JPH0743025A - 冷凍サイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】夜間に蓄冷し、昼間に利用する機能を有する冷
凍サイクルを高効率化し、運転を安定化させ、暖房運転
も可能とする。 【構成】圧縮機１、四方弁２、熱源側熱交換器３、減圧
装置６、利用側熱交換器１０を順次接続して冷凍サイク
ルを構成し、さらに蓄冷用熱交換器２１と液冷媒ポンプ
２２の直列回路を付加し、四方弁２と圧縮機１の入口間
に上記直列回路の蓄冷用熱交換器２１を、熱源側熱交換
器３と利用側熱交換器１０間に上記直列回路の液ポンプ
側を接続した。 【効果】蓄冷を利用する運転に冷媒液ポンプを用いたの
で、蓄冷利用時の大幅な省電力化が可能となる。また、
蓄冷剤として水より凍結温度が低い液体を用いたので、
蓄冷槽内熱交換器で冷媒を確実に凝縮させることがで
き、安定した運転が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄冷機能を有する冷凍
サイクル、特に冷媒液ポンプを用いて冷媒を利用側熱交
換器に供給する直膨形の冷凍サイクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】夏季の電力不足が問題となっており、こ
の問題を解決するために夜間に蓄冷を行い、これを昼間
に利用し電力の平準化を行うシステムが種々提案されて
いる。このような例が、特開昭６３−１１６０５５号、
特開平３−２５５８５４号公報等に記載されている。

【０００３】これら従来技術の中で、特開昭６３−１１
６０５５号公報には、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側
熱交換器、アキュムレ−タ、減圧装置等から構成された
冷凍サイクルに、蓄冷槽、蓄冷槽用熱交換器、冷媒液ポ
ンプを付加したシステムが開示されている。このシステ
ムは、蓄冷運転、蓄冷利用運転、冷却蓄冷併用運転の各
運転モ−ドを有しており、蓄冷利用運転では、冷媒液ポ
ンプによりアキュムレ−タに溜る低温の液冷媒を利用側
熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸発させて冷房して
いる。そして、利用側熱交換器で蒸発した冷媒は蓄冷槽
内熱交換器で蓄冷剤と熱交換して液化し、アキュムレ−
タに戻るようになっている。また、冷却蓄冷併用運転で
は、圧縮機を運転し熱源側熱交換器で冷媒を凝縮液化さ
せ、液冷媒を蓄冷槽熱交換器で過冷却させ、減圧装置で
低温の冷媒とし、減圧後の低温冷媒液を冷媒液ポンプに
より利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸発させ
て冷房している。そして、利用側熱交換器で蒸発した冷
媒はアキュムレ−タに戻り、冷媒ガスは圧縮機に戻るよ
うになっている。このシステムによれば、蓄冷槽用熱交
換器での冷媒の過冷却度が増大して冷房能力が増大する
ことから、圧縮機の容量を小さくでき、冷房負荷の大き
な昼間に省電力の運転が可能となる。

【０００４】次に、特開平３−２５５８５４号公報に
も、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、アキュ
ムレ−タ、減圧装置等からなら冷凍サイクルに、蓄冷
槽、蓄冷槽用熱交換器、冷媒液ポンプを付加したシステ
ムが開示されている。

