JP2001074331A - 空気調和機の室外ユニットおよびこの室外ユニットを用いた空気調和システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストをアップを抑えた室外ユニットを用い
て、且つ安い夜間電力を利用して、風呂用の湯や、冷暖
房用に利用する蓄熱を可能とした運転が行える空気調和
システムを提供する。 【解決手段】室内ユニット１６と室外ユニット１とをガ
ス管１２と液管１０とからなるユニット配管９でつない
だ空気調和システムにおいて、この室外ユニット１に
は、このユニットに内蔵の圧縮機２から吐出された高圧
冷媒の吐出専用配管１３と圧縮機２へ吸込まれる低圧冷
媒の吸込専用配管１５とを、ユニット配管９につながれ
る配管とは別に設け、吐出専用配管１３と吸込専用配管
１５とユニット配管９の液管１０とに、蓄熱ユニット１
９及び／又は給湯ユニット２８及び／又は冷媒加熱ユニ
ット４０を任意につないで圧縮機２の運転による空調以
外に蓄熱及び／又は給湯が行えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常の冷房、暖房
の切換運転に加えて、安価な夜間電力を利用して、翌日
の冷房或いは暖房に利用する熱を蓄える空調用蓄熱運転
ならびに給湯用等に使う温水を蓄える温水蓄熱運転が可
能な空調装置や、上記空調用蓄熱運転および／又は給湯
用温水蓄熱運転を可能とする空調システムを、随意に実
現可能にするものである。

【０００２】従来より、例えば特開昭５８−６６７６４
号公報に開示されるように、温水コイルを備え、冷房と
暖房および給湯を可能とするヒートポンプ式の冷暖房給
湯機や、特開昭６４−１００６８号公報に開示されるよ
うに、蓄熱糟を備え、これに蓄えられた冷熱、温熱を回
収し冷房、暖房に利用することにより消費電力の低減化
を図った蓄熱式空調装置等が知られている。

【０００３】この場合に、ユーザーにとっては、給湯機
能を重視して前者の空調装置を設置するか、省電力のメ
リットを重視して後者の空調装置の設置となすか、さら
に給湯と省電力の双方のメリットを享受できるような構
成の空調システムの設置とするかなど、必要とするタイ
プの空調システムを任意に選択し、それを容易に実現し
得るようであると、好都合である。

【０００４】一方、メーカーにとっては、これら任意の
タイプの空調システムをユーザーが選択されるにあたっ
て、新規な室外ユニットの設計や既存の室外ユニットの
大幅な設計変更をなるべく避けてコストダウンを図りた
い。

【０００５】本発明は、上述の趣旨に応えるものであっ
て、空調用蓄熱と給湯用蓄熱の両方を必要とする現場に
提案する空気調和システムと、空調用蓄熱のみで良く給
湯用蓄熱が不要な現場に提案する空気調和システムと、
給湯用蓄熱のみで良く空調用蓄熱が不要な現場に提案す
る空気調和システムと、暖房時の熱源として冷媒加熱用
熱交換器を必要とする現場に提案する空気調和システム
と施工することが可能に構成した空気調和システムを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、室内ユニットからのユニット配管につな
がれる空気調和機の室外ユニットには、このユニットに
内蔵の圧縮機から吐出された高圧冷媒の吐出専用配管
と、圧縮機へ吸込まれる低圧冷媒の吸込専用配管とを、
ユニット配管につながれる配管とは別に設けるようにし
たものである。

【０００７】又、室内ユニットと室外ユニットとをガス
管と液管とからなるユニット配管でつないだ空気調和シ
ステムにおいて、この室外ユニットには、このユニット
に内蔵の圧縮機から吐出された高圧冷媒の吐出専用配管
と圧縮機へ吸込まれる低圧冷媒の吸込専用配管とを、ユ
ニット配管につながれる配管とは別に設け、吐出専用配
管と吸込み専用配管とユニット配管の液管とに、蓄熱ユ
ニット及び／又は給湯ユニット及び／又は冷媒加熱ユニ
ットを任意につないで圧縮機の運転による空調以外に蓄
熱及び／又は給湯が行えるようにしたものである。

【０００８】前記蓄熱ユニットは蓄熱用熱交換器を内蔵
し、第1の接続端が高圧冷媒の吐出専用配管に、第２の
接続端が低圧冷媒の吸込み専用配管に、第３の接続端が
ユニット配管の液管に、夫々つながれるようにしたもの
である。

【０００９】前記給湯ユニットは給湯用熱交換器を内蔵
し、入口端が高圧冷媒の吐出専用配管に、出口端がユニ
ット配管の液管に、夫々つながれるようにしたものであ
る。

【００１０】前記冷媒加熱ユニットは冷媒加熱用熱交換
器を内蔵し、第1の接続端が高圧冷媒の吐出専用配管
に、第２の接続端が低圧冷媒の吸込み専用配管に、第３
の接続端がユニット配管の液管に夫々つながれるように
したものである。

【００１１】前記給湯ユニットには給湯用熱交換器と給
湯用熱交換器で生成されたお湯を供給するためのポンプ
とを内蔵させ、且つこのお湯を蓄える貯湯タンクを前記
給湯ユニットとは別に設けるようにしたものである。

【００１２】前記蓄熱ユニットには蓄熱用熱交換器と冷
媒の流れを制御する制御弁とを内蔵し、この制御弁の動
作によって冷房運転時に室外ユニットの室外熱交換器で
凝縮された冷媒をこの蓄熱ユニットに導いて過冷却させ
た後室内ユニットへ流すようにしたものである。

