JPH06221709A - 空気調和装置 - Google Patents
空気調和装置Info
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Abstract
有効利用する。 【構成】 外気温度の比較的高い、例えば夏期の夜間
に、給湯槽37内の熱交換器39を放熱源として外気温
度の影響を受けない蓄冷・給湯加熱運転を行い、次に朝
方の外気温度の低いときに、室外熱交換器35を放熱源
として外気温度の影響を受ける蓄冷運転を行う。
Description
湯機能を備えた空気調和装置に関する。
6に示すようなものがある。この空気調和装置は、圧縮
機1,四方弁3,室外熱交換器5,膨脹弁7,9,1
1,13,室内熱交換器15,17,19などから構成
される冷凍サイクルを用いた冷暖房可能な、いわゆる多
機能ヒートポンプエアコンであり、この冷凍サイクルに
給湯槽21を組み込んである。
湯用ヒータ25を備えており、これら両者は、夜間に水
を沸き上げる際に、熱源利用経済分岐点で切り換えられ
る。すなわち、給湯用ヒータ25の成績係数(COP=
給湯加熱能力/消費電力)は、1であるため、夜間の外
気温度が低下し、さらに給湯槽21内の水温が上昇して
多機能ヒートポンプエアコンのCOPが1以下となった
ときに、給湯用熱交換器23による加熱から、給湯用ヒ
ータ25による加熱に切り換えている。このような制御
は、主に冬期に行われており、夏期は冬期に比較して外
気温度が高いため、給湯加熱はほとんど給湯用熱交換器
23によるのみである。
は、圧縮機1から吐出された高温・高圧の冷媒が、四方
弁3を経て給湯用熱交換器23に達し、ここで凝縮して
給湯槽23を加熱する。給湯槽23を出た液冷媒は、膨
脹弁7を経て室外熱交換器5に達し、ここで外気の熱を
吸収して蒸発する。
給湯加熱時においては、室外熱交換器5での外気熱の吸
収時には、外気を冷却しているのみで、この冷熱を有効
利用していない。
る冷熱を有効利用することを目的としている。
に、この発明は、圧縮機,室内熱交換器,室外熱交換器
などから構成される冷凍サイクルを備えた空気調和装置
において、冷媒の熱を蓄冷可能な蓄冷槽及び、同冷媒の
熱を導入して温水を供給する給湯槽を、前記冷凍サイク
ル内に組み込み、前記給湯槽内の熱交換器を、前記圧縮
機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器とする一方、
前記蓄冷槽内の熱交換器を、前記給湯槽内の熱交換器か
ら流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として蓄冷・給湯加
熱運転を行う構成としてある。
ときに、給湯槽内の熱交換器を、圧縮機から吐出された
冷媒を凝縮させる凝縮器とする一方、蓄冷槽内の熱交換
器を、給湯槽内の熱交換器から流出した冷媒を蒸発させ
る蒸発器として蓄冷・給湯加熱運転を行い、外気温度が
比較的低いときには、室外熱交換器を、圧縮機から吐出
された冷媒を凝縮させる凝縮器とする一方、蓄冷槽内の
熱交換器を、室外熱交換器から流出した冷媒を蒸発させ
る蒸発器として蓄冷運転を行う構成としてもよい。
・給湯加熱運転時には、圧縮機から吐出された冷媒は給
湯槽内の熱交換器に達し、ここで給湯加熱が行われて凝
縮する。凝縮した冷媒は、蓄冷熱槽内の熱交換器に達
し、ここで蓄冷して蒸発する。
れた冷媒は室外熱交換器に達し、ここで外気に熱を放出
して凝縮する。凝縮した冷媒は、蓄冷熱槽内の熱交換器
に達し、ここで蓄冷して蒸発する。
期の夜間に、給湯槽内の熱交換器を放熱源として外気温
度の影響を受けない蓄冷・給湯加熱運転を行い、次に朝
方の外気温度の低いときに、室外熱交換器を放熱源とし
て外気温度の影響を受ける蓄冷運転を行う。
する。
置における冷凍サイクル構成及び制御系の構成を示して
いる。この冷凍サイクルは、冷媒を圧縮して吐出する圧
縮機27,冷媒の流れ方向を切り換える二つの四方弁2
9,31,暖房時には凝縮器となり冷房時には蒸発器と
なる室内熱交換器33,これとは逆に暖房時には蒸発器
となり冷房時には凝縮器となる室外熱交換器35,給湯
槽37内の給湯槽熱交換器39,蓄冷槽41内の蓄冷槽
熱交換器43,膨脹弁45,47,49を備えている。
給湯槽37内には給湯用ヒータ51が設けられている。
符号53,55,57,59,61は開閉弁、符号63
は逆止弁である。
が、蓄冷槽41内には蓄冷槽水温センサ67がそれぞれ
設けられるとともに、室外熱交換器35を含む室外機に
は外気温センサ69が取り付けられている。これら各セ
ンサ65,67及び69の各検出信号は、マイクロコン
ピュータなどから構成されるコントロールユニット71
に入力される。コントロールユニット71は、制御部7
1a,メモリ71b及びタイマ71cを備えており、前
記各検出信号の入力を受けて圧縮機27の運転周波数、
四方弁29,31の切り換え、膨脹弁45,47,49
の開閉などの制御を行い、通常の冷暖房運転及び蓄冷槽
41の冷熱を利用した冷房運転の他、次に述べるような
(A)及び(B)で示す運転がなされる。
し、一方蓄冷槽熱交換器43が蒸発器となって蓄冷槽4
