(57)【要約】【課題】水と冷媒とを熱交換させる空気調和装置等において、冷房運転時に、冷媒凝縮温度の過度の低下を回避する。【解決手段】冷媒を圧縮する圧縮機４１と、冷却塔２により供給される循環水と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器５１、５２とを備えた室外機４を含む複数の空気調和装置１０とを備え、室外機４に、室外熱交換器５１、５２の両端をバイパスするバイパス管６０を設け、マイコン４０Ａは、冷房運転時に圧縮機４１の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、冷媒の一部または全部を室外熱交換器５１、５２に流さずバイパス管６０に流すよう制御を行う。【選択図】図３
2009079815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、外部から供給される水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器とを備えた空気調和装置の熱源側ユニットにおいて、
前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、
冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、
を特徴とする熱源側ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記圧縮機の吐出側につながる冷媒管路の冷媒圧力と、前記圧縮機の吸込側につながる冷媒管路における冷媒圧力との差が、予め設定された圧力差を下回った場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行うこと、
を特徴とする請求項１記載の熱源側ユニット。
【請求項３】
前記熱源側熱交換器と前記バイパス管とに冷媒を分配する弁を備え、
前記制御部は、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差に基づいて、前記弁により前記熱源側熱交換器と前記バイパス管とに冷媒を分配する比率を設定する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１または２記載の熱源側ユニット。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機と、外部から供給される水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器とを備えた熱源側ユニットを含んで構成される空気調和装置において、
前記熱源側ユニットに、前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、さらに、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、
を特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
熱源水を供給する熱源水供給部に、冷媒を圧縮する圧縮機および前記熱源水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットを含む複数の空気調和装置を接続して構成され、
前記空気調和装置の前記熱源側ユニットに、
前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、
冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、
を特徴とする空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置の熱源側ユニット、空気調和装置、および、この空気調和装置を含む空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置の冷房運転時に冷媒凝縮温度が過度に低下することにより、圧縮機の液圧縮を招くおそれが指摘されている。そこで、熱源側ユニットにおいて、冷媒凝縮温度の低下を回避する方策が提案されており、例えば、外気と冷媒とを熱交換させる空冷式の熱源側ユニットにおいて、冷媒凝縮温度の低下を検出して空冷用の送風機の速度を低下させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０５−２５６５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された方法は、外気と冷媒とを熱交換させる空冷式熱交換器を備えた空気調和装置においてのみ適用可能であり、例えば熱源および冷熱源として水を用い、この水と冷媒とを熱交換させる空気調和装置など、別種の熱源と冷媒とを熱交換させる構成には適用できなかった。
