JP3082640B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置に関
し、特に、蓄熱用熱交換器の凍結防止対策に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、氷蓄熱式空気調和装置には、
冷房負荷のピーク時における電力需要の軽減及びオフピ
ーク時における電力需要の拡大を図ることに鑑みて、上
記冷房負荷のピーク時における冷熱として利用するため
のスラリー状の氷を冷房負荷のオフピーク時に生成して
蓄熱タンクに貯蔵する蓄熱回路を備えているものがあ
る。

【０００３】この種の蓄熱回路の一例として、例えば、
特開平４−２５１１７７号公報に開示されているよう
に、蓄熱タンクと過冷却水生成用の水熱交換器と過冷却
解消部とを水配管によって順次接続し、水又は水溶液で
ある蓄冷材の循環を可能にしたものが知られている。

【０００４】そして、この種の蓄熱回路の製氷動作とし
ては、蓄熱タンクの側面下部に形成された蓄冷材取出し
口から循環路へ取り出した蓄冷材を、水熱交換器におい
て過冷却状態まで冷却し、過冷却解消部において過冷却
状態を解消してスラリー状の氷を生成する。そして、こ
の氷を、循環路の氷供給口から蓄熱タンクに供給して貯
留する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した氷蓄熱式空気
調和装置において、蓄熱回路の循環路には、水熱交換器
に流入する蓄熱材に氷核が混入していると、該水熱交換
器で蓄熱材を過冷却すると、水熱交換器で過冷却が解消
して水熱交換器が凍結することになる。

【０００６】そこで、上記水熱交換器の上流側に予熱熱
交換器を設けている。そして、該予熱熱交換器に圧縮機
の吐出ガス冷媒を供給し、このガス冷媒と蓄熱材とを熱
交換させて該蓄熱材を予熱し、蓄熱材に混入している氷
核を融解させるようにしていた。

【０００７】しかしながら、従来、上述したように、単
に予熱熱交換器を設けて圧縮機からのガス冷媒と蓄熱材
とを熱交換させているのみであるため、蓄熱材に混入し
ている氷核が確実に融解されずに、氷核が残存したまま
蓄熱材が水熱交換器に流入する場合があった。したがっ
て、水熱交換器の凍結を確実に防止できず、製氷運転の
信頼性が低いという問題があった。

【０００８】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、蓄熱用熱交換器に流入する蓄熱媒体中の氷核を確実
に除去するようにして蓄熱用熱交換器の凍結を確実に防
止することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】−発明の概要−本発明
は、少なくとも蓄熱媒体を貯溜する蓄熱タンク（T）と
蓄熱用熱交換器（31）とを蓄熱媒体の循環可能に接続し
て蓄熱循環回路（B）を構成し、蓄熱用熱交換器（31）
において冷媒循環回路（A）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交
換させて蓄熱タンク（T）に蓄熱する。

【００１０】そして、この製氷運転時に凝縮熱交換器
（30）に圧縮機構（1）の吐出ガス冷媒を供給して蓄熱
媒体と熱交換させ、該蓄熱媒体を予熱する。その上、予
熱した蓄熱媒体をタンク（60）に一旦溜め込み、この蓄
熱媒体に混入している氷核が融解するまでの時間をかせ
ぐようにする。

【００１１】これによって、蓄熱媒体中の氷が確実に融
解し、蓄熱用熱交換器（31）の凍結が防止される。

【００１２】−発明の特定事項− 具体的に、図１に示すように、請求項１に係る発明が講
じた手段は、先ず、少なくとも圧縮機構（1）と熱源側
熱交換器（3）と膨張機構（38）と蓄熱用熱交換器（3
1）とが順に冷媒配管（10，11，45，…）によって接続
されて成る冷媒循環回路（A）が設けられている。更
に、少なくとも蓄熱媒体を貯溜する蓄熱槽（T）と、冷
媒循環回路（A）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交換させて過
冷却状態に冷却するように上記蓄熱用熱交換器（31）と
が循環路（WS，WR）によって蓄熱媒体の循環可能に接続
されて成り、上記蓄熱媒体の過冷却を解消させて蓄熱槽
（T）に氷蓄熱する蓄熱循環回路（B）が設けられている
氷蓄熱装置を対象としている。

【００１３】そして、上記蓄熱循環回路（B）における
循環路（WS，WR）には、蓄熱用熱交換器（31）に流入す
る蓄熱媒体を加熱する予熱手段（91UP）が設けられてい
る。加えて、該予熱手段（91UP）は、熱源側熱交換器
（3）をバイパスした冷媒循環回路（A）のバイパス路
（33，37）に接続され、且つ冷媒循環回路（A）の冷媒
と蓄熱媒体とを熱交換して該蓄熱媒体を加熱して予熱す
るように循環路（WS，WR）に接続された凝縮熱交換器
（30）と、該凝縮熱交換器（30）と蓄熱用熱交換器（3
1）の間の循環路（WS，WR）に接続されて凝縮熱交換器
（30）で予熱された蓄熱媒体中の氷が融解するように蓄
熱媒体を一旦溜め込むタンク（60）とより構成されてい
る。

【００１４】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、予熱手段（91UP）か
らの流出する蓄熱媒体の温度が一定になるように凝縮熱
交換器（30）に供給される冷媒流量を調節する流量調節
機構（32-C）を備える構成としている。

【００１５】また、請求項３に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、冷媒循環回路（A）
には、過冷却熱交換器（91SC）を備えて液冷媒が流れる
迂回路（91CR）が熱源側熱交換器（3）と膨張機構（3
8）との間に設けられる一方、蓄熱循環回路（B）におけ
る循環路（WS，WR）には、凝縮熱交換器（30）に流入す
る前の蓄熱媒体と冷媒循環回路（A）の冷媒とが熱交換
して該蓄熱媒体が加熱されるように上記過冷却熱交換器
（91SC）が接続された構成としている。

【００１６】また、請求項４に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１〜３の何れか１項に記載の発明におい
て、タンク（60）は、蓄熱媒体が内部で旋回流となる構
成とされている。

【００１７】−作用− 上記の発明特定事項により、本発明では、例えば、圧縮
機構（1）から吐出された冷媒が熱源側熱交換器（3）で
凝縮した後、膨張機構（38）で減圧されて蓄熱用熱交換
器（31）で蒸発する一方、この蓄熱用熱交換器（31）に
おいて、冷媒循環回路（A）の冷媒と蓄熱媒体とが熱交
換して蓄熱タンク（T）に冷熱が蓄熱される。

【００１８】冷蓄熱運転等の製氷運転時において、蓄熱
循環回路（B）の蓄熱媒体に氷が混入している場合、該
凝縮熱交換器（30）に高温の冷媒が供給されているの
で、該凝縮熱交換器（30）で蓄熱媒体は加熱された後、
タンク（60）に流入する。このタンク（60）を通って蓄
熱媒体が蓄熱用熱交換器（31）に流れることになる。

【００１９】つまり、蓄熱媒体に氷が混入している場
合、上記凝縮熱交換器（30）による加熱のみでは、氷が
融解するための時間を確保し難いので、予熱された蓄熱
媒体をタンク（60）に一時的に溜め込み、融解時間を確
保している。

【００２０】特に、請求項４に係る発明では、蓄熱媒体
がタンク（60）の内部で旋回流となり、融解時間を確保
する。

【００２１】また、請求項２に係る発明では、流量調節
機構（32-C）が凝縮熱交換器（30）に供給される冷媒量
を調節しており、つまり、凝縮熱交換器（30）の出口側
の蓄熱媒体の温度が所定温度よりも高い場合には冷媒量
を少なくして凝縮熱交換器（30）での加温を抑制する一
方、所定温度よりも低い場合には冷媒量を多くして凝縮
熱交換器（30）での加温を促進する。

【００２２】また、請求項３に係る発明では、熱源側熱
交換器（（3）で凝縮した液冷媒が過冷却熱交換器（91S
C）に供給されているので、凝縮熱交換器（30）に流入
する前の蓄熱媒体が過冷却熱交換器（91SC）に導入し、
過冷却熱交換器（91SC）によって加熱されることにな
る。

【００２３】その後、この予熱された蓄熱媒体は、凝縮
熱交換器（30）に流入して予熱され、タンク（60）を経
て蓄熱用熱交換器（31）に流れることになる。これによ
り、蓄熱用熱交換器（31）に氷が混入してしまうことが
回避される。

【００２４】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
冷蓄熱運転時等において、蓄熱用熱交換器（31）に流入
する前の蓄熱媒体を凝縮熱交換器（30）で予熱すると共
に、この予熱された蓄熱媒体をタンク（60）で一旦溜め
込むようにしたために、蓄熱媒体に混入している氷の融
解時間を十分に確保することができる。この結果、上記
氷が蓄熱用熱交換器（31）に流れることを防止すること
ができるので、該蓄熱用熱交換器（31）の凍結を未然に
防止することができ、運転の信頼性を向上させることが
できる。

【００２５】また、請求項２に係る発明によれば、流量
調節機構（32-C）によって凝縮熱交換器（30）における
予熱量を調節するようにしているので、氷の融解を確実
に行うようにすることができると共に、予熱し過ぎを防
止することができ、効率の低下を防止することができ
る。

【００２６】また、請求項３に係る発明によれば、蓄熱
媒体に混入している氷を、過冷却熱交換器（91SC）と凝
縮熱交換器（30）によって融解するようにしたために、
上記氷を確実に融解することができると共に、熱回収す
ることができ、効率の向上を図ることができる。

【００２７】また、過冷却熱交換器（91SC）の他に凝縮
熱交換器（30）で予熱するので、外気温度が低い場合な
どにおいて、冷媒循環量が低下し、過冷却熱交換器（91
SC）の予熱量が不足しても凝縮熱交換器（30）で氷が融
解されるので、蓄熱用熱交換器（31）の凍結を確実に防
止することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２９】図１は、本形態に係る氷蓄熱式空気調和装
置に備えられた冷媒循環回路（A）及び水循環回路（B）
の全体構成を示している。また、図２〜図４は冷媒循環
回路（A）及び水循環回路（B）の各部を拡大して示す詳
細図である。また、この図２〜図４のＣ〜Ｏはそれぞれ
配管同士が接続される対応位置を示している。

