JPH07260215A - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蓄熱運転時には蓄熱剤全体を効率よく蓄熱し、
また、蓄熱運転時及び冷暖房時のそれぞれに適切な送風
機の運転を行ことができる等の蓄熱式空気調和装置を提
供することにある。 【構成】冷暖房時に、吸込み口３から蓄熱室５に流入す
る室内空気のうち、蓄熱室５を通り上方の空気穴１５を
介してバイパス通路１４に流れる空気量と、バイパス通
路１４の下部の一端からバイパス通路１４に流れる空気
量とをエアミックスダンパ１７で流量制御できる。ここ
で、バイパス通路１４の下部の一端からバイパス通路１
４に流れる空気は蓄熱剤Ａとの熱交換量が少なく、他
方、蓄熱室５を通って空気穴１５に流れる空気は蓄熱剤
Ａとの熱交換量が多くなっている。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１７の開閉制御により任意に設定できる。

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
し内気循環して該蓄熱剤を冷却装置で冷却或いは加熱装
置で加熱する一方、冷暖房時は該吸込み口及び吹出し口
を開放して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
蓄熱庫内に前記蓄熱剤を収納する蓄熱室と、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
され庫内空気の内気循環及び庫外空気の吸込み及び吹出
しを行う送風機と、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設け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、前記バイパス通路と対向して形
成され、前記冷却装置で冷却或いは前記加熱装置で加熱
された空気の一部を前記蓄熱室の側壁に沿って下方に導
くダクトを設けるとともに、該ダクトには該蓄熱室に連
通する吹出し穴を、該蓄熱室と前記バイパス通路を仕切
る隔壁には該蓄熱室と該バイパス通路に連通する吸込み
穴をそれぞれ設け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、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。

【００１６】請求項４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、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。

【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、蓄熱運転時は前記
送風機を高速駆動し、冷暖房運転時は該送風機を低速駆
動する送風機制御手段を有することを特徴とする。

【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、前記冷却装置は、
冷媒を圧縮機、凝縮器、膨張手段及び蒸発器に順次循環
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。

【００１９】

【作用】請求項１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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】請求項２の発明によれば、冷却装置で冷却
或いは加熱装置で加熱された空気の一部がダクト内に送
風され、このダクト内に送風された空気が吹出し穴を通
じて蓄熱室に流れ、更に吸込み穴を通じてバイパス通路
に流れる。

【００２３】ここで、バイパス通路とダクトが対向して
設置されているため、ダクト内を通る空気が蓄熱室を横
断してバイパス通路内に流れ、その蓄熱室の通過距離が
短くなるため、蓄熱室の下部に位置する蓄熱剤も効率よ
く冷却或いは加熱される。

【００２４】請求項３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。

【００２５】請求項４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。

【００２６】請求項５の発明によれば、蓄熱運転時は送
風機を高速駆動し、冷暖房運転時は送風機を低速駆動で
きるため、蓄熱剤の冷却或いは加熱を短時間で完了でき
るし、また、静かな冷暖房運転を実現できる。

【００２７】請求項６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。

【００２８】

【実施例】図１乃至図１５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。

【００２９】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。

【００３０】この蓄熱庫２内には蓄熱剤Ａが充填された
蓄熱室５を有する。この蓄熱剤Ａは中空球状の樹脂体に
過冷却防止剤を含む水（主成分）を注入したもので、蓄
熱温度の低いものを使用している。また、この蓄熱室５
で吸込み口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。

【００３１】この蓄熱室５の上部には冷媒式の冷凍機の
蒸発器８を設置しており、この蒸発器８で蓄熱剤Ａを冷
却し、蓄熱剤Ａに蓄熱させる。この冷凍機はこの蒸発器
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→
蒸発器８→圧縮機９と順次循環させ、この蒸発器８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とを間には隔壁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の実線矢印に示す冷
気の内気循環或いは２点鎖線矢印に示す室内空気循環さ
せるようにしている。この室内空気循環を行うときは、
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。

【００３４】まず、吸込み扉７及び吹出し扉１６の開閉
構造を図３乃至図５を参照して説明する。ここで、図３
は吸込み扉７及び吹出し扉１６の斜視図、図４は吸込み
扉７及び吹出し扉１６の正面図、図５は吸込み扉７及び
吹出し扉１６の側面図である。

【００３５】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。

【００３６】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
が閉鎖状態或いは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。

【００３７】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。

【００３８】次に、エアミックスダンパ１７の構造を図
６乃至図８を参照して説明する。ここで、図６はエアミ
ックスダンパ１７の正面図、図７はエアミックスダンパ
１７の側面断面図、図８は位置検知板の平面図である。

【００３９】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６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。