そこで本発明は、水と冷媒とを熱交換させる空気調和装置等において、冷房運転時に、冷媒凝縮温度の過度の低下を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、外部から供給される水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器とを備えた空気調和装置の熱源側ユニットにおいて、前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、を特徴とする。
この構成によれば、外部から供給される水と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器と、この熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管とを備え、冷房運転時に圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、冷媒の一部または全部をバイパス管に流す。これにより、外部から供給される水の温度が低すぎることが原因で冷媒凝縮温度が過度に低下し、圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さくなった場合に、バイパス管を介して圧縮機から吐出されたホットガスが流される。これにより、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができ、外部から熱源側熱交換器に供給される水の温度が低くても、安定した冷房運転を実現できる。
【０００５】
上記構成において、前記制御部は、前記圧縮機の吐出側につながる冷媒管路の冷媒圧力と、前記圧縮機の吸込側につながる冷媒管路における冷媒圧力との差が、予め設定された圧力差を下回った場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行うようにしてもよい。
この場合、圧縮機の吐出側につながる冷媒管路の冷媒圧力と、圧縮機の吸込側につながる冷媒管路における冷媒圧力との差が、予め設定された圧力差を下回った場合に、圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を熱源側熱交換器に流さずバイパス管に流すので、冷媒凝縮温度が過度に低下する傾向にある事態に速やかに対応して、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができる。
【０００６】
また、上記構成において、前記熱源側熱交換器と前記バイパス管とに冷媒を分配する弁を備え、前記制御部は、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差に基づいて、前記弁により前記熱源側熱交換器と前記バイパス管とに冷媒を分配する比率を設定する制御を行うものとしてもよい。
この場合、制御部は、熱源側熱交換器とバイパス管とに冷媒を分配する弁を制御することで、この弁により冷媒を分配する比率を設定するので、冷媒の流れをきめ細かく調整することで、熱源水の温度が低すぎることによる影響を回復させて安定した冷房運転を実現できる。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明の空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、外部から供給される水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器とを備えた熱源側ユニットを含んで構成される空気調和装置において、前記熱源側ユニットに、前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、さらに、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、を特徴とする。
この構成によれば、外部から供給される水と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器と、この熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管とを備えた熱源側ユニットが、冷房運転時に圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、冷媒の一部または全部をバイパス管に流すので、外部から供給される水の温度が低すぎることが原因で冷媒凝縮温度が過度に低下し、圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さくなった場合に、バイパス管を介して圧縮機から吐出されたホットガスが流される。これにより、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができ、外部から熱源側熱交換器に供給される水の温度が低くても、安定した冷房運転を実現できる。