JPH11132589A - 氷蓄熱式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 氷蓄熱式空気調和装置において、単位時間あ
たりの蓄熱利用量を増大し、装置の消費電力をさらに低
減する。 【解決手段】 冷媒回路(3) と蓄熱槽(16)とを備える。
冷媒回路(3) は、圧縮機(11),(12) 、室外熱交換器(1
4)、第２電子膨張弁(23)、及び蓄熱槽(16)に設けられた
伝熱コイル(17)が順に接続されて構成される主回路(30)
と、室内電子膨張弁(18)及び室内熱交換器(19)が設けら
れた室内側回路(50)とを備える。冷媒回路(3) はさら
に、蓄熱利用冷房運転時に圧縮機(11),(12) からの吐出
ガス冷媒の一部を室外熱交換器(14)の下流側の液冷媒に
合流させ、伝熱コイル(17)に流入する冷媒をフラッシュ
させるガスバイパス回路(40)を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱式冷凍装置
に係り、特に、氷蓄熱式冷凍装置の消費電力の低減に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要のピークカット等を目的
に、安価な深夜電力を用いて夜間に氷を生成及び貯留
し、この氷を昼間の冷房に利用する氷蓄熱式冷凍装置が
開発されている。

【０００３】この種の氷蓄熱式冷凍装置として、例え
ば、特開平７−３０１４３８号公報に開示されたような
空気調和装置が知られている。図７に示すように、この
空気調和装置は、圧縮機(c) 、室外熱交換器(d) 、電子
膨張弁(e1)、電子膨張弁(e2)、及び室内熱交換器(f) か
ら成る主冷媒回路(a) に、いわゆるスタティック式の氷
蓄熱装置(g) が設けられた蓄熱回路(b) が付加されて構
成されている。

【０００４】製氷を行う蓄熱運転の際には、冷媒は、図
中の実線矢印に示すように循環する。すなわち、圧縮機
(c) から吐出された冷媒は、室外熱交換器(d) において
凝縮し、電子膨張弁(e1)で減圧され、氷蓄熱装置(g) の
伝熱コイル(h) において蒸発し、圧縮機(c) に戻る循環
を行う。この際、氷蓄熱装置(g) の蓄熱槽(i) に貯留さ
れた水は、冷媒によって冷却されて氷化する。

【０００５】一方、上記のようにして生成された氷を利
用する蓄熱利用運転時には、冷媒は、図中の破線矢印に
示すように循環する。すなわち、圧縮機(c) から吐出さ
れた冷媒は、室外熱交換器(d) において凝縮し、所定の
過冷却度を有する液冷媒となる。この液冷媒は氷蓄熱装
置(g) の伝熱コイル(h) において、蓄熱槽(i) に蓄えら
れた氷によって冷却され、過冷却度がさらに高まる。伝
熱コイル(h) を流出した液冷媒は、電子膨張弁(e2)で減
圧され、膨張して気液二相冷媒となる。この二相冷媒は
室内熱交換器(f) において蒸発して室内空気を冷却し、
圧縮機(c) に戻る。

【０００６】図８のモリエル線図に模式的に示すよう
に、上記空気調和装置では、室外熱交換器(d) で凝縮し
て状態点Ｐ１から状態点Ｐ２にまで変化した液冷媒は、
氷蓄熱装置(g) の伝熱コイル(h) で冷却されることによ
り、エンタルピがΔＩだけ低い状態点Ｐ３の状態にな
る。そのため、室内熱交換器(f) における冷媒のエンタ
ルピ変化量Ｉ２は、氷蓄熱を利用しない場合のエンタル
ピ変化量Ｉ１に比べて、ΔＩだけ大きくなる。つまり、
ΔＩだけ冷凍効果が増加する。

