JPH1038401A - 蓄熱式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱運転と蓄熱利用運転とを行う蓄熱式の空
気調和装置において、蓄熱利用運転時、蓄熱熱交換器及
び室外熱交換器夫々における熱交換量を適切に設定する
ことにより、蓄熱の利用熱量を適切に得て、蓄熱切れの
発生の回避及び蓄熱の取出し効率の向上を図る。 【解決手段】 圧縮機(1) 、室外熱交換器(3) 、蓄熱熱
交換器(42)、室内熱交換器(7) を有する冷媒循環回路
(A) を備え、蓄熱熱交換器(42)において水を冷却して氷
を生成し、この氷の冷熱を利用して室内を冷房する空気
調和装置を前提とする。冷熱利用冷房時、圧縮機(1) か
らの吐出冷媒を室外熱交換器(3) で外気と熱交換して冷
却した後、蓄熱熱交換器(42)で冷水と熱交換して凝縮
し、室内に向って流す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水又は水溶液等の
蓄熱媒体に蓄熱を行って、これを蓄熱タンクに貯蔵する
蓄熱運転と、この蓄熱を利用する蓄熱利用運転とを行う
蓄熱式冷凍装置に係り、特に、蓄熱利用時の運転効率の
向上対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷房負荷のピーク時における
電力需要の軽減及びオフピーク時における電力需要の拡
大を図ることを目的とした氷蓄熱式冷凍装置が知られて
いる。この種の装置は、例えば空気調和装置として利用
され、冷房負荷のオフピーク時にスラリー状の氷を生成
し、冷房負荷のピーク時に氷を融解しながら冷熱を取出
し、該冷熱を室内の冷房に寄与させている。

【０００３】この種の装置を開示するものとして、例え
ば特開平４−２５１１７７号公報がある。この公報に開
示されている装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張機
構、冷媒熱交換部及び室内熱交換器を冷媒配管によって
接続して成る冷媒循環回路を備えている。また、蓄熱タ
ンク、上記冷媒熱交換部との間で熱交換可能な蓄熱媒体
熱交換部及び過冷却解消部を水配管によって順次接続し
て成る水循環回路を備えている。

【０００４】そして、蓄熱運転時には、冷媒循環回路に
おいて冷媒を、また水循環回路において蓄熱媒体を夫々
循環させ、先ず、蓄熱媒体熱交換部の水（蓄熱媒体）と
冷媒熱交換部の冷媒とを熱交換して水を過冷却状態まで
冷却する。その後、過冷却解消部において、この過冷却
状態を解消してスラリー状の氷を生成する。そして、こ
の氷を蓄熱タンクに供給して貯留する。

【０００５】一方、冷熱利用冷房運転時には、圧縮機か
ら吐出した冷媒を分流して、室外熱交換器及び冷媒熱交
換部に導入し、夫々で凝縮させる。つまり、室外熱交換
器では外気により、冷媒熱交換部では蓄冷熱（冷水）に
より冷媒を冷却して凝縮させる。そして、この凝縮冷媒
を合流させ膨張機構で減圧した後、室内熱交換器に導入
し、室内空気と熱交換して蒸発させ室内を冷房する。こ
のように、従来では、圧縮機から吐出した冷媒を室外熱
交換器及び冷媒熱交換部において夫々個別に凝縮させて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成では、圧縮機から吐出した冷媒を室外熱交換器及
び冷媒熱交換部に分流するため、配管構造の複雑化を招
くことになり、装置全体としての構成の複雑化や大型化
を来すことになっていた。

【０００７】また、冷媒熱交換部と室外熱交換器との内
圧を比較した場合、冷水の冷熱によって冷媒が凝縮する
冷媒熱交換部の内圧の方が低くなっている。このため、
圧縮機から吐出した冷媒の殆どが冷媒熱交換部に流れ込
むことになる。このような状況では、室外熱交換器の能
力が殆ど得られず、単位時間当たりの蓄冷熱の使用量が
大きくなり、氷の融解が急速に行われる。そして、この
ような状態が連続すると、冷房要求時間中（日中）の途
中で全ての氷が融解し蓄熱量がなくなる所謂蓄熱切れが
発生し、蓄熱を利用した効率的な冷房運転が行えなくな
ってしまう。

【０００８】また、本装置を、蓄熱運転時に温水を生成
し、蓄熱利用運転時に、この温水の温熱を利用して室内
の暖房を行うようにする場合もあるが、この場合には、
温熱の有効利用が図れない虞れがある。つまり、この場
合の温熱利用暖房運転時には、室内熱交換器で凝縮した
冷媒を冷媒熱交換部及び室外熱交換器に分流することに
なる。この際、温水の温熱によって冷媒が蒸発する冷媒
熱交換部の内圧が室外熱交換器よりも高くなっているた
め、室内熱交換器で凝縮した冷媒の殆どが室外熱交換器
に流れ込み、蓄温熱を有効に取出すことができなくなる
可能性がある。

【０００９】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、冷媒熱交換部及び室外熱交換
器夫々における熱交換量を適切に設定することにより、
蓄熱利用運転時における蓄熱の利用熱量が適切に得ら
れ、蓄熱切れの発生の回避及び蓄熱の取出し効率の向上
を図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、蓄熱利用運転時、冷媒熱交換部と熱源側
熱交換器とに冷媒を直列に流し、これらのうちの一方に
偏って冷媒が流れることがないような回路構成にした。

【００１１】具体的に、請求項１記載の発明が講じた手
段は、図１に示すように、圧縮機(1) と、熱源側熱交換
器(3) と、冷媒熱交換部(42a) と、膨張手段(52a,6)
と、利用側熱交換器(7) とを冷媒配管(8) によって冷媒
の循環を可能に接続してなる冷媒循環回路(A) を備えさ
せる。また、図２に示すように、蓄熱媒体を貯留する蓄
熱タンク(T) と、蓄熱媒体を圧送する圧送手段(P) と、
上記冷媒熱交換部(42a)との間で熱交換可能な蓄熱媒体
熱交換部(42b) とを循環配管(45)によって蓄熱媒体の循
環を可能に接続してなる蓄熱循環回路(B) を備えさせ
る。

【００１２】そして、上記冷媒循環回路(A) の冷媒熱交
換部(42a) を流れる冷媒と、蓄熱循環回路(B) の蓄熱媒
体熱交換部(42b) を流れる蓄熱媒体とを熱交換させて該
蓄熱媒体を冷却し、これを蓄熱タンク(T) に回収する蓄
熱運転を行う蓄熱運転手段(71)を設ける。また、この蓄
熱運転の後、冷媒循環回路(A) において、圧縮機(1)か
ら吐出し、熱源側熱交換器(3) で冷却された冷媒を冷媒
熱交換部(42a) に導入して、この冷媒と、蓄熱媒体熱交
換部(42b) に導入した低温の蓄熱媒体とを熱交換させて
該冷媒を凝縮し、この凝縮冷媒を、膨張手段(6) により
減圧した後に、利用側熱交換器(7) に導入する蓄熱利用
運転を行う利用運転手段(72)とを設ける構成とした。

【００１３】この発明の特定事項により、蓄冷熱を利用
した蓄熱利用運転には、熱源側熱交換器(3) を経た冷媒
の全てが冷媒熱交換部(42a) に導入することになる。例
えば、圧縮機(1) から吐出した過熱状態の冷媒が、熱源
側熱交換器(3) において飽和温度まで冷却され、その
後、冷媒熱交換部(42a) において凝縮する。このように
して、熱源側熱交換器(3) 及び冷媒熱交換部(42a) の一
方のみに偏って冷媒が流れるといった状況は生じなくな
り、圧縮機(1) からの冷媒の殆どが冷媒熱交換部(42a)
に流れ込んで蓄熱切れが生じてしまうといったことはな
くなる。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の蓄熱式冷凍装置の冷媒循環回路(A) を具体化したもの
である。つまり、図１に示す如く、先ず、膨張手段を第
１膨張機構(52a) と第２膨張機構(6) とで成す。また、
蓄熱運転時には、蓄熱媒体を過冷却状態にし、この過冷
却状態を解消して氷を生成するようにしている。

