JP4457755B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置に関する。 The present invention relates to an air conditioner for cold districts where the temperature is below freezing in winter and the like.
冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地において、空気調和装置を暖房運転させると、室外熱交換器に霜が堆積し、室外熱交換器の熱交換率が悪化する現象が知られている。このため、寒冷地に設置される空気調和装置には、通常、室外熱交換器に堆積した霜を除去するためのデフロスト運転モードが用意されている。 It is known that when the air conditioner is operated in a cold area where the temperature is below freezing in winter, frost accumulates in the outdoor heat exchanger and the heat exchange rate of the outdoor heat exchanger deteriorates. . For this reason, a defrosting operation mode for removing frost accumulated on an outdoor heat exchanger is usually prepared for an air conditioner installed in a cold district.
このような空気調和機においてデフロスト運転が行われると、圧縮機から吐出される高温の冷媒が、室外熱交換器へと直接導かれることにより、室外熱交換器の外表面に付着した霜を融解することができる(例えば、特許文献1参照)。
ところが、この空気調和装置をデフロスト運転させている間は、室内を暖房することができないため、デフロスト運転期間中に空調室内の温度が低下し空調室内を不快にするおそれが生じる。 However, since the room cannot be heated while the air-conditioning apparatus is in the defrost operation, the temperature in the air-conditioned room is lowered during the defrost operation period, which may make the air-conditioned room uncomfortable.
本発明の課題は、デフロスト運転時においても空調室内を暖房することができる空気調和装置を提供することにある。 The subject of this invention is providing the air conditioning apparatus which can heat an air-conditioned room also at the time of a defrost driving | operation.
第1発明に係る空気調和装置は、冷媒回路を備える。冷媒回路は、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、蓄熱用熱交換器、切換機構、第1分岐配管、および冷媒貯留器を有する。蓄熱用熱交換器は、蓄熱材と熱交換を行う。切換機構は、暖房兼蓄熱状態と蓄熱利用デフロスト状態とを切換可能である。なお、暖房兼蓄熱状態では、利用側熱交換器および蓄熱用熱交換器が凝縮器として機能し、熱源側熱交換器が蒸発器として機能する。また、蓄熱利用デフロスト状態では、熱源側熱交換器が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器が蒸発器として機能する。第1分岐配管は、圧縮機と熱源側熱交換器とを配管接続するための冷媒配管から分岐し、蓄熱利用デフロスト状態において、圧縮機から吐出される冷媒の一部を利用側熱交換器に導いて、前記利用側熱交換器を凝縮器として機能させるための配管である。 The air conditioning apparatus according to the first invention includes a refrigerant circuit. The refrigerant circuit includes a compressor, a heat source side heat exchanger, a use side heat exchanger, a heat storage heat exchanger, a switching mechanism, a first branch pipe, and a refrigerant reservoir. The heat storage heat exchanger performs heat exchange with the heat storage material. The switching mechanism can switch between the heating / heat storage state and the heat storage utilization defrost state. In the heating and heat storage state, the use side heat exchanger and the heat storage heat exchanger function as a condenser, and the heat source side heat exchanger functions as an evaporator. Further, in the heat storage utilization defrost state, the heat source side heat exchanger functions as a condenser, and the heat storage heat exchanger functions as an evaporator. The first branch pipe branches from the refrigerant pipe for pipe connection between the compressor and the heat source side heat exchanger, and a part of the refrigerant discharged from the compressor is used as the use side heat exchanger in the defrost state using heat storage. It is piping for guiding and making the use side heat exchanger function as a condenser .
この空気調和装置では、冷媒回路に第1分岐配管が設けられており、蓄熱利用デフロスト状態において、圧縮機から吐出された高温の冷媒が、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との両方に供給され、熱源側熱交換器と利用側熱交換器との両方が凝縮器として機能することとなる。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において、熱源側熱交換器の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行うことも可能となる。 In this air conditioner, the first branch pipe is provided in the refrigerant circuit, and in the heat storage utilization defrost state, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor serves as both the heat source side heat exchanger and the utilization side heat exchanger. Thus, both the heat source side heat exchanger and the use side heat exchanger function as a condenser. For this reason, in this air conditioning apparatus, it is also possible to perform heating operation at the same time as removing frost attached to the outer surface of the heat source side heat exchanger in the defrost state using heat storage.
ところで、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において圧縮機から吐出される冷媒が利用側熱交換器と熱源側熱交換器とに分配されるが、蓄熱利用デフロスト運転開始直後には利用側熱交換器よりも熱源側熱交換器の方が低温であるため、吐出冷媒は、利用側熱交換器よりも熱源側熱交換器の方に多く流れ易くなる。このため、この空気調和装置では、利用側熱交換器における凝縮温度および凝縮圧力が低下し、利用側熱交換器における暖房能力が低下するおそれがある。このおそれを回避するための一つの手法としては、この空気調和装置の冷媒回路に、蓄熱利用デフロスト状態において熱源側熱交換器に液状冷媒が溜まるように、冷媒を充填することが考えられる。このようにすれば、蓄熱利用デフロスト状態において、利用側熱交換器へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、蓄熱利用デフロスト状態における利用側熱交換器の暖房能力の低下を抑えることができる。ところが、これだけ量の冷媒をこの空気調和装置の冷媒回路に充填しておくと、冷媒回路が暖房兼蓄熱状態に切り換わった場合に、余剰冷媒が発生し空気調和装置が正常に稼働しなくおそれがある。しかし、この空気調和装置には、その余剰冷媒を貯留することができる冷媒貯留器を有している。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに暖房兼蓄熱状態において正常な稼働を保証することができる。 By the way, in this air conditioner, the refrigerant discharged from the compressor in the heat storage use defrost state is distributed to the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger. Since the heat source side heat exchanger has a lower temperature than the exchanger, the discharged refrigerant flows more easily to the heat source side heat exchanger than to the use side heat exchanger. For this reason, in this air conditioning apparatus, the condensing temperature and the condensing pressure in the use side heat exchanger may decrease, and the heating capacity in the use side heat exchanger may decrease. As one method for avoiding this possibility, it is conceivable to fill the refrigerant circuit of the air conditioner with a refrigerant so that the liquid refrigerant is accumulated in the heat source side heat exchanger in the defrost state using heat storage. If it does in this way, in the heat storage utilization defrost state, the fall of the condensation temperature and the condensation pressure of the discharge refrigerant which flows into the utilization side heat exchanger can be controlled, and the heating capacity of the utilization side heat exchanger in the heat storage utilization defrost state is reduced. Can be suppressed. However, if this amount of refrigerant is filled in the refrigerant circuit of the air conditioner, excess refrigerant may be generated and the air conditioner may not operate normally when the refrigerant circuit is switched to the heating and heat storage state. There is. However, this air conditioner has a refrigerant reservoir that can store the excess refrigerant. For this reason, in this air conditioner, it is possible to ensure a sufficient heating capacity in the heat storage defrost state and to ensure normal operation in the heating and heat storage state.
第2発明に係る空気調和装置は、第1発明に係る空気調和装置であって、冷媒貯留器は、蓄熱利用デフロスト状態において必要となる冷媒量と暖房兼蓄熱状態において必要となる冷媒量との差の冷媒量を貯留可能である。 An air conditioner according to a second aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention, wherein the refrigerant reservoir has a refrigerant amount required in the heat storage defrost state and a refrigerant amount required in the heating and heat storage state. The difference refrigerant amount can be stored.
この空気調和装置では、冷媒貯留器が、蓄熱利用デフロスト状態において必要となる冷媒量と暖房兼蓄熱状態において必要となる冷媒量との差の冷媒量を貯留可能である。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに暖房兼蓄熱状態において正常な稼働を保証することができる。 In this air conditioner, the refrigerant reservoir can store the refrigerant quantity that is the difference between the refrigerant quantity required in the heat storage defrost state and the refrigerant quantity required in the heating and heat storage state. For this reason, in this air conditioner, it is possible to ensure a sufficient heating capacity in the heat storage defrost state and to ensure normal operation in the heating and heat storage state.
第3発明に係る空気調和装置は、第1発明または第2発明に係る空気調和装置であって、蓄熱利用デフロスト状態では、利用側熱交換器から流出した冷媒と熱源側熱交換器から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器を通って圧縮機に吸入される。 An air conditioner according to a third aspect of the present invention is the air conditioner according to the first aspect of the present invention or the second aspect of the present invention, wherein the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger flows out of the heat storage use defrost state. The refrigerant merges and is sucked into the compressor through the heat storage heat exchanger.
この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と熱源側熱交換器から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器を通って圧縮機に吸入される。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と熱源側熱交換器から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置では、冷媒回路の構成をシンプルにすることができる。 In this air conditioner, in the heat storage utilization defrost state, the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger and the refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger merge and are sucked into the compressor through the heat storage heat exchanger. . For this reason, in this air conditioning apparatus, in the heat storage utilization defrost state, the refrigerant flowing out from the use side heat exchanger and the refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger can be collectively evaporated by the heat storage heat exchanger. . Therefore, in this air conditioner, the configuration of the refrigerant circuit can be simplified.
第4発明に係る空気調和装置は、第1発明から第3発明のいずれかに係る空気調和装置であって、暖房兼蓄熱状態では、吐出冷媒が利用側熱交換器と蓄熱用熱交換器とに分配される。なお、ここにいう「吐出冷媒」とは、圧縮機から吐出された冷媒である。 An air conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the air conditioner according to any of the first to third aspects of the present invention, wherein in the heating and heat storage state, the discharged refrigerant is a use side heat exchanger, a heat storage heat exchanger, Distributed to. Note that the “discharged refrigerant” referred to here is a refrigerant discharged from the compressor.
この空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態において、吐出冷媒が利用側熱交換器と蓄熱用熱交換器とに分配される。このため、この空気調和装置では、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置では、暖房運転を継続的に行うことができる。 In this air conditioner, in the heating and heat storage state, the discharged refrigerant is distributed to the use side heat exchanger and the heat storage heat exchanger. For this reason, in this air conditioner, it is possible to accumulate heat in the heat storage material at the same time as performing the heating operation. Therefore, in this air conditioner, the heating operation can be continuously performed.
第5発明に係る空気調和装置は、第4発明に係る空気調和装置であって、暖房兼蓄熱状態では、利用側熱交換器から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器から流出した冷媒とが合流して熱源側熱交換器を通って圧縮機に吸入される。 An air conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the air conditioner according to the fourth aspect of the present invention, wherein in the heating and heat storage state, the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger for use and the refrigerant that has flowed out of the heat exchanger for heat storage merge. Then, it is sucked into the compressor through the heat source side heat exchanger.
この空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器から流出した冷媒とが合流して熱源側熱交換器を通って圧縮機に吸入される。このため、この空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器から流出した冷媒とを熱源側熱交換器で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置では、冷媒回路の構成をシンプルにすることができる。 In this air conditioner, in the heating and heat storage state, the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger and the refrigerant that has flowed out of the heat storage heat exchanger merge and are sucked into the compressor through the heat source side heat exchanger. . For this reason, in this air conditioner, in the heating and heat storage state, the refrigerant that has flowed out from the use side heat exchanger and the refrigerant that has flowed out from the heat storage heat exchanger can be collectively evaporated by the heat source side heat exchanger. . Therefore, in this air conditioner, the configuration of the refrigerant circuit can be simplified.
第6発明に係る空気調和装置は、第1発明から第5発明のいずれかに係る空気調和装置であって、切換機構は、第1制御弁および第2制御弁を有する。第1制御弁は、暖房兼蓄熱状態において吐出冷媒が熱源側熱交換器に直接流入しないようにするための制御弁である。第2制御弁は、蓄熱利用デフロスト状態において吐出冷媒が蓄熱用熱交換器に直接流入しないようにするための制御弁である。 An air conditioner according to a sixth aspect of the present invention is the air conditioner according to any of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the switching mechanism has a first control valve and a second control valve. The first control valve is a control valve for preventing the discharged refrigerant from directly flowing into the heat source side heat exchanger in the heating and heat storage state. The second control valve is a control valve for preventing the discharged refrigerant from directly flowing into the heat storage heat exchanger in the heat storage defrost state.
この空気調和装置では、切換機構が、第1制御弁および第2制御弁を有する。このため、この空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態と蓄熱利用デフロスト状態との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。 In this air conditioner, the switching mechanism has a first control valve and a second control valve. For this reason, in this air conditioning apparatus, the flow of the refrigerant can be appropriately controlled between the heating / heat storage state and the heat storage utilization defrost state.
第7発明に係る空気調和装置は、第6発明に係る空気調和装置であって、第1分岐配管は、圧縮機と熱源側熱交換器とを配管接続するための冷媒配管のうち第1制御弁と熱源側熱交換器との間の部分から分岐している。An air conditioner according to a seventh aspect of the present invention is the air conditioner according to the sixth aspect of the present invention, wherein the first branch pipe is a first control among the refrigerant pipes for pipe connection between the compressor and the heat source side heat exchanger. It branches from the part between a valve and a heat source side heat exchanger.
第8発明に係る空気調和装置は、第1発明から第7発明のいずれかに係る空気調和装置であって、切換機構は、冷房状態にも切換可能である。なお、ここにいう「冷房状態」とは、熱源側熱交換器が凝縮器として機能し、利用側熱交換器が蒸発器として機能する状態をいう。そして、この切換機構は、第3制御弁をさらに有する。第3制御弁は、冷房状態において吐出冷媒が第1分岐配管を通って利用側熱交換器に流入しないようにし、かつ、蓄熱利用デフロスト状態において吐出冷媒が第1分岐配管を通って利用側熱交換器に流入するようにするための制御弁である。 An air conditioner according to an eighth aspect of the present invention is the air conditioner according to any of the first to seventh aspects of the present invention , wherein the switching mechanism can be switched to the cooling state. Here, the “cooling state” refers to a state where the heat source side heat exchanger functions as a condenser and the use side heat exchanger functions as an evaporator. The switching mechanism further includes a third control valve. The third control valve prevents the discharged refrigerant from flowing into the use side heat exchanger through the first branch pipe in the cooling state, and the discharge refrigerant passes through the first branch pipe in the heat storage use defrost state. It is a control valve for flowing into the exchanger.
この空気調和装置では、切換機構が、冷房状態にも切換可能であり、第3制御弁をさらに有する。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態と冷房状態との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。 In this air conditioner, the switching mechanism can be switched to the cooling state and further includes a third control valve. For this reason, in this air conditioning apparatus, the flow of the refrigerant can be appropriately controlled between the heat storage utilization defrost state and the cooling state.
第9発明に係る空気調和装置は、第1発明から第8発明のいずれかに係る空気調和装置であって、切換機構は、冷房状態にも切換可能である。なお、ここにいう「冷房状態」とは、熱源側熱交換器が凝縮器として機能し、利用側熱交換器が蒸発器として機能する状態をいう。そして、冷媒貯留器は、蓄熱利用デフロスト状態において必要となる冷媒量から冷房状態において必要となる冷媒量を引いた量の冷媒を冷房状態において貯留可能である。 An air conditioner according to a ninth aspect of the present invention is the air conditioner according to any of the first to eighth aspects of the present invention , wherein the switching mechanism can be switched to the cooling state. Here, the “cooling state” refers to a state where the heat source side heat exchanger functions as a condenser and the use side heat exchanger functions as an evaporator. And the refrigerant | coolant reservoir | reserver can store the quantity of refrigerant | coolant of the amount which subtracted the refrigerant | coolant amount required in a cooling state from the refrigerant | coolant amount required in a thermal storage utilization defrost state in a cooling state.
