JP2646877B2 - 蓄熱式冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、蓄熱槽を有する蓄熱
式冷凍サイクル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の実施例について述べる。即
ち、図９は、例えば特開昭63−116055号公報に示された
従来の蓄熱式冷凍装置を示す冷媒回路図であり、同図に
おいて、１は圧縮機、２は熱源側熱交換器、３は第１の
絞り装置、４はエアコンの室内機などの利用側熱交換
器、６は蓄熱槽で、内部に蓄熱媒体７と熱交換器９を収
納している。熱交換器９は、蓄熱用熱交換器92と蓄熱利
用用熱交換器91を有する。10は第１の蓄熱用バイパス路
で、10ａ、10ｂは第１の蓄熱用バイパス路用の開閉装
置、11は第２の絞り装置、13は蓄熱利用用バイパス路
で、13ａ、13ｂは蓄熱利用用バイパス路用の開閉装置、
15は冷媒循環ポンプ、16は低圧側気液分離装置、17は高
圧側液溜、18は第２の蓄熱用バイパス路で、18ａ、18ｂ
は第２の蓄熱用バイパス路用の開閉装置を示す。

【０００３】次に動作について説明する。蓄熱運転、即
ち、蓄熱槽６の中に蓄熱媒体７である水を凍結させるな
どにより低温の熱を蓄えるために、開閉装置10ｂ、13
ａ、18ａを閉じ、開閉装置10ａ、13ｂ、18ｂを開き、圧
縮機１及び冷媒循環ポンプ15を運転させると、圧縮機１
よりの高温高圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器２で放熱、
自身は凝縮液化し、液溜17、蓄熱利用用バイパス路13を
経て、第２の絞り装置11で断熱膨張し低温の液ガス二相
流体となって低圧側気液分離装置16に入る。ここで低温
の液だけが、冷媒循環ポンプ15で第２の蓄熱用バイパス
路18を経て蓄熱用熱交換器92に入り、蓄熱媒体７から熱
を奪い、自身は蒸発ガス化して低圧側気液分離装置16に
戻り、前述のガスと一緒に圧縮機１に戻る。

【０００４】冷房運転は、室内の利用側熱交換器４で吸
収した熱の放熱の仕方で、３種類の運転方式がある。第
１は蓄熱媒体にすべての熱を捨てる方式で、蓄冷熱で全
ての凝縮負荷を賄うことから、以下、蓄冷凝縮冷房運転
と呼ぶこととする。この運転は、開閉装置10ｂ、18ｂを
閉じ、開閉装置10ａ、18ａを開き、圧縮機１は停止し、
冷媒循環ポンプ15のみを運転させると、低温の液冷媒
は、利用側熱交換器４へ、第１の絞り装置３を経て送り
込まれる。ここで周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸
発してガス化し蓄熱用熱交換器92に送られる。ここで、
ガスは低温の蓄熱媒体７で冷却され、自身は凝縮して低
温液となり低圧側気液分離装置16に戻る。

【０００５】第２は大気中と蓄熱媒体の両方に熱を捨て
る方式で、熱源側熱交換器２で凝縮させた液冷媒を蓄冷
熱で更に冷却することから、以下、液過冷却冷房運転と
呼ぶこととする。この運転は、開閉装置10ａ、13ｂ、18
ｂを閉じ、開閉装置10ｂ、10ａ、18ａを開き、圧縮機１
及び冷媒循環ポンプ15を運転させると、圧縮機１よりの
高温高圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器２で放熱、自身は
凝縮液化し、液溜17を経て蓄熱利用用熱交換器91に入
る。ここで、液冷媒は低温の蓄熱媒体７で更に冷却さ
れ、自身は過冷却となって、第２の絞り装置11で断熱膨
張し低温の液ガス二相流体となって低圧側気液分離装置
16に入る。ここで低温の液だけが、冷媒循環ポンプ15
で、第１の絞り装置３を経て利用側熱交換器４へ送り込
まれる。ここで周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発
してガス化し、第１の蓄熱用バイパス路10を経て低圧側
気液分離装置16に戻り、前述のガスと一緒に圧縮機１に
戻る。

【０００６】第３は大気中にのみ放熱する方式で、蓄熱
とは無関係の運転となるため一般冷房冷凍サイクル運転
と呼ぶこととする。この運転は、開閉装置10ａ、13ａ、
18ｂを閉じ、開閉装置10ｂ、13ｂ、18ａを開き、圧縮機
１及び冷媒循環ポンプ15を運転させると、圧縮機１、熱
源側熱交換器２、液溜17、蓄熱利用用バイパス路13、第
２の絞り装置11、及び低圧側気液分離装置16は上記蓄熱
運転時と同様の動作をし、冷媒循環ポンプ15、第１の絞
り装置３、利用側熱交換器４、第１の蓄熱利用用バイパ
ス路10、及び低圧側気液分離装置16は上記液過冷却冷房
運転時と同様の動作をする。

