JP2005003290A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、蓄熱用熱交換器を利用する氷蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時における圧縮機への液冷媒の戻り量の軽減化を図り、よって冷凍効率の向上を得られる空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機１、四方切換え弁２、室外熱交換器３、蓄熱用膨張弁１７、蓄熱用熱交換器７、室内熱交換器用膨張弁９、室内熱交換器１０を冷媒管Ｐを介して連通する冷凍サイクル回路Ｒを具備し、室外ユニットＡと、蓄熱媒体１９と蓄熱用熱交換器を収容する蓄熱槽１８を配置する蓄熱ユニットＢと、室内ユニットＣから構成され、蓄熱ユニット内に貫通するガス側冷媒管Ｐｂに蓄熱用バイパス管２５を接続し、このガス側冷媒管で蓄熱用バイパス管接続部から室外ユニット側までの間の部位に、冷房運転時では下部から上部へ、暖房運転時では上部から下部へ冷媒を流通させる縦長状筒体からなる補助タンク８を具備する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートポンプ式冷凍サイクルに蓄熱用熱交換器を加え、通常の冷暖房運転の他に、氷蓄熱運転、氷蓄熱利用冷房運転、温蓄運転、蓄熱利用除霜運転等の切換えを可能にした空気調和機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、室外側膨張弁、蓄熱用熱交換器、室内側膨張弁および室内熱交換器を冷媒配管で連通し、上記圧縮機を駆動することにより通常の冷房運転と暖房運転の他に、蓄熱用熱交換器を利用して氷蓄熱運転や、氷蓄熱利用冷房運転等を可能にした空気調和機が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この種の空気調和機においては、電気料金が割安な深夜に圧縮機を駆動して蓄熱用熱交換器で蓄熱媒体を製氷化する氷蓄熱運転や、蓄熱媒体を温水化する温蓄運転を行う。昼間になってから氷である蓄熱エネルギを利用して冷媒を過冷却状態とする氷蓄熱利用冷房運転を行い、冷房効率の向上を図っている。あるいは、温水である蓄熱エネルギを利用して室外熱交換器を除霜する蓄熱利用除霜運転を行い、除霜効率の向上を図っている。
【０００４】
上記蓄熱用熱交換器は内容積が大きいことが特徴であり、しかも備えた目的が主として冷房時のアンダークール領域の確保を図ることにある。そのため、この熱交換器内部がほとんど満液状態となり、冷凍サイクル全体での冷媒封入量が蓄熱用熱交換器を備えていない通常の冷凍サイクルと比較して多くなる。
【０００５】
特に、氷蓄熱運転や蓄熱利用除霜運転に切換えた際には、上記蓄熱用熱交換器が蒸発器として作用し、冷凍サイクル中の冷媒量が過剰状態となる。そのため、圧縮機への液戻り量が多くなってしまい、液圧縮が発生する虞れがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３７２３２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
その対策として、通常、圧縮機の吸込み側に設けられるアキュームレータを大型化して容量を増大し、圧縮機への液戻り量の低減化を図ることが考えられる。しかしながら、大容量アキュームレータを配置すると、室外機が大型化してしまい据付けスペースの拡大がともなう。また、大容量アキュームレータは圧力損失が大きいので、実際に用いるのは困難視されている。
【０００８】
空気調和機の製造メーカーとしては、可能な限りコストの上昇を抑制するのが必須の条件であり、そのために標準機種を流用し、もしくは標準機種をベースとして蓄熱用熱交換器を備えた空気調和機を開発することで対応を図っている。このベース機種の標準室外機に搭載されるアキュームレータは容量が比較的小さく、標準室外機をそのまま流用することはできない。
