JP2001099514A - 蓄熱式空調冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用の空調機の室内外ユニット、冷凍機のシ
ョーケースや冷凍ユニット並びに蓄熱槽を用いて、且つ
冷媒の使用量を抑えた空調機と冷凍機の複合装置を提供
する。 【解決手段】室外ユニット２と室内ユニット３とを空調
冷媒管でつないで構成され室内を冷暖房する空調機１
と、ショーケース６と冷凍ユニット７とを冷凍冷媒管で
つないで構成されショーケース６に収納された商品を保
冷する冷凍機５と、この空調機１並びに冷凍機５を蓄熱
槽１４を介して熱的に連結する蓄熱式空調冷凍装置にお
いて、室外内両ユニット間に蓄熱槽１４を備えた蓄熱ユ
ニット４を設け、この蓄熱槽１４には空調冷媒管を収納
させ、一方、冷凍機５にはこの蓄熱槽１４からの熱流体
を熱交換するための水熱交換器２８が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内を冷暖房する
空調機と、ショーケースに収納された商品を保冷する冷
凍機と、この空調機並びに冷凍機を蓄熱槽を介して熱的
に連結する蓄熱式空調冷凍装置に関し、汎用の空調機や
冷凍機を活用して、必要最小限の専用のユニットを用い
て、ユーザの設計プランに応じて蓄熱式空調冷凍装置
を、随意に実現可能にするものである。

【０００２】例えば特開平８−２２６６８３号公報、特
開平９−３３１３２号公報、特開平９−４９０６号公
報、特開平９−２１５６６号公報等に開示されるよう
に、室内を冷暖房する空調機と、ショーケースに収納さ
れた商品を保冷する冷凍機と、この空調機並びに冷凍機
を蓄熱槽を介して熱的に連結する蓄熱式空調冷凍装置が
知られている。

【０００３】これらの提案による蓄熱式空調冷凍装置
は、空調機側の冷媒配管とと冷凍機側の冷媒配管とが同
一の蓄熱槽内に組み込まれているこのように、一つの蓄
熱槽に２つの冷媒配管が組み込まれているため、この蓄
熱槽は、この蓄熱式空調冷凍装置の専用となり、蓄熱槽
の汎用性がない。

【０００４】又、空調機並びに冷凍機の冷媒配管は蓄熱
槽にまで延びるため、必然的に長くなり、このシステム
で用いる冷媒量も必然的に多くなり、冷媒の使用量を削
減して、環境にやさしい空調機を提供するという時代の
ニーズにマッチしにくいと言える。

【０００５】一方、メーカーとしてはこのような蓄熱式
空調冷凍装置を開発するに当たって、既存のユニットを
用いて新規な設計は必要最小限に留めて、コストを抑え
た製品開発を図りたい。

【０００６】本発明は、上述の趣旨に応えるものであっ
て、室外ユニットと室内ユニットとからなる汎用の空調
機と、ショーケースと冷凍ユニットとからなる汎用の冷
凍機と、汎用の蓄熱槽等を用いて、専用のキット等を必
要最小限に抑えて、蓄熱式空調冷凍装置を開発すること
を目的とする。

【０００７】

【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、室外ユニットと室内ユニットとを空調冷
媒管でつないで構成され室内を冷暖房する空調機と、シ
ョーケースと冷凍ユニットとを冷凍冷媒管でつないで構
成されショーケースに収納された商品を保冷する冷凍機
と、この空調機並びに冷凍機を蓄熱槽を介して熱的に連
結する蓄熱式空調冷凍装置において、室外内両ユニット
間に蓄熱槽を備えた蓄熱ユニットを設け、この蓄熱槽に
は前記空調冷媒管を収納させ、一方、冷凍機にはこの蓄
熱槽からの熱流体を熱交換するための水熱交換器を備え
るようにしたものである。

【０００８】前記蓄熱ユニットには、室外ユニットから
の冷媒を蓄熱槽及び／又は室内ユニットに切り換えて流
す切換弁が備えられている。

【０００９】前記水熱交換器は、冷凍ユニットに内蔵さ
れている。

【００１０】この水熱交換器は、ショーケースと冷凍ユ
ニットとの間に配置された熱交換キットに内蔵されてい
る。

【００１１】前記空調機の運転を停止し且つ冷凍機を運
転させるときは、水熱交換器で加熱された水を蓄熱槽へ
導くためのポンプを設けた。

【００１２】前記蓄熱槽と前記熱交換器との間には第2
の蓄熱槽が配置されている。

【００１３】この第2の蓄熱槽には冷凍冷媒管が収納さ
れている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。

【００１５】先ず、この蓄熱式空調冷凍装置の形態とし
ては、４つある。即ち、第1の形態は、空調機を構成す
る室外ユニット並びに室内ユニットと、蓄熱ユニット
と、冷凍機を構成するショーケース並びに冷凍ユニット
とからのもので図１から図７に基づいて説明する。尚、
図８から図１１はこの冷凍ユニット内の配置の変形例を
示した。

【００１６】第2の形態は、第1の形態と比較して蓄熱ユ
ニット内の冷媒の制御弁の配置関係をシンプルにしたも
ので、図１２から図１３に基づいて説明する。

【００１７】第3の形態は、第1の形態と比較して蓄熱ユ
ニット内の蓄熱槽（空調用蓄熱槽）とは別途の（第２
の）蓄熱槽（冷凍用蓄熱槽）を用いたもので、図１４か
ら図２０に基づいて説明する。

