【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、店舗内の冷暖房を行う空調装置とショーケースの冷凍装置とが併設されている、たとえばコンビニエンスストアなどのような２４時間稼動している諸施設において蓄熱（氷）運転を利用できる冷凍空調統合蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
夜間、冷房装置で断続的に室内の冷房を行う一方、冷房停止時に蓄熱槽に冷媒を循環させ、冷房装置容量の余剰分を蓄熱（氷）として蓄える方式、また、冷房と蓄氷同時に行い冷房装置容量の余剰分を蓄熱（氷）として蓄えている方式が知られている。
【０００３】
このように蓄熱槽に蓄えられた蓄熱（氷）を、昼間の冷房・冷却負荷の大きい時間帯に利用して冷却効率を高めているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の蓄熱運転においては、余剰分を蓄熱として蓄える場合、蓄熱量は冷房負荷により大きく変化してしまう。
すなわち、夜間、外気温度が高い場合は余剰分が少なく蓄熱量が不足する可能性があり、蓄熱量が不足すると昼間、利用冷房時間が短くなり冷房能力不足となる。また、このような蓄熱量の不足を無くそうとした場合、冷房装置容量を大きくしなければならないという問題点がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、夜間において確実に蓄熱できる蓄熱システムを提供することにある。
【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、この発明によれば、冷凍装置と、空調装置と、該空調装置で蓄熱し得る蓄熱部とを設け、該蓄熱部の蓄熱を、前記空調装置の冷房時の過冷却熱、暖房時の除霜熱として用いるとともに、冷凍装置の過冷却熱として用いる冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、予め設定された時間になると空調運転と蓄熱運転を所定時間毎に交互に運転し、かつ蓄熱運転する時間を空調運転する時間より長く設定したことを特徴とする。
【０００７】
上記冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、前記空調装置とは別に第２の空調装置を設け、前記空調装置と同時運転することを特徴とする。
上記冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、前記空調装置及び第２の空調装置は、インバータ方式を用い、空調運転時にはインバータ方式で運転し、蓄熱運転時には固定周波数で運転することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明に係る冷凍空調統合蓄熱システムの一実施形態の構成を示すもので、図１はその冷凍空調統合蓄熱システムのシステム構成図である。
図１において、１は店舗１００内（一点鎖線で示す）に空調室内機１０を備え、店舗内の空調を行う空調室外機、２は店舗１００内のショーケースＡ１〜Ａ５に収容されている商品を冷蔵または冷凍する冷凍機、３は蓄熱媒体としての水が充填された蓄熱槽、４は空調室外機１を介して蓄熱システムを制御するコントローラである。
【０００９】
なお、前記空調室外機１とショーケースの冷凍機２とは、蓄熱槽を介して接続されている。
次に、１１は上記空調室外機１とは別に設けられている第２の空調室外機で、第２の空調室内機２１を備えて店舗１００内の空調を行うものであり、上記蓄熱システムの配管系統とは独立して配置されている。
【００１０】
なお、同図において、配管を実線Ｂで、制御線を破線Ｃでそれぞれ略式的に示してある。
また、各弁の配置などは、例えば、同出願人が先に出願した特開２００１−２８９４８６号公報などで周知のとおりであり、本図では省略してある。
このような冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、図２ないし図６のフローチャートを用いて、その動作を説明する。
【００１１】
なお、蓄熱運転は蓄熱、蓄氷を含めた総称を示すものであるが、以下の冷房モードにおいては蓄熱槽内で氷が作られるため、便宜的に蓄氷運転と表する。
まず、図２のフローチャートにおいては、まず、ステップＳ１にて店舗内の空調運転モードを判断する。ここで、冷房モードである場合には、以下のステップＳ２以降を実行する。なお、暖房モードについて図５，６のフローチャートを用いて簡単に後述するが、送風または停止モードの場合には、特にこの実施形態には関係が無いのでここでは説明を省略する。
【００１２】
ステップＳ２にて、冷房，ドライモード時の空調運転となり、ステップＳ３に進む。
ステップＳ３で、蓄熱（氷）時間帯か否かを判断する。ここで、否の場合は（Ｎｏ）、後述する利用運転モードとなり、蓄熱（氷）時間帯である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ４に進む。
【００１３】
ここで、蓄氷時間帯とは、例えば、２２：００〜翌８：００の時間帯を指すものである。
ステップＳ４にて、過去ｈ日間の平均外気温度はＴ℃以下かを判断し、Ｔ℃以下の場合には（Ｙｅｓ）、蓄氷運転をする必要が無いため、店舗内の設定温度Ｔ１℃以下を判断して（ステップＳ１４）、停止モード（ステップＳ１５）あるいは通常の冷房運転モード（ステップＳ１６）となる。
【００１４】
ここで、Ｔ℃は、地域あるいは季節に応じて適宜設定されるものである。
このステップＳ４にて、Ｔ℃以上の場合は（Ｎｏ）、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５にて、蓄熱槽の水位が基準範囲内かを判断し、基準範囲外であれば（Ｎｏ）、警報を出力して（ステップＳ１７）、蓄熱槽の確認を促すものである。
【００１５】
一方、蓄熱槽の水位が基準範囲内であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６にて、蓄氷完了水位であるか否かを判断し、蓄氷完了水位である場合には（Ｙｅｓ）、蓄氷運転をする必要が無いため、店舗内の設定温度Ｔ１℃以下を判断して（ステップＳ１４）、停止モード（ステップＳ１５）あるいは通常の冷房運転モード（ステップＳ１６）となる。