【０００７】従って、同一の冷房能力を発揮するために
必要とされる冷媒循環量が少なくなるので、圧縮機(c)
の負荷が減少する。その結果、圧縮機(c) への電気入力
が減少し、空気調和装置の消費電力が低減する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の空気調
和装置では、氷蓄熱装置(g) の伝熱コイル(h) に流入す
る状態点Ｐ２の冷媒は過冷却された液冷媒であるので、
冷媒と蓄熱槽(i) 内の氷との温度差を大きく確保するこ
とができないこともあり、伝熱コイル(h) における冷媒
のエンタルピ変化量を十分大きくすることができないと
いう課題があった。そのため、単位時間あたりに利用で
きる氷蓄熱の量に制約があり、消費電力の低減は約３０
％程度に止まっていた。本発明は、かかる点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、単位時間
あたりの蓄熱利用量を増大し、装置の消費電力をさらに
低減することにある。

【０００９】

【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、蓄熱利用運転時に、蓄熱を回収する蓄熱
熱交換器に流入する冷媒をフラッシュさせ、蓄熱熱交換
器における冷媒のエンタルピ変化量を増加させることに
より、蓄熱利用量を増大させることとした。

【００１０】具体的には、請求項１に記載の発明は、水
または氷を貯留する蓄熱槽(16)と、冷媒を圧縮する圧縮
機(11,12) と、冷媒を凝縮または蒸発させる熱源側熱交
換器(14)と、冷媒を減圧する減圧機構(23,18) と、冷媒
を蒸発または凝縮させる利用側熱交換器(19)と、冷媒と
水または氷とを熱交換させ、蓄熱運転時には上記蓄熱槽
(16)に氷を生成する一方、蓄熱利用運転時には該蓄熱槽
(16)の氷から冷熱を回収する蓄熱熱交換器(17)とが設け
られた冷媒回路(3) とを備え、蓄熱利用運転時には、上
記圧縮機(11,12) からの冷媒を上記熱源側熱交換器(14)
及び上記蓄熱熱交換器(17)で冷却し、上記減圧機構(18)
で減圧し、上記利用側熱交換器(19)で蒸発させる氷蓄熱
式冷凍装置において、蓄熱利用運転時に上記蓄熱熱交換
器(17)に流入する冷媒をフラッシュさせるフラッシュ手
段(40,70) が設けられていることとしたものである。

【００１１】上記発明特定事項により、蓄熱利用運転時
には、圧縮機(11,12) から吐出された冷媒は、熱源側熱
交換器(14)で冷却され、凝縮する。熱源側熱交換器(14)
を流出した液冷媒は、フラッシュ手段(40,70) によって
フラッシュされ、液冷媒よりも比エンタルピの大きな気
液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、蓄熱熱交換器
(17)に流入し、液冷媒よりも大きなエンタルピ変化を行
って冷却される。

【００１２】この結果、氷蓄熱の消費量が増加し、それ
に応じて熱源側熱交換器(14)における熱交換量が減少す
る。そのため、熱源側熱交換器(14)における凝縮圧力が
低下し、圧縮機(11,12) の消費電力量が低減する。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の氷蓄熱式冷凍装置において、フラッシュ手段は、蓄熱
利用運転時に圧縮機(11,12) からのガス冷媒を熱源側熱
交換器(14)の下流側の液冷媒に合流させるガスバイパス
回路(40)から構成されていることとしたものである。

【００１４】上記発明特定事項により、蓄熱利用運転時
には、圧縮機(11,12) から吐出されたガス冷媒の一部は
熱源側熱交換器(14)で凝縮した後、ガスバイパス回路(4
0)を流通した他のガス冷媒と合流する。その結果、蓄熱
熱交換器(17)に流入する冷媒はフラッシュし、液冷媒よ
りも比エンタルピの大きな気液二相冷媒となる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の氷蓄熱式冷凍装置において、冷媒回路(3) は、熱源側
熱交換器(14)の下流側に受液器(21)を備え、フラッシュ
手段は、蓄熱利用運転時に上記受液器(21)のガス冷媒を
該受液器(21)からの液冷媒に合流させるガスバイパス回
路(70)から構成されていることとしたものである。