この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において圧縮機から吐出される冷媒が利用側熱交換器と熱源側熱交換器とに分配されるが、蓄熱利用デフロスト運転開始直後には利用側熱交換器よりも熱源側熱交換器の方が低温であるため、吐出冷媒は、利用側熱交換器よりも熱源側熱交換器の方に多く流れ易くなる。このため、この空気調和装置では、利用側熱交換器における凝縮温度および凝縮圧力が低下し、利用側熱交換器における暖房能力が低下するおそれがある。このおそれを回避するための一つの手法としては、この空気調和装置の冷媒回路に、蓄熱利用デフロスト状態において熱源側熱交換器に液状冷媒が溜まるように、冷媒を充填することが考えられる。このようにすれば、蓄熱利用デフロスト状態において、利用側熱交換器へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、蓄熱利用デフロスト状態における利用側熱交換器の暖房能力の低下を抑えることができる。ところが、これだけ量の冷媒をこの空気調和装置の冷媒回路に充填しておくと、冷媒回路が冷房状態に切り換わった場合に、余剰冷媒が発生し空気調和装置が正常に稼働しなくおそれがある。しかし、この空気調和装置には、その余剰冷媒を貯留することができる冷媒貯留器を有している。このため、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに冷房状態において正常な稼働を保証することができる。 In this air conditioner, the refrigerant discharged from the compressor in the heat storage use defrost state is distributed to the use side heat exchanger and the heat source side heat exchanger, but immediately after the heat storage use defrost operation starts, the use side heat exchanger Since the temperature of the heat source side heat exchanger is lower than that of the heat source side heat exchanger, the discharged refrigerant flows more easily to the heat source side heat exchanger than to the use side heat exchanger. For this reason, in this air conditioning apparatus, the condensing temperature and the condensing pressure in the use side heat exchanger may decrease, and the heating capacity in the use side heat exchanger may decrease. As one method for avoiding this possibility, it is conceivable to fill the refrigerant circuit of the air conditioner with a refrigerant so that the liquid refrigerant is accumulated in the heat source side heat exchanger in the defrost state using heat storage. If it does in this way, in the heat storage utilization defrost state, the fall of the condensation temperature and the condensation pressure of the discharge refrigerant which flows into the utilization side heat exchanger can be controlled, and the heating capacity of the utilization side heat exchanger in the heat storage utilization defrost state is reduced. Can be suppressed. However, if this amount of refrigerant is filled in the refrigerant circuit of the air conditioner, excess refrigerant may be generated and the air conditioner may not operate normally when the refrigerant circuit is switched to the cooling state. . However, this air conditioner has a refrigerant reservoir that can store the excess refrigerant. For this reason, in this air conditioning apparatus, it is possible to ensure a sufficient heating capacity in the heat storage utilization defrost state and to ensure normal operation in the cooling state.
第10発明に係る空気調和装置は、第1発明から第9発明のいずれかに係る空気調和装置であって、冷媒貯留器は、圧縮機の吸入側に設けられる気液分離器である。 An air conditioner pertaining to a tenth aspect of the invention is the air conditioner pertaining to any of the first to ninth aspects of the invention , wherein the refrigerant reservoir is a gas-liquid separator provided on the suction side of the compressor.
この空気調和装置では、冷媒貯留器が、圧縮機の吸入側に設けられる気液分離器である。このため、空気調和装置では、容易に冷媒貯留器を設けることができる。 In this air conditioner, the refrigerant reservoir is a gas-liquid separator provided on the suction side of the compressor. For this reason, in the air conditioner, the refrigerant reservoir can be easily provided.
第11発明に係る空気調和装置は、第9発明に係る空気調和装置であって、冷媒回路は、第2分岐配管および減圧機構をさらに有する。第2分岐配管は、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを接続する液配管から分岐する。減圧機構は、第2分岐配管に設けられ蓄熱利用デフロスト状態において第2分岐配管を流れる冷媒を減圧可能である。そして、冷媒貯留器は、減圧機構と蓄熱用熱交換器との間に配置され、減圧機構と蓄熱用熱交換器とに配管接続される。 An air conditioner according to an eleventh aspect of the present invention is the air conditioner according to the ninth aspect of the present invention , wherein the refrigerant circuit further includes a second branch pipe and a pressure reducing mechanism. The second branch pipe branches from the liquid pipe connecting the heat source side heat exchanger and the use side heat exchanger. The decompression mechanism is provided in the second branch pipe and can decompress the refrigerant flowing through the second branch pipe in the heat storage utilization defrost state. The refrigerant reservoir is disposed between the decompression mechanism and the heat storage heat exchanger, and is piped to the decompression mechanism and the heat storage heat exchanger.
この空気調和装置では、冷媒貯留器が、減圧機構と蓄熱用熱交換器との間に配置され、減圧機構と蓄熱用熱交換器とに配管接続される。このため、この空気調和装置では、余剰冷媒を主要な冷媒回路から完全に排除することができる。したがって、この空気調和装置は、主要な冷媒回路に冷媒が主に流れる冷房状態において適切な稼働を行うことができる。 In this air conditioner, the refrigerant reservoir is disposed between the pressure reduction mechanism and the heat storage heat exchanger, and is connected to the pressure reduction mechanism and the heat storage heat exchanger by piping. For this reason, in this air conditioning apparatus, surplus refrigerant can be completely eliminated from the main refrigerant circuit. Therefore, this air conditioner can perform an appropriate operation in a cooling state in which the refrigerant mainly flows through the main refrigerant circuit.
第1発明に係る空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において、熱源側熱交換器の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行うことも可能となる。また、この空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに暖房兼蓄熱状態において正常な稼働を保証することができる。 In the air conditioner according to the first aspect of the present invention, it is possible to perform heating operation simultaneously with removing frost attached to the outer surface of the heat source side heat exchanger in the defrost state using heat storage. Further, in this air conditioner, it is possible to ensure sufficient heating capacity in the heat storage utilization defrost state and to ensure normal operation in the heating and heat storage state.
第2発明に係る空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに暖房兼蓄熱状態において正常な稼働を保証することができる。 In the air conditioner according to the second aspect of the invention, sufficient heating capacity can be ensured in the heat storage utilization defrost state and normal operation can be ensured in the heating and heat storage state.
第3発明に係る空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と熱源側熱交換器から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置では、冷媒回路の構成をシンプルにすることができる。 In the air conditioner according to the third aspect of the present invention, in the heat storage utilization defrost state, the refrigerant flowing out from the use side heat exchanger and the refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger may be collectively evaporated by the heat storage heat exchanger. it can. Therefore, in this air conditioner, the configuration of the refrigerant circuit can be simplified.
第4発明に係る空気調和装置では、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置では、暖房運転を継続的に行うことができる。 In the air conditioner according to the fourth aspect of the present invention, the heating operation can be performed and at the same time, the heat storage material can accumulate the heat. Therefore, in this air conditioner, the heating operation can be continuously performed.
第5発明に係る空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態において、利用側熱交換器から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器から流出した冷媒とを熱源側熱交換器で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置では、冷媒回路の構成をシンプルにすることができる。 In the air conditioner according to the fifth aspect of the present invention, the refrigerant flowing out from the use side heat exchanger and the refrigerant flowing out from the heat storage heat exchanger can be collectively evaporated by the heat source side heat exchanger in the heating and heat storage state. it can. Therefore, in this air conditioner, the configuration of the refrigerant circuit can be simplified.
第6又は第7発明に係る空気調和装置では、暖房兼蓄熱状態と蓄熱利用デフロスト状態との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。 In the air conditioner according to the sixth or seventh invention, the flow of the refrigerant can be appropriately controlled between the heating / heat storage state and the heat storage utilization defrost state.
第8発明に係る空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態と冷房状態との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。 In the air conditioner according to the eighth aspect of the present invention, the refrigerant flow can be appropriately controlled between the heat storage utilization defrost state and the cooling state.
第9発明に係る空気調和装置では、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに冷房状態において正常な稼働を保証することができる。 In the air conditioning apparatus according to the ninth aspect of the invention, sufficient heating capacity can be ensured in the heat storage utilization defrost state and normal operation can be ensured in the cooling state.
第10発明に係る空気調和装置では、容易に冷媒貯留器を設けることができる。 In the air conditioner according to the tenth aspect , the refrigerant reservoir can be easily provided.
第11発明に係る空気調和装置では、冷房状態において余剰冷媒を主要な冷媒回路から完全に排除することができる。したがって、この空気調和装置は、主要な冷媒回路に冷媒が主に流れる冷房状態において適切な稼働を行うことができる。 In the air conditioner according to the eleventh aspect of the present invention, surplus refrigerant can be completely removed from the main refrigerant circuit in the cooling state. Therefore, this air conditioner can perform an appropriate operation in a cooling state in which the refrigerant mainly flows through the main refrigerant circuit.
<第1実施形態>
[空気調和装置の構成]
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置1の概略冷媒回路10を図1に示す。
<First Embodiment>
[Configuration of air conditioner]
FIG. 1 shows a schematic
この空気調和装置1は、冷房運転および暖房運転のみならずデフロスト運転、暖房兼温蓄熱運転、および暖房兼デフロスト運転も可能な空気調和装置(冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置)であって、主冷媒回路1a、バイパスライン1b、および蓄熱ライン1cから構成される冷媒回路10を備えている。
This
主冷媒回路1aには主に、圧縮機111、四路切換弁113、室外熱交換器112、第1電動膨張弁EV1、室内熱交換器171、第1開閉機構OC1、および気液分離器114が配備されており、各機器は、図1に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
The main refrigerant circuit 1a mainly includes a
バイパスライン1bは、一端が四路切換弁113と室外熱交換器112のガス側とを接続する冷媒配管(以下、第1室外側冷媒ガス配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と室内熱交換器171のガス側とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路1aと接続されている。なお、以下、バイパスライン1bと第1室外側冷媒ガス配管との接続点を第1BL接続点BC1といい、バイパスライン1bと室内側冷媒ガス配管との接続点を第2BL接続点BC2という。そして、このバイパスライン1bには、第2開閉機構OC2が配備されている。
The
蓄熱ライン1cは、一端が室外熱交換器112の液側と第1電動膨張弁EV1とを接続する冷媒配管(以下、室外側冷媒液配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と四路切換弁113とを接続する冷媒配管(以下、第2室外側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路1aと接続されている。なお、以下、蓄熱ライン1cと室外側冷媒液配管との接続点を第1HL接続点HC1といい、蓄熱ライン1cと第2室外側冷媒ガス配管との接続点を第2HL接続点HC2という。そして、この蓄熱ライン1cには蓄熱用熱交換器141および第2電動膨張弁EV2が配備されており、各機器が第2HL接続点HC2から第1HL接続点HC1に向かって上記の順に冷媒配管を介して接続されている。
One end of the
また、本実施形態では、空気調和装置1は、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器171、第1電動膨張弁EV1、冷媒ガス配管181、および冷媒液配管182を主に有する室内ユニット17と、蓄熱用熱交換器141、蓄熱槽142、第2電動膨張弁EV2、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第1冷媒ガス配管151、第2冷媒ガス配管153、および冷媒液配管152を主に有する蓄熱ユニット14と、圧縮機111、四路切換弁113、室外熱交換器112、気液分離器114、第1冷媒ガス配管121、第2冷媒ガス配管123、および冷媒液配管122を主に有する室外ユニット11と、室内ユニット17の冷媒液配管182と蓄熱ユニット14の冷媒液配管152とを接続する第1冷媒連絡配管187と、室内ユニット17の冷媒ガス配管181と蓄熱ユニット14の冷媒ガス配管151とを接続する第2冷媒連絡配管186と、蓄熱ユニット14の冷媒液配管152と室外ユニット11の冷媒液配管122とを接続する第3冷媒連絡配管137と、蓄熱ユニット14の第1冷媒ガス配管151と室外ユニット11の第1冷媒ガス配管121とを接続する第4冷媒連絡配管136と、蓄熱ユニット14の第2冷媒ガス配管153と室外ユニット11の第2冷媒ガス配管123とを接続する第5冷媒連絡配管135とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット11の冷媒液配管122と第3冷媒連絡配管137とは室外ユニット11の液側閉鎖弁133を介して、室外ユニット11の第1冷媒ガス配管121と第4冷媒連絡配管136とは室外ユニット11の第2ガス側閉鎖弁132を介して、室外ユニット11の第2冷媒ガス配管123と第5冷媒連絡配管135とは室外ユニット11の第1ガス側閉鎖弁131を介してそれぞれ接続されている。
Moreover, in this embodiment, the
なお、このように本実施形態にかかる空気調和装置1をユニット単位で見た場合、第1BL接続点BC1は室外ユニット11に属し、第2BL接続点BC2、第1HL接続点HC1、および第2HL接続点HC2は蓄熱ユニット14に属する。
In addition, when the
(1)室内ユニット
室内ユニット17は、主に、室内熱交換器171、第1電動膨張弁EV1、室内ファン(図示せず)、冷媒ガス配管181、および冷媒液配管182を有している。
(1) Indoor unit The
室内熱交換器171は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The
室内ファンは、ユニット17内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器171を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。
The indoor fan is a fan that takes in the air in the air-conditioned room into the
そして、この室内ユニット17は、このような構成を採用することによって、冷房運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器171を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、および暖房兼デフロスト運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器171を流れるガス冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(2)蓄熱ユニット
蓄熱ユニット14は、主に、蓄熱用熱交換器141、蓄熱槽142、第2電動膨張弁EV2、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第1冷媒ガス配管151、第2冷媒ガス配管153、および冷媒液配管152を有している。
(2) Heat storage unit The
蓄熱用熱交換器141は、蓄熱槽142に蓄えられている蓄熱材(例えば、ポリエチレングリコール、トレイトール、パラフィン、酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物など)と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The heat