【０００７】このシステムの冷房能力は、一般冷房冷凍
サイクル運転時の能力よりも液過冷却冷房運転時の能力
が、過冷却された熱量分大きい。従って、設備の容量は
液過冷却冷房運転時の性能にて決定し、システムの一般
的な運転は、夜間に蓄熱運転を行い、負荷が小さいとき
は蓄冷凝縮冷房運転にて冷房し、負荷が大きいときは液
過冷却冷房運転にて冷房し、蓄熱が無くなったときは一
般冷房冷凍サイクル運転にて冷房する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式冷凍サイ
クル装置は以上のように構成されているので、冷媒循環
ポンプ15はすべての運転モードにて稼働しなければなら
ず、また冷凍サイクルの最大能力を賄うだけの冷媒循環
量を確保しなければならず、省エネルギーに反するばか
りでなく、冷媒循環ポンプ15のトラブル時、冷房を停止
しなければならず、また、各運転モードにおける第１の
絞り装置の入口側の冷媒状態が異なり、各運転モードに
おける冷媒回路の運転状態を短時間に安定させることが
できない等の問題点があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、安価で省エネルギーで、且つ冷
却運転を停止しなければならないようなトラブルが発生
しにくく、かつ各運転モードにおける冷媒回路の運転状
態を短時間に安定させることができる蓄熱式冷凍サイク
ル装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる蓄熱式
冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、第１の
絞り装置、及び利用側熱交換器を順次接続して形成され
た冷凍サイクルと、蓄熱用熱交換器を有し上記圧縮機の
吸入側と上記熱源側熱交換器の出口側とを接続する蓄熱
用バイパス路と、上記熱源側熱交換器の出口側と上記蓄
熱用熱交換器の入口側との間に設けられた第２の絞り装
置と、この第２の絞り装置の入口側と出口側とを接続す
る第２の絞り装置用バイパス路と、内部に蓄熱媒体を収
容し上記蓄熱用熱交換器と熱交換可能に設けられた蓄熱
槽と、上記蓄熱用熱交換器の出口側と上記第１の絞り装
置の入口側とを接続する第１の蓄熱利用用バイパス路
と、冷媒循環ポンプを有し上記蓄熱用熱交換器の入口側
と上記第１の絞り装置の入口側とを接続する第２の蓄熱
利用用バイパス路と、上記第１の絞り装置の絞り量を制
御する冷媒流量調整手段とを備え、蓄熱運転時には上記
圧縮機から上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装置、
及び上記蓄熱用熱交換器を介して上記圧縮機へ至る蓄熱
回路と、蓄冷凝縮運転時には、上記冷媒循環ポンプから
上記第２の蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装
置、上記利用側熱交換器、及び上記蓄熱用熱交換器を介
して上記冷媒循環ポンプへ至る蓄冷凝縮回路と、液過冷
却運転時には、上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、上
記第２の絞り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換器、
上記第１の蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装
置、及び上記利用側熱交換器を介して上記圧縮機へ至る
液過冷却回路と、一般冷却運転時には、上記冷凍サイク
ルを形成する冷却回路とを構成し、上記蓄冷凝縮運転、
一般冷却運転並びに液過冷却運転の各運転モードにおけ
る起動時に各運転モードに応じて上記第１の絞り装置の
初期絞り量を上記冷媒流量調節手段により制御するよう
にしたものである。

【００１１】また、圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞
り装置、及び利用側熱交換器を順次接続して形成された
冷凍サイクルと、上記熱源側熱交換器の入口側と出口側
とを接続する熱源側熱交換器用バイパス路と、蓄熱用熱
交換器を有し上記圧縮機の吸入側と上記熱源側熱交換器
の出口側とを接続する蓄熱用バイパス路と、上記熱源側
熱交換器の出口側と上記蓄熱用熱交換器の入口側との間
に設けられた第２の絞り装置と、この第２の絞り装置の
入口側と出口側とを接続する第２の絞り装置用バイパス
路と、内部に蓄熱媒体を収容し上記蓄熱用熱交換器と熱
交換可能に設けられた蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器の
出口側と上記第１の絞り装置の入口側とを接続する蓄熱
利用用バイパス路と、上記第１の絞り装置の絞り量を制
御する冷媒流量を制御する冷媒流量調節手段とを備え、
蓄熱運転時は、上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、上
記第２の絞り装置、及び上記蓄熱用熱交換器を介して上
記圧縮機へ至る蓄熱回路と、蓄冷凝縮運転時は、上記圧
縮機から上記熱源側熱交換器用バイパス路、上記第２の
絞り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換器、上記蓄熱
利用用バイパス路、上記第１の絞り装置、及び上記利用
側熱交換器を介して上記圧縮機へ至る蓄冷凝縮回路と、
液過冷却運転時は、上記圧縮機から上記熱源側熱交換
器、上記第２の絞り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交
換器、上記蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装
置、及び上記利用側熱交換器を介して上記圧縮機へ至る
液過冷却回路と、一般冷却運転時は、上記冷凍サイクル
を形成する冷却回路とを構成し、上記蓄冷凝縮運転、一
般冷却運転並びに液過冷却運転の各運転モードにおける
起動時に各運転モードに応じて上記第１の絞り装置の初
期絞り量を上記冷媒流量調節手段により制御するように
したものである。

