JPH09287784A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒循環回路を改良することにより、解凍運
転の終了時に水循環回路内に氷が残ってしまうといった
状況の発生を抑制する。 【解決手段】 冷媒循環回路(A) と水循環回路(B) とを
備え、蓄熱熱交換器(42)で水を冷却して過冷却状態に
し、この水に氷核生成器(46)で生成した氷核を混入して
過冷却状態を解消して製氷する装置に対し、蓄熱熱交換
器(42)が凍結した際に該凍結を融解する解凍運転時、圧
縮機構(1) からの吐出冷媒をホットガス供給管(54)によ
り蓄熱熱交換器(42)及び予熱器(40)に供給し、蓄熱タン
ク(T) から流出した氷を予熱器(40)により融解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置に係
り、特に、水又は水溶液等の蓄熱媒体を過冷却熱交換器
において過冷却状態まで冷却した後、この過冷却状態を
解消することにより氷を生成して該氷を蓄熱タンクに貯
蔵する一方、過冷却熱交換器に凍結が発生した際には、
これを融解する解凍運転を行うようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、氷蓄熱型の空気調和装置等に
設けられている氷蓄熱装置として、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に鑑みて、冷房負荷のピーク時に
冷熱として利用するためのスラリー状の氷を冷房負荷の
オフピーク時に生成して蓄熱タンクに貯蔵しておくもの
が知られている。

【０００３】この種の氷蓄熱装置の一例として、例え
ば、特開平４−２５１１７７号公報に開示されているよ
うに、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を冷媒配管
によって順次接続して成る冷媒循環回路と、蓄熱タン
ク、ポンプ、上記蒸発器との間で熱交換可能な過冷却熱
交換器及び過冷却解消部を水配管によって順次接続して
成る水循環回路とを備えたものが知られている。

【０００４】そして、この種の氷蓄熱装置の製氷動作と
しては、蓄熱タンクから水配管へ取出した水を、過冷却
熱交換器において蒸発器の冷媒と熱交換して過冷却状態
まで冷却し、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、この氷を水
配管を経て蓄熱タンクに供給して貯留する。

【０００５】また、何らかの原因で過冷却熱交換器にお
いて蓄熱媒体の過冷却状態が解消してしまい、この過冷
却熱交換器の内壁面等に氷が付着生成して凍結が生じた
場合には、水の流通抵抗の増大により製氷効率が悪化し
てしまうので、このような状況が生じると製氷運転を停
止し氷を除去するための解凍運転を行う。

【０００６】この解凍運転では、圧縮機からの高温の吐
出冷媒を蒸発器に供給し、この供給冷媒（ホットガス）
の温熱によって過冷却熱交換器内の氷を融解する。ま
た、これと同時に水循環回路のポンプを駆動し、一部が
融解することにより過冷却熱交換器の壁面から離脱した
氷を水圧によって該過冷却熱交換器から押し流すように
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な解凍運転動作では、水配管を経て蓄熱タンクに導入す
る水が該蓄熱タンク内を撹拌し、小片となった一部の氷
が蓄熱タンクの水導出口から水配管に流れ出てしまうと
いった状況が生じる。これでは、解凍運転の終了時に水
循環回路内に氷が残る可能性があり、この状態で、製氷
運転を再開すると、過冷却水がこの氷の周囲で過冷却解
消動作を行って、過冷却解消部以外（例えば過冷却熱交
換器の内部）で氷が生成されてしまい、安定した製氷動
作を行うことができなくなる虞れがある。

【０００８】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、冷媒循環回路を改良することにより、解凍
運転の終了時に水循環回路内に氷が残ってしまうといっ
た状況の発生を抑制することを目的とする。

