JP6420302B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却コイルを有する冷却装置に関する。

従来より、室内などの対象空間の空気を冷却する冷却装置が知られている。

例えば特許文献１に開示の冷却装置は、空気が流れる空気通路に冷却コイルが配置される。冷却コイルの内部には、冷熱媒体が流れる流路（パス）が形成される。冷却コイルでは、冷熱媒体と空気とが熱交換し、該空気が冷却される。冷却された空気は、室内等の対象空間へ供給される。

特開２０１０−２４３００４号公報

冷却コイルで空気を冷却する冷却装置では、冷却コイルの表面で水が凝縮し、この水が霜となって伝熱管等の表面に付着することがある。特に、対象となる空気の湿度が高い場合や、冷却の対象となる空気の温度や、冷熱媒体の温度が低い場合には、このような霜付きの問題が顕著となる。

このような冷却コイルの霜付きの対策として、冷却コイルに比較的高温の温熱媒体を流すことが考えられる。これにより、冷却コイルに付着した霜を、その内側の温熱媒体の熱を利用して融かすことができる。

一方、このような除霜動作を行う場合、温熱媒体の熱によって空気が加熱され、この空気が対象空間へ供給されてしまう。この結果、このような除霜動作に伴い、対象空間の温度が一時的に上昇してしまうという問題があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、冷却コイルの除霜に伴い、対象空間の温度が上昇してしまうことを抑制することである。

第１の発明は、冷却装置を対象とし、空気が流れる空気通路（11）と、前列パス（P1,P2）、及び該前列パス（P1,P2）の下流側に形成される後列パス（P3,P4）を有し、上記空気通路（11）に配置される冷却コイル（21）と、該冷却コイル（21）の上記前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）に接続する熱媒体回路（40）と、該前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）の双方を冷熱媒体が流れるとともに、該冷熱媒体で空気を冷却する第１動作と、上記前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）のうち該前列パス（P1,P2）のみを温熱媒体が流れ、該温熱媒体で上記冷却コイル（21）を除霜する第２動作とを実行可能に、上記熱媒体回路（40）の流路を切り換える流路切換機構（46,47,48,49）とを備え、上記流路切換機構（46,47,48,49）は、上記前列パス（P1,P2）を上記冷熱媒体及び温熱媒体の双方が流れず、上記後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れるとともに、該冷熱媒体で空気を冷却する第３動作を実行可能に、上記熱媒体回路（40）の流路を切り換えることを特徴とする。

第１の発明の冷却装置では、流路切換機構（46,47,48,49）により熱媒体回路（40）の流路を変更することで、第１動作と第２動作とを切り換えて実行できる。

第１動作では、冷却コイル（21）の前列パス（P1,P2）と後列パス（P3,P4）とを、比較的低温の冷熱媒体が流れる。このため、冷却コイル（21）では、前列パス（P1,P2）を流れる冷熱媒体と、後列パス（P3,P4）を流れる冷熱媒体との双方により空気が冷却される。

第２動作では、冷却コイル（21）の前列パス（P1,P2）のみに、比較的高温の温熱媒体が流れる。ここで、冷却コイル（21）のうち前列パス（P1,P2）に対応する伝熱部分は、後列パス（P3,P4）に対応する伝熱部分と比べて、霜が付きやすい。冷却コイル（21）では、上流側の方が空気の湿度が高いからである。従って、前列パス（P1,P2）のみに温熱媒体を流すことで、該温熱媒体が空気へ放熱することを抑制しつつ、上流側の伝熱部分の霜を融かすことができる。

第２動作では、後列パス（P3,P4）を温熱媒体が流れないため、後列パス（P3,P4）の付近から空気へ放熱することはない。上述のように後列パス（P3,P4）の付近では霜が付きにくい。このため、後列パス（P3,P4）に温熱媒体を流さなくても、後列パス（P3,P4）の霜付きが大きな問題にならない。

第１の発明の冷却装置では、流路切換機構（46,47,48,49）により熱媒体回路（40）の流路を変更することで、第１動作と第２動作に加え、第３動作を切り換えて実行できる。

第３動作では、冷却コイル（21）の後列パス（P3,P4）のみを冷熱媒体が流れ、前列パス（P1,P2）には熱媒体（冷熱媒体や温熱媒体）が流れない。このため、冷却コイル（21）では、後列パス（P3,P4）を流れる冷熱媒体により、空気が冷却される。

第２の発明は、第１の発明において、上記第２動作の後、上記第３動作を実行するように上記流路切換機構（46,47,48,49）を制御する制御器（70）を備えることを特徴とする。

第２の発明では、第２動作において、冷却コイル（21）の前列パス（P1,P2）を温熱媒体が流れ除霜が行われた後、第１動作が行われず、第３動作が行われる。仮に、第２動作の後に第１動作が実行されると、直前まで温熱媒体が流れていた前列パス（P1,P2）に、冷熱媒体が供給されることになる。この場合、前列パス（P1,P2）を形成する配管が急激に冷やされるため、急激な温度変化に起因して配管に大きな温度衝撃が作用するおそれがある。これに対し、第３動作では、前列パス（P1,P2）を冷熱媒体が流れないため、前列パス（P1,P2）を形成する配管に大きな温度衝撃が作用することもない。また、第３動作では、後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れるため、冷却コイル（21）による空気の冷却を速やかに再開できる。

