CN107110544A - 蓄热式空调机 - Google Patents

Abstract

在制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发而对室内进行制冷的运转过程中，若接收部(101)接收表示电力使用的抑制请求的第一信号，则控制部(100)进行利用制冷运转，在该利用制冷运转下，蓄热介质从制冷剂吸热且制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发；在制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发而对室内进行制冷的运转过程中，若接收部(101)接收表示电力使用的促进请求的第二信号，则控制部(100)进行制冷蓄冷运转，在该制冷蓄冷运转下，制冷剂从蓄热介质吸热且制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发。

Description

蓄热式空调机

技术领域

本发明涉及一种利用蓄热介质的蓄热作用将冷热储存在蓄热箱内的蓄热式空调机。

背景技术

以往，作为蓄热式空调机，例如如专利文献1所公开那样的具备蓄热槽(蓄热箱)的装置已为人所知，该装置的上述蓄热槽利用蓄热材(蓄热介质)的蓄热作用来储存冷热，上述装置进行利用制冷运转，且还进行通常制冷运转，此外还进行蓄冷运转，其中，在利用制冷运转下利用已储存在上述蓄热槽内的冷热例如对室内进行制冷，在通常制冷运转下不利用已储存在上述蓄热槽内的冷热就对室内进行制冷，在蓄冷运转下将冷热蓄在蓄热材内。

专利文献1：日本专利第4407582号

发明内容

－发明要解决的技术问题－

另外，近来进行使太阳能发电、风力发电、地热发电等可再生能源与电力公司等电力系统联动的作业。

在如上所述的状况下，在利用太阳能、风力等进行发电的发电量增大到预测值以上的值之际，供给侧电力就会有剩余，从而可能会发生停电。此时，电力公司等电力管理者方有时向电力消费者方发送“促进电力使用的请求”。另一方面，在电力公司等供给方电力达到了峰值附近之际，电力管理者方有时向电力消费者方发送“抑制电力使用的请求”。由此，电力消费者方希望将装置构成为能够应对来自电力管理者方的“促进电力使用的请求”和“抑制电力使用的请求”这两个方面。

本发明是鉴于所述问题而完成的。其目的在于：提供一种蓄热式空调机，上述蓄热式空调机能够应对“抑制电力使用的请求”和“促进电力使用的请求”这两个方面。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了达到上述目的，第一方面的发明的蓄热式空调机的特征在于：具备：蓄热回路61，其与贮存蓄热介质的蓄热箱62连接；制冷剂回路11，其与通过制冷剂的蒸发而对室内进行制冷的室内热交换器27连接；接收部101，其接收信号；以及控制部100，其基于上述接收部101所接收到的信号对上述蓄热回路61和制冷剂回路11进行控制，由此对运转进行切换，在上述制冷剂在上述室内热交换器27中蒸发而对室内进行制冷的运转过程中，若上述接收部101接收了表示电力使用的抑制请求的第一信号，则上述控制部100使上述蓄热式空调机执行利用制冷运转，在上述利用制冷运转下，上述蓄热介质从上述制冷剂吸热且该制冷剂在室内热交换器27中蒸发，在上述制冷剂在上述室内热交换器27中蒸发而对室内进行制冷的上述运转过程中，若上述接收部101接收了表示电力使用的促进请求的第二信号，上述控制部100使上述蓄热式空调机执行制冷蓄冷运转，在上述制冷蓄冷运转下，上述制冷剂从上述蓄热介质吸热且该制冷剂在室内热交换器27中蒸发。

在此，“上述室内热交换器27发挥蒸发器的作用而对室内进行制冷的运转”意味着，只要是对室内进行制冷的运转，则任何运转都可以。例如意味着该运转包括：制冷剂在室内热交换器27中蒸发且不使蓄热介质循环的单纯制冷运转；蓄热介质从制冷剂中吸热且该制冷剂在室内热交换器27中蒸发的利用制冷运转；上述制冷剂从上述蓄热介质中吸热且该制冷剂在室内热交换器27中蒸发的制冷蓄冷运转。

在上述第一方面的发明中，假设：在至少对室内进行制冷的运转中，例如因供给电力不足而存在抑制电力使用的请求。在该情况下，接收部101接收表示这样的情况的第一信号。若接收部101接收第一信号，则控制部100控制制冷剂回路11和蓄热回路61，使得从对室内进行制冷的运转切换为利用制冷运转。在利用制冷运转下，蓄热介质从制冷剂吸热且制冷剂在室内热交换器27中蒸发，从而进行制冷。即，在该运转下，制冷剂被蓄热介质冷却，因此制冷能力会增大。其结果是，能够降低蓄热式空调机的功耗。

假设：在至少对室内进行制冷的运转中，例如因供给电力过多而存在促进电力使用的请求。在该情况下，接收部101接收表示这样的情况的第二信号。若接收部101接收第二信号，则控制部100控制制冷剂回路11和蓄热回路61，使得从对室内进行制冷的运转切换为制冷蓄冷运转。在制冷蓄冷运转下，制冷剂从蓄热介质吸热且制冷剂在室内热交换器27中蒸发，从而进行制冷。即，在该运转下，进行将制冷剂的所谓的冷热储存在蓄热介质中的动作，因此，要对室内充分地进行制冷，就需要使蓄热式空调机整体的能力增大。其结果是，能够增大蓄热式空调机的功耗。

第二方面的发明的特征在于：上述蓄热箱62的额定蓄热容量大于在额定制冷能力下使上述利用制冷运转持续进行规定时间时所需的蓄热容量。在此，可以说上述“额定制冷能力”是指：在利用制冷运转中，要对成为处理对象的空间的设计制冷负荷(额定制冷负荷)进行处理时所需要的制冷能力。

在第二方面的发明中，蓄热箱62的额定蓄热容量是基于在额定制冷能力下的利用制冷运转的运转时间来决定的。因此，在接收部101接收第一信号而执行了利用制冷运转之后，能够在额定制冷能力下将利用制冷运转持续执行上述时间。由此，能够充分地应对电力使用的抑制请求。