【００１２】

【作用】この発明における冷凍サイクルの冷媒循環は、
蓄熱運転時、及び液過冷却運転時、一般冷却運転時にお
いては、冷媒循環ポンプを使用せずに圧縮機だけで達成
する。また蓄冷凝縮運転時は、圧縮機は運転せずに、冷
媒循環ポンプのみの高Ｃ．Ｏ．Ｐ（Coefficient Of Per
formance；成績係数）の運転にて達成し、万一冷媒循環
ポンプにトラブルが発生した場合は、液過冷却運転或い
は一般冷却運転に切替えられ、かつ第１の絞り装置での
冷媒流量を調節する冷媒流量調節手段により、蓄冷凝縮
運転時、一般冷却運転時並びに液過冷却運転時に応じて
初期絞り量が制御され、各運転モードでの冷媒回路の運
転状態が短時間に安定する。

【００１３】また、蓄熱運転時、及び蓄冷凝縮運転時、
液過冷却運転時、一般冷却運転時のすべてにおいて、冷
媒循環ポンプを使用せずに、圧縮機だけで達成する。

【００１４】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例について説明する。なお、図
中、同一符号は同一、または相当部分を示す。図１は、
この発明の一実施例による蓄熱式冷凍サイクル装置の冷
媒回路図であり、同図において、１は圧縮機、２は熱源
側熱交換器、３は第１の絞り装置、４はエアコンの室内
機などの利用側熱交換器、５はアキュムレータで、１〜
５と順次接続され、冷凍サイクルを形成している。６は
蓄熱槽で内部に蓄熱媒体７、例えば水を収納している。
８は蓄熱媒体７を、蓄熱槽６と蓄熱用熱交換器９の間で
循環させる蓄熱媒体循環ポンプ、10は蓄熱用バイパス路
で、蓄熱用熱交換器９を有し、圧縮機１の吸入側と熱源
側熱交換器２の出口側とを接続している。10ａ、10ｂ、
10ｃは蓄熱用バイパス路用の開閉装置、11は熱源側熱交
換器２の出口側と蓄熱用熱交換器９の入口側との間に設
けられた第２の絞り装置、12は第２の絞り装置11の入口
側と出口側とを接続する第２の絞り装置用バイパス路、
12ａは第２の絞り装置用バイパス路用の開閉装置、13は
一端が蓄熱用熱交換器９の出口側と開閉装置10ｂとの間
に、また他端が開閉装置10ｃと第１の絞り装置３の入口
側との間に接続された第１の蓄熱利用用バイパス路、13
ａはその第１の蓄熱利用用バイパス路用の開閉装置、14
は一端が蓄熱用熱交換器９の入口側と開閉装置10ａとの
間に、また他端が開閉装置10ｃと第１の絞り装置３の入
口側との間に接続された第２の蓄熱利用用バイパス路、
14ａは第２の蓄熱利用用バイパス路用の開閉装置、15は
第２の蓄熱利用用バイパス路14上に設けられ、その容量
は蓄冷凝縮運転時の必要循環量にて決定される冷媒循環
ポンプである。21は第１の絞り装置３の冷媒流量を利用
側熱交換器４での冷媒状態並びに運転モードに応じて設
定するための冷媒流量調節手段である。