【００１３】前記蓄熱ユニットには蓄熱用熱交換器とレ
シーバタンクとを内蔵し、前記室内ユニットもしくは室
外ユニットもしくは蓄熱用熱交換器に流れ込む冷媒の量
を調整するようにしたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の２つの実施例の実
施形態を図面に基づき説明する。 （第１の実施例）先ず、この第１の実施例の空調システ
ムの形態としては、室外ユニットと室内ユニットとをユ
ニット間配管でつないだ基本形態に４つの形態を付加で
きる（図１参照）。第１は基本形態に蓄熱ユニットと給
湯ユニットとを付加して蓄熱による空調並びに給湯を可
能にしたシステム形態（以下「第１形態」と言う。）、
第２は基本形態に蓄熱ユニットを付加して蓄熱による空
調を可能にしたシステム形態（以下「第２形態」と言
う。）、第３は基本形態に給湯ユニットとを付加して給
湯を可能にしたシステム形態（以下「第３形態」と言
う。）、第４は基本形態に冷媒加熱ユニットを付加して
暖房時の熱源を確保したシステム形態（以下「第４形
態」と言う。）である。これらのさまざまな形態とその
使用時期との全体の関係を図１で示し、詳細を図２ない
し図１４で示した。

【００１５】尚、図２ないし図１４において、太線矢印
はそのシステム形態において主な冷媒並びに温水が流れ
る配管を示している。図２において、室外ユニット１に
は、圧縮機２と、四方弁３と、図示しない室外ファンに
よって熱交換作用を行う空冷の室外熱交換器４と、室外
側膨張弁５と受液器６と、気液分離機器７とが内蔵され
これら機器は配管でつながれている。

【００１６】８は、ユニット間配管９を構成する液管１
０につながれる液側接続口、１１はユニット間配管９を
構成するガス管１２につながれるガス側接続口である。
１２は吐出専用口で、圧縮機２の吐出管から分岐した吐
出専用配管１３につながれている。１４は吸込専用口
で、圧縮機２の吸込管から分岐した吸込専用配管１５に
つながれている。このように、吐出専用口１２（吐出専
用配管１３）、吸込専用口１４（吸込専用配管１５）
は、ユニット間配管９を構成する液管１０並びにガス管
１２につながれる液並びにガス側接続口８，１１とは別
個に設けられている、言い換えれば、この室外ユニット
１においては、通常の空調のみが行える室外ユニットと
比較して、吐出専用口 １２（吐出専用配管１３）、吸
込専用口１４（吸込専用配管１５）を設けるだけの極め
て少ない設計変更で、上述した４つのシステム形態に対
応することができる。

【００１７】室内ユニット１６には、室内熱交換器１７
と、室内側膨張弁１８とが内蔵されている。蓄熱ユニッ
ト１９には、蓄熱用熱交換器２０が内蔵されており、第
１ないし第３の接続端を有し、第１の接続端２１は第１
開閉弁２２並びに逆止弁２３を介して蓄熱用熱交換器２
０に、第２の接続端２４は第２開閉弁２５を介して蓄熱
用熱交換器２０に、第３の接続端２６は蓄熱側膨張弁２
７を介して蓄熱用熱交換器２０に夫々つながれている。
尚、第１接続端２１は室外ユニット１の吐出専用口１２
につながれ、吐出専用配管１５と連通している。第２接
続端２４は室外ユニット１の吸込専用口１４ につなが
れ、吸込専用配管１５と連通している。第３接続端２６
はユニット間配管９ の液管１０につながれている。

【００１８】給湯ユニット２８には、給湯用熱交換器２
９が内蔵されており、入口端３０、出口端３１を有し、
入口端３０は開閉弁３２並びに逆止弁３３を介して給湯
用熱交換器２９に、出口端３１は給湯用熱交換器２９に
夫々つながれている。尚、入口端３０は室外ユニット１
の吐出専用口１２につながれ、吐出専用配管１３と連通
している。出口端３１はユニット間配管９の液管１０に
つながれている。

【００１９】３４はポンプ３５を介して給湯ユニット２
８につながれた蓄熱槽で、給湯用熱交換器２９で加熱さ
れたお湯を蓄えるようになっている。３６はこの蓄熱槽
３４にポンプ３７を介してつながれた出湯口である、 ＜第１形態＞このような構成を備えた空調システムにお
いて、夏の夜などに、冷房運転を停止して蓄熱ユニット
１９と給湯ユニット２８を利用して、給湯用の蓄熱をし
ながら氷蓄熱を行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷
媒は、図２の太線矢印で示すよう逆止弁３８→給湯ユニ
ット２８の開閉弁３２→逆止弁３３→給湯用熱交換器２
９→蓄熱ユニット１９の蓄熱側膨張弁２７→蓄熱用熱交
換器２０→蓄熱ユニット１９の第２開閉弁２５→気液分
離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環する。
これによって、給湯用熱交換器２９が凝縮器、蓄熱用熱
交換器２０が蒸発器としてして作用する。給湯用熱交換
器２９で加熱された温水は蓄熱槽に送り込まれる。蓄熱
用熱交換器２０で生成された氷蓄熱はそのまま蓄えられ
る。

【００２０】ここで、例えば、給湯ユニット２８による
蓄熱が早く終了した場合は、給湯ユニット２８の開閉弁
３２を閉めて、圧縮機２から吐出された冷媒を破線矢印
で示すよう逆止弁３８→四方弁３→室外熱交換器４→室
外側膨張弁（全開）５→受液器６→蓄熱ユニット１９の
蓄熱側膨張弁２７→蓄熱用熱交換器２０→第２開閉弁２
５→気液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して
循環する。これによって、室外熱交換器４が凝縮器、蓄
熱用熱交換器２０が蒸発器としてして作用する。言い換
えれば、空冷で氷蓄熱ができる。

