(57)【要約】【課題】超臨界サイクルで動作される冷媒を用いるときに、凝縮器での効率的な冷却を可能とする。【解決手段】エアコンＥＣＵは、設定温度、冷房負荷などに基づいて必要な冷房能力を設定すると、冷房能力から適正な超臨界サイクルで動作されるときの入側冷媒温度、出側冷媒温度、冷媒流量からガスクーラに要求される放熱量を算出し、冷却ファンごとの放熱量を設定する（ステップ１００〜１０４）。この後、入側冷媒温度及び出側冷媒温度を検出し、予め設定されたマップから冷却ファンが対応する領域ごとの平均表面温度を判定する（ステップ１０６、１０８）。次に、各領域における熱伝達率を演算し、この熱伝達率が得られるように、それぞれの領域に対応する冷却ファンを駆動することにより、各領域の平均表面温度が一様となるように冷却する（ステップ１１０〜１１４）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界サイクルで動作される冷媒が、圧縮機、凝縮器、蒸発器を含む冷凍サイクル中を循環される冷凍装置であって、
前記凝縮器の表面の全域を複数に分割された分割領域のそれぞれに対向されて配置され、回転駆動されることにより該当分割領域へ回転数に応じた風量の冷却風を導入可能とする複数の冷却ファンと、
所定の冷凍能力を得るために前記凝縮器に要求される放熱量を前記複数の分割領域ごとの表面積に応じて分割して分割領域のそれぞれでの放熱量を演算する放熱量演算手段と、
前記放熱量演算手段によって演算された前記複数の分割領域ごとの前記放熱量に基づいて分割領域ごとの前記冷却風の風量を設定する風量設定手段と、
前記分割領域ごとに前記風量設定手段によって設定された前記風量が得られるように前記冷却ファンのそれぞれを駆動する駆動手段と、
を含むことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記圧縮機で圧縮されて凝縮器へ送り込まれる前記冷媒の温度を検出する入側冷媒温度検出手段と、
前記凝縮器を通過して吐出される冷媒の温度を検出する出側冷媒温度検出手段と、
を含むと共に、前記設定手段に、前記入側冷媒温度と前記出側冷媒温度とに対して予め設定されて記憶された前記分割領域ごとの平均表面温度のマップが記憶され、
前記設定手段が、前記入側冷媒温度検出手段によって検出される前記入側冷媒温度と前記出側冷媒温度検出手段によって検出される前記出側冷媒温度とに基づいて前記マップから得られる分割領域ごとの平均表面温度、前記冷却風の温度及び分割領域ごとの面積に基づいて分割領域ごとの前記冷却風の風量を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを冷媒が循環される冷凍装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に設けられる空調装置（以下、エアコンとする）では、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器などによって冷媒が循環される冷凍サイクルが形成された所謂冷凍装置を含んでいる。これにより、エアコンでは、圧縮機によって圧縮されることにより高温、高圧となった冷媒が、凝縮器によって冷却されることにより液化され、液化された冷媒が蒸発器で気化されることにより、吸熱が行われて、車室内へ吹き出される空気（空調風）の冷却がなされる。
【０００３】
ここで、凝縮器での冷媒の冷却効率が低下すると、所望の吐出圧が得られるように、圧縮機を駆動する必要がある。このために、圧縮機を駆動する駆動源の負荷が増加してしまう。ここから、凝縮器には、車両前方側の空気が導入されるようになっている。
【０００４】
一般に、凝縮器は、エンジンの冷却液の冷却に用いられるエンジンラジエータと並べられて配置され、冷却ファンが作動されることにより車両前方側の空気が導入される。
【０００５】
エンジンラジエータに対応する第１の冷却ファンと、凝縮器に対応する第２の冷却ファンを設けているときに、第１及び第２の冷却ファンを用いて、凝縮器の冷却を行うことにより、電力消費等を抑えながら、凝縮器の確実な冷却を行う提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、複数の冷却ファンを用いて凝縮器などの熱交換器を冷却するときに、冷媒温度（冷却水の温度）又は冷媒圧力を検出し、検出結果に応じて冷却ファンのそれぞれの駆動制御を行う提案がなされている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００７】