【００１５】次に作用について説明する。図２は主とし
て夜間の運転となる蓄熱運転時の動作を示す冷媒回路図
であり、開閉装置10ｃ、12ａ、13ａ、14ａを閉じ、開閉
装置10ａ、10ｂを開き、冷媒循環ポンプ15は停止したま
まで、圧縮機１及び蓄熱媒体循環ポンプ８を運転させる
と、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、熱源側熱交換
器２で放熱、自身は凝縮液化し、第２の絞り装置11で断
熱膨張し低温の液ガス二相流体となって蓄熱用熱交換器
９に入り、蓄熱媒体循環ポンプ８により送り込まれた蓄
熱媒体７から熱を奪い、自身は蒸発ガス化して、アキュ
ムレータ５を経て圧縮機１に戻る。かかる動作により、
蓄熱媒体７中の水を凍結させるなどにより低温の熱を蓄
える。なおこの実施例では、強制対流形の蓄熱用熱交換
器を採用しているため蓄熱媒体循環ポンプを使っている
が、一般的に使用されている自然対流形に比べ効率が高
く、ポンプ動力の追加以上に圧縮機動力の低下が期待で
きるので、この方式を採用している。

【００１６】図３、図５、図７は冷房運転の動作を示す
冷媒回路図であり、図３は蓄冷凝縮冷房運転時の冷媒回
路図を示す。この場合は開閉装置10ａ、10ｃ、13ａを閉
じ、開閉装置10ｂ、14ａを開き、圧縮機１は停止したま
まで、冷媒循環ポンプ15と蓄熱媒体循環ポンプ８を運転
させると、蓄熱用熱交換器９にて凝縮液化した低温の液
冷媒は、冷媒循環ポンプ15により第１の絞り装置３に送
り込まれる。このとき、複数の第１の絞り装置３の各々
は、複数の利用側熱交換器４に液が均等に分配されるよ
うに、自動的に開度調節を行っている。利用側熱交換器
４に入った低温低圧の液冷媒は、ここで周囲より熱を奪
って冷房し、自身は蒸発してガス化し蓄熱用熱交換器９
に戻り、蓄熱媒体循環ポンプ８により送り込まれた低温
の蓄熱媒体７により冷却され再び凝縮する。この時の動
作をモリエル線図上に表すと、図４に示すように、この
蓄冷凝縮運転は、蒸発作用が、凝縮圧力より僅かに高い
ほぼ同等の圧力で行われ、しかも熱輸送のほとんどを潜
熱変化により賄うため、冷媒循環ポンプ15は、液を循環
させ得て且つ前述の液の均等分配のための圧損を吸収す
ることができる程度の揚程を持つ僅かな動力のポンプで
済むこととなり、蓄熱媒体からは、冷房のための蒸発エ
ンタルピ（△ie）とほぼ同量の凝縮エンタルピ（△ic）
を消費するだけの高いＣ．Ｏ．Ｐの運転を達成する。な
お、図中の英記号は図３中に示す位置の線図上の状態を
示す。

【００１７】図５は液過冷却冷房運転時の冷媒回路図を
示す。この場合は、開閉装置10ｂ、10ｃ、14ａを閉じ、
開閉装置10ａ、12ａ、13ａを開き、冷媒循環ポンプ15は
停止したまま、圧縮機１と蓄熱媒体循環ポンプ８を運転
させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、熱源側
熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第２の絞り装置
用バイパス路12を経て蓄熱用熱交換器９に入る。ここで
蓄熱媒体循環ポンプ８により送り込まれた蓄熱媒体７に
より液冷媒は更に冷却され、過冷却された液となって第
１の絞り装置３に送られ、ここで断熱膨張し低温の液ガ
ス二相流体となって利用側熱交換器４に入り、ここで周
囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化し、ア
キュムレータ５を経て圧縮機１に戻る。この時の動作を
モリエル線図上に表すと、図６に示すように、過冷却エ
ンタルピ分だけ横に広がった形の運転となり、圧縮機入
力エンタルピ（△id）はその儘で冷房のための蒸発エン
タルピ（△i1）から（△i2）に増大する。

【００１８】図７は一般冷房の冷凍サイクルの運転時の
冷媒回路図を示す。この場合は開閉装置10ａ、10ｂ、13
ａ、14ａを閉じ、開閉装置10ｃ、12ａを開き、冷媒循環
ポンプ15と蓄熱媒体循環ポンプ８は停止したまま、圧縮
機１を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒
は、熱源側熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第２
の絞り装置用バイパス路12を経て第１の絞り装置３に送
られ、ここで断熱膨張し低温の液ガス二相流体となって
利用側熱交換器４に入り、ここで周囲より熱を奪って冷
房し、自身は蒸発してガス化し、アキュムレータ５を経
て圧縮機１に戻る。

【００１９】以上説明した一般冷房運転時、液過冷却冷
房運転時並びに蓄冷凝縮冷房運転時の３つの冷房モード
時には、第１の絞り装置３での入口冷媒状態が異なる。
つまり、蓄冷凝縮冷房時には、入口側の高圧圧力が低い
ので、所定の冷媒流量を確保するためには、第１の絞り
装置３の絞り量を小さく（開度を大きく）する必要があ
る。また、液過冷却冷房運転時には、入口冷媒が低温と
なるので、所定の冷媒流量を確保するためには、第１の
絞り装置３の絞り量を大きく（開度を小さく）する必要
がある。従って、冷媒回路の運転状態を短時間で安定さ
せるためには、運転開始時の初期絞り量を予め設定する
必要がある。

