JP2006275449A - 蓄熱式空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄熱槽内の蓄熱媒体が適正量より少なくなった場合に、素早い対応を可能にして、蓄熱式空調装置が有する蓄冷熱能力を十分に発揮させる。
【解決手段】蓄冷運転が可能な蓄熱式空調装置において、蓄熱熱交換器２１を通過した冷媒を取り込む圧縮機１の吸入側に設けた該圧縮機の吸入圧力を検出する圧力センサ３３と、蓄冷運転中、予め設定した目標蓄冷時間以内において、圧力センサ３３が蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した圧力値を検出した場合に、圧縮機１を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段５０とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、室外機と、蓄冷熱可能な蓄熱媒体を内蔵し蓄冷熱用熱交換器を持つ蓄熱槽と、室内機とを備え、冷暖房を行うことのできる蓄熱式空調装置に関するものである。

蓄熱式空調装置は、夜間の蓄冷熱運転を利用して昼間の冷房運転時等のピークカット対応運転ができるという利点を備えている（例えば、特許文献１）。また、これに関連して、蓄氷式熱交換器における蒸発温度に対応した温度を検出し、その検出温度が所定温度より低下した場合に、圧縮機を停止する蓄氷運転保護装置も知られている（例えば、特許文献２）。

特許登録３２８４５８２号（段落［０１０６］、図２） 特許登録２８３６４１１号（段落［００１４］、図１）

しかしながら従来の蓄熱式空調装置は、蓄熱槽内の蓄熱媒体（通常は水）がもともとない場合、もしくは蓄冷熱媒体が基準水位よりも低下した場合に、それらに気がつかずに蓄冷運転と蓄熱運転を繰り返し、このため蓄熱式空調機として十分な能力を発揮できないという問題があった。
この発明は上記課題に対応してなされたもので、蓄熱槽内の蓄熱媒体が適正量より少なくなった場合に、素早い対応を可能にして、蓄熱式空調装置が有する蓄冷熱能力を無駄なく十分に発揮させることができる蓄熱式空調装置を提案するものである。

この発明の蓄熱式空調装置は、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する室外機と、負荷側熱交換器を有する室内機と、蓄熱媒体を貯留し該蓄熱媒体と冷媒との熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する蓄熱槽とを備え、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器及び蓄熱熱交換器が接続された冷媒回路を有した蓄熱式空調装置であって、前記蓄熱熱交換器を通過した冷媒を取り込む前記圧縮機の吸入側に設けた該圧縮機の吸入圧力を検出する圧力検出装置と、蓄冷運転中、予め設定した目標蓄冷時間以内において、前記圧力検出装置が前記蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した圧力値を検出した場合に、前記圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを備えたものである。
また、圧縮機及び熱源側熱交換器を有する室外機と、負荷側熱交換器を有する室内機と、蓄熱媒体を貯留し該蓄熱媒体と冷媒との熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する蓄熱槽とを備え、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器及び蓄熱熱交換器が接続された冷媒回路を有した蓄熱式空調装置であって、前記蓄熱媒体の温度を検出する蓄熱媒体温度検出装置と、前記蓄熱熱交換器を通過した冷媒の凝縮温度を検出する冷媒凝縮温度検出装置と、蓄熱運転中、前記蓄熱媒体温度検出装置による温度と前記冷媒凝縮温度検出装置による温度との差が前記蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した値となった場合に、前記圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを備えたものである。

この発明の蓄熱式空調装置は、蓄熱熱交換器を通過した冷媒を取り込む圧縮機の吸入側に設けた該圧縮機の吸入圧力を検出する圧力検出装置と、蓄冷運転中、予め設定した目標蓄冷時間以内において、圧力検出装置が蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した圧力値を検出した場合に、圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを備える。このため、蓄熱槽内の蓄熱媒体の不足に対する対処が迅速に行えることになり、蓄熱式空調装置の冷房能力を無駄にすることなく十分に活用することが可能となる。
また、蓄熱媒体の温度を検出する蓄熱媒体温度検出装置と、蓄熱熱交換器を通過した冷媒の凝縮温度を検出する冷媒凝縮温度検出装置と、蓄熱運転中、蓄熱媒体温度検出装置による温度と冷媒凝縮温度検出装置による温度との差が蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した値となった場合に、圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを備える。このため、蓄熱槽内の蓄熱媒体の不足に対する対処を迅速に行えることになり、蓄熱式空調装置の暖房能力を無駄にすることなく十分に活用することが可能となる。