一方、凝縮器への送風ムラを防止するためには、複数の冷却ファンを用いることが好ましいが、冷却ファンの駆動にブラシレスモータを用いた場合、駆動回路が複雑となり、冷却ファンの駆動にブラシ付きモータを用いると、モータ寿命の問題が生じる。
【０００８】
ここから、ブラシ付きモータをブラシレスモータよりも低い駆動電圧で駆動することにより、ブラシ付きモータの寿命が短くなるのを防止する提案がなされている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
ところで、エアコンなどの冷凍装置に設けられる冷媒には、代替フロンとして二酸化炭素などのガス冷媒がある。このようなガス冷媒では、超臨界サイクルで用いられる。このために、凝縮器の表面に温度ムラが生じ易く、凝縮器の表面に温度ムラが生じると、凝縮器での冷媒の冷却効率が低下してしまう。
【００１０】
このときに、所望の冷却能力を得ようとすると、圧縮機の冷媒吐出圧を高くする必要があり、このために、圧縮機を駆動する負荷が増加してしまう。
【特許文献１】特開昭６１−２２９９１９号公報
【特許文献２】特開平５−１１８２１６号公報
【特許文献３】特開平５−１５６９３８号公報
【特許文献４】特開２００６−１６１６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、冷媒として二酸化炭素などのガス冷媒が用いられるときにも、凝縮器表面に温度分布のムラが生じるのを防止して、凝縮器での効率的な冷媒冷却を可能とする冷凍装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、超臨界サイクルで動作される冷媒が、圧縮機、凝縮器、蒸発器を含む冷凍サイクル中を循環される冷凍装置であって、前記凝縮器の表面の全域を複数に分割された分割領域のそれぞれに対向されて配置され、回転駆動されることにより該当分割領域へ回転数に応じた風量の冷却風を導入可能とする複数の冷却ファンと、所定の冷凍能力を得るために前記凝縮器に要求される放熱量を前記複数の分割領域ごとの表面積に応じて分割して分割領域のそれぞれでの放熱量を演算する放熱量演算手段と、前記放熱量演算手段によって演算された前記複数の分割領域ごとの前記放熱量に基づいて分割領域ごとの前記冷却風の風量を設定する風量設定手段と、前記分割領域ごとに前記風量設定手段によって設定された前記風量が得られるように前記冷却ファンのそれぞれを駆動する駆動手段と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、凝縮器の表面を複数の分割領域に分割し、それぞれの分割領域に対して冷却ファンを設けている。また、それぞれの分割領域に対する放熱量を、凝縮器に要求される放熱量と、分割領域ごとの面積に基づいて設定する。
【００１４】
ここで、凝縮器に要求される放熱量は、冷凍サイクルで要求される冷凍負荷などの冷凍負荷に基づいて設定され、この冷凍負荷から、超臨界サイクルで適正に動作するときの冷媒流量、凝縮器に送り込まれる冷媒温度及び凝縮器から送り出される冷媒温度が定まり、これらから求めることができる。
【００１５】
駆動手段は、分割領域ごとに定まる風量の冷却風が得られるように冷却ファンのそれぞれを駆動する。
【００１６】
これにより、分割領域ごとの平均表面温度にムラが生じるのを抑えることができ、凝縮器によって効率的に冷媒の冷却を行うことができる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、前記圧縮機で圧縮されて凝縮器へ送り込まれる前記冷媒の温度を検出する入側冷媒温度検出手段と、前記凝縮器を通過して吐出される冷媒の温度を検出する出側冷媒温度検出手段と、を含むと共に、前記設定手段に、前記入側冷媒温度と前記出側冷媒温度とに対して予め設定されて記憶された前記分割領域ごとの平均表面温度のマップが記憶され、前記設定手段が、前記入側冷媒温度検出手段によって検出される前記入側冷媒温度と前記出側冷媒温度検出手段によって検出される前記出側冷媒温度とに基づいて前記マップから得られる分割領域ごとの平均表面温度、前記冷却風の温度及び分割領域ごとの面積に基づいて分割領域ごとの前記冷却風の風量を設定する、ことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、分割領域のそれぞれに、所定の風量の冷却風を導入したときの入側冷媒温度と出側冷媒温度に対する平均表面温度を測定して、マップとして記憶される。