【００１８】第４の形態は、第３の形態と比較して別途
の蓄熱槽に冷凍用冷媒配管を組み込んだもので、図２１
から図２７に基づいて説明する。

【００１９】＜第１形態＞図１において、１は空調機
で、室外ユニット２と室内ユニット３とを空調冷媒管で
つないで構成される。４は室外内両ユニット２，３間に
配設された蓄熱ユニットである。５は冷凍機で、保冷さ
れる商品を収納したショーケース６と冷凍ユニット７と
を冷凍冷媒管８でつないで構成される。

【００２０】このように５つからのユニットで構成され
ているが、いずれのユニットもほとんど既存の製品を利
用できる点に大きな特徴がある。

【００２１】室外ユニット２において、９は圧縮機、１
０は冷房と暖房とで冷媒の流れを反転させる四方弁、１
１は室外熱交換器である、室内ユニット３において、１
２は室内熱交換器、１３は冷媒制御弁である。尚、この
室内ユニットは３つの室内熱交換器１２を内蔵している
ように示したがこれに限定されるものではなく、いわゆ
るマルチ型の複数の室内ユニットであっても良いことは
言うまでもない。

【００２２】蓄熱ユニット４において、１４は蓄熱材と
して水を用いた蓄熱槽で水放熱器１５が内蔵されてお
り、冷熱として氷が生成され、温熱として温水が生成さ
れる。

【００２３】１６は空調冷媒管で、室外ユニット２から
の冷媒配管１７と室内ユニット３からの冷媒配管１８と
蓄熱槽１４からの冷媒配管とから構成されている。

【００２４】２０、２１、２２は冷媒の流れを止める遮
断弁、２３、２４は冷媒の流れる量を調整する冷媒制御
弁である。これら遮断弁並びに冷媒制御弁の開閉状態は
図２以下の夫々の運転状態の中で説明する。

【００２５】ショーケース６において、２５は冷却器
（蒸発器）で、その入口には冷媒の流れる量を調整する
冷媒制御弁２６が配置されている。尚、このショーケー
ス６は３つの冷却器２５を内蔵しているように示したが
これに限定されるものではなく、複数台のショーケース
であっても良いことは言うまでもない。

【００２６】冷凍ユニット７において、２７は圧縮機、
２８は水冷式熱交換器、２９は空冷式凝縮器である。こ
の水冷式熱交換器２８には、ポンプ３０を介して蓄熱槽
１４からの温（冷）水が流れ込み、圧縮機２７からの吐
出された冷媒と熱交換を行わせるものである。

【００２７】このような構成を備えた蓄熱式空調冷凍装
置において、 (1-1)：夏期夜間に、空調（冷房）運転を停止し蓄熱槽
１４に氷蓄熱を行いつつ、冷凍機５による運転を行う場
合は図２の太線並びに矢印で示すように冷媒を流す。即
ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機９から
吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器１１→冷
媒制御弁２４→蓄熱槽１４内の水放熱器１５→開放状態
の遮断弁２０→四方弁１０→圧縮機９にと戻るようにり
返して循環する。これによって、水放熱器１５は蒸発器
としてして作用し、蓄熱槽１４内に氷が生成される。一
方、冷凍機５において、冷凍ユニット７の圧縮機２７か
ら吐出された冷媒は、図２の太線矢印で示すよう水冷式
熱交換器２８→空冷式凝縮器２９ →ショーケース６内
の各冷媒制御弁２６→冷却器２５→圧縮機２７にと戻る
ように繰り返して循環する。これによって、冷却器２５
は蒸発器としてして作用し、ショーケース６内の商品の
保冷を行う。尚、冷凍ユニット７の圧縮機２７から吐出
された冷媒は、水冷式熱交換器２８に流れ込むものの、
この熱交換器には水が流れ込まないため、実質的にこの
水冷の熱交換器は作用していない。

【００２８】(1-2)：上述した(1-1)の運転によって、蓄
熱槽１４に氷蓄熱が行えたら、この蓄熱を利用して空調
機１においては冷房運転を行う。又、中間期においてこ
の冷房運転では蓄熱が使い切らない場合はこの蓄熱を使
って冷凍機５の運転を行う。この場合は図３の太線並び
に矢印で示すように冷媒を流す。即ち、空調機１におい
て、室外ユニット２の圧縮機９から吐出された冷媒は、
四方弁１０→室外熱交換器１１→開放状態の遮断弁２１
→蓄熱槽１４内の水放熱器１５→室内ユニット３ の冷
媒制御弁１３→室内熱交換器１２→蓄熱ユニット４の冷
媒制御弁２３→四方弁１０→圧縮機９にと戻るように繰
り返して循環する。尚、冷媒制御弁２４の開度調整によ
って、室外熱交換器１１からの冷媒は、開放状態の遮断
弁２１並びに蓄熱槽１４内の水放熱器１５をバイパスし
て直接室内ユニット３の冷媒制御弁 １３に流れ込む
ようにしてもよい。これによって、室外熱交換器１１並
びに水放熱器１５は凝縮器として作用し、室内熱交換器
１２は蒸発器としてして作用し冷房運転が行える。

【００２９】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(1-1)の場合と同一なのでその説明は省略する。ここ
で、中間期などで冷房負荷が少なく上述した蓄熱による
冷房では、蓄熱（氷）が使い切らないと予想される場合
は、ポンプ３０を運転させて太破線並びに矢印のように
蓄熱槽１４内の冷水を水冷熱交換器２８へ導いて、水冷
熱交換器２８を凝縮器として作用させる。これによっ
て、冷凍機５の省エネルギー化を促進することができ
る。

