JP5993673B2

JP5993673B2 - ダブルバンドル型冷凍機

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Publication number: JP5993673B2
Application number: JP2012199802A
Authority: JP
Inventors: 松本　健; 健松本
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: JP2014055692A

Description

本発明は、空調システムのダブルバンドル型冷凍機に関する。

従来より、冷凍機において冷媒を凝縮する際に発生する排熱を温熱源として再利用することを可能とした、いわゆるダブルバンドル型冷凍機が利用されている（例えば、特許文献１参照）。このダブルバンドル型冷凍機は、排熱を冷却塔により放出するという通常の冷凍機が備える機能に加えて、排熱を他の温熱器等により再利用するという機能を備えたものである。具体的には、冷凍機の凝縮器には冷却水用循環路と温水用循環路が接続されており、これらの冷却水用循環路及び温水用循環路は、其々、冷却塔及び温熱器と接続されている。

このように形成されたダブルバンドル型冷凍機には、排熱を冷却塔により放出することを目的とするモード（以下、冷専運転モード）と、排熱を他の温熱器等により再利用することを目的とするモード（以下、熱回収運転モード）とが設けられている。そして、ユーザは、任意の方法により、これらの運転モードのうち一方の運転モードを選択して、当該選択したモードにより、ダブルバンドル型冷凍機を稼動させることが可能である。

そして、ユーザが冷専運転モードを選択した場合には、ダブルバンドル型冷凍機は、上記の冷却水用循環路に冷却水を循環させて、この冷却水と、凝縮器により凝縮されて高温となった冷媒とを熱交換して冷媒を冷却する。そして、この冷媒と熱交換されることで加熱された冷却水は、冷却塔に送り出され、冷却塔は、冷却水に含まれる排熱を放出する。
一方、ユーザが熱回収運転モードを選択した場合には、ダブルバンドル型冷凍機は、上記の温水用循環路に温水を循環させて、この温水と、凝縮器により凝縮されて高温となった冷媒とを熱交換して排熱を回収する。そして、この冷媒と熱交換されることで排熱を回収した温水は、温熱器に送り出され、温熱器は、温水が回収した排熱を再利用する。

ここで、冷凍機のＣＯＰ（ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＯｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ：成績係数）の向上を図ることを目的として、サブクーラを備える冷凍機が提案されている（例えば、特許文献２）。このサブクーラは、凝縮器に供給される冷却水又は温水をバイパスさせて、これらの冷却水又は温水を用いて、凝縮機で凝縮された冷媒の温度をさらに低下させるものであり、例えば公知のプレート熱交換器として形成されている。図４は、従来のサブクーラの概要図である。ここで、サブクーラを設置したダブルバンドル型冷凍機としては、図４（ａ）に示すような、冷却水用循環路に対してバイパス管を介して接続されるタイプ（以下、冷却水循環型サブクーラ）と、図４（ｂ）に示すような、温水用循環路に対してバイパス管を介して接続されるタイプ（以下、温水循環型サブクーラ）の二種類が存在し、ユーザは、設置環境に応じてこれらのうちいずれかを選択して使用していた。

特開昭６０−１１７０６９号公報特開２００８−１９０８２９号公報

ここで、上述した冷却水循環型サブクーラを設置したダブルバンドル型冷凍機では、ユーザが選択した運転モードに関わらず、サブクーラに冷却水が通水する。そのため、ダブルバンドル型冷凍機が、冷専運転モードにより稼動している時には、サブクーラによって冷媒の温度をさらに低下させることが可能であり、冷凍機のＣＯＰの向上が見込まれる。しかし、ダブルバンドル型冷凍機が、熱回収運転モードにより稼動している時であってもサブクーラは冷却水用循環路と接続されており、サブクーラに温水を通水させることが出来ないため、サブクーラによって排熱回収を行うことが出来ない。

一方、温水循環型サブクーラを設置したダブルバンドル型冷凍機では、ユーザが選択した運転モードに関わらず、サブクーラに温水が通水する。そのため、ダブルバンドル型冷凍機が、熱回収運転モードにより稼動している時には、サブクーラによってさらに熱回収をすることが可能であり、より効果的に冷凍機の排熱を回収することが可能である。しかし、ダブルバンドル型冷凍機が、冷専運転モードにより稼動している時であってもサブクーラは温水用循環路と接続されており、サブクーラに冷却水を通水させることが出来ないため、サブクーラによって冷媒の温度を効果的に低下させることが出来ない。

