JP2702784B2 - 多室冷暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多室冷暖房装置の冷媒サイクルに関するもの
である。

従来の技術 従来の熱源側冷媒サイクルと利用側冷媒サイクルに分
離された多室冷暖房装置は特開昭62−272040号公報に示
されている。

以下図面を参照しながら説明する。第２図において、
11は圧縮機、12は四方弁、13は熱源側熱交換器、14は冷
房用減圧装置、15は暖房用減圧装置、16は暖房時冷房用
減圧装置14を閉成する逆止弁、17は冷房時暖房用減圧装
置15を閉成する逆止弁、18は第１補助熱交換器でこれら
を環状に連接し、熱源側冷媒サイクルを形成している。
19は第２補助熱交換器で第１補助熱交換器18と熱交換す
るように一体に形成されている。20は冷媒量調整タンク
で冷房時と暖房時の冷凍量を調整している。21は冷媒搬
送装置で冷房時と暖房時で冷媒の流出方向が反対となる
可逆特性をもっており、これらは室外ユニットｆに収納
されている。22a,22bは利用側熱交換器で室内ユニット
g,hに収納され接続配管i,i′,j,j′で室外ユニットｆと
接続されている。前記第２補助熱交換器19と冷媒量調整
タンク20,冷媒搬送装置21,利用側熱交換器22a,22bおよ
び接続配管i,i′,j,j′を環状連接し利用側冷媒サイク
ルを形成している。

以上のように構成された多室冷暖房装置について、そ
の動作を説明する。

冷房運転時は図中実線の冷媒サイクルとなり、熱源側
冷媒サイクルでは、圧縮機11からの高温高圧ガスは四方
弁12を通り熱源側熱交換器13で放熱して凝縮液化し、逆
止弁16を通って冷房用膨張弁14で減圧され第１補助熱交
換器18で蒸発して四方弁12を通り圧縮器12へ循環する。
この時利用側冷媒サイクルの第２補助熱交換器19と前記
第１補助熱交換器18が熱交換し、利用側冷媒サイクル内
のガス冷媒が冷却されて液化し、冷媒量調整タンク20を
通って冷媒搬送装置21に送られ、この冷媒搬送装置21に
よって接続配管i,jを通って利用側熱交換器22a,22bへ送
られて吸熱蒸発し、ガス化して接続配管ｉ′,j′を通っ
て第２補助熱交換器19に循環することになる。

一方、暖房運転時においては、図中破線の冷媒サイク
ルとなり、熱源側冷媒サイクルでは、圧縮機11からの高
温高圧冷媒は四方弁12から第１補助熱交換器18に送ら
れ、放熱して凝縮液化し、逆止弁17から暖房用減圧装置
15で減圧し、熱源側熱交換器13で吸熱蒸発し、四方弁12
を通って圧縮機11へ循環する。この時利用側冷媒サイク
ルの第２補助熱交換器19と前記第１補助熱交換器18が熱
交換し、利用側冷媒サイクル内の液冷媒が加熱されてガ
ス化し、接続配管ｉ′,j′を通って利用側熱交換器22へ
送られ、暖房して放熱液化し接続配管i,jを通って冷媒
搬送装置21へ送られ、冷媒量調整タンク20から第２補助
熱交換器19へ循環する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の構成では、最大能力は限られてお
りピーク負荷に見合った装置能力としなければならな
い。従って設備容量の大きくなりイニシャルコストやラ
ンニングコストの増加となり、省エネルギー課題を有し
ていた。

本発明は上記課題に鑑み、短時間のピーク負荷に対応
した装置を備え設備容量の削減によるイニシャルコスト
やランニングコストの低減とともに省エネルギー化を図
った多室冷暖房装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の多室冷暖房装置
は、圧縮機，四方弁，熱源側熱交換器，冷暖房用減圧装
置および第１補助熱交換器を環状に連接してなる熱源側
冷媒サイクルと、この第１補助熱交換器と一体に形成し
熱交換する第２補助熱交換器，冷房時と暖房時で冷媒の
流出方向が反対となる冷媒搬送装置および複数の利用側
熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、内部に蓄熱材
を充てんした蓄熱槽と、三方切換手段を介して前記第１
補助熱交換器と並列に接続され前記蓄熱材と熱交換して
蓄熱させる蓄熱用熱交換器と、二方向の流量比率を調整
する三方流量弁を介して前記第２補助熱交換器と並列に
接続され前記蓄熱材と熱交換して蓄熱を放熱させる放熱
用熱交換器とを備え、前記利用側冷媒サイクルの冷媒と
して前記利用側冷媒サイクル内で液状態とガス状態とに
状態変化する冷媒を用いたのである。

