JP3606906B2 - 蓄熱式空気調和機 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気を熱源とする空気調和機において、夜間電力を利用するための蓄熱・放熱機能、及びその制御機能を備えた蓄熱式空気調和機の能力制御運転に関する。
【0002】
【従来の技術】
蓄熱式空気調和機については、既にさまざまな開発がなされており、例えば、特開平1−186507号公報に示されているような蓄熱式空気調和機がある。
【0003】
その基本的な技術について以下述べる。
図5に示すように、室外ユニットは、圧縮機2,四方弁3,熱源側熱交換器4,減圧装置5,第1補助熱交換器14aを環状に順次接続して熱源側冷凍サイクルを形成し、一方、第1補助熱交換器14aと熱交換するように一体に形成されている第2補助熱交換器14b,冷媒タンク10,冷媒搬送ポンプPM,利用側熱交換器15a,15bを環状に順次接続して利用側冷凍サイクルを形成している。
【0004】
更に、熱源側冷凍サイクルにおける第1補助熱交換器14aに対して並列に設置した蓄熱用熱交換器13aと、利用側冷凍サイクルにおける第2補助熱交換器14bに対して並列に設置した放熱用熱交換器13bと、蓄熱材である水16を有する蓄熱槽STRを設置している。
【0005】
そして、熱源側冷凍サイクルにおいて、第1補助熱交換器14aと蓄熱用熱交換器13aとの回路の切り替えは三方切替弁17a,17bにより行い、利用側冷凍サイクルにおいて、第2補助熱交換器14bと放熱用熱交換器13bとの回路の切り替えは三方流量弁18a,18bにより行う。
【0006】
以上のように構成された蓄熱式空気調和機について、その動作を説明する。
まず、夜間運転は、熱源側冷凍サイクルのみの運転であり、熱源側冷凍サイクルにおいて四方弁3によって製氷運転、及び蓄熱(温水)運転に切り替えられ、製氷運転時は図中の実線矢印の方向に冷媒が流れて冷房サイクルが形成され、熱源側熱交換器4を凝縮器、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器13aを蒸発器として作用させて、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器13aの周囲に氷として蓄冷される。
【0007】
また、蓄熱運転時には図中の破線方向に冷媒が流れて暖房サイクルが形成され、熱源側熱交換器4を蒸発器、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器13aを凝縮器として作用させて、蓄熱槽内の第1熱交換器13aを介して蓄熱槽STR内に温水として蓄熱される。この場合、第1補助熱交換器14aは使用されない。
【0008】
この場合、熱源側冷凍サイクルと利用側冷凍サイクルが分離されていて、両サイクル内の冷媒が混合することがないため、適正冷媒封入量を維持でき、かつ、熱源側冷凍サイクルの配管長が短くて済むため、圧縮機2内の冷凍機油が流出しても戻り易く、圧縮機2の信頼性を高めることができる。
【0009】
一方、昼間運転は熱源側冷凍サイクル、及び利用側冷凍サイクルの両方を運転させる。
【0010】
特に、利用側での熱負荷が1日のうちで比較的大きい、いわゆるピーク負荷時の場合、三方切替弁17a,17bの切り替えにより第1補助熱交換器14aが熱源側冷凍サイクルに連通され、また、利用側冷凍サイクルにおいては、三方流量弁18a,18bにより第2補助熱源側14b、及び放熱用熱交換器13bへ流入する冷媒量が分配されている。
【0011】
夜間に蓄熱槽STR内の蓄熱材に蓄えられ冷熱、あるいは、温熱を蓄熱槽内の放熱用熱交換器13bを介して、利用側冷凍サイクル内の冷媒と熱交換し、かつ熱源側冷凍サイクルの運転により冷却、あるいは加熱された冷媒が第2補助熱交換器14bを介して、利用側冷凍サイクル内の冷媒と熱交換する。
【0012】
それら二つの熱交換器で熱交換された冷媒を冷媒搬送ポンプPMにて各室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bへ搬送して室内空気と熱交換することにより、各室内の冷房、あるいは、暖房を行なう。
【0013】
従って、この場合、熱源側冷凍サイクルにおける冷房、あるいは暖房能力は、熱源側冷凍サイクルの能力と、蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13bでの放熱能力とのほぼ和となり、冷房、あるいは暖房能力が増大する。
【0014】
以上のように、夜間の余剰電力エネルギーを熱に変換して蓄熱しておき、昼間にその電力を利用することにより、昼間の高負荷時刻における電力ピークを抑え、電力利用の平準化が図れる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、冷媒搬送ポンプPMが定速運転されるため、利用側の室内空調負荷が変動する場合、利用側冷凍サイクルにおける冷媒循環量の調整ができず、室内空調負荷全体に対応した運転ができないという欠点を有していた。
【0016】
そこで、本発明は上記欠点を鑑み、利用側冷凍サイクルにおける冷媒循環量の制御性を向上し得る蓄熱式空気調和機を提供することを目的とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、第1の技術的手段として、圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、前記利用側冷凍サイクル内の前記室内ユニットの入口と出口とを第1バイパス流量弁を介して連通する第1バイパス回路と、冷房運転時に複数の前記室内ユニット出口の冷媒過熱度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷媒過熱度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第1流量制御装置とからなり、前記第1流量制御装置により、冷房運転時には複数の前記室内ユニット出口の冷媒過熱度の総和が所定範囲内に収まるように、前記冷媒過熱度の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第1バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒過熱度の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第1バイパス流量弁の開度を小さくするように設定するのである。
【0018】
また、第2の技術的手段として、圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、前記冷媒搬送ポンプ出口と前記第2四方弁との間と前記第2四方弁と前記冷媒タンクとの間とを第2バイパス流量弁を介して連通する第2バイパス回路と、暖房運転時に複数の前記室内ユニット出口の冷媒過冷却度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷媒過冷却度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第2流量制御装置とからなり、前記第2流量制御装置により、暖房運転時には複数の前記室内ユニット出口の冷媒過冷却度の総和が所定範囲内に収まるように、前記冷媒過冷却度の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第2バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒過冷却度の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第2バイパス流量弁の開度を小さくするように設定するのである。
