JP2710552B2 - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消費電力の少ない時間
帯を利用して蓄熱庫内の蓄熱剤を冷却或いは加熱し、こ
の蓄熱剤に蓄えられた熱を冷房熱源或いは暖房熱源とし
て使用する蓄熱式空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の蓄熱式空気調和装置とし
て図２２に示すものが知られている。

【０００３】この蓄熱式空気調和装置は、圧縮機５０、
凝縮器５１、膨張弁５２、ブライン熱交換器５３に順次
連結した冷却回路を有し、冷媒を圧縮機５０→凝縮器５
１→膨張弁５２→ブライン熱交換器５３→圧縮機５０と
順次循環している（実線矢印）。また、このブライン熱
交換器５３、蓄熱器５４、空調用熱交換器５５、ポンプ
５６を順次連結したブライン回路を有し、ブラインをポ
ンプ５６→ブライン熱交換器５３→蓄熱器５４→空調用
熱交換器５５→ポンプ５６と順次循環している（１点鎖
線矢印）。

【０００４】この蓄熱式空気調和装置において、蓄熱運
転を行うときは、冷却回路及びブライン回路の両者を運
転する。これにより、ブライン熱交換器５３で冷却回路
の冷媒とブライン回路のブラインとの間で熱交換され、
蓄熱器５４内の蓄熱温度の低い蓄熱剤５４ａを冷却し蓄
熱する（なお、この運転において、空調用熱交換器５５
の送風機５５ａは停止している。）。他方、冷房運転を
行うときは、ブライン回路のみを運転するとともに、送
風機５５ａを駆動する。これにより、蓄熱器５４内の蓄
熱剤５４ａでブラインが冷却され、この冷却されたブラ
インが空調用熱交換器５５で熱交換され、室内に低温の
空気が送風される。

【０００５】他方、暖房運転を行うときは、このブライ
ン熱交換器５３を凝縮器として機能させ、また、凝縮器
５１を蒸発器に置き換える一方、蓄熱器５４の蓄熱剤５
４ａとして蓄熱温度の高いものを使用する。この構成
で、この冷却回路の冷媒を逆流させるときは、蓄熱剤５
４ａが加熱され、暖房熱源として利用することができ
る。また、冷却回路が冷房用の回路（ブライン熱交換器
５３が蒸発器として機能している回路）を構成している
場合でも、このブライン回路に加熱装置を加えることに
より暖房運転を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の蓄
熱式空気調和装置において、冷房用の蓄熱運転を行うと
きは、ブラインを一旦冷却し、この冷却されたブライン
により蓄熱剤５４ａを冷却するし、また、室内冷房を行
うときは、蓄熱剤５４ａによりブラインを冷却して行
う。

【０００７】しかしながら、この蓄熱式空気調和装置で
は各運転の全てがブラインを介して間接的に冷却を行う
ため、その冷却損失が大きくなるという問題点を有して
いた。また、このブライン回路によりポンプ等の機器の
増大更には装置全体が大型化するし、その重量及び設置
スペースの点でも不利なものとなっていた。

【０００８】このように、蓄熱運転時において種々の問
題点を有するが、冷房運転時においてもこれまた種々の
問題点を有している。即ち、冷房運転時間の経過ととも
に蓄熱剤５４ａの蓄熱量が漸次減少するため、運転当初
はその吹出し温度が非常に低く冷えすぎの状態になる一
方、運転終了の頃には吹出し温度が高くなり冷房不足の
状態になるという問題点を有している。

【０００９】また、冷房負荷は外気温度に伴って変化す
るものであり、一般に就業時間の８時乃至９時頃はその
負荷が小さく、１４時頃にはそのピークに達し、更に就
業終了の１７時頃にはまたその負荷が小さくなる。従っ
て、この冷房運転もこの冷房負荷の変化に対応するよう
変化させる必要があるが、従来の蓄熱式空気調和装置で
はこれに充分に対応できないという問題点を有してい
た。

【００１０】以上のように従来の冷房用の蓄熱式空気調
和装置の問題点を種々説明したが、暖房用の蓄熱式空気
調和装置においても同様の問題点を有する。

【００１１】即ち、暖房運転においては、就業時間の始
めの頃は過剰に暖房され、就業終了の頃には暖房不足を
起こすおそれがあるし、また、外気温度に追従して変化
する暖房負荷にも充分に対応できないという問題点を有
している。