作用 本発明は上記した構成によって、夜間に蓄熱槽に蓄熱
（例えば冷房時は氷として）しておき、短時間のピーク
負荷にこの蓄熱を使用することによって、圧縮機の容量
を小さくして、設備容量を削減できることとなる。

実 施 例 以下本発明の一実施例の多室冷暖房装置について、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の多室冷暖
房装置の冷媒サイクル図を示すものである。図において
蓄熱を使わない基本の冷媒サイクルは第２図と同じであ
り、ここでは、その違っている所、すなわち蓄熱を使用
する冷媒サイクルについて説明する。

23は蓄熱槽で内部に水等の蓄熱材を充てんし、その蓄
熱材と熱交換し蓄熱させる蓄熱用熱交換器24と、同じく
蓄熱材と熱交換し著熱を放熱させる放熱用熱交換器2fを
備えている。

26a,26bは第１補助熱交換器と前記蓄熱用熱交換器24
への冷媒流通を切換える三方切換弁、27a,27bは第２補
助熱交換器19と前記放熱用熱交換器25への冷媒流量を調
整する三方流量弁である。

以上のように構成された多室冷暖房装置について以下
その動作を説明する。

冷房時熱源側冷媒サイクルの蓄熱運転は、冷房用膨脹
弁14が蓄熱用膨脹弁となり、圧縮機11,四方弁12,熱源側
熱交換器、逆止弁16からの冷媒が蓄熱用膨脹弁14を通過
し三方切換弁26aを通り蓄熱用熱交換器24に流通し、蓄
熱材と熱交換して吸熱蒸発し、三方切換弁26bを通って
四方弁から圧縮機11へ循環する。

一方、利用側冷媒サイクルの冷房ピーク負荷運転時
は、熱源側冷媒サイクルが第１補助熱交換器18を蒸発器
とする通常の冷房運転となり、利用側熱交換器22a,22b
からの冷媒は接続配管ｉ′,j′を通り、負荷に合わせて
調整された冷媒の一部は三方流量弁27aから放熱用熱交
換器25に送られ、０℃程度の蓄熱材によって冷却凝縮し
て液化し三方流量弁27bへ送られる。

また接続配管ｉ′,j′を通った三方流量弁27aで負荷
に合わせて調整された残りの冷媒は三方流量弁27aから
第２補助熱交換器19へ流通し、第１補助熱交換器18によ
り冷却液化されて三方流量弁27bに送られ前記放熱用熱
交換器25からの冷媒と合流し、冷媒量調整タンク20から
冷媒搬送装置21へ循環する。従って、この時、利用側冷
媒サイクルの冷房能力は、ほぼ熱源側冷媒サイクルの能
力と放熱用熱交換器25の能力の和となり増大する。

また暖房時熱源側冷媒サイクルの蓄熱運転は、圧縮機
11,四方弁12からの冷媒は三方切換弁26bから蓄熱用熱交
換器24へ送られ蓄熱材で冷却凝縮して液化し、三方切換
弁26aから逆止弁17を通って暖房用膨脹弁15で減圧さ
れ、熱源側熱交換器13で吸熱蒸発し、四方弁12から圧縮
機11へ循環する。

一方、利用側冷媒サイクルの暖房ピーク負荷運転時，
熱源側冷媒サイクルは三方切換弁26a,26bを切換え第１
補助熱交換器18と凝縮器とする通常の暖房運転を行な
う。この時利用側熱交換器22a,22bで放熱凝縮した冷媒
は、接続配管i,jを通り、冷媒搬送装置21から冷媒量調
整タンク20を通って三方流量弁27bへ送られる。この三
方流量弁27bでは負荷に合わせて、冷媒の一部は放熱用
熱交換器25へ送られて蓄熱材で加熱ガス化し、また残り
の冷媒は第２補助熱交換器19へ送られ、第１補助熱交換
器18で加熱ガス化し、三方流量弁27aでそれぞれのガス
冷媒が合流し、接続配管ｉ′,j′を通って利用側熱交換
器22a,22bへ循環する。

従って、この時利用側冷媒サイクルの暖房能力は、ほ
ぼ熱源側冷媒サイクルの暖房能力と放熱用熱交換器25の
能力の和となり増大する。

以上のように本実施例によれば、予め夜間等冷暖房の
必要のないときに蓄熱用熱交換器で蓄熱槽内の蓄熱材を
加熱または冷却して蓄熱しておき、利用側冷媒サイクル
の冷暖房ピーク負荷時に、放熱用熱交換器で蓄熱を取出
すことによって、第２補助熱交換器が第１補助熱交換器
との熱交換で得た冷暖房能力に、放熱用熱交換器が蓄熱
材との熱交換で得た冷暖房能力が加わり、利用側冷媒サ
イクルの冷暖房能力を増大させ、ピーク負荷に対応する
ことができる。従って、圧縮機を小容量とし設備容量を
小さくできるので、イニシャルコスト及びランニングコ
ストの低減となるとともに省エネルギー化に効果があ
る。

