JP2003004329A - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

蓄熱式空気調和装置

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JP2003004329A
JP2003004329A JP2001190060A JP2001190060A JP2003004329A JP 2003004329 A JP2003004329 A JP 2003004329A JP 2001190060 A JP2001190060 A JP 2001190060A JP 2001190060 A JP2001190060 A JP 2001190060A JP 2003004329 A JP2003004329 A JP 2003004329A
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Japan
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heat
refrigerant
compressor
heat storage
pipe
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JP2001190060A
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Shigeki Ozeki
茂樹 大関
Tetsuji Fujino
哲爾 藤野
Takashi Ogawa
孝 小川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/19Pumping down refrigerant from one part of the cycle to another part of the cycle, e.g. when the cycle is changed from cooling to heating, or before a defrost cycle is started

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の大型化を招くことなく、圧縮機へ冷媒
を引き込ませて回収して次の運転に備えることを可能と
し、また、運転の容量、モードに関わらず極めて迅速に
運転を立ち上げる。 【解決手段】 ピークカットポンプダウンあるいはピー
クシフトポンプダウンを行う際に、バイパス配管5rに
設けられたバイパス弁51を開放することにより、アキ
ュムレータ15に貯留された液冷媒を、アキュムレータ
15から圧縮機11へガス冷媒を送り込む配管5pの、
アキュムレータ15の下方位置へ引き下げた引込部5
p′に、ヘッド差によって送り込ませ、ガス冷媒ととも
に圧縮機11へ送り出させる制御手段を設け、回収した
冷媒のアキュムレータ15における溜まり込みをなく
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、料金が低額な夜間
電力で蓄熱槽内に貯留された水に蓄熱を行い、この蓄熱
を冷房もしくは暖房に利用する蓄熱式空気調和装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、料金が低額な夜間電力によって氷
をつくり、その氷を利用して冷房を行い、消費電力を低
減させる蓄熱式空気調和装置が用いられている。この種
の蓄熱式空気調和装置の一例を、図6に示すものを例に
とって説明する。
【0003】図において、符号1は蓄熱式空気調和装置
である。この蓄熱式空気調和装置1は、室外ユニット
2、蓄熱ユニット3及び室内ユニット4から構成されて
おり、これらユニットのそれぞれの機器が配管5によっ
て接続され、この配管5内を冷媒が循環するようになっ
ている。
【0004】室外ユニット2には、圧縮機11が設けら
れており、この圧縮機11によって冷媒が圧縮されて送
り出されるようになっている。圧縮機11には、オイル
セパレータ12、逆止弁13を介して四方弁14が接続
されており、圧縮された冷媒が四方弁14へ送り出され
るようになっている。また、この圧縮機11には、アキ
ュームレータ15が接続されており、このアキュームレ
ータ15から冷媒が送り込まれるようになっている。
【0005】四方弁14には、室外用熱交換器16が接
続されており、この室外用熱交換器16には、膨張弁1
7が接続され、さらに、過冷却熱交換器18を介して接
続バルブ19に接続されている。また、四方弁14に
は、接続バルブ20、21が接続されており、接続バル
ブ21は、室外用熱交換器16と連通されている。
【0006】蓄熱ユニット3には、蓄熱槽31が設けら
れており、この蓄熱槽31の内部には、ピークカット用
伝熱管32A、ピークシフト用伝熱管32Bが配設され
ている。この蓄熱槽31には、水が貯留されるようにな
っており、これにより、蓄熱槽31内に配設されたピー
クカット用伝熱管32A、ピークシフト用伝熱管32B
が、貯留された水に浸漬されるようになっている。
【0007】蓄熱ユニット3には、室外ユニット2の接
続バルブ19、20、21に接続される配管5a、5
b、5cが設けられており、接続バルブ19に接続され
た配管5aは、蓄熱ユニット3に設けられたレシーバ3
3に接続されている。接続バルブ20に接続された配管
5bは、室内ユニット4へ伸ばされており、その途中に
は、ピークカット用伝熱管32A、ピークシフト用伝熱
管32Bに繋がる配管5d、5eが接続されている。
【0008】また、接続バルブ21に接続された配管5
cは、レシーバ33から室内ユニット4に伸ばされた配
管5fに接続されており、その途中には、ピークカット
用伝熱管32A、ピークシフト用伝熱管32Bに繋がる
配管5d、5eが接続されている。
【0009】ピークカット用伝熱管32Aに繋がる配管