【００１２】本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、蓄
熱運転時には蓄熱剤全体を効率よく蓄熱し、また、冷暖
房運転時の過剰冷暖房及び冷暖房不足を防止し、更に、
室内の冷暖房負荷にも対応できる軽量コンパクトな蓄熱
式空気調和装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、請求項１の発明は、蓄熱庫内に蓄熱温度の低
い蓄熱剤を収納し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部の
吹出し口を閉鎖して該蓄熱剤を冷却装置で冷却する一
方、冷房時は該吸込み口及び吹出し口を開放して送風機
で室内空気を庫内に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内
に吹き出す蓄熱式空気調和装置において、前記冷却装置
の冷媒管が付設された熱交換プレートを所定間隔をおい
て複数対向して配置し、該各熱交換プレート間に複数の
前記蓄熱剤を介在したことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１に係る蓄熱式
空気調和装置において、前記冷却装置の冷媒管を熱交換
プレートに蛇行して付設するとともに、隣接する冷媒管
の間に前記蓄熱剤の収容凹部を所定間隔をおいて形成し
たことを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に係る蓄熱式空気調和装置において、前記冷却装置は、
冷媒を圧縮機、凝縮器、膨張手段及び熱交換プレートに
順次循環する冷媒冷凍機で構成するとともに、前記蓄熱
庫からのドレン水を貯溜するドレンタンクと、該ドレン
水を該凝縮器側に給送するポンプと、該ポンプで汲み上
げられたドレン水を該凝縮器に散水する散水装置とを有
することを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は、蓄熱庫内に蓄熱温度の
高い蓄熱剤を収納し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部
の吹出し口を閉鎖して該蓄熱剤を加熱装置で加熱する一
方、暖房時は該吸込み口及び吹出し口を開放して送風機
で室内空気を庫内に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内
に吹き出す蓄熱式空気調和装置において、前記加熱装置
が付設された熱交換プレートを所定間隔をおいて複数対
向して配置し、該各熱交換プレート間に複数の前記蓄熱
剤を介在したことを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
に係る蓄熱式空気調和装置において、前記蓄熱庫内に前
記蓄熱剤が介在された熱交換プレートを配置した蓄熱室
と、一端が前記蓄熱室の下部から前記吸込み口に臨み、
他端が前記吹出し口及び該蓄熱室の上部開口に臨むバイ
パス通路と、前記蓄熱庫内の上部寄りで前記蓄熱室と前
記バイパス通路とを連通させる空気穴と、前記バイパス
通路の流通面積と前記空気穴の流通面積とをそれぞれ相
反するように開閉制御するエアミックスダンパとを備
え、前記送風機は、前記空気穴の部位と前記蓄熱室の上
部開口の部位との間の前記バイパス通路内に設置したこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５
に係る蓄熱式空気調和装置において、吸込み空気の温度
を検知する吸込み温度センサと、吹出し空気の温度を検
知する吹出し温度センサと、該各温度センサで検知され
た検知温度の温度差を演算する演算手段と、この温度差
に基づき前記エアミックスダンパの開度を制御する開度
制御手段とを有することを特徴とする。

【００１９】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
に係る蓄熱式空気調和装置において、冷暖房の運転時刻
に対応して前記エアミックスダンパの開度を制御する開
度制御手段を有することを特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１の発明によれば、冷却装置の冷媒管が
付設された熱交換プレートを所定間隔をおいて複数対向
して配置し、各熱交換プレート間に複数の蓄熱剤を介在
してなるから、蓄熱剤が熱交換プレートを通じて直接に
冷却され、蓄熱剤の冷却効率が向上するし、また、各蓄
熱剤の蓄熱満了時間のタイムラグを防止できる。

【００２１】請求項２の発明によれば、熱交換プレート
全体が均一に冷却されるとともに、蓄熱剤の収容される
凹部により蓄熱剤と熱交換プレートとの接触面積が大き
くなり、蓄熱剤が効率よく冷却される。

【００２２】請求項３の発明によれば、蓄熱庫のドレン
水がポンプで汲み上げられ散水装置を通じて凝縮器に散
水されるため、室内空気と単に熱交換するよりも凝縮器
の熱交換効率が向上するし、また、ドレン水の排水が不
要となる。

【００２３】請求項４の発明によれば、加熱装置が付設
された熱交換プレートを所定間隔をおいて複数対向して
配置し、各熱交換プレート間に複数の蓄熱剤を介在して
なるから、蓄熱剤が熱交換プレートを通じて直接に加熱
され、蓄熱剤の加熱効率が向上するし、また、各蓄熱剤
の蓄熱満了時間のタイムラグを防止できる。

【００２４】請求項５の発明によれば、冷暖房時に、吸
込み口から蓄熱室に流入する室内空気のうち、蓄熱室を
通り上方の空気穴を介してバイパス通路に流れる空気量
と、バイパス通路の下部の一端からバイパス通路に流れ
る空気量とをエアミックスダンパで流量制御できる。

【００２５】ここで、バイパス通路の一端からバイパス
通路に流れる空気は蓄熱剤との熱交換量が少なく、他
方、蓄熱室を通って空気穴に流れる空気は蓄熱剤との熱
交換量が多くなっている。

【００２６】従って、この両者の空気が混合した吹出し
空気温度は、このエアミックスダンパの開閉制御により
任意に設定できる。

【００２７】請求項６の発明によれば、吸込み空気の温
度と吹出し空気の温度との温度差に基づきエアミックス
ダンパを制御できるため、所定の温度差になるよう吹出
し空気の温度を制御でき、室内温度の大きな変動を防止
できる。

【００２８】請求項７の発明によれば、就業時間帯の冷
暖房負荷に対応するよう吹出し空気温度を制御できる。

【００２９】

【実施例】図１乃至図１７は本発明に係る蓄熱式空気調
和装置の第１実施例を示すもので、この実施例では、こ
の冷房用の蓄熱式空気調和装置を示している。ここで、
図１は蓄熱式空気調和装置の正面図、図２は蓄熱式空気
調和装置の側面断面図である。

【００３０】この蓄熱式空気調和装置１は断熱壁で形成
された縦長箱状の蓄熱庫２を有し、この蓄熱庫２の正面
壁２ａの下部には吸込み口３を、上部には吹出し口４を
それぞれ設け、この吸込み口３から蓄熱庫２の内部に室
内空気を取り込み、この取り込んだ空気をこの吹出し口
４を通じて室内に再度吹き出すようになっている。