【００３０】(1-3)：上記(1-2)による蓄熱を利用しない
（或いは蓄熱を使い切った）で冷房運転と冷凍運転を行
う場合は図４の太線並びに矢印で示すように冷媒を流
す。即ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機
９から吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器１
１→蓄熱ユニット４の冷媒制御弁２４→室内ユニット３
の冷媒制御弁１３→室内熱交換器１２→蓄熱ユニット４
の冷媒制御弁２３→四方弁 １０→圧縮機９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１２は蒸発器としてして作用し冷房運転が行える。一
方、冷凍機５における冷媒の流れは上記(1-1)の場合と
同一なのでその説明は省略する。

【００３１】(1-4)：冬期夜間に、空調（暖房）運転を
停止し蓄熱槽１４に温水を蓄熱を行いつつ、冷凍機５に
よる運転を行う場合は図５の太線並びに矢印で示すよう
に冷媒を流す。即ち、空調機１において、室外ユニット
２の圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→開放
状態の遮断弁２０→蓄熱槽１４内の水放熱器１５→冷媒
制御弁２４→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機９
にと戻るように繰り返して循環する。これによって、水
放熱器１５は凝縮器として作用し、蓄熱槽１４内に温水
が生成される。一方、冷凍機５において、冷凍ユニット
７の圧縮機２７から吐出された冷媒は、図２の太線矢印
で示すよう水冷式熱交換器２８→空冷式凝縮器２９→シ
ョーケース６の各冷媒制御弁２６→冷却器２５→圧縮機
２７にと戻るように繰り返して循環する。又、ポンプ３
０は運転されている。

【００３２】これによって、冷却器２５は蒸発器として
作用し、ショーケース６内の商品の保冷を行う。水冷式
熱交換器２８は凝縮器として作用し、ポンプ３０の運転
によって前述の空調機１の水放熱器１５と同様に蓄熱槽
１４内に温水を生成させる。尚、冷凍ユニット７の圧縮
機２７から吐出された冷媒は、水冷式熱交換器２８と空
冷熱交換器２９とに直列に流れるものの、水冷熱交換器
２８にて凝縮作用が行われるため、実質的にこの空冷熱
交換器２９は作用していない。

【００３３】即ち、この温水蓄熱においては、空調機１
の温水蓄熱運転と冷凍機５の運転との２つの凝縮熱を利
用して効率的に温水蓄熱がすばやく行われる。但し、蓄
熱槽１４内の温水の温度が所定値に達し、十分な蓄熱が
確保された場合は、空調機１の温水蓄熱運転を停止する
と共に、ポンプ３０の運転を停止して空冷熱交換器２９
で凝縮作用を行い、冷凍運転を継続する。

【００３４】(1-5)：上述した(1-4)の運転によって、蓄
熱槽１４に温水蓄熱が行えたら、この蓄熱を利用して空
調機１においては暖房運転を行う。この場合は図６の太
線並びに矢印で示すように冷媒を流す。即ち、空調機１
において、室外ユニット２の圧縮機９から吐出された冷
媒は、四方弁１０→冷媒制御弁２３→室内熱交換器１２
→冷媒制御弁１３→蓄熱槽１４内の水放熱器１５→開放
状態の遮断弁２１→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧
縮機９にと戻るように繰り返して循環する。尚、蓄熱槽
１４内の温水の温度が低下してこの水放熱器１５では十
分な凝縮能力が得られない場合は、冷媒制御弁２４の開
度を開きぎみに調整して、室内ユニット３から蓄熱ユニ
ット４に流れ込んだ冷媒を、蓄熱槽１４内の水放熱器１
５並びに開放状態の遮断弁２１をバイパスして直接室外
熱交換器１１に流れ込むようにしてもよい。この運転に
よって、室内熱交換器１２は凝縮器として作用し、水放
熱器 １５並びに室外熱交換器１１は蒸発器としてして
作用し暖房運転が行える。

【００３５】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(1-4)の場合と同一なのでその説明は省略するが、水冷
式熱交換器２８の凝縮作用で生成された温水は。ポンプ
３０の運転によって蓄熱槽１４に送られる。このため、
冷凍機５のいわゆる廃熱を利用して蓄熱槽１４内の温水
の温度低下を防止しているので、空調機１の熱源として
この冷凍機５の廃熱を利用して省エネルギー効果を促進
している。

【００３６】(1-6)：蓄熱槽１４に暖房運転に必要な熱
量が蓄熱されていない場合は、蓄熱を利用しない暖房運
転を行う。この場合は図７の太線並びに矢印で示すよう
に冷媒を流す。即ち、空調機１において、室外ユニット
２の圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→冷媒
制御弁２３→室内熱交換器１２→冷媒制御弁１３→冷媒
制御弁２４→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機９
にと戻るように繰り返して循環する。この運転によっ
て、室内熱交換器１２は凝縮器として作用し、室外熱交
換器１１は蒸発器としてして作用し暖房運転が行える。
即ち、蓄熱槽１４の水放熱器１５には冷媒が流れ込まな
いようにしている。

