JPH10227497A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱槽の出口側に予熱器を備えた氷蓄熱装置
に対し、凝縮器及び予熱器への冷媒供給状態を改良する
ことにより、外気温度等に拘りなく製氷動作時に蓄熱槽
から流出した氷の確実な融解と、製氷能力の向上とを両
立させる。 【解決手段】 冷媒循環回路(A) と水循環回路(B) とを
備え、予熱器(21)において蓄熱槽(T) から流出した氷を
融解し、過冷却水生成熱交換器(20)において水を冷却し
て過冷却状態にし、この過冷却状態を解消して製氷する
装置に対し、圧縮機構(1) からの吐出冷媒を分流し、一
方を室外熱交換器(3) に供給する。他方の吐出冷媒を室
外熱交換器(3) をバイパスして流す。これら冷媒を合流
した後、予熱器(21)に供給する。

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冷却することに
よって氷を生成し、該氷を冷熱源として貯蔵するように
した装置の改良に関する。

【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槽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４−２５１１４０号公報に開示されているよ
うに、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び水熱交換部を冷媒
配管によって順次接続して成る冷媒循環回路と、蓄熱
槽、上記水熱交換部との間で熱交換可能な過冷却水生成
部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】この氷蓄熱装置の製氷動作としては、蓄熱
槽から取出した水を過冷却水生成部において水熱交換部
の冷媒と熱交換して過冷却状態まで冷却し、過冷却解消
部において過冷却状態を解消してスラリー状の氷を生成
する。その後、この氷を水配管により蓄熱槽に回収す
る。

【０００５】この種の氷蓄熱装置の一タイプとして、製
氷動作時に蓄熱槽から氷が流出した際、この氷を融解す
るための予熱器を備えたものがある。この予熱器は、蓄
熱槽から流出した氷が過冷却水生成部に流れ込み、ここ
で過冷却が解消して過冷却水生成部が凍結してしまうこ
とを回避するためのものである。該予熱器は、水循環回
路の蓄熱槽出口側に設けられ、例えば、圧縮機から吐出
した高温の冷媒が供給され、この冷媒の熱により氷を融
解する。

【０００６】このような予熱器を備えた氷蓄熱装置で
は、製氷動作時には、圧縮機から吐出した冷媒を上記凝
縮器及び予熱器により冷却している。つまり、外気及び
水の冷熱を有効に利用して高い製氷効率を得ながら予熱
器での氷の融解を行うようにしている。

【０００７】凝縮器及び予熱器に対する具体的な冷媒供
給動作としては以下の２タイプがある。

【０００８】先ず、第１のタイプは、図２７に示すよう
に、圧縮機(a) 、凝縮器(b) 、予熱器(c) を直列に接続
している。これにより、圧縮機(a) からの吐出冷媒を、
凝縮器(b) において外気との間で熱交換を行って凝縮
し、更に予熱器(c) において水（または氷）との間で熱
交換を行って過冷却度をつける。その後、膨張機構(d)
で減圧し、水熱交換部(e) に供給するようになってい
る。尚、図２７の破線は水配管を示す。

【０００９】また、第２のタイプは、図２８に示すよう
に、凝縮器(b) と予熱器(c) とを並列に接続している。
これにより、圧縮機(a) からの吐出冷媒の一部を、凝縮
器(b) において外気との間で熱交換を行って凝縮し、他
の吐出冷媒を予熱器(c) において水（または氷）との間
で熱交換を行って凝縮する。その後、これら凝縮冷媒を
合流させて膨張機構(d) で減圧し、水熱交換部(e) に供
給するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな従来の氷蓄熱装置にあっては、以下に述べるような
課題があり未だ改善の余地が残されていた。つまり、こ
れら課題を改善することは氷蓄熱装置の実用性を大幅に
向上するものである。

【００１１】先ず、前者の凝縮器(b) と予熱器(c) とを
直列に接続したものにおいて、外気温度が低い場合に
は、凝縮器(b) において冷媒が低温まで（例えば過冷却
度がつく程度まで）冷却されることになる。この状態で
は、凝縮器(b) から流出した冷媒が予熱器(c) に導入さ
れたとしても、該予熱器(c) での冷媒と水循環回路の水
（氷を含む）との間の熱交換量が十分に得られない。こ
のため、蓄熱槽から流出した氷を融解することができな
くなる可能性があり、過冷却水生成部(e) の凍結発生が
懸念される。これでは、予熱器(c) を設けたことによる
本来の目的が達成できない。

【００１２】一方、後者の凝縮器(b) と予熱器(c) とを
並列に接続したものにおいて、外気温度が高い場合に
は、凝縮器(b) では、冷媒を十分に凝縮することができ
なくなり、凝縮器(b) から流出した冷媒が高温のまま膨
張機構(d) を流通することになる。これでは、予熱器
(c) において冷媒に過冷却度をつけることができたとし
ても、この過冷却度のついた冷媒と高温の冷媒とが合流
して膨張機構(d) を流通することになるので、十分な製
氷能力を発揮させることができず、COP の向上を図るこ
とができない。

【００１３】本発明は、これらの点に鑑みてなされたも
のであって、蓄熱槽の出口側に予熱器を備えた氷蓄熱装
置に対し、凝縮器及び予熱器への冷媒供給状態を改良す
ることにより、外気温度等に拘りなく製氷動作時に蓄熱
槽から流出した氷の確実な融解と、製氷能力の向上とを
両立させることを目的とする。

【００１４】

【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、圧縮機からの吐出冷媒の一部を凝縮器
（熱源側熱交換手段）をバイパスするように流し、この
バイパスした冷媒により予熱器の機能を確保すると共
に、凝縮器を流通した冷媒にあっては更に予熱器によっ
て冷却することで製氷能力の向上が図れるようにした。

【００１５】具体的に請求項１記載の発明は、図１に示
すように、蓄熱槽(T) 、予熱部(21B) 及び過冷却部(20
B) が蓄熱媒体の循環が可能に接続された蓄熱媒体循環
回路(B) と、圧縮機(1) 、熱源側熱交換手段(3) 、上記
予熱部(21B) との間で熱交換可能な加熱部(21A) 、減圧
機構(EV-3)、過冷却部(20B) との間で熱交換可能な冷却
部(20A) が冷媒の循環が可能に接続された冷媒循環回路
(A) とを備え、上記蓄熱槽(T) から流出した氷を予熱部
(21B) において加熱部(21A) の冷媒との熱交換により融
解する一方、過冷却部(20B) において蓄熱媒体を冷却部
(20A) の冷媒との熱交換により過冷却状態にし、この過
冷却状態を解消することで氷を生成して蓄熱槽(T) に貯
留するようにした氷蓄熱装置を前提としている。そし
て、上記圧縮機(1) からの吐出冷媒を分流し、一方の吐
出冷媒を熱源側熱交換手段(3) に供給して凝縮させる一
方、他方の吐出冷媒を熱源側熱交換手段(3) をバイパス
して流し、これら冷媒を合流して加熱部(21A) に供給し
た後、減圧機構(EV-3)で減圧して冷却部(20A) に供給す
るようにしている。

【００１６】この特定事項により、圧縮機(1) から吐出
した冷媒の一部は、熱源側熱交換手段(3) において例え
ば外気と熱交換を行って凝縮し、更に加熱部(21A) にお
いて蓄熱媒体と熱交換を行って冷却される。一方、他の
吐出冷媒は凝縮することなしに、上記冷媒と合流して加
熱部(21A) に供給され、蓄熱媒体と熱交換を行う。従っ
て、製氷能力は前者の冷媒（熱源側熱交換手段(3) 及び
加熱部(21A) において冷却された冷媒）によって確保さ
れ、予熱器の機能は後者の冷媒（熱源側熱交換手段(3)
をバイパスした冷媒）により保障されることになる。

