JPH11211259A - 蓄熱式ヒートポンプ空気調和機 - Google Patents
蓄熱式ヒートポンプ空気調和機Info
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- JPH11211259A JPH11211259A JP862898A JP862898A JPH11211259A JP H11211259 A JPH11211259 A JP H11211259A JP 862898 A JP862898 A JP 862898A JP 862898 A JP862898 A JP 862898A JP H11211259 A JPH11211259 A JP H11211259A
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- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】蓄熱時のアンバランスを解消し安定した運転を
行なう蓄熱式ヒートポンプ空気調和機を提供すること。 【解決手段】圧縮機３から吐出された冷媒を、四方弁
４、室外熱交換器５、減圧機構７ａ、蓄熱熱交換器１
０、四方弁４、圧縮機３と順次循環させて、蓄熱槽９に
て蓄熱を行なう冷媒循環回路（１）と、前記蓄熱槽９内
の蓄熱された蓄熱材を室内機（２０）に循環させる蓄熱
材循環回路２とからなる蓄熱式ヒートポンプ空調機にお
いて、前記蓄熱材循環回路２に、前記蓄熱熱交換器１０
と並列に補助熱交換器１１を設けた。
行なう蓄熱式ヒートポンプ空気調和機を提供すること。 【解決手段】圧縮機３から吐出された冷媒を、四方弁
４、室外熱交換器５、減圧機構７ａ、蓄熱熱交換器１
０、四方弁４、圧縮機３と順次循環させて、蓄熱槽９に
て蓄熱を行なう冷媒循環回路（１）と、前記蓄熱槽９内
の蓄熱された蓄熱材を室内機（２０）に循環させる蓄熱
材循環回路２とからなる蓄熱式ヒートポンプ空調機にお
いて、前記蓄熱材循環回路２に、前記蓄熱熱交換器１０
と並列に補助熱交換器１１を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式ヒートポン
プ空気調和機に関する。
プ空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の冷凍サイクルの回路図で
ある。この種の冷凍サイクルは、例えば特開昭５８−１
５０７７９号公報に開示されている。この従来の冷凍サ
イクルは、太陽電池または商用電源を電源とする冷暖房
機３３と蓄熱槽３５を備え、蓄熱媒体をポンプ３６で直
接室内機であるファンコイルユニット３７へ循環させて
いる。
ある。この種の冷凍サイクルは、例えば特開昭５８−１
５０７７９号公報に開示されている。この従来の冷凍サ
イクルは、太陽電池または商用電源を電源とする冷暖房
機３３と蓄熱槽３５を備え、蓄熱媒体をポンプ３６で直
接室内機であるファンコイルユニット３７へ循環させて
いる。
【０００３】本回路では、例えば商用電源を使用して、
夜間に冷房運転と氷等を作製するための蓄熱運転とを同
時に行なう場合、蓄熱のため蓄熱材の温度を低下させつ
つ、空調を行なう必要がある。しかし、空調後蓄熱槽３
５に戻ってくる水等の温度が高くなることから、蓄熱槽
３５内に温度分布が生じ、均一な氷生成が難しい。
夜間に冷房運転と氷等を作製するための蓄熱運転とを同
時に行なう場合、蓄熱のため蓄熱材の温度を低下させつ
つ、空調を行なう必要がある。しかし、空調後蓄熱槽３
５に戻ってくる水等の温度が高くなることから、蓄熱槽
３５内に温度分布が生じ、均一な氷生成が難しい。
【０００４】夏の午前中など、蓄熱完了後に蓄熱熱変換
器３４表面に生成した氷等の蓄熱材を温存しながら空調
を行なう場合、蓄熱材を介するため熱抵抗が増大し、効
率が悪化する。また、空調後の高くなる戻り水温のた
め、蓄熱槽３５内の蓄熱材に温度分布が存在することか
ら、均一な氷を温存しておくことは難しい。また、蓄熱
未実施の場合の空調立ち上がり時などには、蓄熱槽３５
内の蓄熱材全体の温度を変える必要があり、立ち上がり
に時間がかかる。
器３４表面に生成した氷等の蓄熱材を温存しながら空調
を行なう場合、蓄熱材を介するため熱抵抗が増大し、効
率が悪化する。また、空調後の高くなる戻り水温のた
め、蓄熱槽３５内の蓄熱材に温度分布が存在することか
ら、均一な氷を温存しておくことは難しい。また、蓄熱
未実施の場合の空調立ち上がり時などには、蓄熱槽３５
内の蓄熱材全体の温度を変える必要があり、立ち上がり
に時間がかかる。
【０００５】さらに、給湯用として太陽エネルギーを利
用して温水を製造しているが、湯温が天候により大きく
左右されると、冷媒回路や蓄熱材回路の他に給湯用の補
助熱源２７や太陽熱の集熱器２１等が必要になり、設備
費用が増大する。
用して温水を製造しているが、湯温が天候により大きく
左右されると、冷媒回路や蓄熱材回路の他に給湯用の補
助熱源２７や太陽熱の集熱器２１等が必要になり、設備
