JPH0849938A - 蓄熱式空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は蓄熱式空気調和機の氷蓄熱槽を有す
るサイクルに関するもので、蓄熱運転時の圧縮機の信頼
性の高い空調機を提供することを目的とする。 【構成】 蓄熱用熱交換器１３ａ、給水弁ＶＬＶ１、排
水弁ＶＬＶ２、水温センサー１８、水位検出装置１９を
備え、かつ温水蓄熱運転において蓄熱槽ＳＴＲ内の水温
が所定値よりも低い場合に、給水弁ＶＬＶ１、及び排水
弁を開閉して蓄熱槽ＳＴＲ内の水温が所定値以上となる
ように制御することにより、１次側サイクルの凝縮圧力
が低下することを防止して圧縮機の信頼性を高めた運転
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気を熱源とする空気
調和機において、夜間電力を利用するための蓄熱機能、
及びその制御機能を備えた蓄熱式空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱式空気調和機については、既にさま
ざまな開発がなされており、例えば、特開平１−１８６
５０７号公報に示されているような蓄熱式空気調和機が
ある。

【０００３】その基本的な技術について以下述べる。図
５に示すように、室外ユニットは、圧縮機２，四方弁
３，室外側熱交換器４，冷暖房用減圧装置５，第１補助
熱交換器１４ａを環状に順次接続して熱源側（１次側）
冷凍サイクルを形成し、一方、第１補助熱交換器１４ａ
と熱交換するように一体に形成されている第２補助熱交
換器１４ｂ，冷媒量調整タンク１０，冷媒搬送ポンプＰ
Ｍ，利用側熱交換器１５ａ，１５ｂを環状に順次接続し
て利用側（２次側）冷凍サイクルを形成している。

【０００４】更に、熱源側冷凍サイクルにおける第１補
助熱交換器１４ａに対して並列に設置した蓄熱用熱交換
器１３ａと、利用側冷凍サイクルにおける第２補助熱交
換器１４ｂに対して並列に設置した放熱用熱交換器１３
ｂと、蓄熱材である水１６を有する蓄熱槽ＳＴＲを設置
している。

【０００５】そして、熱源側冷凍サイクルにおいて、第
１補助熱交換器１４ａと蓄熱用熱交換器１３ａとの回路
の切り替えは三方切替弁１７ａ，１７ｂにより行い、利
用側冷凍サイクルにおいて、第２補助熱交換器１４ｂと
放熱用熱交換器１３ｂとの回路の切り替えは三方流量弁
１８ａ，１８ｂにより行う。

【０００６】以上のように構成された蓄熱式空気調和機
について、その動作を説明する。まず、夜間運転は、熱
源側冷凍サイクルのみの運転であり、熱源側冷凍サイク
ルにおいて四方弁３によって製氷運転、及び蓄熱（温
水）運転に切り替えられ、製氷運転時は図中の実線矢印
の方向に冷媒が流れて冷房サイクルが形成され、室外側
熱交換器４を凝縮器、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器１３ａ
を蒸発器として作用させて、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器
１３ａの周囲に氷として蓄冷される。

【０００７】また、蓄熱運転時には図中の破線方向に冷
媒が流れて暖房サイクルが形成され、室外側熱交換器４
を蒸発器、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器１３ａを凝縮器と
して作用させて、蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器１３ａを介
して蓄熱槽ＳＴＲ内に温水として蓄熱される。この場
合、第１補助熱交換器１４ａは使用されない。

【０００８】この場合、熱源側冷凍サイクルと利用側冷
凍サイクルが分離されていて、両サイクル内の冷媒が混
合することがないため、適正冷媒封入量を維持でき、か
つ、熱源側冷凍サイクルの配管長が短くて済むため、圧
縮機２内の冷凍機油が流出しても戻り易く、圧縮機２の
信頼性を高めることができる。

【０００９】一方、昼間運転は熱源側冷凍サイクル、及
び利用側冷凍サイクルの両方を運転させる。

【００１０】特に、利用側での熱負荷が１日のうちで比
較的大きい、いわゆるピーク負荷時の場合、三方切替弁
１７ａ，１７ｂの切り替えにより第１補助熱交換器１４
ａが熱源側冷凍サイクルに連通され、また、利用側冷凍
サイクルにおいては、三方流量弁１８ａ，１８ｂにより
第２補助熱交換器１４ｂ、及び放熱用熱交換器１３ｂへ
流入する冷媒量が分配されている。

