JP6115134B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、蓄熱タンクを有する蓄熱ユニットを備えた空気調和装置に関するものである。 The present invention relates to an air conditioner including a heat storage unit having a heat storage tank.
従来より、室外ユニットと室内ユニットと蓄熱ユニットを備えた空気調和装置が知られている（特許文献１を参照。）。これらの空気調和装置の中には、室外ユニットに圧縮機と室外熱交換器とが収容され、室内ユニットに膨張弁と室内熱交換器とが収容され、蓄熱ユニットに蓄熱タンクと蓄熱用熱交換器とが収容されるものがある。 Conventionally, an air conditioner including an outdoor unit, an indoor unit, and a heat storage unit is known (see Patent Document 1). In these air conditioners, a compressor and an outdoor heat exchanger are accommodated in the outdoor unit, an expansion valve and an indoor heat exchanger are accommodated in the indoor unit, and a heat storage tank and heat storage heat exchange are stored in the heat storage unit. Some containers are housed.
この空気調和装置では、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器と蓄熱用熱交換器とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路が構成される。また、蓄熱タンクには蓄熱媒体が収容され、蓄熱用熱交換器は冷媒と蓄熱媒体とを熱交換するように構成される。この空気調和装置は、蓄熱運転と利用運転とに切換可能に構成されている。 In this air conditioner, a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, and a heat storage heat exchanger are connected to form a refrigerant circuit of a refrigeration cycle. The heat storage tank stores a heat storage medium, and the heat storage heat exchanger is configured to exchange heat between the refrigerant and the heat storage medium. This air conditioner is configured to be switchable between a heat storage operation and a use operation.
空気調和装置の蓄熱運転では、室外熱交換器が冷媒回路の凝縮器として機能し且つ蓄熱用熱交換器が冷媒回路の蒸発器として機能する。蓄熱用熱交換器が蒸発器として機能することにより、冷媒が蓄熱媒体から吸熱して蓄熱媒体が冷却される。このときに、冷媒の冷熱が蓄熱媒体に蓄えられる。 In the heat storage operation of the air conditioner, the outdoor heat exchanger functions as a condenser of the refrigerant circuit, and the heat storage heat exchanger functions as an evaporator of the refrigerant circuit. When the heat storage heat exchanger functions as an evaporator, the refrigerant absorbs heat from the heat storage medium, and the heat storage medium is cooled. At this time, the cold heat of the refrigerant is stored in the heat storage medium.
一方、空気調和装置の利用運転では、室外熱交換器が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器が冷却器として機能し且つ室内熱交換器が蒸発器と機能する。蓄熱用熱交換器が冷却器として機能することにより、蓄熱運転時に蓄えた冷熱を利用して冷媒を冷却する。そして、この冷却された冷媒が膨張弁で膨脹して室内熱交換器へ供給されることによって室内の冷房に利用される。 On the other hand, in the utilization operation of the air conditioner, the outdoor heat exchanger functions as a condenser, the heat storage heat exchanger functions as a cooler, and the indoor heat exchanger functions as an evaporator. When the heat storage heat exchanger functions as a cooler, the refrigerant is cooled by using the cold energy stored during the heat storage operation. And this cooled refrigerant | coolant expands with an expansion valve, and is utilized for indoor air conditioning by being supplied to an indoor heat exchanger.
このような空気調和装置では、夜間電力を利用して蓄熱運転を行い、冷媒の冷熱を蓄熱媒体に蓄え、その蓄えた冷熱を昼間の冷房運転に利用することにより、昼間の冷房運転の消費電力を抑えるように構成されている。 In such an air conditioner, heat storage operation is performed using nighttime electric power, the cold energy of the refrigerant is stored in a heat storage medium, and the stored cold energy is used for daytime air conditioning operation. It is configured to suppress.
ところで、空気調和装置の利用運転を昼間の消費電力のピーク時間帯に限定して行うことにより、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減と空気調和装置のコストの低減とを図ることが考えられる。しかしながら、従来の空気調和装置は、昼間の冷房運転の全時間に亘って利用運転が可能となるように設計されているため、利用運転を昼間の消費電力のピーク時間帯に限定して行うことに適しているとは言い難かった。 By the way, it is possible to reduce the power generation cost by flattening the peak of power demand and the cost of the air conditioner by limiting the use operation of the air conditioner to the peak hours of power consumption during the daytime. Conceivable. However, since the conventional air conditioner is designed so that it can be used throughout the daytime cooling operation, it should be used only during peak hours of daytime power consumption. It was hard to say that it was suitable for.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減と空気調和装置のコストの低減とを図ることが可能な空気調和装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an air conditioner capable of reducing power generation cost by flattening the peak of power demand and reducing the cost of the air conditioner. It is to provide.
第１の発明は、可変速型の圧縮機（24）及び室外熱交換器（25）が収容された室外ユニット（20）と、室内熱交換器（62）が収容された室内ユニット（60）と、蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（72）及び蓄熱用熱交換器（30）が収容された蓄熱ユニット（70）とを備え、前記可変速型の圧縮機（24）と前記室外熱交換器（25）と前記室内熱交換器（62）と前記蓄熱用熱交換器（30）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、前記蓄熱用熱交換器（30）は、前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と前記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成され、前記蓄熱用熱交換器（30）により冷媒が蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、前記蓄熱用熱交換器（30）により前記蓄熱運転時に蓄熱媒体に蓄えられた冷熱で冷媒を冷却する利用運転とに切換可能に構成された空気調和装置である。 The first invention includes an outdoor unit (20) in which a variable speed compressor (24) and an outdoor heat exchanger (25) are accommodated, and an indoor unit (60) in which an indoor heat exchanger (62) is accommodated. And a heat storage tank (72) for storing a heat storage medium, and a heat storage unit (70) in which a heat storage heat exchanger (30) is accommodated, the variable speed compressor (24) and the outdoor heat exchanger (25), the indoor heat exchanger (62) and the heat storage heat exchanger (30) are connected to form a refrigerant circuit (15) of a refrigeration cycle, and the heat storage heat exchanger (30) A heat storage operation in which the heat storage medium of the heat storage tank (72) and the refrigerant of the refrigerant circuit (15) are heat-exchanged, and the refrigerant cools the heat storage medium by the heat storage heat exchanger (30); Switch to use operation to cool the refrigerant with the cold energy stored in the heat storage medium during the heat storage operation by the heat storage heat exchanger (30) An air conditioning apparatus configured ability.
そして、この空気調和装置において、前記蓄熱タンク（72）の容積は、前記圧縮機（24）を冷房定格運転時の回転速度よりも低い回転速度で運転しながら前記蓄熱運転が行われるときに生成される冷熱を前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体に蓄える容積に設定されている。
In this air conditioner, the volume of the heat storage tank (72) is generated when the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at a rotation speed lower than the rotation speed during the cooling rated operation. It is set to the volume which stores the cold heat to be stored in the heat storage medium of the heat storage tank (72).
第１の発明では、空気調和装置の蓄熱運転が圧縮機（24）を低速回転で運転することにより行われる。尚、圧縮機（24）の低速回転とは、空気調和装置がＪＩＳで定められた定格冷房能力を発揮する運転、即ち本発明の冷房定格運転を行っているときの圧縮機（24）の回転速度よりも低い回転速度のことをいう。 In the first invention, the heat storage operation of the air conditioner is performed by operating the compressor (24) at a low speed. The low speed rotation of the compressor (24) means the rotation of the compressor (24) when the air conditioner performs an operation that exhibits the rated cooling capacity defined in JIS, that is, the cooling rated operation of the present invention. The rotation speed that is lower than the speed.
そして、蓄熱タンク（72）の容積は、圧縮機（24）を低速回転で運転したときに蓄熱媒体に冷熱を蓄える容積に設定されている。これにより、圧縮機（24）を低速回転よりも大きな回転速度で運転しながら蓄熱運転を行う場合に比べて、蓄熱タンク（72）の容積が小さくなる。 The volume of the heat storage tank (72) is set to a volume that stores cold heat in the heat storage medium when the compressor (24) is operated at a low speed. As a result, the volume of the heat storage tank (72) is reduced as compared with the case where the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at a rotation speed larger than the low speed rotation.
第２の発明は、第１の発明において、前記圧縮機（24）は、前記蓄熱運転時の回転速度において運転効率が最大となるように設定されている。 In a second aspect based on the first aspect, the compressor (24) is set so that the operating efficiency is maximized at the rotational speed during the heat storage operation.
第２の発明では、圧縮機（24）において、低速回転の運転時に運転効率が最大となるように構成されている。そして、空気調和装置の蓄熱運転では、圧縮機を低速回転にして運転する。 In the second aspect of the invention, the compressor (24) is configured such that the operating efficiency is maximized during low-speed rotation operation. In the heat storage operation of the air conditioner, the compressor is operated at a low speed.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物である。 According to a third invention, in the first or second invention, the heat storage medium is an aqueous solution of tetra-n-butylammonium bromide and clathrate hydrate thereof.
第３の発明では、蓄熱媒体が臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物で構成される。 In 3rd invention, a thermal storage medium is comprised with the tetra n butyl ammonium bromide aqueous solution and its clathrate hydrate.
第４の発明は、第１から第３の何れか１つの発明において、前記利用運転が室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力量の合計値がピークとなる時間帯に限定して行われるように制御する制御部（100）を備えている。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the use operation has a peak total power consumption of the outdoor unit (20), the indoor unit (60), and the heat storage unit (70). The control part (100) which controls so that it may carry out only in the time slot | zone which becomes is provided.
第４の発明では、各ユニット（20,60,70）の消費電力値の合計値がピークとなる時間帯に空気調和装置の利用運転が行われる。 In the fourth invention, the use operation of the air conditioner is performed in a time zone in which the total value of the power consumption values of the units (20, 60, 70) peaks.