【００１６】
このステップＳ６にて、蓄氷完了水位でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７にて、前回の運転モードとして通常冷房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードが通常冷房モードあるいは停止状態である判断すると（Ｙｅｓ）、ステップＳ８の蓄氷モードに進む。
【００１７】
ステップＳ８の蓄氷モードにて、蓄氷運転が室外機１と蓄熱槽３との間で行われる。
このように蓄氷運転が行われている状態で、ステップＳ９に進み、ステップＳ９にて、蓄氷完了水位かを判断し、蓄氷完了水位でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１０に進み、ステップＳ１０にて、予め設定された所定時間（Ｊ分）経過したかを判断し、経過していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ８の蓄氷モードに戻る。このように、蓄氷が完了するかあるいは所定時間（Ｊ分）経過するまでは、このステップＳ８〜Ｓ１０のフローを繰り返す。
【００１８】
なお、所定時間（Ｊ分）経過するまえに、蓄熱完了水位となると（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、前記ステップＳ１４に進む。
一方、蓄氷が完了せずに、所定時間（Ｊ分）経過したとすると（Ｙｅｓ）、フローはステップＳ１０からステップＳ１まで戻り、前述と同様にステップＳ１〜Ｓ７の処理を行う。
【００１９】
なお、このとき蓄氷完了水位でなければまだ蓄氷運転は継続して行われている。
このステップＳ７にて、前回の運転モードとして通常冷房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードは、蓄氷モードであるので（Ｎｏ）、ステップＳ１１に進む。
【００２０】
ステップＳ１１にて、店舗内の温度が設定温度Ｔ１℃以下かを判断し、冷房の場合なのでＴ１℃以下であれば（Ｙｅｓ）、冷房モードには切り替らずに先の蓄氷運転を継続し、ステップＳ１〜Ｓ１１の間で、設定温度あるいは蓄氷完了水位の判断を行うものである。
一方、ステップＳ１１にて、店舗内の温度が設定温度Ｔ１℃以下かを判断し、冷房の場合なのでＴ１℃以下でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１２の通常の冷房モードに進む。
【００２１】
この時点で、初めて蓄氷運転の終了となり、このステップＳ１２の通常冷房モードにて、室外機１と室内機１０との間で冷房運転が行われる。
このステップＳ１２の冷房運転が行われている状態で、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３にて、予め設定された所定時間（Ｉ分）経過したかを判断し、経過していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１１の設定温度の判断に戻る。このように、設定温度になるかあるいは所定時間（Ｉ分）経過するまでは、このステップＳ１１〜Ｓ１３のフローを繰り返す。
【００２２】
ここで、所定時間（Ｉ分）経過したとすると（Ｙｅｓ）、フローはステップＳ１まで戻り、前述と同様にステップＳ１〜Ｓ７の処理を行い、ステップＳ７にて、前回の運転モードとして通常冷房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードは、通常冷房モードであるので、ステップＳ８の蓄氷モードに進む。
【００２３】
このように、蓄熱時間帯においては、蓄氷モードと冷房モードとを時間により交互に切り換えて行い、その時間は、蓄氷モードによる運転時間（Ｊ分）を冷房モードによる運転時間（Ｉ分）より長くなるように設定しておくことにより、確実に蓄氷を行える。
なお、このときに、蓄氷完了水位および店舗内設定温度も交互運転切替え判断材料とすることにより、より効果的に蓄氷することができる。
【００２４】
また、第２の空調室外機１１、第２の空調室内機２１を設けて、バックアップ運転するため、上述の蓄熱システムで空調室外機１と蓄熱槽３とで蓄氷運転を確実に行いながら、店舗内空調（冷房）も確実に行える。
次に、冷房モードによる朝８：００〜２２：００の利用運転時間の動作について図３のフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
【００２５】
上述した図２のフローチャートのステップＳ３にて、蓄熱（氷）時間帯か否かを判断し、蓄熱（氷）時間帯でなければ（Ｎｏ）、図３のフローチャートに進む。図３のフローチャートにおいて、ステップＳ３１にて、店舗内の設定温度Ｔ２℃を判断し、設定温度Ｔ２℃に達していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ３２に進む。
【００２６】
ステップＳ３２にて、過去ｈ日間の平均外気温はＴ３℃以下かを判断し、夜間平均外気温がＴ３℃以上かあるいは以下かによって、蓄氷を利用する時間帯を例えば朝８：００〜２２：００の間で適宜設定できるものであり（時間帯ｃ，ｄステップＳ３３，Ｓ３４参照）、この設定時間、すなわち、ステップＳ３５にて、設定された利用冷房時間帯になったか否かを判断し、利用冷房時間帯になれば（Ｙｅｓ）、ステップ３６に進む。
【００２７】
ステップＳ３６にて、蓄熱槽の水温がＴ４℃以下かを判断し、Ｔ４℃以下であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３７に進む。
ステップＳ３７にて、空調室外機１と空調室内機１０と蓄熱槽３とで蓄熱槽の蓄氷を利用した利用冷房モードで、店舗１００内が空調運転されることになる。なお、ステップＳ３５にて利用冷房時間帯でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ３６にて水温がＴ４℃以上の場合（Ｎｏ）、ステップＳ３８に進み、通常の冷房モードとなる。
【００２８】
次に、ショーケースの冷却に利用する運転動作について、図４のフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
