JP3020384B2 - 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、蓄熱媒体を収容する蓄
熱槽を備えた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は、
例えば先願の特願平５−３０７２７号に示されているよ
うなものであった。すなわち、図１０において、１は例
えば定格５馬力の圧縮機、２は圧縮機用四方切換弁で、
各々は冷媒回路１０１にて連結されている。３は冷房時
は凝縮器、暖房時は蒸発器として作用する室外側熱交換
器であり、圧縮機用四方切換弁２と、冷媒回路１０２に
て連結されている。

【０００３】６は第１の絞り装置で室外側熱交換器３と
冷媒回路１０３で連結しており、７は第１のバルブ、８
は第２のバルブで、第１の絞り装置６からの冷媒回路１
０８を分岐して冷媒回路１０９と１１０を構成し、各々
を第１のバルブ７と第２のバルブ８に連結している。９
は蓄熱槽で、内部に多数本の伝熱管を互いに並列に縦に
並べ、これらを連結して形成した蓄熱用熱交換器１０が
設けられ、この蓄熱用熱交換器１０により、槽内に貯留
した蓄熱媒体２１例えば水を、冷房時は凍結、暖房時は
貯湯できるようにしている。また、蓄熱槽９は第２のバ
ルブ８と冷媒回路１１１で連結されている。

【０００４】１２はガス状冷媒を搬送する冷媒ポンプで
ポンプ容量は所定の運転条件にて圧縮機１の運転による
冷媒循環量と同量の循環量が得られるものを選んでい
る。１１はその冷媒ポンプ１２と冷媒回路１１４で連結
された冷媒ポンプ用四方切換弁、１３は冷媒ポンプ用ア
キュムレータ、１４は第３のバルブで蓄熱槽９からの冷
媒回路１１２を分岐して冷媒回路１１３と１１８を構成
し、各々を冷媒ポンプ用四方切換弁１１と第３のバルブ
１４に連結している。

【０００５】冷媒ポンプ用四方切換弁１１と冷媒ポンプ
用アキュムレータ１３は、冷媒回路１１６で連結されて
おり、冷媒ポンプ用アキュムレータ１３は、冷媒回路１
１５で冷媒ポンプ１２に連結されている。１１７は冷媒
ポンプ用四方切換弁１１と冷媒回路１２０に接続された
冷媒回路、１１９は第３のバルブ１４と冷媒回路１２５
に連結された冷媒回路、２０は冷媒回路１２０と１２５
を接続する第４のバルブであり、冷媒回路１２５の他端
は前述の四方切換弁２に接続されている。

【０００６】１２１は第１のバルブ７に連結された冷媒
回路で、この回路と冷媒回路１２０間に複数の室内ユニ
ット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃを有し、各々の回路系は、
冷媒回路１２２、第２の絞り装置１５、冷媒回路１２
３、室内側熱交換器１６、冷媒回路１２４を順次連結し
て成る。尚、各々の数字の末尾の英記号は前述の複数の
各室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃの区別を表す。

【０００７】圧縮機用四方切換弁２と圧縮機用アキュム
レータ１７の間、圧縮機用アキュムレータ１７と圧縮機
１の間は、それぞれ冷媒回路１２６，１２７にて連結さ
れている。

【０００８】次に作用について、図１１から図２６を用
いて説明する。図１１に、例えば夜間の蓄冷運転、即ち
製氷運転を示す。図において、第１のバルブ７、第４の
バルブ２０を閉じ、第２、第３のバルブ８，１４を開
き、圧縮機１を運転する。このとき、圧縮機１より吐出
された冷媒は室外側熱交換器３で凝縮し第１の絞り装置
６で断熱膨張し蓄熱用熱交換器１０で蒸発し、蓄熱媒体
２１例えば水より熱をうばい、蓄熱用熱交換器１０の表
面を凍結させるとともに気化冷媒がアキュムレータ１７
を経由して圧縮機にもどる。

【０００９】この蓄冷運転時の運転状態を図１２に示
す。図中数字にて表す運転点は、図１１中の同一数字で
表す冷媒回路内の冷媒の状態を示しており、凝縮温度は
約４０℃、蒸発温度は−３℃程度である。本システムは
かかる運転にて、例えば槽内の残水がないことを前提
に、２２：００より製氷を開始、翌朝８：００に製氷を
終了する。

【００１０】以下昼間の冷房運転について述べる。図１
３は蓄冷熱は利用せずに圧縮機１のみで冷房運転した場
合の、冷房運転を示す。図において第１のバルブ７、第
４のバルブ２０を開き、第２、第３のバルブ８，１４を
閉じて圧縮機１を運転する。図１１と同様の作用にて凝
縮液化した高圧冷媒は、各室内ユニット用冷媒回路系
ａ，ｂ，ｃに送られ、各々の第２の絞り装置１５で冷媒
流量調節しながら減圧し、約６Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ程度の圧
力で室内側熱交換器１６内に流入し蒸発する。このとき
周囲の室内空気より吸熱し、ガス化した冷媒は、圧縮機
用アキュムレータ１７を経由し、圧縮機１に戻る。この
ときの圧縮機の運転容量は、各負荷検出手段１３０ａ，
１３０ｂ，１３０ｃから室内機運転容量検出手段１３１
を経て、運転容量制御器１３２により制御されるが、そ
の制御容量は室内機の運転容量の総和により決定してい
る。

