JP4286042B2 - Ice thermal storage air conditioner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は氷蓄熱式空気調和装置に係り、特に、氷蓄熱槽の水位を検知する水位センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、氷蓄熱式空気調和装置は、水または氷を貯溜する氷蓄熱槽を有し、この氷蓄熱槽の水を凍らせて製氷しており、水が凍ると体積が膨張し氷蓄熱槽の水位が上昇することから、この水位上昇の幅でもって製氷量を算出設定している。
【0003】
そして、製氷運転時には予め設定された製氷量になった時点、すなわち水位が予め設定された位置に達した時点で製氷運転を終了するようにしている。そのため、例えば、設定された水位位置に水位センサとしての温度センサを設け、この温度センサが水に浸り所定温度以下の低い温度を検知した時点で製氷の完了とし、製氷運転を終了している(例えば、特許文献1)。
【0004】
また、従来の氷蓄熱式空気調和装置は、空調能力の異なる複数種類の機種に同一形態の氷蓄熱槽を採用しており、機種毎に異なる製氷量が設定される。そのため、機種毎に製氷完了の水位位置が設定され機種毎に異なる位置に水位センサが取り付けられる。但し、注入される水量は機種が異なっても一定にしている。
【0005】
【特許文献1】
特開2002ー243215号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような氷蓄熱式空気調和装置では、空調能力の異なる機種であっても氷蓄熱槽が同一形態のものは、一連の機種として同じ時期に製造しており、水位センサの取付位置が機種毎に異なると、水位センサの取付位置を間違えて取り付けるおそれがあった。
【0007】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の機種に同一形態の氷蓄熱槽を搭載する場合に、水位センサの取付位置が正しく取り付けられるようにした氷蓄熱式空気調和装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、水または氷を貯溜する氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽に水没状態で配設される蓄熱熱交換器と、製氷完了の水位位置に設けられる水位センサとを備え、製氷運転時に前記水位センサが製氷完了の水位を検知したときに製氷運転を終了するようにした氷蓄熱式空気調和装置において、前記氷蓄熱槽内の上部には前記蓄熱熱交換器につながるU字管が配置され、このU字管には有底筒状のセンサ取付具が高さを変えて複数個取り付けられており、この変えた高さとは前記氷蓄熱槽を製氷量の異なる複数の機種に用いる場合それぞれの機種毎に製氷完了の水位位置を予め算定した高さであり、前記水位センサはその機種に応じた製氷完了の水位位置となるセンサ取付具に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の氷蓄熱式空気調和装置において、前記水位センサは温度を検知する温度センサであることを特徴とする。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1〜2記載の氷蓄熱式空気調和装置において、前記水位センサは、製氷運転時に温度の高い冷媒が流れる冷媒管に密着して固定されることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図5に基づき説明する。
【0013】
図1〜図3は、本発明に一実施形態における氷蓄熱式空気調和装置の冷媒回路図であり、図1は製氷運転時の冷媒の流れを示し、図2は氷利用冷房運転時の冷媒の流れを示し、図3は通常冷房運転時の冷媒の流れを示す。
【0014】
図1において、氷蓄熱式空気調和装置1は、室内機2と室外機3を備え、これら室内機2と室外機3が、ガス冷媒管4及び液冷媒管5からなるユニット間配管により連結されて構成され、更に制御装置6を有する。
【0015】
室内機2は、室内熱交換器7を備え、両端部がユニット間配管のガス冷媒4及び管液冷媒管5に接続される。
【0016】
室外機3は圧縮機室8と氷蓄熱室9(図4参照)とを備えており、圧縮機室8には、圧縮機11の吸込側に冷媒管を介して、アキュムレータ12及び四方弁13が順次接続され、また、圧縮機11の吐出側に前記四方弁13、室外熱交換器14及び室外膨張弁15が冷媒管を介して順次接続されて構成される。
【0017】
氷蓄熱室9には、氷蓄熱槽16を有しこの氷蓄熱槽16内に蓄熱熱交換器17が収納され、U字形冷媒管(以下U字管という)18、蓄熱膨張弁19、第1開閉弁21、第2開閉弁22、第3開閉弁23、第1逆止弁24、第2逆止弁25、室内用膨張弁26及び二方弁27が冷媒管により接続されて構成される。
【0018】