【００３７】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(1-5)の場合と同一なのでその説明は省略するが、水冷
式熱交換器２８の凝縮作用で生成された温水は。ポンプ
３０の運転によって蓄熱槽１４に送られる。このため、
冷凍機５のいわゆる廃熱を利用して蓄熱槽１４内に温水
を生成して、できるだけ上記(1-5)の蓄熱による暖房運
転を行うようにして、省エネルギー効果を促進してい
る。

【００３８】又、空調機１の運転を停止し且つ冷凍機５
を運転させるときは、ポンプ３０を運転させることによ
り、冷凍ユニット７の水熱交換器２５で加熱された水を
蓄熱槽１４へ導くことができ、空調機１の暖房運転時の
熱源として利用することができる。

【００３９】冷凍ユニット７としては、図１から図７で
示したように圧縮機２７の吐出側から水冷熱交換器２８
と空冷熱交換器２９とを直列に接続し、且つこの水冷熱
交換器２８つながるポンプ３０をこの冷凍ユニット７と
は別置きにしたが、図８で示すようにポンプ３０を冷凍
ユニット４０に内蔵させても良い。又、図９で示すよう
にポンプ３０と水冷の熱交換器２８とを一つのユニット
４１として冷凍ユニット４２とは別に設けても良い。

【００４０】又、図示しないが冷凍ユニット７内の圧縮
機２７を分離させて、この冷凍ユニットとは別体のユニ
ットを構成するようにしても良い。

【００４１】更に、図１０で示すように水冷の熱交換器
２８と空冷熱交換器２９との直列接続関係を反対にし
て、圧縮機９の吐出側に空冷熱交換器２９を配置し、水
冷熱交換器２８を空冷熱交換器２９の出口側に配置し、
且つ水冷熱交換器２８とこの水冷熱交換器２８につなが
るポンプ３０とを一つのユニット４３として冷凍機ユニ
ット４４とは別に設けても良い。又、図１１で示すよう
に、水冷熱交換器２８とポンプ３０とを冷凍ユニット４
５に内蔵させても良い。 ＜第２形態＞第2形態は、第1形態と比較して蓄熱ユニッ
ト内の冷媒の制御弁の配置関係をシンプルにしたもの
で、図１２において、第1の形態と同一部品には同一符
号を記してその説明は省略する。

【００４２】第1形態との相違点は、遮断弁２２が配
置された配管を省略したこと、冷媒制御弁２３を廃止
したこと、である。これによって。蓄熱ユニット４内の
弁の数量を削減してこの蓄熱ユニット４のコストアップ
をできるだけ抑えるようにしている。 ＜第３形態＞第３形態は、第1の形態と比較して蓄熱ユ
ニットと冷凍機ユニットとの間にもう一つの蓄熱槽（冷
凍用蓄熱槽）を配置させたもので、第1の形態よりも冷
凍機の廃熱を有効に活用することを目的としたものであ
る。

【００４３】図１４において、５０空調用蓄熱槽で、第
1の形態の蓄熱槽１４に相当する。

【００４４】５１は冷凍用蓄熱槽（第２の蓄熱槽）で、
一端側は第1ポンプ３０を介して空調用蓄熱槽５０に水
配管５２でつながれている。又、他端側は第２ポンプ５
３を介して冷凍ユニット７の水冷熱交換器２８に水配管
５４でつながれている。したがって、空調用蓄熱槽５０
において冷熱は氷蓄熱となり、温熱は温水蓄熱となる。
一方、冷凍用蓄熱槽５１において、冷熱は冷水蓄熱とな
り、温熱は温水蓄熱となる。尚、その他の構成機器は第
1の形態と同一であるので、同一符号を記してその説明
は省略する。

【００４５】(3-1)：空調（冷房）運転を停止し空調用
蓄熱槽に氷蓄熱を行いつつ、冷凍機による運転を行う場
合は図１５の太線並びに矢印で示すように冷媒を流す。
即ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機９か
ら吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器１１→
冷媒制御弁２４→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→
開放状態の遮断弁２０→四方弁１０→圧縮機９にと戻る
ように繰り返して循環する。これによって、水放熱器１
５は蒸発器としてして作用し、蓄熱槽５０内に氷が生成
される。ここで、中間期は第１ポンプ３０を運転させて
空調用蓄熱槽５０の冷熱を、水配管５２を介して冷凍機
用蓄熱槽５１に送り込み冷水を蓄冷する。一方、冷凍機
５において、冷凍ユニット７の圧縮機２７から吐出され
た冷媒は、図１５の太線矢印で示すよう水冷式熱交換器
２８→空冷式凝縮器２９→ショーケース６内の各冷媒制
御弁２６→冷却器２５→圧縮機２７にと戻るように繰り
返して循環する。これによって、冷却器２５は蒸発器と
してして作用し、ショーケース６内の商品の保冷を行
う。尚、冷凍ユニット７の圧縮機２７から吐出された冷
媒は、水冷式熱交換器２８に流れ込むものの、この熱交
換器には水が流れ込まないため、実質的にこの水冷熱交
換器２８は作用していない (3-2)：上述した(3-1)の運転によって、空調用蓄熱槽５
０に氷蓄熱が行えたら、この蓄熱を利用して空調機１に
おいては冷房運転を行う。又、中間期においてこの冷房
運転では蓄熱が使い切らない場合はこの蓄熱を使って冷
凍機５の運転を行う。この場合は図１６の太線並びに矢
印で示すように冷媒を流す。即ち、空調機 １におい
て、室外ユニット２の圧縮機９から吐出された冷媒は、
四方弁１０→室外熱交換器１１→開放状態の遮断弁２１
→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５ →室内ユニッ
ト３の冷媒制御弁１３→室内熱交換器１２→蓄熱ユニッ
ト４の冷媒制御弁２３→四方弁１０→圧縮機９にと戻る
ように繰り返して循環する。尚、冷媒制御弁２４の開度
調整によって、室外熱交換器１１からの冷媒は、開放状
態の遮断弁２１並びに蓄熱槽５０内の水放熱器１５をバ
イパスして直接室内ユニット３の冷媒制御弁１３に流れ
込むようにしてもよい。これによって、室外熱交換器１
１並びに水放熱器１５は凝縮器として作用し、室内熱交
換器１２は蒸発器としてして作用し冷房運転が行える。

