JPH0735422A

JPH0735422A - 冷凍サイクル

Info

Publication number: JPH0735422A
Application number: JP18464893A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Kokuni; 研作小国; Kazutaka Suefuji; 和孝末藤; Yoshio Haeda; 芳夫蝿田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-07-27
Filing date: 1993-07-27
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】夜間に蓄冷し、昼間に利用する機能を有する冷
凍サイクルを高効率化し、運転を安定化させる。【構成】圧縮機１、熱源側熱交換器３、過冷却器４、膨
張弁１１、利用側熱交換器１０、アキュムレータ２を順
次配管接続して冷凍サイクルを形成し、蓄冷用熱交換器
２０と冷媒液ポンプ２２を直列に接続し、蓄冷用熱交換
器の入口側を利用側熱交換器の出口と圧縮機の入口間
に、冷媒液ポンプの出口側を過冷却器の出口と利用側熱
交換器の入口間に配管接続する。【効果】蓄冷を利用する運転で、冷媒液ポンプを用いた
ことにより、蓄冷利用時の省電力化が可能となる。ま
た、蓄冷剤として水より凍結温度が低い液体を用いるこ
とにより、蓄冷槽内熱交換器で冷媒を確実に凝縮させる
ことができ、安定した運転が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄冷機能を有する冷凍
サイクル、特に冷媒液ポンプを用いて冷媒を利用側熱交
換器に供給する直膨形の冷凍サイクルに関する。

【０００２】

【従来の技術】夏季の電力不足が問題となっており、こ
の問題を解決するために夜間に蓄冷を行い、これを昼間
に利用し電力の平準化を行うシステムが種々提案されて
いる。このような例が特開昭６３−１１６０５５号、特
開平３−２５５８５４号公報等に記載されている。◆こ
れら従来技術の中で、特開昭６３−１１６０５５号公報
には、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、アキ
ュムレ−タ、減圧装置等から構成された冷凍サイクル
に、蓄冷槽、蓄冷槽用熱交換器、冷媒液ポンプを付加し
たシステムが開示されている。このシステムは、蓄冷運
転、蓄冷利用運転、冷却蓄冷併用運転の各運転モ−ドを
有しており、蓄冷利用運転では、冷媒液ポンプによりア
キュムレ−タに溜る低温の液冷媒を利用側熱交換器に送
り、利用側熱交換器で蒸発させ、冷房している。そし
て、利用側熱交換器で蒸発した冷媒は蓄冷槽内熱交換器
で蓄冷剤と熱交換して液化し、アキュムレ−タに戻るよ
うになっている。また、冷却蓄冷併用運転では、圧縮機
を運転し熱源側熱交換器で冷媒を凝縮液化させ、液冷媒
を蓄冷槽熱交換器で過冷却させ、減圧装置で低温の冷媒
とし、減圧後の低温冷媒液を冷媒液ポンプにより利用側
熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸発させて冷房して
いる。そして、利用側熱交換器で蒸発した冷媒はアキュ
ムレ−タに戻り、冷媒ガスは圧縮機に戻るようになって
いる。このシステムによれば、蓄冷槽用熱交換器での冷
媒の過冷却度が増大して冷房能力が増大することから、
圧縮機の容量を小さくでき、冷房負荷の大きな昼間に省
電力の運転が可能となる。