【００１１】この一般冷房運転時の運転状態を図１４に
示す。図中の数字は図１２にて述べた通りで、凝縮温度
は約４５℃、蒸発温度は約１０℃である。本システムは
かかる運転にて、例えば蓄冷熱消費後の冷房を行なう。

【００１２】図１５に、蓄冷熱利用による冷房、即ち放
冷運転を示す。図において第１の絞り装置６、第３のバ
ルブ１４及び第４のバルブ２０を閉じ、第１、第２のバ
ルブ７，８を開いて、冷媒ポンプ１２を運転する。この
とき冷媒ポンプ１２により送出されたガス冷媒は槽内の
氷で冷却され、２２〜２３℃で凝縮液化し、約９Ｋｇ／
ｃｍ² Ｇの冷媒が各室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，
ｃに送られ、図１３と同様にして冷房する。このとき冷
媒ポンプ１２の冷媒循環量は、図１３のときの圧縮機１
による冷媒循環量と同等のため、室内側熱交換器１６に
は同温同圧の冷媒が同量流れることになり、動力として
は差圧が約３Ｋｇ／ｃｍ² 程度の小容量にも拘らず、冷
房能力としては圧縮機１の単独運転による図１３の一般
冷房運転と同等となる。このときのガスポンプの運転容
量は、一般冷房運転と同様室内機の運転容量の総和によ
り決定している。

【００１３】この放冷運転時の運転状態を図１６に示
す。図中の数字は図１２にて述べた通りで、凝縮温度は
２２〜２３℃程度、蒸発温度は約１０℃である。本シス
テムはかかる運転にて、例えば軽負荷時の冷房を行な
う。

【００１４】図１７に、図１３の一般冷房運転と、図１
５の放冷運転を同時に作用させた、蓄冷熱併用冷房運転
を示す。図において第３のバルブ１４を閉じ、第１、第
２、第４のバルブ７，８，２０を開いて、圧縮機１及び
冷媒ポンプ１２を運転する。このとき冷媒ポンプ１２側
の蓄熱用熱交換器１０で凝縮した液冷媒は、圧縮機１側
の第１の絞り装置６で減圧された冷媒と合流し、室内ユ
ニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃへは、図１３の一般冷房
運転時あるいは図１５の放冷運転時の約２倍の量の冷媒
が循環して、能力も２倍となる。このときの第１の絞り
装置６の開度は一定であり、上記合流部の圧力は８〜１
０Ｋｇ／ｃｍ² 程度となる。このときの運転容量は、ガ
スポンプは１００％で運転し、圧縮機を容量制御運転し
て合算して決定するが、その容量制御の割合は、一般冷
房運転または放冷運転と同様室内機の運転容量の総和に
より決定している。

【００１５】この蓄冷熱併用冷房運転時の運転状態を図
１８に示す。図中の数字は図１２にて述べた通りであ
る。蒸発温度は他の冷房運転と同様約１０℃であるが、
凝縮温度は、室外側熱交換器３では約４５℃、蓄熱用熱
交換器１０では２２〜２３℃程度である。本システムは
かかる運転にて、通常の冷房負荷時の冷房を行なう。

【００１６】以上は冷房に関する作用について説明した
が、以下は暖房に関する作用説明であり、従って特に断
らない限り圧縮機用四方切換弁２、及び冷媒ポンプ用四
方切換弁１１は暖房モードに設定されている。図１９
に、例えば夜間の蓄熱運転、即ち貯湯運転を示す。図１
９において、第１、第４のバルブ７，２０を閉じ、第
２、第３のバルブ８，１４を開き圧縮機１を運転する。
このとき圧縮機１より吐出された高温ガス冷媒は図中の
矢印の方向に流れ、蓄熱槽９の蓄熱用熱交換器１０で凝
縮し、貯留水を昇温する。凝縮冷媒は第１の絞り装置６
で断熱膨張し、室外側熱交換器３で外気より吸熱して蒸
発し気化冷媒がアキュムレータ１７を経由して圧縮機１
にもどる。

【００１７】この蓄熱運転時の運転状態を図２０に示
す。図中の数字は図１２にて述べた通りで、槽水温の沸
き上がり温度は約５０℃、このときの凝縮温度は約５５
℃、蒸発温度は約０℃である。本システムはかかる運転
にて、夜間電力時間帯内に貯湯し、所定の槽水温に到達
次第運転を終了する。

【００１８】以下昼間の暖房運転について述べる。図２
１は蓄熱は利用せずに圧縮機１のみで暖房運転した場合
の、一般暖房運転を示す。図において第１、第４のバル
ブ７，２０を開き、第２、第３のバルブ８，１４を閉じ
て、圧縮機１を運転する。圧縮機１より１７Ｋｇ／ｃｍ
² Ｇ前後の圧力で吐出された高温高圧ガスは各室内ユニ
ット用冷媒回路ａ，ｂ，ｃに送られ、各々の室内側熱交
換器１６で凝縮し、室内空気を加熱する。凝縮した液冷
媒は第２の絞り装置１５で若干の減圧をし、更に第１の
絞り装置６で減圧して約４Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧力で室外
側熱交換器３内で蒸発し、以降図１９と同作用にて圧縮
機１にもどる。このときの圧縮機の運転容量は、各負荷
検出手段１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃから室内機運転
容量検出手段１３１を経て、運転容量制御器１３２によ
り制御されるが、その制御容量は室内機の運転容量の総
和により決定している。