此外，在蓄热箱62中，在储存了利用制冷运转所需要的蓄热能的状态下，存在还能够蓄热的多余的蓄热空间。因此，当发出了下一次电力使用的促进请求时，能够将冷热蓄在上述多余的蓄热空间中，因此还能够良好地应对该电力使用的促进请求。

第三方面的发明的特征在于：在第二方面的发明的基础上，上述规定时间是一个小时。

在第三方面的发明中，将蓄热箱62的额定蓄热容量设定为如下所述的蓄热容量，即，在上述蓄热容量下，能够执行一个小时以上的额定能力下的利用制冷运转。由此，例如存在抑制电力使用的请求而执行了利用制冷运转的情况下，能够在额定能力下持续进行一个小时以上的利用制冷运转。例如在供给电力不足之际，要启动其它发电机，则通常需要约一个小时左右的时间。由此，若能够持续进行一个小时的利用运转，则能够充分地应对电力使用的抑制请求。

第四方面的发明的特征在于：在第一至第三方面中任一方面的发明的基础上，上述制冷剂在上述室内热交换器27中蒸发而对室内进行制冷的运转是，上述制冷剂在室内热交换器27中蒸发且不使蓄热介质循环的单纯制冷运转。

第四方面的发明中，在单纯制冷运转中，若接收部101接收第一信号，则从单纯制冷运转被切换为利用制冷运转。在单纯制冷运转中，若接收部101接收第二信号，则从单纯制冷运转被切换为制冷蓄冷运转。

－发明的效果－

根据上述第一、第四方面的发明，在存在电力使用的抑制请求时，能够接收第一信号后迅速地改变为利用制冷运转。因此，能够在不影响室内的舒适性的情况下进行功耗少的运转，从而能够应对电力使用的抑制请求。在存在电力使用的促进请求时，能够在接收第二信号后迅速地改变为制冷蓄冷运转。因此，能够在不影响室内的舒适性的情况下，一边将所谓的冷热储存在蓄热箱62的蓄热介质内一边进行功耗大的运转，从而能够应对电力使用的促进请求。

根据第二方面的发明，在存在电力使用的抑制请求时，能够可靠地使额定制冷能力下的利用制冷运转持续进行规定时间以上。特别是，根据第三方面的发明，能够使额定制冷能力下的利用制冷运转持续进行一个小时以上，从而能够期望供给电力会在此期间增大或恢复。由此，能够提供能够可靠地应对电力使用的抑制请求的蓄热式空调机。

附图说明

图1是空调系统的结构图。

图2是示出单纯制冷运转时的制冷剂的流动情况的图。

图3是示出单纯制热运转时的制冷剂的流动情况的图。

图4是示出蓄冷运转时的制冷剂和蓄热介质各自的流动情况的图。

图5是示出利用制冷运转时的制冷剂和蓄热介质各自的流动情况的图。

图6是示出制冷蓄冷运转时的制冷剂和蓄热介质各自的流动情况的图。

图7是对一天中的制冷负荷的变动情况进行说明的图。

图8是示出空调系统在进行制冷运转时的运转切换的动作的简要流程图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细的说明。需要说明的是，下面的实施方式是本质上优选的示例，并没有对本发明、本发明的应用对象或本发明的用途的范围加以限制的意图。

(实施方式)

＜概要＞

本实施方式所涉及的蓄热式空调机10是一种能够将冷热储存于在下文中进行说明的蓄热箱62内或利用已储存的冷热对室内进行制冷的系统。而且，蓄热式空调机10能够边将冷热储存在蓄热箱62内边对室内进行制冷。

如图1所示，蓄热式空调机10由室外机组20a、室内机组20b、蓄热机组50以及控制器100(相当于运转控制部)构成，蓄热式空调机10具有制冷剂回路11和蓄热回路61。

控制器100用于对蓄热式空调机10的运转情况进行控制。控制器100进行：对制冷剂回路11的压缩机21、蓄热回路61的循环泵63的驱动控制；对多个膨胀阀23、24c、26、29c、38的开度控制；以及对多个开关阀25、39、40、41的开关控制等。

在控制器100设置有接收部101，其接收来自外部的信号。例如接收部101接收从电力公司等电力管理者发送过来的信号。进一步详细而言，接收部101接收：表示“电力使用的抑制请求”的信号(第一信号)、表示“电力使用的促进请求”信号(第二信号)、表示“解除电力使用的抑制请求或者解除电力使用的促进请求”的情况的信号(第三信号)。

控制器100构成为：若第一信号输入至接收部101，则控制器100执行利用制冷运转，若第二信号输入至接收部101，则控制器100执行制冷蓄冷运转，若第三信号输入至接收部101，则控制器100执行单纯制冷运转。下文中，对上述运转的详细内容进行说明。

＜制冷剂回路的构成方式＞

在制冷剂回路11中填充有制冷剂，通过制冷剂进行循环，由此进行制冷循环。如图1所示，制冷剂回路11主要由压缩机21、室外热交换器22、室外膨胀阀23、室外侧过冷却热交换器24、第一开关阀25、蓄热侧过冷却热交换器29、室内膨胀阀26、室内热交换器27以及四通换向阀28构成。其中，压缩机21、室外热交换器22、室外膨胀阀23、室外侧过冷却热交换器24和四通换向阀28设置在室外机组20a内，室内膨胀阀26和室内热交换器27设置在室内机组20b内。第一开关阀25和蓄热侧过冷却热交换器29设置在蓄热机组50内。

压缩机21将制冷剂压缩后喷出。压缩机21是可变容量式压缩机，可由未图示的变频电路改变其转速(工作频率)。

室外热交换器22经由管道12与四通换向阀28连接。室外热交换器22例如是横肋管片式热交换器，若由设置在室外机组20a内的室外风扇22a向室外热交换器22供给室外空气，则在该室外空气与制冷剂之间进行热交换。

室外膨胀阀23经由管道13与室外热交换器22连接，并且经由管道14a与室外侧过冷却热交换器24连接。室外膨胀阀23例如由电子膨胀阀构成，室外膨胀阀23通过改变开度来调节制冷剂的流量。