【０００３】次に特開平３−２５５８５４号公報にも、
圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、アキュムレ
−タ、減圧装置等からなる冷凍サイクルに、蓄冷槽、蓄
冷槽用熱交換器、冷媒液ポンプを付加したシステムが開
示されている。◆このシステムは、蓄冷運転、蓄冷利用
運転、冷却蓄冷併用運転、冷却運転の各運転モ−ドを有
しており、蓄冷利用運転では、蓄冷槽内熱交換器で蓄冷
剤と熱交換し液化した冷媒を冷媒液ポンプにより減圧装
置、次いで利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器で蒸
発させて冷房している。そして、利用側熱交換器で蒸発
した冷媒は蓄冷槽内熱交換器で蓄冷剤と熱交換して液化
し、冷媒液ポンプに戻るようになっている。また、冷却
蓄冷併用運転では、圧縮機を運転し熱源側熱交換器で冷
媒を凝縮液化させ、液冷媒を蓄冷槽熱交換器で過冷却さ
せ、減圧装置、利用側熱交換器に送り、利用側熱交換器
で蒸発させて冷房している。そして、利用側熱交換器で
蒸発した冷媒は圧縮機に戻る。この運転モ−ドでは冷媒
液ポンプは運転されない。このシステムでも、蓄冷槽用
熱交換器での冷媒の過冷却度が増大して冷房能力が増大
することから、圧縮機の容量を小さくでき、冷房負荷の
大きな昼間に省電力の運転が可能となる。なお、冷却運
転では、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱
交換器、アキュムレ−タの順に冷媒が流れ通常の冷却運
転が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、蓄冷を利用しながら圧縮機を運転する場合、熱源側
熱交換器で凝縮した冷媒を蓄冷剤と熱交換させ過冷却度
を大きくして冷房能力を増大させているので、圧縮機の
容量を小さくできる利点がある。しかしながら、夏場の
外気温度が高い状態でも運転できるようにするため圧縮
機の吐出圧力が高く大幅な電気入力低減は望めないとい
う課題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記従来技術の有する課
題を解決し、夏場の外気温度が高い状態でも大幅に電気
入力を低減できる冷凍サイクルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、圧縮機、熱源側熱交換器、利用側熱交換器、アキュ
ムレ−タ、減圧装置等から構成される冷凍サイクルに、
蓄冷槽、蓄冷槽用熱交換器、冷媒液ポンプを付加し、蓄
冷槽用熱交換器の一方を利用側熱交換器の冷房運転時の
冷媒出口と接続し、蓄冷槽用熱交換器の他方に冷媒液ポ
ンプを接続し、冷媒液ポンプの出口を、減圧装置出口と
なる利用側熱交換器の冷房運転時冷媒入口側に接続した
ものである。

【０００７】また、蓄冷槽内の蓄冷剤として、水または
不凍液の水溶液を用いたものである。

【０００８】

【作用】本発明の冷凍サイクルは、冷却蓄冷併用運転、
蓄冷利用運転、冷却運転の各運転モ−ドを有している。
そして、冷却蓄冷併用運転の場合には、圧縮機側の冷媒
を熱源側熱交換器で凝縮させ、減圧装置で減圧して利用
側熱交換器に供給し、利用側熱交換器で蒸発しガスとな
った冷媒の一部を蓄冷槽用熱交換器で凝縮させて入る。
そして、凝縮した冷媒液を冷媒液ポンプを用いて圧送
し、熱源側熱交換器からの冷媒とともに利用側熱交換器
に供給する。利用側熱交換器で蒸発しガスとなった冷媒
の残りは、圧縮機に吸入される。また、蓄冷利用運転で
は、利用側熱交換器で蒸発しガスとなった冷媒を蓄冷槽
用熱交換器で凝縮し、冷媒液を冷媒液ポンプを用いて圧
送し、熱源側熱交換器からの冷媒とともに利用側熱交換
器に供給する。さらに、冷却運転では、圧縮機、熱源側
熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器、アキュムレ−タ
の順に冷媒が流れ、通常の冷却運転が行われる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１に本発明による冷凍サイクルの一実施例を示
す。図１において、１は圧縮機、２はアキュムレ−タ、
３、４は熱源側熱交換器であり、３は凝縮器、４は過冷
却器、６は圧縮機出口の冷媒ガス温度を検出する温度セ
ンサ、７は熱源側熱交換器用の送風機、１０は利用側熱
交換器、１１は減圧装置で本実施例ではパルスモ−タ駆
動膨張弁を用いている。また、１２は開閉弁、１３は利
用側熱交換器１０用の送風機、２０は蓄冷槽、２１は蓄
冷槽内に設けた蓄冷槽用熱交換器、２２は冷媒液ポン
プ、２３、２４は逆止弁、２５は蓄冷剤、２６は、圧縮
機出口と低圧側配管を接続するバイパス開閉弁、２７は
バイパス開閉弁に接続されるキャピラリチュ−ブ、３０
は室内空気温度を検出する温度センサ、３１は圧力セン
サ、３２は蓄冷槽２０内の蓄冷剤２５の液面を検出する
液面センサである。また、図示しないが本冷凍サイクル
を制御する制御装置、圧縮機１の駆動装置、ポンプ２２
の駆動装置等も備えている。