第1開閉機構OC1は、開閉可能な第1電磁弁SV1および第1逆止弁161を有している。この第1開閉機構OC1では、第1電磁弁SV1と第1逆止弁161とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第1逆止弁161は、各ユニット11,14,17が接続された状態において第2ガス側閉鎖弁132から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The first opening / closing mechanism OC1 includes a first electromagnetic valve SV1 and a
第2開閉機構OC2は、開閉可能な第2電磁弁SV2および第2逆止弁162を有している。この第2開閉機構OC2では、第2電磁弁SV2と第2逆止弁162とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第2電磁弁SV2は第1BL接続点BC1側に、第2逆止弁162は第2BL接続点BC2側に配置される。また、この第2逆止弁162は、各ユニット11,14,17が接続された状態において第1ガス側閉鎖弁131から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The second opening / closing mechanism OC2 includes a second electromagnetic valve SV2 and a
そして、この蓄熱ユニット14は、このような構成を採用することによって、暖房兼温蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器141を流れるガス冷媒の温熱を蓄熱材に蓄積させ、暖房兼デフロスト運転時には蓄熱用熱交換器141を流れる液冷媒に蓄熱材に蓄積される温熱を供給することによってその液冷媒を蒸発させることが可能となっている。なお、この蓄熱材は、融点がおよそ30℃から40℃であり、潜熱として温熱を蓄積することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(3)室外ユニット
室外ユニット11は、主に、四路切換弁113、気液分離器114、圧縮機111、室外熱交換器112、第1冷媒ガス配管121、第2冷媒ガス配管123、および冷媒液配管122を有している。
(3) Outdoor unit The
圧縮機111は、吸入管125を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮した後、吐出管126に吐出するための機器である。本実施形態において、圧縮機111は、スクロール式やロータリ式等の容積式の圧縮機である。
The
四路切換弁113は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には圧縮機111の吐出管126と室外熱交換器112のガス側とを接続するとともに圧縮機111の吸入管125と第2ガス側閉鎖弁132とを気液分離器114を介して接続し、暖房運転時および暖房兼温蓄熱運転時には圧縮機111の吐出管126と第2ガス側閉鎖弁132とを接続するとともに圧縮機111の吸入管125と室外熱交換器112のガス側とを気液分離器114を介して接続することが可能である。
The four-
室外熱交換器112は、冷房運転時において、圧縮機111から吐出された高圧のガス冷媒を空調室外の空気を熱源として凝縮させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器171から戻る液冷媒を、暖房兼温蓄熱運転時には室内熱交換器171および蓄熱用熱交換器141から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。
The
[空気調和装置の動作]
空気調和装置1の運転動作について、図1および図2を用いて説明する。この空気調和装置1は、上述したように冷房運転、暖房運転、暖房兼温蓄熱運転、デフロスト運転、および暖房兼デフロスト運転を行うことが可能である。
[Operation of air conditioner]
The operation | movement operation | movement of the
(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は過冷却度制御(以下、SC制御という)され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器112のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器112の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(1) Cooling operation During the cooling operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、液側閉鎖弁133および第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器171に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。
Then, this liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1 via the liquid
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、再び、圧縮機111に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
(2)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁113が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出側が第2ガス側閉鎖弁132に接続され、かつ、圧縮機111の吸入側が気液分離器114を介して室外熱交換器112のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器171のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器171の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第2電磁弁SV2は、OFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(2) Heating operation During the heating operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、第2ガス側閉鎖弁132、第2HL接続点HC2、第1逆止弁161、および第2BL接続点BC2を経由して、室内熱交換器171に供給される。
When the
そして、そのガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1および液側閉鎖弁133を経由して室外熱交換器112に送られて、室外熱交換器112において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
The gas refrigerant heats the indoor air in the
(3)暖房兼温蓄熱運転
暖房兼温蓄熱運転時は、四路切換弁113が図1の破線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出側が第2ガス側閉鎖弁132に接続され、かつ、圧縮機111の吸入側が気液分離器114を介して室外熱交換器112のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器171のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器171の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(3) Heating and temperature storage operation At the time of heating and temperature storage operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第2ガス側閉鎖弁132を経由して第2HL接続点HC2に至る。そして、第2HL接続点HC2に至ったガス冷媒は、その後、第1逆止弁161および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器171に向かう経路である第1経路と、蓄熱用熱交換器141に向かう経路である第2経路とに分配される。
When the
第1経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
The gas refrigerant distributed to the first path heats the indoor air in the
一方、第2経路に分配されたガス冷媒は、蓄熱用熱交換器141において蓄熱材を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この際、蓄熱材は、固相から液相に相転移し、ガス冷媒から供給される温熱を主に潜熱として蓄積する。その後、この液冷媒は、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至る。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the second path heats the heat storage material in the heat
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点において合流した後、液側閉鎖弁133を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。
The liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1 and the liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 via the second electric expansion valve EV2 are first HL connection. After merging at the point, it is sent to the
なお、この暖房兼温蓄熱運転は、主に、空気調和装置1の起動時に行われ、蓄熱槽142に設けられている蓄熱材の温度検出用の温度センサの値が所定値以上になると自動的に暖房運転に切り換わるようになっている。
This heating / heat storage operation is mainly performed when the
(4)デフロスト運転
デフロスト運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は所定の開度を維持する状態とされ、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2はOFFされて閉状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(4) Defrost operation During the defrost operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126、四路切換弁113、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器112に送られ、室外熱交換器112の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、室外熱交換器112で凝縮された液冷媒は、液側閉鎖弁133および第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器171に供給され、室内熱交換器171の周囲の空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。なお、この際、空調室内を積極的に冷房しないように、室内ファンが駆動しないように制御される。
Then, the liquid refrigerant condensed in the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、再び、圧縮機111に吸入される。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
なお、このデフロスト運転は、室外熱交換器112の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、室内熱交換器171に霜が付着しないように、暖房運転などとの間で間欠的に行われる。
The defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
(5)暖房兼デフロスト運転
暖房兼デフロスト運転時は、四路切換弁113が図1の実線で示される状態、すなわち、圧縮機111の吐出管126が室外熱交換器112のガス側に接続され、かつ、圧縮機111の吸入管125が気液分離器114を介して第2ガス側閉鎖弁132側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全開状態とされ、第2電動膨張弁EV2は高圧制御(以下、HP制御という)される。なお、第2電動膨張弁EV2がHP制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、圧縮機111の吐出圧力が所定値以上となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はOFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2はONされて開状態とされる(図2参照)。そして、液側閉鎖弁133、第1ガス側閉鎖弁131、および第2ガス側閉鎖弁132は開状態とされる。
(5) Heating / Defrost Operation During the heating / defrost operation, the four-
この冷媒回路10の状態で、圧縮機111を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機111に吸入されて圧縮された後、吐出管126および四路切換弁113を経由して第1BL接続点BC1に至る。そして、第1BL接続点BC1に至ったガス冷媒は、その後、第1ガス側閉鎖弁131、第2切換機構OC2、および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器171に向かう経路である第3経路と、室外熱交換器112に向かう経路である第4経路とに分配される。
When the
第3経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器171において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the third path heats the indoor air in the
一方、第4経路に分配されたガス冷媒は、室外熱交換器112の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、液側閉鎖弁133を経由して第1HL接続点HC1に至る。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the fourth path melts frost adhering to the outer surface of the
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、液側閉鎖弁133を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点HC1において合流した後、第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に蓄熱用熱交換器141に送られ、蓄熱用熱交換器141において温熱を蓄積している蓄熱材によって蒸発されてガス冷媒となる。この際、蓄熱材は、蓄熱していた温熱を放出するため、液相から固相に相転移することとなる。その後、そのガス冷媒は、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁132、四路切換弁113、および気液分離器114を経由して、吸入管125に戻り、再び、圧縮機111に吸入される。
The liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1 and the liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 via the liquid-
なお、この冷媒回路10には、暖房兼デフロスト運転時において室外熱交換器112に液冷媒が溜まるように冷媒が充填されている。このため、他の運転時においては冷媒が余剰となるが、この余剰冷媒は、主に、気液分離器114に貯留される。
The
また、この暖房兼デフロスト運転は、室外熱交換器112の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、所定時間(例えば、10分間)継続して行われる。
The heating / defrost operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
[空気調和装置の特徴]
(1)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10にバイパスライン1bが設けられており、圧縮機111から吐出された高温の冷媒が、室外熱交換器112と室内熱交換器171との両方に供給され、室外熱交換器112と室内熱交換器171との両方が凝縮器として機能する状態をつくり出すことができる。このため、この空気調和装置1では、室外熱交換器112の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行う暖房兼デフロスト運転を実現することができる。
[Characteristics of air conditioner]
(1)
In the
(2)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10に、暖房兼デフロスト運転において室外熱交換器112に液状冷媒が溜まるように冷媒が充填される。このため、この空気調和装置2では、暖房兼デフロスト運転において、室内熱交換器171へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、暖房兼デフロスト運転における室内熱交換器171の暖房能力の低下を抑えることができる。
(2)
In the
(3)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器171から流出した冷媒と室外熱交換器112から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器141を通って圧縮機111に吸入される。このため、この空気調和装置1では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器171から流出した冷媒と室外熱交換器112から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器141で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置1では、冷媒回路10の構成をシンプルにすることができる。
(3)
In the
(4)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、暖房兼温蓄熱状態において、圧縮機111から吐出されたガス冷媒が室内熱交換器171と蓄熱用熱交換器141とに分配される。このため、この空気調和装置1では、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置1では、室内の暖房を継続的に行うことができる。
(4)
In the
(5)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器171から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器141から流出した冷媒とが合流して室外熱交換器112を通って圧縮機111に吸入される。このため、この空気調和装置1では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器171から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器141から流出した冷媒とを室外熱交換器112で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置1では、冷媒回路10の構成をシンプルにすることができる。
(5)
In the
(6)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10が、四路切換弁113および第1電磁弁SV1を有する。このため、この空気調和装置1では、暖房兼温蓄熱運転と暖房兼デフロスト運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(6)
In the
(7)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10が、第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2により冷房運転にも切換可能であり、第2電磁弁SV2を有する。このため、この空気調和装置1では、暖房兼デフロスト運転と冷房運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(7)
In the
(8)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、気液分離器114が、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留する。このため、空気調和装置1では、暖房兼デフロスト運転において十分な暖房能力を確保するとともに他の運転において正常な稼働を保証することができる。
(8)
In the
(9)
第1実施形態に係る空気調和装置1では、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留するために気液分離器114が採用されている。このため、空気調和装置1では、冷媒回路10の構成をシンプルなものとすることができる。
(9)
In the
[変形例]
(A)
第1実施形態に係る空気調和装置1に代えて、図3に示されるような空気調和装置1Aを採用しても本発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
[Modification]
(A)
Even if the
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10を構成する主冷媒回路1aにおいて、第2BL接続点BC2と第2HL接続点HC2との間に第1開閉機構OC1が配置された。これに対し、本変形例に係る空気調和装置1Aでは、冷媒回路10Aを構成する主冷媒回路1Aaにおいて、第2BL接続点BC2と第2HL接続点HC2との間に双方向電磁弁SV1Aが配置される。なお、双方向電磁弁SV1Aは、蓄熱ユニット14Aに属することとなる。
In the
(B)
第1実施形態に係る空気調和装置1に代えて、図4に示されるような空気調和装置1Bを採用しても本発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(B)
Even if the air conditioner 1B as shown in FIG. 4 is adopted instead of the
第1実施形態に係る空気調和装置1では、冷媒回路10を構成する主冷媒回路1aにおいて第2BL接続点BC2と第2HL接続点HC2との間に第1開閉機構OC1が配置され、冷媒回路10を構成するバイパスライン1bにおいて第2開閉機構OC2が配置された。これに対し、本変形例に係る空気調和装置1Bでは、主冷媒回路1Baとバイパスライン1Bbとの室内側の接続点に四路切換弁143およびキャピラリーチューブ144が配置される。なお、この四路切換弁143およびキャピラリーチューブ144は、蓄熱ユニット14Bに属することとなる。また、この冷媒回路10Bにおいて、四路切換弁143は、冷房運転時、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、およびデフロスト運転時には図4の破線で示される状態にされ、暖房兼デフロスト運転時には図4の実線で示される状態にされる。
In the
<第2実施形態>
[空気調和装置の構成]
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置2の概略冷媒回路20を図5に示す。
<Second Embodiment>
[Configuration of air conditioner]
FIG. 5 shows a schematic
この空気調和装置2は、冷房運転および暖房運転のみならず氷蓄熱運転、氷蓄熱利用冷房運転、デフロスト運転、暖房兼温蓄熱運転、および暖房兼デフロスト運転も可能な空気調和装置(冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置)であって、主冷媒回路2a、バイパスライン2b、蓄熱ライン2c、および利用ライン2dから構成される冷媒回路20を備えている。
The
主冷媒回路2aには主に、圧縮機211、四路切換弁213、室外熱交換器212、第5開閉機構OC5、第1電動膨張弁EV1、室内熱交換器271、第1開閉機構OC1、および気液分離器214が配備されており、各機器は、図5に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
The main
バイパスライン2bは、一端が四路切換弁213と室外熱交換器212のガス側とを接続する冷媒配管(以下、第1室外側冷媒ガス配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と室内熱交換器271のガス側とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路2aと接続されている。なお、以下、バイパスライン2bと第1室外側冷媒ガス配管との接続点を第1BL接続点BC1といい、バイパスライン2bと室内側冷媒ガス配管との接続点を第2BL接続点BC2という。そして、このバイパスライン2bには、第2開閉機構OC2が配備されている。
The
蓄熱ライン2cは、一端が第5開閉機構OC5と第1電動膨張弁EV1とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒液配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と四路切換弁213とを接続する冷媒配管(以下、第2室外側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路2aと接続されている。なお、以下、蓄熱ライン2cと室内側冷媒液配管との接続点を第1HL接続点HC1といい、蓄熱ライン2cと第2室外側冷媒ガス配管との接続点を第2HL接続点HC2という。そして、この蓄熱ライン2cには第3開閉機構OC3、蓄熱用熱交換器241、および第2電動膨張弁EV2が配備されており、各機器が第2HL接続点HC2から第1HL接続点HC1に向かって上記の順に冷媒配管を介して接続されている。