本発明によれば、蓄熱タンク（72）において、圧縮機（24）を低速回転で運転しながら蓄熱運転が行われるときに生成される冷熱を蓄熱媒体に蓄える容積に設定するようにしたので、圧縮機（24）を低速回転よりも大きな回転速度で運転しながら蓄熱運転を行う場合に比べて、蓄熱タンク（72）の容積を小さくすることができる。これにより、蓄熱タンク（72）を収容する蓄熱ユニット（70）の小型化を図ることができ、本発明の空気調和装置を用いることにより、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減と空気調和装置のコストの低減とを図ることができる。 According to the present invention, in the heat storage tank (72), since the cold energy generated when the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at a low speed rotation is set to a volume that is stored in the heat storage medium, The volume of the heat storage tank (72) can be reduced as compared with the case where the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at a rotation speed larger than the low speed rotation. As a result, the heat storage unit (70) that accommodates the heat storage tank (72) can be reduced in size, and by using the air conditioner of the present invention, power generation costs can be reduced and air can be reduced by flattening the peak of power demand. The cost of the harmony device can be reduced.
また、前記第２の発明によれば、前記蓄熱運転の低速回転の運転時に運転効率が最大となるように圧縮機（24）を構成したので、空気調和装置の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。これにより、空気調和装置の省エネ化を図ることができる。 According to the second aspect of the invention, since the compressor (24) is configured so that the operating efficiency is maximized during the low-speed rotation operation of the heat storage operation, the power consumption during the heat storage operation of the air conditioner is reduced. Can be small. Thereby, energy saving of an air conditioning apparatus can be achieved.
また、前記第３の発明によれば、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物を蓄熱媒体として用いるようにしたので、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、相変化時の温度を高くすることができる。これにより、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、冷媒回路（15）の蒸発温度を高くすることにより、空気調和装置の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。 Further, according to the third invention, since the tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution and the clathrate hydrate thereof are used as the heat storage medium, the temperature at the time of phase change is compared with the case where the heat storage medium is ice. Can be high. Thereby, compared with the case where a heat storage medium is ice, by raising the evaporation temperature of a refrigerant circuit (15), the electric power consumption at the time of the heat storage operation of an air conditioner can be made small.
また、前記第４の発明によれば、利用運転が室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力量を合計した総合消費電力量がピークとなる時間帯に限定して行われるようにしたので、そのピークの部分の総合消費電力量の一部を削減することができる。これにより、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減を図ることができる。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the usage operation is performed during a time period when the total power consumption amount of the outdoor unit (20), the indoor unit (60), and the heat storage unit (70) is the peak. Since it is performed in a limited manner, a part of the total power consumption of the peak portion can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the power generation cost by flattening the peak power demand.
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１は、夜間電力を利用して蓄熱運転を行い、その蓄熱運転により冷媒の冷熱を蓄熱媒体に蓄え、その蓄えた冷熱を昼間の冷房運転に利用することにより、昼間の冷房運転の消費電力の一部を削減することができるように構成された空気調和装置（10）である。この空気調和装置（10）は、例えばビル用の空調に用いられる、いわゆるビル用マルチ式に構成される。
Embodiment 1 of the Invention
The first embodiment of the present invention performs a heat storage operation using nighttime electric power, stores the cold heat of the refrigerant in the heat storage medium by the heat storage operation, and uses the stored cold heat for the daytime cooling operation, thereby cooling the daytime. An air conditioner (10) configured to be able to reduce part of the power consumption during operation. The air conditioner (10) is configured as a so-called multi-type building for use in, for example, air conditioning for buildings.
この空気調和装置（10）は、室外ユニット（20）と複数の室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）とコントローラ（100）とを備えている。室外ユニット（20）と蓄熱ユニット（70）とが隣接して、例えばビル等の屋上に設置されている。図１に示すように、蓄熱ユニット（70）は、室外ユニット（20）よりも小さい。その理由については詳しく後述する。 The air conditioner (10) includes an outdoor unit (20), a plurality of indoor units (60), a heat storage unit (70), and a controller (100). The outdoor unit (20) and the heat storage unit (70) are adjacent to each other and installed on the roof of a building or the like, for example. As shown in FIG. 1, the heat storage unit (70) is smaller than the outdoor unit (20). The reason will be described in detail later.
図２に示すように、室外ユニット（20）には、室外回路（21）と室外ファン（26）とが収容されている。室内ユニット（60）には、室内回路（61）と室内ファン（64）とが収容されている。蓄熱ユニット（70）には、冷媒側回路（40）と蓄熱媒体側回路（71）とが収容されている。そして、室外ユニット（20）の室外回路（21）と蓄熱ユニット（70）の冷媒側回路（40）と室内ユニット（60）の室内回路（61）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成される。 As shown in FIG. 2, the outdoor unit (20) accommodates an outdoor circuit (21) and an outdoor fan (26). The indoor unit (60) accommodates an indoor circuit (61) and an indoor fan (64). The heat storage unit (70) accommodates a refrigerant side circuit (40) and a heat storage medium side circuit (71). Then, the outdoor circuit (21) of the outdoor unit (20), the refrigerant circuit (40) of the heat storage unit (70), and the indoor circuit (61) of the indoor unit (60) are connected to form a refrigerant circuit (15 ) Is configured.
具体的には、室外回路（21）の液端（51）と蓄熱ユニット（70）の冷媒側回路（40）の第１液端（52）とが接続され、室外回路（21）のガス端（53）と冷媒側回路（40）の第１ガス端（54）とが接続されている。蓄熱ユニット（70）の冷媒側回路（40）の第２液端（55）が液管（11）の一端に接続され、蓄熱ユニット（70）の冷媒側回路（40）の第２ガス端（56）がガス管（12）の一端に接続されている。液管（11）の他端は分岐して各室内回路（61）の液側端部に接続され、ガス管（12）の他端は分岐して各室内回路（61）のガス側端部に接続されている。 Specifically, the liquid end (51) of the outdoor circuit (21) and the first liquid end (52) of the refrigerant side circuit (40) of the heat storage unit (70) are connected, and the gas end of the outdoor circuit (21). (53) and the first gas end (54) of the refrigerant side circuit (40) are connected. The second liquid end (55) of the refrigerant side circuit (40) of the heat storage unit (70) is connected to one end of the liquid pipe (11), and the second gas end of the refrigerant side circuit (40) of the heat storage unit (70) ( 56) is connected to one end of the gas pipe (12). The other end of the liquid pipe (11) branches to be connected to the liquid side end of each indoor circuit (61), and the other end of the gas pipe (12) branches to the gas side end of each indoor circuit (61) It is connected to the.
〈室外ユニット〉
室外ユニット（20）は、圧縮機（24）と四方切換弁（27）と室外熱交換器（25）と室外膨張弁（28）とを備え、これらが室外回路（21）に接続されている。圧縮機（24）は、図示しないインバータの出力周波数を調節することで、圧縮機（24）のモータの回転速度が可変に構成される。この圧縮機（24）が、本発明の可変速型の圧縮機を構成する。
<Outdoor unit>
The outdoor unit (20) includes a compressor (24), a four-way switching valve (27), an outdoor heat exchanger (25), and an outdoor expansion valve (28), which are connected to the outdoor circuit (21). . The compressor (24) is configured such that the rotational speed of the motor of the compressor (24) is variable by adjusting the output frequency of an inverter (not shown). This compressor (24) constitutes the variable speed compressor of the present invention.
この圧縮機（24）は、図３に示すように、従来の圧縮機よりも低い回転速度側で圧縮機効率が最大になるように構成されている。本実施形態１の圧縮機（24）では、圧縮機（24）のモータのモータ効率が圧縮機（24）の低い回転速度側で最も効率がよくなるように設定されている。これにより、圧縮機（24）の圧縮機効率が低回転速度（図３のＡ値）で最大になるように構成されている。 As shown in FIG. 3, the compressor (24) is configured so that the compressor efficiency is maximized on the lower rotational speed side than the conventional compressor. In the compressor (24) of the first embodiment, the motor efficiency of the motor of the compressor (24) is set so that the efficiency is the highest on the low rotational speed side of the compressor (24). Thereby, it is comprised so that the compressor efficiency of a compressor (24) may become the maximum at low rotational speed (A value of FIG. 3).
室外熱交換器（25）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室外熱交換器（25）の近傍に室外ファン（26）が設置される。室外熱交換器（25）では、室外ファン（26）が搬送する室外空気と冷媒とが熱交換する。 The outdoor heat exchanger (25) is constituted by, for example, a fin-and-tube heat exchanger. An outdoor fan (26) is installed in the vicinity of the outdoor heat exchanger (25). In the outdoor heat exchanger (25), the outdoor air conveyed by the outdoor fan (26) and the refrigerant exchange heat.
四方切換弁（27）は、第１から第４までのポートを有している。四方切換弁（27）では、第１ポートが圧縮機（24）の吐出側に繋がり、第２ポートが室外回路（21）のガス端（53）に繋がり、第３ポートが圧縮機（24）の吸入側に繋がり、第４ポートが室外熱交換器（25）のガス側端部に繋がっている。四方切換弁（27）は、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートと第２ポートとが連通し且つ第３ポートと第４ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とに切換可能に構成される。 The four-way switching valve (27) has first to fourth ports. In the four-way switching valve (27), the first port is connected to the discharge side of the compressor (24), the second port is connected to the gas end (53) of the outdoor circuit (21), and the third port is connected to the compressor (24). The fourth port is connected to the gas side end of the outdoor heat exchanger (25). The four-way selector valve (27) includes a first state (state indicated by a solid line in FIG. 1) in which the first port and the fourth port communicate with each other and a second port and a third port communicate with each other, It is configured to be switchable to a second state (state indicated by a broken line in FIG. 1) in which the two ports communicate and the third port and the fourth port communicate.