以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。図１はこの発明の実施形態に係る蓄熱式空調装置の構成図である。この蓄熱式空調装置は、室外機Ａ（室外ユニット）、蓄熱槽Ｂ（蓄熱ユニット）、及び室内機Ｃ１及びＣ２（室内ユニット）が接続された冷凍サイクルを構成している。室外機Ａと蓄熱槽Ｂとは、液管Ｐ３、低圧ガス管Ｐ２、及び高圧ガス管Ｐ１により接続され、蓄熱槽Ｂと室内機Ｃ１及びＣ２とは、液側延長配管Ｐ５、及びガス側延長配管Ｐ４により接続されている。なお、この例では２台の室内機を備える構成としているが、その台数は２台に限定されるものではい。

さらに、蓄熱式空調装置には後述する各運転の制御を行う運転制御手段５０が設けられ、室外機Ａ、蓄熱槽Ｂ、及び室内機Ｃ１及びＣ２の各構成機器のうち、運転制御に関係する機器に接続されている。運転制御手段５０は、運転制御アルゴリズムが記載されたプログラムとそのプログラムを動作させるＣＰＵ（中央処理装置）あるいはマイコン等から構成できる。なお、運転制御手段５０は通常、室外機Ａに設置されるが、その設置場所は特に限定されるものではなく適宜決定して良い。

室外機Ａは圧縮機１、流路切替装置としての四方弁２、熱源側熱交換器である室外熱交換器３、過冷却熱交換器４、及び第３の流量制御弁５が配管により接続されて構成されている。また、過冷却熱交換器４と室外熱交換器３との間の配管、過冷却熱交換器４と第３の流量制御弁５との間の配管、過冷却熱交換器４と圧縮機１との間の配管には、それぞれ第１、第２、第３の温度センサ６、７、８が設けられている。さらに、圧縮機１の吐出側冷媒回路と吸入側冷媒回路には、該回路内の圧力を測定する高圧圧力センサ３２と低圧圧力センサ３３をそれぞれ備える。

蓄熱槽Ｂは水等の蓄熱媒体を貯留し該蓄熱媒体と冷媒との熱交換を行う蓄熱熱交換器２１を有する。蓄熱熱交換器２１の一端は第２の流量制御弁２３、第１の流量制御弁２２を介して液管Ｐ３に接続されている。また、蓄熱熱交換器２１の他端は３つに分割され、第１の開閉弁２４を介して高圧ガス管Ｐ１と、第２の開閉弁２５を介して低圧ガス管Ｐ２と、そして、第１の逆止弁２８及び第４の開閉弁２７を介し液延長配管Ｐ５とにそれぞれ接続している。
また、第２の流量制御弁２３と第１の流量制御弁２２との接続配管より分岐した配管が、第３の開閉弁２６を介して、第１の逆止弁２８と第４の開閉弁２７との接続配管に接続している。
また、液側延長配管Ｐ５の第４の開閉弁２７との接続部より分岐し、第３の開閉弁２６と第１の流量制御弁２２とを接続する配管の中途に接続する配管に第２逆止弁２９が設けられている。
さらに、蓄熱熱交換器２１の出入口配管には、出入口配管を通過する冷媒の温度を検出する第４，第５の温度センサ３０，３１が設けられている。
これらに加えて、蓄熱槽Ｂには、貯留している蓄熱媒体の温度を測定する蓄熱媒体温度センサ３４も備えられている。

室内機Ｃ１は負荷側熱交換器としての室内熱交換器４０ａ、室内流量制御弁４１ａ、室内熱交換器４０ａの出入口配管に設けられた第６，第７の温度センサ４２ａ，４３ａを備えてなる。同様に、室内機Ｃ２は負荷側熱交換器としての室内熱交換器４０ｂ、室内流量制御弁４１ｂ、室内熱交換器４０ｂの出入口配管に設けられた第８，第９の温度センサ４２ｂ，４３ｂを備えてなる。

