JPH11294886A

JPH11294886A - 蓄熱槽を備えた空気調和装置

Info

Publication number: JPH11294886A
Application number: JP10102261A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Okamura; 哲信岡村; Katsumi Tominaga; 克己富永; Yukio Oyama; 幸夫大山; Kiyoshi Nagasawa; 喜好長沢; Hiroshi Iwata; 博岩田; Hiroshi Kogure; 博志小暮; Keiji Kurokawa; 惠兒黒川
Original assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Kyushu Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄熱槽の設計や製造を簡単にし、製造コスト
の上昇を抑えることが可能な蓄熱槽を備えた空気調和装
置を提供する。【解決手段】圧縮機（１）、四方弁（２）、熱源側熱
交換器（３）、減圧機構（２５）、利用側減圧機構（４
ａ、４ｂ）、利用側熱交換器（５）、及び、アキュムレ
ータ（６）が、順次、メイン通路（３０ａ、３０ｂ、３
０ｃ）により接続されて主冷媒回路が形成され、かつ、
その一部には、その内部に、蓄熱可能な蓄熱媒体を貯留
すると共に、冷媒と前記蓄熱媒体との熱交換を行うため
の蓄熱用熱交換器（２２）を収納した蓄熱槽（７）と、
前記冷媒の熱を導入して温水を供給する貯湯槽（９）と
を備えた空気調和装置において、冷媒が、常に、前記蓄
熱槽（７）内に収納した前記蓄熱用熱交換器（２２）を
一方の方向にのみ流れるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱媒体を貯留し
てなる蓄熱槽を備え、給湯機能を有する空気調和装置に
関し、特に、その蓄熱槽を含む改良された構成を有する
蓄熱槽を備えた空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和装置としては、例えば、
特開平６−２２１７０９号公報等により開示される如
く、蓄冷熱利用冷房及び給湯機能を備えた空気調和装置
であって、給湯加熱時の冷熱を蓄冷熱に利用する装置が
既に知られている。また、かかる従来の空気調和装置の
冷凍サイクルでは、蓄熱槽における冷媒の流れ方は、蓄
冷熱時と蓄冷熱利用冷房時とでは、反対方向に流れる構
成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来技術になる蓄冷熱利用冷房及び給湯機能を備えた
空気調和装置は、給湯加熱時の冷熱を蓄冷熱に利用する
装置であるが、上述のように、その冷凍サイクルにおけ
る上記蓄熱槽の冷媒の流れの方向が、蓄冷熱時と、この
蓄冷熱を利用する蓄冷熱利用冷房時とでは逆になること
から、蓄熱槽内に複数の冷媒通路を並列に配置してなる
蓄熱槽を採用する場合に冷媒の分配が不均一になり、所
期の性能が発揮できない原因となっていた。そのため、
かかる蓄熱槽蓄熱槽の入口と出口の両側で冷媒の分配が
均一になるように配慮しなければならず、蓄熱槽におけ
る冷媒通路の設計や製造が難しくなってしまい、これが
その製造コストが上昇する原因ともなっていた。