したがって、熱回収運転モード選択時においては、上記の冷却水循環型サブクーラを備えるダブルバンドル型冷凍機では効果的にサブクーラを利用することができず、冷専運転モード選択時においては、上記の温水循環型サブクーラを備えるダブルバンドル型冷凍機では効果的にサブクーラを利用することができないと言える。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダブルバンドル型冷凍機の運転モードに関わらず効果的にサブクーラを利用することが可能であり、冷凍機のＣＯＰを向上させることによって省エネ性能を向上させることが可能なダブルバンドル型冷凍機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載のダブルバンドル型冷凍機は、冷媒を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮手段と、前記凝縮手段により凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段と、前記膨張手段により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発手段と、前記凝縮手段と所定の冷却手段との相互間に冷却水を循環させる冷却水用循環路と、前記凝縮手段と所定の温熱手段との相互間に温水を循環させる温水用循環路と、前記冷却水を用いて冷媒の過冷を行い、又は前記温水を用いて排熱回収を行うサブクーラと、前記冷却水用循環路と前記サブクーラとの相互間に前記冷却水を循環させる冷却水用サブ循環路と、前記温水用循環路と前記サブクーラとの相互間に前記温水を循環させる温水用サブ循環路と、前記冷却水用サブ循環路又は前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続状態を調整する接続状態調整手段を備える。

また、請求項２に記載のダブルバンドル型冷凍機は、請求項１に記載のダブルバンドル型冷凍機において、当該ダブルバンドル型冷凍機の運転モードを判定する運転モード判定手段と、前記運転モード判定手段により判定した前記運転モードに基づいて前記接続状態調整手段を制御する接続制御手段とを備える。

また、請求項３に記載のダブルバンドル型冷凍機は、請求項２に記載のダブルバンドル型冷凍機において、前記接続制御手段は、前記運転モード判定手段によって前記運転モードが冷専運転モードであると判定された場合は、前記冷却水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を開放すると共に、前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を遮断し、前記運転モード判定手段によって前記運転モードが熱回収運転モードであると判定された場合は、前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を開放すると共に、前記冷却水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を遮断する。

また、請求項４に記載のダブルバンドル型冷凍機は、請求項１又は２に記載のダブルバンドル型冷凍機において、前記サブクーラとして、前記冷却水を用いて冷媒の過冷を行う冷却水用サブクーラと、前記温水を用いて排熱回収を行う温水用サブクーラとを備え、前記冷却水用サブ循環路は、前記冷却水用循環路と前記冷却水用サブクーラとの相互間に前記冷却水を循環させ、前記温水用サブ循環路は、前記温水用循環路と前記温水用サブクーラとの相互間に前記温水を循環させ、前記接続状態調整手段は、前記冷却水用サブ循環路と前記冷却水用サブクーラとの相互間の接続状態、及び前記温水用サブ循環路と前記温水用サブクーラとの相互間の接続状態を調整する。

請求項１に記載のダブルバンドル型冷凍機によれば、ダブルバンドル型冷凍機の運転モードに関わらず効果的にサブクーラを利用することができ、冷凍機のＣＯＰを向上させることによって省エネ性能を向上させることが可能である。

請求項２に記載のダブルバンドル型冷凍機によれば、ダブルバンドル型冷凍機の運転モードに基づいて接続状態調整手段を制御することが可能であるため、運転モードが変更された場合であっても、冷却水用サブ循環路又は前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続状態を変更後の運転モードに適した状態に維持することが可能である。

請求項３に記載のダブルバンドル型冷凍機によれば、冷専運転モードである場合は、サブクーラに冷却水を供給することが可能であり、熱回収運転モードの場合は、サブクーラに温水を供給することが可能であるため、冷却水又は温水のうち、ダブルバンドル型冷凍機の運転モードに適した方を用いて冷媒の過冷や排熱回収を行うことが可能であり、過冷の効率や排熱回収の効率を向上させることが可能である。

請求項４に記載のダブルバンドル型冷凍機によれば、冷却水を循環させる冷却水用サブクーラと温水を循環させる温水用サブクーラを別々に設置することによって、冷却水による冷媒の過冷と温水による排熱の回収とを同時に行ったとしても、冷却水と温水とが混合することがないため、効果的にサブクーラを利用することが可能であり、省エネ性能を向上させることが可能である。

