JPS63187042A - 空調機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍サイクルに蓄熱槽を組み込んだ空調機に
係り、特に蓄熱槽に蓄熱するにおいて、蓄熱が速く行え
る空調機に関するものである。

（従来の技術） 蓄熱式の空調機は、インバータ装置で駆動される能力可
変圧縮機の吐出側に、その吐出冷媒と熱交換する蓄熱材
が封入された蓄熱槽が接続され、その蓄熱槽より室内熱
交換器、減圧装置、室外熱交換器を順に接続して冷凍サ
イクルを構成したものである。

この蓄熱式の空調機においては、空調運転を行わない際
に蓄熱槽内の蓄熱材を圧縮機の吐出冷媒で加熱して蓄熱
するようにしている。

すなわち、室内熱交換器の室内ファンを停止した状態と
し、室外熱交換器の室外ファンを駆動し、圧縮機の高温
高圧冷媒を蓄熱槽内で凝縮させて蓄熱するようにしてい
る。

このように蓄熱槽に蓄熱したのらは、その蓄熱を暖房立
ち上り時の熱源に用いたり、或は除霜運転時の熱源に用
いたりしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この蓄熱専用運転時において、圧縮機を
低周波数域で駆動すると蓄熱層での冷媒の凝縮温度と蓄
熱温度との温度差が小さく、このため蓄熱に時間がかか
ると共に蓄熱不足となりやすい問題がある。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、蓄熱槽
に蓄熱を行うにおいて、蓄熱が速く行える空調機を提供
することを目的とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、上
記の目的を達成するために、能力可変圧縮機、室内熱交
換器、減圧装置、室外熱交換器を順次接続して冷凍サイ
クルを形成し、該冷凍サイクルの高温側冷媒の熱を蓄熱
する蓄熱槽を設けた空調機において、蓄熱運転時室内フ
ァンを停止すると共に室外ファンを駆動し、さらに上記
能力可変圧縮機の最小能力を通常の空調運転時の最小能
力より高く制御する手段とを具備したもので、通常例え
ば、インバータ装置の出力周波数範囲３０〜１２０１１
ｚで暖房運転を行う場合、蓄熱専用運転時は５０〜１２
０Ｈｚの周波数域で行うことで能力可変圧縮機の能力を
高くし、蓄熱槽の蓄熱材を良好に蓄熱できるようにした
ものである。

（実施例） 以下本発明の空調機の好適実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図は本発明の空調様の冷凍サイクルを示し、図にお
いて１はインバータ装置２で駆動される能力可変圧縮機
で、その吐出側に蓄熱槽３が接続される。

この蓄熱槽３より四方弁４の一方のポートを介し、室内
熱交換器５．第に方弁６．膨張弁などの減圧装置７．室
外熱交換器８．四方弁４の他方のボートを介し、さらに
逆止弁９を介して圧縮機１の吸込側に接続され冷凍ナイ
クルが構成される。

蓄熱槽３は、圧縮機１からの高温高圧冷媒が流れる加熱
熱交換器１０と、室内熱交換器５を通って凝縮された冷
媒が通る吸熱熱交換器１１とを有すると共に槽３内にパ
ラフィンなど融点が４０〜５０℃前後の蓄熱材１２が封
入されて形成される。

室内熱交換器５には横流ファンなどの室内ファン１３が
設けられ、室外熱交換器８にはプロペラファンなどの室
外ファン１４が設けられる。

室内熱交換器５と第に方弁６間には室内熱交換器５から
の凝縮冷媒を蓄熱槽３の吸熱熱交換器１１へ流す蓄熱利
用ライン１５が接続され、そのライン１５に第２二方弁
１６が接続される。また吸熱熱交換器１１には蓄熱利用
ライン１５からの冷媒を圧縮機１の吸込側に戻す戻しラ
イン１７が接続されると共に第３二方弁１８が接続され
る。

戻しライン１７には、そのライン１７を流れる冷媒を室
外熱交換器８に流す除霜ライン１つが接続されると共に
そのライン１９に第４二方弁２０が接続される。

インバータ装置２は、空調負荷に応じて出力周波数が例
えば３０〜１２０ｔｌｚの三相交流を圧縮機１に出力し
、圧縮機１を空調負荷に応じた圧縮能力となるよう制御
するもので、第２図に示すように通常暖房或は後述する
暖房蓄熱運転時の周波数運転域が３０〜１２０Ｈ２とな
るよう、また蓄熱専用運転時の運転域が５０〜１２０１
１７となるよう、すなわち蓄熱時の最小能力が通常の空
調運転時の最小能力より高くなるよう圧縮機１を駆動す
る。