【0019】
また、第3の技術的手段として、圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、前記利用側冷凍サイクル内の前記室内ユニットの入口と出口とを第1バイパス流量弁を介して連通する第1バイパス回路と、複数の前記室内ユニット出口の冷房運転時の冷媒過熱度、及び暖房運転時の冷媒過冷却度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷房運転時の冷媒過熱度、及び暖房運転時の冷媒過冷却度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第3流量制御装置とからなり、前記第3流量制御装置により、前記室内ユニットの運転台数を検知し、運転台数が少ない場合に、前記第1バイパス流量弁の開度を大きくし、運転台数が多い場合に、前記第1バイパス流量弁の開度を小さくするように設定するのである。
【0020】
また、第4の技術的手段として、圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、前記利用側冷凍サイクルにおける前記蓄熱槽の前記放熱用熱交換器と前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器との集合管入口と集合管出口とを第3バイパス流量弁を介して連通する第3バイパス回路と、集合管出口における冷房運転時の冷媒過冷却度、及び暖房運転時の冷媒過熱度を検出する冷媒状態量検出装置と、集合管出口の冷媒状態量、すなわち、冷房運転時の冷媒過冷却度、暖房運転時の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、前記冷媒状態量の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第3バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒状態量の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第3バイパス流量弁の開度を小さくするように設定する第4流量制御装置とを備えたのである。
【0021】
【作用】
第1の技術的手段によれば、冷房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプより送られた低温低圧の液冷媒が各室内ユニットに流入し、利用側熱交換器を介して空気と熱交換して室内空気を冷却し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器の伝熱管内で蒸発し、利用側熱交換器の出口では過熱ガス冷媒、または二相冷媒となって、蓄熱槽、または冷媒対冷媒熱交換器へと搬送された後、冷媒タンクを通って冷媒搬送ポンプに戻る。
【0022】
この時の各室内ユニットの冷媒過熱度を冷媒状態量検出装置にて検出し、それら冷媒過熱度信号を第1流量制御装置へ出力し、第1流量制御装置にて第1バイパス流量弁、及び室内流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第1バイパス流量弁、及び室内流量弁各々に出力して駆動させる。
【0023】
この場合、冷媒搬送ポンプは、利用側の熱負荷が最大となる場合に対応した性能を有しているため、利用側熱負荷が比較的大きい場合は、第1流量制御装置により、室内ユニットへ流入する冷媒循環量が多くなるように、第1バイパス流量弁は全閉、または僅かな開度に制御される。
【0024】
逆に、利用側熱負荷が比較的小さい場合は、一定速の冷媒搬送ポンプでは各室内ユニットでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニットでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット出口において二相冷媒となってしまう(冷媒過熱度が確保できなくなってしまう)おそれがあるので、室内ユニット出口の冷媒過熱度の総和が所定範囲内に収まるように、第1流量制御装置により、第1バイパス流量弁の開度を大きくして、室内ユニットへ流入する総冷媒循環量を、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0025】
この時の各室内ユニットの冷媒過熱度を冷媒状態量検出装置にて検出し、各冷媒過熱度が所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第1流量制御装置により、室内ユニット内にある室内流量弁の開度を制御する(冷媒過熱度が小さい場合は室内流量弁開度を小さくし、逆に、冷媒過熱度が大きい場合には室内流量弁開度を大きくする)と、利用側熱交換器の伝熱管内蒸発熱伝達率を最大にすることができ、冷房能力を最大限に引き出すことができる。
【0026】
また、第2の技術的手段によれば、暖房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプより蓄熱槽、または冷媒対冷媒熱交換器を介して送られた高温高圧のガス冷媒が各室内ユニットに流入し、利用側熱交換器を介して空気と熱交換して室内空気を加熱し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器の伝熱管内で凝縮し、利用側熱交換器の出口では液冷媒、または二相冷媒となって、冷媒タンクへと搬送された後、冷媒搬送ポンプに戻る。
【0027】
この時の各室内ユニットの冷媒過冷却度を冷媒状態量検出装置にて検出し、それら冷媒過冷却度信号を第2流量制御装置へ出力し、第2流量制御装置にて第2バイパス流量弁、及び室内流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第2バイパス流量弁、及び室内流量弁各々に出力して駆動させる。
【0028】
この場合、冷媒搬送ポンプは、利用側熱負荷が比較的大きい場合に対応した性能を有しているため、第2バイパス流量弁は全閉、または僅かな開度とする。
【0029】
しかし、利用側熱負荷が比較的小さい場合、一定速の冷媒搬送ポンプでは各室内ユニットでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニットでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット内の室内流量弁の制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット出口において二相冷媒となってしまう(各室内ユニット出口での冷媒過冷却度が確保できなくなってしまう)おそれがあるので、室内ユニット出口の冷媒過冷却度の総和が所定範囲内に収まるように、第2流量制御装置により、第2バイパス流量弁の開度を大きくして、室内ユニットへ流入する総冷媒循環量を、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0030】
この時の各室内ユニットの冷媒過冷却度を冷媒状態量検出装置にて検出し、各冷媒過冷却度が所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第2流量制御装置により、室内ユニット内にある室内流量弁の開度を制御する(冷媒過冷却度が小さい場合は室内流量弁開度を小さくし、逆に、過冷却度が大きい場合には室内流量弁開度を大きくする)と、利用側熱交換器の伝熱管内凝縮熱伝達率を最大にすることができ、暖房能力を最大限に引き出すことができる。
【0031】