【００１１】夜間に蓄熱槽ＳＴＲ内の蓄熱材に蓄えられ
冷熱、あるいは、温熱を蓄熱槽内の放熱用熱交換器１３
ｂを介して、利用側冷凍サイクル内の冷媒と熱交換し、
かつ熱源側冷凍サイクルの運転により冷却、あるいは加
熱された冷媒が第２補助熱交換器１４ｂを介して、利用
側冷凍サイクル内の冷媒と熱交換する。

【００１２】それら二つの熱交換器で熱交換された冷媒
を冷媒搬送ポンプＰＭにて各室内ユニット１２の利用側
熱交換器１５へ搬送して室内空気と熱交換することによ
り、各室内の冷房、あるいは、暖房を行なう。

【００１３】従って、この場合、熱源側冷凍サイクルに
おける冷房、あるいは暖房能力は、熱源側冷凍サイクル
の能力と、蓄熱槽ＳＴＲの放熱用熱交換器１３ｂでの放
熱能力とのほぼ和となり、冷房、あるいは暖房能力が増
大する。

【００１４】以上のように、夜間の余剰電力エネルギー
を熱に変換して蓄熱しておき、昼間にその電力を利用す
ることにより、昼間の高負荷時刻における電力ピークを
抑え、電力利用の平準化が図れる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では夜間の蓄熱運転の場合、熱源側（１次側）冷
凍サイクルにおいて蓄熱槽ＳＴＲの蓄熱用熱交換器１３
ａは凝縮器として作用するが、例えば冷媒としてフロン
２２を用い、かつ蓄熱槽ＳＴＲの水温が約２０℃と低い
場合には、蓄熱槽ＳＴＲの蓄熱用熱交換器１３ａの管内
側の冷媒と管外側の水１６との温度差が大きくなって熱
交換量が増大し、凝縮圧力が約０．１ＭＰａまで低下す
る。一方、熱源側冷凍サイクルにおいて蒸発器として作
用する室外側熱交換器４では、管外側の空気温度が冬期
の夜間のため低く、管内側の冷媒との温度差が大きく取
れず熱交換量も小さくなってしまう。その結果、蓄熱槽
ＳＴＲの蓄熱用熱交換器１３ａにて凝縮した冷媒を室外
側熱交換器４にて十分に蒸発させることができず、圧縮
機吸入部の冷媒が気液二相状態となって、圧縮機２にお
いて液圧縮を発生させる等の信頼性を損なう恐れがある
という欠点を有していた。

【００１６】また、夜間の蓄熱（暖房）または蓄冷（冷
房）運転において、蓄熱運転から蓄冷運転に切り替える
場合には、前日に行った蓄熱運転のために、蓄冷運転開
始時の蓄熱槽水温が蓄熱槽ＳＴＲへの給水温度よりも高
く、蓄冷運転により蓄熱槽ＳＴＲの水を冷却するより
も、水を入れ換えた方が蓄熱槽水温を早く低下させるこ
とができる場合がある。また、蓄冷運転から蓄熱運転に
切り替える場合には、前日に行った蓄冷運転のために蓄
熱運転開始時の蓄熱槽水温が蓄熱槽ＳＴＲへの給水温度
よりも低く、蓄熱運転により蓄熱槽ＳＴＲの水を加熱す
るよりも、水を入れ換えた方が蓄熱槽水温を早く上昇さ
せることができる場合があり、これらのような場合に
は、水を入れ換えない場合に比べてそれだけ余分に蓄熱
または蓄冷運転の時間を要するという欠点を有してい
た。

【００１７】そこで、本発明は、夜間蓄熱運転において
蓄熱槽内水温が低い場合についても熱源側（１次側）冷
凍サイクルの凝縮圧力低下を防止して圧縮機の信頼性を
高めた蓄熱式空気調和機を提供することを目的とするも
のである。

【００１８】また本発明の他の目的は、夜間の蓄熱（暖
房）または製氷（冷房）運転を切り替える場合等に生じ
る余分な運転時間を削減することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明の蓄熱式空気調和機は、圧縮機と、四方弁と、室
外側熱交換器と、減圧装置と、蓄熱槽とを直列に接続し
てなる冷凍サイクルとからなり、前記蓄熱槽に、蓄熱用
熱交換器と、給水弁と、排水弁と、蓄熱槽の水温を検出
する蓄熱槽水温センサーと、水位検出装置とを備え、か
つ温水蓄熱運転開始時に蓄熱槽の水温が所定値以下の場
合には前記排水弁を開いて排水した後、前記排水弁を閉
じ、前記給水弁を開いて給水を開始すると共に温水蓄熱
運転を開始し、その後、前記水位検出装置が蓄熱槽内の
所定水位を検知するまでの間、蓄熱槽の水温が所定値以
下の場合には前記給水弁を閉じ、蓄熱槽の水温が所定値
以上の場合には前記給水弁を開いて給水を行う第１制御
装置とを備えたものである。