室外機Ａを構成する圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、過冷却熱交換器４及び第３の流量制御弁５は、高圧ガス管Ｐ１とガス側延長配管Ｐ４を介して、室内機Ｃ１，Ｃ２を構成する室内熱交換器４０ａ，４０ｂの一方の出入口に接続され、さらに液管Ｐ３と液側延長配管Ｐ５を介して、室内熱交換器４０ａ，４０ｂの他方の出入口に接続されている。そして、この室外機Ａと室内機Ｃ１，Ｃ２からなる冷媒回路の間に蓄熱熱交換器２１が接続されている。

次に、上記のように構成された蓄熱式空調装置の運転動作について説明する。この蓄熱式空調装置の運転動作には、冷房関連運転として冷房、蓄冷、利用冷房の各運転があり、暖房関連運転として暖房、蓄熱、利用暖房、併用暖房、利用デフロストの各運転がある。以下、これらの運転動作について順次説明する。
表１に冷房関連運転時の制御弁の動作状態をまとめて示す。

（冷房運転）
図２は図１の蓄熱式空調装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に流入し、冷却され凝縮液化する。そして、この凝縮液化した冷媒は過冷却熱交換器４に流入し、更に冷却されて過冷却した液となる。第３の流量制御弁５は第２の温度センサ７と第３の温度センサ８とが検知した温度差が所定範囲となるよう流量制御する。過冷却状態の液冷媒は液管Ｐ３から第１の流量制御弁２２（全開）、第３の開閉弁２６、第４の開閉弁２７を通り室内機Ｃ１，Ｃ２に流入し、室内流量制御弁４１ａ、４１ｂにより低圧まで減圧される。そして、低圧となった冷媒は室内熱交換器４０ａ、４０ｂで室内空気と熱交換して蒸発、ガス状態となり配管Ｐ４及びＰ１を通り圧縮機１に吸入される。室内流量制御弁４１ａは第６、第７の温度センサ４２ａ、４３ａで検出した温度を基に、室内流量制御弁４１ｂは第８、第９の温度センサ４２ｂ、４３ｂで検出した温度を基に、冷媒の加熱度が所定範囲となるよう流量制御する。
このように、過冷却熱交換器４により室外機１から出る冷媒の過冷却度を十分大きくすることで、蓄熱槽Ｂ、室内機Ｃ１，Ｃ２を接続する接続配管Ｐ３，Ｐ５が長い場合や、これらのユニット間に高低差があって、圧損により圧力が低下しても冷媒を液状態とすることができ、室内流量制御弁４１ａ，４１ｂの制御性を確保することができる。

（蓄冷運転）
次に、蓄熱槽Ｂの内部に溜められた蓄熱媒体である水を冷却して、冷水や氷とする蓄冷運転の動作について説明する。図３は図１の蓄熱式空調装置の蓄冷運転時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３、過冷却熱交換器４に流入し過冷却した液冷媒となる。第３の流量制御弁５は第２の温度センサ７と第３の温度センサ８とで検出した温度差が所定範囲となるよう流量制御する。この過冷却した液冷媒は液配管Ｐ３から第１の流量制御弁２２に流入し低圧まで減圧される。その後、液冷媒は第２の流量制御弁２３（全開）を通り蓄熱熱交換器２１に流入し、そこで熱交換してガス状態となり、第１の開閉弁２４、第２の開閉弁２５を通って圧縮機１に吸入される。第１の流量制御弁２２は蓄熱熱交換器２１の出入口配管に設けられた第４、第５の温度センサ３０、３１の検出温度を基に加熱度が所定範囲となるよう流量制御する。
第３の流量制御弁５は、第２の温度センサ７と第３の温度センサ８の検出温度を基にその温度差が所定範囲となるよう流量制御するが、室外熱交換器３の出口に設けられた第１の温度センサ６と圧縮機１の吐出側に設けられた高圧センサ３２の値を基に求められた蓄熱熱交換器２１の出口冷媒の過冷却度が所定値以上となった場合は、過冷却度の制御に切り替え、過冷却度が所定値以下となるよう制御する。
このように制御することにより、蓄熱熱交換器２１に流入する冷媒の過冷却度が十分大きくなるため蓄熱熱交換器２１の圧力損失が小さく、また、室外熱交換器３の過冷却度が過度に大きくなることがないため、液溜めを設けなくても高圧を適正にすることができる等により効率の高い運転が可能となる。