また、第3の技術的手段によれば、冷房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプより送られた低温低圧の液冷媒が各室内ユニットに流入し、室内ユニットの利用側熱交換器を介して空気と熱交換して室内空気を冷却し、同時に冷媒自身は室内ユニットの利用側熱交換器の伝熱管内で蒸発し、室内ユニットの利用側熱交換器の出口では過熱ガス冷媒、または二相冷媒となって、蓄熱槽、または冷媒対冷媒熱交換器へと搬送された後、冷媒タンクを通って冷媒搬送ポンプに戻る。
【0032】
冷媒搬送ポンプは、利用側の熱負荷が最大となる場合に対応した性能を有しているため、利用側熱負荷が小さくなるに従って、一定速の冷媒搬送ポンプでは各室内ユニットでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニットでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット出口において冷媒は過熱ガスになりきらず、二相冷媒となってしまう(冷媒過熱度が確保できなくなってしまう)ので、室内ユニット出口の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、運転している室内ユニットの台数に応じて、第3流量制御装置により、第1バイパス流量弁の開度を全開、または大きく設定して、運転している室内ユニットへ流入する冷媒循環量を少なくして、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0033】
一方、利用側熱負荷が比較的大きい場合、即ち運転される室内ユニットの台数が多い場合には、室内ユニットへ流入する冷媒循環量を多くして、室内ユニット出口の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、運転している室内ユニットの台数に応じて、第1バイパス流量弁の開度は全閉、または小さな開度に制御される。
【0034】
この時の各室内ユニット出口の冷媒過熱度を冷媒状態量検出装置にて検出し、それら冷媒過熱度信号を第3流量制御装置へ出力し、第3流量制御装置にて室内流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を室内流量弁各々に出力して駆動させる。
【0035】
この時の各室内ユニットの冷媒過熱度を冷媒状態量検出装置にて検出し、各冷媒過熱度が所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第3流量制御装置により、室内ユニット内にある室内流量弁の開度を制御する(冷媒過熱度が小さい場合は室内流量弁開度を小さくし、逆に、冷媒過熱度が大きい場合には室内流量弁開度を大きくする)と、室内ユニットの利用側熱交換器の伝熱管内蒸発熱伝達率を最大にすることができ、冷房能力を最大限に引き出すことができる。
【0036】
暖房運転の場合、冷媒搬送ポンプより蓄熱槽、または冷媒対冷媒熱交換器を介して送られた高温高圧のガス冷媒が各室内ユニットに流入し、室内ユニットの利用側熱交換器を介して空気と熱交換して室内空気を加熱し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器の伝熱管内で凝縮し、室内ユニットの利用側熱交換器の出口では液冷媒、または二相冷媒となって、冷媒タンクへと搬送された後、冷媒搬送ポンプに戻る。
【0037】
冷媒搬送ポンプは、冷房運転時と同様、利用側の熱負荷が最大となる場合に対応した性能を有しているため、利用側熱負荷が小さくなるに従って、一定速の液冷媒搬送ポンプでは各室内ユニットでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニットでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット出口において冷媒は液冷媒になりきらず、二相冷媒となってしまう(冷媒過冷却度が確保できなくなってしまう)ので、室内ユニット出口の冷媒過冷却度が所定範囲内に収まるように、運転している室内ユニットの台数に応じて、第3流量制御装置により、第1バイパス流量弁の開度を全開、または大きく設定して、運転している室内ユニットへ流入する冷媒循環量を少なくして、各室内ユニット内の室内流量弁による流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0038】
一方、利用側熱負荷が比較的大きい場合、即ち運転される室内ユニットの台数が多い場合には、室内ユニットへ流入する冷媒循環量を多くして、室内ユニット出口の冷媒過冷却度が所定範囲内に収まるように、運転している室内ユニットの台数に応じて、第1バイパス流量弁の開度は全閉、または小さな開度に制御される。
【0039】
この時の各室内ユニット出口の冷媒過冷却度を冷媒状態量検出装置にて検出し、それら冷媒過冷却度信号を第3流量制御装置へ出力し、第3流量制御装置にて室内流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を室内流量弁各々に出力して駆動させる。
【0040】
この時の各室内ユニットの冷媒過冷却度を冷媒状態量検出装置にて検出し、各冷媒過冷却度が所定範囲内となるように、更に、第3流量制御装置により、室内ユニット内にある室内流量弁の開度を制御する(冷媒過冷却度が小さい場合は室内流量弁開度を小さくし、逆に、冷媒過冷却度が大きい場合には室内流量弁開度を大きくする)と、室内ユニットの利用側熱交換器の伝熱管内凝縮熱伝達率を最大にすることができ、暖房能力を最大限に引き出すことができる。
【0041】
また、第4の技術的手段によれば、冷房運転の場合、利用側の熱負荷に対して、熱源となる蓄熱槽や圧縮機からの取り出し能力はバランスするのが理想的であるが、利用側サイクルにおける冷媒循環量が適切でない場合は両者のバランスが崩れてしまうので、蓄熱槽の放熱用熱交換器と冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器との集合管出口の冷媒過冷却度を冷媒状態量検出装置にて検出し、その冷媒過冷却度信号を第4流量制御装置へ出力し、集合管出口の冷媒過冷却度が所定範囲内に収まるように、第4流量制御装置にて第3バイパス流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第3バイパス流量弁に出力して駆動させる。
【0042】
すなわち、蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量が大き過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過冷却度が所定範囲内に対して小さくなってしまうので、第3バイパス流量弁開度を大きくすることにより、集合管出口における冷媒過冷却度を大きくし、更には蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量を小さく抑えることができる。
【0043】
逆に、蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量が小さ過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過冷却度が所定範囲内に対して大きくなってしまうので、第3バイパス流量弁開度を小さくすることにより、集合管出口における冷媒過冷却度を小さくし、更には蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量を大きく引き出すことができる。
【0044】