前記U字管18の一端は、冷媒管にて室外膨張弁15へ接続され、他端は2つに分岐されて、一方が蓄熱膨張弁19、第1開閉弁21、第1逆止弁24、室内用膨張弁26及びユニット管配管の液管5へ順次接続され、他方が第2開閉弁22及び第2逆止弁25へ順次接続されて、さらに蓄熱熱交換器17と二方弁27とにそれぞれ接続される。蓄熱熱交換器17の他端は、蓄熱膨張弁19と第1開閉弁21の間へ接続され、二方弁27の他端は、ユニット管配管のガス管4と四方弁13の間へ接続される。また、U字管18及び第2開閉弁間22と、第1逆止弁24及び室内用膨張弁26間とが、第3開閉弁23を介して冷媒管にて接続される。
【0019】
図4は室外機の内部を示した平面図、図5は氷蓄熱槽の縦断面を示す説明図である。
【0020】
図4、図5において、前記氷蓄熱槽16内には、二次媒体としての水が充填され、蓄熱熱交換器17は水没状態で配設される。そして、空気調和装置1の冷熱の蓄熱としての製氷運転時には、蓄熱熱交換器17内に室外熱交換器14からの一次媒体としての液冷媒が流入して蒸発し、これにより、蓄熱熱交換器17の冷媒管外周に氷が付着して形成される。水が氷になることにより、氷蓄熱槽16内は、水位が上昇する。また、蓄熱の放熱としての氷利用冷房運転時には、蓄熱熱交換器17内に圧縮機11からの高温高圧の冷媒が流入して蓄熱熱交換器17の外周に付着した氷を融解する。氷が融解することにより、氷蓄熱槽16内は、水位が下降する。
【0021】
ここで、本氷蓄熱式空気調和装置1は、圧縮機の出力が4、5、6馬力の3種類の機種で同一形態の氷蓄熱槽16を採用しており、室外機3は圧縮機の出力以外はぼ同じ形態をしている。これら3機種は機種毎に異なる製氷量が設定されており、氷蓄熱槽に注入される水量を一定にし、機種毎に製氷完了時の水位が算出設定される。この製氷完了時の水位の検出には水位センサとして上昇した水に接して水温を検知する温度センサが用いられている。
【0022】
次に、この温度センサと、この温度センサが取り付けられるセンサ取付具と、このセンサ取付具を固定する前記U字管について説明する。
【0023】
前記U字管18は氷蓄熱槽16内の上部に配置され、このU字管18には銅製で有底筒状の3つのセンサ取付具31、32、33がロー付けにて固定されている。これらセンサ取付具31、32、33は、同径でそれぞれ長さが異なり、その底面が機種に応じた製氷完了時の水位位置に合わせてある。そして製氷運転時に氷蓄熱槽16の水面上方に位置し、製氷運転の完了時に底面が水に漬かるようになっている。またセンサ取付具31、32、33は、熱伝導性が良く、外部の熱を内部に伝えやすくなっている。
【0024】
前記温度センサ34は信号線にて制御装置6に接続されており、センサ取付具31(または32、33)の上部開口から挿入され、温度センサ34の下端部がセンサ取付具31(または32、33)の底部に当接するように挿着される。またこの温度センサ34は各センサ取付具31、32、33に対して着脱自在に挿着できるので、搭載される機種に応じて付け替え可能になっている。これにより機種に応じて設定された製氷量がそれぞれ確保できると共に、付け間違えたときには容易に付け直すことができる。
【0025】
このように構成された温度センサ34、センサ取付具31、32、33及びU字管18において、U字管18には、製氷運転時に凝縮器としての室外熱交換器14から流出した温度の高い(30〜40℃)冷媒が流れ、温度センサ34は低くても5℃より高い温度に保たれる。蓄熱槽16の水位が上昇し、センサ取付具31、32、33が水に漬かれば、この水によりセンサ取付具31、32、33が冷却され温度センサ34が5℃以下の温度を検出する。温度センサ34が5℃以下の温度を検出したことにより、この検出温度が制御装置6に送信され、制御装置6は製氷が完了したことを認識する。これにより、制御装置6は圧縮機11の運転を停止し、製氷運転を終了する。
【0026】
前記制御装置6は、圧縮機11の運転及び停止、冷房運転または暖房運転等のための四方弁13の切り換え、室外膨張弁15、蓄熱膨張弁19及び室内用膨張弁26の開度、並びに第1開閉弁21、第2開閉弁22、及び第3開閉弁23及び二方弁27の開閉操作をそれぞれ制御する。
【0027】
この制御装置6よって空気調和装置が制御され、製氷運転、氷利用冷房運転、通常冷房運転、温水蓄熱運転、温水利用暖房運転及び通常暖房運転が選択して実施される。
【0028】
次に、製氷運転、氷利用冷房運転及び通常冷房運転について説明する。なお、温水蓄熱運転、温水利用暖房運転及び通常暖房運転については説明を省略する。
【0029】
(a)製氷運転(図1)
冷房運転を停止して氷蓄熱槽16内に製氷し、氷蓄熱を実施する。この場合には、蓄熱膨張弁19が開度制御され、室外膨張弁15及び二方弁27が開操作され、第1開閉弁21、第2開閉弁22、第3開閉弁23及び室内用膨張弁26が閉操作され、図1の太線に示す経路が形成される。
【0030】
圧縮機11から吐出された冷媒が、室外機3の四方弁13、室外熱交換器14、室外膨張弁(全開)15、蓄熱膨張弁(開度制御)19、蓄熱熱交換器17、二方弁27、四方弁13、アキュムレータ12を順次通り、圧縮機11へ戻るように循環する。これによって、室外熱交換器14が凝縮器、蓄熱熱交換器17が蒸発器として機能し、氷蓄熱槽16内に氷を作る。
【0031】
氷蓄熱槽16内に氷が生成され、水位が上昇し、水位が製氷運転の完了位置に達すると、温度センサが製氷運転完了を示す5℃以下の温度を検出し、この検出結果に基づいて制御装置6が圧縮機11を停止する。
【0032】