第１の発明では、冷却コイル（21）の除霜を行う第２動作において、前列パス（P1,P2）のみに温熱媒体を流すため、温熱媒体から空気への過剰な放熱を抑制しつつ、冷却コイル（21）の上流側部分に付着した霜を確実に取ることができる。この結果、第２動作に起因して、対象空間の温度が大きく上昇してしまうことを抑制できる。

第１の発明では、前列パス（P1,P2）と後列パス（P3,P4）との双方の冷熱媒体で空気を冷却する第１動作と、後列パス（P3,P4）のみの冷熱媒体で空気を冷却する第３動作とを切り換えることができる。このため、冷却コイル（21）の冷却能力を段階的に調節できる。

第２の発明では、前列パス（P1,P2）に温熱媒体を流して除霜を行った後、すぐに前列パス（P1,P2）に冷熱媒体を流さず、後列パス（P3,P4）のみに冷熱媒体を流している。このため、前列パス（P1,P2）に対応する配管の温度衝撃を抑制しつつ、空気の冷却を速やかに再開できる。この結果、対象空間の温度が大きく上昇してしまうことを速やかに抑制できる。

図１は、実施形態に係る空気調和装置の概略の全体構成図である。 図２は、実施形態に係る空気調和装置の概略の全体構成図であり、プルダウン運転、ないし通常運転（冷却負荷が比較的高いとき）を説明するためのものである。 図３は、実施形態に係る空気調和装置の概略の全体構成図であり、通常運転での冷却動作（冷却負荷が比較的低いとき）、ないし予備冷却動作を説明するためのものである。 図４は、実施形態に係る空気調和装置の概略の全体構成図であり、コイル側デフロスト動作を説明するためのものである。 図５は、変形例１に係る空気調和装置の概略の全体構成図であり、コイル側デフロスト動作を説明するためのものである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態の空気調和装置（10）は、対象空間である試験室（2）の空気の温度を調節する。空気調和装置（10）は、試験室（2）の湿度を調節する調湿機能も有する。

〈試験設備の全体構成〉
本実施形態の空気調和装置（10）は、図１に示す試験設備（1）に適用されている。試験設備（1）は、試験対象としての空気調和装置（被試験機側空調装置（A））の性能等を評価するためのものである。試験室（2）には、被試験機側空調装置（A）の室外機（3）が試験対象（被試験機）として設置される。試験室（2）では、室外機（3）の周囲環境（温度及び湿度環境）が擬似的に再現可能である。本実施形態の試験室（2）では、寒冷地を再現するために０℃〜−１５℃までの氷点下の温度雰囲気が再現可能である。

室外機（3）の筐体の内部には、室外熱交換器（4）と室外ファン（6）とが収容される。被試験機側空調装置（A）は、圧縮機、室外熱交換器（4）、膨張弁、室内熱交換器が接続される冷媒回路を備え、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷凍装置を構成している。また、被試験機側空調装置（A）は、蒸発器となった室外熱交換器（4）に付着した霜を融解させるためのデフロスト動作を実行可能である（詳細は後述する）。

図１に示すように、試験設備（1）は、空気通路（11）と試験室（2）との間を空気が循環するように構成される。具体的に、試験設備（1）は、空気通路（11）と試験室（2）とを仕切る仕切部（5）を有し、空気通路（11）の吹出口（12）及び吸込口（13）が試験室（2）に開口している。

〈空気調和装置の構成〉
空気調和装置（10）は、空気の温度及び湿度を調節するように構成される。図１に示すように、空気調和装置（10）は、空気通路（11）と、該空気通路（11）に配置される空気処理ユニット（20）とを備える。更に、空気調和装置（10）は、空気処理ユニット（20）に冷熱媒体や温熱媒体を供給するための熱源ユニット（図示省略）と、空気処理ユニット（20）と熱源ユニットとを繋ぐ熱媒体回路（40）（一部のみを図示）とを備える。

〈空気処理ユニット〉
空気処理ユニット（20）は、空気通路（11）の上流側から下流側に向かって順に、冷却コイルユニット（21）、ファン（25）、加温用加熱コイル（26）、噴霧ユニット（35）、加湿用加熱コイル（30）、及びエリミネータ（27）を備えている。

冷却コイルユニット（21）は、熱媒体が流れる熱交換器で構成される。より具体的には、冷却コイルユニット（21）は、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成される。冷却コイルユニット（21）は、その内部を流れる熱媒体と空気通路（11）を流れる空気とを熱交換させる。また、冷却コイルユニット（21）は、熱媒体が流れる方向と空気流れとが実質的に対向する対向流式である。

冷却コイルユニット（21）は、上流側の第１伝熱部（22）と、下流側の第２伝熱部（23）とを有する。第２伝熱部（23）の空気通過方向の幅は、第１伝熱部（22）の空気通過方向の幅よりも大きい。本実施形態の第１伝熱部（22）には、比較的低温の冷熱媒体と、比較的高温の温熱媒体とが切換可能に供給される。

第１伝熱部（22）は、その下部において第１下部伝熱領域（22a）が形成され、第１下部伝熱領域（22a）以外の残りの部分に第１上部伝熱領域（22b）が形成される。同様に、第２伝熱部（23）は、その下部において第２下部伝熱領域（23a）が形成され、第２下部伝熱領域（23a）以外の残りの部分に第２上部伝熱領域（23b）が形成される。

第１下部伝熱領域（22a）には、熱媒体が流れる第１パス（P1）が、第１上部伝熱領域（22b）には、熱媒体が流れる第２パス（P2）が、第２下部伝熱領域（23a）には、熱媒体が流れる第３パス（P3）が、第２上部伝熱領域（23b）には、熱媒体が流れる第４パス（P4）がそれぞれ形成される。

