JPH09280612A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１供給管と第２供給管とを備えた氷供給管
の分岐部分の構成を改良することにより、各供給管から
の氷の供給切換え動作を円滑に行う。 【解決手段】 冷媒循環回路と水循環回路とを備え、蓄
熱熱交換器で水を冷却して過冷却状態にし、この水に氷
核生成器で生成した氷核を混入して過冷却状態を解消し
て氷を生成し、この氷を供給管(48)により蓄熱タンク
(T) に供給する装置に対し、供給管(48)を、蓄熱タンク
(T) 内の液面よりも下側位置で開口する第１供給管(48
a) と、該第１供給管(48a) から分岐して上方に延びて
液面よりも上側位置で開口する第２供給管(48b) とで成
す。第２供給管(48b) の分岐位置を、第１供給管(48a)
の高さ方向の中央部若しくは該中央部よりも下側とし、
第２供給管(48b) を、その分岐位置から水平方向に延ば
した後、上方に屈曲させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置等に
備えられる氷蓄熱装置に係り、特に、蓄熱タンクに氷を
供給する供給管の下流端を分岐させ、各分岐供給管によ
る氷の供給動作を切換えるようにしたものの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置等に備えられる
氷蓄熱装置として、例えば特開平７−２４８１６８号公
報に開示されているように、蓄熱タンクと過冷却水生成
用の熱交換器と過冷却解消部とを循環配管により順次接
続し、水または水溶液である蓄熱媒体の循環を可能とす
る閉回路（循環路）を備えたものが知られている。

【０００３】そして、この種の氷蓄熱装置の製氷動作と
しては、蓄熱タンクの側面に形成された取出し口から循
環路へ取出した水（蓄熱媒体）を、熱交換器において過
冷却状態まで冷却し、過冷却解消部において過冷却状態
を解消してスラリー状の氷を生成する。そして、この氷
を、循環路の供給管を経て蓄熱タンクに供給、貯留す
る。また、上記公報に開示されている氷蓄熱装置では、
供給管の下流端部分を２系統に分岐し、一方を蓄熱タン
クの底部において上向きに開口する下側供給管とし、他
方を蓄熱媒体の水面よりも上側位置で開口する上側供給
管としている。これにより、過冷却解消部で生成された
氷は、先ず、高さ位置の低い下側供給管から蓄熱タンク
内に供給され、水面下に貯留される。そして、ある程度
の氷が供給されると、該氷の下面が下側供給管の開口付
近に達して該開口からの氷の吹出し抵抗が大きくなる。
これにより、供給管の内圧が上昇し、上側供給管からの
氷供給動作に切換えられる。そして、この上側供給管か
ら供給された氷は水面上に積層されることになる。

【０００４】このようにして、水面下及び水面上に夫々
氷が貯留されることになり、水面下の氷に作用する浮力
と、水面上の氷に作用する重力とにより、高いＩＰＦ
（蓄熱媒体の全体積に対する氷の体積割合）で氷を貯留
することができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な供給管の下流端部分を２系統に分岐した氷蓄熱装置に
あっては、この各系統からの氷供給動作の切換わり動作
が円滑に行われないことがあった。詳しく説明すると、
図２０（図２０(b) は(a) のB-B 線断面図）に示すよう
に、上側供給管(a) の上流側端部（下端部）を下側供給
管(b) の上部に接続しているので、この下側供給管(b)
のみから氷(I) を供給している際、この管内を流れる氷
(I) の一部が上側供給管(a) に流れ込むことになる。こ
れは、下側供給管(b) の内部を流れる氷(I) が、その浮
力の影響により該下側供給管(b) の上層部分を流れ、上
側供給管(a) は、この上層部分に開放するように接続さ
れているためである。

【０００６】そして、このようにして上側供給管(a) に
氷(I) が流れ込んだ場合には、この氷(I) が該上側供給
管(a) 内部の水面付近に凝集し（図２０(a) 参照）、氷
塊となってしまう可能性がある。このような状況におい
て、氷(I) が下側供給管(b)の開口に近接して供給管の
内圧が上昇し、本来、氷の供給動作が切換わるべき状況
においても上記氷塊によって上側供給管(a) の流通抵抗
が大きくなっているために、容易には氷(I) の供給動作
が切換わらない。つまり、供給管の内圧がかなり上昇す
るまで下側供給管(b) からの氷供給動作が継続して行わ
れることになる。

【０００７】このような状況では、蓄熱タンク内での氷
の下面がかなり低い位置まで降下し、この氷の一部が蓄
熱タンクの取出し口から循環路に流れ出てしまうことが
ある。そして、この流れ出た氷が過冷却水生成用の熱交
換器に達した場合、該氷の周囲で水の過冷却解消動作が
行われ、過冷却解消部以外の部分で氷が生成され、製氷
動作が安定して行われないばかりでなく、この氷が熱交
換器の壁面に付着して成長することによる該熱交換器の
凍結が生じ、製氷動作が不能になってしまう虞れもあ
る。

【０００８】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、氷供給管の分岐部分の構成を
改良することにより、各供給管からの氷の供給切換え動
作が円滑に行えるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、下側供給管を流れる氷は浮力の作用を
受けて、該下側供給管内部の上層部分を流れていること
に着目し、上側供給管の分岐位置を、この下側供給管内
部を流れる氷が流れ込み難い位置に設定した。

【００１０】具体的に、請求項１記載の発明は、液相の
蓄熱媒体(W) と該蓄熱媒体(W) から生成された氷(I) と
を貯留可能な蓄熱タンク(T) と、該蓄熱タンク(T) から
取出した蓄熱媒体(W) を過冷却状態まで冷却する過冷却
熱交換器(42)と、上記蓄熱媒体(W) の過冷却状態を解消
して相変化させ、氷(I) を生成する過冷却解消手段(43)
と、該過冷却解消手段(43)で生成した氷(I) を蓄熱タン
ク(T) に供給する供給管(48)とを備えた氷蓄熱装置を前
提としている。そして、上記供給管(48)の下流部に、水
平方向に延びて蓄熱タンク(T) 内の蓄熱媒体(W) の液面
よりも下方位置で開口する第１供給管(48a) と、該第１
供給管(48a) から分岐して上方に延び、上記液面よりも
上方位置で開口する第２供給管(48b) とを備えさせる。
また、上記第２供給管(48b) を、第１供給管(48a) の高
さ方向の中央部若しくは該中央部よりも下側から直接水
平方向に延ばした後、上方に屈曲させた構成としてい
る。この構成により、製氷時の動作としては、蓄熱タン
ク(T) 内から取出された蓄熱媒体(W) が過冷却熱交換器
(42)によって過冷却状態まで冷却され、この蓄熱媒体
(W) の過冷却状態が過冷却解消手段(43)において解消さ
れて蓄熱媒体(W) が相変化して氷(I) が生成される。そ
して、この氷(I) は供給管(48)により蓄熱タンク(T) に
供給される。この供給管(48)による氷(I) の供給に際し
ては、先ず、下側に位置する第１供給管(48a) から氷
(I) が供給され、該第１供給管(48a) の開口付近にまで
氷(I) の下面が達すると供給管(48)の内圧上昇に伴って
第２供給管(48b) からの氷供給動作に切換えられる。そ
して、第２供給管(48b) は、第１供給管(48a) の高さ方
向の中央部若しくは該中央部よりも下側から水平方向に
延びた後、上方に屈曲しているので、第１供給管(48a)
からの氷供給時に、この氷(I) （第１供給管(48a) 内の
上層部分を流れている）が第２供給管(48b) に流れ込む
ことが抑制される。このため、該第２供給管(48b) に流
れ込んだ氷(I) が氷塊となって供給動作の切換わりを阻
害するといった状況の発生が回避されることになる。ま
た、供給動作が切換わって第２供給管(48b) から氷(I)
が供給される際、この第２供給管(48b) は第１供給管(4
8a) に対して水平方向に延びているので、殆ど圧力損失
を生じさせることなしに蓄熱タンク(T) への供給が可能
となっている。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、第２供給管(48b) の上流端を、
第１供給管(48a) の下端部に対してその接線方向に延び
るように該第１供給管(48a) から分岐させた構成として
いる。