【００３１】この蓄熱庫２内には球状の蓄熱剤Ａが収容
された蓄熱室５を有し、吸込み口３の裏側には扉箱６内
に収容された吸込み扉７を設置し、この吸込み扉７で吸
込み口３を開閉する。また、この蓄熱室５には冷媒式冷
凍機のプレート式蒸発器を構成する熱交換プレート８が
ほぼ全体に亘って複数枚を設置されており、この熱交換
プレート８で蓄熱剤Ａを冷却し、蓄熱剤Ａに蓄熱させ
る。この冷凍機はこの熱交換プレート８以外に、蓄熱庫
２の上面壁２ｂ上に設置された圧縮機９、凝縮器１０、
膨張弁１１、凝縮器用送風機１２を有しており、冷媒を
圧縮機９→凝縮器１０→膨張弁１１→熱交換プレート８
→圧縮機９と順次循環させ、この熱交換プレート８を通
る冷媒の気化熱により冷却するようになっている。

【００３２】このような蓄熱室５と蓄熱庫２の上面壁２
ｂ及び背面壁２ｃとの間には隔壁１３を介してバイパス
通路１４が形成されている。このバイパス通路１４はそ
の下端開口１４ａが蓄熱室５の下部を通じて吸込み口３
に連通し、上端開口１４ｂは吹出し口４に連通してい
る。ここで、この隔壁１３の上部は山形形状を呈し、山
形の隔壁１３で吹出し口４側にはバイパス通路１４と蓄
熱室５とを連通させる蓄熱室５の上部開口５ａを設け、
山形の隔壁１３で背面壁２ｃ側には同じくバイパス通路
１４と蓄熱室５とを連通させる空気穴１５を設けてい
る。また、このバイパス通路１４の上部先端側には吹出
し口４及び上部開口５ａを選択的に開閉する吹出し扉１
６を設置するとともに、この空気穴１５を開閉するエア
ミックスダンパ１７を設置している。また、このバイパ
ス通路１４内でこの空気穴１５と上部開口５ａの間には
送風機１８が設置されており、図２の２点鎖線矢印に示
すように室内空気を循環させている。この蓄熱室５内を
冷却するときは、蓄熱室５内にドレン水が発生するが、
このドレン水を下面壁２ｄの下方に設置したドレンタン
ク１９に貯溜するようになっている。

【００３３】本実施例に係る蓄熱式空気調和装置１の概
略構成は以上のようになっているが、以下その各部の構
成を更に詳述する。まず、熱交換プレート８の構造及び
蓄熱剤Ａの配置構造を図２、図３及び図４の(a)(b)を参
照して説明する。ここで、図３は熱交換プレート８及び
蓄熱剤Ａの組み付け斜視図、図４の(a)は熱交換プレー
ト８及び蓄熱剤Ａの側面断面図、図４の(b)は熱交換プ
レート８及び蓄熱剤Ａの平面断面図である。

【００３４】この熱交換プレート８は図４に示すように
２枚の熱交換良好な板を圧延して張り合わせたもので、
この各板の間に図４の(b)に示すような冷媒管８１を形
成している。また、この冷媒管８１は図２に示すよう
に、上下に蛇行して形成され、この蛇行する冷媒管８１
の間に図３及び図４に示す蓄熱剤Ａの収容凹部８２を形
成している。この収容凹部８２はその内面が蓄熱剤Ａの
外面に対応するよう球面に形成され、蓄熱剤Ａと熱交換
プレート８との接触面積を稼ぐ一方、この収容凹部８２
に圧延吸収穴８２ａを穿設し、この圧延吸収穴８２ａに
より収容凹部８２の押圧成形時の歪みを吸収している。
なお、熱交換プレート８の圧延及び収容凹部８２の押圧
成形等により熱交換プレート８の上下両サイド側で寸法
誤差が大きくでてくるため、この熱交換プレート８の両
サイド側に位置する冷媒管８１のヘアピン８１ａの外側
には収容凹部８２を形成しないようにし、この冷媒管８
１の変形を未然に防止している。

【００３５】このように構成された２枚の熱交換プレー
ト８間に蓄熱剤Ａを介在するときは、図３に示すよう
に、各熱交換プレート８を互いに対向させる一方、この
対向する熱交換プレート８の収容凹部８２に蓄熱剤Ａを
介在させ、しかる後、ネジ８３により各熱交換プレート
８を締結する。このようにして構成された一対の熱交換
プレート８を図４に示すように蓄熱室５内に多数配置し
ている。ここで、蓄熱剤Ａは中空球状の樹脂体Ａ１に過
冷却防止剤を含む水（主成分）Ａ２を注入したもので、
蓄熱温度の低いものを使用している。

【００３６】次に、吸込み扉７及び吹出し扉１６の開閉
構造を図５乃至図７を参照して説明する。ここで、図５
は吸込み扉７及び吹出し扉１６の斜視図、図６は吸込み
扉７及び吹出し扉１６の正面図、図７は吸込み扉７及び
吹出し扉１６の側面図である。

【００３７】この吸込み扉７は吸込み口３を覆う横長の
扉本体７０を有し、この扉本体７０は回転軸７１を架設
したブラケット７２及び回転アーム７３により支持され
ている。この回転アーム７３は扉本体７０及び回転軸７
１に固定されており、この回転軸７１の回転に伴い扉本
体７０を上下方向に回転させる。