【００１０】以下、本実施例の蓄冷運転、圧縮機液ポン
プ併用蓄冷利用運転、液ポンプ単独蓄冷利用運転、冷却
運転の各運転モ−ドについて説明する。図２に蓄冷運転
時の冷媒の流れを示す。冷媒は図中太い線で示した配管
系を矢印の方向に循環する。圧縮機１から吐出された冷
媒は凝縮器３、過冷却器４で凝縮、過冷却され、膨張弁
１１で減圧されて低温となり、逆止弁２４を通り蓄冷槽
用熱交換器２１で蓄冷剤２５と熱交換してガス化し、ア
キュムレ−タ２を通り圧縮機１に吸入される。蓄冷剤２
５として水を用いると、水は蓄冷槽用熱交換器２１によ
り冷却されて蓄冷槽用熱交換器２１の表面に氷が生成さ
れる。

【００１１】次に、蓄冷運転時の冷凍サイクルの制御フ
ロ−の例を図３に示す。本冷凍サイクルは、制御装置内
のタイマ機能により夜間の適宜時刻に起動指令が出さ
れ、圧縮機１、熱源側送風機７が起動される。また、冷
媒制御弁１１の開度も設定される。以後、運転が継続さ
れるにつれ、蓄冷槽２０内の蓄熱剤２５の温度が低下
し、水の場合には０℃になると蓄冷槽用熱交換器の表面
に氷ができ徐々に成長していく。所定量の氷ができた時
点で蓄冷運転の終了指令が出される。この蓄冷運転の終
了の判定には、氷になると水よりも体積が増大する特性
を利用しており、蓄熱剤の液面高さが液面センサ３２の
高さに至ると蓄冷運転が終了する。また、蓄冷運転中
は、温度センサ６により検出される圧縮機の吐出ガス温
度が所定の温度になるように冷媒制御弁１１を制御す
る。冷媒制御弁１１の制御目標は他の特性値例えば、蓄
冷槽用熱交換器２１の冷媒出口の過熱度にしてもよい。
さらに、高圧異常上昇などの保護装置等が継続的に監視
されている。

【００１２】圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転について
説明する。図４に圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転時の
冷媒の流れを示す。図４で、冷媒は太い線で示す配管系
を矢印の方向に循環する。圧縮機１から吐出された冷媒
は凝縮器３、過冷却器４で凝縮、過冷却し、膨張弁１１
で減圧されて低温となり、蓄冷槽用熱交換器２１を経て
冷媒液ポンプ２２から供給される冷媒と合流し利用側熱
交換器１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空
気と熱交換しガスとなった冷媒は、一部は蓄冷槽用熱交
換器２１で蓄冷剤２５と熱交換して液化し、冷媒液ポン
プ２２に吸入される。一方、残りの冷媒はアキュムレ−
タ２を通り圧縮機１に吸入される。

【００１３】ここで、利用側熱交換器１０を通過した冷
媒の圧力は比較的低い。冷媒としてＨＣＦＣ２２を用い
ると、この圧力は０．６〜０．７ＭＰａ程度であり冷媒
の飽和温度は６〜１０℃となる。したがって、蓄冷剤２
５として水を用い氷として蓄冷する場合には、冷媒の飽
和温度と氷の温度との差が比較的小さい。これに対して
は蓄冷槽用熱交換器２１の伝熱面積を大きくして、蓄冷
槽用熱交換器２１内で冷媒を液となるまで冷却すること
で対処できる。また、蓄冷剤２５として不凍液例えばエ
チレングリコ−ルの水溶液を用いれば、凍結温度を低く
することができ、冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温
度との差を大きくすることができ、蓄冷槽用熱交換器２
１の伝熱面積を大きくしなくてもよい。次に、冷媒の飽
和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差が小さい場合に
は、開閉弁２６を開けて圧縮機１から吐出された冷媒ガ
スの一部を低圧側に流し、低圧圧力を上昇させて冷媒の
飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きく保つよ
うにする。