【０００４】また、その減圧機構についても、利用側減
圧機構、蓄冷熱蓄暖用減圧機構、貯湯用減圧機構の最低
３個必要であり、電動式膨張弁のようなものを使用して
も、その制御が非常に複雑になる問題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、かかる従来技術
における問題点に鑑み、かかる空気調和装置における蓄
熱槽の設計や製造を簡単にし、その製造コストの上昇を
抑えることが可能であり、さらには、その減圧機構や弁
の構成を簡単にすることが可能な、蓄熱媒体を貯留して
なる蓄熱槽を備えた空気調和装置を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明により提案される手段は、圧縮機（１）、四
方弁（２）、熱源側熱交換器（３）、減圧機構（２
５）、利用側減圧機構（４ａ、４ｂ）、利用側熱交換器
（５）、及び、アキュムレータ（６）が、順次、メイン
通路（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）により接続されて主冷
媒回路が形成され、かつ、その一部には、その内部に、
蓄熱可能な蓄熱媒体を貯留すると共に、冷媒と前記蓄熱
媒体との熱交換を行うための蓄熱用熱交換器（２２）を
収納した蓄熱槽（７）と、前記冷媒の熱を導入して温水
を供給する貯湯槽（９）とを備えた空気調和装置であっ
て：前記圧縮機（１）の吐出側と前記四方弁（２）との
間に第１の開閉弁（１２）を設けると共に、前記第１の
開閉弁（１２）の両端には前記冷媒と前記貯湯槽（９）
内の水を熱交換する熱交換器（１０）を設け；前記第１
の開閉弁（１２）と前記四方弁（２）との間に第２の開
閉弁（１３）を設けると共に、前記第１の開閉弁（１
２）と前記第２の開閉弁（１３）との間から第１のバイ
パス回路（３１ａ，３１ｂ）が取り出されて前記蓄熱槽
（７）の入口（２３）に接続され；前記メイン回路（３
０ｂ）に接続された前記減圧機構（２５）と前記利用側
減圧機構（４ａ、４ｂ）との間に第３の開閉弁（１８）
を設けると共に、前記第３の開閉弁（１８）と前記利用
側減圧機構（４ａ、４ｂ）との間から第２のバイパス回
路（３１ｃ、３１ｂ）を取り出して前記蓄熱槽（７）の
前記入口（２３）に接続され、かつ、前記第２のバイパ
ス回路（３１ｃ）には他の減圧機構（８）を設けると共
に、前記他の減圧機構（８）と前記蓄熱槽（７）の入口
（２３）との間に第４の開閉弁（１５）を設け、かつ、
前記他の減圧機構（８）と前記第４の開閉弁（１５）と
の間から第５の開閉弁（１４）を介して前記第１のバイ
パス回路（３１ａ）に接続され；前記蓄熱槽（７）の出
口（２４）と、前記メイン回路（３０ｂ）の前記利用側
減圧機構（４ａ、４ｂ）と前記第３の開閉弁（１８）と
の間に、第５の開閉弁（１７）を接続した第３のバイパ
ス回路（３１ｄ）を形成し；前記蓄熱槽（７）の前記出
口（２４）と、前記メイン回路（３０ｃ）の前記四方弁
（２）と前記アキュムレータ（６）との間に、第６の開
閉弁（１６）で接続した第４のバイパス回路（３１ｅ）
を形成し；そして、前記第６の開閉弁（１６）と前記ア
キュムレータ（６）との間と、前記四方弁（２）を接続
する回路に、第７の開閉弁（１９）を設け、もって、前
記冷媒が、常に、前記蓄熱槽（７）内に収納した前記蓄
熱用熱交換器（２２）を一方の方向にのみ流れるように
した蓄熱槽を備えた空気調和装置である。

【０００７】また、本発明によれば、前記に記載した蓄
熱槽を備えた空気調和装置において：さらに、第１の逆
止弁（２０）を、前記第４のバイパス回路（３１ｅ）の
第９の開閉弁（１６）と、前記メイン回路（３０ｃ）の
前記四方弁（２）と前記アキュムレータ（６）の間に、
前記冷媒が前記アキュムレータ（６）の方向にのみ流れ
るように接続し；そして、第２の逆止弁（２６）を、前
記第７の開閉弁（１９）の代わりに、前記メイン回路
（３０ｃ）の第１０の開閉弁（２０）と前記アキュムレ
ータ（６）との間に、前記冷媒が前記アキュムレータ
（６）の方向にのみ流れるように接続されている。

【０００８】すなわち、本発明により提案される蓄熱槽
を備えた空気調和装置は、蓄冷熱利用冷房及び給湯機能
を備えた空気調和装置であり、また、給湯加熱時の冷熱
を蓄冷熱に利用する装置であり、その蓄冷熱時と蓄冷熱
利用冷房時で、蓄熱槽への冷媒の流れが常に同一方向に
なるように構成したものである。また、本発明により提
案される蓄熱槽を備えた空気調和装置は、最も少ない切
換手段等でもって蓄冷熱時と蓄冷熱利用冷房時で蓄熱槽
への冷媒の流れを同一方向にしたものである。

【０００９】また，減圧機構は利用側減圧機構４ａ、４
ｂと、蓄冷熱蓄暖熱用と貯湯用を兼ねる減圧機構８と
を、減圧機構２５で回路構成が可能となりコスト低減と
制御の煩雑さを避けることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して詳細に説明する。まず、図１
には、本発明の実施の形態になる蓄熱槽を備えた空気調
和装置の全体構成が示されており、図示の空気調和装置
は、図からも明らかなように、破線で囲む室外ユニット
Ｘに対して複数の室内ユニットＡ，Ｂが接続された、い
わゆる、マルチ型の空気調和装置である。

