JP5784117B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。
空気調和装置には、ビル用マルチエアコンなどのように、熱源機(室外機)が建物外に配置され、室内機が建物の室内に配置されたものがある。このような空気調和装置の冷媒回路を循環する冷媒は、室内機の熱交換器に供給される空気に放熱(吸熱)して、当該空気を加熱又は冷却する。そして、加熱又は冷却された空気が、空調対象空間に送り込まれて暖房又は冷房が行われるようになっている。
このような空気調和装置に使用される熱源側冷媒としては、たとえばHFC(ハイドロフルオロカーボン)系冷媒が多く採用されている。また、熱源側冷媒としては、二酸化炭素(CO2 )等の自然冷媒を使うものも提案されている。
また、建物外に配置した熱源機にて、冷熱または温熱を生成するチラーと呼ばれる空気調和装置が各種提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術は、室外機内に配置した熱交換器で水、不凍液などを加熱、又は冷却し、これを室内機であるファンコイルユニット、パネルヒーターなどに搬送して暖房、又は冷房を行うものであ
また、排熱回収型チラーと呼ばれる、熱源機と室内機の間に4本の水配管を接続した空気調和装置も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に記載の技術は、加熱、又は冷却された水等を室内機に同時に供給し、室内機において冷房または暖房を自由に選択できるものである。
また、1次冷媒と2次冷媒とが熱交換する熱交換器が、各室内機の近傍に配置された空気調和装置が提案されている(たとえば、特許文献3参照)
また、室外機で加熱、又は冷却された熱源側冷媒を、分岐ユニット内に搭載された熱交換器に供給し、その供給された熱源側冷媒の温熱、又は冷熱を該熱交換器を介して熱媒体に伝達させるようにした空気調和装置が提案されている(たとえば、特許文献4参照)。特許文献4に記載の技術は、室外機と分岐ユニット間とが2本の配管で接続されている。
また、ビル用マルチエアコンなどの空気調和装置において、室外機から中継器まで冷媒を循環させ、中継器から室内機まで水等の熱媒体を循環させることにより、室内機に水等の熱媒体を循環させながら、熱媒体の搬送動力を低減させる空気調和装置が提案されている(たとえば、特許文献5参照)。
特開2005−140444号公報(たとえば、第4頁、図1等) 特開平5−280818号公報(たとえば、第4、5頁、図1等) 特開2001−289465号公報(たとえば、第5〜8頁、図1、図2等) 特開2003−343936号公報(たとえば、第5頁、図1) WO10/049998号公報(たとえば、第3頁、図1等)
特許文献1〜5に記載の技術では、空調運転を一時的に停止している状態から再開する際、或いは、暖房運転と冷房運転との切り替えの際において、熱源側冷媒によって熱媒体を加熱、又は冷却し、室内機側に搬送する必要がある。また、特許文献1〜5に記載の技術では、圧縮機から吐出された高温の冷媒の熱を利用して熱媒体配管内の熱媒体の凍結を抑制する凍結緩和モードにおいても、熱源側冷媒によって熱媒体を加熱し室内機側に搬送する必要がある。
このように、利用側の熱交換器を所定の温度に加熱、又は冷却するには、熱媒体を所定の温度へ加熱、又は冷却するための仕事を行う時間が必要となってくる。
また、熱媒体を所定の温度へ加熱又は冷却を行うのに要する時間は、熱媒体の総量により左右される。そのため、ビル用マルチエアコンのように熱媒体の総量が大きい場合には、熱媒体を所定の温度に加熱、又は冷却するための時間が長くなってしまう。
つまり、特許文献1〜5に記載の技術では、冷房運転、又は暖房運転の再開、暖房運転と冷房運転との切り替え、及び凍結緩和モードの実行に時間がかかってしまっていた。
特許文献1、2に記載の技術は、建物外の熱源機において熱媒体を加熱または冷却し、室内機側に搬送するものである。つまり、熱源機と室内機とを熱媒体配管で接続するので、その分循環経路が長くなる。ここで、熱媒体は熱源側冷媒と比較すると、所定の加熱、又は冷却の仕事をする熱を搬送しようとすると、搬送動力などによるエネルギーの消費量が大きい。したがって、特許文献1、2に記載の技術は、熱媒体の循環経路が長い分、搬送動力が非常に大きくなってしまっていた。
特許文献2に記載の技術は、複数の室内機を有し、これらの室内機ごとに冷房、又は暖房を選択可能とするために、室外側から室内側までが4本の配管で接続されたものである。また、特許文献4に記載の技術は、分岐ユニットと延長配管との接続が冷房2本、暖房2本の合計4本の配管でなされているため、結果的に室外機と分岐ユニットとが4本の配管で接続されているシステムと類似の構成を有するものである。
このように、特許文献2、4に記載の技術は、室外側から室内側まで4本の配管を接続しなければならず、工事性が悪いものとなっていた。
特許文献3記載の技術は、熱媒体を搬送するためのポンプを室内機ごとに個別に搭載されているものである。これにより、特許文献3に記載の技術は、ポンプの台数の分だけ高価なシステムとなるだけでなく、騒音も大きいものとなり、実用的なものではなかった。
加えて、冷媒が流れる熱交換器が室内機の近傍に配置されているので、冷媒が室内、又は室内の近傍で漏れる可能性があった。
特許文献4に記載の技術は、熱交換後の1次冷媒が熱交換前の1次冷媒と同じ流路に流入しているため、複数の室内機を接続した場合に、各室内機にて最大能力を発揮することができず、エネルギー的に無駄な構成となっていた。
特許文献5に記載の技術は、単一冷媒または擬似共沸冷媒を冷媒として用いる場合は問題ないが、非共沸混合冷媒を冷媒として用いる場合は、冷媒−熱媒体間熱交換器を蒸発器として用いる際に、冷媒の飽和液温度と飽和ガス温度との温度勾配のために、水などの熱媒体が凍結に至ってしまう可能性があった。このことから、空気調和装置において、循環する熱媒体の温度をうまく制御することができれば省エネルギー化を図れることがわかる。
本発明は、上記のような課題の少なくとも1つを解決するためになされたもので、一時的に停止している空調運転の再開、暖房運転と冷房運転の切り替わり、及び凍結緩和モードの実行のうちの少なくとも1つに要する時間を短縮する空気調和装置を提供することを目的としている。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、第1冷媒流路切替装置、複数の熱媒体間熱交換器、第1絞り装置、及び熱源側熱交換器を有し、これらの間を冷媒が循環して冷凍サイクルを構成する冷媒循環回路と、複数の熱媒体間熱交換器、ポンプ、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらの間を熱媒体が循環する熱媒体循環回路とを有する空気調和装置であって、熱媒体循環回路に接続され、熱媒体を貯留する熱媒体蓄熱部と、冷媒循環回路に接続され、供給された熱源側冷媒によって熱媒体蓄熱部内の熱媒体を加熱又は冷却する蓄熱部内熱交換器とを有し、暖房運転が要求された利用側熱交換器に、熱媒体蓄熱部で加熱され、熱媒体蓄熱部に貯留されている加熱蓄熱された熱媒体を搬送し、又は、冷房運転が要求された利用側熱交換器に、熱媒体蓄熱部で冷却され、熱媒体蓄熱部に貯留されている冷却蓄熱された熱媒体を搬送し、熱媒体蓄熱部内の熱媒体の蓄熱中には、熱源側冷媒が、熱媒体間熱交換器を経由せず、蓄熱部内熱交換器を経由して冷媒循環回路を循環するようにし、熱媒体が、熱媒体蓄熱部を経由して熱媒体循環回路を循環するようにした
本発明に係る空気調和装置によれば、蓄熱部内熱交換器に熱源側冷媒を供給し、熱媒体蓄熱部に貯留される熱媒体を加熱蓄熱又は冷却蓄熱する。そして、空気調和装置は、空調運転の再開に先だって、この加熱蓄熱又は冷却蓄熱された熱媒体を利用側熱交換器に搬送するので、空調運転の再開、暖房運転と冷房運転の切り替わり、及び凍結緩和モードの実行のうちの少なくとも1つに要する時間を短縮することができる。
本発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る空気調和装置における冷媒回路構成の一例を示すものである。 図2に示す空気調和装置の暖房蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図2に示す空気調和装置の暖房蓄熱分放熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図2に示す空気調和装置の冷房蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図2に示す空気調和装置の冷房蓄熱分放熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図2に示す空気調和装置の冷房運転継続蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図2に示す空気調和装置の暖房運転継続蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 中継ユニット及び利用側熱交換器以外を占める熱媒体の総量を増加させた際に、所定温度まで熱媒体の温度が低下するまでの時間を説明するグラフである。 図2に示す熱媒体配管に対する熱媒体蓄熱槽の接続位置の別の例を示す冷媒回路図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態.