【００２１】一方、蓄熱ユニット１９による氷蓄熱が早
く終了した場合は、蓄熱ユニット１９の蓄熱側膨張弁２
７を全閉に設定して、圧縮機２から吐出された冷媒を一
点破線矢印で示すよう逆止弁３８→給湯ユニット２８の
第１開閉弁３２→逆止弁３３→給湯用熱交換器２９→室
外ユニット１の受液器６→室外側膨張弁５→室外熱交換
器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るよう
に繰り返して循環する。これによって、給湯用熱交換器
２９が凝縮器、室外熱交換器４が蒸発器としてして作用
する。

【００２２】このように、夜間の安価な電力で、氷蓄熱
と給湯用の蓄熱とが同時に行うことができる。上述した
運転によって、氷蓄熱と、給湯用の蓄熱とが行えた状態
において、夏の昼は冷房運転を行う。即ち、蓄熱ユニッ
ト１９を用いた冷房運転時は、圧縮機２から吐出された
冷媒は、図３の太線矢印で示すよう逆止弁３８→蓄熱ユ
ニット１９の第1開閉弁２２→蓄熱熱交換器２０→蓄熱
側膨張弁２７→室内側膨張弁１８→室内熱交換器１７→
四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り
返して循環する。これによって、蓄熱用熱交換器２０が
凝縮器、室内熱交換器１７が蒸発器としてして作用し、
室内の冷房を行う。

【００２３】ここで、蓄熱ユニット１９の熱を使い切っ
てしまった場合は、第1開閉弁２２並びに蓄熱側膨張弁
２７を閉じて蓄熱ユニット１９の使用を停止する。これ
によって、圧縮機２から吐出された冷媒は、逆止弁３８
→四方弁３→室外熱交換器４→室外側膨張弁５→受液器
６→室内膨張弁１８→室内熱交換器１７→四方弁３→気
液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環す
る。このように、氷蓄熱と空冷熱交換器（室外熱交換
器）の併用によって、約４０％の消費電力の節電が図ら
れると考えれれる。尚、この冷房時に、出湯口３６を開
放すると給湯が行えることは言うまでもない。

【００２４】一方、冬の夜などに、暖房運転を停止して
蓄熱ユニット１９と給湯ユニット２８を利用して、給湯
用の蓄熱をし次に温水蓄熱を行える。即ち、圧縮機２か
ら吐出された冷媒は、図４の太線矢印で示すように、逆
止弁３８→給湯ユニット２８の開閉弁３２ →逆止弁３
３→給湯用熱交換器２９→室外ユニット１の受液器６→
室外側膨張弁５→室外熱交換器４→四方弁３→気液分離
器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環する。こ
れによって、給湯用熱交換器２９が凝縮器、室外熱交換
器４が蒸発器としてして作用し、給湯用熱交換器２９で
加熱された温水は蓄熱槽３４送り込まれる。この運転に
よって、給湯ユニット２８による蓄熱が十分に行われる
と、次に温水蓄熱に切り換える。即ち、圧縮機２から吐
出された冷媒は、図４の太線矢印で示すように、逆止弁
３８→蓄熱ユニット１９の第1開閉弁２２→逆止弁２３
→蓄熱熱交換器２０→室外ユニット１の受液器６→室外
側膨張弁５→室外熱交換器４→四方弁３→気液分離器７
→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環する。

【００２５】上述した運転によって、冬の夜の間に、給
湯用の蓄熱と、温水蓄熱を行っておき、冬の昼は、この
温水蓄熱を利用して暖房運転を行う。即ち、蓄熱ユニッ
ト１９を用いた暖房運転時は、圧縮機２から吐出された
冷媒は、図５の太線矢印で示すよう逆止弁３８→四方弁
３→室内熱交換器１７→室内側膨張弁１８→蓄熱ユニッ
ト１９の蓄熱側膨張弁（全開）２７→蓄熱用熱交換器２
０→第２開閉弁２５→気液分離器７→圧縮機２にと戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室内熱交換
器１７が凝縮器、蓄熱用熱交換器２０が蒸発器としてし
て作用し、室内の暖房を行う。

【００２６】ここで、蓄熱ユニット１９を利用した暖房
運転はその蓄熱ユニット１９の持つ熱エネルギーによっ
て決まるのであるが、およそ１０時間程度と考えられ
る。従ってこの蓄熱ユニット１９を利用した暖房運転が
１０時間を越えたら、蓄熱側膨張弁２７を閉じて蓄熱ユ
ニット１９の使用を停止する。これによって、圧縮機２
から吐出された冷媒は、図５の破線矢印で示すように逆
止弁３８→室内熱交換器１７→室内側膨張弁１８→室外
ユニット１の受液器６→室外側膨張弁（全開）５→室外
熱交換器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻
るように繰り返して循環する。これによって、室内熱交
換器１７が凝縮器、室外熱交換器１４が蒸発器として作
用し、室内の暖房を行う。このように、蓄熱と空冷熱交
換器（室外熱交換器１４）の併用によって、室内の暖房
を行う。尚、この暖房時に、出湯口３６を開放すると給
湯が行えることは言うまでもない。

【００２７】＜第２形態＞第２形態は第１形態におい
て、給湯用ユニットを設けない場合のシステムである。
即ち、蓄熱ユニット１９のみを室外ユニット１に接続し
たもので、蓄熱ユニット１９ の第１接続端２１は室外
ユニット１の吐出専用口１２につながれ、吐出専用配管
１３と連通している。第２接続端２４は室外ユニット１
の吸込専用口１４につながれ、吸込専用配管１５と連通
している。第３接続端２６はユニット間配管９の液管１
０につながれている。