室外膨張弁（28）は、室外熱交換器（25）の液側端部と室外回路（21）の液端（51）との間に接続されている。この室外膨張弁（28）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。 The outdoor expansion valve (28) is connected between the liquid side end of the outdoor heat exchanger (25) and the liquid end (51) of the outdoor circuit (21). The outdoor expansion valve (28) is an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted.
〈室内ユニット〉
室内ユニット（60）の室内回路（61）には、ガス側端部から液側端部に向かって順に、室内熱交換器（62）と、室内膨張弁（63）とが接続されている。室内熱交換器（62）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室内熱交換器（62）の近傍に室内ファン（64）が設置される。室内熱交換器（62）では、室内ファン（64）が搬送する室内空気と冷媒とが熱交換する。室内膨張弁（63）は、例えば開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。
<Indoor unit>
An indoor heat exchanger (62) and an indoor expansion valve (63) are connected to the indoor circuit (61) of the indoor unit (60) in order from the gas side end to the liquid side end. The indoor heat exchanger (62) is constituted by, for example, a fin-and-tube heat exchanger. An indoor fan (64) is installed near the indoor heat exchanger (62). In the indoor heat exchanger (62), the indoor air conveyed by the indoor fan (64) and the refrigerant exchange heat. The indoor expansion valve (63) is constituted by an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted, for example.
〈蓄熱ユニット〉
蓄熱ユニット（70）は、図４に示すように、蓄熱タンク（72）と蓄熱用熱交換器（30）と第１開閉弁（44）と第２開閉弁（45）とポンプ（73）とを備えている。
<Heat storage unit>
As shown in FIG. 4, the heat storage unit (70) includes a heat storage tank (72), a heat storage heat exchanger (30), a first on-off valve (44), a second on-off valve (45), and a pump (73). It has.
蓄熱タンク（72）は、略円筒状に形成されている。この蓄熱タンク（72）は、蓄熱ユニット（70）の略直方体状のケーシング（77）に収容されている。この蓄熱タンク（72）には、冷媒の冷熱を蓄えるための蓄熱媒体が貯蔵される。この蓄熱媒体については後述する。この蓄熱タンク（72）は、その上部に蓄熱媒体の流出口（80）が形成されて、下部に蓄熱媒体の流入口（81）が形成されている。また、この蓄熱タンク（72）の内容積は、従来の蓄熱タンクよりも小容量に設計されている。これは、空気調和装置（10）の蓄熱運転が圧縮機（24）を低速回転で運転することにより行われ、蓄熱タンク（72）の容積が、圧縮機（24）を低速回転で運転したときに蓄熱媒体に冷熱を蓄える容積に設定されているからである。尚、圧縮機（24）の低速回転とは、空気調和装置がＪＩＳで定められた定格冷房能力を発揮する運転、即ち本発明の冷房定格運転を行っているときの圧縮機（24）の回転速度よりも低い回転速度のことをいう。 The heat storage tank (72) is formed in a substantially cylindrical shape. The heat storage tank (72) is accommodated in a substantially rectangular parallelepiped casing (77) of the heat storage unit (70). The heat storage tank (72) stores a heat storage medium for storing the cold heat of the refrigerant. This heat storage medium will be described later. The heat storage tank (72) has a heat storage medium outlet (80) formed in an upper portion thereof and a heat storage medium inlet (81) formed in a lower portion thereof. Further, the internal volume of the heat storage tank (72) is designed to be smaller than that of the conventional heat storage tank. This is when the heat storage operation of the air conditioner (10) is performed by operating the compressor (24) at low speed, and the capacity of the heat storage tank (72) is when the compressor (24) is operated at low speed. This is because the volume is set to store the cold energy in the heat storage medium. The low speed rotation of the compressor (24) means the rotation of the compressor (24) when the air conditioner performs an operation that exhibits the rated cooling capacity defined in JIS, that is, the cooling rated operation of the present invention. The rotation speed that is lower than the speed.
蓄熱用熱交換器（30）は、ケーシング（77）の内面と蓄熱タンク（72）の内周面との間の狭いスペースに配置されている。この蓄熱用熱交換器（30）は、内管及び外管とを有する二重管式の熱交換器で構成されている。この蓄熱用熱交換器（30）の外管と内管との環状空間に第１流路（31）が形成され、内管の内側に第２流路（32）が形成されている。
この蓄熱用熱交換器（30）は、複数回蛇行しながら上下方向へ延びている。後述するが、第１流路（31）を冷媒が流れて第２流路（32）を蓄熱媒体が流れるように構成されている。このように、本実施形態１の蓄熱用熱交換器（30）では、互いに強制対流する冷媒と蓄熱媒体とが熱交換を行うため、タンク内に伝熱管を配置した、いわゆるスタティック型の熱交換器に比べて熱通過係数が高い。これにより、スタティック型の熱交換器に比べて熱交換器の大きさが１／４程度小さくなっている。
The heat storage heat exchanger (30) is disposed in a narrow space between the inner surface of the casing (77) and the inner peripheral surface of the heat storage tank (72). The heat storage heat exchanger (30) is a double-tube heat exchanger having an inner tube and an outer tube. A first flow path (31) is formed in an annular space between the outer pipe and the inner pipe of the heat storage heat exchanger (30), and a second flow path (32) is formed inside the inner pipe.
The heat storage heat exchanger (30) extends in the vertical direction while meandering a plurality of times. As will be described later, the refrigerant flows through the first flow path (31) and the heat storage medium flows through the second flow path (32). Thus, in the heat storage heat exchanger (30) of the first embodiment, since the refrigerant and the heat storage medium that are forced to convect each other perform heat exchange, so-called static heat exchange in which a heat transfer tube is arranged in the tank. High heat transfer coefficient compared to the vessel. As a result, the size of the heat exchanger is reduced by about ¼ compared to the static heat exchanger.
ポンプ（73）は、ケーシング（77）の下部側に配置され、第１開閉弁（44）及び第２開閉弁（45）は、ケーシング（77）の上部側に配置されている。 The pump (73) is disposed on the lower side of the casing (77), and the first on-off valve (44) and the second on-off valve (45) are disposed on the upper side of the casing (77).
蓄熱ユニット（70）の冷媒側回路（40）は、液配管（41）とガス配管（42）とバイパス配管（43）とを備えている（図２を参照）。液配管（41）は、その一端が第１液端（52）を構成して他端が第２液端（55）を構成する。この液配管（41）は、第１液端（52）から第２液端（55）へ向かって順に蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）と第１開閉弁（44）とが接続されている。バイパス配管（43）は、蓄熱用熱交換器（30）と第１開閉弁（44）との間から分岐してガス配管（42）に接続されている。このバイパス配管（43）には第２開閉弁（45）が接続されている。 The refrigerant side circuit (40) of the heat storage unit (70) includes a liquid pipe (41), a gas pipe (42), and a bypass pipe (43) (see FIG. 2). One end of the liquid pipe (41) constitutes the first liquid end (52) and the other end constitutes the second liquid end (55). The liquid pipe (41) includes a first flow path (31) and a first on-off valve (44) of the heat storage heat exchanger (30) in order from the first liquid end (52) to the second liquid end (55). ) And are connected. The bypass pipe (43) branches from between the heat storage heat exchanger (30) and the first on-off valve (44) and is connected to the gas pipe (42). A second on-off valve (45) is connected to the bypass pipe (43).
蓄熱ユニット（70）の蓄熱媒体側回路（71）は、流出管（74）と流入管（75）とを備えている。流出管（74）は、蓄熱タンク（72）の流出口（80）と蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）の入口とを接続している。流入管（75）は、蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）の出口と蓄熱タンク（72）の流入口（81）とを接続している。尚、流出管（74）にはポンプ（73）が接続されている。このポンプ（73）を駆動させることにより、蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体が蓄熱媒体側回路（71）内を循環する。 The heat storage medium side circuit (71) of the heat storage unit (70) includes an outflow pipe (74) and an inflow pipe (75). The outflow pipe (74) connects the outlet (80) of the heat storage tank (72) and the inlet of the second flow path (32) of the heat storage heat exchanger (30). The inflow pipe (75) connects the outlet of the second flow path (32) of the heat storage heat exchanger (30) and the inlet (81) of the heat storage tank (72). A pump (73) is connected to the outflow pipe (74). By driving the pump (73), the heat storage medium in the heat storage tank (72) circulates in the heat storage medium side circuit (71).
本実施形態１の蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液及びその包接水和物である。臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液は、０℃よりも高い所定の温度（例えば約１０℃）の状態において、臭化テトラｎブチルアンモニウムを中心とした水との包接水和物を含むスラリー状になる。このため、蓄熱媒体側回路（71）では、包接水和物を含む蓄熱媒体を循環させることができる。これにより、蓄熱用熱交換器（30）では、包接水和物の潜熱を利用して冷媒を冷却することができる。 The heat storage medium of Embodiment 1 is a tetra n-butylammonium bromide (TBAB) aqueous solution and clathrate hydrate thereof. The tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution is in the form of a slurry containing clathrate hydrate with water centered on tetra-n-butylammonium bromide at a predetermined temperature higher than 0 ° C (for example, about 10 ° C). Become. For this reason, in the heat storage medium side circuit (71), the heat storage medium containing the clathrate hydrate can be circulated. Thereby, in the heat storage heat exchanger (30), the refrigerant can be cooled using the latent heat of the clathrate hydrate.