第１パス（P1）及び第２パス（P2）は、冷却コイルユニット（21）の上流側の形成される前列パス（P1,P2）を構成する。第３パス（P3）及び第４パス（P4）は、冷却コイルユニット（21）における前列パス（P1,P2）の下流側に形成される後列パス（P3,P4）を構成する。

本実施形態の冷却コイルユニット（21）のフィンは、各パス（P1〜P4）に１つずつ対応するように４つのフィン群に分割されている。しかし、冷却コイルユニット（21）のフィンは、各伝熱領域（22a,22b,23a,23b）に跨がって共用されていてもよい。

ファン（25）は、例えばシロッコファンで構成され、空気通路（11）の空気を搬送する。ファン（25）で搬送された空気は、空気通路（11）と試験室（2）とを交互に流れる。

加温用加熱コイル（26）は、温熱媒体が流れる熱交換器で構成される。加温用加熱コイル（26）は、その内部を流れる温熱媒体と空気通路（11）を流れる空気とを熱交換させる。

噴霧ユニット（35）は、空気通路（11）を流れる空気へ水を噴霧する。本実施形態の噴霧ユニット（35）は、複数（３つ）の噴霧スプレー（36）を有している。噴霧スプレー（36）の数量は、１つであってもよいし、他の数量であってもよい。各噴霧スプレー（36）は、水を噴出するノズル（37）をそれぞれ有している。各ノズル（37）には、水タンクからポンプ等で搬送された水が供給される。各ノズル（37）は、先端が空気通路（11）の下流側、ないし加湿用加熱コイル（30）側を向いている。

空気通路（11）の空気を加湿する動作（加湿動作）では、噴霧スプレー（36）から水が間欠的に噴霧される。また、詳細は後述する加湿用加熱コイル（30）の内部を温熱媒体が流れる。空気通路（11）の空気に噴霧水が付与されることで、空気が加湿される。また、空気に含まれなかった残りの水は、加湿用加熱コイル（30）の上流側の表面に付着する。このため、空気の温度が氷点下である場合、この水が加湿用加熱コイル（30）の表面で凍結する。この状態で、噴霧スプレー（36）の噴霧動作が停止されると、加湿用加熱コイル（30）の温熱媒体により、その表面の氷が融解する。この結果、融解後の水が空気に付与され、空気が加湿される。

加湿用加熱コイル（30）（加熱コイル）は、熱を放出可能な加熱部を構成している。本実施形態の加湿用加熱コイル（30）は、温熱媒体が流れる、例えばフィンアンドチューブ式の熱交換器で構成される。つまり、加湿用加熱コイル（30）は、図２に示すように、互いに平行に配置される複数のフィン（31）と、該フィン（31）をその板厚方向に貫通する伝熱管（32）とを有する。各フィン（31）は、縦長の長方形状に形成され、その幅方向が空気流れに沿うように空気通路（11）に配置される。各フィン（31）の間には、空気が通過可能な複数の通風路（33）が形成される。

エリミネータ（27）は、空気中の比較的大きな水滴が試験室（2）へ飛散するのを防止する水滴飛散防止用の部材を構成している。

〈熱媒体回路〉
図１に示すように、熱媒体回路（40）は、熱源ユニットで生成された熱媒体（温熱媒体や冷熱媒体）を空気処理ユニット（20）へ供給するための配管である。熱媒体は、０℃以下であっても凍結しない不凍液である。熱媒体回路（40）は、第１回路（41）、第２回路（61）、及び第３回路（64）を含んでいる。

第１回路（41）は、冷却コイルユニット（21）に対応している。第１回路（41）は、第１温熱流入路（43）、第１温熱流出路（42）、第１冷熱流入路（45）、及び第１冷熱流出路（44）を有する。

第１温熱流入路（43）は、熱源ユニットの温熱媒体を冷却コイルユニット（21）に供給するための配管を構成する。第１温熱流入路（43）には、第１開閉弁（47）が接続される。第１温熱流出路（42）には、冷却コイルユニット（21）を流れた後の温熱媒体を熱源ユニットへ戻すための配管を構成する。第１温熱流出路（42）には、第２開閉弁（46）が接続される。第１冷熱流入路（45）は、熱源ユニットの冷熱媒体を冷却コイルユニット（21）に供給するための配管を構成する。第１冷熱流出路（44）は、冷却コイルユニット（21）を流れた後の冷熱媒体を熱源ユニットへ戻すための配管を構成する。

第１回路（41）は、第１から第８までの分岐管（51〜58）を有している。第１分岐管（51）は、第１温熱流出路（42）と第１パス（P1）の一端とを繋いでいる。第２分岐管（52）は、第１温熱流出路（42）と第２パス（P2）の一端とを繋いでいる。第３分岐管（53）は、第１温熱流入路（43）と第１パス（P1）の他端とを繋いでいる。第４分岐管（54）は、第１温熱流入路（43）と第２パス（P2）の他端とを繋いでいる。第５分岐管（55）は、第１冷熱流入路（45）と第３パス（P3）の一端とを繋いでいる。第６分岐管（56）は、第１冷熱流入路（45）と第４パス（P4）の他端とを繋いでいる。第７分岐管（57）は、第１冷熱流出路（44）と第３パス（P3）の他端とを繋いでいる。第８分岐管（58）は、第１冷熱流出路（44）と第４パス（P4）の他端とを繋いでいる。