次に本実施例の作用を説明する。

先ず、通常暖房時、蓄熱暖房時及び蓄熱専用運転時は、
第に方弁６が開で、第２〜４二方弁１６．１８．２０が
閉じられる。

通常暖房時は、能力可変圧縮機１からの高温高圧冷媒は
蓄熱槽３の加熱熱交換器１０をそのまま通り、四方弁４
の一方のポートを介して室内熱交換器５に流れ、そこで
、室内ファン１３で吸込み送風される室内空気との熱交
換により凝縮し、第に方弁６を介し減圧装置７で減圧さ
れたのち、室外熱交換器８に流れ、そこで室外ファン１
４で送風された外気と熱交換して蒸発され四方弁４の他
方のボート及び逆止弁９を介して圧縮８１１に戻る。

この暖房時には蓄熱槽３内の蓄熱材には蓄熱された状態
にあり、圧縮機１から吐出された高温高圧冷媒は、その
まま凝縮せずに室内熱交換器５側に流れる。

また暖房蓄熱運転の場合にも冷媒の流れは通常暖房時と
同じであるが、蓄熱槽３内の蓄熱材１２が未だ充分に蓄
熱されていない状態にあり、圧縮機１からの高温高圧冷
媒の熱の一部で蓄熱材１２を加熱したのち室内熱交換器
５に流れることとなる。

この通常暖房及び暖房蓄熱運転時のインバータ装置２の
出力周波数域は３０〜１２０Ｈｚの範囲で運転される。

すなわち、空調負荷が大きい時（設定温度に対して室温
が低い時）は最大周波数値である１　２０　Ｈｚで運転
され、その後空調負荷が小さくなったならば順次段階的
に３０Ｈｚまで落されて運転される。

次に蓄熱専用運転の場合を説明する。

先ず、蓄熱専用運転を行う際には室内ファン１３は停止
され、室外ファン１４が駆動された状態にされ、第１〜
４二方弁６，１６．１８．２０は通常暖房及び暖房蓄熱
運転と同様に開閉される。

この状態で圧縮機１からの高温高圧冷媒は蓄熱槽３の加
熱熱交換器１０を流れ、そこで蓄熱材１２と熱交換によ
り凝縮し、その凝縮液が、室内熱交換器５をそのまま流
れ、第に方弁６を介して減圧装置７で減圧され、室外熱
交換器８で蒸発され、四方弁４及び逆止弁９を介して圧
縮機１に房る。このように圧縮機１からの高温高圧冷媒
が蓄熱槽３内の蓄熱材１２と熱交換することで蓄熱材１
２が加熱され、蓄熱されることとなる。

蓄熱専用運転開始時においては蓄熱材１２は固相状態に
あり、その蓄熱開始時の温度と蓄熱温度（約５０℃）と
の温度差が大きいためインバータ装置２の出力周波数値
が最大値（１２０Ｈ２）となるよう圧縮機１を駆動する
。この際、図には示していないが、蓄熱槽３の冷媒出口
側に凝縮温度センサを設け、そのセンサの検出温度に応
じて出力周波数を最大限に上げて圧縮機１を駆動するこ
とで蓄熱材１２を速く溶かすことができ、これを潜熱と
して蓄熱できる。

また上述のように蓄熱材１２は固相状態であり、加熱熱
交換器１０での熱交換率が低く、放熱器に対して冷媒熱
量が十分に大きいと、その冷媒の凝縮温度が上昇し、圧
縮機１の保護回路（図示せず）が働くため、上述のよう
に出口側の凝縮温度を検出し、凝縮温度が一定値より上
昇しないよう適宜最大周波数（１２０＋１２　）より周
波数を５０　Ｈｚまで落して行くとよい。

蓄熱専用開始後、インバータ装置２の出力周波数は、第
４図に示すように蓄熱材１２の温度上界と共に段階的に
１２０Ｈ２から５０ｉｌ　Ｚまで下げられ、蓄熱材１２
の温度が蓄熱設定温度に達したならば圧縮機１が停止さ
れ、その後放熱などで蓄熱材１２の温度が低下したなら
ば蓄熱設定温度を保つべく、圧縮機１が駆動される。

第３図は、本発明の他の実施例を示したものである。

蓄熱開始時の蓄熱Ｍ！３内の蓄熱材１２の温度は外気温
によりまちまちとなる。本例においては外気温の高い時
は出力周波数は低Ｈ２で運転し、また低い時は出力周波
数を高１１２で運転するようにしたものである。