【００１７】請求項２〜５記載の発明は、蓄熱媒体と冷
媒との熱交換部分の構成を具体化したものである。つま
り、予熱部(21B) 及び加熱部(21A) を、請求項２では二
重管構造の熱交換器(21)で構成し、請求項３ではプレー
ト型の熱交換器で構成している。一方、過冷却部(20B)
及び冷却部(20A) を、請求項４ではシェルアンドチュー
ブ型の熱交換器(20)で構成し、請求項５ではプレート型
の熱交換器で構成している。

【００１８】これら特定事項により、各熱交換部分の構
成が具体化でき、装置の実用性が向上する。

【００１９】請求項６記載の発明は、上記請求項１記載
の氷蓄熱装置において、圧縮機(1)の吐出側に、吐出冷
媒を熱源側熱交換手段(3) に供給する第１吐出管(10)
と、吐出冷媒を熱源側熱交換手段(3) をバイパスして加
熱部(21A) に向かって供給する第２吐出管(22)とを設け
る。この第２吐出管(22)の途中を複数本に分岐し、各分
岐管に開閉弁(SV-2,SV-3, …) を設けた構成としてい
る。

【００２０】この特定事項により、各開閉弁(SV-2,SV-
3, …) のうち開放状態のものの個数を適宜設定するこ
とで熱源側熱交換手段(3) をバイパスする冷媒の流量が
任意に設定可能となる。つまり、製氷能力の確保を優先
する運転動作と、予熱器の氷融解機能を優先する運転動
作とが任意に調整可能となる。

【００２１】請求項７記載の発明は、氷の冷熱を利用す
る冷房運転時の動作に係るものである。つまり、上記請
求項１記載の氷蓄熱装置において、圧縮機(1) からの吐
出冷媒を分流し、一方の吐出冷媒を、熱源側熱交換手段
(3) に供給して凝縮させた後、加熱部(21A) において予
熱部(21B) の蓄熱媒体との熱交換により冷却する一方、
他方の吐出冷媒を冷却部(20A) に供給して過冷却部(20
B) の蓄熱媒体との熱交換により凝縮させ、これら冷媒
を合流させて減圧した後、利用側熱交換手段(6)に供給
するようにしている。

【００２２】この特定事項により、氷の冷熱は、加熱部
(21A) 及び冷却部(20A) において回収され、また、この
冷熱以外に、熱源側熱交換手段(3) によって例えば外気
の冷熱も利用されることになる。このため、冷熱利用冷
房運転時における冷熱回収動作が効率良く行われ、高い
冷房能力を得ることができる。

【００２３】請求項８記載の発明は、圧縮機(1) から吐
出された冷媒の一部が熱源側熱交換手段(3) をバイパス
することで、この熱源側熱交換手段(3) での冷媒流量が
減少し、これに伴って、冷媒の過冷却度が大きくなって
しまうことによる予熱量不足を回避するために、熱源側
熱交換手段(3) の出口側で冷媒流量を調整可能とした。

【００２４】具体的には、圧縮機(1) から吐出して分流
された冷媒のうち少なくとも熱源側熱交換手段(3) を経
た冷媒を減圧する補助減圧手段(EV-1)を設けた構成とし
ている。

【００２５】この特定事項により、補助減圧手段(EV-1)
の流量調整動作により、加熱部(21A) に対して供給され
る冷媒の過冷却度を調整することが可能になる。従っ
て、予熱量不足が生じないような調整動作を行うこと
で、確実な予熱を行うことが可能になる。

【００２６】請求項９及び１０記載の発明は、熱源側熱
交換手段(3) を経た冷媒と熱源側熱交換手段(3) をバイ
パスした冷媒との合流部と、補助減圧手段(EV-1)の位置
関係を明確にしたものである。

【００２７】具体的に、請求項９記載の発明は、各冷媒
の合流部を、補助減圧手段(EV-1)の下流側としたもので
ある。一方、請求項１０記載の発明は、各冷媒の合流部
を、補助減圧手段(EV-1)の上流側としたものである。

【００２８】これら特定事項により、回路構成を具体化
することができる。

【００２９】請求項１１及び１２記載の発明は、補助減
圧手段(EV-1)の具体的な減圧度調整制御を特定したもの
である。

【００３０】請求項１１記載の発明は、補助減圧手段(E
V-1)を減圧度可変とする。また、熱源側熱交換手段(3)
の出口側の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段(Th-c)
と、該冷媒温度検出手段(Th-c)の出力を受け、上記冷媒
温度が所定の目標値になるように補助減圧手段(EV-1)の
減圧度を調整する調整手段(61)とを備えさせた構成とし
ている。

【００３１】請求項１２記載の発明は、同じく、補助減
圧手段(EV-1)を減圧度可変とする。また、予熱部(21B)
の出口側の蓄熱媒体温度を検出する媒体温度検出手段(T
h-w)と、該媒体温度検出手段(Th-w)の出力を受け、上記
蓄熱媒体温度が所定の目標値になるように補助減圧手段
(EV-1)の減圧度を調整する調整手段(61)とを備えさせた
構成としている。

【００３２】これら特定事項により、加熱部(21A) に供
給する冷媒の温度を、氷を確実に融解できる温度に正確
に設定することができることになる。

【００３３】

【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。以下の実施形態では、本発明に係る装
置を氷蓄熱式空気調和装置に適用した場合について説明
する。

【００３４】（第１実施形態）先ず、第１実施形態につ
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) 及び蓄熱媒体循環回路
としての水循環回路(B) の全体構成を示している。この
図に示すように、本空気調和装置は、複数の冷媒配管に
よって接続された室外ユニット(X) と製氷ユニット(Y)
とを備えている。室外ユニット(X) は複数の室内ユニッ
ト(Z,Z,Z) に連絡冷媒管(RL,RG) により接続され、製氷
ユニット(Y) は蓄熱タンク(T) に連絡水管(WS,WR) によ
り接続されている。つまり、室外ユニット(X) と各室内
ユニット(Z,Z,Z) とは上記冷媒循環回路(A) の一部を構
成する液側及びガス側の連絡冷媒管(RL,RG) により、製
氷ユニット(Y) と蓄熱タンク(T) とは上記水循環回路
(B) の一部を構成する供給側及び回収側の連絡水管(WS,
WR) により夫々接続されている。

【００３５】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。 −冷媒循環回路の説明− 先ず、冷媒循環回路(A) の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) 、第１及び第２の四路切換弁(2A,2B) 、室外
ファン(F) が近接配置された熱源側熱交換手段としての
室外熱交換器(3) 及び室外電動膨張弁(EV-1)と、製氷ユ
ニット(Y)に備えられた予熱器(21)と、各室内ユニット
(Z,Z,Z) に備えられた室内電動膨張弁(EV-2)及び利用側
熱交換手段としての室内熱交換器(6) とを備えている。

【００３６】室外熱交換器(3) におけるガス側である一
端には第１吐出管としてのガス側配管(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。

【００３７】上記ガス側配管(10)は、第１四路切換弁(2
A)によって圧縮機構(1) の吐出側と吸入側とに切換え可
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) の吐出側と第１四路切換弁(2A)とを接続す
る第１吐出ガスライン(10a)、第１四路切換弁(2A)と室
外熱交換器(3) とを接続する第２吐出ガスライン(10b)
、第１四路切換弁(2A)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。

【００３８】一方、液側配管(11)は、室外熱交換器(3)
と予熱器(21)とを接続する第１液ライン(11a) 、予熱器
(21)と室外電動膨張弁(EV-1)とを接続する第２液ライン
(11b) 、室外電動膨張弁(EV-1)と液側連絡冷媒管(RL)と
を接続する第３液ライン(11c) 、液側連絡冷媒管(RL)と
室内電動膨張弁(EV-2)とを接続する第４液ライン(11d)
を備えている。

【００３９】上記各室内電動膨張弁(EV-2,EV-2,EV-2)
は、室内液配管(6a,6a,6a)を介して各室内熱交換器(6,
6,6) の液側に夫々接続している。