【００４６】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(3-1)の場合と同一なのでその説明は省略する。ここ
で、中間期などで冷房負荷が少なく上述した蓄熱による
冷房では、蓄熱（氷）が使い切らないと予想される場合
は、第1並びに第2のポンプ３０，３１を運転させて太破
線矢印のように空調用蓄熱槽５０内の冷水を冷凍用蓄熱
槽５１に、冷凍用蓄熱槽５１の冷水を水冷の熱交換器２
８へと順次導いて、水冷の熱交換器２８を凝縮器として
作用させる。これによって、冷凍機５の省エネルギー化
を促進することができる。

【００４７】(3-3)：上記(3-2)による蓄熱を利用しない
（或いは蓄熱を使い切った状態）で冷房運転と冷凍運転
を行う場合は図１７の太線並びに矢印で示すように冷媒
を流す。即ち、空調機１において、室外ユニット２の圧
縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換
器１１→蓄熱ユニット４の冷媒制御弁２４→室内ユニッ
ト３の冷媒制御弁１３→室内熱交換器１２→蓄熱ユニッ
ト４の冷媒制御弁２３→四方弁１０→圧縮機９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１２は蒸発器としてして作用し冷房運転が行える。一
方、冷凍機５における冷媒の流れは上記(3-1)の場合と
同一なのでその説明は省略する。

【００４８】(3-4)：冬期夜間に、空調（暖房）運転を
停止し蓄熱槽に温水を蓄熱を行いつつ、冷凍機５による
運転を行う場合は図１８の太線並びに矢印で示すように
冷媒を流す。即ち、空調機１において、室外ユニット２
の圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→開放状
態の遮断弁２０→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→
冷媒制御弁２４→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮
機９にと戻るように繰り返して循環する。これによっ
て、水放熱器１５は凝縮器として作用し、蓄熱槽５０内
に温水が生成される。一方、冷凍機５において、冷凍ユ
ニット７の圧縮機２７から吐出された冷媒は、図１８の
太線矢印で示すよう水冷式熱交換器２８→空冷式凝縮器
２９→ショーケース６内の各冷媒制御弁２６→冷却器２
５→圧縮機２７ にと戻るように繰り返して循環す
る。又、ポンプ５３は運転されている。

【００４９】これによって、冷却器２５は蒸発器として
して作用し、ショーケース６内の商品の保冷を行う。水
冷式熱交換器２８は凝縮器として作用し、ポンプ５３の
運転によって空調機１の水放熱器１５と同様に蓄熱槽５
１内に温水を生成させる。尚、冷凍ユニット７の圧縮機
２７から吐出された冷媒は、水冷式熱交換器２８と空冷
熱交換器２９とに直列に流れるものの、水冷熱交換器２
８にて凝縮作用が行われるため、実質的にこの空冷の熱
交換器２９は作用していない。

【００５０】即ち、空調用蓄熱槽５０には空調機１によ
る蓄熱運転によって温水が、冷凍用蓄熱槽５１には冷凍
機５の運転による廃熱によって温水が各々蓄熱される。

【００５１】(3-5)：上述した(3-4)の運転によって、空
調用蓄熱槽５０及び／又は冷凍用蓄熱槽５１に温水蓄熱
が行えたら、この蓄熱を利用して空調機１においては暖
房運転を行う。この場合は図１９の太線並びに矢印で示
すように冷媒を流す。即ち、空調機１において、室外ユ
ニット２の圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０
→冷媒制御弁２３→室内熱交換器１２→冷媒制御弁１３
→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→開放状態の遮断
弁２１→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機９にと
戻るように繰り返して循環する。尚、空調用蓄熱槽５０
内の温水の温度が低下してこの水熱交換器１５では十分
な凝縮能力が得られない場合は、冷媒制御弁２４の開度
を開きぎみに調整して、室内ユニット３から蓄熱ユニッ
ト４に流れ込んだ冷媒を、蓄熱槽５０内の水放熱器１５
並びに開放状態の遮断弁２１をバイパスして直接室外熱
交換器１１に流れ込むようにしてもよい。この運転によ
って、室内熱交換器１２は凝縮器として作用し、水放熱
器１５並びに室外熱交換器１１ は蒸発器としてして作
用し暖房運転が行える。

【００５２】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(3-4)の場合と同一なのでその説明は省略するが、水冷
式熱交換器２８の凝縮作用で生成された温水は、第2ポ
ンプ５３の運転によって冷凍用蓄熱槽５１に送られる。
そして冷凍用蓄熱槽５１の温水は第1ポンプ３０の運転
によって空調用蓄熱槽５０に送られる。このため、冷凍
機５のいわゆる廃熱を利用して空調用蓄熱槽５０内の温
水の温度低下を防止しているので、空調機１の熱源とし
てこの冷凍機５の廃熱を利用して省エネルギー効果を促
進している。