図1は、実施の形態に係る空気調和装置100の設置例を示す概略図である。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、室内空間が設定温度に達すると、室内ユニット3に設けられた利用側熱交換器35への熱媒体の供給を停止させる(サーモOFF)。また、空気調和装置100は、室内空間が設定温度に達していなくとも、ユーザーからの指示があれば、室内ユニット3に設けられた利用側熱交換器35への熱媒体の供給を停止させるだけでなく、利用側熱交換器35に付設されるファンの運転も停止させる(停止モード)。このように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、室内空間が設定温度に達するとサーモOFFを実行して室内空間の温度を調整し、また、ユーザーから運転停止の指示を受け取ると停止モードを実行する。
空気調和装置100は、サーモOFF状態や停止モードから、再び空調運転(暖房運転、冷房運転など)を開始する際の立ち上がり時間を短縮する機能を有するものである。
空気調和装置100は、熱源側冷媒を循環させる冷凍サイクルである冷媒循環回路A及び熱媒体を循環させる熱媒体循環回路Bを有しており、各室内ユニット3が冷房運転、暖房運転を選択できるものである。ここで、室内ユニット3の全てが冷房運転を実行するモードを全冷房運転モード、室内ユニット3の全てが暖房運転を実行するモードを全暖房運転モード、冷房運転と暖房運転を実行する室内ユニット3が混在するモードを冷暖房混在運転モードと呼ぶものとする。なお、冷暖房混在運転モードには、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。
図1に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、室外ユニット(熱源機)1と、複数台の室内ユニット3と、室外ユニット1と室内ユニット3との間に介在する1台の中継ユニット2と、を有している。中継ユニット2は、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外ユニット1と中継ユニット2とは、熱源側冷媒が流れる冷媒配管4で接続されている。中継ユニット2と室内ユニット3とは、熱媒体が流れる熱媒体配管5で接続されている。そして、室外ユニット1で生成された冷熱あるいは温熱は、中継ユニット2を介して室内ユニット3に配送されるようになっている。
室外ユニット1は、通常、ビルなどの建物9の外の空間(たとえば、屋上など)である室外空間6に配置され、中継ユニット2を介して室内ユニット3に冷熱または温熱を供給するものである。
中継ユニット2は、室外ユニット1で生成される温熱又は冷熱を、室内ユニット3に伝達するものである。この中継ユニット2は、室外ユニット1及び室内ユニット3とは別筐体として、室外空間6及び室内空間7とは別の位置に設置できるように構成されている。また、中継ユニット2は、冷媒配管4を介して室外ユニット1に接続され、また、熱媒体配管5を介して室内ユニット3に接続されている。
室内ユニット3は、建物9の内部の空間(たとえば、居室など)である室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間7に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。図1では、室内ユニット3が天井埋込型であるものを図示しているが、これに限定されるものではない。
熱媒体蓄熱槽装置15(図2参照)は、室外ユニット1で生成される温熱又は冷熱を蓄熱可能なものである。熱媒体蓄熱槽装置15が設置される位置は、特に限定されるものではないが、たとえば空間8などに設置されているとよい。熱媒体蓄熱槽装置15は、冷媒配管62a〜62cを介して中継ユニットの冷媒配管4に接続されている。また、熱媒体蓄熱槽装置15は、熱媒体配管61a〜61dを介して中継ユニットの熱媒体配管5に接続されている。
熱源側冷媒は、室外ユニット1から中継ユニット2に冷媒配管4を通して搬送される。搬送された熱源側冷媒は、中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器(後述)にて熱媒体と熱交換を行ない、熱媒体を加熱又は冷却する。つまり、熱媒体は、熱媒体間熱交換器で加熱又は冷却されて温水又は冷水となる。中継ユニット2にて作られた温水又は冷水は、熱媒体搬送装置(後述)にて、熱媒体配管5を介して室内ユニット3へ搬送され、室内ユニット3にて室内空間7に対する暖房運転又は冷房運転に供される。
熱源側冷媒としては、たとえばR−22、R−134aなどの単一冷媒、R−410A、R−404Aなどの擬似共沸混合冷媒、R−407Cなどの非共沸混合冷媒、化学式内に二重結合を含む、CF3 、CF=CH2 などの地球温暖化係数が比較的小さい値とされている冷媒やその混合物、あるいはCO2 やプロパンなどの自然冷媒を用いることができる。
一方、熱媒体としては、たとえば水、不凍液、水と不凍液の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液などを用いることができる。なお、本実施の形態に係る空気調和装置100は、熱媒体として水が採用されているものとして説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置100は、室外ユニット1と中継ユニット2とが2本の冷媒配管4を用いて、中継ユニット2と各室内ユニット3とが2本の熱媒体配管5を用いて、それぞれ接続されている。このように、空気調和装置100では、2本の配管(冷媒配管4、熱媒体配管5)を用いて各ユニット(室外ユニット1、中継ユニット2及び室内ユニット3)を接続することにより、施工が容易となっている。
なお、図1においては、中継ユニット2が、建物9の内部ではあるが室内空間7とは別の空間である天井裏などの空間(以下、単に空間8と称する)に設置されている状態を例に示している。中継ユニット2は、その他、エレベーターなどがある共用空間などに設置することも可能である。また、図1においては、室内ユニット3が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定されるものではなく、天井埋込型や天井吊下式など、室内空間7に直接またはダクトなどにより、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。
図1においては、室外ユニット1が室外空間6に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外ユニット1は、換気口付の機械室などの囲まれた空間に設置してもよく、排気ダクトで廃熱を建物9の外に排気することができるのであれば建物9の内部に設置してもよく、あるいは、水冷式の室外ユニット1を用いる場合にも建物9の内部に設置するようにしてもよい。このような場所に室外ユニット1を設置するとしても、特段の問題が発生することはない。
また、中継ユニット2は、室外ユニット1の近傍に設置してもよい。ただし、このように中継ユニット2を室外ユニット1の近傍に設置する場合には、中継ユニット2から室内ユニット3までを接続する熱媒体配管5の長さについて留意するとよい。これは、中継ユニット2から室内ユニット3までの距離が長くなると、その分熱媒体の搬送動力が大きくなり、省エネルギー化の効果は薄れるためである。
さらに、室外ユニット1、中継ユニット2及び室内ユニット3の接続台数は、図1に図示される台数に限定されるものではなく、空気調和装置100が設置される建物9に応じて台数を決定すればよい。
室外ユニット1台に対して複数台の中継ユニット2を接続する場合、その複数台の中継ユニット2をビルなどの建物における共用スペースまたは天井裏などのスペースに点在して設置することができる。そうすることにより、各中継ユニット2内の熱媒体間熱交換器で空調負荷を賄うことができる。また、室内ユニット3を、各中継ユニット2内における熱媒体搬送装置の搬送許容範囲内の距離または高さに設置することが可能であり、ビルなどの建物全体へ対しての配置が可能となる。
図2は、実施の形態に係る空気調和装置100における冷媒回路構成の一例を示すものである。図2に示すように、室外ユニット1と中継ユニット2とが、中継ユニット2に備えられている熱媒体間熱交換器25a、25bを介して冷媒配管4で接続されている。また、中継ユニット2と室内ユニット3とが、熱媒体間熱交換器25a、25bを介して熱媒体配管5で接続されている。さらに、中継ユニット2と熱媒体蓄熱槽装置15とが、蓄熱槽内熱交換器25cを介して冷媒配管62a〜62cで接続されている。
つまり、熱媒体間熱交換器25a、25bは、冷媒配管4を介して供給される熱源側冷媒と、熱媒体配管5を介して供給される熱媒体とを熱交換させるものである。また、蓄熱槽内熱交換器25cは、冷媒配管62a〜62cを介して供給される熱源側冷媒と、後述の熱媒体蓄熱槽60内の熱媒体とを熱交換させるものである。
なお、冷媒配管4、熱媒体配管5、及び冷媒配管62a〜62cについては、後述するものとする。
[室外ユニット1]
室外ユニット1には、圧縮機10と、四方弁などの第1冷媒流路切替装置11と、熱源側熱交換器12と、アキュムレーター19とが冷媒配管4で接続されて搭載されている。また、室外ユニット1には、第1接続配管4a、第2接続配管4b、及び逆止弁13a〜13dが設けられている。第1接続配管4a、第2接続配管4b、及び逆止弁13a〜13dが設けられることで、空気調和装置100は、暖房運転モードや冷房運転モードに関わらず、室外ユニット1から中継ユニット2に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができるようになっている。
圧縮機10は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にして冷媒循環回路Aに搬送するものである。この圧縮機10は、吐出側が第1冷媒流路切替装置11に接続され、吸入側がアキュムレーター19に接続されている。圧縮機10は、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機などで構成するとよい。
第1冷媒流路切替装置11は、全暖房運転モード時及び冷暖房混在運転モードの暖房主体運転モード時において、圧縮機10の吐出側と逆止弁13d、及び熱源側熱交換器12とアキュムレーター19の吸入側を接続するようにするものである。また、第1冷媒流路切替装置11は、冷房運転モード時及び冷暖房混在運転モードの冷房主体運転モード時において、圧縮機10の吐出側と熱源側熱交換器12、及び逆止弁13cとアキュムレーター19の吸入側を接続するようにするものである。
熱源側熱交換器12は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器(または放熱器)として機能し、図示省略のファンなどの送風機から供給される空気の流体と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。この熱源側熱交換器12は、暖房運転モード時において、一方が逆止弁13bに接続され、他方がアキュムレーター19の吸入側に接続される。また、熱源側熱交換器12は、冷房運転モード時において、一方が圧縮機10の吐出側に接続され、他方が逆止弁13aに接続される。熱源側熱交換器12は、たとえば冷媒配管を流れる冷媒とフィンを通過する空気との間で熱交換ができるようなプレートフィンアンドチューブ型熱交換器で構成するとよい。
アキュムレーター19は、暖房運転モード時と冷房運転モード時の違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化(たとえば、室内ユニット3の運転台数の変化)に対する余剰冷媒を蓄えるものである。このアキュムレーター19は、暖房運転モード時において、吸入側が熱源側熱交換器12に接続され、吐出側が圧縮機10の吸入側に接続される。また、アキュムレーター19は、冷房運転モード時において、吸入側が逆止弁13cに接続され、吐出側が圧縮機10の吸入側に接続される。
逆止弁13cは、中継ユニット2と第1冷媒流路切替装置11との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(中継ユニット2から室外ユニット1への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。
逆止弁13aは、熱源側熱交換器12と中継ユニット2との間における冷媒配管4に設けられ、所定の方向(室外ユニット1から中継ユニット2への方向)のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。
逆止弁13dは、第1接続配管4aに設けられ、暖房運転時において圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を中継ユニット2に流通させるものである。
逆止弁13bは、第2接続配管4bに設けられ、暖房運転時において中継ユニット2から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機10の吸入側に流通させるものである。
第1接続配管4aは、室外ユニット1内において、第1冷媒流路切替装置11と逆止弁13cとの間における冷媒配管4と、逆止弁13aと中継ユニット2との間における冷媒配管4と、を接続するものである。第2接続配管4bは、室外ユニット1内において、逆止弁13cと中継ユニット2との間における冷媒配管4と、熱源側熱交換器12と逆止弁13aとの間における冷媒配管4と、を接続するものである。なお、図2では、第1接続配管4a、第2接続配管4b、逆止弁13a、逆止弁13b、逆止弁13c、及び、逆止弁13dを設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。
[室内ユニット3]
室内ユニット3には、利用側熱交換器35a〜35d(単に利用側熱交換器35とも称することもある)が備えられている。この利用側熱交換器35は、熱媒体配管5を介して熱媒体流量調整装置34a〜34d(単に熱媒体流量調整装置34とも称することもある)と、熱媒体配管5を介して第2熱媒体流路切替装置33a〜33d(単に、第2熱媒体流路切替装置33とも称することもある)に接続されている。この利用側熱交換器35は、図示省略のファンなどの送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間7に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。