【００１９】
設定手段は、このマップと、入側冷媒温度検出手段によって検出される入側冷媒温度と、出側冷媒温度検出手段によって検出される出側冷媒温度とに基づいて、所定の風量となるように冷却ファンを作動させたときの平均表面温度を取得する。
【００２０】
また、設定手段は、この平均表面温度及び外気温などの冷却風の冷却能力に基づいて、冷却風の風量を設定する。
【００２１】
これにより、凝縮器の分割領域のそれぞれに対して、適正な風量の冷却風を供給して、冷媒の冷却を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、凝縮器の表面の温度分布にムラが生じるのを抑えて効率的に冷媒の冷却を行うことができる。これにより、圧縮機を駆動するための負荷を軽減することができるという優れた効果が得られる。
【００２３】
また、複数の冷却ファンのそれぞれを、必要以上の回転数で駆動する必要がないので、冷却ファンの耐久性低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１には、本実施の形態に冷凍装置として適用した車両用空調装置（以下、エアコン１０とする）の概略構成が示されている。
【００２５】
エアコン１０は、冷媒としてＣＯ２（二酸化炭素）など、超臨界サイクルで作動される冷媒（ガス冷媒）を用いている。この冷媒が用いられるエアコン１０では、圧縮機であるコンプレッサ１２、凝縮器であるガスクーラ１４、膨張弁であるエキスパンションバルブ１６及び、蒸発器であるエバポレータ１８を含み、これらによって冷媒が循環される冷凍サイクルが形成されている。
【００２６】
この冷凍サイクルでは、コンプレッサ１２が回転駆動されることにより冷媒が圧縮され、これにより、高温・高圧となった冷媒がガスクーラ１４へ送られる。ガスクーラ１４では、車両前方から導入される空気と冷媒との間で熱交換が行われることにより冷媒が冷却される。これにより液化された冷媒は、エキスパンションバルブ１６を介してエバポレータ１８へ送られる。
【００２７】
エバポレータ１８では、液化されていた冷媒が気化される。このときに、冷媒が吸熱することにより、エバポレータ１８を通過する空気が冷却及び、空気中の水分が除去（除湿）されるようにしている。エキスパンションバルブ１６は、エバポレータ１８へ送る込む冷媒を急激に減圧することにより霧状として、エバポレータ１８での冷媒の気化効率、すなわち、エバポレータ１８の冷却効率の向上が図られるようにしている。なお、このような冷凍サイクルの基本的構成は、公知の密閉冷凍サイクルを適用できる。
【００２８】
一方、図２に示されるように、エアコン１０は、空調風となる空気の流路が形成されたエアコンユニット２０を備え、このエアコンユニット２０内に、エバポレータ１８が配設されている。
【００２９】
このエアコンユニット２０には、空気の流路の一端側に、車室内と連通された内気導入口２２Ａ、車外へ連通された外気導入口２２Ｂ（以下、総称するときは、導入口２２とする）が形成され、内気導入口２２Ａ及び外気導入口２２Ｂを開閉する切換ドア２４が設けられている。また、エアコンユニット２０には、導入口２２とエバポレータ１８との間に、ブロワファン２６が配設されている。
【００３０】
エアコン１０では、空調風を生成する空気の導入モードとして、車室内の空気を用いる内気循環モードと、車外の空気を用いる外気導入モードが設定されている。エアコンユニット２０では、導入モードに応じて切換ドア２４が作動され、ブロワモータ２８の駆動によって内気ないし外気が導入されてエバポレータ１８へ送り込まれ、エバポレータ１８で冷却される。
【００３１】
また、エアコンユニット２０には、図示しないフロントウインドガラスへ向けて開口されたデフロスタ吹出し口３０Ａ、車室内の乗員へ向けて開口されたレジスタ吹出し口３０Ｂ及び、乗員の足元へ向けて開口された足元吹出し口３０Ｃ（以下、総称するときは吹出し口３０とする）が連通されている。また、エアコンユニット２０には、デフロスタ吹出し口３０Ａ、レジスタ吹出し口３０Ｂ及び足元吹出し口３０Ｃを選択的に開閉するモード切換ドア３２が設けられている。
【００３２】
エアコン１０では、空調風の吹出しモードに応じてモード切換ドア３２が作動され、吹出しモードに応じた吹出し口３０から空調風が吹き出される。
【００３３】
さらに、エアコンユニット２０には、空調風となる空気を加熱するヒータコア３４と、ヒータコア３４を通過する空気量を制御するエアミックスドア３６が設けられている。ヒータコア３４には、例えば、車両の走行用の駆動源とされているエンジン（図示省略）との間で、冷却液（例えば、水、以下、冷却水とする）が循環されるようになっている。
