WO2014061133A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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heat exchanger
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雅裕 本田
圭弘 松本
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ダイキン工業株式会社
ダイキン ヨーロッパ エヌ.ヴイ.
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Definitions

  • the present invention includes an air conditioner, and in particular, a refrigerant circuit having a heat storage heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the heat storage material, and allows the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant radiator. It is possible to perform a heat storage operation that stores heat to the heat storage material, and simultaneously perform a heat storage operation and a heating operation that release heat from the heat storage material by causing the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant evaporator during defrosting operation.
  • the present invention relates to an air conditioner.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337657
  • heat storage heat that performs heat exchange between a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, a refrigerant, and a heat storage material.
  • an air conditioner that includes a refrigerant circuit having an exchanger, performs a heat storage operation, and can simultaneously perform a heat storage use operation and a heating operation during a defrosting operation.
  • the heat storage operation is an operation for storing heat to the heat storage material by causing the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant radiator.
  • the defrosting operation is an operation for defrosting the outdoor heat exchanger by causing the outdoor heat exchanger to function as a refrigerant radiator.
  • the heat storage use operation is an operation in which heat is released from the heat storage material by causing the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant evaporator.
  • the heating operation is an operation in which the indoor heat exchanger functions as a refrigerant radiator.
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger required during the defrosting operation with the heat storage operation is the weather conditions (outdoor temperature, humidity, degree of snowfall) of the area where the air conditioner is installed, etc. It depends on. For the difference in defrosting capacity due to such regional weather conditions, we assume the weather conditions that require the most defrosting capacity during defrosting operation with heat storage operation such as in cold regions. It is conceivable to determine the specifications of the heat storage heat exchanger including the capacity of the heat storage material. However, in such a method of determining the specifications of the heat storage heat exchanger, a large-capacity heat storage material is required, which greatly affects the size, weight, and cost of the heat storage heat exchanger. In addition, when installing the air conditioner in a cold region, the specifications of the air conditioner including the heat storage heat exchanger are appropriate, but when installing in a warm region, the air conditioner including the heat storage heat exchanger The specifications will be excessive.
  • An object of the present invention includes a refrigerant circuit having a heat storage heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and a heat storage material, performs heat storage operation, and simultaneously performs heat storage use operation and heating operation during defrosting operation.
  • the heat storage heat exchanger having a specific capacity of the heat storage material can be used in a wide range of areas.
  • An air conditioner includes a refrigerant circuit having a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, and a heat storage heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the heat storage material. Therefore, it is possible to perform the heat storage operation and simultaneously perform the heat storage use operation and the heating operation during the defrosting operation.
  • the heat storage operation is an operation for storing heat to the heat storage material by causing the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant radiator.
  • the defrosting operation is an operation for defrosting the outdoor heat exchanger by causing the outdoor heat exchanger to function as a refrigerant radiator.
  • the heat storage use operation is an operation in which heat is released from the heat storage material by causing the heat storage heat exchanger to function as a refrigerant evaporator.
  • the heating operation is an operation in which the indoor heat exchanger functions as a refrigerant radiator.
  • the defrosting ability of the outdoor heat exchanger is set to the outdoor temperature of the external space where the outdoor heat exchanger is arranged and / or the previous defrosting. It changes based on the outdoor heat exchanger outlet temperature which is the temperature of the refrigerant at the outlet of the outdoor heat exchanger at the end of the operation or the time required for the previous defrosting operation.
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger that needs to be changed according to the weather conditions in the area where the air conditioner is installed, the outdoor temperature and / or the previous time
  • the outdoor heat exchange outlet temperature at the end of the defrosting operation or the time required for the previous defrosting operation is changed.
  • the defrosting capability of the outdoor heat exchanger can be made appropriate according to the weather conditions in the area where the air conditioner is installed.
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger is made appropriate according to the weather conditions of the area where the air conditioner is installed, and the heat storage heat exchanger having a specific capacity of the heat storage material can be used in a wide range of areas. Can respond.
  • the air conditioner according to the second aspect is the air conditioner according to the first aspect, wherein the outdoor temperature and / or the outdoor heat exchange outlet at the end of the previous defrost operation in the defrost operation with the heat storage use operation.
  • the heating capacity of the indoor heat exchanger is reduced while simultaneously performing the heating operation. To do.
  • the heating operation When the heating operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage use operation, a part of the defrosting capability of the outdoor heat exchanger is used as the heating capability of the indoor heat exchanger. At this time, there is a possibility that the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger will be insufficient if the heating capacity of the indoor heat exchanger is maintained even though it is necessary to increase the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger. . Therefore, here, as described above, in the case where the heating operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage use operation, when a change to increase the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger is required, the indoor heat exchange is performed. The heater's heating capacity is made small. Thereby, here, in the defrosting operation with the heat storage utilization operation, the defrosting capability of the outdoor heat exchanger can be ensured while continuing the heating operation as much as possible.
  • the air conditioning apparatus when the heating operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage use operation, the outdoor temperature and / or the previous defrosting operation are performed.
  • the interval time between the defrosting operations is changed based on the outdoor heat exchange outlet temperature at the end of the time or the time required for the previous defrosting operation.
  • the interval time between the defrosting operations is set. To change. For example, when the outdoor temperature is low, the outdoor heat exchange outlet temperature at the end of the previous defrost operation is low, or the time required for the previous defrost operation is long, the interval time between defrost operations Change to shorten. Thereby, here, the frequency of a defrost operation can be changed as needed, and the defrost operation accompanied by heat storage utilization operation can be performed favorably.
  • the air conditioner according to the fourth aspect is the air conditioner according to the second or third aspect, wherein the outdoor temperature and / or the outdoor at the end of the previous defrost operation is performed in the defrost operation with the heat storage use operation. If a change to further increase the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger based on the heat exchange outlet temperature or the time required for the previous defrosting operation is required, stop supplying the refrigerant to the indoor heat exchanger, Defrost the outdoor heat exchanger. When performing the heating operation simultaneously in the defrosting operation using the heat storage use operation, the outdoor temperature is so low that the defrosting capability of the outdoor heat exchanger cannot be covered only by reducing the heating capability of the indoor heat exchanger.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature at the end of the previous defrosting operation may be low, or the time required for the previous defrosting operation may be increased. Therefore, here, as described above, in the defrosting operation with the heat storage use operation, when a change to further increase the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger is required, supply of the refrigerant to the indoor heat exchanger The outdoor heat exchanger is defrosted.
  • An air conditioner according to a fifth aspect is the air conditioner according to the fourth aspect, wherein the outdoor temperature and / or the outdoor heat exchange outlet at the end of the previous defrost operation in the defrost operation with the heat storage use operation If a change to further increase the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger based on the temperature or the time required for the previous defrosting operation is required, the refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger and the compressor The pipe heat recovery operation for recovering the heat held by the engine and / or the indoor heat exchanger heat recovery operation for recovering the heat obtained by the refrigerant by causing the indoor heat exchanger to function as an evaporator of the refrigerant.
  • the outdoor temperature is so low that the supply of refrigerant to the indoor heat exchanger in the defrosting operation with the heat storage operation (ie, the heating operation is stopped) cannot sufficiently meet the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature at the end of the previous defrosting operation may be low, or the time required for the previous defrosting operation may be increased.
  • the defrosting capability of the outdoor heat exchanger can be reduced even if it is not possible to cover the defrosting capability of the outdoor heat exchanger simply by stopping the heating operation in the defrosting operation with the heat storage use operation. Can be secured.
  • An air conditioner according to a sixth aspect is the air conditioner according to the fifth aspect, further comprising an indoor fan that supplies air to the indoor heat exchanger, and for the indoor heat exchanger heat recovery operation, There are a first indoor heat exchanger heat recovery operation in which the indoor fan is not operated and a second indoor heat exchanger heat recovery operation in which the indoor fan is operated.
  • the indoor heat exchanger heat recovery operation the first indoor heat exchanger heat recovery operation for recovering heat from the indoor heat exchanger while suppressing the influence on the air-conditioned space without operating the indoor fan, and the indoor fan
  • a second indoor heat exchanger heat recovery operation that can recover more heat than the first indoor heat exchanger heat recovery operation, although the effect on the air-conditioned space is increased by performing this operation.
  • the second indoor heat exchanger heat recovery operation can be performed.
  • An air conditioner according to a seventh aspect is the air conditioner according to the fifth or sixth aspect, wherein the connecting pipe heat recovery operation and / or the indoor heat exchanger heat recovery operation is performed in the defrosting operation involving the heat storage use operation. When performing, the defrosting operation is performed every time the heat storage operation is completed.
  • the defrosting operation When performing the heat recovery operation simultaneously in the defrosting operation with the heat storage use operation, the defrosting operation is frequently performed, and in the heat storage operation performed before the defrosting operation, the heat storage to the heat storage material is performed. It is preferable that it is sufficiently performed. Therefore, here, as described above, when the heat recovery operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage utilization operation, the defrosting operation is performed every time the heat storage operation is completed. For this reason, while heat storage to the heat storage material in the heat storage operation before the defrost operation is performed reliably, the interval time between the defrost operations can be shortened by omitting the heating operation after the heat storage operation.
  • An air conditioner according to an eighth aspect is the air conditioner according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the connection pipe heat recovery operation and / or the heat of the indoor heat exchanger is performed in the defrosting operation involving the heat storage use operation.
  • Heat recovery operation setting means for setting whether to permit or prohibit the recovery operation is provided.
  • the heat recovery operation setting means can set whether the heat recovery operation is simultaneously performed or prohibited in the defrosting operation with the heat storage utilization operation. For example, in a cold region, a setting for performing a heat recovery operation in a defrosting operation with a heat storage use operation may be performed, and in a warm region, a setting for not performing a heat recovery operation in a defrosting operation with a heat storage use operation may be performed. it can. Thereby, it can be set here whether heat recovery operation is performed according to the weather conditions etc. of the area where an air harmony device is installed.
  • An air conditioner according to a ninth aspect is the air conditioner according to the eighth aspect, wherein the heat recovery operation setting means is in the defrosting operation involving the heat storage use operation, in the connecting pipe heat recovery operation, and in the first indoor heat exchange.
  • An oven heat recovery operation and a second indoor heat exchanger heat recovery operation can be set respectively.
  • the heat recovery operation setting means can set which of the three heat recovery operations is performed when the heat recovery operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage use operation. . Thereby, here, it can be set up about which heat recovery operation is performed according to the weather conditions etc. of the area where an air harmony device is installed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the air conditioning apparatus 1 is an apparatus used for air conditioning indoors such as buildings by performing a vapor compression refrigeration cycle operation.
  • the air conditioner 1 is mainly configured by connecting an outdoor unit 2 and a plurality (here, two) of indoor units 4a and 4b.
  • the outdoor unit 2 and the plurality of indoor units 4 a and 4 b are connected via a liquid refrigerant communication tube 6 and a gas refrigerant communication tube 7.
  • the vapor compression refrigerant circuit 10 of the air conditioner 1 is configured by connecting the outdoor unit 2 and the plurality of indoor units 4 a and 4 b via the refrigerant communication pipes 6 and 7.
  • the indoor units 4a and 4b are installed indoors.
  • the indoor units 4 a and 4 b are connected to the outdoor unit 2 via the refrigerant communication pipes 6 and 7 and constitute a part of the refrigerant circuit 10.
  • the configuration of the indoor units 4a and 4b will be described. Since the indoor unit 4b has the same configuration as the indoor unit 4a, only the configuration of the indoor unit 4a will be described here, and the configuration of the indoor unit 4b is indicated by the suffix a indicating each part of the indoor unit 4a. Instead, a subscript “b” is attached and description of each part is omitted.
  • the indoor unit 4a mainly has an indoor refrigerant circuit 10a (in the indoor unit 4b, the indoor refrigerant circuit 10b) that constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the indoor refrigerant circuit 10a mainly has an indoor expansion valve 41a and an indoor heat exchanger 42a.
  • the indoor expansion valve 41a is a valve that varies the flow rate of the refrigerant flowing through the indoor heat exchanger 42a by reducing the pressure of the refrigerant flowing through the indoor refrigerant circuit 10a.
  • the indoor expansion valve 41a is an electric expansion valve connected to the liquid side of the indoor heat exchanger 42a.
  • the indoor heat exchanger 42a is composed of, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger.
  • An indoor fan 43a for sending indoor air to the indoor heat exchanger 42a is provided in the vicinity of the indoor heat exchanger 42a. By blowing indoor air to the indoor heat exchanger 42a by the indoor fan 43a, the indoor heat exchanger 42a performs heat exchange between the refrigerant and the indoor air.
  • the indoor fan 43a is rotationally driven by an indoor fan motor 44a. Thereby, the indoor heat exchanger 42a functions as a refrigerant radiator or a refrigerant evaporator.
  • various sensors are provided in the indoor unit 4a.
  • a liquid side temperature sensor 45a that detects the temperature Trla of the refrigerant in the liquid state or the gas-liquid two-phase state is provided.
  • a gas side temperature sensor 46a for detecting the temperature Trga of the refrigerant in the gas state is provided.
  • an indoor temperature sensor 47a for detecting the temperature of indoor air in the air-conditioned space targeted by the indoor unit 4a (that is, the indoor temperature Tra) is provided.
  • the indoor unit 4a has the indoor side control part 48a which controls operation
  • the indoor side control part 48a has a microcomputer, memory, etc. provided in order to control the indoor unit 4a, and controls between the remote controllers 49a for operating the indoor unit 4a separately. Signals and the like can be exchanged, and control signals and the like can be exchanged with the outdoor unit 2.
  • the remote controller 49a is a device that allows the user to make various settings related to the air conditioning operation and to run / stop commands.
  • the outdoor unit 2 is installed outdoors.
  • the outdoor unit 2 is connected to the indoor units 4 a and 4 b via the refrigerant communication pipes 6 and 7 and constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the outdoor unit 2 mainly has an outdoor refrigerant circuit 10 c that constitutes a part of the refrigerant circuit 10.
  • the outdoor refrigerant circuit 10c mainly includes a compressor 21, a first switching mechanism 22, an outdoor heat exchanger 23, an outdoor expansion valve 24, a second switching mechanism 27, a heat storage heat exchanger 28, and a heat storage. And an expansion valve 29.
  • the compressor 21 is a hermetic compressor in which a compression element (not shown) and a compressor motor 20 that rotationally drives the compression element are accommodated in a casing.