【０００５】このシステムは、蓄冷運転、蓄冷利用運
転、冷却蓄冷併用運転、冷却運転の各運転モ−ドを有し
ており、蓄冷利用運転では、蓄冷槽内熱交換器で蓄冷剤
と熱交換し液化した冷媒を冷媒液ポンプにより減圧装
置、利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸発させ
冷房している。そして、利用側熱交換器で蒸発した冷媒
は蓄冷槽内熱交換器で蓄冷剤と熱交換し液化し冷媒液ポ
ンプに戻るようになっている。また、冷却蓄冷併用運転
では、圧縮機を運転し熱源側熱交換器で冷媒を凝縮液化
させ、液冷媒を蓄冷槽熱交換器で過冷却させ、減圧装
置、次いで利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸
発させて冷房している。ここで、利用側熱交換器で蒸発
した冷媒は圧縮機に戻る。この運転モ−ドでは冷媒液ポ
ンプは運転されない。このシステムでも、蓄冷槽用熱交
換器での冷媒の過冷却度が増大して冷房能力が増大する
ことから、圧縮機の容量を小さくでき、冷房負荷の大き
な昼間に省電力運転が可能となる。なお、冷却運転で
は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換
器、アキュムレ−タの順に冷媒が流れ通常の冷却運転が
行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、蓄冷を利用しながら圧縮機を運転する場合、熱源側
熱交換器で凝縮した冷媒を蓄冷剤と熱交換させ過冷却度
を大きくして冷房能力を増大させているので、圧縮機の
容量を小さくできる利点がある。しかしながら、夏場の
外気温度が高い状態でも運転できるようにするため圧縮
機の吐出圧力が高く大幅な電気入力の低減は望めないと
いう課題があった。また、上記従来技術では暖房機能に
ついての考慮がなく、効果的な暖房を行うことについて
は何等配慮されていなかった。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の有する課
題を解決し、夏場の外気温度が高い状態でも大幅に電気
入力を低減できる冷凍サイクルを提供することにある。
◆また、冬季に暖房負荷が生じた場合に暖房運転が可能
な冷凍サイクルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧縮機、四方弁、熱源側熱交換器、利用
側熱交換器、アキュムレ−タ、減圧装置等から構成され
る冷凍サイクルに、蓄冷槽、蓄冷槽用熱交換器、冷媒液
ポンプを付加し、蓄冷槽用熱交換器の一方を、圧縮機の
吸入部と四方弁の間に接続し、蓄冷槽用熱交換器の他方
に冷媒液ポンプを接続し、冷媒液ポンプの出口を、熱源
側熱交換器と利用側熱交換器の間に接続したものであ
る。

【０００９】また、蓄冷槽内の蓄冷剤に、不凍液の水溶
液を用いたものである。

【００１０】

【作用】本発明の冷凍サイクルは、冷却蓄冷併用運転、
蓄冷利用運転、冷却運転、暖房運転の各運転モ−ドを有
している。そして、冷却蓄冷併用運転の場合には、圧縮
機側の冷媒を熱源側熱交換器で凝縮させて減圧装置で減
圧して利用側熱交換器に供給し、利用側熱交換器で蒸発
しガスとなった冷媒の一部を蓄冷槽用熱交換器で凝縮さ
せ、冷媒液を冷媒液ポンプにより圧送し、熱源側熱交換
器からの冷媒とともに利用側熱交換器に供給する。利用
側熱交換器で蒸発しガスとなった冷媒の残りは、圧縮機
に吸入される。また、蓄冷利用運転では、利用側熱交換
器で蒸発しガスとなった冷媒を蓄冷槽用熱交換器で凝縮
させ、冷媒液を冷媒液ポンプを用いて圧送し、熱源側熱
交換器からの冷媒とともに利用側熱交換器に供給する。
なお、冷却運転では、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装
置、利用側熱交換器、アキュムレ−タの順に冷媒が流れ
通常の冷却運転が行われる。

【００１１】また、圧縮機、四方弁、利用側熱交換器、
減圧装置、熱源側熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒
を循環させることにより、暖房運転も可能となる。

【００１２】さらに、他の態様においては蓄熱運転が可
能であり、蓄熱利用運転により高暖房能力を得ることが
出来る。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１に本発明の冷凍サイクルの一実施例を示す。図
１において、１は圧縮機、２は四方弁、３は熱源側熱交
換器であり、４は熱源側熱交換器用送風機、５はアキュ
ムレ−タ、６は減圧装置であり、本実施例ではパルスモ
−タ駆動冷媒制御弁を用いている。１０は利用側熱交換
器、１１は開閉弁、１３は利用側熱交換器１０用の送風
機、２０は蓄冷槽、２１は蓄冷槽内に設けた蓄冷槽用熱
交換器、２２は冷媒液ポンプ、２３は逆止弁、２４は開
閉弁、２５は蓄冷剤、３０は室内空気温度を検出する温
度センサ、３１は温度センサ、３２は蓄冷槽２０内の蓄
冷剤２５の液面を検出する液面センサ、３３は圧力セン
サ、３４は温度センサである。また、これ以外にも冷凍
サイクルを制御する制御装置、圧縮機１の駆動装置、ポ
ンプ２２の駆動装置他を備えている。