【００３０】これら各図に示すように、本空気調和装置
は、室外ユニット（X）が、複数の室内ユニット（Y，
Y，Y）及び蓄熱タンク（T）にそれぞれ接続されて構成
されている。つまり、室外ユニット（X）と各室内ユニ
ット（Y，Y，Y）とは上記冷媒循環回路（A）の一部を構
成する液側及びガス側の連結冷媒管（RL，RG）により、
室外ユニット（X）と蓄熱タンク（T）とは上記水循環回
路（B）の一部を構成する供給側及び回収側の循環路で
ある連結水管（WS，WR）によりそれぞれ接続されてい
る。以下、冷媒循環回路（A）及び水循環回路（B）につ
いて説明する。

【００３１】−冷媒循環回路の説明− 冷媒循環回路（A）は、室外ユニット（X）に備えられた
圧縮機構（1）、四路切換弁（2）、室外ファン（F）が
近接配置された熱源側熱交換器である室外熱交換器
（3）、室外電動膨張弁（4）及びレシーバ（5）と、室
内ユニット（Y）に備えられた複数の室内熱交換器（6，
6，6）及び室内電動膨張弁（7，7，7）とを備えてい
る。

【００３２】そして、上記室外熱交換器（3）における
ガス側の一端には、冷媒配管であるガス側配管（10）
が、液側の他端には、冷媒配管である液側配管（11）が
それぞれ接続されている。ガス側配管（10）は、四路切
換弁（2）によって圧縮機構（1）の吐出側と吸込側とに
切換可能に接続されている。つまり、このガス側配管
（10）は、圧縮機構（1）の吐出側と四路切換弁（2）と
を接続する第１吐出ガスライン（10a）、四路切換弁
（2）と室外熱交換器（3）とを接続する第２吐出ガスラ
イン（10b）、四路切換弁（2）と圧縮機構（1）の吸入
側とを接続する吸入ガスライン（10c）を備えている。
また、この吸入ガスライン（10c）にはアキュムレータ
（12）が設けられている。

【００３３】一方、上記液側配管（11）は、室外熱交換
器（3）とレシーバ（5）とを接続する第１液ライン（11
a）、レシーバ（5）と液側連結冷媒管（RL）とを接続す
る第２液ライン（11b）、一端が室外熱交換器（3）とレ
シーバ（5）との間に、他端がレシーバ（5）と液側連結
冷媒管（RL）との間にそれぞれ接続され、上記室外電動
膨張弁（4）が設けられた第３液ライン（11c）を備えて
いる。

【００３４】つまり、室外電動膨張弁（4）はレシーバ
（5）に対して並列に接続されている。また、上記第３
液ライン（11c）には、室外電動膨張弁（4）から第１液
ライン（11a）へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止
弁（CV1）が設けられている。

【００３５】上記第１液ライン（11a）における第３液
ライン（11c）の接続位置とレシーバ（5）との間には、
室外熱交換器（3）からレシーバ（5）への冷媒の流通の
みを許容する逆止弁（CV2）が設けられている。上記第
２液ライン（11b）における第３液ライン（11c）の接続
位置と液側連結冷媒管（RL）との間には、レシーバ
（5）側から室内熱交換器（6，6，6）に向かって順に、
第１電磁弁（SV1）、２個の逆止弁（CV3，CV4）が設け
られている。

【００３６】上記第１液ライン（11a）における逆止弁
（CV2）とレシーバ（5）との間と、第２液ライン（11
b）における逆止弁（CV4）と液側連結冷媒管（RL）との
間には、第４液ライン（11d）が設けられている。この
第４液ライン（11d）には、第２液ライン（11b）から第
１液ライン（11a）へ向かう冷媒の流通のみを許容する
逆止弁（CV5）が設けられている。

【００３７】上記液側連結冷媒管（RL）は、複数の室内
液配管（6a，6a，6a）を介して各室内熱交換器（6，6，
6）の液側に接続されている。この各室内液配管（6a，6
a，6a）には上記室内電動膨張弁（7，7，7）が設けられ
ている。

【００３８】上記ガス側連結冷媒管（RG）は、複数の室
内ガス配管（6b，6b，6b）を介して各室内熱交換器
（6，6，6）のガス側に接続されている。このガス側連
結冷媒管（RG）は、ガス配管（15）を介して四路切換弁
（2）に接続されており、この四路切換弁（2）によって
圧縮機構（1）の吐出側と吸込側とに切換可能に接続さ
れている。上記ガス配管（15）は、その途中が４本の分
岐管（15a，15b，…）に分岐されている。そのうち３本
はガス回収分岐管（15a，15a，15a）であって１本はガ
ス供給分岐管（15b）となっている。

【００３９】該各ガス回収分岐管（15a，15a，15a）に
は、室内熱交換器（6，6，6）から四路切換弁（2）へ向
かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV6，CV6，CV
6）が設けられている。一方、ガス供給分岐管（15b）
は、第２電磁弁（SV2）が設けられていると共に、その
一部が２系統に分岐されており、それぞれに四路切換弁
（2）から室内熱交換器（6，6，6）へ向かう冷媒の流れ
のみを許容する逆止弁（CV7，CV7）が設けられている。

【００４０】また、圧縮機構（1）は、インバータ制御
されて多数段階に容量制御される可変容量型の上流側圧
縮機（COMP-1）と、フルロード、アンロード及び停止の
３段階に切換え制御されるアンローダ機構付きの下流側
圧縮機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に
構成されている。

【００４１】そして、本冷媒循環回路（A）には、圧縮
機構（1）に潤滑油を戻す油戻し機構（20）が設けられ
ている。この油戻し機構（20）は、油分離器（21，22）
と油戻し管（23，24）とを備えている。上記油分離器
（21，22）は、第１吐出ガスライン（10a）の一部であ
る上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）と
の各吐出管（10a-1，10a-2）のそれぞれに配設されてい
る。

【００４２】上記油戻し管（23，24）は、キャピラリチ
ューブ（CP）を備え、油分離器（21，22）の下端部と上
記吸入ガスライン（10c）の一部である上流側圧縮機（C
OMP-1）の吸込管（10c-1）とに接続され、油分離器（2
1，22）に溜った潤滑油を上流側圧縮機（COMP-1）に戻
している。上記各吐出管（10a-1，10a-2）における油分
離器（21，22）の下流側には、各圧縮機（COMP-1，COMP
-2）から四路切換弁（2）に向かう冷媒の流通のみを許
容する逆止弁（CV8，CV8）が設けられている。

【００４３】上記吸入ガスライン（10c）の一部である
下流側圧縮機（COMP-2）の吸込管（10c-2）は、上流側
圧縮機（COMP-1）の吸込管（10c-1）より圧力損失が大
きく設定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間にキャ
ピラリチューブ（CP）を備えた均油管（25）が接続され
ている。この結果、高圧側となる上流側圧縮機（COMP-
1）に回収された潤滑油が、低圧側となる下流側圧縮機
（COMP-2）に供給されて、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）
に均等に潤滑油が回収されるようになっている。

【００４４】上記第１液ライン（11a）における第４液
ライン（11d）の接続位置と逆止弁（CV2）との間と、第
１吐出ガスライン（10a）とには吐出ガスバイパスライ
ン（27）が設けられている。この吐出ガスバイパスライ
ン（27）の一部は、室外熱交換器（3）に隣接されて補
助熱交換器（27a）で構成されていると共に、第３電磁
弁（SV3）及びキャピラリチューブ（CP）が設けられて
いる。

【００４５】そして、本冷媒循環回路（A）は、水循環
回路（B）を流れる水との間で熱交換を行うための水側
凝縮器（30）及び水側蒸発器（31）を備えている。以
下、この水側凝縮器（30）及び水側蒸発器（31）に対し
て冷媒を供給及び回収するための回路構成について説明
する。

【００４６】本発明の特徴の１つとして、上記第１吐出
ガスライン（10a）と水側凝縮器（30）とは、ガス供給
配管ユニット（32）を介して接続されている。このガス
供給配管ユニット（32）は、一端が第１吐出ガスライン
（10a）に、他端が水側凝縮器（30）にそれぞれ接続さ
れたガス供給管（33）を備えている。このガス供給管
（33）は、流量調節機構（32-C）を備えており、具体的
に、この流量調節機構（32-C）は、ガス供給管（33）の
途中が第１〜第６の６本の分岐管（33a〜33f）に分岐さ
れ、各分岐管（33a〜33f）に第４〜第９電磁弁（SV4〜S
V9）がそれぞれ設けられて構成されている。そして、こ
の第１〜第６の６本の分岐管（33a〜33f）中の第３〜第
６の４本（図２において下側に位置する４本）の分岐管
（33c〜33f）にはキャピラリチューブ（CP，…）が設け
られている。

【００４７】また、上記上流側圧縮機（COMP-1）の吐出
管（10a-1）における油分離器（21）の下流側には分流
器（35）が設けられており、この分流器（35）によって
吐出管（10a-1）から分岐された吐出ガス分流管（34）
は上記ガス供給管（33）の下流端部分に接続されてい
る。そして、この吐出ガス分流管（34）には第１０電磁
弁（SV10）が設けられている。

【００４８】上記水側凝縮器（30）と水側蒸発器（31）
とは第１連絡管（37）によって連結され、該第１連絡管
（37）と上記ガス供給管（33）とによって本発明のバイ
パス路が構成されている。

【００４９】そして、上記第１連絡管（37）には、水側
凝縮器（30）から水側蒸発器（31）に向かって、第１１
電磁弁（SV11）、水側凝縮器（30）から水側蒸発器（3
1）へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（CV9）、
膨張機構である水側蒸発器用電動膨張弁（38）が順に配
設されている。

【００５０】また、この水側蒸発器（31）と吸入ガスラ
イン（10c）とは、冷媒回収管（40）によって接続され
ている。この冷媒回収管（40）は、一端が水側蒸発器
（31）に、他端が吸入ガスライン（10c）におけるアキ
ュムレータ（12）の直上流側にそれぞれ接続されてい
る。

