JPH04263744A

JPH04263744A - 蓄熱式空気調和装置

Info

Publication number: JPH04263744A
Application number: JP902591A
Authority: JP
Inventors: Koji Ishikawa; 石川　孝治
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-01-29
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1992-09-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、蓄熱槽を有する蓄熱
式空気調和装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は例えば特開昭６４−１００６３号
公報に示された従来の蓄熱式空気調和装置の全体構成図
である。図中、１は圧縮機、２は熱源側熱交換器、３は
過冷却用熱交換器、４は第１の絞り装置、５は利用側熱
交換器、６はアキュムレータ、７は第２の絞り装置、８
は蓄熱槽、９は蓄熱媒体ポンプ、１０は蓄熱用熱交換器
を示す。

【０００３】次に動作について説明する。蓄熱運転、す
なわち、蓄熱槽８の中に蓄熱媒体である水を凍結させる
などにより低温の熱を蓄えるために圧縮機１を運転させ
ると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、熱源側熱交
換器２で放熱し、高温高圧ガス冷媒自身は凝縮液化し、
第２の絞り装置７で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体
となって、蓄熱槽８内に収容された後、蓄熱用熱交換器
１０に入る。

【０００４】この蓄熱用熱交換器１０では、蓄熱媒体か
ら熱を奪い、冷媒自身蒸発ガス化してアキュムレータ６
に入り、蓄熱用熱交換器１０で蒸発しきれなかった液冷
媒とガス冷媒がこのアキュムレータ６で分離され、ガス
冷媒のみが圧縮機１に戻る。

【０００５】冷房運転時には、圧縮機１と熱媒体ポンプ
９を運転させると、圧縮機１より吐出された高温高圧ガ
ス冷媒は、熱源側熱交換器２で凝縮液化され、さらに過
冷却熱交換器３において、蓄熱槽８に蓄えられた蓄冷熱
で冷却され、冷媒自身は過冷却液となって、第１の絞り
装置４で断熱膨張し低温の液ガス二相流体となって、利
用側熱交換器５に入る。

【０００６】この利用側熱交換器５では、空気などの利
用側熱媒体より熱を奪い冷房運転を行うとともに、冷媒
は蒸発ガス化して、アキュムレータ６を介して圧縮機１
に戻る。

【０００７】なお、蓄熱槽８内の蓄冷熱を使い切った場
合には、熱媒体ポンプ９の運転を停止し、熱源側熱交換
器２で凝縮液化された冷媒は、過冷却用熱交換器３では
過冷却されずに、第１の絞り装置４を介して、利用側熱
交換器５に入り、冷房運転を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式空気調和
装置は以上のように構成されているので、蓄熱運転時に
は蓄熱媒体を限られた時間帯（例えば夜間）に凍結させ
るのに必要な圧縮機容量で運転させるため、熱媒体温度
が比較的高い場合でも、不必要に蓄熱用熱交換器に冷媒
を多量に供給することになり、結果的に低圧圧力が必要
以上に低くなり、成績係数が悪くなるという課題があっ
た。

【０００９】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、蓄熱運転時ならびにシステムとし
ての省エネルギ性を高めることができる蓄熱式空気調和
装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる蓄熱式
空気調和装置は、蓄熱媒体温度を検出する温度検出装置
と、圧縮機吸入圧力または冷媒温度を検出する検出装置
と、温度検出手段による検出温度に基づき目標吸入圧力
を設定する吸入圧力目標設定手段と、圧縮機から熱源側
熱交換器、絞り装置、蓄熱用熱交換器を介して圧縮機に
戻る蓄熱運転時には、吸入圧力目標設定手段により設定
された目標吸入圧力となるように圧縮機の容量を制御す
る圧縮機容量制御手段とを設けたものである。

【００１１】

【作用】この発明による蓄熱式空気調和装置では、蓄熱
運転時に蓄熱用熱交換器内に蓄積された蓄熱媒体温度を
温度検出装置で検出し、その検出温度に基づき吸入圧力
目標設定手段で目標吸入圧力を設定し、この目標吸入圧
力と検出装置で検出した圧縮機の吸入圧力または冷媒温
度とから圧縮機容量制御手段により目標吸入圧力となる
ように圧縮機の運転容量を制御し、それによって必要以
上に低圧圧力の低い運転を回避する。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の蓄熱式空気調和装置の実施
例について図面に基づき説明する。図１は、その一実施
例の全体構成図である。この図１において、１は圧縮機
、２は熱源側熱交換器、４は蓄熱バイパス路用の開閉装
置１１ａを介して熱源側熱交換器２の出口側に接続され
た第１の絞り装置である。この第１の絞り装置４とアキ
ュムレータ６の入口側との間に利用側熱交換器５が接続
されている。