暖房運転の場合、蓄熱槽の放熱用熱交換器と冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器との集合管出口の冷媒過熱度を冷媒状態量検出装置にて検出し、その冷媒過熱度信号を第4流量制御装置へ出力し、集合管出口の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、第4流量制御装置にて第3バイパス流量弁の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第3バイパス流量弁に出力して駆動させる。
【0045】
すなわち、蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量が大き過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過熱度が所定範囲内に対して小さくなってしまうので、第3バイパス流量弁開度を大きくすることにより、集合管出口における冷媒過熱度を大きくし、更には蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量を小さく抑えることができる。
【0046】
逆に、蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量が小さ過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過熱度が所定範囲内に対して大きくなってしまうので、第3バイパス流量弁開度を小さくすることにより、集合管出口における冷媒過熱度を小さくし、更には蓄熱槽の放熱用熱交換器、及び冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器における熱取り出し量を大きく引き出すことができる。
【0047】
【実施例】
以下、本発明の第1の実施例を図面を参照しながら説明するが、従来と同一構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0048】
図1は本発明の第1の実施例の蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍サイクル図である。
【0049】
本実施例の蓄熱式空気調和機は、室外ユニット1と、蓄熱槽STRと、ポンプユニットPUと、室内ユニット12a,12bとから構成されている。
【0050】
室外ユニット1は、圧縮機2、第1四方弁3a、熱源側熱交換器4、第1膨張弁5a、第2膨張弁5b、第1補助熱交換器14aと第2補助熱交換器14bとからなる冷媒対冷媒熱交換器HEX、利用側熱交換器14b用の第1流量弁RV1、蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13b用の第2流量弁RV2とから構成されている。
【0051】
蓄熱槽STRは、蓄熱材である水16と蓄熱用熱交換器13a、放熱用熱交換器13bとからなる。ポンプユニットPUは、冷媒タンク10、冷媒搬送ポンプPM、及び第2四方弁3bとからなる。室内ユニット12a,12bは、それぞれ室内流量弁RV、及び室内熱交換器15a,15bとから構成されている。
【0052】
熱源側冷凍サイクルは、圧縮機2、第1四方弁3a、熱源側熱交換器4、第1膨張弁5a、冷媒対冷媒熱交換器HEXの第1補助熱交換器14aを順次環状に接続し、第2膨張弁5bと蓄熱槽STRの蓄熱用熱交換器13aとの直列接続回路を、第1膨張弁5aと冷媒対冷媒熱交換器HEXの第1補助熱交換器14aとの直列接続回路に並列に接続してなる。
【0053】
また、利用側冷凍サイクルは、冷媒搬送ポンプPM、第2四方弁3b、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットPUと、室内流量弁RVと利用側熱交換器15a,15bとからなる複数の室内ユニット12a,12bと、冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bと第1流量弁RV1との直列接続回路と蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13bと第2流量弁RV2との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続してなる。
【0054】
更に、利用側冷凍サイクルにおいて、室内ユニット12a,12bの入口と出口とを、第1バイパス流量弁BV1を介して連通する第1バイパス回路を設置している。
【0055】
SNは各室内ユニット12a,12bの入口と出口とに設置され冷媒状態量検出装置であり、冷媒の温度,圧力より、冷房運転時に冷媒過熱度SH、暖房運転時に冷媒過冷却度SCを検出する。
【0056】
CN1は第1流量制御装置であり、冷媒状態量検出装置SN、第1バイパス流量弁BV1と信号線で接続されており、冷媒状態量検出装置SNの出力信号を受取り、所定の演算実施後、冷房運転時には複数の室内ユニット12a,12b出口の冷媒過熱度SHの総和SHo が所定範囲内に収まるように、冷媒過熱度SHの総和SHo が所定範囲の下限以下の場合は、第1バイパス流量弁BV1の開度を大きくし、冷媒過熱度SHの総和SHo が所定範囲の上限以上の場合は、第1バイパス流量弁BV1の開度を小さくするように設定し、第1バイパス流量弁BV1へ開度信号を出力する。また、第1流量制御装置CN1は、冷媒状態量検出装置SNにより検出した各室内ユニット12a,12bの冷房運転時の冷媒過熱度SH、暖房運転時の冷媒過冷却度SCに応じてそれぞれの室内流量弁RVの開度を制御する。
【0057】
以上のように構成された本実施例の蓄熱式空気調和機について、以下その動作を説明する。但し、昼間運転以外については従来例と同様の作用をするので説明を割愛し、昼間運転についてのみ説明する。
【0058】
昼間冷房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプPMより送られた低温低圧の液冷媒が各室内ユニット12a,12bに流入し、利用側熱交換器15a,15bを介して空気と熱交換して室内空気を冷却し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内で蒸発し、利用側熱交換器15a,15bの出口では過熱ガス冷媒、または二相冷媒となって、蓄熱槽STR、または冷媒対冷媒熱交換器HEXへと搬送された後、冷媒タンク10を通って冷媒搬送ポンプPMに戻る。
【0059】
この時の各室内ユニット12a,12bの冷媒過熱度SHを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、それら冷媒過熱度SH信号を第1流量制御装置CN1へ出力し、第1流量制御装置CN1にて第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RVの開度を所定に設定し、それらの開度信号を第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RV各々に出力して駆動させる。
【0060】
この場合、冷媒搬送ポンプPMは、利用側の熱負荷が最大となる場合に対応した性能を有しているため、利用側熱負荷が比較的大きい場合は、第1流量制御装置CN1により、室内ユニット12a,12bへ流入する冷媒循環量が多くなるように、第1バイパス流量弁BV1は全閉、または僅かな開度に制御される。
【0061】