【００２０】また、他の本発明の蓄熱式空気調和機は、
蓄熱用熱交換器の管内圧力を検出する圧力センサーを備
え、温水蓄熱運転開始時に蓄熱用熱交換器の管内圧力が
所定値以下の場合には排水弁を開いて排水した後、排水
弁を閉じ、給水弁を開いて給水を開始すると共に蓄熱運
転を開始し、その後、水位検出装置が蓄熱槽内の所定水
位を検知するまでの間、蓄熱用熱交換器の管内圧力が所
定値以下の場合には給水弁を閉じ、蓄熱用熱交換器の管
内圧力が所定値以上の場合には給水弁を開いて給水を行
う第２制御装置を備えたものである。

【００２１】また、さらに他の本発明の蓄熱式空気調和
機は、給水弁から蓄熱槽へ給水する際の給水水温を検出
する給水用水温センサーを備え、蓄熱運転開始時に蓄熱
槽の水温が給水水温よりも低い場合、及び蓄冷運転開始
時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも高い場合に、排水弁
を開いて蓄熱槽の水を排水した後、排水弁を閉じ、給水
弁を開いて給水することにより蓄熱槽内の水を入れ換え
る第３制御装置を備えたものである。

【００２２】

【作用】上記のような構成による本発明の蓄熱式空気調
和機の作用を以下に示す。

【００２３】圧縮機と、四方弁と、室外側熱交換器と、
減圧装置と、蓄熱槽とを直列に接続してなる冷凍サイク
ルにおいて、まず、夜間に夜間電力を利用して減圧装置
の制御により、蓄熱用熱交換器を介して蓄熱材である水
に氷として蓄冷する蓄冷運転、または温水として蓄熱す
る蓄熱運転を行う。

【００２４】ここで蓄熱運転開始時に蓄熱槽の水温が所
定値以下の場合には排水弁を開いて排水した後、排水弁
を閉じ、給水弁を開いて給水を開始すると共に蓄熱運転
を開始し、その後、水位検出装置が蓄熱槽内の所定水位
を検知するまでの間、蓄熱槽の水温が所定値以下の場合
には給水弁を閉じ、蓄熱槽の水温が所定値以上の場合に
は給水弁を開いて給水を行う第１制御装置を備えてい
る。

【００２５】このような蓄熱運転を行うことにより、蓄
熱槽内の水温が所定値以上に保持されるため、蓄熱槽の
１次側熱交換部の管内側の冷媒と管外側の水との温度差
が大きくなって熱交換量が増大することはなく、凝縮圧
力の低下も防止できる。そして、１次側冷凍サイクルに
おいて蒸発器として作用する室外側熱交換器では、蓄熱
槽の１次側熱交換部にて凝縮した冷媒を十分に蒸発させ
て圧縮機吸入部の冷媒をガス状態とすることができ、圧
縮機の液圧縮を防止して信頼性を高めた運転ができる。

【００２６】また、蓄熱用熱交換器の管内圧力を検出す
る圧力センサーを備え、蓄熱運転開始時に蓄熱用熱交換
器の管内圧力が所定値以下の場合には排水弁を開いて排
水した後、排水弁を閉じ、給水弁を開いて給水を開始す
ると共に蓄熱運転を開始し、その後、水位検出装置が蓄
熱槽内の所定水位を検知するまでの間、蓄熱用熱交換器
の管内圧力が所定値以下の場合には給水弁を閉じ、蓄熱
用熱交換器の管内圧力が所定値以上の場合には給水弁を
開いて給水を行う第２制御装置を備えている。

【００２７】このような蓄熱運転を行うことにより、蓄
熱用熱交換器の管内圧力が所定値以上に保持されるた
め、蓄熱槽の１次側熱交換部の管内側の冷媒と管外側の
水との温度差が大きくなって熱交換量が増大することは
なく、１次側冷凍サイクルにおいて蒸発器として作用す
る室外側熱交換器では、蓄熱槽の１次側熱交換部にて凝
縮した冷媒を室外側熱交換器にて十分に蒸発させて圧縮
機吸入部の冷媒をガス状態とすることができ、圧縮機の
液圧縮を防止して信頼性を高めた運転ができる。