【００３４】
エアコン１０では、ヒータコア３４内を循環される冷却水と、ヒータコア３４を通過する空気との間で熱交換が行われることにより、ヒータコア３４を通過する空気が加熱される。
【００３５】
また、エアコンユニット２０では、ヒータコア３４と通過して加熱された空気と、ヒータコア３４をバイパスされて加熱されないままの空気が混合されて、空調風が生成される。このときに、エアミックスドア３６によってヒータコア３４を通過する空気量と、ヒータコア３４をバイパスされる空気量を制御することにより、所望の温度の空調風が生成される。
【００３６】
図１に示されるように、このエアコン１０には、空調運転を制御するエアコンＥＣＵ５０が設けられている。このエアコンＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスによって接続されたマイクロコンピュータ、各種の入出力インターフェイス及び駆動回路を含む一般的構成となっている。
【００３７】
このエアコンＥＣＵ５０は、コンプレッサ１２及び、ブロワモータ２８が接続されている。エアコンＥＣＵ５０は、ブロワモータ２８を駆動してブロワファン２６の回転数を制御することにより、吹出し口３０から吹き出される空調風の風量（ブロワ風量）を制御する。
【００３８】
また、エアコンＥＣＵ５０では、コンプレッサ１２の回転数又は圧縮容量によって冷媒吐出圧を制御し、所望の冷房能力が得られるようにしている。なお、コンプレッサ１２は、図示しないエンジンによって駆動されるものであっても良く、このときには、エアコンＥＣＵ５０が駆動力の断続及び圧縮容量の制御を行う。また、コンプレッサ１２は、電気モータ（コンプレッサモータ）によって駆動されるものであっても良く、このときには、エアコンＥＣＵ５０がコンプレッサモータの回転数を制御することにより冷媒吐出圧の制御を行うものであればよい。
【００３９】
また、エアコンＥＣＵ５０には、切換ドア２４を作動するアクチュエータ５４Ａ、モード切換ドア３２を作動するアクチュエータ５４Ｂ、エアミックスドア３６を作動するアクチュエータ５４Ｃなどのアクチュエータが接続されている。エアコンＥＣＵ５０は、空気の導入モード、吹出しモード及びエアミックスドア３６の開度に応じてアクチュエータ５４Ａ〜５４Ｃを作動する。
【００４０】
さらに、エアコンＥＣＵ５０には、車室内の温度（室温）を検出する室温センサ５６、車外の温度（外気温）を検出する外気温センサ５８、日射量を検出する日射センサ６０、エバポレータ１８を通過した空気の温度（エバポレータ後温度）を検出するエバポレータ後温度センサ６２、ヒータコア３４へ循環される冷却水の温度（水温）を検出する水温センサ６４などの、環境状態、動作状態を検出する各種のセンサが接続されている。
【００４１】
エアコンＥＣＵ５０は、図示しない操作パネルのスイッチ操作によって設定温度などの運転条件などが設定されて空調運転の開始が指示されると、環境状態、運転状態を検出し、運転条件、環境状態、運転状態に基づいて、車室内が設定温度となるように空調運転を行う。
【００４２】
このときに、エアコンＥＣＵ５０では、車室内を設定温度とするための空調風の温度である目標吹出し温度を設定し、この目標吹出し温度の空調風が得られるようにコンプレッサ１２の冷媒吐出圧、エアミックスドア３６の開度等の制御を行う。なお、このようなエアコンＥＣＵ５０での空調制御の基本的構成は、公知の一般的構成を適用でき、本実施の形態では、詳細な説明を省略する。
【００４３】
ところで、本実施の形態に適用したエアコン１０は、冷媒としてＣＯ２などの冷媒が用いられている。このような冷媒は、通常の冷媒が臨界サイクルで用いられ、ガスクーラ１４の表面の温度分布は略一定となっているのに対して、超臨界サイクルで用いられるようになっており、このために、ガスクーラ１４の表面の温度分布にムラが生じることがある。
【００４４】
ここで、エアコン１０では、ガスクーラ１４に、複数の冷却ファンを設けて、ガスクーラ１４の表面の温度分布の均一化を図りながら、効率的な冷却が行われるようにしている。
【００４５】
図１に示されるように、本実施の形態では、一例としてガスクーラ１４に２つの冷却ファン６６（冷却ファン６６Ａ、６６Ｂ）が設けられている。図３（Ａ）に示されるように、ガスクーラ１４には、一方の面にファンシュラウド６８が設けられている。このファンシュラウド６８には、円形に開口された二つの開口部６８Ａが形成されており、それぞれの開口部６８Ａに、冷却ファン６６が配設された一般的構成となっている。