本発明の実施の形態１に係るダブルバンドル型冷凍機の概要図である。図１の要部拡大図である。本発明の実施の形態２に係るダブルバンドル型冷凍機の要部拡大図である。従来のサブクーラの概要図であり、（ａ）は、冷却水循環型サブクーラの概要図であり、（ｂ）は、温水循環型サブクーラの概要図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るダブルバンドル型冷凍機の実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔ＩＩＩ〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態に係るダブルバンドル型冷凍機は、ヒートポンプとして用いられる冷凍機であって、特に、凝縮器が、冷却水用循環路及び温水用循環路の両方と常時接続されているダブルバンドル型冷凍機である。

〔ＩＩ〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について説明する。

〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。まずは、ダブルバンドル型冷凍機１全体の構成について説明し、その後にダブルバンドル型冷凍機１の各構成要素について説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るダブルバンドル型冷凍機１の概要図である。また、図２は、図１の要部拡大図である。この図１、図２に示すように、本実施の形態におけるダブルバンドル型冷凍機１は、概略的に、圧縮器１０、凝縮器２０、膨張弁３０、蒸発器４０、冷却水用循環路５０、温水用循環路６０、サブクーラ７０、冷却水用サブ循環路８０、温水用サブ循環路９０、電動弁１００、制御部１１０を備えて構成される。また、これらの構成要素に加えて、配管Ｌ１〜Ｌ１５が図示のように接続されている。

（構成−圧縮器）
圧縮器１０は、冷媒を圧縮する圧縮手段である。この圧縮器１０は、後述する蒸発器４０により配管Ｌ１を介して送り出された低温低圧の冷媒ガスを加圧して、後述する凝縮器２０に冷媒ガスを送り出すための装置であり、往復圧縮器、遠心圧縮器、ロータリー圧縮器、スクリュー圧縮器等といった公知の圧縮手段にて形成される。

（構成−凝縮器）
凝縮器２０は、圧縮器１０により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮手段である。この凝縮器２０は、圧縮器１０により配管Ｌ２を介して送り出された高温高圧の冷媒ガスを冷却して凝縮させ、冷媒液とするための熱交換器であり、例えば、空気と熱交換することにより冷媒ガスを冷却する空冷凝縮器や、水と熱交換することにより冷媒ガスを冷却する水冷凝縮器等といった公知の凝縮器２０にて形成することが可能である。なお、本実施の形態では、凝縮器２０は、後述する冷却水用循環路５０を循環する冷却水、又は後述する温水用循環路６０を循環する温水の少なくとも一方と冷媒ガスとを熱交換することにより冷媒ガスを冷却する水冷凝縮器として形成されている。

（構成−膨張弁）
膨張弁３０は、凝縮器２０により凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段である。この膨張弁３０は、凝縮器２０により配管Ｌ３、Ｌ４を介して送り出された冷媒液を減圧（膨張）させるとともに、後述する蒸発器４０に供給される冷媒液の流量を、冷凍負荷や温度等に応じて調節するためのバルブとして形成される。

（構成−蒸発器）
蒸発器４０は、膨張弁３０により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発手段である。この蒸発器４０は、膨張弁３０により配管Ｌ５を介して送り出された冷媒液を蒸発させることで被冷却物から蒸発熱を奪い、被冷却物を冷却する装置であり、熱伝導率の良い銅やアルミニウム等を材料として形成される。ここで、蒸発器４０は、被冷却物として空気を用いる空気冷却機や、被冷却物として水を用いる水冷却機等といった公知の冷却機として形成することが可能であり、本実施の形態では、空調機２と冷水循環路３を介して接続され、冷水循環路３の内部を循環する冷水を冷却する水冷却機として形成されている。そして、この蒸発器４０により冷却された冷水は、冷水循環路３を介して空調機２の図示しない空気冷却器に供給され、空気冷却器により冷風が供給される。この空調機２については任意の空調機２を用いることが可能であり、その説明を省略する。