【００１１】上記室外ユニットＸにおいて、符号１は圧
縮機を、２は図中破線の如く切換わる四方弁を、そし
て、３は、冷房運転時には凝縮器として、暖房運転時に
は蒸発器として機能する、熱源側熱交換器としての室外
熱交換器を示している。また、図中の符号２５は、冷媒
が熱源側熱交換器３を通過する時に、常に、減圧機構と
して働く、例えばキャピラリチューブなどからなる固定
抵抗値を持つ減圧機構を示しており、符号４ａ、４ｂ
は、冷房運転時と暖房運転時に共に冷媒を減圧する熱源
側減圧機構として機能する電動膨張弁を示している。ま
た、符号６は吸入冷媒中の液成分を除去するためのアキ
ュムレータである。

【００１２】一方、各室内ユニットＡ，Ｂは同一構成を
有しており、符号５ａ、５ｂは、冷房運転時には蒸発器
として機能し、暖房運転時には凝縮器として機能する室
内熱交換器である。そして、上記の各要素１〜３、４
ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ及び６と、上記減圧機構２５は、
図中に線分で示す冷媒配管により冷媒が流通可能に順次
接続され、もって、メイン通路３０ａ、３０ｂ、３０ｃ
が形成されている。

【００１３】また、図中の符号９は貯湯槽を、符号１０
は冷媒と貯湯用水の熱交換器を、符号１１は貯湯槽内の
水を上記熱交換器１０に循環させるポンプを示してお
り、さらに、符号１２で示す開閉弁が、上記圧縮機１の
吐出側と上記四方弁２との間を接続している。なお、貯
湯時には、上記開閉弁１２を閉にし、これにより、冷媒
はバイパス回路３２ａを流れる。

【００１４】図中の符号７は、冷熱及び暖熱の蓄熱可能
な蓄熱媒体たる水Ｗを内部に貯留した蓄熱槽を示してお
り、その内部には、上記蓄熱媒体たる水Ｗとの熱交換を
行うための蓄熱用熱交換器２２が該蓄熱槽内に配置され
ている。また、この蓄熱槽７は、その一方の冷媒通路を
バイパス回路３１ａ，３１ｂを介して、他方の冷媒通路
をバイパス回路３１ｃ、３１ｄ、そして３１ｅを介し
て、上記のメイン回路３０ａ、３０ｂ、３０ｃに接続さ
れる。なお、上記のバイパス回路３１ａには開閉弁１４
が、バイパス回路３１ｂには開閉弁１５が、バイパス回
路３１ｃには電動膨張弁８が、バイパス回路３１ｄには
開閉弁１７が、バイパス回路３１ｅには開閉弁１６が接
続されている。さらに、上記のメイン回路３０ｂには開
閉弁１８が、そして、メイン回路３０ｃには開閉弁１９
がそれぞれ図示のように接続されている。すなわち、上
記の構成において、上記の各弁２，４ａ，４ｂ，８，１
２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９の切換
え、もしくは、開度の調整により、各運転モードに応じ
て冷媒の循環切換が行われる。

【００１５】また、図２には、本発明の他の実施の形態
になる蓄熱槽を備えた空気調和装置の全体構成が示され
ており、この空気調和装置も、図からも明らかなよう
に、破線で囲む室外ユニットＸに対して複数の室内ユニ
ットＡ，Ｂが接続された、いわゆる、マルチ型の空気調
和装置であ。なお、この他の実施の形態になる空気調和
装置においても、上記図１と同様の符号が付された部分
は同様の構成部分を示す。

【００１６】なお、この他の実施の形態になる空気調和
装置では、図からも明らかなように、特に、上記の開閉
弁１９に代えて、逆止弁２６を配置し、さらに、他の逆
止弁２０を上記バイパス回路３１ｅに設けたものであ
る。なお、その基本的な動作に関しては、上記図１に示
したる空気調和装置と同様である。

【００１７】なお、図３には、上記蓄熱槽の蓄熱用熱交
換器２２の構造が示されており、図３に示した構造は、
複数の配管を並列に接続した多パス構造の熱交換器であ
る。かかる多パス構造の熱交換器は、その多パス構造か
ら圧力損失が少ないことから好ましいが、しかしなが
ら、分配器の構造や、その取付角度等の各パス間の条件
の不均一により各パスへの冷媒分配の不均一（ばらつ
き）が発生し、熱交換器の所期の性能が発揮できない場
合があるため、分配器の構造や取付には十分な配慮が必
要である。