室外侧过冷却热交换器24具有：经由管道14a与室外膨胀阀23连接的高压侧通路24a；以及与高压侧通路24a的入口侧及压缩机21的吸入侧连接的低压侧通路24b。室外侧过冷却热交换器24构成为：通过使分别在高压侧通路24a及低压侧通路24b中流动的制冷剂彼此进行热交换，从而对在高压侧通路24a中流动的制冷剂进行过冷却。通过改变膨胀阀24c的开度，对高压侧通路24a出口的过冷却度进行调节。

第一开关阀25经由管道14b与室外侧过冷却热交换器24的高压侧通路24a连接，第一开关阀25经由管道14c与蓄热侧过冷却热交换器29连接。第一开关阀25例如由电磁阀构成，其用于允许制冷剂在管道14b、14c之间流动或者使制冷剂停止在管道14b、14c之间流动。止回阀25a与第一开关阀25并联。止回阀25a被设置为：在进行下文中进行说明的单纯制热运转时，使制冷剂从蓄热侧过冷却热交换器29侧朝向室外侧过冷却热交换器24侧流动。

蓄热侧过冷却热交换器29具有高压侧通路29a和低压侧通路29b。高压侧通路29a的一端与管道14c连接，高压侧通路29a的另一端经由管道14d与室内膨胀阀26连接。低压侧通路29b的一端经由管道17与高压侧通路29a的入口侧连接，低压侧通路29b的另一端与管道16(压缩机21的吸入侧)连接。蓄热侧过冷却热交换器29构成为:分别在高压侧通路29a和低压侧通路29b中流动的制冷剂彼此之间进行热交换，由此对在高压侧通路29a中流动的制冷剂进行过冷却。通过改变膨胀阀29c的开度，调节高压侧通路29a出口的过冷却度。

室内膨胀阀26经由管道15与室内热交换器27连接。室内膨胀阀26例如由电子膨胀阀构成，其通过改变开度来调节制冷剂的循环量。

室内热交换器27经由管道16与四通换向阀28连接。室内热交换器27例如是横肋管片式热交换器，若由设置在室内机组20b内的室内风扇27a向室内热交换器27供给室内空气，则该空气与制冷剂进行热交换。由室内热交换器27进行了热交换之后的空气再次被供给室内。

四通换向阀28具有四个通口。具体而言，四通换向阀28的第一通口与压缩机21的喷出侧连接，四通换向阀28的第二通口经由未图示的储液器与压缩机21的吸入侧连接。四通换向阀28的第三通口经由管道12与室外热交换器22连接，四通换向阀28的第四通口经由管道16与室内热交换器27连接。四通换向阀28根据蓄热式空调机10的运转种类，将各个通口的连接状态切换为第一状态(图1中用实线示出的状态)或者第二状态(图1中用虚线示出的状态)。

＜旁通流路的构成方式＞

如图1所示，制冷剂回路11包括旁通流路31。旁通流路31与室内热交换器27并联，制冷剂通过旁通流路31的内部。具体而言，旁通流路31的一端连接在室外侧过冷却热交换器24与第一开关阀25之间的管道14b上。旁通流路31的另一端连接在室内热交换器27与四通换向阀28的第四通口之间的管道16上。旁通流路31主要具有预热用热交换器36和蓄热用热交换器37、蓄热用膨胀阀38以及第二、第三开关阀39、40。

预热用热交换器36具有制冷剂侧通路36a和蓄热侧通路36b。制冷剂侧通路36a位于管道32上，即位于旁通流路31的一端与蓄热用膨胀阀38之间，制冷剂在制冷剂侧通路36a的内部流动。蓄热侧通路36b与蓄热回路61串联，蓄热介质(下文中说明)在蓄热侧通路36b的内部流动。在预热用热交换器36，制冷剂与蓄热介质进行热交换。即，预热用热交换器36使在蓄热用热交换器37中进行热交换之前的制冷剂与蓄热介质进行热交换。

蓄热用热交换器37具有制冷剂侧通路37a和蓄热侧通路37b。制冷剂侧通路37a位于管道33上的、蓄热用膨胀阀38与第三开关阀40之间，制冷剂在制冷剂侧通路37a的内部流动。蓄热侧通路37b与蓄热回路61串联，蓄热介质在蓄热侧通路37b的内部流动。蓄热用热交换器37能够通过使制冷剂与蓄热介质进行热交换来对蓄热介质进行冷却等。即，蓄热用热交换器37使在预热用热交换器36中进行了热交换之后的制冷剂与蓄热介质进行热交换。

蓄热用膨胀阀38连接在预热用热交换器36的制冷剂侧通路36a与蓄热用热交换器37的制冷剂侧通路37a之间。蓄热用膨胀阀38例如由电子膨胀阀构成，其通过改变开度来调节制冷剂的压力。

第二开关阀39与止回阀39a串联。互相串联的第二开关阀39及止回阀39a并联在蓄热用膨胀阀38上。止回阀39a只允许制冷剂从预热用热交换器36侧流向蓄热用热交换器37侧。第三开关阀40设置在管道34上。需要说明的是，管道34的一端与管道33连接，管道34的另一端与管道16连接。

需要说明的是，泄压阀44被设置为与蓄热用膨胀阀38并联。泄压阀44是例如在蓄热式空调机10停止运转时蓄热用热交换器37侧的压力超过了允许值的情况下用于释放该压力的阀。

＜第一分支流路＞

如图1所示，制冷剂回路11进一步包括第一分支流路35。第一分支流路35的一端与旁通流路31上的、管道33、34的连接点连接，第一分支流路35的另一端与管道14c连接。第一分支流路35主要具有第四开关阀41和止回阀41a。第四开关阀41与止回阀41a互相串联。止回阀41a只允许制冷剂从管道33侧流向管道14c侧。