ここで、上記蓄冷運転の制御アルゴリズムについて説明する。図４はこの発明の実施形態に係る運転制御手段５０による蓄冷運転のアルゴリズムを示すフローチャートである。蓄冷運転は蓄冷運転指令を受けて開始する（STEP１）。次に、昼間の空調運転時間や負荷の状態を冷凍サイクルの高低圧と圧縮機の運転周波数から得て、目標蓄冷時間ｔ１を算出する（STEP２）。次に、低圧センサ３３で圧縮機１の吸入圧力（低圧）Ｐｓを検出する（STEP３）。次に、蓄冷運転開始からの時間ｔ２とSTEP２で決定した目標蓄冷時間ｔ１を比較する（STEP４）。STEP４で、開始からの蓄冷運転時間ｔ２が目標蓄冷時間ｔ１に達していない場合は、STEP３で検知した低圧圧力Ｐｓと予め定めた低圧圧力の下限値Ｐｂとを比較し、ＰｓがＰｂ以上であればSTEP４に戻り、ＰｓがＰｂよりも小さい場合にはSTEP６に進む（STEP５）。ただし、通常は、目標蓄冷時間ｔ１の方が開始からの蓄冷運転時間ｔ２より大きくなっているため、STEP４からSTEP６への進行は事実上行われない。
なお、予め定めた低圧圧力の下限値Ｐｂとは、蓄熱槽Ｂ内の蓄熱媒体量の適正範囲の下限値に対応する圧力値であり、Ｐｓがこの下限値Ｐｂを下回る場合、蓄熱槽Ｂ内の蓄熱媒体の量を不足状態とみなしている。
STEP６では、開始からの蓄冷運転時間ｔ２と予め定めた所定の運転時間ｔ３とを比較し、開始からの蓄冷運転時間が所定の運転時間よりも短い場合にはSTEP７に進む。そして、STEP７では、圧縮機１を停止して蓄冷運転を終了するとともに、室内機Ｃ１，Ｃ２やリモコン（図示せず）等に蓄熱槽Ｂ内の水が不足している旨の警報を発報する。この発報はランプ表示及び／又は音声出力により行うことができる。なお、この場合、圧縮機１の停止又は警報の発報のいずれか一方だけの処理としても良い。これにより、蓄熱槽内の蓄熱媒体の不足に対する対処が迅速に行えることになり、蓄熱式空調装置の冷房能力を無駄にすることなく十分に活用することが可能となる。
一方、STEP６で、開始からの蓄冷運転時間が所定の運転時間ｔ３以上の場合には、圧縮機１の運転を停止させて蓄冷運転を終了する。

ところで、上記STEP６における所定の時間ｔ３とは、目標の蓄熱量を蓄熱槽Ｂに蓄積する前に、蓄熱槽Ｂ内の水位が低下したことにより、蓄冷運転を終了しなければならない時間を予め試験等で求めておき、それを運転制御手段５０等に記憶しておいたものである。所定の時間ｔ３は、例えば吸入圧力（低圧）Ｐｓとの関係データとして予め求めておくことができ、STEP６では低圧センサ３３で測定された吸入圧力（低圧）Ｐｓに対応して決定される時間となる。従って、STEP６は、蓄熱槽Ｂ内の水が低下して所定の蓄熱量を溜められない運転を継続することを防止し、能力を確保するのに寄与するとともに、誤動作防止にも役立っている。