【００１５】そして、冷媒循環回路(A) を、圧縮機(1)
、熱源側熱交換器(3) 、冷媒熱交換部(42a) 、第１膨
張機構(52a) 、第２膨張機構(6) 、利用側熱交換器(7)
を冷媒配管(8) によって順に接続して成す。また、第１
膨張機構(52a) と第２膨張機構(6) との間に、蓄熱媒体
熱交換部(42b) に導入する蓄熱媒体を冷媒によって加熱
する加熱手段(40)を設ける。また、熱源側熱交換器(3)
と冷媒熱交換部(42a) との間には第１及び第２の三方弁
(CRV-1,CRV-2) を設け、第１三方弁(CRV-1) の１つのポ
ート(P-3) を、第１バイパス管(8a)を介して第２膨張機
構(6) と加熱手段(40)との間に、第２三方弁(CRV-2) の
１つのポート(P-3) を、第２バイパス管(8b)を介して利
用側熱交換器(7) と圧縮機(1) との間に夫々接続する。

【００１６】そして、蓄熱運転時には、図７に矢印で示
すように、第１三方弁(CRV-1) が、熱源側熱交換器(3)
を経た冷媒を第１バイパス管(8a)により加熱手段(40)に
導入し、蓄熱タンク(T) から氷が流出した場合に、この
氷を融解し、これによって蓄熱媒体熱交換部(42b) の凍
結を回避している。また、第２三方弁(CRV-2) は、冷媒
熱交換部(42a) を経た冷媒を第２バイパス管(8b)により
圧縮機(1) に戻す。一方、蓄熱利用運転時には、図９に
示すように、各三方弁(CRV-1,CRV-2) が、熱源側熱交換
器(3) で冷却された冷媒を冷媒熱交換部(42a) に導入す
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、圧縮機(1) と、利
用側熱交換部(7) と、膨張手段(52a,5) と、冷媒熱交換
部(42a) と、熱源側熱交換器(3) とを冷媒配管(8) によ
って冷媒の循環を可能に接続してなる冷媒循環回路(A)
を備えさせる。また、上述した請求項１記載の発明のも
のと同様の蓄熱循環回路(B) を備えさせる。

【００１８】そして、上記冷媒循環回路(A) の冷媒熱交
換部(42a) を流れる冷媒と、蓄熱循環回路(B) の蓄熱媒
体熱交換部(42b) を流れる蓄熱媒体とを熱交換させて該
蓄熱媒体を加熱し、蓄熱タンク(T) に回収する蓄熱運転
を行う蓄熱運転手段(71)を設ける。また、冷媒循環回路
(A) において、圧縮機(1) から吐出し、利用側熱交換器
(7) で凝縮した冷媒を減圧した後、冷媒熱交換部(42a)
に導入して、この冷媒と、蓄熱媒体熱交換部(42b) の高
温の蓄熱媒体とを熱交換させて該冷媒を加熱し、この冷
媒を、熱源側熱交換器(3) に導入して蒸発させる蓄熱利
用運転を行う利用運転手段(72)を設ける構成とした。

【００１９】この特定事項により、温蓄熱を利用した蓄
熱利用運転を行う場合、冷媒熱交換部(42a) で加熱され
た冷媒の全てが熱源側熱交換器(3) に導入することにな
る。このため、本発明においても、熱源側熱交換器(3)
及び冷媒熱交換部(42a) の一方のみに偏って冷媒が流れ
るといった状況は生じなくなり、蓄熱循環回路(B) の温
熱を有効に取出すことが可能になる。

【００２０】請求項４は、本発明の技術思想を冷蓄熱と
温蓄熱との運転切換えを可能にした冷媒回路に適用した
場合の回路構成を具体化したものである。つまり、図１
に示す如く、冷媒循環回路(A) を、圧縮機(1) と、熱源
側熱交換器(3) と、第１膨張機構(5) と、冷媒熱交換部
(42a) と、第２膨張機構(52a) と、加熱手段(40)の冷媒
流通部(40a) と、第３膨張機構(6) と、利用側熱交換器
(7) とを冷媒配管(8)によって冷媒の循環を可能に順に
接続し、また、冷媒循環環方向を切換え可能な切換え弁
(2) を備えさせて成す。また、蓄熱循環回路(B) を、蓄
熱媒体を貯留する蓄熱タンク(T) と、蓄熱媒体を圧送す
る圧送手段(P) と、上記加熱手段(40)の冷媒流通部(40
a) との間で熱交換可能な蓄熱媒体流通部(40b) と、上
記冷媒熱交換部(42a) との間で熱交換可能な蓄熱媒体熱
交換部(42b) とを循環配管(45)によって蓄熱媒体の循環
を可能に順に接続して成す。

【００２１】そして、冷媒循環回路(A) の第１膨張機構
(5) と冷媒熱交換部(42a) との間に第１及び第２の三方
弁(CRV-1,CRV-2) を設け、第１三方弁(CRV-1) の１つの
ポート(P-3) を、第１バイパス管(8a)を介して第３膨張
機構(6) と冷媒流通部(40a)との間に、第２三方弁(CRV-
2) の１つのポート(P-3) を、第２バイパス管(8b)を介
して利用側熱交換器(7) と切換え弁(2) との間に夫々接
続する回路構成にしている。

【００２２】そして、蓄熱タンク(T) に冷熱として氷を
貯留する冷蓄熱運転時には、冷媒熱交換部(42a) の冷媒
と蓄熱媒体熱交換部(42b) の蓄熱媒体とを熱交換して該
蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却し、この過冷却状態を解
消して氷を生成して蓄熱タンク(T) に回収する。また、
この際、加熱器(40)での熱交換により、蓄熱媒体流通部
(40b) で氷が融解され、蓄熱媒体熱交換部(42b) への氷
の侵入が抑制されている。

【００２３】また、この冷蓄熱を利用する際には、圧縮
機(1) から吐出し熱源側熱交換器(3) で冷却された冷媒
を冷媒熱交換部(42a) に導入して、蓄熱循環回路(B) の
蓄熱媒体により冷媒を冷却することで冷熱を取出す。

【００２４】一方、蓄熱タンク(T) に温熱として温水を
貯留する温蓄熱運転時には、切換え弁(2) が切換えら
れ、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と蓄熱媒体熱交換部(42
b) の蓄熱媒体とを熱交換して該蓄熱媒体を加熱し、こ
れを蓄熱タンク(T) に回収する。

【００２５】そして、この温蓄熱を利用する際には、圧
縮機(1) から吐出し利用側熱交換器(7) で凝縮した冷媒
を、減圧して冷媒熱交換部(42a) に導入し、ここで、蓄
熱循環回路(B) の蓄熱媒体により冷媒を加熱することで
温熱を取出す。

【００２６】請求項５記載の発明は、上記請求項１、３
または４記載の蓄熱式冷凍装置において、蓄熱循環回路
(B) に、蓄熱利用運転時、蓄熱媒体熱交換部(42b) に導
入する蓄熱媒体の熱量を調整する調整手段(48,CRV)を設
けた構成としている。

【００２７】請求項６記載の発明は、上記請求項５記載
の蓄熱式冷凍装置の構成を具体化したものであって、調
整手段に、蓄熱媒体熱交換部(42b) から導出した蓄熱媒
体の一部を圧送手段(P) の上流側にバイパスするバイパ
ス配管(48)と、該バイパス配管(48)の下流端に設けられ
バイパス配管(48)のバイパス流量を調整する三方制御弁
(CRV) とを備えさせた構成としている。