【００５１】上記水側蒸発器（31）と吐出ガスバイパス
ライン（27）との間にはホットガス供給管（42）が設け
られている。このホットガス供給管（42）は、一端が吐
出ガスバイパスライン（27）における補助熱交換器（27
a）の上流側に、他端が水側蒸発器（31）にそれぞれ接
続されると共に、第１２電磁弁（SV12）が設けられてい
る。

【００５２】このホットガス供給管（42）における第１
２電磁弁（SV12）と水側蒸発器（31）との間と、上記第
１連絡管（37）における水側蒸発器用電動膨張弁（38）
と水側蒸発器（31）との間には、バイパス管（43）が設
けられている。このバイパス管（43）には、ホットガス
供給管（42）から第１連絡管（37）へ向かう冷媒の流通
のみを許容する逆止弁（CV10）が設けられている。

【００５３】上記第２液ライン（11b）における各逆止
弁（CV3，CV4）同士の間と、第１連絡管（37）における
逆止弁（CV9）と水側蒸発器用電動膨張弁（38）との間
には、冷媒配管である第２連絡管（45）が設けられてい
る。この第２連絡管（45）には第１３電磁弁（SV13）が
設けられている。

【００５４】そして、この第２連絡管（45）における第
１連絡管（37）に対する接続位置と第１３電磁弁（SV1
3）との間と、上記第４液ライン（11d）における第１液
ライン（11a）に対する接続位置と逆止弁（CV5）との間
には、第３連絡管（47）が設けられている。この第３連
絡管（47）には、第１４電磁弁（SV14）及び第２連絡管
（45）から第４液ライン（11d）へ向かう冷媒の流通の
みを許容する逆止弁（CV11）が設けられている。

【００５５】更に、上記第３液ライン（11c）における
第２液ライン（11b）に対する接続位置と室外電動膨張
弁（4）との間と、第１連絡管（37）におけるバイパス
管（43）の接続位置と水側蒸発器（31）との間には第４
連絡管（49）が設けられている。この第４連絡管（49）
には、第１５電磁弁（SV15）及びキャピラリチューブ
（CP）が設けられている。

【００５６】この第４連絡管（49）は、上記冷媒回収管
（40）の一部が分岐されてなるキャピラリチューブ（C
P）を備えた回収分岐管（40a）との間で熱交換可能とな
っている。詳しくは、この第４連絡管（49）と回収分岐
管（40a）とが二重管構造でなる第１配管熱交換器（5
0）で構成されており、この両者を流れる冷媒間での熱
交換が可能になっている。

【００５７】そして、この第４連絡管（49）と吸入ガス
ライン（10c）との間には第５連絡管（51）が設けられ
ている。この第５連絡管（51）には、第１６電磁弁（SV
16）及びキャピラリチューブ（CP）が設けられている。
また、この第５連絡管（51）は、第２液ライン（11b）
との間で熱交換可能となっている。詳しくは、この第５
連絡管（51）と第２液ライン（11b）とが二重管構造で
なる第２配管熱交換器（52）で構成されており、この両
者を流れる冷媒間での熱交換が可能になっている。

【００５８】また、上記第３液ライン（11c）における
室外電動膨張弁（4）と逆止弁（CV1）との間と、第２連
絡管（45）との間には第６連絡管（53）が設けられてい
る。この第６連絡管（53）には、第３液ライン（11c）
から第２連絡管（45）へ向う冷媒の流通のみを許容する
逆止弁（CV13）が設けられている。

【００５９】−水循環回路の説明− 上記水循環回路（B）は、上述した蓄熱タンク（T）、水
側凝縮器（30）、水側蒸発器（31）の他に、ポンプ
（P）、バッファタンク（60）、氷核混入ユニット（6
1）及び氷生成容器（62）を備えて蓄熱循環回路を構成
している。

【００６０】詳しくは、蓄熱タンク（T）、ポンプ
（P）、水側凝縮器（30）、バッファタンク（60）、水
側蒸発器（31）、氷核混入ユニット（61）及び氷生成容
器（62）が順に水配管（63）によって図４に矢印で示す
ような蓄熱媒体である水の循環が可能に接続されてい
る。そして、上述したように、水側凝縮器（30）及び水
側蒸発器（31）では冷媒循環回路（A）を流れる冷媒と
水との間で熱交換を行うようになっている。

【００６１】図５は、水側凝縮器（30）、バッファタン
ク（60）、水側蒸発器（31）、氷核混入ユニット（61）
及び氷生成容器（62）の配設状態を具体的に示してい
る。この図５に示すように、上記各機器（30，31，60，
61，62）は互いに近接配置されてユニット化されてい
る。

【００６２】そして、上記水側蒸発器（31）は、図６及
び図７に示すように、縦型のシェルアンドチューブ式熱
交換器で蓄熱用熱交換器を構成している。つまり、円筒
状容器（31a）内には、複数本の伝熱管（31f）（図６で
は複数本のうち１本を示している）が備えられ、この伝
熱管（31f）の内部に水循環回路（B）を流れる水が、該
伝熱管（31f）と容器（31a）の内壁との間に冷媒循環回
路（A）を循環する冷媒が流れ、この伝熱管（31f）の壁
面を介して冷媒と水との間で熱交換が行われる構成とな
っている。

【００６３】尚、図６及び図７における（31b）は、容
器（31a）の下端部に設けられた水導入管、（31c）は容
器（31a）の上端部に設けられた水導出管、（31d）は冷
媒導入管、（31e）は冷媒導出管である。

【００６４】また、上記水側凝縮器（30）は、本発明の
特徴とするものであって、図示しない冷媒配管と水配管
とが互いに接触して配置され、この両者間で熱交換が行
わせる凝縮熱交換器を構成している。この水側凝縮器
（30）は、後述する氷核生成運転時や冷蓄熱運転時にお
いて、水循環回路（B）を循環する水を加熱して予熱
し、水中に混入している氷核を溶解させるようにしてい
る。

【００６５】上記バッファタンク（60）は、図８及び図
９に示すように、本発明の最も特徴とするものであっ
て、中空円筒状の部材で形成され、このバッファタンク
（60）と上記水側凝縮器（30）とによって予熱手段（91
UP）が構成されている。そして、該バッファタンク（6
0）は、その上端部に水導入口（60a）を備えた取付けフ
ランジ（60b）が設けられており、この取付けフランジ
（60b）に上記水側凝縮器（30）の水出口側が接続され
ている（図５参照）。

【００６６】上記バッファタンク（60）における水導入
口（60a）の開口位置は、それぞれ円筒状容器の内周面
の接線方向から水が導入する位置に設定されている。こ
のため、これら水導入口（60a）から導入した水は図８
（a）に二点鎖線の矢印で示すように、容器内において
旋回流となる構成とされている。

【００６７】上記バッファタンク（60）は、上述した水
側凝縮器（30）で予熱された水を一旦溜め込んでおり、
つまり、水側凝縮器（30）に流入する水の氷核は該水側
凝縮器（30）によって融解されることになるが、この水
側凝縮器（30）の加熱のみでは融解時間が不足し、完全
に融解されないまま蓄熱用熱交換器（31）に流入する虞
がある。そこで、上記バッファタンク（60）に予熱され
た水を一時的に溜め込んで融解時間を保証するようにし
ている。

【００６８】一方、上記氷生成容器（62）は、バッファ
タンク（60）と同様な構成であり、図１０及び図図１１
に示すように、中空円筒状の部材で形成され、上端部に
水導入口（62a）が設けられており、水導入口（62a）が
氷核混入ユニット（61）を介して上記水側蒸発器（31）
の水出口側に接続されている。

【００６９】この氷生成容器（62）における水導入口
（62a）の開口位置は、それぞれ円筒状容器の内周面の
接線方向から水が導入する位置に設定されている。この
ため、これら水導入口（62a）から導入した水は図１０
（a）に二点鎖線の矢印で示すように、容器内において
旋回流となる構成とされている。

【００７０】また、図５に示すように、水側凝縮器（3
0）の下端部には水配管（63）の一部を成す水入口管（6
3a）の一端が、氷生成容器（62）の下端部には水配管
（63）の一部を成す水出口管（63b）の一端がそれぞれ
接続されている。また、水入口管（63a）の他端はポン
プ（P）に、水出口管（63b）の他端は蓄熱タンク（T）
にそれぞれ接続されている。更に、バッファタンク（6
0）の下端部には水側蒸発器（31）に繋がる水配管（63
c）が接続されている。

【００７１】次に、上記氷核混入ユニット（61）の構成
について説明する。この氷核混入ユニット（61）は、水
側蒸発器（31）から導入した水の一部を利用して微小な
氷塊（以下、氷核と言う）を生成し、この氷核を氷生成
容器（62）に向って供給するものである。

【００７２】図１２に示すように、この氷核混入ユニッ
ト（61）は、水側蒸発器（31）から延びる流出管（65）
と、該流出管（65）からの水を氷生成容器（62）の内部
に供給するためのノズル（66）とを備えている。このノ
ズル（66）は、上流端が流出管（65）の下流端部に取付
けられていると共に、氷生成容器（62）の水入口部分に
一体形成されたノズル保持部（62a）に保持され、他端
が氷生成容器（62）の水導入口（62a）に挿通されて該
氷生成容器（62）の内部に延びている。

【００７３】そして、上記流出管（65）は、その内径寸
法が水側蒸発器（31）からノズル（66）に向って次第に
小さくなるように設定されている。このノズル（66）
は、ＰＴＦＥ製であって、図１３（図１３（a）は図１
３（b）のＱ−Ｑ断面図）に示すように、基端部にフラ
ンジ（66b）を備えていると共に外周面の一部に氷核導
入用の小径の開口（66a）が形成されている。このよう
にノズル（66）はＰＴＦＥ製であるため氷が付着し難い
構成となっている。

【００７４】上記流出管（65）とノズル（66）との間に
は、パッキン（67）を介して後述する進展防止部材（6
8）が設けられていると共に、ノズル（66）とノズル保
持部（62a）との間にもパッキン（67）が介設されてい
る。また、図１４に示すように、上記ノズル保持部（62
a）には、ノズル（66）を保持した状態で該ノズル（6
6）の開口（66a）に連通する連通孔（62b）が形成され
ている（図１１参照）。