1に冷熱を蓄冷する。すなわち、圧縮機27を出た冷媒
は、給湯槽37内の水を加熱することで凝縮する。凝縮
した冷媒は、膨脹弁47,49を通って蓄冷槽41内の
水を冷却して蒸発し、四方弁29を通って圧縮機27に
戻る。このとき、室内熱交換器33及び室外熱交換器3
5には冷媒が流入しないように、該当する弁を閉じてお
く。
り、蓄冷槽熱交換器43が蒸発器となって蓄冷槽41に
冷熱を蓄冷する。すなわち、圧縮機27を出た冷媒は、
四方弁31を経て室外熱交換器35に達し、ここで外気
により冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒は、膨脹弁4
9を通って蓄冷槽41内の水を冷却して蒸発し、四方弁
29を通って圧縮機27に戻る。このとき、給湯槽熱交
換器39及び室外熱交換器35には冷媒が流入しないよ
うに、該当する弁を閉じておく。前者の蓄冷・給湯加熱
運転では、蓄冷槽41内の水の熱を冷媒が汲み上げ、こ
の熱を給湯槽37内の水に放出しているため、外気温度
には影響されない。一方、後者の蓄冷運転では、蓄冷槽
41内から汲み上げた熱を、室外熱交換器35にて外気
に放出しているため、外気温度に影響される。
外熱交換器35とを用いた通常冷房時のエアコンにおけ
る外気温度とCOPとの関係を示したものである。但
し、圧縮機は定格周波数運転とする。これによれば、一
般に冷房運転では外気温度が低い程COPが大きく(良
く)なることがわかる。蓄冷運転での蓄冷槽熱交換器4
3は、上記冷房運転の際の室内熱交換器33に相当する
ため、蓄冷運転でも外気温度が低い程COPが大きくな
ると推定される。
において、夏期の夜間に給湯加熱及び蓄冷運転を行うと
きには、深夜電力の開始する23時頃の、比較的外気温
度の高い時間帯には、外気温度の影響を受けない蓄冷・
給湯加熱運転が適し、深夜電力が終了する朝方(7時に
終了)の外気温度が低い時間帯には、外気温度が低い程
COPが良くなる蓄冷運転を行えばよいことがわかる。
れ外気温度,給湯槽平均水温及び蓄冷槽平均水温を、
(A),(B)各運転状態に伴う深夜電力時間帯(23
時〜7時)における時間変化として示したものである。
ここで、深夜電力時間帯をts,給湯槽37内の水の沸
き上げ時間をth ,蓄冷槽41内の水の冷却時間をtc
とする。但し、th ≦tc 。これによれば、深夜電力帯
での23時から5時には、Aで示す蓄冷・給湯加熱運転
を行っている。この結果、給湯槽37内の平均水温は、
20℃から徐々に上昇し、蓄冷・給湯加熱運転が終了す
る5時に60℃まで達している。一方、蓄冷槽41内の
平均水温は、20℃から徐々に下降し、5時に0℃に達
している。このとき、給湯槽37で発生する冷熱は、外
気に放出せず、蓄冷槽41に供給されるので、給湯加熱
時での冷熱は有効利用されることになる。
蓄冷運転を行っている。この蓄冷運転開始時には、外気
温度が20℃まで低下しているので、COPが大きな状
態で運転することになり、低電力費でかつ高効率の蓄冷
運転が可能となる。
帯の始まる23時の時点での給湯槽37内の温度が30
℃と高い場合の例を示している。この場合には、午前1
時にAで示す蓄冷・給湯加熱運転を開始し、朝5時30
分にBで示す蓄冷運転に切り換えている。
転を行う際のコントロールユニット71の制御動作を示
すフローチャートである。まず、外気温センサ69,給
湯槽水温センサ65及び蓄冷槽水温センサ67が検知し
た外気温、給湯槽内水温及び蓄冷槽内水温を読み込み
(ステップ501,503及び505)、蓄冷・給湯加
熱運転時でのCOPを蓄冷槽内水温と給湯槽内水温との
差から計算し(ステップ507)。さらにこのCOPに
基づき、給湯槽37内の水の沸き上げ時間th を計算す
る(ステップ509)。
始時期を決定するために、深夜電力帯での最低外気温の
推定を行う(ステップ511)とともに、外気温度から
蓄冷運転時でのCOPを計算し(ステップ513)、こ
れらの結果を基に蓄冷槽41内の水の冷却時間tc を計
算する(ステップ515)。
h が、深夜電力時間帯ts 以上かどうかを判断し(ステ
ップ517)、th ≧ts の場合には、図3に示す例の
ように深夜電力開始時刻の23時から蓄冷・給湯加熱運
転Aを開始する(ステップ519)。前記ステップ51
7で、給湯槽37内の水の沸き上げ時間th が、深夜電
力時間帯ts より短い場合には、蓄冷槽41内の水の冷
却時間tc が、深夜電力時間帯ts 以上かどうかを判断
し(ステップ521)、tc ≧ts の場合には、前記ス
テップ519に進み、図3の例のように23時から蓄冷
・給湯加熱運転Aを開始する。
には、図4に示す例のように、23時より(ts −
tc )時間遅らせて蓄冷・給湯加熱運転を行う(ステッ
プ523)。蓄冷運転Bへの切り換えは、給湯槽37内
の水温が所定の温度(約60℃)となった時点で行う。
れば、給湯槽内の熱交換器を、圧縮機から吐出された冷
媒を凝縮させる凝縮器とする一方、蓄冷槽内の熱交換器
を、給湯槽内の熱交換器から流出した冷媒を蒸発させる
蒸発器として蓄冷・給湯加熱運転を行うようにしたの
で、給湯加熱運転時に発生する冷熱を蓄冷運転に有効利
用できる。