【０００９】
そこで、上記した標準室外機に用いられるアキュームレータをもう一基用意して、これを蓄熱ユニットに組み込んで対応する考えもある。しかしながら、暖房運転をなすと蓄熱ユニット内の上記アキュームレータが圧縮機の吐出側になるので、圧縮した冷媒ガスに含まれる圧縮機の潤滑油が上記アキュームレータに溜まってしまう。
【００１０】
そのまま放置すると圧縮機の潤滑油量が不足して焼き付け事故の発生の原因となる。当然、上記アキュームレータに溜まった潤滑油を圧縮機へ戻す油戻し回路が必要となるが、この回路の製作をともなうためにコストに悪影響を及ぼすこととなる。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、蓄熱用熱交換器を備えることを前提として、氷蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時などにおける圧縮機への液冷媒の戻り量の低減化を図り、よって冷凍効率の向上を得られる空気調和機を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の空気調和機は、圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、蓄熱用膨張弁、蓄熱用熱交換器、室内熱交換器用膨張弁、および室内熱交換器を順次、冷媒管を介して連通する冷凍サイクル回路を備え、圧縮機と四方切換え弁および室外熱交換器等を配置する室外ユニットと、蓄熱媒体を充填し蓄熱用熱交換器を浸漬させた蓄熱槽を配置する蓄熱ユニットと、室内熱交換器を配置する室内ユニットから構成され蓄熱ユニット内に室内ユニットと室外ユニットとを連通するガス側冷媒管を貫通し、このガス側冷媒管に蓄熱用熱交換器から室内熱交換器をバイパスする蓄熱用バイパス管を接続し、蓄熱ユニット内におけるガス側冷媒管の中途部で蓄熱用バイパス管接続部から室外ユニット側までの間の部位に、冷房運転時では冷媒が下部から上部へ流通し、暖房運転時では冷媒が上部から下部へ流通する縦長状筒体からなる補助タンクを具備する。
【００１３】
このような課題を解決する手段を採用することにより、氷蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時などにおける圧縮機への液冷媒の戻り量が低減化し、よって冷凍効率の向上を得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、空気調和機の概略構成と、冷凍サイクル回路の構成を説明する図である。
この空気調和機は、室外ユニットＡと、蓄熱ユニットＢおよび室内ユニットＣとから構成される。上記室外ユニットＡは、圧縮機１と、四方切換え弁２と、室外熱交換器３と、アキュームレータ４と、上記圧縮機１や四方切換え弁２および後述する電動部品を駆動制御する制御部（制御手段）５を備えている。
【００１５】
上記蓄熱ユニットＢは、ブリッジ回路６と、蓄熱用熱交換器７と、タンク８および室内熱交換器用膨張弁９（何れも後述する）を備えている。上記室内ユニットＣは、室内熱交換器１０を備えている。
【００１６】
上記圧縮機１、四方切換え弁２、室外熱交換器３、ブリッジ回路６、蓄熱用熱交換器７、室内熱交換器用膨張弁９、室内熱交換器１０および補助タンク８を介して上記四方切換え弁２が順次、冷媒管Ｐを介して連通され、これらで冷凍サイクル回路Ｒが構成される。
【００１７】
上記蓄熱ユニットＢにおけるブリッジ回路６は、第１の逆止弁１１と、第２の逆止弁１２と、第３の逆止弁１３と、第４の逆止弁１４および、これら逆止弁１１〜１４のうちの２つの逆止弁（第１の逆止弁１１と第３の逆止弁１３、第２の逆止弁１２と第４の逆止弁１４）を連通する中央管路１５を備えている。この中央管路１５には、リキッドタンク１６および蓄熱用膨張弁１７が直列に接続されている。