【００１３】また、熱源側熱交換器２の出口側は蓄熱用
バイパス路１１および第２の絞り装置７を介して蓄熱用
熱交換器１０の入口側に接続されており、第２の絞り装
置７に並列に第２の絞り装置用バイパス路１２と開閉装
置１２ａが接続されている。この蓄熱用熱交換器１０と
蓄熱槽８間には、蓄熱媒体ポンプ９が設けられている。

【００１４】蓄熱用熱交換器１０の出口側は蓄熱用バイ
パス路用の開閉装置１１ｂを介してアキュムレータ６の
入口側に接続されているとともに、蓄熱利用バイパス路
１３とその開閉装置１３ａを介して第１の絞り装置４の
入口側に接続されている。

【００１５】上記蓄熱槽８には、温度検出装置２１が設
けられており、この温度検出装置２１により、蓄熱槽８
内の蓄熱媒体温度を検出し、その検出出力を吸入圧力目
標設定手段２４に出力するようになっている。吸入圧力
目標設定手段２４は温度検出装置２１で検出した蓄熱媒
体温度に基づき、圧縮機１の目標吸入圧力を設定して、
圧縮機容量制御手段２３に出力するようになっている。

【００１６】この圧縮機容量制御手段２３は、アキュム
レータ６の入口側の圧力を検出する圧力検出装置２２か
らの検出出力により、圧縮機１の圧力が目標吸入圧力と
なるように圧縮機１の容量を制御するようになっている
。

【００１７】次に動作について説明する。蓄熱運転、す
なわち、蓄熱槽８の中に蓄熱媒体である水を凍結させる
などにより、低温の熱を蓄えるために、圧縮機１ならび
に蓄熱媒体ポンプ９を運転させ、開閉装置１１ｂを開き
、開閉装置１１ａ，１２ａ，１３ａを閉じると、圧縮機
１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換
器２で放熱し、冷媒自身は凝縮液化し、第２の絞り装置
７で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体となって、蓄熱
用熱交換器１０に入り、蓄熱媒体ポンプ９により送り込
まれた蓄熱媒体から熱を奪い、冷媒自身は蒸発ガス化し
て、開閉装置１１ｂとアキュムレータ６を介して圧縮機
１に戻る。

【００１８】このような動作により、蓄熱媒体の水を凍
結させるなどにより、低温の熱を蓄える。また、冷房運
転時には、開閉装置１１ａ，１１ｂが閉じ、開閉装置１
２ａ，１３ａを開いた状態で圧縮機１と蓄熱媒体ポンプ
９を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は
、熱源側熱交換器２で凝縮液化され、第２の絞り装置用
バイパス路１２と開閉装置１２ｂを介して、蓄熱用熱交
換器１０に入る。

【００１９】ここでは、蓄熱媒体ポンプ９より送り込ま
れた蓄熱媒体により液冷媒はさらに冷却され、過冷却液
となって、開閉装置１３ａ、蓄熱利用用バイパス路１３
を介して、第１の絞り装置４に送られ、ここで断熱膨張
し低温の液ガス二相流体となって、利用側熱交換器４に
入り、ここで周囲より熱を奪って冷房し、冷媒自身は蒸
発してガス化し、アキュムレータ６を経て圧縮機１に戻
る。

【００２０】なお、蓄熱槽８内の蓄冷熱を使い切った場
合には、開閉装置１１ｂ，１２ａ，１３ａを閉じ、開閉
装置１１ａを開いて蓄熱媒体ポンプ９の運転を停止する
。この場合には、熱源側熱交換器２で凝縮液化れた冷媒
は、蓄熱用バイパス路１１には導かれずに、開閉装置１
１ａを通り、直接第１の絞り装置４、利用側熱交換器５
、アキュムレータ６を介して圧縮機１に戻る。

【００２１】次に蓄熱運転時の圧縮機容量制御手段２３
による制御状態について図２のフローチャートに沿って
説明する。この図２は、圧縮機容量制御手段２３と吸入
圧力目標設定手段２４による蓄熱運転中の圧縮機１の運
転容量の制御法を示すフローチャートである。また、次
の表１は、前記吸入圧力目標設定手段２４による目標圧
力の設定例を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】図２において、ステップＳ３１で蓄熱運転
をスタートすると、ステップＳ３２では温度検出装置２
１により蓄熱槽８内の蓄熱媒体の熱媒体温度Ｔｗを検出
し、ステップＳ３３で表１に示す目標圧力設定例に基づ
き、圧縮機吸入圧力目標値Ｐｃを設定する。