＜第二分支流路＞

如图1所示，制冷剂回路11进一步包括第二分支流路42。第二分支流路42的一端与旁通流路31上的、管道33、34的连接点连接，即连接在旁通流路31与第一分支流路35的连接点上。第二分支流路42的另一端与管道16连接。第二分支流路42主要具有蒸发压力调节阀43。蒸发压力调节阀43是用于对蓄热用热交换器37中的制冷剂的蒸发压力进行调节的阀，其例如由膨胀阀构成。

需要说明的是，蒸发压力调节阀43基本上保持全关状态。

＜蓄热回路的构成方式＞

蓄热介质填充在蓄热回路61内，在蓄热回路61中进行使蓄热介质循环来将冷热蓄起来的蓄冷循环等。除了蓄热箱62和循环泵63之外，蓄热回路61主要由上述的预热用热交换器36和蓄热用热交换器37的各个蓄热侧通路36b、37b构成。

在此，对蓄热介质进行说明。蓄热介质采用通过冷却生成笼形水合物的蓄热材，即具有流动性的蓄热材。该蓄热介质例如能够通过冷却在比0℃高且比20℃低的温度下生成固体成分。固体成分是指，在其熔点上从液体发生相转移(潜热变化)，处于发热后的状态的成分。作为蓄热介质的具体例，可列举：含四正丁基溴化铵的四正丁基溴化铵(TBAB：TetraButyl Ammonium Bromide)水溶液、三羟甲基乙烷(TME：Trimethylolethane)水溶液、石蜡类料浆等。例如，四正丁基溴化铵水溶液即使被稳定地冷却而处于该水溶液的温度比水合物生成温度还低的过冷却状态，四正丁基溴化铵水溶液也维持其水溶液的状态，但是如果其在该过冷却状态下受到了某种刺激，则过冷却的溶液过渡到包含了笼形水合物的溶液(即料浆)。即，四正丁基溴化铵水溶液解除其过冷却状态，生成由四正丁基溴化铵和水分子形成的笼形水合物(水合物结晶)，从而成为粘性比较高的料浆状。这里，过冷却状态是指如下所述的状态，即：即使蓄热介质达到了水合物生成温度以下的温度也不会生成笼形水合物，而是将溶液的状态保持下去的状态。相反，变为料浆状的四正丁基溴化铵水溶液，如果该水溶液的温度因加热而升高至比水合物生成温度还高的温度，则笼形水合物融化而成为流动性比较高的液体状态(溶液)。

在本实施方式中，作为上述蓄热介质，采用含四正丁基溴化铵的四正丁基溴化铵水溶液。特别是，上述蓄热介质优选为具有调和浓度附近的浓度的介质。在本实施方式中，将调和浓度设为约40％。该情况下的四正丁基溴化铵水溶液的水合物生成温度约为12℃。

需要说明的是，根据蓄热介质的浓度，四正丁基溴化铵水溶液的水合物生成温度发生变化。例如，在蓄热介质的浓度约为20％的情况下，水合物生成温度约为8.5℃。调和浓度意味着：在笼形水合物生成的前后，水溶液的浓度不发生变化的浓度。

蓄热箱62是中空容器，其贮存蓄热介质。例如，蓄热箱62形成为两端被封闭的圆筒状，并被配置成其轴向成为上下方向。在蓄热箱62上形成有流出口和流入口，流出口例如位于比流入口更靠上侧的位置上。

循环泵63使蓄热介质在蓄热回路61中在蓄热箱62、预热用热交换器36以及蓄热用热交换器37之间循环。蓄热介质的循环方向如下：从蓄热箱62流出后的蓄热介质通过预热用热交换器36的蓄热侧通路36b，然后经由循环泵63通过蓄热用热交换器37的蓄热侧通路37b，然后流入蓄热箱62。由控制器100控制循环泵63的运转的开启(ON)及停止(OFF)、蓄热介质的流量。

根据上述的构成方式，蓄热回路61构成为封闭回路。

＜蓄热式空调机的运转动作＞

作为蓄热式空调机10的运转种类，可列举单纯制冷运转、单纯制热运转、蓄冷运转、利用制冷运转以及制冷蓄冷运转。控制器100控制制冷剂回路11及蓄热回路61上的各种设备，以便能够进行上述的各种运转。

单纯制冷运转是指，只利用通过制冷剂回路11的制冷循环所得的冷热来对室内进行制冷的运转。单纯制热运转是指，只利用通过制冷剂回路11的制热循环所得的暖热来对室内进行制热的运转。蓄冷运转是指，将通过蓄热回路61的蓄冷循环所得的冷热储存在蓄热箱62内的运转。利用制冷运转是指，将蓄热箱62内的蓄热介质用作冷热源来对室内进行制冷的运转。制冷蓄冷运转是指，一边在蓄热回路61中将通过蓄冷循环所得的冷热贮存在蓄热箱62内一边在制冷剂回路11中只利用通过制冷循环所得的冷热来对室内进行制冷的运转。即，在制冷蓄冷运转中，同时进行蓄冷和制冷。

-单纯制冷运转-

如图2所示，在单纯制冷运转中，制冷剂回路11进行室外热交换器22发挥冷凝器的作用、室内热交换器27发挥蒸发器的作用的制冷循环。制冷剂不流入旁通流路31和第一分支流路35中，蓄热回路61不让蓄热介质循环。具体而言，在旁通流路31中，将蓄热用膨胀阀38的开度设为全关状态，将旁通流路31、第一分支流路35的开关阀39、41设为关闭状态。然而，为了防止制冷剂滞留在蓄热用热交换器37的制冷剂侧通路37a中，将旁通流路31的开关阀40设为打开状态。在蓄热回路61中，循环泵63停止运转。

在制冷剂回路11中，将四通换向阀28设为第一状态，将第一开关阀25设为打开状态。将室外膨胀阀23的开度设为全开状态，将蓄热侧过冷却热交换器29的膨胀阀29c设为全关状态，将室内膨胀阀26的开度设为规定的开度(室内热交换器27的出口处的制冷剂的过热度达到目标过热度的开度)。压缩机21、室外风扇22a和室内风扇27a进行工作。