【００１４】以下、本実施例の蓄冷運転、圧縮機液ポン
プ併用蓄冷利用運転、液ポンプ単独蓄冷利用運転、冷却
運転、暖房運転の各運転モ−ドについて説明する。図２
に蓄冷運転時の冷媒の流れを示す。図２で、冷媒は太い
線で示す配管系を矢印の方向に循環する。圧縮機１から
吐出された冷媒は、四方弁２、次いで熱源側熱交換器３
で凝縮されて過冷却し、冷媒制御弁６で減圧され低温と
なり、蓄冷槽用熱交換器２１で蓄冷剤２５と熱交換して
ガス化し、アキュムレ−タ５を通り圧縮機１に吸入され
る。蓄冷剤２５として水を用いると、水は蓄冷槽用熱交
換器２１により冷却され、蓄冷槽用熱交換器２１の表面
に氷が生成される。

【００１５】次に、蓄冷運転時の冷凍サイクルの制御フ
ロ−の例を図３に示す。本冷凍サイクルは、中央制御装
置から夜間の適宜時刻に起動指令が出され、冷凍サイク
ル制御用の制御装置により圧縮機１、熱源側送風機４が
起動される。それとともに、冷媒制御弁６の開度が設定
される。以後運転が継続されると、蓄冷槽２０内の蓄熱
剤２５の温度が低下し、水の場合には０℃になると蓄冷
槽用熱交換器の表面に氷ができ成長していく。所定量の
氷ができた時点で蓄冷運転を終了する。この蓄冷運転の
終了は、水に対して氷の体積が増大する特性を利用して
おり、蓄熱剤の液面高さが液面センサ３２の高さに至っ
た時点で終了と判定される。また、蓄冷運転中、冷媒制
御弁２４は圧縮機の吐出ガス温度が所定の温度になるよ
うに制御される。冷媒制御弁２４の制御目標としては他
の特性値、例えば、蓄冷槽用熱交換器２１の冷媒出口の
過熱度でもよい。さらに、高圧異常上昇に対する保護装
置等が継続的に監視されている。

【００１６】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転に
ついて説明する。図４に圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運
転時の冷媒の流れを示す。図４で、冷媒は太い線で示す
配管系を矢印の方向に循環する。圧縮機１から吐出され
た冷媒は、四方弁２を経て、熱源側熱交換器３で凝縮、
過冷却し、冷媒制御弁６で減圧され、蓄冷槽用熱交換器
２１、冷媒液ポンプ２２から供給される冷媒と合流し、
開閉弁１１を通り、利用側熱交換器１０に供給される。
利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換しガスとなった
冷媒は、四方弁２、アキュムレ−タ５に戻り、一部は蓄
冷槽用熱交換器２１で、蓄冷剤２５と熱交換して液化
し、冷媒液ポンプ２２に吸入される。一方残りの冷媒は
圧縮機１に吸入される。

【００１７】ここで、利用側熱交換器１０を通過した冷
媒の圧力は比較的低い。冷媒としてＨＣＦＣ２２を用い
る場合にはこの圧力は０．６〜０．７ＭＰａ程度で冷媒
の飽和温度は６〜１０℃ある。したがって、蓄冷剤２５
として水を用い氷として蓄冷する場合には、冷媒の飽和
温度と氷の温度との差が比較的小さいので、蓄冷槽用熱
交換器２１の伝熱面積を大きくし、蓄冷槽用熱交換器２
１内で冷媒が液となるまで冷却することにより対処す
る。一方、蓄冷剤２５として不凍液例えばエチレングリ
コ−ルの水溶液を用いれば、凍結温度が低くなり、冷媒
の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きくする
ことができ、蓄冷槽用熱交換器２１の伝熱面積を大きく
しなくてもよい。エチレングリコ−ルの場合、エチレン
グリコ−ルが約２３％の水溶液で凍結温度が−１０℃程
度になる。

【００１８】次に、図５は、蓄冷剤２５としてエチレン
グリコ−ルを用い図４に示した圧縮機液ポンプ併用蓄冷
利用運転を行った時の運転状況をモリエル線図上に示し
ている。図５中のＡは圧縮機吸入部、Ｂは圧縮機吐出
部、Ｃは熱源側熱交換器３の出口、Ｄは制御弁６の出
口、Ｅは蓄冷槽用熱交換器２１の出口、Ｆは液ポンプ２
２出口、Ｇは熱源側熱交換器３側の冷媒と液ポンプ２２
側の冷媒の混合後の冷媒の状態を表す。点ＡからＥに至
る冷媒の温度と蓄冷剤２５の温度の差が大きいことがわ
かる。この結果、蓄冷槽用熱交換器２１で冷媒を確実に
凝縮液化させることができる。