図2においては、4台の室内ユニット3a〜3dが、熱媒体配管5を介して中継ユニット2に接続されている場合の例を示している。また、室内ユニット3a〜3dに応じて、利用側熱交換器35も、紙面上側から利用側熱交換器35a、利用側熱交換器35b、利用側熱交換器35c、利用側熱交換器35dとする。なお、室内ユニット3の接続台数は、4台に限定されるものではない。
[中継ユニット2]
中継ユニット2には、2つの熱媒体間熱交換器25a、25b(単に熱媒体間熱交換器25と称することもある)と、2つの第1絞り装置26a、26b(単に第1絞り装置26と称することもある)と、2つの開閉装置(開閉装置27、開閉装置29)と、2つの第2冷媒流路切替装置28(単に第2冷媒流路切替装置28と称することもある)と、2つのポンプ31a、31b(単にポンプ31と称することもある)と、4つの第1熱媒体流路切替装置32a〜32d(単に第1熱媒体流路切替装置32と称することもある)と、4つの第2熱媒体流路切替装置33a〜33d(単に第2熱媒体流路切替装置33と称することもある)と、4つの熱媒体流量調整装置34a〜34d(単に熱媒体流量調整装置34と称することもある)と、が搭載されている。
熱媒体間熱交換器25は、凝縮器(放熱器)又は蒸発器として機能し、熱源側冷媒と熱媒体とで熱交換を行ない、室外ユニット1で生成され熱源側冷媒に貯えられた冷熱又は温熱を熱媒体に伝達するものである。つまり、暖房運転をしている際には、凝縮器(放熱器)として機能して熱源側冷媒の温熱を熱媒体に伝達し、冷房運転をしている際には、蒸発器として機能して熱源側冷媒の冷熱を熱媒体に伝達するものである。
熱媒体間熱交換器25aは、冷媒循環回路Aにおける第1絞り装置26aと第2冷媒流路切替装置28aとの間に設けられており、冷暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器25bは、冷媒循環回路Aにおける第1絞り装置26bと第2冷媒流路切替装置28bとの間に設けられており、冷暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。
第1絞り装置26は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。第1絞り装置26aは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25aの上流側に設けられている。第1絞り装置26bは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25bの上流側に設けられている。第1絞り装置26は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁などで構成するとよい。
開閉装置27及び開閉装置29は、たとえば通電により開閉動作が可能な電磁弁などで構成され、それらが設けられている流路を開閉するものである。つまり、開閉装置27及び開閉装置29は、運転モードに応じて開閉が制御され、熱源側冷媒の流路を切り替えている。
開閉装置27は、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管4(室外ユニット1と中継ユニット2とを接続している冷媒配管4のうち紙面最下段に位置する冷媒配管4)に設けられている。開閉装置29は、熱源側冷媒の入口側の冷媒配管4と出口側の冷媒配管4とを接続した配管(バイパス管20)に設けられている。なお、開閉装置27及び開閉装置29は、それらが設けられている流路を開閉が可能なものであればよく、たとえば電子式膨張弁などの開度を制御するものでもよい。
第2冷媒流路切替装置28は、たとえば四方弁などで構成され、運転モードに応じて熱媒体間熱交換器25が凝縮器又は蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第2冷媒流路切替装置28aは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25aの下流側に設けられている。第2冷媒流路切替装置28bは、全冷房運転モード時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器25bの下流側に設けられている。
ポンプ31は、熱媒体配管5を流れる熱媒体を熱媒体循環回路Bに循環させるものである。ポンプ31aは、熱媒体間熱交換器25aと第2熱媒体流路切替装置33との間における熱媒体配管5に設けられている。ポンプ31bは、熱媒体間熱交換器25bと第2熱媒体流路切替装置33との間における熱媒体配管5に設けられている。ポンプ31は、たとえば容量制御可能なポンプなどで構成し、室内ユニット3における負荷の大きさによってその流量を調整できるようにしておくとよい。
第1熱媒体流路切替装置32は、利用側熱交換器35の熱媒体流路の出口側と、熱媒体間熱交換器25の熱媒体流路の入口側との接続を切り替えるものである。第1熱媒体流路切替装置32は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第1熱媒体流路切替装置32は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25aに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25bに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置34に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から第1熱媒体流路切替装置32a、第1熱媒体流路切替装置32b、第1熱媒体流路切替装置32c、第1熱媒体流路切替装置32dとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。この第1熱媒体流路切替装置32は、たとえば三方弁などで構成するとよい。
第2熱媒体流路切替装置33は、熱媒体間熱交換器25の熱媒体流路の出口側と、利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側との接続を切り替えるものである。第2熱媒体流路切替装置33は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。第2熱媒体流路切替装置33は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25aに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器25bに、三方のうちの一つが利用側熱交換器35に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から第2熱媒体流路切替装置33a、第2熱媒体流路切替装置33b、第2熱媒体流路切替装置33c、第2熱媒体流路切替装置33dとして図示している。また、熱媒体流路の切替には、一方から他方への完全な切替だけでなく、一方から他方への部分的な切替も含んでいるものとする。この第2熱媒体流路切替装置33は、たとえば三方弁などで構成するとよい。
熱媒体流量調整装置34は、開口面積を制御できる二方弁などで構成されており、熱媒体配管5に流れる熱媒体の流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置34は、室内ユニット3の設置台数に応じた個数(ここでは4つ)が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置34は、一方が利用側熱交換器35に、他方が第1熱媒体流路切替装置32に、それぞれ接続され、利用側熱交換器35の熱媒体流路の出口側に設けられている。すなわち、熱媒体流量調整装置34は、室内ユニット3へ流入する熱媒体の温度及び流出する熱媒体の温度により室内ユニット3へ流入する熱媒体の量を調整し、室内負荷に応じた最適な熱媒体量を室内ユニット3に提供可能とするものである。
なお、室内ユニット3に対応させて、紙面上側から熱媒体流量調整装置34a、熱媒体流量調整装置34b、熱媒体流量調整装置34c、熱媒体流量調整装置34dとして図示している。また、熱媒体流量調整装置34を利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。また、熱媒体流量調整装置34を利用側熱交換器35の熱媒体流路の入口側であって、第2熱媒体流路切替装置33と利用側熱交換器35との間に設けてもよい。さらに、室内ユニット3において、停止モードやサーモOFFなどの負荷を必要としていないときは、熱媒体流量調整装置34を全閉にすることにより、室内ユニット3への熱媒体供給を止めることができる。
なお、第1熱媒体流路切替装置32または第2熱媒体流路切替装置33において、熱媒体流量調整装置34の機能を付加したものを用いれば、熱媒体流量調整装置34を省略することも可能である。
また、中継ユニット2には、熱媒体間熱交換器25の出口側における熱媒体の温度を検出するための2つの温度センサー40a、40b(単に温度センサー40と称することもある)が設けられている。温度センサー40で検出された情報(温度情報)は、空気調和装置100の動作を統括制御する制御装置50に送られ、圧縮機10の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、ポンプ31の駆動周波数、第2冷媒流路切替装置28の切り替え、熱媒体の流路の切替、室内ユニット3の熱媒体流量の調整などの制御に利用されることになる。なお、制御装置50が中継ユニット2内に搭載されている状態を例に示しているが、これに限定するものではなく、室外ユニット1又は室内ユニット3、あるいは、各ユニットに通信可能に搭載するようにしてもよい。
温度センサー40は、熱媒体間熱交換器25から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器25の出口における熱媒体の温度を検出するものである。温度センサー40aは、ポンプ31aの熱媒体吸入側における熱媒体配管5に設けられている。温度センサー40bは、ポンプ31bの熱媒体吸入側における熱媒体配管5に設けられている。温度センサー40は、たとえばサーミスターなどで構成するとよい。
また、制御装置50は、マイコンなどで構成されており、各種検出手段での検出結果及びリモコンからの指示に基づいて、圧縮機10の駆動周波数、送風機の回転数(ON/OFF含む)、第1冷媒流路切替装置11の切り替え、ポンプ31の駆動、第1絞り装置26の開度、第2絞り装置26cの開度、第2冷媒流路切替装置28の切り替え、第1熱媒体流路切替装置32の切り替え、第2熱媒体流路切替装置33の切り替え、第3冷媒流路切替装置28cの切り替え、熱媒体流量調整装置34の駆動、熱媒体流路開閉装置37の駆動、開閉装置27、29の開閉、及び熱媒体流路開閉装置36の開閉などを制御するものである。つまり、制御装置50は、これらの各種機器を構成するアクチュエーターなどを制御して、後述する各運転モードを実行及び熱媒体蓄熱槽60への熱媒体流路の切替を実施するようになっている。
熱媒体が流れる熱媒体配管5は、熱媒体間熱交換器25aに接続されるものと、熱媒体間熱交換器25bに接続されるものと、で構成されている。熱媒体配管5は、中継ユニット2に接続される室内ユニット3の台数に応じて分岐(ここでは、各4分岐)されている。そして、熱媒体配管5のうち熱媒体間熱交換器25aに接続されるものと、熱媒体間熱交換器25bに接続されるものとが、第1熱媒体流路切替装置32、及び、第2熱媒体流路切替装置33で接続される。第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33を制御することで、熱媒体間熱交換器25aからの熱媒体を利用側熱交換器35に流入させるか、熱媒体間熱交換器25bからの熱媒体を利用側熱交換器35に流入させるかが決定されるようになっている。
[熱媒体蓄熱槽装置15]
熱媒体蓄熱槽装置15には、熱媒体蓄熱槽60と、第2絞り装置26cと、第3冷媒流路切替装置28cと、2つの熱媒体流路開閉装置37a、37b(単に熱媒体流路開閉装置37と称することもある)と、が搭載されている。また、この熱媒体蓄熱槽装置15は、冷媒配管62a〜62cを介して冷媒循環回路Aに接続され、熱媒体配管61a〜61dを介して熱媒体循環回路Bに接続されている。
熱媒体蓄熱槽60(熱媒体蓄熱部)は、熱媒体が貯留されるものである。また、熱媒体蓄熱槽60は、貯留される熱媒体に、室外ユニット1で生成された温熱又は冷熱を伝達する(加熱蓄熱又は冷却蓄熱)ための蓄熱槽内熱交換器25c(蓄熱部内熱交換器)を有している。すなわち、加熱蓄熱された熱媒体とは、熱媒体蓄熱槽60で加熱され、熱媒体蓄熱部60に貯留されている熱媒体をさす。また、冷却蓄熱された熱媒体とは、熱媒体蓄熱槽60で冷却され、熱媒体蓄熱部60に貯留されている熱媒体をさす。
この温熱又は冷熱が伝達された熱媒体は、以下で説明する各運転モードに応じて、利用側熱交換器35に供給されて暖房又は冷房に利用されるようになっている。
室外ユニット1で生成された温熱又は冷熱は、冷媒配管62a〜62cを介して熱媒体蓄熱槽60の蓄熱槽内熱交換器25cに流入し、この蓄熱槽内熱交換器25cに蓄えられた温熱又は冷熱が、熱媒体蓄熱槽60に貯留される熱媒体に伝達される。そして、温熱又は冷熱が伝達されて加熱又は冷却された熱媒体は、熱媒体配管61a〜61dを介して熱媒体循環回路Bに流入し、その後、利用側熱交換器35に供給される。
蓄熱槽内熱交換器25c(蓄熱手段内熱交換器)は、冷媒循環回路Aから熱媒体蓄熱槽装置15へ流入した冷媒と、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体とを熱交換させるものである。蓄熱槽内熱交換器25cは、一方が第3冷媒流路切替装置28cに接続され、他方が第2絞り装置26cに接続されており、また、熱媒体間熱交換器25a、25bに対して並列に接続されたものである。また、蓄熱槽内熱交換器25cは、熱媒体蓄熱槽60の槽内に設置されている。蓄熱槽内熱交換器25cは、たとえば図2に図示されるように冷媒用配管をコイル状に構成したものでもよいし、プレートフィン式の熱交換器などを採用してもよい。