The
利用ライン2dは、一端が室外熱交換器212の液側と第5開閉機構OC5とを接続する冷媒配管(以下、室外側冷媒液配管という)に、他端が第3開閉機構OC3と蓄熱用熱交換器241とを接続する冷媒配管(以下、ガス管側バイパス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路2aおよび蓄熱ライン2cと接続されている。なお、以下、利用ライン2dと室外側冷媒液配管との接続点を第1IL接続点IC1といい、利用ライン2dとガス管側バイパス配管との接続点を第2IL接続点IC2という。そして、この利用ライン2dには、第4開閉機構OC4が配備されている。
The
また、本実施形態では、空気調和装置2は、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器271、第1電動膨張弁EV1、冷媒ガス配管281、および冷媒液配管282を主に有する室内ユニット27と、蓄熱用熱交換器241、蓄熱水槽242、第2電動膨張弁EV2、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第4開閉機構OC4、第5開閉機構OC5、第1冷媒ガス配管251、第2冷媒ガス配管253、および冷媒液配管252を主に有する氷蓄熱ユニット24と、圧縮機211、四路切換弁213、室外熱交換器212、気液分離器214、第1冷媒ガス配管221、第2冷媒ガス配管223、および冷媒液配管222を主に有する室外ユニット21と、室内ユニット27の冷媒液配管282と氷蓄熱ユニット24の冷媒液配管252とを接続する第1冷媒連絡配管287と、室内ユニット27の冷媒ガス配管281と氷蓄熱ユニット24の冷媒ガス配管251とを接続する第2冷媒連絡配管286と、氷蓄熱ユニット24の冷媒液配管252と室外ユニット21の冷媒液配管222とを接続する第3冷媒連絡配管237と、氷蓄熱ユニット24の第1冷媒ガス配管251と室外ユニット21の第1冷媒ガス配管221とを接続する第4冷媒連絡配管236と、氷蓄熱ユニット24の第2冷媒ガス配管253と室外ユニット21の第2冷媒ガス配管223とを接続する第5冷媒連絡配管235とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット21の冷媒液配管222と第3冷媒連絡配管237とは室外ユニット21の液側閉鎖弁233を介して、室外ユニット21の第1冷媒ガス配管221と第4冷媒連絡配管236とは室外ユニット21の第2ガス側閉鎖弁232を介して、室外ユニット21の第2冷媒ガス配管223と第5冷媒連絡配管235とは室外ユニット21の第1ガス側閉鎖弁231を介してそれぞれ接続されている。
In the present embodiment, the
なお、このように本実施形態にかかる空気調和装置2をユニット単位で見た場合、第1BL接続点BC1は室外ユニット21に属し、第2BL接続点BC2、第1HL接続点HC1、第2HL接続点HC2、第1IL接続点IC1、および第2IL接続点IC2は氷蓄熱ユニット24に属する。
In addition, when the
(1)室内ユニット
室内ユニット27は、主に、室内熱交換器271、第1電動膨張弁EV1、室内ファン(図示せず)、冷媒ガス配管281、および冷媒液配管282を有している。
(1) Indoor unit The
室内熱交換器271は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The
室内ファンは、ユニット27内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器271を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。
The indoor fan is a fan for taking in air in the air-conditioned room into the
そして、この室内ユニット27は、このような構成を採用することによって、冷房運転時および氷蓄熱利用冷房運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器271を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、および暖房兼デフロスト運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器271を流れるガス冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(2)氷蓄熱ユニット
氷蓄熱ユニット24は、主に、蓄熱用熱交換器241、蓄熱水槽242、第2電動膨張弁EV2、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第4開閉機構OC4、第5開閉機構OC5、第1冷媒ガス配管251、第2冷媒ガス配管253、および冷媒液配管252を有している。
(2) Ice heat storage unit The ice
蓄熱用熱交換器241は、蓄熱水槽242に蓄えられている蓄熱用水と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The heat
第1開閉機構OC1は、開閉可能な第1電磁弁SV1および第1逆止弁261を有している。この第1開閉機構OC1では、第1電磁弁SV1と第1逆止弁261とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第1逆止弁261は、各ユニット21,24,27が接続された状態において第2ガス側閉鎖弁232から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The first opening / closing mechanism OC1 has a first electromagnetic valve SV1 and a
第2開閉機構OC2は、開閉可能な第2電磁弁SV2および第2逆止弁262を有している。この第2開閉機構OC2では、第2電磁弁SV2と第2逆止弁262とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第2電磁弁SV2は第1BL接続点BC1側に、第2逆止弁262は第2BL接続点BC2側に配置される。また、この第2逆止弁262は、各ユニット21,24,27が接続された状態において第1ガス側閉鎖弁231から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The second opening / closing mechanism OC2 includes a second electromagnetic valve SV2 and a
第3開閉機構OC3は、開閉可能な第3電磁弁SV3および第3逆止弁263を有している。この第3開閉機構OC3では、第3電磁弁SV3と第3逆止弁263とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第3逆止弁263は、第2HL接続点HC2から第2IL接続点IC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The third opening / closing mechanism OC3 includes a third electromagnetic valve SV3 and a
第4開閉機構OC4は、開閉可能な第4電磁弁SV4および第4逆止弁264を有している。この第4開閉機構OC4では、第4電磁弁SV4と第4逆止弁264とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第4電磁弁SV4は第1IL接続点IC1側に、第4逆止弁264は第2IL接続点IC2側に配置される。また、この第4逆止弁264は、第1IL接続点IC1から第2IL接続点IC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The fourth opening / closing mechanism OC4 includes a fourth electromagnetic valve SV4 and a
第5開閉機構OC5は、開閉可能な第5電磁弁SV5および第5逆止弁265を有している。この第5開閉機構OC5では、第5電磁弁SV5と第5逆止弁265とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第5逆止弁265は、第1HL接続点HC1から第1IL接続点IC1に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The fifth opening / closing mechanism OC5 includes a fifth electromagnetic valve SV5 and a
そして、この氷蓄熱ユニット24は、このような構成を採用することによって、氷蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器241を流れる液冷媒の冷熱を蓄熱用水に蓄積させ、氷蓄熱利用運転時には蓄熱用熱交換器241を流れるガス状または気液二相状態の冷媒にその冷熱を供給することによってそのガス状または気液二相状態の冷媒を凝縮させ、暖房兼温蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器241を流れるガス冷媒の温熱を蓄熱用水に蓄積させ、また、暖房兼デフロスト運転時には蓄熱用熱交換器241を流れる液冷媒に蓄熱用水に蓄積される温熱を供給することによってその液冷媒を蒸発させることが可能となっている。なお、この蓄熱用水は、氷蓄熱運転時には液相から固相に相転移して液冷媒から供給される冷熱を主に潜熱として蓄積し、暖房兼温蓄熱運転時にはガス冷媒から供給される温熱を顕熱として蓄積する。
And this ice
(3)室外ユニット
室外ユニット21は、主に、四路切換弁213、気液分離器214、圧縮機211、室外熱交換器212、第1冷媒ガス配管221、第2冷媒ガス配管223、および冷媒液配管222を有している。
(3) Outdoor unit The
圧縮機211は、吸入管225を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮した後、吐出管226に吐出するための機器である。本実施形態において、圧縮機211は、スクロール式やロータリ式等の容積式の圧縮機である。
The
四路切換弁213は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時、氷蓄熱運転時、氷蓄熱利用冷房運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には圧縮機211の吐出管226と室外熱交換器212のガス側とを接続するとともに圧縮機211の吸入管225と第2ガス側閉鎖弁232とを気液分離器214を介して接続し、暖房運転時および暖房兼温蓄熱運転時には圧縮機211の吐出管226と第2ガス側閉鎖弁232とを接続するとともに圧縮機211の吸入管225と室外熱交換器212のガス側とを気液分離器214を介して接続することが可能である。
The four-
室外熱交換器212は、冷房運転時、氷蓄熱運転時、および氷蓄熱利用冷房運転時において、圧縮機211から吐出された高圧のガス冷媒を空調室外の空気を熱源として凝縮させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器271から戻る液冷媒を、暖房兼温蓄熱運転時には室内熱交換器271および蓄熱用熱交換器241から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。
The
[空気調和装置の動作]
空気調和装置2の運転動作について、図5および図6を用いて説明する。この空気調和装置1は、上述したように冷房運転、氷蓄熱運転、氷蓄熱利用冷房運転、暖房運転、暖房兼温蓄熱運転、デフロスト運転、および暖房兼デフロスト運転を行うことが可能である。
[Operation of air conditioner]
The operation | movement operation | movement of the
(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁213が図5の実線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出管226が室外熱交換器212のガス側に接続され、かつ、圧縮機211の吸入管225が気液分離器214を介して第2ガス側閉鎖弁232側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は過冷却度制御(以下、SC制御という)され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器212のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器212の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(1) Cooling operation During the cooling operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器271に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。
Then, this liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1 via the liquid
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁232、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、再び、圧縮機211に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
(2)氷蓄熱運転
氷蓄熱運転時は、四路切換弁213が図5の実線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出管226が室外熱交換器212のガス側に接続され、かつ、圧縮機211の吸入管225が気液分離器214を介して第2ガス側閉鎖弁232側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全閉状態とされ、第2電動膨張弁EV2はSC制御される。なお、第2電動膨張弁EV2がSC制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、室外熱交換器212のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器212の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(2) Ice heat storage operation During the ice heat storage operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、第1HL接続点HC1を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に蓄熱用熱交換器241に供給され、蓄熱用水を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。この際、蓄熱用水は、液相から固相に相転移し、液冷媒から供給される冷熱を主に潜熱として蓄積する。
Then, the liquid refrigerant is sent to the second electric expansion valve EV2 via the liquid
そして、そのガス冷媒は、第2IL接続点IC2、第3電磁弁SV3、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁232、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、再び、圧縮機211に吸入される。このようにして、氷蓄熱運転が行われる。
Then, the gas refrigerant passes through the second IL connection point IC2, the third electromagnetic valve SV3, the second HL connection point HC2, the second gas
(3)氷蓄熱利用冷房運転
氷蓄熱利用冷房運転時は、四路切換弁213が図5の実線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出管226が室外熱交換器212のガス側に接続され、かつ、圧縮機211の吸入管225が気液分離器214を介して第2ガス側閉鎖弁232側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は全開状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、蓄熱用熱交換器241の第2IL接続点IC2側における冷媒の温度から蓄熱用熱交換器241の第2電動膨張弁EV2側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第4電磁弁SV4はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はOFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(3) Ice storage use cooling operation During ice storage use cooling operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212において凝縮されて液状または気液二相の冷媒となる。
When the
そして、この液状または気液二相の冷媒は、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、第4開閉機構OC4、および第2IL接続点IC2を経由して蓄熱用熱交換器241に送られ、蓄熱用熱交換器241において蓄熱用水に蓄積された冷熱によりさらに低温の液冷媒または液冷媒となる。
The liquid or gas-liquid two-phase refrigerant is sent to the heat
そして、このさらに低温の液冷媒または液冷媒は、第2電動膨張弁EV2および第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器271に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。
Then, this lower temperature liquid refrigerant or liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1 via the second electric expansion valve EV2 and the first HL connection point HC1. The liquid refrigerant sent to the first electric expansion valve EV1 is decompressed and then supplied to the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁232、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、再び、圧縮機211に吸入される。このようにして、氷蓄熱利用冷房運転が行われる。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
(4)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁213が図5の破線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出側が第2ガス側閉鎖弁232に接続され、かつ、圧縮機211の吸入側が気液分離器214を介して室外熱交換器212のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器271のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器271の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、第4電磁弁SV4、および第5電磁弁SV5は、OFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(4) Heating operation During the heating operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、第2ガス側閉鎖弁232、第2HL接続点HC2、第1逆止弁261、および第2BL接続点BC2を経由して、室内熱交換器271に供給される。
When the
そして、そのガス冷媒は、室内熱交換器271において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1、第5逆止弁265、第1IL接続点IC1、および液側閉鎖弁233を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、吸入管225に戻り、再び、圧縮機211に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
The gas refrigerant heats indoor air in the
(5)暖房兼温蓄熱運転
暖房兼温蓄熱運転時は、四路切換弁213が図5の破線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出側が第2ガス側閉鎖弁232に接続され、かつ、圧縮機211の吸入側が気液分離器214を介して室外熱交換器212のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSC制御され、第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSC制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器271のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器271の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の負の値(例えば、−5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、第4電磁弁SV4、第5電磁弁SV5は、OFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(5) Heating / temperature storage operation At the time of heating / temperature storage operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、および第2ガス側閉鎖弁232を経由して第2HL接続点HC2に至る。そして、第2HL接続点HC2に至ったガス冷媒は、その後、第1逆止弁261および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器271に向かう経路である第1経路と、第3逆止弁263および第2IL接続点IC2を経由して蓄熱用熱交換器241に向かう経路である第2経路とに分配される。
When the
第1経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器271において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
The gas refrigerant distributed to the first path heats indoor air in the
一方、第2経路に分配されたガス冷媒は、蓄熱用熱交換器241において蓄熱用水を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この際、蓄熱用水は、ガス冷媒から供給される温熱を顕熱として蓄積する。その後、その液冷媒は、第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the second path heats the heat storage water in the heat
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点において合流した後、第5逆止弁265、第1IL接続点IC1、液側閉鎖弁233を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、吸入管225に戻り、再び、圧縮機211に吸入される。
The liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1 and the liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 via the second electric expansion valve EV2 are first HL connection. After merging at the point, it is sent to the
なお、この暖房兼温蓄熱運転は、主に、空気調和装置2の起動時に行われ、蓄熱水槽242に設けられている蓄熱用水の温度検出用の温度センサの値が所定の閾値以上になると自動的に暖房運転に切り換わるようになっている。
This heating / heat storage operation is mainly performed when the
(6)デフロスト運転
デフロスト運転時は、四路切換弁213が図5の実線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出管226が室外熱交換器212のガス側に接続され、かつ、圧縮機211の吸入管225が気液分離器214を介して第2ガス側閉鎖弁232側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は所定の開度を維持する状態とされ、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。また、第1電磁弁SV1、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(6) Defrost operation During the defrost operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226、四路切換弁213、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器212に送られ、室外熱交換器212の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、室外熱交換器212で凝縮された液冷媒は、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、第1HL接続点HC1を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室内熱交換器271に供給され、室内熱交換器271の周囲の空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。なお、この際、空調室内を積極的に冷房しないように、室内ファンは駆動しないように制御される。