【００１９】図６により図４の圧縮機液ポンプ併用蓄冷
利用運転の制御フロ−の実施例を説明する。室内側のリ
モ−トコントロ−ラからの起動指令により制御装置は各
要素を起動する。圧縮機１、熱源側送風機４、利用側送
風機１３が起動され、冷媒制御弁６の開度が設定され
る。さらに、適宜タイミングで冷媒液ポンプ２２が起動
される。以後、蓄冷量を使い果たしたか否かの判定と、
室内空気温度制御が行われる。この間、冷媒制御弁６は
圧縮機の吐出ガス温度が所定の温度になるように制御さ
れる。運転が開始され、蓄冷剤２５が解けて蓄冷熱量を
使い果たしたと判断した場合にはポンプを停止する。こ
の判断は次のような方法で行われる。まず、蓄冷剤２５
が解けると蓄熱槽２０内の液面が低下し、液面センサ３
２により蓄冷熱量を使い果たしたことが判定される。あ
るいは、圧力センサ３３により冷媒圧力を、温度センサ
３１により蓄熱槽用熱交換器２１の出口温度をそれぞれ
検出し、この圧力から冷媒の飽和温度を演算してこの飽
和温度と出口温度との差から冷媒の過冷却度を演算す
る。蓄冷剤２５が解け蓄冷剤の温度が上昇すると冷媒の
過冷却度が小さくなるから、所定の過冷却度に対して演
算される過冷却度が小さくなれば蓄冷熱量を使い果たし
たことが判定される。また、冷媒制御弁６の制御目標は
他の特性値、例えば、蓄冷槽用熱交換器２１の冷媒出口
の過熱度にしてもよい。

【００２０】次に、液ポンプ単独蓄冷利用運転について
図７により説明する。図７で、冷媒は太い線で示す配管
系を矢印の方向に循環する。冷媒は蓄冷槽用熱交換器２
１で凝縮、液化し、冷媒液ポンプ２２により利用側熱交
換器１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空気
と熱交換しガスとなった冷媒は四方弁２、アキュムレ−
タ５を通過し蓄冷槽用熱交換器２１に戻る。この運転モ
−ドでも、利用側熱交換器１０を通過した冷媒の圧力は
比較的低い。冷媒としてＨＣＦＣ２２を用いる場合の前
記の圧力は０．６〜０．７ＭＰａ程度であり、冷媒の飽
和温度は６〜１０℃となる。したがって、蓄冷剤として
水を用い氷として蓄冷する場合には、冷媒の飽和温度と
氷の温度との差が比較的小さいので、蓄冷槽用熱交換器
２１の伝熱面積を大きくすることで対処し、蓄冷槽用熱
交換器２１内で冷媒を液となるまで冷却可能にする。一
方、蓄冷剤２５として不凍液例えばエチレングリコ−ル
の水溶液を用いれば、凍結温度を低くすることができ、
冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きく
することができ、蓄冷槽用熱交換器２１の伝熱面積を大
きくしなくてもよい。

【００２１】また、図７の太い線で示す冷媒循環系の冷
媒量が性能に影響するため冷媒量を適切な量に調整する
ことも必要である。つまり、冷媒量が多すぎると、蓄冷
槽用熱交換器２１が冷媒液で充満され、一方、冷媒量が
少ないと、反対にガスのみが循環することになり、冷媒
の顕熱しか使えず冷房能力が低下する。これに対して
は、圧力センサ３３で冷媒圧力を、温度センサ３１で蓄
熱槽用熱交換器２１の出口温度をそれぞれ検出し、検出
された圧力から冷媒の飽和温度を演算し、この飽和温度
と検出した出口温度との差から冷媒の過冷却度を演算す
る。この過冷却度が所定値になるように冷媒量を制御す
る。冷媒量の制御は、実際の過冷却度が所定の過冷却度
より小さい場合には制御弁６を開けて熱源側熱交換器側
から冷媒を供給し、実際の過冷却度が所定の過冷却度に
ったときに制御弁６を閉じることにより実施される。一
方、実際の過冷却度が所定の過冷却度より大きい場合に
は、圧縮機１を運転し熱源側熱交換器側に冷媒を溜め、
実際の過冷却度が所定の過冷却度になったときに圧縮機
を停止する。