【００３８】他方、吹出し扉１６は吹出し口４を覆う横
長の扉本体１６０を有し、前記吸い込み扉７と同様に回
転軸１６１を架設したブラケット１６２及び回転アーム
１６３により支持されている。このブラケット１６２に
は可逆転の第１モータ１６４が設置されており、この第
１モータ１６４の出力軸１６４ａにスイッチ用のカム１
６５と回転アーム１６６が連結している。この回転アー
ム１６６の先端には回転ローラ１６７が回動自在に固定
される一方、断面略コ字状の作動杆１６８が回転軸１６
１に下端を固定され、この回転ローラ１６７が作動杆１
６８の内側に摺動自在に嵌合している。これにより、第
１モータ１６４の回転力が回転アーム１６６、回転ロー
ラ１６７及び作動杆１６８を通じて回転軸１６１に伝達
され、この回転軸１６１に固定された扉本体１６０を回
転する。この第１モータ１６４が駆動するとき、これに
伴いカム１６５が回転し、このカム１６５の下方に設置
されている第１マイクロスイッチ１６９をオンオフ制御
する。この第１マイクロスイッチ１６９は扉本体１６０
が閉鎖状態及び最大の開放状態となったとき、オンする
ようになっている。

【００３９】このように構成された吸込み扉７及び吹出
し扉１６は互いに連結部材２０で連結されている。この
連結部材２０は、吸込み扉７の回転軸７１に固定された
回動アーム２００、吹出し扉１６の回転軸１６１に固定
された固定ローラ２０１、回動アーム２００と固定ロー
ラ２０１との間に設置された案内ローラ２０２、更には
連結ワイヤ２０３から構成されている。また、連結ワイ
ヤ２０３の上端を固定ローラ２０１に、下端を回動アー
ム２００の先端にそれぞれ連結する一方、その途中を案
内ローラ２０２で案内しており、回転軸１６１が吹出し
扉１６の開方向に回転するとき、この連結ワイヤ２０３
を介して回転軸７１を吸込み扉７の開方向に回転させ、
これとは逆に、吹出し扉１６が閉方向に回転するとき、
吸込み扉７が閉方向に回転するようになっている。

【００４０】次に、エアミックスダンパ１７の構造を図
８乃至図１０を参照して説明する。ここで、図８はエア
ミックスダンパ１７の正面図、図９はエアミックスダン
パ１７の側面断面図、図１０は位置検知板の平面図であ
る。

【００４１】このエアミックスダンパ１７は断面略くの
字状のダンパ本体１７０を有し、図８に示すようにその
下端が回転軸１７１に固定されており、ブラケット１７
２を介して隔壁１３に軸支されている。この回転軸１７
１にはウォームホイール１７３ａが固定される一方、こ
のウォームホイール１７３ａにはウォーム１７３ｂが歯
合している。このウォーム１７３ｂは可逆転の第２モー
タ１７４の出力軸１７４ａに連結しており、第２モータ
１７４の水平方向への回転力がウォーム１７３ｂ及びウ
ォームホイール１７３ａにより上下方向への回転に変換
され、ダンパ本体１７０を上下方向に回転させる。

【００４２】この第２モータ１７４の近傍には出力軸１
７４ａに固定された位置検知板１７５とエアミックスダ
ンパ制御センサ、例えばフォトセンサ１７６が設置さ
れ、図１０に示すように位置検知板１７５の検知穴の各
点（９０°等間隔のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点）を検知
し、第２モータ１７４の回転角度（ダンパ本体１７０の
開閉状態）を検知する。ここで、第２モータ１７４が一
正転したとき、即ち、フォトセンサ１７６がＡ点→Ｂ点
→Ｃ点→Ｄ点→Ａ点と順次検知したとき、エアミックス
ダンパ１７が全開となり、他方、一逆転したとき、即
ち、フォトセンサ１７６がＡ点→Ｄ点→Ｃ点→Ｂ点→Ａ
点と順次検知したとき、エアミックスダンパ１７が全閉
となるよう設定されている。

【００４３】また、エアミックスダンパ１７は、図９の
実線で示す閉鎖状態及び図９の２点鎖線で示す最大の開
放状態を検知する構造を備えている。この構造は、ダン
パ本体１７０に延設された板状のカム１７７と、カム１
７７の下方に設置した第２マイクロスイッチ１７８と、
カム１７７と第２マイクロスイッチ１７８とを連携する
アクチュエータ１７９と、このアクチュエータ１７９を
第２マイクロスイッチ１７８がオンする方向に付勢する
バネ１７９ａとから構成されている。ここで、ダンパ本
体１７０が閉鎖状態（空気穴１５が全閉し、バイパス通
路１４が全開状態）及び最大の開放状態（空気穴１５が
全開し、バイパス通路１４が全閉状態）となっていると
きは、バネ１７９ａの付勢力によりアクチュエータ１７
９が第２マイクロスイッチ１７８をオンさせるように設
定されている。なお、空気穴１５の周縁とバイパス通路
１４の内面にはクッション１７９ｂを設置し、エアミッ
クスダンパ１７の開閉時の気密性を保持している。

【００４４】次に、ドレン水の蒸発構造を図１１及び図
１２を参照して説明する。ここで、図１１は一部省略し
た蓄熱式空気調和装置１の側面断面図、図１２は散水装
置を示す概略構成図である。

【００４５】このドレン水の蒸発構造は、凝縮器１０の
上方に散水装置２１を設置する一方、ドレンタンク１９
のドレン水をポンプ２２で汲み上げ給水パイプ２３を通
じて散水装置２１に給水する構造となっている。この散
水装置２１に給水されたドレン水は凝縮器１０上に散水
され、凝縮器１０で蒸発する一方、蒸発しなかった水が
凝縮器１０の下面に設置された受け皿２４に溜まり、更
に排水パイプ２５を通じてドレンタンク１９に排水され
る構造となっている。

【００４６】ここで、この散水装置２１は、給水パイプ
２３の上端に連結した散水ホルダ２１１を有し、この散
水ホルダ２１１に散水穴２１２ａを有する散水パイプ２
１２を摺動自在に収容しており、この散水パイプ２１２
を凝縮器１０の上方で往復動させ、凝縮器１０全体に散
水するようになっている。