第2絞り装置26cは、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。第2絞り装置26cは、一方が冷媒配管62cに接続され、他方が蓄熱槽内熱交換器25cに接続されて設けられている。第2絞り装置26cは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁などで構成するとよい。
第3冷媒流路切替装置28cは、たとえば四方弁などで構成され、運転モードに応じて、蓄熱槽内熱交換器25cが凝縮器(放熱器)又は蒸発器として作用するよう、熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第3冷媒流路切替装置28cは、冷媒配管62a、62b、及び蓄熱槽内熱交換器25cに接続されて設けられている。
2つの熱媒体流路開閉装置37a、37bは、流路の開閉を開口面積によって制御できる二方弁などで構成され、運転モードに応じて、熱媒体蓄熱槽60へ流入する熱媒体の流量を制御するものである。
熱媒体流路開閉装置37aは、一方が熱媒体配管61aに接続されて設けられ、他方が熱媒体を貯留する熱媒体蓄熱槽60に接続されている。また、熱媒体流路開閉装置37bは、一方が熱媒体配管61cに接続されて設けられ、他方が熱媒体を貯留する熱媒体蓄熱槽60に接続されている。
冷媒配管62aは、一方が第3冷媒流路切替装置28cに接続され、他方が冷媒配管4のうち、冷媒が中継ユニット2から室外ユニット1に向かう側の配管に接続されるものである。
冷媒配管62bは、一方が第3冷媒流路切替装置28cに接続され、他方が冷媒配管4のうち、冷媒が室外ユニット1から中継ユニット2に向かう側の配管に接続されるものである。
冷媒配管62cは、一方が蓄熱槽内熱交換器25cに接続され、他方が冷媒配管4のうち、開閉装置27、開閉装置29、及び第1絞り装置26を接続する配管に接続されているものである。
熱媒体配管61aは、一方が熱媒体流路開閉装置37aを介して熱媒体蓄熱槽60に接続され、他方が熱媒体間熱交換器25aと熱媒体流路開閉装置36aとを接続する熱媒体配管5に接続されている。
熱媒体配管61bは、一方が熱媒体蓄熱槽60に接続され、他方が熱媒体流路開閉装置36aと第1熱媒体流路切替装置32とを接続する熱媒体配管5に接続されている。
熱媒体配管61cは、一方が熱媒体流路開閉装置37bを介して熱媒体蓄熱槽60に接続され、他方が熱媒体間熱交換器25bと熱媒体流路開閉装置36bとを接続する熱媒体配管5に接続されている。
熱媒体配管61dは、一方が熱媒体蓄熱槽60に接続され、他方が熱媒体流路開閉装置36bと第1熱媒体流路切替装置32とを接続する熱媒体配管5に接続されている。
熱媒体流路開閉装置36aは、熱媒体配管5のうち、熱媒体配管61aが接続される位置と、熱媒体配管61bが接続される位置との間に設けられている。熱媒体流路開閉装置36bは、熱媒体配管5のうち、熱媒体配管61cが接続される位置と、熱媒体配管61dが接続される位置との間に設けられている。2つの熱媒体流路開閉装置36a、36b(単に、熱媒体流路開閉装置36とも称する)は、たとえば流路の開閉が可能な二方弁で構成され、中継ユニット2における熱媒体循環回路Bの熱媒体配管5に接続されて設けられている。
なお、熱媒体流路開閉装置36は、三方弁で構成してもよい。つまり、熱媒体流路開閉装置36aを三方弁で構成した場合には、上記のように2つの接続口が熱媒体配管5に接続され、残りの1つの接続口が熱媒体配管61aの他方、又は熱媒体配管61bの他方に接続されるように構成してもよい。また、熱媒体流路開閉装置36bを三方弁で構成した場合には、上記のように2つの接続口が熱媒体配管5に接続され、残りの1つの接続口が熱媒体配管61cの他方、又は熱媒体配管61dの他方に接続されるように構成してもよい。
そして、空気調和装置100では、圧縮機10、第1冷媒流路切替装置11、熱源側熱交換器12、開閉装置27、開閉装置29、第2冷媒流路切替装置28、熱媒体間熱交換器25の冷媒流路、第1絞り装置26、及び、アキュムレーター19を、冷媒配管4で接続して冷媒循環回路Aを構成している。また、熱媒体間熱交換器25の熱媒体流路、ポンプ31、第1熱媒体流路切替装置32、熱媒体流量調整装置34、利用側熱交換器35、及び、第2熱媒体流路切替装置33を、熱媒体配管5で接続して熱媒体循環回路Bを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器25のそれぞれに複数台の利用側熱交換器35が並列に接続され、熱媒体循環回路Bを複数系統としている。
よって、空気調和装置100では、室外ユニット1と中継ユニット2とが、中継ユニット2に設けられている熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bを介して接続され、中継ユニット2と室内ユニット3とが、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bを介して接続されている。すなわち、空気調和装置100では、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bで冷媒循環回路Aを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。このような構成を用いることで、空気調和装置100は、室内負荷に応じた最適な冷房運転または暖房運転を実現することができる。
空気調和装置100が実行する運転モードには、駆動している室内ユニット3の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、駆動している室内ユニット3の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、冷暖房混在運転モードのうち暖房負荷よりも冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、及び、冷房房混在運転モードのうち冷房負荷よりも暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。これらの各運転モードは、第1冷媒流路切替装置11、第2冷媒流路切替装置28、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33の切り替えと、開閉装置27及び開閉装置29の開閉とを組み合わせることで実行することができる。
空気調和装置100が実行する熱媒体蓄熱槽装置15を用いた運転モードには、暖房蓄熱モード、暖房蓄熱分放熱モード、冷房蓄熱モード、冷房蓄熱分放熱モード、冷房運転継続蓄熱モード、及び暖房運転継続蓄熱モードがある。
暖房蓄熱モードとは、室内ユニット3において暖房運転を実施する際に利用可能な温熱を蓄熱(加熱蓄熱)する運転モードである。
暖房蓄熱分放熱モードとは、暖房蓄熱モードで蓄熱した温熱を、室内ユニット3の利用側熱交換器35に搬送する運転モードである。
冷房蓄熱モードとは、室内ユニット3において冷房運転を実施する際に利用可能な冷熱を蓄熱(冷却蓄熱)する運転モードである。
冷房蓄熱分放熱モードとは、冷房蓄熱モードで蓄熱した冷熱を、室内ユニット3の利用側熱交換器35に搬送する運転モードである。
冷房運転継続蓄熱モードとは、室内ユニット3において冷房運転を継続したまま、暖房運転を実施する際に利用可能な温熱を蓄熱(加熱蓄熱)する運転モードである。
暖房運転継続蓄熱モードとは、室内ユニット3において暖房運転を継続したまま、冷房運転を実施する際に利用可能な冷熱を蓄熱(冷却蓄熱)する運転モードである。
以下に、これらの各モードについて説明する。
[暖房蓄熱モード(停止モード)]
図3は、図2に示す空気調和装置100の暖房蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図3では、4つの室内ユニット3a〜3dが停止モードの状態である暖房蓄熱モードを一例として説明する。室内空間7が設定された温度に到達したことにより、空気調和装置100は停止モードに移行し、ポンプ31a、31bから4つの利用側熱交換器35a〜35dに熱媒体が供給されることを停止している。また、停止モードであるので、4つの利用側熱交換器35のそれぞれに付設されたファンの運転も停止している。
なお、図3では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図3では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
暖房蓄熱モード(停止モード)の場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、4つの室内ユニット3が停止モードであるので、4つの第1熱媒体流路切替装置32a〜32d、4つの第2熱媒体流路切替装置33a〜33d、及び4つの熱媒体流量調整装置34a〜34dを閉とする。また、開閉装置27は閉、開閉装置29は開となっており、第1絞り装置26a及び第1絞り装置26bは閉となっている。
なお、ポンプ31の動作、熱媒体流路開閉装置36の開閉、及び第2冷媒流路切替装置28の切り替え状態は、いずれでもよい。
さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは蓄熱槽内熱交換器25cと冷媒配管62bとを接続するように切り替えられている。また、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bの開閉は、実施しなくてもよい。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11、及び第1接続配管4aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体蓄熱槽装置15へと流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した高温・高圧のガス冷媒は、第3冷媒流路切替装置28cを介して蓄熱槽内熱交換器25cに流入する。
蓄熱槽内熱交換器25cに流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体蓄熱槽60の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。蓄熱槽内熱交換器25cから流出した液冷媒は、第2絞り装置26cで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、冷媒配管4を介して再び室外ユニット1へ流入する。室外ユニット1に流入した冷媒は、第2接続配管4bを介して蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。
そして、熱源側熱交換器12に流入した熱源側冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空間6の空気(以下、外気とも称する)から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、第2絞り装置26cは、蓄熱槽内熱交換器25cと第2絞り装置26cとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度に換算した値と、蓄熱槽内熱交換器25cの出口側の温度との差として得られるサブクール(過冷却度)が一定になるように開度が制御される。なお、蓄熱槽内熱交換器25cの中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度の代わりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体について説明する。
熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から温熱が伝達される。つまり、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、暖房蓄熱モード(停止モード)によって、蓄熱される。すなわち、暖房蓄熱モードとは、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め加熱しておく運転モードである。
[暖房蓄熱モード(凍結緩和モード)]
次に、図3を参照して、凍結緩和モードの暖房蓄熱モードについて説明する。凍結緩和モードとは、熱媒体配管5内の熱媒体が凍結してしまうことを抑制する運転をいう。つまり、暖房蓄熱モード(停止モード)では、少なくとも第2熱媒体流路切替装置33、利用側熱交換器35、及び第1熱媒体流路切替装置32を接続する熱媒体配管5内の熱媒体が循環していない。そのため、外気温度が低いと、その熱媒体配管5内の熱媒体が凍結してしまう可能性がある。そこで、暖房蓄熱モード(凍結緩和モード)では、ポンプ31a、31bを運転させるとともに、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33、及び熱媒体流量調整装置34を開いて、熱媒体配管5内の熱媒体を循環させる。なお、暖房蓄熱モード(停止モード)と同様に、4つの利用側熱交換器35a〜35dのそれぞれに付設されたファンは、停止している。
暖房蓄熱モード(凍結緩和モード)における熱源側冷媒、及び熱媒体の流れの説明では、[暖房蓄熱モード(停止モード)]に対する変更点について述べるものとする。
中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dを開放する。また、第2熱媒体流路切替装置33a〜33dは、ポンプ31a及びポンプ31bから供給される熱媒体が、利用側熱交換器35a〜35dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。また、第1熱媒体流路切替装置32a〜32dは、熱媒体流量調整装置34a〜34dから送り込まれる熱媒体が、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。これにより、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。