【００４０】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８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。

【００４１】また、エアミックスダンパ１７は、図７の
実線で示す閉鎖状態及び図７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。

【００４２】次に、ドレン水の蒸発構造を図９及び図１
０を参照して説明する。ここで、図９は一部省略した蓄
熱式空気調和装置１の側面断面図、図１０は散水装置を
示す概略構成図である。

【００４３】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。

【００４４】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上を往復動させることにより、凝縮器１０
全体に散水するようになっている。

【００４５】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１０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。

【００４６】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１１はこの各運転の制御回路を示すブ
ロック図である。

【００４７】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１２及び図１３のフローチャートに示すように
駆動制御する。

【００４８】まず、蓄熱運転を図１２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）。

【００４９】この吸込み扉７及び吹出し扉１６の閉鎖動
作において、図５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。

【００５０】このような各扉７，１６及びエアミックス
ダンパ１７が閉動作したときは、圧縮機９を駆動すると
ともに、送風機１８を高速駆動する（Ｓ９）。この駆動
により、図２の実線矢印に示すように、蓄熱室５内の空
気がバイパス通路１４の下端開口１４ａからバイパス通
路１４に流れ、更にバイパス通路１４の上端開口１４ｂ
から蓄熱室５の上部開口５ａに入って蒸発器８を通り蓄
熱室５内を冷却する。

【００５１】このような冷気の内気循環で、庫内温度Ｔ
Ｎ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及び送風機１８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及び送風機１８を駆動し、この各機器９，
１８の発停により蓄熱剤Ａを冷却し、蓄熱する（Ｓ１０
〜１２）。この各機器９，１８の発停を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（Ｓ１３，１４）。

【００５２】このように、割安な深夜料金の時間帯或い
は消費電力が少ない時間帯に蓄熱運転を行う。また、ス
テップ９に示すように、送風機１８を高速駆動している
ため、蒸発器８の冷却能力が向上するとともに、蓄熱室
５内の温度分布が均一化し、更には冷凍機の成績係数が
向上し、蓄熱剤Ａ全体の蓄熱時間が短くなる。

【００５３】このような蓄熱運転が終了し、就業時間に
図１３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５
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５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）。

【００５４】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。

【００５５】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）。

【００５６】これらの判定に基づき図１４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。

【００５７】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８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１４
ａ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。

【００５８】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。

【００５９】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１５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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】図１６乃至図１８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
６は第２実施例に係る制御フローチャート、図１７は第
２モータの駆動制御を示す表、図１８は第２実施例の温
度変化の一例を示すグラフである。

【００６３】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。

【００６４】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１７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１７に示すように駆動制御する（Ｓ６〜
Ｓ９）。

【００６５】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１８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。

【００６６】図１９及び図２０の(a)(b)(c)は本発明に
係る第３実施例を示すもので、図１９は蓄熱式空気調和
装置の側面断面図、図２０の(a)(b)(c)は要部を示す平
面断面図である。この第３実施例では、蓄熱室５内に蒸
発器８で冷却された空気の一部を正面壁２ａに沿って下
方に案内するダクト３９を設置している。

【００６７】このダクト３９は図２０の(a)に示すよう
に平面断面が長方形状に形成され、互いに間隔をおいて
３個設置されており、その流通断面積が下方に向かうに
従って小さくなっている。また、このダクト３９の中央
から下部側には蓄熱室５内に連通する吹出し穴３９ａを
穿設する一方、このダクト３９に対向する隔壁１３の中
央から下部には吸込み穴１３ａを穿設している。この吸
込み穴１３ａは下部側のものがその開口面積を大きくし
ている。

【００６８】前記第１及び第２実施例では、図２の実線
矢印に示すよう蒸発器８で冷却された空気が蓄熱室５の
上部からバイパス通路１４の下部開口１４ａまで流れる
内気循環を行っている。しかしこれでは、上部の蓄熱剤
Ａが短時間で蓄熱容量に達するが、下部の蓄熱剤Ａの蓄
熱時間が遅れ、冷凍機の成績係数を低下させるおそれが
ある。

【００６９】これに対して、この第３実施例では、蒸発
器８を通過した冷気のうち一部が図９の１点鎖線矢印で
示すようにダクト３９内を通り、更にダクト３９の吹出
し穴３９ａから蓄熱室５内に吹き出される。この吹き出
された冷気が中央或いは下部の蓄熱剤Ａを冷却して隔壁
１３の吸込み穴１３ａに吸い込まれる。このような冷気
の流通により中央或いは下部に位置する蓄熱剤Ａが短時
間で蓄熱容量に達する。