【００４７】散水パイプ２１２を往復動させる手段とし
て周知の構造が種々提案されているが、例えば図１２に
示すものを採用している。即ち、散水パイプ２１２の側
面に可動ラック２１３を固定する一方、これと対向する
部位には固定ラック２１４を配置しており、この各ラッ
ク２１３，２１４の間に歯車２１５を歯合させている。
また、この歯車２１５は第３モータ２１６のクランク２
１７及び連結杆２１８により回転し、可動ラック２１３
に固定された散水パイプ２１２を往復動させるようにな
っている。

【００４８】このように構成された蓄熱式空気調和装置
１は蓄熱運転を行って蓄熱剤Ａに蓄熱し、その後に冷房
運転を行うが、図１３はこの各運転の制御回路を示すブ
ロック図である。

【００４９】即ち、この各運転はマイクロコンピュータ
構成のＣＰＵ２６で制御されるもので、このＣＰＵ２６
は蓄熱スイッチ２７、冷房スイッチ２８、ドレン水蒸発
スイッチ２９、各マイクロスイッチ１６９，１７８、蓄
熱室５の温度を検知する庫内温度センサ３０、吸込み口
３から流入する空気の温度を検知する吸込み温度センサ
３１、吹出し口４から吹き出される空気の温度を検知す
る吹出し温度センサ３２、フォトセンサ１７６からの信
号に基づき、各モータ１６４，１７４，２１６、送風機
１８、圧縮機９、ポンプ２２を各駆動回路３３〜３８を
介して図１４及び図１５のフローチャートに示すように
駆動制御する。

【００５０】まず、蓄熱運転を図１４に基づき説明す
る。即ち、就業時間の終了の後、蓄熱スイッチ２７をオ
ンする（Ｓ１）。このとき、蓄熱運転を直ちに開始する
ことなく、２３時から７時即ち電気料金の深夜料金割引
となる時間帯又は、消費電力の少なく時間帯まで待って
運転を開始する（Ｓ２）。ここで、運転が開始されたと
きは、まず第１モータ１６４が逆転駆動し（吸込み扉７
及び吹出し扉１６を閉動作）、また、第２モータ１７４
を逆転駆動する（エアミックスダンパ１７が空気穴１５
を閉鎖）（Ｓ５，Ｓ６）。ここで、第１及び第２マイク
ロスイッチ１６９，１７８がオンとなるとき、即ち、図
２の実線で示すように、各扉７，１６及びエアミックス
ダンパ１７が完全に閉鎖状態となったとき、第１及び第
２モータ１６４，１７４を停止する（Ｓ５〜Ｓ８）。

【００５１】この吸込み扉７及び吹出し扉１６の閉鎖動
作において、図７に示すように第１モータ１６４は吹出
し扉１６を上方に回転して吹出し口４を閉鎖し、他方、
吸込み扉７は連結部材２０を介してこれとは逆に下方向
に回転して吸込み口３を閉鎖する。よって、この吸込み
扉７の下方向への自重回転力が連結部材２０を介して吹
出し扉１６の上方への回転力に付加され、第１モータ１
６４の駆動力が小さくて済む。

【００５２】このような各扉７，１６及びエアミックス
ダンパ１７の閉動作したときは、圧縮機９を駆動し冷却
運転を行う（Ｓ９）。この冷却運転により、熱交換プレ
ート８の冷媒管８１に冷媒が流れ熱交換プレート８を冷
却するともに、この熱交換プレート８に介在された蓄熱
剤Ａを冷却する。

【００５３】この蓄冷運転において、庫内温度ＴＮが庫
内設定温度の下限温度ＴＬより低くなったときは、圧縮
機９を停止して運転を停止し、他方、庫内温度ＴＮが庫
内設定温度の上限温度ＴＨより高くなったときは、圧縮
機９を駆動して運転を再開し、この繰り返しにより蓄熱
剤Ａを冷却し、蓄熱する（Ｓ１０〜１２）。この運転を
２３時〜７時までの時間帯で繰り返し、この時間帯の終
了により蓄熱スイッチ２７をオフする（Ｓ１３，１
４）。このように蓄熱運転を割安な深夜料金の時間帯或
いは消費電力の少ない時間帯に行う。

【００５４】また、この蓄熱運転が冷媒管８１を付設し
た熱交換プレート８で全ての蓄熱剤Ａを直接に冷却して
いるため、全ての蓄熱剤Ａが短時間でかつタイムラグな
く蓄熱され、冷凍機の成績係数が向上する。

【００５５】このような蓄熱運転が終了し、就業時間に
図１５に示す冷房運転を行うときは、冷房スイッチ２８
をオンする（Ｓ１）。これにより、第１モータ１６４が
正転して吸込み扉７及び吹出し扉１６を回転させ、吸込
み口３及び吹出し口４を開放する。ここで、第１マイク
ロスイッチ１６９がオフしたとき、即ち、図２及び図７
の２点鎖線に示すように各扉７，１６が全開となっと
き、第１モータ１６４を停止させる（Ｓ３，Ｓ４）。な
お、この吹出し扉１６の全開動作に伴い、この吹出し扉
１６で蓄熱室５の上部開口５ａが閉鎖される。次いで、
第２モータ１７４を正転し、第２マイクロスイッチ１７
８がオンしたとき、即ち、図２及び図７の２点鎖線に示
すように、空気穴１５を全開し、バイパス通路１４を全
閉したとき、第２モータ１７４を停止する（Ｓ５〜Ｓ
７）。