【００１２】この構成により、上述した請求項１記載の
発明に係る作用、つまり、第１供給管(48a) からの氷供
給時に、この氷(I) が第２供給管(48b) に流れ込むこと
を抑制することと、第２供給管(48b) からの氷供給時に
おける圧力損失の発生を回避することとが共に良好に確
保できる第２供給管(48b) の最適な分岐位置を得ること
ができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、前提を上述した請
求項１記載の発明に係る氷蓄熱装置と同じくする。そし
て、供給管(48)の下流部に、水平方向に延びて蓄熱タン
ク(T) 内の蓄熱媒体(W) の液面よりも下側位置で開口す
る第１供給管(48a) と、該第１供給管(48a) から分岐し
て上方に延び、上記液面よりも上側位置で開口する第２
供給管(48b) とを備えさせる。また、上記第１供給管(4
8a) の一部を内側管(48a-1) と外側管(48a-2) とで成る
二重管構造で構成し、内側管(48a-1) の下側部分に氷排
出用の開口(48c) を形成する一方、第２供給管(48b) の
上流端を外側管(48a-2) の上側部分に接続した構成とし
ている。

【００１４】この構成により、第１供給管(48a) を流れ
る氷(I) が第２供給管(48b) に流れ込む経路としては、
第１供給管(48a) の開口(48c) 及び内外各管(48a-1,48a
-2)の間の空間であって、第１供給管(48a) からの氷供
給動作の際に、この開口(48c) に氷(I) が流れ込むこと
は殆どなく、上述した請求項１記載の発明と同様の作用
が得られる。そして、特に本発明では、第２供給管(48
b) として屈曲した配管を使用する必要がないので、配
管の曲げ加工を不要とする供給管(48)を構成することが
できる。

【００１５】請求項４記載の発明は、上記請求項１また
は３記載の氷蓄熱装置において、第１供給管(48a) 及び
第２供給管(48b) の分岐部を蓄熱タンク(T) の内部に位
置させた構成としている。

【００１６】この構成により、供給管(48)の蓄熱タンク
(T) の壁面に対する貫通部は１箇所で済み、装置の加工
性が良好に得られる。

【００１７】請求項５記載の発明は、上記請求項１また
は３記載の氷蓄熱装置において、第２供給管(48b) の内
径を、第１供給管(48a) の内径よりも小さく設定した構
成としている。

【００１８】この構成により、第１供給管(48a) からの
氷(I) の供給流速を比較的低くすることができ、供給さ
れる氷(I) の速度が高いことに伴って、タンク(T) に貯
留されている氷(I) の下面によってこの供給された氷
(I) が反転してタンク(T) の取出し部分から流出してし
まうといった状況が回避できる。また、第２供給管(48
b) からの氷(I) の供給流速を比較的高くすることがで
き、仮に第１供給管(48a)からの氷供給時に、第２供給
管(48b) に氷(I) が流れ込んで該第２供給管(48b)の内
壁に付着したような場合であっても、供給動作の切換わ
り後には高い流速で第２供給管(48b) に氷(I) が流れる
ことになるので、この付着した氷(I) を容易に剥離する
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図１は本形態に係る氷蓄熱式空気調和
装置に備えられた冷媒循環回路(A) の全体構成を示して
いる。また、図２は水循環回路(B) の詳細図である。図
１に示すように、本空気調和装置は、室外ユニット(X)
と複数の室内ユニット(Y,Y,Y) とが上記冷媒循環回路
(A) の一部を構成する液側及びガス側の連絡管(RL,RG)
により接続された所謂室内マルチタイプに構成されてい
る。以下、冷媒循環回路(A) 及び水循環回路(B) につい
て説明する。

【００２０】−冷媒循環回路の説明− 先ず、冷媒循環回路(A) の主要回路構成について説明す
る。この冷媒循環回路(A) は、室外ユニット(X) に備え
られた圧縮機構(1) 、四路切換弁(2) 、室外ファン(F)
が近接配置された熱源側熱交換器としての室外熱交換器
(3) 、レシーバ(4) 及び第１室外電動膨張弁(5) と、室
内ユニット(Y) に備えられた複数の室内電動膨張弁(6,
6,6) 及び利用側熱交換器としての室内熱交換器(7,7,7)
とが冷媒配管(8) によって順に接続されて成るメイン
冷媒回路(A-1)を備えている。

【００２１】各機器の冷媒配管(8) による接続状態につ
いて詳しく説明すると、上記室外熱交換器(3) における
ガス側である一端にはガス側配管(10)が、液側である他
端には液側配管(11)が夫々接続されている。ガス側配管
(10)は、四路切換弁(2) によって圧縮機構(1) の吐出側
と吸込側とに切換可能に接続されている。つまり、この
ガス側配管(10)は、圧縮機構(1) の吐出側と四路切換弁
(2) とを接続する第１吐出ガスライン(10a) 、四路切換
弁(2) と室外熱交換器(3) とを接続する第２吐出ガスラ
イン(10b) 、四路切換弁(2) と圧縮機構(1) の吸入側と
を接続する吸入ガスライン(10c) を備えている。また、
この吸入ガスライン(10c) にはアキュムレータ(12)が設
けられている。

【００２２】一方、液側配管(11)は、室外熱交換器(3)
とレシーバ(4) とを接続する第１液ライン(11a) 、レシ
ーバ(4) と第１室外電動膨張弁(5) とを接続する第２液
ライン(11b) 、室外電動膨張弁(5) と液側連絡管(RL)と
を接続する第３液ライン(11c) を備えている。また、第
１液ライン(11a) には、室外熱交換器(3) からレシーバ
(4) へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV1)
が、第３液ライン(11c)には、室外電動膨張弁(5) から
液側連絡管(RL)へ向かう冷媒の流通のみを許容する２個
の逆止弁(CV2,CV3) が夫々設けられている。

【００２３】また、第１液ライン(11a) における逆止弁
(CV1) とレシーバ(4) との間と、第３液ライン(11c) に
おける逆止弁(CV3) の下流側とは第４液ライン(11d) に
より接続されている。この第４液ライン(11d) には、第
３液ライン(11c) から第１液ライン(11a) へ向かう冷媒
の流通のみを許容する逆止弁(CV4) が設けられている。

【００２４】また、上記液側連絡管(RL)は、複数の室内
液配管(7a,7a,7a)を介して各室内熱交換器(7,7,7) の液
側に接続されている。この各室内液配管(7a,7a,7a)には
上記室内電動膨張弁(6,6,6) が設けられている。

【００２５】一方、上記ガス側連絡管(RG)は、複数の室
内ガス配管(7b,7b,7b)を介して各室内熱交換器(7,7,7)
のガス側に接続されている。また、このガス側連絡管(R
G)は、ガス配管(15)を介して四路切換弁(2) に接続され
ており、この四路切換弁(2)によって圧縮機構(1) の吐
出側及び吸込側に対する接続状態が切換え可能となって
いる。

【００２６】上記圧縮機構(1) は、インバータ制御され
て多数段階に容量制御される可変容量型の上流側圧縮機
（COMP-1）と、フルロード、アンロード及び停止の３段
階に切換え制御されるアンローダ機構付きの下流側圧縮
機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に構成
されている。

【００２７】そして、本冷媒循環回路(A) には、圧縮機
構(1) に潤滑油を戻す油戻し機構（20）が設けられてい
る。この油戻し機構（20）は、油分離器（21,22)と油戻
し管（23,24)とを備えている。上記油分離器（21,22)
は、第１吐出ガスライン(10a)の一部である上流側圧縮
機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）との各吐出管(1
0a-1,10a-2) の夫々に配設されている。また、上記油戻
し管（23,24)は、キャピラリチューブ（CP）を備え、油
分離器（21,22)の下端部と上記吸入ガスライン(10c) の
一部である上流側圧縮機（COMP-1）の吸込管(10c-1) と
に接続され、油分離器（21,22)に溜った潤滑油を上流側
圧縮機（COMP-1）に戻すように構成されている。また、
各吐出管(10a-1,10a-2) における油分離器(21,22) の下
流側には各圧縮機(COMP-1,COMP-2) から四路切換弁(2)
に向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁(CV5,CV6) が
夫々設けられている。