〈コントローラ〉
空気調和装置（10）は、圧縮機（24）、ポンプ（73）、四方切換弁（27）、及び各弁（27,28,44,45,63）を制御するためのコントローラ（100）を有している。コントローラ（100）は、蓄熱運転、利用冷房運転、通常冷房運転、及び暖房運転を開始させる信号に応じて、これらの機器を制御する。コントローラ（100）は、第１制御部（101）と、第２制御部（102）と、設定部（103）とを有している。本実施形態１では、蓄熱運転が夜間電力を利用して行われる。また、利用冷房運転が、空気調和装置（10）の昼間の消費電力のピーク時間帯の２時間に限定して行われる。この２時間の利用冷房運転により、ピーク消費電力の約２０％が削減される。尚、この２時間は例示である。ここで、空気調和装置（10）の消費電力量は、室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力を合計した総合消費電力量である。
<controller>
The air conditioner (10) includes a compressor (24), a pump (73), a four-way switching valve (27), and a controller (100) for controlling each valve (27, 28, 44, 45, 63). Have. The controller (100) controls these devices in response to signals for starting the heat storage operation, the use cooling operation, the normal cooling operation, and the heating operation. The controller (100) includes a first control unit (101), a second control unit (102), and a setting unit (103). In the first embodiment, the heat storage operation is performed using nighttime power. Moreover, utilization cooling operation is performed only for 2 hours of the peak time zone of the daytime power consumption of an air conditioning apparatus (10). This two-hour cooling operation reduces about 20% of peak power consumption. This two hours is an example. Here, the power consumption of the air conditioner (10) is the total power consumption of the power consumption of the outdoor unit (20), the indoor unit (60), and the heat storage unit (70).
コントローラ（100）の第１制御部（101）は、上述した４つの運転を切り換えるように、四方切換弁（27）、第１開閉弁（44）、及び第２開閉弁（45）を制御する。コントローラ（100）の第２制御部（102）は、蓄熱運転時に圧縮機（24）を低速回転で運転するように制御する。コントローラ（100）の設定部（103）は、空気調和装置（10）の昼間の消費電力のピーク時間帯の２時間を所定時刻に設定するものである。この設定部（103）は、屋外の気象条件、空気調和装置（10）の過去の消費電力量の経時データ等に基いて、ピーク時間帯の２時間の開始時刻と終了時刻とを設定する。この設定部（103）の設定動作に基いて、第１制御部（101）が通常冷房運転から利用冷房運転へ切り換える。このコントローラ（100）が、本発明の制御部を構成する。 The first control unit (101) of the controller (100) controls the four-way switching valve (27), the first on-off valve (44), and the second on-off valve (45) so as to switch the four operations described above. . The second controller (102) of the controller (100) controls the compressor (24) to operate at a low speed during the heat storage operation. The setting unit (103) of the controller (100) sets two hours of the daytime power consumption peak time of the air conditioner (10) to a predetermined time. The setting unit (103) sets a start time and an end time of 2 hours in the peak time zone based on outdoor weather conditions, time-lapse data of past power consumption of the air conditioner (10), and the like. Based on the setting operation of the setting unit (103), the first control unit (101) switches from the normal cooling operation to the use cooling operation. This controller (100) constitutes a controller of the present invention.
−運転動作−
実施形態１に係る空気調和装置（10）は、蓄熱運転と、利用冷房運転と、通常冷房運転と、暖房運転とを切り換えて行うように構成される。尚、利用冷房運転が、本発明の利用運転を構成する。以下、各運転について説明する。
-Driving action-
The air conditioner (10) according to Embodiment 1 is configured to switch between a heat storage operation, a use cooling operation, a normal cooling operation, and a heating operation. In addition, utilization cooling operation comprises utilization operation of this invention. Hereinafter, each operation will be described.
〈蓄熱運転〉
蓄熱運転は、上述したように夜間電力を利用して行われる。この蓄熱運転では、冷媒回路（15）の冷媒によって蓄熱媒体が冷却され、この蓄熱媒体にいわゆる冷熱が付与される。蓄熱運転では、第１制御部（101）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が開放され、室外膨張弁（28）が所定開度に調節される。また、蓄熱運転では、第１制御部（101）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。この蓄熱運転では、室外熱交換器（25）が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器（30）が蒸発器として機能する。そして、第２制御部（102）によって、蓄熱運転の全時間において、圧縮機（24）が低速回転側で運転される。本実施形態１では、圧縮機（24）が、最大圧縮機効率となる回転速度（図３のＡ）で運転される。
<Heat storage operation>
The heat storage operation is performed using nighttime power as described above. In this heat storage operation, the heat storage medium is cooled by the refrigerant in the refrigerant circuit (15), and so-called cold heat is applied to the heat storage medium. In the heat storage operation, the first control unit (101) sets the four-way switching valve (27) to the first state, the first on-off valve (44) is closed, the second on-off valve (45) is opened, and the outdoor The expansion valve (28) is adjusted to a predetermined opening. In the heat storage operation, the compressor (24), the outdoor fan (26), and the pump (73) are operated by the first control unit (101). In this heat storage operation, the outdoor heat exchanger (25) functions as a condenser, and the heat storage heat exchanger (30) functions as an evaporator. Then, the compressor (24) is operated on the low-speed rotation side by the second control unit (102) during the entire heat storage operation. In the first embodiment, the compressor (24) is operated at a rotational speed (A in FIG. 3) that provides the maximum compressor efficiency.
図５に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、タンク（72）内の蓄熱媒体が流出管（74）を流れ、蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。ここで、蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を通じて上側から下側へ流れている。一方、冷媒は第１流路（31）を通じて下側から上側へ流れる。蓄熱用熱交換器（30）は、蓄熱媒体と冷媒とが互いに逆方向へ流れる、いわゆる向流型で構成されている。 As shown in FIG. 5, when the pump (73) of the heat storage unit (70) is operated, the heat storage medium in the tank (72) flows through the outflow pipe (74), and the heat storage heat exchanger (30) It flows through two flow paths (32). On the other hand, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant compressed by the compressor (24) flows through the outdoor heat exchanger (25). In the outdoor heat exchanger (25), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (25) is decompressed by the outdoor expansion valve (28) and then flows through the first flow path (31) of the heat storage heat exchanger (30). Here, in the heat storage heat exchanger (30), the heat storage medium flows from the upper side to the lower side through the second flow path (32). On the other hand, the refrigerant flows from the lower side to the upper side through the first flow path (31). The heat storage heat exchanger (30) is configured as a so-called countercurrent type in which the heat storage medium and the refrigerant flow in opposite directions.
そして、第１流路（31）を流れる冷媒が、第２流路（32）の蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。ここで、冷媒は蒸発しながら下側から上側へ向かって流れるので、冷媒が蒸発しながら上側から下側へ流れる場合に比べて、流動抵抗が低減する。この結果、第２流路（32）を流れる蓄熱媒体は、冷媒によって順次冷却される。第２流路（32）で冷却された蓄熱媒体は、流入管（75）よりタンク（72）内に流入し、貯留される。また、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）で蒸発した冷媒は、バイパス配管（43）を経由して圧縮機（24）に吸入される。 Then, the refrigerant flowing through the first flow path (31) absorbs heat from the heat storage medium of the second flow path (32) and evaporates. Here, since the refrigerant flows from the lower side to the upper side while evaporating, the flow resistance is reduced as compared with the case where the refrigerant flows from the upper side to the lower side while evaporating. As a result, the heat storage medium flowing through the second flow path (32) is sequentially cooled by the refrigerant. The heat storage medium cooled in the second flow path (32) flows into the tank (72) from the inflow pipe (75) and is stored. The refrigerant evaporated in the first flow path (31) of the heat storage heat exchanger (30) is sucked into the compressor (24) via the bypass pipe (43).
〈利用冷房運転〉
利用冷房運転では、蓄熱媒体によって冷媒が冷却されながら、室内の冷房が行われる。利用冷房運転では、第１制御部（101）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、利用冷房運転では、第１制御部（101）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。この蓄熱運転では、室外熱交換器（25）が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器（30）が冷却器として機能し、室内熱交換器（62）が蒸発器として機能する。
<Use cooling operation>
In the use cooling operation, indoor cooling is performed while the refrigerant is cooled by the heat storage medium. In the use cooling operation, the first control unit (101) sets the four-way switching valve (27) to the first state, the first on-off valve (44) is opened, the second on-off valve (45) is closed, The outdoor expansion valve (28) is fully opened. In the use cooling operation, the compressor (24), the outdoor fan (26), and the pump (73) are operated by the first controller (101). In the indoor unit (60), the opening of the indoor expansion valve (63) is adjusted, and the indoor fan (64) is operated. In this heat storage operation, the outdoor heat exchanger (25) functions as a condenser, the heat storage heat exchanger (30) functions as a cooler, and the indoor heat exchanger (62) functions as an evaporator.
図６に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、タンク（72）内の蓄熱媒体が流出管（74）を流出し、蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を順次流れている。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒が、蓄熱媒体によって順次冷却される。この場合も、蓄熱運転と同様に、蓄熱媒体が第２流路（32）を通じて上側から下側へ流れ、冷媒は第１流路（31）を通じて下側から上側へ流れる。第２流路（32）で冷媒を冷却した蓄熱媒体は、流入管（75）よりタンク（72）内に流入し、貯留される。蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）で過冷却された冷媒は、液配管（41）、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。 As shown in FIG. 6, when the pump (73) of the heat storage unit (70) is operated, the heat storage medium in the tank (72) flows out of the outflow pipe (74), and the heat storage heat exchanger (30) It flows through the second flow path (32). On the other hand, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant compressed by the compressor (24) flows through the outdoor heat exchanger (25). In the outdoor heat exchanger (25), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (25) passes through the outdoor expansion valve (28) as it is and flows through the first flow path (31). In the heat storage heat exchanger (30), the heat storage medium sequentially flows through the second flow path (32). For this reason, the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (31) is sequentially cooled by the heat storage medium. Also in this case, as in the heat storage operation, the heat storage medium flows from the upper side to the lower side through the second flow path (32), and the refrigerant flows from the lower side to the upper side through the first flow path (31). The heat storage medium having cooled the refrigerant in the second flow path (32) flows into the tank (72) through the inflow pipe (75) and is stored. The refrigerant supercooled in the first flow path (31) of the heat storage heat exchanger (30) is sent to each indoor unit (60) via the liquid pipe (41) and the liquid pipe (11).