【００１８】
上記ブリッジ管路６の第２の逆止弁１２と第３の逆止弁１３が設けられる管路の接続部ａに、冷媒管Ｐを構成する液側冷媒管Ｐａの一端が接続されていて、この液側冷媒管Ｐａの他端は上記室内熱交換器用膨張弁９を介して上記室内熱交換器１０に接続される。上記室内熱交換器１０の他端には冷媒管Ｐを構成するガス側冷媒管Ｐｂが接続されていて、このガス側冷媒管Ｐｂは蓄熱ユニットＢ内を貫通し、上記室外ユニットＡ内の四方切換え弁２の所定のポートに接続される。
【００１９】
上記蓄熱ユニットＢ内の上記蓄熱用熱交換器７は蓄熱槽１８に収容されていて、この蓄熱槽１８には蓄熱媒体１９が充填される。上記蓄熱媒体１９として、たとえば水が用いられ、上記蓄熱槽１８内にほぼ満タン状態で充填されているので、上記蓄熱用熱交換器７はこの蓄熱媒体１９中に浸漬される。
【００２０】
上記蓄熱用熱交換器７の一端に第１の管路２０が接続されていて、この第１の管路２０は第１の解氷弁２１を介して上記ブリッジ回路６における中央管路１５の第１の逆止弁１１と第２の逆止弁１２が設けられる管路の接続部ｂに接続されている。
第１の管路２０における蓄熱用熱交換器７との接続部と第１の解氷弁２１との間に、第２の管路２２の一端部が接続されている。この第２の管路２２は、第１の蓄熱弁２３を介して上記液側冷媒管Ｐａにおけるブリッジ回路６と室内熱交換器用膨張弁９との間の部位に接続される。
【００２１】
上記液側冷媒管Ｐａにおける第２の管路２２の接続部と室内熱交換器用膨張弁９との間と、上記ガス側冷媒管Ｐｂの中途部とは蓄熱用バイパス管２５によって連通されていて、この蓄熱用バイパス管２５には第２の解氷弁２６と第２の蓄熱弁２７とが直列に設けられる。
上記蓄熱用熱交換器７の他端には第３の管路２８が接続されていて、この第３の管路２８は上記蓄熱用バイパス管２５における第２の解氷弁２６と第２の蓄熱弁２７との間に接続される。
【００２２】
一方、上記蓄熱ユニットＢ内を貫通する上記ガス側冷媒管Ｐｂには、上述したように補助タンク８が設けられる。この補助タンク８が設けられる部位は、ガス側冷媒管Ｐｂにおける上記蓄熱用バイパス管２５が接続する接続部ｃから室外ユニットＡへの突出部ｄとの間の位置に限定される。
【００２３】
そして、後述する冷凍サイクル運転をなした際に、冷房運転時などでは補助タンク８の下部から上部へ冷媒が流れ、暖房運転時などでは補助タンク８の上部から下部へ冷媒が流れるように、タンク８に対するガス側冷媒管Ｐｂの接続形態が限定される。
【００２４】
図２は、本発明の空気調和機を構成する室外ユニットＡと、蓄熱ユニットＢおよび室内ユニットＣの外観を示す斜視図である。
上記室外ユニットＡは、標準空気調和機における標準室外ユニットをそのまま、もしくは一部変更して流用している。筐体３０の前面に上下二段になった吹出し口３１が設けられていて、それぞれにファンガードが嵌め込まれている。筐体３０内にはそれぞれの吹出し口に対向して２台の室外送風機が上下に配置され、さらにこの室外送風機の背面側には上記室外熱交換器３が上下二段になった状態で配置されている。
【００２５】
上記蓄熱ユニットＢは、正面視と側面視および平面視のいずれにおいても矩形状に形成される筐体３２を備えている。この前面側には扉体３３が開閉自在に取付けられていて、メンテナンスの際に内部を開放できるようになっている。なお、この蓄熱ユニットＢの構造については、さらに詳細に説明する。
【００２６】
上記室内ユニットＣは、たとえば被空調室の天井内に筐体３４が埋め込まれる天井埋め込み型であって、この筐体３４の下面開口を閉塞する化粧パネル３５が天井板から露出する。上記筐体３４内には上記室内熱交換器１０と室内送風機が収容され、上記化粧パネル３５の中央部にグリルが嵌め込まれた吸込み口３６と、各周辺部にルーバーを備えた吹出し口３７が設けられる。
