JP2005337662A - Air conditioning device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄熱機能を有する空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner having a heat storage function.
従来、圧縮機から吐出された冷媒(以下、吐出冷媒という)に含まれる温熱を蓄熱材に蓄積する温蓄熱運転モードと、温蓄熱運転によって蓄積した温熱を利用して暖房運転を行いつつ室外熱交換器のデフロストを行う暖房兼デフロスト運転モードとを有する空気調和装置がある(例えば、特許文献1参照)。ところで、このような空気調和装置に用いられる蓄熱材としては、例えば、ポリエチレングリコール、トレイトール、パラフィン、酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物などがよく知られている。これらの蓄熱材は、吐出冷媒の温熱を主に潜熱として蓄積することができることを特徴としている。
ところが、これらの蓄熱材は過度に熱しすぎると徐々に劣化し、最終的には蓄積できる温熱量が減少するという不具合が起きるおそれがある。本発明の課題は、吐出冷媒の過熱による蓄熱材の劣化を防止することができる空気調和装置を提供することにある。 However, if these heat storage materials are heated excessively, they gradually deteriorate, and there is a risk that the amount of heat that can be stored eventually decreases. The subject of this invention is providing the air conditioning apparatus which can prevent deterioration of the thermal storage material by overheating of a discharge refrigerant | coolant.
第1発明に係る空気調和装置は、冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機、蓄熱用熱交換器、ガス側冷媒配管、および冷却手段を有する。蓄熱用熱交換器は、吐出冷媒に含まれる温熱を蓄熱材に蓄積させるための熱交換器である。なお、ここにいう「吐出冷媒」とは、圧縮機から吐出されたガス状の冷媒をいう。また、ここにいう「蓄熱材」とは、例えば、ポリエチレングリコール、トレイトール、パラフィン、酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物などである。ガス側冷媒配管は、蓄熱用熱交換器のガス側に配管接続される。また、このガス側冷媒配管は、吐出冷媒を蓄熱用熱交換器に導く役割を担う。冷却手段は、ガス側冷媒配管に流れる吐出冷媒を冷却することができる。 The air conditioning apparatus according to the first invention includes a refrigerant circuit. The refrigerant circuit includes a compressor, a heat storage heat exchanger, a gas-side refrigerant pipe, and a cooling unit. The heat storage heat exchanger is a heat exchanger for storing the heat contained in the discharged refrigerant in the heat storage material. Here, the “discharge refrigerant” refers to a gaseous refrigerant discharged from the compressor. Further, the “heat storage material” referred to here is, for example, polyethylene glycol, threitol, paraffin, sodium acetate trihydrate, sodium sulfate decahydrate, and the like. The gas side refrigerant pipe is connected to the gas side of the heat storage heat exchanger. Moreover, this gas side refrigerant | coolant piping bears the role which guides a discharge refrigerant | coolant to the heat exchanger for thermal storage. The cooling means can cool the discharged refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe.
この空気調和装置では、冷却手段が、ガス側冷媒配管に流れる吐出冷媒を冷却することができる。このため、この空気調和装置では、吐出冷媒により蓄熱材が過度に加熱されるのを防ぐことができる。したがって、この空気調和装置では、吐出冷媒の過熱による蓄熱材の劣化を防止することができる。
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、冷媒回路は、液側冷媒配管をさらに有する。液側冷媒配管は、蓄熱用熱交換器の液側に配管接続される。また、この液側冷媒配管は、凝縮冷媒を排出する役目を担う。なお、ここにいう「凝縮冷媒」とは、蓄熱用熱交換器において凝縮された冷媒をいう。そして、冷却手段は、二重管熱交換器である。二重管熱交換器では、ガス側冷媒配管に流れる吐出冷媒と液側冷媒配管に流れる凝縮冷媒とが熱交換される。
In this air conditioner, the cooling means can cool the discharged refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe. For this reason, in this air conditioning apparatus, it is possible to prevent the heat storage material from being excessively heated by the discharged refrigerant. Therefore, in this air conditioning apparatus, deterioration of the heat storage material due to overheating of the discharged refrigerant can be prevented.