費用が増大する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の冷凍サ
イクルでは、次のような問題点があった。 （１）夜間の氷等を用いた潜熱蓄熱運転と空調運転を同
時に実施する場合、空調後の高くなった蓄熱槽への戻り
水温のため、槽内に温度分布が生じ氷等の厚みが均一で
なくアンバランスであるまま成長する。このため、蓄熱
を利用した空調運転時には、蓄熱槽内で蓄熱材のバイパ
ス回路が生じて、蓄熱材が残存しているにも拘らず、蓄
熱槽からの出口温度が高くなり、空調できないといった
不具合が生じる。 （２）負荷に見合った蓄熱量を確保するには、一定量以
上の蓄熱槽容量が必要である。その結果、通常の空調運
転では蓄熱槽内を含め、系内の蓄熱材全量の温度を変え
る必要があるため、空調の立ち上がりに長時間を要す
る。また、夜間に製造した氷等の潜熱蓄熱材は、電力ピ
ーク時間帯である午後１時頃まで温存しておく必要があ
る。しかし、午前中に空調運転を実施し蓄熱槽内に蓄熱
材の流れを形成すると、氷等の潜熱蓄熱材の一部または
全てが融解するか、もしくはアンバランスが生じ、蓄熱
を利用した空調運転時に蓄熱槽内で蓄熱材のバイパス回
路が生じる。 （３）夜間は、蓄熱運転と空調運転を同時に実施する必
要がある。例えば、蓄熱材として氷を用いた場合には、
氷を製造するための蓄熱熱交換器の蒸発温度は０℃以下
が必要である。しかし空調用の蒸発温度は、氷結を避け
るため０℃以上が必要であり、同一冷媒回路で異なる蒸
発温度が必要になってくる。 （４）蓄熱時は、蓄熱槽内の蓄熱熱交換器を使用してい
たが、高温水を作る等の顕熱蓄熱時は蓄熱槽内が自然対
流であるため、熱交換率が低い。 （５）太陽熱を利用することから、天候や季節により性
能が大きく左右され、均一な給湯温度や量が得られず、
また、太陽熱集熱器が必要となってくることから、価格
がアップする不具合が生じる。 本発明の目的は、蓄熱時のアンバランスを解消し安定し
た運転を行なう蓄熱式ヒートポンプ空気調和機を提供す
ることにある。
イクルでは、次のような問題点があった。 （１）夜間の氷等を用いた潜熱蓄熱運転と空調運転を同
時に実施する場合、空調後の高くなった蓄熱槽への戻り
水温のため、槽内に温度分布が生じ氷等の厚みが均一で
なくアンバランスであるまま成長する。このため、蓄熱
を利用した空調運転時には、蓄熱槽内で蓄熱材のバイパ
ス回路が生じて、蓄熱材が残存しているにも拘らず、蓄
熱槽からの出口温度が高くなり、空調できないといった
不具合が生じる。 （２）負荷に見合った蓄熱量を確保するには、一定量以
上の蓄熱槽容量が必要である。その結果、通常の空調運
転では蓄熱槽内を含め、系内の蓄熱材全量の温度を変え
る必要があるため、空調の立ち上がりに長時間を要す
る。また、夜間に製造した氷等の潜熱蓄熱材は、電力ピ
ーク時間帯である午後１時頃まで温存しておく必要があ
る。しかし、午前中に空調運転を実施し蓄熱槽内に蓄熱
材の流れを形成すると、氷等の潜熱蓄熱材の一部または
全てが融解するか、もしくはアンバランスが生じ、蓄熱
を利用した空調運転時に蓄熱槽内で蓄熱材のバイパス回
路が生じる。 （３）夜間は、蓄熱運転と空調運転を同時に実施する必
要がある。例えば、蓄熱材として氷を用いた場合には、
氷を製造するための蓄熱熱交換器の蒸発温度は０℃以下
が必要である。しかし空調用の蒸発温度は、氷結を避け
るため０℃以上が必要であり、同一冷媒回路で異なる蒸
発温度が必要になってくる。 （４）蓄熱時は、蓄熱槽内の蓄熱熱交換器を使用してい
たが、高温水を作る等の顕熱蓄熱時は蓄熱槽内が自然対
流であるため、熱交換率が低い。 （５）太陽熱を利用することから、天候や季節により性
能が大きく左右され、均一な給湯温度や量が得られず、
また、太陽熱集熱器が必要となってくることから、価格
がアップする不具合が生じる。 本発明の目的は、蓄熱時のアンバランスを解消し安定し
た運転を行なう蓄熱式ヒートポンプ空気調和機を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和
機は以下の如く構成されている。 （１）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は、圧縮
機から吐出された冷媒を、四方弁、室外熱交換器、減圧
機構、蓄熱熱交換器、四方弁、圧縮機と順次循環させ
て、蓄熱槽にて蓄熱を行なう冷媒循環回路と、前記蓄熱
槽内の蓄熱された蓄熱材を室内機に循環させる蓄熱材循
環回路とからなる蓄熱式ヒートポンプ空調機において、
前記蓄熱材循環回路に、前記蓄熱熱交換器と並列に補助
熱交換器を設けた。 （２）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）に記載の空気調和機であり、かつ前記蓄熱材循環
回路に、前記蓄熱槽をバイパスする第１のバイパス回路
を設け、蓄熱材経路を、前記蓄熱槽をバイパスして循環
ポンプ、前記室内機、前記補助熱交換器、切換弁、前記
第１のバイパス回路、前記循環ポンプとすることを可能