5gは、レシーバ33に繋がる配管5h及び室内ユニッ
ト4へ伸ばされた配管5fに繋がる5iに分岐されてい
る。ピークシフト用伝熱管32Bに繋がる配管5jは、
レシーバ33に繋がる配管5k及びキャピラリチューブ
34を有する配管5lに分岐されており、配管5lは、
配管5kの途中に接続されている。
【0010】室内ユニット4は、室内用熱交換器41を
有しており、この室内用熱交換器41の一端には、キャ
ピラリチューブ34、電子膨張弁43が設けられた配管
5mを介して配管5fに接続されている。また、室内用
熱交換器41の他端には、配管5nを介して配管5bに
接続されている。
【0011】なお、図において、符号SV1〜SV17
は電磁弁であり、符号34はキャピラリチューブ、符号
13は逆止弁、符号17は膨張弁である。そして、上記
蓄熱式空気調和装置1の電磁弁SV1〜SV17が、図
示しない制御手段によって開閉制御されて、各種の運転
に応じて配管5内を冷媒が流されるようになっている。
【0012】上記のように構成された従来の蓄熱式空気
調和装置1の時間による電力消費量を図7に示した。こ
の蓄熱式空気調和装置1における冷房では、夜間の電力
を用いて蓄熱槽31内の水を凍らせる製氷運転を行い、
昼間はその氷を用いて冷房を行うようになっている。具
体的には、図の破線で示した従来の使用電力に対し、空
調機運転時の電力を全体的に低減するピークシフト冷房
運転と、特に電力消費量の多い時間帯にて大幅に消費電
力を低減させるピークカット冷房運転が行われる。
【0013】図8にピークシフト冷房運転時、図9にピ
ークカット運転時の各電磁弁の開閉状態と冷媒の流れを
示した。図において、太線は配管内に冷媒が流動してい
ることを示している。
【0014】(ピークシフト冷房運転)ピークシフト冷
房運転時には、図8に示すように、室外ユニット2の圧
縮機11で圧縮されて高温・高圧のガスとなった冷媒
は、四方弁14から室外用熱交換器16に送られ、室外
に放熱し液冷媒となった後、過冷却熱交換器18を通
り、接続バルブ19を介して蓄熱ユニット3のレシーバ
33へ送られる。そして、このレシーバ33に送られた
冷媒は、電磁弁SV8及びキャピラリチューブ34を通
り、電磁弁SV11を通過して、蓄熱槽31内のピーク
シフト用伝熱管32Bへ送られ、蓄熱槽31内の氷によ
って冷却される。その後、逆止弁13を介して電磁弁S
V3を通過し、配管5fに通されて室内ユニット4へ送
られる。
【0015】室内ユニット4では、配管5mから送られ
る冷媒が、キャピラリチューブ34を通過後、電子膨張
弁43にて絞られて蒸発し、さらに、キャピラリチュー
ブ34へ通されて室内用熱交換器41に送られ、この室
内用熱交換器41にて室内の熱を吸熱する。
【0016】そして、この室内用熱交換器41にて室内
の熱を吸熱してガスとなった冷媒は、配管5bを通り、
室外ユニット2の四方弁14へ戻され、その後、アキュ
ームレータ15へ送り込まれ、このアキュームレータ1
5から再び各圧縮機11へ送り込まれる。
【0017】(ピークカット冷房運転)ピークカット冷
房運転時では、図9に示すように、圧縮機11で圧縮さ
れて高温・高圧のガスとなった冷媒は、四方弁14から
接続バルブ21を介して蓄熱ユニット3の配管5cへ送
り込まれ、電磁弁SV6を通過して配管5dへ送られて
電磁弁SV9を通過して、蓄熱槽31内のピークカット
用伝熱管32Aへ送られ、蓄熱槽31内の氷によって冷
却される。その後、配管5gの電磁弁SV4を通過して
配管5iへ送り込まれ、電磁弁SV7を通過して、配管
5fへ送られ、室内ユニット4へ送られる。
【0018】室内ユニット4では、配管5mから送られ
る冷媒が、キャピラリチューブ34を通過後、電子膨張
弁43にて絞られて蒸発し、さらに、キャピラリチュー
ブ34へ通されて室内用熱交換器41に送られ、この室
内用熱交換器41にて室内の熱を吸熱する。
【0019】そして、この室内用熱交換器41にて室内
の熱を吸熱してガスとなった冷媒は、配管5bを通り、
室外ユニット2の四方弁14へ戻され、その後、アキュ
ームレータ15へ送り込まれ、このアキュームレータ1
5から再び各圧縮機11へ送り込まれる。
【0020】なお、上記のようにピークシフト冷房運転
あるいはピークカット冷房運転を行う際に利用される蓄
熱槽31内の氷を製氷する場合、この蓄熱式空気調和装
置1では、次のような製氷運転を行う。
【0021】(製氷運転)図10に示すように、室外ユ
ニット2の圧縮機11で圧縮されて高温・高圧のガスと
なった冷媒は、四方弁14から室外用熱交換器16に送
られ、室外に放熱し液冷媒となった後、過冷却熱交換器
18を通り、接続バルブ19を介して蓄熱ユニット3の
レシーバ33へ送られる。そして、このレシーバ33に
送られた冷媒は、配管5kの電磁弁SV2を通過後、温
度式膨張弁17を通過して、配管5h、5iへそれぞれ
送り込まれ、蓄熱槽31内のピークカット用伝熱管32
A、ピークシフト用伝熱管32Bへ通される。そして、
このピークカット用伝熱管32A、ピークシフト用伝熱
管32Bを通過する際に、蓄熱槽31内の水を冷却して
凍らせることにより製氷が行われる。
【0022】その後、配管5dの電磁弁SV9及び配管
5eの逆止弁13を通過し、電磁弁SV5を通されて配
管5bへ送り込まれ、室外ユニット2の四方弁14へ戻
され、アキュームレータ15へ送り込まれ、このアキュ
ームレータ15から再び各圧縮機11へ送り込まれる。
【0023】さらに、上記構成の蓄熱式空気調和装置1
では、蓄熱槽31内の水を温め、その熱によって次のよ
うな暖房運転も行うようになっている。
【0024】(温蓄利用暖房)図11に示すように、室
外ユニット2の圧縮機11で圧縮されて高温・高圧のガ
スとなった冷媒は、四方弁14から接続バルブ20を介
して配管5bへ送り出され、室内ユニット4の室内用熱
交換器41にて放熱して液体となり、その後、配管5m
を介して配管5fに戻され、この配管5fから蓄熱ユニ
ット3のレシーバ33へ送り込まれる。