An air conditioner according to a second aspect is the air conditioner according to the first aspect, wherein the refrigerant circuit further includes a liquid side refrigerant pipe. The liquid side refrigerant pipe is connected to the liquid side of the heat storage heat exchanger. Moreover, this liquid side refrigerant | coolant piping bears the role which discharges a condensed refrigerant | coolant. Here, the “condensed refrigerant” refers to a refrigerant condensed in the heat storage heat exchanger. The cooling means is a double tube heat exchanger. In the double pipe heat exchanger, heat is exchanged between the discharge refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe and the condensed refrigerant flowing in the liquid side refrigerant pipe.
この空気調和装置では、二重管熱交換器において、ガス側冷媒配管に流れる吐出冷媒と液側冷媒配管に流れる凝縮冷媒とが熱交換される。このため、この空気調和装置では、チラーなど、他の冷却機器を導入することなく吐出冷媒を冷却し、蓄熱材の劣化を防止することができる。したがって、この空気調和装置では、低コストで本発明の課題を克服することができる。 In this air conditioner, in the double pipe heat exchanger, heat is exchanged between the discharge refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe and the condensed refrigerant flowing in the liquid side refrigerant pipe. For this reason, in this air conditioning apparatus, it is possible to cool the discharged refrigerant without introducing other cooling devices such as a chiller, and to prevent deterioration of the heat storage material. Therefore, this air conditioner can overcome the problems of the present invention at low cost.
第3発明に係る空気調和装置は、第2発明に係る空気調和装置であって、冷媒回路は、減圧機構をさらに有する。減圧機構は、蓄熱用熱交換器の液側から液側冷媒配管を通じて二重管熱交換器に向かって流れる凝縮冷媒を減圧することができる。
この空気調和装置では、減圧機構が、蓄熱用熱交換器の液側から液側冷媒配管を通じて二重管熱交換器に向かって流れる凝縮冷媒を減圧することができる。このため、この空気調和装置では、凝縮冷媒が二重管熱交換器に流入する前に凝縮冷媒をさらに低温することができる。したがって、この空気調和装置では、吐出冷媒の冷却効率を向上させることができる。
An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the second aspect of the present invention, wherein the refrigerant circuit further includes a pressure reducing mechanism. The depressurization mechanism can depressurize the condensed refrigerant flowing from the liquid side of the heat storage heat exchanger toward the double pipe heat exchanger through the liquid side refrigerant pipe.
In this air conditioner, the decompression mechanism can decompress the condensed refrigerant that flows from the liquid side of the heat storage heat exchanger toward the double-tube heat exchanger through the liquid side refrigerant pipe. For this reason, in this air conditioning apparatus, the condensed refrigerant can be further cooled before the condensed refrigerant flows into the double pipe heat exchanger. Therefore, in this air conditioning apparatus, the cooling efficiency of the discharged refrigerant can be improved.
第1発明に係る空気調和装置では、吐出冷媒により蓄熱材が過度に加熱されるのを防止することができる。したがって、この空気調和装置では、吐出冷媒の過熱による蓄熱材の劣化を防止することができる。
第2発明に係る空気調和装置では、チラーなど、他の冷却機器を導入することなく吐出冷媒を冷却し、蓄熱材の劣化を防止することができる。したがって、この空気調和装置では、低コストで本発明の課題を克服することができる。
In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, the heat storage material can be prevented from being excessively heated by the discharged refrigerant. Therefore, in this air conditioning apparatus, deterioration of the heat storage material due to overheating of the discharged refrigerant can be prevented.
In the air conditioner according to the second aspect of the present invention, the discharged refrigerant can be cooled without introducing other cooling equipment such as a chiller, and deterioration of the heat storage material can be prevented. Therefore, this air conditioner can overcome the problems of the present invention at low cost.