室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。 The refrigerant flowing into the indoor unit (60) is decompressed by the indoor expansion valve (63) and then flows through the indoor heat exchanger (62). In the indoor heat exchanger (62), the refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. As a result, the room is cooled. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (62) is sent to the outdoor unit (20) via the gas pipe (12) and is sucked into the compressor (24).
〈通常冷房運転〉
通常冷房運転では、蓄熱媒体で冷媒を冷却せずに、室内の冷房が行われる。通常冷房運転では、第１制御部（101）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、通常冷房運転では、第１制御部（101）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。
<Normal cooling operation>
In normal cooling operation, indoor cooling is performed without cooling the refrigerant with the heat storage medium. In normal cooling operation, the first control unit (101) sets the four-way switching valve (27) to the first state, the first on-off valve (44) is opened, the second on-off valve (45) is closed, The outdoor expansion valve (28) is fully opened. In the normal cooling operation, the compressor (24) and the outdoor fan (26) are operated by the first control unit (101), while the pump (73) is stopped. In the indoor unit (60), the opening of the indoor expansion valve (63) is adjusted, and the indoor fan (64) is operated.
図７に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱媒体側回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱用熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体によって実質的に冷却されず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、液配管（41）、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。 As shown in FIG. 7, in the heat storage unit (70), the pump (73) is stopped. For this reason, in the heat storage medium side circuit (71), the heat storage medium does not circulate, and the heat storage medium does not flow through the heat storage heat exchanger (30). On the other hand, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant compressed by the compressor (24) flows through the outdoor heat exchanger (25). In the outdoor heat exchanger (25), the refrigerant dissipates heat to the outdoor air and condenses. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (25) passes through the outdoor expansion valve (28) as it is and flows through the first flow path (31). In the heat storage heat exchanger (30), the heat storage medium does not flow through the second flow path (32) as described above. For this reason, the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (31) is not substantially cooled by the heat storage medium and passes through the first flow path (31). The refrigerant that has passed through the first flow path (31) is sent to each indoor unit (60) via the liquid pipe (41) and the liquid pipe (11).
室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。 The refrigerant flowing into the indoor unit (60) is decompressed by the indoor expansion valve (63) and then flows through the indoor heat exchanger (62). In the indoor heat exchanger (62), the refrigerant absorbs heat from the indoor air and evaporates. As a result, the room is cooled. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (62) is sent to the outdoor unit (20) via the gas pipe (12) and is sucked into the compressor (24).
〈暖房運転〉
暖房運転では、室内の暖房が行われる。暖房運転では、第１制御部（101）によって、四方切換弁（27）が第２状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）の開度が調節される。また、暖房運転では、第１制御部（101）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）が全開状態となり、室内ファン（64）が運転される。
<Heating operation>
In the heating operation, the room is heated. In the heating operation, the four-way switching valve (27) is set to the second state by the first controller (101), the first on-off valve (44) is opened, the second on-off valve (45) is closed, and the outdoor The opening degree of the expansion valve (28) is adjusted. In the heating operation, the compressor (24) and the outdoor fan (26) are operated by the first control unit (101), while the pump (73) is stopped. In the indoor unit (60), the indoor expansion valve (63) is fully opened, and the indoor fan (64) is operated.
図８に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱媒体側回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱用熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、ガス配管（42）とガス管（12）とを経由して各室内ユニット（60）へ送られる。室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。この結果、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（62）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（63）をそのまま通過し、液管（11）を経由して室外ユニット（20）へ送られる。 As shown in FIG. 8, in the heat storage unit (70), the pump (73) is stopped. For this reason, in the heat storage medium side circuit (71), the heat storage medium does not circulate, and the heat storage medium does not flow through the heat storage heat exchanger (30). On the other hand, in the refrigerant circuit (15), the refrigerant compressed by the compressor (24) is sent to each indoor unit (60) via the gas pipe (42) and the gas pipe (12). The refrigerant that has flowed into the indoor unit (60) flows through the indoor heat exchanger (62). In the indoor heat exchanger (62), the refrigerant dissipates heat to the indoor air and condenses. As a result, the room is heated. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (62) passes through the indoor expansion valve (63) as it is, and is sent to the outdoor unit (20) via the liquid pipe (11).
室外ユニット（20）に流入した冷媒は、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体と実質的に熱交換せず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。 The refrigerant that has flowed into the outdoor unit (20) flows through the first flow path (31) of the heat storage heat exchanger (30). In the heat storage heat exchanger (30), the heat storage medium does not flow through the second flow path (32) as described above. For this reason, the high-pressure refrigerant flowing through the first flow path (31) does not substantially exchange heat with the heat storage medium, and passes through the first flow path (31). The refrigerant that has passed through the first flow path (31) is depressurized by the outdoor expansion valve (28), and then flows through the outdoor heat exchanger (25). In the outdoor heat exchanger (25), the refrigerant absorbs heat from the outdoor air and evaporates. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (25) is sucked into the compressor (24).
−実施形態１の効果−
実施形態１によれば、蓄熱タンク（72）において、圧縮機（24）を低速回転で運転しながら蓄熱運転が行われるときに生成される冷熱を蓄熱媒体に蓄える容積に設定するようにしたので、圧縮機（24）を低速回転よりも大きな回転速度で運転しながら蓄熱運転を行う場合に比べて、蓄熱タンク（72）の容積を小さくすることができる。これにより、蓄熱タンク（72）を収容する蓄熱ユニット（70）の小型化を図ることができ、本発明の空気調和装置（10）を用いることにより、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減と空気調和装置（10）のコストの低減とを図ることができる。
-Effect of Embodiment 1-
According to the first embodiment, in the heat storage tank (72), the cold energy generated when the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at low speed rotation is set to a volume that is stored in the heat storage medium. The volume of the heat storage tank (72) can be reduced compared to the case where the heat storage operation is performed while the compressor (24) is operated at a rotational speed larger than the low speed rotation. Thereby, size reduction of the heat storage unit (70) which accommodates a heat storage tank (72) can be aimed at, and by using the air conditioning apparatus (10) of this invention, the electric power generation cost of flattening the peak of an electric power demand is reduced. Reduction and cost reduction of the air conditioner (10) can be achieved.
また、実施形態１によれば、前記蓄熱運転の低速回転の運転時に運転効率が最大となるように圧縮機（24）を構成したので、空気調和装置（10）の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。これにより、空気調和装置（10）の省エネ化を図ることができる。 Moreover, according to Embodiment 1, since the compressor (24) was configured so that the operation efficiency was maximized during the low-speed rotation operation of the heat storage operation, the power consumption during the heat storage operation of the air conditioner (10). Can be reduced. Thereby, energy saving of an air conditioning apparatus (10) can be achieved.
また、実施形態１によれば、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物を蓄熱媒体として用いるようにしたので、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、相変化時の温度を高くすることができる。これにより、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、冷媒回路（15）の蒸発温度を高くすることにより、空気調和装置（10）の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。 Moreover, according to Embodiment 1, since the tetra n butylammonium bromide aqueous solution and the clathrate hydrate thereof are used as the heat storage medium, the temperature at the time of phase change is increased compared to the case where the heat storage medium is ice. can do. Thereby, compared with the case where a heat storage medium is ice, by raising the evaporation temperature of a refrigerant circuit (15), the electric power consumption at the time of the heat storage operation of an air conditioning apparatus (10) can be made small.
また、実施形態１によれば、利用運転が室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力量を合計した総合消費電力量がピークとなる時間帯に限定して行われるようにしたので、そのピークの部分の総合消費電力量の一部を削減することができる。これにより、電力需要のピークの平坦化による発電コストの低減を図ることができる。 Further, according to the first embodiment, the use operation is limited to a time period in which the total power consumption amount of the outdoor unit (20), the indoor unit (60), and the heat storage unit (70) is the peak. Therefore, a part of the total power consumption at the peak portion can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the power generation cost by flattening the peak power demand.
《発明の実施形態２》
本実施形態は、複数の空気調和装置（10）と一つの制御装置（110）とを備えた空気調和システム（200）である。
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The present embodiment is an air conditioning system (200) including a plurality of air conditioning devices (10) and one control device (110).
−空気調和システムの構成−
図９に示すように、空気調和システム（200）は、複数の空気調和装置（10）と、全ての空気調和装置（10）の運転を制御するための一つの制御装置（110）とを備えている。複数の空気調和装置（10）は、一つのビルディングに設置されている。制御装置（110）は、インターネット等の通信回線（120）を介して、制御対象となる一群の空気調和装置（10）の全てと通信可能に接続されている。
-Air conditioning system configuration-
As shown in FIG. 9, the air conditioning system (200) includes a plurality of air conditioning apparatuses (10) and a single control apparatus (110) for controlling the operation of all the air conditioning apparatuses (10). ing. The plurality of air conditioners (10) are installed in one building. The control device (110) is communicably connected to all of the group of air conditioners (10) to be controlled via a communication line (120) such as the Internet.