【００２８】またこの時、蓄熱用熱交換器の管内圧力を
検出して制御することにより、蓄熱槽の水温を検出して
制御する場合に比べて、蓄熱槽内の温度分布が生じた場
合の制御値の検出精度を維持することができる。

【００２９】また、給水弁から蓄熱槽へ給水する際の給
水水温を検出する給水用水温センサーを備え、蓄熱運転
開始時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも低い場合、及び
蓄冷運転開始時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも高い場
合に、排水弁を開いて蓄熱槽の水を排水した後、排水弁
を閉じ、給水弁を開いて給水することにより蓄熱槽内の
水を入れ換える第３制御装置を備えている。

【００３０】このような運転を行うことにより、圧縮機
を運転することなく水温を上昇または低下させることが
でき、夜間の蓄熱（暖房）または蓄冷（冷房）運転時の
運転時間を削減することができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明による蓄熱式空気調和機の第１
の実施例について、図面を参照しながら説明する。な
お、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細
な説明を省略する。

【００３２】図１は本発明の第１の実施例の蓄熱式空気
調和機の冷凍サイクル図、図２は同実施例の夜間蓄熱運
転時の動作を示すフローチャートである。

【００３３】図１において、本発明による第１の実施例
の蓄熱式空気調和機は、室外ユニット１１と室内ユニッ
ト１５とからなり、室外ユニット１１は、圧縮機２、四
方弁３、室外側熱交換器４、第１膨張弁ＥＸＰ１、冷媒
対冷媒熱交換器ＨＥＸ、蓄熱用の減圧装置である第２膨
張弁ＥＸＰ２、蓄熱槽ＳＴＲ、冷媒搬送装置ＰＭとから
構成されており、室内ユニット１５は、室内側熱交換器
１７から構成されている。

【００３４】さらに前記冷媒対冷媒熱交換器ＨＥＸは、
冷媒対冷媒熱交換器の１次側熱交換部１４ａ、冷媒対冷
媒熱交換器の２次側熱交換部１４ｂから構成されてお
り、前記蓄熱槽ＳＴＲは、蓄熱用熱交換器である蓄熱槽
の１次側熱交換部１３ａ、蓄熱槽の２次側熱交換部１３
ｂ、給水弁ＶＬＶ１、排水弁ＶＬＶ２、水温センサー１
８、水位検出装置１９、及び蓄熱運転開始時に蓄熱槽Ｓ
ＴＲの水温Ｔwが所定値Ｔmin以下の場合には排水弁ＶＬ
Ｖ２を開いて排水した後、排水弁ＶＬＶ２を閉じ、給水
弁ＶＬＶ１を開いて給水を開始すると共に蓄熱運転を開
始し、その後、水位検出装置１９が蓄熱槽ＳＴＲ内の所
定水位ｈoを検知するまでの間、蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔw
が所定値Ｔmin以下の場合には給水弁ＶＬＶ１を閉じ、
蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔwが所定値Ｔmin以上の場合には給
水弁ＶＬＶ１を開いて給水を行う第１制御装置ＣＮＴ１
から構成されている。

【００３５】室外ユニット１１において、圧縮機２と、
四方弁３と、室外側熱交換器４と、第１膨張弁ＥＸＰ１
と、冷媒対冷媒熱交換器ＨＥＸの１次側熱交換部１４ａ
とを直列に接続し、さらに第２膨張弁ＥＸＰ２と蓄熱槽
の１次側熱交換部１３ａを、第１膨張弁ＥＸＰ１と冷媒
対冷媒熱交換器の１次側熱交換部１４ａに対して並列に
接続して１次側冷凍サイクルを形成している。

【００３６】また、冷媒搬送装置ＰＭと、室内側熱交換
器１７と、冷媒対冷媒熱交換器の２次側熱交換部１４ｂ
と第１流量弁とを直列に接続し、さらに蓄熱槽の２次側
熱交換部１３ｂと第２流量弁ＲＶ２を、冷媒対冷媒熱交
換器の２次側熱交換部１４ｂと第１流量弁ＲＶ１に対し
て並列に接続して２次側冷凍サイクルを形成している。