熱媒体流路開閉装置36a及び熱媒体流路開閉装置36bは閉止されており、ポンプ31a及びポンプ31bによって搬送される熱媒体は熱媒体蓄熱槽装置15を介して循環するようになっている。
また、熱媒体蓄熱槽装置15において、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bは開となっている。
冷媒循環回路Aの熱源側冷媒の流れについては[暖房蓄熱モード(停止モード)]と同様であるので省略し、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
暖房蓄熱モード(凍結緩和モード)では、蓄熱槽内熱交換器25cで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、暖められた熱媒体がポンプ31a及びポンプ31bによって熱媒体配管5内を流動させられることになる。ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。一方、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dにおいては、それぞれに付設されたファンの運転が停止している。したがって、室内ユニット3から室内に加熱された空気が供給されないようになっている。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dは全開となっており、熱媒体が最大流量にて熱媒体回路内を循環するようになっている。熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a〜第1熱媒体流路切替装置32dを介して、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入する。そして、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入した熱媒体は、熱媒体蓄熱槽装置15に流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した熱媒体は、熱媒体蓄熱槽60の槽内に流入する。
熱媒体蓄熱槽60内の熱媒体は、一方が熱媒体配管61aを介して中継ユニット2へと流入した後、熱媒体間熱交換器25aに流入し、他方が熱媒体配管61cを介して中継ユニット2へと流入した後熱媒体間熱交換器25bに流入する。そして、熱媒体間熱交換器25aに流入した熱媒体は再びポンプ31aに吸い込まれ、熱媒体間熱交換器25bに流入した熱媒体が再びポンプ31bに吸い込まれる。
暖房蓄熱モード(凍結緩和モード)の場合には、ポンプ31a、31bを運転させる。つまり、熱媒体は、熱媒体配管5内を流動させられる。さらに、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から温熱が伝達される。これにより、空気調和装置100は、熱媒体に蓄熱可能であるだけでなく、加熱された熱媒体がポンプ31a、31bによって熱媒体配管5を流動させられるので、熱媒体配管5中の熱媒体が凍結してしまうことを抑制することができる。
[暖房蓄熱分放熱モード]
図4は、図2に示す空気調和装置100の暖房蓄熱分放熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。なお、図4では、太線であらわされた配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図4では熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。この図4では、4つの利用側熱交換器35a〜35dの全てに、暖房負荷が発生しているものとする。つまり、4つの室内ユニット3a〜3dの全てが、暖房運転を実行しているということである。
図4に示す暖房蓄熱分放熱モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dを開放し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、熱媒体流路開閉装置36a及び熱媒体流路開閉装置36bは閉止されており、ポンプ31a及びポンプ31bによって搬送される熱媒体は熱媒体蓄熱槽装置15を循環するようになっている。また、第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bは暖房側に切り替えられており、開閉装置27は閉、開閉装置29は開となっている。また、第2熱媒体流路切替装置33a〜33dは、ポンプ31a及びポンプ31bから供給される熱媒体が、利用側熱交換器35a〜35dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。また、第1熱媒体流路切替装置32a〜32dは、熱媒体流量調整装置34a〜34dから送り込まれる熱媒体が、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。
さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは暖房側に切り替えられており、第2絞り装置26cは全閉となっている。また、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bは開となっている。
図4に示す暖房蓄熱分放熱モードの冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れは、全暖房運転モードと同様である。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11、及び第1接続配管4aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28を介して熱媒体間熱交換器25に流入する。熱媒体間熱交換器25に流入した高温・高圧のガス冷媒は、熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、高圧の液冷媒となる。熱媒体間熱交換器25から流出した液冷媒は、第1絞り装置26で膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となる。この二相冷媒は、冷媒配管4を介して再び室外ユニット1へ流入する。室外ユニット1に流入した冷媒は、第2接続配管4bを介して蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した熱源側冷媒は、熱源側熱交換器12で室外空間6の空気(以下、外気とも称する)から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
なお、第2絞り装置26cの開度に関しては、全閉としているので、熱媒体蓄熱槽装置15には、熱源側冷媒が供給されないようになっている。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。暖房蓄熱分放熱モードでは、暖房蓄熱モードにて加熱された熱媒体が、熱媒体配管5内を流動させられる。つまり、暖房蓄熱モードによって、熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から温熱が伝達されて蓄熱し、ポンプ31a及びポンプ31bによって熱媒体配管5内を流動させられる。これにより、ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の暖房を行なう。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a〜第1熱媒体流路切替装置32dを通って、熱媒体蓄熱槽装置15へと分岐、流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した熱媒体は熱媒体蓄熱槽60内の熱媒体と撹拌され、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bを通過し、再度中継ユニット2内へと流入し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bへ流入通過し、再びポンプ31a及びポンプ31bへ吸い込まれる。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、暖房蓄熱モード(停止モード)により、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め加熱(加熱蓄熱)しておくことができる。そして、暖房運転の再開にあたり、暖房蓄熱分放熱モードによりその加熱蓄熱された熱媒体が利用側熱交換器35に搬送されるので、暖房運転の立ち上がり時間を短縮することができる。
[冷房蓄熱モード(停止モード)]
図5は、図2に示す空気調和装置100の冷房蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。この図5では、4つの室内ユニット3a〜3dが停止モードの状態である冷房蓄熱モードを一例として説明する。室内空間7が設定された温度に到達したことにより、空気調和装置100は停止モードに移行し、ポンプ31a、31bから4つの利用側熱交換器35a〜35dに熱媒体が供給されることを停止している。また、停止モードであるので、4つの利用側熱交換器35のそれぞれに付設されたファンの運転も停止している。
なお、図5では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図5では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で示している。
冷房蓄熱モード(停止モード)の場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、4つの室内ユニット3が停止モードであるので、4つの第1熱媒体流路切替装置32a〜32d、4つの第2熱媒体流路切替装置33a〜33d、及び4つの熱媒体流量調整装置34a〜34dを閉とする。また、開閉装置27は開、開閉装置29は閉となっており、第1絞り装置26a及び第1絞り装置26bは閉となっている。
なお、ポンプ31の動作、熱媒体流路開閉装置36の開閉、及び第2冷媒流路切替装置28の切り替え状態は、いずれでもよい。
さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは冷媒配管62aと蓄熱槽内熱交換器25cとを接続するように切り替えられており、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bの開閉は、実施しなくてもよい。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となる。そして、逆止弁13aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧の液または二相冷媒は、開閉装置27を通過した後、熱媒体蓄熱槽装置15へと流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した高温・高圧の液または二相冷媒は、第2絞り装置26cで膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となって蓄熱槽内熱交換器25cに流入する。
蓄熱槽内熱交換器25cに流入した二相冷媒は、熱媒体蓄熱槽60の熱媒体から吸熱しながら蒸発気化し、低温のガス冷媒となる。このガス冷媒は、第3冷媒流路切替装置28c、及び冷媒配管4を介して再び室外ユニット1へ流入する。室外ユニット1に流入した冷媒は、逆止弁13c、第1冷媒流路切替装置11、及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
このとき、第2絞り装置26cは、蓄熱槽内熱交換器25cと第2絞り装置26cとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を飽和温度換算した値と、蓄熱槽内熱交換器25cの出口側の温度との差として得られるスーパーヒート(過熱度)が一定になるように開度が制御される。なお、蓄熱槽内熱交換器25cの中間位置の温度が測定できる場合は、その中間位置での温度を換算した飽和温度をわりに用いてもよい。この場合、圧力センサーを設置しなくて済み、安価にシステムを構成できる。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体について説明する。
熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から冷熱が伝達される。つまり、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、冷房蓄熱モード(停止モード)によって、冷熱を蓄熱可能となっている。すなわち、冷房蓄熱モード(停止モード)とは、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め冷却しておく運転モードである。
[冷房蓄熱モード(凍結緩和モード)]
図5を参照して、凍結緩和モードの冷房蓄熱モードについて説明する。冷房蓄熱モード(停止モード)では、少なくとも第2熱媒体流路切替装置33、利用側熱交換器35、及び第1熱媒体流路切替装置32を接続する熱媒体配管5内の熱媒体が循環していない。そのため、外気温度が低いと、その熱媒体配管5内の熱媒体が凍結してしまう可能性がある。そこで、冷房蓄熱モード(凍結緩和モード)では、ポンプ31a、31bを運転させるとともに、第1熱媒体流路切替装置32、第2熱媒体流路切替装置33、及び熱媒体流量調整装置34を開いて、熱媒体配管5内の熱媒体を循環させる。なお、冷房蓄熱モード(停止モード)と同様に、4つの利用側熱交換器35a〜35dのそれぞれに付設されたファンは、停止している。