第１回路（41）は、第１バイパス管（59）と第２バイパス管（60）とを有している。第１バイパス管（59）は、第１温熱流入路（43）と第１冷熱流入路（45）とを繋いでいる。第１バイパス管（59）には、第３開閉弁（48）が接続される。第２バイパス管（60）は、第１温熱流出路（42）と第１冷熱流出路（44）とを繋いでいる。第２バイパス管（60）には、第４開閉弁（49）が接続される。

第１開閉弁（47）、第２開閉弁（46）、第３開閉弁（48）、及び第４開閉弁（49）は、第１回路（41）（即ち、熱媒体回路（40））の熱媒体の流路を切り換える流路切換機構（46,47,48,49）を構成している。具体的には、流路切換機構（46,47,48,49）は、少なくとも、第１状態、第２状態、及び第３状態に切換可能である。

第１状態（図２に示す状態）では、第１開閉弁（47）及び第２開閉弁（46）が閉状態となり、第３開閉弁（48）及び第４開閉弁（49）が開状態となる。これにより、冷却コイルユニット（21）では、前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）の双方を冷熱媒体が流れる。第２状態（図４に示す状態）では、第１開閉弁（47）及び第２開閉弁（46）が開状態となり、第３開閉弁（48）及び第４開閉弁（49）が閉状態となる。これにより、冷却コイルユニット（21）では、前列パス（P1,P2）を温熱媒体が流れ、後列パス（P3,P4）を熱媒体（温熱媒体及び冷熱媒体の双方を含む、以下同様）が流れない。第３状態（図３に示す状態）では、第１開閉弁（47）、第２開閉弁（46）、第３開閉弁（48）、及び第４開閉弁（49）が閉状態となる。これにより、冷却コイルユニット（21）では、前列パス（P1,P2）を熱媒体が流れず、後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れる。

なお、流路切換機構は、必ずしも４つの開閉弁（46,47,48,49）でなくてもよく、例えば開閉弁、三方弁、四方切換弁等を適宜組み合わせて構成してもよい。

第２回路（61）は、加温用加熱コイル（26）に対応している。第２回路（61）は、第２温熱流入路（63）と第２温熱流出路（62）とを有している。第２温熱流入路（63）の流出端は、加温用加熱コイル（26）のパス（伝熱管）の一端に繋がっている。第２温熱流出路（62）の流入端は、加温用加熱コイル（26）のパス（伝熱管）の他端に繋がっている。

第３回路（64）は、加湿用加熱コイル（30）に対応している。第３回路（64）は、第３温熱流入路（66）と第３温熱流出路（65）とを有している。第３温熱流入路（66）の流出端は、加湿用加熱コイル（30）のパス（伝熱管）の一端に繋がっている。第３温熱流出路（65）の流入端は、加湿用加熱コイル（30）のパス（伝熱管）の他端に繋がっている。

第３回路（64）には、第３バイパス管（69）及び三方弁（68）が接続される。第３バイパス管（69）は、第３温熱流入路（66）と第３温熱流出路（65）とを繋いでいる。三方弁（68）は、第３温熱流出路（65）と第３バイパス管（69）とを遮断し、第３温熱流出路（65）と加湿用加熱コイル（30）とを連通させる第１状態と、第３温熱流出路（65）と加湿用加熱コイル（30）とを遮断し、第３温熱流出路（65）と第３バイパス管（69）とを連通させる第２状態とに切り換わるように構成される。

第３回路（64）には、加湿用加熱コイル（30）を流れる温熱媒体の流量を調節するための流量調節機構（図示省略）が接続される。この流量調節機構は、例えば第３回路（64）に接続される流量可変式のポンプや、流量調節弁等が挙げられる。なお、三方弁（68）は、上述したように、加湿用加熱コイル（30）を温熱媒体が流れる状態（第１状態）と、加湿用加熱コイル（30）を温熱媒体が流通しない状態（第２状態）とを切り換える。

〈被試験機側空調装置のデフロスト動作に係る構成〉
上述した被試験機側空調装置（A）は、室外熱交換器（4）の表面の霜を融かすためにデフロスト動作（蒸発器側デフロスト動作）を適宜実行可能である。例えば蒸発器側デフロスト動作として、例えばいわゆる逆サイクルデフロストが行われる。即ち、蒸発器側デフロスト動作では、圧縮機で圧縮された高圧の冷媒が室外熱交換器（4）を送られる。これにより、室外熱交換器（4）の表面の霜が内側から融かされていく。なお、蒸発器側デフロスト動作は、必ずしも逆サイクルデフロストでなくてもよく、ヒータ等の熱源を利用するものであってもよい。

また、蒸発器側デフロスト動作の実行の開始の判定は、例えば室外熱交換器（4）の冷媒の温度や圧力、室外熱交換器（4）を通過する空気温度等で適宜判定することができる。デフロスト動作の終了の判定は、例えば蒸発器側デフロスト動作の実行時間や、室外熱交換器（4）の冷媒の温度や圧力、室外熱交換器（4）を通過する空気温度等で適宜判定することができる。

本実施形態の被試験機側空調装置（A）は、蒸発器側デフロスト動作が実行されると、出力信号（デフロスト信号）を出力する出力部（16）を備える。つまり、デフロスト信号は、蒸発器側デフロスト動作が実行されていることを示す信号といえる。この出力信号は、空気調和装置（10）の制御器（70）に受信される。

〈センサ〉
空気調和装置（10）は、試験室（2）の空気の温度を検出する温度検出部と、試験室（2）の空気の湿度を検出する湿度検出部とを備えている。本実施形態の空気調和装置（10）では、例えば温度検出部及び湿度検出部が露点温度センサ（15）により兼用されている。つまり、露点温度センサ（15）は、試験室（2）の温度Ｔｒと、試験室（2）の湿度（本例では相対湿度）を示す指標となる露点温度Ｔｄとを検出可能に構成される。