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本発明の空気調和システムは、熱源水を供給する熱源水供給部に、冷媒を圧縮する圧縮機および前記熱源水と前記冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットを含む複数の空気調和装置を接続して構成され、前記空気調和装置の前記熱源側ユニットに、前記前記熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管を設け、冷房運転時に前記圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に、前記圧縮機から吐出された冷媒の一部または全部を、前記熱源側熱交換器に流さず前記バイパス管に流すよう制御を行う制御部を備えたこと、を特徴とする。
この構成によれば、熱源水供給部から供給される熱源水と冷媒とを熱交換させる熱源側熱交換器と、この熱源側熱交換器をバイパスするバイパス管とを備えた熱源側ユニットが、空気調和装置の冷房運転時に、圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さい場合に冷媒の一部または全部をバイパス管に流す。これにより、熱源水の温度が低すぎることが原因で冷媒凝縮温度が過度に低下し、圧縮機の吐出側と吸込側との冷媒圧力の差が小さくなった場合に、バイパス管を介して圧縮機から吐出されたホットガスが流れる。これにより、熱源側ユニットの動作を制御することで、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができる。このため、熱源水供給部が熱源水の供給状態を変化させなくても、冷房運転を行う空気調和装置が自身の動作を制御することで、安定した冷房運転を実現できる。従って、例えば寒冷期に複数の空気調和装置が暖房運転を実行し、一部の空気調和装置のみが冷房運転を実行する場合等に、暖房運転を行っている空気調和装置の動作や熱源水供給部の動作に影響を及ぼすことなく、冷房運転を行う空気調和装置が冷媒凝縮温度の過度の低下を回避し、安定して冷房運転を行える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷房運転時に冷媒凝縮温度が過度に低下した場合に、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができ、安定した冷房運転を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明を適用した空気調和システム１の設置状態の例を示す図である。
空気調和システム１は、例えば図１に示すように、建物２００の各所に設置された複数の空気調和装置を接続して構成される。空気調和システム１は、例えば建物２００の屋上等に設置された１台または少数の冷却塔２を含む。この冷却塔２は、循環水供給管２０を介して、例えば建物のフロア毎に設置された複数の空気調和装置の室外機４に対し、熱源水としての循環水を供給する。循環水供給管２０を介して空気調和装置１０に供給される循環水は、各々の室外機４において熱源として用いられる。
この構成では、各室外機４が空気を熱源として用いる室外機のような送風ファンを備えておらず、熱交換された温風や冷風を吹き出さない。このため、図１に示すように建物が密接した場所に多数の室外機４を配設しても、温風や冷風を吹き出すことで周囲の気温に影響を与える問題や、排気音に関する問題がない。また、室外機４の設置場所において排気のショートカット等の問題を生じないため、狭いベランダ（バルコニー）等においても問題なく室外機４を設置できる。
【００１１】
図２は、空気調和システム１の構成を示す図である。
この図２に示すように、空気調和システム１は、冷却塔２が循環水を供給する循環水供給管２０に、複数台（図２の例では４台）の空気調和装置１０を接続した構成となっている。各々の空気調和装置１０は、被調和室の空気調和を行う利用側ユニットとしての室内機７と、ベランダ等に設置される熱源側ユニットとしての室外機４とを備えている。室外機４と室内機７との間には、冷媒を循環させるための冷媒配管１１、１２、および、各種制御情報等を送受信するための通信線１３が配設されている。
【００１２】
室外機４は、後述するようにガスエンジン４２（図３）を用いて圧縮機４１（図３）を駆動するエンジン駆動型の室外機である。このため、室外機４には、建物のガス配管設備（図示略）からガスエンジン４２に燃料のガスを供給するガス供給管１４が接続されている。また、室外機４は、電力供給ライン１５を介して、室外機４が備える弁等を駆動するための電力の供給を受ける構成となっている。さらに、室外機４には、室内機７や室外機４が備える熱交換器で生じたドレン水を排水するためのドレン水排出管１６が接続されている。
【００１３】