【００５６】このような状態で送風機１８を低速駆動
し、所定時間ｔ（分）間に亘り継続する（Ｓ８，Ｓ
９）。このとき、図２の２点鎖線矢印に示すように、室
内空気が吸込み口３を通じて蓄熱室５内に流れこみ、蓄
熱剤Ａが介在された熱交換プレート８と熱交換して冷却
される。この冷却された空気は、空気穴１５を通じてバ
イパス通路１４内に流れ込み吹出し口４から室内に吹き
出される。

【００５７】このｔ分間の駆動により安定した吸込み温
度Ｔ１を吸込み温度センサ３１で検知するとともに、吹
出し温度Ｔ２を吹出し温度センサ３０で検知し、この各
温度３０，３１の温度差ΔＴを演算する（Ｓ１０）。こ
こで、ΔＴ＞８ｄｅｇ、６ｄｅｇ＜ΔＴ≦８ｄｅｇ、４
ｄｅｇ＜ΔＴ≦６ｄｅｇ、２ｄｅｇ＜ΔＴ≦４ｄｅｇ、
２ｄｅｇ≧ΔＴの何れの温度差帯にあるかを判定する一
方、フォトセンサ１７６により位置検知板１７５の各点
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の何れにあるかを検知し第２モータ
１７４の回転角度を判定する（Ｓ１１〜Ｓ２１）。

【００５８】これらの判定に基づき図１６の表の設定に
従って第２モータ１７４を駆動制御する。例えば、冷房
運転開始時はエアミックスダンパ１７が全開で図８に示
すようにフォトセンサ１７６がＡ点を検知おり、その温
度差ΔＴがΔＴ＞８ｄｅｇにあるとき、即ち、室内の温
度が非常に高いときは、第２モータ１７４を駆動するこ
となく、ダンパ本体１７０を全開状態とし、吸込み口３
から蓄熱室５内に流入した空気を充分に冷却して吹出し
口４から室内に吹き出す。

【００５９】この冷房運転の継続により室内温度が低下
し、例えば温度差ΔＴが、６ｄｅｇ＜ΔＴ≦８ｄｅｇに
なったときは、第２モータ１７４を逆転（図１０では反
時計回り）し、フォトセンサ１７６が光を一回（Ｄ点）
検出したとき、第２モータ１７４を停止させる。これに
より、ダンパ本体１７０がバイパス通路１４を多少開
き、図２の２点鎖線矢印に示すように、吸込み口３から
蓄熱室５内に流入した室内空気の一部が蓄熱剤Ａと熱交
換して冷却され空気穴１５を通じてバイパス通路１４に
流入する一方、他の空気がバイパス通路１４の下端開口
１４ａからバイパス通路１４内に流れ、この両者の空気
が混合して吹出し口４から室内に吹き出される。

【００６０】ここで、吹出し口４から吹き出される空気
は、バイパス通路１４の下端開口１４ａから流入する空
気（蓄熱剤Ａと充分に熱交換していない空気）が混合さ
れているため、その吹出し温度が多少高くなる。

【００６１】このように、吸込み温度が吹出し温度より
充分高いときは、吹出し温度の低い空気を室内に供給
し、逆に吹出し温度とあまり差のないときは吹出し温度
を多少低くするよう設定されているため、冷房運転の開
始時から冷房運転の終了時まで、図１７に示すようにΔ
Ｔの値を一定にでき、これにより、安定した室内冷房を
行うことができる。

【００６２】また、この冷房運転において、送風機１８
が低速で駆動されるため、送風機１８の騒音が小さく、
室内環境を損なうことがない。

【００６３】更に、この冷房運転中に、蓄熱室５からの
ドレン水がドレンタンク１９に溜まるが、蓄熱運転時に
このドレン水をポンプ２２及び第３モータ２１６を駆動
することにより凝縮器１０に均一に散水することができ
る。ここで、散水装置２１の散水パイプ２１２の移動速
度は５〜５０mm／secで行えばよく、２０mm／secがその
蒸発効率に最適となっている。これにより、小流量で大
きな蒸発量が得られ、ポンプ２２の小型化が図られる。
また、ドレン水の排出が不要となるし、また、凝縮器１
０の放熱効果が向上する。

【００６４】図１８乃至図２０は本発明に係る蓄熱式空
気調和装置の第２実施例を示すもので、この第２実施例
では冷房運転の他の制御例を示している。ここで、図１
８は第２実施例に係る制御フローチャート、図１９は第
２モータの駆動制御を示す表、図２０は第２実施例の温
度変化の一例を示すグラフである。

【００６５】即ち、冷房スイッチ２８がオンしたとき
は、前記第１実施例のステップ１からステップ４と同様
に各扉７，１６を開動作させ、吸込み口３及び吹出し口
４を全開するが、第２モータは駆動することなく、空気
穴１５を全閉状態としている。この状態で送風機１８を
低速で駆動し（Ｓ５）、室内空気を吸込み口３からバイ
パス通路１４の下部開口１４ａに導き、更にバイパス通
路１４内に流通させ、吹出し口４から吹き出す。

【００６６】この運転が開始されたとき、ＣＰＵ２６の
タイマが運転開始時刻を図１９に示すように８時前か、
８時から１０時前か、１０時から１１時前か、１１時か
ら１２時前か、１２時から１５時前か、１５時から１６
時前か、更には１６時から１７時前かを判定し、この冷
房運転をｔ分間継続する。ここで、この運転継続時刻が
８時前か………１６時から１７時前かを判定し、第２モ
ータ１７４を図１９に示すように駆動制御する（Ｓ６〜
Ｓ９）。