【００１６】上記発明特定事項により、蓄熱利用運転時
には、熱源側熱交換器(14)からの冷媒は受液器(21)に一
時的に蓄えられる。受液器(21)内のガス冷媒は、ガスバ
イパス回路(70)を通じて受液器(21)を流出し、当該受液
器(21)から流出した液冷媒と合流する。その結果、蓄熱
熱交換器(17)に流入する冷媒はフラッシュし、液冷媒よ
りも比エンタルピの大きな気液二相冷媒となる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の氷蓄熱式冷凍装置において、蓄熱熱交換器は、蓄熱槽
(16)に貯留された水に浸漬されるように設けられた伝熱
コイル(17)から成り、蓄熱運転時には、圧縮機(11,12)
からの冷媒を熱源側熱交換器(14)で凝縮させ、減圧機構
(23)で減圧し、上記伝熱コイル(17)で蒸発させることと
したものである。

【００１８】上記発明特定事項により、蓄熱運転時に
は、圧縮機(11,12) から吐出された冷媒は、熱源側熱交
換器(14)で凝縮し、減圧機構(23)で減圧し、伝熱コイル
(17)で蒸発する。その結果、蓄熱槽(16)に貯留された水
が伝熱コイル(17)の周りから氷化され、当該蓄熱槽(16)
に氷が生成されて冷熱が蓄えられる。つまり、いわゆる
スタティック方式の氷蓄熱が行われる。

【００１９】

【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。

【００２０】＜実施形態１＞図１に示すように、実施形
態１に係る氷蓄熱式空気調和装置(1) は、蓄熱利用運転
時に、室外熱交換器(14)を流出した液冷媒とガスバイパ
ス回路(40)からのガス冷媒とを合流させることにより、
蓄熱槽(16)に設けられた伝熱コイル(17)に流入する冷媒
をフラッシュさせるものである。

【００２１】−空気調和装置(1) の構成−図１に示すよ
うに、本空気調和装置(1) は、室外ユニット(101) 、氷
蓄熱ユニット(102) 及び室内ユニット(103),(103),…か
ら構成され、それらが冷媒配管を介して接続されること
により、冷媒回路(3) が形成されている。冷媒回路(3)
は、主回路(30)、室内側回路(50)、蓄熱利用回路(60)及
びガスバイパス回路(40)を備えている。

【００２２】主回路(30)は、蓄熱槽(16)に氷を生成する
際に冷媒が循環する回路であって、並列に設けられた第
１圧縮機(11)及び第２圧縮機(12)、四路切換弁(13)、熱
源側熱交換器たる室外熱交換器(14)、第１電子膨張弁(1
5)、受液器(21)、第１電磁弁(SV1) 、減圧機構たる第２
電子膨張弁(23)、蓄熱槽(16)に貯留された水に浸漬され
た伝熱コイル(17)、双方向電磁弁(26)、上記四路切換弁
(13)、及びアキュムレータ(22)が順に接続されて構成さ
れている。伝熱コイル(17)は、本発明でいうところの蓄
熱熱交換器を構成している。

【００２３】室内側回路(50)は、室内の冷房または暖房
を目的として室外ユニット(101) に冷媒を供給するため
の回路であり、一端(51)が主回路(30)における第１電磁
弁(SV1) と第２電子膨張弁(23)との間に接続され、他端
(52)が双方向電磁弁(26)と四路切換弁(13)との間に接続
されている。室内側回路(50)には、一端(51)から順に、
室内電子膨張弁(18),(18),…及び室内熱交換器(19),(1
9),…が設けられている。

【００２４】蓄熱利用回路(60)は、氷から冷熱を回収す
る際に冷媒が流通する回路であり、上流端(61)が主回路
(30)における受液器(21)と第１電磁弁(SV1) との間に接
続され、下流端(62)が伝熱コイル(17)と双方向電磁弁(2
6)との間に接続されている。蓄熱利用回路(60)には、上
流端(61)から順に、第２電磁弁(SV2) 及び第１逆止弁(C
V1) が設けられている。