【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、解凍運転時、蓄熱タンクから導出する
蓄熱媒体を加熱することによって、この蓄熱タンクから
蓄熱媒体と共に氷が流出した際には、これを融解できる
ようにした。具体的に、請求項１記載の発明は、図１に
示すように、圧縮機(1) と、熱源側熱交換器(3) と、膨
張機構(52a) と、冷媒熱交換部(42a) 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) を備えさせると共に、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循環手段(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) とを備えさせ
る。また、上記冷媒熱交換部(42a) で蒸発する冷媒と、
蓄熱タンク(T) から取出されて蓄熱媒体熱交換部(42b)
を流れる液相の蓄熱媒体とを熱交換させて該蓄熱媒体を
過冷却状態まで冷却し、この蓄熱媒体を蓄熱媒体熱交換
部(42b) から導出した後に、そ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) に回収する製氷運転
を行う製氷運転手段(71)と、上記蓄熱媒体熱交換部(42
b) の内部に凍結が発生すると凍結信号を発する凍結判
定手段(72)と、該凍結判定手段(72)から凍結信号を受け
ると、圧縮機(1) からの高温の吐出冷媒を冷媒熱交換部
(42a) に供給して蓄熱媒体熱交換部(42b) を加熱する解
凍運転を行う解凍運転手段(73)とを備えさせる。そし
て、蓄熱タンク(T) の蓄熱媒体取出し側と蓄熱媒体熱交
換部(42b) との間の取出し側循環配管(45c) を流れる蓄
熱媒体を加熱可能な加熱手段(40)と、上記解凍運転手段
(73)による解凍運転時、加熱手段(40)により取出し側循
環配管(45c) を流れる蓄熱媒体を加熱する加熱制御手段
(74)とを設けた構成としている。

【００１０】この構成により、製氷運転時には、製氷運
転手段(71)により、冷媒熱交換部(42a) で蒸発する冷媒
と、蓄熱媒体熱交換部(42b) を流れる液相の蓄熱媒体と
が熱交換し、該蓄熱媒体が過冷却状態まで冷却され、こ
の蓄熱媒体を蓄熱媒体熱交換部(42b) から導出した後
に、そ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) に回収する。そして、この製氷運転時に蓄熱
媒体熱交換部(42b) の内部に凍結が発生すると、凍結判
定手段(72)が凍結信号を発し、これを解凍運転手段(73)
が受信する。そして、この解凍運転手段(73)により、圧
縮機(1) からの高温の吐出冷媒が冷媒熱交換部(42a) に
供給されて蓄熱媒体熱交換部(42b) を加熱する解凍運転
が行われる。そして、この解凍運転時には、加熱制御手
段(74)が作動して加熱手段(40)により取出し側循環配管
(45c) を流れる蓄熱媒体が加熱される。このため、解凍
運転時に、たとえ蓄熱タンク(T) から循環配管(45)に氷
が流れ出ても、この氷は加熱手段(40)により融解される
ので、解凍運転の終了時に蓄熱循環回路(B) 内に氷が残
る可能性はなくなる。

【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、加熱手段を、熱源側熱交換器
(3) の下流側の冷媒配管(11c) の一部に形成された冷媒
側予熱部(40a) と、取出し側循環配管(45c) の一部に形
成された蓄熱媒体側予熱部(40b) とが熱交換可能に構成
されてなる予熱器(40)とする。そして、製氷運転手段(7
1)が、製氷運転時、圧縮機(1) から吐出して熱源側熱交
換器(3) で凝縮した冷媒を冷媒側予熱部(40a) に流通さ
せる一方、加熱制御手段(74)が、解凍運転時、圧縮機
(1) から吐出した冷媒を冷媒側予熱部(40a) に流通させ
るようにしている。

【００１２】この構成により、予熱器(40)は、製氷運転
時及び解凍運転時共に、蓄熱タンク(T) から流出した氷
を融解することになり、蓄熱循環回路(B) での氷の循環
を阻止することになり、製氷運転時に蓄熱媒体熱交換部
(42b) で過冷却解消動作が行われたり、解凍運転の終了
時、蓄熱循環回路(B) に氷が残留するといったことがな
くなる。

【００１３】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の氷蓄熱装置において、上流端が圧縮機(1) の吐出側に
接続する一方、下流端が冷媒側予熱部(40a) と冷媒熱交
換部(42a) との間の冷媒配管(52)に接続するホットガス
供給管(54)を備えさせ、加熱制御手段(74)が、解凍運転
時、圧縮機(1) から吐出してホットガス供給管(54)より
冷媒配管(52)に導入する冷媒の一部を冷媒熱交換部(42
a) に、他を冷媒側予熱部(40a) に夫々流通するよう分
流させるようにしている。