先ず、蓄熱運転命令２１がなされると、外気温センサに
より外気ｍＴを検出し、外気１ｆｌＴと設定温度（０℃
）とを比較２２し、外気温Ｔが０℃以下の場合には、上
述した蓄熱運転を行い、外気温Ｔが０℃以上のときは最
大周波数値（１２０１１ｚ　）を下げた低Ｈ２の蓄熱運
転２３を行うようにする。

このように外気温に応じて出力周波数値を制御すること
で、外気温が高い時の蓄熱時には省エネ運転が可能とな
る。

尚、暖房開始時の立ち上がり運転時は第に方弁６及び第
４二方弁２０を閉じ、第２二方弁１６及び第３二方弁１
８を開とし、圧縮機１で未だ充分に高温高圧となってい
ない冷媒を蓄熱１／Ｂ３の加熱熱交換器１０を通し室内
熱交換器５に流し、そこで凝縮させたのち、蓄熱利用ラ
イン１５の第２二方弁１６を通し、吸熱熱交換器１１を
通して蓄熱材１２と熱交換さＵて蒸発させ、戻しライン
１７の第３二方弁１８を介して圧縮機１に戻すことで蓄
熱槽３の蓄熱を循環冷媒の加熱に用い、暖房立ち上り運
転を良好にする。

また通常暖房時に室外熱交換器８が着霜し、除霜運転を
行う場合には第に方弁６と第３二方弁１８を閉じ、第２
二方弁１６と第４二方弁２０を開き、室内熱交換３５で
凝縮した冷媒を第２二方弁１６を通し、蓄熱槽３を通し
たのち、除霜ライン１つより１４二方弁２０を介して室
外熱交換器８に流したのち圧縮機１に戻して室外熱交換
器８の除霜を行う。

冷房運転を行う場合には第１〜４二方弁６゜１６．１８
．２０は暖房運転と同様に開閉しておき、四方弁４を図
示の点線で示したボートを接続するよう切換え、圧縮機
１の吐出冷媒を暖房時と逆サイクルに室外熱交換器８側
に流せばよい。

尚上述の実施例においては蓄熱槽２を室内熱交換器４と
直列に接続する例を示したが、蓄熱槽２は冷凍サイクル
、内で蓄熱できる位置（圧縮機１の吐出側と減圧装置７
間）であればどこに接続してもよく、例えば蓄熱運転時
の吐出冷媒を室内熱交換器４を通さずに蓄熱槽２から直
接減圧装置に導くようになし、蓄熱利用時には蓄熱槽へ
吐出冷媒が流れず直接室内熱交換器４に流れ、その凝縮
冷媒を蓄熱槽へ流すよう蓄熱利用回路を構成するように
してもよい。

［発明の効！ｍ］ 以上説明してきたように本発明によれば次のごとき優れ
た効果を発揮する。

（１）　　圧縮機の吐出側に吐出冷媒の熱を蓄熱する蓄
熱槽を設け、蓄熱専用運転時、インバータ装置の最小出
力周波数を通常の空調時より高い周波数値で圧縮機を駆
動するようにしＩこので、蓄熱が速く行える。

（２）　　外気温が低くとも、それに応じて蓄熱運転が
行え、十分な蓄熱が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示ず冷凍サイクル図、第２
図は本発明において通常の空調運転と蓄熱専用運転時の
インバータ装置の運転周波数を説明する図、第３図は本
発明の他の実施例を示すフローチャート図、第４図は本
発明において蓄熱運転時の蓄熱温度に対する周波数ｔｌ
ｉＩＩｆａｌｌを示す図である。 図中、１は圧縮機、２はインバータ装置、３は蓄熱槽、
５は室内熱交換器、７は減圧装置、８は室外熱交換器、
１３は室内ファン、１４は室外ファンである。 代理人　弁理士　　則　　近　　憲　　缶周　　　　　
　　　湯　　　　山　　　　幸　　　夫第１図 園浪数（Ｈｚ） 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 能力可変圧縮機、室内熱交換器、減圧装置、室外熱交換
   器を順次接続して冷凍サイクルを形成し、該冷凍サイク
   ルの高温側冷媒の熱を蓄熱する蓄熱槽を設けた空調機に
   おいて、蓄熱運転時室内ファンを停止すると共に室外フ
   ァンを駆動し、さらに上記能力可変圧縮機の最小能力を
   通常の空調運転時の最小能力より高く制御する手段とを
   具備したことを特徴とする空調機。