【００１９】この一般暖房運転時の運転状態を図２２に
示す。図中の数字は図１２にて述べた通りで、凝縮温度
は約４２〜４３℃程度、蒸発温度は約０℃である。本シ
ステムはかかる運転にて、蓄熱消費後の日中の軽負荷時
の暖房を行なう。

【００２０】図２３に、蓄熱利用による暖房、即ち放熱
運転を示す。図において第１の絞り装置６及び第３、第
４のバルブ１４，２０を閉じ、第１、第２のバルブ７，
８を開いて、冷媒ポンプ１２を運転する。このとき冷媒
ポンプ１２は槽内で蒸発圧力約１３Ｋｇ／ｃｍ² Ｇで加
熱気化されたガス冷媒を冷媒ポンプ用アキュムレータ１
３を経由して吸引する。従って約４Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ程度
の昇圧で１７Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ前後の高温・高圧のガス冷
媒を各室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃに送り、以
降図２１と同様の作用により室内空気の加熱を行なう。
凝縮した冷媒は第２の絞り装置１５にて減圧し、約１３
Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの気液二相冷媒となって蓄熱槽９に戻
る。このときのガスポンプの運転容量は、一般暖房運転
と同様室内機の運転容量の総和により決定している。

【００２１】この放熱運転時の運転状態を図２４に示
す。図中の数字は図１２にて述べた通りで、凝縮温度は
４２〜４３℃程度、蒸発温度は３５℃前後である。本シ
ステムはかかる運転にて、例えば軽負荷時の暖房を行な
う。

【００２２】図２５に、図２１の一般暖房運転と、図２
３の放熱運転を同時に作用させた蓄熱併用暖房運転を示
す。図において、第３のバルブ１４を閉じ、第１、第
２、第４のバルブ７，８，２０を開き圧縮機１と冷媒ポ
ンプ１２を運転する。このとき冷媒ポンプ１２より送出
したガス冷媒は圧縮機１より吐出されたガス冷媒と合流
し、室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃへは、図２１
の一般暖房運転時あるいは図２３の放熱運転時の約２倍
の量の、圧力１７Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ前後の高温・高圧冷媒
が循環して、能力も約２倍となる。第２の絞り装置１５
で減圧した約１３Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ程度の冷媒は、約１／
２が蓄熱用熱交換器１０に流入し図２３の放熱運転と同
様の作用をなすとともに、他の１／２の冷媒は第１の絞
り装置６にて更に減圧され、約４Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧力
となって室外側熱交換器３に流入し、図２１の一般暖房
運転と同様の作用をなす。このときの運転容量は、ガス
ポンプは１００％で運転し、圧縮機を容量制御運転して
合算して決定するが、その容量制御の割合は、一般暖房
運転または放熱運転と同様室内機の運転容量の総和によ
り決定している。

【００２３】この蓄熱併用暖房運転時の運転状態を図２
６に示す。図中の数字は図１２にて述べた通りである。
凝縮温度は他の暖房運転と同様４２〜４３℃程度である
が、蒸発温度は、蓄熱用熱交換器１０では３５℃前後、
室外側熱交換器３では０℃前後である。本システムはか
かる運転にて、暖房負荷の集中する例えば朝の立上がり
時の暖房を行なう。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような各々の運
転を行なう従来の蓄熱式空気調和装置では、蓄冷熱併用
冷房運転時の第１の絞り装置の開度が一定であったた
め、外気温度の変動により室外側熱交換器での凝縮温度
が不安定となり、それに伴い、凝縮圧力が変動する。冷
媒ガスポンプの吐出圧力は上記凝縮圧力の影響を受ける
ため、吐出圧力が不安定となり、放冷側の能力や入力が
目標に満たなかったり、過剰になったりして運転が不安
定になるという問題があった。

【００２５】また、蓄熱併用暖房運転時、冷媒ガスポン
プの吐出圧力は室内側熱交換器の吸込み空気温度等によ
り変動し、吸入圧力は蓄熱媒体である水温の変動によっ
て変化する。よって、冷媒ガスポンプの吐出圧力と吸入
圧力の差が一定でなく、能力に過不足が生じていた。

【００２６】また、冷房もしくは暖房の運転を蓄熱分を
優先して作用するという観点から、放冷運転もしくは放
熱運転から行っていたので、蓄冷熱を優先的に使うとい
う点ではよいが、朝の立ち上がり等、蓄冷・蓄熱運転直
後の運転立ち上げ時の放冷時には、液溜に冷媒が溜まっ
た状態にあるため冷媒量の確保などの過渡的な運転がス
ムーズに行えないという問題があった。