【0025】レシーバ33に戻された冷媒は、室外ユニ
ット2側及び蓄熱槽31側へ分岐される。蓄熱槽31側
へ送り出される冷媒は、電磁弁SV2を通過して、配管
5hに繋がる温度式膨張弁17を通過して配管5hへ送
り込まれ、蓄熱槽31内のピークカット用伝熱管32A
内を流される。
【0026】そして、このように蓄熱槽31内のピーク
カット用伝熱管32A内を冷媒が流れることにより、蓄
熱槽31内の温水の熱を冷媒が吸熱する。その後、冷媒
は、配管5dから配管5cへ送り込まれ、室外ユニット
2の四方弁14へ戻され、その後、アキュームレータ1
5へ送り込まれ、このアキュームレータ15から再び各
圧縮機11へ送り込まれる。なお、レシーバ33から室
外ユニット2側へ送り出される冷媒は、配管5aから接
続バルブ19を介して室外ユニット2の過冷却熱交換器
18を経て、膨張弁17にて蒸発して室外用熱交換器1
6にて吸熱し、四方弁14へ戻され、アキュームレータ
15から再び圧縮機11へ送り出される。
【0027】なお、上記のように温蓄利用暖房運転を行
う際に利用される蓄熱槽31内の水を加熱する場合、こ
の蓄熱式空気調和装置1では、次のような温蓄運転を行
う。
【0028】(温蓄運転)図12に示すように、室外ユ
ニット2の圧縮機11で圧縮されて高温・高圧のガスと
なった冷媒は、四方弁14から接続バルブ20を介して
配管5bへ送り出され、電磁弁SV5を通過して、配管
5dへ送り込まれ、蓄熱槽31内のピークカット用伝熱
管32Aを通される。
【0029】これにより、蓄熱槽31内の水は、冷媒に
よって加熱されて蓄熱される。その後、冷媒は、配管5
gへ送り出され、電磁弁SV4を通過して配管5hへか
らキャピラリチューブ34、逆止弁13を通過して、配
管5kへ送り込まれ、電磁弁SV2を通過し、レシーバ
33へ送り込まれる。このレシーバ33に送り込まれた
冷媒は、配管5aから接続バルブ19を介して室外ユニ
ット2の過冷却熱交換器18を経て、膨張弁17を通過
して室外用熱交換器16にて吸熱し、四方弁14へ戻さ
れ、アキュームレータ15から再び圧縮機11へ送り出
される。
【0030】また、上記の蓄熱式空気調和装置1では、
蓄熱槽31の蓄熱を用いることなく、次のような非蓄熱
利用冷房運転及び非蓄熱利用暖房運転も行われる。
【0031】(非蓄熱利用冷房運転)図13に示すよう
に、室外ユニット2の圧縮機11で圧縮されて高温・高
圧のガスとなった冷媒は、四方弁14から室外用熱交換
器16に送られ、室外に放熱し液冷媒となった後、過冷
却熱交換器18を通り、接続バルブ19を介して蓄熱ユ
ニット3のレシーバ33へ送られる。そして、このレシ
ーバ33に送られた冷媒は、配管5fの電磁弁SV1を
通り、室内ユニット4へ送られる。室内ユニット4で
は、配管5mから送られる冷媒が、キャピラリチューブ
34を通過後、電子膨張弁43にて絞られ、さらに、キ
ャピラリチューブ34へ通されて室内用熱交換器41に
送られ、この室内用熱交換器41にて室内の熱を吸熱す
る。
【0032】そして、この室内用熱交換器41にて室内
の熱を吸熱してガスとなった冷媒は、配管5bを通り、
室外ユニット2の四方弁14へ戻され、その後、アキュ
ームレータ15へ送り込まれ、このアキュームレータ1
5から再び各圧縮機11へ送り込まれる。
【0033】(非蓄熱利用暖房運転)図14に示すよう
に、室外ユニット2の圧縮機11で圧縮されて高温・高
圧のガスとなった冷媒は、四方弁14から接続バルブ2
0を介して配管5bへ送り出され、室内ユニット4の室
内用熱交換器41にて放熱して液体となり、その後、配
管5mを介して配管5fに戻され、この配管5fから蓄
熱ユニット3のレシーバ33へ送り込まれる。レシーバ
33に戻された冷媒は、配管5aから接続バルブ19を
介して室外ユニット2の過冷却熱交換器18を経て、膨
張弁17を通過して室外用熱交換器16にて吸熱し、四
方弁14へ戻され、アキュームレータ15から再び圧縮
機11へ送り出される。
【0034】さらに、上記構成の蓄熱式空気調和装置1
では、蓄熱槽31内の温水を利用して、室外用熱交換器
16に付着した霜を溶かす蓄熱利用暖房デフロスト運転
や、ピークシフト冷房運転、ピークカット冷房運転を行
う前に、低圧側の配管5内から冷媒を回収して高圧側に
溜めて運転の準備を行うポンプダウン運転が行われるよ
うになっている。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の蓄
熱式空気調和装置1では、運転終了時に、蓄熱ユニット
3の蓄熱槽31内のピークカット用伝熱管32A及びピ
ークシフト用伝熱管32Bの冷媒を圧縮機11によって
引き込んで回収し、次の運転時の立ち上がりに備える、
いわゆるポンプダウンを行うようになっている。しかし
ながら、ポンプダウン時に、この多量の冷媒を圧縮機1
1で引き込むと、ピークカット用伝熱管32A、ピーク
シフト用伝熱管32Bに繋がるラインが極めて低圧とな
るため、液冷媒がアキュムレータ15に溜まり込んでし
まい、圧縮機11から室外用熱交換器16及び室内用熱
交換器41のラインへの送り出しが滞ってしまうという
問題があった。
【0036】特に、蓄熱槽31内にて、外周面に近接す
る氷を溶かしながら冷媒を冷やす内融式の蓄熱式空気調
和装置1にあっては、配管の長さも長くなり、これにと
もない全体の冷媒循環ラインも長く、このためこの長い
ラインを循環させる冷媒も多く用いることとなり、この
多量の冷媒を一時的に保持させるために、大容量のアキ
ュムレータ15やレシーバ33を用いなければならず、
装置全体の大型化を招いてしまうという問題があった。
【0037】また、ポンプダウン後に、ピークカット冷
房運転あるいはピークシフト冷房運転を行う際には、ピ
ークカット用伝熱管32Aあるいはピークシフト用伝熱
管32Bがコンデンサとして用いられるため、冷媒を回
収したこれらピークカット用伝熱管32Aあるいはピー
クシフト用伝熱管32Bへ再び冷媒を送り込まなければ