第3発明に係る空気調和装置では、凝縮冷媒が二重管熱交換器に流入する前に凝縮冷媒をさらに低温することができる。したがって、この空気調和装置では、吐出冷媒の冷却効率を向上させることができる。 In the air conditioner according to the third aspect of the present invention, the condensed refrigerant can be further cooled before the condensed refrigerant flows into the double pipe heat exchanger. Therefore, in this air conditioning apparatus, the cooling efficiency of the discharged refrigerant can be improved.
[空気調和装置の構成]
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略冷媒回路10を図1に示す。
この空気調和装置1は、冷房運転および暖房運転のみならずデフロスト運転、暖房兼温蓄熱運転、および暖房兼デフロスト運転も可能な空気調和装置(冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置)であって、主冷媒回路1a、バイパスライン1b、および蓄熱ライン1cから構成される冷媒回路10を備えている。
[Configuration of air conditioner]
A
This air conditioner 1 is an air conditioner that can be used not only for cooling operation and heating operation, but also for defrost operation, heating and heat storage operation, and heating and defrost operation (for cold districts where the temperature is below freezing in winter etc.) Air conditioner), and includes a
主冷媒回路1aには主に、圧縮機111、四路切換弁113、室外熱交換器112、第1電動膨張弁EV1、室内熱交換器171、第1開閉機構OC1、および気液分離器114が配備されており、各機器は、図1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
バイパスライン1bは、一端が四路切換弁113と室外熱交換器112のガス側とを接続する冷媒配管(以下、第1室外側冷媒ガス配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と室内熱交換器171のガス側とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路1aと接続されている。なお、以下、バイパスライン1bと第1室外側冷媒ガス配管との接続点を第1BL接続点BC1といい、バイパスライン1bと室内側冷媒ガス配管との接続点を第2BL接続点BC2という。そして、このバイパスライン1bには、第2開閉機構OC2が配備されている。
The main refrigerant circuit 1a mainly includes a
The
蓄熱ライン1cは、一端が室外熱交換器112の液側と第1電動膨張弁EV1とを接続する冷媒配管(以下、室外側冷媒液配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と四路切換弁113とを接続する冷媒配管(以下、第2室外側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路1aと接続されている。なお、以下、蓄熱ライン1cと室外側冷媒液配管との接続点を第1HL接続点HC1といい、蓄熱ライン1cと第2室外側冷媒ガス配管との接続点を第2HL接続点HC2という。そして、この蓄熱ライン1cには、二重管熱交換器143、蓄熱用熱交換器141、および第2電動膨張弁EV2が配備されている。なお、この蓄熱ライン1cでは、第2HL接続点HC2と二重管熱交換器143の第1ガス側ポートとが第1蓄熱用冷媒ガス配管156により、二重管熱交換器143の第2ガス側ポートと蓄熱用熱交換器141のガス側とが第2蓄熱用冷媒ガス配管154により、蓄熱用熱交換器141の液側と第2電動膨張弁EV2とが第1蓄熱用冷媒液配管157により、第2電動膨張弁EV2と二重管熱交換器143の第2液側ポートLP2とが第2蓄熱用冷媒液配管155により、そして二重管熱交換器143の第1液側ポートLP1と第1HL接続点HC1とが第3蓄熱用熱交換器158によりそれぞれ配管接続されている。
One end of the
また、本実施形態では、空気調和装置1は、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器171、第1電動膨張弁EV1、冷媒ガス配管181、および冷媒液配管182を主に有する室内ユニット17と、蓄熱用熱交換器141、蓄熱槽142、第2電動膨張弁EV2、二重管熱交換器143、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第1冷媒ガス配管151、第2冷媒ガス配管153、および冷媒液配管152を主に有する蓄熱ユニット14と、圧縮機111、四路切換弁113、室外熱交換器112、気液分離器114、第1冷媒ガス配管121、第2冷媒ガス配管123、および冷媒液配管122を主に有する室外ユニット11と、室内ユニット17の冷媒液配管182と蓄熱ユニット14の冷媒液配管152とを接続する第1冷媒連絡配管187と、室内ユニット17の冷媒ガス配管181と蓄熱ユニット14の冷媒ガス配管151とを接続する第2冷媒連絡配管186と、蓄熱ユニット14の冷媒液配管152と室外ユニット11の冷媒液配管122とを接続する第3冷媒連絡配管137と、蓄熱ユニット14の第1冷媒ガス配管151と室外ユニット11の第1冷媒ガス配管121とを接続する第4冷媒連絡配管136と、蓄熱ユニット14の第2冷媒ガス配管153と室外ユニット11の第2冷媒ガス配管123とを接続する第5冷媒連絡配管135とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット11の冷媒液配管122と第3冷媒連絡配管137とは室外ユニット11の液側閉鎖弁133を介して、室外ユニット11の第1冷媒ガス配管121と第4冷媒連絡配管136とは室外ユニット11の第2ガス側閉鎖弁132を介して、室外ユニット11の第2冷媒ガス配管123と第5冷媒連絡配管135とは室外ユニット11の第1ガス側閉鎖弁131を介してそれぞれ接続されている。
In the present embodiment, the air conditioner 1 is a separation-type air conditioner, and mainly includes an
なお、このように本実施形態にかかる空気調和装置1をユニット単位で見た場合、第1BL接続点BC1は室外ユニット11に属し、第2BL接続点BC2、第1HL接続点HC1、および第2HL接続点HC2は蓄熱ユニット14に属する。
(1)室内ユニット
室内ユニット17は、主に、室内熱交換器171、第1電動膨張弁EV1、室内ファン(図示せず)、冷媒ガス配管181、および冷媒液配管182を有している。