  • the compressor motor 20 is supplied with electric power via an inverter device (not shown), and the operating capacity can be varied by changing the frequency (that is, the rotation speed) of the inverter device. ing.
  • the first switching mechanism 22 is a four-way switching valve for switching the direction of refrigerant flow.
  • the first switching mechanism 22 connects the discharge side of the compressor 21 and the gas side of the outdoor heat exchanger 23 when the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant radiator, Switching to connect the gas side and the suction side of the compressor 21 is performed (outdoor heat radiation switching state, see the solid line of the first switching mechanism 22 in FIG. 1).
  • the heat storage heat exchanger 28 can function as a refrigerant evaporator.
  • the first switching mechanism 22 connects the suction side of the compressor 21 and the gas side of the outdoor heat exchanger 23 when the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant evaporator, and also stores the heat storage heat exchanger. Switching to connect the gas side 28 and the discharge side of the compressor 21 is performed (outdoor evaporation switching state, see broken line of the first switching mechanism 22 in FIG. 1).
  • the heat storage heat exchanger 28 can function as a refrigerant radiator.
  • the first switching mechanism 22 may be configured to perform the same function by combining a three-way valve, an electromagnetic valve, or the like instead of the four-way switching valve.
  • the outdoor heat exchanger 23 includes, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger.
  • An outdoor fan 25 for sending outdoor air to the outdoor heat exchanger 23 is provided in the vicinity of the outdoor heat exchanger 23. By blowing outdoor air to the outdoor heat exchanger 23 by the outdoor fan 25, the outdoor heat exchanger 23 performs heat exchange between the refrigerant and the outdoor air.
  • the outdoor fan 25 is rotationally driven by an outdoor fan motor 26. Accordingly, the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant radiator or a refrigerant evaporator.
  • the outdoor expansion valve 24 is a valve that varies the flow rate of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 23 by reducing the pressure of the refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 23 in the outdoor refrigerant circuit 10c.
  • the outdoor expansion valve 24 is an electric expansion valve connected to the liquid side of the outdoor heat exchanger 23.
  • the second switching mechanism 27 is a four-way switching valve for switching the direction of refrigerant flow.
  • the second switching mechanism 27 performs switching to connect the suction side of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 7 when the indoor heat exchangers 42a and 42b function as a refrigerant evaporator (indoor evaporation switching state). (Refer to the solid line of the second switching mechanism 27 in FIG. 1). Further, the second switching mechanism 27 performs switching to connect the discharge side of the compressor 21 and the gas refrigerant communication pipe 7 when the indoor heat exchangers 42a and 42b function as a refrigerant radiator (indoor heat radiation). Switching state, see broken line of second switching mechanism 27 in FIG. 1).
  • one of the four ports of the second switching mechanism 27 is a port (in FIG. 1) that is always connected to the suction side of the compressor 21 via the capillary tube 271. By being connected to a port on the upper side of the drawing, the port is substantially unused.
  • the second switching mechanism 27 may be configured to perform the same function by combining a three-way valve, an electromagnetic valve, or the like instead of the four-way switching valve.
  • the heat storage heat exchanger 28 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the heat storage material, and stores heat in the heat storage material by functioning as a heat radiator of the refrigerant, and functions as an evaporator of the refrigerant. It is used when radiating heat (using heat storage) from the heat storage material.
  • the heat storage heat exchanger 28 mainly includes a heat storage tank 281 in which a heat storage material is stored, and a heat transfer tube group 282 arranged so as to be immersed in the heat storage material.
  • the heat storage tank 281 is a substantially rectangular parallelepiped box, and a heat storage material is stored therein.
  • the heat storage material here, a substance that stores heat by phase change is used.
  • the heat storage heat exchanger 28 when used as a refrigerant radiator, phase change (melting) is performed to store heat, and when the heat storage heat exchanger 28 is used as a refrigerant evaporator, phase change (solidification) is performed.
  • polyethylene glycol, sodium sulfate hydrate, paraffin or the like having a phase change temperature of about 30 ° C. to 40 ° C. is used so as to be used for heat storage.
  • the heat transfer tube group 282 has a structure in which a plurality of heat transfer tubes 285 are branched and connected via a header tube 283 and a flow divider 284 provided at the refrigerant inlet / outlet.
  • each of the plurality of heat transfer tubes 285 has a shape folded in the vertical direction, and both ends of the plurality of heat transfer tubes 285 are connected to the header tube 283 and the flow divider 284 to thereby heat transfer tubes.
  • a group 282 is formed.
  • the gas side of the heat storage heat exchanger 28 (that is, one end of the heat transfer tube group 282) is connected to the first switching mechanism 22, and the liquid side of the heat storage heat exchanger 28 (that is, other than the heat transfer tube group 282).
  • the end of the refrigerant circuit 10 (here, the outdoor refrigerant circuit 10c) is connected to a portion between the outdoor expansion valve 24 and the liquid refrigerant communication pipe 6 via a heat storage expansion valve 29.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the heat storage heat exchanger 28.
  • the heat storage expansion valve 29 is a valve that varies the flow rate of the refrigerant flowing through the heat storage heat exchanger 28 by reducing the pressure of the refrigerant flowing through the heat storage heat exchanger 28 in the outdoor refrigerant circuit 10c.
  • the heat storage expansion valve 29 is an electric expansion valve connected to the liquid side of the heat storage heat exchanger 28.
  • the outdoor unit 2 is provided with various sensors.
  • the outdoor unit 2 includes a suction pressure sensor 31 that detects the suction pressure Ps of the compressor 21, a discharge pressure sensor 32 that detects the discharge pressure Pd of the compressor 21, and a suction temperature that detects the suction temperature Ts of the compressor 21.
  • a sensor 33 and a discharge temperature sensor 34 for detecting the discharge temperature Td of the compressor 21 are provided.
  • the outdoor heat exchanger 23 is provided with an outdoor heat exchange temperature sensor 35 that detects the temperature Tol1 of the refrigerant in the gas-liquid two-phase state.
  • a liquid side temperature sensor 36 for detecting the temperature Tol2 of the refrigerant in the liquid state or the gas-liquid two-phase state is provided on the liquid side of the outdoor heat exchanger 23 .
  • the outdoor air temperature of the outdoor unit 2 (that is, the outdoor heat exchanger 23 or the heat storage heat exchanger 28) (that is, the outdoor temperature Ta) is placed on the outdoor air inlet side of the outdoor unit 2.
  • An outdoor temperature sensor 37 for detection is provided.
  • the outdoor unit 2 also has an outdoor control unit 38 that controls the operation of each part constituting the outdoor unit 2.
  • the outdoor side control unit 38 includes a microcomputer provided to control the outdoor unit 2, an inverter device that controls the memory and the compressor motor 25, and the like, and is provided on the indoor side of the indoor units 4 a and 4 b. Control signals and the like can be exchanged with the control units 48a and 48b.
  • the refrigerant communication pipes 6 and 7 are refrigerant pipes that are constructed on the site when the air conditioner 1 is installed, and have various lengths and pipe diameters depending on the installation conditions of the outdoor unit 2 and the indoor units 4a and 4b. Are used.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the air conditioner 1.
  • the air conditioner 1 includes the refrigerant circuit 10 configured by connecting a plurality (two in this case) of the indoor units 4 a and 4 b to the outdoor unit 2.
  • the following operation control is performed by the control unit 8.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit in the cooling operation.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a refrigerant flow in the refrigerant circuit in the heating operation.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit in the heat storage operation (heat storage operation during the heating operation).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant in the refrigerant circuit in the defrosting operation (defrosting operation with heat storage use operation).
  • the high-pressure gas refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 23 via the first switching mechanism 22.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 is condensed by being cooled by exchanging heat with outdoor air supplied by the outdoor fan 25 in the outdoor heat exchanger 23 functioning as a refrigerant radiator.
  • a high-pressure liquid refrigerant is obtained.
  • the high-pressure liquid refrigerant is sent from the outdoor unit 2 to the indoor units 4a and 4b via the outdoor expansion valve 24 and the liquid refrigerant communication pipe 6.
  • the high-pressure liquid refrigerant sent to the indoor units 4a and 4b is depressurized by the indoor expansion valves 41a and 41b, and becomes a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • This low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the indoor heat exchangers 42a and 42b.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the indoor heat exchangers 42a and 42b is combined with the indoor air supplied by the indoor fans 43a and 43b in the indoor heat exchangers 42a and 42b that function as refrigerant evaporators. By evaporating by heating through heat exchange, it becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant is sent from the indoor units 4 a and 4 b to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 7.
  • the low-pressure gas refrigerant sent to the outdoor unit 2 is again sucked into the compressor 21 via the second switching mechanism 27.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigerant circuit 10 is sucked into the compressor 21 and compressed to become a high-pressure gas refrigerant.
  • the high-pressure gas refrigerant is sent from the outdoor unit 2 to the indoor units 4a and 4b via the second switching mechanism 27 and the gas refrigerant communication pipe 7.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor units 4a and 4b is sent to the indoor heat exchangers 42a and 42b.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor heat exchangers 42a and 42b exchanges heat with the indoor air supplied by the indoor fans 43a and 43b in the indoor heat exchangers 42a and 42b functioning as a refrigerant radiator.
  • the high-pressure liquid refrigerant is depressurized by the indoor expansion valves 41a and 41b.
  • the refrigerant decompressed by the indoor expansion valves 41 a and 41 b is sent from the indoor units 4 a and 4 b to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 7.
  • the refrigerant sent to the outdoor unit 2 is sent to the outdoor expansion valve 24, where it is depressurized by the outdoor expansion valve 24 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 is heated by exchanging heat with outdoor air supplied by the outdoor fan 25 in the outdoor heat exchanger 23 functioning as an evaporator of the refrigerant. As a result, it evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant is sucked into the compressor 21 again via the first switching mechanism 22.
  • Heat storage operation (heat storage operation during heating operation)> During the heating operation, a heat storage operation for storing heat in the heat storage material is performed by causing the heat storage heat exchanger 28 to function as a refrigerant radiator. That is, during the heating operation in which the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant evaporator and the indoor heat exchangers 42a and 42b function as a refrigerant radiator, the heat storage heat exchanger 28 functions as a refrigerant radiator. Thus, a heat storage operation (heat storage operation during heating operation) for storing heat in the heat storage material is performed. The heat storage operation during the heating operation is performed by opening the heat storage expansion valve 29 after switching the switching mechanisms 22 and 27 to the same switching state as the heating operation (see FIG. 6).
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigerant circuit 10 is sucked into the compressor 21 and compressed to become a high-pressure gas refrigerant.
  • a part of the high-pressure gas refrigerant is sent from the outdoor unit 2 to the indoor units 4a and 4b via the second switching mechanism 27 and the gas refrigerant communication pipe 7 as in the heating operation.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor units 4a and 4b is cooled by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fans 43a and 43b in the indoor heat exchangers 42a and 42b that function as a refrigerant radiator. As a result, it is condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant is depressurized by the indoor expansion valves 41a and 41b.
  • the refrigerant decompressed by the indoor expansion valves 41 a and 41 b is sent from the indoor units 4 a and 4 b to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 7. Further, the remainder of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the heat storage heat exchanger 28 via the first switching mechanism 22.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the heat storage heat exchanger 28 is condensed by being cooled by exchanging heat with the heat storage material in the heat storage heat exchanger 28 functioning as a radiator of the refrigerant. It becomes.
  • This high-pressure liquid refrigerant is depressurized by the heat storage expansion valve 29.
  • the heat storage material of the heat storage heat exchanger 28 is heated by heat exchange with the refrigerant to change phase (melt) and store heat.
  • the refrigerant decompressed by the heat storage expansion valve 29 merges with the refrigerant sent from the indoor units 4a and 4b to the outdoor unit 2, and is sent to the outdoor expansion valve 24.
  • the refrigerant is decompressed by the outdoor expansion valve 24, It becomes a liquid two-phase refrigerant.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 is heated by exchanging heat with outdoor air supplied by the outdoor fan 25 in the outdoor heat exchanger 23 functioning as an evaporator of the refrigerant. As a result, it evaporates and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the heat storage heat exchanger 28 functions as a refrigerant radiator parallel to the indoor heat exchangers 42a and 42b. That is, the refrigerant circuit 10 is configured to be able to send the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 to the indoor heat exchangers 42a and 42b and the heat storage heat exchanger 28 in parallel in the heat storage operation during the heating operation. Has been.
  • a defrosting operation for defrosting the outdoor heat exchanger is performed by causing the outdoor heat exchanger 23 to function as a refrigerant radiator.
  • a heat storage use operation is performed in which the heat storage heat exchanger 28 functions as a refrigerant evaporator to release heat from the heat storage material. That is, the heat storage use operation (excluding the heat storage use operation and the heat storage use operation during the defrosting operation) in which the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant radiator and the heat storage heat exchanger 28 functions as a refrigerant evaporator. Frost operation) is performed.
  • the indoor heat exchangers 42a and 42b function as refrigerant radiators so that the heating operation is also performed at the same time. That is, here, the heat storage use operation and the heating operation are simultaneously performed during the defrosting operation (or the heating operation is simultaneously performed in the defrost operation accompanied by the heat storage use operation).
  • the heat storage use operation (or the defrost operation accompanied by the heat storage use operation) switches the first switching mechanism 22 to the outdoor heat radiation switching state and switches the second switching mechanism 27 to the indoor heat radiation switching state.
  • the heat storage expansion valve 29 is opened (see FIG. 7). Further, during the defrosting operation, the outdoor fan 25 is stopped.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigerant circuit 10 is sucked into the compressor 21 and compressed to become a high-pressure gas refrigerant.
  • a part of the high-pressure gas refrigerant is sent from the outdoor unit 2 to the indoor units 4a and 4b via the second switching mechanism 27 and the gas refrigerant communication pipe 7 as in the heating operation.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the indoor units 4a and 4b is cooled by exchanging heat with the indoor air supplied by the indoor fans 43a and 43b in the indoor heat exchangers 42a and 42b that function as a refrigerant radiator. As a result, it is condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant is depressurized by the indoor expansion valves 41a and 41b.
  • the refrigerant decompressed by the indoor expansion valves 41 a and 41 b is sent from the indoor units 4 a and 4 b to the outdoor unit 2 via the gas refrigerant communication pipe 7. Further, the remaining high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21 is sent to the outdoor heat exchanger 23 via the first switching mechanism 22.