ならず、冷媒が行き渡るまで、運転の立ち上げ時間が余
計にかかってしまう。特に、小さな容量にて運転を行う
場合には、ピークカット用伝熱管32Aあるいはピーク
シフト用伝熱管32Bへの冷媒の送り込みに非常に時間
を要してしまい、迅速な運転立ち上げが困難であった。
【0038】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、装置の大型化を招くことなく、圧縮機へ冷媒を引
き込ませて回収して次の運転に備えることができ、ま
た、運転の容量、モードに関わらず極めて迅速に運転を
立ち上げることが可能な蓄熱式空気調和装置を提供する
ことを目的としている。
【0039】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の蓄熱式空気調和装置は、屋外と熱交
換を行う室外用熱交換器を有する室外ユニットと、室内
と熱交換を行う室内用熱交換器を有する室内ユニット
と、水が収容された蓄熱槽が設けられ該蓄熱槽内に配設
された伝熱管によって蓄熱槽内の水に蓄熱を行う蓄熱ユ
ニットとを有し、必要なときに前記蓄熱槽内の水の蓄熱
を利用して冷暖房を行う蓄熱式空気調和装置であって、
前記圧縮機へ冷媒が戻される戻り配管には、戻される冷
媒を一時的に貯留するアキュムレータが設けられ、該ア
キュムレータから前記圧縮機へ冷媒を送り込む送り配管
は、その一部が前記アキュムレータの下方位置へ引き下
げられ、この引き下げられた送り配管の下端部に、前記
アキュムレータの下端部に接続された制御弁を有するバ
イパス配管が接続されていることを特徴としている。
【0040】つまり、ポンプダウンを行う際に、制御手
段がバイパス配管に設けられた制御弁を開放することに
より、アキュムレータに貯留された液冷媒が、アキュム
レータから圧縮機へガス冷媒を送り込む送り配管の、ア
キュムレータの下方位置へ引き下げた部分に、ヘッド差
によって送り込まれ、ガス冷媒とともに圧縮機へ送り出
されるので、ポンプダウン時に回収した冷媒のアキュム
レータにおける溜まり込みをなくし、冷房運転時に使用
する回路へ確実に圧縮機から冷媒を送り込むことができ
る。
【0041】請求項2記載の蓄熱式空気調和装置は、請
求項1記載の蓄熱式空気調和装置において、前記伝熱管
が、圧縮機から前記室外ユニットを介して冷媒が送り込
まれ、該冷媒を前記室外ユニットにおける熱交換後にさ
らに前記蓄熱槽内の水と熱交換させて前記室内ユニット
へ送り込むピークシフト用伝熱管と、前記圧縮機から直
接冷媒が送り込まれ、該冷媒を前記蓄熱槽内の水と熱交
換させて前記室内ユニットへ送り込むピークカット用伝
熱管とに分割されて配設されてなり、前記圧縮機から前
記ピークカット用伝熱管へ冷媒を送り込み、この冷媒を
前記ピークカット用伝熱管にて予め造った蓄熱槽内の氷
と熱交換させて前記室内ユニットの前記室内用熱交換器
にて蒸発させて冷房を行うピークカット冷房運転と、前
記圧縮機から前記室外ユニットを通して前記ピークシフ
ト用伝熱管へ冷媒を送り込み、前記室外ユニットの前記
室外用熱交換器にて熱交換させた後、さらに前記ピーク
シフト用伝熱管にて予め造った蓄熱槽内の氷と熱交換さ
せて前記室内ユニットの前記室内用熱交換器にて蒸発さ
せて冷房を行うピークシフト冷房運転とを行わせる制御
手段が設けられ、前記制御手段は、前記ピークカット冷
房運転を行う前に、前記圧縮機によって前記ピークシフ
ト用伝熱管及び前記室内用熱交換器から冷媒を引き出す
ピークカットポンプダウンを行わせ、前記ピークシフト
冷房運転を行う前に、前記圧縮機によって前記ピークカ
ット用伝熱管及び前記室内用熱交換器から冷媒を引き出
すピークシフトポンプダウンを行わせることを特徴とし
ている。
【0042】すなわち、制御手段が、ピークカット冷房
運転を行う前に運転に使用しない回路であるピークシフ
ト用伝熱管から冷媒を回収するピークカットポンプダウ
ンを行い、また、ピークシフト冷房運転を行う前に運転
に使用しないピークカット用伝熱管から冷媒を回収する
ピークシフトポンプダウンを行うので、それぞれの伝熱
管から冷媒を全て回収してしまう従来のポンプダウンと
比較して、冷房運転時に使用する伝熱管への冷媒の送り
込みを不要とすることができ、特に、小さな容量にて運
転を行う場合の立ち上がり時間を大幅に短縮させること
ができ、冷房運転を迅速に開始させることができる。ま
た、冷房運転時に使用する伝熱管から冷媒を回収しない
ので、回収した冷媒を保持しておくアキュムレータやレ
シーバ等の容量を小さくすることができ、装置の小型化
を図ることができる。
【0043】請求項3記載の蓄熱式空気調和装置は、請
求項1または請求項2記載の蓄熱式空気調和装置におい
て、前記アキュムレータに冷媒を送り込む戻り配管に、
冷媒の圧力を検出する圧力センサが設けられ、前記制御
手段は、前記圧力センサからの検出結果に基づいて、前
記戻り配管内の冷媒の圧力が所定値よりも低くなった際
に、前記伝熱管の冷媒を前記圧縮機によって引き込むポ
ンプダウンを終了させることを特徴としている。このよ
うに、アキュムレータに冷媒を送り込む戻り配管に圧力
センサが設けられているので、この圧力センサからの検
出結果に基づいて、制御手段は、容易にかつ確実にポン
プダウンを終了させるタイミングをとることができる。
【0044】請求項4記載の蓄熱式空気調和装置は、請
求項1〜3のいずれか1項記載の蓄熱式空気調和装置に
おいて、前記圧縮機の温度を検出する圧縮機温度センサ
が設けられ、前記制御手段は、前記圧縮機温度センサか
らの検出結果に基づいて、前記制御弁を開閉制御するこ
とを特徴としている。つまり、圧縮機内の温度を検出す
る圧縮機温度センサが設けられ、この圧縮機温度センサ
からの検出結果に基づいて、制御手段が、バイパス配管
の制御弁を開閉制御するので、圧縮機への液冷媒の送り
込み過ぎにより潤滑油が希釈されて潤滑不良を起こすよ
うな不具合をなくすことができ、常に良好に駆動させる
ことができる。