【００２５】ガスバイパス回路(40)は、蓄熱利用冷房運
転時に、伝熱コイル(17)に流入する冷媒をフラッシュさ
せるために吐出ガス冷媒をバイパスさせる回路であり、
上流端(41)が主回路(30)における圧縮機(11),(12) と四
路切換弁(13)との間に接続され、下流端(42)が受液器(2
1)と蓄熱利用回路(60)の上流端(61)との間に接続されて
いる。つまり、ガスバイパス回路(40)は、蓄熱利用冷房
運転時に圧縮機(11),(12) からのガス冷媒を室外熱交換
器(14)の下流側の液冷媒に合流させる回路である。この
ガスバイパス回路(40)には、上流端(41)から順に、第３
電磁弁(SV3) 及びキャピラリーチューブ(43)が設けられ
ている。

【００２６】主回路(30)の圧縮機(11),(12) 、四路切換
弁(13)、室外熱交換器(14)、第１電子膨張弁(15)、受液
器(21)、アキュムレータ(22)、及びガスバイパス回路(4
0)は、室外に設置された室外ユニット(101) に収納され
ている。さらに、室外ユニット(101) には、室外熱交換
器(14)に空気を供給する室外ファン(24),(24) が設けら
れている。主回路(30)の第１電磁弁(SV1) 、第２電子膨
張弁(23)、伝熱コイル(17)、蓄熱槽(16)、及び蓄熱利用
回路(60)は、氷蓄熱ユニット(102) に収納されている。
室内側回路(50)の室内電子膨張弁(18)及び室内熱交換器
(19)は、各々の室内ユニット(103) に収納されている。
また、室内ユニット(103),(103),…には、室内熱交換器
(19),(19),…に空気を供給する室内ファン(25),(25),…
が設けられている。

【００２７】圧縮機(11),(12) と四路切換弁(13)との間
には、圧縮機(11),(12) からの吐出ガスの圧力、つまり
高圧を検出する高圧圧力センサ(27)が設けられている。
一方、圧縮機(11),(12) とアキュムレータ(22)との間に
は、圧縮機(11),(12) の吸入ガスの圧力、つまり低圧を
検出する低圧圧力センサ(28)が設けられている。

【００２８】以上が空気調和装置(1) の主要な構成部分
である。本空気調和装置(1) は、さらに以下のような補
助的構成部分を備えている。

【００２９】室外ユニット(101) においては、第１圧縮
機(11)の吐出側に、油分離器(201)が設けられている。
この油分離器(201) と第１圧縮機(11)の吸入側との間に
は、キャピラリーチューブ(CP1) を備えた油戻し管(20
2) が設けられている。第１圧縮機(11)と第２圧縮機(1
2)との間には、キャピラリーチューブ(CP2) を備えた均
圧管(203) が設けられている。主回路(30)における第１
電子膨張弁(15)と受液器(21)との間からは、電磁弁(SV
4),(SV4) 及びキャピラリーチューブ(CP3),(CP3)を備え
た補助回路(204),(204) が、各圧縮機(11),(12) に接続
されている。受液器(21)と圧縮機(11),(12) の吐出側配
管との間には、逆止弁(CV2) を備えたガス配管(205) が
設けられている。このガス配管(205) には、電磁弁(SV
5) が設けられてアキュムレータ(22)の上流側配管に接
続されている配管(206) が接続されている。

【００３０】氷蓄熱ユニット(102) においては、キャピ
ラリーチューブ(CP4) 及び逆止弁(CV3) を備えた補助回
路(207) が、一端が第２電子膨張弁(23)と伝熱コイル(1
7)との間に接続され、他端が双方向電磁弁(26)と室内側
回路(50)の接続端(52)との間に接続されている。また、
上流端が室内側回路(50)の接続端(51)と第２電子膨張弁
(23)との間に接続され、下流端が蓄熱利用回路(60)の上
流端(61)と第２電磁弁(SV2) との間に接続された補助回
路(208) が設けられている。この補助回路(208) には、
上流端から下流端へ向かう方向の冷媒流れのみを許容す
る逆止弁(CV4)が設けられている。