【００２７】また、運転モード切り換え時に室内機の吸
込み空気温度の変化に感度よく対応することができなか
った。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る蓄熱式空
気調和装置は、圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
形成された一般冷房用回路と、上記採熱用熱交換器と直
列に接続された冷媒搬送手段を有し、一端が上記第１の
絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他端が上記室
内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に接続された
直列回路、上記第２の絞り装置及び上記室内側熱交換器
により形成された放冷回路とを備えたものにおいて、上
記冷媒搬送手段の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段
と、上記冷媒搬送手段により蓄冷熱を利用して行なう放
冷運転並びに上記圧縮機による一般冷房運転を同時に行
なう蓄冷熱併用冷房運転時、上記第１の絞り装置によっ
て上記冷媒搬送手段の吐出圧力を制御する制御手段とを
設けたものである。また、この発明に係る蓄熱式空気調
和装置は、圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装置、
第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して形成
された一般冷房用回路と、上記圧縮機、室外側熱交換
器、第１の絞り装置、一端が上記第１の絞り装置と第２
の絞り装置間に接続され、他端が上記室内側熱交換器と
上記圧縮機の吸入側との間に接続された蓄熱用熱交換器
により構成された蓄熱用回路と、上記蓄熱用熱交換器と
この熱交換器に供給された冷媒と熱交換関係に充填され
た蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器
と直列に接続された冷媒搬送手段（冷媒ガスポンプ）を
有し、一端が上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に
接続され、他端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸
入側との間に接続された直列回路、上記第２の絞り装置
及び上記室内側熱交換器により形成された放冷回路とを
備えたものにおいて、上記冷媒搬送手段の吐出圧力を検
出する吐出圧力検出手段と、上記冷媒搬送手段により蓄
冷熱を利用して行なう放冷運転並びに上記圧縮機による
一般冷房運転を同時に行なう蓄冷熱併用冷房運転時、上
記第１の絞り装置によって上記冷媒搬送手段の吐出圧力
を一定に制御する制御手段とを設けたものである。

【００２９】また、圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞
り装置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続
して形成された一般冷房用回路と、上記圧縮機、室外側
熱交換器、第１の絞り装置、一端が上記第１の絞り装置
と第２の絞り装置間に接続され、他端が上記室内側熱交
換器と上記圧縮機の吸入側との間に接続された蓄熱用熱
交換器により構成された蓄熱用回路と、上記蓄熱用熱交
換器とこの熱交換器に供給された冷媒と熱交換関係に充
填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽と、上記蓄熱用熱
交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を有し、一端が
上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
接続された直列回路、上記第２の絞り装置及び上記室内
側熱交換器により形成された放冷回路とを備えたものに
おいて、上記冷媒搬送手段の吐出圧力を検出する吐出圧
力検出手段と、上記冷媒搬送手段の吸入圧力を検出する
吸入圧力検出手段と、上記冷媒搬送手段により蓄熱を利
用して行なう放熱運転並びに上記圧縮機による一般暖房
運転を同時に行なう蓄熱併用暖房運転時、上記冷媒搬送
手段の吐出圧力と吸入圧力の差が一定になるように上記
冷媒搬送手段の運転容量を制御する制御手段とを設けた
ものである。

【００３０】また、圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞
り装置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続
して形成された一般冷房用回路と、上記圧縮機、室外側
熱交換器、第１の絞り装置、一端が上記第１の絞り装置
と第２の絞り装置間に接続され、他端が上記室内側熱交
換器と上記圧縮機の吸入側との間に接続された蓄熱用熱
交換器により構成された蓄熱用回路と、上記蓄熱用熱交
換器とこの熱交換器に供給された冷媒と熱交換関係に充
填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽と、上記蓄熱用熱
交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を有し、一端が
上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
接続された直列回路、上記第２の絞り装置及び上記室内
側熱交換器により形成された放冷回路とを備えたものに
おいて、室内機運転容量検出手段等の運転負荷検出手段
と、前記室内機運転容量検出手段等の運転負荷検出手段
の検出値によって運転モードを決定する運転モード決定
手段とを設けたものである。

【００３１】また、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段の検出値が所定値以上の場合、冷房もしくは
暖房の運転を蓄冷熱併用冷房運転もしくは蓄熱併用暖房
運転から行なうものである。

【００３２】また、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段の検出値が所定値以下の場合、冷房もしくは
暖房の運転を一般冷房運転もしくは一般暖房運転から行
なうものである。

【００３３】

【作用】以上のように構成されているので、この発明に
おいては、蓄冷熱併用冷房運転時、第１の絞り装置によ
って冷媒搬送手段の吐出圧力を制御できる。

【００３４】また、蓄熱併用暖房運転時、冷媒搬送手段
の吐出圧力と吸入圧力の差が一定になるように冷媒搬送
手段の運転容量を制御したので、放熱側の入力をほぼ一
定にして運転することができる。

【００３５】また、冷房もしくは暖房の運転起動を、室
内機運転容量検出手段等の運転負荷検出手段の検出値に
よって起動する運転モードを決定したので、いつも最適
な運転モードで起動することができる。

【００３６】また、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段の検出値が所定値以上の場合、冷房もしくは
暖房の運転起動を蓄冷熱併用冷房運転もしくは蓄熱併用
暖房運転から行うようにしたので、冷暖房の運転起動
時、放冷側と一般冷房側もしくは放熱側と一般暖房側で
各々自動的に適正冷媒量が確保されるため、運転の起動
がスムーズに行なえる。

【００３７】また、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段の検出値が所定値以下の場合、冷房もしくは
暖房の運転起動を上記一般冷房運転もしくは一般暖房運
転から行なうようにしたので、冷媒量不足が生じること
なく、運転起動をスムーズに行なうことができる。