【００１８】そこで、本発明では、後に詳細に説明する
が、上記の空気調和装置の構造において、蓄冷熱時の冷
媒の流れ、また、蓄冷熱利用冷房時の冷媒の流れを、常
に、同じく一方向にし、これにより、蓄冷熱槽７におけ
る冷媒分配に配慮するのを、蓄冷熱槽の入口は２３側に
なるようにしたものである。

【００１９】ここで、この空気調和装置の各運転モード
における回路構成ならびに冷媒の循環動作について説明
する。なお、以下の説明では、上記図２に示した空気調
和装置の構造に基づいて説明を行う。冷房運転時におけ
るモードについて説明すると、先ず、通常冷房運転時に
は、図４に矢印で示すように、四方弁２を実線の如く切
り換え、開閉弁１２，１３，１８を開に、他方、開閉弁
１４，１５，１６，１７を閉に、そして、電動膨張弁８
をも閉にする。また、利用側減圧機構４ａ、４ｂは、こ
れを開に制御する状態で運転され、これにより、冷媒
は、上記メイン回路３０ａ，３０ｂ，３０ｃのみを流
れ、室外熱交換器３で凝縮され、利用側減圧機構４ａ、
４ｂで減圧された後、室内熱交換器５ａ、５ｂにおいて
蒸発して圧縮機１に戻る。

【００２０】次に、蓄冷熱運転時には、四方弁２をやは
り図５に実線で示すように切り換え、一方、開閉弁１
２，１３，１５，１６，１８を開に、他方、開閉弁１
４，１７を閉に切り換える。また、この時には、利用側
減圧機構４ａ、４ｂを閉にし、電動膨張弁８を開に制御
する状態で運転される。これにより、冷媒は室外熱交換
器３で凝縮され、電動膨張弁８で減圧された後、蓄熱用
熱交換器２２で蒸発される。その後、この蒸発した冷媒
は、バイパス回路３１ｅを流れて圧縮機１に戻る。そし
て、冷媒は蓄熱槽７において蓄熱媒体たる水Ｗと熱交換
して氷を生成し、もって冷熱を蓄える。

【００２１】さらに、上記の通常冷房運転と蓄冷熱運転
とを同時に行う、いわゆる、冷房蓄冷熱同時運転時に
は、四方弁２をやはり図６の実線の如く切り換え、一
方、開閉弁１２，１３，１５，１６，１８を開に、開閉
弁１４，１７を閉に切り替える。また、この時には、電
動膨張弁８と利用側減圧機構４ａ、４ｂは、これを開に
制御する状態で運転され、これにより、冷媒は、図中に
矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるとメイン回
路３０ａを経由して室外熱交換器３で凝縮し、バイパス
回路３１ｃを経由して電動膨張弁８で減圧されて蓄熱槽
７で蒸発する回路と、一方、室外熱交換器３で凝縮され
た後にメイン回路３０ｂを経由して利用側減圧機構４
ａ、４ｂで減圧されて室内熱交換器５ａ、５ｂで蒸発す
る回路とを通る。そして、これらの回路を通過した冷媒
は、再び、メイン回路３０ｃで合流して圧縮機１に戻
る。

【００２２】また、蓄冷熱運転時の排熱を貯湯に利用す
る蓄冷熱貯湯運転時には、四方弁２をやはり図７の実線
の如く切り換え、一方、開閉弁１３，１５，１６，１８
を開に、他方、開閉弁１２，１４，１７を閉に切り換え
る。また、利用側減圧機構４ａ、４ｂを閉にし、電動膨
張弁８は、これを開に制御する状態で運転される。これ
により、冷媒は、図中に矢印で示すように、圧縮機１か
ら吐出されるとバイパス回路３２ａを経由して冷媒・水
熱交換器１０で貯湯用の水と熱交換して凝縮し、メイン
回路３０ａに戻る。そして、この凝縮された冷媒は、室
外熱交換器３を経由して電動膨張弁８で減圧された後、
蓄熱槽７で蒸発してバイパス回路３１ｅを経由して、再
び、圧縮機１に戻る。