冷却塔２から延びる循環水供給管２０は、冷却塔２から空気調和装置１０へ循環水を送るための循環水送り管２０Ａと、空気調和装置１０から冷却塔２へ循環水を戻す循環水戻り管２０Ｂとにより構成される。各々の空気調和装置１０は、循環水送り管２０Ａおよび循環水戻り管２０Ｂに並列に接続されており、循環水送り管２０Ａから各空気調和装置１０に延びる管には、それぞれ開閉弁２３が配設され、各空気調和装置１０から循環水戻り管２０Ｂにつながる管にはそれぞれ開閉弁２４が配設されている。これら開閉弁２３、２４は、例えば空気調和装置１０のメンテナンス時に循環水の流出を防ぐために閉鎖される等の場合を除き、通常は開かれている。
【００１４】
冷却塔２は、循環水供給管２０に連通するコイル（図示略）に水を散布することによって、コイル内を流れる循環水を冷却する冷却塔である。ここで、冷却塔２は密閉式の冷却塔であり、循環水供給管２０および循環水供給管２０に連通するコイルは密閉された管路を構成し、コイルに散布される水は循環水とは別の散布水である。このため、循環水供給管２０を介して空気調和装置１０に供給される循環水には異物等が混入しない。また、冷却塔２には、寒冷時に循環水供給管２０を循環する循環水を加熱・加温するための凍結防止ヒータ２７が配設されている。
そして、冷却塔２から各々の空気調和装置１０へ循環水を送る循環水送り管２０Ａには、冷却塔２において冷却された循環水を送出するポンプ２１と、冷却塔２から送出される循環水の流動状態を検出するフローセンサ２２とが配設されている。さらに、循環水送り管２０Ａには余分の循環水を貯留する循環水タンク２６が配設されており、この循環水タンク２６によって循環水供給管２０内の循環水の量が適切な量に保たれる。
【００１５】
冷却塔２および各々の空気調和装置１０は、制御装置用通信線８１を介して制御装置８に接続されている。制御装置８は、空気調和システム１において循環水に係る全体的な動作を制御する装置であり、ポンプ２１に信号線８３を介して接続され、フローセンサ２２には信号線８４を介して接続される。また、循環水送り管２０Ａには循環水の温度を検出する循環水温センサ２５が配設され、この循環水温センサ２５が検出した温度を示す信号が、信号線８５を介して制御装置８に出力される。
【００１６】
制御装置８は、各々の空気調和装置１０および冷却塔２との間で各種信号を送受信し、例えば、いずれかの空気調和装置１０から後述する冷却塔運転信号を受信した場合に、この信号に応答して冷却塔２およびポンプ２１を動作させる。ここで、既に冷却塔２およびポンプ２１が稼働中である場合は、そのまま稼働させる。そして制御装置８は、循環水が供給されていることを示すポンプインターロック信号を空気調和装置１０へ送信する。ポンプインターロック信号は、冷却塔２およびポンプ２１が稼働中で、かつ、フローセンサ２２により循環水の流れが検出された場合に、制御装置８が生成して出力する。
【００１７】
また、制御装置８は、循環水温センサ２５が検出した温度が予め設定された温度より低い場合には、ポンプ２１を動作させ、冷却塔２における散布水の散布を停止させ、冷却塔２内の凍結防止ヒータ２７を動作させて、循環水の凍結を防止する。ここで、循環水温センサ２５の検出値が設定された温度より低いままである場合、制御装置８は、空気調和装置１０に対して強制インターロック信号を送出し、各々の空気調和装置１０に対してエンジンを動作させるよう要求することも可能である。
【００１８】
図３は、空気調和装置１０の構成を示す図である。この図３には、参考のため、冷却塔２を図示する。また、図３の冷媒流通経路における実線は冷房時の冷媒の流れを示し、破線は暖房時の冷媒の流れを示す。
室外機４は、冷媒を圧縮する圧縮機４１と、圧縮機４１を駆動するガスエンジン４２とを備え、ガスエンジン４２と圧縮機４１とはクラッチ４３を介して連結されている。
圧縮機４１の吸込管および吐出管は四方弁５０に連結され、四方弁５０には、冷媒配管１２を介して室内機７が備える室内熱交換器７１の一端が接続されている。また、室内熱交換器７１の他端は、冷媒配管１１を介して、レシーバタンク５３に接続され、レシーバタンク５３は、熱源側熱交換器としての室外熱交換器５１、５２の一端に接続され、室外熱交換器５１、５２の他端は四方弁５０に接続される。
【００１９】
室外熱交換器５１、５２の両端につながる冷媒管には、室外熱交換器５１、５２をバイパスするバイパス管６０が設けられている。バイパス管６０の一端は、レシーバタンク５３と室外熱交換器５１とをつなぐ冷媒管上の分岐部６０Ａに接続され、バイパス管６０の他端は、室外熱交換器５２と四方弁５０とをつなぐ冷媒管上の分岐部６０Ｂに接続される。バイパス管６０には弁６１が配設され、分岐部６０Ａと室外熱交換器５１との間には弁６２が配設されている。このため、弁６１と弁６２の開度を調整することで、バイパス管６０へ流れる冷媒の量と室外熱交換器５１、５２へ流れる冷媒の量とを調整できる。この冷媒の量の調整では、冷媒の流量の比が０：１００〜１００：０の範囲、すなわち、冷媒の全量をバイパス管６０に流す状態と、全量を室外熱交換器５１、５２に流す状態との間で、任意に調整できる。