なお、温度検出部と湿度検出部とをそれぞれ別部材のセンサで構成してもよい。また、湿度検出部は、露点温度センサ以外の他の方式であってもよい。

〈制御器〉
制御器（70）は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）及びメモリ等の記憶部を有する制御基板を含んでいる。制御器（70）には、露点温度センサ（15）で検出した温度Ｔｒ及び露点温度Ｔｄ等のセンサの検出信号が入力される。制御器（70）は、このような検出信号等に基づいて、空気調和装置（10）の各機器（ファン（25）、各開閉弁（46,47,48,49）、噴霧ユニット（35）等をそれぞれ制御する。

制御器（70）は、受信部（71）、弁制御部（72）、及び設定部（73）を備えている。受信部（71）には、被試験機側空調装置（A）から出力されたデフロスト信号が入力される。

弁制御部（72）は、受信部（71）に入力されたデフロスト信号に応じて、流路切換機構（46,47,48,49）を制御する。つまり、弁制御部（72）は、原則として、被試験機側空調装置（A）の室外熱交換器（4）のデフロスト動作（蒸発器側デフロスト動作）に連動して、冷却コイルユニット（21）のデフロスト動作（コイル側デフロスト動作）を行うように、流路切換機構（46,47,48,49）を制御する。より具体的には、弁制御部（72）は、デフロスト信号が受信部（71）に入力されると、流路切換機構（46,47,48,49）を第２状態とする。これにより、前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）のうち前列パス（P1,P2）のみを温熱媒体が流れ、該温熱媒体で冷却コイルユニット（21）を除霜するコイル側デフロスト動作（第２動作）が行われる。

弁制御部（72）は、蒸発器側デフロスト動作の回数Ｎをカウントし、この回数が所定回数Ｎｓ（例えば５回）に至るときだけ、蒸発器側デフロスト動作に連動してコイル側デフロスト動作を実行させる。つまり、制御器（70）は、室外熱交換器（4）のデフロスト動作が所定の複数回Ｎｓに達する毎にコイル側デフロスト動作を実行させる。コイル側デフロスト動作が複数回Ｎｓに至ると、カウントされた回数Ｎが再びリセットされる。

弁制御部（72）は、コイル側デフロスト動作が終了すると、流路切換機構（46,47,48,49）を第３状態とする。これにより、前列パス（P1,P2）を熱媒体（冷熱媒体及び温熱媒体）が流れ、後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れるとともに、該冷熱媒体で空気を冷却する第２冷却動作（第３動作）が行われる。これらの動作の詳細は後述する。

設定部（73）では、コイル側デフロスト動作を許容する第１の設定と、該コイル側デフロスト動作が禁止される第２の設定とが切り換えられる。つまり、設定部（73）を第１の設定とすると、上述のように、蒸発器側デフロストに連動するコイル側デフロストが実行可能となる。これに対し、設定部（73）を第２の設定とすると、蒸発器側デフロストが実行されたとしても（厳密には、回数ＮがＮｓに到達しても）、コイル側デフロスト動作は実行されない。これにより、ユーザ等は、被試験機側空調装置（A）の仕様、運転条件、周囲環境に応じて、コイル側デフロスト動作の実行の可否を適宜変更できる。

−運転動作−
空気調和装置（10）は、プルダウン運転と通常運転とデフロスト運転（コイル側デフロスト運転）を行う。

プルダウン運転は、試験開始時において、試験室（2）の温度（乾球温度）Ｔｒを所定の目標温度Ｔｓまで低下させる運転である。

通常運転は、プルダウン運転の後、試験室（2）の温度Ｔｒを目標温度Ｔｓに維持するとともに、試験室（2）の湿度（露点温度Ｔｄ）を目標値に近づける運転である。従って、通常運転では、原則として、空気を加湿する加湿動作が行われる。また、試験室（2）の目標温度Ｔｓは０℃より低い所定温度（即ち、氷点下）に設定される。

コイル側デフロスト運転は、冷却コイルユニット（21）の表面に付着した霜を融かす運転である。コイル側デフロスト運転は、プルダウン運転や通常運転において、被試験機側空調装置（A）のデフロスト運転に連動して実行される。

〈プルダウン運転〉
図２に示すプルダウン運転では、ファン（25）が運転される。第１回路（41）では、流路切換機構（46,47,48,49）が第１状態となり、前列パス（P1,P2）と後列パス（P3,P4）の双方に冷熱媒体が供給される（第１動作）。第２回路（61）及び第３回路（64）にも、温熱媒体は供給されない。従って、プルダウン運転では、冷却コイルユニット（21）が作動し、加温用加熱コイル（26）及び加湿用加熱コイル（30）は作動しない。また、プルダウン運転では、噴霧ユニット（35）も停止状態となる。

プルダウン運転時の冷却コイルユニット（21）では、第１伝熱部（22）及び第２伝熱部（23）に冷熱媒体が供給される。即ち、第１冷熱流入路（45）を流れる冷熱媒体は、図２に示すように、４つのパス（P1〜P4）にそれぞれ分岐した後、最終的に第１冷熱流出路（44）で合流し、熱源ユニットへ送られる。このように、プルダウン運転では、冷却コイルユニット（21）の全てのパス（P1〜P4）を冷熱媒体が流れる。このため、冷却コイルユニット（21）を流れる空気は、全ての伝熱領域（22a,22b,23a,23b）において冷熱媒体によって冷却される。