  • the high-pressure gas refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 is cooled by exchanging heat with frost and ice adhering to the outdoor heat exchanger 23 in the outdoor heat exchanger 23 functioning as a refrigerant radiator.
  • the This high-pressure refrigerant is decompressed by the outdoor expansion valve 24.
  • the frost and ice adhering to the outdoor heat exchanger 23 are melted by being heated by heat exchange with the refrigerant, and the outdoor heat exchanger 23 is defrosted.
  • the high-pressure refrigerant decompressed by the outdoor expansion valve 24 merges with the refrigerant sent from the indoor units 4a and 4b to the outdoor unit 2, is sent to the heat storage expansion valve 29, is decompressed by the heat storage expansion valve 29, and is low-pressure.
  • This is a refrigerant in a gas-liquid two-phase state.
  • This low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the heat storage heat exchanger 28.
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant sent to the heat storage heat exchanger 28 evaporates by heat exchange with the heat storage material in the heat storage heat exchanger 28 that functions as a refrigerant evaporator. It becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant is sucked into the compressor 21 again via the first switching mechanism 22.
  • the heat storage material of the heat storage heat exchanger 28 is phase-changed (solidified) by being cooled by heat exchange with the refrigerant and used for heat storage.
  • the indoor heat exchangers 42a and 42b are connected to the outdoor heat exchanger 23 and It is designed to function as a parallel refrigerant radiator.
  • the refrigerant circuit 10 supplies the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 21. It is configured to be able to send to the outdoor heat exchanger 23 and the indoor heat exchangers 42a and 42b in parallel.
  • the control unit 8 opens the indoor expansion valves 41a and 41b so that the superheat degrees SHra and SHrb of the refrigerant at the outlets of the indoor heat exchangers 42a and 42b become the target superheat degrees SHras and SHrbs.
  • this control is referred to as “superheat degree control by an indoor expansion valve”.
  • the superheat degrees SHra and SHrb are the suction pressure Ps detected by the suction pressure sensor 31 and the refrigerant temperatures Trga and Trgb on the gas side of the indoor heat exchanger 42a detected by the gas side temperature sensors 46a and 46b.
  • the suction pressure Ps is converted into the refrigerant saturation temperature, and the evaporation temperature Te (that is, the evaporation pressure Pe and the evaporation temperature Te, which is equivalent to the evaporation pressure Pe in the refrigerant circuit 10), Although the wording itself is different, it means substantially the same state quantity).
  • the evaporation pressure Pe is a low-pressure refrigerant that flows from the outlets of the indoor expansion valves 41a and 41b to the suction side of the compressor 21 via the indoor heat exchangers 42a and 42b during the cooling operation. Is a representative pressure.
  • superheat degree SHra and SHrb are obtained by subtracting the evaporation temperature Te from the temperature Trga and Trgb of the gas side refrigerant
  • control of each device of the indoor units 4a and 4b including the indoor expansion valves 41a and 41b is performed by the indoor side control units 48a and 48b of the control unit 8.
  • Control of each device of the outdoor unit 2 including the outdoor expansion valve 24 is performed by the outdoor control unit 38 of the control unit 8.
  • the control unit 8 controls the indoor expansion valves 41a and 41b so that the refrigerant subcooling degrees SCra and SCrb at the outlets of the indoor heat exchangers 42a and 42b become the target subcooling degrees SCras and SCrbs.
  • this control is referred to as “supercooling degree control by an indoor expansion valve”.
  • the degree of supercooling SCra, SCrb is the discharge pressure Pd detected by the discharge pressure sensor 32, and the temperature Tla of the refrigerant on the liquid side of the indoor heat exchanger 42a detected by the liquid side temperature sensors 45a, 45b, Calculated from Trlb.
  • the discharge pressure Pd is converted into the saturation temperature of the refrigerant, and the condensing temperature Tc (that is, the condensing pressure Pc and the condensing temperature Tc) is a state quantity equivalent to the condensing pressure Pc in the refrigerant circuit 10.
  • the condensation pressure Pc represents a high-pressure refrigerant that flows between the discharge side of the compressor 21 and the indoor expansion valves 41a and 41b via the indoor heat exchangers 42a and 42b during the heating operation. Means the pressure to do.
  • the subcooling degrees SCra and SCrb are obtained by subtracting the liquid-side refrigerant temperatures Trla and Trlb of the indoor heat exchangers 42a and 42b from the condensation temperature Tc.
  • control of each apparatus of the indoor units 4a and 4b including the indoor expansion valves 41a and 41b is performed by the indoor side control units 48a and 48b of the control unit 8.
  • Control of each device of the outdoor unit 2 including the outdoor expansion valve 24 is performed by the outdoor control unit 38 of the control unit 8.
  • the control unit 8 ends the heat storage operation and shifts to the heating operation.
  • the interval time ⁇ tbet means an interval time between defrosting operations. Basically, during the interval time ⁇ tbet, the heat storage operation during the heating operation and the heating operation after the end of the heat storage operation are performed, and the defrosting operation is performed every time the interval time ⁇ tbet elapses. .
  • the air conditioner 1 can be switched between the cooling operation and the heating operation. And by performing the heat storage operation during the heating operation, the heat storage material is stored while continuing the heating operation, and by performing the heat storage use operation during the defrosting operation, the defrost operation is performed using the heat storage of the heat storage material. Can be done.
  • the necessary defrosting capacity of the outdoor heat exchanger 23 depends on the weather conditions (outdoor temperature, It depends on the humidity and the degree of snowfall.
  • the weather conditions that require the most defrosting capacity during defrosting operation with heat storage operation such as in cold regions. It is conceivable to determine the specifications of the heat storage heat exchanger including the capacity of the heat storage material. However, such a method for determining the specifications of the heat storage heat exchanger 28 requires a large-capacity heat storage material, which increases the size, weight, and cost of the heat storage heat exchanger 28.
  • the specifications of the air conditioner 1 including the heat storage heat exchanger 28 are appropriate.
  • the heat storage heat exchanger 28 is installed.
  • the specification of the air conditioning apparatus 1 to include will become excessive.
  • the air conditioners 1 having a plurality of specifications including the heat storage heat exchangers 28 are prepared for each region, it will be possible to deal with a wide range of regions, but the productivity will be reduced by increasing the number of items. Disadvantages such as cost increases.
  • the defrosting ability of the outdoor heat exchanger 23 is set to the outdoor temperature Ta of the external space where the outdoor heat exchanger 23 is arranged and / or the previous defrosting.
  • the temperature is changed based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2, which is the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor heat exchanger 23 at the end of the operation.
  • Tol2 the refrigerant temperature at the outlet of the outdoor heat exchanger 23 at the end of the operation.
  • the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b is increased while performing the heating operation. I try to make it smaller.
  • the table of the defrosting operation pattern for changing the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 shown in FIG. 8 and the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 of FIG. 9 are changed.
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger 23 is changed according to steps ST1 to ST3 shown in the flowchart of the defrosting operation pattern for the above.
  • the pattern 1 transition condition is a condition for determining whether or not the pattern 1 defrosting operation can be performed based on the outdoor temperature Ta representing the situation at the start of the defrosting operation.
  • a threshold temperature obtained based on the predetermined first outdoor temperature Tadef1 for example, a value obtained by adding the predetermined temperature ⁇ Tadef to the first outdoor temperature Tadef1
  • the indoor heat exchange is performed.
  • the pattern 1 return condition is based on the outdoor temperature Ta representing the situation at the start of the defrosting operation and the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation. This is a condition for determining whether or not it is possible to return from the defrosting operation to the pattern 1 defrosting operation.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous three defrosting operations is the predetermined first defrosting operation determination temperature Tdef1 (here, the defrosting operation means the end of the defrosting operation).
  • the indoor heat exchangers 42a and 42b are equal to or higher than the end temperature Tdefe.
  • a predetermined second outdoor temperature Tadef2 here, a temperature lower than the first outdoor temperature Tadef1
  • the indoor heat exchangers 42a and 42b are equal to or higher than the end temperature Tdefe.
  • High-pressure gas refrigerant is supplied to the indoor heat exchangers 42a and 42b that function as refrigerant radiators by opening the expansion valves 41a and 41b by a predetermined degree of opening, and the indoor fans 43a and 43b are operated at the minimum rotational speed. Is done by.
  • the outdoor control unit 38 is configured such that the outdoor unit 38 includes the devices (compressor 21, switching mechanisms 22 and 27, outdoor expansion valve 24, outdoor fan 25, and heat storage expansion valve 29). ) As well as the control contents of the devices (indoor expansion valves 41a and 41b and indoor fans 43a and 43b) constituting the indoor units 4a and 4b.
  • the previous defrosting operation is the pattern 1 defrosting operation
  • the defrosting operation is performed while ensuring the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b
  • the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 is insufficient. May occur. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 1 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 2 transition condition is satisfied. And when satisfy
  • the pattern 2 transition condition is based on the outdoor temperature Ta representing the situation at the start of the defrosting operation and the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation is a predetermined first defrosting operation determination temperature Tdef1 (here, the defrosting operation end temperature Tdefe that means the end of the defrosting operation) If the outdoor temperature Ta is lower than or equal to the predetermined first outdoor temperature Tadef1, or if the outdoor temperature Ta is lower than or equal to the predetermined second outdoor temperature Tadef2, the indoor heat exchangers 42a and 42b If the defrosting operation is performed while ensuring the heating capacity of the outdoor heat exchanger 23, it is assumed that the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 may be insufficient, and the pattern 2 transition condition is satisfied.
  • Tdef1 the defrosting operation end temperature Tdefe that means the end of the defrosting operation
  • the defrosting operation of pattern 2 performs defrosting of the outdoor heat exchanger 23 while reducing the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b, as shown in FIG.
  • the expansion valves 41a and 41b are slightly opened (for example, an opening of 15% or less when fully opened) to supply high-pressure gas refrigerant to the indoor heat exchangers 42a and 42b that function as a refrigerant radiator, and an indoor fan It is performed by operating 43a and 43b at the minimum rotation speed.
  • the outdoor side control unit 38 is connected to the devices (compressor 21, switching mechanisms 22 and 27, outdoor expansion valve 24, outdoor fan 25, and heat storage expansion valve 29) constituting the outdoor unit 2. )
  • the devices indoor expansion valves 41a and 41b and indoor fans 43a and 43b constituting the indoor units 4a and 4b.
  • the previous defrosting operation was the pattern 2 defrosting operation
  • the outdoor expansion valves 41a and 41b were slightly opened to reduce the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b. Insufficient defrosting of the heat exchanger 23 may not be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 2 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 3 transition condition is satisfied.
  • the defrosting operation of pattern 3 in step ST3 is performed.
  • whether the pattern 3 transition condition should be shifted from the pattern 2 defrosting operation to the pattern 3 defrosting operation based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation. It is a condition for judging.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation is a predetermined second defrosting operation determination temperature Tdef2 (here, the defrosting operation end temperature Tdefe that means the end of the defrosting operation) If the temperature is lower than the same, if the defrosting operation is performed only by reducing the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b, the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 may be insufficient. The condition shall be met. Moreover, the defrosting operation of the pattern 3 stops the supply of the heating capacity to the indoor heat exchangers 42a and 42b and performs the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 as shown in FIG. The indoor expansion valves 41a and 41b are fully closed and the indoor fans 43a and 43b are stopped.
  • the previous defrosting operation is the pattern 3 defrosting operation
  • the outdoor heat exchanger 23 is defrosted and the outdoor heat exchanger 23 is defrosted and the outdoor heat exchanger 23 is defrosted. Insufficient defrosting of the exchanger 23 may be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 3 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 2 return condition is satisfied.
  • the pattern 2 return condition is satisfied, the pattern 2 defrosting operation in step ST2 is performed.
  • whether the pattern 2 return condition can return from the defrosting operation of the pattern 3 to the defrosting operation of the pattern 2 based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation. It is a condition for judging.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous three defrosting operations is the predetermined second defrosting operation determination temperature Tdef2 (here, the defrosting operation means the end of the defrosting operation). If it is equal to or higher than the end temperature Tdef), the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 is insufficient even if the outdoor heat exchanger 23 is defrosted while supplying the heating capacity to the indoor heat exchangers 42a and 42b. Assuming that there is no possibility of occurrence of pattern 2, it is assumed that the pattern 2 return condition is satisfied.
  • the outdoor side control unit 38 is connected to the devices (compressor 21, switching mechanisms 22, 27, outdoor expansion valve 24, outdoor fan 25, heat storage expansion valve 29) constituting the outdoor unit 2. ) As well as the control contents of the devices (indoor expansion valves 41a and 41b and indoor fans 43a and 43b) constituting the indoor units 4a and 4b.
  • the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 that needs to be changed according to the weather conditions in the area where the air conditioner 1 is installed is defined as the outdoor temperature.
  • the temperature is changed based on Ta and / or the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation.
  • the defrosting ability of the outdoor heat exchanger 23 can be made appropriate according to the weather conditions of the area where the air conditioner 1 is installed. Thereby, it can respond to a wide area by the heat storage heat exchanger 28 which has the heat storage material of a specific capacity
  • the outdoor side control unit 38 includes the devices (compressor 21, switching mechanisms 22, 27, Not only the control contents of the outdoor expansion valve 24, the outdoor fan 25, and the heat storage expansion valve 29) but also the control contents of the devices (the indoor expansion valves 41a and 41b and the indoor fans 43a and 43b) constituting the indoor units 4a and 4b are determined. This is different from the case where only the cooling operation or the heating operation is performed. For this reason, the outdoor side control part 38 comes to be able to collectively control now the apparatus control of the air conditioning apparatus 1 whole in the defrost operation accompanied by heat storage utilization operation, and control of each apparatus is performed appropriately.
  • the interval between the defrosting operations is A change is made to shorten the interval time ⁇ tbet.
  • the frequency of a defrost operation can be changed as needed, and the defrost operation accompanied by heat storage utilization operation can be performed favorably.
  • the connecting pipe heat recovery operation and / or the indoor heat exchange heat recovery operation are performed without simultaneously performing the heating operation.
  • the table of the defrosting operation pattern for changing the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 shown in FIG. 11 and the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 of FIG. 12 are changed.
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger 23 is changed according to steps ST1 to ST6 shown in the flowchart of the defrosting operation pattern for the above.