上述した図２のフローチャートのステップＳ３にて、蓄氷時間帯か否かを判断し、蓄氷時間帯でなければ（Ｎｏ）、図４のフローチャートに進む。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ４１にて、冷凍機が運転状態で、店舗内のショーケース内の商品が冷却あるいは冷凍されている。
【００２９】
ステップＳ４２にて、過去ｈ日間の平均外気温はＴ５℃以下かを判断し、平均外気温がＴ５℃以上かあるいは以下かによって、蓄氷を利用する時間帯を朝８：００〜２２：００の間で適宜設定できるものであり（時間帯ｃ，ｄ、ステップＳ４３，Ｓ４４参照）、この設定時間、すなわち、ステップＳ４５にて、設定された利用冷房時間帯になったか否かを判断し、利用冷却時間帯になれば（Ｙｅｓ）、ステップ４６に進む。
【００３０】
ステップＳ４６にて、蓄熱槽の水温がＴ６℃以下かを判断し、Ｔ６℃以下であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４７に進む。
ステップＳ４７にて、ショーケースと冷凍機と蓄熱槽とにおいて蓄熱槽の蓄氷を利用した利用冷却モードで、ショーケース内の商品が冷却あるいは冷凍される。
【００３１】
なお、ステップＳ４５にて利用冷房時間帯でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ４６にて水温がＴ６℃以上の場合（Ｎｏ）、ステップＳ４８に進み、通常の冷却モードとなる。
また、この利用冷房、利用冷却の設定時間帯として、２つの時間帯を示してあるが、時間帯設定は１つでも良いし、あるいは３つ以上の時間設定でも良い。
【００３２】
次に、暖房運転時における蓄熱運転および利用除霜について、図５，図６のフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
上述した図２のフローチャートのステップＳ１にて、店舗内の空調運転モードを判断する。ここで、暖房モードである場合には、図５のフローチャートを実行する。
【００３３】
ステップＳ５１にて、暖房モード時の空調運転となると、ステップＳ５２にて、蓄熱時間帯か否かを判断する。ここで、否の場合は（Ｎｏ）、後述する利用運転モードとなり、蓄熱時間帯である場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ５３に進む。ここで、蓄熱時間帯とは、例えば、２２：００〜翌８：００の時間帯を指すものである。
ステップＳ５３にて、過去ｈ日間の夜間平均外気温度はＴ７℃以上かを判断し、Ｔ７℃以上の場合には（Ｙｅｓ）、蓄熱運転をする必要が無いため、通常の暖房・除霜・停止運転モード（ステップＳ６６）となる。ここで、Ｔ７℃は、地域あるいは季節に応じて適宜設定されるものである。
【００３４】
Ｔ７℃以下の場合には（Ｎｏ）、ステップＳ５４に進み、ステップＳ５４にて蓄熱槽の水位をチェックし、基準範囲内である判断すると（Ｙｅｓ）、ステップＳ５５に進む。このときに範囲外であると（Ｎｏ）、警報を出力する（ステップＳ６８）。
ステップＳ５５にて、蓄熱槽の水温が蓄熱完了水温Ｔ８℃以上かを判断し、完了水温Ｔ８℃でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ５６に進む。
【００３５】
ステップＳ５６にて、現在の外気温度はＴ９℃以上かを判断し、Ｔ９℃以下であれば（Ｎｏ）、ステップＳ５７に進む。
なお、このステップＳ５５で完了水温Ｔ８℃以上（Ｙｅｓ）、あるいはステップＳ５６でＴ９℃以上であれば（Ｙｅｓ）、上述同様に蓄熱運転をする必要が無いため、通常の暖房・除霜・停止運転モード（ステップＳ６６）となる。
【００３６】
ステップＳ５７にて、前回の運転モードとして暖房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードが暖房モードあるいは停止状態である判断すると（Ｙｅｓ）、ステップＳ５８の蓄熱モードに進む。
ステップＳ５８の蓄熱モードにて、蓄熱運転が室外機１と蓄熱槽３との間で行われる。
【００３７】
このように蓄熱運転が行われている状態で、ステップＳ５９に進む。
ステップＳ５９にて、除霜運転条件成立かを判断し、成立であれば（Ｙｅｓ）、除霜モードへ（ステップＳ６７）、成立していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０にて、蓄熱槽の水温が蓄熱完了水温Ｔ８℃かを判断し、完了水温でない場合（Ｎｏ）、ステップＳ６１に進む。
【００３８】
ステップＳ６１にて、予め設定された所定時間（Ｌ分）経過したかを判断し、経過していなければ、ステップＳ５８の蓄熱モードに戻る。このように、蓄熱が完了するかあるいは所定時間（Ｌ分）経過するまでは、このステップＳ５８〜Ｓ６１のフローを繰り返す。
ここで、所定時間（Ｌ分）経過したとすると、フローはステップＳ１まで戻り、前述と同様にステップＳ１〜Ｓ５７の処理を行う。なお、このときは水温が完了水温でなければ、まだ蓄熱運転は継続して行われている。
【００３９】
ステップＳ５７にて、前回の運転モードとして暖房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードは、蓄熱モードであるので、ステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２にて、店舗内の温度が設定温度Ｔ１０℃以下かを判断し、暖房の場合なのでＴ１０℃以上であれば（Ｎｏ）、暖房モードには切り替らずに先の蓄熱運転を継続し、ステップＳ１〜Ｓ６２の間で、設定温度あるいは蓄熱完了水温の判断を行うものである。
【００４０】
一方、ステップＳ６２にて、Ｔ１０℃以下でなければ（Ｙｅｓ）、ステップＳ６３の通常暖房モードに進む。
この時点で、初めて蓄熱運転の終了となり、このステップＳ６３の通常暖房モードにて、室外機１と室内機１０との間で暖房運転が行われる。
この暖房運転が行われている状態で、ステップＳ６４に進み、ステップＳ６４にて、除霜運転条件成立かを判断し、成立であれば（Ｙｅｓ）、除霜モード（ステップＳ６７ａ）へ、成立していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ６５に進む。
【００４１】