各空気調和装置（10）は、蓄熱ユニット（70）を一つずつ備えている。各空気調和装置（10）は、蓄熱ユニット（70）の蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、蓄熱ユニット（70）が蓄える冷熱を利用して室内を冷房する利用冷房運転と、蓄熱ユニット（70）が蓄える冷熱を利用せずに室内を冷房する通常冷房運転と、室内を暖房する暖房運転とを選択的に実行する。空気調和装置（10）の構成と運転動作については、実施形態１と同じであるため説明は省略する。 Each air conditioner (10) includes one heat storage unit (70). Each air conditioner (10) includes a heat storage operation for cooling the heat storage medium of the heat storage unit (70), a use cooling operation for cooling the room using the cold energy stored in the heat storage unit (70), and a heat storage unit (70). A normal cooling operation for cooling the room without using the cooling heat stored in the room and a heating operation for heating the room are selectively executed. Since the configuration and operation of the air conditioner (10) are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
図１０に示すように、制御装置（110）は、受信部（111）と、記憶部（112）と、予測部（113）と、設定部（114）と、指令部（115）とを備えている。受信部（111）、記憶部（112）、予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）は、それぞれ下記の動作を行うように構成されている。 As shown in FIG. 10, the control device (110) includes a reception unit (111), a storage unit (112), a prediction unit (113), a setting unit (114), and a command unit (115). ing. The receiving unit (111), the storage unit (112), the prediction unit (113), the setting unit (114), and the command unit (115) are each configured to perform the following operations.
受信部（111）は、通信回線（120）を介して気象予測データを受信する。受信部（111）が受信する気象予測データには、一日の各時間帯の気温および日射量の予測値が少なくとも含まれている。 The receiving unit (111) receives weather prediction data via the communication line (120). The weather forecast data received by the receiving unit (111) includes at least predicted values of temperature and solar radiation for each time zone of the day.
記憶部（112）は、過去の各空気調和装置（10）の運転状態を示す運転実績データを、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に記憶する。例えば、記憶部（112）は、前年の各日について、その日の各時間帯における各空気調和装置（10）の消費電力と、その日の各時間帯における気温及び日射量とを、運転実績データとして記憶する。 A memory | storage part (112) memorize | stores separately the driving | operation performance data which show the operation state of each past air conditioning apparatus (10) about each of the air conditioning apparatus (10) which comprises an air conditioning system (200). For example, for each day of the previous year, the storage unit (112) uses the power consumption of each air conditioner (10) in each time zone of the day, the temperature and the amount of solar radiation in each time zone of the day as the operation result data. Remember.
予測部（113）は、一日の各時間帯毎の空気調和装置（10）の消費電力を、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に予測する。設定部（114）は、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行う時間帯である利用時間帯を、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に設定する。指令部（115）は、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれに対し、通信回線（120）を介して指令信号を個別に出力する。なお、予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）が行う動作については、後ほど詳しく説明する。 The prediction unit (113) predicts the power consumption of the air conditioner (10) for each time zone of the day individually for each of the air conditioners (10) constituting the air conditioner system (200). The setting unit (114) individually sets a use time zone, which is a time zone in which each air conditioner (10) performs use cooling operation, for each air conditioner (10) constituting the air conditioner system (200). To do. The command unit (115) individually outputs a command signal to each of the air conditioners (10) constituting the air conditioning system (200) via the communication line (120). The operations performed by the prediction unit (113), the setting unit (114), and the command unit (115) will be described in detail later.
−制御装置の動作−
制御装置（110）の予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）が行う動作について説明する。
-Control device operation-
Operations performed by the prediction unit (113), the setting unit (114), and the command unit (115) of the control device (110) will be described.
なお、この説明では、ビルディングの部屋の用途がオフィスであり、ビルディングの東側と西側と南側と北側のそれぞれに空気調和装置（10）が５台ずつ設置されていると仮定する。つまり、空気調和システム（200）に２０台の空気調和装置（10）が設けられていると仮定する。また、各空気調和装置（10）の蓄熱ユニット（70）は、空気調和装置（10）の消費電力を一時間当たり２ｋＷの割合で二時間に亘って削減できるだけの冷熱を蓄えられるように、そのタンク（72）の容量が設定されていると仮定する。また、設定部（114）の上限電力が１８０ｋＷに設定されていると仮定する。なお、以下に示す空気調和装置（10）の消費電力は、いずれも単なる一例である。 In this description, it is assumed that the room of the building is an office, and five air conditioners (10) are installed on each of the east side, the west side, the south side, and the north side of the building. That is, it is assumed that 20 air conditioning apparatuses (10) are provided in the air conditioning system (200). In addition, the heat storage unit (70) of each air conditioner (10) is configured so that it can store enough cold energy to reduce the power consumption of the air conditioner (10) over a period of 2 hours at a rate of 2 kW per hour. Assume that the capacity of the tank (72) is set. Further, it is assumed that the upper limit power of the setting unit (114) is set to 180 kW. Note that the power consumption of the air conditioner (10) shown below is merely an example.
〈予測部の動作〉
予測部（113）は、一日の一時間毎の空気調和装置（10）の消費電力を、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に予測する。その際、予測部（113）は、受信部（111）が受信した気象予測データと、記憶部（112）が記憶する運転実績データとに基づいて、各空気調和装置（10）の消費電力を予測する。
<Operation of prediction unit>
The prediction unit (113) predicts the power consumption of the air conditioning apparatus (10) every hour of the day individually for each of the air conditioning apparatuses (10) constituting the air conditioning system (200). At that time, the prediction unit (113) calculates the power consumption of each air conditioner (10) based on the weather prediction data received by the reception unit (111) and the operation result data stored by the storage unit (112). Predict.
受信部（111）が受信する気象予測データには、一日における所定時間毎（例えば、一時間毎）の気温および日射量の予測値が含まれる。通常、部屋の冷房負荷は、気温が高いほど高くなり、日射量が多いほど高くなる。また、日射量が多い晴天時には、ビルディングの南側に位置する部屋と北側に位置する部屋の冷房負荷の差が大きくなる。一方、日射量の少ない曇天時には、どの方角に位置する部屋の冷房負荷も概ね等しくなる。また、部屋の冷房負荷が高いほど、その部屋を冷房する空気調和装置（10）の消費電力が多くなる。そこで、予測部（113）は、各空気調和装置（10）の一時間毎の消費電力を予測する際に、所定時間毎の気温および日射量の予測値を含む気象予測データを考慮する。 The weather forecast data received by the receiving unit (111) includes predicted values of temperature and solar radiation for every predetermined time (for example, every hour) in the day. Usually, the cooling load of a room is higher as the temperature is higher, and is higher as the amount of solar radiation is higher. Also, during sunny weather with a large amount of solar radiation, the difference in cooling load between the room located on the south side of the building and the room located on the north side becomes large. On the other hand, in cloudy weather with a small amount of solar radiation, the cooling load of the room located in any direction becomes substantially equal. In addition, the higher the cooling load of a room, the greater the power consumption of the air conditioner (10) that cools the room. Therefore, the prediction unit (113) considers weather prediction data including predicted values of the air temperature and the amount of solar radiation for each predetermined time when predicting the hourly power consumption of each air conditioner (10).
記憶部（112）が記憶する運転実績データには、例えば、前年の各日の各時間帯における各空気調和装置（10）の消費電力と、その日の各時間帯における気温及び日射量とが含まれる。例えば、ある日の部屋の冷房負荷を予測する際には、前年の同時期に空気調和装置（10）が発揮していた冷房能力が参考になる。また、ビルディングの部屋の用途がオフィスであるため、平日には空気調和装置（10）の運転時間が長く、休日は空気調和装置（10）の運転時間が短くなる。従って、過去の各曜日毎の空気調和装置（10）の運転状態も、ある日の部屋の冷房負荷を予測する際に参考となる。また、部屋の冷房負荷が高いほど、その部屋を冷房する空気調和装置（10）の消費電力が多くなる。そこで、予測部（113）は、各空気調和装置（10）の一時間毎の消費電力を予測する際に、記憶部（112）が記憶する運転実績データを考慮する。 The operation result data stored in the storage unit (112) includes, for example, the power consumption of each air conditioner (10) in each time zone of the previous year, the temperature and the amount of solar radiation in each time zone of the day. It is. For example, when predicting the cooling load of a room on a certain day, the cooling capacity exhibited by the air conditioner (10) in the same period of the previous year is helpful. In addition, since the room of the building is an office, the operation time of the air conditioner (10) is longer on weekdays, and the operation time of the air conditioner (10) is shorter on holidays. Therefore, the operating state of the air conditioner (10) for each past day of the week is also useful when predicting the cooling load of a room on a certain day. In addition, the higher the cooling load of a room, the greater the power consumption of the air conditioner (10) that cools the room. Therefore, the prediction unit (113) considers the operation result data stored in the storage unit (112) when predicting the hourly power consumption of each air conditioner (10).
予測部（113）において得られた一時間毎の空気調和装置（10）の消費電力の予測値の一例を、図１１及び図１２に示す。図１１(Ａ)に示すように、南側に設置された空気調和装置（10）については、１１時から１２時までの時間帯と１３時から１５時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和装置（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図１１(Ｂ)に示すように、東側に設置された空気調和装置（10）については、１０時から１２時までの時間帯と１３時から１４時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和装置（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図１１(Ｃ)に示すように、西側に設置された空気調和装置（10）については、１３時から１６時までの時間帯に部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和装置（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図１１(Ｄ)に示すように、北側に設置された空気調和装置（10）については、１１時から１２時までの時間帯と１３時から１５時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和装置（10）の消費電力が最大値（９ｋＷ）となる。なお、この例では、ビルディングの部屋の用途がオフィスであるため、オフィスが昼休みとなる１２時から１３時の時間帯には、各空気調和装置（10）の消費電力が低くなる。 An example of the predicted value of the power consumption of the air conditioner (10) every hour obtained in the prediction unit (113) is shown in FIGS. As shown in FIG. 11 (A), for the air conditioner (10) installed on the south side, the cooling load of the room is between the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 13:00 to 15:00. Since it becomes the maximum, the power consumption of the air conditioner (10) becomes the maximum value (10 kW) during this time period. As shown in FIG. 11B, for the air conditioner (10) installed on the east side, the cooling load of the room is between the time zone from 10:00 to 12:00 and the time zone from 13:00 to 14:00. Since it becomes the maximum, the power consumption of the air conditioner (10) becomes the maximum value (10 kW) during this time period. As shown in FIG. 11C, for the air conditioner (10) installed on the west side, the cooling load of the room is maximized during the time zone from 13:00 to 16:00. The power consumption of the device (10) becomes the maximum value (10 kW). As shown in FIG. 11 (D), for the air conditioner (10) installed on the north side, the cooling load of the room is between the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 13:00 to 15:00. Since it becomes the maximum, the power consumption of the air conditioner (10) becomes the maximum value (9 kW) during this time period. In this example, since the use of the room of the building is an office, the power consumption of each air conditioner (10) is low during the time period from 12:00 to 13:00 when the office is at lunch break.