【００３１】冷媒回路(3) には、複数のフィルタ(F),
(F),…が適宜設けられている。

【００３２】第１圧縮機(11)及び第２圧縮機(12)の吐出
側配管には、それぞれ高圧圧力開閉器(29),(29) が設け
られている。

【００３３】−空気調和装置(1) の動作− 次に、空気調和装置(1) の動作を説明する。本空気調和
装置(1) は、四路切換弁(13)の状態を切り換えることに
より、冷房運転または暖房運転を選択的に実行すること
ができる。ここでは、本発明の特徴となる冷蓄熱運転と
冷蓄熱利用冷房運転について説明する。

【００３４】（冷蓄熱運転）冷蓄熱運転は、例えば夜間
の安価な電気を用いて、蓄熱材としての氷を生成する運
転である。

【００３５】四路切換弁(13)は、図２に示す実線側に設
定される。第１電子膨張弁(15)は全開状態に設定される
一方、第２電子膨張弁(23)は運転状態に応じて所定開度
に制御される。第１電磁弁(SV1) 及び双方向電磁弁(26)
は開状態に設定され、第２電磁弁(SV2) 及び第３電磁弁
(SV3) は閉状態に設定される。

【００３６】冷媒は、図２に実線矢印で示すように循環
する。なお、図２においては、理解を容易にするため
に、冷媒の循環経路を太線で表している。

【００３７】すなわち、圧縮機(11),(12) から吐出され
た高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁(13)を通過した
後、室外熱交換器(14)に流入する。ガス冷媒は室外熱交
換器(14)において室外空気と熱交換を行って凝縮し、受
液器(21)を経た後、室外ユニット(101) から氷蓄熱ユニ
ット(102) に流入し、第２電子膨張弁(23)で減圧され、
膨張して二相冷媒となる。この二相冷媒は、伝熱コイル
(17)において蒸発する。この際、蓄熱槽(16)の水を冷却
し、この水を氷化する。つまり、伝熱コイル(17)の周り
に氷を生成する。そして、伝熱コイル(17)を流出した低
圧の冷媒は、再び室外ユニット(101) に戻り、四路切換
弁(13)及びアキュムレータ(22)を通過した後、圧縮機(1
1),(12) に吸入される。

【００３８】このようにして、蓄熱槽(16)に氷が生成さ
れ、冷熱が蓄えられる。

【００３９】（冷蓄熱利用冷房運転）冷蓄熱利用冷房運
転は、例えば電力需要のピーク時に、蓄熱槽(16)の氷を
冷熱源として利用して、室内の冷房を行う運転である。

【００４０】四路切換弁(13)は、図３に示す実線側に設
定される。第１電子膨張弁(15)及び第２電子膨張弁(23)
は全開状態に設定され、室内電子膨張弁(18),(18),…は
運転状態に応じて所定開度に制御される。第１電磁弁(S
V1) 及び双方向電磁弁(26)は閉状態に設定され、第２電
磁弁(SV2) 及び第３電磁弁(SV3) は開状態に設定され
る。

【００４１】冷媒は、図３に実線矢印で示すように循環
する。なお、図３においては、冷媒の循環経路を太線で
表している。

【００４２】すなわち、圧縮機(11),(12) から吐出され
た高温高圧のガス冷媒は、四路切換弁(13)を経て室外熱
交換器(14)を流通する冷媒と、ガスバイパス回路(40)を
流通する冷媒とに分流する。

【００４３】室外熱交換器(14)に流入した冷媒は、室外
空気と熱交換を行って凝縮する。室外熱交換器(14)を流
出した液冷媒は受液器(21)を通過した後、ガスバイパス
回路(40)の下流端(42)において、ガスバイパス回路(40)
を通過したガス冷媒と合流する。この際、液冷媒とガス
冷媒とが混合するので、合流後の冷媒はフラッシュした
状態になる。つまり、気液二相状態になる。