【００４６】
冷却ファン６６のそれぞれには、ブラシレスモータ、ブラシモータなどの電気モータ（以下、ファンモータ７０とする）を備えている。なお、以下では、冷却ファン６６Ａ側をファンモータ７０Ａとして、総称して冷却ファン６６Ａとし、冷却ファン６６Ｂ側をファンモータ７０Ｂとして、総称して冷却ファン６６Ｂとする）
図１に示されるように、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂのファンモータ７０Ａ、７０Ｂは、エアコンＥＣＵ５０に接続されている。エアコンＥＣＵ５０は、冷却ファン６６の駆動電圧を制御することにより回転数、すなわち、冷却風の送風量を制御する。
【００４７】
ガスクーラ１４は、ファンシュラウド６８側の面が、車両前方側又は車両後方側へ向けられている。これにより、車両走行ないし冷却ファン６６の駆動によって車両前方側の空気が冷却風としてガスクーラ１４に導入される。
【００４８】
一方、エアコン１０には、コンプレッサ１２で圧縮されてガスクーラ１４へ送られる冷媒の温度（以下、入側冷媒温度とする）を検出する冷媒温度センサ７２と、ガスクーラ１４から流れ出す冷媒の温度（以下、出側冷媒温度とする）を検出する冷媒温度センサ７４が設けられている。
【００４９】
エアコンＥＣＵ５０には、この冷媒温度センサ７２、７４が接続されている。これにより、エアコンＥＣＵ５０は、ガスクーラ１４の入側冷媒温度Ｔｄ及び、出側冷媒温度Ｔｈの検出が可能となっている。
【００５０】
図４には、超臨界サイクルにおけるモリエル線図の一例を示している。なお、図４では、圧力−エンタルピー線を破線で示している。また、入側冷媒温度Ｔｄの等温線と出側冷媒温度Ｔｈの等温線の一例を示している。
【００５１】
超臨界サイクルでの最適な動作状態は、冷媒、冷凍サイクルの使用目的などによって異なっており、エアコン１０では、冷媒、使用目的に応じて最適な動作状態が予め設定されている。
【００５２】
また、ガスクーラ１４での冷媒の冷却効率が向上されることにより、コンプレッサ１２で冷媒を圧縮するときの冷媒圧力を下げることができ（例えば、図４に二点鎖線で示す）、コンプレッサ１２の省動力化を図ることができる。また、冷媒圧力を下げることにより、適切な超臨界サイクルでの動作が可能となる。
【００５３】
ここで、図３（Ｂ）に示されるように、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂのそれぞれで、冷却を担うガスクーラ１４上の領域７６Ａ、７６Ｂが設定されている。なお、本実施の形態では、一例として、領域７６Ａ、７６Ｂの表面積（ガスクーラ１４上の表面積が同じなるようにしている。すなわち、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂはガスクーラ１４の表面を均等に分割して冷却を行うようになっている。
【００５４】
エアコン１０で空調運転（冷房運転）を行うときに要求される冷房能力は、設定温度、冷房負荷（室温、外気温、日射量など）から決定される。この冷房能力から、コンプレッサ１２からの冷媒の吐出温度である入側冷媒温度Ｔｄ及び、出側冷媒温度Ｔｈと共に、冷媒流量（以下、冷媒流量mとする）が定まる。
【００５５】
また、ガスクーラ１４で必要となる放熱量Qは、
Q＝ｍ・Ｃｐ・（Ｔｄ−Ｔｈ）
となる。なお、Ｃｐは冷媒によって定まる冷媒比熱としている。
【００５６】
ここで、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂにガスクーラ１４の表面の温度分布を一様とするためには、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂによる冷却領域を均等とし、冷却ファン６６Ａに要求される放熱量ＱＡ、冷却ファン６６Ｂに要求される放熱量ＱＢは、以下となる。
【００５７】
ＱＡ＝Ｑ／２
ＱＢ＝Ｑ／２
また、放熱量ＱＡ、ＱＢを得るための熱伝達率ｈＡ、ｈＢは、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂの風量によって定まり、さらに、放熱量ＱＡ、ＱＢが、以下となっていることから求めることができる。
【００５８】
QＡ＝ｈＡ・ＡＡ・（ＴＡＶＥＡ−Ｔａ）
QＢ＝ｈＢ・ＡＢ・（ＴＡＶＥＢ−Ｔａ）