In addition, when the air conditioner 1 according to the present embodiment is viewed in units as described above, the first BL connection point BC1 belongs to the
(1) Indoor unit The
室内熱交換器171は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
室内ファンは、ユニット17内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器171を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。
The
The indoor fan is a fan for taking in air in the air-conditioned room into the
そして、この室内ユニット17は、このような構成を採用することによって、冷房運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器171を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、および暖房兼デフロスト運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器171を流れるガス冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(2)蓄熱ユニット
蓄熱ユニット14は、主に、蓄熱用熱交換器141、蓄熱槽142、第2電動膨張弁EV2、二重管熱交換器143、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第1冷媒ガス配管151、第2冷媒ガス配管153、および冷媒液配管152を有している。
蓄熱用熱交換器141は、蓄熱槽142に蓄えられている蓄熱材(例えば、ポリエチレングリコール、トレイトール、パラフィン、酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物など)と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
(2) Heat storage unit The
The heat
二重管熱交換器143は、暖房兼温蓄熱運転時において圧縮機111から四路切換弁113、第2ガス側閉鎖弁132、および第2HL接続点HC2を経由して蓄熱用熱交換器414に向かって吐出される高温のガス冷媒を、蓄熱用熱交換器141において凝縮された低温の液冷媒により冷却させるための熱交換器である。
第1開閉機構OC1は、開閉可能な第1電磁弁SV1および第1逆止弁161を有している。この第1開閉機構OC1では、第1電磁弁SV1と第1逆止弁161とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第1逆止弁161は、各ユニット11,14,17が接続された状態において第2ガス側閉鎖弁132から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The double-
The first opening / closing mechanism OC1 includes a first electromagnetic valve SV1 and a
第2開閉機構OC2は、開閉可能な第2電磁弁SV2および第2逆止弁162を有している。この第2開閉機構OC2では、第2電磁弁SV2と第2逆止弁162とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第2電磁弁SV2は第1BL接続点BC1側に、第2逆止弁162は第2BL接続点BC2側に配置される。また、この第2逆止弁162は、各ユニット11,14,17が接続された状態において第1ガス側閉鎖弁131から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The second opening / closing mechanism OC2 includes a second electromagnetic valve SV2 and a
そして、この蓄熱ユニット14は、このような構成を採用することによって、暖房兼温蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器141を流れるガス冷媒の温熱を蓄熱材に蓄積させ、暖房兼デフロスト運転時には蓄熱用熱交換器141を流れる液冷媒に蓄熱材に蓄積される温熱を供給することによってその液冷媒を蒸発させることが可能となっている。なお、この蓄熱材は、融点がおよそ30℃から40℃であり、潜熱として温熱を蓄積することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(3)室外ユニット
室外ユニット11は、主に、四路切換弁113、気液分離器114、圧縮機111、室外熱交換器112、第1冷媒ガス配管121、第2冷媒ガス配管123、および冷媒液配管122を有している。
圧縮機111は、吸入管125を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮した後、吐出管126に吐出するための機器である。本実施形態において、圧縮機111は、スクロール式やロータリ式等の容積式の圧縮機である。
(3) Outdoor unit The
The
四路切換弁113は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には圧縮機111の吐出管126と室外熱交換器112のガス側とを接続するとともに圧縮機111の吸入管125と第2ガス側閉鎖弁132とを気液分離器114を介して接続し、暖房運転時および暖房兼温蓄熱運転時には圧縮機111の吐出管126と第2ガス側閉鎖弁132とを接続するとともに圧縮機111の吸入管125と室外熱交換器112のガス側とを気液分離器114を介して接続することが可能である。
The four-
室外熱交換器112は、冷房運転時において、圧縮機111から吐出された高圧のガス冷媒を空調室外の空気を熱源として凝縮させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器171から戻る液冷媒を、暖房兼温蓄熱運転時には室内熱交換器171および蓄熱用熱交換器141から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。
[空気調和装置の動作]
空気調和装置1の運転動作について、図1および図2を用いて説明する。この空気調和装置1は、上述したように冷房運転、暖房運転、暖房兼温蓄熱運転、デフロスト運転、および暖房兼デフロスト運転を行うことが可能である。
The
[Operation of air conditioner]
The operation | movement operation | movement of the air conditioning apparatus 1 is demonstrated using FIG. 1 and FIG. As described above, the air conditioner 1 can perform a cooling operation, a heating operation, a heating / temperature storage operation, a defrost operation, and a heating / defrost operation.