なお、蓄熱媒体の水位が正常になるまでは、蓄熱槽を利用した空調運転及び蓄冷運転をしないようにすることで、異常な状態で装置を運転し続け、装置が破損することを防止することができる。また、蓄熱媒体の水位が正常位置に戻ったことを確認した場合には、リセットボタンで異常をリセットすることで、蓄熱槽を利用する正常な運転に戻るようにしても良い。さらに、定期的に異常を自動リセットさせて、再度、蓄熱媒体の水位が低下した異常を検知したら、蓄熱槽を利用した空調運転をしないように設定しても良い。

（利用冷房運転）
ここでは、蓄熱槽Ｂ内部に溜められた冷水及び氷の冷熱を室外機出口冷媒の冷却に利用する利用冷房の動作について説明する。図５は図１の蓄熱式空調装置の利用冷房運転時の冷媒の流れを示す図である。
圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁２を介して室外熱交換器３に流入し、冷却され凝縮液化する。そして、この凝縮液化した冷媒は過冷却熱交換器４に流入するが、第３の流量制御弁５は全閉状態とされるため冷却されずに過冷却熱交換器４を通り液配管Ｐ３から蓄熱槽Ｂに流入して、第１の流量制御弁２２（全開）、第２の流量制御弁２３（中間開度）を通り熱交換器２１に入りそこで冷却され過冷却状態まで冷却される。そして更に、この冷媒は第１の逆止弁２８、第４の開閉弁２７を通り室内流量制御弁４１ａ，４１ｂで低圧まで減圧され、室内熱交換器４０ａ、４０ｂで室内空気と熱交換することによりガス状態となり接続配管Ｐ４、Ｐ１から圧縮機１に吸入される。このとき、室内流量制御弁４１ａ，４１は冷房運転の時と同様に制御される。このようにして、蓄熱槽Ｂに溜められた冷熱により冷媒を過冷却度状態としているので、効率の高い冷房運転が行える。

次に、図１の蓄熱式空調装置による暖房関連の運転、すなわち、暖房、蓄熱、利用暖房、併用暖房、利用デフロストの各運転について説明する。表２にこれらの運転の制御弁制御状態をまとめて示す。

（暖房運転）
図６は図１の蓄熱式空調装置の暖房運転時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は高圧ガス管Ｐ１から蓄熱ユニットＢ、ガス側延長配管Ｐ４を通り室内熱交換器４０ａ、４０ｂに流入し、室内空気と熱交換して凝縮液化する。そして、この冷媒液は室内流量制御弁４１ａ、４１ｂにより低圧まで減圧され、第４の開閉弁２７、第３の開閉弁２６と第２の逆止弁２９とを流通して全開状態の第１の流量制御弁２２を通り室外熱交換器３で蒸発、ガス常態となり圧縮機１に吸入される。室内流量制御弁４１ａ、４１ｂは第６〜第９の温度センサ４２ａ，４３ａ，４２ｂ、４３ｂの検出値を基に、冷媒の過冷却度が所定範囲となるよう流量制御する。室内流量制御弁４１ａ，４１ｂの出口側は低圧となっているため制御弁の出入口の差圧が大きく、複数の室内機間での配管長差や高低差が大きい場合にも適性流量を流すことができ、複数室内機での能力にアンバランスを発生することがない。

（蓄熱運転）
次に、蓄熱槽Ｂに溜められた蓄熱媒体である水を加熱、温水として蓄熱する蓄熱運転について説明する。図７は図１の蓄熱式空調装置の蓄熱運転時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は四方弁２、第１の開閉弁２４を通り熱交換器２１に流入し、蓄熱槽Ｂ内の水と熱交換して凝縮液化する。そして、この液冷媒は全開状態の第２の流量制御弁２３を通り、第１の流量制御弁２２で低圧に減圧され室外熱交換器３に流入し、そこで外気と熱交換してガス状態となり圧縮機１に吸入される。第１の流量制御弁２２は第４の温度センサ３０と高圧センサ３２から冷媒の過冷却度を検知し、過冷却度が所定範囲内となるよう流量制御する。
上記の場合、第１の流量制御弁２２で流量制御するようにしたが、第２の流量制御弁２３で流量制御した場合、第２の流量制御弁２３の開度により第１の流量制御弁２２の入口冷媒状態が変化するため、この制御弁での圧損が変化する。このため低圧が異常に低下する運転となり室外熱交換器３に着霜したり、冷媒循環量が減少し立ち上がりに長時間を要してしまう。
なお、室内流量制御弁４１ａ、４１ｂは全閉状態とされるが、一定時間毎に開き、ガス側延長配管Ｐ４、室内熱交換器４０ａ，４０ｂに溜まり込んだ冷媒を室外機Ａ側に回収しても良い。