【００４４】その後、気液二相冷媒は、氷蓄熱ユニット
(102) の伝熱コイル(17)に流入する。この冷媒は、蓄熱
槽(16)に蓄えられた氷によって冷却され、凝縮し及び過
冷却される。つまり、蓄熱槽(16)に蓄えられていた冷熱
を回収する。

【００４５】伝熱コイル(17)を流出した液冷媒は、第２
電子膨張弁(23)を通過し、各室内ユニット(103) に流入
する。各室内ユニット(103) において、冷媒は室内電子
膨張弁(18)によって減圧され、低温の気液二相冷媒とな
って室内熱交換器(19)に流入する。室内熱交換器(19)に
流入した冷媒は、室内空気と熱交換を行い、蒸発して室
内空気を冷却する。室内熱交換器(19),(19),…を流出し
た冷媒は、室外ユニット(101) の四路切換弁(13)及びア
キュムレータ(22)を通過し、圧縮機(11),(12)に吸入さ
れる。

【００４６】次に、図４の模式的なモリエル線図を参照
しながら、上記循環動作における冷媒の状態変化を説明
する。

【００４７】圧縮機(11),(12) から吐出された冷媒は、
状態点Ａで表される。この冷媒は分流し、一部の冷媒は
室外熱交換器(14)で凝縮して状態点Ｂの状態となる。一
方、ガスバイパス回路(40)を流れる他の冷媒は、状態点
Ａの状態である。その後、両冷媒は合流し、状態点Ｃの
二相状態となる。状態点Ｃの冷媒は、伝熱コイル(17)に
おいて蓄熱槽(16)の氷に冷却され、状態点Ｄの過冷却状
態になる。

【００４８】従って、伝熱コイル(17)において、冷媒と
氷との温度差が大きくなっている。そして、冷媒は氷に
よって冷却されることにより、従来のエンタルピ変化量
ΔＩよりも大きいエンタルピ変化量ΔＪだけ、エンタル
ピが変化する。つまり、単位時間あたりの冷熱の回収
量、言い換えると蓄熱の利用量が従来よりも多くなって
いる。

【００４９】−空気調和装置(1) の効果− 本空気調和装置(1) によれば、蓄熱利用冷房運転におい
て、圧縮機(11),(12)からの吐出ガス冷媒の一部を室外
熱交換器(14)の下流側の液冷媒に合流させることによ
り、伝熱コイル(17)に流入する冷媒をフラッシュさせて
いる。そのため、伝熱コイル(17)の入口における冷媒の
エンタルピが増加するので、伝熱コイル(17)における冷
媒のエンタルピ変化量を増加させることができる。つま
り、単位時間あたりの氷蓄熱の利用量を大きくすること
ができる。そのため、室外熱交換器(14)における熱交換
量を減少させることができる。

【００５０】従って、室外熱交換器(14)を流通する冷媒
の量を減少させることができるので、凝縮圧力を低減す
ることができる。その結果、高圧を低減することができ
るため、圧縮機(11),(12) の負荷を減少させることがで
きる。従って、圧縮機(11),(12) の入力電力を低減する
ことができ、空気調和装置(1) の消費電力を一層低減す
ることが可能となる。

【００５１】例えば、吐出ガス冷媒の５０％をガスバイ
パス回路(40)を通じてバイパスさせる場合、室外熱交換
器(14)における熱交換量は従来の１／２になるので、凝
縮温度と室外空気温度との温度差を１／２に低減するこ
とができる。そのため、凝縮圧力を大幅に低減すること
ができ、消費電力を約４０％程度低減することが可能と
なる。

【００５２】＜実施形態２＞図５に示すように、実施形
態２に係る空気調和装置(2) は、実施形態１の空気調和
装置(1) において、ガスバイパス回路(40)の代わりに、
受液器(21)のガス冷媒を液冷媒に合流させ、伝熱コイル
(17)に流入する冷媒をフラッシュさせるガスバイパス回
路(70)を設けたものである。