(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は過冷却度制御(以下、SC制御という)され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器112のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器112の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(1) Cooling operation During the cooling operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112において凝縮されて液冷媒となる。
そして、この液冷媒は、液側閉鎖弁133および第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器171に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。
When the
Then, this liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1 via the liquid
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、再び、圧縮機111に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
(2)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁113が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出側が第2ガス側閉鎖弁132に接続され、かつ、圧縮機111の吸入側が気液分離器114を介して室外熱交換器112のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器171のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器171の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第2電磁弁SV2は、OFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
(2) Heating operation During the heating operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、第2ガス側閉鎖弁132、第2HL接続点HC2、第1逆止弁161、および第2BL接続点BC2を経由して、室内熱交換器171に供給される。
そして、そのガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1および液側閉鎖弁133を経由して室外熱交換器112に送られて、室外熱交換器112において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
When the
The gas refrigerant heats the indoor air in the
(3)暖房兼温蓄熱運転
暖房兼温蓄熱運転時は、四路切換弁113が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出側が第2ガス側閉鎖弁132に接続され、かつ、圧縮機111の吸入側が気液分離器114を介して室外熱交換器112のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器171のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器171の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(3) Heating and temperature storage operation At the time of heating and temperature storage operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第2ガス側閉鎖弁132を経由して第2HL接続点HC2に至る。そして、第2HL接続点HC2に至ったガス冷媒は、その後、第1逆止弁161および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器171に向かう経路である第1経路と、蓄熱用熱交換器141に向かう経路である第2経路とに分配される。
When the
第1経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
一方、第2経路に分配されたガス冷媒は、二重管熱交換器143を経由して蓄熱用熱交換器141に供給される。ガス冷媒は、二重管熱交換器143を経由する際、蓄熱用熱交換器141において先に凝縮され第2電動膨張弁EV2により先に減圧された低温の液冷媒によって所定の温度だけ冷却される。そして、蓄熱用熱交換器141に供給されたガス冷媒は、蓄熱用熱交換器141において蓄熱材を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この際、蓄熱材は、固相から液相に相転移し、ガス冷媒から供給される温熱を主に潜熱として蓄積する。その後、この液冷媒は、第2電動膨張弁EV2に送られ、第2電動膨張弁EV2において減圧された後に二重管熱交換器143を経由して第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the first path heats the indoor air in the
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the second path is supplied to the heat
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点において合流した後、液側閉鎖弁133を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。
The liquid refrigerant reaching the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1 and the liquid refrigerant reaching the first HL connection point HC1 via the second electric expansion valve EV2 are connected to the first HL connection. After merging at the point, it is sent to the