【００２７】
図３は、上記蓄熱ユニットＢを分解した斜視図である。上記筐体３２は固定脚が取付けられる底板３３ａと、上記前面扉体３３と、左右側面パネル３３ｂと、背面パネル３３ｃおよび天板３３ｄとの組み合わせ体から構成される。各パネル３３〜３３ｄは全て矩形状に形成され、上記天板３３ｄには点検用蓋４０が着脱自在に取付けられる。
【００２８】
上記筐体３２内部には、前面扉体３３と所定の間隙を存して補強板４１が設けられていて、この補強板４１には上記制御部５に電気的に接続される電気部品組立４２が取付けられる。上記電気部品組立４２には電気部品カバー４３が着脱自在に取付けられる。
上記補強板４１下部には配管固定板４４が取付けられていて、上記室外ユニットＡおよび室内ユニットＣに延出される複数本の冷媒管Ｐを固定保持している。上記前面扉体３３の下部には配管パネル４５が取付けられていて、上記冷媒管Ｐの接続端部を保持している。
【００２９】
上記筐体３２を構成する底板３３ａ上には上記蓄熱槽１８が据付けられる。上記蓄熱槽１８は平面視で円形状をなし、その直径は矩形状に形成される底板３３ａの幅方向寸法よりも若干小さい程度に設計されている。そして、蓄熱槽１８は底板３３ａの背面パネル３３ｃに近接した状態で配置されていて、蓄熱槽１８と上記補強板４１との間には、ある程度の空間スペースが確保されている。
【００３０】
上記蓄熱槽１８の高さ寸法は、筐体３２の高さ寸法よりも若干低い程度であり、蓄熱槽１８上端は天板３３ｄと所定の間隙を存した状態となっている。したがって、蓄熱槽１８と補強板４１との間の空間スペースは、底板３３ａから天板３３ｄに亘り蓄熱槽１８の高さ方向に沿って形成される。
【００３１】
このような空間スペースに、上記ブリッジ回路６や第１の管路〜第３の管路２０，２２，２８および蓄熱用バイパス管２５と、第１，第２の蓄熱弁２３，２７および第１，第２の解氷弁２１，２６と、リキッドタンク１６および補助タンク８等が配置される。ここでは、空間スペースにリキッドタンク１６と補助タンク８が配置されている状態が示されている。
【００３２】
上記リキッドタンク１６は空間スペースの一方の端部に配置されていて、縦長状の筒体から構成される。上記補助タンク８は空間スペースの他方の端部に配置されている縦長状の筒体である。この補助タンク８の高さ寸法は上記リキッドタンク１６の高さ寸法よりも小さく、補助タンク８下端部と底板３３ａとの間にはある程度の間隙を存している。
【００３３】
先に図１で説明した補助タンク８部分を参照すると理解が早いが、補助タンク８の上端に接続されるガス側冷媒管Ｐｂ１は一旦上方へ延出されてから逆Ｕ字状に曲成される。それから、このガス側冷媒管Ｐｂ１は水平に折曲されて蓄熱ユニットＢから突出し、室外ユニットＡにおける四方切換え弁２に接続される。
【００３４】
また、補助タンク８の下端部に接続されるガス側冷媒管Ｐｂ２は、そのまま下方に延長されてから底板３３ａと接触しない位置でＵ字状に曲成される。そして、水平方向から垂直方向に二段状に折曲され、略Ｔ字状をなす接続部ｃから下部側へ延出され、蓄熱ユニットＢから出て室内ユニットＣ内の室内熱交換器１０に連通される。上記Ｔ字状接続部ｃから上部側は、ガス側冷媒管Ｐｂと液側冷媒管Ｐａとを連通する上記蓄熱用バイパス管２５となる。この補助タンク８は、ガス側冷媒管Ｐｂの内径の３倍以上の内径があるとともに、内容積が２リットル以上ある。
【００３５】
つぎに、このようにして構成される空気調和機の作用について説明する。
図４に、蓄熱用熱交換器７を用いることなく冷房作用をなす通常冷房運転時における冷媒の流れを図中実線矢印で示し、蓄熱用熱交換器７により蓄熱槽１８内の蓄熱媒体１９を凍らせる（製氷する）氷蓄熱運転時における冷媒の流れを図中破線矢印で示し、製氷化された蓄熱媒体１９と蓄熱用熱交換器７とを熱交換して冷房運転をなす氷蓄熱利用冷房運転時における冷媒の流れを図中一点鎖線矢印で示している。