【００２０】
室外熱交換器５１、５２は直列に接続された２個の熱交換器であり、レシーバタンク５３から室外熱交換器５１に流入した冷媒は室外熱交換器５２を通って四方弁５０に流れ、室外熱交換器５２に流入した冷媒は室外熱交換器５１を通ってレシーバタンク５３に流れる。室外熱交換器５１、５２は循環水供給管６３に並列に接続されており、循環水供給管６３から供給される循環水と、冷媒との熱交換を行わせる水熱交換器であって、例えばプレート式熱交換器として構成される。
【００２１】
詳細には、冷却塔２から延びる循環水送り管２０Ａに接続された循環水供給管６３は、室外熱交換器５１に循環水を流す循環水回路と、室外熱交換器５２に循環水を流す循環水回路とに分岐され、これら２個の室外熱交換器５１、５２には同水温の循環水が供給される。これに対し、冷媒回路において室外熱交換器５１、５２は直列に接続されており、冷媒は室外熱交換器５１、５２を順に流れる。このため、冷媒は室外熱交換器５１、５２の各々において十分な熱または冷熱を有する循環水と熱交換される。室外熱交換器５１、５２を通った循環水は合流して循環水供給管６４を流れ、循環水戻り管２０Ｂから冷却塔２に戻される。
循環水供給管６３、６４の各々には、循環水の温度を検出する水温センサ６８、６９が配設されており、循環水送り管２０Ａから供給される循環水の温度と、循環水戻り管２０Ｂに戻される循環水の温度とを検出可能である。
【００２２】
レシーバタンク５３と分岐部６０Ａとの間には、冷媒を減圧する膨張弁５６が配設され、四方弁５０と室外熱交換器５１の吸込管との間には、ガス冷媒と液冷媒とを分離して液バックを防止するアキュムレータ５４が接続されている。
そして、空気調和装置１０の冷房運転時には、図３中に実線で示すように、圧縮機４１から吐出された冷媒は四方弁５０を介して室外熱交換器５２に流れ、室外熱交換器５１、５２が凝縮器として機能することで、液冷媒となって膨張弁５６を通り、冷媒配管１１を介して室内熱交換器７１に流れる。ここで、室内熱交換器７１は蒸発器として機能し、室内熱交換器７１において気化した冷媒は冷媒配管１２を通って室外機４に戻り、四方弁５０からアキュムレータ５４を経て圧縮機４１に吸い込まれる。
【００２３】
一方、空気調和装置１０の暖房運転時には、図３中に破線で示すように、圧縮機４１から吐出された冷媒は四方弁５０を介して冷媒配管１２から室内熱交換器７１へ流れて、室内熱交換器７１で凝縮され、冷媒配管１１を通って室外機４に戻る。室外機４に戻った冷媒は膨張弁５６により減圧されて、室外熱交換器５１、５２に流れ、室外熱交換器５１、５２が蒸発器として機能することでガス冷媒となって、四方弁５０からアキュムレータ５４を経て圧縮機４１に吸い込まれる。
圧縮機４１の吐出管と吸込管には、それぞれ圧力センサ４１Ａ、４１Ｂが配設されている。圧力センサ４１Ａは空気調和装置１０の冷媒回路における高圧側の冷媒圧力を検出し、圧力センサ４１Ｂは低圧側の冷媒圧力を検出する。これら圧力センサ４１Ａ、４１Ｂが検出した圧力の検出値は、後述する電装ユニット４０のマイコン４０Ａにより取得される。
【００２４】
また、室外機４は、ガスエンジン４２をエンジン冷却水により冷却するエンジン冷却水回路４４を備えている。エンジン冷却水回路４４には、エンジン冷却水をガスエンジン４２に送出する冷却水ポンプ４５と、循環水供給管６４を流れる循環水とエンジン冷却水とを熱交換させるラジエータ４８と、エンジン冷却水と冷媒とを熱交換させる補助熱交換器４９と、エンジン冷却水をラジエータ４８、補助熱交換器４９に分配する比例三方弁４６、４７とを備えている。
また、エンジン冷却水回路４４には、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ（図示略）が設けられている。
【００２５】
ラジエータ４８は、循環水供給管６４を流れる循環水によりエンジン冷却水を放熱させる熱交換器である。ラジエータ４８は室外熱交換器５１、５２の下流側に位置し、室外熱交換器５１、５２で熱交換された後の循環水が供給される。これは、例えば冷房運転時には室外熱交換器５１、５２に低温の循環水を流す方が高い冷房能力を発揮できる点、ガスエンジン４２を経たエンジン冷却水は室外熱交換器５１、５２を通った後の循環水に比べて十分に高温であるため、室外熱交換器５１、５２で温度が上昇した循環水を用いてもラジエータ４８でエンジン冷却水を確実に放熱させることができる点等の観点から、合理的かつ有用な構成である。
なお、図３には、循環水供給管６４から分岐した管により、循環水の一部がラジエータ４８に流れる構成を示しているが、循環水の全部がラジエータ４８を流れる構成としてもよく、ラジエータ４８を流れる循環水の量はラジエータ４８のサイズや要求される放熱能力等に応じて適宜決定すればよい。
【００２６】