なお、この暖房兼温蓄熱運転は、主に、空気調和装置1の起動時に行われ、蓄熱槽142に設けられている蓄熱材の温度検出用の温度センサの値が所定値以上になると自動的に暖房運転に切り換わるようになっている。
(4)デフロスト運転
デフロスト運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は所定の開度を維持する状態とされ、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
This heating and heat storage operation is mainly performed when the air conditioner 1 is started, and automatically when the value of the temperature sensor for detecting the temperature of the heat storage material provided in the
(4) Defrost operation During the defrost operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。
そして、室外熱交換器112で凝縮された液冷媒は、液側閉鎖弁133および第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器171に供給され、室内熱交換器171の周囲の空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。なお、この際、空調室内を積極的に冷房しないように、室内ファンが駆動しないように制御される。
When the
Then, the liquid refrigerant condensed in the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、再び、圧縮機111に吸入される。
なお、このデフロスト運転は、室外熱交換器112の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、室内熱交換器171に霜が付着しないように、暖房運転などとの間で間欠的に行われる。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
The defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
(5)暖房兼デフロスト運転
暖房兼デフロスト運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全開状態とされ、第2電動膨張弁EV2は高圧制御(以下、HP制御という)される。なお、第2電動膨張弁EV2がHP制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、圧縮機111の吐出圧力が所定値以上となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はOFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2はONされて開状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(5) Heating / Defrost Operation During the heating / defrost operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126および四路切換弁113を経由して第1BL接続点BC1に至る。そして、第1BL接続点BC1に至ったガス冷媒は、その後、第1ガス側閉鎖弁131、第2切換機構OC2、および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器171に向かう経路である第3経路と、室外熱交換器112に向かう経路である第4経路とに分配される。
When the
第3経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至る。
一方、第4経路に分配されたガス冷媒は、室外熱交換器112の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、液側閉鎖弁133を経由して第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the third path heats indoor air in the
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the fourth path melts frost adhering to the outer surface of the
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、液側閉鎖弁133を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点HC1において合流した後、二重管熱交換器143を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に蓄熱用熱交換器141に送られ、蓄熱用熱交換器141において温熱を蓄積している蓄熱材によって蒸発されてガス冷媒となる。この際、蓄熱材は、蓄熱していた温熱を放出するため、液相から固相に相転移することとなる。その後、そのガス冷媒は、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。
The liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1 and the liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 via the liquid-
なお、この冷媒回路10には、暖房兼デフロスト運転時において室外熱交換器112に液冷媒が溜まるように冷媒が充填されている。このため、他の運転時においては冷媒が余剰となるが、この余剰冷媒は、主に、気液分離器114に貯留される。
また、この暖房兼デフロスト運転は、室外熱交換器112の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、所定時間(例えば、10分間)継続して行われる。
The
The heating and defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
[空気調和装置の特徴]
(1)
本実施の形態に係る空気調和装置1では、二重管熱交換器143において、圧縮機111から吐出された高温のガス冷媒は、二重管熱交換器143を経由する際、蓄熱用熱交換器141において先に凝縮され第2電動膨張弁EV2により先に減圧された低温の液冷媒によって所定の温度だけ冷却される。このため、この空気調和装置1では、ガス冷媒により蓄熱材が過度に加熱されるのを防ぐことができる。したがって、この空気調和装置1では、蓄熱材の劣化を防止することができる。
[Characteristics of air conditioner]
(1)
In the air conditioner 1 according to the present embodiment, the high-temperature gas refrigerant discharged from the