【００３８】

【実施例】実施例１． 以下、本発明の実施例１に係わる蓄熱式空気調和装置を
図面に基づき説明する。図１は蓄熱式空気調和装置の基
本システムを示すものであり、同図において、従来例と
同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明
を省略する。従来例と異なるのは以下の点である。すな
わち、冷媒配管１１４に冷媒搬送手段としての冷媒ガス
ポンプ１２の吐出圧力検出手段１３３が設けられてお
り、吐出圧力検出手段１３３の吐出圧力の検出値によっ
て第１の絞り装置６の開度を調節する開度調節器１３４
が吐出圧力検出手段１３３と第１の絞り装置６に接続さ
れている。

【００３９】次いで、本実施例の動作について、図１〜
図２に基づき説明する。なお、蓄冷熱併用冷房運転以外
は従来の実施例と同様の作用なので、ここでは蓄冷熱併
用冷房運転についてのみ動作を説明する。

【００４０】図において第３のバルブ１４を閉じ、第
１、第２、第４のバルブ７，８，２０を開いて、圧縮機
１及び冷媒ポンプ１２を運転する。このとき冷媒ポンプ
１２側の蓄熱用熱交換器１０で凝縮した液冷媒は、圧縮
機１側の第１の絞り装置６で減圧された冷媒と合流し、
室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃへは、図１３の一
般冷房運転時あるいは図１５の放冷運転時の約２倍の量
の冷媒が循環して、能力も２倍となる。このときの第１
の絞り装置６の開度は、冷媒ガスポンプ１２の吐出圧力
検出手段１３３による圧力の検出値が９Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ
と一定になるように、開度調節器１３４によってその開
度を調整されている。

【００４１】この蓄冷熱併用冷房運転時の運転状態を図
２に示す。蒸発温度は他の冷房運転と同様約１０℃であ
るが、凝縮温度は、室外側熱交換器３では約４５℃、蓄
熱用熱交換器１０では２２〜２３℃程度である。本シス
テムはかかる運転にて、通常の冷房負荷時の冷房を行な
う。なお、蓄熱用熱交換器１０は、蓄積された冷熱を採
取して利用する観点からは、採熱用熱交換器１０と称す
ることもできる。なおまた、放冷運転では、蓄熱用熱交
換器１０からは冷熱を採取するだけなので、これは採熱
用熱交換器１０であってよい。

【００４２】実施例２． 以下、本発明の実施例２に係わる蓄熱式空気調和装置を
図３〜図４に基づき説明する。従来例と異なるのは以下
の点である。すなわち、冷媒配管１１４に冷媒ガスポン
プ１２の吐出圧力検出手段１３３が設けられており、冷
媒配管１１５に冷媒ガスポンプ１２の吸入圧力検出手段
１３５が設けられている。１３６は冷媒ガスポンプ１２
の吐出圧力と吸入圧力の差圧を演算する差圧演算器であ
り、１３２は差圧演算器１３６の差圧値によって冷媒ガ
スポンプ１２運転容量を決定する。

【００４３】次いで、本実施例の動作について説明す
る。なお、蓄熱併用暖房運転以外は従来の実施例と同様
の作用なので、ここでは蓄熱併用暖房運転についてのみ
動作を説明する。

【００４４】図において第３のバルブ１４を閉じ、第
１、第２、第４のバルブ７，８，２０を開いて、圧縮機
１と冷媒ポンプ１２を運転する。このとき冷媒ポンプ１
２より送出したガス冷媒は圧縮機１より吐出されたガス
冷媒と合流し、室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃへ
は、一般暖房運転あるいは放熱運転時の約２倍の量の、
圧力１７Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ前後の高温・高圧冷媒が循環し
て、能力も約２倍となる。第２の絞り装置１５で減圧し
た冷媒は、約１／２が蓄熱用熱交換器１０に流入し放熱
運転と同様の作用をなすとともに、他の１／２の冷媒は
第１の絞り装置６にて更に減圧され、約４Ｋｇ／ｃｍ²
Ｇの圧力となって室外側熱交換器３に流入し、一般暖房
運転と同様の作用をなす。このとき、冷媒ガスポンプ１
２の吐出圧力検出手段１３３と冷媒ガスポンプ１２の吸
入圧力検出手段１３５による吐出圧力と吸入圧力の差圧
を演算する差圧演算器１３６で計算された差圧値によっ
て冷媒ガスポンプ１２の運転容量を決定する。つまり、
運転容量制御器１３２から冷媒ガスポンプ１２に差圧値
に基づいた運転容量の指令を送り、冷媒ガスポンプ１２
の運転容量を制御する。

【００４５】この蓄熱併用暖房運転時の運転状態を図４
に示す。凝縮温度は他の暖房運転と同様４２〜４３℃程
度であるが、蒸発温度は、室外側熱交換器３では約０
℃、蓄熱用熱交換器１０では３５℃程度である。本シス
テムはかかる運転にて、通常の暖房負荷時の暖房を行な
う。

【００４６】以下、本発明の実施例２に係わる蓄熱式空
気調和装置の他の例を図５に基づき説明する。すなわ
ち、第２のバルブ８と並列に設けられた第１のバイパス
回路１２８と第１のバイパス回路１２８中に設けられた
第３の絞り装置１８を有し、冷媒配管１１４に冷媒ガス
ポンプ１２の吐出圧力検出手段１３３が、冷媒配管１１
５に冷媒ガスポンプ１２の吸入圧力検出手段１３５が設
けられている。１３６は冷媒ガスポンプ１２の吐出圧力
と吸入圧力の差圧を演算する差圧演算器であり、１３４
は差圧演算器１３６の差圧値によって第３の絞り装置１
８の開度を調節する開度調節器である。