【００２３】次に、上記図５に示した蓄冷熱運転による
蓄冷熱を利用するモード、すなわち、蓄冷熱利用冷房運
転では、四方弁２はやはり図８に示すように切り換え、
一方、開閉弁１２，１４，１５，１７を開に、そして、
開閉弁１３，１６，１８を閉に切り換える。また、電動
膨張弁８を閉にし、利用側減圧機構４ａ、４ｂについて
は、これを開に制御する状態で運転される。これによ
り、冷媒は、図中に矢印で示すように、圧縮機１から吐
出されるとバイパス回路３１ａ，３１ｂを経由して蓄熱
槽７で凝縮し、バイパス回路３１ｄを経由してメイン回
路３０ｂに戻り、利用側減圧機構４ａ、４ｂで減圧され
た後、室内熱交換器５ａ、５ｂで蒸発して圧縮機１に戻
る。

【００２４】また、上記図４に示した冷房運転時の排熱
を貯湯に利用する冷房貯湯運転時には、四方弁２を図９
の如く切り換え、開閉弁１３，１８を開に、そして、開
閉弁１２，１４，１５，１６，１７を閉に切り換える。
また、電動膨張弁８を閉に切り換え、利用側減圧機構４
ａ、４ｂについては、これを開に制御する状態で運転さ
れる。これにより、冷媒は、図中に矢印で示すように、
圧縮機１から吐出されるとバイパス回路３２ａを経由し
て、冷媒・水熱交換器１０で貯湯用の水と熱交換して凝
縮し、その後、メイン回路３０ａに戻って室外熱交換器
３を経由して利用側減圧機構４ａ、４ｂに導かれる。そ
して、この利用側減圧機構４ａ、４ｂで減圧された後、
この冷媒は、室内熱交換器５ａ、５ｂで蒸発し、そし
て、メイン回路３０ｃを経由して圧縮機１に戻る。

【００２５】さらに、貯湯運転のみを単独で行う貯湯運
転では、やはり四方弁２を図１０に示すように切り換
え、開閉弁１４，１８を開に、開閉弁１２，１３，１
５，１６，１７を閉に切り換える。また、この時には、
利用側減圧機構４ａ、４ｂを閉にし、電動膨張弁８は開
に制御する状態で運転される。これにより、冷媒は、図
中に矢印で示すように、圧縮機１から吐出されるとバイ
パス回路３２ａを経由して冷媒・水熱交換器１０に導か
れ、ここで貯湯用の水と熱交換して凝縮し、その後、バ
イパス回路３１ａを経由して電動膨張弁８へ導かれる。
そして、この電動膨張弁８で減圧され、この冷媒は、さ
らに室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻る。

【００２６】次に、暖房運転について説明する。先ず、
通常暖房運転時には、図１１に示すように四方弁２を切
り換える。そして、開閉弁１２，１３，１８を開に、ま
た、開閉弁１４，１５，１６，１７を閉に切り換える。
この場合には、電動膨張弁８を閉にし、利用側減圧機構
４ａ、４ｂはこれを開に制御する状態で運転される。こ
の状態においては、冷媒は、図中に矢印で示すように、
圧縮機１から吐出されるとメイン回路３０ｃを経由して
室内熱交換器５ａ、５ｂへ導かれる。この室内熱交換器
５ａ、５ｂで凝縮された冷媒は、さらに、利用側減圧機
構４ａ、４ｂで減圧された後、室外熱交換器３で蒸発し
て圧縮機１に戻る。

【００２７】また、暖房運転の蓄暖熱運転時には、四方
弁２はやはり図１２に示すように切り換えられ、一方、
開閉弁１２，１４，１５，１７，１８は開に、そして、
開閉弁１３，１６は閉に切り換えられる。また、利用側
減圧機構４ａ、４ｂ及び電動膨張弁８は閉の状態で運転
される。これにより、冷媒は、図中に矢印で示すよう
に、圧縮機１から吐出されるとバイパス回路３１ａ，３
１ｂを経由して蓄熱槽７へ導かれる。その結果、この蓄
熱槽７内では、その熱交換器２２で導かれた冷媒と水が
熱交換し、冷媒が凝縮し、同時に、蓄熱槽７内の蓄熱媒
体である水Ｗが暖められて蓄熱される。この蓄熱槽７を
出た冷媒は、その後、バイパス回路３１ｄ及びメイン回
路３０ｂを経由し、さらに、減圧機構２５で減圧された
後、室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻る。