とした。 （３）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）または（２）に記載の空気調和機であり、かつ前
記補助熱交換器の冷房時出口側に減圧機構を設けた。 （４）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）乃至（３）のいずれかに記載の空気調和機であ
り、かつ前記蓄熱材循環経路に、前記室内機をバイパス
する第２のバイパス回路を設け、蓄熱材経路を、前記蓄
熱槽、循環ポンプ、切換弁、前記第２のバイパス回路、
前記蓄熱槽とすることを可能とした。 （５）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）乃至（４）のいずれかに記載の空気調和機であ
り、かつ前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記四方弁
の間の吐出管から分岐させ、操作弁を経て給湯槽の水と
熱交換するための給湯用熱交換器に入れ、操作弁を経て
室外機の熱交換器出口側配管に戻す冷媒回路を設けた。
達成するために、本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和
機は以下の如く構成されている。 （１）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は、圧縮
機から吐出された冷媒を、四方弁、室外熱交換器、減圧
機構、蓄熱熱交換器、四方弁、圧縮機と順次循環させ
て、蓄熱槽にて蓄熱を行なう冷媒循環回路と、前記蓄熱
槽内の蓄熱された蓄熱材を室内機に循環させる蓄熱材循
環回路とからなる蓄熱式ヒートポンプ空調機において、
前記蓄熱材循環回路に、前記蓄熱熱交換器と並列に補助
熱交換器を設けた。 （２）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）に記載の空気調和機であり、かつ前記蓄熱材循環
回路に、前記蓄熱槽をバイパスする第１のバイパス回路
を設け、蓄熱材経路を、前記蓄熱槽をバイパスして循環
ポンプ、前記室内機、前記補助熱交換器、切換弁、前記
第１のバイパス回路、前記循環ポンプとすることを可能
とした。 （３）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）または（２）に記載の空気調和機であり、かつ前
記補助熱交換器の冷房時出口側に減圧機構を設けた。 （４）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）乃至（３）のいずれかに記載の空気調和機であ
り、かつ前記蓄熱材循環経路に、前記室内機をバイパス
する第２のバイパス回路を設け、蓄熱材経路を、前記蓄
熱槽、循環ポンプ、切換弁、前記第２のバイパス回路、
前記蓄熱槽とすることを可能とした。 （５）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機は上記
（１）乃至（４）のいずれかに記載の空気調和機であ
り、かつ前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記四方弁
の間の吐出管から分岐させ、操作弁を経て給湯槽の水と
熱交換するための給湯用熱交換器に入れ、操作弁を経て
室外機の熱交換器出口側配管に戻す冷媒回路を設けた。
【０００８】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態に係る蓄熱式ヒートポンプ空気
調和機の冷凍サイクルを示す回路図である。冷媒回路１
上の室外機側Ａは、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器
５、アキュームレータ１２、操作弁１４、逆止弁６ａ、
絞り機構７ａで構成されている。冷媒回路１上の蓄熱槽
側Ｂは、蓄熱槽９、蓄熱熱交換器１０、二方弁８ａ，８
ｂ，８ｃ、絞り機構７ｂ，７ｃ，７ｄ、逆止弁６ｂ，６
ｃ，６ｄ、補助熱交換器１１で構成されている。さらに
蓄熱材循環回路２上に、ポンプ１３ａ、三方弁１５ａ，
１５ｂ、第１の蓄熱材バイパス回路１６ａ，第２の蓄熱
材バイパス回路１６ｂが設けられているとともに、空調
用室内機の室内熱交換器２０が接続されている。
発明の第１の実施の形態に係る蓄熱式ヒートポンプ空気
調和機の冷凍サイクルを示す回路図である。冷媒回路１
上の室外機側Ａは、圧縮機３、四方弁４、室外熱交換器
５、アキュームレータ１２、操作弁１４、逆止弁６ａ、
絞り機構７ａで構成されている。冷媒回路１上の蓄熱槽
側Ｂは、蓄熱槽９、蓄熱熱交換器１０、二方弁８ａ，８
ｂ，８ｃ、絞り機構７ｂ，７ｃ，７ｄ、逆止弁６ｂ，６
ｃ，６ｄ、補助熱交換器１１で構成されている。さらに
蓄熱材循環回路２上に、ポンプ１３ａ、三方弁１５ａ，
１５ｂ、第１の蓄熱材バイパス回路１６ａ，第２の蓄熱
材バイパス回路１６ｂが設けられているとともに、空調
用室内機の室内熱交換器２０が接続されている。
【０００９】冷媒回路１及び蓄熱材循環回路２の動作