【００３６】
はじめに通常冷房運転から説明する。第１の解氷弁２１と第２の解氷弁２６および第１の蓄熱弁２３と第２の蓄熱弁２７は閉成され、蓄熱用膨張弁１７は全開状態で、室内熱交換器用膨張弁９が減圧作用をなすよう制御される。
【００３７】
圧縮機１で圧縮された冷媒は四方切換え弁２を介して室外熱交換器３に導入され凝縮する。凝縮した冷媒は室外ユニットＡから出て蓄熱ユニットＢに入り、ブリッジ回路６に導かれる。このブリッジ回路６では第１の逆止弁１１を介して中央管路１５に入り、リキッドタンク１６と蓄熱用膨張弁１７を介して第３の逆止弁１３から液側冷媒管Ｐａに導かれる。
【００３８】
この液側冷媒管Ｐａに設けられる室内熱交換器用膨張弁９によって減圧化され、蓄熱ユニットＢを出て室内ユニットＣに入り室内熱交換器１０で蒸発する。このとき、室内熱交換器１０に送風される室内空気と熱交換して蒸発潜熱を奪う。再び室内に吹出された熱交換空気は室内を冷房する。
【００３９】
一方、室内熱交換器１０で蒸発した冷媒はガス側冷媒管Ｐｂに導かれ、室内ユニットＣを出て再び蓄熱ユニットＢに入る。蓄熱ユニットＢに導かれる途中で、冷媒は補助タンク８の下部から導入され上部から導出される。このとき、蒸発冷媒と補助タンク８とは互いに何らの作用も及ぼさない。蓄熱ユニットＢを出たガス冷媒は再び室外ユニットＣに入り、四方切換え弁２を介して圧縮機１に吸込まれて上述のサイクルを循環する。
【００４０】
つぎに、氷蓄熱運転について説明する。この氷蓄熱運転は、たとえば夜間に提供される安価な深夜電力を利用して行われる。第１の蓄熱弁２３および第２の蓄熱弁２７は開放され、第１の解氷弁２１および第２の解氷弁２６は閉成されて、蓄熱用膨張弁１７が減圧作用をなすよう制御される。
【００４１】
圧縮機１から吐出される冷媒は、室外熱交換器３−第１の逆止弁１１−リキッドタンク１６−蓄熱用膨張弁１７−第３の逆止弁１３−第１の蓄熱弁２３−蓄熱用熱交換器７の順に導かれる。このとき、上記蓄熱用膨張弁１７で絞り作用が行われ、蓄熱用熱交換器７において冷媒が蒸発し、蓄熱槽１８内に充填された蓄熱媒体１９である水を冷凍して氷に換える。
【００４２】
上記蓄熱用熱交換器７から導出される蒸発冷媒は、第３の管路２８−第２の蓄熱弁２７−ガス側冷媒管Ｐｂ−補助タンク８の順に導かれ、あとは上述の通常冷房運転と同様の作用となる。
【００４３】
つぎに、氷蓄熱利用冷房運転について説明する。このとき、第１の蓄熱弁２３と第２の蓄熱弁２７は閉成され、第１の解氷弁２１と第２の解氷弁２６は開放される。そして、室内熱交換器用膨張弁９とともに蓄熱用膨張弁１７も絞り調整をなすよう制御される。
【００４４】
圧縮機１−室外熱交換器３−第１の逆止弁１１に導かれた冷媒は、接続部ｂにおいて中央管路１５に導かれる冷媒と、第１の管路２０に導かれる冷媒とに分流される。上記中央管路１５から第３の逆止弁１３を介して液側冷媒管Ｐａに導かれる冷媒を蓄熱用膨張弁１７で絞り調整することで、第１の管路２０から第１の解氷弁２１を介して蓄熱用熱交換器７に導かれる冷媒の流通量が設定される。
【００４５】
上記蓄熱用熱交換器７に導かれる冷媒は、既に室外熱交換器３において凝縮しているが、蓄熱槽１８内の製氷化した蓄熱媒体１９と熱交換してさらに冷却され、過冷却（アンダークール）状態となる。この蓄熱用熱交換器７と熱交換した過冷却状態の冷媒は、第２の解氷弁２６を介して液側冷媒管Ｐａに導かれる。
【００４６】
一方、上記中央管路１５の蓄熱用膨張弁１７で絞られた冷媒は第３の逆止弁１３を介して液側冷媒管Ｐａに導かれ、上記蓄熱用熱交換器７で熱交換したあとの冷媒と合流する。これらの冷媒は室内熱交換器用膨張弁９に導かれて減圧化され、室内熱交換器１０で蒸発する。この室内熱交換器１０には過冷却状態の冷媒が導かれるので、通常冷房運転時と比較して、過冷却された分だけ冷房効率の向上化を得られる。
【００４７】