【００２８】さらに、上記蓄暖熱運転による蓄暖熱を利
用して暖房運転を行う蓄暖熱利用暖房運転では、四方弁
２はやはり図１３に示すように切り換えられ、一方、開
閉弁１２，１３，１５，１６は開に、他方、開閉弁１
４，１７，１８は閉に切り換えられる。また、電動膨張
弁８は全開にされ、利用側減圧機構４ａ、４ｂは開に制
御する状態で運転される。ここでは、冷媒は、図中に矢
印で示すように、圧縮機１から吐出されるとメイン回路
３０ｃを経由して室内熱交換器５ａ、５ｂで凝縮され、
さらに、利用側減圧機構４ａ、４ｂで減圧された後、蓄
熱槽７で蒸発して圧縮機１に戻る。

【００２９】加えて、上記蓄暖熱運転による蓄暖熱を利
用してデフロスト運転を行う蓄暖熱利用デフロスト運転
では、四方弁２を図１４に示すように切り換え、一方、
開閉弁１２，１３，１５，１６，１８は開に、他方、開
閉弁１４，１７は閉に切り換える。また、利用側減圧機
構４ａ、４ｂは閉に、電動膨張弁８は開に制御する状態
で運転する。これにより、冷媒は、図中に矢印で示すよ
うに、圧縮機１から吐出されると室外機で凝縮し、その
凝縮熱で室外熱交換器３に付着した霜を溶かす。次に、
この凝縮した冷媒は、バイパス回路３１ｃの電動膨張弁
８で減圧され、さらに、蓄熱槽７で蒸発し、バイパス回
路３１ｅを経由して圧縮機１に戻る。

【００３０】最後に、貯湯運転と通常暖房運転を同時に
行う暖房貯湯運転では、四方弁２を図１５に示すように
切り換え、同時に、開閉弁１３，１８を開に、開閉弁１
２，１４，１５，１６，１７を閉に切り換える。また、
電動膨張弁８は閉に切り換え、利用側減圧機構４ａ、４
ｂは開に制御する状態で運転される。これにより、冷媒
は、図中に矢印で示すように、圧縮機１から吐出される
とバイパス回路３２ａを経由して冷媒・水熱交換器１０
へ導かれ、ここで貯湯用の水と熱交換して凝縮する。さ
らに、この冷媒は、メイン回路３０ｃを経由して室内熱
交換器５ａ、５ｂで凝縮し、利用側減圧機構４ａ、４ｂ
で減圧され、その後、室外熱交換器３で蒸発して圧縮機
１に戻る。

【００３１】以上の各運転モードにおける動作の説明か
ら明らかなように、上記の本発明の実施の形態になる蓄
熱媒体を貯留してなる蓄熱槽と給湯機能を備えた空気調
和装置では、上記蓄熱槽７へ導かれる冷媒の方向が、蓄
熱槽７を利用するすべての運転モード、すなわち、蓄冷
熱運転（図５）、冷房蓄冷熱同時運転時（図６）、蓄冷
熱貯湯運転（図７）、蓄冷熱利用冷房運転（図８）、蓄
暖熱運転（図１２）、蓄暖熱利用暖房運転（図１３）、
そして、蓄暖熱利用デフロスト運転（図１４）の全てに
おいて、同一の方向となっている。すなわち、冷媒は、
常に、蓄熱槽７の入口２３から流れ込み、反対側の出口
２４から流れ出るので、この蓄熱槽７へ導かれる冷媒の
蓄熱槽の蓄熱用熱交換器２２における分配構造は、その
設計や製造においても、出口と入口の両方における対称
性を必要とせず、入口２３側のみ考慮すれば良く、その
ため、性能の安定化およびコスト低減が容易に図られる
こととなる。

【００３２】また、上記の説明した本発明の空気調和装
置の構成では、その減圧機構として、利用側減圧機構４
ａ、４ｂを電動膨張弁で構成し、蓄冷蓄暖貯湯運転時に
開口制御される弁８を電動膨張弁で構成し、さらに、蓄
暖熱用の減圧機構としては、固定抵抗をもったキャピラ
リ２５で構成したので、制御の煩雑さを防ぐことがで
き、さらにコストの低減も可能になる。