从压缩机21喷出后的制冷剂经由管道12流入室外热交换器22，在通过室外热交换器22的期间向室外空气散热而被冷凝。在室外热交换器22被冷凝后的制冷剂经由管道13和室外膨胀阀23流入室外侧过冷却热交换器24后，被进一步冷却。被进一步冷却后的制冷剂经由管道14b、14c、14d、第一开关阀25以及蓄热侧过冷却热交换器29的高压侧通路29a流入室内膨胀阀26，在室内膨胀阀26被减压。在室内膨胀阀26被减压后的制冷剂经由管道15流入室内热交换器27，在通过室内热交换器27的期间从室内空气吸热而蒸发。由此，室内空气得到冷却。在室内热交换器27中蒸发后的制冷剂经由管道16被压缩机21吸入后再次被压缩。

-单纯制热运转-

如图3所示，在单纯制热运转中，制冷剂回路11进行室内热交换器27发挥冷凝器的作用、室外热交换器22发挥蒸发器的作用的制热循环。与单纯制冷运转同样，制冷剂不流入旁通流路31和第一分支流路35，蓄热回路61不让蓄热介质循环。

在制冷剂回路11中，将四通换向阀28设为第二状态。将室内膨胀阀26的开度设为规定的开度(室内热交换器27的出口处的制冷剂的过冷却度达到目标过冷却度的开度)。将各个过冷却热交换器29、24的膨胀阀29c、24c设为全关状态，将第一开关阀25设为关闭状态，将室外膨胀阀23的开度设为规定的开度(室外热交换器22的出口处的制冷剂的过热度达到目标过热度的开度)。压缩机21、室外风扇22a以及室内风扇27a进行工作。

从压缩机21喷出后的制冷剂经由管道16流入室内热交换器27，在通过室内热交换器27的期间向室内空气散热而被冷凝。此时，室内空气被加热。在室内热交换器27被冷凝后的制冷剂经由各种管道15、14d～14a、室内膨胀阀26、各个过冷却热交换器29、24的高压侧通路29a、24a以及止回阀25a流入室外膨胀阀23，在室外膨胀阀23被减压。减压后的制冷剂经由管道13流入室外热交换器22，在通过室外热交换器22的期间从室外空气吸热而蒸发。蒸发后的制冷剂经由管道12被压缩机21吸入后再次被压缩。

-蓄冷运转-

如图4所示，在蓄冷运转中，在室外热交换器22和预热用热交换器36的制冷剂侧通路36a中被冷凝和冷却后的制冷剂在蓄热用热交换器37的制冷剂侧通路37a中蒸发，由此，蓄热侧通路37b内的蓄热介质被冷却后贮存在蓄热箱62内。在制冷剂回路11中，制冷剂流入旁通流路31，但不流入第一分支流路35。蓄热回路61进行蓄冷循环，在上述蓄冷循环下，蓄热介质以在蓄热用热交换器37中被冷却后的蓄热介质贮存在蓄热箱62内的方式进行循环。

具体而言，将四通换向阀28设为第一状态，将第三开关阀40设为打开状态，将第二开关阀39和第四开关阀41设为关闭状态。需要说明的是，将第一开关阀25设为打开状态。这是由于，通过将第一开关阀25设为打开状态，由此，液态制冷剂滞留在从分向旁通流路31的分支点到室内膨胀阀26为止的管道(液管)内，该管道内的制冷剂处于与单纯制冷运转时相同的状态，从而防止出现剩余制冷剂。此外，将室外膨胀阀23的开度设为全开状态，将各个过冷却热交换器24、29的膨胀阀24c、29c设为全关状态，将室内膨胀阀26的开度设为全关状态，将蓄热用膨胀阀38的开度设为规定的开度(蓄热用热交换器37的制冷剂侧通路37a的入口处的制冷剂的蒸发温度达到目标蒸发温度的开度)。压缩机21以大致恒定的转速进行工作。室外风扇22a进行工作，室内风扇27a则停止工作。

从压缩机21喷出后的制冷剂经由管道12流入室外热交换器22，在室外热交换器22向室外空气散热而被冷凝。被冷凝后的制冷剂经由管道13、14a、室外膨胀阀23以及室外侧过冷却热交换器24的高压侧通路24a流入管道14b。由于第一开关阀25处于打开状态，因此该制冷剂滞留在管道14b中的从分向旁通流路31的分支点到室内膨胀阀26为止的管道内，并且还流入旁通流路31侧，从而在预热用热交换器36的制冷剂侧通路36a被进一步冷却。从预热用热交换器36流出后的制冷剂在蓄热用膨胀阀38被减压，然后在蓄热用热交换器37的制冷剂侧通路37a中从蓄热介质吸热而蒸发。蒸发后的制冷剂经由第三开关阀40和管道34从旁通流路31流出后流入管道16。然后，制冷剂经由四通换向阀28被压缩机21吸入，再次被压缩。

在蓄热回路61中，循环泵63进行工作。蓄热箱62内的蓄热介质从该蓄热箱62流出后流入预热用热交换器36的蓄热侧通路36b。在通过蓄热侧通路36b的期间，蓄热介质被在制冷剂侧通路36a中流动的制冷剂加热。加热后的蓄热介质经由循环泵63流入蓄热用热交换器37的蓄热侧通路37b。在通过蓄热侧通路37b的期间，蓄热介质被在制冷剂侧通路37a流动的制冷剂冷却。冷却后的蓄热介质流入蓄热箱62内。根据所述方式，通过蓄热介质的蓄热作用所得到的冷热储存在蓄热箱62内。

-利用制冷运转-

如图5所示，在利用制冷运转下，利用储存到蓄热箱62内的冷热和通过制冷剂回路11的制冷循环所得的冷热对室内进行制冷。即，在室外热交换器22被冷凝和冷却后的制冷剂进一步在预热用热交换器36和蓄热用热交换器37中从蓄热介质得到冷热之后，在室内热交换器27进行蒸发，由此室内空气得到冷却。蓄热回路61使蓄热介质按照如下方式循环，即：从蓄热箱62流出后的蓄热介质依次通过预热用热交换器36和蓄热用热交换器37后，再次流入蓄热箱62。