【００２８】また、上記吸入ガスライン(10c) の一部で
ある下流側圧縮機（COMP-2）の吸込管(10c-2) は、上流
側圧縮機（COMP-1）の吸込管(10c-1) より圧力損失が大
きく設定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間にキャ
ピラリチューブ(CP)を備えた均油管（25）が接続されて
いる。この結果、高圧側となる上流側圧縮機（COMP-1）
に回収された潤滑油が、低圧側となる下流側圧縮機（CO
MP-2）に供給されて、各圧縮機（COMP-1,COMP-2)に均等
に潤滑油が回収されるようになっている。

【００２９】また、上記室外熱交換器(3) に隣接して補
助熱交換器(30)が設けられており、この補助熱交換器(3
0)のガス側は、補助ガスライン(31)によって第１吐出ガ
スライン(10a) における逆止弁(CV5,CV6) の下流側に接
続されている。一方、補助熱交換器(30)の液側は、補助
液ライン(32)によって第１液ライン(11a) における逆止
弁(CV1) の下流側に接続されている。また、この補助液
ライン(32)にはキャピラリチューブ(CP)及び第１電磁弁
(SV1) が設けられている。

【００３０】更に、第３液ライン(11c) における逆止弁
(CV2) の上流側と第１液ライン(11a) における逆止弁(C
V1) の上流側との間は暖房液ライン(33)により接続され
ている。この暖房液ライン(33)には第３液ライン(11c)
から室外熱交換器(3) へ向う冷媒の流通のみを許容する
逆止弁(CV7) が設けられている。

【００３１】また、第２液ライン(11b) と、第３液ライ
ン(11c) における逆止弁(CV2) の下流側とはバイパスラ
イン(34)により接続されている。このバイパスライン(3
4)には第２電磁弁(SV2) 及び第２液ライン(11b) から第
３液ライン(11c) へ向う冷媒の流通のみを許容する逆止
弁(CV8) が設けられている。以上が冷媒循環回路(A)の
主要な回路構成である。

【００３２】−水循環回路の説明− 次に、水循環回路(B) の構成について説明する。この水
循環回路(B) は、図２に示すように、蓄熱タンク(T) 、
ポンプ(P) 、二重管構造の熱交換器で成る予熱器(40)、
混合器(41)、縦型のシェルアンドチューブ式の熱交換器
で成る過冷却熱交換器としての蓄熱熱交換器(42)及び過
冷却解消器(43)が水配管(45)によって水の循環（図２の
矢印参照）が可能に順に接続されている。また、蓄熱熱
交換器(42)と過冷却解消器(43)とを接続する水配管(45
a)には、氷核生成器(46)及び氷進展防止器(47)が備えら
れている。そして、予熱器(40)及び蓄熱熱交換器(42)で
は冷媒循環回路(A) を流れる冷媒と水との間で熱交換を
行うようになっている。

【００３３】以下、この予熱器(40)及び蓄熱熱交換器(4
2)に対し、水との間で熱交換を行う冷媒を供給するため
の冷媒循環回路(A) の構成について説明する。

【００３４】図１に示すように、予熱器(40)は、上記第
３液ライン(11c) の途中に設けられており、この二重管
でなる予熱器(40)の中央側空間を水が外側空間を第３液
ライン(11c) 内の冷媒が流れることで、この両者間で熱
交換を行うようになっている（図２参照）。また、第３
液ライン(11c) における予熱器(40)とバイパスガスライ
ン(34)の接続位置との間と、アキュムレータ(12)の上流
側とは解凍バイパスライン(50)により接続されている。
この解凍バイパスライン(50)には第３電磁弁(SV3) が設
けられている。

【００３５】また、蓄熱熱交換器(42)には上部接続管(5
1)及び下部接続管(52)が接続されている。上部接続管(5
1)は、一端が蓄熱熱交換器(42)の側面上端部に、他端が
吸入ガスライン(10c) における上記解凍バイパスライン
(50)の接続位置の上流側に夫々接続されている。一方、
下部接続管(52)は、一端が蓄熱熱交換器(42)の側面下端
部に、他端が第３液ライン(11c) における上記予熱器(4
0)と逆止弁(CV3) との間に夫々接続されている。また、
上部接続管(51)には第４電磁弁(SV4) が、下部接続管(5
2)には膨張機構としての第２室外電動膨張弁(52a) が夫
々設けられている。そして、この蓄熱熱交換器(42)の内
部には下部接続管(52)から上部接続管(51)に亘って冷却
用熱交換器(42a) を構成する冷媒の流通空間が形成され
ている。そして、この蓄熱熱交換器(42)は上部接続管(5
1)及び下部接続管(52)により導入、導出される冷媒と水
との間で熱交換を行うよう構成されている。

【００３６】また、上記レシーバ(4) の上端部と、下部
接続管(52)における第２室外電動膨張弁(52a) と蓄熱熱
交換器(42)との間は蓄熱利用バイパス管(53)により接続
されている。そして、この蓄熱利用バイパス管(53)には
キャピラリチューブ(CP)及び第５電磁弁(SV5) が設けら
れている。

【００３７】更に、第１吐出ガスライン(10a) における
補助ガスライン(31)の接続位置と逆止弁(CV5,CV6) との
間と、下部接続管(52)における蓄熱利用バイパス管(53)
の接続位置と第２室外電動膨張弁(52a) との間はホット
ガス供給管(54)により接続されている。このホットガス
供給管(54)には第６電磁弁(SV6) が設けられている。

【００３８】また、このホットガス供給管(54)における
第６電磁弁(SV6) の下流側と蓄熱熱交換器(42)の側面上
部との間は蓄熱利用供給管(55)により接続されている。
この蓄熱利用供給管(55)には第７電磁弁(SV7) が設けら
れている。

【００３９】このようにして予熱器(40)及び蓄熱熱交換
器(42)に冷媒配管が接続されていることにより、各冷媒
配管より各機器(40,42) に冷媒が供給されると、該冷媒
と水との間で熱交換が行われて該水を冷却或いは加熱す
るようになっている。具体的には、例えば、蓄熱熱交換
器(42)において製氷用の過冷却水を生成するよう水を冷
却したり、水配管(45)を氷が循環する際には該氷を融解
するよう予熱器(40)により水を加熱する。

【００４０】次に、上記氷核生成器(46)及び氷進展防止
器(47)について説明する。氷核生成器(46)は、水配管(4
5a) を流れる水の一部を冷媒循環回路(A) を流れる冷媒
により冷却氷化し、それを氷核として過冷却解消器(43)
に供給するものである。そして、この氷核生成器(46)に
は氷核生成冷媒導入管(58)及び氷核生成冷媒導出管(59)
が接続されている。氷核生成冷媒導入管(58)は、一端が
下部接続管(52)におけるホットガス供給管(54)の接続位
置と第２室外電動膨張弁(52a) との間に、他端が氷核生
成器(46)に夫々接続されている。また、この氷核生成冷
媒導入管(58)はキャピラリチューブ(CP)を備えている。
氷核生成冷媒導出管(59)は、一端が上記下流側圧縮機(C
OMP-2)の吸入管(10c-2) に、他端が氷核生成器(46)に夫
々接続されている。これにより、氷核生成冷媒導入管(5
8)から氷核生成器(46)に導入された冷媒と水配管(45a)
を流れる冷媒との間で熱交換を行って該水を冷却し、こ
の水の一部を氷塊として水配管(45a) の内壁面に付着生
成し、水配管(45a) 内の水圧により氷塊の一部を剥離さ
せ、これを氷核として過冷却解消部(43)に向って流す構
成となっている。