【００３３】また、上記の逆止弁２０については、開閉
弁１６を一方向のみに開閉制御可能な開閉弁とすること
によって代用することが出来、これによれば、開閉弁の
コストの低減を図ることが可能になる。

【００３４】さらに、逆止弁２６は、例えば上記の図５
で、四方弁２を実線に切り換えて冷媒がバイパス回路３
１ｅを経由して圧縮機１に戻る回路において、その冷媒
が、一部四方弁２を経由して室内熱交換器５に流れ込む
のを防止する役割を持ち、この逆止弁２６は、高価な開
閉弁を使用しないで安価な逆止弁で構成したのでコスト
低減が図れる。また、減圧機構は、利用側減圧機構４
ａ、４ｂと蓄冷熱蓄暖熱用と貯湯用を兼ねる減圧機構８
と、キャピラリーチューブからなる減圧機構２５により
回路構成が可能となり、これにより、コスト低減と制御
の煩雑さを避けることができる。

【００３５】また、上記に詳細に説明した実施の形態で
は、室外ユニットＸに対して複数の室内ユニットＡ，Ｂ
が接続された、いわゆる、マルチ型の空気調和装置につ
いてのみ説明したが、しかしながら、本発明はかかる構
成のみに限定されることなく、これを例えば単数の室内
ユニットを備えた空気調和装置についても適用すること
が可能であることは当然であろう。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、給湯加熱時の
冷熱を蓄冷熱に利用する本発明による蓄熱槽を備えた空
気調和装置によれば、蓄熱槽を使用するすべての運転モ
ード、すなわち、蓄冷熱運転、蓄冷熱貯湯運転、蓄冷熱
冷房運転、蓄冷熱利用冷房運転、蓄暖熱運転，蓄暖熱利
用暖房運転蓄冷熱時などにおいて、前記蓄熱槽への冷媒
の流れを常に同一方向とすることかでき、さらには、そ
の減圧機構を、利用側減圧機構と蓄冷蓄暖貯湯用は電動
膨張弁で構成し、蓄暖熱用は固定抵抗をもったキャピラ
リで構成しているので、制御の煩雑さを防ぐことがで
き、かつ、そのコスト低減と制御の簡略化を図ることが
できるという効果を発揮する。

【００３７】また、他の本発明によれば、開閉弁を一方
向のみ開閉可能な開閉弁とすることができるのでさらに
コスト低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態になる蓄熱槽を備えた空
気調和装置の構造を示す冷凍サイクル構成図である。