図５に、蓄熱用熱交換器７を用いることなく暖房作用をなす通常暖房運転時における冷媒の流れを図中実線矢印で示し、蓄熱用熱交換器７により蓄熱槽１８内の蓄熱媒体１９を温めて温水化する温水蓄熱運転時における冷媒の流れを図中破線矢印で示し、上記温水を熱源に利用して室外熱交換器３の除霜をなす温水除霜運転時における冷媒の流れを図中一点鎖線矢印で示している。
【００４８】
はじめに、通常暖房運転から説明する。第１の解氷弁２１と第２の解氷弁２６および第１の蓄熱弁２３と第２の蓄熱弁２７は閉成され、蓄熱用膨張弁１７は全開状態で、室内熱交換器用膨張弁９が減圧作用をなすよう制御される。
【００４９】
圧縮機１で圧縮された冷媒は四方切換え弁２を介してガス側冷媒管Ｐｂに導かれ、室外ユニットＡを出て蓄熱ユニットＢに入り、上記補助タンク８の上部から導入され下部から導出される。このとき、補助タンク８はいわゆるバッファとしてガス冷媒を一時集溜し、ある程度のマフラ効果を得られる。
【００５０】
さらに、ガス冷媒は蓄熱ユニットＢを出て室内ユニットＣに入り、室内熱交換器１０で凝縮する。凝縮した冷媒は、室内熱交換器１０に送風される室内空気に対して凝縮熱を放出する。室内熱交換器１０で温度上昇した室内空気が再び室内に送風され、暖房作用をなす。
【００５１】
上記室内熱交換器１０で凝縮した冷媒は、再び蓄熱ユニットＢに入り室内熱交換器用膨張弁９で絞られ減圧化したあと液側冷媒管Ｐａを介してブリッジ回路６に導かれる。第２の逆止弁１２を介して中央管路１５に入り、リキッドタンク１６と蓄熱用膨張弁１７を介して第４の逆止弁１４から再び室外ユニットＡに入る。室外熱交換器３で蒸発し、四方切換え弁２を介して圧縮機１に吸込まれ上述のサイクルを循環する。
【００５２】
つぎに、温水蓄熱運転について説明する。この温水蓄熱運転は、たとえば夜間に提供される安価な深夜電力を利用して行われる。第１の蓄熱弁２３および第２の蓄熱弁２７は開放され、第１の解氷弁２１および第２の解氷弁２６は閉成されて、蓄熱用膨張弁１７が減圧作用をなすよう制御される。
【００５３】
圧縮機１から吐出される冷媒は、四方切換え弁２−補助タンク８−第２の蓄熱弁２７−蓄熱用熱交換器７−第１の蓄熱弁２３−第１の逆止弁１２−リキッドタンク１６−蓄熱用膨張弁１７の順に導かれる。このとき、上記蓄熱用膨張弁１７で絞り作用が行われ、蓄熱用熱交換器７において冷媒が凝縮して蓄熱槽１８内に充填された蓄熱媒体１９である水を温水化する。
上記蓄熱用膨張弁１７から導出される冷媒は、第４の逆止弁１４を介して上記室外熱交換器３に導かれて蒸発し、あとは上述の通常暖房運転と同様の作用となる。
【００５４】
つぎに、温水除霜運転について説明する。上述した温水蓄熱運転で蓄熱槽１８に温蓄されたエネルギは、専ら室外熱交換器３に対する温水除霜に利用される。このとき、第１の蓄熱弁２３と第２の蓄熱弁２７は開放され、第１の解氷弁２１と第２の解氷弁２６は閉成される。また、蓄熱用膨張弁１７のみ減圧作用をなすよう制御される。
【００５５】
冷媒は、圧縮機１から切換えられた四方切換え弁２を介して室外熱交換器３に導かれて凝縮し、この室外熱交換器３を構成するフィンに付着している霜を溶融除去する。室外熱交換器３を出た冷媒は、第１の逆止弁１１−リキッドタンク１６−蓄熱用膨張弁１７−第３の逆止弁１３−第１の蓄熱弁２３−蓄熱用熱交換器７の順に導かれる。
【００５６】
この蓄熱用熱交換器７では冷媒が蓄熱槽１８内の温水（蓄熱媒体１９）の温蓄エネルギから熱を奪い、いわゆる冷媒加熱される。そのあと、第２の蓄熱弁２７を介してタンク８に導かれ、通常冷房運転や氷蓄熱運転および氷蓄熱利用冷房運転と同様のサイクルを循環する。
【００５７】
なお、上記蓄熱用熱交換器７は内容積が大きく、かつアンダークール確保をなすため、この内部がほとんど満液状態となり、冷凍サイクル全体での冷媒封入量が多くなっている。上記氷蓄熱運転、温水除霜運転のいずれも、蓄熱用熱交換器７が蒸発器として作用するため、冷凍サイクル回路Ｒ中の冷媒量が過剰になり、圧縮機１への液戻り量が多い。