【００２８】このような構成を備えた空調システムにお
いて、夏の夜などに、冷房運転を停止して蓄熱ユニット
１９に氷蓄熱を行える。即ち、圧縮機２から吐出された
冷媒は、図６の太線矢印で示すよう逆止弁３８→四方弁
３→室外熱交換器４→室外側膨張弁（全開）５→受液器
６→給湯ユニット１９の第３開閉弁２７→蓄熱用熱交換
器２０→第２開閉弁２５→気液分離器７→圧縮機２にと
戻るように繰り返して循環する。これによって、室外熱
交換器４が凝縮器、蓄熱用熱交換器２０が蒸発器として
して作用する。蓄熱用熱交換器２０で生成された氷蓄熱
はそのまま蓄えられる。これによって、安価な夜間電力
を利用して氷蓄熱が行える。

【００２９】上述した運転によって、氷蓄熱が行えた状
態において、夏の昼は冷房運転を行う。即ち、蓄熱ユニ
ット１９を用いた冷房運転時は、圧縮機２から吐出され
た冷媒は、図７の太線矢印で示すよう逆止弁３８→蓄熱
ユニット１９の第1開閉弁２２→蓄熱熱交換器２０→蓄
熱側膨張弁２７→室内側膨張弁１８→室内熱交換器１７
→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰
り返して循環する。これによって、蓄熱熱交換器２０が
凝縮器、室内熱交換器１７が蒸発器としてして作用し、
室内の冷房を行う。

【００３０】ここで、蓄熱ユニット１９の熱を使い切っ
てしまった場合は、第1開閉弁２２並びに蓄熱側膨張弁
２７を閉じて蓄熱ユニット１９の使用を停止する。これ
によって、圧縮機２から吐出された冷媒は、逆止弁３８
→四方弁３→室外熱交換器４→室外側膨張弁５→受液器
６→室内膨張弁１８→室内熱交換器１７→四方弁３→気
液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環す
る。このように、氷蓄熱と空冷熱交換器（室外熱交換器
４）の併用によって、約４０％の消費電力の節電が図ら
れると考えれれる。

【００３１】一方、冬の夜などに、暖房運転を停止して
蓄熱ユニット１９を利用して、温水蓄熱を行える。即
ち、圧縮機２から吐出された冷媒は、図８の太線矢印で
示すように、逆止弁３８→蓄熱ユニット１９の第1開閉
弁２２→逆止弁２３→蓄熱熱交換器２０→室外ユニット
１の受液器６→室外側膨張弁５→室外熱交換器４→四方
弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返し
て循環する。上述した運転によって、冬の夜の間に、温
水蓄熱を行っておき、この温水蓄熱を利用して冬の昼は
暖房運転を行う。即ち、蓄熱ユニット を用いた暖房運
転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は、図９の太線矢
印で示すように、逆止弁３８→四方弁３→室内熱交換器
１７→室内側膨張弁１８→蓄熱ユニット１９の蓄熱側膨
張弁（全開）２７→蓄熱用熱交換器２０→第２開閉弁２
５→気液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して
循環する。これによって、室内熱交換器１７が凝縮器、
蓄熱用熱交換器２０が蒸発器としてして作用し、室内の
暖房を行う ここで、蓄熱ユニット１９を利用した暖房運転はその蓄
熱ユニット１９の持つ熱エネルギーによって決まるので
あるが、およそ１０時間程度と考えられる。従ってこの
蓄熱ユニット１９を利用した暖房運転が１０時間を越え
たら、蓄熱側膨張弁２７を閉じて蓄熱ユニット１９の使
用を停止する。これによって、圧縮機２から吐出された
冷媒は、図９の破線矢印で示すように逆止弁３８→四方
弁３→室内熱交換器１７→室内側膨張弁１８→室外ユニ
ット１の受液器６→室外側膨張弁（全開）５→室外熱交
換器 ４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室内熱交換
器１７が凝縮器、室外熱交換器４が蒸発器として作用
し、室内の暖房を行う。このように、蓄熱と空冷熱交換
器（室外熱交換器４）の併用によって、室内の暖房を行
う。 ＜第３形態＞第３形態は第１形態において、蓄熱ユニッ
トを設けない場合のシステムである。即ち、給湯用ユニ
ット２８のみを室外ユニット１に接続したもので、給湯
ユニット２８の入口端３０は室外ユニット１の吐出専用
口１２につながれ、吐出専用配管１３と連通している。
出口端３１はユニット間配管９の液管１０につながれて
いる。

【００３２】このような構成を備えた空調システムにお
いて、夏および冬の夜などに、冷房並びに暖房運転を停
止して給湯ユニット２８に給湯用の蓄熱を行う。即ち、
圧縮機２から吐出された冷媒は、図１０の太線矢印で示
すよう逆止弁３８→給湯ユニット２８の開閉弁３２→逆
止弁３３→給湯用熱交換器２９→室外ユニット１の受液
器６→室外側膨張弁５→室外熱交換器４→四方弁３→気
液分離器７→圧縮機２にと戻るように繰り返して循環す
る。これによって、給湯用熱交換器２９が凝縮器、室外
熱交換器４が蒸発器としてして作用する。給湯用熱交換
器２９で生成された温水はポンプ３５を介して蓄熱槽３
４に蓄えられる。これによって、安価な夜間電力を利用
して給湯用の温水が生成できる。

【００３３】夏の昼は冷房運転を行う。即ち、圧縮機２
から吐出された冷媒は、図１１の太線矢印で示すよう逆
止弁３８→四方弁３→室外熱交換器４→室外側膨張弁
（全開）５→受液器６→室内側膨張弁１８→室内熱交換
器１７→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るよ
うに繰り返して循環する。これによって、室外熱交換器
４が凝縮器、室内熱交換器１７が蒸発器としてして作用
し、室内の冷房を行う。

