JP2016125727A - 蓄熱式空気調和機 - Google Patents
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Description
<概要>
本実施形態に係る蓄熱式空気調和機(10)は、後述する蓄熱タンク(62)に冷熱を蓄えたり、蓄えた冷熱を利用して室内を冷房したりすることができるシステムである。更に、蓄熱式空気調和機(10)は、蓄熱タンク(62)に冷熱を蓄えながらも室内の冷房を行うことができる。
冷媒回路(11)には冷媒が充填されており、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが行われる。図1に示すように、冷媒回路(11)は、主として、圧縮機(21)、室外熱交換器(熱源側熱交換器)(22)、室外膨張弁(23)、室外側過冷却熱交換器(24)、第1開閉弁(25)、蓄熱側過冷却熱交換器(29)、室内膨張弁(26)、室内熱交換器(利用側熱交換器)(27)及び四方切換弁(28)により構成されている。このうち、圧縮機(21)、室外熱交換器(22)、室外膨張弁(23)、室外側過冷却熱交換器(24)及び四方切換弁(28)は、室外ユニット(20a)に設けられ、室内膨張弁(26)及び室内熱交換器(27)は、室内ユニット(20b)に設けられている。第1開閉弁(25)及び蓄熱側過冷却熱交換器(29)は、蓄熱ユニット(50)に設けられている。
図1に示すように、冷媒回路(11)は、バイパス流路(31)を含む。バイパス流路(31)は、室内熱交換器(27)と室内膨張弁(26)との直列接続部分に並列に接続されており、内部を冷媒が通過する。具体的に、バイパス流路(31)の一端は、室外側過冷却熱交換器(24)と第1開閉弁(25)との間の配管(14b)に接続されている。バイパス流路(31)の他端は、室内熱交換器(27)と四方切換弁(28)の第4ポートとの間の配管(16)に接続されている。バイパス流路(31)は、主として、予熱用熱交換器(36)及び蓄熱用熱交換器(37)、蓄熱用膨張弁(38)、及び第2〜第3開閉弁(39,40)を有する。
図1に示すように、冷媒回路(11)は、第1分岐流路(35)を更に含む。第1分岐流路(35)の一端は、バイパス流路(31)における配管(33,34)の接続ポイントに接続され、第1分岐流路(35)の他端は、配管(14c)に接続されている。第1分岐流路(35)は、主として、第4開閉弁(41)及び逆止弁(41a)を有する。第4開閉弁(41)及び逆止弁(41a)は、互いに直列に接続されている。逆止弁(41a)は、配管(33)側から配管(14c)側への冷媒の流れのみを許容する。
図1に示すように、冷媒回路(11)は、第2分岐流路(42)を更に含む。第2分岐流路(42)の一端は、バイパス流路(31)における配管(33,34)の接続ポイント、つまりはバイパス流路(31)と第1分岐流路(35)との接続ポイントに接続されている。第2分岐流路(42)の他端は、配管(16)に接続されている。第2分岐流路(42)は、主として、蒸発圧力調整弁(43)を有する。蒸発圧力調整弁(43)は、蓄熱用熱交換器(37)における冷媒の蒸発圧力を調整するための弁であって、例えば膨張弁で構成されている。
蓄熱回路(61)には蓄熱媒体が充填されており、蓄熱媒体を循環させて冷熱を蓄熱する蓄冷サイクル等が行われる。蓄熱回路(61)は、主として、蓄熱タンク(62)及び循環ポンプ(63)の他に、上述した予熱用熱交換器(36)及び蓄熱用熱交換器(37)の各蓄熱側通路(36b,37b)によって構成されている。
蓄熱式空気調和機(10)の運転種類としては、単純冷房運転、単純暖房運転、蓄冷運転、利用冷房運転、及び冷房蓄冷運転が挙げられる。コントローラ(100)は、これらの各運転が行われるように、冷媒回路(11)及び蓄熱回路(61)における各種機器を制御する。
図2に示されるように、単純冷房運転では、冷媒回路(11)は、室外熱交換器(22)が凝縮器となり室内熱交換器(27)が蒸発器となる冷房サイクルを行う。バイパス流路(31)及び第1分岐流路(35)には冷媒は流入せず、蓄熱回路(61)は蓄熱媒体を循環させない。具体的に、バイパス流路(31)では、蓄熱用膨張弁(38)の開度は全閉状態に設定され、バイパス流路(31)及び第1分岐流路(35)の開閉弁(39,41)は閉状態に設定される。但し、バイパス流路(31)の開閉弁(40)は、蓄熱熱交換器(37)の冷媒側通路(37a)に冷媒が溜まることを防ぐため、開状態に設定される。蓄熱回路(61)では、循環ポンプ(63)は停止する。
図3に示されるように、単純暖房運転では、冷媒回路(11)は、室内熱交換器(27)が凝縮器となり室外熱交換器(22)が蒸発器となる暖房サイクルを行う。単純冷房運転と同様、バイパス流路(31)及び第1分岐流路(35)には冷媒は流れず、蓄熱回路(61)は蓄熱媒体を循環させない。