【００２０】図８は、冷媒流量調節手段21による第１の
絞り装置３の動作を示すフローチャートである。ステッ
プ31で運転が開始されると、ステップ32で起動か否かを
判定し、起動であれば、ステップ33に進む。ステップ33
では、冷房運転モードを判定し、蓄冷凝縮運転であれ
ば、第１の絞り装置３の初期絞り量を“Ａ”に、一般冷
却運転であれば、初期絞り量を“Ｂ”に、液過冷却運転
であれば初期絞り量を“Ｃ”に制御する。ステップ34、
35、36で、初期絞り量が設定されると、ステップ37で起
動から所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が
経過すると起動終了の処理を行う。起動を終了すると、
ステップ32においてステップ39に進み、第１の絞り装置
３の絞り量を定時制御し、最終的に安定絞り量になる。
尚、初期絞り量Ａ〜Ｃの関係は、最終到達絞り量に応じ
て、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係となるように予め設定されてい
る。

【００２１】実施例２． 図９はこの発明の他の実施例による蓄熱式冷凍サイクル
装置の冷媒回路図であり、図において、１は圧縮機、２
は熱源側熱交換器、３は第１の絞り装置、４はエアコン
の室内機などの利用側熱交換器、５はアキュムレータ
で、１〜４と順次接続され、冷凍サイクルを形成してい
る。６は蓄熱槽で内部に蓄熱媒体７を、蓄熱槽６と蓄熱
用熱交換器９の間で循環させる蓄熱媒体循環ポンプ、10
は蓄熱用バイパス路で、蓄熱用熱交換器９を有し、圧縮
機１の吸入側と熱源側熱交換器２の出口側とを接続して
いる。10ａ、10ｂ、10ｃは蓄熱用バイパス路用の開閉装
置、11は熱源側熱交換器２の出口側と蓄熱用熱交換器９
の入口側との間に設けられた第２の絞り装置、12は第２
の絞り装置11の入口側と出口側とを接続する、第２の絞
り装置用バイパス路、12ａは第２の絞り装置用バイパス
路用の開閉装置、13は一端が蓄熱用熱交換器９の出口側
と開閉装置10ｂとの間に、また他端が開閉装置10ｃと第
１の絞り装置３の入口側との間に接続された、蓄熱利用
用バイパス路、13ａは蓄熱利用用バイパス路用の開閉装
置、14は熱源側熱交換器２の入口側と出口側とを接続す
る熱源側熱交換器用バイパス路、14ａ、14ｂは熱源側熱
交換器用バイパス路用の開閉装置である。21は第１の絞
り装置３の冷媒流量を利用側熱交換器４での冷媒状態並
びに運転モードに応じて設定するための冷媒流量調節手
段である。

【００２２】次に作用について説明する。図10は、主と
して夜間の運転となる蓄熱運転時の動作を示す回路図で
あり、開閉装置10ｃ、12ａ、13ａ、14ａを閉じ、開閉装
置10ａ、10ｂ、14ｂを開くことにより、蓄熱運転が行わ
れる。その作用は前述の図10と同様故その説明を省略す
る。

【００２３】図11、図13、図15は冷房運転の動作を示す
冷媒回路図であり、図11は蓄冷凝縮冷房運転時の回路図
を示す。この場合は開閉装置10ｂ、10ｃ、12ａ、14ｂを
閉じ、開閉装置10ａ、13ａ、14ａを開き、圧縮機１と蓄
熱媒体循環ポンプ８を運転させると、圧縮機１よりの高
温高圧ガス冷媒は、熱源側熱交換器用バイパス路14、第
２の絞り装置用バイパス路12を経て蓄熱用熱交換器９に
入り、蓄熱媒体循環ポンプ８により送り込まれた蓄熱媒
体７により冷却され、自身は凝縮液化し、第１の絞り装
置３で断熱膨張し低温の液ガス二相流体となって利用側
熱交換器４に入り、ここで周囲より熱を奪って冷房し、
自身は蒸発してガス化し、アキュムレータ５を経て圧縮
機１に戻る。この時の動作をモリエル線図上に表すと、
図12に示すように、凝縮圧力が低く抑えられた低圧縮比
の運転となり、圧縮機入力エンタルピ（△id）が極めて
小さく、冷房のための蒸発エンタルピ（△ie）とほぼ同
量の凝縮エンタルピ（△ic）を、蓄熱媒体より消費する
だけでよい。なお、図中の英記号は図11中に示す位置の
線図上の状態を示す。