【００３４】この夏の昼に給湯を行って、蓄熱槽３４の
貯湯量が減少したら、蓄熱槽３４に設けた水位センサー
（図示せず）がそのことを検知して給水を行う。この
時、蓄熱槽３４の水温が低下するためこれを上昇させる
ために蓄熱を開始する。この際、上記冷房運転に支障を
きたさないようにしながら、圧縮機２から吐出された冷
媒の一部を太線矢印で示すよう逆止弁３８→給湯ユニッ
ト２８の開閉弁３２→給湯用熱交換器２９と流し以後は
室内側膨張弁１８→室内熱交換器１７→四方弁３→気液
分離器７→圧縮機２ にと戻るように繰り返して循環す
る。

【００３５】これによって、冷房運転を継続しながら、
給湯の補充運転が行える。

【００３６】冬の昼は暖房運転を行う。即ち、圧縮機２
から吐出された冷媒は、図１２の太線矢印で示すよう逆
止弁３８→四方弁３→室内熱交換器１７→室内側膨張弁
１８→受液器６→室外側膨張弁（全開）５→室外熱交換
器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るよう
に繰り返して循環する。これによって、室内熱交換器１
７が凝縮器、室外熱交換器４が蒸発器としてして作用
し、室内の暖房を行う。

【００３７】この冬の昼に給湯を行って、蓄熱槽３４の
貯湯量が減少したら、蓄熱槽３４に設けた水位センサー
（図示せず）がそのことを検知して給水を行う。この
時、蓄熱槽３４の水温が低下するためこれを上昇（約４
０℃程度）させるために蓄熱を開始する。この際、上記
暖房運転に支障をきたさないようにしながら、圧縮機２
から吐出された冷媒の一部を破線矢印で示すよう逆止弁
３８→給湯ユニット２８の開閉弁３２→給湯用熱交換器
２９と流し以後は受液器６→室外側膨張弁５→室外熱交
換器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２にと戻るよ
うに繰り返して循環する。

【００３８】これによって、暖房運転を継続しながら、
給湯の補充運転が行える。 ＜第４形態＞第４形態は、室外ユニット１と室内ユニッ
ト１６とからなる基本形態に冷媒加熱ユニット４０を付
加して暖房時の熱源を確保したシステムである。

【００３９】冷媒加熱ユニット４０は冷媒―温水熱交換
器４１が内蔵されており、第１ないし第３の接続端を有
し、第１の接続端４２は第１開閉弁４３を介して冷媒―
温水熱交換器４１に、第２の接続端４４は冷媒加熱側膨
張弁４５を介して冷媒―温水熱交換器４１に、第３の接
続端４６は直接に冷媒―温水熱交換器４１に夫々つなが
れている。尚、第１接続端４２は室外ユニット１の吸込
専用口１４につながれ、吸込専用配管１５と連通してい
る。第２接続端４４はユニット間配管９の液管１０に、
第３接続端４６は室外ユニット１の吐出専用口１２につ
ながれ、吐出吸込専用配管１３と連通している。

【００４０】４７は蓄熱槽で、冷媒―温水熱交換器４１
と温水配管４８を介してつながれている。４９はこの温
水配管４８に設けられた循環ポンプである。

【００４１】５０はボイラで、蓄熱槽４７と温水配管５
１を介してつながれている。５２はこの温水配管５１に
設けられた循環ポンプである。

【００４２】このような構成を備えた空調システムにお
いて、冬の夜に、暖房運転を停止して温水蓄熱を行え
る。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は、図１３の太
線矢印で示すように、逆止弁３８→冷媒―温水熱交換器
４１→冷媒加熱側膨張弁４５→室外ユニット１の受液器
６→室外側膨張弁（全開）５→四方弁３→圧縮機２にと
戻るように繰り返して循環する。この運転において、冷
媒―温水熱交換器４１で加熱された温水は蓄熱槽４７に
蓄えられる。このように、空気熱源によって蓄熱槽４７
に温水を蓄えるのであるが、外気温が低くて十分な温水
（熱量）が蓄えられない場合は、ボイラ５０の追い炊き
運転によって不足分の温水（熱量）を補う。

【００４３】上述した運転によって、冬の夜の間に、温
水蓄熱を行っておき、この温水蓄熱を利用して冬の昼は
暖房運転を行う。即ち、冷媒加熱ユニット４０を用いた
暖房運転時は、圧縮機２から吐出された冷媒は、図１４
の太線矢印で示すように、逆止弁３８→四方弁３→室内
熱交換器１７→室内側膨張弁１８→冷媒加熱ユニット４
０の蓄熱側膨張弁（全開）４５→冷媒―温水熱交換器４
１→第１開閉弁４３→気液分離器７→圧縮機２にと戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室内熱交換
器１７が凝縮器、冷媒―温水熱交換器４１が蒸発器とし
てして作用し、室内の暖房を行う。

【００４４】この暖房運転時に、蓄熱槽４７に蓄えた温
水の熱量が低下して、十分な暖房能力が得られない場合
は、ボイラ５０の追い炊き運転によって不足分の温水
（熱量）を補う。尚、外気温が比較的高く空気熱源によ
る暖房運転が可能な場合は、通常の空気熱源による暖房
運転を行う。 （第２の実施例）次に、第２の実施例の空調システムに
ついて説明する。