は、以下の通りとなる。蓄熱槽９に蓄熱された蓄熱材を
利用して空調を行なう場合には、室外機側Ａは動作せ
ず、蓄熱材循環回路２で、熱交換が行なわれ空調され
る。蓄熱槽９内の蓄熱材は、ポンプ１３ａによって吸
入、加圧されて、吐出し室内熱交換器２０へ進む。室内
熱交換器２０では、冷房時は、冷水等の蓄熱材が流れる
ため、吸熱して蓄熱材の温度が上昇する。暖房時は、温
水等の蓄熱材が流れるため放熱して蓄熱材の温度が下降
する。室内機で温度変化した蓄熱材は補助熱交換器１１
を通過し、蓄熱槽９へ戻る。
は、以下の通りとなる。蓄熱槽９に蓄熱された蓄熱材を
利用して空調を行なう場合には、室外機側Ａは動作せ
ず、蓄熱材循環回路２で、熱交換が行なわれ空調され
る。蓄熱槽９内の蓄熱材は、ポンプ１３ａによって吸
入、加圧されて、吐出し室内熱交換器２０へ進む。室内
熱交換器２０では、冷房時は、冷水等の蓄熱材が流れる
ため、吸熱して蓄熱材の温度が上昇する。暖房時は、温
水等の蓄熱材が流れるため放熱して蓄熱材の温度が下降
する。室内機で温度変化した蓄熱材は補助熱交換器１１
を通過し、蓄熱槽９へ戻る。
【００１０】蓄熱材を利用した空調を行なう場合には、
室外機を使用しないため、補助熱交換器１１での熱交換
は行なわれない。室内機で熱交換されるため、冷房時の
蓄熱材温度は蓄熱槽９の出口より戻り口の方が高くな
り、暖房時は蓄熱槽９の出口より戻り口の方が低くなる
ことで、蓄熱槽９内の蓄熱量が次第に減少する。蓄熱槽
９内に蓄熱された蓄熱材を温存しながら空調を行なう場
合や蓄熱されていないときに空調を行なう場合には、室
外機を運転する必要がある。このときの冷媒回路１の動
作は以下の通りとなる。
室外機を使用しないため、補助熱交換器１１での熱交換
は行なわれない。室内機で熱交換されるため、冷房時の
蓄熱材温度は蓄熱槽９の出口より戻り口の方が高くな
り、暖房時は蓄熱槽９の出口より戻り口の方が低くなる
ことで、蓄熱槽９内の蓄熱量が次第に減少する。蓄熱槽
９内に蓄熱された蓄熱材を温存しながら空調を行なう場
合や蓄熱されていないときに空調を行なう場合には、室
外機を運転する必要がある。このときの冷媒回路１の動
作は以下の通りとなる。
【００１１】圧縮機３で高圧高温となった冷媒ガスは、
四方弁４を通って室外熱交換器５に入り、凝縮、液化す
る。その後、逆止弁６ａ、操作弁１４、二方弁８ａを通
って、絞り機構７ｄで膨脹して低圧となり、補助熱交換
器１１で、蓄熱材と熱交換して、蒸発し低圧のガスとな
る。その後、二方弁８ｄ、操作弁１４、四方弁４を通っ
てアキュムレータ１２に入り、圧縮機３に戻る。このと
きの蓄熱材循環回路２の動作は次の通りである。
四方弁４を通って室外熱交換器５に入り、凝縮、液化す
る。その後、逆止弁６ａ、操作弁１４、二方弁８ａを通
って、絞り機構７ｄで膨脹して低圧となり、補助熱交換
器１１で、蓄熱材と熱交換して、蒸発し低圧のガスとな
る。その後、二方弁８ｄ、操作弁１４、四方弁４を通っ
てアキュムレータ１２に入り、圧縮機３に戻る。このと
きの蓄熱材循環回路２の動作は次の通りである。
【００１２】補助熱交換器１１で、冷媒と熱交換して低
温となった蓄熱材は、三方弁１５ａを通って、第１の蓄
熱材バイパス回路１６ａに入りポンプ１３ａへ進み室内
熱交換器２０で熱交換し、温度が上昇した後、補助熱交
換器１１に戻る。このような回路を構成することで、蓄
熱槽９内の蓄熱された蓄熱材の有無や、蓄熱槽９の容量
に拘らず、安定した空調を行なうことができる。また夜
間に、冷房と蓄熱（氷等の作製）を同時に行なう場合に
は、冷媒回路１では、冷媒が室外熱交換器５で凝縮、液
化し、逆止弁６ａ、操作弁１４を通った後、補助熱交換
器１１と蓄熱熱交換器１０に分配される。蓄熱熱交換器
１０では、氷等が潜熱蓄熱され、補助熱交換器１１では
空調のために冷媒が蒸発して熱交換される。
温となった蓄熱材は、三方弁１５ａを通って、第１の蓄
熱材バイパス回路１６ａに入りポンプ１３ａへ進み室内
熱交換器２０で熱交換し、温度が上昇した後、補助熱交
換器１１に戻る。このような回路を構成することで、蓄
熱槽９内の蓄熱された蓄熱材の有無や、蓄熱槽９の容量
に拘らず、安定した空調を行なうことができる。また夜
間に、冷房と蓄熱（氷等の作製）を同時に行なう場合に
は、冷媒回路１では、冷媒が室外熱交換器５で凝縮、液
化し、逆止弁６ａ、操作弁１４を通った後、補助熱交換
器１１と蓄熱熱交換器１０に分配される。蓄熱熱交換器
１０では、氷等が潜熱蓄熱され、補助熱交換器１１では
空調のために冷媒が蒸発して熱交換される。
【００１３】ここで、氷等が生成される蓄熱熱交換器１
０と空調のための補助熱交換器１１では、必要な蒸発温
度が異なる。蓄熱熱交換器１０では０℃以下、補助熱交
換器１１では氷結防止のため０℃以上が必要になる。こ
のため、補助熱交換器１１の出口に絞り機構７ｃを設け
て再膨脹させることで、蓄熱熱交換器１０の出口圧力と
合わせた。
０と空調のための補助熱交換器１１では、必要な蒸発温
度が異なる。蓄熱熱交換器１０では０℃以下、補助熱交
換器１１では氷結防止のため０℃以上が必要になる。こ