冷却コイルユニット（21）で冷却された空気は、加温用加熱コイル（26）、噴霧ユニット（35）、加湿用加熱コイル（30）、及びエリミネータ（27）をそのまま通過し、試験室（2）へ供給される。このプルダウン運転が継続されることで、試験室（2）の温度Ｔｒが、０℃より低い目標温度Ｔｓへ収束していく。

例えばプルダウン運転が終了すると、被試験機である被試験機側空調装置（A）で暖房運転が実行される。これにより、被試験機側空調装置（A）の冷媒回路では、室内熱交換器が凝縮器ないし放熱器となり、室外熱交換器（4）が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。従って、室外熱交換器（4）を流れる冷媒は、試験室（2）の空気から吸熱して蒸発する。これにより、プルダウン運転の後には、試験室（2）の空気が室外熱交換器（4）によって冷却されることになる。

なお、被試験機側空調装置（A）は、例えばプルダウン運転の開始時又は途中から暖房運転を開始してもよい。これにより、被試験機側空調装置（A）の立ち上がりの時間を短縮でき、その後の試験時間を短縮できる。

〈通常運転〉
通常運転は、試験室（2）の温度Ｔｒが０℃より低い目標温度Ｔｓに至り、プルダウン運転が終了すると実行される。

通常運転では、ファン（25）が運転される。通常運転では、試験室（2）の温度Ｔｒに応じて、冷却コイルユニット（21）及び加温用加熱コイル（26）の熱媒体の流れが切り換えられる。

具体的には、試験室（2）の温度Ｔｒが目標温度Ｔｓよりも所定温度低くなると、加温用加熱コイル（26）に温熱媒体が供給される。また、冷却コイルユニット（21）には、熱媒体が供給されない。これにより、加温用加熱コイル（26）の温熱媒体により空気を加熱でき、試験室（2）の温度Ｔｒを目標温度Ｔｓに近づけることができる。

また、試験室（2）の温度Ｔｒが目標温度Ｔｓよりも大きく、これらの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が所定値αより大きくなると、第１回路（41）の流路切換機構（46,47,48,49）が第３状態となり、後列パス（P3,P4）のみに冷熱媒体が供給される（図３を参照）。また、加温用加熱コイル（26）には、温熱媒体が供給されない。これにより、冷却コイルユニット（21）では、後列パス（P3,P4）で空気を冷却でき、試験室（2）の温度Ｔｒを目標温度Ｔｓに近づけることができる。

また、試験室（2）の温度Ｔｒが目標温度Ｔｓよりも大きく、これらの温度差（Ｔｒ−Ｔｓ）が所定値β（ここで、βはαよりも大きい）より大きくなると、プルダウン運転と同様、第１回路（41）の流路切換機構（46,47,48,49）が第１状態となる。これにより、冷却コイルユニット（21）の前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）に冷熱媒体が供給される（図２を参照）。また、加温用加熱コイル（26）には、温熱媒体が供給されない。これにより、冷却コイルユニット（21）では、前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）で空気を冷却でき、試験室（2）の温度Ｔｒを目標温度Ｔｓに速やかに近づけることができる。

また、通常運転では、試験室（2）の露点温度Ｔｄを目標値に近づける加湿動作が行われる。ただし、試験室（2）の温度Ｔｒと目標温度Ｔｓとの差が所定値よりも大きい条件下で加湿動作を行うと、露点温度Ｔｄの収束性が損なわれる。このため、温度Ｔｒと目標温度Ｔｓとの差が所定値γより大きい条件下では、加湿動作が禁止され、この差がγ以下であるときに加湿動作が行われる。

加湿動作では、各噴霧スプレー（36）から水を噴霧する動作（噴霧動作）が間欠的に実行させる。同時に、第３回路（64）では、三方弁（68）が第１状態になるとともに、温熱媒体が第３温熱流入路（66）に供給される。この結果、加湿用加熱コイル（30）を温熱媒体が流れる。

噴霧スプレー（36）から水が噴霧されると、この水は一部が空気中に付与され、残りは加湿用加熱コイル（30）に付着して凍結する。一方、噴霧動作が停止されると、加湿用加熱コイル（30）の表面の氷が温熱媒体から吸熱して融解する。融解した水は空気中に付与される。このように、加湿動作では、噴霧スプレー（36）から噴霧された水を加湿用加熱コイル（30）の表面で氷にする動作と、この氷を温熱媒体で融かす動作とが繰り返し行われる。これにより、高い加湿効率で空気を加湿することができる。

〈コイル側デフロスト動作〉
被試験機側空調装置（A）では、暖房運転を継続して行うことで室外熱交換器（4）の表面に霜が付着する。このため、被試験機側空調装置（A）では、蒸発器側デフロスト動作が適宜実行される。

蒸発器側デフロスト動作が実行されると、被試験機側空調装置（A）の出力部（16）からデフロスト信号が、その都度出力される。空気調和装置（10）の受信部（71）には、この信号が都度入力される。弁制御部（72）は、受信部（71）に入力された信号の回数Ｎを適宜カウントする。この回数Ｎが所定値Ｎｓに至ると、弁制御部（72）は、第１回路（41）の流路切換機構（46,47,48,49）を第３状態に変更する。これにより、空気調和装置（10）では、蒸発器側デフロスト動作に連動して、コイル側デフロスト動作が行われる。