このように、温度センサ34は、製氷運転中に凝縮された暖かい冷媒が流れるU字管18に密着して設けられると共に、製氷運転中には水面より上方の位置に、製氷完了時には水没する位置に設けられるので、製氷運転中は低くても5℃以上を検出し、製氷運転完了時には5℃以下を検出する。この検出値の温度変化(温度低下)により、制御装置6が製氷完了時を認識し、圧縮機11を停止することができる。
【0033】
(b)氷利用冷房運転(図2)
氷蓄熱槽16内の氷を利用して氷利用冷房運転を実施する。この場合には、室外膨張弁15、第1開閉弁21、第2開閉弁22及び第3開閉弁23が開操作され、室内用膨張弁26が開度制御され、蓄熱膨張弁19及び二方弁27が閉操作され、図2の太線に示す経路が形成される。
【0034】
圧縮機11から吐出された冷媒は、室外機3の四方弁13、室外熱交換器14、室外膨張弁(全開)15を順次通り、蓄熱室9へ入る。蓄熱室9では2つに分岐され、一方は第3開閉弁23を経て室内用膨張弁(開度制御)26へ至り、他方は第2開閉弁22、第2逆止弁25、蓄熱熱交換器17、第1開閉弁21、第1逆止弁24を経て室内用膨張弁(開度制御)26へ至る。室内用膨張弁26で合流した冷媒が室内用膨張弁26で減圧され、室内熱交換器7、四方弁13、アキュムレータ12を順次通り、圧縮機11へ戻るように循環する。これによって、蓄熱熱交換器17が凝縮器、室内熱交換器7が蒸発器としてそれぞれ機能し、氷蓄熱槽の氷を利用した氷利用冷房運転を行う。
【0035】
(c)通常冷房運転(図3)
夏の夜間等、気温がさほど上昇しない(冷房負荷が小さい)ときには、通常冷房運転を実施する。この場合には、氷蓄熱室9において、第3開閉弁23が開操作され、室内用膨張弁26が開度制御され、蓄熱膨張弁19、第1開閉弁21及び第2開閉弁22が閉操作され、図3の太線に示す経路が形成される。
【0036】
圧縮機11から吐出された冷媒は、循環する。室外機3の四方弁13、室外熱交換器14、室外膨張弁15、第3開閉弁23、室内用膨張弁26、室内熱交換器7、四方弁13、アキュムレータ12を順次通り、圧縮機11へ戻るように循環する。これにより、室外熱交換器14が凝縮器、室内熱交換器7が蒸発器として機能し、氷蓄熱槽16内の氷を利用しない通常の冷房運転を行う。
【0037】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【0038】
本実施形態では同一形態の氷蓄熱槽16を製氷量の異なる3種類の機種に採用しているが、2機種あるいは4機種以上に採用しても良い。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の氷蓄熱式空気調和装置は、氷蓄熱槽を製氷量の異なる複数の機種に用いる場合、それぞれ機種毎の製氷完了時の水位位置を算定して設定し、それぞれの水位位置にセンサ取付具を設けるとともに、水位センサがセンサ取付具に着脱自在に取り付けられるので、それぞれの機種に合わせた製氷量を選出することができ、製氷量の変更も容易にすることができる。
【0040】
また、室外機の製造終了後にも容易に製氷量を変更できるので、製造工程の効率化が図れるとともに、空気調和装置の設置時の煩雑さを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における氷蓄熱式空気調和装置の冷媒回路図であり、製氷運転時の冷媒の流れを示す。
【図2】図1の冷媒回路図において氷利用冷房運転時の冷媒の流れを示す。
【図3】図1の冷媒回路図において通常冷房運転時の冷媒の流れを示す。
【図4】室外機の内部を示した平面図である。
【図5】氷蓄熱槽の縦断面を示す説明図である。
【符号の説明】
1 氷蓄熱式空気調和装置
2 室内機
3 室外機
6 制御装置
7 室内熱交換器
11 圧縮機
14 室外熱交換器
15 室外膨張弁
16 氷蓄熱槽
17 蓄熱熱交換器
18 U字形冷媒管
19 蓄熱膨張弁
21 第1開閉弁
22 第2開閉弁
23 第3開閉弁
26 室内用膨張弁
31、32、33 センサ取付具
34 温度センサ(水位センサ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ice heat storage air conditioner, and more particularly to a water level sensor that detects the water level of an ice heat storage tank.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ice heat storage air conditioner has an ice heat storage tank for storing water or ice, and the ice in the ice heat storage tank is frozen to produce ice. Since the water level rises, the ice making amount is calculated and set based on the width of the water level rise.