【００４１】また、氷進展防止器(47)は、上記氷核生成
器(46)よりも水の流通方向上流側に配設されており、氷
核生成器(46)から水配管(45a) の管壁に沿った氷の進展
を防止するものである。そして、この氷進展防止器(47)
には進展防止冷媒導入管(60)及び進展防止冷媒導出管(6
1)が接続されている。進展防止冷媒導入管(60)は、一端
が補助ガスライン(31)に、他端が氷進展防止器(47)に夫
々接続されている。進展防止冷媒導出管(61)は、一端が
上記補助液ライン(32)におけるキャピラリチューブ(CP)
と第１電磁弁(SV1) との間に、他端が氷進展防止器(47)
に夫々接続されている。また、この進展防止冷媒導出管
(61)はキャピラリチューブ(CP)を備えている。これによ
り、進展防止冷媒導入管(60)から導入された冷媒により
水配管(45a) の管壁を加熱することにより氷核生成器(4
6)からの氷の進展を阻止するようになっている。

【００４２】また、上記混合器(41)及び過冷却解消器(4
3)は、共に中空円筒状の容器で成り、水配管(45)により
内周面接線方向から水が導入され容器内に導入された水
が旋回流となる構成とされている。これにより、混合器
(41)では、後述するように蓄熱タンク(T) から流出され
た氷と予熱器(40)で加熱された水とを混合撹拌すること
で、この氷を融解を促進させ、一方、過冷却解消器(43)
では、上記氷核生成器(46)で生成された氷核と蓄熱熱交
換器(42)で生成された過冷却水とを混合撹拌して過冷却
の解消を促進するようになっている。

【００４３】また、図２における(62)は、予熱器(40)に
導入する水に含まれる氷や不純物を除去するためのフィ
ルタである。

【００４４】そして、上述した四路切換弁(2) 、各電磁
弁(SV1〜SV7)及び各電動膨張弁(5,6,52a) はコントロー
ラ(70)によって開閉状態が制御されるようになってい
る。

【００４５】−センサ類の構成− 上記冷媒循環回路(A) 及び水循環回路(B) 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、先ず、冷媒循環回路(A) には、室外空気温度を検
出する外気温センサ(Th-1)が室外熱交換器(3) の近傍
に、室外熱交換器(3) の液冷媒温度を検出する室外液温
センサ(Th-2)が分流管側に、圧縮機構(1)の吐出ガス冷
媒温度を検出する吐出ガス温センサ(Th-31,Th-32) が各
圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（10a-1,10a-2)に、
圧縮機構(1) の吸入ガス冷媒温度検出する吸入ガス温セ
ンサ(Th-4)が圧縮機構(1) の吸入ガスライン(10c) にそ
れぞれ設けられている。更に、圧縮機構(1) の吐出冷媒
圧力を検出する高圧圧力センサ（SEN-H)が第１吐出ガス
ライン(10a) に、圧縮機構(1）の吸込冷媒圧力を検出す
る低圧圧力センサ（SEN-L)が吸入ガスライン(10c) に繋
がる上記上部接続管(51)にそれぞれ設けられると共に、
各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が所定高圧
になると作動する高圧保護開閉器（HPS,HPS)が各圧縮機
（COMP-1，COMP-2）の吐出管(10a-1,10a-2) に設けられ
ている。

【００４６】一方、水循環回路(B) には、予熱器(40)下
端部の水入口部分に入口水温センサ(Th-W1) が、混合器
(41)の下端部の水出口部分近傍に出口水温センサ(Th-W
2) が、蓄熱熱交換器(42)上端部の水出口側に過冷却水
温センサ(Th-W3) が、過冷却解消器(43)に氷生成検知セ
ンサ(Th-W4) がそれぞれ設けられており、各部での水温
を検知するようになっている。更に、予熱器(40)の下端
に繋がる水入口管(45b)には該水入口管(45b) 内の水の
流速を検知し、該流速が所定値以下になるとＯＮ作動す
るフロースイッチ(SW-F)が設けられている。

【００４７】そして、本形態の特徴は、過冷却解消器(4
3)で生成された氷(I) を蓄熱タンク(T) に供給するため
の供給管(48)にある。以下、この供給管(48)について説
明する。この供給管(48)は、図３（タンク(T) の内部を
示す模式図）に示すように、蓄熱タンク(T) の側面下部
を貫通し、該蓄熱タンク(T) の内部において下側の第１
供給管(48a) と上側の第２供給管(48b) との２系統に分
岐されている。第１供給管(48a) は、蓄熱タンク(T) の
底面近傍を水平方向に延長された後、上方に折り曲げら
れて開口されている。即ち、この第１供給管(48a) の下
流端は蓄熱タンク(T) の底面近傍位置において上向きに
開口している。また、この第１供給管(48a) の下流端の
開口部の位置は、蓄熱タンク(T) の平面視においてタン
ク中央部に設定されている。

【００４８】一方、第２供給管(48b) は、図４（図３に
おけるIV-IV 線断面図）にも示すように、その上流端
（下端）が上記第１供給管(48a) の側面部分、つまり、
該第１供給管(48a) の高さ方向の略中央位置に接続され
ている。そして、この接続位置から僅かな寸法をもって
水平方向に延びた後、鉛直上方へ屈曲され、蓄熱タンク
(T) 内の水面よりも上方まで延びている。つまり、この
第２供給管(48b) は、上流側の水平部(48b-1) と、下流
側の鉛直部(48b-2) とを備えた配管で成っている。ま
た、この鉛直部(48b-2) の上端部分は、蓄熱タンク(T)
の中央部に向って僅かに折り曲げられている。

【００４９】−制御の構成− そして、本空気調和装置は、各センサ（Th-1〜SEN-L,Th
-W1 〜Th-W4)、開閉器（HPS)、スイッチ(SW-F)の検出信
号がコントローラ(70)に入力され、これら検出信号に基
づいて各電磁弁(SV1〜SV7)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構(1) の容量等を制御
している。

【００５０】−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、氷核生成運転、冷蓄
熱運転、解凍運転、冷蓄熱／冷房同時運転、冷蓄熱利用
冷房運転、温蓄熱運転、温蓄熱／暖房同時運転及び温蓄
熱利用暖房運転がある。

【００５１】以下、各運転モードにおける冷媒循環動作
について説明する。 −通常冷房運転− この運転モードでは、コントローラ(70)により、四路切
換弁(2) が図中実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
(6) が所定開度に調整（過熱度制御）され、それ以外の
電動膨張弁が閉鎖される。一方、第２電磁弁(SV2) が開
放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【００５２】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(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、この冷媒は液側配管(11)及び
バイパスライン(34)を経て室内ユニット(Y,Y,Y) に導入
され、室内電動膨張弁(6,6,6) で減圧された後、室内熱
交換器(7,7,7) 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
ガス配管(15)、四路切換弁(2) 及び吸入ガスライン(10
c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。このよう
な冷媒の循環動作を行うことにより室内の冷房が行われ
る。

【００５３】−通常暖房運転− この運転モードでは、コントローラ(70)により、四路切
換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外電動膨張弁
(5) が所定開度に調整される一方、室内電動膨張弁(6)
が全開状態にされる。また、第２室外電動膨張弁(52a)
及び各電磁弁は共に閉鎖される。

【００５４】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(1) から吐出された冷媒は図６に矢印で示すよ
うに、四路切換弁(2) 及びガス配管(15)を経て室内ユニ
ット(Y,Y,Y) に導入され、室内熱交換器(7,7,7) におい
て室内空気との間で熱交換を行って凝縮して室内空気を
加温する。その後、この冷媒は、第３液ライン(11c)及
び第４液ライン(11d) を経てレシーバ(4) に達し、該レ
シーバ(4) から第２液ライン(11b) を流れて第１室外電
動膨張弁(5) で減圧された後、暖房液ライン(33)から室
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蒸発する。その後、四路
切換弁(2) 、吸入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1)
の吸入側に戻される。このような冷媒の循環動作を行う
ことにより室内の暖房が行われる。