【００４７】次いで、本実施例の動作について説明す
る。なお、蓄熱併用暖房運転以外は従来の実施例と同様
の作用なので、ここでは蓄熱併用暖房運転についてのみ
動作を説明する。

【００４８】図において第２、第３のバルブ８，１４を
閉じ、第１、第４のバルブ７，２０を開いて、圧縮機１
及び冷媒ポンプ１２を運転する。このとき冷媒ポンプ１
２より送出したガス冷媒は圧縮機１より吐出されたガス
冷媒と合流し、室内ユニット用冷媒回路系ａ，ｂ，ｃへ
は、一般暖房運転あるいは放熱運転時の約２倍の量の、
圧力１７Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ前後の高温・高圧冷媒が循環し
て、能力も約２倍となる。第２の絞り装置１５で減圧し
た冷媒は、約１／２が蓄熱用熱交換器１０に流入し放熱
運転と同様の作用をなすとともに、他の１／２の冷媒は
第１の絞り装置６にて更に減圧され、約４Ｋｇ／ｃｍ²
Ｇの圧力となって室外側熱交換器３に流入し、一般暖房
運転と同様の作用をなす。このとき、冷媒ガスポンプ１
２の吐出圧力検出手段１３３と吸入圧力検出手段１３５
による、吐出圧力と吸入圧力の差圧を演算する差圧演算
器１３６で計算された差圧値によって、その差圧値が所
定の値、例えば４Ｋｇ／ｃｍ² Ｇとすると、差圧が４Ｋ
ｇ／ｃｍ² より小さい場合は、第３の絞り装置１８を開
く方向に、大きい場合は閉じる方向に制御する。この蓄
熱併用暖房運転時の運転状態は図４と同様である。

【００４９】実施例３． 以下、本発明の実施例３に係わる蓄熱式空気調和装置を
図６に基づき説明する。すなわち、室外側熱交換器３と
第１の絞り装置６の間に液溜１９を有し、室内機運転容
量検出手段１３１を設けており、室内機運転容量検出手
段１３１より運転容量値を受信して、冷房もしくは暖房
の運転モードを決定する運転モード決定手段１３８を設
けている。

【００５０】次いで、本実施例の冷房運転時と暖房運転
時の運転モード選択に関する制御フロー内容を図７に基
づき説明する。

【００５１】先に、起動時等の冷房運転モードの選択に
ついて説明する。まず、ステップ５１にて運転を開始す
る。ステップ５２では室内機運転容量検出手段１３１で
ステップ５１における室内機の運転容量を検出する。ス
テップ５３では、室内機運転容量検出手段１３１による
検出値によってステップ５４〜５６の冷房運転モードを
選択する。つまり、負荷小で蓄熱分がないときはステッ
プ５４の一般冷房運転、負荷小で蓄熱分があるときはス
テップ５５の放冷運転、負荷大のときはステップ５６の
蓄冷熱併用冷房運転とする。

【００５２】起動時等の暖房運転モードの選択について
は、上記冷房運転モードの選択と同様であり、よって説
明を省略する。

【００５３】実施例４． 以下、本発明の実施例４に係わる蓄熱式空気調和装置を
図８に基づき説明する。すなわち、室内機運転容量検出
手段１３１を設けており、室内機運転容量検出手段１３
１より運転容量値を受信して所定の容量と比較する運転
容量比較手段１３９と、その結果にもとづき冷房もしく
は暖房の起動運転モードを決定する運転モード決定手段
１３８を設けている。

【００５４】次いで、本実施例の冷房運転時と暖房運転
時の運転モード選択に関する制御フロー内容を図９に基
づき説明する。

【００５５】先に、起動時等の冷房運転モードの選択に
ついて説明する。まず、ステップ７１にて運転を開始す
る。ステップ７２では室内機運転容量検出手段１３１で
ステップ７１における室内機の運転容量を検出する。ス
テップ７３では、運転容量比較手段１３９によってステ
ップ７２で検出した検出値と所定の運転容量比較値との
比較を行ない、比較結果が所定の運転容量比較値以上の
場合は、ステップ７４の蓄冷熱併用冷房運転を行ない、
所定の運転容量比較値より小さい場合はステップ７５の
一般冷房運転を行なう。

【００５６】起動時等の暖房運転モードの選択について
は、上記冷房運転モードの選択と同様であり、よって説
明を省略する。

【００５７】

【発明の効果】この発明における蓄熱式空気調和装置
は、蓄冷熱併用冷房時に放冷運転側における冷媒搬送手
段の吐出圧力を制御できるようにしたので、放冷運転側
の能力と入力を調節できる。したがって、あらかじめ設
定した最適圧力値で制御すれば、放冷運転側の能力を高
効率で一定に安定して運転できる。