【００１４】図５は、図４に示した圧縮機液ポンプ併用
蓄冷利用運転時の運転状況をモリエル線図上に表したも
のである。蓄冷剤２５は水である。図５中のＡ〜Ｈは以
下の点の冷媒状態を表す。Ａは圧縮機１の入口、Ｂは圧
縮機１の出口、Ｃは過冷却器４の出口、Ｄは過冷却器４
側の冷媒の膨張弁１１の出口、Ｅは利用側熱交換器の出
口、Ｆは蓄冷槽用熱交換器２１の出口すなわち冷媒液ポ
ンプ２２の入口、Ｇは冷媒液ポンプ２２の出口、Ｈは冷
媒液ポンプ２２側の冷媒と過冷却器４側の冷媒との合流
後の冷媒状態である。また、破線は水の凍結温度を示
す。

【００１５】図６は蓄冷剤２５としてエチレングリコ−
ルを用いた場合の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転時の
運転状況をモリエル線図上に表したものである。図６中
のＡ〜Ｈは、図５の場合と同じ点の冷媒状態を表す。図
５の場合と比べると、点ＥからＦに至る冷媒の温度と蓄
冷剤２５の温度の差が大きいことがわかる。この結果、
蓄冷槽用熱交換器２１で冷媒を確実に凝縮液化できる。

【００１６】次に、図７により図４の圧縮機液ポンプ併
用蓄冷利用運転の制御フロ−の一実施例を説明する。室
内側のリモ−トコントロ−ラからの起動指令により制御
装置は各要素を起動する。圧縮機１、熱源側送風機７、
利用側送風機１３が起動され、開閉弁１２が開かれる。
また、冷媒制御弁１１の開度が設定される。さらに、適
宜タイミングで冷媒液ポンプ２２が起動される。以後、
室内空気温度が設定値より高い場合には運転が継続さ
れ、この間、冷媒制御弁１１を圧縮機の吐出ガス温度が
所定の温度になるように制御する。冷媒制御弁１１の制
御目標は他の特性値、例えば、蓄冷槽用熱交換器２１の
冷媒出口の過熱度にしてもよい。また、室内空気温度が
設定値より低くなると停止指令が出され、圧縮機１、熱
源側送風機７、冷媒液ポンプ２２が停止され、冷媒制御
弁１１および開閉弁１２は閉じられる。以後、室内空気
温度が設定値より高くなると運転が再開される。また、
運転中に、蓄冷剤２５が解けて蓄冷熱量を使い果たした
と判断した場合にはポンプを停止する。この判断は次の
ような方法で行う。まず、蓄冷剤２５が解けると蓄熱槽
２０内の液面が低下し、液面センサ３２により蓄冷熱量
を使い果たしたことが判定される。または、圧力センサ
３１で冷媒圧力を、温度センサ３３で蓄熱槽用熱交換器
２１の出口温度をそれぞれ検出し、この検出した圧力か
ら冷媒の飽和温度を演算し、この飽和温度と出口温度と
の差から冷媒の過冷却度を演算する。蓄冷剤２５が解け
蓄冷剤の温度が上昇すると冷媒の過冷却度が小さくなる
から、所定の過冷却度に対して、演算された過冷却度が
小さいのであれば蓄冷熱量を使い果たしたことが判定さ
れる。

【００１７】次に、液ポンプ単独蓄冷利用運転について
図８により説明する。図８で、冷媒は太い線で示す配管
系を矢印の方向に循環する。冷媒は蓄冷槽用熱交換器２
１で凝縮、液化され、冷媒液ポンプ２２により利用側熱
交換器１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空
気と熱交換しガスとなった冷媒は蓄冷槽用熱交換器２１
に戻る。この運転モ−ドでも、利用側熱交換器１０を通
過した冷媒の圧力は比較的低い。冷媒としてＨＣＦＣ２
２を用いる場合にはこの圧力は０．６〜０．７ＭＰａ程
度であり、冷媒の飽和温度は６〜１０℃である。したが
って、蓄冷剤として水を用い氷として蓄冷する場合に
は、冷媒の飽和温度と氷の温度との差が比較的小さい。
これに対しては蓄冷槽用熱交換器２１の伝熱面積を大き
くすることで対処可能であり、蓄冷槽用熱交換器２１内
で冷媒が液になるまで冷却できる。また、蓄冷剤２５と
して不凍液、例えば、エチレングリコ−ルの水溶液を用
いると、凍結温度が低くなり、冷媒の飽和温度と蓄冷剤
２５の凍結温度との差を大きくすることができ、蓄冷槽
用熱交換器２１の伝熱面積を大きくしなくてもよい。