【００６７】例えば、運転開始時刻が８時前のとき、即
ち、就業時間に至っていないときは、吸込み口３から流
入する空気は全てバイパス通路１４の下端開口１４ａに
流し、室内冷房を最小限に押さえる。そして、就業時間
となり８時から１０時、１０時から１１時、１２時から
１５時と外気温度が高くなり室内温度が上昇するにつれ
て、第２モータ１７４を１段階ずつ正転してダンパ本体
１７０を段階的に開放する一方、バイパス通路１４の流
通面積を小さくする。他方、１５時から１６時、１６時
から１７時と外気温度が低くなるにつれて第２モータ１
７４を１段階ずつ逆転し、バイパス通路１４の流通面積
を大きくする。これにより、図２０に示すような温度状
態となり、外気温度の変化即ち室内の冷房負荷変動に対
応した冷房運転を行うことができる。なお、運転開始時
刻が８時から１０時前のときは１段階正転し、また、運
転開始時刻が１０時から１１時前のときは２段階正転す
るというように、その運転開始時刻が何れの時間であっ
ても冷房負荷に対応する冷房運転を行うことができる。

【００６８】図２１は本発明に係る蓄熱式空気調和装置
の第３実施例を示すもので、図２１は蓄熱式空気調和装
置の側面断面図である。前記各実施例では蓄熱剤Ａとし
て、蓄熱温度の低い水を主成分とするものを使用してい
るが、この第３実施例ではこれとは逆に蓄熱温度の高い
蓄熱剤Ｂも熱交換プレート８に介在している。この蓄熱
剤Ｂは苛性ソーダ水溶液を主成分とするものある。ま
た、この第３実施例では熱交換プレート８の冷媒管８１
に並設して加熱装置である電熱ヒータ３９を設置してお
り、この電熱ヒータ３９の加熱により蓄熱剤Ｂを加熱し
蓄熱するようになっている。

【００６９】この実施例によれば、室内冷房を行うため
蓄熱するときは、前記各実施例と同様に冷媒管８１を通
る冷媒により蓄熱剤Ａを冷却し蓄熱すれば良いし、他
方、室内暖房を行うときは電熱ヒータ３９を用いて蓄熱
剤Ｂを加熱し蓄熱すれば良く、これにより、この実施例
では冷房及び暖房の両者を行うことができる。

【００７０】なお、この冷暖房用の蓄熱式空気調和装置
においても前記第１実施例及び前記第２実施例に係る空
調制御を行うことができることは勿論である。

【００７１】図２２は本発明に係る蓄熱式空気調和装置
の第４実施例を示すもので、図２２は蓄熱式空気調和装
置の側面断面図である。この実施例では蓄熱剤として蓄
熱温度の高い蓄熱剤Ｂのみを熱交換プレート８に介在さ
せ、かつ、加熱装置としての電熱ヒータ３９のみを熱交
換プレート８に付設したものである。これにより、暖房
専用の蓄熱式空気調和装置が構成される。なお、この暖
房専用の蓄熱式空気調和装置では冷凍機の圧縮機等が不
要であることは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、冷却装置の冷媒管が付設された熱交換プレート
を所定間隔をおいて複数対向して配置し、各熱交換プレ
ート間に複数の蓄熱剤を介在してなるから、蓄熱剤が熱
交換プレートを通じて直接に冷却され、蓄熱剤の冷却効
率が向上するし、また、各蓄熱剤の蓄熱満了時間のタイ
ムラグを防止でき、成績係数が向上する。また、従来の
如きブライン回路が不要となっており、装置の小型軽量
化が図られる。

【００７３】請求項２の発明によれば、熱交換プレート
全体が均一に冷却されるとともに、蓄熱剤の収容される
凹部により蓄熱剤と熱交換プレートとの接触面積が大き
くなり、蓄熱剤が効率よく冷却される。

【００７４】請求項３の発明によれば、蓄熱庫のドレン
水がポンプで汲み上げられ散水装置を通じて凝縮器に散
水されるため、室内空気と単に熱交換するよりも凝縮器
の熱交換効率が向上するし、また、ドレン水の排水が不
要となる。

【００７５】請求項４の発明によれば、加熱装置が付設
された熱交換プレートを所定間隔をおいて複数対向して
配置し、各熱交換プレート間に複数の蓄熱剤を介在して
なるから、蓄熱剤が熱交換プレートを通じて直接に加熱
され、蓄熱剤の加熱効率が向上するし、また、各蓄熱剤
の蓄熱満了時間のタイムラグを防止できる。

【００７６】請求項５の発明によれば、冷暖房時に、吸
込み口から蓄熱室に流入する室内空気のうち、蓄熱室を
通り上方の空気穴を介してバイパス通路に流れる空気量
と、バイパス通路の下部の一端からバイパス通路にに流
れる空気量とをエアミックスダンパで流量制御できるた
め、このエアミックスダンパの開閉制御により吹出し温
度を任意に設定できる。

【００７７】請求項６の発明によれば、吸込み空気の温
度と吹出し空気の温度との温度差に基づきエアミックス
ダンパを制御できるため、所定の温度差になるよう吹出
し空気の温度を制御でき、室内温度の大きな変動を防止
できる。

【００７８】請求項７の発明によれば、就業時間帯の冷
暖房負荷に対応するよう吹出し空気温度を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る蓄熱式空気調和装置の正面図