【００５３】(3-6)：空調用蓄熱槽５０及び／又は冷凍
用蓄熱槽５１に暖房運転に必要な熱量が蓄熱されていな
い場合は、蓄熱を利用しない暖房運転を行う。この場合
は図２０の太線並びに矢印で示すように冷媒を流す。即
ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機９から
吐出された冷媒は、四方弁１０→冷媒制御弁１３→室内
熱交換器１２→冷媒制御弁２４→室外熱交換器１１→四
方弁１０→圧縮機９にと戻るように繰り返して循環す
る。この運転によって、室内熱交換器１２は凝縮器とし
て作用し、室外熱交換器１１は蒸発器としてして作用し
暖房運転が行える。即ち、蓄熱槽５０の水放熱器１５に
は冷媒が流れ込まないようにしている。

【００５４】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(3-5)の場合と同一なのでその説明は省略するが、水冷
式熱交換器２８の凝縮作用で生成された温水は、第2ポ
ンプ５３の運転によって冷凍用蓄熱槽５１に送られる。
このため、冷凍機５のいわゆる廃熱を利用して冷凍用蓄
熱槽５１内に温水を生成して、できるだけ上記(3-5)の
蓄熱による暖房運転を行うようにして、省エネルギー効
果を促進している ＜第４形態＞第４形態は、第３の形態と比較して冷凍ユ
ニット７内の水冷式熱交換器を省いて、その代わりにこ
の冷凍ユニット７の圧縮機２７からの吐出配管を冷凍用
蓄熱槽５１内に配置させたもので、第３の形態よりも第
2ポンプの消費電力を低下させることができる。

【００５５】図２１において、６０は冷凍ユニット７の
圧縮機２９からの冷媒吐出配管で、冷凍機ユニットから
延出して水放熱器１１につながれている。このように蓄
熱槽６０に水放熱器を配置させる構造は、空調用蓄熱槽
５０と同一構造であるので、設計並びに設置に当たって
はこの冷凍用蓄熱槽５１は空調用蓄熱槽５０を流用する
ことができ、コストダウンを促進できる。尚、その他の
構成機器は第３の形態と同一であるので、同一符号を記
してその説明は省略する。

【００５６】(4-1)：空調（冷房）運転を停止し空調用
蓄熱槽５０に氷蓄熱を行いつつ、冷凍機５による運転を
行う場合は図２２の太線並びに矢印で示すように冷媒を
流す。即ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮
機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器
１１→冷媒制御弁２４→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器
１５→開放状態の遮断弁２０→四方弁１０→圧縮機９に
と戻るように繰り返して循環する。これによって、水放
熱器１５は蒸発器としてして作用し、蓄熱槽５０ 内に
氷が生成される。一方、冷凍機５において、冷凍ユニッ
ト７の圧縮機２７から吐出された冷媒は、図２２の太線
矢印で示すよう冷凍用蓄熱槽５１の水放熱器６１→空冷
式凝縮器２９→ショーケース６内の各冷媒制御弁２６→
冷却器２５ →圧縮機２７にと戻るように繰り返して
循環する。これによって、冷却は蒸発器としてして作用
し、ショーケース６内の商品の保冷を行う。尚、冷凍用
蓄熱槽５１の水放熱器６１からの冷媒は凝縮器２９に流
れ込むものの、水放熱器６１で凝縮作用が行われている
ため、実質的にこの空冷熱交換器は作用していない。こ
の運転によって、空調用蓄熱槽５０には氷蓄熱が行わ
れ、冷凍用蓄熱槽５１は温水蓄熱が行われる。

【００５７】(4-2)：上述した(4-1)の運転によって、空
調用蓄熱槽５０に氷蓄熱が行えたら、この蓄熱を利用し
て空調機１においては冷房運転を行う。この場合は図２
３の太線並びに矢印で示すように冷媒を流す。即ち、空
調機１において、室外ユニット２の圧縮機９から吐出さ
れた冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器１１→開放状態
の遮断弁２４→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→室
内ユニット３の冷媒制御弁１３→室内熱交換器１２→冷
媒制御弁２３→四方弁１０→圧縮機９にと戻るように繰
り返して循環する。尚、冷媒制御弁２４の開度調整によ
って、室外熱交換器１１からの冷媒は、開放状態の遮断
弁２１並びに蓄熱槽５０内の水放熱器１５ をバイパス
して直接室内ユニット３の冷媒制御弁１３に流れ込むよ
うにしてもよい。これによって、室外熱交換器１１並び
に水放熱器１５は凝縮器として作用し、室内熱交換器１
２は蒸発器として作用し冷房運転が行える。

【００５８】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(4-1)の場合と同一なのでその説明は省略する。

【００５９】(4-3)：上記(4-2)による蓄熱を利用しない
（或いは蓄熱を使い切った）で冷房運転と冷凍運転を行
う場合は図２４の太線並びに矢印で示すように冷媒を流
す。即ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機
９から吐出された冷媒は、四方弁１０→室外熱交換器１
１→蓄熱ユニット４の冷媒制御弁２４→室内ユニット３
の冷媒制御弁１３→室内熱交換器１２→蓄熱ユニット
４の冷媒制御弁２３→四方弁１０→圧縮機９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
１２は蒸発器としてして作用し冷房運転が行える。一
方、冷凍機５における冷媒の流れは上記(4-1)の場合と
同一なのでその説明は省略する。