このように、予測部（113）は、一時間毎の空気調和装置（10）の消費電力の予測値を、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に算出する。そして、予測部（113）は、算出した予測値を設定部（114）へ出力する。 As described above, the prediction unit (113) individually calculates the predicted value of the power consumption of the air conditioner (10) every hour for each of the air conditioners (10) constituting the air conditioner system (200). To do. Then, the prediction unit (113) outputs the calculated prediction value to the setting unit (114).
〈設定部の動作〉
設定部（114）は、予測部（113）が予測した各空気調和装置（10）の消費電力に基づいて、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行う時間帯である利用時間帯を、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて個別に設定する。その際、設定部（114）は、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、各空気調和装置（10）の利用時間帯を設定する。
<Operation of setting unit>
Based on the power consumption of each air conditioner (10) predicted by the prediction unit (113), the setting unit (114) sets a use time zone that is a time zone in which each air conditioner (10) performs a use cooling operation. Each of the air conditioners (10) constituting the air conditioning system (200) is individually set. At that time, the setting unit (114) causes each air conditioner (10) to keep the total power consumption of the air conditioner (10) constituting the air conditioner system (200) below a predetermined upper limit power. Set the usage time zone.
ここでは、設定部（114）が各空気調和装置（10）の利用時間帯を設定する動作について、予測部（113）が各空気調和装置（10）について図１１及び図１２に示すような消費電力の予測値を算出した場合を例に説明する。 Here, regarding the operation in which the setting unit (114) sets the use time zone of each air conditioner (10), the prediction unit (113) consumes each air conditioner (10) as shown in FIG. 11 and FIG. The case where the predicted value of power is calculated will be described as an example.
上述したように、ビルディングには、その東側と西側と南側と北側のそれぞれに空気調和装置（10）が５台ずつ設置されている。このため、仮に各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行わずに通常冷房運転だけを行ったとすると、空気調和システム（200）を構成する２０台の空気調和装置（10）の消費電力の合計は、図１４(Ａ)及び図１５に示すようになる。つまり、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計は、１３時から１４時までの時間帯において最大値（１９５ｋＷ）となる。 As described above, the building has five air conditioners (10) installed on the east side, the west side, the south side, and the north side, respectively. For this reason, if each air conditioner (10) performs only the normal cooling operation without performing the use cooling operation, the power consumption of the 20 air conditioners (10) constituting the air conditioning system (200) is reduced. The total is as shown in FIG. 14 (A) and FIG. That is, the total power consumption of all the air conditioners (10) is the maximum value (195 kW) in the time zone from 13:00 to 14:00.
また、図１１に示すように、各空気調和装置（10）の消費電力は、３時間に亘って最大値となる。ところが、各空気調和装置（10）の蓄熱ユニット（70）が蓄えられる冷熱の量は、空気調和装置（10）の消費電力を一時間当たり２ｋＷの割合で二時間に亘って削減できるだけの量しかない。このため、仮に全ての空気調和装置（10）が１１時から１２時までの時間帯と１２時から１３時までの時間帯とにおいて利用冷房運転を行ったとすると、空気調和システム（200）を構成する２０台の空気調和装置（10）の消費電力の合計は、図１４(Ｂ)及び図１５に示すようになる。 Moreover, as shown in FIG. 11, the power consumption of each air conditioning apparatus (10) becomes a maximum value over 3 hours. However, the amount of cold heat stored in the heat storage unit (70) of each air conditioner (10) is only an amount that can reduce the power consumption of the air conditioner (10) over a period of 2 hours at a rate of 2 kW per hour. Absent. For this reason, if all the air conditioners (10) perform the use cooling operation in the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 12:00 to 13:00, the air conditioning system (200) is configured. The total power consumption of the 20 air conditioners (10) is as shown in FIG. 14 (B) and FIG.
つまり、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計は、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行う１１時から１２時までの時間帯と１２時から１３時までの時間帯とにおいて減少するが、１４時から１５時の時間帯は減少しない。そして、１４時から１５時の時間帯において、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計は、最大値（１９２.５ｋＷ）となる。つまり、この場合には、空気調和装置（10）が利用冷房運転を行ったにも拘わらず、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計は、空気調和装置（10）が利用冷房運転を行わなかった場合と殆ど同じになる。 That is, the total power consumption of all the air conditioners (10) is the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 12:00 to 13:00 when each air conditioner (10) performs the use cooling operation. However, the time zone from 14:00 to 15:00 does not decrease. And in the time slot | zone from 14:00 to 15:00, the sum total of the power consumption of all the air conditioning apparatuses (10) becomes a maximum value (192.5 kW). In other words, in this case, the total power consumption of all the air conditioners (10) is used by the air conditioner (10) even though the air conditioner (10) has performed the use cooling operation. It is almost the same as the case where no operation is performed.
そこで、設定部（114）は、一時間毎の各空気調和装置（10）の消費電力の予測値に基づいて、空気調和システム（200）を構成する空気調和装置（10）のそれぞれについて、利用時間帯を個別に設定する。例えば、設定部（114）は、図１３に示すように、各空気調和装置（10）の利用時間帯を設定する。 Therefore, the setting unit (114) uses each of the air conditioners (10) constituting the air conditioner system (200) based on the predicted power consumption of each air conditioner (10) every hour. Set the time zone individually. For example, the setting unit (114) sets the use time zone of each air conditioner (10) as shown in FIG.
図１３(Ａ)に示すように、南側に設置された５台の空気調和装置（10）について、制御部は、１３時から１５時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、南側に設置された各空気調和装置（10）の消費電力の予測値は、１３時から１５時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。 As shown in FIG. 13A, for the five air conditioners (10) installed on the south side, the control unit sets a time zone from 13:00 to 15:00 as a usage time zone. In this case, the predicted value of the power consumption of each air conditioner (10) installed on the south side decreases from 10 kW to 8 kW in the time zone from 13:00 to 15:00.
図１３(Ｂ)に示すように、東側に設置された５台の空気調和装置（10）について、制御部は、１０時から１２時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、東側に設置された各空気調和装置（10）の消費電力の予測値は、１０時から１２時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。 As shown in FIG. 13B, for the five air conditioners (10) installed on the east side, the control unit sets the time zone from 10:00 to 12:00 as the usage time zone. In this case, the predicted value of the power consumption of each air conditioner (10) installed on the east side decreases from 10 kW to 8 kW in the time zone from 10:00 to 12:00.
図１３(Ｃ)に示すように、西側に設置された５台の空気調和装置（10）について、制御部は、１４時から１６時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、西側に設置された各空気調和装置（10）の消費電力の予測値は、１４時から１６時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。 As shown in FIG. 13C, for the five air conditioners (10) installed on the west side, the control unit sets the time zone from 14:00 to 16:00 as the usage time zone. In this case, the predicted value of the power consumption of each air conditioner (10) installed on the west side decreases from 10 kW to 8 kW in the time zone from 14:00 to 16:00.
図１３(Ｄ)に示すように、北側に設置された５台の空気調和装置（10）について、制御部は、１１時から１２時までの時間帯と、１３時から１４時までの時間帯とを利用時間帯に設定する。この場合、西側に設置された各空気調和装置（10）の消費電力の予測値は、１１時から１２時までの時間帯と、１３時から１４時までの時間帯とにおいて、９ｋＷから７ｋＷに減少する。 As shown in FIG. 13 (D), for the five air conditioners (10) installed on the north side, the control unit has a time zone from 11:00 to 12:00 and a time zone from 13:00 to 14:00. And are set as usage hours. In this case, the predicted value of the power consumption of each air conditioner (10) installed on the west side is 9 kW to 7 kW in the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 13:00 to 14:00. Decrease.
各空気調和装置（10）が図１３に示す利用時間帯に利用冷房運転を行ったとすると、空気調和システム（200）を構成する２０台の空気調和装置（10）の消費電力の合計は、図１４(Ｃ)及び図１５に示すようになる。つまり、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計は、１１時から１６時の時間帯において殆ど一定となり、１２時から１３時までの時間帯において最大値（１７７.５ｋＷ）となる。従って、各空気調和装置（10）が図１３に示す利用時間帯に利用冷房運転を行えば、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計の最大値は、上限電力（本実施形態では１８０ｋＷ）以下となる。そこで、設定部（114）は、図１３に示すように設定した各空気調和装置（10）の利用時間帯を、指令部（115）へ出力する。 If each air conditioner (10) performs a use cooling operation during the use time period shown in FIG. 13, the total power consumption of the 20 air conditioners (10) constituting the air conditioner system (200) is as shown in FIG. 14 (C) and FIG. That is, the total power consumption of all the air conditioners (10) is almost constant in the time zone from 11:00 to 16:00, and becomes the maximum value (177.5 kW) in the time zone from 12:00 to 13:00. Therefore, if each air conditioner (10) performs the use cooling operation in the use time zone shown in FIG. 13, the maximum total power consumption of all the air conditioners (10) is the upper limit power (in this embodiment). 180 kW) or less. Therefore, the setting unit (114) outputs the use time zone of each air conditioner (10) set as shown in FIG. 13 to the command unit (115).