【００２８】この特定事項により、三方制御弁(CRV) に
よりバイパス配管(48)のバイパス流量を調整すると、蓄
熱媒体熱交換部(42b) に導入する蓄熱媒体の熱量が調整
されることになる。つまり、冷媒熱交換部(42a) の冷媒
との間での交換熱量が調整され、該冷媒熱交換部(42a)
での冷媒の過冷却度或いは過熱度が調整できて、圧縮機
(1) の吐出側或いは吸入側圧力が適切に調整可能とな
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本形態では、本発明に係る蓄熱式
冷凍装置を空気調和装置として使用した場合について説
明する。

【００３０】図１は本形態に係る空気調和装置の冷媒循
環回路(A) を、図２は蓄熱循環回路としての水循環回路
(B) を夫々示している。

【００３１】冷媒循環回路(A) は、圧縮機(1) 、熱源側
熱交換器としての室外熱交換器(3)、第１室外電動膨張
弁(5) 、縦型のシェルアンドチューブ式熱交換器で成る
蓄熱熱交換器(42)、第２室外電動膨張弁(52a) 、二重管
構造の熱交換器で成る予熱器(40)、室内電動膨張弁(6)
及び利用側熱交換器としての室内熱交換器(7) が冷媒配
管(8) によって順に接続されて成る。また、本回路(A)
は、圧縮機(1) の吐出側及び吸入側に接続する四路切換
弁(2) を備えている。この四路切換弁(2) は、圧縮機
(1) の吐出側を室外熱交換器(3) に接続し且つ吸入側を
室内熱交換器(7)に接続する状態（図１に実線で示す状
態）と、圧縮機(1) の吐出側を室内熱交換器(7) に接続
し且つ吸入側を室外熱交換器(3) に接続する状態（図１
に破線で示す状態）とで切換え可能となっている。

【００３２】第１室外電動膨張弁(5) と蓄熱熱交換器(4
2)との間の２箇所には第１及び第２の三方電磁弁(CRV-
1,CRV-2) が設けられている。以下、この各電磁弁(CRV-
1,CRV-2) について説明する。第１室外電動膨張弁(5)
側に位置する第１三方電磁弁(CRV-1) は、３つのポート
のうち第１ポート(P-1) が第１室外電動膨張弁(5) 側
に、第２ポート(P-2) が第２三方電磁弁(CRV-2) 側に、
第３ポート(P-3) が第１バイパス管(8a)を介して予熱器
(40)と室内電動膨張弁(6) との間に夫々接続している。
一方、蓄熱熱交換器(42)側に位置する第２三方電磁弁(C
RV-2) は、３つのポートのうち第１ポート(P-1) が第１
三方電磁弁(CRV-1) の第２ポート(P-2) に、第２ポート
(P-2) が蓄熱熱交換器(42)側に、第３ポート(P-3) が第
２バイパス管(8b)を介して室内熱交換器(7) と四路切換
弁(2) との間に夫々接続している。

【００３３】次に、水循環回路(B) について説明する。
本水循環回路(B) は、図２に示すように、蓄熱タンク
(T) 、圧送手段としてのポンプ(P) 、上記予熱器(40)、
蓄熱熱交換器(42)及び過冷却解消器(44)が水配管(45)に
よって水の循環（図２における実線の矢印参照）が可能
に順に接続されて成る。

【００３４】そして、上記予熱器(40)及び蓄熱熱交換器
(42)では、冷媒循環回路(A) の冷媒と水循環回路(B) の
水との間で熱交換が行われるようになっている。詳しく
は、予熱器(40)は、上述した如く二重管構造の熱交換器
で成り、二重管の内部(40b)に水が、その外部(40a) に
冷媒が流れて、この両者間で熱交換可能となっている。
つまり、この内部(40b) が本発明でいう蓄熱媒体流通部
として、外部(40a) が本発明でいう冷媒流通部として構
成されている。

【００３５】蓄熱熱交換器(42)は、円筒状のケーシング
内に鉛直方向に延びる複数本の伝熱管(42b) が配設さ
れ、その内部に水が流れ、その外側の空間(42a) には冷
媒が満液状態で流れる構成となっている。つまり、伝熱
管(42b) の壁面を介して、冷媒と水との間で熱交換可能
となっている。従って、伝熱管(42b) の内部が本発明で
いう蓄熱媒体熱交換部に、外部が本発明でいう冷媒熱交
換部に夫々構成されている。

【００３６】また、この水循環回路(B) には、蓄熱熱交
換器(42)から流出した水を、過冷却解消器(44)及び蓄熱
タンク(T) をバイパスしてポンプ(P) の上流側に流すバ
イパス配管(48)が設けられている。このバイパス配管(4
8)の下流端の水配管(45)に対する接続部分には三路切換
え弁(CRV) が設けられている。この三路切換え弁(CRV)
は、蓄熱タンク(T) から取出されポンプ(P) に導入する
水量と、蓄熱熱交換器(42)から流出しバイパス配管(48)
を経てポンプ(P) に導入する水量との割合を調整する比
例制御弁で成る。

【００３７】更に、この水循環回路(B) には、予熱器(4
0)から流出した水の一部をポンプ(P) の上流側に戻す戻
し配管(49)が設けられている。この戻し配管(49)は、上
流端が、上記予熱器(40)と蓄熱熱交換器(42)との間に、
下流端が、上記三路切換え弁(CRV) とポンプ(P) との間
に夫々接続されている。そして、予熱器(40)と蓄熱熱交
換器(42)とを接続する水配管(45A) は、戻し配管(49)の
接続位置よりも上流側の第１配管(45a) と、下流側の第
２配管(45b) とで成っている。これら配管(45a,45b) 及
び戻し配管(49)の流路面積について説明すると、第２配
管(45b) の流路面積と、戻し配管(49)の流路面積とは略
同一に設定されている。また、第１配管(45a) の流路面
積は、上記第２配管(45b) の流路面積と戻し配管(49)の
流路面積との和に略等しくなっている。つまり、予熱器
(40)から流出し第１配管(45a) を経た水が、第２配管(4
5b) 及び戻し配管(49)に略均等に分流され、予熱器(40)
から流出した水の約半分は戻し配管(49)によりポンプ
(P) の上流側に戻される構成となっている。

【００３８】また、上記過冷却解消器(44)は、解消容器
(43)と氷核生成器(46)とが一体的に設けられて成ってい
る。以下、この解消容器(43)及び氷核生成器(46)につい
て説明する。

【００３９】解消容器(43)は、円筒状の容器であって、
導入側の水配管(45B) が側面上部に、導出側の水配管(4
5C) が側面下部に夫々接続している。そして、この解消
容器(43)の内部には、図３に示すように、撹拌手段とし
て、上下方向に所定間隔を存して複数枚の邪魔板(43a,4
3a, …) が配設されている。この邪魔板(43a) は、円形
の板材の一部が切欠かれて成り、上下に隣接する邪魔板
(43a,43a) 同士の切欠き部分の位置が互いに異なるよう
に、つまり、解消容器(43)内部の水の流通経路をできる
だけ長く確保するような配設状態とされている。また、
解消容器(43)及び邪魔板(43a,43a, …) の材質として
は、熱伝導率の低いステンレス鋼等とすることが好まし
い。

【００４０】一方、氷核生成器(46)は、冷媒循環回路
(A) から分岐されて解消容器(43)に延びる分岐配管(46
a) と、この分岐配管(46a) の一部が解消容器(43)の上
層部分に導入されて成る種氷生成部(46b) とを備えてい
る。詳しくは、分岐配管(46a) の上流端は、冷媒循環回
路(A) における予熱器(40)と第２室外電動膨張弁(52a)
との間に接続されている。一方、分岐配管(46a) の下流
端は第２バイパス管(8b)に接続されている。また、この
分岐配管(46a) には、種氷生成部(46b) への冷媒の流通
状態を切換える開閉自在な電磁弁(SV)が設けられてい
る。

【００４１】尚、上述したような水の循環状態や、後述
する各運転動作のような冷媒の循環状態が得られるよう
に、必要に応じて電磁弁が設けられたり、各配管の管径
が設定される。