【００１８】ところで、図８の太い線で示す冷媒循環系
の冷媒量が性能に影響するため、冷媒量を適切な量に調
整することが必要である。つまり、冷媒量が多すぎる
と、蓄冷槽用熱交換器２１が冷媒液で充満され、一方、
冷媒量が少ないと、反対にガスのみが循環することにな
り、冷媒の顕熱しか使えず冷房能力が低下する。これに
対しては、圧力センサ３１により冷媒圧力を、温度セン
サ３３により蓄熱槽用熱交換器２１の出口温度をそれぞ
れ検出し、検出された圧力から冷媒の飽和温度を演算
し、この飽和温度と出口温度との差から冷媒の過冷却度
を演算する。そして、所定の過冷却度になるように冷媒
量を制御する。冷媒量の制御は、実際の過冷却度が所定
の過冷却度より小さい場合には制御弁１１を開けて熱源
側熱交換器側から冷媒を供給し、実際の過冷却度が所定
の過冷却度になれば制御弁１１を閉じることにより達成
される。一方、実際の過冷却度が所定の過冷却度より大
きい場合には、圧縮機１を運転し熱源側熱交換器側に冷
媒を溜め、実際の過冷却度が所定の過冷却度になれば圧
縮機を停止する。

【００１９】図９は、蓄冷剤２５としてエチレングリコ
−ルを用いた場合の液ポンプ単独蓄冷利用運転時の運転
状態をモリエル線図上に表したものである。図９中の
Ｅ、Ｆ、Ｇは、図５の場合と同じ点の冷媒状態を表す。
図６の場合と同様に、点ＥからＦに至る冷媒の温度と蓄
冷剤２５の温度の差が、大きいことがわかる。この結
果、蓄冷槽用熱交換器２１で冷媒を確実に凝縮液化でき
る。

【００２０】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転の
他の実施例を説明する。図１０に、室温の変化パタ−ン
と圧縮機１、液ポンプ２２の制御タイムチャ−トを示
す。パタ−ン１の場合には、室温が低下し第１設定値以
下になると圧縮機が停止される。室温がさらに低下し第
２設定値以下になると、液ポンプ２２が停止される。冷
房負荷が存在する場合に圧縮機１、液ポンプ２２が停止
されると室温は上昇し、第２設定値以上になると液ポン
プ２２が運転され、室温が低下する。室温が第２設定値
以下になると再び液ポンプ２２が停止され、以降液ポン
プ２２のオン，オフが繰り返される。次に、パタ−ン２
の場合はパタ−ン１の場合より冷房負荷が大きい場合で
あり、室温が低下し第１設定値以下になると圧縮機が停
止される。室温が上昇し第１設定値以上になると再び圧
縮機１が運転され、以降圧縮機のオン，オフが繰り返さ
れる。

【００２１】なお、通常の冷却運転では、以下のように
冷媒が循環する。図１において、冷媒は、圧縮機１、熱
源側熱交換器３、４、膨張弁１１、開閉弁１２、利用側
熱交換器１０、アキュムレ−タ１２、圧縮機１の順に循
環し、利用側熱交換器１０が蒸発器となり冷却運転が行
われる。◆以上、図１の冷凍サイクルについて各運転モ
−ドを説明したが、以下に他の冷凍サイクルの実施例に
ついて説明する。

【００２２】図１１に、より実際的な冷凍サイクルの一
実施例を示す。図１１と図１で同じ記号は同じ構成要素
を表す。ここで、５は減圧装置、２４は蓄冷用の膨張
弁、２８、２９は手動の開閉弁を表す。また、ユニット
としては、圧縮機１、熱源側熱交換器３、４、アキュム
レ−タ２などにより構成される室外ユニット、蓄冷槽２
０、冷媒液ポンプ２２などから構成される蓄冷槽ユニッ
ト、利用側熱交換器１０他で構成される室内ユニットか
らなり、それぞれ配管で接続される。また、本実施例で
は蓄冷槽ユニットの一方が開閉弁２８を介してアキュム
レ−タに接続され、他方が室外ユニットの開閉弁２９に
接続されている。以下、各運転モ−ドの冷媒の流れを説
明する。