（構成−冷却水用循環路）
冷却水用循環路５０は、凝縮器２０と冷却塔４との相互間に冷却水を循環させる冷却水用循環路であり、任意の径を有する管状体として形成され、往路の配管Ｌ６と復路の配管Ｌ７により構成される。なお、この冷却水用循環路５０の配管Ｌ６の経路中には冷却水ポンプ５１が設置されており、この冷却水ポンプ５１によって、冷却水が配管Ｌ６を介して凝縮器２０に供給される。そして、凝縮器２０に供給された冷却水は、冷媒と熱交換され、配管Ｌ７を介して冷却塔４に送られる。なお、この冷却塔４は冷却手段である。そして、冷却水は、冷却塔４により放熱され、再度配管Ｌ６に送られる。なお、この冷却水ポンプ５１は、インバータ駆動によって吐出流量を変化させることが可能なように形成されている。

（構成−温水用循環路）
温水用循環路６０は、凝縮器２０と所定の温熱器５との相互間に温水を循環させる温水用循環路であり、任意の径を有する管状体として形成され、往路の配管Ｌ８と復路の配管Ｌ９により構成される。なお、この温水用循環路６０の配管Ｌ８の経路中には温水ポンプ６１が設置されており、この温水ポンプ６１によって、温水が配管Ｌ８を介して凝縮器２０に供給される。そして、凝縮器２０に供給された温水は、冷媒と熱交換され、配管Ｌ９を介して温熱器５に送られる。なお、この温熱器５は温熱手段である。そして、温水は、温熱器５によって温熱形成に利用され、再度配管Ｌ８に送られる。なお、この温水ポンプ６１は、インバータ駆動によって吐出流量を変化させることが可能なように形成されている。

（構成−サブクーラ）
サブクーラ７０は、冷却水を用いて冷媒の過冷を行い、又は前記温水を用いて排熱回収を行うサブクーラである。このサブクーラ７０は、冷媒液との熱交換が可能な装置であればどのような装置であっても良く、例えば、本実施の形態に係るサブクーラ７０は、公知のプレート熱交換器として形成されている。そして、このサブクーラ７０は、配管Ｌ１４を介して冷却水又は温水のいずれか一方を取り入れ、これらの冷却水又は温水と、配管Ｌ３の内部の高温の冷媒液とを熱交換することにより、冷媒液の過冷を行う。そして、サブクーラ７０により過冷された冷媒液は、配管Ｌ４を介して膨張弁３０に送り出され、一方、冷媒液と熱交換された冷却水又は温水は、配管Ｌ１５を介して冷却塔４又は温熱器５に送り出される。

（構成−冷却水用サブ循環路）
冷却水用サブ循環路８０は、冷却水用循環路５０とサブクーラ７０との相互間に冷却水を循環させる冷却水用サブ循環路であり、任意の径を有する管状体として形成され、往路の配管Ｌ１０、Ｌ１４と復路の配管Ｌ１１、Ｌ１５により構成される。以下では、冷却水用サブ循環路８０を必要に応じて配管Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１４、又はＬ１５と称して説明する。

まず、往路の配管Ｌ１０、Ｌ１４は、冷却水用循環路５０の往路の配管Ｌ６とサブクーラ７０とを接続している。このことにより、冷却水ポンプ５１により送出された冷却水が、冷却水用循環路５０の往路の配管Ｌ６を介して凝縮器２０に供給される冷却水と、冷却水用サブ循環路８０を介して後述するサブクーラ７０に供給される冷却水とに二分される。

また、復路の配管Ｌ１５、Ｌ１１は、冷却水用循環路５０の復路の配管Ｌ７とサブクーラ７０とを接続している。このことにより、サブクーラ７０により送出された後に配管Ｌ１５、Ｌ１１へと導かれる冷却水が、凝縮器２０により冷媒と熱交換された後に配管Ｌ７を通水する冷却水と混合されて、配管Ｌ７を介して冷却塔４へと再び供給される。

（構成−温水用サブ循環路）
温水用サブ循環路９０は、温水用循環路６０とサブクーラ７０との相互間に温水を循環させる温水用サブ循環路であり、任意の径を有する管状体として形成され、往路の配管Ｌ１２、Ｌ１４と復路の配管Ｌ１３、Ｌ１５により構成される。以下では、温水用サブ循環路９０を必要に応じて配管Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、又はＬ１５と称して説明する。なお、配管Ｌ１４、Ｌ１５は、温水の他にも上述したように冷却水が通水する可能性のある配管であり、これらの配管Ｌ１４、Ｌ１５は、必要に応じて温水用サブ循環路９０と冷却水用サブ循環路８０とを使い分けて説明する。