  • the heating capacity of the indoor heat exchangers 42a and 42b is reduced (heating capacity) as in the patterns 1 to 3 (steps ST1 to ST3) of the above embodiment. (Including stopping the supply) and defrosting operation.
  • the previous defrosting operation was the pattern 3 defrosting operation
  • the supply of the heating capacity to the indoor heat exchangers 42a and 42b was stopped by fully closing the indoor expansion valves 41a and 41b. Insufficient defrosting of the outdoor heat exchanger 23 may not be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 3 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 4 transition condition is satisfied. And when satisfy
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation is equal to a predetermined third defrosting operation determination temperature Tdef3 (here, the defrosting operation end temperature Tdefe that means the end of the defrosting operation) The same), and when the setting for performing the defrosting operation of the pattern 4 is made, the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 is insufficient just by stopping the supply of the heating capacity to the indoor heat exchangers 42a and 42b. It is assumed that the pattern 4 transition condition is satisfied.
  • the setting of whether or not to perform the defrosting operation of pattern 4 is the heat provided in the control unit 8 as shown in FIG. This is performed by the collection operation setting means 81.
  • the heat recovery operation setting means 81 is a memory provided in the outdoor side control unit 38 of the control unit 8, and the pattern 4 is obtained by communication from an external device for performing various control settings of the air conditioner 1. It is possible to set whether or not to perform the defrosting operation of 6 to 6.
  • the heat recovery operation setting means 81 is not limited to the one described above. For example, whether or not to perform the defrosting operation of the patterns 4 to 6 such as a dip switch provided in the outdoor control unit 38.
  • the defrosting operation of the pattern 4 is in the state which stopped supply of the heating capability to the indoor heat exchanger 42a, 42b by fully closing indoor expansion valve 41a, 41b.
  • the outdoor heat exchanger performs the connection pipe heat recovery operation for recovering the heat held by the refrigerant pipe (mainly the gas refrigerant communication pipe 7) connecting the indoor heat exchangers 42a and 42b and the compressor 21. 23 defrosting is performed.
  • the second switching mechanism 27 which has been switched to the indoor heat radiation switching state in order to cause the indoor heat exchangers 42a and 42b to function as a refrigerant radiator, functions as the indoor heat exchangers 42a and 42b as a refrigerant evaporator.
  • the refrigerant pipe (mainly the gas refrigerant communication pipe 7) connecting between the indoor heat exchangers 42a and 42b and the compressor 21 is set to a low pressure and accumulated in this refrigerant pipe.
  • the high-temperature gas refrigerant is sucked into the compressor 21 together with the low-pressure refrigerant from the heat storage heat exchanger 28 (see FIG. 14).
  • the outdoor side control unit 38 also includes the devices constituting the outdoor unit 2 (the compressor 21, the switching mechanisms 22, 27, the outdoor expansion valve 24, the outdoor fan 25, the heat storage expansion valve 29). ) As well as the control contents of the devices (indoor expansion valves 41a and 41b and indoor fans 43a and 43b) constituting the indoor units 4a and 4b.
  • the previous defrosting operation is the defrosting operation of pattern 4
  • the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 is insufficient by performing the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 while performing the connecting pipe heat recovery operation. May be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 4 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 3 return condition is satisfied.
  • the pattern 3 return condition is satisfied, the pattern 3 defrosting operation in step ST3 is performed.
  • whether the pattern 3 return condition can be returned from the pattern 4 defrosting operation to the pattern 3 defrosting operation based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation. It is a condition for judging.
  • the outdoor heat exchanger 23 defrosting the outdoor heat exchanger 23 just by stopping the supply of the heating capacity to the indoor heat exchangers 42a and 42b. Assuming that there is no possibility of insufficient defrosting of the vessel 23, it is assumed that the pattern 3 return condition is satisfied.
  • the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 is insufficient only by performing the defrosting of the outdoor heat exchanger 23 while performing the connecting pipe heat recovery operation. May not be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 4 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 5 & 6 transition condition is satisfied. And when satisfy
  • the pattern 5 & 6 transition condition is to shift from the pattern 4 defrosting operation to the patterns 5 and 6 defrosting operation based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation.
  • This is a condition for determining whether or not
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation is a predetermined fourth defrosting operation determination temperature Tdef4 (here, the defrosting operation end temperature Tdefe that means the end of the defrosting operation) If the setting is made to perform the defrosting operation of pattern 5 or pattern 6 that is lower than the same), outdoor heat exchange is performed only by defrosting the outdoor heat exchanger 23 while performing the connecting pipe heat recovery operation.
  • the setting of whether or not to perform the defrosting operation of the patterns 5 and 6 is performed by the heat recovery operation setting means 81 provided in the control unit 8 as described above. Further, as shown in FIGS. 11 and 15, the defrosting operation of the patterns 5 and 6 is performed in the state where the outdoor heat exchanger 23 is defrosted while performing the connecting pipe heat recovery operation, as shown in FIGS. The outdoor heat exchanger 23 is defrosted while performing the heat recovery operation of the indoor heat exchanger that recovers the heat obtained by the refrigerant by causing 42b to function as an evaporator of the refrigerant.
  • the indoor expansion valves 41a and 41b that are fully closed in the communication pipe heat recovery operation are opened, and the indoor heat exchangers 42a and 42b function as a refrigerant evaporator (see FIG. 15).
  • the pattern 5 defrosting operation is set by the heat recovery operation setting means 81
  • the first indoor heat exchanger heat recovery operation is performed in which heat recovery is performed without operating the indoor fans 43a and 43b.
  • the pattern 6 defrosting operation is set, the second indoor heat exchanger heat recovery operation for operating the indoor fans 43a and 43b is performed (see FIG. 11).
  • the outdoor heat exchanger 23 is performing the first indoor heat exchanger heat recovery operation or the second indoor heat exchanger heat recovery operation.
  • the lack of defrosting of the outdoor heat exchanger 23 may be resolved. Therefore, when the previous defrosting operation is the pattern 5 or pattern 6 defrosting operation, it is determined whether or not the pattern 4 return condition is satisfied. If the pattern 4 return condition is satisfied, the defrosting operation of pattern 4 in step ST4 is performed.
  • the return condition of pattern 4 returns from the defrosting operation of pattern 5 or pattern 6 to the defrosting operation of pattern 4 based on the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 representing the situation at the end of the previous defrosting operation.
  • the outdoor side control unit 38 is configured so that the equipment constituting the outdoor unit 2 (the compressor 21, the switching mechanisms 22, 27, the outdoor expansion valve 24, the outdoor fan 25, the thermal storage expansion).
  • the control contents of the devices indoor expansion valves 41a and 41b and indoor fans 43a and 43b constituting the indoor units 4a and 4b are also determined.
  • the defrosting operation involving the heat storage use operation
  • the defrosting capacity of the outdoor heat exchanger 23 cannot be provided.
  • the defrosting operation connection pipe heat recovery operation
  • the defrosting operation is performed prior to the defrosting operation (indoor heat exchanger heat recovery operation) of pattern 5 or pattern 6.
  • the frost operation may be omitted.
  • the pattern 3 defrost operation is shifted to the pattern 5 or pattern 6 defrost operation, and when the pattern 4 return condition is satisfied, the pattern 5 or pattern 6 defrost is performed.
  • the indoor heat exchanger heat recovery operation the first indoor heat exchange for recovering heat from the indoor heat exchangers 42a and 42b while suppressing the influence on the air-conditioned space without operating the indoor fans 43a and 43b.
  • the second indoor heat that can recover more heat than the first indoor heat exchanger heat recovery operation although the influence on the air-conditioned space is increased by performing the heat recovery operation and the indoor fans 43a and 43b.
  • the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 can be ensured by properly using two indoor heat exchanger heat recovery operations with different degrees of heat recovery as required.
  • the heat recovery operation setting means 81 provided in the control unit 8 can set whether or not the heat recovery operation is performed simultaneously or prohibited in the defrosting operation with the heat storage use operation. Yes. For example, in a cold region, a setting for performing a heat recovery operation in a defrosting operation with a heat storage use operation may be performed, and in a warm region, a setting for not performing a heat recovery operation in a defrosting operation with a heat storage use operation may be performed. it can. Thereby, it can be set here whether heat recovery driving
  • the heat recovery operation setting means 81 simultaneously performs the heat recovery operation in the defrosting operation with the heat storage use operation, three heat recovery operations (the communication tube heat recovery operation, the first indoor heat exchanger heat) It is possible to set whether to perform the recovery operation or the second indoor heat exchanger heat recovery operation). Thereby, here, it can be set up about which heat recovery operation is performed according to the weather conditions etc. of the area where the air conditioning apparatus 1 is installed. Further, in the case of performing the heat recovery operation as in patterns 4 to 6 simultaneously in the defrosting operation with the heat storage use operation, the defrosting operation is frequently performed and the heat storage performed before the defrosting operation is performed. In operation, it is preferable that heat storage to the heat storage material is sufficiently performed.
  • the index representing the situation at the end of the previous defrosting operation is not limited to this.
  • the time tdef required for the previous defrosting operation is used. It may be. That is, in the defrosting operation pattern changing process of FIG. 9 or FIG. 12, “the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous defrosting operation is lower than the defrosting operation determination temperatures Tdef1, Tdef2, Tdef3, and Tdef4”.
  • the condition may be changed to a condition that “the time tdef required for the previous defrosting operation is larger than a predetermined time”.
  • the outdoor heat exchange outlet temperature Tol2 at the end of the previous three defrosting operations is equal to or higher than the defrosting operation determination temperatures Tdef1 and Tdef2
  • “required for the previous three defrosting operations” It is only necessary to change to the condition that all the times tdef are equal to or less than the predetermined time.
  • the defrosting capability of the outdoor heat exchanger 23 that needs to be changed according to the weather conditions in the area where the air conditioner 1 is installed is defined as the outdoor temperature. It is made to change based on Ta and / or time tdef required for the last defrost operation. For this reason, in the defrosting operation accompanied by the heat storage utilization operation, the defrosting ability of the outdoor heat exchanger 23 is determined in the same manner as the above embodiment and the first and second modifications, and the weather conditions in the area where the air conditioner 1 is installed. Depending on the situation, it can be made appropriate.
  • the heat storage heat exchanger 28 which has the heat storage material of a specific capacity
  • the defrosting ability of the outdoor heat exchanger 23 can be ensured while continuing the heating operation as much as possible.
  • the time tdef required for the previous defrosting operation is long, it is preferable to perform the defrosting operation frequently so that the defrosting operation is performed well.
  • the defrosting operation is frequently performed, and in the heat storage operation performed before the defrosting operation, It is preferable that heat storage is sufficiently performed.
  • the interval time ⁇ tbet between the defrosting operations is changed based on the outdoor temperature Ta and / or the time required for the previous defrosting operation.
  • the time required for the previous defrosting operation is long (here, when performing the defrosting operation of pattern 2), as shown in FIGS. 10 and 11, the interval time ⁇ tbet between the defrosting operations is shown. Change to shorten.
  • the heat recovery operation is simultaneously performed in the defrosting operation with the heat storage use operation (here, when the defrosting operation of patterns 3 to 6 is performed), the heat storage is performed in the same manner as in the second modification (see FIG. 11).
  • a defrosting operation is performed every time the operation ends.
  • the frequency of a defrost operation can be changed as needed, and the defrost operation accompanied by heat storage utilization operation can be performed favorably.
  • heat storage to the heat storage material in the heat storage operation before the defrosting operation is reliably performed, and the interval time ⁇ tbet between the defrosting operations can be shortened by omitting the heating operation after the heat storage operation.
  • the present invention includes a refrigerant circuit having a heat storage heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the heat storage material, and the heat storage heat exchanger functions as a refrigerant radiator to store heat in the heat storage material.
  • a refrigerant circuit having a heat storage heat exchanger that performs heat exchange between the refrigerant and the heat storage material, and the heat storage heat exchanger functions as a refrigerant radiator to store heat in the heat storage material.