Then, the liquid refrigerant condensed in the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁232、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、再び、圧縮機211に吸入される。
The gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
なお、このデフロスト運転は、室外熱交換器212の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、室内熱交換器271に霜が付着しないように、暖房運転などとの間で間欠的に行われる。
The defrost operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
(7)暖房兼デフロスト運転
暖房兼デフロスト運転時は、四路切換弁213が図5の実線で示される状態、すなわち、圧縮機211の吐出管226が室外熱交換器212のガス側に接続され、かつ、圧縮機211の吸入管225が気液分離器214を介して第2ガス側閉鎖弁232側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全開状態とされ、第2電動膨張弁EV2は高圧制御(以下、HP制御という)される。なお、第2電動膨張弁EV2がHP制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、圧縮機211の吐出圧力が所定値以上となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされる(図6参照)。そして、液側閉鎖弁233、第1ガス側閉鎖弁231、および第2ガス側閉鎖弁232は開状態とされる。
(7) Heating / Defrost Operation During heating / defrost operation, the four-
この冷媒回路20の状態で、圧縮機211を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機211に吸入されて圧縮された後、吐出管226および四路切換弁213を経由して第1BL接続点BC1に至る。そして、第1BL接続点BC1に至ったガス冷媒は、その後、第1ガス側閉鎖弁231、第2切換機構OC2、および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器271に向かう経路である第3経路と、室外熱交換器212に向かう経路である第4経路とに分配される。
When the
第3経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器271において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the third path heats the indoor air in the
一方、第4経路に分配されたガス冷媒は、室外熱交換器212の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、および第5電磁弁SV5を経由して第1HL接続点HC1に至る。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the fourth path melts frost adhering to the outer surface of the
そして、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、液側閉鎖弁233、第1IL接続点IC1、および第5電磁弁SV5を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点HC1において合流した後、第2電動膨張弁EV2を経由して蓄熱用熱交換器241に送られ、蓄熱用熱交換器241において温熱を蓄積している蓄熱用水によって蒸発されてガス冷媒となる。その後、そのガス冷媒は、第2IL接続点IC2、第3電磁弁SV3、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁232、四路切換弁213、および気液分離器214を経由して、吸入管225に戻り、再び、圧縮機211に吸入される。
Then, the liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 via the first electric expansion valve EV1, and the first HL connection point via the liquid
なお、この冷媒回路20には、暖房兼デフロスト運転時において室外熱交換器212に液冷媒が溜まるように冷媒が充填されている。このため、他の運転時においては冷媒が余剰となるが、この余剰冷媒は、主に、気液分離器214に貯留される。
The
また、この暖房兼デフロスト運転は、室外熱交換器212の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、所定時間(例えば、10分間)継続して行われる。
The heating and defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
[空気調和装置の特徴]
(1)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、冷媒回路20にバイパスライン2bが設けられており、圧縮機211から吐出された高温の冷媒が、室外熱交換器212と室内熱交換器271との両方に供給され、室外熱交換器212と室内熱交換器271との両方が凝縮器として機能する状態をつくり出すことができる。このため、この空気調和装置2では、室外熱交換器212の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行う暖房兼デフロスト運転を実現することができる。
[Characteristics of air conditioner]
(1)
In the
(2)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、冷媒回路20に、暖房兼デフロスト運転において室外熱交換器212に液状冷媒が溜まるように冷媒が充填される。このため、この空気調和装置2では、暖房兼デフロスト運転において、室内熱交換器271へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、暖房兼デフロスト運転における室内熱交換器271の暖房能力の低下を抑えることができる。
(2)
In the
(3)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器271から流出した冷媒と室外熱交換器212から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器241を通って圧縮機211に吸入される。このため、この空気調和装置2では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器271から流出した冷媒と室外熱交換器212から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器241で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置2では、冷媒回路20の構成をシンプルにすることができる。
(3)
In the
(4)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、暖房兼温蓄熱状態において、圧縮機211から吐出されたガス冷媒が室内熱交換器271と蓄熱用熱交換器241とに分配される。このため、この空気調和装置2では、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置2では、室内の暖房を継続的に行うことができる。
(4)
In the
(5)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器271から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器241から流出した冷媒とが合流して室外熱交換器212を通って圧縮機211に吸入される。このため、この空気調和装置2では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器271から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器241から流出した冷媒とを室外熱交換器212で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置2では、冷媒回路20の構成をシンプルにすることができる。
(5)
In the
(6)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、冷媒回路20が、四路切換弁213および第1電磁弁SV1を有する。このため、この空気調和装置2では、暖房兼温蓄熱運転と暖房兼デフロスト運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(6)
In the
(7)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、冷媒回路20が、第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2により冷房運転にも切換可能であり、第2電磁弁SV2を有する。このため、この空気調和装置2では、暖房兼デフロスト運転と冷房運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(7)
In the
(8)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、気液分離器214が、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留する。このため、空気調和装置2では、暖房兼デフロスト運転において十分な暖房能力を確保するとともに他の運転において正常な稼働を保証することができる。
(8)
In the
(9)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留するために気液分離器214が採用されている。このため、空気調和装置2では、冷媒回路20の構成をシンプルなものとすることができる。
(9)
In the
(10)
第2実施形態に係る空気調和装置2では、蓄熱ユニットとして氷蓄熱ユニット24が採用されているため、氷蓄熱運転および氷蓄熱利用冷房運転を行うことができる。このため、この空気調和装置2では、夏季など、冷房運転が必要となる環境において、電力ピークを調節することができる。
(10)
In the
[変形例]
(A)
第2実施形態に係る空気調和装置2の主冷媒回路2aに配置される第1開閉機構OC1は、第1実施形態の変形例(A)に示されるように、双方向電磁弁に置換されてもかまわない。また、第3開閉機構OC3および第5開閉機構OC5についても、同様に双方向電磁弁に置換されてもかまわない。
[Modification]
(A)
The first opening / closing mechanism OC1 arranged in the main
(B)
第2実施形態に係る空気調和装置2の主冷媒回路2aに配置される第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2は、第1実施形態の変形例(B)に示されるように、四路切換弁およびキャピラリーチューブに置換されてもかまわない。
(B)
The first opening / closing mechanism OC1 and the second opening / closing mechanism OC2 arranged in the main
(C)
第2実施形態に係る空気調和装置2に代えて、図7に示されるような空気調和装置2Aを採用しても本発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(C)
Even if the
第2実施形態に係る空気調和装置2では、冷媒回路20を構成する主冷媒回路2aにおいて第1HL接続点HC1と第1IL接続点IC1との間に第5開閉機構OC5が配置され、冷媒回路20を構成する利用ライン2dにおいて第4開閉機構OC4が配置された。これに対し、本変形例に係る空気調和装置2Aでは、主冷媒回路2Aaと利用ライン2dとの接続点に四路切換弁243およびキャピラリーチューブ244が配置される。なお、この四路切換弁243およびキャピラリーチューブ244は、氷蓄熱ユニット24Aに属することとなる。また、この冷媒回路20Aにおいて、四路切換弁243は、冷房運転時、氷蓄熱運転時、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には図7の実線で示される状態にされ、氷蓄熱利用冷房運転時には図7の破線で示される状態にされる。
In the
<第3実施形態>
[空気調和装置の構成]
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置3Aの概略冷媒回路30Aを図8に示す。
<Third Embodiment>
[Configuration of air conditioner]
FIG. 8 shows a schematic
この空気調和装置3Aは、冷房運転および暖房運転のみならずデフロスト運転、暖房兼温蓄熱運転、および暖房兼デフロスト運転も可能な空気調和装置(冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置)であって、主冷媒回路30a、バイパスライン30b、蓄熱ライン30c、およびガス抜きライン30dから構成される冷媒回路30Aを備えている。
This
主冷媒回路30aには主に、圧縮機311、四路切換弁313、室外熱交換器312、第1電動膨張弁EV1、室内熱交換器371、および第1開閉機構OC1が配備されており、各機器は、図8に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
The main
バイパスライン30bは、一端が四路切換弁313と室外熱交換器312のガス側とを接続する冷媒配管(以下、第1室外側冷媒ガス配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と室内熱交換器371のガス側とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路30aと接続されている。なお、以下、バイパスライン30bと第1室外側冷媒ガス配管との接続点を第1BL接続点BC1といい、バイパスライン30bと室内側冷媒ガス配管との接続点を第2BL接続点BC2という。そして、このバイパスライン30bには、第2開閉機構OC2が配備されている。
The
蓄熱ライン30cは、一端が第1電動膨張弁EV1と室内熱交換器371とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒液配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と四路切換弁313とを接続する冷媒配管(以下、第2室外側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路30aと接続されている。なお、以下、蓄熱ライン30cと室内側冷媒液配管との接続点を第1HL接続点HC1といい、蓄熱ライン30cと第2室外側冷媒ガス配管との接続点を第2HL接続点HC2という。そして、この蓄熱ライン30cには第3開閉機構OC3、蓄熱用熱交換器341、モジュレータ343、および第2電動膨張弁EV2が配備されており、各機器が第2HL接続点HC2から第1HL接続点HC1に向かって上記の順に冷媒配管を介して接続されている。
One end of the
ガス抜きライン30dは、一端がモジュレータ343の上部に、他端が第3開閉機構OC3と第2HL接続点HC2とを接続する冷媒配管(以下、ガス管側バイパス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路30aおよび蓄熱ライン30cと接続されている。なお、以下、ガス抜きライン30dとガス管側バイパス配管との接続点をGL接続点GCという。そして、このガス抜きライン30dには、キャピラリーチューブ364が配備されている。
The
また、本実施形態では、空気調和装置3Aは、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器371、冷媒ガス配管381、および冷媒液配管382を主に有する室内ユニット37aと、蓄熱用熱交換器341、蓄熱槽342、第2電動膨張弁EV2、モジュレータ343、キャピラリーチューブ364、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第1冷媒ガス配管351、第2冷媒ガス配管353、および冷媒液配管352を主に有する蓄熱ユニット34Aと、圧縮機311、四路切換弁313、室外熱交換器312、第1電動膨張弁EV1、第1冷媒ガス配管321、第2冷媒ガス配管323、および冷媒液配管322を主に有する室外ユニット31Aと、室内ユニット37aの冷媒液配管382と蓄熱ユニット34Aの冷媒液配管352とを接続する第1冷媒連絡配管387と、室内ユニット37aの冷媒ガス配管381と蓄熱ユニット34Aの冷媒ガス配管351とを接続する第2冷媒連絡配管386と、蓄熱ユニット34Aの冷媒液配管352と室外ユニット31Aの冷媒液配管322とを接続する第3冷媒連絡配管337と、蓄熱ユニット34Aの第1冷媒ガス配管351と室外ユニット31Aの第1冷媒ガス配管321とを接続する第4冷媒連絡配管336と、蓄熱ユニット34Aの第2冷媒ガス配管353と室外ユニット31Aの第2冷媒ガス配管323とを接続する第5冷媒連絡配管335とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット31Aの冷媒液配管322と第3冷媒連絡配管337とは室外ユニット31Aの液側閉鎖弁333を介して、室外ユニット31Aの第1冷媒ガス配管321と第4冷媒連絡配管336とは室外ユニット31Aの第2ガス側閉鎖弁332を介して、室外ユニット31Aの第2冷媒ガス配管323と第5冷媒連絡配管335とは室外ユニット31Aの第1ガス側閉鎖弁331を介してそれぞれ接続されている。
In this embodiment, the
なお、このように本実施形態にかかる空気調和装置3Aをユニット単位で見た場合、第1BL接続点BC1は室外ユニット31Aに属し、第2BL接続点BC2、第1HL接続点HC1、第2HL接続点HC2、GL接続点GCは蓄熱ユニット34Aに属する。
In addition, when the
(1)室内ユニット
室内ユニット37aは、主に、室内熱交換器371、室内ファン(図示せず)、冷媒ガス配管381、および冷媒液配管382を有している。
(1) Indoor unit The indoor unit 37a mainly includes an
室内熱交換器371は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The
室内ファンは、ユニット37a内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器371を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。
The indoor fan is a fan for taking in the air in the air-conditioned room into the unit 37a and sending out conditioned air, which is air after heat exchange with the refrigerant via the
そして、この室内ユニット37aは、このような構成を採用することによって、冷房運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器371を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、および暖房兼デフロスト運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器371を流れるガス冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the indoor unit 37a exchanges heat between the indoor air taken in by the indoor fan and the liquid refrigerant flowing through the
(2)蓄熱ユニット
蓄熱ユニット34Aは、主に、蓄熱用熱交換器341、蓄熱槽342、第2電動膨張弁EV2、モジュレータ343、キャピラリーチューブ364、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第1冷媒ガス配管351、第2冷媒ガス配管353、および冷媒液配管352を有している。
(2) Heat storage unit The
蓄熱用熱交換器341は、蓄熱槽342に蓄えられている蓄熱材(例えば、ポリエチレングリコール、トレイトール、パラフィン、酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物など)と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The heat
モジュレータ343は、余剰冷媒を貯留するための器である。この冷媒回路30Aには、暖房兼デフロスト運転時において室外熱交換器312に液冷媒が溜まるように冷媒が充填されている。このため、他の運転時においては冷媒が余剰となる。この余剰冷媒を貯留するのが本モジュレータ343の役目である。
The
第1開閉機構OC1は、開閉可能な第1電磁弁SV1および第1逆止弁361を有している。この第1開閉機構OC1では、第1電磁弁SV1と第1逆止弁361とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第1逆止弁361は、各ユニット31a,34A,37aが接続された状態において第2ガス側閉鎖弁332から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The first opening / closing mechanism OC1 includes a first electromagnetic valve SV1 and a
第2開閉機構OC2は、開閉可能な第2電磁弁SV2および第2逆止弁362を有している。この第2開閉機構OC2では、第2電磁弁SV2と第2逆止弁362とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第2電磁弁SV2は第1BL接続点BC1側に、第2逆止弁362は第2BL接続点BC2側に配置される。また、この第2逆止弁362は、各ユニット31a,34A,37aが接続された状態において第1ガス側閉鎖弁331から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The second opening / closing mechanism OC2 includes a second electromagnetic valve SV2 and a second check valve 362 that can be opened and closed. In the second opening / closing mechanism OC2, the second electromagnetic valve SV2 and the second check valve 362 are arranged in series with respect to the refrigerant flow. At this time, the second solenoid valve SV2 is disposed on the first BL connection point BC1 side, and the second check valve 362 is disposed on the second BL connection point BC2 side. The second check valve 362 is attached so as to allow only the refrigerant flow from the first gas side shut-off
第3開閉機構OC3は、開閉可能な第3電磁弁SV3および第3逆止弁363を有している。この第3開閉機構OC3では、第3電磁弁SV3と第3逆止弁363とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第3逆止弁363は、GL接続点GCから蓄熱用
熱交換器341に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The third opening / closing mechanism OC3 includes a third electromagnetic valve SV3 and a
そして、この蓄熱ユニット34Aは、このような構成を採用することによって、暖房兼温蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器341を流れるガス冷媒の温熱を蓄熱材に蓄積させ、また、暖房兼デフロスト運転時には蓄熱用熱交換器341を流れる液冷媒に蓄熱材に蓄積される温熱を供給することによってその液冷媒を蒸発させることが可能となっている。なお、この蓄熱材は、融点がおよそ30℃から40℃であり、潜熱として温熱を蓄積することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(3)室外ユニット
室外ユニット31Aは、主に、四路切換弁313、圧縮機311、室外熱交換器312、第1電動膨張弁EV1、第1冷媒ガス配管321、第2冷媒ガス配管323、および冷媒液配管322を有している。
(3) Outdoor unit The
圧縮機311は、吸入管325を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮した後、吐出管326に吐出するための機器である。本実施形態において、圧縮機311は、スクロール式やロータリ式等の容積式の圧縮機である。
The