のため、補助熱交換器１１の出口に絞り機構７ｃを設け
て再膨脹させることで、蓄熱熱交換器１０の出口圧力と
合わせた。
【００１４】図２は、当該冷凍サイクルのモリエル線図
である。蓄熱材循環回路２では、蓄熱材が補助熱交換器
１１、第１の蓄熱槽バイパス回路１６ａ、ポンプ１３
ａ、室内熱交換器２０と進み、補助熱交換器１１に戻る
ため、空調後の温度上昇した蓄熱材は、蓄熱槽９に戻ら
ず、蓄熱槽９内に大きな温度分布は生じない。
である。蓄熱材循環回路２では、蓄熱材が補助熱交換器
１１、第１の蓄熱槽バイパス回路１６ａ、ポンプ１３
ａ、室内熱交換器２０と進み、補助熱交換器１１に戻る
ため、空調後の温度上昇した蓄熱材は、蓄熱槽９に戻ら
ず、蓄熱槽９内に大きな温度分布は生じない。
【００１５】高温水をつくるような顕熱蓄熱時には、冷
媒回路１は次の通りとなる。圧縮機３を出た高温高圧の
冷媒ガスは、四方弁４を通って操作弁１４へ進み、蓄熱
熱交換器１０か補助熱交換器１１のいずれか一方、また
は両方で凝縮液化する。ここで使用する熱交換器は、熱
交換量や熱交換器に封入される冷媒量等によって選定す
る。
媒回路１は次の通りとなる。圧縮機３を出た高温高圧の
冷媒ガスは、四方弁４を通って操作弁１４へ進み、蓄熱
熱交換器１０か補助熱交換器１１のいずれか一方、また
は両方で凝縮液化する。ここで使用する熱交換器は、熱
交換量や熱交換器に封入される冷媒量等によって選定す
る。
【００１６】液化した冷媒は、逆止弁６ｂ，６ｄを通
り、操作弁１４を経て絞り機構７ａで膨脹して低圧とな
り、室外熱交換器５で蒸発、ガス化し、四方弁４、アキ
ュームレータ１２を経て圧縮機３に戻る。蓄熱材循環回
路２は、蓄熱熱交換器１０や補助熱交換器１１での熱交
換を向上させるため流動させ、以下の通りとなる。
り、操作弁１４を経て絞り機構７ａで膨脹して低圧とな
り、室外熱交換器５で蒸発、ガス化し、四方弁４、アキ
ュームレータ１２を経て圧縮機３に戻る。蓄熱材循環回
路２は、蓄熱熱交換器１０や補助熱交換器１１での熱交
換を向上させるため流動させ、以下の通りとなる。
【００１７】蓄熱槽９を出た蓄熱材はポンプ１３ａに入
り、三方弁１５ｂを経て第２の蓄熱材バイパス回路１６
ｂに入り、次に補助熱交換器１１、三方弁１５ａを通過
して蓄熱槽９に入る。すなわち蓄熱材が室内機２０に回
ることがないため、放熱ロスが少なく、効率のよい蓄熱
を行なうことができる。
り、三方弁１５ｂを経て第２の蓄熱材バイパス回路１６
ｂに入り、次に補助熱交換器１１、三方弁１５ａを通過
して蓄熱槽９に入る。すなわち蓄熱材が室内機２０に回
ることがないため、放熱ロスが少なく、効率のよい蓄熱
を行なうことができる。
【００１８】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態に係る蓄熱式ヒートポンプ空気調和機の
冷凍サイクルの回路図である。図３において図１と同一
な部分には同一符号を付してある。本第２の実施の形態
は、上記第１の実施の形態に示した空調用蓄熱システム
に加え、給湯も可能としたシステムである。給湯側Ｃ
は、給湯槽１９、ポンプ１３ｂ、給湯用熱交換器１７、
給湯用水回路１８、操作弁１４で構成されている。
２の実施の形態に係る蓄熱式ヒートポンプ空気調和機の
冷凍サイクルの回路図である。図３において図１と同一
な部分には同一符号を付してある。本第２の実施の形態
は、上記第１の実施の形態に示した空調用蓄熱システム
に加え、給湯も可能としたシステムである。給湯側Ｃ
は、給湯槽１９、ポンプ１３ｂ、給湯用熱交換器１７、
給湯用水回路１８、操作弁１４で構成されている。
【００１９】冷媒回路１の動作は、次の通りとなる。圧
縮機３から吐出した高温、高圧の冷媒ガスは、二方弁８
ｆ、操作弁１４を通り、給湯側Ｃの給湯用熱交換器１７
で凝縮、液化し、給湯用水回路１８に放熱して水温を上
昇させる。その後、操作弁１４、逆止弁６ｅを経て絞り
機構７ａで膨脹し低圧となって室外熱交換器５に入り蒸
発し、四方弁４、アキュームレータ１２を通って圧縮機
３に戻る。
縮機３から吐出した高温、高圧の冷媒ガスは、二方弁８
ｆ、操作弁１４を通り、給湯側Ｃの給湯用熱交換器１７
で凝縮、液化し、給湯用水回路１８に放熱して水温を上
昇させる。その後、操作弁１４、逆止弁６ｅを経て絞り
機構７ａで膨脹し低圧となって室外熱交換器５に入り蒸
発し、四方弁４、アキュームレータ１２を通って圧縮機
３に戻る。
【００２０】蓄熱熱交換器１０や補助熱交換器１１に冷
媒が溜り込んでいる場合には、二方弁８ｇを開いて溜り
込んでいる冷媒を低圧となる室外機側Ａへ戻すことがで
きる。給湯用水回路１８では、液化した冷媒ガスが給湯
用熱交換器１７を出た後、給湯槽１９に入り、ポンプ１
３ｂを経て給湯用熱交換器１７に戻り、徐々に水温を上
昇させる。なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。
媒が溜り込んでいる場合には、二方弁８ｇを開いて溜り
込んでいる冷媒を低圧となる室外機側Ａへ戻すことがで
きる。給湯用水回路１８では、液化した冷媒ガスが給湯