【００４２】−センサ類の構成− 上記冷媒循環回路(A) には、各種のセンサが設けられて
いる。この各センサについて説明すると、蓄熱熱交換器
(42)、室内熱交換器(7) 及び室外熱交換器(3)のガス側
には、各位置においてガス冷媒温度を検出する第１〜第
３のガス温センサ(Th-1,Th-2,Th-3)が夫々設けられてい
る。また、圧縮機(1) の吐出側には、吐出冷媒圧力を検
出する高圧圧力センサ（SEN-H)が、圧縮機(1）の吸込側
には、吸込冷媒圧力を検出する低圧圧力センサ（SEN-L)
が夫々設けられている。

【００４３】−制御の構成−そして、本空気調和装置
は、上記各センサの検出信号を受信すると共に、上述し
た各電磁弁(CRV,CRV-1,CRV-2,SV)の開閉切換え、各電動
膨張弁(5,6,52a) の開度調整及び圧縮機(1) の容量等を
制御するコントローラ(70)が備えられている。また、こ
のコントローラ(70)には、蓄熱運転手段(71)及び蓄熱利
用運転手段(72)が設けられている。

【００４４】蓄熱運転手段(71)は、水循環回路(B) の水
を冷却或いは加熱し、これを蓄熱タンク(T) に貯留させ
る蓄熱運転を行うものである。

【００４５】蓄熱利用運転手段(72)は、この蓄熱運転に
よって蓄熱タンク(T) に貯留した蓄熱を利用して室内を
冷房或いは暖房する蓄熱利用運転を行うものである。

【００４６】−運転動作− 次に、上述の如く構成された空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。本空気調和装置の運転モードとして
は、通常冷房運転、通常暖房運転、種氷生成運転、冷蓄
熱運転、解凍運転、冷蓄熱利用冷房運転、温蓄熱運転及
び温蓄熱利用暖房運転がある。

【００４７】以下、各モードにおける運転動作について
説明する。

【００４８】−通常冷房運転− この運転時には、四路切換弁(2) が図４中実線側に切換
わり、第１三方電磁弁(CRV-1) が、第１ポート(P-1) と
第３ポート(P-3) とを連通させる切換え状態となる。ま
た、第１室外電動膨張弁(5) が全開状態に、室内電動膨
張弁(6) が所定開度に制御（室内熱交換器(7) 出口側の
過熱度一定制御）される。

【００４９】この状態で圧縮機(1) が駆動すると、該圧
縮機(1) から吐出された冷媒は図４に矢印で示すよう
に、四路切換弁(2) を経て室外熱交換器(3) に導入し、
該室外熱交換器(3) において外気との間で熱交換を行っ
て凝縮する。その後、この冷媒は、第１バイパス管(8a)
を経た後、室内電動膨張弁(6) で減圧され、室内熱交換
器(7) において室内空気との間で熱交換を行い蒸発して
室内空気を冷却する。そして、このガス冷媒は四路切換
弁(2) を経て圧縮機(1) の吸入側に戻る。このような冷
媒の循環動作を行うことにより室内が冷房される。

【００５０】−通常暖房運転− この運転時には、四路切換弁(2) が図５中破線側に切換
わり、第１三方電磁弁(CRV-1) が、第３ポート(P-3) と
第１ポート(P-1) とを連通させる切換え状態となる。ま
た、室内電動膨張弁(6) が全開状態に、第１室外電動膨
張弁(5) が所定開度に制御（室外熱交換器(3) 出口側の
過熱度一定制御）される。

【００５１】この状態で圧縮機(1) が駆動すると、該圧
縮機(1) から吐出された冷媒は、図５に矢印で示すよう
に、四路切換弁(2) を経て室内熱交換器(7) に導入し、
該室内熱交換器(7) において室内空気との間で熱交換を
行い、該室内空気を加熱して凝縮する。その後、この冷
媒は第１バイパス管(8a)を経た後、第１室外電動膨張弁
(5) で減圧され、室外熱交換器(3) において外気との間
で熱交換を行い蒸発する。そして、このガス冷媒は四路
切換弁(2) を経て圧縮機(1) の吸入側に戻る。このよう
な冷媒の循環動作を行うことにより室内が暖房される。

【００５２】−種氷生成運転− この運転は、後述する冷蓄熱運転時に、過冷却水の過冷
却解消を行うための核となる氷核を生成するための種氷
を種氷生成部(46b) に付着生成させる運転モードであ
る。

【００５３】具体的には、水循環回路(B) にあってはポ
ンプ(P) が停止された状態で行われる。一方、冷媒循環
回路(A) では、四路切換弁(2) が図６中実線側に切換わ
り、第１三方電磁弁(CRV-1) 及び第２三方電磁弁(CRV-
2) 共に、第１ポート(P-1) と第２ポート(P-2) とが連
通する切換え状態となる。また、第２室外電動膨張弁(5
2a) は所定開度に制御される。また、室内電動膨張弁
(6) は全閉状態に、第１室外電動膨張弁(5) は全開状態
にされる。更に、分岐配管(46a) の電磁弁(SV)は開放さ
れる。これにより、図６に矢印で示すように、圧縮機
(1) から吐出された冷媒は、四路切換弁(2) を経て室外
熱交換器(3) に導入し、外気との間で熱交換を行って凝
縮する。その後、この冷媒は、蓄熱熱交換器(42)を経た
後、第２室外動膨張弁(52a) により減圧される。そし
て、この低圧となった冷媒は、分岐配管(46a) に導入
し、該分岐配管(46a) を経て種氷生成部(46b) に供給さ
れることになる。ここで、冷媒は、解消容器(43)内の水
と熱交換を行って蒸発し、この水を冷却する。その後、
この蒸発したガス冷媒は、第２バイパス管(8b)及び四路
切換弁(2) を経て圧縮機(1) の吸入側に戻る。

【００５４】このような冷媒循環動作が行われることに
より、解消容器(43)の種氷生成部(46b) の周囲では水温
が氷点下に達し、この種氷生成部(46b) には氷が種氷(I
t)として付着生成されることになる（図３参照）。

【００５５】このようにして種氷(It)が付着生成される
と、電磁弁(SV)が閉鎖されて種氷生成運転が終了し、以
下の冷蓄熱運転に移る。つまり、この冷蓄熱運転では、
種氷生成部(46b) には冷媒が供給されないので、この種
氷生成部(46b) に付着生成する種氷(It)が必要以上に成
長して解消容器(43)内での水の流通を阻害するといった
ことが回避される。

【００５６】−冷蓄熱運転− この運転は、上記種氷(It)を利用して過冷却水の過冷却
を解消することでスラリー状の氷(I) を生成するもので
ある。この運転時には、水循環回路(B) にあっては、三
方電磁弁(CRV) がポンプ(P) の上流側を蓄熱タンク(T)
に連通させる第１の切換え状態となる。そして、ポンプ
(P) が駆動して該水循環回路(B) において水が循環する
（図２の実線で示す矢印参照）。一方、冷媒循環回路
(A) では、四路切換弁(2) が図７中実線側に切換わり、
第１三方電磁弁(CRV-1) が、第１ポート(P-1) と第３ポ
ート(P-3) とを連通させる切換え状態となり、第２三方
電磁弁(CRV-2) が、第２ポート(P-2) と第３ポート(P-
3) とを連通させる切換え状態となる。また、第２室外
電動膨張弁(52a) は所定開度に制御される。また、室内
電動膨張弁(6) は全閉状態に、第１室外電動膨張弁(5)
は全開状態にされる。これにより、図７に矢印で示すよ
うに、圧縮機(1) から吐出された冷媒は、四路切換弁
(2) を経て室外熱交換器(3) に導入され、該室外熱交換
器(3) において外気との間で熱交換を行って凝縮する。
その後、この冷媒は、第１バイパス管(8a)を経て、予熱
器(40)に導入し、水循環回路(B) を循環する水を加熱す
る。その後、この冷媒は、第２室外動膨張弁(52a) によ
り減圧される。そして、この低圧となった冷媒は、蓄熱
熱交換器(42)に導入され、水との間で熱交換を行い、水
を冷却して蒸発する。その後、この蒸発したガス冷媒は
第２バイパス管(8b)を経て圧縮機(1) の吸入側に戻る。