【００６０】(4-4)：冬期夜間に、空調（暖房）運転を
停止し蓄熱槽に温水を蓄熱を行いつつ、冷凍機による運
転を行う場合は図２５の太線並びに矢印で示すように冷
媒を流す。即ち、空調機１において、室外ユニット２の
圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１０→開放状態
の遮断弁２０→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→冷
媒制御弁２４→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機
９にと戻るように繰り返して循環する。これによって、
水放熱器１５は凝縮器として作用し、蓄熱槽５０内に温
水が生成される。一方、冷凍機５において、冷凍ユニッ
ト７の圧縮機２７から吐出された冷媒は、図２５の太線
矢印で示すよう冷凍用蓄熱槽５１の熱交換器６１→空冷
式凝縮器２９→ショーケース６内の各冷媒制御弁２０→
冷却器２５→圧縮機２７にと戻るように繰り返して循環
する。又、ポンプ３０は運転されている。

【００６１】これによって、冷却器２５は蒸発器として
して作用し、ショーケース内の商品の保冷を行う。熱交
換器６１は凝縮器として作用し、蓄熱槽５０内に温水を
生成させる。尚、ポンプ３０の運転によって、冷凍用蓄
熱槽５１内の温水は、空調用蓄熱槽５０に導かれるの
で、いずれの蓄熱槽５０，５１にも略均等に温水の蓄熱
が行える。

【００６２】(４-5)：上述した(４-4)の運転によって、
空調用蓄熱槽５０及び／又は冷凍用蓄熱槽５１に温水蓄
熱が行えたら、この蓄熱を利用して空調機１においては
暖房運転を行う。この場合は図２６の太線並びに矢印で
示すように冷媒を流す。即ち、空調機１において、室外
ユニット２の圧縮機９から吐出された冷媒は、四方弁１
０→冷媒制御弁２３→室内熱交換器１２→冷媒制御弁１
３→空調用蓄熱槽５０内の水放熱器１５→開放状態の遮
断弁２１→室外熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機９に
と戻るように繰り返して循環する。尚、蓄熱槽５０内の
温水の温度が低下してこの水熱交換器では十分な凝縮能
力が得られない場合は、冷媒制御弁２４の開度を開きぎ
みに調整して、室内ユニット３から蓄熱ユニット４に流
れ込んだ冷媒を、直接室外熱交換器１１に流れ込むよう
にしてもよい。この運転によって、室内熱交換器１２は
凝縮器として作用し、水放熱器１５並びに室外熱交換器
１１ は蒸発器としてして作用し暖房運転が行える。

【００６３】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(4-4)の場合と同一なのでその説明は省略するが、水冷
式の熱交換器６１の凝縮作用で生成された温水は、ポン
プ３０ の運転によって空調用蓄熱槽５０に送られる。
このため、冷凍機５のいわゆる廃熱を利用して空調用蓄
熱槽５０内の温水の温度低下を防止しているので、空調
機１の熱源としてこの冷凍機５の廃熱を利用して省エネ
ルギー効果を促進している。

【００６４】(4-6)：空調用蓄熱槽５０ 及び／又は冷凍
用蓄熱槽５１に暖房運転に必要な熱量が蓄熱されていな
い場合は、蓄熱を利用しない暖房運転を行う。この場合
は図２７の太線並びに矢印で示すように冷媒を流す。即
ち、空調機１において、室外ユニット２の圧縮機９から
吐出された冷媒は、四方弁１０→冷媒制御弁２３→室内
熱交換器１２→冷媒制御弁１３→冷媒制御弁２４→室外
熱交換器１１→四方弁１０→圧縮機９にと戻るように繰
り返して循環する。この運転によって、室内熱交換器１
２は凝縮器として作用し、室外熱交換器１１は蒸発器と
してして作用し暖房運転が行える。即ち、空調用蓄熱槽
５０の水放熱器１５には冷媒が流れ込まないようにして
いる。

【００６５】一方、冷凍機５における冷媒の流れは上記
(4-5)の場合と同一なのでその説明は省略するが、冷凍
機５のいわゆる廃熱は、冷凍用蓄熱槽５１内に温水とし
て生成されるので、ポンプ３０を運転させることによっ
て冷凍用蓄熱槽５１内の温水を空調用蓄熱槽５０に導い
て、空調用蓄熱槽の温水を熱源として活用する（室内ユ
ニット３からの冷媒を空調用蓄熱槽５０に導く）ことに
よって、できるだけ上記(4-5) の蓄熱による暖房運転を
行うようにして、省エネルギー効果を促進している

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、室外ユ
ニットと室内ユニットとを空調冷媒管でつないで構成さ
れ室内を冷暖房する空調機と、ショーケースと冷凍ユニ
ットとを冷凍冷媒管でつないで構成されショーケースに
収納された商品を保冷する冷凍機と、この空調機並びに
冷凍機を蓄熱槽を介して熱的に連結する蓄熱式空調冷凍
装置において、室外内両ユニット間に蓄熱槽を備えた蓄
熱ユニットを設け、この蓄熱槽には前記空調冷媒管を収
納させ、一方、冷凍機にはこの蓄熱槽からの熱流体を熱
交換するための水熱交換器を備えるようにしたものであ
る。これによって、空調機の室外ユニットと室内ユニッ
トや冷凍機のショーケースと冷凍ユニットは一般的な
（汎用の構成の）ものをそのまま流用することができ、
単に蓄熱ユニットのみを新規に設計もしくは配置すれば
この発明の蓄熱式空調冷凍装置を形成することができ、
コストアップを最小限に抑えることができる。しかも、
本発明は、従来のように冷媒をシステム全体で使用する
ものではなく、空調機と冷凍機とは水配管で熱的に連結
させたので、冷媒の使用量を削減して地球環境にやさし
い蓄熱式空調冷凍装置を提供することができる。又、空
調機並びに冷凍機の冷媒使用量があらかじめ決まってし
まうので、これら機器（各ユニット）の設置状態に応じ
て冷媒を充填する必要が少なく施工性を向上させること
ができる。