【００３７】以上のように構成された蓄熱式空気調和機
について、以下その動作を説明する。

【００３８】尚、四方弁３のモ−ドについては、圧縮機
２吐出側と室外側熱交換器４とを、かつ、圧縮機２吸入
側と蓄熱槽ＳＴＲとを連通する場合を冷房モ−ド、圧縮
機２吐出側と蓄熱槽ＳＴＲとを、かつ、圧縮機２吸入側
と室外側熱交換器４とを連通する場合を暖房モ−ドと定
義する。

【００３９】また、第１膨張弁ＥＸＰ１、及び第２膨張
弁ＥＸＰ２については、第１膨張弁ＥＸＰ１を全閉とし
て第２膨張弁ＥＸＰ２を所定の開度とする場合を夜間モ
ード、第２膨張弁ＥＸＰ２を全閉として第１膨張弁ＥＸ
Ｐ１を所定の開度とする場合を昼間モード定義する。

【００４０】以下、図２をもとにして説明する。尚、本
実施例においては夜間モードの蓄熱運転（１次側冷凍サ
イクル）のみについて説明し、昼間モードについての説
明は省略する。

【００４１】夜間蓄熱運転；四方弁３を暖房モ−ド，第
１膨張弁ＥＸＰ１、及び第２膨張弁ＥＸＰ２を夜間モー
ドとする。

【００４２】まず図２のＳＴＥＰ１において、水温セン
サー１８により蓄熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔwを検出し、水
温Ｔwが所定値Ｔmin以上の場合はＳＴＥＰ４に移行して
蓄熱運転を開始し、ＳＴＥＰ８に移行する。一方、水温
Ｔwが所定値Ｔmin未満の場合にはＳＴＥＰ２に移行し、
排水弁ＶＬＶ２により蓄熱槽ＳＴＲ内の水を一旦排水し
た後にＳＴＥＰ３において給水弁ＶＬＶ１により給水を
行いながらＳＴＥＰ５にて蓄熱運転を開始する。蓄熱運
転時において、圧縮機２から送られる高温高圧の冷媒
は、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内にて凝縮して
蓄熱材である水１６へ放熱した後、第２膨張弁ＥＸＰ２
で減圧されて液あるいは二相状態となり、室外側熱交換
器４の管内にて蒸発して室外から吸熱した後、圧縮機２
へ戻る。

【００４３】このようにして、蓄熱槽の１次側熱交換部
１３ａを介して放熱し、蓄熱槽ＳＴＲ内では温水として
蓄熱される。

【００４４】ＳＴＥＰ６において蓄熱槽ＳＴＲ内の水温
Ｔwが所定値Ｔmin以下と低い場合にはＳＴＥＰ７に移行
し、給水弁ＶＬＶ１を閉じて蓄熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔw
が所定値Ｔmin以上となるまで蓄熱運転を行う。また蓄
熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔwが所定値Ｔmin以上の場合には、
ＳＴＥＰ８において水位検出装置１９が所定水位ｈoを
検知するまで給水を行いながら蓄熱運転を行う。そして
給水終了後はＳＴＥＰ１０にて給水弁ＶＬＶ１を閉じ、
ＳＴＥＰ１１にて蓄熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔwが目標値以
上となるまで蓄熱運転を行う。そして蓄熱槽ＳＴＲ内の
水温Ｔwが目標値以上になった場合にはＳＴＥＰ１２に
移行して蓄熱運転を終了する。

【００４５】以上のように運転することにより、蓄熱運
転時においては、蓄熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔwが所定値Ｔm
in以上となるように給水弁ＶＬＶ１、及び排水弁ＶＬＶ
２が制御されるため、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの
管内側の冷媒と管外側の水との温度差が大きくなって熱
交換量が過大となって１次側サイクルの凝縮圧力が低下
することを防止できる。そして、１次側冷凍サイクルに
おいて蒸発器として作用する室外側熱交換器４では、蓄
熱槽の１次側熱交換部にて凝縮した冷媒を十分に蒸発さ
せて圧縮機吸入部の冷媒をガス状態とすることができ、
圧縮機２の液圧縮を防止して信頼性を高めた運転ができ
る。