まず、往路の配管Ｌ１２、Ｌ１４は、温水用循環路６０の往路の配管Ｌ８とサブクーラ７０とを接続している。このことにより、温水ポンプ６１により送出された温水が、温水用循環路６０の往路の配管Ｌ８を介して凝縮器２０に供給される温水と、温水用サブ循環路９０を介して後述するサブクーラ７０に供給される温水とに二分される。

また、復路の配管Ｌ１５、Ｌ１３は、温水用循環路６０の復路の配管Ｌ９とサブクーラ７０とを接続している。このことにより、サブクーラ７０により送出された後に配管Ｌ１５、Ｌ１３へと導かれる温水が、凝縮器２０により冷媒と熱交換された後に配管Ｌ９を通水する温水と混合されて、配管Ｌ９を介して温熱器５へと供給される。

（構成−電動弁）
電動弁１００は、冷却水用サブ循環路８０又は温水用サブ循環路９０と前記サブクーラ７０との相互間の接続状態を調整する接続状態調整手段である。この電動弁１００は、開度を自由に調整することが可能な弁として形成され、配管Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の計４つの配管に設置される。以下では、配管Ｌ１０に接続される電動弁１００を電動弁１００Ａ、配管Ｌ１１に接続される電動弁１００を電動弁１００Ｂ、配管Ｌ１２に接続される電動弁１００を電動弁１００Ｃ、配管Ｌ１３に接続される電動弁１００を電動弁１００Ｄと必要に応じて称して説明する。そして、電動弁１００は、後述する制御部１１０によって開度が調整され、このことによって、電動弁１００が設置された配管の内部を通水する冷却水又は温水の流量を調整することが可能である。なお、この制御についての詳細な説明は後述する。

（構成−制御部）
制御部１１０は、ダブルバンドル型冷凍機１における各種の制御を行う制御手段である。この制御部１１０の具体的構成は任意であるが、例えば、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを呼出して解析及び実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）として構成することができる。本実施の形態において、この制御部１１０は、概略的に、運転モード判定部１１０ａ、及び接続制御部１１０ｂを備えて構成されている。以下では、運転モード判定部１１０ａ、及び接続制御部１１０ｂの構成について説明した後に、制御部１１０が行う処理について説明する。

（構成−制御部−運転モード判定部）
運転モード判定部１１０ａは、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードを判定する運転モード判定手段である。ここで、運転モードには、凝縮器２０により発生する排熱を冷却塔４から放熱することを目的とする「冷専運転モード」と、凝縮器２０により発生する排熱を温熱器５により回収することを目的とする「熱回収運転モード」とがある。そして、ユーザは、任意の方法（例えば図示しない操作部を操作すること）によって、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードを任意に決定することができる。例えば、夏季等のような温熱器５を使用しない時季は、運転モードを「冷専運転モード」に設定することで、冷媒をより効率良く冷却することができる。また、冬季等のような温熱器５を使用する時季は、運転モードを「熱回収運転モード」に設定することで、冷凍機により発生した排熱を温熱器５で再利用することが可能であり、省エネ性能を向上させることが可能である。

（構成−制御部−接続制御部）
接続制御部１１０ｂは、運転モード判定部１１０ａにより判定した運転モードに基づいて電動弁１００を制御する接続制御手段である。この接続制御部１１０ｂは、運転モード判定部１１０ａによって判定された運転モードに応じて、電動弁１００を制御して電動弁１００の開度を調整する。

（処理−制御部）
続いて、制御部１１０が行う処理について説明する。

まず、ユーザは、上述した任意の方法によって、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードを決定する。ここで、これらのユーザが決定した運転モードについては、図示しない記憶部に記憶されており、運転モード判定部１１０ａは、この記憶部に基づいて運転モードを判定する。そして、運転モード判定部１１０ａは、運転モードが冷専運転モードであると判定した場合は、後述する接続制御部１１０ｂに対して冷専運転信号を送信し、運転モードが熱回収運転モードであると判定した場合は、後述する接続制御部１１０ｂに対して熱回収運転信号を送信する。なお、運転モード判定部１１０ａは、任意の方法により運転モードを判定することが可能であり、本実施形態のように図示しない記憶部に基づいて運転モードを判定するのではなく、例えば温熱器５の稼動状況等に応じて運転モードを判定することとしても良い。