【００２４】図13は液過冷却冷房運転時の回路図を示
す。この場合は開閉装置10ｂ、10ｃ、14ａを閉じ、開閉
装置10ａ、12ａ、13ａ、14ｂを開くことにより液過冷却
冷媒運転が行われ、その作用は前述の図５と同様故その
説明を省略する。図14は一般冷房の冷凍サイクル運転時
の回路図を示す。この場合は開閉装置10ａ、13ａ、14ａ
を閉じ、開閉装置10ｂ、10ｃ、12ａ、14ｂを開くことに
より、一般冷房の冷凍サイクル運転が行われ、その作用
は前述の図７と同様故その説明を省略する。以上説明し
た一般冷房運転、液過冷却冷房運転並びに蓄冷凝縮冷房
運転の３つの冷房モード運転時には第１の絞り装置３で
の入口冷媒状態が異なるので、所定の冷媒流量を確保す
るため、冷媒流量調節手段21により調整される。この動
作は図８に示されるように前述と同様故その説明を省略
する。

【００２５】なお、以上の実施例における蓄冷式冷凍サ
イクル装置の冷房能力は、従来のものと同様、一般冷房
の冷凍サイクル運転時の能力よりも液化冷却冷房運転時
の能力が、過冷却された熱量分大きい。従って、設備の
容量は液過冷却冷房運転時の性能にて決定し、システム
の一般的な運転は、夜間に蓄熱運転を行い、負荷が小さ
いときは、蓄冷凝縮冷房運転にて冷房し、負荷が大きい
ときは液過冷却冷房運転にて冷房し、蓄熱が無くなった
とき、或いは蓄熱利用運転時間帯に入る前の蓄熱量の温
存を要するときは一般冷房の冷凍サイクル運転にて冷房
する。なお、また以上の実施例では空調用として利用し
たものについて述べたが、これに限らず例えば冷凍冷蔵
等へも同様に利用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、圧縮
機、熱源側熱交換器、第１の絞り装置、及び利用側熱交
換器を順次接続して形成された冷凍サイクルと、蓄熱用
熱交換器を有し上記圧縮機の吸入側と上記熱源側熱交換
器の出口側とを接続する蓄熱用バイパス路と、上記熱源
側熱交換器の出口側と上記蓄熱用熱交換器の入口側との
間に設けられた第２の絞り装置と、この第２の絞り装置
の入口側と出口側とを接続する第２の絞り装置用バイパ
ス路と、内部に蓄熱媒体を収容し上記蓄熱用熱交換器と
熱交換可能に設けられた蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器
の出口側と上記第１の絞り装置の入口側とを接続する第
１の蓄熱利用用バイパス路と、冷媒循環ポンプを有し上
記蓄熱用熱交換器の入口側と上記第１の絞り装置の入口
側とを接続する第２の蓄熱利用用バイパス路と、上記第
１の絞り装置の絞り量を制御する冷媒流量調節手段とを
備え、蓄熱運転時には上記圧縮機から上記熱源側熱交換
器、上記第２の絞り装置、及び上記蓄熱用熱交換器を介
して上記圧縮機へ至る蓄熱回路と、蓄冷凝縮運転時に
は、上記冷媒循環ポンプから上記第２の蓄熱利用用バイ
パス路、上記第１の絞り装置、上記利用側熱交換器、及
び上記蓄熱用熱交換器を介して上記冷媒循環ポンプへ至
る蓄冷凝縮回路と、液過冷却運転時には、上記圧縮機か
ら上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装置用バイパス
路，上記蓄熱用熱交換器、上記第１の蓄熱利用用バイパ
ス路、上記第１絞り装置、及び上記利用側熱交換器を介
して上記圧縮機へ至る液過冷却回路と、一般冷却運転時
には、上記冷凍サイクルを形成する冷却回路とを構成
し、上記蓄冷凝縮運転、一般冷却運転並びに液過冷却運
転の各運転モードにおける起動時に各運転モードに応じ
て上記第１の絞り装置の初期絞り量を制御するようにし
