
【図９】改良した冷却水の温度調整装置を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  圧縮機
１２  第１熱交換器
１４  第２熱交換器
１６ａ，１６ｂ  膨張弁
１７ａ，１７ｂ  逆止弁
１８  インバータ
２０  貯留槽
２２  送液ポンプ
２４  四方弁
２６ａ  第１バイパス配管
２６ｂ  第２バイパス配管
２８ａ  第１制御弁
２８ｂ  第２制御弁
３０  制御部
３２  アキュームレータ
３４  温度センサ
３６，４０，４４  配管
４２，４６  制御弁
【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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