【００５７】そして、この冷蓄熱運転における水循環回
路(B) での水の循環動作について説明すると、ポンプ
(P) の駆動に伴って蓄熱タンク(T) から取出された水
は、該ポンプ(P) を経て予熱器(40)に導入され、ここで
冷媒との間で熱交換を行って温度が上昇する。これによ
り、仮に、蓄熱タンク(T) から取出された水中に氷が混
入していたとしても、この氷の融解が促進されることに
なる。そして、この予熱器(40)から導出した水は、第１
配管(45a) を経た後、第２配管(45b) 及び戻し配管(49)
に分流されることになる。そして、戻し配管(49)を流れ
た水は、再びポンプ(P) の上流側を流れ、蓄熱タンク
(T) から導出した水と混合された後、ポンプ(P) に導入
され、この際に、該ポンプ(P) 内での撹拌作用により、
水と氷が撹拌されて、ここでも氷の融解が促進される。
また、ポンプ(P) から導出した水は、再度、予熱器(40)
に導入されて温度が上昇する。このような動作が、蓄熱
熱交換器(42)の上流側において繰り返し行われるので、
この蓄熱熱交換器(42)に導入される水中の氷の量を極端
に少なく、若しくは、殆ど氷がない状態にすることがで
き、蓄熱熱交換器(42)の凍結発生が回避できる。

【００５８】そして、この蓄熱熱交換器(42)に導入され
た水は過冷却状態まで冷却された後、解消容器(43)に導
入する。この解消容器(43)に導入した過冷却水は、邪魔
板(43a) に沿って流れ（図３の矢印参照）、その一部
は、種氷生成部(46b) の種氷(It)に接触する。この接触
により、一部の過冷却水の過冷却状態が解消し、微小粒
状の氷でなる氷核(I')が生成される。そして、この氷核
(I')は、過冷却水の流れに沿って解消容器(43)を流れ
る。このようにして、氷核(I')及び過冷却水(W) が解消
容器(43)内を邪魔板(43a) に沿って流れることで、過冷
却水の過冷却状態が氷核(I')の周囲で解消されていき、
スラリー状の氷(I) が生成される。そして、この氷(I)
は、解消容器(43)から取出された後、蓄熱タンク(T) に
送込まれ、該蓄熱タンク(T) に冷熱源として貯留され
る。

【００５９】また、この冷蓄熱運転にあっては、低圧圧
力センサ（SEN-L)により検出される吸込冷媒圧力が所定
値以上に維持されるように圧縮機(1) の運転容量が制御
される。また、第２室外電動膨張弁(52a) により蓄熱熱
交換器(42)の出口側の過熱度が一定になるように制御さ
れている。

【００６０】−解凍運転− 上述したような冷蓄熱運転の際、蓄熱熱交換器(42)にお
いて水の過冷却が解消して該蓄熱熱交換器(42)が凍結し
た場合には、この冷蓄熱運転を一時的に中断して解凍運
転に切り換える。この解凍運転では、冷媒循環回路(A)
では、四路切換弁(2) が図８中破線側に切換わり、第２
三方電磁弁(CRV-2) が、第３ポート(P-3) と第２ポート
(P-2) とを連通させる切換え状態となり、第１三方電磁
弁(CRV-1) が、第３ポート(P-3) と第１ポート(P-1) と
を連通させる切換え状態となる。また、第２室外電動膨
張弁(52a) が全開状態に、第１室外電動膨張弁(5) が所
定開度に制御（室外熱交換器(3) 出口側の過熱度一定制
御）される。これにより、図８に矢印で示すように、圧
縮機(1) から吐出された冷媒は第２バイパス管(8b)及び
第２三方電磁弁(CRV-2) を経て蓄熱熱交換器(42)に導入
され、その温熱によって蓄熱熱交換器(42)内の氷を融解
する。そして、この冷媒は予熱器(40)、第１バイパス管
(8a)、第１三方電磁弁(CRV-1) 及び室外熱交換器(3) を
経て圧縮機(1) の吸入側に戻される循環状態となる。

【００６１】一方、水循環回路(B) にあっては、蓄熱熱
交換器(42)への吐出冷媒（ホットガス）の供給と同時に
三方電磁弁(CRV) が、バイパス配管(48)を開放する第２
の切換え状態となる。

【００６２】そして、このようにして三方電磁弁(CRV)
が第２の切換え状態に切換えられると、循環水が解消容
器(43)及び蓄熱タンク(T) をバイパスして流れることに
なり（図２に破線で示す矢印参照）、蓄熱タンク(T) に
対する水の給排が行われなくなり、効率良く蓄熱熱交換
器(42)内の氷の融解が行える。また、蓄熱熱交換器(42)
で加温された水(W) が解消容器(43)及び蓄熱タンク(T)
に流れ込むことがないので、種氷生成部(46b) の種氷(I
t)や蓄熱タンク(T) 内の氷(I) が融解することが回避さ
れる。従って、冷蓄熱運転を再開する際に種氷生成運転
を行う必要がなくなり、また、蓄熱タンク(T) 内の冷蓄
熱量を高く維持することができる。

【００６３】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転は、上述した冷蓄熱運転において蓄熱タンク
(T) に貯留された氷の冷熱を利用しながら室内の冷房を
行うものである。

【００６４】この冷蓄熱利用冷房運転時には、水循環回
路(B) にあっては、ポンプ(P) が駆動して該水循環回路
(B) において水が循環する。一方、冷媒循環回路(A) で
は、四路切換弁(2) が図９中実線側に切換わり、第１三
方電磁弁(CRV-1) 及び第２三方電磁弁(CRV-2) が共に、
第１ポート(P-1) と第２ポート(P-2) とを連通させる切
換え状態となる。また、第２室外電動膨張弁(52a) 及び
室内電動膨張弁(6) は所定開度に、第１室外電動膨張弁
(5) は全開状態にされる。これにより、図９に矢印で示
すように、圧縮機(1) から吐出された冷媒は、四路切換
弁(2) を経て室外熱交換器(3) に導入し、外気との間で
熱交換を行って、例えば過熱状態から飽和温度まで冷却
される。その後、この冷媒は蓄熱熱交換器(42)に導入
し、水循環回路(B) を循環している冷水と熱交換を行っ
て凝縮する。そして、この冷媒は、第２室外電動膨張弁
(52a) により減圧され、予熱器(40)を経た後、更に、室
内電動膨張弁(6) により減圧され、室内熱交換器(7) に
おいて室内空気との間で熱交換を行って蒸発し、室内空
気を冷却し、圧縮機(1) の吸入側に戻る。

【００６５】また、この冷蓄熱利用冷房運転にあって
は、室内温度が設定温度に維持されるように圧縮機(1)
の運転容量が制御される。また、第２室外電動膨張弁(5
2a) 及び室内電動膨張弁(6) により室内熱交換器(7) の
出口側の過熱度が一定になるように制御されている。更
に、三方制御弁(CRV) によりバイパス配管(48)のバイパ
ス流量を調整することで、圧縮機(1) の吐出側圧力を調
整している。つまり、バイパス配管(48)のバイパス流量
と蓄熱タンク(T) からの取出し流量との比率を適宜設定
して蓄熱熱交換器(42)に導入する冷水の熱量を調整す
る。これにより、該蓄熱熱交換器(42)での水と冷媒との
間の交換熱量が調整され、該冷媒の過冷却度を適切に設
定し、圧縮機(1) の吸入側圧力の変化に伴って変化する
吐出側圧力を調整している。