たので、従来のように、全ての運転モードにて稼働して
且つ冷凍サイクルの最大能力を賄う大容量の冷媒循環ポ
ンプを設ける必要はなく、冷媒循環ポンプは蓄冷凝縮運
転時専用の小容量で済み、万一トラブル発生時には他の
冷房運転モードに切替えることも可能のため、装置が安
価にでき、省エネルギー性が高く、且つ冷房を停止しな
ければならないようなトラブルの発生しにくいシステム
が得られ、かつ、第１の絞り装置の冷媒流量を調節する
冷媒流量調節手段により、蓄冷凝縮運転時、一般冷却運
転時並びに液過冷房運転時の各運転モードに応じて、起
動時の初期絞り量を変更するようにしたので、冷媒回路
上の運転状態が短時間で安定し、冷房能力が素早く発揮
される。また、圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装
置、及び利用側熱交換器を順次接続して形成された冷凍
サイクルと、上記熱源側熱交換器の入口側と出口側とを
接続する熱源側熱交換器用バイパス路と、蓄熱用熱交換
器を有し上記圧縮機の吸入側と上記熱源側熱交換器の出
口側とを接続する蓄熱用バイパス路と、上記熱源側熱交
換器の出口側と上記蓄熱用熱交換器の入口側との間に設
けられた第２の絞り装置と、この第２の絞り装置の入口
側と出口側とを接続する第２の絞り装置用バイパス路
と、内部に蓄熱媒体を収容し上記蓄熱用熱交換器と熱交
換可能に設けられた蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器の出
口側と上記第１の絞り装置の入口側とを接続する蓄熱利
用用バイパス路と、上記第１の絞り装置の絞り量を制御
する冷媒流量を制御する冷媒流量調節手段とを備え、蓄
熱運転時は、上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、上記
第２の絞り装置、及び上記蓄熱用熱交換器を介して上記
圧縮機へ至る蓄熱回路と、蓄冷凝縮運転時は、上記圧縮
機から上記熱源側熱交換器用バイパス路、上記第２の絞
り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換器、上記蓄熱利
用用バイパス路、上記第１の絞り装置、及び上記利用側
熱交換器を介して上記圧縮機へ至る蓄冷凝縮回路と、液
過冷却運転時は、上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、
上記第２の絞り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換
器、上記蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装置、
及び上記利用側熱交換器を介して上記圧縮機へ至る液過
冷却回路と、一般冷却運転時は、上記冷凍サイクルを形
成する冷却回路とを構成し、上記蓄冷凝縮運転、一般冷
却運転並びに液過冷却運転の各運転モードにおける起動
時に各運転モードに応じて上記第１の絞り装置の初期絞
り量を上記冷媒流量制御手段により制御するようにした
ので、各運転モードにおける運転状態が短時間に安定
し、冷媒能力が素早く発揮されると共に、従来のように
圧縮機とは別に冷媒循環ポンプを設ける必要もなく、装
置が安価にでき、省エネルギー性が高く、且つ冷房を停
止しなければならないようなトラブルの発生しにくいシ
ステムが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による蓄熱式冷凍サイクル
装置の冷媒回路図である。