【００１４】この構成により、圧縮機(1) からの冷媒の
冷媒熱交換部(42a) と冷媒側予熱部(40a) とへの供給分
配量を所望の分配比で供給する構成を採用することがで
き、このような構成とした場合には解凍運転時に各機器
が必要とする熱量を適切に供給することができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、上記請求項２記載
の氷蓄熱装置において、上流端が圧縮機(1) の吐出側に
接続する一方、下流側が冷媒側予熱部(40a) に連通する
ホットガス供給管(54)を備えさせ、加熱制御手段(74)
が、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出した冷媒を、ホッ
トガス供給管(54)により冷媒側予熱部(40a) に導入した
後、冷媒配管(8) により冷媒熱交換部(42a) に導入する
構成としている。

【００１６】請求項５記載の発明は、上記請求項２記載
の氷蓄熱装置において、上流端が圧縮機(1) の吐出側に
接続する一方、下流端が冷媒熱交換部(42a) に接続する
ホットガス供給管(54)を備えさせ、加熱制御手段(74)
が、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出した冷媒を、ホッ
トガス供給管(54)により冷媒熱交換部(42a) に導入した
後、冷媒配管(8) により冷媒側予熱部(40a) に導入する
構成としている。

【００１７】これら構成により、解凍運転時には、冷媒
側予熱部(40a) と冷媒熱交換部(42a) とが直列に繋がれ
るため、夫々に確実にホットガスを流すことができる。

【００１８】

【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２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３は蓄熱循環回路としての水循環回路
(B) を示す図である。図２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。

【００１９】−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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】−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３に示すように、蓄熱タンク(T) 、
循環手段としてのポンプ(P) 、二重管構造の熱交換器で
成る加熱手段としての予熱器(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３における実線の矢印参
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(45a) 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。

【００３２】以下、上記予熱器(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。

【００３３】図２に示すように、予熱器(40)は、蓄熱タ
ンク(T) の下流側の取出し側循環配管(45c) を流れる水
を加熱可能としたものである。つまり、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(40b)を水が、外側空間(40a) 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３参照）。これ
により、この予熱器(40)は、冷媒が流れる外側空間が冷
媒側予熱部(40a) として、水が流れる中央側空間が蓄熱
媒体側予熱部である水側予熱部(40b) として形成されて
いる。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。

【００３４】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、水配管(45)に連通する複数本の伝熱管により形
成される蓄熱媒体熱交換部としての水熱交換器(42b)
と、この伝熱管の周囲に形成されて下部接続管(52)から
上部接続管(51)に亘る空間でなる冷媒熱交換部(42a) と
が形成されている。そして、この水熱交換器(42b) を流
れる水と冷媒熱交換部(42a) で蒸発する冷媒との間で熱
交換を行うよう構成されている。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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)
を流れる水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。

【００４０】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。

【００４１】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、この氷の融解を促進させ、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。

【００４２】また、図３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。

【００４３】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。

【００４４】−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。

【００４５】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。

【００４６】−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。

【００４７】また、このコントローラ(70)には、空気調
和装置に製氷運転としての冷蓄熱運転を行わせる製氷運
転手段(71)と、蓄熱熱交換器(42)の凍結を判定する凍結
判定手段(72)と、解凍運転を行わせる解凍運転手段(73)
と、解凍運転時に予熱器(40)に高温の冷媒が流れ込むよ
うに各弁の切換え制御を行う加熱制御手段(74)とが設け
られている。

【００４８】製氷運転手段(71)は、後述する冷蓄熱運転
の如く、水循環回路(B) の水を過冷却状態にし、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)
に回収するような運転動作を行わせるものである。

【００４９】凍結判定手段(72)は、蓄熱熱交換器(42)の
内部に凍結が発生すると、それを認識して凍結信号を解
凍運転手段(73)に発するものである。具体的な凍結判定
動作については後述する。

【００５０】解凍運転手段(72)は、凍結判定手段(72)か
ら凍結信号を受けると、圧縮機(1)からの高温の吐出冷
媒を冷却用熱交換器(42a) に供給して蓄熱熱交換器(42)
を加熱する解凍運転を行わせ、また、この解凍運転が所
定時間（例えば５min ）行われた後に、該解凍運転を終
了させて、製氷運転手段(71)による製氷運転に戻すよう
にしている。