【００６６】次に、この冷蓄熱利用冷房運転における冷
媒循環状態を図１０のモリエル線図を用いて説明する。
図１０における点Ａは圧縮機(1) の吸入部分、点Ｂは圧
縮機(1) の吐出部分、点Ｃは室外熱交換器(3) の出口部
分、点Ｄは蓄熱熱交換器(42)の出口部分の夫々における
冷媒の状態を夫々示している。更に、点Ｅは第２室外電
動膨張弁(52a) の出口部分、点Ｆは予熱器(40)の出口部
分、点Ｇは室内電動膨張弁(6) の出口部分の夫々におけ
る冷媒の状態を示している。つまり、蓄熱熱交換器(42)
で凝縮した冷媒が、第２室外電動膨張弁(52a) で減圧さ
れた後、予熱器(40)で再度凝縮し、その後、室内電動膨
張弁(6) で再度減圧されるといった２段凝縮及び２段減
圧動作が行われる。このような動作を行う理由として
は、仮に、室内電動膨張弁(6) 及び第２室外電動膨張弁
(52a) のうち一方を全開にした場合、吐出冷媒圧力を十
分に得ることができず、室外熱交換器(3) での熱交換量
が低下してしまうことになる。このような状況では、蓄
熱熱交換器(42)及び予熱器(40)における熱交換量が増大
し、氷の融解が促進して蓄熱切れを招く可能性がある。
このような状況を回避するために上述したような２段減
圧動作が行われる。

【００６７】−温蓄熱運転− この温蓄熱運転は、水循環回路(B) の水を加熱し、この
温水を蓄熱タンク(T)に貯留するものである。この運転
時には、水循環回路(B) にあっては、三方電磁弁(CRV)
がポンプ(P) の上流側を蓄熱タンク(T) に連通させる第
１の切換え状態となる。そして、ポンプ(P) が駆動して
該水循環回路(B) において水が循環する（図２の実線で
示す矢印参照）。一方、冷媒循環回路(A) では、四路切
換弁(2)が図１１中破線側に切換わり、第２三方電磁弁
(CRV-2) が、第３ポート(P-3) と第２ポート(P-2) とを
連通させる切換え状態となり、第１三方電磁弁(CRV-1)
が、第３ポート(P-3) と第１ポート(P-1) とを連通させ
る切換え状態となる。また、第１室外電動膨張弁(5) は
所定開度に制御される。また、室内電動膨張弁(6)は全
閉状態に、第２室外電動膨張弁(52a) は全開状態にされ
る。これにより、図１１に矢印で示すように、圧縮機
(1) から吐出された冷媒は、第２バイパス管(8b)を経
て、蓄熱熱交換器(42)及び予熱器(40)に順に導入され、
ここで水との間で熱交換を行い、水を加熱して凝縮す
る。その後、この冷媒は、第１バイパス管(8a)を経て、
第１室外動膨張弁(5) に達して減圧される。そして、こ
の低圧となった冷媒は、室外熱交換器(3) に導入され、
外気との間で熱交換を行い蒸発する。その後、この蒸発
したガス冷媒は四路切換弁(2) を経て圧縮機(1) の吸入
側に戻される。

【００６８】そして、この温蓄熱運転における水循環回
路(B) での水の循環動作について説明すると、ポンプ
(P) の駆動に伴って蓄熱タンク(T) から取出された水
は、該ポンプ(P) を経て予熱器(40)及び蓄熱熱交換器(4
2)に導入され、冷媒により加熱された後、蓄熱タンク
(T) に送込まれ、該蓄熱タンク(T) に温熱源として貯留
される。

【００６９】また、この温蓄熱運転にあっては、高圧圧
力センサ（SEN-H)により検出される吐出冷媒圧力が所定
値以下に維持されるように圧縮機(1) の運転容量が制御
される。また、第１室外電動膨張弁(5) により室外熱交
換器(3) の出口側の過熱度が一定になるように制御され
ている。

【００７０】−温蓄熱利用暖房運転− この運転モードは、上述した温蓄熱運転において蓄熱タ
ンク(T) に貯留された温水の温熱を利用しながら室内の
暖房を行うものである。

【００７１】この冷蓄熱利用冷房運転時には、水循環回
路(B) にあっては、ポンプ(P) が駆動して該水循環回路
(B) において水が循環する。一方、冷媒循環回路(A) で
は、四路切換弁(2) が図１２中破線側に切換わり、第１
三方電磁弁(CRV-1) 及び第２三方電磁弁(CRV-2) が共
に、第２ポート(P-2) と第１ポート(P-1) とを連通させ
る切換え状態となる。また、室内電動膨張弁(6) 及び第
２室外電動膨張弁(52a)は所定開度に、第１室外電動膨
張弁(5) は全開状態にされる。これにより、図１３に矢
印で示すように、圧縮機(1) から吐出された冷媒は、四
路切換弁(2) を経て室内熱交換器(7) において室内空気
との間で熱交換を行って凝縮する。そして、この冷媒
は、室内電動膨張弁(6) で減圧された後、予熱器(40)を
経て第１室外電動膨張弁(52a) により再度減圧される。
その後、この冷媒は、蓄熱熱交換器(42)及び室外熱交換
器(3) を順に流れ、温水及び外気との間で熱交換を行っ
て蒸発した後、圧縮機(1) の吸入側に戻る。

【００７２】また、この温蓄熱利用暖房運転にあって
は、室内温度が設定温度に維持されるように圧縮機(1)
の運転容量が制御される。また、室内電動膨張弁(6) に
より室内熱交換器(7) の出口側の過冷却度が一定になる
ように制御され、第２室外電動膨張弁(52a) により室外
熱交換器(3) の出口側の過熱度が一定になるように制御
されている。更に、三方制御弁(CRV) によりバイパス配
管(48)のバイパス流量を調整することで、圧縮機(1) の
吸入側圧力を調整している。

【００７３】以上のような各運転モードの冷媒循環動作
が行われる。

【００７４】以上説明したように、本形態にあっては、
蓄熱を利用する運転時には、蓄熱熱交換器(42)と室外熱
交換器(3) とが直列に接続する回路構成としている。こ
のため、冷蓄熱利用冷房運転時には、室外熱交換器(3)
を経た冷媒の全てが蓄熱熱交換器(42)に導入することに
なる。つまり、圧縮機(1) からの冷媒の殆どが室外熱交
換器(3) を流れることなしに蓄熱熱交換器(42a) のみに
流れ込むといった状況は回避され、冷房運転中に蓄熱切
れが生じてしまうといったことはなくなる。一方、温蓄
熱利用暖房運転時には、蓄熱熱交換器(42)で加熱された
冷媒の全てが室外熱交換器(3) に導入することになる。
つまり、室内熱交換器(7) からの冷媒の殆どが蓄熱熱交
換器(42a) を流れることなしに室外熱交換器(3) のみに
流れ込むといった状況は回避され、水循環回路(B) の温
熱を有効に取出すことが可能になる。このように、何れ
の利用運転時においても蓄熱熱交換器(42a) 及び室外熱
交換器(3) 夫々における熱交換量を適切に設定すること
ができ、蓄熱利用時の運転効率の向上を図ることができ
る。