逆に、利用側熱負荷が比較的小さい場合は、一定速の冷媒搬送ポンプPMでは各室内ユニット12a,12bでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニット12a,12bでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVによる流量制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット12a,12b出口において二相冷媒となってしまう(冷媒過熱度SHが確保できなくなってしまう)おそれがあるので、室内ユニット12a,12b出口の冷媒過熱度SHの総和SHo が所定範囲内に収まるように、第1流量制御装置CN1により、第1バイパス流量弁BV1の開度を大きくして、室内ユニット12a,12bへ流入する総冷媒循環量を、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVによる流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0062】
この時の各室内ユニット12a,12bの各冷媒過熱度SHが所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第1流量制御装置CN1により、室内ユニット12a,12b内にある室内流量弁RVの開度を制御する(冷媒過熱度SHが小さい場合は室内流量弁RV開度を小さくし、逆に、冷媒過熱度SHが大きい場合には室内流量弁RV開度を大きくする)と、利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内蒸発熱伝達率を最大にすることができ、冷房能力を最大限に引き出すことができる。
【0063】
次に、本発明の第2の実施例を図面を参照しながら説明するが、第1の実施例と同一構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0064】
図2は本発明の第2の実施例の蓄熱式空気調和機の昼間暖房運転時の冷凍サイクル図である。
【0065】
第2の実施例は、第1の実施例の蓄熱式空気調和機の構成から、室内ユニット12a,12bの入口と出口とを第1バイパス流量弁BV1を介して連通する第1バイパス回路と、第1流量制御装置CN1とを削除し、その代わりに、冷媒搬送ポンプPM吐出側と冷媒タンク10入口側とを第2バイパス流量弁BV2を介して連通するバイパス回路2と、第2流量制御装置CN2とを設置したものである。
【0066】
第2流量制御装置CN2は、冷媒状態量検出装置SN、第2バイパス流量弁BV2と信号線で接続されており、冷媒状態量検出装置SNの出力信号を受取り、所定の演算実施後、暖房運転時には複数の室内ユニット12a,12b出口の冷媒過冷却度SCの総和SCo が所定範囲内に収まるように、冷媒過冷却度SCの総和SCo が所定範囲の下限以下の場合は、第2バイパス流量弁BV2の開度を大きくし、冷媒過冷却度SCの総和SCo が所定範囲の上限以上の場合は、第2バイパス流量弁BV2の開度を小さくするように設定し、第2バイパス流量弁BV2へ開度信号を出力する。また、第2流量制御装置CN2は、冷媒状態量検出装置SNにより検出した各室内ユニット12a,12bの冷房運転時の冷媒過熱度SH、暖房運転時の冷媒過冷却度SCに応じてそれぞれの室内流量弁RVの開度を制御する。
【0067】
以上のように構成された本実施例の蓄熱式空気調和機について、以下その動作を説明する。但し、昼間運転以外については従来例と同様の作用をするので説明を割愛し、昼間運転についてのみ説明する。
【0068】
昼間暖房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプPMより蓄熱槽STR、または室外ユニット1の冷媒対冷媒熱交換器HEXを介して送られた高温高圧のガス冷媒が各室内ユニット12a,12bに流入し、利用側熱交換器15a,15bを介して空気と熱交換して室内空気を加熱し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内で凝縮し、利用側熱交換器15a,15bの出口では液冷媒、または二相冷媒となって、冷媒タンク10を通って冷媒搬送ポンプPMに戻る。
【0069】
この時の各室内ユニット12a,12bの冷媒過冷却度SCを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、それら冷媒過冷却度SC信号を第2流量制御装置CN2へ出力し、第2流量制御装置CN2にて第2バイパス流量弁BV2、及び室内流量弁RVの開度を所定に設定し、それらの開度信号を第2バイパス流量弁BV2、及び室内流量弁RV各々に出力して駆動させる。
【0070】
この場合、冷媒搬送ポンプPMは、利用側熱負荷が比較的大きい場合に対応した性能を有しているため、第2バイパス流量弁BV2は全閉、または僅かな開度とする。
【0071】
しかし、利用側熱負荷が比較的小さい場合、一定速の冷媒搬送ポンプPMでは各室内ユニット12a,12bでの必要冷媒循環量以上に流してしまうため、各室内ユニット12a,12bでは冷媒循環量が過多となり、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVの制御可能範囲を越えてしまい、各室内ユニット12a,12b出口において二相冷媒となってしまう(各室内ユニット12a,12b出口での冷媒過冷却度SCが確保できなってしまう)おそれがあるので、室内ユニット12a,12b出口の冷媒過冷却度SCの総和SCo が所定範囲内に収まるように、第2流量制御装置CN2により、第2バイパス流量弁BV2の開度を大きくして、室内ユニット12a,12bへ流入する総冷媒循環量を、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVによる流量制御可能範囲内まで減少させていく。
【0072】
この時の各室内ユニット12a,12bの冷媒過冷却度SCを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、各冷媒過冷却度SCが所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第2流量制御装置CN2により、室内ユニット12a,12b内にある室内流量弁RVの開度を制御する(冷媒過冷却度SCが小さい場合は室内流量弁RV開度を小さくし、逆に、過冷却度SCが大きい場合には室内流量弁RV開度を大きくする)と、利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内凝縮熱伝達率を最大にすることができ、暖房能力を最大限に引き出すことができる。
【0073】
次に、本発明の第3の実施例を図面を参照しながら説明するが、第1の実施例と同一構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0074】
図3は本発明の第3の実施例の蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍サイクル図である。
【0075】
第3の実施例は、第1の実施例の蓄熱式空気調和機の構成から、第1流量制御装置CN1を削除し、その代わりに、第3流量制御装置CN3を設置したものである。
【0076】
第3流量制御装置CN1は、冷媒状態量検出装置SN、第1バイパス流量弁BV1、室内流量弁RVと信号線で接続されており、冷媒状態量検出装置SNの出力信号を受取り、所定の演算実施後、冷媒状態量検出装置SNにより検出した各室内ユニット12a,12bの冷房運転時の冷媒過熱度SH、及び暖房運転時の冷媒過冷却度SCに応じてそれぞれの室内流量弁RVへ開度信号を出力する。また、第3流量制御装置CN1は、室内ユニット12a,12bの運転台数を検知し、運転台数が少ない場合に、第1バイパス流量弁BV1の開度を大きくし、運転台数が多い場合に、第1バイパス流量弁BV1の開度を小さくするように設定し、第1バイパス流量弁BV1へ開度信号を出力する。