【００２２】図８は、蓄冷剤２５にエチレングリコ−ル
を用いた場合の液ポンプ単独蓄冷利用運転時の運転状態
をモリエル線図上に表したものである。図８中のＡ，
Ｅ、Ｆは、図５の場合と同じ点の冷媒状態を表す。図５
と同様に、点ＡからＥに至る冷媒の温度と蓄冷剤２５の
温度の差が、大きいことがわかる。この結果、蓄冷槽用
熱交換器２１で冷媒を確実に凝縮液化させることができ
る。

【００２３】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転の
他の実施例について説明する。図９に、室温の変化パタ
−ンと圧縮機１、液ポンプ２２の制御タイムチャ−トを
示す。図９で、パタ−ン１の場合には、室温が低下し第
１設定値以下になると圧縮機が停止される。室温がさら
に低下し第２設定値以下になると、液ポンプ２２が停止
される。冷房負荷が存在する場合に圧縮機１、液ポンプ
２２が停止されると室温が上昇し、第２設定値以上にな
ると液ポンプ２２が運転され、室温が低下する。室温が
第２設定値以下になると再び液ポンプ２２が停止され、
以降液ポンプ２２のオン，オフが繰り返される。図９に
は図示していないが冷房負荷が非常に小さい場合には液
ポンプをも停止する。つぎに、パタ−ン２はパタ−ン１
の場合より冷房負荷が大きい場合であり、室温が低下し
第１設定値以下になると圧縮機が停止される、室温が上
昇し第１設定値以上になると再び圧縮機１が運転され、
以降圧縮機のオン，オフが繰り返される。

【００２４】次に、通常の冷却運転では、以下のように
冷媒が循環する。図１において、冷媒は、圧縮機１、四
方弁２、熱源側熱交換器３、制御弁６、開閉弁１１、利
用側熱交換器１０、四方弁２、アキュムレ−タ５、圧縮
機１の順に循環し、利用側熱交換器１０が蒸発器となり
冷却運転が行われる。

【００２５】また、暖房運転では、以下のように冷媒が
循環する。図１において、冷媒は、圧縮機１、四方弁
２、利用側熱交換器１０、開閉弁１１、制御弁６、熱源
側熱交換器３、四方弁２、アキュムレ−タ５、圧縮機１
の順に循環し、利用側熱交換器１０が凝縮器となり暖房
運転が行われる。本発明によれば、蓄冷槽用熱交換器２
１が圧縮機吸入側に接続されているので、蓄冷槽用熱交
換器２１内に冷媒が溜ることがなく安定した運転が可能
である。

【００２６】以上、図１の冷凍サイクルについて各運転
モ−ドを説明したが、次に他の冷凍サイクルの実施例に
ついて説明する。

【００２７】図１０は、蓄冷利用運転で蓄冷用熱交換器
での冷媒の凝縮を促進する方法の実施例である。図１０
と図１で同じ記号は同じ構成要素を表す。また図１０
で、４２は圧縮機１の吐出側と吸入側を連通するバイパ
ス管を開閉する開閉弁である。以下に各運転モ−ドの冷
媒の流れを説明する。◆まず、蓄冷運転時には、圧縮機
１から吐出された冷媒は四方弁２、熱源側熱交換器３で
凝縮、過冷却し、制御弁６で減圧されて低温となり、開
閉弁２４を通り、蓄冷槽用熱交換器２１で蓄冷剤２５と
熱交換してガス化し、アキュムレ−タ５を通り圧縮機１
に吸入される。