【0045】請求項5記載の蓄熱式空気調和装置は、屋
外と熱交換を行う室外用熱交換器を有する室外ユニット
と、室内と熱交換を行う室内用熱交換器を有する室内ユ
ニットと、水が収容された蓄熱槽が設けられ該蓄熱槽内
に配設された伝熱管によって蓄熱槽内の水に蓄熱を行う
蓄熱ユニットとを有し、必要なときに前記蓄熱槽内の水
の蓄熱を利用して冷暖房を行う蓄熱式空気調和装置であ
って、前記伝熱管は、圧縮機から前記室外ユニットを介
して冷媒が送り込まれ、該冷媒を前記室外ユニットにお
ける熱交換後にさらに前記蓄熱槽内の水と熱交換させて
前記室内ユニットへ送り込むピークシフト用伝熱管と、
前記圧縮機から直接冷媒が送り込まれ、該冷媒を前記蓄
熱槽内の水と熱交換させて前記室内ユニットへ送り込む
ピークカット用伝熱管とに分割されて配設されてなり、
前記圧縮機から前記ピークカット用伝熱管へ冷媒を送り
込み、この冷媒を前記ピークカット用伝熱管にて予め造
った蓄熱槽内の氷と熱交換させて前記室内ユニットの前
記室内用熱交換器にて蒸発させて冷房を行うピークカッ
ト冷房運転と、前記圧縮機から前記室外ユニットを通し
て前記ピークシフト用伝熱管へ冷媒を送り込み、前記室
外ユニットの前記室外用熱交換器にて熱交換させた後、
さらに前記ピークシフト用伝熱管にて予め造った蓄熱槽
内の氷と熱交換させて前記室内ユニットの前記室内用熱
交換器にて蒸発させて冷房を行うピークシフト冷房運転
とを行わせる制御手段が設けられ、前記制御手段は、前
記ピークカット冷房運転を行う前に、前記圧縮機によっ
て前記ピークシフト用伝熱管及び前記室内用熱交換器か
ら冷媒を引き出すピークカットポンプダウンを行わせ、
前記ピークシフト冷房運転を行う前に、前記圧縮機によ
って前記ピークカット用伝熱管及び前記室内用熱交換器
から冷媒を引き出すピークシフトポンプダウンを行わせ
ることを特徴としている。
【0046】このように、制御手段が、ピークカット冷
房運転を行う前に運転に使用しない回路であるピークシ
フト用伝熱管から冷媒を回収するピークカットポンプダ
ウンを行い、また、ピークシフト冷房運転を行う前に運
転に使用しないピークカット用伝熱管から冷媒を回収す
るピークシフトポンプダウンを行うので、それぞれの伝
熱管から冷媒を全て回収してしまう従来のポンプダウン
と比較して、冷房運転時に使用する伝熱管への冷媒の送
り込みを不要とすることができ、特に、小さな容量にて
運転を行う場合の立ち上がり時間を大幅に短縮させるこ
とができ、冷房運転を迅速に開始させることができる。
また、冷房運転時に使用する伝熱管から冷媒を回収しな
いので、回収した冷媒を保持しておくアキュムレータや
レシーバ等の容量を小さくすることができ、装置の小型
化を図ることができる。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例の蓄熱
式空気調和装置を図面を参照して説明する。なお、前述
した従来技術と同一構造部分には、同一符号を付して説
明を省略する。図1に示すものは、本実施形態例の蓄熱
式空気調和装置1である。この蓄熱式空気調和装置1で
は、室外ユニット2のアキュムレータ15と各圧縮機1
1との間に接続され、アキュムレータ15から圧縮機1
1へ冷媒を送り込む配管(送り配管)5pの一部がアキ
ュムレータ15の下端の高さ位置近傍まで引き下げられ
ている。
【0048】そして、この配管5pの引き下げられた引
下部5p′に、アキュムレータ15の下端部に接続され
た配管5qから分岐された、バイパス弁(制御弁)51
を有するバイパス配管5rがそれぞれ接続されている。
また、各圧縮機11には、その下部に、圧縮機温度セン
サ52が設けられており、これら圧縮機温度センサ52
からの検出結果が、図示しない制御手段に送信されるよ
うになっている。また、四方弁14とアキュムレータ1
5とを繋ぐ配管(戻り配管)5sには、圧力センサ53
が設けられており、この圧力センサ53からの検出結果
も、制御手段へ送信されるようになっている。
【0049】そして、上記構成の蓄熱式空気調和装置1
では、制御手段が、次のようなポンプダウンを行うよう
になっている。 (ピークカットポンプダウン)ピークカット冷房運転を
行うべく、図示しない切り換えスイッチ等によって蓄熱
式空気調和装置1をピークカット冷房運転モードとする
と、ピークカットポンプダウン運転が行われる。このピ
ークカットポンプダウン運転では、まず、図2に示すよ
うに、室内ユニット4の電子膨張弁43が閉鎖されると
ともに、蓄熱ユニット3の蓄熱槽31に設けられたピー
クシフト用伝熱管32Bに繋がる配管5jの電磁弁SV
1,2,3,5,8,10,11が閉鎖され、電磁弁S
V4,6,7,9,12が開放される。
【0050】この状態にて、圧縮機11が作動し、室内
用熱交換器41及びピークシフト用伝熱管32B内の冷
媒が、配管5b、四方弁14、配管5sを介してアキュ
ムレータ15へ引き込まれる。このアキュムレータ15
へ引き込まれた冷媒は、配管5pを介して圧縮機11へ
引き込まれ、これら圧縮機11によって送り出され、四
方弁14を介して室外用熱交換器16及びピークカット
用伝熱管32Aへそれぞれ送り込まれ、これらを含むピ
ークカット冷房運転時の高圧ラインに溜め込まれる。
【0051】ここで、このようにポンプダウン運転が行
われると、室内用熱交換器41及びピークシフト用伝熱
管32Bに繋がる低圧ラインは、その圧力が次第に小さ
くなるため、アキュムレータ15に引き込まれた液冷媒
は、アキュムレータ15内に溜め込まれることとなり、
圧縮機11から高圧ラインへの送り込みが滞ってしま
う。
【0052】このため、制御手段は、ピークカットポン
プダウン運転時に、バイパス弁51を開き、配管5q及
びバイパス配管5rを介してアキュムレータ15の下端
部と配管5pの引下部5p′とを連通させる。これによ
り、図3に示すように、アキュムレータ15に貯留され
る液冷媒は、その液面と引下部5p′とのヘッド差によ
って、配管5q及びバイパス配管5rを介して引込部5