【００４０】ガス側連絡冷媒管(RG)は、複数の室内ガス
配管(6b,6b,6b)を介して各室内熱交換器(6,6,6) のガス
側に接続している。このガス側連絡冷媒管(RG)は、ガス
配管(15)を介して第１四路切換弁(2A)に接続しており、
この第１四路切換弁(2A)によって圧縮機構(1) の吐出側
と吸入側とに切換え可能となっている。

【００４１】圧縮機構(1) は、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
きの第１圧縮機（COMP-1）と、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第２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。

【００４２】圧縮機構(1) の吐出側と第１液ライン(11
a) との間には第２吐出管としてのホットガスバイパス
管(22)が接続されている。このホットガスバイパス管(2
2)は、第１電磁弁(SV-1)が設けられていると共に、この
第１電磁弁(SV-1)の配設位置よりも上流側（圧縮機構
(1) 側）が複数本（３本）の分岐管に分岐しており、各
分岐管には第２〜第４電磁弁(SV2〜SV4)が夫々設けられ
ている。この３本の分岐管のうちの２本にはキャピラリ
チューブ(CP,CP) が設けられている。

【００４３】第２四路切換弁(2B)は、４つのポートのう
ちの１つがガス回収ライン(41)により吸入ガスライン(1
0c) に、他の１つがガス供給ライン(42)によりホットガ
スバイパス管(22)に接続している。このガス供給ライン
(42)のホットガスバイパス管(22)に対する接続位置は第
１電磁弁(SV-1)と各分岐管との間である。残りの２つの
ポートのうちの１つは、補助バイパス管(24)により第２
圧縮機（COMP-2）の吐出側に、他の１つはガス側接続管
(20b) により製氷ユニット(Y) に接続している。補助バ
イパス管(24)には第５電磁弁(SV-5)が設けられている。
この第２四路切換弁(2B)は、補助バイパス管(24)とガス
側接続管(20b) とを連通し、且つガス回収ライン(41)と
ガス供給ライン(42)とを連通する状態（図１に実線で示
す状態）と、補助バイパス管(24)とガス供給ライン(42)
とを連通し、且つガス側接続管(20b) とガス回収ライン
(41)とを連通する状態（図１に破線で示す状態）との間
で切換え可能となっている。

【００４４】第１液ライン(11a) と第２液ライン(11b)
とは第１及び第２の液バイパスライン(43,44) により接
続されている。これら各液バイパスライン(43,44) の第
１液ライン(11a) に対する接続位置は、ホットガスバイ
パス管(22)の接続位置と室外熱交換器(3) との間であ
る。第１液バイパスライン(43)には第６電磁弁(SV-6)
が、第２液バイパスライン(44)には第７電磁弁(SV-7)が
夫々設けられている。

【００４５】第１液ライン(11a) と第３液ライン(11c)
とは第３液バイパスライン(45)により接続されている。
この第３液バイパスライン(45)には第８電磁弁(SV-8)が
設けられている。

【００４６】本装置は、冷媒循環回路(A) を流れる冷媒
と水循環回路(B) を流れる水との間で熱交換を行うため
の冷却用熱交換器としての過冷却水生成熱交換器(20)及
び上記予熱器(21)を備えている。以下、この過冷却水生
成熱交換器(20)及び予熱器(21)について説明する。

【００４７】過冷却水生成熱交換器(20)は、シェルアン
ドチューブ型熱交換器であり、筒体の内部に鉛直方向に
延びる複数本の伝熱管が収容されて成る。そして、この
伝熱管の内部に水循環回路(B) の水が、外部に冷媒循環
回路(A) の冷媒が夫々流れて互いに熱交換を行い、例え
ば冷蓄熱運転時には水を過冷却状態まで冷却するように
なっている。つまり、この過冷却水生成熱交換器(20)で
は、伝熱管の内部が本発明でいう過冷却部(20B) とな
り、外部が冷却部(20A) となっている。

【００４８】一方、予熱器(21)は、二重管構造の熱交換
器であり、内側管の内部に水循環回路(B) の水が、外部
に冷媒循環回路(A) の冷媒が夫々流れて互いに熱交換を
行うようになっている。この予熱器(21)には、上述の如
く、第１液ライン(11a) 及び第２ライン(11b) が接続さ
れており、冷媒が、第１液ライン(11a) により冷媒が供
給され、第２ライン(11b) により取出されるようになっ
ている。つまり、この予熱器(21)では、内側管の内部が
本発明でいう予熱部(21B) となり、外部が加熱部(21A)
となっている。

【００４９】以下、上記過冷却水生成熱交換器(20)に対
して冷媒を供給及び回収するための回路構成について説
明する。この過冷却水生成熱交換器(20)は、筒体の側面
下部が、液側接続管(20a) により第３液ライン(11c) に
接続している。この液側接続管(20a) には、蓄熱電動膨
張弁(EV-3)が設けられていると共に、該蓄熱電動膨張弁
(EV-3)をバイパスするバイパスライン(47)が設けられて
いる。このバイパスライン(47)には第９電磁弁(SV-9)が
設けられている。筒体の側面上部は、上記ガス側接続管
(20b) を介して第２四路切換弁(2B)に接続している。以
上が、冷媒循環回路(A) の主な構成である。

【００５０】−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、上述した蓄熱タンク(T) 、予熱器(2
1)、過冷却水生成熱交換器(20)の他に、搬送手段として
のポンプ(P) 、進展防止部(25)、氷核生成部(26)及び過
冷却解消容器(27)を備えている。詳しくは、蓄熱タンク
(T) 、ポンプ(P) 、予熱器(21)、過冷却水生成熱交換器
(20)、進展防止部(25)、氷核生成部(26)及び過冷却解消
容器(27)が順に蓄熱媒体流通配管としての水配管(30)に
よって図１に矢印で示すような水の循環が可能に接続さ
れている。上述したように、過冷却水生成熱交換器(20)
及び予熱器(21)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。

【００５１】過冷却解消容器(27)は、中空円筒状の部材
であって、円筒状容器の内周面の接線方向から水が導入
され、これにより、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。

【００５２】次に、上記氷核生成部(26)の構成について
説明する。この氷核生成部(26)は、過冷却水生成熱交換
器(20)により冷却された水の一部を利用して微小な氷塊
（以下、氷核と言う）を生成し、この氷核を過冷却解消
容器(27)に向って供給するものである。具体的には、こ
の氷核生成部(26)は、内部に冷媒減圧のためのキャピラ
リチューブ(CP)を備えており、ここで減圧された冷媒に
より水配管(30)の内壁面を冷却し、この内壁面に氷を付
着生成する。そして、この氷の周囲を流れた過冷却水の
一部に過冷却解消動作を行わせて微小な氷の粒で成る氷
核を生成するようになっている。従って、この氷核が過
冷却解消容器(27)内において過冷却水と共に旋回してこ
の過冷却水の過冷却解消動作を行う構成となっている。

【００５３】進展防止部(25)について説明すると、該進
展防止部(25)は、上記氷核生成部(26)の上流側の水配管
(30)を加熱することにより、この氷核生成部(26)の壁面
に付着している氷が上流側（過冷却水生成熱交換器(20)
に向かう側）に成長した場合に、この進展防止部(25)に
おいて氷を融解する。これにより過冷却水生成熱交換器
(20)への氷の侵入による該過冷却水生成熱交換器(20)の
凍結を回避するようになっている。

【００５４】次に、上記氷核生成部(26)及び進展防止部
(25)に対して冷媒を供給及び回収するための冷媒配管の
構成について説明する。氷核生成部(26)は、冷媒供給管
(26a) により第１液ライン(11a) に、冷媒回収管(26b)
によりガス側接続管(20b) に夫々接続している。冷媒供
給管(26a) には第１０電磁弁(SV-10) 及びキャピラリチ
ューブ(CP)が設けられている。

【００５５】進展防止部(25)は、冷媒供給管(25a) によ
り第２吐出ガスライン(10b) に、冷媒回収管(25b) によ
り第１液ライン(11a) に夫々接続している。冷媒供給管
(25a) には第１１電磁弁(SV-11) 及びキャピラリチュー
ブ(CP)が設けられている。