【図２】図１の蓄熱式冷凍サイクル装置における蓄熱運
転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図３】図１の蓄熱式冷凍サイクル装置における蓄冷凝
縮冷房運転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図４】図３に示される蓄冷凝縮冷房運転のモリエル線
図である。

【図５】図１の蓄熱式冷凍サイクル装置における液過冷
却冷房運転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図６】図５に示される液過冷却冷房運転のモリエル線
図である。

【図７】図１の蓄熱式冷凍サイクル装置における一般冷
房の冷凍サイクル運転時の動作を示す冷媒回路図であ
る。

【図８】図１に示される冷媒流量調節手段の動作を示す
フローチャートである。

【図９】この発明の他の実施例による蓄熱式冷凍サイク
ル装置を示す冷媒回路図である。

【図１０】図９の蓄熱式冷凍サイクル装置における蓄熱
運転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図１１】図９の蓄熱式冷凍サイクル装置における蓄冷
凝縮冷房運転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図１２】図11に示される蓄冷凝縮冷房運転のモリエル
線図である。

【図１３】図９の蓄熱式冷凍サイクル装置における液過
冷却冷房運転時の動作を示す冷媒回路図である。

【図１４】図９の蓄熱式冷凍サイクル装置における一般
冷房の冷凍サイクル運転時の動作を示す冷媒回路図であ
る。

【図１５】従来の蓄熱式冷凍サイクル装置を示す冷媒回
路図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 熱源側熱交換器 ３ 第１絞り装置 ４ 利用側熱交換器 ５ アキュムレータ ６ 蓄熱槽 ７ 蓄熱媒体 ８ 蓄熱媒体循環ポンプ ９ 蓄熱用熱交換器 10 蓄熱バイパス路回路 10ａ 蓄熱用バイパス路用の開閉装置 10ｂ 蓄熱用バイパス路用の開閉装置 10ｃ 蓄熱用バイパス路用の開閉装置 11 第２の絞り装置 12 第２の絞り装置用バイパス路 12ａ 第２の絞り装置用バイパス路用の開閉装置 13 第１の蓄熱利用バイパス路 13ａ 第１の蓄熱利用バイパス路用の開閉装置 14 第２の蓄熱利用バイパス路 14ａ 第２の蓄熱利用バイパス路用の開閉装置 15 冷媒循環ポンプ 21 冷媒流量調節手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装
   置、及び利用側熱交換器を順次接続して形成された冷凍
   サイクルと、蓄熱用熱交換器を有し上記圧縮機の吸入側
   と上記熱源側熱交換器の出口側とを接続する蓄熱用バイ
   パス路と、上記熱源側熱交換器の出口側と上記蓄熱用熱
   交換器の入口側との間に設けられた第２の絞り装置と、
   この第２の絞り装置の入口側と出口側とを接続する第２
   の絞り装置用バイパス路と、内部に蓄熱媒体を収容し上
   記蓄熱用熱交換器と熱交換可能に設けられた蓄熱槽と、
   上記蓄熱用熱交換器の出口側と上記第１の絞り装置の入
   口側とを接続する第１の蓄熱利用用バイパス路と、冷媒
   循環ポンプを有し上記蓄熱用熱交換器の入口側と上記第
   １の絞り装置の入口側とを接続する第２の蓄熱利用用バ
   イパス路と、上記第１の絞り装置の絞り量を制御する冷
   媒流量調節手段とを備え、蓄熱運転時には上記圧縮機か
   ら上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装置、及び上記
   蓄熱用熱交換器を介して上記圧縮機へ至る蓄熱回路と、
   蓄冷凝縮運転時には、上記冷媒循環ポンプから上記第２
   の蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装置、上記利
   用側熱交換器、及び上記蓄熱用熱交換器を介して上記冷
   媒循環ポンプへ至る蓄冷凝縮回路と、液過冷却運転時に
   は、上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、上記第２の絞
   り装置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換器、上記第１の
   蓄熱利用用バイパス路、上記第１の絞り装置、及び上記
   利用側熱交換器を介して上記圧縮機へ至る液過冷却回路
   と、一般冷却運転時には、上記冷凍サイクルを形成する
   冷却回路とを構成し、上記蓄冷凝縮運転、一般冷却運転
   並びに液過冷却運転の各運転モードにおける起動時に各
   運転モードに応じて上記第１の絞り装置の初期絞り量を
   上記冷媒流量調節手段により制御するようにしたことを
   特徴とする蓄熱式冷凍サイクル装置。
2. 【請求項２】 圧縮機、熱源側熱交換器、第１の絞り装
   置、及び利用側熱交換器を順次接続して形成された冷凍
   サイクルと、上記熱源側熱交換器の入口側と出口側とを
   接続する熱源側熱交換器用バイパス路と、蓄熱用熱交換
   器を有し上記圧縮機の吸入側と上記熱源側熱交換器の出
   口側とを接続する蓄熱用バイパス路と、上記熱源側熱交
   換器の出口側と上記蓄熱用熱交換器の入口側との間に設
   けられた第２の絞り装置と、この第２の絞り装置の入口
   側と出口側とを接続する第２の絞り装置用バイパス路
   と、内部に蓄熱媒体を収容し上記蓄熱用熱交換器と熱交
   換可能に設けられた蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器の出
   口側と上記第１の絞り装置の入口側とを接続する蓄熱利
   用用バイパス路と、上記第１の絞り装置の絞り量を制御
   する冷媒流量調節手段とを備え、蓄熱運転時には、上記
   圧縮機から上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装置、
   及び上記蓄熱用熱交換器を介して上記圧縮機へ至る蓄熱
   回路と、蓄冷凝縮運転時は、上記圧縮機から上記熱源側
   熱交換器用バイパス路、上記第２の絞り装置用バイパス
   路、上記蓄熱用熱交換器、上記蓄熱利用用バイパス路、
   上記第１の絞り装置、及び上記利用側熱交換器を介して
   上記圧縮機へ至る蓄冷凝縮回路と、液過冷却運転時は、
   上記圧縮機から上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装
   置用バイパス路、上記蓄熱用熱交換器、上記蓄熱利用用
   バイパス路、上記第１の絞り装置、及び上記利用側熱交
   換器を介して上記圧縮機へ至る液過冷却回路と、一般冷
   却運転時は、上記冷凍サイクルを形成する冷却回路とを
   構成し、上記蓄冷凝縮運転、一般冷却運転並びに液過冷
   却運転の各運転モードにおける起動時に各運転モードに
   応じて上記第１の絞り装置の初期絞り量を上記冷媒流量
   調節手段により制御するようにしたことを特徴とする蓄
   熱式冷凍サイクル装置。