【００５１】加熱制御手段(74)は、上記解凍運転手段(7
2)による解凍運転時に、第２室外電動膨張弁(52a) 、第
３、第４、第６の各電磁弁(SV3,SV4,SV6) を開放し、そ
の他の電動膨張弁及び電磁弁を閉鎖することにより、圧
縮機構(1) からの吐出冷媒をホットガス供給管(54)を経
て下部接続管(52)に導入するようにしている。

【００５２】−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。

【００５３】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。

【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。

【００５５】−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。

【００５６】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) 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。

【００５７】−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。

【００５８】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。

【００５９】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６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。

【００６０】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。

【００６１】−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。

【００６２】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。

【００６３】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)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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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、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。

【００６７】この際、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(Th-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。

【００６８】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。

【００６９】−解凍運転− 次に、本発明の特徴とする運転動作である解凍運転動作
について説明する。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８に矢印で示すように、圧縮機構(1) からの
高温のガス冷媒は、ホットガス供給管(54)により下部接
続管(52)に供給され、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。つ
まり、このガス冷媒が蓄熱熱交換器(42)の冷媒熱交換部
(42a) と、予熱器(40)の冷媒側予熱部(40a) とに分流さ
れることになる。そして、冷媒熱交換部(42a) に導入さ
れた冷媒（ホットガス）は、その温熱によって水熱交換
部(42b) 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、冷媒側予熱部(40a) に導入
された冷媒は、水側予熱部(40b) を流れる水を加熱した
後、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。つまり、この
解凍運転時には、蓄熱熱交換器(42)及び予熱器(40)の夫
々にホットガスが導入されて、夫々において加熱動作が
行われることになる。更に、この予熱器(40)において加
熱された水は該予熱器(40)から流出した後、混合器(41)
において撹拌されることになる。

【００７０】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。

【００７１】−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。

【００７２】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９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。

【００７３】−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。

【００７４】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。

【００７５】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
１０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。

【００７６】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。

【００７７】−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。

【００７８】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。

【００７９】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１１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。

【００８０】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。

【００８１】−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。

【００８２】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１２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。

【００８３】−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。

【００８４】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。

【００８５】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１３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。

【００８６】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。

【００８７】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、蓄熱熱交換器(42)の凍結時に行われる
解凍運転時、蓄熱熱交換器(42)ばかりでなく予熱器(40)
に対しても高温のガス冷媒を供給するようにしているの
で、水配管(45)を経て蓄熱タンク(T) に導入する水が該
蓄熱タンク(T) 内を撹拌し、小片となった一部の氷が蓄
熱タンク(T) の水導出側から水配管(45)に流れ出たとし
ても、この氷は予熱器(40)において融解されることにな
る。このため、従来のように、解凍運転の終了時に水循
環回路(B) 内に氷が残ってしまうといった不具合の発生
を抑制することができる。つまり、解凍運転の終了後
に、製氷運転を再開させた際に、過冷却水が水循環回路
(B) 内に残留する氷の周囲で過冷却解消動作を行って、
過冷却解消器(43)以外で氷が生成されてしまうといった
状況が回避でき、常に過冷却解消器における安定した製
氷動作を行うことができる。

【００８８】（変形例）以下に、本発明の３タイプの変
形例について説明する。尚、この各変形例は、解凍運転
時に蓄熱熱交換器(42)及び予熱器(40)にホットガスを供
給するための回路構成の変形例であって、その他の構成
は上述した実施例と同様であるので、ここでは、このホ
ットガスを供給するための回路構成についてのみ説明す
る。

【００８９】−第１タイプの変形例− 本タイプの変形例は、図１４に示すように、ホットガス
供給管(54)の下流端を予熱器(40)の直上流側に接続して
いる。また、このホットガス供給管(54)は、上述した第
６電磁弁(SV6) の他に第８電磁弁(SV8) が設けられてい
る。

【００９０】そして、解凍運転時には、第４，６，８の
各電磁弁(SV4,SV6,SV8) が開放され、且つ第２室外電動
膨張弁(52a) が全開状態とされて、圧縮機構(1) から吐
出した高温のガス冷媒は、図１４に矢印で示すように、
ホットガス供給管(54)を経て予熱器(40)に導入された
後、下部接続管(52)から蓄熱熱交換器(42)に導入され
る。そして、この蓄熱熱交換器(42)から上部接続管(51)
に導出した冷媒は吸入ガスライン(10c) より圧縮機構
(1) に戻される。