【００５６】図１における(28)は過冷却水生成熱交換器
(20)内部で氷が発生した際に、この氷を融解するための
解凍運転時に高温冷媒を過冷却水生成熱交換器(20)に供
給するための解凍管である。この解凍管(28)は、一端が
過冷却水生成熱交換器(20)に、他端が第２吐出ガスライ
ン(10b) に夫々接続している。この解凍管(28)には第１
２電磁弁(SV-12) が設けられている。

【００５７】上述した各四路切換弁(2A,2B) 、各電磁弁
(SV-1 〜SV-12)及び各電動膨張弁(EV-1,EV-2,EV-3)は図
示しないコントローラによって開閉状態が制御されるよ
うになっている。また、各圧縮機(COMP-1,COMP-2) の容
量制御やファン(F) 及びポンプ(P) の回転数制御もコン
トローラによって行われる。

【００５８】−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、冷蓄熱運転、冷蓄熱利用冷房運転、通常冷房運転、
温蓄熱運転、温蓄熱利用暖房運転及び通常暖房運転があ
る。

【００５９】各運転状態における各弁の開閉状態は表１
に示す如くである。尚、この表１における四路切換弁(2
A,2B) の状態を示す「実線」は図中実線側の切換え状態
であることを示し、「破線」は図中破線側の切換え状態
であることを示す。また、各電動膨張弁(EV-1 〜EV-3)
の状態を示す「調整」は弁開度が冷媒循環状態に応じて
調整される（例えば過熱度制御や水凝縮温度の制御を行
う）。また、第３〜第５電磁弁(SV-3 〜SV-5) の状態を
示す「調整」は予熱器(21)での予熱量を制御するために
開放される弁の数が制御されることを示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】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。 −冷蓄熱運転− この運転モードは、水循環回路(B) の水を冷却して氷を
生成し、該氷を冷熱源として蓄熱タンク(T) に貯留する
ものである。

【００６２】この運転モードでは、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２に実線の矢印で示すように、その一部が
第１四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器(3) に導入し、
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、この液冷媒は、第１液ライン(11
a) を経て予熱器(21)に向かって流れる。一方、他の吐
出冷媒は、ホットガスバイパス管(22)を経て第１液ライ
ン(11a) を流れる冷媒と合流し予熱器(21)に向かって流
れる。

【００６３】このようにして合流された冷媒は、予熱器
(21)に供給され、該予熱器(21)において水との間で熱交
換を行って過冷却度がつく程度まで冷却される。この
際、予熱器(21)にあっては、蓄熱タンク(T) から氷が流
出した場合、この氷が冷媒の熱により融解されることに
なり、この氷が過冷却水生成熱交換器(20)に流れ込むこ
とはない。つまり、この氷が過冷却水生成熱交換器(20)
に流れ込むことによる凍結の発生が阻止される。特に、
本形態では、圧縮機構(1) から吐出した冷媒の一部は、
ホットガスバイパス管(22)を流れ、室外熱交換器(3) を
バイパスしているので高温状態のまま予熱器(21)に供給
される。このため、氷の融解を確実に行うことができ、
凍結発生の防止効果が高い。

【００６４】この予熱器(21)で冷却された冷媒は、第２
液ライン(11b) を経て液側接続管(20a) を流れ、蓄熱電
動膨張弁(EV-3)で減圧された後、過冷却水生成熱交換器
(20)に導入する。ここで、該過冷却水生成熱交換器(20)
内を流れる水との間で熱交換を行って蒸発して水を過冷
却状態（例えば−２℃）まで冷却する。このガス冷媒
は、ガス側接続管(20b) 、第２四路切換弁(2B)、ガス回
収ライン(41)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。

【００６５】このような水及び冷媒の循環動作を行うこ
とにより過冷却水生成熱交換器(20)で生成された過冷却
水は、氷核生成部(26)を流れる際に、氷核が混入され、
過冷却解消容器(27)に導入する。この過冷却解消容器(2
7)内で発生している旋回流の撹拌作用により、過冷却水
は、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。

【００６６】この際、氷核生成部(26)に対しては、第１
液ライン(11a) を流れる液冷媒の一部が冷媒供給管(26
a) によって供給されて氷核の生成に利用される。この
氷核生成部(26)において水との間で熱交換を行った冷媒
は冷媒回収管(26b) によってガス側接続管(20b) に回収
される。進展防止部(25)に対しては、第２吐出ガスライ
ン(10b) を流れるガス冷媒の一部が冷媒供給管(25a) に
よって供給されて氷の進展防止に利用される。この進展
防止部(25)を経た冷媒は冷媒回収管(25b) によって第１
液ライン(11a) に回収される。

【００６７】以上のような動作が連続的に行われること
により、蓄熱タンク(T) 内にスラリー状の氷が連続的に
生成貯留されていく。

【００６８】−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。

【００６９】この運転モードでは、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。
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２に
破線の矢印で示すように、その一部（第１圧縮機(COMP
1) から吐出した冷媒）が、第１四路切換弁(2A)を経て
室外熱交換器(3) に導入し、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) を経て予熱器(21)に導入す
る。ここで冷媒は、予熱器(21)を流れる冷水との間で熱
交換を行い過冷却度がつく程度まで冷却される。一方、
他の冷媒（第２圧縮機(COMP2) から吐出した冷媒）は、
補助バイパス管(24)、第２四路切換弁(2B)及びガス側接
続管(20b) を経て過冷却水生成熱交換器(20)に導入す
る。ここで冷媒は、過冷却水生成熱交換器(20)を流れる
冷水との間で熱交換を行い凝縮する。このようにして予
熱器(21)及び過冷却水生成熱交換器(20)において個別に
冷却された冷媒は、第３液ライン(11c) で合流し、室内
ユニット(Z,Z,Z) に向って流れる。この室内ユニット
(Z,Z,Z) に達した冷媒は、室内電動膨張弁(EV-2,EV-2,E
V-2)で減圧された後、室内熱交換器(6,6,6) で蒸発し、
室内空気を冷却する。このガス冷媒はガス配管(15)、第
１四路切換弁(2A)、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。

【００７０】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。本運転動作では、氷の冷熱は、予熱器(21)及び過冷
却水生成熱交換器(20)において回収され、また、この冷
熱以外に、室外熱交換手段(3)によって外気の冷熱も利
用されている。このため、本運転時における冷熱回収動
作が効率良く行われ、高い冷房能力を得ることができ
る。

【００７１】−通常冷房運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) が駆動すると、該圧
縮機構(1) から吐出し冷媒は、図２に一点鎖線の矢印で
示すように、第１四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器
(3) に導入し、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) 、第１液バイパスライン(43)、第２及び
第３液ライン(11b,11c) を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に
導入し、室内電動膨張弁(EV-2,EV-2,EV-2)で減圧された
後、室内熱交換器(6,6,6) 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。このガス冷媒
は、ガス配管(15)、第１四路切換弁(2A)、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。こ
のような循環動作を行うことにより室内が冷房される。

【００７２】−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。

【００７３】この運転モードでは、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３に実線の矢印で示すように、一部はその
ままホットガスバイパス管(22)を流れ、他は補助バイパ
ス管(24)、第２四路切換弁(2B)及びガス供給ライン(42)
を経てホットガスバイパス管(22)に合流する。この合流
した冷媒は、第１液ライン(11a) を経て予熱器(21)に導
入し、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。その後、この液冷媒は、第
２液ライン(11b) を流れ、室外電動膨張弁(EV-1)で減圧
される。更に、その後、第３液ライン(11c) 、第３液バ
イパスライン(45)及び第１液ライン(11a) を経て室外熱
交換器(3) に導入する。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、第１四路切換
弁(2A)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。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、予熱
器(21)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。