【００４５】この第２の実施例は、基本的に室外ユニッ
ト１と室内ユニット１６とをユニット間配管でつないだ
基本形態に、蓄熱ユニット１９と給湯ユニット２８とを
付加して蓄熱による空調並びに給湯を可能にした第１形
態の応用形態で、この第１の形態との相違点を先に述べ
ると、次の通りである。給湯ユニット２８には給湯用
熱交換器２９とこの給湯用熱交換器２９で生成されたお
湯を供給するためのポンプ６０とを内蔵させ、且つこの
お湯を蓄える貯湯タンク６１を給湯ユニット２８とは別
に設けたこと。蓄熱ユニット１９に内蔵させた制御弁
（開閉弁、膨張弁）の動作によって冷房運転時に室外ユ
ニット１の室外熱交換器４で凝縮された冷媒をこの蓄熱
ユニット１９に導いて過冷却させた後室内ユニット１６
へ流すようにしたこと、蓄熱ユニット１９にはレシー
バタンク６２を内蔵し、室内ユニット１６もしくは室外
ユニット１もしくは蓄熱用熱交換器２０に流れ込む冷媒
の量を調整するようにしたこと、圧縮機２が２つ並列
に接続され能力に応じて１つ運転もしくは２つ運転に切
り替えられることの４点である。

【００４６】以下その形態を図１５から図２４に基づい
て説明する。尚、第１の実施例と同一部品には同一符号
を付してその説明を省略する。

【００４７】図１５はこの実施例による運転形態をまと
めたもので、製氷運転は図１６で、氷過冷却による冷房
は図１７で、氷凝縮による冷房は図１８で、外気による
冷房は図１９で、外気による給湯は図２０で、製氷しな
がらの給湯は図２１で、温水の生成は図２２で、温水に
よる暖房は図２３で、外気による暖房は図２４で示す。

【００４８】このように、第２の実施例によれば、３種
類の冷房運転が、２種類の給湯運転が、２種類の暖房運
転が選択でき、ユーザーや施工業者の選択の幅が広が
る。

【００４９】冷房運転に備えて、製氷運転を行う場合
は、図１６に示すような運転を行う。即ち、圧縮機２か
ら、吐出された冷媒は図１６の太線矢印で示すよう逆止
弁３８→四方弁３→室外熱交換器４→室外膨張弁（全
開）５→蓄熱ユニット１９のレシーバタンク６２→蓄熱
膨張弁（開度制御）６７→蓄熱熱交換器２０→第４０開
閉弁６４→気液分離器７→圧縮機２と戻るように繰り返
して循環する。これによって、室外熱交換器４が凝縮
器、蓄熱熱交換器２０が蒸発器としてして作用し、蓄熱
槽の氷を作る。

【００５０】次にこの氷を使って、夏場の冷房を行う。
まず、氷過冷却による冷房は図１７に示すような運転を
行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は図１７の太
線で示すよう逆止弁３８→四方弁３→室外熱交換器４→
室外膨張弁（全開）５→蓄熱ユニット１９のレシーバタ
ンク６２→第４１開閉弁６５→蓄熱熱交換器２０→第４
２開閉弁６６→室内側膨張弁（開度制御）１８→室内熱
交換器１７→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２と戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室外熱交換
器４が凝縮器、蓄熱交換器２０が過冷却器、室内熱交換
器１７が蒸発器として作用して、室内の冷房を行う。こ
こで、蓄熱槽の氷が不足して十分な過冷却ができない場
合若しくは氷過冷却と併用する場合は、蓄熱膨張弁６７
を全開状態とすれば、室外熱交換器４からの冷媒の一部
が蓄熱熱交換器２０を側路し、氷過冷却による冷房との
併用冷房ができる。

【００５１】氷凝縮による冷房は図１８に示すような運
転を行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は図１８
の太線で示すよう逆止弁３８→蓄熱ユニット１９の第４
３開閉弁６８→逆止弁６９→蓄熱熱交換器２０→室外膨
張弁（全開）６７→レシーバタンク６２→第４４開閉弁
７０→室内側膨張弁（開度制御）１８→室内熱交換器１
７→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２と戻るように繰
り返して循環する。これによって、蓄熱熱交換器２０が
凝縮器、室内熱交換器１７が蒸発器として作用して、室
内の冷房を行う。

【００５２】外気による冷房は図１９に示すような運転
を行う。即ち、圧縮機２から、吐出された冷媒は図１９
の太線で示すよう逆止弁３８→四方弁３→室外熱交換器
４→室外膨張弁（全開）５→レシーバタンク６２→第４
４開閉弁７０→室内側膨張弁（開度制御）１８→室内熱
交換器１７→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２と戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室外熱交換
器４が凝縮器、室内熱交換器１７が蒸発器として作用し
て、室内の冷房を行う。

【００５３】外気による給湯は図２０に示すような運転
を行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は図２０の
太線で示すよう逆止弁３８→給湯ユニット２８の給湯用
熱交換器２９→第４５開閉弁７１→第４４開閉弁７０→
レシーバタンク６２→室外膨張弁（開度制御）５→室外
熱交換器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２と戻る
ように繰り返して循環する。これによって、給湯用熱交
換器２９が凝縮器、室内熱交換器４が蒸発器として作用
して、給湯を行う。

【００５４】ここで給湯用熱交換器２９は、冷媒／水熱
交換器であり、加熱された温水はポンプ６０の運転によ
って、貯湯タンク６１に溜められる。この貯湯タンク６
１は、給湯ユニット２８とは別に設けるようにしたの
で、この空調システムの設備業者としては、システム全
体の能力や設置地域の気象条件や顧客の要望に応じて任
意の容量の貯湯タンク６１を選定することができる。一
方、メーカとしては、給湯ユニット２８に貯湯タンク６
１を組み込む必要がないので、給湯ユニット２８の小型
化並びに輸送コストの削減を推進することができ、設計
の自由度が増すこととなる。

【００５５】製氷しながらの給湯は図２１に示すような
運転を行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は図２
１の太線で示すよう逆止弁３８→給湯用熱交換器２９→
第４５開閉弁７１→第４４開閉弁７０→レシーバタンク
６２→蓄熱膨張弁（開度制御）６７→蓄熱熱交換器２０
→第４０開閉弁６４→気液分離器７→圧縮機２と戻るよ
うに繰り返して循環する。これによって、給湯用熱交換
器２９が凝縮器、蓄熱熱交換器２０が蒸発器として作用
して、給湯を行うと共に、蓄熱ユニット１９に氷を蓄え
ることができる。