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Abstract

 空気調和装置(1)は、圧縮機(21)と、室外熱交換器(23)と、室内熱交換器(42a、42b)と、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器(28)とを有する冷媒回路(10)を備えており、蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能である。そして、空気調和装置(1)では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器(23)の除霜能力を、室外熱交換器(23)が配置される外部空間の室外温度、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の室外熱交換器(23)の出口の冷媒の温度である室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて変更する。

Description

空気調和装置
 本発明は、空気調和装置、特に、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器とを有する冷媒回路を備えており、蓄熱熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱を行う蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能な空気調和装置に関する。
 従来より、特許文献1(特開2005-337657号公報)に示すように、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する冷媒回路を備えており、蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能な空気調和装置がある。ここで、蓄熱運転とは、蓄熱熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う運転である。除霜運転とは、室外熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで室外熱交換器の除霜を行う運転である。蓄熱利用運転とは、蓄熱熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱を行う運転である。暖房運転とは、室内熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる運転である。
 上記従来の空気調和装置では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転時に必要な室外熱交換器の除霜能力は、空気調和装置を設置する地域の気象条件(室外温度、湿度、降雪の程度)等によって異なる。このような地域の気象条件等による除霜能力の違いに対しては、寒冷地域のような蓄熱利用運転を伴う除霜運転時に最も多くの除霜能力が要求される気象条件等を想定して蓄熱材の容量等を含む蓄熱熱交換器の仕様を決定することが考えられる。
 しかし、このような蓄熱熱交換器の仕様の決定の仕方では、大容量の蓄熱材が必要となり、蓄熱熱交換器のサイズや重量、コストへの影響が大きくなる。また、空気調和装置を寒冷地域に設置する場合には、蓄熱熱交換器を含む空気調和装置の仕様は適切であるが、温暖地域に設置する場合には、蓄熱熱交換器を含む空気調和装置の仕様が過剰なものとなってしまう。
 もちろん、地域別に蓄熱熱交換器を含む複数の仕様の空気調和装置を品揃えすれば、幅広い地域に対応することが可能になるが、品揃えを多くする分だけ、生産性が低下したり、コストが上昇する等の不利益が大きくなる。
 本発明の課題は、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器を有する冷媒回路を備えており、蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能な空気調和装置において、特定の容量の蓄熱材を有する蓄熱熱交換器によって幅広い地域に対応できるようにすることにある。
 第1の観点にかかる空気調和装置は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器とを有する冷媒回路を備えており、蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能である。ここで、蓄熱運転とは、蓄熱熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う運転である。除霜運転とは、室外熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで室外熱交換器の除霜を行う運転である。蓄熱利用運転とは、蓄熱熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱を行う運転である。暖房運転とは、室内熱交換器を冷媒の放熱器として機能させる運転である。そして、この空気調和装置では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器の除霜能力を、室外熱交換器が配置される外部空間の室外温度、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の室外熱交換器の出口の冷媒の温度である室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて変更する。
 ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、空気調和装置を設置する地域の気象条件等に応じて変化させる必要がある室外熱交換器の除霜能力を、室外温度、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて変更するようにしている。このため、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器の除霜能力を、空気調和装置を設置する地域の気象条件等に応じて適切なものにすることができる。
 これにより、ここでは、空気調和装置を設置する地域の気象条件等に応じて室外熱交換器の除霜能力を適切なものとして、特定の容量の蓄熱材を有する蓄熱熱交換器によって幅広い地域に対応することができる。
 第2の観点にかかる空気調和装置は、第1の観点にかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外温度及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて室外熱交換器の除霜能力を大きくする変更が要求される場合には、暖房運転を同時に行いつつ、室内熱交換器の暖房能力を小さくする。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行うと、室外熱交換器の除霜能力の一部が室内熱交換器の暖房能力として使用されることになる。このとき、室外熱交換器の除霜能力を大きくする必要があるにもかかわらず、室内熱交換器の暖房能力を維持していると、室外熱交換器の除霜能力が不足するおそれがある。
 そこで、ここでは、上記のように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行う場合において、室外熱交換器の除霜能力を大きくする変更が要求される場合には、室内熱交換器の暖房能力を小さくするようにしている。
 これにより、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、暖房運転を極力継続しつつ、室外熱交換器の除霜能力を確保することができる。
 第3の観点にかかる空気調和装置は、第2の観点にかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行う場合には、室外温度及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて、除霜運転間のインターバル時間を変更する。
 室外温度が低い場合や前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度が低かった場合や前回の除霜運転に要した時間が長かった場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにして、除霜運転が良好に行われるようにすることが好ましい。
 そこで、ここでは、上記のように、室外温度及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて、除霜運転間のインターバル時間を変更するようにしている。例えば、室外温度が低い場合や前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度が低かった場合、前回の除霜運転に要した時間が長かった場合には、除霜運転間のインターバル時間を短くする変更を行う。
 これにより、ここでは、必要に応じて除霜運転の頻度を変更することができ、蓄熱利用運転を伴う除霜運転を良好に行うことができる。
 第4の観点にかかる空気調和装置は、第2又は第3の観点にかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外温度及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて室外熱交換器の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、室内熱交換器への冷媒の供給をやめて、室外熱交換器の除霜を行う。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行う場合には、室内熱交換器の暖房能力を小さくするだけでは、室外熱交換器の除霜能力をまかなうことができないほど、室外温度が低くなったり、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度が低くなったり、前回の除霜運転に要した時間が長くなる場合がある。
 そこで、ここでは、上記のように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、室内熱交換器への冷媒の供給をやめて、室外熱交換器の除霜を行うようにしている。
 これにより、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室内熱交換器の暖房能力を小さくするだけでは、室外熱交換器の除霜能力をまかなうことができない場合には、暖房運転を行わずに、室外熱交換器の除霜能力を確保することができる。
 第5の観点にかかる空気調和装置は、第4の観点にかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外温度及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度あるいは前回の除霜運転に要した時間に基づいて室外熱交換器の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、室内熱交換器と圧縮機との間を接続する冷媒管が保有する熱を回収する連絡管熱回収運転、及び/又は、室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることによって冷媒が得る熱を回収する室内熱交換器熱回収運転を行う。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転において室内熱交換器への冷媒の供給をやめる(すなわち、暖房運転をやめる)だけでは、室外熱交換器の除霜能力をまかなうことができないほど、室外温度が低くなったり、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度が低くなったり、前回の除霜運転に要した時間が長くなる場合がある。
 そこで、ここでは、上記のように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、暖房運転をやめるとともに、連絡管熱回収運転、及び/又は、室内熱交換器熱回収運転を行うようにしている。
 これにより、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、暖房運転をやめるだけでは室外熱交換器の除霜能力をまかなうことができない場合であっても、室外熱交換器の除霜能力を確保することができる。
 第6の観点にかかる空気調和装置は、第5の観点にかかる空気調和装置において、室内熱交換器に空気を供給する室内ファンがさらに設けられており、室内熱交換器熱回収運転には、室内ファンの運転を行わない第1室内熱交換器熱回収運転と、室内ファンの運転を行う第2室内熱交換器熱回収運転とがある。
 ここでは、室内熱交換器熱回収運転として、室内ファンの運転を行わずに空調空間への影響を抑えつつ室内熱交換器から熱を回収する第1室内熱交換器熱回収運転と、室内ファンの運転を行うことで空調空間への影響は大きくなるものの第1室内熱交換器熱回収運転よりも多くの熱を回収することができる第2室内熱交換器熱回収運転とがある。このため、要求される室外熱交換器の除霜能力の程度が小さい場合には、第1室内熱交換器熱回収運転を行い、要求される室外熱交換器の除霜能力の程度が大きい場合には、第2室内熱交換器熱回収運転を行うことができる。
 これにより、ここでは、必要に応じて熱回収の程度が異なる2つの室内熱交換器熱回収運転を使い分けて、室外熱交換器の除霜能力を確保することができる。
 第7の観点にかかる空気調和装置は、第5又は第6の観点にかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において連絡管熱回収運転及び/又は室内熱交換器熱回収運転を行う場合には、蓄熱運転が終了する毎に除霜運転を行う。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにするとともに、除霜運転の前に行われる蓄熱運転において、蓄熱材への蓄熱が十分に行われていることが好ましい。
 そこで、ここでは、上記のように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合には、蓄熱運転が終了する毎に除霜運転を行うようにしている。このため、除霜運転前の蓄熱運転における蓄熱材への蓄熱が確実に行われるとともに、蓄熱運転後の暖房運転が省略されることで除霜運転間のインターバル時間を短くすることができる。
 これにより、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合において、除霜運転の頻度を多くするとともに、十分に蓄熱された蓄熱材の熱を利用することができ、蓄熱利用運転を伴う除霜運転を良好に行うことができる。
 第8の観点にかかる空気調和装置は、第5~第7の観点のいずれかにかかる空気調和装置において、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において連絡管熱回収運転及び/又は室内熱交換器熱回収運転を行うことを許可するか禁止するかを設定するための熱回収運転設定手段が設けられている。
 ここでは、熱回収運転設定手段によって、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行うか禁止するかを設定することができるようになっている。そして、例えば、寒冷地域では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を行う設定を行い、温暖地域では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を行わない設定を行うことができる。
 これにより、ここでは、空気調和装置を設置する地域の気象条件等に応じて、熱回収運転を行うかどうかを設定することができる。
 第9の観点にかかる空気調和装置は、第8の観点にかかる空気調和装置において、熱回収運転設定手段は、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、連絡管熱回収運転、第1室内熱交換器熱回収運転及び第2室内熱交換器熱回収運転をそれぞれ設定可能である。
 ここでは、熱回収運転設定手段によって、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合において、3つの熱回収運転のいずれを行うかについても設定することができるようになっている。
 これにより、ここでは、空気調和装置を設置する地域の気象条件等に応じて、いずれの熱回収運転を行うかについても設定することができる。
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 蓄熱熱交換器の概略構成図である。 空気調和装置の制御ブロック図である。 冷房運転における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。 暖房運転における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。 蓄熱運転(暖房運転時の蓄熱運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。 除霜運転(蓄熱利用運転を伴う除霜運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。 室外熱交換器の除霜能力を変更するための除霜運転パターンの表である。 室外熱交換器の除霜能力を変更するための除霜運転パターンのフローチャートである。 変形例1にかかる室外熱交換器の除霜能力を変更するための除霜運転パターンの表である。 変形例2にかかる室外熱交換器の除霜能力を変更するための除霜運転パターンの表である。 変形例2にかかる室外熱交換器の除霜能力を変更するための除霜運転パターンのフローチャートである。 変形例2にかかる空気調和装置の制御ブロック図である。 変形例2にかかるパターン4の除霜運転(蓄熱利用運転を伴う除霜運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。 変形例2にかかるパターン5、6の除霜運転(蓄熱利用運転を伴う除霜運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。
 以下、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる空気調和装置の実施形態の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
 (1)空気調和装置の基本構成
 図1は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の屋内の空調に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット4a、4bとが接続されることによって構成されている。ここで、室外ユニット2と複数の室内ユニット4a、4bとは、液冷媒連絡管6及びガス冷媒連絡管7を介して接続されている。すなわち、空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、複数の室内ユニット4a、4bとが冷媒連絡管6、7を介して接続されることによって構成されている。
 <室内ユニット>
 室内ユニット4a、4bは、屋内に設置されている。室内ユニット4a、4bは、冷媒連絡管6、7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
 次に、室内ユニット4a、4bの構成について説明する。尚、室内ユニット4bは、室内ユニット4aと同様の構成を有するため、ここでは、室内ユニット4aの構成のみ説明し、室内ユニット4bの構成については、それぞれ、室内ユニット4aの各部を示す添字aの代わりに添字bを付して、各部の説明を省略する。
 室内ユニット4aは、主として、冷媒回路10の一部を構成する室内側冷媒回路10a(室内ユニット4bでは、室内側冷媒回路10b)を有している。室内側冷媒回路10aは、主として、室内膨張弁41aと、室内熱交換器42aとを有している。
 室内膨張弁41aは、室内側冷媒回路10aを流れる冷媒を減圧して室内熱交換器42aを流れる冷媒の流量を可変する弁である。室内膨張弁41aは、室内熱交換器42aの液側に接続された電動膨張弁である。
 室内熱交換器42aは、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。室内熱交換器42aの近傍には、室内熱交換器42aに室内空気を送るための室内ファン43aが設けられている。室内ファン43aによって室内熱交換器42aに対して室内空気を送風することにより、室内熱交換器42aでは、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。室内ファン43aは、室内ファンモータ44aによって回転駆動されるようになっている。これにより、室内熱交換器42aは、冷媒の放熱器や冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