【００２３】まず、蓄冷運転時には、圧縮機１から吐出
された冷媒は凝縮器３、過冷却器４で凝縮、過冷却し、
減圧装置５、膨張弁２４で減圧され低温となり、蓄冷槽
用熱交換器２１で蓄冷剤２５と熱交換してガス化し、ア
キュムレ−タ２を通り圧縮機１に吸入される。

【００２４】圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転では、圧
縮機１から吐出された冷媒は凝縮器３、過冷却器４で凝
縮、過冷却し、減圧装置５、膨張弁１１で減圧されて低
温となり、蓄冷槽用熱交換器２１、冷媒液ポンプ２２か
ら供給される冷媒と合流して利用側熱交換器１０に供給
される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換してガ
スとなった冷媒は室外ユニットに戻り、アキュムレ−タ
２に流入し、一部は蓄冷槽用熱交換器２１で蓄冷剤２５
と熱交換して液化し、冷媒液ポンプ２２に吸入される。
一方、残りの冷媒は圧縮機１に吸入される。ここで、図
４の実施例で説明したように、蓄冷槽用熱交換器２１内
の冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差が小さ
くなると、開閉弁２６を開けて圧縮機から吐出された冷
媒ガスの一部を低圧側に流して低圧圧力を上昇させ、冷
媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きく保
つようにする。これにより、アキュムレ−タ２から蓄冷
槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒を確実に凝縮液
化できる。また、減圧装置５で減圧されるので開閉弁８
における圧力は低く、蓄冷槽用熱交換器２１から液ポン
プ２２で送液するにも、液ポンプ２２の動力を小さくで
きる効果がある。

【００２５】次に、液ポンプ単独蓄冷利用運転では、冷
媒は蓄冷槽用熱交換器２１で凝縮、液化し、冷媒液ポン
プ２２により、開閉弁２９、開閉弁８を介して利用側熱
交換器１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空
気と熱交換しガスとなった冷媒は、開閉弁９、アキュム
レ−タ２、開閉弁２８を通り蓄冷槽用熱交換器２１に戻
る。この運転モ−ドでも、利用側熱交換器１０を通過し
た冷媒の圧力は比較的低い。冷媒としてＨＣＦＣ２２を
用いる場合にはこの圧力は０．６〜０．７ＭＰａ程度
で、冷媒の飽和温度は６〜１０℃である。したがって、
蓄冷剤２５として不凍液例えばエチレングリコ−ルの水
溶液を用いると凍結温度が低くなり、冷媒の飽和温度と
蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きくすることができ、
アキュムレ−タ２から蓄冷槽用熱交換器２１に供給され
るガス冷媒を確実に凝縮液化できる。

【００２６】また、通常の冷却運転では、冷媒は、圧縮
機１、熱源側熱交換器３、４、減圧装置５、開閉弁８、
膨張弁１１、利用側熱交換器１０、開閉弁９、アキュム
レ−タ２、圧縮機１の順に循環し、利用側熱交換器１０
が蒸発器となり冷却運転が行われる。◆この実施例によ
れば、室外ユニットの開閉弁と蓄熱ユニットを配管接続
するだけで全体システムの据付けを完成でき、工事性に
優れている。

【００２７】図１２に本発明のさらに他の実施例を示
す。図１２と図１１で同じ記号は同じ構成要素を表す。
ここで、３１は圧縮機１の吸入側に設けた冷媒制御弁を
表す。以下、各運転モ−ドの冷媒の流れを説明する。◆
まず、蓄冷運転時には、圧縮機１から吐出された冷媒は
凝縮器３、過冷却器４で凝縮、過冷却し、減圧装置５、
膨張弁２４で減圧されて低温となり、蓄冷槽用熱交換器
２１で蓄冷剤２５と熱交換してガス化し、アキュムレ−
タ２、冷媒制御弁３０を通り圧縮機に吸入される。ここ
で、冷媒制御弁３１の開度は全開に設定されている。