図4に示すように、蓄冷運転では、室外熱交換器(22)及び予熱用熱交換器(36)の冷媒側通路(36a)にて凝縮及び冷却された冷媒が、蓄熱用熱交換器(37)の冷媒側通路(37a)にて蒸発することで、蓄熱側通路(37b)内の蓄熱媒体が冷却されて蓄熱タンク(62)に貯留される。冷媒回路(11)では、冷媒がバイパス流路(31)に流れるが、第1分岐流路(35)には流れない。蓄熱回路(61)は、蓄熱用熱交換器(37)にて冷却された蓄熱媒体が蓄熱タンク(62)に貯留するように蓄熱媒体を循環する蓄冷サイクルを行う。
図5に示すように、利用冷房運転では、蓄熱タンク(62)に蓄えられた冷熱と冷媒回路(11)の冷凍サイクルによって得られる冷熱とを用いて室内の冷房が行われる。つまり、室外熱交換器(22)にて凝縮及び冷却された冷媒が、更に予熱用熱交換器(36)及び蓄熱用熱交換器(37)にて蓄熱媒体から冷熱を得た後に室内熱交換器(27)にて蒸発することで、室内空気が冷却される。蓄熱回路(61)は、蓄熱タンク(62)から流出した蓄熱媒体が予熱用熱交換器(36)及び蓄熱用熱交換器(37)を順に通過して蓄熱タンク(62)に再度流入するように蓄熱媒体を循環させる。
図6に示すように、冷房蓄冷運転では、冷媒回路(11)においては室外熱交換器(22)で凝縮された冷媒が室内熱交換器(27)で蒸発するように冷媒が循環する冷房サイクルが行われる。特に、冷媒回路(11)では、冷媒の一部がバイパス流路(31)へも流れる。そして、冷房蓄冷運転では、蓄熱回路(61)においては蓄熱媒体が蓄熱用熱交換器(37)にて冷媒により冷却され蓄熱タンク(62)に貯留される蓄冷サイクルが行われる。つまり、冷房サイクルと蓄冷サイクルとが同時に行われる。
従って、本実施形態では、図2に示した単純冷房運転時には、形成される冷媒循環回路は、蓄熱ユニット(50)と室内ユニット(20b)とを接続する配管長の長い一対の冷媒配管(71a,71b)を含むため、この単純冷房運転を適切に行うための必要冷媒量は多い。一方、図4に示した蓄冷運転時には、互いに近い位置関係で配置される室外ユニット(20a)と蓄熱ユニット(50)間で冷媒循環回路を形成するため、この蓄冷運転時での必要冷媒量は、上記単純冷房運転時での必要冷媒量よりも少なく、冷媒量は過多となる。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
11 冷媒回路
14d 配管
20a 室外ユニット
20b 室内ユニット
22 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
25 第1開閉弁(開閉弁)
26 室内膨張弁(膨張弁)
27 室内熱交換器(利用側熱交換器)
37 蓄熱用熱交換器
50 蓄熱ユニット
61 蓄熱回路
62 蓄熱タンク
63 循環ポンプ
70a、70b、71a、71b 冷媒配管
100 コントローラ
Claims (3)
- 熱源側熱交換器(22)と、利用側熱交換器(27)と、上記利用側熱交換器(27)に接続された膨張弁(26)と、
上記利用側熱交換器(27)と膨張弁(26)との直列接続部分に並列に接続され、蓄熱媒体と冷媒とを熱交換させる蓄熱用熱交換器(37)とを備え、
上記熱源側熱交換器(22)と利用側熱交換器(27)と膨張弁(26)との間で冷媒を循環させて冷房する冷房運転と、
上記熱源側熱交換器(22)と蓄熱用熱交換器(37)との間で冷媒を循環させて、上記蓄熱媒体に冷熱を蓄える蓄冷運転とを行うことが可能な蓄熱式空気調和機において、
上記蓄冷運転時には、上記膨張弁(26)を閉じる
ことを特徴とする蓄熱式空気調和機。 - 上記請求項1記載の蓄熱式空気調和機において、
上記熱源側熱交換器(22)から蓄熱用熱交換器(37)を経て利用側熱交換器(27)に冷媒を循環させて、上記蓄熱媒体の冷熱を利用して冷房する利用冷房運転が可能であり、
上記利用冷房運転時には、上記蓄熱用熱交換器(37)に並列に接続された開閉弁(25)を閉じ、
上記蓄冷運転時には、上記開閉弁(25)を開く
ことを特徴とする蓄熱式空気調和機。 - 上記請求項2記載の蓄熱式空気調和機において、
上記蓄冷運転の開始時には、
上記開閉弁(25)を先に開き、
その所定時間後に、上記膨張弁(26)を閉じる
ことを特徴とする蓄熱式空気調和機。
Priority Applications (1)
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JP2014265720A JP2016125727A (ja) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 蓄熱式空気調和機 |
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JP2014265720A JP2016125727A (ja) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 蓄熱式空気調和機 |
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2014
- 2014-12-26 JP JP2014265720A patent/JP2016125727A/ja active Pending
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