【００５６】温水による暖房に当たって、図２２の太線
で示すように運転させて、予め蓄熱ユニット に温水を
溜めておく。そして、温水による暖房は図２３の太線で
示すように運転させる。即ち、圧縮機２から吐出された
冷媒は図２３の太線で示すよう逆止弁３８→四方弁３→
室内熱交換器１７→室内膨張弁（全開）１８→第４４開
閉弁７０→レシーバタンク６２→室外膨張弁（開度制
御）６７→蓄熱熱交換器２０→第４０開閉弁６４→気液
分離器７→圧縮機２と戻るように繰り返して循環する。
これによって、室内熱交換器１７が凝縮器、蓄熱熱交換
器２０が蒸発器として作用して、暖房を行う。

【００５７】外気による暖房は図２４に示すような運転
を行う。即ち、圧縮機２から吐出された冷媒は図２３の
太線矢印で示すよう逆止弁３８→四方弁３→室内熱交換
器１７→室内膨張弁（全開）１８→第４４開閉弁６４→
レシーバタンク６２→室外膨張弁（開度制御）５→室外
熱交換器４→四方弁３→気液分離器７→圧縮機２と戻る
ように繰り返して循環する。これによって、室内熱交換
器１７が凝縮器、室外熱交換器４が蒸発器として作用し
て、暖房を行う。

【００５８】以上のようにして、空調用として利用する
冷熱や温熱、および給湯用として利用する温水を、夜間
の電力を利用して得ることができる空調システムを実現
できるようになる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、空気調
和機の室外ユニットには、このユニットに内蔵の圧縮機
から吐出された高圧冷媒の吐出専用配管と前記圧縮機へ
吸込まれる低圧冷媒の吸込み専用配管とを、ユニット配
管につながれる配管とは別に設けただけの簡単な設計変
更で、蓄熱ユニットや給湯ユニットや冷媒加熱ユニット
等の多彩な追加ユニットを接続することができ、メーカ
ーとしてはコストアップを最小限に抑えて顧客の要望す
る空気調和システムを提供することができる。又、本発
明は、室外ユニットにおいて、ユニット配管につながれ
る配管とは別に設けた吐出専用配管ならびに吸込専用配
管と、ユニット間配管の液管とに、蓄熱ユニット及び／
又は給湯ユニット及び／又は冷媒加熱ユニットを任意に
つながるようにしたので、コストの安い夜間電力を利用
して蓄熱した冷熱、温熱を簡単に用いて、冷房暖房給湯
に活用し経済的な空調を行えるようになるとともに、生
活の向上を経済的に享受でき、そして空気調和システム
が省エネ運転され、現代の重要問題である資源節約に貢
献できるようになり、有益な空気調和装置となる。更
に、蓄熱ユニットや給湯ユニットや冷媒加熱ユニット
は、吐出専用配管や吸込専用配管やユニット間配管の液
管につながれる接続端を設けたので、必要なユニットを
任意に選択してユーザーの好みに応じた空気調和システ
ムを構築することができる。このように、これら三つの
仕様（蓄熱、給湯、冷媒加熱）を付加した空気調和シス
テムを、ユーザが随意に構築することが可能であり、生
活様式、気候条件などを加味し、適切なシステム形態の
ものを求められるようになり、しかも、そのシステムの
実現には、圧縮機および室外熱交換器等からなる室外ユ
ニットの大幅な設計変更を必要とせず、メーカーや設備
業者にとってコストが大幅にアップすること無しに達成
可能である。

【００６０】又、給湯ユニットには給湯用熱交換器と給
湯用熱交換器で生成されたお湯を供給するためのポンプ
とを内蔵させ、且つこのお湯を蓄える貯湯タンクを前記
給湯ユニットとは別に設けるようにすれば、この空調シ
ステムの設備業者としては、システム全体の能力や設置
地域の気象条件や顧客の要望に応じて任意の容量の貯湯
タンクを選定することができ、一方、メーカとしては、
給湯ユニットに貯湯タンクを組み込む必要がないので、
給湯ユニットの小型化並びに輸送コストの削減を推進す
ることができ、設計の自由度を増すことができる。

【００６１】又、蓄熱ユニットには蓄熱用熱交換器と冷
媒の流れを制御する制御弁とを内蔵し、この制御弁の動
作によって冷房運転時に室外ユニットの室外熱交換器で
凝縮された冷媒をこの蓄熱ユニットに導いて過冷却させ
た後室内ユニットへ流すようにすれば、冷房運転時に使
用する熱源のバリエーションが増えて、顧客の要望に応
じた快適な冷房を実現することができる。

【００６２】又、蓄熱ユニットには蓄熱用熱交換器とレ
シーバタンクとを内蔵し、前記室内ユニットもしくは室
外ユニットもしくは蓄熱用熱交換器に流れ込む冷媒の量
を調整するようにすれば、室外ユニットの小型化に寄与
することができると共に、いずれの運転時も最適な量の
液冷媒を蒸発器として作用する熱交換器に供給すること
ができ適切な冷凍サイクルを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の空気調和システムが可
能な様々なシステムの冷媒の流れを示した図の説明図で
ある。

【図２】本発明の第１形態の夏の夜の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図３】本発明の第１形態の夏の昼の運転状態を示す冷
媒回路である

【図４】本発明の第１形態の冬の夜の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図５】本発明の第１形態の冬の昼の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図６】本発明の第２形態の夏の夜の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図７】本発明の第２形態の夏の昼の運転状態を示す冷
媒回路である