【００５８】
本発明では、蓄熱ユニットＢ内におけるガス側冷媒管Ｐｂに補助タンク８を備えたことを特徴の一つとしている。
たとえば、上述の氷蓄熱運転時において、蓄熱用熱交換器７で蒸発した冷媒は、補助タンク８に導かれ、ここに一旦溜められる。
しかも、冷媒は縦長状の筒体からなる補助タンク８の下部から上部に導かれるようになっているので、蒸発冷媒を構成する液相分が補助タンク８に効率よく溜められ、圧縮機１への液戻りがほとんどなくなる。圧縮機１において液圧縮が生じることがなく、液圧縮にともなう多くの事故の発生を未然に阻止する。
【００５９】
なお、特に蓄熱利用冷房運転時には、室内熱交換器用膨張弁９とともに蓄熱用膨張弁１７の開度が制御部５で制御され、それぞれに流通する冷媒の絞り量が最適状態に保持されている。そして、蓄熱利用冷房運転が終了した状態で制御部５に停止指令が入ると、制御部５は圧縮機１に停止制御信号を送って停止する。
【００６０】
この停止状態では、圧縮機１と室内熱交換器用膨張弁９までの高圧側と、室内熱交換器用膨張弁９から圧縮機１までの低圧側を均圧化して、再度の冷凍サイクル運転の開始指令が入ったときに圧縮機１が円滑に起動するようにしなければならない。
【００６１】
上述した蓄熱利用冷房運転では、上記蓄熱用熱交換器７が凝縮器として作用し液冷媒で満たされているとともに、冷凍サイクル回路Ｒに占める蓄熱用熱交換器７の冷媒収容量が室内熱交換器１０と比較して極めて大であり、運転を停止すると、均圧作用により蓄熱用熱交換器７内の多量で高圧の液冷媒が圧縮機１の吸込み側へ戻る恐れがある。
【００６２】
そこで、上記制御部５は図６に示すような制御をなすように設定されている。すなわち、氷蓄熱利用冷房運転の指令信号が入っている状態では、圧縮機１に対して通常の駆動制御がなされ、蓄熱用膨張弁１７と、室内熱交換器用膨張弁９は絞り制御がなされ、第１，第２の解氷弁２１，２６はいずれも開放され、第１，第２の蓄熱弁２３，２７はいずれも閉成されて、上述のごとき氷蓄熱利用冷房運転が行われている。
【００６３】
停止指令が入ると、制御部５は圧縮機１に対して停止信号を送り、蓄熱用膨張弁１７と室内熱交換器用膨張弁９を全開状態とする制御信号を出す。第１，第２の解氷弁２１，２６には閉成信号を送り、第１，第２の蓄熱弁２３，２７には引き続き閉成信号を送る。ただし、蓄熱用膨張弁１７と室内熱交換器用膨張弁９および第１の蓄熱弁２３に対する制御信号は所定時間（たとえば、２分２０秒）だけ継続する。
【００６４】
この所定時間内では、蓄熱用熱交換器１７に連通する全ての弁（第１，第２の解氷弁２１，２６、第１，第２の蓄熱弁２３，２７）が閉成されて、蓄熱用熱交換器１７に高圧液冷媒をそのまま封じ込めておく。
その一方で、蓄熱用膨張弁１７と室内熱交換器用膨張弁９が全開状態にあるから、高圧側にある室外熱交換器３の高圧冷媒が室内熱交換機用膨張弁９から低圧側に導かれ、上記圧縮機１の吸込み側（低圧側）と吐出側（高圧側）における均圧化がなされる。
【００６５】
所定時間の経過後は、制御部５は蓄熱用膨張弁１７と室内熱交換器用膨張弁９および第１の蓄熱弁２３に対して、それまでとは逆の制御信号を送り、その他の部品については継続して同じ制御信号を送る。すなわち、蓄熱用膨張弁１７と室内熱交換器用膨張弁９は全閉状態とし、第１の蓄熱弁２３を開放するよう切換える。
【００６６】
したがって、蓄熱用熱交換器７に充満していた高圧の液冷媒が、第１の蓄熱弁２３および第２の逆止弁１２を介してリキッドタンク１６に導かれる。第１の蓄熱弁２３に対する開放信号を所定時間（たとえば、８分）だけ継続すれば、蓄熱用熱交換器７にあった高圧液冷媒のほとんど大部分がリキッドタンク１６に移動し、よって蓄熱用熱交換器７における均圧がなされる。
【００６７】