【００２８】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転で
は、圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁２、熱源側熱
交換器３で凝縮、過冷却し、制御弁６で減圧されて低温
となり、蓄冷槽用熱交換器２１、冷媒液ポンプ２２から
供給される冷媒と合流し利用側熱交換器１０に供給され
る。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換しガスとな
った冷媒は、四方弁２、アキュムレ−タ５に流入し、一
部は蓄冷槽用熱交換器２１で、蓄冷剤２５と熱交換して
液化し、冷媒液ポンプ２２に吸入される。一方残りの冷
媒は圧縮機１に吸入される。ここで、蓄冷槽用熱交換器
２１内の冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差
が小さくなったときには、開閉弁４２を開けて圧縮機か
ら吐出された冷媒ガスの一部を低圧側に流し、低圧圧力
を上昇させて冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度と
の差を大きく保つようにする。これにより、アキュムレ
−タ５から蓄冷槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒
を確実に凝縮液化させることができる。また、蓄冷剤２
５として不凍液例えばエチレングリコ−ルの水溶液を用
いると、凍結温度が低くなり、冷媒の飽和温度と蓄冷剤
２５の凍結温度との差が大きくなって、アキュムレ−タ
５から蓄冷槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒をさ
らに確実に凝縮液化させることができる。エチレングリ
コ−ルの場合、エチレングリコ−ルが約２３％で−１０
℃程度の凍結温度が得られる。

【００２９】次に、液ポンプ単独蓄冷利用運転では、冷
媒は蓄冷槽用熱交換器２１で凝縮、液化し、冷媒液ポン
プ２２により、開閉弁１１を介して利用側熱交換器１０
に供給される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換
しガスとなった冷媒は四方弁２、アキュムレ−タ５を通
り蓄冷槽用熱交換器２１に戻る。この運転においても蓄
冷剤２５として不凍液例えばエチレングリコ−ルの水溶
液を用いると、凍結温度が低くなり、冷媒の飽和温度と
蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きくしてアキュムレ−
タ２から蓄冷槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒を
確実に凝縮液化できる。

【００３０】通常の冷却運転では、冷媒は、圧縮機１、
四方弁２、利用側熱交換器１０、開閉弁１１、制御弁
６、熱源側熱交換器３、四方弁２、アキュムレ−タ５、
圧縮機１の順に循環し、利用側熱交換器１０が蒸発器と
なり冷却運転が行われる。また、暖房運転では、冷媒は
圧縮機１、四方弁２、熱源側熱交換器３、制御弁６、開
閉弁１１、利用側熱交換器１０、四方弁２、アキュムレ
−タ５、圧縮機１の順に循環し、利用側熱交換器１０が
凝縮器となり暖房運転が行われる。ここで、本実施例に
よれば、蓄冷用熱交換器２１は圧縮機１の吸入側と連通
しているため暖房運転時に蓄冷用熱交換器２１内に冷媒
が液として溜ることがなく、安定した暖房運転が可能で
ある。

【００３１】図１１にさらに他の実施例を示す。図１１
と図１で同じ記号は同じ構成要素を表す。また、図１１
で、４３は圧縮機１の吸入側に設けた冷媒制御弁を表
す。以下、各運転モ−ドの冷媒の流れを説明する。◆ま
ず、蓄冷運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒は四
方弁２、熱源側熱交換器３で凝縮、過冷却し、制御弁６
で減圧されて低温となり、開閉弁２４を通り、蓄冷槽用
熱交換器２１で、蓄冷剤２５と熱交換してガス化し、ア
キュムレ−タ２を通り圧縮機１に吸入される。ここで、
冷媒制御弁４３の開度は全開に設定されている。

【００３２】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転で
は、圧縮機１から吐出された冷媒は四方弁２、熱源側熱
交換器３で凝縮、過冷却し、制御弁６で減圧されて低温
となり、蓄冷槽用熱交換器２１を経て、冷媒液ポンプ２
２から供給される冷媒と合流し利用側熱交換器１０に供
給される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換しガ
スとなった冷媒は、四方弁２、次いでアキュムレ−タ５
に流入し、一部は蓄冷槽用熱交換器２１で、蓄冷剤２５
と熱交換して液化し、冷媒液ポンプ２２に吸入される。
一方残りの冷媒は圧縮機１に吸入される。ここで、蓄冷
槽用熱交換器２１内の冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍
結温度との差が小さくなると、冷媒制御弁４３の開度を
小さくして、アキュムレ−タ２を含む低圧側の圧力を上
昇させる。これにより、蓄冷槽用熱交換器２１内の冷媒
の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きく保
ち、アキュムレ−タ２から蓄冷槽用熱交換器２１に供給
されるガス冷媒を確実に凝縮液化できる。