【００７５】次に、上記ノズル（66）の開口（66a）か
ら導入する氷核を生成するための氷核生成ユニット（7
0）について説明する。この氷核生成ユニット（70）
は、図１４に示すように、冷却部材（71）と、該冷却部
材（71）との間で氷保持空間（73）を形成する保持部材
（72）とを備えている。

【００７６】各部材について説明すると、冷却部材（7
1）は、冷却部本体（74）の内部に冷媒通路形成部材（7
5）が収容されて形成されている。この冷却部本体（7
4）は、図１５（図１５（b）は図１５（a）のＲ−Ｒ断
面図）に示すように、内部が中空とされた直方体状の本
体部（74a）の前面（図１５（b）の下側面）に、一端側
（下側）が閉塞され他端（上側）が本体部（74a）の内
部空間に連通する円筒状の製氷凸部（74b）が一体形成
されている。

【００７７】この製氷凸部（74b）は比較的薄肉に形成
されている。また、上記本体部（74a）の背面側には、
冷媒通路形成部材（75）を装着するために円形の開口
（74e）が形成されると共に、この本体部（74a）の左右
の各壁部には、後述する氷核生成用冷媒配管（77，78）
に接続される開口（74c，74d）がそれぞれ形成されてい
る。

【００７８】一方、冷媒通路形成部材（75）は、図１６
（図１６（b）は図１６（a）のＳ−Ｓ断面図）に示すよ
うに、上記冷却部本体（74）の背面側に形成されている
開口（74e）の径寸法に略一致した外径寸法を有する略
円柱状の部材であって、冷媒導入通路（75a）及び冷媒
排出通路（75b）がそれぞれ形成されている。各通路（7
5a，75b）は、一端が冷媒通路形成部材（75）の外周面
に開放し、この冷媒通路形成部材（75）の内部でその延
長方向が９０°変更されて他端が冷媒通路形成部材（7
5）の前面（図１６（b）の上側面）にそれぞれ開口され
ている。

【００７９】このように形成された冷媒通路形成部材
（75）が、その前面が冷却部本体（74）の製氷凸部（74
b）の底面に所定間隔を存して対向するように収容され
た状態では、冷媒通路形成部材（75）の各通路（75a，7
5b）が冷却部本体（74）の各開口（74c，74d）に連通し
た状態となる（図１４参照）。

【００８０】上記保持部材（72）は、図１７（図１７
（b）は図１７（a）のＵ−Ｕ断面図）及び図１８に示す
ように、直方体状の部材であって、その中央部に十字状
の開口（72a）が貫通形成されている。この開口（72a）
は、その中央部が上記冷却部本体（74）の製氷凸部（74
b）よりも僅かに大径に形成された円形の中央開口部（7
2b）と、その周囲に９０°の角度間隔を存して半径方向
外側に延びる４個の矩形溝（72c，72c，…）とが一体的
に形成されて成っている。

【００８１】このような構成とした冷却部材（71）及び
保持部材（72）が、図１８に示すように、冷却部材（7
1）の製氷凸部（74b）が保持部材（72）の開口（72a）
に挿通されるように一体的に組み付けられることによ
り、氷核生成ユニット（70）が構成される。この氷核生
成ユニット（70）は、図１４の如く、保持部材（72）の
開口（72a）がノズル（66）の開口（66a）に連通するよ
うにノズル保持部（62a）の側面に取付けられている。

【００８２】これにより、ノズル（66）内に、水側蒸発
器（31）によって冷却された水が流れている状態では、
冷却部材（71）と保持部材（72）との間の氷保持空間
（73）は冷水で満たされた状態となっており、この状態
で、冷却部材（71）の内部に製氷用の冷媒を流して該冷
媒により水を冷却し、製氷凸部（74b）の周囲に氷核生
成用の氷（I）を付着生成させる構成となっている。

【００８３】一方、上記進展防止部材（68）について説
明すると、該進展防止部材（68）は、図１９及び図２０
（図２０は図１９（b）のＶ−Ｖ断面図）に示すよう
に、内部に水通路を形成した偏平円板状の部材であっ
て、外側部材（68a）と、該外側部材（68a）の内部に装
着された内側部材（68b）とが一体的に組み付けられて
形成されている。

【００８４】各部材（68a，68b）について説明すると、
外側部材（68a）には、半径方向に延びてその外周面か
ら内周面に亘って貫通する一対の貫通孔（68c，68d）が
形成されている。この外側部材（68a）の一方の開放端
部には内周面から僅かに中心側に延びる内側部材当接部
（68e）が形成されており、上記内側部材（68b）が外側
部材（68a）に装着された状態では、その外周面の一部
がこの内側部材当接部（68e）に当接している。

【００８５】これにより、外側部材（68a）の内周面と
内側部材（68b）の外周面との間には環状の空間（68f）
が形成されており、この環状の空間（68f）が各貫通孔
（68c，68d）に連通している。これにより、仮に内側部
材（68b）の内周面に氷が付着したような状況におい
て、貫通孔（68c）から環状の空間（68f）に高温の冷媒
を導入すると、この冷媒により氷の一部を融解すること
で、内側部材（68b）の内周面から氷を離脱させる構成
となっている。

【００８６】以下、上記冷却部材（71）及び進展防止部
材（68）に対して製氷用の冷媒を供給する配管構造につ
いて説明する。図４に示すように、一端が上記第２連絡
管（45）に、他端が冷却部本体（74）の一方の開口（74
c）にそれぞれ接続された第１氷核生成冷媒供給管（7
7）が設けられている。

【００８７】一方、一端が冷媒回収管（40）に、他端が
冷却部本体（74）の他方の開口（74d）にそれぞれ接続
された氷核生成冷媒回収管（78）が設けられている。そ
して、上記第１氷核生成冷媒供給管（77）には第１７電
磁弁（SV17）及びキャピラリチューブ（CP）が設けられ
ている。

【００８８】この第１氷核生成冷媒供給管（77）におけ
る氷核生成ユニット（70）とキャピラリチューブ（CP）
との間と、上記第１連絡管（37）における第４連絡管
（49）の接続位置と水側蒸発器（31）との間とには第２
氷核生成冷媒供給管（79）が設けられている。この第２
氷核生成冷媒供給管（79）には第１連絡管（37）から氷
核生成ユニット（70）へ向う冷媒の流通のみを許容する
逆止弁（CV12）及びキャピラリチューブ（CP）が設けら
れている。

【００８９】また、一端が吐出ガスバイパスライン（2
7）に、他端が進展防止部材（68）の外側部材（68a）に
おける一方の貫通孔（68c）にそれぞれ接続された進展
防止冷媒供給管（81）が設けられている。この進展防止
冷媒供給管（81）には第１８電磁弁（SV18）及びキャピ
ラリチューブ（CP）が設けられている。

【００９０】また、一端が第４液ライン（11d）におけ
る第３連絡管（47）の接続位置と第１液ライン（11a）
に対する接続位置との間に、他端が進展防止部材（68）
の外側部材（68a）における他方の貫通孔（68d）にそれ
ぞれ接続された進展防止冷媒回収管（82）が設けられて
いる。

【００９１】そして、上述した四路切換弁（2）、各電
磁弁（SV1〜SV18）及び各電動膨張弁（4，7，38）はコ
ントローラ（85）によって開閉状態が制御される。

【００９２】−センサ類の構成− 上記冷媒循環回路（A）及び水循環回路（B）には、各種
のセンサが設けられている。各センサについて説明する
と、先ず、冷媒循環回路（A）には、室外空気温度を検
出する外気温センサ（Th-1）が室外熱交換器（3）の近
傍に、室外熱交換器（3）の液冷媒温度を検出する室外
液温センサ（Th-2）が分流管側に、圧縮機構（1）の吐
出ガス冷媒温度を検出する吐出ガス温センサ（Th-31，T
h-32）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（10a-
1，10a-2）に、圧縮機構（1）の吸入ガス冷媒温度を検
出する吸入ガス温センサ（Th-4）が圧縮機構（1）の吸
入ガスライン（10c）にそれぞれ設けられている。

【００９３】更に、圧縮機構（1）の吐出冷媒圧力を検
出する高圧圧力センサ（SEN-H）が圧縮機構（1）の第１
吐出ガスライン（10a）及び吐出ガス分流管（34）に、
圧縮機構（1）の吸込冷媒圧力を検出する低圧圧力セン
サ（SEN-L）が圧縮機構（1）の吸入ガスライン（10c）
にそれぞれ設けられると共に、各圧縮機（COMP-1，COMP
-2）の吐出冷媒圧力が所定高圧になると作動する高圧保
護開閉器（HPS，HPS）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の
吐出管（10a-1，10a-2）に設けられている。

【００９４】一方、水循環回路（B）には、水側凝縮器
（30）の水入口部分に入口水温センサ（Th-W1）が、バ
ッファタンク（60）の下端部分に出口水温センサ（Th-W
2）が、水側蒸発器（31）の水出口側に過冷却水温セン
サ（Th-W3）が、氷生成容器（62）に氷生成検知センサ
（Th-W4）がそれぞれ設けられており、各部での水温を
検知する。更に、水側凝縮器（30）の上流端に繋がる上
記水入口管（63a）には該水入口管（63a）内の流速を検
知し、該流速が所定値以下になるとＯＮ作動するフロー
スイッチ（SW-F）が設けられている。

【００９５】−制御の構成− 本空気調和装置は、各センサ（Th-1〜SEN-L，Th-W1〜Th
-W4）、開閉器（HPS）、スイッチ（SW-F）の検出信号が
コントローラ（85）に入力され、これら検出信号に基づ
いて各電磁弁（SV1〜SV18）の開閉切換え、各電動膨張
弁（4，7，38）の開度調整及び圧縮機構（1）の容量等
を制御している。

【００９６】−運転動作− 次に、上述の如く構成された空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。

【００９７】本空気調和装置の運転モードとしては、通
常冷房運転、通常暖房運転、氷核生成運転、冷蓄熱運
転、冷蓄熱／冷房同時運転、冷蓄熱利用冷房運転、温蓄
熱運転、温蓄熱／暖房同時運転及び温蓄熱利用暖房運転
がある。