(2)
本実施の形態に係る空気調和装置1では、電動膨張弁EV2が、蓄熱用熱交換器143の液側から二重管熱交換器143に向かって流れる液冷媒を減圧することができる。このため、この空気調和装置1では、液冷媒が二重管熱交換器143に流入する前に液冷媒をさらに低温することができる。したがって、この空気調和装置1では、高温のガス冷媒を効率よく冷却させることができる。
(2)
In the air conditioner 1 according to the present embodiment, the electric expansion valve EV2 can depressurize the liquid refrigerant flowing from the liquid side of the heat
[変形例]
先の実施の形態に係る空気調和装置1では、暖房兼温蓄熱運転時において圧縮機111から四路切換弁113、第2ガス側閉鎖弁132、および第2HL接続点HC2を経由して蓄熱用熱交換器414に向かって吐出される高温のガス冷媒を二重管熱交換器143を利用して冷却したが、これに代えて、チラーなどの冷却機器を設けてもかまわない。
[Modification]
In the air conditioner 1 according to the previous embodiment, during the heating and heat storage operation, the
本発明に係る空気調和装置は、過熱による蓄熱材の劣化を防止することができるという特徴を有し、蓄熱材に温熱を蓄積させる機能を有する空気調和装置に適用すると好適である。 The air conditioner according to the present invention has a feature that it can prevent deterioration of the heat storage material due to overheating, and is preferably applied to an air conditioner having a function of accumulating warm heat in the heat storage material.
1 空気調和装置
10 冷媒回路
111 圧縮機
141 蓄熱用熱交換器
143 二重管熱交換器
154 第2蓄熱用冷媒ガス配管(ガス側冷媒配管)
155 第2蓄熱用冷媒液配管(液側冷媒配管)
EV2 第2電動膨張弁(減圧機構)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
155 Second heat storage refrigerant liquid pipe (liquid side refrigerant pipe)
EV2 Second electric expansion valve (pressure reduction mechanism)
Claims (3)
前記圧縮機から吐出されたガス状の冷媒である吐出冷媒に含まれる温熱を蓄熱材に蓄積させるための蓄熱用熱交換器(141)と、
前記蓄熱用熱交換器のガス側に配管接続され、前記吐出冷媒を前記蓄熱用熱交換器に導くためのガス側冷媒配管(154)と、
前記ガス側冷媒配管に流れる前記吐出冷媒を冷却可能である冷却手段(143)と、
を有する冷媒回路(10)を備える、空気調和装置(1)。 A compressor (111);
A heat storage heat exchanger (141) for accumulating in the heat storage material the heat contained in the discharge refrigerant, which is a gaseous refrigerant discharged from the compressor;
A gas side refrigerant pipe (154) connected to the gas side of the heat storage heat exchanger, and leading the discharged refrigerant to the heat storage heat exchanger;
Cooling means (143) capable of cooling the discharged refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe;
An air conditioner (1) comprising a refrigerant circuit (10) having
前記冷却手段は、前記ガス側冷媒配管に流れる吐出冷媒と前記液側冷媒配管に流れる凝縮冷媒とを熱交換させる二重管熱交換器である、
請求項1に記載の空気調和装置。 The refrigerant circuit further includes a liquid-side refrigerant pipe (155) connected to the liquid side of the heat storage heat exchanger and for discharging condensed refrigerant that is a refrigerant condensed in the heat storage heat exchanger. ,
The cooling means is a double pipe heat exchanger that exchanges heat between the discharge refrigerant flowing in the gas side refrigerant pipe and the condensed refrigerant flowing in the liquid side refrigerant pipe.
The air conditioning apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の空気調和装置。 The refrigerant circuit further includes a decompression mechanism (EV2) capable of depressurizing the condensed refrigerant flowing from the liquid side of the heat storage heat exchanger toward the double pipe heat exchanger through the liquid side refrigerant pipe.
The air conditioning apparatus according to claim 2.
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JPH0526542A (en) * | 1991-07-19 | 1993-02-02 | Sharp Corp | Air conditioner |
JPH10238972A (en) * | 1997-02-24 | 1998-09-11 | Hitachi Ltd | Heat transfer unit |
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