【００７４】−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。

【００７５】この運転モードでは、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
て温水が循環する。この状態で圧縮機構(1) が駆動する
と、該圧縮機構(1) から吐出した冷媒は、図３に破線の
矢印で示すように、第１四路切換弁(2A)及びガス配管(1
5)を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に導入し、室内熱交換器
(6,6,6) 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) 、液側接続管(20a) を経て蓄熱電動膨張弁
(EV-3)で減圧され、過冷却水生成熱交換器(20)に導入
し、ここで温水との間で熱交換を行って蒸発する。その
後、ガス側接続管(20b) 、第２四路切換弁(2B)、ガス回
収ライン(41)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。

【００７６】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。

【００７７】−通常暖房運転− この運転モードでは、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３に一点鎖線の矢
印で示すように、第１四路切換弁(2A)及びガス配管(15)
を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に導入し、室内熱交換器
(6,6,6) 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) を経て室外電動膨張弁(EV-1)で減圧された
後、第２液ライン(11b) 、第２液バイパスライン(44)及
び第１液ライン(11a) を経て室外熱交換器(3) に導入
し、外気との間で熱交換を行って蒸発する。その後、第
２吐出ガスライン(10b) 、第１四路切換弁(2A)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。このような循環動作を行うことにより室内が暖房
される。以上のような各運転により室内の空気調和が行
われる。

【００７８】以上説明したように、本形態の空気調和装
置によれば、冷蓄熱運転時、圧縮機構(1) からの吐出冷
媒を分流し、その一部を室外熱交換器(3) で凝縮し、他
を室外熱交換器(3) をバイパスして流し、これらを合流
して予熱器(21)に供給している。このため、外気温度が
高い場合であっても前者の冷媒により製氷能力が高く確
保され、一方、外気温度が低い場合であっても後者の冷
媒により予熱器(21)の機能が保障できる。これにより、
外気温度等の条件に拘りなく冷蓄熱運転時に蓄熱タンク
(T) から流出した氷の確実な融解と、製氷能力の向上と
を両立することができる。尚、上記冷蓄熱運転時、第２
〜第４の各開閉弁(SV-2,SV-3,SV-4)では、開放状態のも
のの個数が適宜設定され、これによって室外熱交換手段
(3) をバイパスする冷媒の流量が任意に設定可能であ
る。つまり、製氷能力の確保を優先する運転動作と、予
熱器の氷融解機能を優先する運転動作とが任意に調整可
能となっている。

【００７９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態について説明する。また、本形態では、上述した第
１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００８０】図４に示すように、本形態の冷媒循環回路
(A) では、ガス供給ライン(42)の一端が補助バイパス管
(24)に接続されている。この接続位置は補助バイパス管
(24)における第２四路切換弁(2B)と第５電磁弁(SV-5)と
の間である。また、このガス供給ライン(42)にはキャピ
ラリチューブ(CP)が設けられている。

【００８１】ホットガスバイパス管(22)と補助バイパス
管(24)とは補助ライン(49)によって接続されている。こ
の補助ライン(49)の一端はホットガスバイパス管(22)に
おける第１電磁弁(SV-1)と分岐管との間に接続され、他
端は補助バイパス管(24)におけるガス供給ライン(42)の
接続位置と第５電磁弁(SV-5)との間に接続されている。

【００８２】−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。この運転動作においても上述した第１
実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００８３】本形態の各運転状態における各弁の開閉状
態は表２に示す如くである。

【００８４】

【表２】

【００８５】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。本例の各運転モードのうち、温蓄熱
運転を除く各運転モードでの冷媒循環動作は、上述した
第１実施形態と同様であるので説明を省略する。尚、冷
蓄熱運転時の冷媒循環動作を図５に実線の矢印で、冷蓄
熱利用冷房運転時の冷媒循環動作を図５に破線の矢印
で、通常冷房運転時の冷媒循環動作を図５に一点鎖線の
矢印で、温蓄熱利用暖房運転時の冷媒循環動作を図６に
破線の矢印で、通常暖房運転時の冷媒循環動作を図６に
一点鎖線の矢印で夫々示す。このように、本形態の冷蓄
熱運転時にあっても、圧縮機構(1) からの吐出冷媒の一
部を室外熱交換器(3) で凝縮し、他を室外熱交換器(3)
をバイパスして流し、これらを合流して予熱器(21)に供
給しているので、上述した第１実施形態の場合と同様
に、蓄熱タンク(T) から流出した氷の確実な融解と、製
氷能力の向上とを両立することができる。

【００８６】以下、本形態における温蓄熱運転動作につ
いて説明する。

【００８７】−温蓄熱運転− この運転モードでは、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
６に実線の矢印で示すように、一部（第２圧縮機(COMP-
2)からの吐出冷媒）はそのまま補助バイパス管(24)を流
れ、他（第１圧縮機(COMP-1)からの吐出冷媒）はホット
ガスバイパス管(22)及び補助ライン(49)を経て補助バイ
パス管(24)に合流する。この合流した冷媒は、第２四路
切換弁(2B)及びガス側接続管(20b) を経て過冷却水生成
熱交換器(20)に導入し、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。その後、
この液冷媒は、液側接続管(20a) を流れ、ここで蓄熱電
動膨張弁(EV-3)により減圧される。更に、その後、第３
液ライン(11c) 、第３液バイパスライン(45)及び第１液
ライン(11a) を経て室外熱交換器(3) に導入する。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、第１四路切換弁(2A)及び吸入ガスライン(1
0c) を経て圧縮機構(1) の吸入側に回収される。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、過冷却水生成熱交換器(20)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。

【００８８】（第３実施形態）次に、本発明の第３実施
形態について説明する。本形態では、上述した第２実施
形態と異なる部分についてのみ説明する。

【００８９】図７に示すように、本形態の冷媒循環回路
(A) は、補助ライン(49)が備えられておらず、補助バイ
パス管(24)とホットガスバイパス管(22)とが直接接続さ
れている。

【００９０】予熱器(21)の一端は接続管(50)により液側
接続管(20a) に接続されている。その接続位置は、液側
接続管(20a) における蓄熱電動膨張弁(EV-3)の配設位置
とバイパスライン(47)の下流端の接続位置との間であ
る。この接続管(50)には第１３電磁弁(SV-13) が設けら
れている。この液側接続管(20a) の接続管(50)の接続位
置とバイパスライン(47)の下流端の接続位置との間には
第１４電磁弁(SV-14) が設けられている。

【００９１】第１液バイパスライン(43)及び第２液バイ
パスライン(44)は第２液ライン(11b) を介して室外電動
膨張弁(EV-1)に接続している。第１液ライン(11a) にお
ける第１液バイパスライン(43)及び第２液バイパスライ
ン(44)の接続位置とホットガスバイパス管(22)の接続位
置との間には第１５電磁弁(SV-15) が設けられている。

【００９２】液側接続管(20a) の室外ユニット(X) 内に
位置する部分の一部は分岐されていて夫々に第１６電磁
弁(SV-16) 及び第１７電磁弁(SV-17) が設けられてい
る。

【００９３】液側接続管(20a) と第２液ライン(11b) と
は液回収ライン(51)により接続されている。この液回収
ライン(51)には第１８電磁弁(SV-18) が設けられてい
る。

【００９４】進展防止部(25)の冷媒回収管(25b) の下流
端は接続管(50)における予熱器(21)と第１３電磁弁(SV-
13) の間に接続されている。進展防止部(25)の冷媒供給
管(25a) の上流端及び解凍管(28)の一端は氷核生成部(2
6)の冷媒供給管(26a) に接続している。その他の配管構
成は、上述した第２実施形態と同様である。

【００９５】−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。この運転動作においても上述した第２
実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本形態の
各運転状態における各弁の開閉状態は表３に示す如くで
ある。

【００９６】

【表３】

【００９７】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。本例の各運転モードのうち、冷蓄熱
運転、冷蓄熱利用冷房運転及び温蓄熱運転を除く各運転
モードでの冷媒循環動作は、上述した第２実施形態と略
同様であるので説明を省略する。尚、通常冷房運転時の
冷媒循環動作を図８に一点鎖線の矢印で、温蓄熱利用暖
房運転時の冷媒循環動作を図９に破線の矢印で、通常暖
房運転時の冷媒循環動作を図９に一点鎖線の矢印で夫々
示す。