補助熱交換器４９は、冷媒回路において圧縮機４１の吸込管に戻る冷媒に、エンジン冷却水の熱を与える熱交換器である。補助熱交換器４９は、室外熱交換器５１、５２と同様に冷媒と水とを熱交換させる水熱交換器であり、例えばプレート式熱交換器として構成される。
【００２７】
エンジン冷却水回路４４には、ガスエンジン４２から出たエンジン冷却水を、補助熱交換器４９を通るよう循環させる管路と、ラジエータ４８を通るように循環させる管路と、冷却水ポンプ４５に戻す管路とが設けられており、これらの管路へのエンジン冷却水の循環量を制御すべく、２つの比例三方弁４６、４７が配設されている。比例三方弁４６、４７は、一方から流入するエンジン冷却水を他の２方向に分配する弁であり、その分配比は０：１００〜１００：０の範囲で変更可能である。
【００２８】
比例三方弁４７は、ガスエンジン４２を出たエンジン冷却水を、冷却水ポンプ４５に戻す管路と、ラジエータ４８または補助熱交換器４９へ流す管路とに分配する。例えば、ガスエンジン４２の始動直後は、通常、エンジン冷却水が非常に低温である。エンジン冷却水の温度が低いとガスエンジン４２のエンジンオイルの粘度が高くなってしまうため、エンジン冷却水が低温の場合は、速やかにエンジン冷却水の温度をガスエンジン４２の排熱によって上昇させる必要がある。このような場合、比例三方弁４７によって、ガスエンジン４２から出たエンジン冷却水の全量または大部分が冷却水ポンプ４５に戻る管路に分配される。これにより、エンジン冷却水はガスエンジン４２と冷却水ポンプ４５との間のみを循環するので、エンジン冷却水はガスエンジン４２の排熱ですぐに温められる。そして、エンジン冷却水の温度が所定の温度以上になると、比例三方弁４７により、エンジン冷却水がラジエータ４８および補助熱交換器４９へ流れる管路にも分配される。
【００２９】
比例三方弁４６は、比例三方弁４７により分配されたエンジン冷却水を、ラジエータ４８に向かう管路と補助熱交換器４９に向かう管路とに分配する。例えば空気調和装置１０が冷房運転中である場合、補助熱交換器４９において冷媒に熱を与える必要はないので、比例三方弁４６は、比例三方弁４７から送出されたエンジン冷却水の全部をラジエータ４８に分配する。また、比例三方弁４６は、空気調和装置１０の暖房運転時に冷媒に熱を与えるため、暖房負荷や冷媒の高圧側と低圧側との圧力差、循環水供給管６３を流れる循環水の温度等に基づいて、必要量のエンジン冷却水を補助熱交換器４９に分配する。
【００３０】
また、図３に示すように、エンジン冷却水回路４４は、ラジエータ４８と補助熱交換器４９とがともに比例三方弁４６に接続され、並列にエンジン冷却水が流される構成となっている。ラジエータ４８と補助熱交換器４９は、いずれもエンジン冷却水の熱を放熱させる作用があるので、図３のように並列にエンジン冷却水を流す構成として、どちらにも高温のエンジン冷却水を流すことが合理的かつ有用である。
【００３１】
室外機４には、空気調和装置１０の各部に電力を供給する電源回路や、空気調和装置１０の各部を制御するマイコン４０Ａを備えた制御回路等を内蔵した、電装ユニット４０が設けられている。マイコン４０Ａは、空気調和装置１０の各部を制御するとともに、制御装置用通信線８１を介して制御装置８（図２）との間で各種信号を送受信する制御部として機能する。
【００３２】
マイコン４０Ａは、水温センサ６８、６９により検出される循環水の温度や、冷却水温度センサ（図示略）により検出されるエンジン冷却水の温度、圧力センサ４１Ａ、４１Ｂによって検出される高圧側の冷媒圧力と低圧側の冷媒圧力、室内機７における被調和室内の気温、室内熱交換器７１の温度等の値を取得する。そして、マイコン４０Ａは、取得した値に基づいて、室外機４が備えるガスエンジン４２の始動／停止による圧縮機４１の運転制御、クラッチ４３の切断／連結制御、四方弁５０の切換制御、膨張弁５６、弁６１、６２の開閉および開度制御、冷却水ポンプ４５の運転／停止制御、比例三方弁４６、４７による分配制御等を実行する。
【００３３】
また、マイコン４０Ａは、室内機７が備えるリモコン装置７０により冷房運転または暖房運転の開始や停止が指示されると、リモコン装置７０の操作により設定された目標温度等の設定値と、上述した各種センサ等から取得した値に基づいて、空気調和装置１０の運転状態を制御する。
そして、マイコン４０Ａは、圧縮機４１を駆動させる場合（サーモオン）、制御装置用通信線８１を介して冷却塔運転信号を制御装置８へ送信し、この冷却塔運転信号に応答して制御装置８から送信されたポンプインターロック信号を受信すると、ガスエンジン４２を始動させるとともにクラッチ４３を連結して、圧縮機４１を動作させる。
【００３４】
以上のように構成される空気調和装置１０において、冷房運転を行う場合、マイコン４０Ａの制御により、上述したように圧縮機４１により圧縮された冷媒が四方弁５０を経て凝縮器としての室外熱交換器５１、５２に流れて凝縮され、膨張弁５６によって減圧されて、冷媒配管１１を経て室内熱交換器７１に送られる。室内熱交換器７１は蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させることで室内機７が設置された被調和室を冷房する。そして、室内熱交換器７１で蒸発した冷媒は冷媒配管１２を通って室外機４に戻り、四方弁５０を経て圧縮機４１の吸込管に達する。