【００９８】以下、各運転モードにおける冷媒循環動作
について説明する。

【００９９】−通常冷房運転− この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7）が所定開度に調整され、それ以外の電動膨張弁が
閉鎖される。一方、第１電磁弁（SV1）が開放され、そ
れ以外の電磁弁が閉鎖される。

【０１００】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は、図２１に矢印
で示すように、四路切換弁（2）を経て室外熱交換器
（3）に導入し、該室外熱交換器（3）において外気との
間で熱交換を行って凝縮する。

【０１０１】その後、この冷媒は、第１及び第２液ライ
ン（11a，11b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に導入
し、室内電動膨張弁（7，7，7）で減圧された後、室内
熱交換器（6，6，6）において室内空気との間で熱交換
を行い蒸発して室内空気を冷却する。

【０１０２】そして、このガス冷媒はガス配管（15）の
ガス回収分岐管（15a，15a，15a）、四路切換弁（2）、
吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機構（1）の吸入側に
戻る。このような循環動作を行うことにより室内が冷房
される。

【０１０３】−通常暖房運転− この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が破線側に切換えられ、室外電動膨張弁
（4）が所定開度に調整される一方、室内電動膨張弁
（7）が全開状態にされる。一方、第２電磁弁（SV2）が
開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【０１０４】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は、図２２に矢印
で示すように、四路切換弁（2）及びガス配管（15）の
ガス供給分岐管（15b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）
に導入し、室内熱交換器（6，6，6）において室内空気
との間で熱交換を行って凝縮して室内空気を加温する。

【０１０５】その後、この冷媒は、第４液ライン（11
d）からレシーバ（5）を経て第３液ライン（11c）を流
れて室外電動膨張弁（4）で減圧された後、室外熱交換
器（3）において外気との間で熱交換を行って蒸発す
る。続いて、このガス冷媒は、四路切換弁（2）、吸入
ガスライン（10c）を経て圧縮機構（1）の吸入側に戻
る。このような循環動作を行うことにより室内が暖房さ
れる。

【０１０６】−氷核生成運転− この運転モードは、後述する冷蓄熱運転において過冷却
水の過冷却状態を解消するための氷核を生成するための
ものである。また、この氷核生成運転では氷核生成動作
の前に水循環回路（B）内の水を所定温度（例えば２
℃）まで冷却する水冷却動作が行われる。この水冷却動
作の水及び冷媒の循環動作について説明すると、ポンプ
（P）を駆動して水循環回路（B）において水を循環させ
た状態において、圧縮機構（1）を駆動する。

【０１０７】そして、この圧縮機構（1）から吐出され
た冷媒は、室外熱交換器（3）で凝縮した後、第２連絡
管（45）及び第１連絡管（37）を経て水側蒸発器（31）
において水との間で熱交換を行い、該水を冷却して蒸発
した後、冷媒回収管（40）によって圧縮機構（1）の吸
入側に戻る。このような水冷却動作が所定時間行われて
水循環回路（B）の水温が所定温度に達すると、以下の
氷核生成動作に移る。

【０１０８】この氷核生成動作では、コントローラ（8
5）により、四路切換弁（2）が実線側に切換えられ、各
電動膨張弁が共に閉鎖される。一方、第１，１１，１
３，１７の各電磁弁（SV1，SV11，SV13，SV17）が開放
され、また、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁弁
（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第７電磁弁
（SV7））のみが開放される。それ以外の電磁弁が閉鎖
される。

【０１０９】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）の上流側圧縮機（COMP-1）のみが駆動す
る。そして、この圧縮機（COMP-1）から吐出された冷媒
は、図２３に矢印で示すように、その一部が、四路切換
弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入し、該室外熱交
換器（3）において外気との間で熱交換を行って凝縮す
る。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライン（11
a，11b）、第２連絡管（45）を経て第１氷核生成冷媒供
給管（77）に導入する。

【０１１０】また、他の冷媒は、ガス供給配管ユニット
（32）の第４分岐管（33d）を経て水側凝縮器（30）に
導入し、ここで水循環回路（B）の水との間で熱交換を
行って凝縮し、第１連絡管（37）及び第２連絡管（45）
を経て第１氷核生成冷媒供給管（77）に導入する。つま
り、室外熱交換器（3）及び水側凝縮器（30）それぞれ
において凝縮された冷媒が第１氷核生成冷媒供給管（7
7）で合流する。

【０１１１】そして、この合流した冷媒は、この第１氷
核生成冷媒供給管（77）のキャピラリチューブ（CP）で
減圧された後、氷核生成ユニット（70）に供給され、こ
こで水を冷却して氷核を生成した後、氷核生成冷媒回収
管（78）及び冷媒回収管（40）を経て圧縮機構（1）の
吸入側に戻る。

【０１１２】以下、この氷核生成ユニット（70）におけ
る氷核生成動作について説明する。図１２に示すよう
に、水側蒸発器（31）から水生成容器（62）に向って流
れる水は、先ず、流出管（65）の通路面積が下流側に向
って次第に小径になっていることにより流速が上昇しな
がらノズル（66）に導入する。

【０１１３】そして、このノズル（66）内を流れる水
は、図１４に破線で示す矢印のように、その大部分が水
生成容器（62）に直接供給される一方、一部はノズル
（66）の開口（66a）からノズル保持部（62a）の連通孔
（62b）を経て氷保持空間（73）に導入することにな
る。

【０１１４】一方、第１氷核生成冷媒供給管（77）から
氷核生成ユニット（70）に供給された冷媒は、図１４に
実線で示す矢印のように、冷媒導入通路（75a）から製
氷凸部（74b）の内側を流れ、氷保持空間（73）の水と
の間で熱交換を行い、該水を冷却して蒸発した後、冷媒
排出通路（75b）から氷核生成冷媒回収管（78）に流出
する。この際、上述したように製氷凸部（74b）は比較
的薄肉で形成されているので、冷媒と水との間での熱交
換が効率良く行われる。

【０１１５】このような動作により、氷保持空間（73）
において冷却された水は製氷凸部（74b）の周囲で氷化
して、該製氷凸部（74b）の壁面に氷核生成用氷（I）と
して付着する。このような水及び冷媒の循環動作が連続
して行われると、ノズル（66）から氷保持空間（73）に
導入する水は、この氷保持空間（73）において過冷却状
態となり、これが製氷凸部（74b）に付着した氷（I）に
接触することで、過冷却が解消して粒状の氷核（I'）と
なる。そして、この氷核（I'）は、ノズル（66）内を流
れている比較的流速の高い水流によって氷保持空間（7
3）からノズル（66）内部に回収され、その後、氷生成
容器（62）に導入することになる。

【０１１６】このような氷核生成運転運転が所定時間
（例えば５分間）継続して行われた後、後述する冷蓄熱
運転に移る。

【０１１７】また、この氷核生成運転時において、本発
明の特徴として、水循環回路（B）を循環する水は、上
述したように水側凝縮器（30）において予熱される。つ
まり、上記氷核（I'）が生成されると、この氷核（I'）
が連結水管（WS，WR）を流れるので、水側蒸発器（31）
が凍結する虞がある。

【０１１８】そこで、上記水側凝縮器（30）に導入する
水を加熱して、該水に混入している氷核（I'）を融解す
る。その後、水側凝縮器（30）によって加熱された水
は、バッファタンク（60）に流入し、バッファタンク
（60）の内部で旋回しながら氷核（I'）が融解する時間
を確保し、水配管（63）に流出することになる。

【０１１９】これにより、水側凝縮器（30）に氷核
（I'）が混入した場合には、バッファタンク（60）にお
いてそれを融解し、水側蒸発器（31）に氷核（I'）が混
入してしまうことを回避しながら氷核（I'）の生成動作
が良好に行われるようにしている。

【０１２０】その際、上記流量調節機構（32-C）の各電
磁弁（SV4〜SV9）の開閉調整が出口水温センサ（Th-W
2）によって検出される水温に基いて行われ、出口水温
センサ（Th-W2）が検出する水温が所定温度なるよう
に、開放される電磁弁の数を制御している。

【０１２１】−冷蓄熱運転− この運転モードは、上述した氷核生成運転によって生成
された氷核（I'）に対して過冷却水を接触させることに
より、この氷核（I'）の周囲で過冷却状態を解消して蓄
熱用の氷（I）を生成するためのものである。

【０１２２】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が実線側に切換えられ、水側
蒸発器用電動膨張弁（38）が所定開度に調整され、それ
以外の電動膨張弁が閉鎖される。一方、第１，１１，１
３，１５，１８の各電磁弁（SV1，SV11，SV13，SV15，S
V18）が開放され、また、ガス供給配管ユニット（32）
の各電磁弁（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第
７電磁弁（SV7））のみが開放される。それ以外の電磁
弁が閉鎖される。

【０１２３】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出さ
れた冷媒は、図２４に矢印で示すように、その一部が、
四路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入し、該
室外熱交換器（3）において外気との間で熱交換を行っ
て凝縮する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライ
ン（11a，11b）、第２連絡管（45）を経て第１連絡管
（37）に導入する。

【０１２４】また、他の一部の冷媒は、四路切換弁
（2）及び室外熱交換器（3）をバイパスして吐出ガスバ
イパスライン（27）を流れて第１液ライン（11a）に合
流する。更に、他の一部の冷媒は、ガス供給配管ユニッ
ト（32）の第４分岐管（33d）を経て水側凝縮器（30）
に導入し、ここで水循環回路（B）の水との間で熱交換
を行って凝縮し、第１連絡管（37）に導入する。

【０１２５】また、上記第２液ライン（11b）を流れる
冷媒の一部は第４連結管（49）を経て第１連絡管（37）
に導入する。このようにして、室外熱交換器（3）及び
水側凝縮器（30）それぞれにおいて凝縮された冷媒が第
１連絡管（37）で合流する。そして、この合流した冷媒
は、水側蒸発器用電動膨張弁（38）で減圧された後、水
側蒸発器（31）に導入し、この水側蒸発器（31）内を流
れる水との間で熱交換を行って蒸発し、この水を過冷却
状態（例えば−２℃）まで冷却する。