【００３３】液ポンプ単独蓄冷利用運転では、冷媒は蓄
冷槽用熱交換器２１で凝縮、液化し、冷媒液ポンプ２２
により、開閉弁１１を介して利用側熱交換器１０に供給
される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換しガス
となった冷媒は四方弁２、アキュムレ−タ５を通り蓄冷
槽用熱交換器２１に戻る。この運転でも蓄冷剤２５とし
て不凍液例えばエチレングリコ−ルの水溶液を用いる
と、凍結温度が低くなり、冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５
の凍結温度との差も大きくなって、アキュムレ−タ２か
ら蓄冷槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒を確実に
凝縮液化できる。

【００３４】次に、通常の冷却運転では、冷媒は、圧縮
機１、熱源側熱交換器３、制御弁６、開閉弁１１、利用
側熱交換器１０、四方弁２、アキュムレ−タ５、冷媒制
御弁４３、圧縮機１の順に循環し、利用側熱交換器１０
が蒸発器となり冷却運転が行われる。ここで、冷媒制御
弁３０の開度は全開に設定される。また、暖房運転で
は、冷媒は圧縮機１、四方弁２、熱源側熱交換器３、制
御弁６、開閉弁１１、利用側熱交換器１０、四方弁２、
アキュムレ−タ５、圧縮機１の順に循環し、利用側熱交
換器１０が凝縮器となり暖房運転が行われる。

【００３５】図１２に蓄熱を可能とした実施例を示す。
図１２と図１で同じ記号は同じ構成要素を表し、また、
４０、４１は開閉弁、４２は減圧装置である。蓄冷運
転、蓄冷利用運転、冷却運転、暖房運転の各運転につい
ては、作用が図１の場合とほぼ同じであるので説明を省
略する。

【００３６】そこで、蓄熱運転について、図１３により
説明する。蓄熱運転では、冷媒は、太い線で示す配管系
を矢印のように、圧縮機１、四方弁２、蓄冷槽用熱交換
器２１、開閉弁２４、制御弁６、熱源側熱交換器３、四
方弁２、アキュムレ−タ５、圧縮機１の順に循環し、蓄
冷槽用熱交換器２１が凝縮器となり蓄熱が行われる。こ
こで、蓄熱量については、温度センサ３５により検出さ
れる温度が、所定値になった時点で完了するように制御
する。

【００３７】次に、蓄熱利用暖房運転について図１４に
より説明する。冷媒は、太い線で示す配管系を矢印のよ
うに、すなわち、圧縮機１、四方弁２を通り、利用側熱
交換器１０で凝縮して、開閉弁１２を通り、次に、一方
は熱源側熱交換器３で蒸発して四方弁２、キュムレ−タ
５に戻り、他方は、蓄冷槽用熱交換器２１で蒸発してア
キュムレ−タ５に戻り圧縮機１に吸入される。この運転
モードでは冷槽用熱交換器２１と熱源側熱交換器３で熱
を汲み上げるために暖房能力が大幅に増大し、早朝にお
いても、室温を速やかに立ち上げることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、蓄冷を利用する運転シ
ステムに冷媒液ポンプを用いるので、蓄冷利用時の大幅
な省電力化が可能である。また、蓄冷剤として水より凍
結温度が低い液体を用いるので、蓄冷を利用する運転時
に蓄冷槽内熱交換器で冷媒を確実に凝縮させることがで
き、安定した運転が可能である。◆さらに、蓄冷を利用
する運転システムに蓄冷槽内熱交換器の冷媒圧力を上昇
させる手段を設けているので、蓄冷槽内熱交換器で冷媒
を確実に凝縮させることができ、安定した運転が可能で
ある。◆また、本発明の冷凍サイクルにおいては暖房運
転が可能であり、冬季に室温を上昇させる運転ができ使
い勝手が非常によくなるとともに、暖房時にも蓄熱を可
能としたことにより、暖房時の室温立上り特性が改善さ
れ快適な暖房が可能である。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の冷凍サイクル系統図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の蓄冷運転モ−ド図である。