図5に示す冷房蓄熱モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dを開放する。また、第2熱媒体流路切替装置33a〜33dは、ポンプ31a及びポンプ31bから供給される熱媒体が、利用側熱交換器35a〜35dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。また、第1熱媒体流路切替装置32a〜32dは、熱媒体流量調整装置34a〜34dから送り込まれる熱媒体が、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入するように3つの接続口が開となっている。これにより、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。
熱媒体流路開閉装置36a及び熱媒体流路開閉装置36bは閉止されており、ポンプ31a及びポンプ31bによって搬送される熱媒体は熱媒体蓄熱槽装置15を循環するようになっている。
また、熱媒体蓄熱槽装置15において、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bは開となっている。
冷媒循環回路Aの熱源側冷媒の流れについては[冷房蓄熱モード(停止モード)]と同様であるので省略し、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房蓄熱モード(凍結緩和モード)では、蓄熱槽内熱交換器25cで熱媒体の温熱を熱源側冷媒に伝えられ、冷却された熱媒体がポンプ31a及びポンプ31bによって熱媒体配管5内を流動させられることになる。ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。一方、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dにおいては、それぞれに付設されたファンの運転が停止している。したがって、室内ユニット3から室内に冷却された空気が供給されないようになっている。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dは全開となっており、熱媒体が最大流量にて熱媒体回路内を循環するようになっている。熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a〜第1熱媒体流路切替装置32dを介して、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入する。そして、熱媒体配管61b、61dのそれぞれに流入した熱媒体は、熱媒体蓄熱槽装置15に流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した熱媒体は、熱媒体蓄熱槽60の槽内に流入する。
熱媒体蓄熱槽60内の熱媒体は、一方が熱媒体配管61aを介して中継ユニット2へと流入した後熱媒体間熱交換器25aに流入し、他方が熱媒体配管61cを介して中継ユニット2へと流入した後熱媒体間熱交換器25bに流入する。そして、熱媒体間熱交換器25aに流入した熱媒体は再びポンプ31aに吸い込まれ、熱媒体間熱交換器25bに流入した熱媒体が再びポンプ31bに吸い込まれる。
冷房蓄熱モード(凍結緩和モード)の場合には、ポンプ31a、31bを運転させる。つまり、熱媒体は、熱媒体配管5内を流動させられる。さらに、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から冷熱が伝達される。これにより、空気調和装置100は、熱媒体に冷熱を蓄熱可能であるだけでなく、熱媒体がポンプ31a、31bによって熱媒体配管5を流動させられるので、熱媒体配管5中の熱媒体が凍結してしまうことを抑制することができる。
[冷房蓄熱分放熱モード]
図6は、図2に示す空気調和装置100の冷房蓄熱分放熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。なお、図6では、太線で表された配管が熱源側冷媒の流れる配管を示している。また、図6では熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。この図6では、4つの利用側熱交換器35a〜35dの全てに、冷房負荷が発生しているものとする。つまり、4つの室内ユニット3a〜3dの全てが、冷房運転を実行しているということである。
図6に示す冷房蓄熱分放熱モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を熱源側熱交換器12へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、ポンプ31a及びポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dを開放し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bのそれぞれと利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。また、また、熱媒体流路開閉装置36a及び熱媒体流路開閉装置36bは閉止されており、ポンプ31a及びポンプ31bによって搬送される熱媒体は熱媒体蓄熱槽装置15を循環するようになっている。第2冷媒流路切替装置28a及び第2冷媒流路切替装置28bは冷房側に切り替えられており、開閉装置27は開、開閉装置29は閉となっている。さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは冷房側に切り替えられており、第2絞り装置26cは全閉となっている。また、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bはとなっている。
図6に示す冷房蓄熱分放熱モードの冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れは、全冷房運転モードと同様である。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11を介して熱源側熱交換器12に流入し、外気との熱交換を行い、高温高圧の液または二相冷媒となる。そして、逆止弁13aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧の液または二相冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧の液または二相冷媒は、開閉装置27を通過した後、第1絞り装置26で膨張させられて、低温・低圧の二相冷媒となって熱媒体間熱交換器25に流入する。熱媒体間熱交換器25に流入した二相冷媒は、熱媒体から吸熱しながら蒸発気化し、低温のガス冷媒となる。このガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28、及び冷媒配管4を介して再び室外ユニット1へ流入する。室外ユニット1に流入した冷媒は、逆止弁13c、第1冷媒流路切替装置11、及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
冷房蓄熱分放熱モードでは、冷房蓄熱モードにて冷却された熱媒体が、熱媒体配管5内を流動させられる。つまり、冷房蓄熱モードによって、熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から冷熱が伝達されて冷熱を蓄熱し、ポンプ31a及びポンプ31bによって熱媒体配管5内を流動させられる。これにより、ポンプ31a及びポンプ31bで加圧されて流出した熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a〜第2熱媒体流路切替装置33dを介して、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入する。そして、熱媒体が利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dで室内空気に放熱することで、室内空間7の冷房を行なう。
それから、熱媒体は、利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dから流出して熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dに流入する。このとき、熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器35a〜利用側熱交換器35dに流入するようになっている。熱媒体流量調整装置34a〜熱媒体流量調整装置34dから流出した熱媒体は、第1熱媒体流路切替装置32a〜第1熱媒体流路切替装置32dを通って、熱媒体蓄熱槽装置15へと分岐、流入する。熱媒体蓄熱槽装置15へと流入した熱媒体は熱媒体蓄熱槽60内の熱媒体と撹拌され、熱媒体流路開閉装置37a及び熱媒体流路開閉装置37bを通過し、再度中継ユニット2内へと流入し、熱媒体間熱交換器25a及び熱媒体間熱交換器25bへ流入通過し、再びポンプ31a及びポンプ31bへ吸い込まれる。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、冷房蓄熱モード(停止モード)により、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め冷却(冷却蓄熱)しておくことができる。そして、冷房運転の再開にあたり、冷房蓄熱分放熱モードによりその冷却蓄熱された熱媒体が利用側熱交換器35に搬送されるので、冷房運転の立ち上がり時間を短縮することができる。
[冷房運転継続蓄熱モード]
図7は、図2に示す空気調和装置100の冷房運転継続蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。冷房運転継続蓄熱モードでは、4つの利用側熱交換器35a〜35dのうちのいずれかで冷熱負荷が発生している。なお、図7では、利用側熱交換器35a、35c、35dに冷熱負荷が発生している例を図示している。したがって、ポンプ31a、及び利用側熱交換器35a、35c、35dのそれぞれに付設されたファンは運転している。なお、図7では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図7では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
冷房運転継続蓄熱モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を、熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、ポンプ31aを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dを開放する。また、第2熱媒体流路切替装置33a、33c、33dは、ポンプ31aから供給される熱媒体が、利用側熱交換器35a、35c、35dのそれぞれに流入するように切り替える。さらに、第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32dは、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dから送り込まれる熱媒体が、熱媒体間熱交換器25aに流入するように切り替える。これにより、熱媒体間熱交換器25aと利用側熱交換器35a、35c、35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。
また、熱媒体流路開閉装置36aは開、第2熱媒体流路切替装置33bは閉、第1熱媒体流路切替装置32bは閉とする。
また、第2冷媒流路切替装置28aは冷房側に切り替えられており、開閉装置27は閉、開閉装置29は閉、第1絞り装置26bは閉となっている。なお、熱媒体流路開閉装置36bは、開でも閉でもよい。
さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは、一方が冷媒配管62bに接続され、他方が蓄熱槽内熱交換器25cに接続されるように切り替えられる。また、熱媒体流路開閉装置37aは閉とする。なお、熱媒体流路開閉装置37bは、開でも閉でもよい。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11、及び第1接続配管4aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管62bを介して熱媒体蓄熱槽装置15に流入する。熱媒体蓄熱槽装置15に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第3冷媒流路切替装置28cを介して、凝縮器として作用する蓄熱槽内熱交換器25cに流入する。
蓄熱槽内熱交換器25cに流入したガス冷媒は、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。蓄熱槽内熱交換器25cから流出した液冷媒は、第2絞り装置26cで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、第2絞り装置26cから冷媒配管62cを介して中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した低圧二相冷媒は、第1絞り装置26aを介して、蒸発器として作用する熱媒体間熱交換器25aに流入する。熱媒体間熱交換器25aに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱することで蒸発し、熱媒体を冷却する。この低温・低圧二相冷媒は、熱媒体間熱交換器25aから流出した後、第2冷媒流路切替装置28aを介して中継ユニット2から流出する。中継ユニット2から流出した低温・低圧の二相冷媒は、冷媒配管4を通って再び室外ユニット1へ流入する。
室外ユニット1に流入した低温・低圧の二相冷媒は、第2接続配管4bを介して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で外気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
なお、熱媒体蓄熱槽装置15の第2絞り装置26cは、蓄熱槽内熱交換器25cの出口冷媒のサブクール(過冷却度)が目標値になるように開度が制御される。なお、第2絞り装置26cを全開とし、第1絞り装置26aで、サブクールを制御するようにしてもよい。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