【0077】
以上のように構成された本実施例の蓄熱式空気調和機について、以下その動作を説明する。但し、昼間運転以外については従来例と同様の作用をするので説明を割愛し、昼間運転についてのみ説明する。
【0078】
昼間冷房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプPMより送られた低温低圧の液冷媒が各室内ユニット12a,12bに流入し、室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bを介して空気と熱交換して室内空気を冷却し、同時に冷媒自身は室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内で蒸発し、室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bの出口では過熱ガス冷媒、または二相冷媒となって、蓄熱槽STR、または冷媒対冷媒熱交換器HEXへと搬送された後、冷媒タンク10を通って冷媒搬送ポンプPMに戻る。
【0079】
この時の各室内ユニット12a,12bの冷媒過熱度SHを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、それら冷媒過熱度SH信号を第3流量制御装置CN3へ出力し、第3流量制御装置CN3にて第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RVの開度を所定に設定し、それらの開度信号を第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RV各々に出力して駆動させる。
【0080】
この場合、冷媒搬送ポンプPMは、利用側の熱負荷が最大となる場合に対応した性能を有しているため、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVにより流量制御が可能となる範囲内に収まるべく、運転している室内ユニット12a,12bの台数に応じて、第3流量制御装置CN3により、予め設定された開度に第1バイパス流量弁BV1を設定する。
【0081】
即ち、室内ユニットの運転台数:2台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X1、室内ユニットの運転台数:1台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X2、室内ユニットの運転台数:0台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X3と設定する。
【0082】
但し、第1バイパス流量弁BV1開度はX1<X2<X3とする。
このことにより、冷媒搬送ポンプPMを一定速で運転した場合でも、各室内ユニット12a,12bでの必要冷媒循環量以上に流してしまって各室内ユニット12a,12bでは冷媒循環量が過多となることがなくなる。
【0083】
このとき、各室内ユニット12a,12b出口において冷媒過熱度SHが所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第3流量制御装置CN3により、室内ユニット12a,12b内にある室内流量弁RVの開度を制御する(冷媒過熱度SHが小さい場合は室内流量弁RV開度を小さくし、逆に、冷媒過熱度SHが大きい場合には室内流量弁RV開度を大きくする)と、室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内蒸発熱伝達率を最大にすることができ、冷房能力を最大限に引き出すことができる。
【0084】
次に昼間暖房運転の場合、利用側冷凍サイクルにおいて、冷媒搬送ポンプPMより蓄熱槽STR、または室外ユニット1の冷媒対冷媒熱交換器HEXを介して送られた高温高圧のガス冷媒が各室内ユニット12a,12bに流入し、利用側熱交換器15a,15bを介して空気と熱交換して室内空気を加熱し、同時に冷媒自身は利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内で凝縮し、利用側熱交換器15a,15bの出口では液冷媒、または二相冷媒となって、冷媒タンク10を通って冷媒搬送ポンプPMに戻る。
【0085】
この時の各室内ユニット12a,12bの冷媒過冷却度SCを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、それら冷媒過冷却度SC信号を第3流量制御装置CN3へ出力し、第3流量制御装置CN3にて第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RVの開度を所定に設定し、それらの開度信号を第1バイパス流量弁BV1、及び室内流量弁RV各々に出力して駆動させる。
【0086】
この場合、各室内ユニット12a,12b内の室内流量弁RVにより流量制御が可能となる範囲内に収まるべく、運転している室内ユニット12a,12bの台数に応じて、第3流量制御装置CN3により、予め設定された開度に第1バイパス流量弁BV1を設定する。
【0087】
即ち、室内ユニットの運転台数:2台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X1、室内ユニットの運転台数:1台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X2、室内ユニットの運転台数:0台の場合、第1バイパス流量弁BV1開度:X3と設定する。
【0088】
但し、第1バイパス流量弁BV1開度はX1<X2<X3とする。
このことにより、冷媒搬送ポンプPMを一定速で運転した場合でも、各室内ユニット12a,12bでの必要冷媒循環量以上に流してしまって各室内ユニット12a,12bでは冷媒循環量が過多となることがなくなる。
【0089】
このとき、各室内ユニット12a,12b出口において冷媒過冷却度SCが所定範囲内(一般的には1〜3K)となるように、更に、第3流量制御装置CN3により、室内ユニット12a,12b内にある室内流量弁RVの開度を制御する(冷媒過冷却度SCが小さい場合は室内流量弁RV開度を小さくし、逆に、冷媒過冷却度SCが大きい場合には室内流量弁RV開度を大きくする)と、室内ユニット12a,12bの利用側熱交換器15a,15bの伝熱管内凝縮熱伝達率を最大にすることができ、暖房能力を最大限に引き出すことができる。
【0090】
次に、本発明の第4の実施例を図面を参照しながら説明するが、第1の実施例と同一構成については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0091】
図4は本発明の第4の実施例の蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍サイクル図である。
【0092】
第4の実施例は、第1の実施例の蓄熱式空気調和機の構成から、室内ユニット12a,12bの入口と出口とを第1バイパス流量弁BV1を介して連通する第1バイパス回路と、第1流量制御装置CN1とを削除し、その代わりに、利用側冷凍サイクルにおける蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13bと冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bとの集合管入口と集合管出口とを第3バイパス流量弁BV3を介して連通する第3バイパス回路と、第4流量制御装置CN4とを設置し、各室内ユニット12a,12bの入口と出口とに設置された冷媒状態量検出装置SNを、集合管出口に移転させて、集合管出口における冷房運転時の冷媒過冷却度、及び暖房運転時の冷媒過熱度を検出するようにしたものである。