【図３】本発明の一実施例の蓄冷運転の制御フロ−図で
ある。

【図４】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転モ−ド図である。

【図５】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転の運転状態図である。

【図６】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転時の運転状態図である。

【図７】本発明の一実施例の液ポンプ単独蓄冷利用運転
モ−ド図である。

【図８】本発明の一実施例の液ポンプ単独蓄冷利用運転
時の運転状態図である。

【図９】本発明の一実施例の室温制御例である。

【図１０】本発明の冷凍サイクルの他の実施例である。

【図１１】本発明の冷凍サイクルの他の実施例である。

【図１２】本発明のさらに他の実施例で蓄熱可能な冷凍
サイクルである。

【図１３】本発明のさらに他の実施例の蓄熱運転モ−ド
である。

【図１４】本発明のさらに他の実施例の蓄熱利用運転モ
−ドである。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…四方弁、３…熱源側熱交換器、４…熱
源側熱交換器用送風機、５…アキュムレ−タ、６…冷媒
制御弁 １０…利用側熱交換器、１１…開閉弁 ２０…蓄冷槽、２１…蓄冷槽内熱交換器、２２…冷媒液
ポンプ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機と熱源側熱交換器と冷媒減圧装置と
   利用側熱交換器と四方弁とアキュムレータとを順次接続
   して形成された冷凍サイクルにおいて、蓄冷用熱交換器
   及び蓄冷剤を内部に有する蓄冷槽と冷媒液ポンプとを直
   列に接続し、その一端を前記アキュムレータに、その他
   端を前記冷媒減圧装置と前記利用側熱交換器間に接続し
   たことを特徴とする冷凍サイクル。
2. 【請求項２】圧縮機と熱源側熱交換器と冷媒減圧装置と
   利用側熱交換器と四方弁とアキュムレータとを順次接続
   して形成された冷凍サイクルにおいて、蓄冷用熱交換器
   及び蓄冷剤を内部に有する蓄冷槽と冷媒液ポンプとを直
   列に接続し、その一端を前記アキュムレータに、その他
   端を前記冷媒減圧装置と前記熱源側熱交換器を間に接続
   したことを特徴とする冷凍サイクル。
3. 【請求項３】前記蓄冷剤として水より凍結温度が低い液
   体を用いたことを特徴とする請求項１または２記載の冷
   凍サイクル。
4. 【請求項４】前記圧縮機の出口側と入口側とを弁を介し
   て接続してバイパス流路を形成したことを特徴とする請
   求項１または２記載の冷凍サイクル。
5. 【請求項５】前記圧縮機の入口側に冷媒制御弁を設けた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の冷凍サイク
   ル。
6. 【請求項６】圧縮機と熱源側熱交換器と冷媒減圧装置と
   利用側熱交換器と四方弁とアキュムレータとを順次接続
   して形成された冷凍サイクルにおいて、蓄冷用熱交換器
   及び蓄冷剤を内部に有する蓄冷槽と冷媒液ポンプとを直
   列に接続し、その一端側を分岐してその一方を前記アキ
   ュムレータに他方を前記四方弁と前記利用側熱交換器間
   に、その他端を前記冷媒減圧装置と前記利用側熱交換器
   を間に夫々接続したことを特徴とする冷凍サイクル。
7. 【請求項７】圧縮機と熱源側熱交換器と冷媒減圧装置と
   利用側熱交換器と四方弁とアキュムレータとを順次接続
   して形成された冷凍サイクルにおいて、蓄冷用熱交換器
   及び蓄冷剤を内部に有する蓄冷槽と冷媒液ポンプとを直
   列に接続し、その一端側を分岐してその一方を前記アキ
   ュムレータに他方を前記四方弁と前記アキュムレータ間
   に、その他端を前記冷媒減圧装置と前記利用側熱交換器
   間に夫々接続したことを特徴とする冷凍サイクル。
8. 【請求項８】前記蓄冷剤として水より凍結温度が低い液
   体を用いたことを特徴とする請求項６または７記載の冷
   凍サイクル。
9. 【請求項９】前記圧縮機の出口側と前記四方弁間と、前
   記アキュムレータと前記四方弁間を弁を介して接続して
   バイパス流路を形成したことを特徴とする請求項６また
   は７記載の冷凍サイクル。
10. 【請求項１０】前記圧縮機の入口側に冷媒制御弁を設け
    たことを特徴とする請求項６または７記載の冷凍サイク
    ル。