【図２】本発明の他の実施の形態になる蓄熱槽を備えた
空気調和装置の構造を示す冷凍サイクル構成図である。

【図３】上記空気調和装置において使用される蓄熱槽の
蓄熱用熱交換器の構造を示す図である。

【図４】上記図２に示した本発明の空気調和装置の通常
冷房運転状態における冷媒流路を示す図である。

【図５】上記本発明の空気調和装置の蓄冷熱運転状態に
おける冷媒流路を示す図である。

【図６】上記本発明の空気調和装置の冷房蓄冷熱同時運
転状態における冷媒流路を示す図である。

【図７】上記本発明の空気調和装置の蓄冷熱貯湯運転状
態における冷媒流路を示す図である。

【図８】上記本発明の空気調和装置の蓄冷熱利用冷房運
転状態における冷媒流路を示す図である。

【図９】上記本発明の空気調和装置の冷房貯湯運転状態
における冷媒流路を示す図である。

【図１０】上記本発明の空気調和装置の貯湯運転状態に
おける冷媒流路を示す図である。

【図１１】上記本発明の空気調和装置の通常暖房運転状
態における冷媒流路を示す図である。

【図１２】上記本発明の空気調和装置の蓄暖熱運転状態
における冷媒流路を示す図である。

【図１３】上記本発明の空気調和装置の蓄暖熱利用暖房
運転状態における冷媒流路を示す図である。

【図１４】上記本発明の空気調和装置の蓄暖熱利用デフ
ロスト運転状態における冷媒流路を示す図である。

【図１５】上記本発明の空気調和装置の暖房貯湯運転状
態における冷媒流路を示す図である。

【符号の説明】

１圧縮機２四方弁３熱源側熱交換器４ａ、４ｂ利用側減圧機構５ａ、５ｂ利用側熱交換器６アキュムレータ７蓄熱槽８減圧機構（電動膨張弁）９貯湯槽１０冷媒・水熱交換器１１ポンプ１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８開閉弁２０、２６逆止弁３０ａ、３０ｂ、３０ｃメイン通路３１ａ〜３１ｅバイパス回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大山幸夫栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者長沢喜好栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者岩田博栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者小暮博志栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者黒川惠兒福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号九州電力株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）、四方弁（２）、熱源側熱
交換器（３）、減圧機構（２５）、利用側減圧機構（４
ａ、４ｂ）、利用側熱交換器（５）、及び、アキュムレ
ータ（６）が、順次、メイン通路（３０ａ、３０ｂ、３
０ｃ）により接続されて主冷媒回路が形成され、かつ、
その一部には、その内部に、蓄熱可能な蓄熱媒体を貯留
すると共に、冷媒と前記蓄熱媒体との熱交換を行うため
の蓄熱用熱交換器（２２）を収納した蓄熱槽（７）と、
前記冷媒の熱を導入して温水を供給する貯湯槽（９）と
を備えた空気調和装置であって：前記圧縮機（１）の吐
出側と前記四方弁（２）との間に第１の開閉弁（１２）
を設けると共に、前記第１の開閉弁（１２）の両端には
前記冷媒と前記貯湯槽（９）内の水を熱交換する熱交換
器（１０）を設け；前記第１の開閉弁（１２）と前記四
方弁（２）との間に第２の開閉弁（１３）を設けると共
に、前記第１の開閉弁（１２）と前記第２の開閉弁（１
３）との間から第１のバイパス回路（３１ａ，３１ｂ）
が取り出されて前記蓄熱槽（７）の入口（２３）に接続
され；前記メイン回路（３０ｂ）に接続された前記減圧
機構（２５）と前記利用側減圧機構（４ａ、４ｂ）との
間に第３の開閉弁（１８）を設けると共に、前記第３の
開閉弁（１８）と前記利用側減圧機構（４ａ、４ｂ）と
の間から第２のバイパス回路（３１ｃ、３１ｂ）を取り
出して前記蓄熱槽（７）の前記入口（２３）に接続さ
れ、かつ、前記第２のバイパス回路（３１ｃ）には他の
減圧機構（８）を設けると共に、前記他の減圧機構
（８）と前記蓄熱槽（７）の入口（２３）との間に第４
の開閉弁（１５）を設け、かつ、前記他の減圧機構
（８）と前記第４の開閉弁（１５）との間から第５の開
閉弁（１４）を介して前記第１のバイパス回路（３１
ａ）に接続され；前記蓄熱槽（７）の出口（２４）と、
前記メイン回路（３０ｂ）の前記利用側減圧機構（４
ａ、４ｂ）と前記第３の開閉弁（１８）との間に、第５
の開閉弁（１７）を接続した第３のバイパス回路（３１
ｄ）を形成し；前記蓄熱槽（７）の前記出口（２４）
と、前記メイン回路（３０ｃ）の前記四方弁（２）と前
記アキュムレータ（６）との間に、第６の開閉弁（１
６）で接続した第４のバイパス回路（３１ｅ）を形成
し；そして、前記第６の開閉弁（１６）と前記アキュムレータ（６）
との間と、前記四方弁（２）を接続する回路に、第７の
開閉弁（１９）を設け、もって、前記冷媒が、常に、前
記蓄熱槽（７）内に収納した前記蓄熱用熱交換器（２
２）を一方の方向にのみ流れるようにしたことを特徴と
する蓄熱槽を備えた空気調和装置。
【請求項２】前記請求項１に記載した蓄熱槽を備えた
空気調和装置において：さらに、第１の逆止弁（２０）を、前記第４のバイパス回路（３
１ｅ）の第９の開閉弁（１６）と、前記メイン回路（３
０ｃ）の前記四方弁（２）と前記アキュムレータ（６）
の間に、前記冷媒が前記アキュムレータ（６）の方向に
のみ流れるように接続し；そして、第２の逆止弁（２６）を、前記第７の開閉弁（１９）の
代わりに、前記メイン回路（３０ｃ）の第１０の開閉弁
（２０）と前記アキュムレータ（６）との間に、前記冷
媒が前記アキュムレータ（６）の方向にのみ流れるよう
に接続されたことを特徴とする蓄熱槽を備えた空気調和
装置。