ステップＳ６５にて、予め設定された所定時間（Ｋ分）経過したかを判断し、経過していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ６２の設定温度の判断に戻る。このように、設定温度になるかあるいは所定時間（Ｋ分）経過するまでは、このステップＳ６２〜Ｓ６５のフローを繰り返す。
ここで、所定時間（Ｋ分）経過したとすると、フローはステップＳ１まで戻り、前述と同様にステップＳ１〜Ｓ５７の処理を行い、ステップＳ５７にて、前回の運転モードとして通常暖房モードあるいは停止状態かを判断する。ここで、前回の運転モードは、通常暖房モードであるので、ステップＳ５８の蓄熱モードに進む。
【００４２】
このように、暖房時期の蓄熱時間帯においては、蓄熱モードと暖房モードとを時間により交互に切り換えて行い、その時間は、蓄熱モードによる運転時間（Ｌ分）を冷房モードによる運転時間（Ｋ分）より長くなるように設定しておくことにより、確実に蓄熱を行える。
なお、このときに、蓄熱完了水温および店舗内設定温度も交互運転切替え判断材料とすることにより、より効果的に蓄熱することができる。
【００４３】
また、第２の空調室外機、第２の空調室内機を設けてあるため、上述の蓄熱システムで蓄熱運転を確実に行いながら、店舗内空調（暖房）も確実に行える。
次に、暖房モードによる朝８：００〜２２：００の利用除霜運転の動作について、図６のフローチャートを参照しながら簡単に説明する。
上述した図５のフローチャートのステップＳ５２にて、蓄熱時間帯か否かを判断し、蓄熱時間帯でなければ（Ｎｏ）、図６のフローチャートに進む。
【００４４】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ７１にて、設定温度をＴ１１℃以下を判断し、設定温度に達していなければ（Ｙｅｓ）、ステップＳ７２に進む。なお、達していれば（Ｎｏ）、停止モードとなる。
ステップＳ７２にて、過去ｈ日間の平均外気温はＴ１２℃以上かを判断し、Ｔ１２℃以下であれば（Ｎｏ）、ステップＳ７３に進む。
【００４５】
ステップＳ７３では、蓄熱槽の水位が基準範囲内かを判断し、基準範囲内であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７４に進む。このときに範囲外（Ｎｏ）であると警報を出力する（ステップＳ８１）。
ステップＳ７４では、蓄熱槽の水温がＴ１３℃以下かを判断し、以下でなければ（Ｎｏ）、ステップＳ７５に進む。
【００４６】
ステップＳ７５では、現在の外気温度はＴ１４℃以上かを判断し、以下であれば（Ｎｏ）、ステップＳ７６に進む。
ステップＳ７６では、除霜条件成立か判断し、成立していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７７にて、室外機と蓄熱槽との間で利用除霜を実行するものである。
一方、成立していなければ（Ｎｏ）、ステップＳ７８にて、室外機１と室内機１０との間で通常暖房を行う。
【００４７】
また、ステップＳ７２，Ｓ７４，Ｓ７５のそれぞれの判断条件でＹｅｓの場合、ステップＳ７９に進み、除霜条件成立か否かによって、ステップＳ７８の通常暖房あるいはステップＳ８０の通常除霜を行うものである。
このように、蓄熱システムにおいて、冷房時の蓄氷運転，利用冷房、暖房時の蓄熱運転、利用除霜について説明したが、例えば、このシステムが設置されるコンビニエンスストアなどの２４時間営業の店に設置される空調装置も２４時間稼動状態となる。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、その２４時間の中での蓄熱（氷）時間帯において、冷暖房時には周波数を負荷に応じて可変できるようにインバータ方式を採用し、蓄熱（氷）運転時には、固定周波数で運転することにより、蓄熱時間帯における安定したの蓄熱（氷）が可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、冷凍装置と、空調装置と、該空調装置で蓄熱し得る蓄熱部とを設け、該蓄熱部の蓄熱を前記空調装置と冷凍装置との運転に利用する冷凍空調統合蓄熱システムにおいて、予め設定された時間になると空調運転と蓄熱運転を所定時間毎に交互に運転し、かつ蓄熱運転する時間を空調運転する時間より長く設定したことにより、確実に蓄熱運転を行えるものである。
【００５０】
また、前記空調装置とは別に第２の空調装置を設け、前記空調装置と同時運転することにより、負荷にあまり影響されずに必要蓄熱（氷）量を確保でき、一台あたりの冷房装置容量を大きくする必要がない。
さらに、前記空調装置及び第２の空調装置は、インバータ方式を用い、空調運転はインバータ方式で運転し、蓄熱運転は固定周波数で運転することにより、空調運転時には、省エネを、蓄熱運転時には、周波数変動されることなく、安定して蓄熱を行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る冷凍空調統合蓄熱システムのシステム構成図である。
【図２】冷房時の蓄熱（氷）運転の処理を示すフローチャートである。
【図３】冷房時の利用冷房運転の処理を示すフローチャートである。
【図４】ショーケースの利用冷却運転の処理を示すフローチャートである。
【図５】暖房時の蓄熱運転の処理を示すフローチャートである。
【図６】暖房時の利用除霜運転の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 空調室外機
１０ 空調室内機
２ 冷凍機
３ 蓄熱槽
４ コントローラ
１１ 第２の空調室外機
２１ 第２の空調室内機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration system capable of utilizing a heat storage (ice) operation in a 24-hour facility such as a convenience store in which an air conditioner for performing cooling and heating in a store and a refrigeration system for a showcase are provided side by side. It relates to an air conditioning integrated heat storage system.