p′へ送り出され、配管5pを流れるガス冷媒によって
液滴の状態となって、圧縮機11へ送り込まれる。
【0053】その後、制御手段は、圧力センサ53から
の検出結果に基づいて、低圧ラインにおける圧力が所定
値以下となった際に、十分に冷媒を回収してピークカッ
トポンプダウン運転を終了するとともにバイパス配管5
rのバイパス弁51を閉鎖し、次いで、室内ユニット4
の電子膨張弁43を開いて、引き続きピークカット冷房
運転を開始させる。
【0054】(ピークシフトポンプダウン)ピークシフ
ト冷房運転を行うべく、図示しない切り換えスイッチ等
によって蓄熱式空気調和装置1をピークシフト冷房運転
モードとすると、ピークシフトポンプダウン運転が行わ
れる。このピークシフトポンプダウン運転では、まず、
図4に示すように、室内ユニット4の電子膨張弁43が
閉鎖されるとともに、蓄熱ユニット3の蓄熱槽31に設
けられたピークカット用伝熱管32Aに繋がる配管5g
の電磁弁SV1,2,4,5,6,7,9,12が閉鎖
され、電磁弁SV3,8,10,11が開放される。
【0055】この状態にて、圧縮機11が作動し、室内
用熱交換器41及びピークカット用伝熱管32A内の冷
媒が、配管5b、四方弁14、配管5sを介してアキュ
ムレータ15へ引き込まれる。
【0056】このアキュムレータ15へ引き込まれたガ
ス冷媒は、配管5pを介して圧縮機11へ引き込まれ、
これら圧縮機11によって送り出され、四方弁14を介
して室外用熱交換器16へ送り出され、さらに、レシー
バ33を介して電磁弁SV8を介して配管5lへ送り込
まれ、ピークシフト用伝熱管32Bへ送り込まれ、これ
ら室外用熱交換器16及びピークシフト用伝熱管32B
を含むピークシフト冷房運転時の高圧ラインに溜め込ま
れる。
【0057】ここで、このようにポンプダウン運転が行
われると、室内用熱交換器41及びピークカット用伝熱
管32Aに繋がる低圧ラインは、その圧力が次第に小さ
くなるため、アキュムレータ15に引き込まれた液冷媒
は、アキュムレータ15内に溜め込まれることとなり、
圧縮機11から高圧ラインへの送り込みが滞ってしま
う。
【0058】このため、制御手段は、ピークカットポン
プダウン運転時と同様に、ピークシフトポンプダウン運
転時に、バイパス弁51を開き、配管5q及びバイパス
配管5rを介してアキュムレータ15の下端部と配管5
pの引下部5p′とを連通させる。これにより、図5に
示すように、アキュムレータ15に貯留される液冷媒
は、その液面と引下部5p′とのヘッド差によって、配
管5q及びバイパス配管5rを介して引込部5p′へ送
り出され、配管5pを流れるガス冷媒によって液滴の状
態となって、圧縮機11へ送り込まれる。
【0059】その後、制御手段は、圧力センサ53から
の検出結果に基づいて、低圧ラインにおける圧力が所定
値以下となった際に、十分に冷媒を回収してピークシフ
トポンプダウン運転を終了するとともにバイパス配管5
rのバイパス弁51を閉鎖し、次いで、室内ユニット4
の電子膨張弁43を開いて、引き続きピークシフト冷房
運転を開始させる。
【0060】また、制御手段は、アキュムレータ15か
ら配管5q及びバイパス配管5rを介して引下部5p′
から圧縮機11へ液冷媒を送り出す際に、圧縮機温度セ
ンサ52からの検出結果に基づいて、バイパス弁51の
開閉制御を行うようになっている。つまり、制御手段
は、圧縮機温度センサ52からの検出結果に基づいて、
圧縮機11内の油温が、送り込まれた液冷媒によって希
釈されて所定値より小さくなった際に、バイパス弁51
を閉鎖し、圧縮機11への液冷媒の送り込みを規制する
ようになっている。これにより、圧縮機11では、大量
に液冷媒が送り込まれて油が希釈されることにより、潤
滑不良を起こすことなく、常に良好に駆動されるように
なっている。
【0061】このように、上記実施形態例の蓄熱式空気
調和装置1によれば、ピークカットポンプダウンあるい
はピークシフトポンプダウンを行う際に、制御手段がバ
イパス配管5rに設けられたバイパス弁51を開放する
ことにより、アキュムレータ15に貯留された液冷媒
が、アキュムレータ15から圧縮機11へガス冷媒を送
り込む送り配管5pの、アキュムレータ15の下方位置
へ引き下げた引込部5p′に、ヘッド差によって送り込
まれ、ガス冷媒とともに圧縮機11へ送り出されるの
で、ピークカットポンプダウンあるいはピークシフトポ
ンプダウン時に回収した冷媒のアキュムレータ15にお
ける溜まり込みをなくし、冷房運転時に使用する回路へ
確実に圧縮機11から冷媒を送り込むことができる。
【0062】また、ピークカット冷房運転を行う前に、
運転に使用しない回路であるピークシフト用伝熱管32
Bから冷媒を回収するピークカットポンプダウンを行
い、また、ピークシフト冷房運転を行う前に、運転に使
用しないピークカット用伝熱管32Aから冷媒を回収す
るピークシフトポンプダウンを行うので、それぞれの伝
熱管から冷媒を全て回収してしまう従来のポンプダウン
と比較して、冷房運転時に使用する伝熱管への冷媒の送
り込みを不要とすることができ、特に、小さな容量にて
運転を行う場合の立ち上がり時間を大幅に短縮させるこ
とができ、冷房運転を迅速に開始させることができる。
【0063】また、ピークカット用伝熱管32Aあるい
はピークシフト用伝熱管32Bの内の冷房運転時に使用
する伝熱管から冷媒を回収しないので、回収した冷媒を
保持しておくアキュムレータ15やレシーバ33等の容
量を小さくすることができ、装置の小型化を図ることが
できる。さらには、アキュムレータ15に冷媒を送り込
む配管5sに圧力センサ53が設けられているので、こ
の圧力センサ53からの検出結果に基づいて、制御手段
は、容易にかつ確実にピークカットポンプダウンあるい
はピークシフトポンプダウンを終了させるタイミングを
とることができる。
【0064】しかも、圧縮機11内の温度を検出する圧
縮機温度センサ52が設けられ、この圧縮機温度センサ