【００６７】又、蓄熱ユニットには、室外ユニットから
の冷媒を蓄熱槽及び／又は室内ユニットに切り換えて流
す切換弁を備えることにより、蓄熱ユニットと室外ユニ
ットと室内ユニットとの接続は２本の冷媒管のみで事足
り、配管施工性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気調和装置が可能な様々なシステム
の冷媒回路図である。

【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１形態の冬の昼の運転状態を示す冷
媒回路である。

【図７】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８】本発明の第１形態の第１の変形例の要部を示す
冷媒回路である。

【図９】本発明の第１形態の第２の変形例の要部を示す
冷媒回路である。

【図１０】本発明の第１形態の第３の変形例の要部を示
す冷媒回路である。

【図１１】本発明の第１形態の第４の変形例の要部を示
す冷媒回路である。

【図１２】本発明の第２形態を示す冷媒回路である。

【図１３】本発明の第２形態の運転状態を示す冷媒回路
である。

【図１４】本発明の第３形態の運転状態を示す冷媒回路
である。

【図１５】本発明の第３形態の蓄熱運転状態を示す冷媒
回路である。

【図１６】本発明の第３形態の蓄熱・冷房運転状態を示
す冷媒回路である

【図１７】本発明の第３形態の冷房運転状態を示す冷媒
回路である。

【図１８】本発明の第３形態の蓄熱運転状態を示す冷媒
回路である。

【図１９】本発明の第３形態の蓄熱・暖房運転状態を示
す冷媒回路である。

【図２０】本発明の第３形態の暖房運転状態を示す冷媒
回路である

【図２１】本発明の第４形態を示す冷媒回路である。

【図２２】本発明の第４形態の蓄熱運転状態を示す冷媒
回路である。

【図２３】本発明の第４形態の蓄熱・冷房運転状態を示
す冷媒回路である。

【図２４】本発明の第４形態の暖房運転状態を示す冷媒
回路である

【図２５】本発明の第４形態の蓄熱運転状態を示す冷媒
回路である。

【図２６】本発明の第４形態の蓄熱・暖房運転状態を示
す冷媒回路である。

【図２７】本発明の第４形態の暖房運転状態を示す冷媒
回路である。

【符号の説明】

１ 空調機 ２ 室外ユニット ３ 室内ユニット ４ 蓄熱ユニット ５ 冷凍機 ６ ショーケース ７ 冷凍ユニット １４ 蓄熱槽 １５ 冷媒管 ２８ 水熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 29/00 ４４１ Ｆ２５Ｂ 29/00 ４４１ Ｆ２５Ｄ 15/00 Ｆ２５Ｄ 15/00 (72)発明者 中嶋 美昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 羽生田 信夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 河原 佐智子 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 鶴岡 香 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 樋熊 由紀子 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 鶴見 玲子 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 岩本 拓也 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 吉田 敏孝 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L045 AA01 BA01 CA02 DA02 FA02 GA07 HA03 HA07 JA14 KA14 KA15 PA05 3L092 TA11 UA03 VA08 WA03 WA14 YA01 YA13 YA18

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室外ユニットと室内ユニットとを空調冷媒
   管でつないで構成され室内を冷暖房する空調機と、ショ
   ーケースと冷凍ユニットとを冷凍冷媒管でつないで構成
   され前記ショーケースに収納された商品を保冷する冷凍
   機と、この空調機並びに冷凍機を蓄熱槽を介して熱的に
   連結する蓄熱式空調冷凍装置において、前記室外内両ユ
   ニット間に前記蓄熱槽を備えた蓄熱ユニットを設け、こ
   の蓄熱槽には前記空調冷媒管を収納させ、一方、前記冷
   凍機にはこの蓄熱槽からの熱流体を熱交換するための水
   熱交換器が備えられていることを特徴とする蓄熱式空調
   冷凍装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の蓄熱ユニットには、室外
   ユニットからの冷媒を蓄熱槽及び／又は室内ユニットに
   切り換えて流す切換弁が備えられていることを特徴とす
   る蓄熱式空調冷凍装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の水熱交換器は、冷凍ユニ
   ットに内蔵されていることを特徴とする蓄熱式空調冷凍
   装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の水熱交換器は、ショーケ
   ースと冷凍ユニットとの間に配置された熱交換キットに
   内蔵されていることを特徴とする蓄熱式空調冷凍装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の空調機の運転を停止し且
   つ冷凍機を運転させるときは、水熱交換器で加熱された
   水を蓄熱槽へ導くためのポンプを設けたことを特徴とす
   る蓄熱式空調冷凍装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の蓄熱槽と熱交換器との間
   には第2の蓄熱槽が配置されたことを特徴とする蓄熱式
   空調冷凍装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載の第2の蓄熱槽には冷凍冷
   媒管が収納されたことを特徴とする蓄熱式空調冷凍装
   置。