该情况下，在制冷剂回路11侧，室外热交换器22发挥冷凝器的作用、室内热交换器27发挥蒸发器的作用。特别是，在旁通流路31，预热用热交换器36和蓄热用热交换器37都发挥过冷却器(即散热器)的作用，制冷剂在旁通流路31的中途流向第一分支流路35。

具体而言，将四通换向阀28设为第一状态，将第一开关阀25和第三开关阀40设为关闭状态，将第二开关阀39和第四开关阀41设为打开状态。将室外膨胀阀23和蓄热用膨胀阀38的开度设为全开状态，将室外侧过冷却热交换器24的膨胀阀24c设为全关状态，将室内膨胀阀26的开度设为规定的开度(室内热交换器27的出口处的制冷剂的过热度达到目标过热度的开度)。压缩机21、室外风扇22a以及室内风扇27a进行工作。

从压缩机21喷出后的制冷剂经由管道12流入室外热交换器22，在室外热交换器22向室外空气散热而被冷凝。被冷凝后的制冷剂经由处于全开状态的室外膨胀阀23和室外侧过冷却热交换器24的高压侧通路24a流入管道14b。由于第一开关阀25处于关闭状态，因此该制冷剂在管道14b的中途流入旁通流路31内。流入了旁通流路31的制冷剂在通过预热用热交换器36的制冷剂侧通路36a的期间，被在蓄热侧通路36b中流动的蓄热介质进一步冷却，然后经由处于全开状态的蓄热用膨胀阀38或者第二开关阀39，流入蓄热用热交换器37。流入到蓄热用热交换器37的制冷剂在通过制冷剂侧通路37a的期间，被在蓄热侧通路37b流动的蓄热介质进一步冷却。该制冷剂经由第一分支流路35流入管道14c。然后，制冷剂流入蓄热侧过冷却热交换器29而被进一步冷却。被进一步冷却后的制冷剂经由管道14d流入室内膨胀阀26。上述制冷剂在室内膨胀阀26被减压之后，在室内热交换器27中从室内空气吸热而蒸发。由此，室内空气得到冷却。蒸发后的制冷剂经由管道16和四通换向阀28被压缩机21吸入而再次被压缩。

在蓄热回路61中，循环泵63进行工作。蓄热箱62内的蓄热介质从该蓄热箱62流出后流入预热用热交换器36的蓄热侧通路36b。在通过蓄热侧通路36b的期间，蓄热介质从在制冷剂侧通路36a中流动的制冷剂吸热。吸热后的蓄热介质经由循环泵63流入蓄热用热交换器37的蓄热侧通路37b。在通过蓄热侧通路37b的期间，蓄热介质从在制冷剂侧通路37a中流动的制冷剂进一步吸热。进一步吸热后的蓄热介质流入蓄热箱62内。通过上述方式，冷热从蓄热介质被传递至制冷剂。

-制冷蓄冷运转-

如图6所示，在制冷蓄冷运转下，在制冷剂回路11中进行制冷剂按照如下所述的方式循环的制冷循环，即：制冷剂在室外热交换器22冷凝后在室内热交换器27蒸发。特别是，在制冷剂回路11中，制冷剂的一部分还流入旁通流路31。因此，在制冷蓄冷运转下，在蓄热回路61中进行蓄冷循环，上述蓄冷循环是蓄热介质在蓄热用热交换器37中被制冷剂冷却后贮存在蓄热箱62内的循环。即，同时进行制冷循环和蓄冷循环。

该情况下，在制冷剂回路11侧，室外热交换器22发挥冷凝器的作用、室内热交换器27发挥蒸发器的作用。特别是，在旁通流路31，预热用热交换器36发挥过冷却器(即散热器)的作用且蓄热用热交换器37发挥蒸发器的作用。需要说明的是，制冷剂不流入第一分支流路35。

具体而言，将四通换向阀28设为第一状态，将第一开关阀25和第三开关阀40设为打开状态，将第二开关阀39和第四开关阀41设为关闭状态。将室外膨胀阀23的开度设为全开状态，将室外侧过冷却热交换器24的膨胀阀24c设为全关状态，由控制器100对蓄热用膨胀阀38和室内膨胀阀26进行用于调节制冷剂流量的开度控制。压缩机21、室外风扇22a以及室内风扇27a进行工作。

从压缩机21喷出后的制冷剂经由管道12流入室外热交换器22，在室外热交换器22向室外空气散热而被冷凝。被冷凝后的制冷剂通过处于全开状态的室外膨胀阀23及室外侧过冷却热交换器24的高压侧通路24a。由于第一开关阀25处于打开状态并且蓄热用膨胀阀38并不处于全关状态，因此从室外侧过冷却热交换器24流出后的制冷剂在管道14b的中途分流而流向第一开关阀25侧和旁通流路31侧。

流向第一开关阀25侧的制冷剂经由管道14c流入蓄热侧过冷却热交换器29的高压侧通路29a后被进一步冷却。被进一步冷却后的制冷剂经由管道14d流入室内膨胀阀26，在室内膨胀阀26被减压。在室内膨胀阀26被减压后的制冷剂在室内热交换器27中从室内空气吸热而蒸发。由此，室内空气得到冷却。

另一方面，流到旁通流路31侧的制冷剂经由管道32流入预热用热交换器36的制冷剂侧通路36a，在通过该制冷剂侧通路36a的期间，对在蓄热侧通路36b中流动的蓄热介质进行加热。由此，含在从蓄热箱62流出的蓄热介质中的笼形水合物会发生融化。由此能够防止下述的现象：在通过预热用热交换器36之后的蓄热介质所通过的管道(包括蓄热用热交换器37的蓄热侧通路37b)中，大量生成蓄热介质的笼形水合物，从而蓄热回路61被堵塞。

特别是，制冷蓄冷运转下，在室外侧过冷却热交换器24中并不对制冷剂进行冷却。其原因如下：假设制冷剂在室外侧过冷却热交换器24得到冷却，则制冷剂在预热用热交换器36对蓄热介质进行加热的效果就会降低，从而容易发生由笼形水合物堵塞蓄热回路61的现象。