四路切換弁313は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には圧縮機311の吐出管326と室外熱交換器312のガス側とを接続するとともに圧縮機311の吸入管325と第2ガス側閉鎖弁332とを接続し、暖房運転時および暖房兼温蓄熱運転時には圧縮機311の吐出管326と第2ガス側閉鎖弁332とを接続するとともに圧縮機311の吸入管325と室外熱交換器312のガス側とを接続することが可能である。
The four-
室外熱交換器312は、冷房運転時において、圧縮機311から吐出された高圧のガス冷媒を空調室外の空気を熱源として凝縮させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器371から戻る液冷媒を、暖房兼温蓄熱運転時には室内熱交換器371および蓄熱用熱交換器341から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。
The
[空気調和装置の動作]
空気調和装置3Aの運転動作について、図8および図9を用いて説明する。この空気調和装置3Aは、上述したように冷房運転、暖房運転、暖房兼温蓄熱運転、デフロスト運転、および暖房兼デフロスト運転を行うことが可能である。
[Operation of air conditioner]
The operation of the
(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁313が図8の実線で示される状態、すなわち、圧縮機311の吐出管326が室外熱交換器312のガス側に接続され、かつ、圧縮機311の吸入管325が第2ガス側閉鎖弁332側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は過熱度制御(以下、SH制御という)され、第2電動膨張弁EV2は全開状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器371のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器371の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2および第3電磁弁SV3はOFFされて閉状態とされる(図9参照)。そして、液側閉鎖弁333、第1ガス側閉鎖弁331、および第2ガス側閉鎖弁332は開状態とされる。
(1) Cooling operation During cooling operation, the four-
この冷媒回路30Aの状態で、圧縮機311を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機311に吸入されて圧縮された後、吐出管326、四路切換弁313、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器312に送られ、室外熱交換器312において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁333および第1HL接続点HC1を経由して室内熱交換器371に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁332、および四路切換弁313を経由して、再び、圧縮機311に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
Then, this liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1. The liquid refrigerant sent to the first electric expansion valve EV1 is decompressed and then supplied to the
(2)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁313が図8の破線で示される状態、すなわち、圧縮機311の吐出側が第2ガス側閉鎖弁332に接続され、かつ、圧縮機311の吸入側が室外熱交換器312のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSH制御され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器312のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器312の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、および第3電磁弁SV3は、OFFされて閉状態とされる(図9参照)。そして、液側閉鎖弁333、第1ガス側閉鎖弁331、および第2ガス側閉鎖弁332は開状態とされる。
(2) Heating operation During the heating operation, the four-
この冷媒回路30Aの状態で、圧縮機311を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機311に吸入されて圧縮された後、吐出管326、四路切換弁313、第2ガス側閉鎖弁332、第2HL接続点HC2、第1逆止弁361、および第2BL接続点BC2を経由して、室内熱交換器371に供給され、室内熱交換器371において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1HL接続点HC1および液側閉鎖弁333を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室外熱交換器312に送られ、室外熱交換器312において蒸発されてガス冷媒となる。そのガス冷媒は、第1BL接続点BC1および四路切換弁313を経由して、吸入管325に戻り、再び、圧縮機311に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
When the
(3)暖房兼温蓄熱運転
暖房兼温蓄熱運転時は、四路切換弁313が図8の破線で示される状態、すなわち、圧縮機311の吐出側が第2ガス側閉鎖弁332に接続され、かつ、圧縮機311の吸入側が室外熱交換器312のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSH制御され、第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器312のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器312の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、および第3電磁弁SV3は、OFFされて閉状態とされる(図9参照)。そして、液側閉鎖弁333、第1ガス側閉鎖弁331、および第2ガス側閉鎖弁332は開状態とされる。
(3) Heating / temperature storage operation At the time of heating / temperature storage operation, the four-
この冷媒回路30Aの状態で、圧縮機311を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機311に吸入されて圧縮された後、吐出管326、四路切換弁313、および第2ガス側閉鎖弁332を経由して第2HL接続点HC2に至る。そして、第2HL接続点HC2に至ったガス冷媒は、その後、第1逆止弁361および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器371に向かう経路である第1経路と、GC接続点GCおよび第3逆止弁363を経由して蓄熱用熱交換器341に向かう経路である第2経路とに分配される。
When the
第1経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器371において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the first path heats indoor air in the
一方、第2経路に分配されたガス冷媒は、蓄熱用熱交換器341において蓄熱材を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この際、蓄熱材は、固相から液相に相転移し、ガス冷媒から供給される温熱を主に潜熱として蓄積する。その後、その液冷媒は、モジュレータ343を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the second path heats the heat storage material in the heat
そして、室内熱交換器371から第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点において合流した後、液側閉鎖弁333を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室外熱交換器312に送られ、室外熱交換器312において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁313を経由して、吸入管325に戻り、再び、圧縮機311に吸入される。
Then, the liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 from the
なお、この暖房兼温蓄熱運転は、主に、空気調和装置3Aの起動時に行われ、蓄熱槽342に設けられている蓄熱材の温度検出用の温度センサの値が所定の閾値以上になると自動的に暖房運転に切り換わるようになっている。
This heating / heat storage operation is mainly performed when the
(4)デフロスト運転
デフロスト運転時は、四路切換弁313が図8の実線で示される状態、すなわち、圧縮機311の吐出管326が室外熱交換器312のガス側に接続され、かつ、圧縮機311の吸入管325が第2ガス側閉鎖弁332側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1および第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。また、第1電磁弁SV1はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2および第3電磁弁SV3はOFFされて閉状態とされる(図9参照)。そして、液側閉鎖弁333、第1ガス側閉鎖弁331、および第2ガス側閉鎖弁332は開状態とされる。
(4) Defrost operation During the defrost operation, the four-
この冷媒回路30Aの状態で、圧縮機311を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機311に吸入されて圧縮された後、吐出管326、四路切換弁313、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器312に送られ、室外熱交換器312の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、室外熱交換器312で凝縮された液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁333および第1HL接続点HC1を経由して室内熱交換器371に供給され、室内熱交換器371の周囲の空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。なお、この際、空調室内を積極的に冷房しないように、室内ファンは駆動しないように制御される。
Then, the liquid refrigerant condensed in the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁332、および四路切換弁313を経由して、再び、圧縮機311に吸入される。
Then, the gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas
なお、このデフロスト運転は、室外熱交換器312の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、室内熱交換器371に霜が付着しないように、暖房運転などとの間で間欠的に行われる。
The defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
(5)暖房兼デフロスト運転
暖房兼デフロスト運転時は、四路切換弁313が図8の実線で示される状態、すなわち、圧縮機311の吐出管326が室外熱交換器312のガス側に接続され、かつ、圧縮機311の吸入管325が第2ガス側閉鎖弁332側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は所定の開度を維持する状態とされ、第2電動膨張弁EV2はSH制御される。なお、第2電動膨張弁EV2がSH制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、蓄熱用熱交換器341のガス側における冷媒の温度から蓄熱用熱交換器341の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1はOFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2および第3電磁弁SV3はONされて開状態とされる(図9参照)。そして、液側閉鎖弁333、第1ガス側閉鎖弁331、および第2ガス側閉鎖弁332は開状態とされる。
(5) Heating / Defrost Operation During the heating / defrost operation, the four-
この冷媒回路30Aの状態で、圧縮機311を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機311に吸入されて圧縮された後、吐出管326および四路切換弁313を経由して第1BL接続点BC1に至る。そして、第1BL接続点BC1に至ったガス冷媒は、その後、第1ガス側閉鎖弁331、第2切換機構OC2、および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器371に向かう経路である第3経路と、室外熱交換器312に向かう経路である第4経路とに分配される。
When the
第3経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器371において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the third path heats the indoor air in the
一方、第4経路に分配されたガス冷媒は、室外熱交換器312の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁333を経由して第1HL接続点HC1に至る。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the fourth path melts frost adhering to the outer surface of the
そして、室内熱交換器371から第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第1電動膨張弁EV1を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点HC1において合流した後、第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後にモジュレータ343を経由して蓄熱用熱交換器341に送られ、蓄熱用熱交換器341において温熱を蓄積している蓄熱材によって蒸発されてガス冷媒となる。その後、そのガス冷媒は、第3電磁弁SV3、GL接続点GC、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁332、および四路切換弁313を経由して、吸入管325に戻り、再び、圧縮機311に吸入される。
Then, the liquid refrigerant that reaches the first HL connection point HC1 from the
なお、この暖房兼デフロスト運転は、室外熱交換器312の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、所定時間(例えば、10分間)継続して行われる。
The heating / defrost operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
[空気調和装置の特徴]
(1)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aにバイパスライン30bが設けられており、圧縮機311から吐出された高温の冷媒が、室外熱交換器312と室内熱交換器371との両方に供給され、室外熱交換器312と室内熱交換器371との両方が凝縮器として機能する状態をつくり出すことができる。このため、この空気調和装置3Aでは、室外熱交換器312の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行う暖房兼デフロスト運転を実現することができる。
[Characteristics of air conditioner]
(1)
In the
(2)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aに、暖房兼デフロスト運転において室外熱交換器312に液状冷媒が溜まるように冷媒が充填される。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト運転において、室内熱交換器371へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、暖房兼デフロスト運転における室内熱交換器371の暖房能力の低下を抑えることができる。
(2)
In the
(3)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器371から流出した冷媒と室外熱交換器312から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器341を通って圧縮機311に吸入される。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器371から流出した冷媒と室外熱交換器312から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器341で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aの構成をシンプルにすることができる。
(3)
In the
(4)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、暖房兼温蓄熱状態において、圧縮機311から吐出されたガス冷媒が室内熱交換器371と蓄熱用熱交換器341とに分配される。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置3Aでは、室内の暖房を継続的に行うことができる。
(4)
In the
(5)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器371から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器341から流出した冷媒とが合流して室外熱交換器312を通って圧縮機311に吸入される。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器371から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器341から流出した冷媒とを室外熱交換器312で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aの構成をシンプルにすることができる。
(5)
In the
(6)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aが、四路切換弁313および第電磁弁SV1を有する。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房兼温蓄熱運転と暖房兼デフロスト運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(6)
In the
(7)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、冷媒回路30Aが、第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2により冷房運転にも切換可能であり、第2電磁弁SV2を有する。このため、この空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト運転と冷房運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(7)
In the
(8)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、モジュレータ343が、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留する。このため、空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト運転において十分な暖房能力を確保するとともに他の運転において正常な稼働を保証することができる。
(8)
In the
(9)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aでは、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留するためにモジュレータ343が採用されている。このため、空気調和装置3Aでは、余剰冷媒を主冷媒回路30aから完全に排除することができる。したがって、この空気調和装置3は、主冷媒回路30aに冷媒が主に流れる冷房運転や暖房運転において適切な稼働を行うことができる。
(9)
In the
[変形例]
(A)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aの主冷媒回路30aに配置される第1開閉機構OC1は、第1実施形態の変形例(A)に示されるように、双方向電磁弁に置換されてもかまわない。
[Modification]
(A)
The first opening / closing mechanism OC1 disposed in the main
(B)
第3実施形態に係る空気調和装置3Aの主冷媒回路30aに配置される第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2は、第1実施形態の変形例(B)に示されるように、四路切換弁およびキャピラリーチューブに置換されてもかまわない。
(B)
The first opening / closing mechanism OC1 and the second opening / closing mechanism OC2 arranged in the main
<第4実施形態>
[空気調和装置の構成]
本発明の一実施形態にかかる空気調和装置4の概略冷媒回路40を図10に示す。
<Fourth embodiment>
[Configuration of air conditioner]
FIG. 10 shows a schematic
この空気調和装置4は、冷房運転および暖房運転のみならず氷蓄熱運転、氷蓄熱利用冷房運転、デフロスト運転、暖房兼温蓄熱運転、および暖房兼デフロスト運転も可能な空気調和装置(冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置)であって、主冷媒回路4a、バイパスライン4b、蓄熱ライン4c、利用ライン4d、およびガス抜きライン4eから構成される冷媒回路40を備えている。
This
主冷媒回路4aには主に、圧縮機411、四路切換弁413、室外熱交換器412、第1電動膨張弁EV1、第5開閉機構OC5、室内熱交換器471、および第1開閉機構OC1が配備されており、各機器は、図10に示されるように、冷媒配管を介して接続されている。
The main
バイパスライン4bは、一端が四路切換弁413と室外熱交換器412のガス側とを接続する冷媒配管(以下、第1室外側冷媒ガス配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と室内熱交換器471のガス側とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路4aと接続されている。なお、以下、バイパスライン4bと第1室外側冷媒ガス配管との接続点を第1BL接続点BC1といい、バイパスライン4bと室内側冷媒ガス配管との接続点を第2BL接続点BC2という。そして、このバイパスライン4bには、第2開閉機構OC2が配備されている。
The
蓄熱ライン4cは、一端が室内熱交換器471の液側と第5開閉機構OC5とを接続する冷媒配管(以下、室内側冷媒液配管という)に、他端が第1開閉機構OC1と四路切換弁413とを接続する冷媒配管(以下、第2室外側冷媒ガス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路4aと接続されている。なお、以下、蓄熱ライン4cと室内側冷媒液配管との接続点を第1HL接続点HC1といい、蓄熱ライン4cと第2室外側冷媒ガス配管との接続点を第2HL接続点HC2という。そして、この蓄熱ライン4cには第3開閉機構OC3、蓄熱用熱交換器441、モジュレータ443、および第2電動膨張弁EV2が配備されており、各機器が第2HL接続点HC2から第1HL接続点HC1に向かって上記の順に冷媒配管を介して接続されている。
One end of the
利用ライン4dは、一端が第1電動膨張弁EV1と第5開閉機構OC5とを接続する冷媒配管(以下、室外側冷媒液配管という)に、他端が第3開閉機構OC3と蓄熱用熱交換器441とを接続する冷媒配管(以下、第1ガス管側バイパス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路4aおよび蓄熱ライン4cと接続されている。なお、以下、利用ライン4dと室外側冷媒液配管との接続点を第1IL接続点IC1といい、利用ライン4dと第1ガス管側バイパス配管との接続点を第2IL接続点IC2という。そして、この利用ライン4dには、第4開閉機構OC4が配備されている。
One end of the
ガス抜きライン4eは、一端がモジュレータ443の上部に、他端が第3開閉機構OC3と第2HL接続点HC2とを接続する冷媒配管(以下、第2ガス管側バイパス配管という)に配管接続されることによって主冷媒回路4aおよび蓄熱ライン4cと接続されている。なお、以下、ガス抜きライン4eと第2ガス管側バイパス配管との接続点をGL接続点GCという。そして、このガス抜きライン4eには、キャピラリーチューブ464が配備されている。
The