次に、接続制御部１１０ｂは、運転モード判定部１１０ａによって運転モードが冷専運転モードであると判定された場合（すなわち、接続制御部１１０ｂが冷専運転信号を受信した場合）は、サブクーラ７０に冷却水が供給されるように電動弁１００を制御する。具体的には、電動弁１００Ａと電動弁１００Ｂを開放することによって、冷却水用サブ循環路８０とサブクーラ７０との相互間の接続を開放すると共に、電動弁１００Ｃと電動弁１００Ｄを遮断することによって、温水用サブ循環路９０とサブクーラ７０との相互間の接続を遮断する制御を行う。このことにより、温水用サブ循環路９０には温水が通水せず、冷却水用サブ循環路８０には冷却水が通水するため、サブクーラ７０には冷却水のみが供給され、サブクーラ７０によって効率よく冷媒の過冷を行うことが可能である。

一方、接続制御部１１０ｂは、運転モード判定部１１０ａによって運転モードが熱回収運転モードであると判定された場合（すなわち、接続制御部１１０ｂが熱回収運転信号を受信した場合）は、サブクーラ７０に温水が供給されるように電動弁１００を制御する。具体的には、電動弁１００Ｃと電動弁１００Ｄを開放することによって、温水用サブ循環路９０とサブクーラ７０との相互間の接続を開放すると共に、電動弁１００Ａと電動弁１００Ｂを遮断することによって、冷却水用サブ循環路８０とサブクーラ７０との相互間の接続を遮断する制御を行う。このことにより、冷却水用サブ循環路８０には冷却水が通水せず、温水用サブ循環路９０には温水が通水するため、サブクーラ７０には温水のみが供給され、サブクーラ７０によって凝縮器２０から発生する排熱を回収することが可能である。

（効果）
このように本実施の形態によれば、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードに関わらず効果的にサブクーラ７０を利用することができ、冷凍機のＣＯＰを向上させることによって省エネ性能を向上させることが可能である。

また、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードに基づいて電動弁１００を制御することが可能であるため、運転モードが変更された場合であっても、冷却水用サブ循環路８０又は温水用サブ循環路９０とサブクーラ７０との相互間の接続状態を変更後の運転モードに適した状態に維持することが可能である。

また、冷専運転モードである場合は、サブクーラ７０に冷却水を供給することが可能であり、熱回収運転モードの場合は、サブクーラ７０に温水を供給することが可能であるため、冷却水又は温水のうち、ダブルバンドル型冷凍機１の運転モードに適した方を用いて冷媒の過冷や排熱回収を行うことが可能であり、過冷の効率や排熱回収の効率を向上させることが可能である。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。

（構成）
最初に、実施の形態２に係るダブルバンドル型冷凍機６の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係るダブルバンドル型冷凍機６の要部拡大図である。この図３に示すように、このダブルバンドル型冷凍機６は、概略的に、冷却水用サブクーラ１２０と、温水用サブクーラ１３０を備えて構成されている。また、これらの構成要素に対して図示のように配管が接続されている。以下では、各構成要素について説明した後、実施の形態２に係るダブルバンドル型冷凍機６の全体の概要について、実施の形態１に係るダブルバンドル型冷凍機１と比較しつつ説明する。

（構成−冷却水用サブクーラ）
冷却水用サブクーラ１２０は、冷却水を用いて冷媒の過冷を行うサブクーラであって、具体的な構成は、実施の形態１におけるサブクーラ７０と同様に構成することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。なお、この冷却水用サブクーラ１２０は、冷却水用サブ循環路８０のみが接続されており、このことによって冷却水用循環路５０と冷却水用サブクーラ１２０との相互間に冷却水を循環させることが可能である。そして、冷却水用サブクーラ１２０は、この冷却水用サブ循環路８０から冷却水用サブクーラ１２０に供給された冷却水と冷媒とを熱交換させることによって、冷媒の過冷を行う。