[0002]
[Prior art]
During the night, the cooling system is used to intermittently cool the room, and when cooling is stopped, the refrigerant is circulated through the heat storage tank to store the surplus of the cooling device capacity as heat storage (ice). There is known a method in which a surplus of the device capacity is stored as heat storage (ice).
[0003]
In this way, the heat storage (ice) stored in the heat storage tank is utilized during the daytime when the cooling / cooling load is large, thereby increasing the cooling efficiency.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described heat storage operation, when the surplus is stored as heat storage, the heat storage amount greatly changes depending on the cooling load.
That is, when the outside air temperature is high at night, the surplus amount is small and the amount of heat storage may be insufficient. If the amount of heat storage is insufficient, the cooling time used in the daytime becomes short and the cooling capacity becomes insufficient. In addition, in order to eliminate such shortage of heat storage, there is a problem that the capacity of the cooling device must be increased.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a heat storage system that can reliably store heat at night in a refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a refrigeration apparatus, an air conditioner, and a heat storage unit capable of storing heat in the air conditioner are provided, and the heat storage of the heat storage unit is performed during cooling of the air conditioner. In the refrigeration and air conditioning integrated heat storage system used as cooling heat and defrosting heat at the time of heating, and used as supercooling heat of the refrigeration system, the air conditioning operation and the heat storage operation are alternately operated at predetermined times when a preset time is reached, In addition, the heat storage operation time is set longer than the air conditioning operation time.
[0007]
In the above refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system, a second air conditioner is provided separately from the air conditioner, and is operated simultaneously with the air conditioner.
In the above refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system, the air conditioner and the second air conditioner use an inverter system, operate in an inverter system during air conditioning operation, and operate at a fixed frequency during heat storage operation.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system according to the present invention, and FIG. 1 is a system configuration diagram of the refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an air-conditioning outdoor unit that includes an air-conditioning indoor unit 10 in a store 100 (indicated by a dashed line) and air-conditions the store, and 2 denotes a product stored in showcases A1 to A5 in the store 100. Is a refrigerator for refrigeration or freezing, 3 is a heat storage tank filled with water as a heat storage medium, and 4 is a controller for controlling the heat storage system via the air conditioner outdoor unit 1.
[0009]
The outdoor unit 1 and the refrigerator 2 in the showcase are connected via a heat storage tank.
Next, reference numeral 11 denotes a second air-conditioning outdoor unit provided separately from the air-conditioning outdoor unit 1, which is provided with the second air-conditioning indoor unit 21 and performs air conditioning in the store 100. It is arranged independently of the piping system.
[0010]
In the figure, the piping is schematically indicated by a solid line B, and the control line is schematically indicated by a broken line C.
The arrangement of each valve is well known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-289486 filed earlier by the same applicant, and is omitted in this drawing.
The operation of such a refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0011]
Note that the heat storage operation is a general term including heat storage and ice storage. However, in the following cooling mode, ice is formed in the heat storage tank, and therefore, is referred to as ice storage operation for convenience.
First, in the flowchart of FIG. 2, the air-conditioning operation mode in the store is determined in step S1. Here, in the case of the cooling mode, the following step S2 and subsequent steps are executed. The heating mode will be briefly described later with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6. However, in the case of the ventilation or stop mode, the description is omitted here because it is not particularly relevant to this embodiment.
[0012]
In step S2, the air-conditioning operation is performed in the cooling and dry modes, and the process proceeds to step S3.
In step S3, it is determined whether or not it is a heat storage (ice) time zone. Here, if not (No), the operation mode will be described later, and if it is during the heat storage (ice) time zone (Yes), the process proceeds to step S4.
[0013]
Here, the ice storage time zone refers to, for example, a time zone from 22:00 to 8:00 the following day.
In step S4, it is determined whether or not the average outside air temperature for the past h days is T ° C or lower. If it is lower than T ° C (Yes), it is not necessary to perform the ice storage operation. Is determined (step S14), and a stop mode (step S15) or a normal cooling operation mode (step S16) is set.
[0014]
Here, T ° C. is appropriately set according to the region or the season.
If the temperature is equal to or higher than T ° C. in step S4 (No), the process proceeds to step S5.
In step S5, it is determined whether or not the water level in the heat storage tank is within the reference range. If the water level is outside the reference range (No), an alarm is output (step S17) to prompt confirmation of the heat storage tank.