[0003]
During the ice making operation, the ice making operation is terminated when a preset ice making amount is reached, that is, when the water level reaches a preset position. Therefore, for example, a temperature sensor as a water level sensor is provided at a set water level position, and when the temperature sensor detects a low temperature below a predetermined temperature when the temperature sensor is immersed in water, the ice making is completed and the ice making operation is finished ( For example, Patent Document 1).
[0004]
Moreover, the conventional ice thermal storage type air conditioner employs the same type of ice thermal storage tank for a plurality of types of models having different air conditioning capabilities, and a different amount of ice making is set for each model. Therefore, a water level position for completion of ice making is set for each model, and a water level sensor is attached at a different position for each model. However, the amount of water injected is constant regardless of the model.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-243215 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the ice heat storage type air conditioner as described above, the ice heat storage tanks having the same form are manufactured at the same time as a series of models even if the models have different air conditioning capabilities, and the position of the water level sensor is installed. However, if the model is different for each model, there is a risk of mounting the water level sensor in the wrong position.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in the case where an ice heat storage tank of the same form is mounted on a plurality of models, an ice heat storage type in which the mounting position of the water level sensor is correctly attached. An object is to provide an air conditioner.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to
[0010]
The invention according to
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the ice heat storage air conditioner according to the first or second aspect, the water level sensor is fixed in close contact with a refrigerant pipe through which a high-temperature refrigerant flows during ice making operation. To do.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0013]
1 to 3 are refrigerant circuit diagrams of an ice heat storage air conditioner according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a flow of refrigerant during ice making operation, and FIG. 2 shows refrigerant during ice cooling operation. FIG. 3 shows the flow of the refrigerant during the normal cooling operation.
[0014]
In FIG. 1, an ice heat
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The ice heat storage chamber 9 has an ice
[0018]
One end of the U-shaped
[0019]
FIG. 4 is a plan view showing the inside of the outdoor unit, and FIG. 5 is an explanatory view showing a longitudinal section of the ice heat storage tank.
[0020]
4 and 5, the ice
[0021]
Here, the ice heat storage
[0022]
Next, the temperature sensor, the sensor fixture to which the temperature sensor is attached, and the U-shaped tube for fixing the sensor fixture will be described.
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
In the
[0026]
The
[0027]
The air conditioner is controlled by the
[0028]
Next, the ice making operation, the ice-utilizing cooling operation, and the normal cooling operation will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about warm water heat storage operation, warm water utilization heating operation, and normal heating operation.
[0029]
(A) Ice making operation (Fig. 1)
The cooling operation is stopped, ice is made in the ice
[0030]
The refrigerant discharged from the
[0031]
When ice is generated in the ice
[0032]
As described above, the
[0033]
(B) Cooling operation using ice (Figure 2)
Using the ice in the ice
[0034]
The refrigerant discharged from the
[0035]
(C) Normal cooling operation (Fig. 3)
When the temperature does not rise so much (eg, the cooling load is small) such as at night in summer, a normal cooling operation is performed. In this case, in the ice heat storage chamber 9, the third on-off
[0036]
The refrigerant discharged from the
[0037]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this, It can change in the range which does not deviate from a summary.
[0038]
In the present embodiment, the ice
[0039]
【The invention's effect】
As described above, the ice heat storage type air conditioner of the present invention calculates and sets the water level position at the time of completion of ice making for each model when the ice heat storage tank is used for a plurality of models with different ice making amounts, Since the sensor attachment is provided at the water level and the water level sensor is detachably attached to the sensor attachment, it is possible to select the ice making amount according to each model and to easily change the ice making amount. it can.
[0040]
Moreover, since the amount of ice making can be easily changed even after the manufacture of the outdoor unit is completed, the efficiency of the manufacturing process can be improved and the complexity of installing the air conditioner can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an ice regenerative air conditioner according to an embodiment of the present invention, showing the flow of refrigerant during an ice making operation.
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of FIG. 1 and shows a refrigerant flow during an ice-based cooling operation.
3 shows the flow of refrigerant during normal cooling operation in the refrigerant circuit diagram of FIG.
FIG. 4 is a plan view showing the inside of the outdoor unit.
FIG. 5 is an explanatory view showing a longitudinal section of an ice heat storage tank.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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