因此，在预热用热交换器36中对蓄热介质进行了加热后的制冷剂以被冷却之后的状态从预热用热交换器36流出，然后在蓄热用膨胀阀38被减压。然后，在蓄热用热交换器37中，制冷剂在通过制冷剂侧通路37a的期间，从在蓄热侧通路37b中流动的蓄热介质吸热而蒸发。蒸发后的制冷剂流过第三开关阀40和管道34，然后在管道16中与通过了室内热交换器27的制冷剂汇合。汇合后的制冷剂经由四通换向阀28被压缩机21吸入后再次被压缩。

在蓄热回路61中，循环泵63进行工作。蓄热箱62内的蓄热介质从该蓄热箱62流出后流入预热用热交换器36的蓄热侧通路36b。在通过该蓄热侧通路36b的期间，蓄热介质通过从在制冷剂侧通路36a中流动的制冷剂吸热而被加热。由此，含在蓄热介质中的笼形水合物会融化。吸热后的蓄热介质经由循环泵63流入蓄热用热交换器37的蓄热侧通路37b。在通过蓄热侧通路37b的期间，蓄热介质被在制冷剂侧通路37a中流动的制冷剂冷却。冷却后的蓄热介质流入蓄热箱62内。通过上述方式，将冷热储存在蓄热箱62内。

需要说明的是，在以上的说明中列举了：在制冷蓄冷运转下，将蒸发压力调节阀43的开度设为全关状态、将第三开关阀40设为打开状态的情况。然而在制冷蓄冷运转下，也可以将第三开关阀40设为关闭状态、将蒸发压力调节阀43的开度调节为规定的开度。在该情况下，从蓄热用热交换器37流出后的制冷剂在蒸发压力调节阀43中被减压，然后依次通过管道16和四通换向阀28后被吸入至压缩机21中。通过按照上述方式进行控制，从而能够使蓄热用热交换器37中的制冷剂的蒸发压力大于压缩机21的吸入压力，并且能够防止蓄热用热交换器37中的制冷剂的蒸发温度过于降低的现象。由此，能够防止如下所述的现象，即：在蓄热用热交换器37中蓄热介质被过于冷却，从而产生大量的笼形水合物，导致蓄热介质的循环效率降低的现象。

＜电力使用的抑制请求时、促进请求时、请求解除时的动作＞

在室内热交换器27发挥蒸发器的作用的制冷运转中，根据与电力使用请求相关的信号，对蓄热式空调机10的运转进行切换。根据图8说明对上述切换的控制。

例如用户选择运转操作部(遥控器等)上的“制冷运转”，则执行制冷运转的指令被输入至控制器100(步骤St1)。这样一来，进入步骤St2，进行单纯制冷运转。在该单纯制冷运转下，如上所述那样蓄热回路61处于停止状态，并且在制冷剂回路11中，进行制冷剂在室内热交换器27中蒸发的制冷循环。

假设：在单纯制冷运转过程中，例如供给侧的电力达到峰值附近，电力公司等电力管理者发送了如下所述的信号(第一信号)，上述信号(第一信号)表示抑制电力使用的请求。这样一来，如果控制器100的接收部101接收了第一信号(步骤St3)，则控制器100对制冷剂回路11和蓄热回路61的各个组成设备进行控制，使得从单纯制冷运转转移到利用制冷运转(步骤St4)。其结果是，进行利用制冷运转，蓄热介质的冷热用于对制冷剂回路11的制冷剂进行过冷却。由此，蓄热式空调机10整体的功耗降低，从而能够应对抑制电力使用的请求。

假设：在单纯制冷运转过程中，例如太阳能、风力等发电设施的发电量比平时多，电力管理者发送了如下所述的信号(第二信号)，上述信号(第二信号)表示促进电力使用的请求。这样一来，如果控制器100的接收部101接收了第二信号(步骤St5)，则控制器100对制冷剂回路11和蓄热回路61的各个组成设备进行控制，使得从单纯制冷运转转移到制冷蓄冷运转(步骤St6)。其结果是，进行制冷蓄冷运转，由制冷剂冷却蓄热介质。由此，边将冷热储存在蓄热介质中，边使蓄热式空调机10整体的功耗增大。其结果是，蓄热式空调机10整体的功耗增大，从而能够应对促进电力使用的请求。

假设：例如在利用制冷运转或者制冷蓄冷运转过程中，电力管理者发送了如下所述的信号(第三信号)，上述信号(第三信号)表示解除电力使用的抑制请求或促进请求。这样一来，如果控制器100的接收部101接收了第三信号(步骤St7)，则控制器100对制冷剂回路11和蓄热回路61的各个组成设备进行控制，使得从利用制冷运转或者制冷蓄冷运转转移到单纯制冷运转(步骤St2)。需要说明的是，在接收了第三信号时的控制只是一个例子，但是并不限于此，还可以经过其它步骤。

〈蓄热箱的蓄热容量〉

蓄热箱62的额定蓄热容量(设计蓄热容量)是基于额定制冷能力下的利用制冷运转的运转时间T1来决定的。具体而言，蓄热箱62的额定蓄热容量C1优选为如下所述的蓄热容量，即:假设在以额定制冷能力进行利用制冷运转的情况下，该利用制冷运转能够持续执行一个小时以上的蓄热容量，其中，上述一个小时以上为运转时间T1。在此，可以说额定制冷能力是能够对预先设计的室内的额定空调负荷进行处理所需的制冷能力。

例如在电力需求达到峰值而供给电力不足的情况下，要启动新的发电机通常需要一个小时左右。由此，通过使额定蓄热容量C1在上述蓄热容量以上，从而能够预计在利用制冷运转过程中电力使用的抑制请求得到解除，能够可靠地应对电力使用的抑制请求。需要说明的是，上述运转时间T1可以为两个小时或者三个小时。