[0015]
On the other hand, if the water level in the heat storage tank is within the reference range (Yes), the process proceeds to step S6.
In step S6, it is determined whether or not the ice storage is completed. If the ice storage is completed (Yes), it is not necessary to perform the ice storage operation. After making a determination (step S14), the mode is set to the stop mode (step S15) or the normal cooling operation mode (step S16).
[0016]
If it is not the ice storage completion water level in this step S6 (No), the process proceeds to step S7.
In step S7, it is determined whether the previous operation mode is the normal cooling mode or the stopped state. Here, when it is determined that the previous operation mode is the normal cooling mode or the stopped state (Yes), the process proceeds to the ice storage mode of step S8.
[0017]
In the ice storage mode of step S8, ice storage operation is performed between the outdoor unit 1 and the heat storage tank 3.
In the state where the ice storage operation is performed in this manner, the process proceeds to step S9. In step S9, it is determined whether or not the ice storage is at the completed water level. If the ice storage is not at the completed water level (No), the process proceeds to step S10, and step S10 is performed. It is determined whether or not a predetermined time (J minutes) has elapsed, and if not (No), the process returns to the ice storage mode of step S8. As described above, the steps S8 to S10 are repeated until the ice storage is completed or the predetermined time (J minutes) has elapsed.
[0018]
If the heat storage completion water level is reached before the predetermined time (J minutes) elapses (Yes in step S9), the process proceeds to step S14.
On the other hand, if a predetermined time (J minutes) has elapsed without completing the ice storage (Yes), the flow returns from step S10 to step S1, and performs the processing of steps S1 to S7 in the same manner as described above.
[0019]
At this time, if the ice storage is not at the completed ice storage level, the ice storage operation is still being performed.
In step S7, it is determined whether the previous operation mode is the normal cooling mode or the stopped state. Here, since the previous operation mode is the ice storage mode (No), the process proceeds to step S11.
[0020]
In step S11, it is determined whether the temperature in the store is equal to or lower than the set temperature T1 ° C. If the temperature is equal to or lower than T1 ° C. (Yes), the ice storage operation is continued without switching to the cooling mode. The set temperature or the ice storage completion water level is determined between steps S1 to S11.
On the other hand, in step S11, it is determined whether the temperature in the store is equal to or lower than the set temperature T1 ° C., and if the temperature is not equal to or lower than T1 ° C. (No), the process proceeds to the normal cooling mode in step S12.
[0021]
At this point, the ice storage operation ends for the first time, and the cooling operation is performed between the outdoor unit 1 and the indoor unit 10 in the normal cooling mode in step S12.
In the state where the cooling operation in step S12 is being performed, the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether or not a predetermined time (I minute) has elapsed. If it has not elapsed (No), The process returns to the determination of the set temperature in step S11. Thus, the flow of steps S11 to S13 is repeated until the temperature reaches the set temperature or the predetermined time (I minute) elapses.
[0022]
Here, if the predetermined time (I minutes) has elapsed (Yes), the flow returns to step S1, and performs the processing of steps S1 to S7 in the same manner as described above. In step S7, the normal cooling mode is set as the previous operation mode. Alternatively, it is determined whether the vehicle is in the stop state. Here, since the previous operation mode is the normal cooling mode, the process proceeds to the ice storage mode of step S8.
[0023]
As described above, in the heat storage time zone, the ice storage mode and the cooling mode are alternately switched according to time, and the operation time (J minute) in the ice storage mode is changed to the operation time (I minute) in the cooling mode. By setting the length to be longer, ice storage can be performed reliably.
At this time, ice can be stored more effectively by using the ice storage completion water level and the in-store set temperature as the alternate operation switching determination material.
[0024]
In addition, since the second air-conditioning outdoor unit 11 and the second air-conditioning indoor unit 21 are provided to perform the backup operation, the ice storage operation is reliably performed between the air-conditioning outdoor unit 1 and the heat storage tank 3 in the above-described heat storage system. In-store air conditioning (cooling) can be performed reliably.
Next, the operation in the cooling mode in the use operation time from 8:00 to 22:00 in the morning will be briefly described with reference to the flowchart of FIG.
[0025]
In step S3 of the flowchart in FIG. 2 described above, it is determined whether or not the time is in the heat storage (ice) time zone. If not (No), the process proceeds to the flowchart in FIG. In the flowchart of FIG. 3, in step S31, the set temperature T2 ° C. in the store is determined. If the set temperature T2 ° C. has not been reached (No), the process proceeds to step S32.
[0026]
In step S32, it is determined whether or not the average outside air temperature for the past h days is T3 ° C. or lower, and the time period during which ice storage is used is determined, for example, from 8:00 to 22 in the morning, depending on whether the nighttime average external air temperature is T3 ° C. or higher. 0:00 (see time zones c and d, steps S33 and S34). In this set time, that is, in step S35, it is determined whether or not the set use cooling time zone has been reached. If it is the use cooling time zone (Yes), the process proceeds to step 36.
[0027]
In step S36, it is determined whether the water temperature of the heat storage tank is T4 ° C. or lower. If it is T4 ° C. or lower (Yes), the process proceeds to step S37.
In step S37, the inside of the store 100 is air-conditioned in the use cooling mode using the ice storage in the heat storage tank among the outdoor unit 1, the indoor unit 10, and the heat storage tank 3. If it is not the use cooling time zone in step S35 (No), if the water temperature is equal to or higher than T4 ° C. in step S36 (No), the process proceeds to step S38, and the normal cooling mode is set.