 また、室内ユニット4aには、各種のセンサが設けられている。室内熱交換器42aの液側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度Trlaを検出する液側温度センサ45aが設けられている。室内熱交換器42aのガス側には、ガス状態の冷媒の温度Trgaを検出するガス側温度センサ46aが設けられている。室内ユニット4aの室内空気の吸入口側には、室内ユニット4aが対象とする空調空間の室内空気の温度(すなわち、室内温度Tra)を検出する室内温度センサ47aが設けられている。また、室内ユニット4aは、室内ユニット4aを構成する各部の動作を制御する室内側制御部48aを有している。そして、室内側制御部48aは、室内ユニット4aの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、室内ユニット4aを個別に操作するためのリモートコントローラ49aとの間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。尚、リモートコントローラ49aは、ユーザーが空調運転に関する各種設定や運転/停止指令を行う機器である。
 <室外ユニット>
 室外ユニット2は、屋外に設置されている。室外ユニット2は、冷媒連絡管6、7を介して室内ユニット4a、4bに接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。
 次に、室外ユニット2の構成について説明する。
 室外ユニット2は、主として、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10cを有している。この室外側冷媒回路10cは、主として、圧縮機21と、第1切換機構22と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、第2切換機構27と、蓄熱熱交換器28と、蓄熱膨張弁29とを有している。
 圧縮機21は、ケーシング内に図示しない圧縮要素及び圧縮要素を回転駆動する圧縮機モータ20が収容された密閉型圧縮機である。圧縮機モータ20は、図示しないインバータ装置を介して電力が供給されるようになっており、インバータ装置の周波数(すなわち、回転数)を変化させることによって、運転容量を可変することが可能になっている。
 第1切換機構22は、冷媒の流れの方向を切り換えるための四路切換弁である。第1切換機構22は、室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させる場合に、圧縮機21の吐出側と室外熱交換器23のガス側とを接続するとともに、蓄熱熱交換器28のガス側と圧縮機21の吸入側とを接続する切り換えが行われる(室外放熱切換状態、図1の第1切換機構22の実線を参照)。ここで、第1切換機構22が室外放熱切換状態に切り換えられると、蓄熱熱交換器28を冷媒の蒸発器として機能させることができる。また、第1切換機構22は、室外熱交換器23を冷媒の蒸発器として機能させる場合に、圧縮機21の吸入側と室外熱交換器23のガス側とを接続するとともに、蓄熱熱交換器28のガス側と圧縮機21の吐出側とを接続する切り換えが行われる(室外蒸発切換状態、図1の第1切換機構22の破線を参照)。ここで、第2切換機構22が室外蒸発切換状態に切り換えられると、蓄熱熱交換器28を冷媒の放熱器として機能させることができる。尚、第1切換機構22は、四路切換弁ではなく、三方弁や電磁弁等を組み合わせて同じ機能を果たすように構成したものであってもよい。
 室外熱交換器23は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器からなる。室外熱交換器23の近傍には、室外熱交換器23に室外空気を送るための室外ファン25が設けられている。室外ファン25によって室外熱交換器23に対して室外空気を送風することにより、室外熱交換器23では、冷媒と室外空気との間で熱交換が行われる。室外ファン25は、室外ファンモータ26によって回転駆動されるようになっている。これにより、室外熱交換器23は、冷媒の放熱器や冷媒の蒸発器として機能するようになっている。
 室外膨張弁24は、室外側冷媒回路10cのうち室外熱交換器23を流れる冷媒を減圧して室外熱交換器23を流れる冷媒の流量を可変する弁である。室外膨張弁24は、室外熱交換器23の液側に接続された電動膨張弁である。
 第2切換機構27は、冷媒の流れの方向を切り換えるための四路切換弁である。第2切換機構27は、室内熱交換器42a、42bを冷媒の蒸発器として機能させる場合に、圧縮機21の吸入側とガス冷媒連絡管7とを接続する切り換えが行われる(室内蒸発切換状態、図1の第2切換機構27の実線を参照)。また、第2切換機構27は、室内熱交換器42a、42bを冷媒の放熱器として機能させる場合に、圧縮機21の吐出側とガス冷媒連絡管7とを接続する切り換えが行われる(室内放熱切換状態、図1の第2切換機構27の破線を参照)。ここで、第2切換機構27の4つのポートのうちの1つ(図1の紙面右寄りのポート)は、キャピラリーチューブ271を介して常時圧縮機21の吸入側に接続されたポート(図1の紙面上寄りのポート)に接続されることによって、実質的には使用されないポートとなっている。尚、第2切換機構27は、四路切換弁ではなく、三方弁や電磁弁等を組み合わせて同じ機能を果たすように構成したものであってもよい。
 蓄熱熱交換器28は、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う熱交換器であり、冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行い、冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱(蓄熱利用)を行う際に使用される。蓄熱熱交換器28は、主として、蓄熱材が溜められている蓄熱槽281と、蓄熱材に浸漬されるように配置された伝熱管群282とを有している。蓄熱槽281は、ここでは、図2に示すように、略直方体形状の箱体であり、内部に蓄熱材が溜められている。蓄熱材としては、ここでは、相変化によって蓄熱を行う物質が使用されている。具体的には、蓄熱熱交換器28を冷媒の放熱器として使用する際に相変化(溶融)して蓄熱し、蓄熱熱交換器28を冷媒の蒸発器として使用する際に相変化(凝固)して蓄熱利用されるように、30℃~40℃程度の相変化温度を有するポリエチレングリコールや硫酸ナトリウム水和物、パラフィン等が使用されている。伝熱管群282は、図2に示すように、冷媒の出入口に設けられたヘッダー管283及び分流器284を介して複数の伝熱管285が分岐接続された構造を有している。ここでは、複数の伝熱管285がそれぞれ、上下方向に折り返された形状を有しており、このような複数の伝熱管285の両端がヘッダー管283及び分流器284に接続されることによって伝熱管群282を構成している。そして、蓄熱熱交換器28のガス側(すなわち、伝熱管群282の一端)は、第1切換機構22に接続されており、蓄熱熱交換器28の液側(すなわち、伝熱管群282の他端)は、冷媒回路10(ここでは、室外側冷媒回路10c)の室外膨張弁24と液冷媒連絡管6との間の部分に蓄熱膨張弁29を介して接続されている。ここで、図2は、蓄熱熱交換器28の概略構成図である。
 蓄熱膨張弁29は、室外側冷媒回路10cのうち蓄熱熱交換器28を流れる冷媒を減圧して蓄熱熱交換器28を流れる冷媒の流量を可変する弁である。蓄熱膨張弁29は、蓄熱熱交換器28の液側に接続された電動膨張弁である。
 また、室外ユニット2には、各種のセンサが設けられている。室外ユニット2には、圧縮機21の吸入圧力Psを検出する吸入圧力センサ31と、圧縮機21の吐出圧力Pdを検出する吐出圧力センサ32と、圧縮機21の吸入温度Tsを検出する吸入温度センサ33と、圧縮機21の吐出温度Tdを検出する吐出温度センサ34とが設けられている。室外熱交換器23には、気液二相状態の冷媒の温度Tol1を検出する室外熱交温度センサ35が設けられている。室外熱交換器23の液側には、液状態又は気液二相状態の冷媒の温度Tol2を検出する液側温度センサ36が設けられている。室外ユニット2の室外空気の吸入口側には、室外ユニット2(すなわち、室外熱交換器23や蓄熱熱交換器28)が配置される外部空間の室外空気の温度(すなわち、室外温度Ta)を検出する室外温度センサ37が設けられている。また、室外ユニット2は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室外側制御部38を有している。そして、室外側制御部38は、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリや圧縮機モータ25を制御するインバータ装置等を有しており、室内ユニット4a、4bの室内側制御部48a、48bとの間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
 <冷媒連絡管>
 冷媒連絡管6、7は、空気調和装置1を設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、室外ユニット2及び室内ユニット4a、4bの設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。
 <制御部>
 室内ユニット4a、4bを個別に操作するためのリモートコントローラ49a、49bと、室内ユニット4a、4bの室内側制御部48a、48bと、室外ユニット2の室外側制御部38とは、図1に示すように、空気調和装置1全体の運転制御を行う制御部8を構成している。制御部8は、図3に示されるように、各種センサ31~37、45a、45b、46a、46b、47a、47b等の検出信号を受けることができるように接続されている。そして、制御部8は、これらの検出信号等に基づいて各種機器及び弁20、22、24、26、41a、41b、44a、44bを制御することによって、空調運転(冷房運転及び暖房運転)を行うことができるように構成されている。ここで、図3は、空気調和装置1の制御ブロック図である。
 以上のように、空気調和装置1は、複数(ここでは、2台)の室内ユニット4a、4bが室外ユニット2に接続されることによって構成される冷媒回路10を有している。そして、空気調和装置1では、制御部8によって、以下のような運転制御が行われるようになっている。
 (2)空気調和装置の基本動作
 次に、空気調和装置1の冷房運転、暖房運転、蓄熱運転、及び、除霜運転の基本動作について、図4~図7を用いて説明する。ここで、図4は、冷房運転における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。図5は、暖房運転における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。図6は、蓄熱運転(暖房運転時の蓄熱運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。図7は、除霜運転(蓄熱利用運転を伴う除霜運転)における冷媒回路内の冷媒の流れを示す図である。
 <冷房運転>
 リモートコントローラ49a、49bから冷房運転の指令がなされると、第1切換機構22が室外放熱切換状態(図4の第1切換機構22の実線で示された状態)、及び、第2切換機構27が室内蒸発切換状態(図4の第2切換機構27の実線で示された状態)に切り換えられるとともに、蓄熱膨張弁29が閉止された状態(すなわち、蓄熱熱交換器28を使用しない状態)にされて、圧縮機21、室外ファン25及び室内ファン43a、43bが起動する。
 すると、冷媒回路10内の低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、第1切換機構22を経由して、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器23において、室外ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室外膨張弁24及び液冷媒連絡管6を経由して、室外ユニット2から室内ユニット4a、4bに送られる。
 室内ユニット4a、4bに送られた高圧の液冷媒は、室内膨張弁41a、41bによって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器42a、42bに送られる。室内熱交換器42a、42bに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室内熱交換器42a、42bにおいて、室内ファン43a、43bによって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管7を経由して、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られる。
 室外ユニット2に送られた低圧のガス冷媒は、第2切換機構27を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
 <暖房運転>
 リモートコントローラ49a、49bから暖房運転の指令がなされると、第1切換機構22が室外蒸発切換状態(図5の第1切換機構22の破線で示された状態)、及び、第2切換機構27が室内放熱切換状態(図5の第2切換機構27の破線で示された状態)に切り換えられるとともに、蓄熱膨張弁29が閉止された状態(すなわち、蓄熱熱交換器28を使用しない状態)にされて、圧縮機21、室外ファン25及び室内ファン43a、43bが起動する。
 すると、冷媒回路10内の低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、第2切換機構27及びガス冷媒連絡管7を経由して、室外ユニット2から室内ユニット4a、4bに送られる。
 室内ユニット4a、4bに送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器42a、42bに送られる。室内熱交換器42a、42bに送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器42a、42bにおいて、室内ファン43a、43bによって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室内膨張弁41a、41bによって減圧される。室内膨張弁41a、41bによって減圧された冷媒は、ガス冷媒連絡管7を経由して、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られる。
 室外ユニット2に送られた冷媒は、室外膨張弁24に送られ、室外膨張弁24によって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器23において、室外ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、第1切換機構22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
 <蓄熱運転(暖房運転時の蓄熱運転)>
 暖房運転時においては、蓄熱熱交換器28を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う蓄熱運転が行われる。すなわち、室外熱交換器23を冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、室内熱交換器42a、42bを冷媒の放熱器として機能させる暖房運転時において、蓄熱熱交換器28を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う蓄熱運転(暖房運転時の蓄熱運転)が行われる。この暖房運転時の蓄熱運転は、切換機構22、27を暖房運転と同じ切換状態に切り換えた上で、蓄熱膨張弁29を開けることによって行われる(図6参照)。
 すると、冷媒回路10内の低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒の一部は、暖房運転時と同様に、第2切換機構27及びガス冷媒連絡管7を経由して、室外ユニット2から室内ユニット4a、4bに送られる。この室内ユニット4a、4bに送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器42a、42bにおいて、室内ファン43a、43bによって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室内膨張弁41a、41bによって減圧される。室内膨張弁41a、41bによって減圧された冷媒は、ガス冷媒連絡管7を経由して、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られる。
 また、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒の残りは、第1切換機構22を経由して、蓄熱熱交換器28に送られる。蓄熱熱交換器28に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する蓄熱熱交換器28において、蓄熱材と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、蓄熱膨張弁29によって減圧される。ここで、蓄熱熱交換器28の蓄熱材は、冷媒との熱交換によって加熱されることによって相変化(溶融)して蓄熱する。
 蓄熱膨張弁29によって減圧された冷媒は、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られた冷媒と合流して、室外膨張弁24に送られ、室外膨張弁24によって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する室外熱交換器23において、室外ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、第1切換機構22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。このように、暖房運転時の蓄熱運転において、蓄熱熱交換器28は、室内熱交換器42a、42bと並列の冷媒の放熱器として機能するようになっている。すなわち、冷媒回路10は、暖房運転時の蓄熱運転において、圧縮機21から吐出される高圧のガス冷媒を、室内熱交換器42a、42b及び蓄熱熱交換器28に並列に送ることが可能に構成されている。
 <除霜運転(蓄熱利用運転を伴う除霜運転)>
 暖房運転時においては、室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させることで室外熱交換器の除霜を行う除霜運転が行われる。そして、除霜運転時においては、蓄熱熱交換器28を冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱を行う蓄熱利用運転が行われる。すなわち、室外熱交換器23を冷媒の放熱器として機能させ、かつ、蓄熱熱交換器28を冷媒の蒸発器として機能させる蓄熱利用運転(除霜運転時の蓄熱利用運転、蓄熱利用運転を伴う除霜運転)が行われる。しかも、ここでは、室内熱交換器42a、42bを冷媒の放熱器として機能させることで暖房運転も同時に行われるようになっている。すなわち、ここでは、除霜運転時に蓄熱利用運転及び暖房運転が同時に(又は、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転が同時に)行われるようになっている。この除霜運転時の蓄熱利用運転(又は、蓄熱利用運転を伴う除霜運転)は、第1切換機構22を室外放熱切換状態に切り換え、かつ、第2切換機構27を室内放熱切換状態に切り換えた上で、蓄熱膨張弁29を開けることによって行われる(図7参照)。また、除霜運転時は、室外ファン25を停止させる。
 すると、冷媒回路10内の低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒の一部は、暖房運転時と同様に、第2切換機構27及びガス冷媒連絡管7を経由して、室外ユニット2から室内ユニット4a、4bに送られる。この室内ユニット4a、4bに送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器42a、42bにおいて、室内ファン43a、43bによって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、室内膨張弁41a、41bによって減圧される。室内膨張弁41a、41bによって減圧された冷媒は、ガス冷媒連絡管7を経由して、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られる。
 また、圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒の残りは、第1切換機構22を経由して、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する室外熱交換器23において、室外熱交換器23に付着している霜や氷と熱交換を行って冷却される。この高圧の冷媒は、室外膨張弁24よって減圧される。ここで、室外熱交換器23に付着している霜や氷は、冷媒との熱交換によって加熱されることによって融解して室外熱交換器23の除霜が行われる。
 室外膨張弁24によって減圧された高圧の冷媒は、室内ユニット4a、4bから室外ユニット2に送られた冷媒と合流して、蓄熱膨張弁29に送られ、蓄熱膨張弁29によって減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、蓄熱熱交換器28に送られる。蓄熱熱交換器28に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する蓄熱熱交換器28において、蓄熱材と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、第1切換機構22を経由して、再び、圧縮機21に吸入される。ここで、蓄熱熱交換器28の蓄熱材は、冷媒との熱交換によって冷却されることによって相変化(凝固)して蓄熱利用される。このように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転(又は、除霜運転時の蓄熱利用運転)において暖房運転が同時に行われる場合には、室内熱交換器42a、42bは、室外熱交換器23と並列の冷媒の放熱器として機能するようになっている。すなわち、冷媒回路10は、蓄熱利用運転を伴う除霜運転(又は、除霜運転時の蓄熱利用運転)において暖房運転が同時に行われる場合には、圧縮機21から吐出される高圧のガス冷媒を、室外熱交換器23及び室内熱交換器42a、42bに並列に送ることが可能に構成されている。