図４に示すコイル側デフロスト動作では、第１回路（41）において、前列パス（P1,P2）を温熱媒体が流れ、後列パス（P3,P4）を熱媒体が流れない（第２動作）。第２回路（61）及び第３回路（64）にも熱媒体が流れない。

冷却コイルユニット（21）では、その上流側である第１伝熱部（22）の表面に霜が付着しやすい。冷却コイルユニット（21）では、その下流側よりも上流側の方が空気の湿度が低くなる傾向にあるからである。従って、コイル側デフロスト動作では、前列パス（P1,P2）に温熱媒体を流すことで、冷却コイルユニット（21）の霜を効率良く融かすことができる。

この際、後列パス（P3,P4）には温熱媒体が供給されないため、温熱媒体の熱が空気中へ過剰に放出されることを抑制できる。従って、コイル側デフロスト動作に伴う試験室（2）の空気温度の上昇を抑制できる。一方、第２伝熱部（23）にはさほど霜が付かないため、後列パス（P3,P4）の温熱媒体を流さなくても、第２伝熱部（23）の霜付きが大きな問題になることはない。

加えて、蒸発器側デフロスト動作と連動して、コイル側デフロスト動作を行うことで、試験室（2）の空気温度が高くなってしまう時間を短縮できる。これにより、蒸発器側デフロスト動作に起因して被試験機側空調装置（A）の試験時間が短くなってしまうことを抑制できる。

即ち、コイル側デフロスト動作と蒸発器側デフロスト動作とを個別に制御すると、例えば蒸発器側デフロスト動作が終了した後、コイル側デフロスト動作が実行される可能性がある。この場合、被試験機側空調装置（A）で再び暖房運転が行われるタイミングでコイル側デフロスト動作が実行されてしまうため、暖房運転中に試験室（2）の空気温度が上昇してしまう。従って、被試験機側空調装置（A）では、定常の運転条件にて暖房運転を行うことができず、所望の試験データを得ることができない。この結果、正確な試験データを得ることができる試験時間が短くなってしまう。

これに対し、本実施形態では、蒸発器側デフロスト動作に連動してコイル側デフロスト動作が実行されるため、両者のデフロスト動作に起因する空気の昇温のタイミングも一致する。このため、暖房運転の再開後において、試験室（2）の空気温度が上昇してしまうことを回避でき、試験時間を十分確保できる。

本実施形態の蒸発器側デフロスト動作は、コイル側デフロスト動作の終了に連動して終了される。即ち、蒸発器側デフロスト動作が終了し、受信部（71）にデフロスト信号が入力されなくなると、コイル側デフロスト動作も終了する。なお、コイル側デフロスト動作は、例えばコイル側デフロスト動作が開始されてから所定時間が経過すると終了するものであってもよい。また、冷却コイルユニット（21）の除霜が終了したことを示す所定の条件が成立すると、コイル側デフロスト動作を終了させてもよい。

コイル側デフロスト動作が終了すると、第１回路（41）には、冷熱媒体及び温熱媒体が何ら供給されない。従って、冷却コイルユニット（21）では、前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）を何ら熱媒体が流れない（休止動作）。

休止動作の後、空気調和装置（10）は、予備冷却動作を行う。予備例冷却動作では、第１回路（41）の流路切換機構（46,47,48,49）が第３状態となる。これにより、冷却コイルユニット（21）では、図３に示すように、前列パス（P1,P2）を熱媒体が流れず、後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れる。

予備冷却動作では、冷却コイルユニット（21）の第２伝熱部（23）によって空気が冷却される。これにより、試験室（2）の空気が速やかに低下していく。コイル側デフロスト動作の後、前列パス（P1,P2）及び後列パス（P3,P4）の双方に冷熱媒体を流してしまうと、前列パス（P1,P2）では、温熱媒体が流れていた状態から直ぐに冷熱媒体が供給される。このため、前列パス（P1,P2）では、熱媒体の急激な温度変化に起因して、伝熱管に温度衝撃が作用し、伝熱管の破損等の不具合を招く可能性がある。これに対し、本実施形態の予備冷却動作では、前列パス（P1,P2）に冷熱媒体を流さないため、前列パス（P1,P2）の伝熱管に温度衝撃が作用することを抑制できる。

予備冷却動作が実行され、所定時間が経過すると、上述した通常運転が再開される。

このような蒸発器側デフロスト動作に連動するコイル側デフロスト動作は、設定部（73）が第１の設定にある状態であるときに実行される。一方、設定部（73）が第２の設定である状態では、蒸発器側デフロスト動作に連動してコイル側デフロスト動作が実行されない。つまり、設定部（73）を第２の設定とすると、コイル側デフロスト動作の実行そのものを禁止できる。これにより、コイル側デフロスト動作に起因する試験室（2）の空気温度の上昇を確実に抑制できる。

−実施形態の効果−
上記実施形態では、冷却コイルユニット（21）の除霜を行うコイル側デフロスト動作において、前列パス（P1,P2）のみに温熱媒体を流すため、温熱媒体から空気への過剰な放熱を抑制しつつ、冷却コイルユニット（21）の第１伝熱部（22）に付着した霜を確実に取ることができる。この結果、コイル側デフロスト動作に起因して、試験室（2）の温度が大きく上昇してしまうことを抑制できる。

上記実施形態では、コイル側デフロスト動作において前列パス（P1,P2）に温熱媒体を流して除霜を行った後、すぐに前列パス（P1,P2）に冷熱媒体を流さず、後列パス（P3,P4）のみに冷熱媒体を流す予備冷却動作を行う。このため、前列パス（P1,P2）に対応する伝熱管の温度衝撃を抑制しつつ、空気の冷却を速やかに再開できる。