【００５５】−氷核生成運転− この運転モードは、後述する冷蓄熱運転において過冷却
水の過冷却状態を解消するための氷核を生成するもので
ある。また、この運転モードでは氷核生成動作の開始前
に水循環回路(B) 内の水を所定温度（例えば２℃）まで
冷却する水冷却動作が行われる。この水冷却動作の水及
び冷媒の循環動作について説明すると、第２室外電動膨
張弁(52a) を所定開度に調整し、且つ第１及び第２電磁
弁(SV1,SV2) を開放する。それ以外の電動膨張弁及び電
磁弁は閉塞する。また、四路切換弁(2) は実線側に切換
えられる。この状態で、ポンプ(P) を駆動して水循環回
路(B) において水を循環させ、圧縮機構(1) を駆動す
る。そして、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒は、
室外熱交換器(3) で凝縮した後、液側配管(11)及び下部
接続管(52)を経て第２室外電動膨張弁(52a) で減圧した
後、蓄熱熱交換器(42)に導入し、ここで水との間で熱交
換を行い、該水を冷却して蒸発する。その後、この冷媒
は、上部接続管(51)及び吸入ガスライン(10c) によって
圧縮機構(1) の吸入側に戻される。このような水冷却動
作が所定時間行われて水循環回路(B) の水温が所定温度
に達すると、以下の氷核生成動作に移る。

【００５６】この氷核生成動作では、コントローラ(70)
により、四路切換弁(2) が実線側とされ、第２室外電動
膨張弁(52a) が所定開度に調整される一方、他の電動膨
張弁は閉鎖される。また、第１及び第２電磁弁(SV1,SV
2) が開放される一方、他の電磁弁は閉鎖される。

【００５７】この状態で、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) において上述し
た水冷却動作によって冷却された水が循環する。一方、
冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構(1) の上流側圧
縮機(COMP-1)のみが駆動する。そして、この圧縮機(COM
P-1)から吐出された冷媒は、図７に矢印で示すように、
その一部が、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、液側配管
(11)及びバイパスライン(34)、下部接続管(52)、第２室
外電動膨張弁(52a) 、氷核生成冷媒導入管(58)を経て氷
核生成器(46)に導入される。また、圧縮機(COMP-1)から
吐出された冷媒の他の一部は補助ガスライン(31)を経て
補助熱交換器(30)に導入され、該補助室外熱交換器(30)
においても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、液側配管(11)に合流する。そして、こ
の室外熱交換器(3) 及び補助室外熱交換器(30)で凝縮し
た冷媒は、第２室外電動膨張弁(52a) により減圧され、
氷核生成器(46)内部において水配管(45a) を流れている
水を冷却して氷核を生成した後、氷核生成冷媒導出管(5
9)及び吸込管(10c-1) を経て上流側圧縮機(COMP-1)の吸
入側に戻される。

【００５８】一方、上記補助ガスライン(31)を流れる冷
媒の一部は、進展防止冷媒導入管(60)より氷進展防止器
(47)に供給され、水配管(45a) の管壁を加熱することに
より、氷核生成器(46)から管壁に沿って氷が進展するこ
とを防止する。そして、この冷媒は、進展防止冷媒導出
管(61)より補助液ライン(32)に合流される。このため、
仮に氷が壁面に沿って上流側（蓄熱熱交換器(42)側）に
成長する所謂氷の進展が発生する状況であっても、この
進展する氷は進展防止器(47)にまで達した部分では迅速
に融解されることになるので、この進展が蓄熱熱交換器
(42)にまで達することはない。このような氷核生成運転
が所定時間（例えば５分間）継続して行われた後、後述
する冷蓄熱運転に移る。

【００５９】−冷蓄熱運転− この運転モードは、上述した氷核生成運転によって生成
された氷核に対して過冷却水を接触させることにより、
この氷核の周囲で過冷却状態を解消して蓄熱用の氷を生
成するためのものである。

【００６０】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が実線側とされ、第２室外電動膨
張弁(52a) が所定開度に調整される一方、他の電動膨張
弁は閉鎖される。また、第１、第２、第４電磁弁(SV1,S
V2,SV4) が開放される一方、他の電磁弁は閉鎖される。

【００６１】この状態で、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) にあっては、圧縮機構
(1)が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図８に矢印で示すように、その一部が、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、液側配管(11)及びバイパスライン
(34)、下部接続管(52)を経て蓄熱熱交換器(42)に導入さ
れる。また、圧縮機構(1) から吐出された冷媒の他の一
部は補助ガスライン(31)を経て補助熱交換器(30)に導入
され、該補助室外熱交換器(30)において外気との間で熱
交換を行って凝縮する。その後、この冷媒は補助液ライ
ン(32)を経て液側配管(11)に合流する。各熱交換器(3,3
0)で凝縮した冷媒は第２室外電動膨張弁(52a) により減
圧される。そして、この蓄熱熱交換器(42)に導入された
冷媒は、該蓄熱熱交換器(42)内部を流れている水との間
で熱交換を行って蒸発し、この水を過冷却状態（例えば
−２℃）まで冷却する。その後、上部接続管(51)及び吸
入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻さ
れる。

【００６２】また、本運転にあっても、同時に上述した
氷核生成動作が行われている。つまり、下部接続管(52)
を流れる冷媒の一部が氷核生成冷媒導入管(58)を経て氷
核生成器(46)に導入されている。これにより、連続した
製氷が行えることになる。そして、この氷核生成器(46)
において水を冷却して氷核を生成した冷媒は、上述した
氷核生成運転と同様に氷核生成冷媒導出管(59)及び吸入
ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻され
る。

【００６３】また、これと同時に、補助ガスライン(31)
を流れる冷媒の一部は氷進展防止器(47)に供給され、上
記と同様に氷の進展を防止している。これによって、こ
の氷の進展が蓄熱熱交換器(42)にまで達して、その内部
で過冷却水の過冷却状態が解消されて該蓄熱熱交換器(4
2)が凍結してしまうことが回避される。

【００６４】このような水及び冷媒の循環動作を行うこ
とにより蓄熱熱交換器(42)で生成された過冷却水には、
氷核生成器(46)近傍において、該氷核生成器(46)からの
氷核が混入され、この状態で過冷却解消器(43)に導入さ
れる。そして、この過冷却解消器(43)において、過冷却
水は、その旋回流に伴って氷核の周囲で過冷却状態が解
消し、これによって蓄熱用のスラリー状の氷が生成され
る。この氷は、供給管(48)を経て蓄熱タンク(T) に回収
され、該蓄熱タンク(T) 内で貯留されることになる。

【００６５】以下、本形態の特徴とする動作として、供
給管(48)による蓄熱タンク(T) への氷供給動作について
説明する。先ず、蓄熱タンク(T) への氷供給動作の初期
時には、上述したように、第２供給管(48b) の開口部の
高さ位置が高いために、第１供給管(48a) のみから蓄熱
タンク(T) 内へ氷(I) が供給される。このような供給状
態では、第１供給管(48a) から供給された氷(I) は、浮
力を受けて蓄熱タンク(T) の底部から水面に向って浮上
され、この氷(I) の供給動作が連続して行われることに
より、水面下に貯留されていく。このような氷(I) の供
給状態では、図９に示すように、氷(I) はその浮力によ
り第１供給管(48a) の内部の上層部分を流れているのに
対し、この第１供給管(48a) に対する第２供給管(48b)
の接続位置は、該第１供給管(48a) の高さ方向の略中央
部であるので、この第２供給管(48b) には氷(I) が流れ
込み難い状況になっている。従って、第２供給管(48b)
に氷(I) が流れ込み、この第２供給管(48b) 内部の水面
付近で凝集して氷塊となるといった状況が生じることは
ない。

【００６６】そして、このような氷(I) の供給動作が所
定時間継続された際には、蓄熱タンク(T) 内での氷(I)
の層が厚くなって、図３に仮想線で示すように、その下
面が第１供給管(48a) の開口部付近にまで達することに
なる。そして、この状態では、該開口部での氷(I) の吹
出し抵抗が高くなり、供給管(48)の内圧が上昇し、これ
によって氷(I) が第２供給管(48b) から蓄熱タンク(T)
に供給される状態に切換わる。この切換わりの際、上述
したように第２供給管(48b) 内部では氷(I) が凝集して
いることはないので、該第２供給管(48b) 内部での氷
(I) の流通抵抗は低くなっており、迅速な切換え動作が
行われることになる。そして、この切換え動作が行われ
た後は、第２供給管(48b) が水面上に開口していること
から氷(I)は水面上に積層されていく。また、第２供給
管(48b) の上流端部分である水平部(48b-1) は第１供給
管(48a) に対して水平方向に延びているので、この第２
供給管(48b) からの氷供給時には、この分岐部分におい
て殆ど圧力損失が生じることがなく、蓄熱タンク(T) へ
の氷(I) の供給が円滑に行われる。