【００４６】次に、本発明による蓄熱式空気調和機の第
２の実施例について、図面を参照しながら説明する。な
お、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００４７】図３は、本発明の第２の実施例の蓄熱式空
気調和機の冷凍サイクル図である。図３において、２０
は蓄熱用熱交換器管内の圧力を検出する圧力センサーで
ある。本実施例は第１の実施例による蓄熱式空気調和機
に、さらに圧力センサー２０を設け、かつ蓄熱運転開始
時に蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内圧力Ｐが所定
値Ｐmin以下の場合には排水弁ＶＬＶ２を開いて排水し
た後、排水弁ＶＬＶ２を閉じ、給水弁ＶＬＶ１を開いて
給水を開始すると共に蓄熱運転を開始し、その後、水位
検出装置１９が蓄熱槽ＳＴＲ内の所定水位ｈoを検知す
るまでの間、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内圧力
Ｐが所定値Ｐmin以下の場合には給水弁ＶＬＶ１を閉
じ、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内圧力Ｐが所定
値Ｐmin以上の場合には給水弁ＶＬＶ１を開いて給水を
行う第２制御装置ＣＮＴ２を備えたものである。

【００４８】本実施例における蓄熱式空気調和機の作用
は、第１の実施例において給水弁ＶＬＶ１、及び排水弁
ＶＬＶ２を制御する際の制御値を、蓄熱槽ＳＴＲの水温
Ｔwに代わって蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内圧
力Ｐとして、第２制御装置ＣＮＴ２により制御するもの
である。

【００４９】よって、ここでの詳しい説明は省略する
が、このような蓄熱運転を行うことにより、蓄熱槽の１
次側熱交換部１３ａの管内圧力Ｐが所定値Ｐmin以上に
保持されるため、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内
側の冷媒と管外側の水との熱交換量が過大となることは
なく、１次側冷凍サイクルにおいて蒸発器として作用す
る室外側熱交換器４では、蓄熱槽の１次側熱交換部１３
ａにて凝縮した冷媒を十分に蒸発させて圧縮機吸入部の
冷媒をガス状態とすることができ、圧縮機２の液圧縮を
防止して信頼性を高めた運転ができる。

【００５０】またこの時、蓄熱槽の１次側熱交換部１３
ａの管内圧力Ｐを検出して制御することにより、蓄熱槽
ＳＴＲの水温Ｔwを検出して制御する場合に比べて、蓄
熱槽ＳＴＲ内の温度分布が生じた場合の制御値の検出精
度を維持することができる。

【００５１】次に、本発明による蓄熱式空気調和機の第
２の実施例について、図面を参照しながら説明する。な
お、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付
して詳細な説明は省略する。

【００５２】図４は、本発明の第３の実施例の蓄熱式空
気調和機の冷凍サイクル図である。図４において、２２
は給水用水温センサーであり、蓄熱槽ＳＴＲ内の給水弁
ＶＬＶ１に設置されている。本実施例は第１の実施例に
よる蓄熱式空気調和機に、さらに給水用水温センサー２
２を設け、かつ蓄熱運転開始時に蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔ
wが給水水温Ｔwoよりも低い場合、及び蓄冷運転開始時
に蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔwが給水水温Ｔwoよりも高い場
合に、排水弁ＶＬＶ２を開いて蓄熱槽ＳＴＲの水を排水
した後、排水弁ＶＬＶ２を閉じ、給水弁ＶＬＶ１を開い
て給水することにより蓄熱槽ＳＴＲ内の水を入れ換える
第３制御装置ＣＮＴ３を備えたものである。

【００５３】このような運転を行うことにより、蓄熱運
転開始時に蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔwが給水水温Ｔwoより
も低い場合には、第３制御装置ＣＮＴ３により蓄熱槽Ｓ
ＴＲの水を入れ換えることで、圧縮機２を運転すること
なく蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔwを給水水温Ｔwoまで上昇さ
せることができる。また、蓄冷運転開始時に蓄熱槽ＳＴ
Ｒの水温Ｔwが給水水温Ｔwoよりも高い場合には、第３
制御装置ＣＮＴ３により蓄熱槽ＳＴＲの水を入れ換える
ことで、圧縮機２を運転することなく蓄熱槽ＳＴＲの水
温Ｔwを給水水温Ｔwoまで低下させることができる。つ
まり、蓄熱または蓄冷運転を切り替える場合等に生じる
余分な運転時間を削減することができる。