【００７５】尚、本実施形態では、蓄熱用の蓄熱媒体と
して水を使用したが、その他ブライン水溶液等を使用す
るようにしてもよい。

【００７６】また、本発明に係る蓄熱式冷凍装置を空気
調和装置として使用した場合について説明したが、その
他の蓄熱を利用する装置に対しても適用可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下に述べるような効果が発揮される。請求項１及び３記
載の発明は、冷媒循環回路と蓄熱循環回路とを備え、蓄
熱循環回路を循環する蓄熱媒体を冷却或いは過熱して蓄
熱を行う蓄熱運転と、この蓄熱を利用する蓄熱利用運転
とを行う蓄熱式冷凍装置に対し、蓄熱利用運転時には、
冷媒熱交換部と熱源側熱交換器とが直列に接続する回路
構成とした。このため、冷蓄熱を利用する運転時には、
冷媒の殆どが冷媒熱交換部に流れ込んで蓄熱切れが生じ
てしまうといったことが回避できる。一方、温蓄熱を利
用する運転時には、冷媒の殆どが熱源側熱交換器に流れ
込んで温熱を有効に取出すことができなくなるといった
状況が回避できる。従って、これら蓄熱利用運転時にお
いて、蓄熱媒体熱交換部及び熱源側熱交換器夫々におけ
る熱交換量を適切に設定することができ、蓄熱利用時の
運転効率の向上が図れ、蓄熱式冷凍装置の実用性の向上
を図ることができる。

【００７８】請求項２記載の発明によれば、上述した請
求項１記載の発明に係る効果を得るための回路構成を具
体的に得ることができ、蓄熱式冷凍装置の実用性を更に
向上することができる。また、冷媒循環回路に備えられ
た三方弁の切換え動作により蓄熱運転と蓄熱利用運転と
が切換えられるので、これら運転の切換え制御動作の簡
素化を図ることができる。また、加熱手段による氷の融
解を可能にしたことにより、蓄熱媒体熱交換部での凍結
が回避でき、安定した冷蓄熱運転が行える。

【００７９】請求項４記載の発明によれば、上述した請
求項１及び３記載の発明の効果を維持しながら、同一回
路でもって冷蓄熱、温蓄熱、冷蓄熱利用、温蓄熱利用の
各運転を行うことができ、蓄熱式冷凍装置の実用性の更
なる向上を図ることができる。

【００８０】請求項５及び６記載の発明では、蓄熱利用
運転時、蓄熱媒体熱交換部に導入する蓄熱媒体の熱量を
調整することで、この蓄熱媒体熱交換部と冷媒熱交換部
との間での交換熱量を調整するようにした。これによ
り、冷媒熱交換部での冷媒の過冷却度或いは過熱度が調
整できて、圧縮機の吐出側或いは吸入側圧力が適切に調
整可能となり、高い運転効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る空気調和装置に備えられた冷媒
循環回路の構成を示す図である。

【図２】水循環回路の構成を示す図である。

【図３】解消容器の内部構造を示す断面図である。

【図４】通常冷房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図５】通常暖房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図６】種氷生成運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図７】冷蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図８】解凍運転の冷媒循環動作を示す回路図である。

【図９】冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環動作を示す回路
図である。

【図１０】冷蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環状態を示す
モリエル線図である。

【図１１】温蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１２】温蓄熱利用暖房運転の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【符号の説明】