ここで、冷却塔２から供給される循環水の温度が低いと、室外熱交換器５１、５２における冷媒凝縮温度が適正な範囲を超えて低くなる。このため、室内熱交換器７１において冷媒が十分に蒸発しない可能性が生じ、好ましくない。
【００３５】
そこでマイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａにより検出された高圧側の冷媒圧力と、圧力センサ４１Ｂにより検出された低圧側の冷媒圧力とを取得して、高圧側と低圧側との圧力差を求める。冷媒回路における冷媒凝縮温度の低下は、高圧側と低圧側との圧力差の縮小を招く。換言すれば、高圧側と低圧側との圧力差が縮小した場合、その原因は、循環水が低温であるために冷媒凝縮温度の低下を招いたことである。そこで、マイコン４０Ａは、高圧側と低圧側との圧力差が予め設定された圧力差を下回った場合に、弁６１、６２の開度を調整して、圧縮機４１から吐出された冷媒の一部または全部を、室外熱交換器５１、５２に流さずにバイパス管６０に通す。ここで、設定された圧力差は、空気調和装置１０の出荷時や設置時等に設定され、マイコン４０Ａが記憶している。
これにより、冷媒の少なくとも一部が室外熱交換器５１、５２で低温の循環水と熱交換しないまま膨張弁５６に達するので、膨張弁５６から７１へ流れる冷媒の温度を良好な範囲に保つことができる。
以上の制御によって、暖房運転時に循環水が所定の温度よりも低温になった場合に、冷媒凝縮温度の過度の低下を防止し、安定した冷房運転を実現できる。
【００３６】
図４は、上述した空気調和装置１０の動作を示すフローチャートであり、特に、冷房運転時にサーモオンとなった場合の動作を示す。
冷房運転の開始時、または冷房運転中に、サーモオンとなった場合、マイコン４０Ａは、制御装置用通信線８１を介して冷却塔運転信号を制御装置８へ送信する（ステップＳ１１）。ここで、マイコン４０Ａは制御装置８からのポンプインターロック信号を受信するまで待機し（ステップＳ１２）、ポンプインターロック信号を受信すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ガスエンジン４２を始動させるとともにクラッチ４３を連結状態にする（ステップＳ１３）。これにより、圧縮機４１が動作を開始する。
【００３７】
続いてマイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａ、４１Ｂの各々によって検出された冷媒圧力の検出値を取得し（ステップＳ１４）、圧力センサ４１Ａが検出した高圧側の冷媒圧力と、圧力センサ４１Ｂが検出した低圧側の冷媒圧力との圧力差を求め、この圧力差に基づいてバイパス管６０への冷媒の流量を調整する（ステップＳ１５）。ここで、マイコン４０Ａは、圧力差に基づいて弁６１、６２を比例弁として機能させて、バイパス管６０と室外熱交換器５１、５２とに流す冷媒の比率を細かく調整する。
具体的には、マイコン４０Ａは、高圧側と低圧側との圧力差が０．５〜０．６ＭＰａ（メガパスカル）未満である場合には、バイパス管６０に流す冷媒の比率を０より大きくし、例えば５０％以上、或いは１００％とする。
なお、マイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａ、４１Ｂの検出値に加え、水温センサ６８の検出値や、エンジン冷却水の温度等をも加味して、バイパス管６０への冷媒の流量を調整してもよい。
【００３８】
その後、マイコン４０Ａは、サーモオフに切り換えるか否かを判別し（ステップＳ１６）、サーモオンの状態を継続する場合は（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。また、例えば被調和室の気温が設定温度に達した場合等、サーモオフに切り換える場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、マイコン４０Ａはガスエンジン４２を停止させ（ステップＳ１７）、さらにガスエンジン４２の停止に伴って室外機４が有する各種の弁を、初期状態や待機状態にする制御を行い（ステップＳ１８）、動作を終了する。
【００３９】
以上のように、本発明を適用した実施形態に係る空気調和システム１によれば、冷却塔２から循環水を複数の空気調和装置１０に供給し、空気調和装置１０が、冷却塔２から供給される循環水と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器５１、５２を備えている。そして、冷房運転時に循環水が低温である場合など、空気調和装置１０の冷媒配管における高圧側と低圧側との冷媒圧力の差が、予め設定された値を下回った場合に、マイコン４０Ａの制御によって、冷媒を、室外熱交換器５１、５２を通さずにバイパス管６０を通して膨張弁５６から室内熱交換器７１に流す。これにより、冷媒凝縮温度の過度の低下を防止するとともに、既に低下した冷媒の温度を好適な温度に回復させ、室内熱交換器７１において冷媒を十分に蒸発させることができ、安定した冷房運転を実現できる。