【図８】本発明の第２形態の冬の夜の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図９】本発明の第２形態の冬の昼の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図１０】本発明の第３形態の夏並びに冬の夜の運転状
態を示す冷媒回路である。

【図１１】本発明の第３形態の夏の夜の運転状態を示す
冷媒回路である

【図１２】本発明の第３形態の冬の夜の運転状態を示す
冷媒回路である。

【図１３】本発明の第４形態の冬の夜の運転状態を示す
冷媒回路である。

【図１４】本発明の第４形態の冬の昼の運転状態を示す
冷媒回路である。

【図１５】本発明の第２の実施例の冷媒の流れを示した
図の説明図である。

【図１６】本発明の第２の実施例の製氷運転状態を示す
冷媒回路である。

【図１７】本発明の第２の実施例の氷過冷却による冷房
運転状態を示す冷媒回路である。

【図１８】本発明の第２の実施例の氷凝縮による冷房運
転状態を示す冷媒回路である。

【図１９】本発明の第２の実施例の外気による冷房運転
状態を示す冷媒回路である。

【図２０】本発明の第２の実施例の外気熱源による給湯
運転状態を示す冷媒回路である。

【図２１】本発明の第２の実施例の製氷同時給湯運転状
態を示す冷媒回路である。

【図２２】本発明の第２の実施例の温水生成時の運転状
態を示す冷媒回路である。

【図２３】本発明の第２の実施例の温水による暖房運転
状態を示す冷媒回路である。

【図２４】本発明の第２の実施例の外気による暖房運転
状態を示す冷媒回路である。

【符号の説明】

１ 室外ユニット ２ 圧縮機 ９ ユニット配管 １０ 液管 １２ ガス管 １３ 吐出専用配管 １５ 吸込専用配管 １６ 室内ユニット １９ 蓄熱ユニット ２０ 蓄熱用熱交換器 ２１ 第1の接続端 ２４ 第２の接続端 ２６ 第３の接続端 ２８ 給湯ユニット ２９ 給湯用熱交換器 ３０ 入口端 ３１ 出口端 ４０ 冷媒加熱ユニット ４１ 冷媒加熱用熱交換器 ４２ 第1の接続端 ４４ 第２の接続端 ４６ 第３の接続端 ６０ ポンプ ６１ 貯湯タンク ６２ レシーバタンク ６４ 第４０開閉弁 ６５ 第４１開閉弁 ６６ 第４２開閉弁 ６７ 蓄熱膨張弁 ６８ 第４３開閉弁 ７０ 第４４開閉弁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室内ユニットからのユニット配管につなが
   れる空気調和機の室外ユニットにおいて、この室外ユニ
   ットには、このユニットに内蔵の圧縮機から吐出された
   高圧冷媒の吐出専用配管と前記圧縮機へ吸込まれる低圧
   冷媒の吸込専用配管とを、前記ユニット配管につながれ
   る配管とは別に設けたことを特徴とする室外ユニット。
2. 【請求項２】室内ユニットと室外ユニットとをガス管と
   液管とからなるユニット配管でつないだ空気調和システ
   ムにおいて、この室外ユニットには、このユニットに内
   蔵の圧縮機から吐出された高圧冷媒の吐出専用配管と前
   記圧縮機へ吸込まれる低圧冷媒の吸込専用配管とを、前
   記ユニット配管につながれる配管とは別に設け、前記吐
   出専用配管と前記吸込専用配管と前記ユニット配管の液
   管とに、蓄熱ユニット及び／又は給湯ユニット及び／又
   は冷媒加熱ユニットを任意につないで前記圧縮機の運転
   による空調以外に蓄熱及び／又は給湯が行えるようにし
   たことを特徴とする空気調和システム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の蓄熱ユニットは蓄熱用熱
   交換器を内蔵し、第1の接続端が高圧冷媒の吐出専用配
   管に、第２の接続端が低圧冷媒の吸込み専用配管に、第
   ３の接続端がユニット配管の液管に、夫々つながれたこ
   とを特徴とする空気調和システム。
4. 【請求項４】請求項２に記載の給湯ユニットは給湯用熱
   交換器を内蔵し、入口端が高圧冷媒の吐出専用配管に、
   出口端がユニット配管の液管に、夫々つながれたことを
   特徴とする空気調和システム。
5. 【請求項５】請求項２に記載の冷媒加熱ユニットは冷媒
   加熱用熱交換器を内蔵し、第1の接続端が高圧冷媒の吐
   出専用配管に、第２の接続端が低圧冷媒の吸込専用配管
   に、第３の接続端がユニット配管の液管に、夫々つなが
   れたことを特徴とする空気調和システム。
6. 【請求項６】請求項２に記載の給湯ユニットには給湯用
   熱交換器と給湯用熱交換器で生成されたお湯を供給する
   ためのポンプとを内蔵させ、且つこのお湯を蓄える貯湯
   タンクを前記給湯ユニットとは別に設けたことを特徴と
   する空気調和システム。
7. 【請求項７】請求項２に記載の蓄熱ユニットには蓄熱用
   熱交換器と冷媒の流れを制御する制御弁とを内蔵し、こ
   の制御弁の動作によって冷房運転時に室外ユニットの室
   外熱交換器で凝縮された冷媒をこの蓄熱ユニットに導い
   て過冷却させた後室内ユニットへ流すようにしたことを
   特徴とする空気調和システム。
8. 【請求項８】請求項２に記載の蓄熱ユニットには蓄熱用
   熱交換器とレシーバタンクとを内蔵し、前記室内ユニッ
   トもしくは室外ユニットもしくは蓄熱用熱交換器に流れ
   込む冷媒の量を調整することを特徴とする空気調和シス
   テム。