52からの検出結果に基づいて、制御手段が、バイパス
配管5rのバイパス弁51を開閉制御するので、圧縮機
11への液冷媒の送り込み過ぎにより潤滑油が希釈され
て潤滑不良を起こすような不具合をなくすことができ、
常に良好に駆動させることができる。
【0065】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の蓄熱式
空気調和装置によれば、下記の効果を得ることができ
る。請求項1記載の蓄熱式空気調和装置によれば、ポン
プダウンを行う際に、制御手段がバイパス配管に設けら
れた制御弁を開放することにより、アキュムレータに貯
留された液冷媒が、アキュムレータから圧縮機へガス冷
媒を送り込む送り配管の、アキュムレータの下方位置へ
引き下げた部分に、ヘッド差によって送り込まれ、ガス
冷媒とともに圧縮機へ送り出されるので、ポンプダウン
時に回収した冷媒のアキュムレータにおける溜まり込み
をなくし、冷房運転時に使用する回路へ確実に圧縮機か
ら冷媒を送り込むことができる。
【0066】請求項2記載の蓄熱式空気調和装置によれ
ば、制御手段が、ピークカット冷房運転を行う前に運転
に使用しない回路であるピークシフト用伝熱管から冷媒
を回収するピークカットポンプダウンを行い、また、ピ
ークシフト冷房運転を行う前に運転に使用しないピーク
カット用伝熱管から冷媒を回収するピークシフトポンプ
ダウンを行うので、それぞれの伝熱管から冷媒を全て回
収してしまう従来のポンプダウンと比較して、冷房運転
時に使用する伝熱管への冷媒の送り込みを不要とするこ
とができ、特に、小さな容量にて運転を行う場合の立ち
上がり時間を大幅に短縮させることができ、冷房運転を
迅速に開始させることができる。また、冷房運転時に使
用する伝熱管から冷媒を回収しないので、回収した冷媒
を保持しておくアキュムレータやレシーバ等の容量を小
さくすることができ、装置の小型化を図ることができ
る。
【0067】請求項3記載の蓄熱式空気調和装置によれ
ば、アキュムレータに冷媒を送り込む戻り配管に圧力セ
ンサが設けられているので、この圧力センサからの検出
結果に基づいて、制御手段は、容易にかつ確実にポンプ
ダウンを終了させるタイミングをとることができる。
【0068】請求項4記載の蓄熱式空気調和装置によれ
ば、圧縮機内の温度を検出する圧縮機温度センサが設け
られ、この圧縮機温度センサからの検出結果に基づい
て、制御手段が、バイパス配管の制御弁を開閉制御する
ので、圧縮機への液冷媒の送り込み過ぎにより潤滑油が
希釈されて潤滑不良を起こすような不具合をなくすこと
ができ、常に良好に駆動させることができる。
【0069】請求項5記載の蓄熱式空気調和装置によれ
ば、制御手段が、ピークカット冷房運転を行う前に運転
に使用しない回路であるピークシフト用伝熱管から冷媒
を回収するピークカットポンプダウンを行い、また、ピ
ークシフト冷房運転を行う前に運転に使用しないピーク
カット用伝熱管から冷媒を回収するピークシフトポンプ
ダウンを行うので、それぞれの伝熱管から冷媒を全て回
収してしまう従来のポンプダウンと比較して、冷房運転
時に使用する伝熱管への冷媒の送り込みを不要とするこ
とができ、特に、小さな容量にて運転を行う場合の立ち
上がり時間を大幅に短縮させることができ、冷房運転を
迅速に開始させることができる。また、冷房運転時に使
用する伝熱管から冷媒を回収しないので、回収した冷媒
を保持しておくアキュムレータやレシーバ等の容量を小
さくすることができ、装置の小型化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の蓄熱式空気調和装置にお
ける概略回路図の概略図である。
【図2】 本発明の実施形態の蓄熱式空気調和装置にお
けるピークカットポンプダウン運転を説明する概略回路
図である。
【図3】 本発明の実施形態の蓄熱式空気調和装置にお
けるピークカットポンプダウン運転を説明する概略回路
図である。
【図4】 本発明の実施形態の蓄熱式空気調和装置にお
けるピークシフトポンプダウン運転を説明する概略回路
図である。
【図5】 本発明の実施形態の蓄熱式空気調和装置にお
けるピークシフトポンプダウン運転を説明する概略回路
図である。
【図6】 従来の蓄熱式空気調和装置における概略回路
図である。
【図7】 蓄熱式空気調和装置における消費電力と時間
との関係を示す図である。
【図8】 蓄熱式空気調和装置におけるピークシフト冷
房運転を説明する概略回路図である。
【図9】 蓄熱式空気調和装置におけるピークカット冷
房運転を説明する概略回路図である。
【図10】 蓄熱式空気調和装置における製氷運転を説
明する概略回路図である。
【図11】 蓄熱式空気調和装置における蓄熱利用暖房
運転を説明する概略回路図である。
【図12】 蓄熱式空気調和装置における温蓄運転を説
明する概略回路図である。
【図13】 蓄熱式空気調和装置における非蓄熱利用冷
房運転を説明する概略回路図である。
【図14】 蓄熱式空気調和装置における非蓄熱利用暖
房運転を説明する概略回路図である。
【符号の説明】
1 蓄熱式空気調和装置 2 室外ユニット 4 室内ユニット 5p 配管(送り配管) 5r バイパス配管 5s 配管(戻り配管) 11 圧縮機 16 室外用熱交換器 31 蓄熱槽 32A ピークカット用伝熱管 32B ピークシフト用伝熱管 41 室内用熱交換器 51 バイパス弁(制御弁) 52 圧縮機温度センサ 53 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/00 351 F25B 1/00 351N 391 391 (72)発明者 小川 孝 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の1 中菱エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3L060 AA01 CC01 CC16 DD08 EE09 3L092 TA01 TA05 TA12 VA02 XA16 YA13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屋外と熱交換を行う室外用熱交換器を有