湯加熱運転を先にし、次に外気温度の影響を受ける蓄冷
運転を行うことができるため、夏期の夜間にこの順序で
運転を行えば、朝方の外気温の低いときに蓄冷運転を行
えることになり、運転効率の向上を図ることができる。
サイクル構成図である。
Pとの関係を示す説明図である。
を、深夜電力帯における時間変化として示した説明図で
ある。
の時間変化の他の例を示す説明図である。
コントロールユニットの制御動作を示すフローチャート
である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 圧縮機,室内熱交換器,室外熱交換器な
どから構成される冷凍サイクルを備えた空気調和装置に
おいて、冷媒の熱を蓄冷可能な蓄冷槽及び、同冷媒の熱
を導入して温水を供給する給湯槽を、前記冷凍サイクル
内に組み込み、前記給湯槽内の熱交換器を、前記圧縮機
から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器とする一方、前
記蓄冷槽内の熱交換器を、前記給湯槽内の熱交換器から
流出した冷媒を蒸発させる蒸発器として蓄冷・給湯加熱
運転を行うことを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項2】 外気温度が比較的高いときには、前記給
湯槽内の熱交換器を、前記圧縮機から吐出された冷媒を
凝縮させる凝縮器とする一方、前記蓄冷槽内の熱交換器
を、前記給湯槽内の熱交換器から流出した冷媒を蒸発さ
せる蒸発器として蓄冷・給湯加熱運転を行い、外気温度
が比較的低いときには、前記室外熱交換器を、前記圧縮
機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮器とする一方、
前記蓄冷槽内の熱交換器を、前記室外熱交換器から流出
した冷媒を蒸発させる蒸発器として蓄冷運転を行うこと
を特徴とする請求項1記載の空気調和装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01054993A JP3377818B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01054993A JP3377818B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 空気調和装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06221709A true JPH06221709A (ja) | 1994-08-12 |
JP3377818B2 JP3377818B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=11753345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01054993A Expired - Lifetime JP3377818B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 空気調和装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3377818B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11294886A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Hitachi Ltd | 蓄熱槽を備えた空気調和装置 |
WO2019064332A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP01054993A patent/JP3377818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11294886A (ja) * | 1998-04-14 | 1999-10-29 | Hitachi Ltd | 蓄熱槽を備えた空気調和装置 |
WO2019064332A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-04 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
JPWO2019064332A1 (ja) * | 2017-09-26 | 2020-04-16 | 三菱電機株式会社 | 冷凍サイクル装置 |
US11268737B2 (en) | 2017-09-26 | 2022-03-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration cycle apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3377818B2 (ja) | 2003-02-17 |
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