【0093】
第4流量制御装置CN4は、冷媒状態量検出装置SN、第3バイパス流量弁BV3と信号線で接続されており、冷媒状態量検出装置SNの出力信号を受取り、所定の演算実施後、集合管出口の冷媒状態量、すなわち、冷房運転時の冷媒過冷却度、暖房運転時の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、冷媒状態量の総和が所定範囲の下限以下の場合は、第3バイパス流量弁BV3の開度を大きくし、冷媒状態量の総和が所定範囲の上限以上の場合は、第3バイパス流量弁BV3の開度を小さくするように設定し、第3バイパス流量弁BV3へ開度信号を出力する。
【0094】
以上のように構成された本実施例の蓄熱式空気調和機について、以下その動作を説明する。但し、昼間運転以外については従来例と同様の作用をするので説明を割愛し、昼間運転についてのみ説明する。
【0095】
昼間冷房運転の場合、利用側の熱負荷に対して、熱源となる蓄熱槽STRや圧縮機2からの取り出し能力はバランスするのが理想的であるが、利用側サイクルにおける冷媒循環量が適切でない場合は両者のバランスが崩れてしまうので、蓄熱槽STRの利用側熱交換器13bと冷媒対冷媒熱交換器HEXの利用側熱交換器14bとの集合管出口の冷媒過冷却度SCを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、その冷媒過冷却度信号を第4流量制御装置CN4へ出力し、集合管出口の冷媒過冷却度SCが所定範囲内に収まるように、第4流量制御装置CN4にて第3バイパス流量弁BV3の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第3バイパス流量弁BV3に出力して駆動させる。
【0096】
すなわち、蓄熱槽STRの利用側熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの利用側熱交換器14bにおける熱取り出し量が大き過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過冷却度SCが所定範囲内に対して小さくなってしまうので、第3バイパス流量弁BV3開度を大きくすることにより、集合管出口における冷媒過冷却度SCを大きくし、更には蓄熱槽STRの利用側熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの利用側熱交換器14bにおける熱取り出し量を小さく抑えることができる。
【0097】
逆に、蓄熱槽STRの利用側熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの利用側熱交換器14bにおける熱取り出し量が小さ過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過冷却度SCが所定範囲内に対して大きくなってしまうので、第3バイパス流量弁BV3開度を小さくすることにより、集合管出口における冷媒過冷却度SCを小さくし、更には蓄熱槽STRの利用側熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの利用側熱交換器14bにおける熱取り出し量を大きく引き出すことができる。
【0098】
また、昼間の暖房運転の場合、蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13bと冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bとの集合管出口の冷媒過熱度SHを冷媒状態量検出装置SNにて検出し、その冷媒過熱度信号を第4流量制御装置CN4へ出力し、集合管出口の冷媒過熱度SHが所定範囲内に収まるように、第4流量制御装置CN4にて第3バイパス流量弁BV3の開度を所定に設定し、それらの開度信号を第3バイパス流量弁BV3に出力して駆動させる。
【0099】
すなわち、蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bにおける熱取り出し量が大き過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過熱度SHが所定範囲内に対して小さくなってしまうので、第3バイパス流量弁BV3開度を大きくすることにより、集合管出口における冷媒過熱度SHを大きくし、更には蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bにおける熱取り出し量を小さく抑えることができる。
【0100】
逆に、蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bにおける熱取り出し量が小さ過ぎる場合は、集合管出口における冷媒過熱度SHが所定範囲内に対して大きくなってしまうので、第3バイパス流量弁BV3開度を小さくすることにより、集合管出口における冷媒過熱度を小さくし、更には蓄熱槽STRの放熱用熱交換器13b、及び冷媒対冷媒熱交換器HEXの第2補助熱交換器14bにおける熱取り出し量を大きく引き出すことができる。
【0101】
【発明の効果】
以上のように本発明は、利用側冷凍サイクル内の室内ユニットの入口と出口との間を連通する第1バイパス回路の第1バイパス流量弁と、室内ユニット内の室内流量弁とを、冷房運転時に、複数の室内ユニット出口の冷媒過熱度の総和が所定範囲内に収まるように、第1流量制御装置にて制御することにより、冷媒搬送ポンプが定速運転され、利用側の室内空調負荷が変動する場合においても、利用側冷凍サイクルにおける冷媒循環量を室内空調負荷に応じて制御できる。
【0102】
従って、利用側冷凍サイクルにおいて、室内空調負荷変動に柔軟に対応し得る制御性に優れた蓄熱式空気調和機を提供し得る。
【0103】
また他の本発明は、利用側冷凍サイクル内の液冷媒搬送ポンプ出口と第2四方弁との間と第2四方弁と冷媒タンクとの間とを連通する第2バイパス回路の第2バイパス流量弁と、室内ユニット内の室内流量弁とを、暖房運転時に、複数の室内ユニット出口の冷媒過冷却度の総和が所定範囲内に収まるように、第2流量制御装置にて制御することにより、冷媒搬送ポンプが定速運転され、利用側の室内空調負荷が変動する場合においても、利用側冷凍サイクルにおける冷媒循環量を室内空調負荷に応じて制御できる。
【0104】
従って、利用側冷凍サイクルにおいて、室内空調負荷変動に柔軟に対応し得る制御性に優れた蓄熱式空気調和機を提供し得る。
【0105】
またさらに他の本発明は、利用側冷凍サイクル内の室内ユニットの入口と出口との間を連通する第1バイパス回路の第1バイパス流量弁の開度を、室内ユニットの運転台数に応じて、運転台数が多い場合に開度を小さく、逆に、運転台数が少ない場合は開度を大きくするように、第3流量制御装置にて制御することにより、冷媒搬送ポンプが定速運転され、利用側の室内空調負荷が変動する場合においても、利用側冷凍サイクルにおける冷媒循環量を室内空調負荷に応じて制御できる。
【0106】
従って、利用側冷凍サイクルにおいて、室内空調負荷変動に柔軟に対応し得る制御性に優れた蓄熱式空気調和機を提供し得る。
【0107】
また別のもう一つの本発明は、利用側冷凍サイクルにおける蓄熱槽の放熱用熱交換器と冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器との集合管入口と集合管出口とを連通する第3バイパス回路の第3バイパス流量弁を、蓄熱槽の利用側熱交換器と冷媒対冷媒熱交換器の利用側熱交換器との集合管出口の冷媒状態量(冷房時:過冷却度,暖房時:過熱度)が所定範囲内に収まるように、第4流量制御装置にて制御することにより、冷媒搬送ポンプが定速運転され、利用側の室内空調負荷が変動する場合においても、利用側冷凍サイクルにおける、蓄熱槽の利用側熱交換器と冷媒対冷媒熱交換器の利用側熱交換器を流れる冷媒循環量を室内空調負荷に応じて制御できる。