用熱交換器１７を出た後、給湯槽１９に入り、ポンプ１
３ｂを経て給湯用熱交換器１７に戻り、徐々に水温を上
昇させる。なお、本発明は上記各実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施でき
る。
【００２１】
【発明の効果】（１）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気
調和機によれば、蓄熱槽内の蓄熱された蓄熱材を室内機
に循環させる循環経路に、空調負荷によって温度上昇し
た蓄熱材の温度を低下させる補助熱交換器を設置してい
る。すなわち、蓄熱材の循環経路に蓄熱熱交換器と並列
に補助熱交換器を配置し、蓄熱材と冷媒の熱交換を実施
することで、空調後の戻り水温を空調機の入口側温度に
近づけることができる。このように蓄熱槽への戻り水温
が入口温度に近くなることから、蓄熱槽内の蓄熱材温度
分布にアンバランスが生じず、氷等の蓄熱材を均一に成
長させることができる。
調和機によれば、蓄熱槽内の蓄熱された蓄熱材を室内機
に循環させる循環経路に、空調負荷によって温度上昇し
た蓄熱材の温度を低下させる補助熱交換器を設置してい
る。すなわち、蓄熱材の循環経路に蓄熱熱交換器と並列
に補助熱交換器を配置し、蓄熱材と冷媒の熱交換を実施
することで、空調後の戻り水温を空調機の入口側温度に
近づけることができる。このように蓄熱槽への戻り水温
が入口温度に近くなることから、蓄熱槽内の蓄熱材温度
分布にアンバランスが生じず、氷等の蓄熱材を均一に成
長させることができる。
【００２２】また、夜間に氷等をつくる蓄熱運転と冷房
空調運転の同時運転を実施しても、補助熱交換器を用い
ることで、空調後の高くなった水温を下げることができ
るので、氷等を均一に成長させることができる。したが
って蓄熱材利用の空調実施時に、氷等の蓄熱材の融解を
均一に行なうことができるため、バイパス回路が生じず
安定した空調用の蓄熱材温度を取り出すことが可能にな
る。 （２）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱槽−循環ポンプ−空調室内機−蓄熱槽からなる
蓄熱材の循環経路に、前記蓄熱槽をバイパスする第１の
バイパス回路と切換弁を設け、前記バイパス回路−前記
循環ポンプ−前記空調室内機−前記バイパス回路の循環
経路を可能としている。すなわち、蓄熱材の循環経路と
して、蓄熱槽をバイパスする第１のバイパス回路を設
け、上記交換器を使用することで、蓄熱槽内の蓄熱材の
温度を維持して空調運転を行なうことが可能になる。ま
た、空調運転立上がり時間を短縮することができるとと
もに、午前中の空調負荷に対して、蓄熱済みの蓄熱材を
午後の電力ピーク負荷時まで温存することが可能にな
る。 （３）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱熱交換器と補助熱交換器を並列に接続した冷媒
回路において、氷蓄熱のような低温蓄熱を行なう場合
に、前記補助熱交換器の出口と前記蓄熱熱交換器との接
続口の間に減圧機構を設けることで、並列に接続された
熱交換器を各々異温度の蒸発温度とすることが可能にな
るため、空調用の補助熱交換器を氷結させることなく、
蓄熱熱交換器で氷等の蓄熱材を成長させることが可能に
なる。すなわち、補助熱交換器の出口に減圧機構を設け
ることで、空調用の補助熱交換器の蒸発温度を０℃以上
とし、蓄熱熱交換器の蒸発温度を０℃以下とする並列蒸
発器での異温度の蒸発温度を作製することが可能にな
る。 （４）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱材循環経路に室内機をバイパスする第２のバイ
パス回路を設けたので、蓄熱運転時に蓄熱材を室内機へ
送らずに流動させることを可能になる。これにより顕熱
蓄熱運転時には、蓄熱槽内の蓄熱材を流動させて、蓄熱
時の熱伝達率を向上でき、また室内機を通さないため放
熱ロスを最小限に抑えることができるとともに、空調用
補助熱交換器の使用も可能になる。よって、顕熱蓄熱運
転時の熱交換量を増大させることができるため、蓄熱完
了までの時間を短縮することができ、効率良く蓄熱運転
を行なうことができる。 （５）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、圧縮機から吐出される高温、高圧の冷媒ガスを給湯
熱交換器に導く冷媒回路を設け、給湯用の熱源とするこ
とで、蓄熱空調用の室外機で夜間電力を利用して給湯を
行なう際、天候等に左右されることなく、効率の良い給
湯運転を行なうことができる。すなわち、圧縮機から吐
出される高温、高圧の冷媒ガスを給湯熱交換器に導く冷
媒回路を設けることで、天候、時間を選ばず、ヒートポ
ンプを利用した効率の良い給湯運転を行なうことができ
る。
空調運転の同時運転を実施しても、補助熱交換器を用い
ることで、空調後の高くなった水温を下げることができ
るので、氷等を均一に成長させることができる。したが
って蓄熱材利用の空調実施時に、氷等の蓄熱材の融解を