ここで、蓄熱運転の制御アルゴリズムについて説明する。図８はこの発明の実施形態に係る運転制御手段５０による蓄熱運転のアルゴリズムを示すフローチャートである。蓄熱運転は、STEP１で蓄熱運転指令を受けて蓄熱運転を開始する。STEP２では、蓄熱運転開始からの時間ｔ５と最大蓄熱時間ｔ４を比較し、蓄熱運転開始からの時間ｔ５が最大蓄熱時間ｔ４以上の場合には、STEP５に進み蓄熱運転を終了する。なお、最大蓄熱時間ｔ４とは、機器毎に定められた定格の蓄熱量をためるのに必要な時間である。STEP２で、蓄熱運転開始からの時間ｔ５が最大蓄熱時間ｔ４未満の場合には、STEP３に進む。STEP３では、蓄熱媒体の水温Ｔ１を検知し、水温Ｔ１が予め定めておいた上限値Ｔ２以上の場合には、STEP５に進み蓄熱運転を終了する。STEP３で、水温Ｔ１が上限値Ｔ２未満の場合には、STEP４に進む。STEP４で、冷媒の凝縮温度Ｔ３と蓄熱媒体の水温Ｔ１との差として予め決定しておいた所定の温度差Ｔ４とを比較し、凝縮温度Ｔ３と蓄熱媒体の水温Ｔ１の差が所定の温度差Ｔ４よりも小さい場合は、STEP２に戻る。STEP４で、凝縮温度Ｔ３と蓄熱媒体の水温Ｔ１の差が所定の温度差Ｔ４以上の場合は、STEP６に進む。STEP６では、圧縮機１を停止して蓄熱運転を終了するとともに、室内機Ｃ１，Ｃ２やリモコン（図示せず）等に蓄熱槽Ｂ内の水が不足している旨の警報を発報する。警告の発報はランプ表示及び／又は音声出力により行うことができる。なお、この場合、圧縮機１の停止又は警報の発報のいずれか一方だけの処理としても良い。これにより、蓄熱槽内の蓄熱媒体の不足に対する対処を迅速に行えることになり、蓄熱式空調装置の暖房能力を無駄にすることなく十分に活用することが可能となる。

ところで、上記STEP４における所定の温度差Ｔ４とは、蓄熱槽Ｂ内の水位が低下したことにより、蓄熱槽Ｂ内の伝熱管が水没しなくなり、蓄熱槽伝熱管の伝熱状態が悪化して凝縮温度Ｔ３と水温Ｔ１の差が広がる現象を、予め試験等で水位と温度差の関係を調査し水位低下となる温度差を決定して、それを所定の温度差Ｔ４として運転制御手段５０等に記憶しておいたものである。これによって、蓄熱槽Ｂ内の水が低下して所定の蓄熱量を溜められない運転を継続することを防止し、能力を確保できるようになる。

なお、蓄熱媒体の水位が正常になるまでは、蓄熱槽を利用した空調運転及び蓄熱運転をしないようにすることで、異常な状態で装置を運転し続け、装置が破損することを防止することができる。また、蓄熱媒体の水位が正常位置に戻ったことを確認した場合には、リセットボタンで異常をリセットすることで、蓄熱槽を利用する正常な運転に戻るようにしても良い。さらに、定期的に異常を自動リセットさせて、再度、蓄熱媒体の水位が低下した異常を検知したら、蓄熱槽を利用した空調運転をしないように設定しても良い。