【００９８】以下、本形態における冷蓄熱運転、冷蓄熱
利用冷房運転及び温蓄熱運転について説明する。

【００９９】−冷蓄熱運転− この運転モードでは、図８に実線の矢印で示すように、
圧縮機構(1) から吐出した冷媒の一部はホットガスバイ
パス管(22)を経て予熱器(21)に向かって流れる。また、
他の冷媒は、第１四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器
(3) に導入し、ここで凝縮した後、第１液ライン(11a)
を経て予熱器(21)に流入する。つまり、この予熱器(21)
には、室外熱交換器(3) で凝縮した液冷媒と、高温の吐
出冷媒とが混合された状態で冷媒が流入することにな
り、この冷媒と水との間で熱交換が行われて水を加熱す
る。

【０１００】この予熱器(21)から流出した冷媒は、接続
管(50)を経た後、蓄熱電動膨張弁(EV-3)で減圧され、過
冷却水生成熱交換器(20)に流入する。その後の冷媒循環
動作は上述した第２実施形態の場合と同様である。

【０１０１】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードでは、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に破線の矢印で示すように、その一部（第
１圧縮機(COMP1) から吐出した冷媒）が、第１四路切換
弁(2A)を経て室外熱交換器(3) に導入し、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) を経て予熱器
(21)に導入する。ここで冷媒は、予熱器(21)を流れる冷
水との間で熱交換を行い過冷却度がつく程度まで冷却さ
れる。一方、他の冷媒（第２圧縮機(COMP2) から吐出し
た冷媒）は、補助バイパス管(24)、第２四路切換弁(2B)
及びガス側接続管(20b) を経て過冷却水生成熱交換器(2
0)に導入する。ここで冷媒は、過冷却水生成熱交換器(2
0)を流れる冷水との間で熱交換を行い凝縮する。

【０１０２】このようにして予熱器(21)及び過冷却水生
成熱交換器(20)において個別に冷却された冷媒は、液側
接続管(20a) で合流し、第３液ライン(11c) を経て室内
ユニット(Z,Z,Z) に向って流れる。その後の冷媒循環動
作は上述した第２実施形態の場合と同様である。

【０１０３】−温蓄熱運転− この運転モードでは、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９に実線の矢印で示すように、一部（第２圧
縮機(COMP-2)からの吐出冷媒）はそのまま補助バイパス
管(24)を流れ、他（第１圧縮機(COMP-1)からの吐出冷
媒）はホットガスバイパス管(22)を経て補助バイパス管
(24)に合流する。この合流した冷媒は、第２四路切換弁
(2B)及びガス側接続管(20b) を経て過冷却水生成熱交換
器(20)に導入し、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。その後、この液
冷媒は、液側接続管(20a) 及び液回収ライン(51)を流
れ、室外電動膨張弁(EV-1)により減圧される。その後の
冷媒循環動作は上述した第２実施形態の場合と同様であ
る。

【０１０４】（第４実施形態）次に、本発明の第４実施
形態について説明する。本形態では、上述した第３実施
形態と異なる部分についてのみ説明する。

【０１０５】本形態の冷媒循環回路(A) は、図１０に示
すように、液回収ライン(51)は設けられておらず、第２
四路切換弁(2B)は製氷ユニット(Y) 内に配設されてい
る。室外電動膨張弁(EV-1)をバイパスするバイパス配管
(53)が設けられ、該配管(53)には第１９電磁弁(SV-19)
が設けられている。解凍管(28)は、第２四路切換弁(2B)
とホットガスバイパス管(22)とを繋ぐガス配管(52)に接
続している。

【０１０６】更に、氷核生成部(26)の冷媒供給管(26a)
の一端は、予熱器(21)に繋がる接続管(50)に接続してい
る。この接続管(50)は分岐されており、一方が蓄熱電動
膨張弁(EV-3)と第１４電磁弁(SV-14) との間に、他方が
第１４電磁弁(SV-14) と第１６及び第１７電磁弁(SV-1
6,SV-17) との間に夫々接続されている。これら分岐管
には第２０及び第２１電磁弁(SV-20,SV-21) が夫々設け
られている。

【０１０７】進展防止部(25)の冷媒供給管(25a) は解凍
管(28)に、冷媒回収管(25b) は第１液ライン(11a) に夫
々接続している。この冷媒供給管(25a) の接続位置は解
凍管(28)におけるガス管(52)に対する接続位置と第１２
電磁弁(SV-12) との間であり、冷媒回収管(25b) の接続
位置は第１液ライン(11a) におけるホットガスバイパス
管(22)の接続位置と予熱器(21)との間である。その他の
構成は、上述した第３実施形態と略同様である。

【０１０８】−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。この運転動作においても上述した第３
実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本形態の
各運転状態における各弁の開閉状態は表５に示す如くで
ある。

【０１０９】

【表４】

【０１１０】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。本例の各運転モードのうち、温蓄熱
運転を除く各運転モードでの冷媒循環動作は、上述した
第３実施形態と同様であるので説明を省略する。尚、冷
蓄熱運転時の冷媒循環動作を図１１に実線の矢印で、冷
蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環動作を図１１に破線の矢
印で、通常冷房運転時の冷媒循環動作を図１１に一点鎖
線の矢印で、温蓄熱利用暖房運転時の冷媒循環動作を図
１２に破線の矢印で、通常暖房運転時の冷媒循環動作を
図１２に一点鎖線の矢印で夫々示す。

【０１１１】以下、本形態における冷蓄熱運転動作及び
温蓄熱運転動作について説明する。 −温蓄熱運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図１２に実線の矢印で示すように、バイパス管(24)
及び供給管(22)を経て予熱器(21)に流入する。そして、
この冷媒は、予熱器(21)において水を加熱した後、接続
管(50)、液側接続管(20a) 及び第３液ライン(11c) を経
て室外電動膨張弁(EV-1)で減圧し、第１液ライン(11a)
を流れて室外熱交換器(3) に流入する。その後の冷媒循
環動作は上述の第３実施形態の場合と同様である。

【０１１２】（第５実施形態）次に、本発明の第５実施
形態について説明する。本例に係る空気調和装置は冷房
専用機である。従って、運転動作としては冷蓄熱運転、
冷蓄熱利用冷房運転、通常冷房運転のみである。また、
本形態では、上述した第１実施形態と異なる部分につい
てのみ説明する。

【０１１３】図１３に示すように、本形態の冷媒循環回
路(A) は、第１四路切換弁(2A)は設けられておらず、第
１吐出ガスライン(10a) が室外熱交換器(3) に直接接続
されている。第２及び第３液バイパスライン(44,45) 、
第７及び第８電磁弁(SV-7,SV-8) も設けられていない。

【０１１４】−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。本実施形態に係る空気調和装置は上述
した如く冷房専用機であるで、主な運転モードとして
は、冷蓄熱運転、冷蓄熱利用冷房運転、通常冷房運転で
ある。

【０１１５】これら各運転状態における各弁の開閉状態
は表５に示す如くである。

【０１１６】

【表５】

【０１１７】これら運転状態における冷媒循環動作は、
上述した第１実施形態のものと同様であるので、ここで
は説明を省略する。尚、図１４は、各運転状態における
冷媒循環状態を示しており、冷蓄熱運転時の冷媒循環動
作を実線の矢印で、冷蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環動
作を破線の矢印で、通常冷房運転時の冷媒循環動作を一
点鎖線の矢印で夫々示している。

【０１１８】（第６実施形態）次に、本発明の第６実施
形態について説明する。本例に係る空気調和装置も冷房
専用機である。本形態では、上述した第５実施形態と異
なる部分についてのみ説明する。