なお、Ｔａはガスクーラ１４で熱交換を行うときの外気温、ＡＡ、ＡＢは、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂが冷却を担うガスクーラ１４の表面積としている。すなわち、領域７６Ａの表面積ＡＡ、領域７６Ｂの表面積ＡＢとしており、本実施の形態では、ＡＡ＝ＡＢとなっている。
【００５９】
また、ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢは、領域７６Ａ、７６Ｂでの平均表面温度としている。この平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢは、入側冷媒温度Ｔｄと出側冷媒温度Ｔｈから得ることができる。
【００６０】
エアコン１０では、入側冷媒温度Ｔｄと出側冷媒温度Ｔｈに対して、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂを所定の回転数で作動させたときの、領域７６Ａ、７６Ｂ内での表面温度が測定されて、平均表面温度ＴＡＶＥ（平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢが演算されている。
【００６１】
また、エアコンＥＣＵ５０には、演算された平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢが、入側冷媒温度Ｔｄと出側冷媒温度Ｔｈに基づいてマップ化されて記憶されている。
【００６２】
すなわち、図５に示されるように、エアコンＥＣＵ５０には、入側冷媒温度Ｔｄと、出側冷媒温度Ｔｈのそれぞれを変化させたときの平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢが記憶されている。なお、図５では、一例として入側冷媒温度ＴｄをＴｄ１〜ＴｄＮまでのＮ段階とし、出側冷媒温度ＴｈをＴｈ１〜ＴｈＭまでのＭ段階に設定して平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢが記憶されている。
【００６３】
これにより、エアコンＥＣＵ５０では、入側冷媒温度Ｔｄ、出側冷媒温度Ｔｈから、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂのそれぞれに要求される放熱量ＱＡ、ＱＢが得られるように冷却ファン６６Ａ、６６Ｂを作動して、ガスクーラ１４の温度分布が一様となるように冷却を行うことができる。
【００６４】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００６５】
エアコン１０では、図示しない操作パネルのスイッチ操作によって空調運転の開始が指示されると、運転条件、環境状態及び運転状態を検出しながら、車室内が設定温度となるように空調運転を行う。
【００６６】
このときに、エアコンＥＣＵ５０では、車室内を設定温度とするための目標吹出し温度を演算し、この目標吹出し温度の空調風が得られるようにエアミックスドア３６の開度を制御する。また、エアコンＥＣＵ５０では、室温、外気温、日射量などの環境条件から冷房負荷を判断し、冷房負荷に基づいて設定した冷房能力が得られるようにコンプレッサ１２を駆動する。
【００６７】
ところで、エアコン１０では、超臨界サイクルで作動される冷媒を用いている。超臨界サイクルでは、ガスクーラの表面の温度分布にムラが生じ易く、ここから、エアコン１０では、２つの冷却ファン６６Ａ、６６Ｂを適正に制御することにより、ムラを抑えるようにしている。
【００６８】
ここで、図６を参照しながら、このときのエアコンＥＣＵ５０での処理、すなわち、冷却ファン６６による風量制御を説明する。図６のフローチャートは、例えば、コンプレッサ１２がオンされて、エアコン１０の冷房運転又は除湿運転が行われることにより、所定の時間間隔で実行される。
【００６９】
このフローチャートでは、最初のステップ１００で空調運転に必要な冷房能力を算出する。この冷房能力は、設定温度、冷房負荷及び、適正な超臨界サイクルで動作（図４参照）から得られる。また、これから、コンプレッサ１２から吐出されてガスクーラ１４へ送られる冷媒温度（ガスクーラ１４の入側冷媒温度Ｔｄ）及び、ガスクーラ１４の出側冷媒温度Ｔｈが得られる。
【００７０】
次のステップ１０２では、必要冷房能力からガスクーラ１４に要求される放熱量Ｑを算出し、次のステップ１０４では、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂのそれぞれの駆動によって要求される放熱量ＱＡ、ＱＢを算出する。