【００５４】以上のような運転を行うことにより、夜間
電力を利用した蓄熱（蓄冷）により暖房（冷房）運転が
行え、電力利用の平準化が図れる。

【００５５】そして特に蓄熱運転の場合については、蓄
熱槽ＳＴＲ内の水温Ｔwが所定値Ｔmin以上に保持される
ため、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管内側の冷媒と
管外側の水との温度差が大きくなって熱交換量が過大と
なることはなく、１次側冷凍サイクルの凝縮圧力の低下
も防止できる。そして、１次側冷凍サイクルにおいて蒸
発器として作用する室外側熱交換器４では、蓄熱槽の１
次側熱交換部１３ａにて凝縮した冷媒を十分に蒸発させ
て圧縮機吸入部の冷媒をガス状態とすることができ、圧
縮機２の液圧縮を防止して信頼性を高めた運転ができ
る。

【００５６】また、蓄熱槽の１次側熱交換部１３ａの管
内圧力Ｐを検出して制御することにより、蓄熱槽ＳＴＲ
の水温Ｔwを検出して制御する場合に比べて、蓄熱槽Ｓ
ＴＲ内の温度分布が生じた場合の制御値の検出精度を維
持することができる。

【００５７】さらに、蓄熱運転開始時に蓄熱槽ＳＴＲの
水温Ｔwが給水水温Ｔwoよりも低い場合、及び蓄冷運転
開始時に蓄熱槽ＳＴＲの水温Ｔwが給水水温Ｔwoよりも
高い場合に、蓄熱槽ＳＴＲ内の水を入れ換えることによ
り、圧縮機２を運転することなく水温Ｔwを上昇、また
は低下させることができ、運転時間を削減することがで
きる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、圧縮機
と、四方弁と、室外側熱交換器と、減圧装置と、蓄熱槽
とを直列に接続してなる冷凍サイクルにおいて、まず、
夜間に夜間電力を利用して減圧装置の制御により、蓄熱
用熱交換器を介して蓄熱材である水に氷として蓄冷する
蓄冷運転、または温水として蓄熱する蓄熱運転を行う。

【００５９】ここで蓄熱運転開始時に蓄熱槽の水温が所
定値以下の場合には排水弁を開いて排水した後、排水弁
を閉じ、給水弁を開いて給水を開始すると共に蓄熱運転
を開始し、その後、水位検出装置が蓄熱槽内の所定水位
を検知するまでの間、蓄熱槽の水温が所定値以下の場合
には給水弁を閉じ、蓄熱槽の水温が所定値以上の場合に
は給水弁を開いて給水を行う第１制御装置を備えてい
る。

【００６０】そしてこのような蓄熱運転を行うことによ
り、蓄熱槽内の水温が所定値以上に保持されるため、蓄
熱槽の１次側熱交換部の管内側の冷媒と管外側の水との
温度差が大きくなって熱交換量が増大することはなく、
１次側冷凍サイクルの凝縮圧力の低下も防止できる。そ
して、１次側冷凍サイクルにおいて蒸発器として作用す
る室外側熱交換器では、蓄熱槽の１次側熱交換部にて凝
縮した冷媒を十分に蒸発させて圧縮機吸入部の冷媒をガ
ス状態とすることができ、圧縮機の液圧縮を防止して信
頼性を高めた運転ができる。

【００６１】また、蓄熱用熱交換器の管内圧力を検出す
る圧力センサーを備え、蓄熱運転開始時に蓄熱用熱交換
器の管内圧力が所定値以下の場合には排水弁を開いて排
水した後、排水弁を閉じ、給水弁を開いて給水を開始す
ると共に蓄熱運転を開始し、その後、水位検出装置が蓄
熱槽内の所定水位を検知するまでの間、蓄熱用熱交換器
の管内圧力が所定値以下の場合には給水弁を閉じ、蓄熱
用熱交換器の管内圧力が所定値以上の場合には給水弁を
開いて給水を行う第２制御装置を備えている。

【００６２】そしてこのような蓄熱運転を行うことによ
り、蓄熱用熱交換器の管内圧力が所定値以上に保持され
るため、蓄熱槽の１次側熱交換部の管内側の冷媒と管外
側の水との熱交換量が過大となることはなく、１次側冷
凍サイクルにおいて蒸発器として作用する室外側熱交換
器では、蓄熱槽の１次側熱交換部にて凝縮した冷媒を十
分に蒸発させて圧縮機吸入部の冷媒をガス状態とするこ
とができ、圧縮機の液圧縮を防止して信頼性を高めた運
転ができる。またこの時、蓄熱用熱交換器の管内圧力を
検出して制御することにより、蓄熱槽の水温を検出して
制御する場合に比べて蓄熱槽内の温度分布が生じた場合
の制御値の検出精度を維持することができる。