【００９１】このように、本例にあっては解凍運転時に
おける冷媒の流通経路として予熱器(40)と蓄熱熱交換器
(42)とを直列に繋ぐようにしているので、予熱器(40)及
び蓄熱熱交換器(42)の夫々に確実にホットガスを流すこ
とができ、蓄熱熱交換器(42)の凍結を確実に解消可能と
しながら、予熱器(40)において蓄熱タンク(T) から流出
した氷を確実に融解することができる。

【００９２】−第２タイプの変形例− 本タイプの変形例は、図１５に示すように、ホットガス
供給管(54)の下流端を上部接続管(51)における蓄熱熱交
換器(42)に対する接続位置と第４電磁弁(SV4)との間に
接続している。また、このホットガス供給管(54)には、
第６電磁弁(SV6) の他に第９電磁弁(SV9) が設けられて
いる。また、解凍バイパスライン(50)の下流端は、上部
接続管(51)における吸入ガスライン(10c) に対する接続
位置と第４電磁弁(SV4) との間に接続している。

【００９３】そして、解凍運転時には、第３，６，９の
各電磁弁(SV3,SV6,SV9) が開放され、且つ第２室外電動
膨張弁(52a) が全開状態とされる一方、第４電磁弁(SV
4) が閉鎖される。そして、圧縮機構(1) から吐出した
高温のガス冷媒は、図１５に矢印で示すように、ホット
ガス供給管(54)及び上部接続管(51)を経て蓄熱熱交換器
(42)に導入された後、下部接続管(52)から予熱器(40)に
導入される。そして、この予熱器(40)から解凍バイパス
ライン(50)に導出した冷媒は上部接続管(51)の一部を流
れて吸入ガスライン(10c) より圧縮機構(1) に戻され
る。

【００９４】このように、本例にあっても解凍運転時に
おける冷媒の流通経路として予熱器(40)と蓄熱熱交換器
(42)とを直列に繋ぐようにしているので、予熱器(40)及
び蓄熱熱交換器(42)の夫々確実にホットガスを流すこと
ができる。

【００９５】−第３タイプの変形例− 本タイプの変形例は、図１６に示すように、ホットガス
供給管(54)の下流端を下部接続管(52)における蓄熱熱交
換器(42)に対する接続位置と第２室外電動膨張弁(52a)
との間に接続している。また、このホットガス供給管(5
4)には、第６電磁弁(SV6) の他に、下部接続管(52)へ向
う冷媒流通のみを許容する逆止弁(CV9)及びキャピラリ
チューブ(CP)が設けられている。また、解凍バイパスラ
イン(50)の一端は、このホットガス供給管(54)における
第６電磁弁(SV6) と逆止弁(CV9)との間に接続されてい
る。更に、下部接続管(52)における第２室外電動膨張弁
(52a) と予熱器(40)との間と、上部接続管(51)とには冷
媒戻し管(65)が設けられており、この冷媒戻し管(65)に
は第１０電磁弁(SV10)が接続されている。

【００９６】そして、解凍運転時には、第３，６，１０
の各電磁弁(SV3,SV6,SV10)が開放され、且つ第２室外電
動膨張弁(52a) が全閉状態とされる。そして、圧縮機構
(1)から吐出した高温のガス冷媒は、図１６に矢印で示
すように、ホットガス供給管(54)を流れ、その一部は下
部接続管(52)を経て蓄熱熱交換器(42)に、他はホットガ
ス供給管(54)から解凍バイパスライン(50)に分流して予
熱器(40)に夫々流入する。そして、蓄熱熱交換器(42)か
ら導出した冷媒は上部接続管(51)を経て吸入ガスライン
(10c) より圧縮機構(1) に戻され、一方、予熱器(40)か
ら導出した冷媒は冷媒戻し管(65)を経て吸入ガスライン
(10c) より圧縮機構(1) に戻される。

【００９７】このように、本例にあっては解凍運転時に
おける冷媒の流通経路として予熱器(40)と蓄熱熱交換器
(42)とを並列に繋ぐようにしており、また、蓄ホットガ
ス供給管(54)にキャピラリチューブ(CP)を設けることで
蓄熱熱交換器(42)へのホットガスの供給量を所望の量に
設定することができるので、このキャピラリチューブ(C
P)を適切に設定することで予熱器(40)及び蓄熱熱交換器
(42)へのホットガスの供給分配量を任意に設定すること
ができる。