[0028]
Next, the driving operation used for cooling the showcase will be briefly described with reference to the flowchart of FIG.
In step S3 of the flowchart of FIG. 2 described above, it is determined whether or not it is the ice storage time zone. If not, the process proceeds to the flowchart of FIG.
In the flowchart of FIG. 4, in step S41, the refrigerator is operating and the merchandise in the showcase in the store is cooled or frozen.
[0029]
In step S42, it is determined whether or not the average outside air temperature for the past h days is T5 ° C. or lower, and the time period during which ice storage is used is determined from 8:00 to 22:00 in the morning depending on whether the average outside air temperature is equal to or higher than T5 ° C. (Time zones c and d, see steps S43 and S44). At this set time, that is, at step S45, it is determined whether or not the set use cooling time zone has been reached. If it is the use cooling time zone (Yes), the process proceeds to step 46.
[0030]
In step S46, it is determined whether the water temperature of the heat storage tank is T6 ° C. or lower, and if it is T6 ° C. or lower (Yes), the process proceeds to step S47.
In step S47, the goods in the showcase are cooled or frozen in the use cooling mode using ice storage in the heat storage tank in the showcase, the refrigerator, and the heat storage tank.
[0031]
If it is not the use cooling time zone in step S45 (No), if the water temperature is equal to or higher than T6 ° C. in step S46 (No), the process proceeds to step S48, and the normal cooling mode is set.
Although two time zones are shown as the set time zones for the use cooling and the use cooling, one time zone may be set or three or more time zones may be set.
[0032]
Next, the heat storage operation and the use defrost during the heating operation will be briefly described with reference to the flowcharts of FIGS.
In step S1 of the flowchart of FIG. 2 described above, the air-conditioning operation mode in the store is determined. Here, in the case of the heating mode, the flowchart of FIG. 5 is executed.
[0033]
In step S51, when the air-conditioning operation is performed in the heating mode, it is determined in step S52 whether or not it is in the heat storage time zone. Here, in the case of no (No), the operation mode will be described later, and in the case of the heat storage time zone (Yes), the flow proceeds to step S53. Here, the heat storage time zone indicates, for example, a time zone from 22:00 to 8:00 the following day.
In step S53, it is determined whether the average nighttime outside air temperature for the past h days is T7 ° C. or higher. If it is T7 ° C. or higher (Yes), it is not necessary to perform the heat storage operation. The operation mode is set (step S66). Here, T7 ° C. is appropriately set according to the region or the season.
[0034]
If the temperature is equal to or lower than T7 ° C. (No), the process proceeds to step S54. In step S54, the water level of the heat storage tank is checked. If it is determined that the temperature is within the reference range (Yes), the process proceeds to step S55. At this time, if it is out of the range (No), an alarm is output (step S68).
In step S55, it is determined whether the water temperature of the heat storage tank is equal to or higher than the heat storage completion water temperature T8 ° C. If not, the process proceeds to step S56.
[0035]
In step S56, it is determined whether or not the current outside air temperature is equal to or higher than T9 ° C. If it is equal to or lower than T9 ° C (No), the process proceeds to step S57.
If the completed water temperature is equal to or higher than T8 ° C. in step S55 (Yes), or if it is equal to or higher than T9 ° C. in step S56 (Yes), it is not necessary to perform the heat storage operation as described above. Mode (step S66).
[0036]
In step S57, it is determined whether the previous operation mode is the heating mode or the stopped state. Here, when it is determined that the previous operation mode is the heating mode or the stopped state (Yes), the process proceeds to the heat storage mode of step S58.
In the heat storage mode of step S58, the heat storage operation is performed between the outdoor unit 1 and the heat storage tank 3.
[0037]
The process proceeds to step S59 while the heat storage operation is being performed in this manner.
In step S59, it is determined whether the defrosting operation condition is satisfied. If the condition is satisfied (Yes), the process goes to the defrosting mode (step S67). If not (No), the process proceeds to step S60.
In step S60, it is determined whether the water temperature of the heat storage tank is the heat storage completion water temperature T8 ° C. If the water temperature is not the completion water temperature (No), the process proceeds to step S61.
[0038]
In step S61, it is determined whether a predetermined time (L minutes) has elapsed. If not, the process returns to the heat storage mode in step S58. In this way, the steps S58 to S61 are repeated until the heat storage is completed or the predetermined time (L minutes) has elapsed.
Here, if a predetermined time (L minutes) has elapsed, the flow returns to step S1, and the processes of steps S1 to S57 are performed as described above. At this time, if the water temperature is not the completed water temperature, the heat storage operation is still being performed.
[0039]
In step S57, it is determined whether the previous operation mode is the heating mode or the stopped state. Here, since the previous operation mode is the heat storage mode, the process proceeds to step S62.
In step S62, it is determined whether the temperature in the store is equal to or lower than the set temperature T10 ° C. If the temperature is equal to or higher than T10 ° C because of heating (No), the previous heat storage operation is continued without switching to the heating mode, The determination of the set temperature or the heat storage completion water temperature is performed between steps S1 to S62.
[0040]
On the other hand, if it is not T10 ° C. or less (Yes) in step S62, the process proceeds to the normal heating mode in step S63.
At this point, the heat storage operation ends for the first time, and the heating operation is performed between the outdoor unit 1 and the indoor unit 10 in the normal heating mode in step S63.