【0108】
従って、利用側冷凍サイクルにおいて、室内空調負荷変動に柔軟に対応し得る制御性に優れた蓄熱式空気調和機を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍システム図
【図2】本発明の第2の実施例による蓄熱式空気調和機の昼間暖房運転時の冷凍システム図
【図3】本発明の第3の実施例による蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍サイクル図
【図4】本発明の第4の実施例による蓄熱式空気調和機の昼間冷房運転時の冷凍サイクル図
【図5】従来例を示す蓄熱式空気調和機の冷凍システム図
【符号の説明】
2 圧縮機
3a 第1四方弁
3b 第2四方弁
4 熱源側熱交換器
5a 第1膨張弁
5b 第2膨張弁
10 冷媒タンク
12a,12b 室内ユニット
13a 蓄熱槽の蓄熱用熱交換器
13b 蓄熱槽の放熱用熱交換器
14a 冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器
14b 冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器
15a,15b 利用側熱交換器
STR 蓄熱槽
HEX 冷媒対冷媒熱交換器
PM 液冷媒搬送ポンプ
PU ポンプユニット
RV 室内流量弁
RV1 第1流量弁
RV2 第2流量弁
SN 冷媒状態量検知装置
BV1 第1バイパス流量弁
BV2 第2バイパス流量弁
BV3 第3バイパス流量弁
CN1 第1流量制御装置
CN2 第2流量制御装置
CN3 第3流量制御装置
CN4 第4流量制御装置

Claims (4)

  1. 圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、
    冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、
    前記利用側冷凍サイクル内の前記室内ユニットの入口と出口とを第1バイパス流量弁を介して連通する第1バイパス回路と、冷房運転時に複数の前記室内ユニット出口の冷媒過熱度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷媒過熱度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第1流量制御装置とからなり、
    前記第1流量制御装置により、冷房運転時には複数の前記室内ユニット出口の冷媒過熱度の総和が所定範囲内に収まるように、前記冷媒過熱度の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第1バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒過熱度の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第1バイパス流量弁の開度を小さくするように設定することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
  2. 圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、
    冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、
    前記冷媒搬送ポンプ出口と前記第2四方弁との間と前記第2四方弁と前記冷媒タンクとの間とを第2バイパス流量弁を介して連通する第2バイパス回路と、暖房運転時に複数の前記室内ユニット出口の冷媒過冷却度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷媒過冷却度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第2流量制御装置とからなり、
    前記第2流量制御装置により、暖房運転時には複数の前記室内ユニット出口の冷媒過冷却度の総和が所定範囲内に収まるように、前記冷媒過冷却度の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第2バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒過冷却度の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第2バイパス流量弁の開度を小さくするように設定することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
  3. 圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、
    冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、
    前記利用側冷凍サイクル内の前記室内ユニットの入口と出口とを第1バイパス流量弁を介して連通する第1バイパス回路と、複数の前記室内ユニット出口の冷房運転時の冷媒過熱度、及び暖房運転時の冷媒過冷却度を検出する冷媒状態量検出装置と、前記冷媒状態量検出装置により検出した各室内ユニットの冷房運転時の冷媒過熱度、及び暖房運転時の冷媒過冷却度に応じてそれぞれの前記室内流量弁の開度を制御する第3流量制御装置とからなり、
    前記第3流量制御装置により、前記室内ユニットの運転台数を検知し、運転台数が少ない場合に、前記第1バイパス流量弁の開度を大きくし、運転台数が多い場合に、前記第1バイパス流量弁の開度を小さくするように設定することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
  4. 圧縮機、第1四方弁、熱源側熱交換器、第1膨張弁、冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器を順次環状に接続し、第2膨張弁と蓄熱槽の蓄熱用熱交換器との直列接続回路を前記第1膨張弁と前記冷媒対冷媒熱交換器の第1補助熱交換器との直列接続回路に並列に接続した熱源側冷凍サイクルと、
    冷媒搬送ポンプ、第2四方弁、冷媒タンクを環状に接続したポンプユニットと、室内流量弁と利用側熱交換器とからなる複数の室内ユニットと、前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器と第1流量弁との直列接続回路と前記蓄熱槽の放熱用熱交換器と第2流量弁との直列接続回路とを並列に接続したものとを環状に接続した利用側冷凍サイクルと、
    前記利用側冷凍サイクルにおける前記蓄熱槽の前記放熱用熱交換器と前記冷媒対冷媒熱交換器の第2補助熱交換器との集合管入口と集合管出口とを、第3バイパス流量弁を介して連通する第3バイパス回路と、集合管出口における冷房運転時の冷媒過冷却度、及び暖房運転時の冷媒過熱度を検出する冷媒状態量検出装置と、
    集合管出口の冷媒状態量、すなわち、冷房運転時の冷媒過冷却度、暖房運転時の冷媒過熱度が所定範囲内に収まるように、前記冷媒状態量の総和が前記所定範囲の下限以下の場合は、前記第3バイパス流量弁の開度を大きくし、前記冷媒状態量の総和が前記所定範囲の上限以上の場合は、前記第3バイパス流量弁の開度を小さくするように設定する第4流量制御装置とを備えた蓄熱式空気調和機。
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