 <冷房運転、暖房運転、及び、蓄熱運転の制御>
 -冷房運転時-
 上記の冷房運転において、制御部8は、各室内熱交換器42a、42bの出口における冷媒の過熱度SHra、SHrbが目標過熱度SHras、SHrbsになるように、各室内膨張弁41a、41bの開度を決定して制御している(以下、この制御を「室内膨張弁による過熱度制御」とする)。ここで、過熱度SHra、SHrbは、吸入圧力センサ31によって検出される吸入圧力Ps、及び、ガス側温度センサ46a、46bによって検出される室内熱交換器42aのガス側の冷媒の温度Trga、Trgbから算出される。より具体的には、まず、吸入圧力Psを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路10における蒸発圧力Peに等価な状態量である蒸発温度Te(すなわち、蒸発圧力Peと蒸発温度Teは、文言自体は異なるが、実質的に同じ状態量を意味する)を得る。ここで、蒸発圧力Peとは、冷房運転時において、室内膨張弁41a、41bの出口から室内熱交換器42a、42bを経由して圧縮機21の吸入側に至るまでの間を流れる低圧の冷媒を代表する圧力を意味している。そして、各室内熱交換器42a、42bのガス側の冷媒の温度Trga、Trgbから蒸発温度Teを差し引くことによって過熱度SHra、SHrbを得る。
 尚、冷房運転において、室内膨張弁41a、41bを含めた室内ユニット4a、4bの各機器の制御は、制御部8の室内側制御部48a、48bによって行われる。また、室外膨張弁24を含めた室外ユニット2の各機器の制御は、制御部8の室外側制御部38によって行われる。
 -暖房運転時-
 上記の暖房運転において、制御部8は、各室内熱交換器42a、42bの出口における冷媒の過冷却度SCra、SCrbが目標過冷却度SCras、SCrbsになるように、各室内膨張弁41a、41bの開度を決定して制御している(以下、この制御を「室内膨張弁による過冷却度制御」とする)。ここで、過冷却度SCra、SCrbは、吐出圧力センサ32によって検出される吐出圧力Pd、及び、液側温度センサ45a、45bによって検出される室内熱交換器42aの液側の冷媒の温度Trla、Trlbから算出される。より具体的には、まず、吐出圧力Pdを冷媒の飽和温度に換算して、冷媒回路10における凝縮圧力Pcに等価な状態量である凝縮温度Tc(すなわち、凝縮圧力Pcと凝縮温度Tcは、文言自体は異なるが、実質的に同じ状態量を意味する)を得る。ここで、凝縮圧力Pcとは、暖房運転時において、圧縮機21の吐出側から室内熱交換器42a、42bを経由して室内膨張弁41a、41bに至るまでの間を流れる高圧の冷媒を代表する圧力を意味している。そして、凝縮温度Tcから各室内熱交換器42a、42bの液側の冷媒の温度Trla、Trlbを差し引くことによって過冷却度SCra、SCrbを得る。
 尚、暖房運転において、室内膨張弁41a、41bを含めた室内ユニット4a、4bの各機器の制御は、制御部8の室内側制御部48a、48bによって行われる。また、室外膨張弁24を含めた室外ユニット2の各機器の制御は、制御部8の室外側制御部38によって行われる。
 -蓄熱運転時-
 上記の蓄熱運転において、制御部8は、蓄熱熱交換器28の蓄熱材への蓄熱が終了した場合には、蓄熱運転を終了して、暖房運転に移行する。そして、蓄熱運転の開始から所定のインターバル時間Δtbetが経過した場合には、除霜運転に移行するようになっている。すなわち、インターバル時間Δtbetは、除霜運転間のインターバル時間を意味する。そして、基本的には、インターバル時間Δtbetの間は、暖房運転時の蓄熱運転及び蓄熱運転終了後の暖房運転が行われ、インターバル時間Δtbetが経過する毎に、除霜運転が行われることになる。
 以上のように、空気調和装置1では、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことができるようになっている。そして、暖房運転時に蓄熱運転を行うことで、暖房運転を継続しながら蓄熱材への蓄熱を行い、除霜運転時に蓄熱利用運転を行うことで、蓄熱材の蓄熱を利用して除霜運転を行うことができるようになっている。
 (3)除霜運転時の制御
 上記の蓄熱利用運転を伴う除霜運転時において、必要な室外熱交換器23の除霜能力は、空気調和装置1を設置する地域の気象条件(室外温度、湿度、降雪の程度)等によって異なる。このような地域の気象条件等による除霜能力の違いに対しては、寒冷地域のような蓄熱利用運転を伴う除霜運転時に最も多くの除霜能力が要求される気象条件等を想定して蓄熱材の容量等を含む蓄熱熱交換器の仕様を決定することが考えられる。しかし、このような蓄熱熱交換器28の仕様の決定の仕方では、大容量の蓄熱材が必要となり、蓄熱熱交換器28のサイズや重量、コストへの影響が大きくなる。また、空気調和装置1を寒冷地域に設置する場合には、蓄熱熱交換器28を含む空気調和装置1の仕様は適切であるが、温暖地域に設置する場合には、蓄熱熱交換器28を含む空気調和装置1の仕様が過剰なものとなってしまう。もちろん、地域別に蓄熱熱交換器28を含む複数の仕様の空気調和装置1を品揃えすれば、幅広い地域に対応することが可能になるが、品揃えを多くする分だけ、生産性が低下したり、コストが上昇する等の不利益が大きくなる。
 また、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行うと、室外熱交換器23の除霜能力の一部が室内熱交換器42a、42bの暖房能力として使用されることになる。このとき、室外熱交換器23の除霜能力を大きくする必要があるにもかかわらず、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を維持していると、室外熱交換器23の除霜能力が不足するおそれがある。
 そこで、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力を、室外熱交換器23が配置される外部空間の室外温度Ta、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の室外熱交換器23の出口の冷媒の温度である室外熱交出口温度Tol2に基づいて変更するようにしている。特に、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力を大きくする変更が要求される場合には、暖房運転を行いつつ、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくするようにしている。
 具体的には、ここでは、図8に示す室外熱交換器23の除霜能力を変更するための除霜運転パターンの表、及び、図9の室外熱交換器23の除霜能力を変更するための除霜運転パターンのフローチャートに示すステップST1~ST3にしたがって、室外熱交換器23の除霜能力の変更が行われる。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転が開始されると、まず、パターン1移行条件を満たすかどうかが判定される。また、前回の除霜運転がパターン2(後述)の除霜運転であった場合には、パターン1復帰条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン1移行条件を満たす場合、又は、パターン1復帰条件を満たす場合には、ステップST1のパターン1の除霜運転が行われる。ここで、パターン1移行条件は、除霜運転の開始時の状況を代表する室外温度Taに基づいて、パターン1の除霜運転を行うことができるかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、室外温度Taが所定の第1室外温度Tadef1に基づいて得られる閾温度(例えば、第1室外温度Tadef1に所定の温度ΔTadefを加えた値)より高い場合には、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を確保しつつ除霜運転を行っても室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがないものとして、パターン1移行条件を満たすものとする。また、パターン1復帰条件は、除霜運転の開始時の状況を代表する室外温度Ta、及び、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン2の除霜運転からパターン1の除霜運転に復帰できるかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前3回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2がいずれも所定の第1除霜運転判定温度Tdef1(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)以上であり、かつ、室外温度Taが所定の第2室外温度Tadef2(ここでは、第1室外温度Tadef1よりも低い温度)より高い場合には、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を確保しつつ除霜運転を行っても室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがないものとして、パターン1復帰条件を満たすものとする。また、パターン1の除霜運転は、図8に示すように、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を確保しつつ、室外熱交換器23の除霜を行うものであり、ここでは、室内膨張弁41a、41bを所定の開度開いて冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器42a、42bに高圧のガス冷媒を供給し、かつ、室内ファン43a、43bを最小回転数で運転することによって行われる。尚、上記パターン1の除霜運転においては、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっている。
 しかし、前回の除霜運転がパターン1の除霜運転であった場合において、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を確保しつつ除霜運転を行うと室外熱交換器23の除霜不足が発生することがある。そこで、前回の除霜運転がパターン1の除霜運転であった場合には、パターン2移行条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン2移行条件を満たす場合には、ステップST2のパターン2の除霜運転が行われる。ここで、パターン2移行条件は、除霜運転の開始時の状況を代表する室外温度Ta、及び、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン1の除霜運転からパターン2の除霜運転に移行すべきかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が所定の第1除霜運転判定温度Tdef1(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)より低く、かつ、室外温度Taが所定の第1室外温度Tadef1以下である場合、又は、室外温度Taが所定の第2室外温度Tadef2以下である場合には、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を確保しつつ除霜運転を行うと室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがあるものとして、パターン2移行条件を満たすものとする。また、パターン2の除霜運転は、図8に示すように、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくしつつ、室外熱交換器23の除霜を行うものであり、ここでは、室内膨張弁41a、41bを微開(例えば、全開時の15%以下の開度)にして冷媒の放熱器として機能する室内熱交換器42a、42bに高圧のガス冷媒を供給し、かつ、室内ファン43a、43bを最小回転数で運転することによって行われる。尚、上記パターン2の除霜運転においても、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっている。
 しかし、前回の除霜運転がパターン2の除霜運転であった場合において、室内膨張弁41a、41bを微開にすることで室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくしただけでは、室外熱交換器23の除霜不足が解消されないことがある。そこで、前回の除霜運転がパターン2の除霜運転であった場合には、パターン3移行条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン3移行条件を満たす場合には、ステップST3のパターン3の除霜運転が行われる。ここで、パターン3移行条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン2の除霜運転からパターン3の除霜運転に移行すべきかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が所定の第2除霜運転判定温度Tdef2(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)より低い場合には、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくしただけでは除霜運転を行うと室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがあるものとして、パターン3移行条件を満たすものとする。また、パターン3の除霜運転は、図8に示すように、室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめて、室外熱交換器23の除霜を行うものであり、ここでは、室内膨張弁41a、41bを全閉にし、かつ、室内ファン43a、43bを停止することによって行われる。
 また、前回の除霜運転がパターン3の除霜運転であった場合において、室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめて室外熱交換器23の除霜を行うことによって、室外熱交換器23の除霜不足が解消されることがある。そこで、前回の除霜運転がパターン3の除霜運転であった場合には、パターン2復帰条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン2復帰条件を満たす場合には、ステップST2のパターン2の除霜運転が行われる。ここで、パターン2復帰条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン3の除霜運転からパターン2の除霜運転に復帰できるかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前3回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2がいずれも所定の第2除霜運転判定温度Tdef2(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)以上である場合には、室内熱交換器42a、42bへの暖房能力を供給しながら室外熱交換器23の除霜を行っても、室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがないものとして、パターン2復帰条件を満たすものとする。尚、上記パターン3の除霜運転においても、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっている。
 このように、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて変化させる必要がある室外熱交換器23の除霜能力を、室外温度Ta、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2に基づいて変更するようにしている。このため、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力を、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて適切なものにすることができる。これにより、特定の容量の蓄熱材を有する蓄熱熱交換器28によって幅広い地域に対応することができる。また、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、暖房運転を極力継続しつつ、室外熱交換器23の除霜能力を確保することができる。
 また、上記の蓄熱利用運転を伴う除霜運転(パターン1~3の除霜運転)においては、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっており、この点が冷房運転や暖房運転だけを行う場合とは異なっている。このため、蓄熱利用運転を伴う除霜運転における空気調和装置1全体の機器制御を室外側制御部38がまとめて行うことができるようになり、各機器の制御が適切に行われる。
 (4)変形例1
 上記の実施形態の蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外温度Taが低い場合や前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tolが低かった場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにして、除霜運転が良好に行われるようにすることが好ましい。
 そこで、ここでは、図10に示すように、室外温度Ta及び/又は前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2に基づいて、除霜運転間のインターバル時間Δtbetを変更するようにしている。例えば、室外温度Taが低い場合や前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が低かった場合(ここでは、パターン2の除霜運転を行う場合)には、除霜運転間のインターバル時間Δtbetを短くする変更を行う。
 これにより、ここでは、必要に応じて除霜運転の頻度を変更することができ、蓄熱利用運転を伴う除霜運転を良好に行うことができる。
 (5)変形例2
 上記の実施形態及び変形例1の蓄熱利用運転を伴う除霜運転において暖房運転を同時に行う場合には、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくする(暖房能力の供給をやめることも含めて)だけでは、室外熱交換器23の除霜能力をまかなうことができないほど、室外温度Taが低くなったり、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が低くなる場合がある。すなわち、上記の実施形態のパターン1~3の除霜運転だけでは、室外熱交換器23の除霜能力をまかなうことができない場合がある。
 そこで、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合(ここでは、パターン3の除霜運転では室外熱交換器23の除霜能力をまかなうことができない場合)には、暖房運転を同時に行わずに、連絡管熱回収運転、及び/又は、室内熱交換熱回収運転を行うようにしている。
 具体的には、ここでは、図11に示す室外熱交換器23の除霜能力を変更するための除霜運転パターンの表、及び、図12の室外熱交換器23の除霜能力を変更するための除霜運転パターンのフローチャートに示すステップST1~ST6にしたがって、室外熱交換器23の除霜能力の変更が行われる。
 蓄熱利用運転を伴う除霜運転が開始されると、上記の実施形態のパターン1~3(ステップST1~ST3)と同様に、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくしつつ(暖房能力の供給をやめることも含めて)、除霜運転を行う。