指令部（115）は、設定部（114）によって設定された利用時間帯を含む指令信号を、各空気調和装置（10）に対して出力する。つまり、指令部（115）は、各空気調和装置（10）に対して、その空気調和装置（10）について設定部（114）が設定した利用時間帯を含む指令信号を出力する。 The command unit (115) outputs a command signal including the use time zone set by the setting unit (114) to each air conditioner (10). That is, the command unit (115) outputs a command signal including the use time zone set by the setting unit (114) for the air conditioner (10) to each air conditioner (10).
南側に設置された各空気調和装置（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１３時から１５時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。東側に設置された各空気調和装置（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１０時から１２時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。西側に設置された各空気調和装置（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１４時から１６時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。北側に設置された各空気調和装置（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１１時から１２時までの時間帯および１３時から１４時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。 The command signal output from the command unit (115) to each air conditioner (10) installed on the south side includes information indicating that the time zone from 13:00 to 15:00 is used. The command signal output from the command unit (115) to each air conditioner (10) installed on the east side includes information indicating that the time zone from 10:00 to 12:00 is the usage time zone. The command signal output from the command unit (115) to each air conditioner (10) installed on the west side includes information indicating that the time zone from 14:00 to 16:00 is the usage time zone. The command signal output from the command unit (115) to each air conditioner (10) installed on the north side uses the time zone from 11:00 to 12:00 and the time zone from 13:00 to 14:00. Information indicating the band is included.
指令部（115）から出力された指令信号は、各空気調和装置（10）のコントローラ（100）へ入力される。そして、各コントローラ（100）は、そのコントローラ（100）の設けられた空気調和装置（10）が指令信号に含まれる利用時間帯に利用冷房運転を行うように、空気調和装置（10）の運転を制御する。８時から２２時の時間帯において、南側に設置された各空気調和装置（10）は、１３時から１５時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、東側に設置された各空気調和装置（10）は、１０時から１２時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、西側に設置された各空気調和装置（10）は、１４時から１６時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、北側に設置された各空気調和装置（10）は、１１時から１２時までの時間帯および１３時から１４時の時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。 The command signal output from the command unit (115) is input to the controller (100) of each air conditioner (10). Each controller (100) operates the air conditioner (10) so that the air conditioner (10) provided with the controller (100) performs a use cooling operation during a use time period included in the command signal. To control. In the time zone from 8:00 to 22:00, each air conditioner (10) installed on the south side performs use cooling operation in the time zone from 13:00 to 15:00, and performs normal cooling operation in the remaining time zone. . Moreover, in the time zone from 8:00 to 22:00, each air conditioner (10) installed in the east side performs use cooling operation in the time zone from 10:00 to 12:00, and performs normal cooling operation in the remaining time zone. I do. Further, in the time zone from 8 o'clock to 22 o'clock, each air conditioner (10) installed on the west side performs use cooling operation in the time zone from 14:00 to 16:00 and normal cooling operation in the remaining time zone. I do. In addition, in the time zone from 8 o'clock to 22 o'clock, each air conditioner (10) installed on the north side performs use cooling operation in the time zone from 11 o'clock to 12 o'clock and from 13 o'clock to 14 o'clock. During the remaining time, normal cooling operation is performed.
そして、各空気調和装置（10）がそれぞれについて設定された利用時間帯に利用冷房運転を行うことによって、空気調和システム（200）を構成する２０台の空気調和装置（10）の実際の消費電力の合計が、上限電力である１８０ｋＷ以下に抑えられる。 And each air conditioning apparatus (10) performs utilization cooling operation in the utilization time zone set about each, The actual power consumption of the 20 air conditioning apparatuses (10) which comprise an air conditioning system (200) Is suppressed to 180 kW or less which is the upper limit power.
−実施形態２の効果−
本実施形態２の制御装置（110）において、設定部（114）は、各空気調和装置（10）の消費電力の予測値を考慮して、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、空気調和装置（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。
-Effect of Embodiment 2-
In the control device (110) of the second embodiment, the setting unit (114) considers the predicted value of the power consumption of each air conditioner (10) and sums the power consumption of all the air conditioners (10). Is set for each air conditioner (10) individually so that is kept below a predetermined upper limit power.
ここで、本実施形態２の各空気調和装置（10）の蓄熱ユニット（70）は、各空気調和装置（10）の消費電力が最大となる時間帯の一部だけで利用冷房運転を行える程度の冷熱しか蓄えられない。この場合、各空気調和装置（10）が同時に利用冷房運転を行うと、各空気調和装置（10）の消費電力が最大となっているにも拘わらず全ての空気調和装置（10）が通常冷房運転を行う時間帯ができてしまう。このため、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行ったにも拘わらず、各空気調和装置（10）の合計の消費電力の最大値は、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行わない場合よりも僅かしか低くならない（図１４(Ａ)及び(Ｂ)を参照）。
Here, the heat storage unit (70) of each air conditioner (10) of
これに対し、本実施形態２の制御装置（110）の設定部（114）は、空気調和装置（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。このため、各空気調和装置（10）が利用冷房運転を行う時間帯を分散させることができ、各空気調和装置（10）の利用時間帯を適切に設定すれば、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計を所定の上限電力以下に保つことが可能となる（図１４(Ｃ)を参照）。従って、本実施形態２によれば、各空気調和装置（10）の蓄熱ユニット（70）が冷房負荷の高い時間帯の一部でしか利用冷房運転を行えないものである場合であっても、各空気調和装置（10）の利用時間帯を適切に設定することによって、全ての空気調和装置（10）の消費電力の合計の最大値を低下させることが可能となる。 On the other hand, the setting unit (114) of the control device (110) of the second embodiment individually sets the use time zone for each air conditioner (10). For this reason, the time zone in which each air conditioner (10) performs the use cooling operation can be dispersed. If the use time zone of each air conditioner (10) is appropriately set, all the air conditioners (10 ) Can be kept below a predetermined upper limit power (see FIG. 14C). Therefore, according to the second embodiment, even when the heat storage unit (70) of each air conditioner (10) can perform the use cooling operation only in a part of the time zone when the cooling load is high, By appropriately setting the use time zone of each air conditioner (10), the maximum total power consumption of all the air conditioners (10) can be reduced.
以上説明したように、本発明は、蓄熱タンクを有する蓄熱ユニットを備えた空気調和装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for an air conditioner including a heat storage unit having a heat storage tank.
10 空気調和装置
15 冷媒回路
21 室外回路
24 圧縮機
25 室外熱交換器
27 四方切換弁
30 蓄熱用熱交換器
60 室内ユニット
61 室内回路
62 室内熱交換器
70 蓄熱ユニット
71 蓄熱回路
72 蓄熱タンク
73 ポンプ
100 コントローラ
10 Air conditioner
15 Refrigerant circuit
21 Outdoor circuit
24 compressor
25 Outdoor heat exchanger
27 Four-way selector valve
30 Heat exchanger for heat storage
60 indoor units
61 Indoor circuit
62 Indoor heat exchanger
70 Thermal storage unit
71 Heat storage circuit
72 Thermal storage tank
73 Pump
100 controller
Claims (4)
前記可変速型の圧縮機（24）と前記室外熱交換器（25）と前記室内熱交換器（62）と前記蓄熱用熱交換器（30）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、前記蓄熱用熱交換器（30）は、前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と前記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成され、
前記蓄熱用熱交換器（30）により冷媒が蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、前記蓄熱用熱交換器（30）により前記蓄熱運転時に蓄熱媒体に蓄えられた冷熱で冷媒を冷却する利用運転とに切換可能に構成された空気調和装置であって、
前記蓄熱タンク（72）の容積は、前記圧縮機（24）を冷房定格運転時の回転速度よりも低い回転速度で運転しながら前記蓄熱運転が行われるときに生成される冷熱を前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体に蓄える容積に設定されていることを特徴とする空気調和装置。 An outdoor unit (20) containing a variable speed compressor (24) and an outdoor heat exchanger (25), an indoor unit (60) containing an indoor heat exchanger (62), and a heat storage medium are stored. A heat storage tank (72) and a heat storage unit (70) in which a heat storage heat exchanger (30) is housed,
The variable speed compressor (24), the outdoor heat exchanger (25), the indoor heat exchanger (62), and the heat storage heat exchanger (30) are connected to form a refrigerant circuit (15 The heat storage heat exchanger (30) is configured to exchange heat between the heat storage medium of the heat storage tank (72) and the refrigerant of the refrigerant circuit (15),
A heat storage operation in which the refrigerant cools the heat storage medium by the heat storage heat exchanger (30), and a use operation in which the refrigerant is cooled by the cold heat stored in the heat storage medium during the heat storage operation by the heat storage heat exchanger (30). An air conditioner configured to be switchable to
The volume of the heat storage tank (72) is such that the heat generated when the heat storage operation is performed while operating the compressor (24) at a rotation speed lower than the rotation speed at the rated cooling operation is the heat storage tank ( 72) An air conditioner that is set to a volume that is stored in the heat storage medium.
前記圧縮機（24）は、前記蓄熱運転時の回転速度において運転効率が最大となるように設定されていることを特徴とする空気調和装置。 In claim 1,
The air conditioner characterized in that the compressor (24) is set so that the operating efficiency is maximized at the rotational speed during the heat storage operation.
前記蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物であることを特徴とする空気調和装置。 In claim 1 or 2,
The air conditioner is characterized in that the heat storage medium is an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide and clathrate hydrate thereof.
前記利用運転が室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力量の合計値がピークとなる時間帯に限定して行われるように制御する制御部（100）を備えていることを特徴とする空気調和装置。 In any one of Claims 1-3,
A control unit (100) that controls the use operation to be performed only during a time period in which the total value of the power consumption of the outdoor unit (20), the indoor unit (60), and the heat storage unit (70) is at a peak. An air conditioner comprising:
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