このようにして、第１段目均圧として室内熱交換器用膨張弁９の全開による圧縮機１に対する高圧側と低圧側の均圧化をなし、第２段目均圧として第１の蓄熱弁２３のみの開放による蓄熱用熱交換器７に対する均圧化の２段階制御をなすことにより、停止中に液冷媒の多くをリキッドタンク１６に保持することができる。そのため、再度の運転指令が入った状態で圧縮機１への液戻りが低減化される。
【００６８】
なお、特に蓄熱ユニットＢを平面視で矩形状の筐体３２に成形し、この内部に平面視で略丸型状の蓄熱槽１８を収容して、残りのスペースに上記タンク８とリキッドタンク１６を配置するようにしたから、必然的に形成される筐体３２内の空間スペースを有効利用できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、蓄熱用熱交換器を備えることを前提として、氷蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時などにおける圧縮機への液冷媒の戻り量の軽減化を図り、よって冷凍効率の向上を得られる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における、空気調和機の冷凍サイクル構成図。
【図２】同実施の形態に係る、空気調和機を構成する各ユニットの外観斜視図。
【図３】同実施の形態に係る、蓄熱ユニットの分解した斜視図。
【図４】同実施の形態に係る、通常冷房運転と、氷蓄熱運転および氷蓄熱利用冷房運転時における、冷媒の流れを説明する図。
【図５】同実施の形態に係る、通常暖房運転と、温水蓄熱運転および温水除霜運転時における、冷媒の流れを説明する図。
【図６】同実施の形態に係る、２段階均圧制御を説明する図。
【符号の説明】
１…圧縮機、３…室外熱交換器、１７…蓄熱用膨張弁、７…蓄熱用熱交換器、９…室内熱交換器用膨張弁、１０…室内熱交換器、Ａ…室外ユニット、１８…蓄熱槽、Ｂ…蓄熱ユニット、Ｃ…室内ユニット、Ｐｂ…ガス側冷媒管、２５…蓄熱用バイパス管、８…タンク、５…制御部（制御手段）、３２…筐体。

Claims (3)

1. 圧縮機、四方切換え弁、室外熱交換器、蓄熱用膨張弁、蓄熱用熱交換器、室内熱交換器用膨張弁、および室内熱交換器を順次、冷媒管を介して連通する冷凍サイクル回路を備え、
   上記圧縮機と四方切換え弁および室外熱交換器等を配置する室外ユニットと、蓄熱媒体を充填するとともに、この蓄熱媒体に上記蓄熱用熱交換器を浸漬させた蓄熱槽を配置する蓄熱ユニットと、上記室内熱交換器を配置する室内ユニットから構成される空気調和機であり、
   上記蓄熱ユニット内に、上記室内ユニットと室外ユニットとを連通するガス側冷媒管を貫通し、
   このガス側冷媒管に、上記蓄熱用熱交換器から上記室内熱交換器をバイパスする蓄熱用バイパス管を接続し、
   上記蓄熱ユニット内における上記ガス側冷媒管の中途部で、かつ上記蓄熱用バイパス管接続部から室外ユニット側までの間の部位に、冷房運転時では冷媒が下部から上部へ流通し、暖房運転時では冷媒が上部から下部へ流通する縦長状筒体からなる補助タンクを具備することを特徴とする空気調和機。
2. 上記蓄熱利用冷房運転の停止時に、第１段目均圧として、上記蓄熱用熱交換器に連通する管路に設けられる全ての弁類を閉成するとともに上記室内熱交換器用膨張弁を全開して、蓄熱用熱交換器を除く高圧側と低圧側との均圧をなし、そのあと第２段目均圧として、所定の弁を開放して蓄熱用熱交換器内を均圧する、２段階均圧を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気調和機。
3. 上記蓄熱ユニットは、平面視で矩形状の筐体内に、平面視で略丸型状の蓄熱槽が収容され、筐体内の残りの空間スペースに上記補助タンクが配置されることを特徴とする請求項１記載の空気調和機。

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