均一に行なうことができるため、バイパス回路が生じず
安定した空調用の蓄熱材温度を取り出すことが可能にな
る。 （２）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱槽−循環ポンプ−空調室内機−蓄熱槽からなる
蓄熱材の循環経路に、前記蓄熱槽をバイパスする第１の
バイパス回路と切換弁を設け、前記バイパス回路−前記
循環ポンプ−前記空調室内機−前記バイパス回路の循環
経路を可能としている。すなわち、蓄熱材の循環経路と
して、蓄熱槽をバイパスする第１のバイパス回路を設
け、上記交換器を使用することで、蓄熱槽内の蓄熱材の
温度を維持して空調運転を行なうことが可能になる。ま
た、空調運転立上がり時間を短縮することができるとと
もに、午前中の空調負荷に対して、蓄熱済みの蓄熱材を
午後の電力ピーク負荷時まで温存することが可能にな
る。 （３）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱熱交換器と補助熱交換器を並列に接続した冷媒
回路において、氷蓄熱のような低温蓄熱を行なう場合
に、前記補助熱交換器の出口と前記蓄熱熱交換器との接
続口の間に減圧機構を設けることで、並列に接続された
熱交換器を各々異温度の蒸発温度とすることが可能にな
るため、空調用の補助熱交換器を氷結させることなく、
蓄熱熱交換器で氷等の蓄熱材を成長させることが可能に
なる。すなわち、補助熱交換器の出口に減圧機構を設け
ることで、空調用の補助熱交換器の蒸発温度を０℃以上
とし、蓄熱熱交換器の蒸発温度を０℃以下とする並列蒸
発器での異温度の蒸発温度を作製することが可能にな
る。 （４）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、蓄熱材循環経路に室内機をバイパスする第２のバイ
パス回路を設けたので、蓄熱運転時に蓄熱材を室内機へ
送らずに流動させることを可能になる。これにより顕熱
蓄熱運転時には、蓄熱槽内の蓄熱材を流動させて、蓄熱
時の熱伝達率を向上でき、また室内機を通さないため放
熱ロスを最小限に抑えることができるとともに、空調用
補助熱交換器の使用も可能になる。よって、顕熱蓄熱運
転時の熱交換量を増大させることができるため、蓄熱完
了までの時間を短縮することができ、効率良く蓄熱運転
を行なうことができる。 （５）本発明の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機によれ
ば、圧縮機から吐出される高温、高圧の冷媒ガスを給湯
熱交換器に導く冷媒回路を設け、給湯用の熱源とするこ
とで、蓄熱空調用の室外機で夜間電力を利用して給湯を
行なう際、天候等に左右されることなく、効率の良い給
湯運転を行なうことができる。すなわち、圧縮機から吐
出される高温、高圧の冷媒ガスを給湯熱交換器に導く冷
媒回路を設けることで、天候、時間を選ばず、ヒートポ
ンプを利用した効率の良い給湯運転を行なうことができ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る蓄熱式ヒート
ポンプ空気調和機の冷凍サイクルの回路図。
ポンプ空気調和機の冷凍サイクルの回路図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル
のモリエル線図。
のモリエル線図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る蓄熱式ヒート
ポンプ空気調和機の冷凍サイクルの回路図。
ポンプ空気調和機の冷凍サイクルの回路図。
【図４】従来例に係る冷凍サイクルの回路図。
１…冷媒回路 ２…蓄熱材循環回路 ３…圧縮機 ４…四方弁 ５…室外熱交換器 ６ａ〜６ｄ…逆止弁 ７ａ〜７ｄ…絞り機構（減圧機構） ８ａ〜８ｄ…二方弁 ９…蓄熱槽 １０…蓄熱熱交換器 １１…補助熱交換器 １２…アキュムレータ １３ａ，１３ｂ…ポンプ １４…操作弁 １５ａ，１５ｂ…三方弁 １６ａ…第１の蓄熱材バイパス回路 １６ｂ…第２の蓄熱材バイパス回路 １７…給湯用熱交換器 １８…給湯用水回路 １９…給湯槽 ２０…室内熱交換器 ２１…集熱器 ２２…集熱板 ２３…太陽電池 ２４…ポンプ ２５…第一の蓄熱槽 ２６…給湯水加熱器 ２７…補助熱源 ３０…直流交流変換器 ３１…商用電源 ３２…切換スイッチ ３３…冷暖房機 ３４…室内側熱交換器 ３５…第二の蓄熱槽 ３６…ポンプ ３７…ファンコイルユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々倉 正彦 愛知県西春日井群西枇杷島町字旭町３丁目 １番地 三菱重工業株式会社エアコン製作 所内
Claims (5)
- 【請求項１】圧縮機から吐出された冷媒を、四方弁、室
外熱交換器、減圧機構、蓄熱熱交換器、四方弁、圧縮機
と順次循環させて、蓄熱槽にて蓄熱を行なう冷媒循環回
路と、前記蓄熱槽内の蓄熱された蓄熱材を室内機に循環
させる蓄熱材循環回路とからなる蓄熱式ヒートポンプ空
調機において、 前記蓄熱材循環回路に、前記蓄熱熱交換器と並列に補助