(1) 圧縮機 (3) 室外熱交換器（熱源側熱交換器） (5) 第１室外電動膨張弁 (6) 室内電動膨張便（第２膨張機構） (7) 室内熱交換器（利用側熱交換器） (8) 冷媒配管 (8a) 第１バイパス管 (8b) 第２バイパス管 (40a) 冷媒流通部 (40b) 蓄熱媒体流通部 (42a) 冷媒熱交換部 (42b) 蓄熱媒体熱交換部 (45) 水配管（循環配管） (52a) 第２室外電動膨張弁 (71) 蓄熱運転手段 (72) 蓄熱利用運転手段 (A) 冷媒循環回路 (B) 水循環回路（蓄熱循環回路） (T) 蓄熱タンク (P) ポンプ（圧送手段） (CRV-1) 第１三方電磁弁 (CRV-2) 第２三方電磁弁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機(1) と、熱源側熱交換器(3) と、
   冷媒熱交換部(42a)と、膨張手段(52a,6) と、利用側熱
   交換器(7) とが冷媒配管(8) によって冷媒の循環が可能
   に接続されてなる冷媒循環回路(A) を備えているととも
   に、 蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク(T) と、蓄熱媒体を圧送
   する圧送手段(P) と、上記冷媒熱交換部(42a) との間で
   熱交換可能な蓄熱媒体熱交換部(42b) とが循環配管(45)
   によって蓄熱媒体の循環が可能に接続されてなる蓄熱循
   環回路(B) とを備える一方、 上記冷媒循環回路(A) において、圧縮機(1) から吐出
   し、熱源側熱交換器(3)で凝縮した冷媒を、膨張手段(52
   a) に流して減圧した後、冷媒熱交換部(42a) に導入す
   る一方、蓄熱循環回路(B) において、蓄熱タンク(T) 内
   の液相の蓄熱媒体を圧送手段(P) により蓄熱媒体熱交換
   部(42b) に導入し、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と蓄熱媒
   体熱交換部(42b) の蓄熱媒体とを熱交換させて該蓄熱媒
   体を冷却し、この蓄熱媒体を蓄熱タンク(T) に回収する
   蓄熱運転を行う蓄熱運転手段(71)と、 上記蓄熱運転の後、冷媒循環回路(A) において、圧縮機
   (1) から吐出し、熱源側熱交換器(3) で冷却された冷媒
   を冷媒熱交換部(42a) に導入する一方、蓄熱循環回路
   (B) において、蓄熱タンク(T) 内の低温の蓄熱媒体を圧
   送手段(P) により蓄熱媒体熱交換部(42b) に導入し、冷
   媒熱交換部(42a) の冷媒と蓄熱媒体熱交換部(42b) の蓄
   熱媒体とを熱交換させて該冷媒を凝縮し、この凝縮冷媒
   を、膨張手段(6) により減圧した後に、利用側熱交換器
   (7) に導入する蓄熱利用運転を行う利用運転手段(72)と
   を備えたことを特徴とする蓄熱式冷凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の蓄熱式冷凍装置におい
   て、 膨張手段は第１膨張機構(52a) と第２膨張機構(6) とで
   成り、 蓄熱運転手段(71)は、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と蓄熱
   媒体熱交換部(42b) の蓄熱媒体とを熱交換させて該蓄熱
   媒体を過冷却状態にし、この過冷却状態を解消して氷を
   生成して、該氷を蓄熱タンク(T) に貯留するようになっ
   ており、 冷媒循環回路(A) は、圧縮機(1) 、熱源側熱交換器(3)
   、冷媒熱交換部(42a)、第１膨張機構(52a) 、第２膨張
   機構(6) 、利用側熱交換器(7) が冷媒配管(8)によって
   順に接続されていると共に、第１膨張機構(52a) と第２
   膨張機構(6) との間に、蓄熱媒体熱交換部(42b) に導入
   する蓄熱媒体を冷媒によって加熱する加熱手段(40)が設
   けられており、 熱源側熱交換器(3) と冷媒熱交換部(42a) との間には第
   １及び第２の三方弁(CRV-1,CRV-2) が設けられていて、 第１三方弁(CRV-1) の１つのポート(P-3) は、第１バイ
   パス管(8a)を介して第２膨張機構(6) と加熱手段(40)と
   の間に、第２三方弁(CRV-2) の１つのポート(P-3) は、
   第２バイパス管(8b)を介して利用側熱交換器(7) と圧縮
   機(1) との間に夫々接続されていて、 蓄熱運転時、第１三方弁(CRV-1) は、熱源側熱交換器
   (3) を経た冷媒を第１バイパス管(8a)により加熱手段(4
   0)に導入する切換え状態となり、第２三方弁(CRV-2)
   は、冷媒熱交換部(42a) を経た冷媒を第２バイパス管(8
   b)により圧縮機(1)に戻す切換え状態となる一方、 蓄熱利用運転時、各三方弁(CRV-1,CRV-2) は、熱源側熱
   交換器(3) で冷却された冷媒を冷媒熱交換部(42a) に導
   入する切換え状態となることを特徴とする蓄熱式冷凍装
   置。
3. 【請求項３】 圧縮機(1) と、利用側熱交換部(7) と、
   膨張手段(52a,5) と、冷媒熱交換部(42a) と、熱源側熱
   交換器(3) とが冷媒配管(8) によって冷媒の循環が可能
   に接続されてなる冷媒循環回路(A) を備えているととも
   に、 蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク(T) と、蓄熱媒体を圧送
   する圧送手段(P) と、上記冷媒熱交換部(42a) との間で
   熱交換可能な蓄熱媒体熱交換部(42b) とが循環配管(45)
   によって蓄熱媒体の循環が可能に接続されてなる蓄熱循
   環回路(B) とを備える一方、 上記冷媒循環回路(A) において、圧縮機(1) から吐出し
   た冷媒を冷媒熱交換部(42a) に導入する一方、蓄熱循環
   回路(B) において、蓄熱タンク(T) 内の液相の蓄熱媒体
   を圧送手段(P) により蓄熱媒体熱交換部(42b) に導入
   し、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と蓄熱媒体熱交換部(42
   b) の蓄熱媒体とを熱交換させて該蓄熱媒体を加熱し、
   この蓄熱媒体を蓄熱タンク(T) に回収する蓄熱運転を行
   う蓄熱運転手段(71)と、 上記蓄熱運転の後、冷媒循環回路(A) において、圧縮機
   (1) から吐出し、利用側熱交換器(7) で凝縮した冷媒
   を、膨張手段(52a) により減圧した後に、冷媒熱交換部
   (42a) に導入する一方、蓄熱循環回路(B) において、蓄
   熱タンク(T) 内の高温の蓄熱媒体を圧送手段(P) により
   蓄熱媒体熱交換部(42b) に導入し、この冷媒熱交換部(4
   2a) の冷媒と蓄熱媒体熱交換部(42b) の蓄熱媒体とを熱
   交換させて該冷媒を加熱した後、該冷媒を熱源側熱交換
   器(3) に導入して蒸発させる蓄熱利用運転を行う利用運
   転手段(72)とを備えたことを特徴とする蓄熱式冷凍装
   置。
4. 【請求項４】 圧縮機(1) と、熱源側熱交換器(3) と、
   第１膨張機構(5) と、冷媒熱交換部(42a) と、第２膨張
   機構(52a) と、加熱手段(40)の冷媒流通部(40a) と、第
   ３膨張機構(6) と、利用側熱交換器(7) とが冷媒配管
   (8) によって冷媒の循環が可能に順に接続されると共
   に、冷媒循環方向を切換え可能な切換え弁(2) を備えた
   冷媒循環回路(A) を備えているとともに、 蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク(T) と、蓄熱媒体を圧送
   する圧送手段(P) と、上記加熱手段(40)の冷媒流通部(4
   0a) との間で熱交換可能な蓄熱媒体流通部(40b) と、上
   記冷媒熱交換部(42a) との間で熱交換可能な蓄熱媒体熱
   交換部(42b) とが循環配管(45)によって蓄熱媒体の循環
   が可能に順に接続されてなる蓄熱循環回路(B) とを備
   え、 上記冷媒循環回路(A) には、第１膨張機構(5) と冷媒熱
   交換部(42a) との間には第１及び第２の三方弁(CRV-1,C
   RV-2) が設けられていて、 第１三方弁(CRV-1) の１つのポート(P-3) が、第１バイ
   パス管(8a)を介して第３膨張機構(6) と冷媒流通部(40
   a) との間に、第２三方弁(CRV-2) の１つのポート(P-3)
   が、第２バイパス管(8b)を介して利用側熱交換器(7)
   と切換え弁(2) との間に夫々接続されていて、 上記蓄熱タンク(T) に冷熱として氷を貯留する冷蓄熱運
   転時、冷媒循環回路(A) において、圧縮機(1) から吐出
   し熱源側熱交換器(3) を経た冷媒を、第１バイパス管(8
   a)により冷媒流通部(40a) に導入し、その後、第２膨張
   手段(52a) で減圧した後、冷媒熱交換部(42a) に導入す
   る一方、蓄熱循環回路(B) において、蓄熱タンク(T) 内
   の液相の蓄熱媒体を圧送手段(P) により蓄熱媒体流通部
   (40b) に導入し、冷媒流通部(40a) の冷媒と熱交換させ
   て該蓄熱媒体を加熱した後、蓄熱媒体熱交換部(42b) に
   導入し、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と熱交換させて該蓄
   熱媒体を過冷却状態まで冷却し、この過冷却状態を解消
   して氷を生成して蓄熱タンク(T) に回収させ、冷媒熱交
   換部(42a) で蒸発した冷媒を第２バイパス管(8b)により
   圧縮機(1) に戻す一方、 上記蓄熱タンク(T) に温熱として温水を貯留する温蓄熱
   運転時、冷媒循環回路(A) において、圧縮機(1) から吐
   出した冷媒を第２バイパス管(8b)を経て冷媒熱交換部(4
   2a) に導入する一方、蓄熱循環回路(B) において、蓄熱
   タンク(T) 内の液相の蓄熱媒体を圧送手段(P) により蓄
   熱媒体熱交換部(42b) に導入し、冷媒熱交換部(42a) の
   冷媒と熱交換させて該蓄熱媒体を加熱し、この蓄熱媒体
   を蓄熱タンク(T) に回収させ、冷媒熱交換部(42a) で凝
   縮した冷媒を第１バイパス管(8a)を経て第１膨張機構
   (5) で減圧し、この冷媒を熱源側熱交換器(3) で蒸発さ
   せた後、圧縮機(1) に戻すようにした蓄熱運転手段(71)
   と、 上記冷蓄熱運転の後の冷蓄熱利用運転時、冷媒循環回路
   (A) において、圧縮機(1) から吐出し熱源側熱交換器
   (3) で冷却された冷媒を冷媒熱交換部(42a) に導入する
   一方、蓄熱循環回路(B) において、蓄熱タンク(T) 内の
   低温の蓄熱媒体を圧送手段(P) により蓄熱媒体熱交換部
   (42b) に導入し、冷媒熱交換部(42a) の冷媒と熱交換さ
   せた後、蓄熱タンク(T) に回収し、この冷媒熱交換部(4
   2a) で凝縮した冷媒を、第３膨張手段(6) により減圧し
   た後に、利用側熱交換器(7) で蒸発させ、その後、圧縮
   機(1) に戻す一方、 上記温蓄熱運転の後の温蓄熱利用運転時、冷媒循環回路
   (A) において、圧縮機(1) から吐出し利用側熱交換器
   (7) で凝縮した冷媒を、第２膨張機構(52a) で減圧し、
   冷媒熱交換部(42a) に導入する一方、蓄熱循環回路(B)
   において、蓄熱タンク(T) 内の高温の蓄熱媒体を圧送手
   段(P) により蓄熱媒体熱交換部(42b) に導入し、冷媒熱
   交換部(42a) の冷媒と熱交換させた後、蓄熱タンク(T)
   に回収し、この冷媒熱交換部(42a) で加熱された冷媒
   を、第１膨張手段(5) により減圧した後に、熱源側熱交
   換器(3) に導入して蒸発させ、その後、圧縮機(1) に戻
   すようにした利用運転手段(72)とを備えていることを特
   徴とする蓄熱式冷凍装置。
5. 【請求項５】 請求項１、３または４記載の蓄熱式冷凍
   装置において、 蓄熱循環回路(B) には、蓄熱利用運転時、蓄熱媒体熱交
   換部(42b) に導入する蓄熱媒体の熱量を調整する調整手
   段(48,CRV)が設けられていることを特徴とする蓄熱式冷
   凍装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の蓄熱式冷凍装置におい
   て、 調整手段は、蓄熱媒体熱交換部(42b) から導出した蓄熱
   媒体の一部を圧送手段(P) の上流側にバイパスするバイ
   パス配管(48)と、該バイパス配管(48)の下流端に設けら
   れバイパス配管(48)のバイパス流量を調整する三方制御
   弁(CRV) とを備えていることを特徴とする蓄熱式冷凍装
   置。