【００６７】このようにして、蓄熱タンク(T) に貯留さ
れる氷(I) は、水面上に積層されるものと水面下に貯留
されるものとが得られる。そして、水面上に積層される
氷(I) に作用する重力と、水面下に貯留される氷(I) に
作用する浮力とによって、氷(I) は、水(W) の水面周辺
において圧縮された状態で貯留されることになり、蓄熱
タンク(T) の容積に対するＩＰＦを十分に大きくするこ
とができる。

【００６８】尚、このような冷蓄熱運転の際、過冷却解
消器(43)において過冷却解消動作が行われているか否か
の確認は、上記過冷却水温センサ(Th-W3) 及び氷生成検
知センサ(Th-W4) によって夫々検知される水温によって
行われる。つまり、良好な製氷動作が行われている場
合、過冷却水温センサ(Th-W3) では過冷却状態の水温
（例えば−２℃）が、氷生成検知センサ(Th-W4) では過
冷却が解消され氷と水とが混在した水温（例えば０℃）
が夫々検出されることになり、これら水温を各センサ(T
h-W3,Th-W4) が検知することで過冷却解消動作が行われ
ていることが確認できる。

【００６９】また、この冷蓄熱運転における圧縮機構
(1) の容量制御は、過冷却水温センサ(Th-W3) によって
検出される水温が所定温度（例えば上述した−２℃）に
維持されるように行われる。また、本運転時には、予熱
器(40)にも比較的高温の冷媒が流れるようになっている
ので、仮に蓄熱タンク(T) から水配管(45)に氷が流出
し、これが予熱器(40)に混入した場合には、該予熱器(4
0)において加熱された水と氷とが混合器(41)において撹
拌されることで氷が融解し、蓄熱熱交換器(42)に氷が混
入してしまうことを回避しながら蓄熱熱交換器(42)にお
ける過冷却水の生成動作が良好に行われ、この過冷却水
は過冷却解消器(43)に達するまでその過冷却状態が解消
されないようになっている。つまり、蓄熱熱交換器(42)
で過冷却解消してしまうことにより凍結が回避されるこ
とになる。

【００７０】−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、第２室外電動膨張
弁(52a) 、第３、第４、第６の各電磁弁(SV3,SV4,SV6)
が開放され、その他の電動膨張弁及び電磁弁は閉鎖され
る。この状態で、圧縮機構(1) が駆動し、図１０に矢印
で示すように、圧縮機構(1) からの高温のガス冷媒をホ
ットガス供給管(54)により下部接続管(52)に供給し、こ
の下部接続管(52)を経て一部は蓄熱熱交換器(42)に、他
は予熱器(40)に導入される。そして、蓄熱熱交換器(42)
に導入された冷媒（ホットガス）は、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
は上部接続管(51)及び吸入ガスライン(10c) を経て圧縮
機構(1) の吸入側に戻される。一方、予熱器(40)に導入
された冷媒は、解凍バイパスライン(50)及び吸入ガスラ
イン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。

【００７１】尚、冷蓄熱運転時において蓄熱熱交換器(4
2)が凍結したことを検知する動作としては、過冷却水温
センサ(Th-W3) によって検出される水温度が−２℃から
０℃に急激に上昇した場合に、この過冷却水温センサ(T
h-W3) の上流側で過冷却解消動作が行われて氷が生成さ
れていると判断し、これによって上記の解凍運転を所定
時間（例えば５分間）行う。また、その他に、解凍運転
を開始する動作としては、上記フロースイッチ(SW-F)に
よって検出される水の流速が所定値以下になった場合、
氷が水循環回路(B) の一部を閉塞していると判断し、こ
の場合にも解凍運転を行って氷を融解する。そして、こ
の解凍運転が終了すると、再び冷蓄熱運転が開始される
ことになる。

【００７２】−冷蓄熱／冷房同時運転− この運転モードは、室内の冷房を行いながら蓄熱タンク
(T) に氷を貯留する動作であって、比較的冷房負荷が小
さい状態において行われる。

【００７３】この運転モードでは、上述した冷蓄熱運転
において、室内電動膨張弁(6,6,6)を開放することによ
って行われる。つまり、図１１に矢印で示すように、室
外熱交換器(3) 及び補助熱交換器(30)で凝縮された冷媒
の一部を室内ユニット(Y,Y,Y) に供給し、室内電動膨張
弁(6,6,6) で減圧した後、室内熱交換器(7,7,7) で蒸発
させるようにしている。そして、このガス冷媒はガス配
管(15)、四路切換弁(2) 、吸入ガスライン(10c) を経て
圧縮機構(1) の吸入側に戻されることになる。その他の
水及び冷媒の循環動作は上述した冷蓄熱運転と同様であ
る。

【００７４】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードは、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。

【００７５】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が実線側に切換えられ、室内電動
膨張弁(6,6,6) が所定開度に調整され、第２室外電動膨
張弁(52a) が全開状態にされる一方、第１室外電動膨張
弁(5) が閉鎖される。また、第５，第６，第７電磁弁(S
V5,SV6,SV7) が開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖され
る。

【００７６】この状態で、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。これにより、水循環回路(B) には蓄熱タンク
(T) 内の氷によって冷却された冷水が循環することにな
る。一方、冷媒循環回路(A) にあっては、圧縮機構(1)
が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒は、図
１２に矢印で示すように、その一部が、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液ライン(11a) 、レシーバ(4) 、
蓄熱利用バイパス管(53)、下部接続管(52)及び第３液ラ
イン(11c) を経て室内ユニット(Y,Y,Y) に向って流れ
る。また、他の一部の冷媒は、四路切換弁(2) 及び室外
熱交換器(3)をバイパスしてホットガス供給管(54)及び
蓄熱利用供給管(55)を流れて蓄熱熱交換器(42)に導入さ
れ、ここで水循環回路(B) を循環する冷水との間で熱交
換を行って凝縮し、下部接続管(52)に導入される。そし
て、この下部接続管(52)に導入された冷媒は第３液ライ
ン(11c) に合流して室内ユニット(Y,Y,Y) に向って流れ
る。そして、この室内ユニット(Y,Y,Y) に達した冷媒
は、室内電動膨張弁(6,6,6) で減圧された後、室内熱交
換器(7,7,7) で蒸発し、ガス配管(15)及び吸入ガスライ
ン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。この
ようにして、蓄熱タンク(T) 内に貯留されている氷の冷
熱を利用した室内冷房運転が行われる。

【００７７】また、このような冷蓄熱利用冷房運転にお
いて、過冷却水温センサ(Th-W3) によって検出される水
温が所定温度（例えば５℃）に達した場合には、第２室
外電動膨張弁(52a) 、第５、第６及び第７電磁弁(SV5,S
V6,SV7) が閉鎖されると共に第２電磁弁(SV2) が開放さ
れて、冷蓄熱利用冷房運転を終了して、通常の冷房運転
に切換えられる。つまり、過冷却水温センサ(Th-W3) の
水温検知により、蓄熱タンク(T) 内の冷熱の殆どを利用
したと判断した後には、通常の冷房運転に切り換えられ
る。

【００７８】−温蓄熱運転− この運転モードは、暖房運転時に利用する温熱として蓄
熱タンク(T) 内に温水を貯留するためのものである。

【００７９】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外
電動膨張弁(5) が所定開度に調整され、第２室外電動膨
張弁(52a) 及び第７電磁弁(SV7) が開放される一方、そ
の他の電動膨張弁及び電磁弁が閉鎖される。