【００５８】また、蓄熱併用暖房運転時、冷媒搬送手段
の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手段と冷媒搬送手段
の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段を備え、冷媒搬
送手段の運転容量によって冷媒搬送手段の吐出圧力と吸
入圧力の差を制御したので、蓄熱併用運転の能力と入力
を自在に調節できる。したがって、放熱側の入力をほぼ
一定にして運転するように制御することができ、放熱に
過不足が生じない。

【００５９】更に、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段を設け、その検出値によって運転モード決定
手段によって起動時等の運転モードを決定したので、そ
の時点の空調負荷の大小、蓄熱残量の有無等に応じて、
常に最適な運転モードで運転を起動できる。

【００６０】また、室内機運転容量検出手段等の運転負
荷検出手段を設け、その検出値が所定の値以上の場合、
冷房もしくは暖房の運転起動を上記蓄冷熱併用冷房運転
もしくは蓄熱併用暖房から行なうようにしたので、冷暖
房の運転起動時、放冷側と一般冷房側もしくは放熱側と
一般暖房側で各々自動的に適正冷媒量が確保されるた
め、運転の起動がスムーズに行える。また、その時点の
空調負荷にすみやかに対応した能力を発揮できるため、
空調の立上がりが良い。

【００６１】そして、室内機運転容量検出手段等の運転
負荷検出手段を設け、その検出値が所定の値以下の場
合、冷房もしくは暖房の運転起動を上記一般冷房運転も
しくは一般暖房運転から行なうようにしたので、冷媒量
不足が生じることなく運転起動をスムーズに行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における蓄熱式空気調和装置
の冷媒回路図である。

【図２】実施例１の蓄冷熱併用冷房運転時の運転状態図
である。

【図３】実施例２における蓄熱式空気調和装置の冷媒回
路図である。

【図４】実施例２の蓄熱併用暖房運転時の運転状態図で
ある。

【図５】実施例２における蓄熱式空気調和装置の他の冷
媒回路図である。

【図６】実施例３における蓄熱式空気調和装置の冷媒回
路図である。

【図７】実施例３の制御フローチャート図である。

【図８】実施例４，５における蓄熱式空気調和装置の冷
媒回路図である。

【図９】実施例４，５の制御フローチャート図である。

【図１０】従来の実施例の冷媒回路図である。

【図１１】従来の実施例の蓄冷運転時の冷媒回路図であ
る。

【図１２】図１１の運転状態図である。

【図１３】従来の実施例の一般冷房運転時の冷媒回路図
である。

【図１４】図１３の運転状態図である。

【図１５】従来の実施例の放冷運転時の冷媒回路図であ
る。

【図１６】図１５の運転状態図である。

【図１７】従来の実施例の蓄冷熱併用冷房運転時の冷媒
回路図である。

【図１８】図１７の運転状態図である。

【図１９】従来の実施例の蓄熱運転時の冷媒回路図であ
る。

【図２０】図１９の運転状態図である。

【図２１】従来の実施例の一般暖房運転時の冷媒回路図
である。

【図２２】図２１の運転状態図である。

【図２３】従来の実施例の放熱運転時の冷媒回路図であ
る。

【図２４】図２３の運転状態図である。

【図２５】従来の実施例の蓄熱併用暖房運転時の冷媒回
路図である。

【図２６】図２５の運転状態図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 圧縮機用切換弁 ３ 室外側熱交換器 ６ 第１の絞り装置７ 第１のバルブ ８ 第２のバルブ ９ 蓄熱槽 １０ 蓄熱用熱交換器あるいは採熱用熱交換器 １１ 冷媒ポンプ用切換弁 １２ 冷媒ポンプ（冷媒搬送手段） １４ 第３のバルブ １５ 第２の絞り装置 １５ａ 室内ユニット（ａ）内の、第２の絞り装置 １５ｂ 室内ユニット（ｂ）内の、第２の絞り装置 １５ｃ 室内ユニット（ｃ）内の、第２の絞り装置 １６ 室内側熱交換器 １６ａ 室内ユニット（ａ）内の、室内側熱交換器 １６ｂ 室内ユニット（ｂ）内の、室内側熱交換器 １６ｃ 室内ユニット（ｃ）内の、室内側熱交換器 １８ 第３の絞り装置 １９ 液溜２０ 第４のバルブ １２８ 第１のバイパス回路 １３０ａ 負荷検出手段 １３０ｂ 負荷検出手段 １３０ｃ 負荷検出手段 １３１ 室内機運転容量検出手段 １３２ 運転容量制御器 １３３ 吐出圧力検出手段 １３４ 開度調節器 １３５ 吸入圧力検出手段 １３６ 差圧演算器 １３７ 室内機運転容量検出手段 １３８ 運転モード決定手段 １３９ 運転容量比較手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−191260（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 13/00 351