（構成−温水用サブクーラ）
温水用サブクーラ１３０は、温水を用いて排熱回収を行うサブクーラであって、具体的な構成は、実施の形態１におけるサブクーラ７０と同様に構成することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。なお、この温水用サブクーラ１３０は、温水用サブ循環路９０のみが接続されており、このことによって温水用循環路６０と温水用サブクーラ１３０との相互間に温水を循環させることが可能である。そして、温水用サブクーラ１３０は、この温水用サブ循環路９０から温水用サブクーラ１３０に供給された温水と冷媒とを熱交換させることによって、排熱の回収を行う。

（ダブルバンドル型冷凍機の全体の概要）
このような実施の形態２に係るダブルバンドル型冷凍機６によれば、実施の形態１に係るダブルバンドル型冷凍機１と比べてより一層細かい処理を行うことが可能である。具体的には、実施の形態１に係るダブルバンドル型冷凍機１では、運転モードとして「冷専運転モード」と「熱回収運転モード」とがあり、冷専運転モードを選択している際には、サブクーラ７０に冷却水のみが流れ、熱回収運転モードを選択している際には、サブクーラ７０に温水のみが流れる。すなわち、サブクーラ７０に冷却水と温水の両方が同時に循環することは無く、冷専運転と熱回収運転とを同時に行うことはできない。仮に、実施の形態１の構成において、電動弁１００Ａ〜Ｄの全てを開放することによって冷却水と温水とを同時にサブクーラ７０に循環させたとしても、冷却水と温水とが配管Ｌ１４において混合してしまい、サブクーラ７０の冷却効率及び排熱回収効率が低下してしまう。

しかし、本実施の形態２のように、冷却水用サブクーラ１２０と温水用サブクーラ１３０とを、配管が相互に干渉し合わないように設置することによって、冷却水と温水とが混合してしまうことなく、冷却水による冷媒の冷却処理と、温水による排熱の回収処理とを同時に行うことが可能である。さらに、電動弁１００を調整することによって、これらの処理に用いられる冷却水と温水との配分比率も任意に設定することが可能である。具体的には、接続制御部１１０ｂが、電動弁１００を全て全開状態に調整することによって、冷却水用サブクーラ１２０では冷却水による冷媒の冷却を行い、温水用サブクーラ１３０では温水による排熱の回収を行うことが可能である。また、例えば、接続制御部１１０ｂが、電動弁１００Ａと電動弁１００Ｂを半開状態に調整して冷却水の流量を半分にし、一方、電動弁１００Ｃと電動弁１００Ｄは全開状態に調整することによって、冷却水用サブクーラ１２０は通常の半分の能力で稼動させ、温水用サブクーラ１３０は通常と同等の能力で稼動させることが可能である。

また、運転モードとして、冷却水による冷媒の過冷と温水による排熱回収を同時に行うことを目的とする「全開運転モード」や、冷却水用サブクーラ１２０は通常の半分の能力で稼動させ、温水用サブクーラ１３０は通常と同等の能力で稼動させることを目的とする「冷却水回路半開運転モード」等といった任意の運転モードをユーザが選択できるようにしても良い。この際には、ユーザが、任意の方法によって、運転モードを「全開運転モード」に選択した場合は、運転モード判定部１１０ａがこの運転モードを判定し、これを受けた接続制御部１１０ｂは、電動弁１００を全て全開状態に調整する。また、ユーザが、運転モードを「冷却水回路半開運転モード」に選択した場合は、運転モード判定部１１０ａがこの運転モードを判定し、これを受けた接続制御部１１０ｂは、電動弁１００Ａと電動弁１００Ｂを半開状態に調整し、電動弁１００Ｃと電動弁１００Ｄは全開状態に調整する。

（効果）
このように本実施の形態によれば、冷却水を循環させる冷却水用サブクーラ１２０と温水を循環させる温水用サブクーラ１３０を別々に設置することによって、冷却水による冷媒の過冷と温水による排熱の回収とを同時に行ったとしても、冷却水と温水とが混合することがないため、効果的にサブクーラを利用することが可能であり、省エネ性能を向上させることが可能である。

〔ＩＩＩ〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、少なくとも、従来と異なるシステムにより省エネ性能を向上させることが可能となっている場合には、本発明の課題は解決されている。

（寸法や材料について）
発明の詳細な説明や図面で説明したダブルバンドル型冷凍機１、６の各部の寸法、形状、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、比率等とすることができる。また、各部を構成する材料については、金属や樹脂を含む任意の材料を用いることができる。