【００７１】
この後、ステップ１０６では、冷媒温度センサ７２、７４によって検出される実際の入側冷媒温度Ｔｄ、出側冷媒温度Ｔｈを読込み、ステップ１０８では、予め設定された平均表面温度ＴＡＶＥのマップと、検出された実際の入側冷媒温度Ｔｄと出側冷媒温度Ｔｈとに基づいて、冷却ファン６６Ａが対応する領域７６Ａの平均表面温度ＴＡＶＥＡ、冷却ファン６６Ｂが対応する領域７６Ｂの平均表面温度ＴＡＶＥＢを予測する。
【００７２】
次のステップ１１０では、放熱量ＱＡ、ＱＢ、平均表面温度ＴＡＶＥＡ、ＴＡＶＥＢに基づいて、熱伝達率ｈＡ、ｈＢを演算する。
【００７３】
この後、ステップ１１２では、この熱伝達率ｈＡ、ｈＢが得られる冷却ファン６６Ａ、６６Ｂの風量を設定し、ステップ１１４では設定した風量が得られる駆動電圧で冷却ファン６６Ａ、６６Ｂを駆動する。
【００７４】
このようにして冷却ファン６６Ａ、６６Ｂの風量を設定して、設定した風量で、ガスクーラ１４の領域７６Ａ、７６Ｂのそれぞれを冷却することにより、領域７６Ａ、７６Ｂの平均表面温度を略同じにすることができる。すなわち、ガスクーラ１４の表面の温度分布のムラを抑えて、略一様な温度分布とすることができる。
【００７５】
これにより、ガスクーラ１４での冷媒の冷却効率が向上されるために、超臨界サイクルで最適な動作を行うことができる。このときに、コンプレッサ１２の冷媒吐出圧（冷房能力）が高すぎていると、このコンプレッサ１２の冷媒吐出圧を下げることができ、コンプレッサ１２を駆動するときの省動力化を図ることができる。
【００７６】
また、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂのそれぞれの回転数を必要以上に高くしてしまうことなく、適正な回転数で駆動することができるので、ファンモータ７０としてブラシ付きモータを用いても、必要以上に高い回転数で駆動してしまうことによる耐久性の低下を抑えることができる。
【００７７】
なお、以上説明した本実施の形態では、冷却ファン６６Ａ、６６Ｂによって同等の面積の領域７０Ａ、７０Ｂへ送風するようにしたが、本発明はこれに限らず、ガスクーラ１４の表面の全域領域を任意に分割して、冷却するものであっても良い。
【００７８】
また、以上説明した本実施の形態では、２つの冷却ファン６６Ａ、６６Ｂを設けて説明したが、本発明は、これに限らず、２つ以上の複数の冷却ファンを備えた構成に適用することができる。このとき、本発明は、それぞれの冷却ファンに対応するガスクーラ１４上の領域を適正に設定するものであればよい。
【００７９】
また、以上説明した本実施の形態では、冷凍装置として、車両に設けられる空調装置を例に説明したが本発明は、これに限るものではない。例えば、本発明は、家庭用又は業務用の各種の空調装置、冷蔵庫などの冷蔵装置、冷凍庫などの冷凍装置など、冷媒が循環される冷凍サイクルを備えたものであれば、任意の構成の冷凍装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施の形態に適用したエアコンの冷凍サイクルと制御部の要部を示す概略構成図である。
【図２】エアコンでの空調風の流路の要部を示す概略構成図である。
【図３】（Ａ）ガスクーラの一例を示す要部の概略斜視図、（Ｂ）は、ガスクーラ表面での領域分割の一例を示す概略図である。
【図４】超臨界サイクルの一例を示すモリエル線図である。
【図５】予め測定されて記憶される入側冷媒温度と出側冷媒温度に対する平均表面温度のマップを示す概略図である。
【図６】冷却ファンの駆動制御の概略を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０    エアコン（冷凍装置）
１２    コンプレッサ（圧縮機）
１４    ガスクーラ（凝縮器）
１６    エキスパンションバルブ（膨張弁）
１８    エバポレータ（蒸発器）
５０    エアコンＥＣＵ（放熱量演算手段、風量設定手段、駆動制御手段）
５８    外気温センサ
６６（６６Ａ、６６Ｂ）    冷却ファン
７０（７０Ａ、７０Ｂ）    ファンモータ（冷却ファン）
７２    冷媒温度センサ（入側冷媒温度検出手段）
７４    冷媒温度センサ（出側冷媒温度検出手段）
７６Ａ、７６Ｂ    領域
【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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