【０１１９】図１５に示すように、本形態の冷媒循環回
路(A) は、予熱器(21)の一端は、接続管(50)を介して液
側接続管(20a) に接続されている。その接続位置は、液
側接続管(20a) に対するバイパスライン(47)の下流端の
接続位置と蓄熱電動膨張弁(EV-3)との間である。また、
この接続管(50)の接続位置とバイパスライン(47)の下流
端との間には第１４電磁弁(SV-14) が設けられている。
進展防止部(25)の冷媒回収管(25b) は接続管(50)に接続
している。進展防止部(25)の冷媒供給管(25a)の上流端
及び解凍管(28)の一端は氷核生成部(26)の冷媒供給管(2
6a) に接続している。

【０１２０】−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。これら各運転状態における各弁の開閉
状態は表６に示す如くである。

【０１２１】

【表６】

【０１２２】これら運転状態における冷媒循環動作は、
上述した第５実施形態のものと略同様であるので、ここ
では説明を省略する。尚、図１６は、各運転状態におけ
る冷媒循環状態を示しており、冷蓄熱運転時の冷媒循環
動作を実線の矢印で、冷蓄熱利用冷房運転時の冷媒循環
動作を破線の矢印で、通常冷房運転時の冷媒循環動作を
一点鎖線の矢印で夫々示している。

【０１２３】＜改良例＞以下に述べる第７及び第８実施
形態は、本発明の改良例である。つまり、上述した各実
施形態では、圧縮機構(1) からの吐出冷媒の一部を室外
熱交換器(3) をバイパスさせて、予熱器(21)に供給して
いた。このため、室外熱交換器(3) での冷媒流量が減少
し、その出口側からは過冷却度が大きくなった液冷媒が
流出してしまうことになる。これでは、たとえ、この冷
媒に室外熱交換器(3) をバイパスした高温の冷媒を合流
させたとしても予熱器(21)に流入する冷媒のエンタルピ
を、氷を融解できる程度まで大きく確保することができ
なくなってしまう可能性がある。

【０１２４】以下の実施形態は、この点を考慮したもの
である。上述した各実施形態での効果を維持しながら予
熱器(21)の氷融解性能の信頼性を十分に確保することが
できるようにしたものである。尚、以下の実施形態で
は、上述した各実施形態と同一の部材には同一の名称及
び符号を付す。

【０１２５】（第７実施形態）先ず、第１の改良例とし
ての第７実施形態について図１７〜図２０を用いて説明
する。また、本形態のものは、水循環回路(B) の回路構
成及び冷媒循環回路(A) の室内ユニット(Z,Z,Z) の回路
構成は、上述した第１実施形態と同様である。従って、
ここでは、室外ユニット(X) 及び製氷ユニット(Y) を構
成する冷媒循環回路(A) について、第１実施形態のもの
との相違点について説明する。

【０１２６】本形態の冷媒循環回路(A) は、室外熱交換
器(3) の液側に接続している液側配管(11)に、室外熱交
換器(3) から予熱器(21)へ向かう冷媒流れのみを許容す
る第１逆止弁(CV-1)及びレシーバ(4) が設けられてい
る。

【０１２７】レシーバ(4) の下流側では液側配管(11)が
第１及び第２分岐管(11A,11B) に分岐されている。第１
分岐管(11A) には、室外電動膨張弁(EV-1)、該室外電動
膨張弁(EV-1)から予熱器(21)へ向かう冷媒流れのみを許
容する第２逆止弁(CV-2)が設けられている。第２分岐管
(11B) には第２２電磁弁(SV-22) が設けられている。こ
れら分岐管(11A,11B) の下流端は合流されて予熱器(21)
に向って延びている。

【０１２８】室外熱交換器(3) と第１逆止弁(CV-1)との
間には第３分岐管(11C) の一端が接続されている。第３
分岐管(11C) の他端は第１分岐管(11A) における室外電
動膨張弁(EV-1)と第２逆止弁(CV-2)との間に接続してい
る。この第３分岐管(11C) には第１分岐管(11A) から室
外熱交換器(3) の液側に向かう冷媒流れのみを許容する
第３逆止弁(CV-3)が設けられている。

【０１２９】液側連絡冷媒管(RL)は、液配管(11e) を介
して上記液側配管(11)のレシーバ(4) と第１逆止弁(CV-
1)との間に接続している。この液配管(11e) には第２３
電磁弁(SV-23) が設けられている。

【０１３０】以下、過冷却水生成熱交換器(20)及び予熱
器(21)に対して冷媒を供給及び回収するための冷媒配管
の構成について説明する。

【０１３１】先ず、過冷却水生成熱交換器(20)は、筒体
の側面下部が、液側接続管(20a) により上記液配管(11
e) に接続している。この液側接続管(20a) には蓄熱電
動膨張弁(EV-3)が設けられている。また、この液側接続
管(20a) では、蓄熱電動膨張弁(EV-3)に対して第１４電
磁弁(SV-14) が直列に接続されている。また、この蓄熱
電動膨張弁(EV-3)及び第１４電磁弁(SV-14) に対して第
９電磁弁(SV-9)が並列に接続されている。更に、液側接
続管(20a) では、一部が分岐され、一方に第１６電磁弁
(SV-16) が、他方に第１７電磁弁(SV-17) が夫々設けら
れている。また、この液側接続管(20a) における液配管
(11e) への接続位置の近傍には第２４電磁弁(SV-24) が
設けられている。

【０１３２】この液側接続管(20a) と上記液側配管(11)
とは第１及び第２のバイパス管(46,45) によって接続さ
れている。第１バイパス管(46)は、一端が、液側接続管
(20a) における第１４電磁弁(SV-14) と第１６電磁弁(S
V-16) との間に接続されている。他端は、液側配管(11)
におけるレシーバ(4) と第１逆止弁(CV-1)との間に接続
されている。この第１バイパス管(46)には第２５電磁弁
(SV-25) が設けられている。

【０１３３】第２バイパス管(45)は、一端が、液側配管
(11)の第２分岐管(11B) における第２２電磁弁(SV-22)
の上流側に接続されている。他端は、液側接続管(20a)
における第１６電磁弁(SV-16) と第２４電磁弁(SV-24)
との間に接続されている。この第２バイパス管(45)には
第８電磁弁(SV-8)が設けられている。

【０１３４】予熱器(21)の下流端は接続管(50)により液
側接続管(20a) に接続している。この接続管(50)は、第
１接続管(50A) と第２接続管(50B) とに分岐されてい
る。第１接続管(50A) は、液側接続管(20a) における蓄
熱電動膨張弁(EV-3)と第１４電磁弁(SV-14) との間に接
続され、且つ第２０電磁弁(SV-20) を備えている。第２
接続管(50B) は、液側接続管(20a) における第１４電磁
弁(SV-14) と第１６電磁弁(SV-16) との間に接続され、
且つ第２１電磁弁(SV-21) を備えている。

【０１３５】尚、本回路では、上述した第１実施形態の
ような液バイパスライン(43,44) や第２液ライン(11b)
は備えられていない。

【０１３６】−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。各運転状態における各弁の開閉状態は
表７に示す如くである。

【０１３７】

【表７】

【０１３８】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。 −冷蓄熱運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) から吐出した冷媒
は、図１８に実線の矢印で示すように、その一部が第１
四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器(3) に導入し、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、この液冷媒は、液側配管(11)の第１分
岐管(11A) を経て予熱器(21)に向かって流れる。この
際、液冷媒は、室外電動膨張弁(EV-1)によって減圧され
る（この減圧動作については後述する）。

【０１３９】一方、他の吐出冷媒は、ホットガスバイパ
ス管(22)を経て上記冷媒と合流して予熱器(21)に導入す
る。そして、これら合流した冷媒は予熱器(21)において
水との間で熱交換を行って過冷却状態となる。

【０１４０】その後、この冷媒は、第１接続管(50A) を
経て液側接続管(20a) に流入し、蓄熱電動膨張弁(EV-3)
で減圧された後、過冷却水生成熱交換器(20)に導入し、
この過冷却水生成熱交換器(20)内を流れる水との間で熱
交換を行って蒸発して水を過冷却状態（例えば−２℃）
まで冷却する。このガス冷媒は、ガス側接続管(20b)、
ガス回収ライン(41)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。