【００８０】この状態で、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) にあっては、圧縮機構
(1)が駆動し、この圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図１３に矢印で示すように、ホットガス供給管(54)
及び蓄熱利用供給管(55)を経て蓄熱熱交換器(42)に導入
され、ここで水循環回路(B) の水との間で熱交換を行っ
て該水を加熱して凝縮する。そして、この冷媒は、下部
接続管(52)、第３液ライン(11c) 、第４液ライン(11d)
、第２液ライン(11b) 及び暖房液ライン(33)を経て、
第１室外電動膨張弁(5) で減圧された後、室外熱交換器
(3) に導入される。そして、この室外熱交換器(3) にお
いて外気との間で熱交換を行って蒸発した後、四路切換
弁(2) 及び吸入ガスライン(10c) を経て圧縮機構(1) の
吸入側に戻される。このような水及び冷媒の循環動作を
行うことにより水循環回路(B) を流れる水は蓄熱熱交換
器(42)において冷媒からの熱を受け、高温の温水となっ
て蓄熱タンク(T) 内に貯留されることになる。

【００８１】そして、このような温蓄熱運転中におい
て、入口水温センサ(Th-W1) によって検出される水温が
所定の高温（例えば３５℃）に達すると、蓄熱タンク
(T) 内に十分な温熱が貯留されたと判断して運転を終了
する。

【００８２】−温蓄熱／暖房同時運転− この運転モードは、室内の暖房を行いながら蓄熱タンク
(T) に温水を貯留する動作であって、比較的暖房負荷が
小さい状態において行われる。

【００８３】この運転モードでは、上述した温蓄熱運転
において、室内電動膨張弁(6,6,6)を開放することによ
って行われる。つまり、図１４に矢印で示すように、圧
縮機構(1) から吐出された冷媒の一部をガス配管(15)に
よって室内熱交換器(7,7,7)に導入し、この室内熱交換
器(7,7,7) において室内空気との間で熱交換を行って該
室内空気を加温して凝縮した後、第３液ライン(11c) の
冷媒に合流させている。その他の水及び冷媒の循環動作
は上述した温蓄熱運転と同様である。

【００８４】−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。

【００８５】この運転モードでは、コントローラ(70)に
より、四路切換弁(2) が破線側に切換えられ、第１室外
電動膨張弁(5) が所定開度に調整される一方、室内電動
膨張弁(6,6,6) 及び第２室外電動膨張弁(52a) が全開状
態にされる。また、第４電磁弁(SV4) が開放され、それ
以外の電磁弁が閉鎖される。

【００８６】この状態で圧縮機構(1) が駆動すると、該
圧縮機構(1) から吐出された冷媒は図１５に矢印で示す
ように、四路切換弁(2) 及びガス配管(15)を経て室内ユ
ニット(Y,Y,Y) に導入され、室内熱交換器(7,7,7) にお
いて室内空気との間で熱交換を行って凝縮して室内空気
を加温する。その後、この冷媒は、第３液ライン(11c)
及び第４液ライン(11d) を経てレシーバ(4) に達し、該
レシーバ(4) から第２液ライン(11b) を経て第１室外電
動膨張弁(5) により減圧される。その後、この冷媒は一
部が第２液ライン(11b) 及び下部接続管(52)を経て蓄熱
熱交換器(42)に導入され、ここで温水との間で熱交換を
行って蒸発した後、上部接続管(51)及び吸入ガスライン
(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に回収される。ま
た、第１室外電動膨張弁(5) で減圧された冷媒の他の一
部は暖房液ライン(33)を経て室外熱交換器(3) に導入さ
れ、この室外熱交換器(3) において室外空気との間で熱
交換を行って蒸発した後、四路切換弁(2) 及び吸入ガス
ライン(10c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に戻される。
このようにして、蓄熱タンク(T) 内に貯留されている温
水の温熱を利用した室内暖房運転が行われる。

【００８７】また、この温蓄熱利用暖房運転において
も、上述した冷蓄熱利用暖房運転と同様に、入口水温セ
ンサ(Th-W1) によって検出される水温が所定温度（例え
ば２０℃）に達した場合には、第２室外電動膨張弁(52
a) 及び第４電磁弁(SV4) が閉鎖され、温蓄熱利用暖房
運転を終了して、通常の暖房運転に移行する。つまり、
入口水温センサ(Th-W1) の水温検知により、蓄熱タンク
(T) 内の温熱の殆どを利用したと判断した後には、通常
の暖房運転に切り換えられる。以上のような各運転によ
り室内の空気調和が行われる。

【００８８】上述したように、本形態に係る氷蓄熱式空
気調和装置では、第２供給管(48b)の上流端を第１供給
管(48a) の高さ方向の略中央位置から分岐させること
で、第１供給管(48a) からの氷供給時に該第１供給管(4
8a) 内部の上層部分を流れる氷(I) が第２供給管(48b)
に流れ込み難くしたために、この第１供給管(48a) から
の氷供給時に第２供給管(48b) に氷(I) が流れ込んで氷
塊となることを回避することができ、第１供給管(48a)
の氷供給状態から第２供給管(48b) の氷供給状態への切
換え動作を早期に且つ迅速に行うことができる。このた
め、水面下の氷(I) の下面が必要以上に下降するまで切
換わり動作が行われないといった状況の発生が回避され
ることになる。従って、蓄熱タンク(T) 内の氷(I) が取
出し口側へ流れ出てしまうといったことを抑制でき、こ
れによって、蓄熱タンク(T) から流れ出た氷(I) が蓄熱
熱交換器(42)に達して、その内部で過冷却解消動作が行
われてしまうといった状況の発生が防止できる。これに
より、過冷却解消器(43)のみにおいて氷(I) の生成が行
え、製氷動作の安定化を図ることができ、また、蓄熱熱
交換器(42)の凍結が防止できて、製氷効率の向上を図る
ことができる。

【００８９】（変形例）次に、本発明の２タイプの変形
例について説明する。この各変形例は、第２供給管(48
b) の第１供給管(48a) に対する分岐位置の変形例であ
って、その他の構成は上述した実施形態と同様であるの
で、ここでは、この分岐位置についてのみ説明する。

【００９０】−第１タイプの変形例− 第１タイプの変形例として、図１６及び図１７に示すよ
うに、本例に係る第２供給管(48b) は、その上流側端が
第１供給管(48a) の下面に対してその接線方向に延びる
ように第１供給管(48a) から分岐している。

【００９１】このような構成によれば、第２供給管(48
b) の分岐位置を、上述した実施形態のものよりも下側
位置に設定することができ、第１供給管(48a) からの氷
供給時における第２供給管(48b) への氷(I) の流入を確
実に抑制することができ、上述の実施形態の効果をより
確実に得ることができる。

【００９２】また、本例の構成によれば、第２供給管(4
8b) の第１供給管(48a) に対する接続部分の開口形状は
楕円形となり、上述した実施形態の場合に比べて、第２
供給管(48b) の径を大きくすることなしにこの開口面積
を拡大することができる。このため、第２供給管(48b)
からの氷供給動作時には、円滑に氷を流入させることが
できることになって該第２供給管(48b) から蓄熱タンク
(T) への氷の供給量を十分に確保することができる。

【００９３】−第２タイプの変形例− 第２タイプの変形例として、図１８及び図１９（図１８
のXIX-XIX 線断面図）に示すように、第１供給管(48a)
の一部分を内側管(48a-1) と外側管(48a-2) との二重管
構造で成し、内側管(48a-1) の下面に氷排出用の開口(4
8c) を形成する。そして、第２供給管(48b) の上流端は
外側管(48a-2) の上面に接続させる。つまり、第１供給
管(48a) の内部(A) と第２供給管(48b) の内部(B) と
を、内側管(48a-1) と外側管(48a-2) との間に形成され
た空間(C) を介して連通させるようにしている。

【００９４】このような構成により、第２供給管(48b)
として、一部が屈曲したのもを使用することなしに、上
述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００９５】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。