熱交換器を設けたことを特徴とする蓄熱式ヒートポンプ
空気調和機。 - 【請求項２】前記蓄熱材循環回路に、前記蓄熱槽をバイ
パスする第１のバイパス回路を設け、蓄熱材経路を、前
記蓄熱槽をバイパスして循環ポンプ、前記室内機、前記
補助熱交換器、切換弁、前記第１のバイパス回路、前記
循環ポンプとすることを可能としたことを特徴とする請
求項１に記載の蓄熱式ヒートポンプ空気調和機。 - 【請求項３】前記補助熱交換器の冷房時出口側に減圧機
構を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の
蓄熱式ヒートポンプ空気調和機。 - 【請求項４】前記蓄熱材循環経路に、前記室内機をバイ
パスする第２のバイパス回路を設け、蓄熱材経路を、前
記蓄熱槽、循環ポンプ、切換弁、前記第２のバイパス回
路、前記蓄熱槽とすることを可能としたことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄熱式ヒートポン
プ空気調和機。 - 【請求項５】前記圧縮機から吐出された冷媒を、前記四
方弁の間の吐出管から分岐させ、操作弁を経て給湯槽の
水と熱交換するための給湯用熱交換器に入れ、操作弁を
経て室外機の熱交換器出口側配管に戻す冷媒回路を設け
たことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
蓄熱式ヒートポンプ空気調和機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP862898A JPH11211259A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 蓄熱式ヒートポンプ空気調和機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP862898A JPH11211259A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 蓄熱式ヒートポンプ空気調和機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211259A true JPH11211259A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11698226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP862898A Pending JPH11211259A (ja) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | 蓄熱式ヒートポンプ空気調和機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211259A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104632598A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-20 | 广东美的暖通设备有限公司 | 压缩机的控制方法和控制***及地暖*** |
| CN112856634A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 冰蓄冷空调***的控制方法、装置、控制器及*** |
| WO2022183306A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 蔡恩诚 | 易按多用冷热机 |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP862898A patent/JPH11211259A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104632598A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-20 | 广东美的暖通设备有限公司 | 压缩机的控制方法和控制***及地暖*** |
| CN112856634A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 冰蓄冷空调***的控制方法、装置、控制器及*** |
| WO2022183306A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 蔡恩诚 | 易按多用冷热机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050119 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071002 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080408 |