（利用暖房運転）
次に、蓄熱槽Ｂに溜められた温水及び水から吸熱する利用暖房運転について説明する。図９は図１の蓄熱式空調装置の利用暖房時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、四方弁２、高圧ガス管Ｐ１から蓄熱ユニットＢ、ガス側延長配管Ｐ４を通り室内熱交換器４０ａ、４０ｂに流入し、そこで室内空気と熱交換して凝縮液化する。そして、この冷媒液は室内流量制御弁４１ａ、４１ｂにより低圧まで減圧され第４の開閉弁２７、第３の開閉弁２６、第２の逆止弁２９を通過し、さらに、全開状態の第２の流量制御弁２３を通り蓄熱熱交換器２１で蓄熱媒体の温水より吸熱して蒸発、ガス状態となって、第２の開閉弁２５、低圧ガス管Ｐ２から圧縮機１に戻る。なお、室内流量制御弁４１ａ，４１ｂは上記暖房運転の場合と同様に制御される。

（併用暖房運転）
併用暖房運転は上記利用暖房において、蓄熱媒体の温水温度が低下して吸入飽和温度が外気温度を下回った場合に、蓄熱槽Ｂ内の水と外気の両方から吸熱して暖房運転するものである。図１０は図１の蓄熱式空調装置の併用暖房時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から吐出された冷媒は、四方弁２、高圧ガス管Ｐ１から蓄熱ユニットＢ、ガス側延長配管Ｐ４を通り室内熱交換器４０ａ，４０ｂに流入し、室内流量制御弁４１ａ、４１ｂにより低圧まで減圧され、第４の開閉弁２７、第３の開閉弁２６、第２の逆止弁２９を通過し、一部の冷媒は第２の流量制御弁２３から蓄熱熱交換器２１に流入し、そこで熱交換してガス状態となり、第２の開閉弁２５から低圧ガス管Ｐ２を通り圧縮機１に吸入される。一方、残りの冷媒は第１の流量制御弁２２を通過し、室外熱交換器３で外気と熱交換してガス状態となり、低圧ガス管Ｐ２からの冷媒と合流して圧縮機１に吸入される。この場合、第２の流量制御弁２３は全開状態のままとし、第１の流量制御弁２２は所定開度開いた状態とする。

（利用デフロスト運転）
最後に、蓄熱槽Ｂから吸熱して室外熱交換器３に付着した霜を融解する利用デフロスト運転について説明する。図１１は図１の蓄熱式空調装置の利用デフロスト運転時の冷媒の流れを示す図である。圧縮機１から高温高圧ガス冷媒を四方弁２を介して室外熱交換器３に流入させ霜を加熱してデフロストする。霜と熱交換し凝縮した冷媒は、第１の流量制御弁２２、第２の流量制御弁２３を通り、蓄熱熱交換器２１に流入して熱交換しガス状態となり第２の開閉弁２５から低圧ガス管Ｐ２を通り圧縮機１に吸入される。
デフロスト運転の入切条件は、例えば、室外熱交換器３の接続配管に設けられた第１の温度センサ６の温度とタイマ（図示せず）により行い、デフロスト入条件は第１の温度センサ６の温度が所定温度より低下し、かつその時間をタイマによりカウントして所定時間を越えた場合とする。また、デフロスト切条件は、第１の温度センサ６の温度が所定温度以上となった場合とする。なおこの運転時、第２の流量制御弁２３は予め決められた開度に固定する。

ところで、上記実施形態において説明した各温度センサや各圧力センサは、温度計や圧力計等他の温度検出装置や圧力検出装置で代用しても良い。また、室外機Ａに備えた四方弁２は同様の作用を果たす他の弁や切替装置等で代用しても良い。さらに、上記実施形態では運転制御手段５０が蓄冷運転制御と蓄熱運転制御の両方を行う態様としたが、必要に応じてこれらのうちの一方の制御だけを行うようにしても良い。