まず、冷房運転に利用されない熱媒体について説明する。ポンプ31bが停止していることと、熱媒体流路開閉装置37aが閉であることにより、熱媒体蓄熱槽60には、熱媒体配管61b、61dから熱媒体が供給されないようになっている。なお、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から温熱が伝達される。つまり、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、冷房運転継続蓄熱モードによって、温熱を蓄熱可能となっている。
冷房運転に利用される熱媒体の流れについて説明する。冷房運転継続蓄熱モードでは、熱媒体間熱交換器25aで熱源側冷媒の冷熱が熱媒体に伝えられ、冷却された熱媒体がポンプ31aによって熱媒体配管5内を流動させられることになる。ポンプ31aから送り出された熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a、33b、33dを介して、冷熱負荷が発生している利用側熱交換器35a、35b、35dに流入する。
利用側熱交換器35a、35c、35dでは、熱媒体が室内空気から吸熱することによる室内空間7の冷房運転を行なう。つまり、このとき、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器35a、35c、35dに流入するようになっている。冷房運転に利用され、利用側熱交換器35a、35c、35dを通過し、若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置34a、34c、34d、及び第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32dを介して、熱媒体間熱交換器25aに流入し、再びポンプ31aへ吸い込まれる。
このように、ポンプ31aから送り出され、再度、ポンプ31aに吸引される間において、第1熱媒体流路切替装置32b及び第2熱媒体流路切替装置33bは閉とし、また、第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32d及び第2熱媒体流路切替装置33a、33c、33dが、冷房に利用される熱媒体が利用側熱交換器35a、35c、35dに供給されるように切り替えられる。これにより、室内ユニット3a、3c、3dで冷房運転を実施しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体を加熱して蓄熱可能となっている。
なお、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、利用側熱交換器35a、35c、35dから流出した熱媒体の温度と温度センサー40aで検出された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。
[暖房運転継続蓄熱モード]
図8は、図2に示す空気調和装置100の暖房運転継続蓄熱モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。暖房運転継続蓄熱モードでは、4つの利用側熱交換器35a〜35dのうちのいずれかで温熱負荷が発生している。なお、図8では、利用側熱交換器35a、35c、35dに温熱負荷が発生している例を図示している。したがって、ポンプ31a、及び利用側熱交換器35a、35c、35dのそれぞれに付設されたファンは運転している。なお、図8では、太線で表された配管が熱源側冷媒の循環する配管を示している。また、図8では、熱源側冷媒の流れ方向を実線矢印で、熱媒体の流れ方向を破線矢印で示している。
暖房運転継続蓄熱モードの場合、室外ユニット1では、第1冷媒流路切替装置11を、圧縮機10から吐出された熱源側冷媒を、熱源側熱交換器12を経由させずに中継ユニット2へ流入させるように切り替える。
中継ユニット2では、ポンプ31bを駆動させ、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dを開放する。また、第2熱媒体流路切替装置33a、33c、33dは、ポンプ31bから供給される熱媒体が、利用側熱交換器35a、35c、35dのそれぞれに流入するように切り替える。さらに、第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32dは、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dから送り込まれる熱媒体が、熱媒体間熱交換器25bに流入するように切り替える。これにより、熱媒体間熱交換器25bと利用側熱交換器35a、35c、35dとの間を熱媒体が循環するようにしている。
また、熱媒体流路開閉装置36bは開、第2熱媒体流路切替装置33bは閉、第1熱媒体流路切替装置32bは閉とする。
また、第2冷媒流路切替装置28bは暖房側に切り替えられており、開閉装置27、開閉装置29、及び第1絞り装置26aは閉となっている。なお、熱媒体流路開閉装置36aは、開でも閉でもよい。
さらに、熱媒体蓄熱槽装置15において、第3冷媒流路切替装置28cは、一方が冷媒配管62aに接続され、他方が蓄熱槽内熱交換器25cに接続されるように切り替えられる。また、熱媒体流路開閉装置37bは閉とする。なお、熱媒体流路開閉装置37aは、開でも閉でもよい。
まず始めに、冷媒循環回路Aにおける熱源側冷媒の流れについて説明する。
低温・低圧の冷媒が圧縮機10によって圧縮され、高温・高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機10から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11、及び第1接続配管4aを介して室外ユニット1から流出する。室外ユニット1から流出した高温・高圧のガス冷媒は、冷媒配管4を通って中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した高温・高圧のガス冷媒は、第2冷媒流路切替装置28bを介して凝縮器として作用する熱媒体間熱交換器25bに流入する。
熱媒体間熱交換器25bに流入したガス冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体に放熱しながら凝縮液化し、液冷媒となる。熱媒体間熱交換器25bから流出した液冷媒は、第1絞り装置26bで膨張させられて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、第1絞り装置26bから冷媒配管62cを介して、熱媒体蓄熱槽装置15へ流入する。熱媒体蓄熱槽装置15に流入した低圧二相冷媒は、第2絞り装置26cを介して、蒸発器として作用する蓄熱槽内熱交換器25cに流入する。
蓄熱槽内熱交換器25cに流入した低圧二相冷媒は、熱媒体循環回路Bを循環する熱媒体から吸熱しながら蒸発気化する。蓄熱槽内熱交換器25cから流出した低圧二相冷媒は、第3冷媒流路切替装置28c、及び冷媒配管62aを介して中継ユニット2に流入する。中継ユニット2に流入した低圧二相冷媒は、冷媒配管4を通って再び室外ユニット1へ流入する。
室外ユニット1に流入した低圧二相冷媒は、第2接続配管4bを介して、蒸発器として作用する熱源側熱交換器12に流入する。そして、熱源側熱交換器12に流入した冷媒は、熱源側熱交換器12で外気から吸熱して、低温・低圧のガス冷媒となる。熱源側熱交換器12から流出した低温・低圧のガス冷媒は、第1冷媒流路切替装置11及びアキュムレーター19を介して圧縮機10へ再度吸入される。
なお、中継ユニット2内の第1絞り装置26bは、熱媒体間熱交換器25bの出口冷媒のサブクール(過冷却度)が目標値になるように開度が制御される。なお、第1絞り装置26bを全開とし、第2絞り装置26cで、サブクールを制御するようにしてもよい。
次に、熱媒体循環回路Bにおける熱媒体の流れについて説明する。
まず、暖房運転に利用されない熱媒体について説明する。ポンプ31aが停止していることと、熱媒体流路開閉装置37bが閉であることにより、熱媒体蓄熱槽60には、熱媒体配管61b、61dから熱媒体が供給されないようになっている。なお、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、蓄熱槽内熱交換器25cに供給される熱源側冷媒から冷熱が伝達される。つまり、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体は、暖房運転継続蓄熱モードによって、蓄熱可能となっている。
暖房運転に利用される熱媒体の流れについて説明する。暖房運転継続蓄熱モードでは、熱媒体間熱交換器25bで熱源側冷媒の温熱が熱媒体に伝えられ、加熱された熱媒体がポンプ31bによって熱媒体配管5内を流動させられることになる。ポンプ31bから送り出された熱媒体は、第2熱媒体流路切替装置33a、33b、33dを介して、温熱負荷が発生している利用側熱交換器35a、35b、35dに流入する。
利用側熱交換器35a、35c、35dでは、熱媒体が室内空気に放熱することにより室内空間7の暖房運転を行なう。つまり、このとき、熱媒体流量調整装置34a、34c、34dの作用によって熱媒体の流量が室内にて必要とされる空調負荷を賄うのに必要な流量に制御されて利用側熱交換器35a、35c、35dに流入するようになっている。暖房運転に利用され、利用側熱交換器35a、35c、35dを通過し、若干温度が上昇した熱媒体は、熱媒体流量調整装置34a、34c、34d、及び第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32dを介して、熱媒体間熱交換器25bに流入し、再びポンプ31bへ吸い込まれる。
このように、ポンプ31bから送り出され、再度、ポンプ31bに吸引される間において、第1熱媒体流路切替装置32b及び第2熱媒体流路切替装置33bは閉とし、また、第1熱媒体流路切替装置32a、32c、32d及び第2熱媒体流路切替装置33a、33c、33dが、冷房に利用される熱媒体が利用側熱交換器35a、35c、35dに供給されるように切り替えられる。これにより、室内ユニット3a、3c、3dで暖房運転を実施しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体を冷却して、冷熱を蓄熱可能となっている。
なお、室内空間7にて必要とされる空調負荷は、利用側熱交換器35a、35c、35dから流出した熱媒体の温度と温度センサー40bで検出された温度との差を目標値として保つように制御することにより、賄うことができる。
[熱媒体の総量と温度変化との関係]
図9は、中継ユニット2及び利用側熱交換器35以外を占める熱媒体の総量を増加させた際に、所定温度まで熱媒体の温度が低下するまでの時間を説明するグラフである。図9の横軸は、中継ユニット2及び利用側熱交換器35以外を占める熱媒体の総量の増加分を表している。また、図9の縦軸は、所定温度まで熱媒体の温度が低下するまでの時間を比率(到達時間割合)で表している。つまり、熱媒体の増加量が0(L)であるときは、所定温度まで熱媒体の温度が低下するまでの時間を1としている。
なお、所定温度とは、任意の数値である。すなわち、図9に示されるグラフは、ある所定温度を設定したときの一例である。また、以下の説明において、中継ユニット2及び利用側熱交換器35以外を占める熱媒体の総量を、単に熱媒体の総量というものとする。
図9に示すように、熱媒体の総量の増加に伴い、熱媒体が所定温度まで低下するのに要する到達時間割合が大きくなっており、所定温度まで低下するのに要する時間が長くなることがわかる。
そこで、本実施の形態に係る空気調和装置100は、図9に示すように熱媒体の総量の変化に対応する到達時間割合の差に基づいて、暖房能力(圧縮機10の回転数など)や、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体の量などを決定するとよい。
図10は、図2に示す熱媒体配管5に対する熱媒体蓄熱槽60の接続位置とは異なる冷媒回路図である。また、熱媒体蓄熱槽装置15は、図2に示す冷媒回路構成のように、熱媒体間熱交換器25a、25bに流入する手前における熱媒体配管5に接続されるのではなく、4つの利用側熱交換器35a〜35dのうちいずれか2つが接続される熱媒体配管5に接続された構成としてもよい。ここで、図10に示すように利用側熱交換器35c、35dが設けられていないものとする。そして、熱媒体配管61aは熱媒体流量調整装置34dに接続され、熱媒体配管61bが第2熱媒体流路切替装置33dに接続される。また、熱媒体配管61cは熱媒体流量調整装置34cに接続され、熱媒体配管61dが第2熱媒体流路切替装置33cに接続される。このような構成としても、暖房蓄熱モード、暖房蓄熱分放熱モード、冷房蓄熱モード、冷房蓄熱分放熱モード、冷房運転継続蓄熱モード、及び暖房運転継続蓄熱モードを実行することができる。
[空気調和装置100の有する効果]
本実施の形態に係る空気調和装置100は、暖房蓄熱モードにより、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め加熱(加熱蓄熱)しておくことができる。そして、暖房運転の再開にあたり、暖房蓄熱分放熱モードによりその加熱蓄熱された熱媒体が利用側熱交換器35に搬送されるので、暖房運転の立ち上がり時間を短縮することができる。
また、本実施の形態に係る空気調和装置100は、暖房運転継続蓄熱モードにより、室内ユニット3で暖房運転を実行しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め冷却(冷却蓄熱)しておくことができる。これにより、室内ユニット3の暖房運転を冷房運転に切り替える際に要する立ち上がり時間を短縮することができる。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、冷房蓄熱モード(停止モード)により、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め冷却(冷却蓄熱)しておくことができる。そして、冷房運転の再開にあたり、冷房蓄熱分放熱モードによりその冷却蓄熱された熱媒体が利用側熱交換器35に搬送されるので、冷房運転の立ち上がり時間、及び冷房運転から暖房運転への切替時間を短縮することができる。