【００２８】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転で
は、圧縮機１から吐出された冷媒は凝縮器３、過冷却器
４で凝縮、過冷却し、減圧装置５、膨張弁１１で減圧さ
れて低温となり、蓄冷槽用熱交換器２１、冷媒液ポンプ
２２から供給される冷媒と合流して利用側熱交換器１０
に供給される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱交換
しガスとなった冷媒は室外ユニットに戻り、アキュムレ
−タ２に流入し、一部は蓄冷槽用熱交換器２１で蓄冷剤
２５と熱交換して液化し、冷媒液ポンプ２２に吸入され
る。一方、残りの冷媒は冷媒制御弁３１を通り圧縮機１
に吸入される。ここで、蓄冷槽用熱交換器２１内の冷媒
の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差が小さくなる
と、冷媒制御弁３１の開度を小さくしてアキュムレ−タ
２を含む低圧側の圧力を上昇させる。これにより、蓄冷
槽用熱交換器２１内の冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍
結温度との差を大きく保つことができ、アキュムレ−タ
２から蓄冷槽用熱交換器２１に供給されるガス冷媒を確
実に凝縮液化できる。

【００２９】液ポンプ単独蓄冷利用運転では、冷媒は蓄
冷槽用熱交換器２１で凝縮、液化し、冷媒液ポンプ２２
により、開閉弁２９、開閉弁８を介して利用側熱交換器
１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱
交換しガスとなった冷媒は開閉弁９、アキュムレ−タ
２、開閉弁２８を通り蓄冷槽用熱交換器２１に戻る。

【００３０】次に、通常の冷却運転では、冷媒は、圧縮
機１、熱源側熱交換器３、４、減圧装置５、開閉弁８、
膨張弁１１、利用側熱交換器１０、開閉弁９、アキュム
レ−タ２、冷媒制御弁３１、圧縮機１の順に循環し、利
用側熱交換器１０が蒸発器となり冷却運転が行われる。
ここで、冷媒制御弁３１の開度は全開に設定されてい
る。

【００３１】図１３に本発明のさらに他の実施例を示
す。図１３と図１１で同じ記号は同じ構成要素を表す。
ここで、３２は熱源側熱交換器３、４の冷媒出口に設け
た膨張弁を表す。以下、各運転モ−ドの冷媒の流れを説
明する。◆蓄冷運転時には、圧縮機１から吐出された冷
媒は凝縮器３、過冷却器４で凝縮、過冷却し、膨張弁３
１で減圧されて低温となり、開閉弁２６、逆止弁２４を
通り、蓄冷槽用熱交換器２１で蓄冷剤２５と熱交換して
ガス化し、アキュムレ−タ２を通り圧縮機に吸入され
る。ここで、膨張弁３２は、圧縮機１の吐出ガス温度に
応じて制御される。

【００３２】次に、圧縮機液ポンプ併用蓄冷利用運転で
は、圧縮機１から吐出された冷媒は凝縮器３、過冷却器
４で凝縮、過冷却し、膨張弁３２で減圧されて低温とな
り、蓄冷槽用熱交換器２１、冷媒液ポンプ２２から供給
される冷媒と合流し、開閉弁８、開閉弁１２を通り、利
用側熱交換器１０に供給される。利用側熱交換器１０で
室内空気と熱交換しガスとなった冷媒は室外ユニットに
戻り、アキュムレ−タ２に流入し、一部は蓄冷槽用熱交
換器２１で蓄冷剤２５と熱交換して液化し、冷媒液ポン
プ２２に吸入される。一方、残りの冷媒は圧縮機１に吸
入される。ここで、蓄冷槽用熱交換器２１内の冷媒の飽
和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差が小さくなると、
開閉弁２６を開きアキュムレ−タ２を含む低圧側の圧力
を上昇させる。これにより、蓄冷槽用熱交換器２１内の
冷媒の飽和温度と蓄冷剤２５の凍結温度との差を大きく
保つことができ、アキュムレ−タ２から蓄冷槽用熱交換
器２１に供給されるガス冷媒を確実に凝縮液化できる。
また、膨張弁３１で減圧されるので開閉弁８での圧力は
低く、蓄冷槽用熱交換器２１から液ポンプ２２で送液す
るときの液ポンプ２２の動力を小さくできる効果があ
る。

【００３３】液ポンプ単独蓄冷利用運転では、冷媒は蓄
冷槽用熱交換器２１で凝縮、液化し、冷媒液ポンプ２２
により、開閉弁２９、開閉弁８を介して利用側熱交換器
１０に供給される。利用側熱交換器１０で室内空気と熱
交換しガスとなった冷媒は開閉弁９、アキュムレ−タ
２、開閉弁２８を通り蓄冷槽用熱交換器２１に戻る。