【００９８】尚、上述した各変形例において、第１及び
第３タイプの変形例では予熱器(40)における水と冷媒の
流通方向を逆方向とし、第２タイプの変形例では水と冷
媒の流通方向を同一方向としたが、本発明は、これに限
らず、第１及び第３タイプの変形例において同一方向と
し、第２タイプの変形例において逆方向とするように予
熱器(40)を構成してもよい。

【００９９】また、上述した実施形態及び各変形例で
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。

【０１００】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。

【０１０１】更には、加熱手段として高温の冷媒によっ
て水を加熱する予熱器(40)を採用したが、本発明は、こ
れに限らず、電気ヒータ等の加熱機器を蓄熱タンク(T)
の出口側の配管(45c) に設けるようにしてもよい。

【０１０２】

【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、蓄熱タンクから取出した蓄熱媒体を蓄
熱媒体熱交換部において過冷却状態まで冷却した後、こ
の過冷却状態を解消して氷を生成する一方、蓄熱媒体熱
交換部に凍結が発生すると該蓄熱媒体熱交換部を加熱す
る解凍運転を行うようにした氷蓄熱装置に対し、解凍運
転時、蓄熱タンクの取出し側の循環配管を流れる蓄熱媒
体を加熱手段によって加熱するようにしたために、解凍
運転時に、たとえ蓄熱タンクから循環配管に氷が流れ出
たとしても、この氷は加熱手段により融解されることに
なる。このため、解凍運転の終了時に蓄熱循環回路内に
氷が残ることが抑制され、再製氷時に、蓄熱循環回路に
残留した氷の周囲で蓄熱媒体の過冷却が解消してしまう
といった状況の発生が回避でき、安定した製氷動作を行
うことができて、装置の信頼性の向上を図ることができ
る。

【０１０３】請求項２記載の発明によれば、製氷運転
時、圧縮機から吐出して熱源側熱交換器で凝縮した冷媒
を冷媒側予熱部に流通させる一方、解凍運転時、圧縮機
から吐出した冷媒を冷媒側予熱部に流通させるようにし
たことで、予熱器に、製氷運転時及び解凍運転時共に、
蓄熱タンクから流出した氷を融解する機能を備えさせる
ことができる。このため、製氷運転時に蓄熱媒体熱交換
部で過冷却解消動作が行われたり、解凍運転の終了時、
蓄熱循環回路に氷が残留するといったことがなくなり、
製氷運転及び解凍運転において安定した運転動作を行う
ことができる。

【０１０４】請求項３記載の発明によれば、解凍運転
時、圧縮機から吐出した冷媒を冷媒熱交換部と冷媒側予
熱部とに分流させるようにしたために、吐出冷媒の冷媒
熱交換部と冷媒側予熱部とへの供給分配量を所望の分配
比で供給する構成を採用することが可能となり、解凍運
転時に各機器が必要とする熱量を適切に供給することが
できて、各部において適切な氷の融解動作を行わせるこ
とができる。

【０１０５】請求項４記載の発明では、解凍運転時、圧
縮機から吐出した冷媒を、冷媒側予熱部に導入した後、
冷媒熱交換部に導入するようにし、また、請求項５記載
の発明では、逆に、吐出冷媒を、冷媒熱交換部に導入し
た後、冷媒側予熱部に導入するようにしたために、解凍
運転時に、冷媒側予熱部及び冷媒熱交換部の夫々に確実
にホットガスを流すことができ、蓄熱媒体熱交換部の凍
結解消と、蓄熱タンクから流れ出た氷の蓄熱媒体側予熱
部での融解とを確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す図である。

【図２】実施形態に係る空気調和装置に備えられた冷媒
循環回路を示す図である。

【図３】水循環回路を示す図である。

【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】氷核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／冷房同時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の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【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／暖房同時運転の冷媒循環動作を示す
回路図である。

【図１３】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１４】第１タイプの変形例における解凍運転時の冷
媒循環動作を示す回路図である。