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
   置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
   形成された一般冷房用回路と、 採熱用熱交換器とこの採熱用熱交換器に直列に接続され
   た冷媒搬送手段を有し、一端が上記第１の絞り装置と第
   ２の絞り装置間に接続され、他端が上記室内側熱交換器
   と上記圧縮機の吸入側との間に接続された直列回路、上
   記第２の絞り装置、上記室内側熱交換器により形成され
   た放冷用回路と、 上記採熱用熱交換器と熱交換関係にある蓄熱媒体と、 上記蓄熱媒体を内蔵する蓄熱槽とを備えたものにおい
   て、 上記冷媒搬送手段の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手
   段と、 上記冷媒搬送手段により蓄冷熱を利用して行なう放冷運
   転並びに上記圧縮機による一般冷房運転を同時に行なう
   蓄冷熱併用冷房運転時、上記第１の絞り装置によって上
   記冷媒搬送手段の吐出圧力を制御する制御手段とを設け
   たことを特徴とする蓄熱式空気調和装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
   置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
   形成された一般冷房用回路と、 上記圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装置、一端が
   上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
   端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
   接続された蓄熱用熱交換器により構成された蓄熱用回路
   と、 上記蓄熱用熱交換器とこの熱交換器に供給された冷媒と
   熱交換関係に充填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽
   と、 上記蓄熱用熱交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を
   有し、一端が上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に
   接続され、他端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸
   入側との間に接続された直列回路、上記第２の絞り装置
   及び上記室内側熱交換器により形成された放冷回路とを
   備えたものにおいて、 上記冷媒搬送手段の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手
   段と、 上記冷媒搬送手段により蓄冷熱を利用して行なう放冷運
   転並びに上記圧縮機による一般冷房運転を同時に行なう
   蓄冷熱併用冷房運転時、上記第１の絞り装置によって上
   記冷媒搬送手段の吐出圧力を制御する制御手段とを設け
   たことを特徴とする蓄熱式空気調和装置。
3. 【請求項３】 圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
   置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
   形成された一般冷房用回路と、 上記圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装置、一端が
   上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
   端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
   接続された蓄熱用熱交換器により構成された蓄熱用回路
   と、 上記蓄熱用熱交換器とこの熱交換器に供給された冷媒と
   熱交換関係に充填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽
   と、 上記蓄熱用熱交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を
   有し、一端が上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に
   接続され、他端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸
   入側との間に接続された直列回路、上記第２の絞り装置
   及び上記室内側熱交換器により形成された放冷回路とを
   備えたものにおいて、 上記冷媒搬送手段の吐出圧力を検出する吐出圧力検出手
   段と、 上記冷媒搬送手段の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手
   段と、 上記冷媒搬送手段により蓄冷熱を利用して行なう放熱運
   転並びに上記圧縮機による一般暖房運転を同時に行なう
   蓄熱併用暖房運転時、上記冷媒搬送手段の吐出圧力と吸
   入圧力の差が一定になるように上記冷媒搬送手段運転容
   量を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする蓄熱
   式空気調和装置。
4. 【請求項４】 圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
   置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
   形成された一般冷房用回路と、 上記圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装置、一端が
   上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
   端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
   接続された蓄熱用熱交換器により構成された蓄熱用回路
   と、 上記蓄熱用熱交換器とこの熱交換器に供給された冷媒と
   熱交換関係に充填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽
   と、 上記蓄熱用熱交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を
   有し、一端が上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に
   接続され、他端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸
   入側との間に接続された直列回路、上記第２の絞り装置
   及び上記室内側熱交換器により形成された放冷回路とを
   備えたものにおいて、 室内機運転容量検出手段と、前記室内機運転容量検出手
   段の検出値によって運転モードを決定する運転モード決
   定手段とを設けたことを特徴とする蓄熱式空気調和装
   置。
5. 【請求項５】 室内機運転容量検出手段の検出値が所定
   値以上の場合、冷房もしくは暖房の運転を蓄冷熱併用冷
   房運転もしくは蓄熱併用暖房運転から行なうことを特徴
   とする請求項４記載の蓄熱式空気調和装置。
6. 【請求項６】 室内機運転容量検出手段の検出値が所定
   値以下の場合、冷房もしくは暖房の運転を一般冷房運転
   もしくは一般暖房運転から行なうことを特徴とする請求
   項４記載の蓄熱式空気調和装置。
7. 【請求項７】 圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装
   置、第２の絞り装置及び室内側熱交換器を順次接続して
   形成された一般冷房用回路と、 上記圧縮機、室外側熱交換器、第１の絞り装置、一端が
   上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に接続され、他
   端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸入側との間に
   接続された蓄熱用熱交換器により構成された蓄熱用回路
   と、 上記蓄熱用熱交換器とこの熱交換器に供給された冷媒と
   熱交換関係に充填された蓄熱媒体とを収容する蓄熱槽
   と、 上記蓄熱用熱交換器と直列に接続された冷媒搬送手段を
   有し、一端が上記第１の絞り装置と第２の絞り装置間に
   接続され、他端が上記室内側熱交換器と上記圧縮機の吸
   入側との間に接続された直列回路、上記第２の絞り装置
   及び上記室内側熱交換器により形成された放冷回路とを
   備えたものにおいて、 運転負荷検出手段と、前記運転負荷検出手段の検出値に
   よって運転モードを決定する運転モード決定手段とを設
   けたことを特徴とする蓄熱式空気調和装置。
8. 【請求項８】 運転負荷検出手段の検出値が所定値以上
   の場合、冷房もしくは暖房の運転を蓄冷熱併用冷房運転
   もしくは蓄熱併用暖房運転から行なうことを特徴とする
   請求項７記載の蓄熱式空気調和装置。
9. 【請求項９】 運転負荷検出手段の検出値が所定値以下
   の場合、冷房もしくは暖房の運転を一般冷房運転もしく
   は一般暖房運転から行なうことを特徴とする請求項７記
   載の蓄熱式空気調和装置。