（電動弁について）
電動弁１００は、接続制御部１１０ｂの制御に基づいて電動で開度が調整されるものでなくても良く、例えばユーザが手動で開度を調整することが出来るものであっても良い。

（冷却水用サブクーラ及び温水用サブクーラについて）
本実施の形態２において、冷却水用サブクーラ１２０は、温水用サブクーラ１３０の後段に配置されているが、このような配置に限らず、冷却水用サブクーラ１２０を、温水用サブクーラ１３０の前段に配置しても良い。

（運転モードについて）
本実施の形態２において、例示した運転モードに限らず、任意の運転モードをユーザが選択できるようにしても良い。例えば、冷却水用サブクーラ１２０は通常と同等の能力で稼動させ、温水用サブクーラ１３０は通常の半分の能力で稼動させることを目的とする「温水回路半開運転モード」等といった任意の運転モードをユーザが選択できるようにしても良い。ユーザが、この「温水回路半開運転モード」を選択した場合には、運転モード判定部１１０ａがこの運転モードを判定し、これを受けた接続制御部１１０ｂは、電動弁１００Ａと電動弁１００Ｂを全開状態に調整し、電動弁１００Ｃと電動弁１００Ｄは半開状態に調整する。また、全開や半開ではなく、任意の量だけ電動弁１００を開くような運転モードを選択できるようにしても良い。

１、６ダブルバンドル型冷凍機
２空調機
３冷水循環路
４冷却塔
５温熱器
１０圧縮器
２０凝縮器
３０膨張弁
４０蒸発器
５０冷却水用循環路
５１冷却水ポンプ
６０温水用循環路
６１温水ポンプ
７０サブクーラ
８０冷却水用サブ循環路
９０温水用サブ循環路
１００電動弁
１１０制御部
１１０ａ運転モード判定部
１１０ｂ接続制御部
１２０冷却水用サブクーラ
１３０温水用サブクーラ
Ｌ１〜Ｌ１５配管

Claims

冷媒を圧縮する圧縮手段と、
前記圧縮手段により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮手段と、
前記凝縮手段により凝縮された冷媒を膨張させる膨張手段と、
前記膨張手段により膨張された冷媒を蒸発させる蒸発手段と、
前記凝縮手段と所定の冷却手段との相互間に冷却水を循環させる冷却水用循環路と、
前記凝縮手段と所定の温熱手段との相互間に温水を循環させる温水用循環路と、
前記冷却水を用いて冷媒の過冷を行い、又は前記温水を用いて排熱回収を行うサブクーラと、
前記冷却水用循環路と前記サブクーラとの相互間に前記冷却水を循環させる冷却水用サブ循環路と、
前記温水用循環路と前記サブクーラとの相互間に前記温水を循環させる温水用サブ循環路と、
前記冷却水用サブ循環路又は前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続状態を調整する接続状態調整手段を備えた、
ダブルバンドル型冷凍機。
当該ダブルバンドル型冷凍機の運転モードを判定する運転モード判定手段と、
前記運転モード判定手段により判定した前記運転モードに基づいて前記接続状態調整手段を制御する接続制御手段とを備える、
請求項１に記載のダブルバンドル型冷凍機。
前記接続制御手段は、
前記運転モード判定手段によって前記運転モードが冷専運転モードであると判定された場合は、
前記冷却水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を開放すると共に、前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を遮断し、
前記運転モード判定手段によって前記運転モードが熱回収運転モードであると判定された場合は、
前記温水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を開放すると共に、前記冷却水用サブ循環路と前記サブクーラとの相互間の接続を遮断する、
請求項２に記載のダブルバンドル型冷凍機。
前記サブクーラとして、前記冷却水を用いて冷媒の過冷を行う冷却水用サブクーラと、前記温水を用いて排熱回収を行う温水用サブクーラとを備え、
前記冷却水用サブ循環路は、前記冷却水用循環路と前記冷却水用サブクーラとの相互間に前記冷却水を循環させ、
前記温水用サブ循環路は、前記温水用循環路と前記温水用サブクーラとの相互間に前記温水を循環させ、
前記接続状態調整手段は、前記冷却水用サブ循環路と前記冷却水用サブクーラとの相互間の接続状態、及び前記温水用サブ循環路と前記温水用サブクーラとの相互間の接続状態を調整する、
請求項１又は２に記載のダブルバンドル型冷凍機。