上記実施形態では、蒸発器側デフロスト動作に連動してコイル側デフロスト動作を実行するため、蒸発器側デフロスト動作が実行されていない期間において、冷却コイルユニット（21）の除霜に起因して空気温度が上昇してしまうことを回避できる。これにより、蒸発器である室外熱交換器（4）の周囲を所望の温度雰囲気に維持できる時間が長くなり、ひいては被試験機側空調装置（A）の実質的な試験時間を長期化できる。

また、上記実施形態では、蒸発器側デフロスト動作が複数回Ｎｓに達する毎に、コイル側デフロスト動作を実行するため、コイル側デフロスト動作の実行頻度を減らすことができる。これにより、コイル側デフロスト動作に起因する試験室（2）の空気温度の上昇を更に抑制でき、被試験機側空調装置（A）の実質的な試験時間を更に長期化できる。

《実施形態の変形例》
上記実施形態の制御器（70）は、被試験機側空調装置（A）が出力するデフロスト信号を受信すると、蒸発器側デフロスト動作を実行する。しかし、制御器（70）は、他の条件が成立すると蒸発器側デフロスト動作を実行するものであってもよい。この変形例について詳述する。

〈変形例１〉
図５に示す変形例１では、被試験機側空調装置（A）の室外ファン（6）の近傍に、風速センサである風速計（17）が設けられる。風速計（17）は、室外ファン（6）が搬送する空気の風速を検出する。一方、空気調和装置（10）の制御器（70）には、風速計（17）の検出信号が入力される。

被試験機側空調装置（A）が暖房運転を行うと、室外ファン（6）は蒸発器ファンとなる。被試験機側空調装置（A）が蒸発器側デフロスト動作を行うと、室外ファン（6）を停止させ、上述した逆サイクルデフロストを行う。このため、蒸発器側デフロスト動作が実行されると、風速計（17）で検出した風速は実質的にゼロになる。従って、制御器（70）は、風速計（17）で検出した風速が所定値以下（例えばゼロ）になると、蒸発器側デフロスト動作が実行されたと判定する。そして、制御器（70）は、このタイミングに併せて上述したコイル側デフロスト動作を実行させる。これにより、変形例１においても、蒸発器側デフロスト動作に連動してコイル側デフロスト動作を実行させることができる。

〈変形例２〉
被試験機側空調装置（A）が暖房運転から蒸発器側デフロスト動作へ移行する際には、冷媒回路の圧縮機が一時的に停止する。従って、例えば被試験機側空調装置（A）の入力電流（即ち、消費電力）が所定値よりも低くなることを条件として、蒸発器側デフロスト動作の判定を行うこともできる。この場合、制御器（70）は、被試験機側空調装置（A）の入力電流に相当する信号を受信し、この入力電流が所定値以下であると、コイル側デフロスト動作を実行させる。

《その他の実施形態》
上記実施形態の冷却装置（10）の制御器（70）は、蒸発器側デフロスト動作の実行回数Ｎが所定の複数回Ｎｓに至る毎にコイル側デフロスト動作を実行させる。しかし、制御器（70）は、蒸発器側デフロスト動作を実行させる毎にコイル側デフロスト動作を実行させるものであってもよい。つまり、上記Ｎｓ＝１としてもよい。

上記実施形態の冷却装置（10）は、試験室（2）の空気を冷却するものである。しかしながら、冷却装置（10）は、例えば冷蔵庫や冷凍庫などの庫内の空気を冷却するものであってもよいし、それ以外を冷却対象とするものであってもよい。

以上説明したように、本発明は、冷却装置について有用である。

１０ 空気調和装置（冷却装置）
１１ 空気通路
２１ 冷却コイルユニット（冷却コイル）
４０ 熱媒体回路
４６ 第１開閉弁（流路切換機構）
４７ 第２開閉弁（流路切換機構）
４８ 第３開閉弁（流路切換機構）
４９ 第４開閉弁（流路切換機構）
７０ 制御器
Ｐ１ 第１パス（前列パス）
Ｐ２ 第２パス（前列パス）
Ｐ３ 第３パス（後列パス）
Ｐ４ 第４パス（後列パス）

Claims (2)

1. 空気が流れる空気通路（11）と、
   前列パス（P1,P2）、及び該前列パス（P1,P2）の下流側に形成される後列パス（P3,P4）を有し、上記空気通路（11）に配置される冷却コイル（21）と、
   上記冷却コイル（21）の上記前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）に接続する熱媒体回路（40）と、
   上記前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）の双方を冷熱媒体が流れるとともに、該冷熱媒体で空気を冷却する第１動作と、上記前列パス（P1,P2）及び上記後列パス（P3,P4）のうち該前列パス（P1,P2）のみを温熱媒体が流れ、該温熱媒体で上記冷却コイル（21）を除霜する第２動作とを実行可能に、上記熱媒体回路（40）の流路を切り換える流路切換機構（46,47,48,49）とを備え、
   上記流路切換機構（46,47,48,49）は、上記前列パス（P1,P2）を上記冷熱媒体及び温熱媒体の双方が流れず、上記後列パス（P3,P4）を冷熱媒体が流れるとともに、該冷熱媒体で空気を冷却する第３動作を実行可能に、上記熱媒体回路（40）の流路を切り換えることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１において、
   上記第２動作の後、上記第３動作を実行するように上記流路切換機構（46,47,48,49）を制御する制御器（70）を備えることを特徴とする冷却装置。

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