【００５３】ガスバイパス回路(70)の上流端(71)は、受
液器(21)のガス配管(205) に接続されている。一方、そ
の下流端(72)は、主回路(30)における受液器(21)と蓄熱
利用回路(60)の上流端(61)との間に接続されている。こ
のガスバイパス回路(70)には、上流端(71)から順に、バ
イパス電磁弁(SV6) 及びキャピラリーチューブ(74)が設
けられている。

【００５４】その他の構成は、実施形態１の空気調和装
置(1) と同様である。

【００５５】冷蓄熱運転にあっては、ガスバイパス回路
(70)のバイパス電磁弁(SV6) は閉状態に設定され、実施
形態１と同様の動作が行われる。一方、冷蓄熱利用冷房
運転は、以下のようにして行われる。

【００５６】四路切換弁(13)は、図６に示す実線側に設
定される。第１電子膨張弁(15)は全開状態に設定され、
第２電子膨張弁(23)及び室内電子膨張弁(18),(18),…は
運転状態に応じて所定開度に制御される。第１電磁弁(S
V1) 及び双方向電磁弁(26)は閉状態に設定され、第２電
磁弁(SV2) は開状態に設定される。そして、ガスバイパ
ス回路(70)のバイパス電磁弁(SV6) は、開状態に設定さ
れる。

【００５７】冷媒は、図６に実線矢印で示すように循環
する。すなわち、圧縮機(11),(12)から吐出された高温
高圧のガス冷媒は、四路切換弁(13)を通過した後、室外
熱交換器(14)において室外空気と熱交換を行って、その
一部が凝縮する。

【００５８】室外熱交換器(14)を流出した冷媒は、受液
器(21)に流入する。受液器(21)内の液冷媒は主回路(30)
を流れる一方、ガス冷媒はガスバイパス回路(70)を流通
した後に、その下流端(72)において上記液冷媒と合流す
る。その結果、合流後の冷媒は、フラッシュした状態に
なる。つまり、当該下流端(72)において液冷媒とガス冷
媒とが混合し、冷媒は気液二相状態となる。

【００５９】この気液二相冷媒は、その後は実施形態１
と同様の循環動作を行い、圧縮機(11),(12) に戻る。つ
まり、この冷媒は、氷蓄熱ユニット(102) の伝熱コイル
(17)において凝縮し及び過冷却され、室内電子膨張弁(1
8),(18),…で減圧され、室内熱交換器(19),(19),…にお
いて蒸発した後、圧縮機(11),(12) に吸入される。

【００６０】従って、本空気調和装置(2) においても、
伝熱コイル(17)に流入する冷媒はフラッシュした状態な
ので、伝熱コイル(17)における冷媒のエンタルピ変化量
を大きくすることができる。そのため、単位時間あたり
の蓄熱利用量を大きくすることができる。従って、室外
熱交換器(14)における熱交換量が相対的に減少するの
で、凝縮圧力を低減することが可能となる。そのため、
圧縮機(11),(12) の負荷を減少させることができるの
で、消費電力を一層低減することが可能となる。

【００６１】＜その他の実施形態＞上記実施形態１〜２
は、蓄熱槽(16)内に設けられた伝熱コイル(17)の周りに
氷を生成するいわゆるスタティック方式の装置であった
が、本発明の適用対象はこれらに限定されるものではな
い。例えば、いったん過冷却水を生成し、その後にその
過冷却状態を解消することによって、蓄熱槽にスラリー
状の氷を生成及び貯留するいわゆるダイナミック方式の
装置であってもよい。