【００７０】なお、図２０の(a)にはその平面断面形状
が長方形のダクト３９が図示されているが、図２０の
(b)に示すように三角形状のダクト４０、或いは、図２
０の(c)に示すように台形状のダクト４１を用いても良
いことは勿論である。図２１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４実施例ではこれとは逆に蓄熱温
度の高い蓄熱剤Ｂも蓄熱室５内に収容している。この蓄
熱剤Ｂは苛性ソーダ水溶液を主成分とするものである。
また、この第４実施例では蒸発器８に並設して加熱装置
４２を設置しており、この加熱装置４２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。

【００７１】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蒸発器８を通じ
て蓄熱剤Ａを冷却し蓄熱すれば良いし、他方、室内暖房
を行うときは加熱装置４２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。

【００７２】なお、蓄熱室５内に収納されるもの全てを
蓄熱温度の高い蓄熱剤Ｂとするときは、暖房専用の蓄熱
式空気調和装置となることは勿論である。また、この暖
房専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
し、また、前記第３実施例に係るダクト３９，４０，４
１を用いて蓄熱剤Ｂを蓄熱できことは勿論である。

【００７３】

【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。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。

【００７４】請求項２の発明によれば、冷却装置で冷却
或いは前記加熱装置で加熱された空気の一部がダクト内
に送風され、蓄熱室の下部に位置する蓄熱剤を冷却或い
は加熱できるため、その運転効率が向上する。

【００７５】請求項３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。

【００７６】請求項４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。

【００７７】請求項５の発明によれば、蓄熱運転時は送
風機を高速駆動し、冷暖房運転時は送風機を低速駆動で
きるため、蓄熱剤の冷却或いは加熱を短時間で完了でき
るし、また、静かな冷暖房運転を実現できる。

【００７８】請求項６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。

【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実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の斜視
図

【図４】第１実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の正面
図

【図５】第１実施例に係る吸込み扉及び吹出し扉の側面
図

【図６】第１実施例に係るエアミックスダンパの正面図

【図７】第１実施例に係るエアミックスダンパの側面断
面図

【図８】第１実施例に係る位置検知板の平面図

【図９】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１０】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１１】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１２】第１実施例に係る蓄熱運転の制御フローチャ
ート

【図１３】第１実施例に係る冷房運転の制御フローチャ
ート

【図１４】第１実施例に係る第２モータの駆動制御を示
す表

【図１５】第１実施例に係る温度変化の一例を示すグラ
フ

【図１６】第２実施例に係る冷房運転の制御フローチャ
ート

【図１７】第２実施例に係る第２モータの駆動制御を示
す表

【図１８】第２実施例に係る温度変化の一例を示すグラ
フ

【図１９】第３実施例に係る蓄熱式空気調和装置の側面
断面図

【図２０】第３実施例に係る要部を示す平面断面図

【図２１】第４実施例に係る蓄熱式空気調和装置の側面
断面図

【図２２】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、２ａ…正面壁、
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…蒸発器、９…圧縮機、１０…
凝縮器、１１…膨張弁、１３…隔壁、１３ａ…吸込み
穴、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、３９，４０，４１…ダ
クト、３９ａ…吹出し穴、４２…加熱装置、Ａ，Ｂ…蓄
熱剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 薫 群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会 社内 (72)発明者 川和田 栄一 群馬県伊勢崎市寿町20番地サンデン株式会 社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱庫内に蓄熱剤を収納し、蓄熱時は下
   部の吸込み口及び上部の吹出し口を閉鎖し内気循環して
   該蓄熱剤を冷却装置で冷却或いは加熱装置で加熱する一
   方、冷暖房時は該吸込み口及び吹出し口を開放して室内
   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、 前記蓄熱庫内に前記蓄熱剤を収納する蓄熱室と、 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され庫内空気の内気循環及
   び庫外空気の吸込み及び吹出しを行う送風機と、 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】 前記バイパス通路と対向して形成され、
   前記冷却装置で冷却或いは前記加熱装置で加熱された空
   気の一部を前記蓄熱室の側壁に沿って下方に導くダクト
   を設けるとともに、該ダクトには該蓄熱室に連通する吹
   出し穴を、該蓄熱室と前記バイパス通路を仕切る隔壁に
   は該蓄熱室と該バイパス通路に連通する吸込み穴をそれ
   ぞれ設け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】 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又は請求項２記載の蓄熱式空気
   調和装置。
4. 【請求項４】 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又は請求項２記載の蓄熱式空気
   調和装置。
5. 【請求項５】 蓄熱運転時は前記送風機を高速駆動し、
   冷暖房運転時は該送風機を低速駆動する送風機制御手段
   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】 前記冷却装置は、冷媒を圧縮機、凝縮
   器、膨張手段及び蒸発器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。