また、本実施形態では、空気調和装置4は、分離型の空気調和装置であって、室内熱交換器471、冷媒ガス配管481、および冷媒液配管482を主に有する室内ユニット47と、蓄熱用熱交換器441、蓄熱水槽442、第2電動膨張弁EV2、モジュレータ443、キャピラリーチューブ464、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第4開閉機構OC4、第5開閉機構OC5、第1冷媒ガス配管451、第2冷媒ガス配管453、および冷媒液配管452を主に有する氷蓄熱ユニット44と、圧縮機411、四路切換弁413、室外熱交換器412、第1電動膨張弁EV1、第1冷媒ガス配管421、第2冷媒ガス配管423、および冷媒液配管422を主に有する室外ユニット41と、室内ユニット47の冷媒液配管482と氷蓄熱ユニット44の冷媒液配管452とを接続する第1冷媒連絡配管487と、室内ユニット47の冷媒ガス配管481と氷蓄熱ユニット44の冷媒ガス配管451とを接続する第2冷媒連絡配管486と、氷蓄熱ユニット44の冷媒液配管452と室外ユニット41の冷媒液配管422とを接続する第3冷媒連絡配管437と、氷蓄熱ユニット44の第1冷媒ガス配管451と室外ユニット41の第1冷媒ガス配管421とを接続する第4冷媒連絡配管436と、氷蓄熱ユニット44の第2冷媒ガス配管453と室外ユニット41の第2冷媒ガス配管423とを接続する第5冷媒連絡配管435とから構成されているともいえる。なお、室外ユニット41の冷媒液配管422と第3冷媒連絡配管437とは室外ユニット41の液側閉鎖弁433を介して、室外ユニット41の第1冷媒ガス配管421と第4冷媒連絡配管436とは室外ユニット41の第2ガス側閉鎖弁432を介して、室外ユニット41の第2冷媒ガス配管423と第5冷媒連絡配管435とは室外ユニット41の第1ガス側閉鎖弁431を介してそれぞれ接続されている。
Moreover, in this embodiment, the
なお、このように本実施形態にかかる空気調和装置4をユニット単位で見た場合、第1BL接続点BC1は室外ユニット41に属し、第2BL接続点BC2、第1HL接続点HC1、第2HL接続点HC2、第1IL接続点IC1、第2IL接続点IC2、GL接続点GCは氷蓄熱ユニット44に属する。
In addition, when the
(1)室内ユニット
室内ユニット47は、主に、室内熱交換器471、室内ファン(図示せず)、冷媒ガス配管481、および冷媒液配管482を有している。
(1) Indoor unit The
室内熱交換器471は、空調室内の空気である室内空気と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The
室内ファンは、ユニット47内に空調室内の空気を取り込み、室内熱交換器471を介して冷媒と熱交換した後の空気である調和空気を再び空調室内への送り出すためファンである。
The indoor fan is a fan for taking in air in the air-conditioned room into the
そして、この室内ユニット47は、このような構成を採用することによって、冷房運転時および氷蓄熱利用冷房運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器471を流れる液冷媒とを熱交換させて調和空気(冷気)を生成し、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、および暖房兼デフロスト運転時には室内ファンにより内部に取り込んだ室内空気と室内熱交換器471を流れるガス冷媒とを熱交換させて調和空気(暖気)を生成することが可能となっている。
By adopting such a configuration, the
(2)氷蓄熱ユニット
氷蓄熱ユニット44は、主に、蓄熱用熱交換器441、蓄熱水槽442、第2電動膨張弁EV2、モジュレータ443、キャピラリーチューブ464、第1開閉機構OC1、第2開閉機構OC2、第3開閉機構OC3、第4開閉機構OC4、第5開閉機構OC5、第1冷媒ガス配管451、第2冷媒ガス配管453、および冷媒液配管452を有している。
(2) Ice heat storage unit The ice
蓄熱用熱交換器441は、蓄熱水槽442に蓄えられている蓄熱用水と冷媒との間で熱交換をさせるための熱交換器である。
The heat
モジュレータ443は、余剰冷媒を貯留するための器である。この冷媒回路40には、暖房兼デフロスト運転時において室外熱交換器412に液冷媒が溜まるように冷媒が充填されている。このため、他の運転時においては冷媒が余剰となる。この余剰冷媒を貯留するのが本モジュレータ443の役目である。
The
第1開閉機構OC1は、開閉可能な第1電磁弁SV1および第1逆止弁461を有している。この第1開閉機構OC1では、第1電磁弁SV1と第1逆止弁461とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第1逆止弁461は、各ユニット41,44,47が接続された状態において第2ガス側閉鎖弁432から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The first opening / closing mechanism OC1 has a first electromagnetic valve SV1 and a
第2開閉機構OC2は、開閉可能な第2電磁弁SV2および第2逆止弁462を有している。この第2開閉機構OC2では、第2電磁弁SV2と第2逆止弁462とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第2電磁弁SV2は第1BL接続点BC1側に、第2逆止弁462は第2BL接続点BC2側に配置される。また、この第2逆止弁462は、各ユニット41,44,47が接続された状態において第1ガス側閉鎖弁431から第2BL接続点BC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The second opening / closing mechanism OC2 includes a second electromagnetic valve SV2 and a
第3開閉機構OC3は、開閉可能な第3電磁弁SV3および第3逆止弁463を有している。この第3開閉機構OC3では、第3電磁弁SV3と第3逆止弁463とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第3逆止弁463は、GL接続点GCから蓄熱用
熱交換器441に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The third opening / closing mechanism OC3 includes a third electromagnetic valve SV3 and a
第4開閉機構OC4は、開閉可能な第4電磁弁SV4および第4逆止弁464を有している。この第4開閉機構OC4では、第4電磁弁SV4と第4逆止弁464とが冷媒流れに対して直列に配置される。なお、この際、第4電磁弁SV4は第1IL接続点IC1側に、第4逆止弁464は第2IL接続点IC2側に配置される。また、この第4逆止弁464は、第1IL接続点IC1から第2IL接続点IC2に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The fourth opening / closing mechanism OC4 includes a fourth electromagnetic valve SV4 and a
第5開閉機構OC5は、開閉可能な第5電磁弁SV5および第5逆止弁465を有している。この第5開閉機構OC5では、第5電磁弁SV5と第5逆止弁465とが冷媒流れに対して並列に配置される。また、この第5逆止弁465は、第1HL接続点HC1から第1IL接続点IC1に向かう冷媒の流れのみを許容するように取り付けられている。
The fifth opening / closing mechanism OC5 includes a fifth electromagnetic valve SV5 and a
そして、この氷蓄熱ユニット44は、このような構成を採用することによって、氷蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器441を流れる液冷媒の冷熱を蓄熱用水に蓄積させ、氷蓄熱利用運転時には蓄熱用熱交換器441を流れるガス状または気液二相状態の冷媒にその冷熱を供給することによってそのガス状または気液二相状態の冷媒を凝縮させ、暖房兼温蓄熱運転時には蓄熱用熱交換器441を流れるガス冷媒の温熱を蓄熱用水に蓄積させ、また、暖房兼デフロスト運転時には蓄熱用熱交換器441を流れる液冷媒に蓄熱用水に蓄積される温熱を供給することによってその液冷媒を蒸発させることが可能となっている。なお、この蓄熱用水は、氷蓄熱運転時には液相から固相に相転移して液冷媒から供給される冷熱を主に潜熱として蓄積し、暖房兼温蓄熱運転時にはガス冷媒から供給される温熱を顕熱として蓄積する。
By adopting such a configuration, the ice
(3)室外ユニット
室外ユニット41は、主に、四路切換弁413、圧縮機411、室外熱交換器412、第1電動膨張弁EV1、第1冷媒ガス配管421、第2冷媒ガス配管423、および冷媒液配管422を有している。
(3) Outdoor unit The
圧縮機411は、吸入管425を流れる低圧のガス冷媒を吸入して圧縮した後、吐出管426に吐出するための機器である。本実施形態において、圧縮機411は、スクロール式やロータリ式等の容積式の圧縮機である。
The
四路切換弁413は、各運転に対応して、冷媒の流れ方向を切り換えるための弁であり、冷房運転時、氷蓄熱運転時、氷蓄熱利用冷房運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には圧縮機411の吐出管426と室外熱交換器412のガス側とを接続するとともに圧縮機411の吸入管425と第2ガス側閉鎖弁432とを接続し、暖房運転時および暖房兼温蓄熱運転時には圧縮機411の吐出管426と第2ガス側閉鎖弁432とを接続するとともに圧縮機411の吸入管425と室外熱交換器412のガス側とを接続することが可能である。
The four-
室外熱交換器412は、冷房運転時、氷蓄熱運転時、および氷蓄熱利用冷房運転時において、圧縮機411から吐出された高圧のガス冷媒を空調室外の空気を熱源として凝縮させることが可能であり、暖房運転時には室内熱交換器471から戻る液冷媒を、暖房兼温蓄熱運転時には室内熱交換器471および蓄熱用熱交換器441から戻る液冷媒を蒸発させることが可能である。
The
[空気調和装置の動作]
空気調和装置4の運転動作について、図10および図11を用いて説明する。この空気調和装置4は、上述したように冷房運転、氷蓄熱運転、氷蓄熱利用冷房運転、暖房運転、暖房兼温蓄熱運転、デフロスト運転、および暖房兼デフロスト運転を行うことが可能である。
[Operation of air conditioner]
The operation of the
(1)冷房運転
冷房運転時は、四路切換弁413が図10の実線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出管426が室外熱交換器412のガス側に接続され、かつ、圧縮機411の吸入管425が第2ガス側閉鎖弁432側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は過熱度制御(以下、SH制御という)され、第2電動膨張弁EV2は全開状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室内熱交換器471のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器471の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(1) Cooling operation During cooling operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、および第1HL接続点HC1を経由して室内熱交換器471に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁432、および四路切換弁413を経由して、再び、圧縮機411に吸入される。このようにして、冷房運転が行われる。
Then, this liquid refrigerant is sent to the first electric expansion valve EV1. The liquid refrigerant sent to the first electric expansion valve EV1 is depressurized and then the indoor heat exchanger via the liquid
(2)氷蓄熱運転
氷蓄熱運転時は、四路切換弁413が図10の実線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出管426が室外熱交換器412のガス側に接続され、かつ、圧縮機411の吸入管425が第2ガス側閉鎖弁432側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全開状態とされ、第2電動膨張弁EV2はSH制御される。なお、第2電動膨張弁EV2がSH制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、蓄熱用熱交換器441の第2IL接続点IC側における冷媒の温度から蓄熱用熱交換器441のモジュレータ443側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第4電磁弁SV4は、OFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(2) Ice heat storage operation During the ice heat storage operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412において凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、この液冷媒は、第1電動膨張弁EV1、液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、第1HL接続点HC1を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後にモジュレータ443を経由して蓄熱用熱交換器441に供給され、蓄熱用水を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。この際、蓄熱用水は、液相から固相に相転移し、液冷媒から供給される冷熱を主に潜熱として蓄積する。
The liquid refrigerant is sent to the second electric expansion valve EV2 via the first electric expansion valve EV1, the liquid
そして、そのガス冷媒は、第2IL接続点IC2、第3電磁弁SV3、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁432、および四路切換弁413を経由して、再び、圧縮機411に吸入される。このようにして、氷蓄熱運転が行われる。
Then, the gas refrigerant passes through the second IL connection point IC2, the third electromagnetic valve SV3, the second HL connection point HC2, the second gas
(3)氷蓄熱利用冷房運転
氷蓄熱利用冷房運転時は、四路切換弁413が図10の実線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出管426が室外熱交換器412のガス側に接続され、かつ、圧縮機411の吸入管425が第2ガス側閉鎖弁432側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は全開状態とされ、第2電動膨張弁EV2はSH制御される。なお、第2電動膨張弁EV2がSH制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、室内熱交換器471のガス側における冷媒の温度から室内熱交換器471の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第4電磁弁SV4はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はOFFされて閉状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(3) Cooling operation using ice heat storage During cooling operation using ice heat storage, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412において凝縮されて液状または気液二相の冷媒となる。
When the
そして、この液状または気液二相の冷媒は、第1電動膨張弁EV1、液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、第4開閉機構OC4、および第2IL接続点IC2を経由して蓄熱用熱交換器441に送られ、蓄熱用熱交換器441において蓄熱用水に蓄積された冷熱によりさらに低温の液冷媒または液冷媒となる。
The liquid or gas-liquid two-phase refrigerant is used for heat storage via the first electric expansion valve EV1, the liquid
そして、この液冷媒は、モジュレータ443を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1を経由して室内熱交換器471に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。
Then, the liquid refrigerant is sent to the second electric expansion valve EV2 via the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁432、および四路切換弁413を経由して、再び、圧縮機411に吸入される。このようにして、氷蓄熱利用冷房運転が行われる。
Then, the gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas side shut-off
(4)暖房運転
暖房運転時は、四路切換弁413が図10の破線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出側が第2ガス側閉鎖弁432に接続され、かつ、圧縮機411の吸入側が室外熱交換器412のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSH制御され、第2電動膨張弁EV2は全閉状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器412のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器412の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、第4電磁弁SV4、および第5電磁弁SV5は、OFFされて閉状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(4) Heating operation During the heating operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、第2ガス側閉鎖弁432、第2HL接続点HC2、第1逆止弁461、および第2BL接続点BC2を経由して、室内熱交換器471に供給され、室内熱交換器471において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この液冷媒は、第1HL接続点HC1、第5逆止弁465、第1IL接続点IC1、および液側閉鎖弁433を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412において蒸発されてガス冷媒となる。そのガス冷媒は、第1BL接続点BC1および四路切換弁413を経由して、吸入管425に戻り、再び、圧縮機411に吸入される。このようにして、暖房運転が行われる。
When the
(5)暖房兼温蓄熱運転
暖房兼温蓄熱運転時は、四路切換弁413が図10の破線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出側が第2ガス側閉鎖弁432に接続され、かつ、圧縮機411の吸入側が室外熱交換器412のガス側に接続された状態となっている。また、第1電動膨張弁EV1はSH制御され、第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。なお、第1電動膨張弁EV1がSH制御されると、第1電動膨張弁EV1の弁開度が、室外熱交換器412のガス側における冷媒の温度から室外熱交換器412の液側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、第4電磁弁SV4、および第5電磁弁SV5は、OFFされて閉状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(5) Heating / temperature storage operation At the time of heating / temperature storage operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、および第2ガス側閉鎖弁432を経由して第2HL接続点HC2に至る。そして、第2HL接続点HC2に至ったガス冷媒は、その後、第1逆止弁461および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器471に向かう経路である第1経路と、GC接続点GC、第3逆止弁463、および第2IL接続点IC2を経由して蓄熱用熱交換器441に向かう経路である第2経路とに分配される。
When the
第1経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器471において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the first path heats indoor air in the
一方、第2経路に分配されたガス冷媒は、蓄熱用熱交換器441において蓄熱用水を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となる。この際、蓄熱用水は、ガス冷媒から供給される温熱を顕熱として蓄積する。その後、その液冷媒は、モジュレータ443を経由して第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後に第1HL接続点HC1に送られる。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the second path heats the heat storage water in the heat
そして、室内熱交換器471から第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、第2電動膨張弁EV2を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点において合流した後、第5逆止弁465、第1IL接続点IC1、および液側閉鎖弁433を経由して第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412において蒸発されてガス冷媒となる。このガス冷媒は、第1BL接続点BC1、四路切換弁413を経由して、吸入管425に戻り、再び、圧縮機411に吸入される。
Then, the liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 from the
なお、この暖房兼温蓄熱運転は、主に、空気調和装置4の起動時に行われ、蓄熱水槽442に設けられている蓄熱用水の温度検出用の温度センサの値が所定の閾値以上になると自動的に暖房運転に切り換わるようになっている。
This heating / heat storage operation is mainly performed when the
(6)デフロスト運転
デフロスト運転時は、四路切換弁413が図10の実線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出管426が室外熱交換器412のガス側に接続され、かつ、圧縮機411の吸入管425が第2ガス側閉鎖弁432側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1および第2電動膨張弁EV2は所定の開度を維持する状態とされる。また、第1電磁弁SV1および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(6) Defrost operation During the defrost operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426、四路切換弁413、および第1BL接続点BC1を経由して室外熱交換器412に送られ、室外熱交換器412の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となる。
When the
そして、室外熱交換器412で凝縮された液冷媒は、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、第5電磁弁SV5、および第1HL接続点HC1を経由して室内熱交換器471に供給され、室内熱交換器471の周囲の空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。なお、この際、空調室内を積極的に冷房しないように、室内ファンは駆動しないように制御される。
Then, the liquid refrigerant condensed in the
そして、そのガス冷媒は、第2BL接続点BC2、第1電磁弁SV1、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁432、および四路切換弁413を経由して、再び、圧縮機411に吸入される。
Then, the gas refrigerant passes through the second BL connection point BC2, the first electromagnetic valve SV1, the second HL connection point HC2, the second gas side shut-off
なお、このデフロスト運転は、室外熱交換器412の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、室内熱交換器471に霜が付着しないように、暖房運転などとの間で間欠的に行われる。