【０１２６】そして、この冷媒は、冷媒回収管（40）を
経て圧縮機構（1）の吸入側に戻る。このような水及び
冷媒の循環動作を行うことにより水側蒸発器（31）で生
成された過冷却水は、氷核混入ユニット（61）を流れる
際に、氷核生成ユニット（70）から氷核（I'）が混入
し、氷生成容器（62）に導入する。そして、この氷生成
容器（62）において、過冷却水は、氷核（I'）の周囲で
過冷却状態が解消し、これによって蓄熱用のスラリー状
の氷が生成される。この氷は、蓄熱タンク（T）に回収
され、該蓄熱タンク（T）内で貯留されることになる。

【０１２７】この際、氷生成容器（62）において過冷却
解消動作が行われているか否かの確認は、上記過冷却水
温センサ（Th-W3）及び氷生成検知センサ（Th-W4）によ
ってそれぞれ検知される水温によって行われる。つま
り、良好な製氷動作が行われている場合、過冷却水温セ
ンサ（Th-W3）では過冷却状態の水温（例えば−２℃）
が、氷生成検知センサ（Th-W4）では過冷却が解消され
た水温（例えば０℃）がそれぞれ検出されることにな
り、これら水温を各センサ（Th-W3，Th-W4）が検知する
ことで過冷却解消動作が行われていることが確認でき
る。

【０１２８】また、この冷蓄熱運転における圧縮機構
（1）の容量制御は、過冷却水温センサ（Th-W3）によっ
て検出される水温が所定温度（例えば上述した−２℃）
に維持されるように行われる。

【０１２９】また、本発明の特徴として、上記圧縮機構
（1）の容量制御と同時に、流量調節機構（32-C）の各
電磁弁（SV4〜SV9）の開閉調整が出口水温センサ（Th-W
2）によって検出される水温に基いて行われる。

【０１３０】つまり、出口水温センサ（Th-W2）が検出
する水温が所定温度（例えば０．７℃）よりも高い場合
には開放される電磁弁の数を少なくして水側凝縮器（3
0）での水の加温を抑制する一方、検出する水温が所定
温度よりも低い場合には開放される電磁弁の数を多くし
て水側凝縮器（30）での水の加温を促進する。

【０１３１】具体的に、上記水側凝縮器（30）に導入す
る水に氷核（I'）が混入している場合、該水は水側凝縮
器（30）によって加熱された後、バッファタンク（60）
に流入する。このバッファタンク（60）の内部で水は旋
回しながら移動し、氷核（I'）が融解された後に水配管
（63）に流出することになる。その際、上記水側凝縮器
（30）による加熱のみでは、氷核（I'）が融解するため
の時間を確保し難いので、予熱された水をバッファタン
ク（60）に一時的に溜め込むようにしている。

【０１３２】これにより、水側凝縮器（30）に氷核
（I'）が混入した場合には、バッファタンク（60）にお
いてそれを融解し、水側蒸発器（31）に氷核（I'）が混
入してしまうことを回避しながら水側蒸発器（31）にお
ける過冷却水の生成動作が良好に行われ、この過冷却水
は氷生成容器（62）に達するまでその過冷却状態が解消
されないようになっている。

【０１３３】また、この冷蓄熱運転にあっては、同時に
氷核生成動作も行われている。つまり、第１連絡管（3
7）を流れる冷媒の一部が第２氷核生成冷媒供給管（7
9）を経て氷核生成ユニット（70）に導入している。こ
れにより、連続した製氷が行えることになる。そして、
この氷核生成ユニット（70）において水を冷却して氷核
を生成した冷媒は、上述した氷核生成運転と同様に氷核
生成冷媒回収管（78）及び冷媒回収管（40）を経て圧縮
機構（1）の吸入側に戻る。

【０１３４】一方、上記第１液ライン（11a）を流れる
冷媒の一部及び吐出ガスバイパスライン（27）を流れる
高温のガス冷媒の一部は、進展防止冷媒供給管（81）に
より進展防止部材（68）の外側部材（68a）と内側部材
（68b）との間の空間（68f）に導入し、これによって内
側部材（68b）の内面が加熱される。

【０１３５】そして、この冷媒は進展防止冷媒回収管
（82）により第１液ライン（11a）の合流する。このた
め、仮にノズル（66）の内壁面に氷が付着し、これが壁
面に沿って上流側（水側蒸発器（31）側）成長する所謂
氷の進展が発生する状況であっても、この進展する氷は
進展防止部材（68）にまで達した部分では迅速に融解さ
れることになるので、この進展が水側蒸発器（31）にま
で達することはない。つまり、この氷の進展が水側蒸発
器（31）にまで達して、その内部で過冷却水の過冷却状
態が解消されて該水側蒸発器（31）が凍結してしまうこ
とが回避できる。

【０１３６】また、このような冷蓄熱運転時において、
水側蒸発器（31）において水の過冷却が解消して該水側
蒸発器（31）が凍結した場合には、この冷蓄熱運転を一
時的に中断して、解凍運転に切り換えられる。この解凍
運転では、第１２電磁弁（SV12）が開放され、圧縮機構
（1）からの高温のガス冷媒をホットガス供給管（42）
により水側蒸発器（31）に供給し、この冷媒の温熱によ
って水側蒸発器（31）の水経路内の氷を融解する。ま
た、この際、ポンプ（P）を駆動させておくことによ
り、氷が僅かに融解した状態では、この氷がポンプ
（P）からの水圧によって水側蒸発器（31）の水経路の
壁面から容易に離脱されて氷生成容器（62）に向って押
し流されることになる。

【０１３７】尚、冷蓄熱運転時において水側蒸発器（3
1）が凍結したことを検知する動作としては、過冷却水
温センサ（Th-W3）によって検出される水温度が−２℃
から０℃に急激に上昇した場合に、この過冷却水温セン
サ（Th-W3）の上流側で過冷却解消動作が行われて氷が
生成されていると判断し、これによって上記の解凍運転
を所定時間（例えば５分間）行う。また、その他に、解
凍運転を開始する動作としては、上記フロースイッチ
（SW-F）によって検出される水の流速が所定値以下にな
った場合、氷が水循環回路（B）の一部を閉塞している
と判断し、この場合にも解凍運転を行って氷を融解す
る。

【０１３８】−冷蓄熱／冷房同時運転− この運転モードは、室内の冷房を行いながら蓄熱タンク
（T）に氷を貯留する動作であって、比較的冷房負荷が
小さい状態において行われる。

【０１３９】この運転モードでは、上述した冷蓄熱運転
において、室内電動膨張弁（7，7，7）を開放すること
によって行われる。つまり、図２４に破線の矢印で示す
ように、上記室外熱交換器（3）で凝縮された冷媒の一
部を室内ユニット（Y，Y，Y）に供給し、室内電動膨張
弁（7，7，7）で減圧した後、室内熱交換器（6，6，6）
で蒸発させるようにしている。そして、このガス冷媒は
ガス配管（15）のガス回収分岐管（15a，15a，15a）、
四路切換弁（2）、吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機
構（1）の吸入側に戻ることになる。その他の水及び冷
媒の循環動作は上述した冷蓄熱運転と同様である。

【０１４０】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードは、上述した冷蓄熱運転において蓄熱タ
ンク（T）に貯留された氷の冷熱を利用しながら室内の
冷房を行うものである。また、この冷蓄熱運転には、２
タイプの運転モードがある。以下、各タイプの運転モー
ドについて説明する。

【０１４１】Ａ．第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転 この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7，7，7）が所定開度に調整される一方、その他の電
動膨張弁が共に閉鎖される。また、第１，３，１１，１
４，１６の各電磁弁（SV1，SV3，SV11，SV14，SV16）が
開放され、また、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁
弁（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第７，８，
９電磁弁（SV7，8，9）のみが開放される。それ以外の
電磁弁が閉鎖される。

【０１４２】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。これにより、水循環回路（B）には蓄熱
タンク（T）内の氷によって冷却された冷水が循環す
る。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、圧縮機構
（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出された冷媒
は、図２５に矢印で示すように、その一部が、四路切換
弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入し、該室外熱交
換器（3）において外気との間で熱交換を行って凝縮す
る。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライン（11
a，11b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に向って流れ
る。

【０１４３】また、他の一部の冷媒は、四路切換弁
（2）及び室外熱交換器（3）をバイパスして吐出ガスバ
イパスライン（27）を流れて第１液ライン（11a）に合
流する。更に、他の一部の冷媒は、ガス供給配管ユニッ
ト（32）の第４〜第６分岐管（33d〜33f）を経て水側凝
縮器（30）に導入し、ここで水循環回路（B）を循環す
る冷水との間で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（3
7）に導入する。

【０１４４】そして、この第１連絡管（37）に導入した
冷媒は第２連絡管（45）、第３連絡管（47）及び第４液
ライン（11d）を経て第１液ライン（11a）に合流する。
このようにして、室外熱交換器（3）及び水側凝縮器（3
0）それぞれにおいて凝縮された冷媒が第１液ライン（1
1a）で合流する。そして、この合流した冷媒は、室内ユ
ニット（Y，Y，Y）に達し、室内電動膨張弁（7，7，7）
で減圧された後、室内熱交換器（6，6，6）で蒸発し、
圧縮機構（1）の吸入側に戻る。

【０１４５】このようにして、蓄熱タンク（T）内に貯
留されている氷の冷熱を利用した室内冷房運転が行われ
る。そして、本第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転によれ
ば、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁弁（SV4〜SV
9）の開閉状態を制御することで、外気により凝縮され
る冷媒量と冷水により凝縮される冷媒量との比率を容易
に調整でき、この調整によって空調能力の制御や、蓄熱
タンク内の残氷量の調整などを行うことができる。

【０１４６】また、第２液ライン（11b）を流れる冷媒
の一部は、第３液ライン（11c）及び第５連絡管（51）
を流れ、この第５連絡管（51）のキャピラリチューブ
（CP）で減圧された後、第２配管熱交換器（52）に導入
する。そして、この冷媒は、第２配管熱交換器（52）に
おいて第２液ライン（11b）の冷媒との間で熱交換し、
該第２液ライン（11b）の冷媒を過冷却した後、吸入ガ
スライン（10c）に回収される。このように室内熱交換
器（6，6，6）に導入する冷媒が過冷却されるため、該
各室内熱交換器（6，6，6）における冷媒と室内空気と
の熱交換量を増大させることができる。