    する室外ユニットと、室内と熱交換を行う室内用熱交換
    器を有する室内ユニットと、水が収容された蓄熱槽が設
    けられ該蓄熱槽内に配設された伝熱管によって蓄熱槽内
    の水に蓄熱を行う蓄熱ユニットとを有し、必要なときに
    前記蓄熱槽内の水の蓄熱を利用して冷暖房を行う蓄熱式
    空気調和装置であって、 前記圧縮機へ冷媒が戻される戻り配管には、戻される冷
    媒を一時的に貯留するアキュムレータが設けられ、該ア
    キュムレータから前記圧縮機へ冷媒を送り込む送り配管
    は、その一部が前記アキュムレータの下方位置へ引き下
    げられ、この引き下げられた送り配管の下端部に、前記
    アキュムレータの下端部に接続された制御弁を有するバ
    イパス配管が接続されていることを特徴とする蓄熱式空
    気調和装置。
  2. 【請求項2】 前記伝熱管は、圧縮機から前記室外ユニ
    ットを介して冷媒が送り込まれ、該冷媒を前記室外ユニ
    ットにおける熱交換後にさらに前記蓄熱槽内の水と熱交
    換させて前記室内ユニットへ送り込むピークシフト用伝
    熱管と、前記圧縮機から直接冷媒が送り込まれ、該冷媒
    を前記蓄熱槽内の水と熱交換させて前記室内ユニットへ
    送り込むピークカット用伝熱管とに分割されて配設され
    てなり、 前記圧縮機から前記ピークカット用伝熱管へ冷媒を送り
    込み、この冷媒を前記ピークカット用伝熱管にて予め造
    った蓄熱槽内の氷と熱交換させて前記室内ユニットの前
    記室内用熱交換器にて蒸発させて冷房を行うピークカッ
    ト冷房運転と、 前記圧縮機から前記室外ユニットを通して前記ピークシ
    フト用伝熱管へ冷媒を送り込み、前記室外ユニットの前
    記室外用熱交換器にて熱交換させた後、さらに前記ピー
    クシフト用伝熱管にて予め造った蓄熱槽内の氷と熱交換
    させて前記室内ユニットの前記室内用熱交換器にて蒸発
    させて冷房を行うピークシフト冷房運転とを行わせる制
    御手段が設けられ、 前記制御手段は、前記ピークカット冷房運転を行う前
    に、前記圧縮機によって前記ピークシフト用伝熱管及び
    前記室内用熱交換器から冷媒を引き出すピークカットポ
    ンプダウンを行わせ、前記ピークシフト冷房運転を行う
    前に、前記圧縮機によって前記ピークカット用伝熱管及
    び前記室内用熱交換器から冷媒を引き出すピークシフト
    ポンプダウンを行わせることを特徴とする請求項1記載
    の蓄熱式空気調和装置。
  3. 【請求項3】 前記アキュムレータに冷媒を送り込む戻
    り配管には、冷媒の圧力を検出する圧力センサが設けら
    れ、前記制御手段は、前記圧力センサからの検出結果に
    基づいて、前記戻り配管内の冷媒の圧力が所定値よりも
    低くなった際に、前記伝熱管の冷媒を前記圧縮機によっ
    て引き込むポンプダウンを終了させることを特徴とする
    請求項1または請求項2記載の蓄熱式空気調和装置。
  4. 【請求項4】 前記圧縮機の温度を検出する圧縮機温度
    センサが設けられ、前記制御手段は、前記圧縮機温度セ
    ンサからの検出結果に基づいて、前記制御弁を開閉制御
    することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載
    の蓄熱式空気調和装置。
  5. 【請求項5】 屋外と熱交換を行う室外用熱交換器を有
    する室外ユニットと、室内と熱交換を行う室内用熱交換
    器を有する室内ユニットと、水が収容された蓄熱槽が設
    けられ該蓄熱槽内に配設された伝熱管によって蓄熱槽内
    の水に蓄熱を行う蓄熱ユニットとを有し、必要なときに
    前記蓄熱槽内の水の蓄熱を利用して冷暖房を行う蓄熱式
    空気調和装置であって、 前記伝熱管は、圧縮機から前記室外ユニットを介して冷
    媒が送り込まれ、該冷媒を前記室外ユニットにおける熱
    交換後にさらに前記蓄熱槽内の水と熱交換させて前記室
    内ユニットへ送り込むピークシフト用伝熱管と、前記圧
    縮機から直接冷媒が送り込まれ、該冷媒を前記蓄熱槽内
    の水と熱交換させて前記室内ユニットへ送り込むピーク
    カット用伝熱管とに分割されて配設されてなり、 前記圧縮機から前記ピークカット用伝熱管へ冷媒を送り
    込み、この冷媒を前記ピークカット用伝熱管にて予め造
    った蓄熱槽内の氷と熱交換させて前記室内ユニットの前
    記室内用熱交換器にて蒸発させて冷房を行うピークカッ
    ト冷房運転と、 前記圧縮機から前記室外ユニットを通して前記ピークシ
    フト用伝熱管へ冷媒を送り込み、前記室外ユニットの前
    記室外用熱交換器にて熱交換させた後、さらに前記ピー
    クシフト用伝熱管にて予め造った蓄熱槽内の氷と熱交換
    させて前記室内ユニットの前記室内用熱交換器にて蒸発
    させて冷房を行うピークシフト冷房運転とを行わせる制
    御手段が設けられ、 前記制御手段は、前記ピークカット冷房運転を行う前
    に、前記圧縮機によって前記ピークシフト用伝熱管及び
    前記室内用熱交換器から冷媒を引き出すピークカットポ
    ンプダウンを行わせ、前記ピークシフト冷房運転を行う
    前に、前記圧縮機によって前記ピークカット用伝熱管及
    び前記室内用熱交換器から冷媒を引き出すピークシフト
    ポンプダウンを行わせることを特徴とする蓄熱式空気調
    和装置。
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