なお、本実施例では、利用側冷媒サイクルの冷暖房ピ
ーク負荷時に、蓄熱を利用することについて説明した
が、蓄熱槽内の蓄熱材との熱交換だけで利用側冷媒サイ
クルの冷暖房が行える場合は、熱源側冷媒サイクルの運
転を停止し、利用側冷媒サイクル内の冷媒の全部を放熱
用熱交換器へ送り、蓄熱だけの冷暖房も可能である。こ
の場合、第２補助熱交換器での無駄な放熱もしくは吸熱
がなく、また、熱源側冷媒サイクルを運転するためのエ
ネルギーの消費がないため、省エネルギーで効率の良い
冷暖房が可能になる。

また、起動時に蓄熱を使うことによって立上がり特性
が向上することは言うまでもない。また、実施例では蓄
熱槽を含めた室外ユニットとしたが、蓄熱槽を室外ユニ
ットから分離してもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、圧縮機，四方弁，熱源側熱交
換器，冷暖房用減圧装置および第１補助熱交換器を環状
に連接してなる熱源側冷媒サイクルと、この第１補助熱
交換器と一体に形成し熱交換する第２補助熱交換器，冷
房時と暖房時で冷媒の流出方向が反対となる冷媒搬送装
置および複数の利用側熱交換器を有する利用側冷媒サイ
クルと、内部に蓄熱材を充てんした蓄熱槽と、三方切換
手段を介して前記第１補助熱交換器と並列に接続され前
記蓄熱材と熱交換して蓄熱させる蓄熱用熱交換器と、二
方向の流量比率を調整する三方流量弁を介して前記第２
補助熱交換器と並列に接続され前記蓄熱材と熱交換して
蓄熱を放熱させる放熱用熱交換器とを備え、前記利用側
冷媒サイクルの冷媒として前記利用側冷媒サイクル内で
液状態とガス状態とに状態変化する冷媒を用いたことに
より、予め夜間等冷暖房の必要のないときに蓄熱用熱交
換器で蓄熱槽内の蓄熱材を加熱または冷却して蓄熱して
おき、利用側冷媒サイクルの冷暖房ピーク負荷時に、放
熱用熱交換器で蓄熱を取出すことによって、第２補助熱
交換器が第１補助熱交換器との熱交換で得た冷暖房能力
に、放熱用熱交換器が蓄熱材との熱交換で得た冷暖房能
力が加わり、利用側冷媒サイクルの冷暖房能力を増大さ
せ、ピーク負荷に対応することができる。従って、圧縮
機を小容量とし設備容量を小さくできるので、イニシャ
ルコスト及びランニングコストの低減となるとともに省
エネルギー化に効果がある。

また、蓄熱槽内の蓄熱材との熱交換だけで利用側冷媒
サイクルの冷暖房が行える場合は、熱源側冷媒サイクル
の運転を停止し、利用側冷媒サイクル内の冷媒の全部を
放熱用熱交換器へ送り、蓄熱だけの冷暖房も可能であ
る。この場合、第２補助熱交換器での無駄な放熱もしく
は吸熱がなく、また、熱源側冷媒サイクルを運転するた
めのエネルギーの消費がないため、省エネルギーで効率
の良い冷暖房が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における冷暖房装置の冷媒サイ
クル図、第２図は本発明の他の実施例における室内ユニ
ットの接続図である。 13……熱源側熱交換器、18……第１補助熱交換器、19…
…第２補助熱交換器、21……冷媒搬送装置、22……利用
側熱交換器、23……蓄熱槽、24……蓄熱用熱交換器、25
……放熱用熱交換器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機，四方弁，熱源側熱交換器，冷暖房
   用減圧装置および第１補助熱交換器を環状に連接してな
   る熱源側冷媒サイクルと、この第１補助熱交換器と一体
   に形成し熱交換する第２補助熱交換器，冷房時と暖房時
   で冷媒の流出方向が反対となる冷媒搬送装置および複数
   の利用側熱交換器を有する利用側冷媒サイクルと、内部
   に蓄熱材を充てんした蓄熱槽と、三方切換手段を介して
   前記第１補助熱交換器と並列に接続され前記蓄熱材と熱
   交換して蓄熱させる蓄熱用熱交換器と、二方向の流量比
   率を調整する三方流量弁を介して前記第２補助熱交換器
   と並列に接続され前記蓄熱材と熱交換して蓄熱を放熱さ
   せる放熱用熱交換器とを備え、前記利用側冷媒サイクル
   の冷媒として前記利用側冷媒サイクル内で液状態とガス
   状態とに状態変化する冷媒を用いた多室冷暖房装置。