【００６３】また、給水弁から蓄熱槽へ給水する際の給
水水温を検出する給水用水温センサーを備え、蓄熱運転
開始時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも低い場合、及び
蓄冷運転開始時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも高い場
合に、排水弁を開いて蓄熱槽の水を排水した後、排水弁
を閉じ、給水弁を開いて給水することにより蓄熱槽内の
水を入れ換える第３制御装置を備えている。

【００６４】そしてこのような運転を行うことにより、
圧縮機を運転することなく水温を上昇または低下させる
ことができ、水を入れ換えないで蓄熱または蓄冷運転を
行う場合に比べて、運転時間を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による蓄熱式空気調和機
の冷凍サイクル図

【図２】同実施例の蓄熱式空気調和機の夜間蓄熱運転の
動作を示すフローチャート

【図３】本発明の第２の実施例による蓄熱式空気調和機
の冷凍サイクル図

【図４】本発明の第３の実施例による蓄熱式空気調和機
の冷凍サイクル図

【図５】従来例を示す蓄熱式空気調和機の冷凍サイクル
図

【符号の説明】

２ 圧縮機 ３ 四方弁 ４ 室外側熱交換器 １３ａ 蓄熱槽の１次側熱交換部 １３ｂ 蓄熱槽の２次側熱交換部 １４ａ 冷媒対冷媒熱交換器の１次側熱交換部 １４ｂ 冷媒対冷媒熱交換器の２次側熱交換部 １７ 室内側熱交換器 １８ 水温センサー １９ 水位検出装置 ２０ 圧力センサー ２２ 給水用水温センサー ＳＴＲ 蓄熱槽 ＨＥＸ 冷媒対冷媒熱交換器 ＰＭ 冷媒搬送装置 ＥＸＰ１ 第１膨張弁 ＥＸＰ２ 第２膨張弁 ＲＶ１ 第１流量弁 ＲＶ２ 第２流量弁 ＶＬＶ１ 給水弁 ＶＬＶ２ 排水弁 ＣＮＴ１ 第１制御装置 ＣＮＴ２ 第２制御装置 ＣＮＴ３ 第３制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機と、四方弁と、室外側熱交換器
   と、減圧装置と、蓄熱槽とを直列に接続してなる冷凍サ
   イクルとからなり、前記蓄熱槽に、蓄熱用熱交換器と、
   給水弁と、排水弁と、蓄熱槽の水温を検出する蓄熱槽水
   温センサーと、水位検出装置とを備え、かつ温水蓄熱運
   転開始時に蓄熱槽の水温が所定値以下の場合には前記排
   水弁を開いて排水した後、前記排水弁を閉じ、前記給水
   弁を開いて給水を開始すると共に温水蓄熱運転を開始
   し、その後、前記水位検出装置が蓄熱槽内の所定水位を
   検知するまでの間、蓄熱槽の水温が所定値以下の場合に
   は前記給水弁を閉じ、蓄熱槽の水温が所定値以上の場合
   には前記給水弁を開いて給水を行う第１制御装置とを備
   えた蓄熱式空気調和機。
2. 【請求項２】 蓄熱用熱交換器の管内圧力を検出する圧
   力センサーを備え、温水蓄熱運転開始時に蓄熱用熱交換
   器の管内圧力が所定値以下の場合には排水弁を開いて排
   水した後、排水弁を閉じ、給水弁を開いて給水を開始す
   ると共に蓄熱運転を開始し、その後、水位検出装置が蓄
   熱槽内の所定水位を検知するまでの間、蓄熱用熱交換器
   の管内圧力が所定値以下の場合には給水弁を閉じ、蓄熱
   用熱交換器の管内圧力が所定値以上の場合には給水弁を
   開いて給水を行う第２制御装置を備えた請求項１記載の
   蓄熱式空気調和機。
3. 【請求項３】 給水弁から蓄熱槽へ給水する際の給水水
   温を検出する給水用水温センサーを備え、蓄熱運転開始
   時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも低い場合、及び蓄冷
   運転開始時に蓄熱槽の水温が給水水温よりも高い場合
   に、排水弁を開いて蓄熱槽の水を排水した後、排水弁を
   閉じ、給水弁を開いて給水することにより蓄熱槽内の水
   を入れ換える第３制御装置を備えた請求項１記載の蓄熱
   式空気調和機。