 しかし、前回の除霜運転がパターン3の除霜運転であった場合において、室内膨張弁41a、41bを全閉にすることで室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめただけでは、室外熱交換器23の除霜不足が解消されないことがある。そこで、前回の除霜運転がパターン3の除霜運転であった場合には、パターン4移行条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン4移行条件を満たす場合には、ステップST4のパターン4の除霜運転が行われる。ここで、パターン4移行条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン3の除霜運転からパターン4の除霜運転に移行すべきかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が所定の第3除霜運転判定温度Tdef3(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)より低く、かつ、パターン4の除霜運転を行う設定がなされている場合には、室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめただけでは室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがあるものとして、パターン4移行条件を満たすものとする。ここで、パターン4の除霜運転を行うかどうかの設定(パターン5、6の除霜運転を行うかどうかの設定も含む)は、図13に示すように、制御部8に設けられた熱回収運転設定手段81によって行われる。ここでは、熱回収運転設定手段81は、制御部8の室外側制御部38に設けられたメモリであり、空気調和装置1の各種制御設定等を行うための外部機器からの通信によって、パターン4~6の除霜運転を行うかどうかを設定することができるようになっている。尚、熱回収運転設定手段81は、上記のもの限定されるものではなく、例えば、室外側制御部38に設けられたディップスイッチ等のように、パターン4~6の除霜運転を行うかどうかを設定することができるものであればよい。また、パターン4の除霜運転は、図11及び図14に示すように、室内膨張弁41a、41bを全閉にすることで室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめた状態において、室内熱交換器42a、42bと圧縮機21との間を接続する冷媒管(主に、ガス冷媒連絡管7)が保有する熱を回収する連絡管熱回収運転を行いつつ、室外熱交換器23の除霜を行うものである。ここでは、室内熱交換器42a、42bを冷媒の放熱器として機能させるために室内放熱切換状態に切り換えられていた第2切換機構27を、室内熱交換器42a、42bを冷媒の蒸発器として機能させるための室内蒸発切換状態に切り換えることで、室内熱交換器42a、42bと圧縮機21との間を接続する冷媒管(主に、ガス冷媒連絡管7)を低圧にし、この冷媒管に溜まった高温のガス冷媒を蓄熱熱交換器28からの低圧の冷媒とともに圧縮機21に吸入させることによって行われる(図14参照)。尚、上記パターン4の除霜運転においても、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっている。
 また、前回の除霜運転がパターン4の除霜運転であった場合において、連絡管熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行うことによって、室外熱交換器23の除霜不足が解消されることがある。そこで、前回の除霜運転がパターン4の除霜運転であった場合には、パターン3復帰条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン3復帰条件を満たす場合には、ステップST3のパターン3の除霜運転が行われる。ここで、パターン3復帰条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン4の除霜運転からパターン3の除霜運転に復帰できるかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、パターン4移行条件を満たさなくなった場合には、室内熱交換器42a、42bへの暖房能力の供給をやめただけで室外熱交換器23の除霜を行っても、室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがないものとして、パターン3復帰条件を満たすものとする。
 しかし、前回の除霜運転がパターン4の除霜運転であった場合において、連絡管熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行うだけでは、室外熱交換器23の除霜不足が解消されないことがある。そこで、前回の除霜運転がパターン4の除霜運転であった場合には、パターン5&6移行条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン5&6移行条件を満たす場合には、ステップST5のパターン5又はステップST6のパターン6の除霜運転が行われる。ここで、パターン5&6移行条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン4の除霜運転からパターン5、6の除霜運転に移行すべきかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が所定の第4除霜運転判定温度Tdef4(ここでは、除霜運転の終了を意味する除霜運転終了温度Tdefeと同じ)より低く、かつ、パターン5又はパターン6の除霜運転を行う設定がなされている場合には、連絡管熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行うだけでは室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがあるものとして、パターン5&6移行条件を満たすものとする。ここで、パターン5、6の除霜運転を行うかどうかの設定は、上記と同様に、制御部8に設けられた熱回収運転設定手段81によって行われる。また、パターン5、6の除霜運転は、図11及び図15に示すように、連絡管熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行っている状態において、室内熱交換器42a、42bを冷媒の蒸発器として機能させることによって冷媒が得る熱を回収する室内熱交換器熱回収運転を行いつつ、室外熱交換器23の除霜を行うものである。ここでは、連絡管熱回収運転において全閉されていた室内膨張弁41a、41bを開けて室内熱交換器42a、42bを冷媒の蒸発器として機能させることによって行われる(図15参照)。そして、熱回収運転設定手段81によってパターン5の除霜運転が設定されている場合には、室内ファン43a、43bの運転を行わずに熱回収を行う第1室内熱交換器熱回収運転が行われ、パターン6の除霜運転が設定されている場合には、室内ファン43a、43bの運転を行う第2室内熱交換器熱回収運転が行われる(図11参照)。
 また、前回の除霜運転がパターン5又はパターン6の除霜運転であった場合において、第1室内熱交換器熱回収運転又は第2室内熱交換器熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行うことによって、室外熱交換器23の除霜不足が解消されることがある。そこで、前回の除霜運転がパターン5又はパターン6の除霜運転であった場合には、パターン4復帰条件を満たすかどうかが判定される。そして、パターン4復帰条件を満たす場合には、ステップST4のパターン4の除霜運転が行われる。ここで、パターン4復帰条件は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する室外熱交出口温度Tol2に基づいて、パターン5又はパターン6の除霜運転からパターン4の除霜運転に復帰できるかどうかを判定するための条件である。そして、ここでは、パターン5&6移行条件を満たさなくなった場合には、連絡管熱回収運転を行いつつ室外熱交換器23の除霜を行うだけで室外熱交換器23の除霜を行っても、室外熱交換器23の除霜不足が発生するおそれがないものとして、パターン4復帰条件を満たすものとする。尚、上記パターン5、6の除霜運転においても、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器(圧縮機21や切換機構22、27、室外膨張弁24、室外ファン25、蓄熱膨張弁29)の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器(室内膨張弁41a、41bや室内ファン43a、43b)の制御内容も決定するようになっている。
 このように、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室内熱交換器42a、42bの暖房能力を小さくするだけでは、室外熱交換器23の除霜能力をまかなうことができない場合には、暖房運転を行わずに、パターン4~6のような熱回収運転を行うことによって、室外熱交換器23の除霜能力を確保することができる。尚、ここでは、パターン5又はパターン6の除霜運転(室内熱交換器熱回収運転)に先だってパターン4の除霜運転(連絡管熱回収運転)を行うようにしているが、パターン4の除霜運転を省略してもよい。例えば、パターン4移行条件を満たす場合に、パターン3の除霜運転からパターン5又はパターン6の除霜運転に移行するようにし、パターン4復帰条件を満たす場合に、パターン5又はパターン6の除霜運転からパターン3の除霜運転に復帰するようにしてもよい。但し、室内の快適性を極力維持するという観点では、パターン5又はパターン6の除霜運転に先だってパターン4の除霜運転を行うようにすることが好ましい。
 また、ここでは、室内熱交換器熱回収運転として、室内ファン43a、43bの運転を行わずに空調空間への影響を抑えつつ室内熱交換器42a、42bから熱を回収する第1室内熱交換器熱回収運転と、室内ファン43a、43bの運転を行うことで空調空間への影響は大きくなるものの第1室内熱交換器熱回収運転よりも多くの熱を回収することができる第2室内熱交換器熱回収運転とがある。このため、要求される室外熱交換器23の除霜能力の程度が小さい場合には、第1室内熱交換器熱回収運転を行い、要求される室外熱交換器23の除霜能力の程度が大きい場合には、第2室内熱交換器熱回収運転を行うことができる。これにより、ここでは、必要に応じて熱回収の程度が異なる2つの室内熱交換器熱回収運転を使い分けて、室外熱交換器23の除霜能力を確保することができる。
 また、ここでは、制御部8に設けられた熱回収運転設定手段81によって、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、熱回収運転を同時に行うか禁止するかを設定することができるようになっている。そして、例えば、寒冷地域では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を行う設定を行い、温暖地域では、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を行わない設定を行うことができる。これにより、ここでは、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて、熱回収運転を行うかどうかを設定することができる。
 また、ここでは、熱回収運転設定手段81によって、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合において、3つの熱回収運転(連絡管熱回収運転、第1室内熱交換器熱回収運転、及び、第2室内熱交換器熱回収運転)のいずれを行うかについても設定することができるようになっている。
 これにより、ここでは、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて、いずれの熱回収運転を行うかについても設定することができる。
 また、蓄熱利用運転を伴う除霜運転においてパターン4~6のような熱回収運転を同時に行う場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにするとともに、除霜運転の前に行われる蓄熱運転において、蓄熱材への蓄熱が十分に行われていることが好ましい。
 そこで、ここでは、図11に示すように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合には、蓄熱運転が終了する毎に除霜運転を行うようにしている。このため、除霜運転前の蓄熱運転における蓄熱材への蓄熱が確実に行われるとともに、蓄熱運転後の暖房運転が省略されることで除霜運転間のインターバル時間Δtbetを短くすることができる。
 これにより、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合において、除霜運転の頻度を多くするとともに、十分に蓄熱された蓄熱材の熱を利用することができ、蓄熱利用運転を伴う除霜運転を良好に行うことができる。
 また、本変形例において追加されたパターン4~6の除霜運転においても、パターン1~3の除霜運転と同様に、室外側制御部38が、室外ユニット2を構成する機器の制御内容だけでなく、室内ユニット4a、4bを構成する機器の制御内容も決定するようになっている。このため、蓄熱利用運転を伴う除霜運転における空気調和装置1全体の機器制御を室外側制御部38がまとめて行うことができるようになり、各機器の制御が適切に行われる。
 (6)変形例3
 上記の実施形態及び変形例1、2においては、図9や図12に示すように、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力を、除霜運転の開始時の状況を代表する指標としての室外温度Ta、及び/又は、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する指標としての室外熱交出口温度Tol2に基づいて変更するようにしている。
 しかし、前回の除霜運転の終了時の状況を代表する指標は、これに限定されるものではない。例えば、室外熱交出口温度Tol2が所定の除霜運転終了温度Tdefe以上になった場合に除霜運転を終了させるようにしている場合には、前回の除霜運転に要した時間tdefを用いるようにしてもよい。
 すなわち、図9や図12の除霜運転パターンの変更処理において、「前回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2が除霜運転判定温度Tdef1、Tdef2、Tdef3、Tdef4より低い」という条件については、「前回の除霜運転に要した時間tdefが所定の時間よりも大きい」という条件に変更すればよい。また、「前3回の除霜運転の終了時の室外熱交出口温度Tol2がいずれも除霜運転判定温度Tdef1、Tdef2以上である」という条件については、「前3回の除霜運転に要した時間tdefがいずれも所定の時間以下である」という条件に変更すればよい。
 このように、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて変化させる必要がある室外熱交換器23の除霜能力を、室外温度Ta、及び/又は、前回の除霜運転に要した時間tdefに基づいて変更するようにしている。このため、上記の実施形態及び変形例1、2と同様に、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、室外熱交換器23の除霜能力を、空気調和装置1を設置する地域の気象条件等に応じて適切なものにすることができる。これにより、特定の容量の蓄熱材を有する蓄熱熱交換器28によって幅広い地域に対応することができる。また、ここでは、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において、暖房運転を極力継続しつつ、室外熱交換器23の除霜能力を確保することができる。
 また、前回の除霜運転に要した時間tdefが長かった場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにして、除霜運転が良好に行われるようにすることが好ましい。また、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合には、除霜運転が頻繁に行われるようにするとともに、除霜運転の前に行われる蓄熱運転において、蓄熱材への蓄熱が十分に行われていることが好ましい。
 そこで、ここでは、上記の変形例1、2と同様に、室外温度Ta及び/又は前回の除霜運転に要した時間に基づいて、除霜運転間のインターバル時間Δtbetを変更するようにしている。例えば、前回の除霜運転に要した時間が長かった場合(ここでは、パターン2の除霜運転を行う場合)には、図10及び図11に示すように、除霜運転間のインターバル時間Δtbetを短くする変更を行う。また、蓄熱利用運転を伴う除霜運転において熱回収運転を同時に行う場合(ここでは、パターン3~6の除霜運転を行う場合)には、変形例2(図11参照)と同様に、蓄熱運転が終了する毎に除霜運転を行う。
 これにより、ここでは、必要に応じて除霜運転の頻度を変更することができ、蓄熱利用運転を伴う除霜運転を良好に行うことができる。また、除霜運転前の蓄熱運転における蓄熱材への蓄熱が確実に行われるとともに、蓄熱運転後の暖房運転が省略されることで除霜運転間のインターバル時間Δtbetを短くすることができる。
 本発明は、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器とを有する冷媒回路を備えており、蓄熱熱交換器を冷媒の放熱器として機能させることで蓄熱材への蓄熱を行う蓄熱運転を行い、除霜運転時に蓄熱熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることで蓄熱材からの放熱を行う蓄熱利用運転及び暖房運転を同時に行うことが可能な空気調和装置に対して、広く適用可能である。
 1       空気調和装置
 10      冷媒回路
 21      圧縮機
 23      室外熱交換器
 28      蓄熱熱交換器
 29      蓄熱膨張弁
 41a、41b 室内膨張弁
 42a、42b 室内熱交換器
 43a、43b 室内ファン
 81      熱回収運転設定手段
特開2005-337657号公報

Claims (9)

  1.  圧縮機(21)と、室外熱交換器(23)と、室内熱交換器(42a、42b)と、冷媒と蓄熱材との間で熱交換を行う蓄熱熱交換器(28)とを有する冷媒回路(10)を備えており、前記蓄熱熱交換器を前記冷媒の放熱器として機能させることで前記蓄熱材への蓄熱を行う蓄熱運転を行い、前記室外熱交換器を前記冷媒の放熱器として機能させることで前記室外熱交換器の除霜を行う除霜運転時に前記蓄熱熱交換器を前記冷媒の蒸発器として機能させることで前記蓄熱材からの放熱を行う蓄熱利用運転及び前記室内熱交換器を前記冷媒の放熱器として機能させる暖房運転を同時に行うことが可能な空気調和装置において、
     前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において、前記室外熱交換器の除霜能力を、前記室外熱交換器が配置される外部空間の室外温度、及び/又は、前回の前記除霜運転の終了時の前記室外熱交換器の出口の冷媒の温度である室外熱交出口温度あるいは前回の前記除霜運転に要した時間に基づいて変更する、
    空気調和装置(1)。
  2.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において、前記室外温度及び/又は前回の前記除霜運転の終了時の前記室外熱交出口温度あるいは前回の前記除霜運転に要した時間に基づいて前記室外熱交換器(23)の除霜能力を大きくする変更が要求される場合には、前記暖房運転を同時に行いつつ、前記室内熱交換器(42a、42b)の暖房能力を小さくする、
    請求項1に記載の空気調和装置(1)。
  3.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において前記暖房運転を同時に行う場合には、前記室外温度及び/又は前回の前記除霜運転の終了時の前記室外熱交出口温度あるいは前回の前記除霜運転に要した時間に基づいて、前記除霜運転間のインターバル時間を変更する、
    請求項2に記載の空気調和装置(1)。
  4.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において、前記室外温度及び/又は前回の前記除霜運転の終了時の前記室外熱交出口温度あるいは前回の前記除霜運転に要した時間に基づいて前記室外熱交換器(23)の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、前記室内熱交換器(42a、42b)への冷媒の供給をやめて、前記室外熱交換器(23)の除霜を行う、
    請求項2又は3に記載の空気調和装置(1)。
  5.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において、前記室外温度及び/又は前回の前記除霜運転の終了時の前記室外熱交出口温度あるいは前回の前記除霜運転に要した時間に基づいて前記室外熱交換器(23)の除霜能力をさらに大きくする変更が要求される場合には、前記室内熱交換器(42a、42b)と前記圧縮機(21)との間を接続する冷媒管が保有する熱を回収する連絡管熱回収運転、及び/又は、前記室内熱交換器を冷媒の蒸発器として機能させることによって冷媒が得る熱を回収する室内熱交換器熱回収運転を行う、
    請求項4に記載の空気調和装置(1)。
  6.  前記室内熱交換器(42a、42b)に空気を供給する室内ファン(43a、43b)がさらに設けられており、
     前記室内熱交換器熱回収運転には、前記室内ファンの運転を行わない第1室内熱交換器熱回収運転と、前記室内ファンの運転を行う第2室内熱交換器熱回収運転とがある、
    請求項5に記載の空気調和装置(1)。
  7.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において前記連絡管熱回収運転及び/又は前記室内熱交換器熱回収運転を行う場合には、前記蓄熱運転が終了する毎に前記除霜運転を行う、
    請求項5又は6に記載の空気調和装置(1)。
  8.  前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において前記連絡管熱回収運転及び/又は前記室内熱交換器熱回収運転を行うことを許可するか禁止するかを設定するための熱回収運転設定手段(81)が設けられている、
    請求項5~7のいずれか1項に記載の空気調和装置(1)。
  9.  前記熱回収運転設定手段(81)は、前記蓄熱利用運転を伴う前記除霜運転において、前記連絡管熱回収運転、前記第1室内熱交換器熱回収運転及び前記第2室内熱交換器熱回収運転をそれぞれ設定可能である、
    請求項8に記載の空気調和装置(1)。
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