【００４０】
また、冷却塔２による循環水の供給状態を変化させなくても、冷房運転を行う空気調和装置１０が自身の動作を制御することで、安定した冷房運転を実現できる。従って、例えば、寒冷期に、冷却塔２に接続された複数の空気調和装置１０の複数または大部分が暖房運転を実行し、一部の空気調和装置１０のみが冷房運転を行う状態でも、暖房運転を行っている空気調和装置１０や冷却塔２の動作に影響を及ぼすことなく、冷房運転を行う空気調和装置１０が冷媒凝縮温度の過度の低下を回避し、安定して冷房運転を行える。
【００４１】
さらに、マイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａが検出した吐出側の冷媒圧力と、圧力センサ４１Ｂが検出した吸込側の冷媒圧力との差が、予め設定された圧力差を下回った場合に、圧縮機４１から吐出された冷媒の一部または全部を、室外熱交換器５１、５２に流さずバイパス管６０に流すよう制御を行う。これにより、冷媒凝縮温度が過度に低下する傾向にある事態に速やかに対応して、それ以上の冷媒凝縮温度の低下を回避するとともに、冷媒凝縮温度を速やかに好適な温度に回復させることができる。
【００４２】
さらに、マイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａが検出した吐出側の冷媒圧力と、圧力センサ４１Ｂが検出した吸込側の冷媒圧力との差に基づいて、弁６１、６２を制御して室外熱交換器５１、５２とバイパス管６０とに冷媒を分配する比率を設定するので、冷媒の流れをきめ細かく調整することで、循環水の温度が低すぎることによる影響を回復させて安定した冷房運転を実現できる。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、弁６１、６２がいずれも開度調整可能な弁であって、これら２つの弁が一体になって比例弁として機能する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、膨張弁５６を経て圧縮機４１の吸込管に戻る冷媒を、室外熱交換器５１、５２とバイパス管６０のいずれか一方にのみ選択的に流す構成としてもよい。この場合、室外熱交換器５１、５２における循環水の凍結を防止できる構成を保ちながら低コスト化できる。
【００４４】
また、マイコン４０Ａは、圧力センサ４１Ａ、４１Ｂが各々検出した冷媒圧力の差に基づいてバイパス管６０に流す冷媒の量を調整するものとして説明したが（図３のステップＳ１５）、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、室内熱交換器７１における冷媒の温度そのものを測定し、この測定した室内熱交換器７１の温度を加味して調整を行ってもよい。
さらに、上記実施形態において、空気調和装置１０の室内機７としては、壁掛け型、天井埋込型、天井吊下型の各種の空気調和装置を適用可能である。循環水供給管２０を介して１台の冷却塔２に接続される空気調和装置１０の数についても任意であり、その他、空気調和装置１０や空気調和システム１の細部構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る空気調和システムの設置状態の例を示す図である。
【図２】空気調和システムの概要構成を示す図である。
【図３】空気調和装置の構成を示す図である。
【図４】空気調和装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  空気調和システム
２  冷却塔
４  室外機（熱源側ユニット）
７  室内機
８  制御装置
１０  空気調和装置
１１、１２  冷媒配管
１３  通信線
２０  循環水供給管
２１  ポンプ
２２  フローセンサ
２５  循環水温センサ
２７  凍結防止ヒータ
４０  電装ユニット
４０Ａ  マイコン（制御部）
４１  圧縮機
４１Ａ、４１Ｂ  圧力センサ
４２  ガスエンジン
４３  クラッチ
４４  エンジン冷却水回路
４５  冷却水ポンプ
４６、４７  比例三方弁
４８  ラジエータ
４９  補助熱交換器
５０  四方弁
５１、５２  室外熱交換器（熱源側熱交換器）
５３  レシーバタンク
５４  アキュムレータ
５６  膨張弁
６０  バイパス管
６１、６２  弁
６３、６４  循環水供給管
６８、６９  水温センサ
７０  リモコン装置
７１  室内熱交換器
８１  制御装置用通信線
８２、８３、８４、８５  信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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