【００３４】また、通常の冷却運転では、冷媒は、圧縮
機１、熱源側熱交換器３、４、膨張弁３２、開閉弁８、
開閉弁１２、利用側熱交換器１０、開閉弁９、アキュム
レ−タ２、圧縮機１の順に循環し、利用側熱交換器１０
が蒸発器となり冷却運転が行われる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、蓄冷を利用する冷凍サ
イクルにおいて蓄冷利用時の省電力化が可能となる。ま
た、蓄冷剤として水より凍結温度が低い液体を用いるこ
とにより、蓄冷を利用する運転において、蓄冷槽内熱交
換器で冷媒を確実に凝縮させることができ、安定した運
転が可能である。

【００３６】さらに、蓄冷を利用する運転において、蓄
冷槽内熱交換器の冷媒圧力を上昇させることが可能であ
り、蓄冷槽内熱交換器で冷媒を確実に凝縮させることが
でき、安定して運転できる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の冷凍サイクル系統図であ
る。

【図２】本発明の一実施例の蓄冷運転時の冷媒流れ図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の蓄冷運転時の制御フロ−例
である。

【図４】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転時の冷媒流れ図である。

【図５】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転時の運転状態図である。

【図６】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転時の運転状態図である。

【図７】本発明の一実施例の圧縮機液ポンプ併用蓄冷利
用運転モ−ドの制御フロ−である。

【図８】本発明の一実施例の液ポンプ単独蓄冷利用運転
時の冷媒流れ図である。

【図９】本発明の一実施例の液ポンプ単独蓄冷利用運転
時の運転状態図である。

【図１０】本発明の一実施例の圧縮機、液ポンプ併用蓄
冷利用運転モ−ドの他の制御フロ−である。

【図１１】本発明の他の実施例の冷凍サイクル系統図で
ある。

【図１２】本発明のさらに他の実施例の冷凍サイクル系
統図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例の冷凍サイクル系
統図である。

【符号の説明】

１…圧縮機、２…アキュムレ−タ、３…凝縮器、４…過
冷却器、１０…利用側熱交換器、１１…膨張弁２０…蓄冷槽、２１…蓄冷槽内熱交換器、２１…冷媒液
ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機と、熱源側熱交換器と、冷媒減圧装
置と、利用側熱交換器とを順次接続してなる冷凍サイク
ルにおいて、蓄冷用熱交換器および蓄冷剤を内部に有す
る蓄冷槽と、冷媒液ポンプとを直列に接続し、この蓄冷
用熱交換器の入口側を前記利用側熱交換器の出口と前記
圧縮機の入口間に、前記冷媒液ポンプの出口側を前記利
用側熱交換器の入口と前記冷媒減圧装置間に夫々接続し
たことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項２】前記蓄冷剤として水より凍結温度が低い液
体を用いたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイ
クル。
【請求項３】圧縮機と、熱源側熱交換器と、冷媒減圧装
置と、利用側熱交換器とを順次接続してなる冷凍サイク
ルにおいて、蓄冷用熱交換器および蓄冷剤を内部に有す
る蓄冷槽と、冷媒液ポンプとを直列に接続し、この蓄冷
用熱交換器の入口側を前記利用側熱交換器の出口と前記
圧縮機の入口間に、前記冷媒液ポンプの出口側を前記利
用側熱交換器の入口と前記冷媒減圧装置間に夫々接続
し、前記圧縮機の出口と前記圧縮機の入口とを連通する
バイパス管を設け、このバイパス管の途中に弁を設けた
ことを特徴とする冷凍サイクル。
【請求項４】圧縮機と、熱源側熱交換器と、冷媒減圧装
置と、利用側熱交換器とを順次接続してなる冷凍サイク
ルにおいて、蓄冷用熱交換器および蓄冷剤を内部に有す
る蓄冷槽と、冷媒液ポンプとを直列に接続し、この蓄冷
用熱交換器の入口側を前記利用側熱交換器の出口と前記
圧縮機の入口間に、前記冷媒液ポンプの出口側を前記利
用側熱交換器の入口と前記冷媒減圧装置間に夫々接続
し、前記圧縮機の入口側に冷媒制御弁を設けたことを特
徴とする冷凍サイクル。