【０１４７】また、このような冷蓄熱利用冷房運転にお
いて、入口水温センサ（Th-W1）によって検出される水
温が所定温度（例えば５℃）に達した場合には、ガス供
給配管ユニット（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が閉鎖さ
れ、冷蓄熱利用冷房運転を終了して、通常の冷房運転に
移行する。つまり、入口水温センサ（Th-W1）の水温検
知により、蓄熱タンク（T）内の冷熱の殆どを利用した
と判断した後には、通常の冷房運転に切り換えられる。

【０１４８】Ｂ．第２タイプの冷蓄熱利用冷房運転 この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7，7，7）が所定開度に調整される一方、室外電動膨
張弁（4）が全開に、水側蒸発器用電動膨張弁（38）が
全閉にされる。また、第３，１０，１１，１３，１６の
各電磁弁（SV3，SV10，SV11，SV13，SV16）が開放さ
れ、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【０１４９】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。これにより、水循環回路（B）には蓄熱
タンク（T）内の氷によって冷却された冷水が循環す
る。

【０１５０】一方、冷媒循環回路（A）にあっては、圧
縮機構（1）が駆動し、図２６に矢印で示すように、下
流側圧縮機（COMP-2）から吐出された冷媒は、その一部
が、四路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入
し、該室外熱交換器（3）において外気との間で熱交換
を行って凝縮する。その後、この冷媒は、第１及び第２
液ライン（11a，11b）、第３液ライン（11c）及び第６
連絡管（53）を経て第２連絡管（45）に導入する。

【０１５１】また、他の一部の冷媒は、四路切換弁
（2）及び室外熱交換器（3）をバイパスして吐出ガスバ
イパスライン（27）を流れて第１液ライン（11a）に合
流する。

【０１５２】一方、上流側圧縮機（COMP-1）から吐出さ
れた冷媒は、吐出ガス分流管（34）を経て水側凝縮器
（30）に導入し、ここで水循環回路（B）を循環する冷
水との間で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（37）に
導入する。そして、この第１連絡管（37）に導入した冷
媒は第２連絡管（45）に合流する。このようにして、室
外熱交換器（3）及び水側凝縮器（30）それぞれにおい
て凝縮された冷媒が第２連絡管（45）で合流する。

【０１５３】そして、この合流した冷媒は、第２連絡管
（45）から第２液ライン（11b）を経て室内ユニット
（Y，Y，Y）に達し、室内電動膨張弁（7，7，7）で減圧
された後、室内熱交換器（6，6，6）で蒸発し、圧縮機
構（1）の吸入側に戻る。

【０１５４】このような動作によっても、蓄熱タンク
（T）内に貯留されている氷の冷熱を利用した室内冷房
運転が行われる。そして、本第２タイプの冷蓄熱利用冷
房運転によれば、上流側圧縮機（COMP-1）から吐出され
た冷媒は水循環回路（B）の冷水（０℃）のみによって
凝縮されるため、この吐出ガス冷媒の温度が低くても冷
凍能力を十分に発揮させることができる。これにより、
上流側圧縮機（COMP-1）に対する入力を低減でき、圧縮
機構（1）全体としての消費電力が削減され、装置のＣ
ＯＰの向上を図ることができる。

【０１５５】また、本動作にあっても、第２配管熱交換
器（52）において第２液ライン（11b）の冷媒と第５連
絡管（51）の冷媒との間で熱交換し、該第２液ライン
（11b）の冷媒を過冷却することで、各室内熱交換器
（6，6，6）における冷媒と室内空気との熱交換量の増
大が図れるようになっている。

【０１５６】また、本運転動作にあっても、入口水温セ
ンサ（Th-W1）によって検出される水温が所定温度に達
した場合には、蓄熱タンク（T）内の冷熱の殆どを利用
したと判断して通常の冷房運転に切り換えられる。

【０１５７】−温蓄熱運転− この運転モードは、暖房運転時に利用する温熱として蓄
熱タンク（T）内に温水を貯留するためのものである。

【０１５８】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が破線側に切換えられ、室外
電動膨張弁（4）が所定開度に調整され、それ以外の電
動膨張弁が閉鎖される。一方、第１１，１３の各電磁弁
（SV11，SV13）が開放され、また、ガス供給配管ユニッ
ト（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が開放される。それ以
外の電磁弁は閉鎖される。

【０１５９】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出さ
れた冷媒は、図２７に矢印で示すように、ガス供給配管
ユニット（32）の各分岐管（33a〜33f）を経て水側凝縮
器（30）に導入し、ここで水循環回路（B）の水との間
で熱交換を行って該水を加熱して凝縮し、第１連絡管
（37）に導入する。

【０１６０】この冷媒は、第２連絡管（45）、第２液ラ
イン（11b）、第４液ライン（11d）、レシーバ（5）、
第３液ライン（11c）を経て室外熱交換器（3）に導入す
る。そして、この室外熱交換器（3）において外気との
間で熱交換を行って蒸発した後、四路切換弁（2）及び
吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機構（1）の吸入側に
戻る。このような水及び冷媒の循環動作を行うことによ
り水循環回路（B）を流れる水は水側凝縮器（30）にお
いて冷媒からの熱を受け、高温の温水となって蓄熱タン
ク（T）内に貯留されることになる。

【０１６１】そして、このような温蓄熱運転中におい
て、入口水温センサ（Th-W1）によって検出される水温
が所定の高温（例えば３５℃）に達すると、蓄熱タンク
（T）内に十分な温熱が貯留されたと判断して運転を終
了する。

【０１６２】−温蓄熱／暖房同時運転− この運転モードは、室内の暖房を行いながら蓄熱タンク
（T）に温水を貯留する動作であって、比較的暖房負荷
が小さい状態において行われる。

【０１６３】この運転モードでは、上述した温蓄熱運転
において、室内電動膨張弁（7，7，7）及び第２電磁弁
（SV2）を開放することによって行われる。つまり、圧
縮機構（1）から吐出された冷媒の一部をガス配管（1
5）によって室内熱交換器（6，6，6）に導入し、この室
内熱交換器（6，6，6）において室内空気との間で熱交
換を行って該室内空気を加温して凝縮した後、第２液ラ
イン（11b）の冷媒に合流している。その他の水及び冷
媒の循環動作は上述した温蓄熱運転と同様である。

【０１６４】−温蓄熱利用暖房運転− この運転モードは、上述した温蓄熱運転において蓄熱タ
ンク（T）に貯留された温水の温熱を利用しながら室内
の暖房を行うものである。

【０１６５】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が破線側に切換えられ、水側
蒸発器用電動膨張弁（38）が所定開度に調整される一
方、室内電動膨張弁（7）が全開状態にされる。また、
第１，２，１３，１５の電磁弁（SV1，SV2，SV13，SV1
5）が開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【０１６６】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は図２８に矢印で
示すように、四路切換弁（2）及びガス配管（15）のガ
ス供給分岐管（15b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に
導入し、室内熱交換器（6，6，6）において室内空気と
の間で熱交換を行って凝縮して室内空気を加温する。

【０１６７】その後、この冷媒は、第４液ライン（11
d）からレシーバ（5）及び第２液ライン（11b）を経て
第２連絡管（45）から第１連絡管（37）に導入する。ま
た、第２液ライン（11b）を流れる冷媒の一部は第３液
ライン（11c）を経て第４連絡管（49）に導入し、この
第４連絡管（49）のキャピラリチューブ（CP）によって
減圧された後、第１連絡管（37）に合流する。そして、
これら第１連絡管（37）に合流した冷媒は、水側蒸発器
（31）に導入し、ここで温水との間で熱交換を行って蒸
発した後、冷媒回収管（40）を経て圧縮機構（1）の吸
入側に戻る。

【０１６８】このようにして、蓄熱タンク（T）内に貯
留されている温水の温熱を利用した室内暖房運転が行わ
れる。

【０１６９】また、冷媒回収管（40）を流れる冷媒の一
部は回収分岐管（40a）に分流されており、この回収分
岐管（40a）を流れる冷媒と、第４連絡管（49）を流れ
る冷媒とは、第１配管熱交換器（50）において熱交換さ
れている。このため、第４連絡管（49）を流れる冷媒は
過冷却されることになり、水側蒸発器（31）における冷
媒と温水との熱交換量を増大させることができる。

【０１７０】また、この温蓄熱利用暖房運転において
も、上述した冷蓄熱利用暖房運転と同様に、入口水温セ
ンサ（Th-W1）によって検出される水温が所定温度（例
えば２０℃）に達した場合には、ガス供給配管ユニット
（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が閉鎖され、温蓄熱利用
暖房運転を終了して、通常の暖房運転に移行する。つま
り、入口水温センサ（Th-W1）の水温検知により、蓄熱
タンク（T）内の温熱の殆どを利用したと判断した後に
は、通常の暖房運転に切り換えられる。

【０１７１】−実施形態１の効果− 以上のように、本実施形態１によれば、冷蓄熱運転時等
において、水側蒸発器（31）に流入する前の水を水側凝
縮器（30）で予熱すると共に、この予熱された水をバッ
ファタンク（60）で一旦溜め込むようにしたために、水
に混入している氷核（I'）の融解時間を十分に確保する
ことができる。この結果、上記氷核（I'）が水側蒸発器
（31）に流れることを防止することができるので、該水
側蒸発器（31）の凍結を未然に防止することができ、運
転の信頼性を向上させることができる。

【０１７２】また、上記流量調節機構（32-C）によって
予熱量を調節するようにしているので、氷核（I'）の融
解を確実に行うようにすることができると共に、予熱し
過ぎを防止することができ、効率の低下を防止すること
ができる。

【０１７３】

【発明の実施の形態２】本実施形態２は、図２９〜図３
１に示すように、水循環回路（B）に過冷却熱交換器（9
1SC）を設けるようにしたものである。尚、図２は実施
形態１の図１に、図３０は実施形態１の図３に、図３１
は実施形態１の図４に対応している。