The defrosting operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
(7)暖房兼デフロスト運転
暖房兼デフロスト運転時は、四路切換弁413が図10の実線で示される状態、すなわち、圧縮機411の吐出管426が室外熱交換器412のガス側に接続され、かつ、圧縮機411の吸入管425が第2ガス側閉鎖弁432側に接続された状態となる。また、第1電動膨張弁EV1は所定の開度を維持する状態とされ、第2電動膨張弁EV2はSH制御される。なお、第2電動膨張弁EV2がSH制御されると、第2電動膨張弁EV2の弁開度が、蓄熱用熱交換器441の第2IL接続点IC2側における冷媒の温度から蓄熱用熱交換器441のモジュレータ443側における冷媒の温度を引いた差分が一定の正の値(例えば、+5℃)となるように調節される。また、第1電磁弁SV1および第4電磁弁SV4はOFFされて閉状態とされ、第2電磁弁SV2、第3電磁弁SV3、および第5電磁弁SV5はONされて開状態とされる(図11参照)。そして、液側閉鎖弁433、第1ガス側閉鎖弁431、および第2ガス側閉鎖弁432は開状態とされる。
(7) Heating / Defrost Operation During the heating / defrost operation, the four-
この冷媒回路40の状態で、圧縮機411を起動すると、ガス冷媒が、圧縮機411に吸入されて圧縮された後、吐出管426および四路切換弁413を経由して第1BL接続点BC1に至る。そして、第1BL接続点BC1に至ったガス冷媒は、その後、第1ガス側閉鎖弁431、第2切換機構OC2、および第2BL接続点BC2を経由して室内熱交換器471に向かう経路である第3経路と、室外熱交換器412に向かう経路である第4経路とに分配される。
When the
第3経路に分配されたガス冷媒は、室内熱交換器471において室内空気を加熱するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1HL接続点HC1に至る。
The gas refrigerant distributed to the third path heats the indoor air in the
一方、第4経路に分配されたガス冷媒は、室外熱交換器412の外表面に付着している霜を融解するとともに凝縮されて液冷媒となり、第1電動膨張弁EV1に送られる。第1電動膨張弁EV1に送られた液冷媒は、減圧された後に液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、および第5電磁弁SV5を経由して第1HL接続点HC1に至る。
On the other hand, the gas refrigerant distributed to the fourth path melts frost adhering to the outer surface of the
そして、室内熱交換器471から第1HL接続点HC1に至った液冷媒と、液側閉鎖弁433、第1IL接続点IC1、および第5電磁弁SV5を経由して第1HL接続点HC1に至った液冷媒とは、第1HL接続点HC1において合流した後、第2電動膨張弁EV2に送られる。第2電動膨張弁EV2に送られた液冷媒は、減圧された後にモジュレータ443を経由して蓄熱用熱交換器441に送られ、蓄熱用熱交換器441において温熱を蓄積している蓄熱用水によって蒸発されてガス冷媒となる。その後、そのガス冷媒は、第1IL接続点IC1、第3電磁弁SV3、GL接続点GC、第2HL接続点HC2、第2ガス側閉鎖弁432、および四路切換弁413を経由して、吸入管425に戻り、再び、圧縮機411に吸入される。
Then, the liquid refrigerant that has reached the first HL connection point HC1 from the
なお、この暖房兼デフロスト運転は、室外熱交換器412の外表面の温度や外気温などのパラメータに基づいて切り換わるようなっている。また、このデフロスト運転は、所定時間(例えば、10分間)継続して行われる。
The heating / defrost operation is switched based on parameters such as the temperature of the outer surface of the
[空気調和装置の特徴]
(1)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、冷媒回路40にバイパスライン4bが設けられており、圧縮機411から吐出された高温の冷媒が、室外熱交換器412と室内熱交換器471との両方に供給され、室外熱交換器412と室内熱交換器471との両方が凝縮器として機能する状態をつくり出すことができる。このため、この空気調和装置4では、室外熱交換器412の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行う暖房兼デフロスト運転を実現することができる。
[Characteristics of air conditioner]
(1)
In the
(2)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、冷媒回路40に、暖房兼デフロスト運転において室外熱交換器412に液状冷媒が溜まるように冷媒が充填される。このため、この空気調和装置4では、暖房兼デフロスト運転において、室内熱交換器471へ流れる吐出冷媒の凝縮温度および凝縮圧力の低下を抑えることができ、暖房兼デフロスト運転における室内熱交換器471の暖房能力の低下を抑えることができる。
(2)
In the
(3)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器471から流出した冷媒と室外熱交換器412から流出した冷媒とが合流して蓄熱用熱交換器441を通って圧縮機411に吸入される。このため、この空気調和装置4では、暖房兼デフロスト状態において、室内熱交換器471から流出した冷媒と室外熱交換器412から流出した冷媒とを蓄熱用熱交換器441で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置4では、冷媒回路40の構成をシンプルにすることができる。
(3)
In the
(4)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、暖房兼温蓄熱状態において、圧縮機411から吐出されたガス冷媒が室内熱交換器471と蓄熱用熱交換器441とに分配される。このため、この空気調和装置4では、暖房運転を行うと同時に蓄熱材に温熱を蓄積させることができる。したがって、この空気調和装置4では、室内の暖房を継続的に行うことができる。
(4)
In the
(5)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器471から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器441から流出した冷媒とが合流して室外熱交換器412を通って圧縮機411に吸入される。このため、この空気調和装置4では、暖房兼温蓄熱状態において、室内熱交換器471から流出した冷媒と蓄熱用熱交換器441から流出した冷媒とを室外熱交換器412で一括して蒸発させることができる。したがって、この空気調和装置4では、冷媒回路40の構成をシンプルにすることができる。
(5)
In the
(6)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、冷媒回路40が、四路切換弁413および第1電磁弁SV1を有する。このため、この空気調和装置4では、暖房兼温蓄熱運転と暖房兼デフロスト運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(6)
In the
(7)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、冷媒回路40が、第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2により冷房運転にも切換可能であり、第2電磁弁SV2を有する。このため、この空気調和装置4では、暖房兼デフロスト運転と冷房運転との間で冷媒の流れを適切に制御することができる。
(7)
In the
(8)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、モジュレータ443が、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留する。このため、空気調和装置4では、暖房兼デフロスト運転において十分な暖房能力を確保するとともに他の運転において正常な稼働を保証することができる。
(8)
In the
(9)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、暖房兼デフロスト運転以外の運転時に発生する余剰冷媒を貯留するためにモジュレータ443が採用されている。このため、空気調和装置4では、余剰冷媒を主冷媒回路4aから完全に排除することができる。したがって、この空気調和装置4は、主冷媒回路4aに冷媒が主に流れる冷房運転や暖房運転において適切な稼働を行うことができる。
(9)
In the
(10)
第4実施形態に係る空気調和装置4では、蓄熱ユニットとして氷蓄熱ユニット44が採用されているため、氷蓄熱運転および氷蓄熱利用冷房運転を行うことができる。このため、この空気調和装置4では、夏季など、冷房運転が必要となる環境において、電力ピークを調節することができる。
(10)
In the
[変形例]
(A)
第4実施形態に係る空気調和装置4の主冷媒回路4aに配置される第1開閉機構OC1は、第1実施形態の変形例(A)に示されるように、双方向電磁弁に置換されてもかまわない。また、第3開閉機構OC3および第5開閉機構OC5についても、同様に双方向電磁弁に置換されてもかまわない。
[Modification]
(A)
The first opening / closing mechanism OC1 arranged in the main
(B)
第4実施形態に係る空気調和装置4の主冷媒回路4aに配置される第1開閉機構OC1および第2開閉機構OC2は、第1実施形態の変形例(B)に示されるように、四路切換弁およびキャピラリーチューブに置換されてもかまわない。
(B)
The first opening / closing mechanism OC1 and the second opening / closing mechanism OC2 arranged in the main
(C)
第4実施形態に係る空気調和装置4に代えて、図12に示されるような空気調和装置4Aを採用しても本発明の作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
(C)
Even if the
第4実施形態に係る空気調和装置4では、冷媒回路40を構成する主冷媒回路4aにおいて第1HL接続点HC1と第1IL接続点IC1との間に第5開閉機構OC5が配置され、冷媒回路40を構成する利用ライン4Adにおいて第4開閉機構OC4が配置された。これに対し、本変形例に係る空気調和装置4Aでは、主冷媒回路4Aaと利用ライン4dとの接続点に四路切換弁444およびキャピラリーチューブ445が配置される。なお、この四路切換弁444およびキャピラリーチューブ445は、氷蓄熱ユニット44Aに属することとなる。また、この冷媒回路40Aにおいて、四路切換弁444は、冷房運転時、氷蓄熱運転時、暖房運転時、暖房兼温蓄熱運転時、デフロスト運転時、および暖房兼デフロスト運転時には図12の実線で示される状態にされ、氷蓄熱利用冷房運転時には図12の破線で示される状態にされる。
In the
本発明に係る空気調和装置は、蓄熱利用デフロスト状態において、熱源側熱交換器の外表面に付着している霜を除去すると同時に暖房運転を行うことができるという特徴のみらならず、蓄熱利用デフロスト状態において十分な暖房能力を確保するとともに暖房兼蓄熱状態において正常な稼働を保証することができるという特徴を有し、冬季などにおいて気温が氷点下となるような寒冷地向けの空気調和装置として有用である。 The air conditioner according to the present invention is not only characterized in that it can perform heating operation at the same time that it removes frost adhering to the outer surface of the heat source side heat exchanger in the defrost state using heat storage, but also uses the defrost using heat storage. It has the characteristics of ensuring sufficient heating capacity in the state and guaranteeing normal operation in the heating and heat storage state, and is useful as an air conditioner for cold regions where the temperature is below freezing in winter etc. is there.
1,1A,1B,2,2A,3A,4,4A 空気調和装置
1b,1Bb,2b,3b,30b,4b バイパスライン(第1分岐配管)
10,10A,10B,20,20A,30A,40,40A 冷媒回路
111,211,311,411 圧縮機
112,212,312,412 室外熱交換器(熱源側熱交換器)
113,213,313,413 四路切換弁(第1制御弁)
114,214 気液分離器(冷媒貯留器)
141,241,341,441 蓄熱用熱交換器
143 四路切換弁(第2制御弁、第3制御弁)
171,271,371,471 室内熱交換器(利用側熱交換器)
343,443 モジュレータ(冷媒貯留器)
EV2 第2電動膨張弁(減圧機構)
SV1,SV1A 第1電磁弁(第2制御弁)
SV2 第2電磁弁(第3制御弁)
1, 1A, 1B, 2, 2A, 3A, 4,
10, 10A, 10B, 20, 20A, 30A, 40,
113, 213, 313, 413 Four-way switching valve (first control valve)
114, 214 Gas-liquid separator (refrigerant reservoir)
141, 241, 341, 441 Heat
171 271 371 471 Indoor heat exchanger (use side heat exchanger)
343,443 Modulator (refrigerant reservoir)
EV2 Second electric expansion valve (pressure reduction mechanism)
SV1, SV1A First solenoid valve (second control valve)
SV2 Second solenoid valve (third control valve)
Claims (11)
熱源側熱交換器(112,212,312,412)と、
利用側熱交換器(171,271,371,471)と、
蓄熱材と熱交換を行う蓄熱用熱交換器(141,241,341,441)と、
前記利用側熱交換器および前記蓄熱用熱交換器を凝縮器として機能させ前記熱源側熱交換器を蒸発器として機能させる暖房兼蓄熱状態と、前記熱源側熱交換器を凝縮器として機能させ前記蓄熱用熱交換器を蒸発器として機能させる蓄熱利用デフロスト状態とを切換可能である切換機構と、
前記圧縮機と前記熱源側熱交換器とを配管接続するための冷媒配管から分岐し、前記蓄熱利用デフロスト状態において、前記圧縮機から吐出される冷媒の一部を前記利用側熱交換器に導いて、前記利用側熱交換器を凝縮器として機能させるための第1分岐配管(1b,1Bb,2b,3b,30b,4b)と、
冷媒貯留器(114,214,343,443)と、
を有する冷媒回路(10,10A,10B,20,20A,30A,40,40A)を備える、空気調和装置(1,1A,1B,2,2A,3A,4,4A)。 Compressors (111, 211, 311, 411);
A heat source side heat exchanger (112, 212, 312, 412);
Utilization side heat exchangers (171, 271, 371, 471);
A heat storage heat exchanger (141, 241, 341, 441) for exchanging heat with the heat storage material;
A heating and heat storage state in which the use side heat exchanger and the heat storage heat exchanger function as a condenser and the heat source side heat exchanger functions as an evaporator, and the heat source side heat exchanger functions as a condenser. A switching mechanism capable of switching between a defrost state using heat storage that causes the heat exchanger for heat storage to function as an evaporator,
The refrigerant is branched from a refrigerant pipe for pipe connection between the compressor and the heat source side heat exchanger, and a part of the refrigerant discharged from the compressor is led to the usage side heat exchanger in the heat storage utilization defrost state. A first branch pipe (1b, 1Bb, 2b, 3b, 30b, 4b) for causing the use side heat exchanger to function as a condenser ;
A refrigerant reservoir (114, 214, 343, 443);
An air conditioner (1, 1A, 1B, 2, 2A, 3A, 4, 4A) including a refrigerant circuit (10, 10A, 10B, 20, 20A, 30A, 40, 40A) having
請求項1に記載の空気調和装置。 The refrigerant reservoir is capable of storing a refrigerant amount that is a difference between a refrigerant amount required in the heat storage defrost state and a refrigerant amount required in the heating and heat storage state.
The air conditioning apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の空気調和装置。 In the heat storage defrost state, the refrigerant flowing out of the use side heat exchanger and the refrigerant flowing out of the heat source side heat exchanger merge and are sucked into the compressor through the heat storage heat exchanger.
The air conditioning apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の空気調和装置。 In the heating and heat storage state, a discharge refrigerant that is a refrigerant discharged from the compressor is distributed to the use side heat exchanger and the heat storage heat exchanger.
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の空気調和装置。 In the heating and heat storage state, the refrigerant that has flowed out of the use side heat exchanger and the refrigerant that has flowed out of the heat storage heat exchanger merge and are sucked into the compressor through the heat source side heat exchanger.
The air conditioning apparatus according to claim 4.
請求項1から5のいずれかに記載の空気調和装置。 The switching mechanism includes a first control valve (113, 213, 313, 413) for preventing the discharged refrigerant from directly flowing into the heat source side heat exchanger in the heating and heat storage state, and the heat storage use defrost state. A second control valve (143, SV1, SV1A) for preventing the discharged refrigerant from directly flowing into the heat storage heat exchanger.
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から7のいずれかに記載の空気調和装置。 The switching mechanism can be switched to a cooling state in which the heat source side heat exchanger functions as a condenser and the use side heat exchanger functions as an evaporator, and in the cooling state, the discharged refrigerant is in the first branch. A third for preventing the discharged refrigerant from flowing into the utilization side heat exchanger through the piping and allowing the discharged refrigerant to flow into the utilization side heat exchanger through the first branch piping in the heat storage utilization defrost state; A control valve (143, SV2);
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 7 .
前記冷媒貯留器は、前記蓄熱利用デフロスト状態において必要となる冷媒量と前記冷房状態において必要となる冷媒量との差の冷媒量を貯留可能である、
請求項1から8のいずれかに記載の空気調和装置。 The switching mechanism can be switched to a cooling state in which the heat source side heat exchanger functions as a condenser and the use side heat exchanger functions as an evaporator,
The refrigerant reservoir is capable of storing a refrigerant amount that is a difference between a refrigerant amount required in the heat storage defrost state and a refrigerant amount required in the cooling state.
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 8 .
請求項1から9のいずれかに記載の空気調和装置。 The refrigerant reservoir (114, 214) is a gas-liquid separator provided on the suction side of the compressor,
The air conditioning apparatus according to any one of claims 1 to 9 .
前記冷媒貯留器(343,443)は、前記減圧機構と前記蓄熱用熱交換器との間に配置され、前記減圧機構と前記蓄熱用熱交換器とに配管接続される、
請求項9に記載の空気調和装置。 The refrigerant circuit is provided in a second branch pipe branched from a liquid pipe connecting the heat source side heat exchanger and the use side heat exchanger, and is provided in the second branch pipe, and the second in the heat storage use defrost state. A decompression mechanism (EV2) capable of decompressing the refrigerant flowing through the branch pipe;
The refrigerant reservoir (343, 443) is disposed between the decompression mechanism and the heat storage heat exchanger, and is piped to the decompression mechanism and the heat storage heat exchanger.
The air conditioning apparatus according to claim 9 .
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