In the state where the heating operation is being performed, the process proceeds to step S64. In step S64, it is determined whether the defrosting operation condition is satisfied. If the defrosting operation condition is satisfied (Yes), the defrosting mode (step S67a) is satisfied. If not (No), the process proceeds to step S65.
[0041]
In step S65, it is determined whether a predetermined time (K minutes) has elapsed. If not (No), the flow returns to step S62 to determine the set temperature. Thus, the flow of steps S62 to S65 is repeated until the temperature reaches the set temperature or the predetermined time (K minutes) elapses.
Here, if a predetermined time (K minutes) has elapsed, the flow returns to step S1, and the processing of steps S1 to S57 is performed in the same manner as described above. In step S57, the normal heating mode or the stop state is determined as the previous operation mode. Judge. Here, since the previous operation mode is the normal heating mode, the process proceeds to the heat storage mode in step S58.
[0042]
As described above, in the heat storage time period of the heating period, the heat storage mode and the heating mode are alternately switched according to time, and the operation time (L minute) in the heat storage mode is changed to the operation time (K minute) in the cooling mode. ) By setting it to be longer, heat can be reliably stored.
At this time, the heat storage completion water temperature and the in-store set temperature are also used as the alternate operation switching determination material, so that heat can be stored more effectively.
[0043]
In addition, since the second air-conditioning outdoor unit and the second air-conditioning indoor unit are provided, air-conditioning (heating) in the store can be reliably performed while reliably performing the heat storage operation in the above-described heat storage system.
Next, the operation of the use defrosting operation from 8:00 to 22:00 in the morning in the heating mode will be briefly described with reference to the flowchart of FIG.
In step S52 of the flowchart of FIG. 5 described above, it is determined whether or not the time is in the heat storage time zone. If not (No), the process proceeds to the flowchart of FIG.
[0044]
In the flowchart of FIG. 6, in step S71, the set temperature is determined to be T11 ° C. or lower, and if the set temperature has not been reached (Yes), the flow proceeds to step S72. If it has reached (No), the stop mode is set.
In step S72, it is determined whether or not the average outside air temperature for the past h days is equal to or higher than T12 ° C. If it is equal to or lower than T12 ° C (No), the process proceeds to step S73.
[0045]
In step S73, it is determined whether the water level of the heat storage tank is within the reference range. If the water level is within the reference range (Yes), the process proceeds to step S74. At this time, if it is out of the range (No), an alarm is output (step S81).
In step S74, it is determined whether the water temperature of the heat storage tank is equal to or lower than T13 ° C. If not (No), the process proceeds to step S75.
[0046]
In step S75, it is determined whether the current outside air temperature is equal to or higher than T14 ° C. If it is equal to or lower than T14 ° (No), the process proceeds to step S76.
In step S76, it is determined whether or not the defrosting condition is satisfied. If the condition is satisfied (Yes), in step S77, use defrosting is performed between the outdoor unit and the heat storage tank.
On the other hand, if the condition is not satisfied (No), normal heating is performed between the outdoor unit 1 and the indoor unit 10 in step S78.
[0047]
If the determination conditions in steps S72, S74, and S75 are Yes, the process proceeds to step S79, in which the normal heating in step S78 or the normal defrost in step S80 is performed depending on whether the defrosting condition is satisfied.
As described above, in the heat storage system, the ice storage operation at the time of cooling, the cooling operation at the time of use, the heat storage operation at the time of heating, and the defrosting at the time of use have been described. For example, in a 24-hour store such as a convenience store where this system is installed. The installed air conditioner also operates for 24 hours.
[0048]
Therefore, in the present embodiment, in the heat storage (ice) time zone during the 24 hours, an inverter method is adopted so that the frequency can be changed according to the load during cooling and heating, and the fixed frequency is used during the heat storage (ice) operation. , Stable heat storage (ice) during the heat storage time zone becomes possible.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, a refrigeration and air conditioning integrated heat storage system that includes a refrigeration apparatus, an air conditioning apparatus, and a heat storage unit that can store heat in the air conditioning apparatus, and uses heat stored in the heat storage unit for operation of the air conditioning apparatus and the refrigeration apparatus In the above, when the preset time is reached, the air conditioning operation and the heat storage operation are alternately operated at predetermined time intervals, and the heat storage operation is set to be longer than the air conditioning operation time, so that the heat storage operation can be reliably performed. .
[0050]
In addition, by providing a second air conditioner separately from the air conditioner and operating simultaneously with the air conditioner, the required amount of heat storage (ice) can be secured without being greatly affected by the load, and the cooling device capacity per unit Need not be increased.
Further, the air conditioner and the second air conditioner use an inverter system, the air conditioning operation is operated by the inverter system, and the heat storage operation is performed at a fixed frequency, so that energy saving is performed during the air conditioning operation, and the frequency is reduced during the heat storage operation. The heat can be stably stored without being changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a refrigeration / air-conditioning integrated heat storage system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a heat storage (ice) operation process during cooling.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of a use cooling operation during cooling.
FIG. 4 is a flowchart showing a process of a use cooling operation of a showcase.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a heat storage operation process during heating.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of a use defrosting operation during heating.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 air conditioner outdoor unit 10 air conditioner indoor unit 2 refrigerator 3 heat storage tank 4 controller 11 second air conditioner outdoor unit 21 second air conditioner indoor unit