【図１５】第２タイプの変形例における図１４相当図で
ある。

【図１６】第３タイプの変形例における図１４相当図で
ある。

【符号の説明】

(1) 圧縮機構 (3) 室外熱交換器（熱源側熱交換器） (8) 冷媒配管 (11c) 第３液ライン（冷媒配管） (40) 予熱器（加熱手段） (40a) 冷媒側予熱部 (40b) 水側予熱部（蓄熱媒体側予熱部） (42a) 冷媒熱交換部 (42b) 水熱交換部（蓄熱媒体熱交換部） (45) 水配管（循環配管） (45c) 取出し側循環配管 (52) 下部接続管（冷媒配管） (52a) 第２室外電動膨張弁（膨張機構） (54) ホットガス供給管 (71) 製氷運転手段 (72) 凍結判定手段 (73) 解凍運転手段 (74) 加熱制御手段 (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（循環手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末広 賢一 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 岡 恭彦 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 (5)

【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、
   膨張機構(52a) と、冷媒熱交換部(42a) 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
   する循環手段(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、 上記冷媒熱交換部(42a) で蒸発する冷媒と、蓄熱タンク
   (T) から取出されて蓄熱媒体熱交換部(42b) を流れる液
   相の蓄熱媒体とを熱交換させて該蓄熱媒体を過冷却状態
   まで冷却し、この蓄熱媒体を蓄熱媒体熱交換部(42b) か
   ら導出した後に、そ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) に回収する製氷運転を行う製氷
   運転手段(71)と、 上記蓄熱媒体熱交換部(42b) の内部に凍結が発生すると
   凍結信号を発する凍結判定手段(72)と、 該凍結判定手段(72)から凍結信号を受けると、圧縮機
   (1) からの高温の吐出冷媒を冷媒熱交換部(42a) に供給
   して蓄熱媒体熱交換部(42b) を加熱する解凍運転を行う
   解凍運転手段(73)と、 蓄熱タンク(T) の蓄熱媒体取出し側と蓄熱媒体熱交換部
   (42b) との間の取出し側循環配管(45c) を流れる蓄熱媒
   体を加熱可能な加熱手段(40)と、 上記解凍運転手段(73)による解凍運転時、加熱手段(40)
   により取出し側循環配管(45c) を流れる蓄熱媒体を加熱
   する加熱制御手段(74)とが設けられていることを特徴と
   する氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 加熱手段は、熱源側熱交換器(3) の下流
   側の冷媒配管(11c)の一部に形成された冷媒側予熱部(40
   a) と、取出し側循環配管(45c) の一部に形成された蓄
   熱媒体側予熱部(40b) とが熱交換可能に構成されてなる
   予熱器(40)であって、 製氷運転手段(71)は、製氷運転時、圧縮機(1) から吐出
   して熱源側熱交換器(3) で凝縮した冷媒を冷媒側予熱部
   (40a) に流通させる一方、 加熱制御手段(74)は、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出
   した冷媒を冷媒側予熱部(40a) に流通させることを特徴
   とする請求項１記載の氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 上流端が圧縮機(1) の吐出側に接続する
   一方、下流端が冷媒側予熱部(40a) と冷媒熱交換部(42
   a) との間の冷媒配管(52)に接続するホットガス供給管
   (54)を備え、 加熱制御手段(74)は、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出
   してホットガス供給管(54)より冷媒配管(52)に導入する
   冷媒の一部を冷媒熱交換部(42a) に、他を冷媒側予熱部
   (40a) に夫々流通するよう分流させることを特徴とする
   請求項２記載の氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 上流端が圧縮機(1) の吐出側に接続する
   一方、下流側が冷媒側予熱部(40a) に連通するホットガ
   ス供給管(54)を備え、 加熱制御手段(74)は、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出
   した冷媒を、ホットガス供給管(54)により冷媒側予熱部
   (40a) に導入した後、冷媒配管(8) により冷媒熱交換部
   (42a) に導入することを特徴とする請求項２記載の氷蓄
   熱装置。
5. 【請求項５】 上流端が圧縮機(1) の吐出側に接続する
   一方、下流端が冷媒熱交換部(42a) に接続するホットガ
   ス供給管(54)を備え、 加熱制御手段(74)は、解凍運転時、圧縮機(1) から吐出
   した冷媒を、ホットガス供給管(54)により冷媒熱交換部
   (42a) に導入した後、冷媒配管(8) により冷媒側予熱部
   (40a) に導入することを特徴とする請求項２記載の氷蓄
   熱装置。