【図２】第１実施例に係る蓄熱式空気調和装置の側面断
面図

【図３】第１実施例に係る熱交換プレート及び蓄熱剤Ａ
の組み付け斜視図

【図４】第１実施例に係る熱交換プレート及び蓄熱剤の
断面図

【図５】第１実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の斜視
図

【図６】第１実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の正面
図

【図７】第１実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の側面
図

【図８】第１実施例に係るエアミックスダンパの正面図

【図９】第１実施例に係るエアミックスダンパの側面断
面図

【図１０】第１実施例に係る位置検知板の平面図

【図１１】第１実施例に係る一部省略した蓄熱式空気調
和装置の側面断面図

【図１２】第１実施例に係る一部省略した散水装置を示
す概略構成図

【図１３】第１実施例に係る各運転の制御回路を示すブ
ロック図

【図１４】第１実施例に係る蓄熱運転の制御フローチャ
ート

【図１５】第１実施例に係る冷房運転の制御フローチャ
ート

【図１６】第１実施例に係る第２モータの駆動制御を示
す表

【図１７】第１実施例に係る温度変化の一例を示すグラ
フ

【図１８】第２実施例に係る冷房運転の制御フローチャ
ート

【図１９】第２実施例に係る第２モータの駆動制御を示
す表

【図２０】第２実施例に係る温度変化の一例を示すグラ
フ

【図２１】第３実施例に係る蓄熱式空気調和装置の側面
断面図

【図２２】第４実施例に係る蓄熱式空気調和装置の側面
断面図

【図２３】従来の蓄熱式空気調和装置の概略回路図

【符号の説明】

１…蓄熱式空気調和装置、２…蓄熱庫、３…吸込み口、
４…吹出し口、５…蓄熱室、５ａ…上部開口、７…吸込
み扉、８…熱交換プレート、９…圧縮機、１０…凝縮
器、１１…膨張弁、１３…隔壁、１４…バイパス通路、
１４ａ…下端開口、１４ｂ…上端開口、１５…空気穴、
１６…吹出し扉、１７…エアミックスダンパ、１８…送
風機、１９…ドレンタンク、２０…連結部材、２１…散
水装置、２２…ポンプ、２６…ＣＰＵ、３０…庫内温度
センサ、３１…吸込み温度センサ、３２…吹出し温度セ
ンサ、３９…電熱ヒータ、Ａ，Ｂ…蓄熱剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−142852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−28425（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−99326（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−56332（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−83014（ＪＰ，Ｕ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱庫内に蓄熱温度の低い蓄熱剤を収納
   し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部の吹出し口を閉鎖
   して該蓄熱剤を冷却装置で冷却する一方、冷房時は該吸
   込み口及び吹出し口を開放して送風機で室内空気を庫内
   に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内に吹き出す蓄熱式
   空気調和装置において、 前記冷却装置の冷媒管が付設された熱交換プレートを所
   定間隔をおいて複数対向して配置し、該各熱交換プレー
   ト間に複数の前記蓄熱剤を介在したことを特徴とする蓄
   熱式空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記冷却装置の冷媒管を熱交換プレート
   に蛇行して付設するとともに、隣接する冷媒管の間に前
   記蓄熱剤の収容凹部を所定間隔をおいて形成したことを
   特徴とする請求項１記載の蓄熱式空気調和装置。
3. 【請求項３】 前記冷却装置は、冷媒を圧縮機、凝縮
   器、膨張手段及び熱交換プレートに順次循環する冷媒冷
   凍機で構成するとともに、前記蓄熱庫からのドレン水を
   貯溜するドレンタンクと、該ドレン水を該凝縮器側に給
   送するポンプと、該ポンプで汲み上げられたドレン水を
   該凝縮器に散水する散水装置とを有することを特徴とす
   る請求項１又は請求項２記載の蓄熱式空気調和装置。
4. 【請求項４】 蓄熱庫内に蓄熱温度の高い蓄熱剤を収納
   し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部の吹出し口を閉鎖
   して該蓄熱剤を加熱装置で加熱する一方、暖房時は該吸
   込み口及び吹出し口を開放して送風機で室内空気を庫内
   に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内に吹き出す蓄熱式
   空気調和装置において、 前記加熱装置が付設された熱交換プレートを所定間隔を
   おいて複数対向して配置し、該各熱交換プレート間に複
   数の前記蓄熱剤を介在したことを特徴とする蓄熱式空気
   調和装置。
5. 【請求項５】 前記蓄熱庫内に前記蓄熱剤が介在された
   熱交換プレートを配置した蓄熱室と、 一端が前記蓄熱室の下部から前記吸込み口に臨み、他端
   が前記吹出し口及び該蓄熱室の上部開口に臨むバイパス
   通路と、 前記蓄熱庫内の上部寄りで前記蓄熱室と前記バイパス通
   路とを連通させる空気穴と、 前記バイパス通路の流通面積と前記空気穴の流通面積と
   をそれぞれ相反するように開閉制御するエアミックスダ
   ンパとを備え、 前記送風機は、前記空気穴の部位と前記蓄熱室の上部開
   口の部位との間の前記バイパス通路内に設置したことを
   特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の
   蓄熱式空気調和装置。
6. 【請求項６】 吸込み空気の温度を検知する吸込み温度
   センサと、吹出し空気の温度を検知する吹出し温度セン
   サと、該各温度センサで検知された検知温度の温度差を
   演算する演算手段と、この温度差に基づき前記エアミッ
   クスダンパの開度を制御する開度制御手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記
   載の蓄熱式空気調和装置。
7. 【請求項７】 冷暖房の運転時刻に対応して前記エアミ
   ックスダンパの開度を制御する開度制御手段を有するこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記
   載の蓄熱式空気調和装置。