【００９６】また、空気調和装置用の氷蓄熱装置に本発
明を適用した場合について説明したが、その他の蓄冷熱
を利用する装置に対しても適用可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上説明してきたように、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記載
の発明によれば、蓄熱タンクへ氷を供給する供給管を、
水平方向に延びて蓄熱タンク内の液面下で開口する第１
供給管と、該第１供給管から分岐して上方に延びて液面
よりも上方で開口する第２供給管とで成すようにした氷
蓄熱装置に対し、第２供給管を、第１供給管の高さ方向
の中央部若しくは該中央部よりも下側から直接水平方向
に延ばした後、上方に屈曲させたために、第１供給管か
らの氷供給時に、この氷が第２供給管に流れ込んで氷塊
となり供給動作の切換わりを阻害するといった状況の発
生を回避することができる。従って、氷がタンクの取出
し部分から循環路に流れ出てしまうといったことが抑制
される。このため、従来のように、蓄熱タンクから流れ
出てた氷が過冷却熱交換器に達して、その内部で過冷却
解消動作が行われてしまうといった状況の発生が防止で
きる。従って、過冷却解消手段のみにおいて氷の生成が
行え、製氷動作の安定化を図ることができ、また、過冷
却熱交換器の凍結が防止できて、製氷効率の向上を図る
ことができる。また、それに加えて、第２供給管におけ
る第１供給管に対する分岐部分は水平方向に延びている
ために、該第２供給管から氷が供給される際にはこの部
分では殆ど圧力損失が生じず、供給動作切換え後のタン
クへの氷の供給を円滑に行うこともできる。

【００９８】請求項２記載の発明によれば、第２供給管
の上流端を、第１供給管の下端部に対してその接線方向
に延びるように分岐させたために、上述した請求項１記
載の発明に係る効果を発揮させるための最適な分岐位置
を得ることができ、実用性の向上を図ることができる。
また、第２供給管の第１供給管に対する接続部分の開口
形状が楕円径となることで、第１供給管の高さ方向の中
央部から第２供給管を分岐するものに比べて、該第２供
給管の第１供給管に対する接続部分の開口面積を、第２
供給管の径を大きくすることなしに拡大することができ
るので、この第２供給管からの氷供給動作時に円滑に氷
を流入させることができる。

【００９９】請求項３記載の発明によれば、第１供給管
の一部を内側管と外側管とで成る二重管構造で構成し、
内側管の下側部分に氷排出用の開口を形成する一方、第
２供給管の上流端を外側管の上側部分に接続したこと
で、上述した請求項１記載の発明の係る効果に加えて、
第２供給管として屈曲した配管を使用する必要がなくな
ることにより配管の曲げ加工を不要とする供給管を構成
することができ、第２供給管の製作作業の簡素化を図る
ことができる。

【０１００】請求項４記載の発明によれば、第１供給管
及び第２供給管の分岐部を蓄熱タンクの内部に位置させ
たことで、供給管の蓄熱タンクの壁面に対する貫通部は
１箇所で済み、装置の加工性が良好に得られ、また、蓄
熱タンクの液漏れ発生要因箇所を必要最小限にできて信
頼性の向上を図ることができる。

【０１０１】請求項５記載の発明によれば、第２供給管
の内径を、第１供給管の内径よりも小さく設定したこと
で、第１供給管からの氷の供給流速を比較的低く、第２
供給管からの氷の供給流速を比較的高くするようにした
ので、第１供給管から供給された氷がタンク内の氷によ
って反転されてタンクの取出し部分から流出してしまう
といった状況が回避でき、また、仮に第１供給管からの
氷供給時に、第２供給管に氷が流れ込んで該第２供給管
の内壁に付着したような場合であっても、供給動作の切
換わり後には高い流速で第２供給管に氷が流れることに
なるので、この付着した氷を容易に剥離することができ
る。これによって、第１供給管からの氷供給時における
過冷却熱交換器の凍結防止と、第２供給管からの氷供給
時における円滑な氷の供給動作と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
循環回路の全体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】蓄熱タンクの内部構造を示す断面図である。

【図４】図３におけるIV-IV 線断面図である。

【図５】通常冷房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図６】通常暖房運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図７】氷核生成運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図８】冷蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図９】供給管からの氷供給動作を説明するための図で
ある。

【図１０】解凍運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１１】冷蓄熱／冷房同時運転の冷媒循環動作を示す
回路図である。

【図１２】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１３】温蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図１４】温蓄熱／暖房同時運転の冷媒循環動作を示す
回路図である。

【図１５】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。

【図１６】第１タイプの変形例における図３相当図であ
る。

【図１７】第１タイプの変形例における図９相当図であ
る。

【図１８】第２タイプの変形例における供給管分岐部分
を示す図である。

【図１９】図１８におけるXIX-XIX 線断面図である。

【図２０】従来例における図９相当図である。

【符号の説明】

(42) 蓄熱熱交換器（過冷却熱交換器） (43) 過冷却解消器（過冷却解消手段） (48) 供給管 (48a) 第１供給管 (48b) 第２供給管 (48a-1) 内側管 (48a-2) 外側管 (48b) 第２供給管 (48c) 開口 (T) 蓄熱タンク (W) 水（蓄熱媒体） (I) 氷

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液相の蓄熱媒体(W) と該蓄熱媒体(W) か
   ら生成された氷(I)とを貯留可能な蓄熱タンク(T) と、 該蓄熱タンク(T) から取出した蓄熱媒体(W) を過冷却状
   態まで冷却する過冷却熱交換器(42)と、 上記蓄熱媒体(W) の過冷却状態を解消して相変化させ、
   氷(I) を生成する過冷却解消手段(43)と、 該過冷却解消手段(43)で生成した氷(I) を蓄熱タンク
   (T) に供給する供給管(48)とを備えた氷蓄熱装置におい
   て、 上記供給管(48)の下流部は、水平方向に延びて蓄熱タン
   ク(T) 内の蓄熱媒体(W) の液面よりも下方位置で開口す
   る第１供給管(48a) と、該第１供給管(48a) から分岐し
   て上方に延び、上記液面よりも上方位置で開口する第２
   供給管(48b) とを備えており、 上記第２供給管(48b) は、第１供給管(48a) の高さ方向
   の中央部若しくは該中央部よりも下側から直接水平方向
   に延びた後、上方に屈曲していることを特徴とする氷蓄
   熱装置。
2. 【請求項２】 第２供給管(48b) の上流端は、第１供給
   管(48a) の下端部に対してその接線方向に延びるように
   該第１供給管(48a) から分岐していることを特徴とする
   請求項１記載の氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 液相の蓄熱媒体(W) と該蓄熱媒体(W) か
   ら生成された氷(I)とを貯留可能な蓄熱タンク(T) と、 該蓄熱タンク(T) から取出した蓄熱媒体(W) を過冷却状
   態まで冷却する過冷却熱交換器(42)と、 上記蓄熱媒体(W) の過冷却状態を解消して相変化させ、
   氷(I) を生成する過冷却解消手段(43)と、 該過冷却解消手段(43)で生成した氷(I) を蓄熱タンク
   (T) に供給する供給管(48)とを備えた氷蓄熱装置におい
   て、 上記供給管(48)の下流部は、水平方向に延びて蓄熱タン
   ク(T) 内の蓄熱媒体(W) の液面よりも下方位置で開口す
   る第１供給管(48a) と、該第１供給管(48a) から分岐し
   て上方に延び、上記液面よりも上方位置で開口する第２
   供給管(48b) とを備えており、 上記第１供給管(48a) は、その一部が内側管(48a-1) と
   外側管(48a-2) とで成る二重管構造で構成され、内側管
   (48a-1) の下側部分には氷排出用の開口(48c)が形成さ
   れている一方、第２供給管(48b) の上流端は外側管(48a
   -2) の上側部分に接続していることを特徴とする氷蓄熱
   装置。
4. 【請求項４】 第１供給管(48a) 及び第２供給管(48b)
   の分岐部は蓄熱タンク(T) の内部に位置していることを
   特徴とする請求項１または３記載の氷蓄熱装置。
5. 【請求項５】 第２供給管(48b) の内径は、第１供給管
   (48a) の内径よりも小さく設定されていることを特徴と
   する請求項１または３記載の氷蓄熱装置。