また、本実施の形態に係る空気調和装置100は、冷房運転継続蓄熱モードにより、室内ユニット3で冷房運転を実行しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内に貯留されている熱媒体を、室内ユニット3の運転再開に備えて予め加熱(加熱蓄熱)しておくことができる。これにより、室内ユニット3の冷房運転を暖房運転に切り替える際に要する立ち上がり時間を短縮することができる。
本実施の形態に係る空気調和装置100は、暖房運転継続蓄熱モードにより、室内ユニット3のいずれかで暖房運転を実施しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体に冷熱を蓄熱可能である。
また、本実施の形態に係る空気調和装置100は、冷房運転継続蓄熱モードにより、室内ユニット3のいずれかで冷房運転を実施しながら、熱媒体蓄熱槽60の槽内の熱媒体に温熱を蓄熱可能である。
さらに、空気調和装置100は、凍結緩和モードを実行して、熱媒体を熱媒体配管5を流動させることにより、熱媒体配管5中の熱媒体が凍結してしまうことを抑制することができる。これにより、凍結緩和モードを実行するのに要する時間を短縮することができる。また、熱源側冷媒として非共沸混合冷媒を採用しても、熱媒体間熱交換器25a、25bが蒸発器として機能している際に、熱媒体が凍結に至ってしまうことが抑制される。
また、本実施の形態に係る空気調和装置100は、中継ユニット2と室内ユニット3とが、熱媒体配管5を介して接続されるものであり、室外ユニット1と室内ユニット3とが熱媒体配管5で接続される構成ではない。つまり、室外ユニット1と中継ユニット2とが熱媒体配管で接続されない分、熱媒体配管5の全長を短く構成することができる。これにより、熱源側冷媒と比較すると、相対的に搬送効率が低い熱媒体の搬送距離を短くできるので、省エネルギー化を図ることができる。
また、空気調和装置100は、室外ユニット1と中継ユニット2とを接続する配管の本数は2本である。また、中継ユニット2と室内ユニット3とを接続する配管の本数は、室内ユニット3の台数×2本である。このように、室外ユニット1と中継ユニット2とを接続する配管(冷媒配管4)、及び中継ユニット2と室内ユニット3とを接続する配管(熱媒体配管5)の本数が少ない分、配管工事が容易となっている。つまり、空気調和装置100は、工事性を向上させたものとなっている。
また、空気調和装置100は、熱媒体を搬送するためのポンプ31a、31bが、室内ユニット3a〜3dごとに個別に搭載された構成ではない。つまり、空気調和装置100は、ポンプの設置台数が2台であるので、コストアップ及び騒音を抑制することができる。
さらに、空気調和装置100は、室内ユニット3の近傍に冷媒配管4が配置される構成でないので、熱源側冷媒が室内空間、又は室内空間の近傍に漏洩してしまうことが抑制される。
第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33は、三方弁などの三方流路を切り替えられるもの、開閉弁などの二方流路の開閉を行なうものを2つ組み合わせるなど、流路を切り替えられるものであればよい。また、第1熱媒体流路切替装置32及び第2熱媒体流路切替装置33は、ステッピングモーター駆動式の混合弁などの三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁などの二方流路の流量を変化させられるものを2つ組み合わせるなどして構成してもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。
熱媒体流量調整装置34は、二方弁である場合を例に説明を行なったが、それに限定されるものではなく、三方流路を持つ制御弁を採用し、利用側熱交換器35をバイパスする配管に接続して設けられていてもよい。また、熱媒体流量調整装置34は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。さらに、熱媒体流量調整装置34は、開閉弁などの二法流路の開閉を行うものを用い、ON/OFFを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。
第2冷媒流路切替装置28は、四方弁である場合を例に説明を行ったが、それに限定されるものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように冷媒が流れるように構成してもよい。
また、熱媒体間熱交換器25及び第1絞り装置26として、機能を有するものが複数個設置されていても、当然問題ない。
また、熱媒体流量調整装置34は、中継ユニット2に内蔵されている場合を例に説明したが、それに限定されるものではない。つまり、熱媒体流量調整装置34は、室内ユニット3に内蔵されていてもよいし、中継ユニット2及び室内ユニット3に内蔵されていなくてもよい。
空気調和装置100は、アキュムレーター19が搭載された場合を例に説明したが、アキュムレーター19が搭載されてなくてもよい。また、一般的に、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器35には、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、それに限定されるものではない。たとえば、利用側熱交換器35としては放射を利用したパネルヒーターのようなものを用いることもできるし、熱源側熱交換器12としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものを用いることもできる。つまり、熱源側熱交換器12及び利用側熱交換器35としては、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであれば種類を問わず、用いることができる。
利用側熱交換器35及び熱媒体流量調整装置34は、4つの利用側熱交換器35a〜35d及び4つの熱媒体流量調整装置34a〜34dが設けられた場合(合計4組)を例に説明を行ったが、1組以上であればそれに限定されるものではない。
また、熱媒体間熱交換器25a、熱媒体間熱交換器25bが2つである場合を例に説明したが、それに限定されるものではなく、熱媒体を冷却または/及び加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。さらに、ポンプ31a、及びポンプ31bは、それぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べて接続してもよい。
熱媒体としては、たとえばブライン(不凍液)や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液などを用いることができる。つまり、空気調和装置100は、
熱媒体としてこれらを採用することで、室内空間7への熱媒体の漏洩に対する安全性の向上に寄与することになる。
1 室外ユニット、2 中継ユニット、3 室内ユニット、3a〜3d 室内ユニット、4 冷媒配管、4a 第1接続配管、4b 第2接続配管、5 熱媒体配管、6 室外空間、7 室内空間、8 空間、9 建物、10 圧縮機、11 第1冷媒流路切替装置、12 熱源側熱交換器、13a〜13d 逆止弁、15 熱媒体蓄熱槽装置、19 アキュムレーター、20 バイパス管、25 熱媒体間熱交換器、25a、25b 熱媒体間熱交換器、25c 蓄熱槽内熱交換器、26 第1絞り装置、26a、26b 第1絞り装置、26c 第2絞り装置、27 開閉装置、28 第2冷媒流路切替装置、28a、28b 第2冷媒流路切替装置、28c 第3冷媒流路切替装置、29 開閉装置、31 ポンプ、31a、31b ポンプ、32 第1熱媒体流路切替装置、32a〜32d 第1熱媒体流路切替装置、33 第2熱媒体流路切替装置、33a〜33d 第2熱媒体流路切替装置、34 熱媒体流量調整装置、34a〜34d 熱媒体流量調整装置、35 利用側熱交換器、35a〜35d 利用側熱交換器、36 熱媒体流路開閉装置、36a、36b 熱媒体流路開閉装置、37 熱媒体流路開閉装置、37a、37b 熱媒体流路開閉装置、40 温度センサー、40a、40b 温度センサー、50 制御装置、60 熱媒体蓄熱槽、61a〜61d 熱媒体配管、62a〜62c 冷媒配管、100 空気調和装置、A 冷媒循環回路、B 熱媒体循環回路。

Claims (9)

  1. 圧縮機、第1冷媒流路切替装置、複数の熱媒体間熱交換器、第1絞り装置、及び熱源側熱交換器を有し、これらの間を冷媒が循環して冷凍サイクルを構成する冷媒循環回路と、
    前記複数の熱媒体間熱交換器、ポンプ、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらの間を熱媒体が循環する熱媒体循環回路とを有する空気調和装置であって、
    前記熱媒体循環回路に接続され、前記熱媒体を貯留する熱媒体蓄熱部と、
    前記冷媒循環回路に接続され、供給された熱源側冷媒によって前記熱媒体蓄熱部内の前記熱媒体を加熱又は冷却する蓄熱部内熱交換器とを有し、
    暖房運転が要求された前記利用側熱交換器に、前記熱媒体蓄熱部で加熱され、前記熱媒体蓄熱部に貯留されている加熱蓄熱された前記熱媒体を搬送し、
    又は、
    冷房運転が要求された前記利用側熱交換器に、前記熱媒体蓄熱部で冷却され、前記熱媒体蓄熱部に貯留されている冷却蓄熱された前記熱媒体を搬送し、
    前記熱媒体蓄熱部内の前記熱媒体の蓄熱中には、
    前記熱源側冷媒が、前記熱媒体間熱交換器を経由せず、前記蓄熱部内熱交換器を経由して前記冷媒循環回路を循環するようにし、
    前記熱媒体が、前記熱媒体蓄熱部を経由して前記熱媒体循環回路を循環するようにした
    ことを特徴とする空気調和装置。
  2. 圧縮機、前記圧縮機に接続された第1冷媒流路切替装置、複数の熱媒体間熱交換器、前記熱媒体間熱交換器に接続された第2冷媒流路切替装置、第1絞り装置、及び熱源側熱交換器を有し、これらの間を冷媒が循環して冷凍サイクルを構成する冷媒循環回路と、
    前記複数の熱媒体間熱交換器、ポンプ、及び複数の利用側熱交換器を有し、これらの間を熱媒体が循環する熱媒体循環回路とを有する空気調和装置であって、
    前記熱媒体循環回路に接続され、前記熱媒体を貯留する熱媒体蓄熱部と、
    前記冷媒循環回路に接続され、供給された熱源側冷媒によって前記熱媒体蓄熱部内の前記熱媒体を加熱又は冷却する蓄熱部内熱交換器と
    前記蓄熱部内熱交換器の一方側に接続され、前記熱媒体蓄熱部内の前記熱媒体を加熱又は冷却するかに応じて切り替えられる第3冷媒流路切替装置と、
    前記蓄熱部内熱交換器の他方側に接続され、前記蓄熱部内熱交換器から流出する前記熱源側冷媒、又は前記蓄熱部内熱交換器に流入する前記熱源側冷媒を膨張させる第2絞り装置とを有し、
    暖房運転が要求された前記利用側熱交換器に、前記熱媒体蓄熱部で加熱され、前記熱媒体蓄熱部に貯留されている加熱蓄熱された前記熱媒体を搬送し、
    又は、
    冷房運転が要求された前記利用側熱交換器に、前記熱媒体蓄熱部で冷却され、前記熱媒体蓄熱部に貯留されている冷却蓄熱された前記熱媒体を搬送する
    ことを特徴とする空気調和装置。
  3. 前記利用側熱交換器の運転開始時に、
    前記加熱蓄熱又は前記冷却蓄熱された前記熱媒体を、前記暖房運転又は前記冷房運転が要求された前記利用側熱交換器に搬送する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置。
  4. 前記加熱蓄熱は、
    前記利用側熱交換器が前記冷房運転中、又は前記利用側熱交換器に前記熱媒体が供給されていないときに行われ、
    前記冷却蓄熱は、
    前記利用側熱交換器が前記暖房運転中、又は前記利用側熱交換器に前記熱媒体が供給されていないときに行われる
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. 前記圧縮機、前記第1冷媒流路切替装置、及び前記熱源側熱交換器を有する室外ユニットと、
    前記複数の熱媒体間熱交換器、第2冷媒流路切替装置、前記第1絞り装置及び前記ポンプを有する中継ユニットと、
    前記複数の利用側熱交換器を有する室内ユニットと、
    前記熱媒体蓄熱部、及び前記蓄熱部内熱交換器を有する熱媒体蓄熱槽装置とを備えた
    ことを特徴とする請求項1、請求項1に従属する請求項2〜4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  6. 前記熱媒体蓄熱槽装置は、
    前記蓄熱部内熱交換器に対する前記熱源側冷媒の流入、又は流出を切り替える第3冷媒流路切替装置と、
    前記蓄熱部内熱交換器から流出する前記熱源側冷媒、又は前記蓄熱部内熱交換器に流入する前記熱源側冷媒を膨張させる第2絞り装置と、
    前記熱媒体循環回路と前記熱媒体蓄熱部との間の流路を開閉する熱媒体流路開閉装置とを有する
    ことを特徴とする請求項5に記載の空気調和装置。
  7. 前記熱媒体蓄熱部内の前記熱媒体の蓄熱中に、
    前記熱媒体が、前記熱媒体蓄熱部を経由して前記熱媒体循環回路を循環するようにした
    ことを特徴とする請求項2、請求項2に従属する請求項3、4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  8. 前記圧縮機、前記第1冷媒流路切替装置、及び前記熱源側熱交換器を有する室外ユニットと、
    前記複数の熱媒体間熱交換器、前記第2冷媒流路切替装置、前記第1絞り装置及び前記ポンプを有する中継ユニットと、
    前記複数の利用側熱交換器を有する室内ユニットと、
    前記熱媒体蓄熱部、及び前記蓄熱部内熱交換器を有する熱媒体蓄熱槽装置とを備えた
    ことを特徴とする請求項2、7、請求項2に従属する請求項3、4のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  9. 前記熱媒体蓄熱槽装置は、
    前記第3冷媒流路切替装置と、
    前記第2絞り装置と、
    前記熱媒体循環回路と前記熱媒体蓄熱部との間の流路を開閉する熱媒体流路開閉装置とを有する
    ことを特徴とする請求項8に記載の空気調和装置。
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