【００６２】なお、本発明でいうところの冷凍装置は広
い意味での冷凍装置であり、上記実施形態１〜２のよう
な空気調和装置に限らず、狭義の冷凍装置や冷蔵装置等
をも含むものである。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、蓄熱利用運転時に、蓄熱熱交換器に流入する冷
媒をフラッシュさせるので、蓄熱熱交換器における冷媒
のエンタルピ変化量を増加させることができる。そのた
め、熱源側熱交換器における熱交換量を減少させること
ができるので、圧縮機の負荷を低減することができる。
従って、圧縮機の入力電力を低減することができるた
め、装置の消費電力を一層低減することが可能となる。

【００６４】請求項２または３に記載の発明によれば、
具体的な構成により、蓄熱利用運転時に蓄熱熱交換器に
流入する冷媒をフラッシュさせることができる。

【００６５】請求項４に記載の発明によれば、いわゆる
スタティック方式の氷蓄熱式冷凍装置において、消費電
力の一層の低減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図２】冷蓄熱運転時の冷媒循環を示す冷媒回路図であ
る。

【図３】冷蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環を示す冷媒回
路図である。

【図４】冷蓄熱利用冷房運転における模式的なモリエル
線図である。

【図５】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図６】冷蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環を示す冷媒回
路図である。

【図７】従来の空気調和装置の冷媒回路図である。

【図８】従来の空気調和装置におけるモリエル線図であ
る。

【符号の説明】

(1) 空気調和装置 (3) 冷媒回路 (11),(12) 圧縮機 (13) 四路切換弁 (14) 室外熱交換器 (16) 蓄熱槽 (17) 伝熱コイル (18) 室内電子膨張弁 (19) 室内熱交換器 (21) 受液器 (22) アキュムレータ (23) 第２電子膨張弁 (40) ガスバイパス回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 順一 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 田中 修 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水または氷を貯留する蓄熱槽(16)と、 冷媒を圧縮する圧縮機(11,12) と、冷媒を凝縮または蒸
   発させる熱源側熱交換器(14)と、冷媒を減圧する減圧機
   構(23,18) と、冷媒を蒸発または凝縮させる利用側熱交
   換器(19)と、冷媒と水または氷とを熱交換させ、蓄熱運
   転時には上記蓄熱槽(16)に氷を生成する一方、蓄熱利用
   運転時には該蓄熱槽(16)の氷から冷熱を回収する蓄熱熱
   交換器(17)とが設けられた冷媒回路(3) とを備え、 蓄熱利用運転時には、上記圧縮機(11,12) からの冷媒を
   上記熱源側熱交換器(14)及び上記蓄熱熱交換器(17)で冷
   却し、上記減圧機構(18)で減圧し、上記利用側熱交換器
   (19)で蒸発させる氷蓄熱式冷凍装置において、 蓄熱利用運転時に上記蓄熱熱交換器(17)に流入する冷媒
   をフラッシュさせるフラッシュ手段(40,70) が設けられ
   ていることを特徴とする氷蓄熱式冷凍装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の氷蓄熱式冷凍装置にお
   いて、 フラッシュ手段は、蓄熱利用運転時に圧縮機(11,12) か
   らのガス冷媒を熱源側熱交換器(14)の下流側の液冷媒に
   合流させるガスバイパス回路(40)から構成されているこ
   とを特徴とする氷蓄熱式冷凍装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の氷蓄熱式冷凍装置にお
   いて、 冷媒回路(3) は、熱源側熱交換器(14)の下流側に受液器
   (21)を備え、 フラッシュ手段は、蓄熱利用運転時に上記受液器(21)の
   ガス冷媒を該受液器(21)からの液冷媒に合流させるガス
   バイパス回路(70)から構成されていることを特徴とする
   氷蓄熱式冷凍装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の氷蓄熱式冷凍装置にお
   いて、 蓄熱熱交換器は、蓄熱槽(16)に貯留された水に浸漬され
   るように設けられた伝熱コイル(17)から成り、 蓄熱運転時には、圧縮機(11,12) からの冷媒を熱源側熱
   交換器(14)で凝縮させ、減圧機構(23)で減圧し、上記伝
   熱コイル(17)で蒸発させることを特徴とする氷蓄熱式冷
   凍装置。