蓄热箱62的实际的蓄热容量Ca优选大于额定蓄热容量C1，优选满足Ca＝α×C1(1.1＜α＜3.0)这样的关系。

假设：例如在夜间，相当于额定蓄热容量C1的蓄热量存储在蓄热箱62内。在该状态下，即使因有电力使用的促进请求而进行了制冷蓄冷运转，也不能够进一步将冷热积存，从而可能会无法应对电力使用的促进请求。

相对于此，通过使蓄热箱62的实际的蓄热容量Ca大于上述额定蓄热容量C1，从而即使在如上所述的条件下，也能够将冷热储存在蓄热箱62内，从而能够应对电力使用的促进请求。

在有电力使用的促进请求时，例如要限制发电设备的输出需要例如约30分钟的时间。由此，优选为：考虑额定制冷能力下能够使制冷蓄冷运转持续进行0.5小时以上的蓄热容量C2，决定蓄热箱62的实际的蓄热容量C1。将蓄热箱62的实际的蓄热容量Ca设为C1+C2。由此，即使在如上所述的条件下，也能够在额定制冷能力下至少持续进行30分钟的制冷蓄冷运转，从而能够可靠地应对电力使用的促进请求。

(本实施方式的效果)

在本实施方式中，例如如图7所示，在中午12点发出了“电力使用的抑制请求”时，接收了第一信号的蓄热式空调机10会进行利用制冷运转。由此，能够迅速地应对“电力使用的抑制请求”。

蓄热箱62的蓄热容量Ca大于在额定制冷能力下进行一个小时的利用制冷运转时所需的蓄热容量C1。因此，能够良好地应对通常在数分钟至一个小时左右就得到解除的“电力使用的抑制请求”。

此外，例如在下午4点发出了“电力使用的促进请求”时，接收了第二信号的蓄热式空调机10会进行制冷蓄冷运转。由此，能够迅速地应对“电力使用的促进请求”。

蓄热箱62的蓄热容量Ca大于C1，上述蓄热容量Ca满足Ca＝α×C1(1.1＜α＜3.0)或者Ca＝C1+C2这样的关系。因此，能够良好地应对通常在30分钟左右就得到解除的“电力使用的促进请求”。

(其它实施方式)

上述实施方式也可以构成为如下。在实施方式中，贮存蓄热介质的贮存部由一个蓄热箱62构成。但是，贮存部也可以由两个或两个以上的多个蓄热箱构成。例如，假设由两个蓄热箱构成贮存部。在该情况下，例如可以为：将第一蓄热箱的额定蓄热容量设为上述C1且将第二蓄热箱的蓄热容量设为C1、或者2×C1、或者C2。在该情况下，贮存部优选构成为：在存在第一贮存箱的基础上，进一步设置第二贮存箱。此外，在采用两个以上的蓄热箱的情况下，多个蓄热箱的蓄热容量(大小)并非一定要相等。

在单纯制冷运转过程中，若接收部101接收第一信号，则上述实施方式的控制部100将运转种类从单纯制冷运转改变为利用制冷运转。此外，在单纯制冷运转过程中，若接收部101接收第二信号，则控制部100将运转种类从单纯制冷运转改变为制冷蓄冷运转。但是也可以为：在制冷蓄冷运转过程中，若接收部101接收第一信号，则控制部100将运转种类从制冷蓄冷运转改变为利用制冷运转。此外，也可以为：在利用制冷运转过程中，若接收第二信号，则控制部100将运转种类从利用制冷运转改变为制冷蓄冷运转。

此外，制冷剂回路11也可以不具有过冷却热交换器24。

空调系统10也可以构成为：在进行利用制冷运转时，从压缩机21喷出后的制冷剂不通过室外热交换器22和过冷却热交换器24，而是直接流入预热用热交换器36。

蓄热介质只要是通过冷却而在比0℃高且比20℃低的温度下能够生成固体成分的蓄热介质即可，其也可以为含四正丁基溴化铵的四正丁基溴化铵水溶液以外的蓄热材。

－产业实用性－

综上所述，本发明应用于将冷热蓄在蓄热箱内的蓄热式空调机，本发明作为蓄热式空调机非常有用。

－符号说明－

10 空调系统(蓄热式空调机)

11 制冷剂回路

22 室外热交换器(热源侧热交换器)

27 室内热交换器(使用侧热交换器)

37 蓄热用热交换器

61 蓄热回路

62 蓄热箱

63 循环泵

100 控制器

101 接收部

Claims (4)

1.一种蓄热式空调机，其特征在于：具备：

蓄热回路(61)，其与贮存蓄热介质的蓄热箱(62)连接；

制冷剂回路(11)，其与通过制冷剂的蒸发而对室内进行制冷的室内热交换器(27)连接；

接收部(101)，其接收信号；以及

控制部(100)，其基于上述接收部(101)所接收到的信号对上述蓄热回路(61)和上述制冷剂回路(11)进行控制，由此对运转进行切换，

在上述制冷剂在上述室内热交换器(27)中蒸发而对室内进行制冷的运转过程中，若上述接收部(101)接收了表示电力使用的抑制请求的第一信号，则上述控制部(100)使上述蓄热式空调机执行利用制冷运转，在上述利用制冷运转下，上述蓄热介质从上述制冷剂吸热且该制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发，

在上述室内热交换器(27)发挥蒸发器的作用而对室内进行制冷的上述运转过程中，若上述接收部(101)接收了表示电力使用的促进请求的第二信号，则上述控制部(100)使上述蓄热式空调机执行制冷蓄冷运转，在上述制冷蓄冷运转下，上述制冷剂从上述蓄热介质吸热且该制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发。

2.根据权利要求1所述的蓄热式空调机，其特征在于：

上述蓄热箱(62)的额定蓄热容量大于在额定制冷能力下使上述利用制冷运转持续进行规定时间时所需的蓄热容量。

3.根据权利要求2所述的蓄热式空调机，其特征在于：

上述规定时间是一个小时。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的蓄热式空调机，其特征在于：

上述制冷剂在上述室内热交换器(27)中蒸发而对室内进行制冷的运转是，上述制冷剂在室内热交换器(27)中蒸发且不使蓄热介质循环的单纯制冷运转。