この発明の実施形態に係る蓄熱式空調装置の構成図。 図１の蓄熱式空調装置の冷房運転時の冷媒の流れを示す図。 図１の蓄熱式空調装置の蓄冷運転時の冷媒の流れを示す図。 この発明の実施形態に係る蓄冷運転のアルゴリズムを示すフローチャート。 図１の蓄熱式空調装置の利用冷房運転時の冷媒の流れを示す図。 図１の蓄熱式空調装置の暖房運転時の冷媒の流れを示す図。 図１の蓄熱式空調装置の蓄熱運転時の冷媒の流れを示す図。 この発明の実施形態に係る蓄熱運転のアルゴリズムを示すフローチャート。 図１の蓄熱式空調装置の利用暖房時の冷媒の流れを示す図。 図１の蓄熱式空調装置の併用暖房時の冷媒の流れを示す図。 図１の蓄熱式空調装置の利用デフロスト運転時の冷媒の流れを示す図。

符号の説明

１ 圧縮機、２ 四方弁、３ 室外熱交換器、４ 過冷却熱交換器、５ 第３の流量制御弁、６〜８ 第１〜第３の温度センサ、２１ 蓄熱熱交換器、２４〜２７、第１〜第４の開閉弁、２８，２９ 第１，第２の逆止弁、３０，３１ 第４，第５の温度センサ、３２ 高圧センサ、３３ 低圧センサ、３４ 蓄熱媒体温度センサ、４０ａ，４０ｂ 室内熱交換器、４１ａ，４１ｂ 室内流量制御弁、４２ａ，４３ａ 第６，第７の温度センサ、４２ｂ，４３ｂ 第８，第９の温度センサ、５０ 運転制御手段、Ａ 室外機、B 蓄熱槽、Ｃ１，Ｃ２ 室内機。

Claims (5)

1. 圧縮機及び熱源側熱交換器を有する室外機と、負荷側熱交換器を有する室内機と、蓄熱媒体を貯留し該蓄熱媒体と冷媒との熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する蓄熱槽とを備え、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器及び蓄熱熱交換器が接続された冷媒回路を有した蓄熱式空調装置であって、
   前記蓄熱熱交換器を通過した冷媒を取り込む前記圧縮機の吸入側に設けた該圧縮機の吸入圧力を検出する圧力検出装置と、
   蓄冷運転中、予め設定した目標蓄冷時間以内において、前記圧力検出装置が前記蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した圧力値を検出した場合に、前記圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを、備えたことを特徴とする蓄熱式空調装置。
2. 前記運転制御手段は、開始からの蓄冷運転時間を予め定めた所定の時間と比較し、開始からの蓄冷運転時間が前記所定の時間よりも短い場合に、前記保護運転を実行することを特徴とする請求項１記載の蓄熱式空調装置。
3. 前記運転制御手段は、前記圧力検出装置が前記蓄熱槽内にある蓄熱媒体を正常量であるとみなす圧力値を検出するまでは前記蓄熱熱交換器を利用する運転を不可能にすることを特徴とする請求項１又は２記載の蓄熱式空調装置。
4. 圧縮機及び熱源側熱交換器を有する室外機と、負荷側熱交換器を有する室内機と、蓄熱媒体を貯留し該蓄熱媒体と冷媒との熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する蓄熱槽とを備え、前記圧縮機、前記熱源側熱交換器、前記負荷側熱交換器及び蓄熱熱交換器が接続された冷媒回路を有した蓄熱式空調装置であって、
   前記蓄熱媒体の温度を検出する蓄熱媒体温度検出装置と、
   前記蓄熱熱交換器を通過した冷媒の凝縮温度を検出する冷媒凝縮温度検出装置と、
   蓄熱運転中、前記蓄熱媒体温度検出装置による温度と前記冷媒凝縮温度検出装置による温度との差が前記蓄熱槽内の蓄熱媒体を不足状態とみなす予め設定した値となった場合に、前記圧縮機を停止させるか又は警報を発するかの少なくともいずれかの保護運転を行う運転制御手段とを、備えたことを特徴とする蓄熱式空調装置。
5. 前記運転制御手段は、前記温度差が前記蓄熱槽内にある蓄熱媒体を正常量であるとみなす温度差になるまでは前記蓄熱熱交換器を利用する運転を不可能にすることを特徴とする請求項４記載の蓄熱式空調装置。
   

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