【００２４】次のステップＳ３４では、圧力検出装置２
２によりアキュムレータ６、ひいては圧縮機１の吸入圧
力Ｐｓを検出し、ステップＳ３５に進んで、圧力目標値
Ｐｃと吸入圧力Ｐｓの偏差を圧縮機容量制御手段２３に
おいて、チェックする。このチェックの結果、吸入圧力
Ｐｓが目標圧力Ｐｃに対して０．５ｋｇ／ｃｍ２　以内
の場合には、ステップＳ３５のＹＥＳ側からステップＳ
３６に進んで、圧縮機１の運転容量を維持する。

【００２５】また、ステップＳ３５で吸入圧力Ｐｓが目
標圧力Ｐｃに比べて差が大きい場合には、ステップＳ３
５のＮＯ側から分岐して、ステップＳ３７に進み、この
ステップＳ３７において、吸入圧力Ｐｓと目標圧力Ｐｃ
とを比較し、その比較の結果、吸入圧力Ｐｓが目標圧力
Ｐｃより低い場合には、ステップＳ３７のＮＯ側からス
テップＳ３９に進んで、圧縮機１の運転容量を低下させ
る。

【００２６】また、ステップＳ３７における比較の結果
、吸入圧力Ｐｓが目標圧力Ｐｃより高い場合には、ステ
ップＳ３７のＹＥＳ側からステップＳ３８に進んで圧縮
機１の運転容量を増加する。なお、熱媒体温度Ｔｗが変
化すると、ステップＳ３３で吸入圧力の目標圧力Ｐｃが
変化し、前述と同様に圧縮機１の運転容量が制御される
ので、低圧圧力が良好な状態で維持させる。

【００２７】なお、上記実施例では、圧縮機１の運転容
量を制御するために、圧縮機１の吸入圧力を検出する圧
力検出装置２２を使用しているが、相当する冷媒温度を
検出する温度検出装置を使用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧縮
機から熱源側熱交換器、絞り装置、および蓄熱用熱交換
器を介して圧縮機に戻る蓄熱運転時には、蓄熱槽の蓄熱
媒体温度を温度検出装置により検出し、その検出温度に
基づき、吸入圧力目標設定手段により目標吸入圧力を設
定し、この設定された目標吸入圧力となるように圧縮機
容量制御手段により、圧縮機の吸入冷媒圧力または温度
から圧縮機の容量を制御するように構成したので、熱媒
体温度に応じて、圧縮機の吸入圧力が良好な状態に維持
され、必要以上に吸入圧力が低くなることがなくなると
ともに、圧縮機の成績係数が高くなり、蓄熱運転時の省
エネルギ性を高めることが可能となる。

【００２９】また、蓄熱用熱交換器を蓄熱運転時と冷房
運転時で共用するようにしているので、装置として安価
となるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による蓄熱式空気調和装置
の全体構成図である。

【図２】図１の蓄熱式空気調和装置における蓄熱運転時
の圧縮機の運転容量制御の制御状態を示すフローチャー
トである。

【図３】従来の蓄熱式空気調和装置の全体構成図である
。

【符号の説明】

１　　圧縮機２　　熱源側熱交換器４　　第１の絞り装置５　　利用側熱交換器７　　第２の絞り装置８　　蓄熱槽１０　　蓄熱用熱交換器１１　　蓄熱用バイパス路１２　　第２の絞り装置用バイパス路１３　　蓄熱利用用バイパス路２１　　温度検出装置２２　　圧力検出装置２４　　吸入圧力目標設定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　容量可変の圧縮機、熱源側熱交換器、
第１の絞り装置、および利用側熱交換器を順次接続して
形成された冷凍サイクルと、蓄熱用熱交換器を有し上記
圧縮機の吸入側と上記熱源側熱交換器の出口側とを接続
する蓄熱用バイパス路と、上記熱源側熱交換器の出口側
と上記蓄熱用熱交換器の入口側との間に設けられた第２
の絞り装置と、この第２の絞り装置の入口側と出口側と
を接続する第２の絞り装置用バイパス路と、内部に蓄熱
媒体を収容し上記蓄熱用熱交換器と熱交換可能に設けら
れた蓄熱槽と、上記蓄熱用熱交換器の出口側と上記第１
の絞り装置の入口側とを接続する蓄熱利用用バイパス路
と、上記蓄熱媒体温度を検出する温度検出装置と、上記
圧縮機吸入圧力またはこの圧力に冷媒温度を検出する検
出手段と、上記温度検出装置の検出温度に基づき、目標
吸入圧力を設定する吸入圧力目標設定手段と、上記圧縮
機から上記熱源側熱交換器、上記第２の絞り装置、およ
び上記蓄熱用熱交換器を介して上記圧縮機に戻る蓄熱運
転時には上記検出手段の検出出力より上記吸入圧力目標
設定手段により設定された目標吸入圧力となるように上
記圧縮機の容量を制御する圧縮機容量制御手段とを備え
た蓄熱式空気調和装置。