【０１７４】上記過冷却熱交換器（91SC）は、図示しな
いが、実施形態１における水側凝縮器（30）とバッファ
タンク（60）と同様に構成され、熱交換部とタンク部と
を備えている。そして、上記過冷却熱交換器（91SC）
は、ポンプ（P）と水側凝縮器（30）のとの間の水配管
（63）に接続されている。

【０１７５】一方、冷媒循環回路（A）には、迂回路（9
1CR）が設けられており、該迂回路（91CR）は、レシー
バ（5）と第１の電磁弁（SV1）との間より延長されて上
記過冷却熱交換器（91SC）に接続されている。つまり、
上記迂回路（91CR）は、室外熱交換器（3）で凝縮した
液冷媒を過冷却熱交換器（91SC）に導き、水側凝縮器
（30）に流入する前の水を加熱して予熱するようにして
いる。

【０１７６】次に、上記迂回路（91CR）を設けた場合の
予熱動作について説明する。上記図２９の矢符は、冷蓄
熱運転時の冷媒の流れを示しており、実施形態１におけ
る図２４に対応している。そこで、主な冷媒流れ及び水
流れを説明すると、水循環回路（B）にあっては、ポン
プ（P）が駆動して該水循環回路（B）において水が循環
する。

【０１７７】一方、冷媒循環回路（A）にあっては、圧
縮機構（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出され
た冷媒は、図２９に矢印で示すように、その一部が、四
路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入し、該室
外熱交換器（3）において外気との間で熱交換を行って
凝縮する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライン
（11a，11b）を経て、迂回路（91CR）を流れ、過冷却熱
交換器（91SC）を通った後、再び第２液ライン（11b）
に戻り、第２連絡管（45）を経て第１連絡管（37）に導
入する。

【０１７８】また、他の一部の冷媒は、ガス供給配管ユ
ニット（32）の第４分岐管（33d）を経て水側凝縮器（3
0）に導入し、ここで水循環回路（B）の水との間で熱交
換を行って凝縮し、第１連絡管（37）に導入して合流す
る。そして、この合流した冷媒は、水側蒸発器用電動膨
張弁（38）で減圧された後、水側蒸発器（31）に導入
し、この水側蒸発器（31）内を流れる水との間で熱交換
を行って蒸発し、この水を過冷却状態（例えば−２℃）
まで冷却する。

【０１７９】そして、この冷媒は、冷媒回収管（40）を
経て圧縮機構（1）の吸入側に戻る。このような水及び
冷媒の循環動作を行うことにより水側蒸発器（31）で生
成された過冷却水は、氷核（I'）の周囲で過冷却状態が
解消し、これによって蓄熱用のスラリー状の氷が生成さ
れる。

【０１８０】この冷蓄熱運転時において、水循環回路
（B）のポンプ（P）を吐出した水は、過冷却熱交換器
（91SC）に導入し、該水に氷核（I'）が混入している場
合、過冷却熱交換器（91SC）の熱交換部によって加熱さ
れた後、タンクに流入する。このタンクの内部で水は旋
回しながら移動し、氷核（I'）が融解された後に水配管
（63）に流出することになる。

【０１８１】この予熱された水は、水側凝縮器（30）に
流入し、実施形態１と同様にさらに予熱され、バッファ
タンク（60）を経て水側蒸発器（31）に流れることにな
る。これにより、水側蒸発器（31）に氷核（I'）が混入
してしまうことを回避しながら水側蒸発器（31）におけ
る過冷却水の生成動作が良好に行われ、この過冷却水は
氷生成容器（62）に達するまでその過冷却状態が解消さ
れないようになっている。

【０１８２】その際、流量調節機構（32-C）の各電磁弁
（SV4〜SV9）の開閉調整が出口水温センサ（Th-W2）の
水温に基いて行われ、出口水温センサ（Th-W2）が検出
する水温が所定温度（例えば０．７℃）よりも高い場合
には開放される電磁弁の数を少なくして水側凝縮器（3
0）での水の加温を抑制する一方、検出する水温が所定
温度よりも低い場合には開放される電磁弁の数を多くし
て水側凝縮器（30）での水の加温を促進する。

【０１８３】したがって、上記水に混入している氷核
（I'）は、過冷却熱交換器（91SC）と水側凝縮器（30）
によって融解され、特に、過冷却熱交換器（91SC）では
不足する予熱量が水側凝縮器（30）で補われることにな
る。

【０１８４】この結果、上記氷核（I'）を確実に融解す
ることができると共に、熱回収することができ、効率の
向上を図ることができる。

【０１８５】また、過冷却熱交換器（91SC）の他に水側
凝縮器（30）で予熱するので、外気温度が低い場合など
において、冷媒循環量が低下し、過冷却熱交換器（91S
C）の予熱量が不足しても水側凝縮器（30）で氷核
（I'）が融解されるので、水側蒸発器（31）の凍結を確
実に防止することができる。

【０１８６】

【発明の他の実施の形態】上記実施形態１及び実施形態
２は、複数の室内ユニット（Y，Y，Y）を備えた空気調
和装置について説明したが、本発明は、これらの空気調
和装置に限られず、氷蓄熱運転のみを行う氷蓄熱装置に
適用してもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態に係る氷蓄熱式空気調和装置に備えられ
た冷媒循環回路及び水循環回路の全体構成を示す図であ
る。

【図２】冷媒循環回路の一部を示す図である。

【図３】冷媒循環回路の他の一部を示す図である。

【図４】冷媒循環回路の他の一部及び水循環回路を示す
図である。

【図５】水循環回路を構成する各機器の配置状態を示す
斜視図である。

【図６】水側蒸発器を示す図である。

【図７】図６におけるVII矢視図である。

【図８】バッファタンクを示す図である。

【図９】図８におけるIX矢視図である。

【図１０】氷生成容器を示す図である。

【図１１】図１０におけるXI矢視図である。

【図１２】氷核生成ユニット及びその周辺部を示す一部
を破断した平面図である。

【図１３】ノズルを示す図である。

【図１４】氷核生成動作を説明するための図である。

【図１５】冷却部本体を示す図である。

【図１６】冷媒通路形成部材を示す図である。

【図１７】保持部材を示す図である。

【図１８】冷却部材と保持部材とを組付ける状態を示す
斜視図である。

【図１９】進展防止部材を示す図である。

【図２０】図１９（b）におけるV-V線に沿った断面図で
ある。

【図２１】通常冷房運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２２】通常暖房運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２３】氷核生成運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２４】冷蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図２５】第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環
動作を示す回路図である。

【図２６】第２タイプの冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環
動作を示す回路図である。

【図２７】温蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図２８】温蓄熱利用暖房運転の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【図２９】実施形態２を示す冷媒循環回路及び水循環回
路の全体構成図である。

【図３０】実施形態２の冷媒循環回路の他の一部を示す
図である。

【図３１】実施形態２の冷媒循環回路の他の一部及び水
循環回路を示す図である。

【符号の説明】

1 圧縮機構 3 室外熱交換器（熱源側熱交換器） 4 室外電動膨張弁 6 室内熱交換器 7 室内電動膨張弁 10 ガス側配管（冷媒配管） 11 液側配管（冷媒配管） 30 水側凝縮器（凝縮熱交換器） 31 水側蒸発器（蓄熱用熱交換器） 38 水側蒸発器用電動膨張弁 45 第２連絡管（冷媒配管） 60 バッファタンク（タンク） 85 コントローラ 91UP 予熱手段 91CR 迂回路 91SC 過冷却熱交換器 A 冷媒循環回路 B 水循環回路（蓄熱循環回路） WS，WR 連絡水管（循環路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−248741（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 F25C 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機構（1）と熱源側熱交
   換器（3）と膨張機構（38）と蓄熱用熱交換器（31）と
   が順に冷媒配管（10，11，45，…）によって接続されて
   成る冷媒循環回路（A）と、 少なくとも蓄熱媒体を貯溜する蓄熱槽（T）と、冷媒循
   環回路（A）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交換させて過冷却
   状態に冷却するように上記蓄熱用熱交換器（31）とが循
   環路（WS，WR）によって蓄熱媒体の循環可能に接続され
   て成り、上記蓄熱媒体の過冷却を解消させて蓄熱槽
   （T）に氷蓄熱する蓄熱循環回路（B）とを備えている氷
   蓄熱装置であって、 上記蓄熱循環回路（B）における循環路（WS，WR）に
   は、蓄熱用熱交換器（31）に流入する蓄熱媒体を加熱す
   る予熱手段（91UP）が設けられ、 該予熱手段（91UP）は、熱源側熱交換器（3）をバイパ
   スした冷媒循環回路（A）のバイパス路（33，37）に接
   続され、且つ冷媒循環回路（A）の冷媒と蓄熱媒体とを
   熱交換して該蓄熱媒体を加熱して予熱するように循環路
   （WS，WR）に接続された凝縮熱交換器（30）と、該凝縮
   熱交換器（30）と蓄熱用熱交換器（31）の間の循環路
   （WS，WR）に接続されて凝縮熱交換器（30）で予熱され
   た蓄熱媒体中の氷が融解するように蓄熱媒体を一旦溜め
   込むタンク（60）とより構成されていることを特徴とす
   る氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 予熱手段（91UP）からの流出する蓄熱媒体の温度が一定
   になるように凝縮熱交換器（30）に供給される冷媒流量
   を調節する流量調節機構（32-C）を備えていることを特
   徴とする氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 冷媒循環回路（A）には、過冷却熱交換器（91SC）を備
   えて液冷媒が流れる迂回路（91CR）が熱源側熱交換器
   （3）と膨張機構（38）との間に設けられる一方、 蓄熱循環回路（B）における循環路（WS，WR）には、凝
   縮熱交換器（30）に流入する前の蓄熱媒体と冷媒循環回
   路（A）の冷媒とが熱交換して該蓄熱媒体が加熱される
   ように上記過冷却熱交換器（91SC）が接続されているこ
   とを特徴とする氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の氷蓄
   熱装置において、 タンク（60）は、蓄熱媒体が内部で旋回流となる構成と
   されていることを特徴とする氷蓄熱装置。