【０１４１】以上のような動作が連続的に行われること
により、蓄熱タンク(T) 内にスラリー状の氷が連続的に
生成貯留されていく。

【０１４２】本形態のような構成によれば、予熱器(21)
に流入する冷媒のエンタルピを、氷を融解できる程度ま
で大きく確保することができることになり、予熱器(21)
の氷融解性能の信頼性を十分に確保することができる。

【０１４３】また、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した液冷媒は、室外電動膨張弁
(EV-1)によって所定圧力まで減圧されるため、凝縮温度
が低く設定され、予熱器(21)に多量の液冷媒が貯留され
ることはなくなる。このため、予熱器に多量の液冷媒が
溜ることで、凝縮器の出口側でフラッシュガスが発生す
るといったことは回避され、多量の余剰冷媒がアキュム
レータに溜って、圧縮機の信頼性が確保できなくなると
いった不具合の発生を防止することもできる。

【０１４４】図２０は、本冷蓄運転における冷媒循環回
路(A) での冷媒循環状態を示すモリエル線図である。こ
の線図において点ａは圧縮機構(1) の吐出部、点ｂはレ
シーバ(4) の出口部、点ｃは室外電動膨張弁(EV-1)の下
流側の冷媒合流部、点ｄは予熱器(21)の出口部、点ｅは
蓄熱電動膨張弁(EV-3)の下流部、点ｆは圧縮機構(1)の
吸入部における冷媒状態を夫々示している。また、破線
の矢印は室外熱交換器(3) をバイパスする冷媒を示して
いる。

【０１４５】このモリエル線図からも判るように、室外
電動膨張弁(EV-1)での減圧度を所定値に設定することに
より、予熱器(21)に流入する冷媒の過冷却度を適切に設
定でき、予熱器(21)に十分な氷融解能力を得ながら高い
冷凍能力を発揮させることができる。

【０１４６】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードでは、図１８に破線の矢印で示すよう
に、第１圧縮機(COMP-1)から吐出した冷媒は、第１四路
切換弁(2A)を経て室外熱交換器(3) に導入し、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、レシーバ(4) を経て第１分岐
管(11A) に流入する。この冷媒は、第１室外電動膨張弁
(EV-1)によって減圧された後、予熱器(21)に向かって流
れる。ここでの第１室外電動膨張弁(EV-1)の減圧度は、
この予熱器(21)に向かって流れる冷媒の圧力を、後述す
るホットガスバイパス管(22)を流れる冷媒の圧力に一致
させるように設定されている。

【０１４７】一方、第２圧縮機(COMP-2)から吐出した冷
媒は、補助バイパス管(24)、ガス供給ライン(42)及びホ
ットガスバイパス管(22)を経て上記冷媒と合流する。こ
の合流した冷媒は、予熱器(21)に導入し、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過冷却
状態となる。その後、この液冷媒は第２接続管(50B)、
液側接続管(20a) を経て、室内ユニット(Z,Z,Z) に達
し、室内電動膨張弁(EV-2,EV-2,EV-2)で減圧された後、
室内熱交換器(6,6,6) で蒸発し、室内空気を冷却する。
このガス冷媒はガス配管(15)、第１四路切換弁(2A)、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。

【０１４８】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。

【０１４９】−通常冷房運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) が駆動すると、該圧
縮機構(1) から吐出し冷媒は、図１８に一点鎖線の矢印
で示すように、第１四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器
(3) に導入し、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２
分岐管(11B) 、第２バイパス管(45)、液側接続管(20a)
を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に導入し、室内電動膨張弁
(EV-2,EV-2,EV-2)で減圧された後、室内熱交換器(6,6,
6) 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。このガス冷媒はガス配管(15)、第１
四路切換弁(2A)、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。このような循環動作を行う
ことにより室内が冷房される。

【０１５０】−温蓄熱運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) から吐出された冷媒
は、図１９に実線の矢印で示すように、補助バイパス管
(24)及びホットガスバイパス管(22)を流れて予熱器(21)
に導入し、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。その後、この液冷媒
は、第２回収管(50B) 、液側接続管(20a)、液配管(11e)
、第１分岐管(11A) 、第３分岐管(11C) を経て室外熱
交換器(3)に導入する。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、第１
四路切換弁(2A)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。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、予熱器(21)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。

【０１５１】−温蓄熱利用暖房運転− この運転モードでは、圧縮機構(1) から吐出した冷媒
は、図１９に破線の矢印で示すように、第１四路切換弁
(2A)及びガス配管(15)を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に導
入し、室内熱交換器(6,6,6) 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、液配管(11e) 、液側配管(11)の第２分岐管
(11B) 、第２バイパス管(45)、液側接続管(20a) を経て
蓄熱電動膨張弁(EV-3)で減圧され、過冷却水生成熱交換
器(20)に導入し、ここで温水との間で熱交換を行って蒸
発する。その後、ガス側接続管(20b) 、第２四路切換弁
(2B)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。

【０１５２】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。

【０１５３】−通常暖房運転− この運転モードでは、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１９に一点鎖線の
矢印で示すように、第１四路切換弁(2A)及びガス配管(1
5)を経て室内ユニット(Z,Z,Z) に導入し、室内熱交換器
(6,6,6) 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、液配管
(11e) 、第１分岐管(11A) を経て室外電動膨張弁(EV-1)
で減圧された後、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、第１四路切換弁(2
A)、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。このような循環動作を行うことにより室
内が暖房される。以上のような各運転により室内の空気
調和が行われる。

【０１５４】以上説明したように、本形態の空気調和装
置によれば、冷蓄熱運転時に、室外電動膨張弁(EV-1)で
の減圧度を調整することにより、予熱器(21)へ流入する
冷媒のエンタルピを適切に調整することを可能にした。
このため、予熱器(21)へ流入する冷媒のエンタルピが低
すぎて氷の融解性能が十分に発揮できなかったり、この
エンタルピが高すぎて製氷効率の低下を招いたりすると
いったことが回避でき、装置の信頼性の向上を図ること
ができる。

【０１５５】また、室外電動膨張弁(EV-1)は、冷蓄熱運
転時の予熱用冷媒の温度制御だけでなく、温蓄熱運転時
及び通常暖房運転時における冷媒の減圧部をも兼ねてい
る。つまり、これら機能を１つの膨張弁に兼用させるこ
とで部品点数の削減も図れる。

【０１５６】（第８実施形態）次に、第２の改良例とし
ての第８実施形態について図２１〜図２６を用いて説明
する。また、本形態では、上述した第７実施形態との相
違点についてのみ説明する。

【０１５７】本形態の冷媒循環回路(A) は、第１圧縮機
(COMP-1)の吐出側と液側配管(11)の第１分岐管(11A) と
を接続する第１ホットガスバイパス管(22A) を備えてい
る。この第１ホットガスバイパス管(22A) には第２６電
磁弁(SV-26) 及び第２７電磁弁(SV-27) が備えられてい
る。

【０１５８】この第１ホットガスバイパス管(22A) と液
側配管(11)とは室外熱交換器(3) をバイパスする第２ホ
ットガスバイパス管(22B) により接続されている。この
第２ホットガスバイパス管(22B) の第１ホットガスバイ
パス管(22A) に対する接続位置は、第２６電磁弁(SV-2
6) と第２７電磁弁(SV-27) との間である。一方、この
第２ホットガスバイパス管(22B) の液側配管(11)に対す
る接続位置は、第２２電磁弁(SV-22) の下流側である。
該第２ホットガスバイパス管(22B) には第２８電磁弁(S
V-28) が設けられている。

【０１５９】また、本形態のホットガスバイパス管(22)
の下流端は上記第１ホットガスバイパス管(22A) に接続
している。その接続位置は、第１ホットガスバイパス管
(22A) における第２６電磁弁(SV-26) の配設位置と第２
ホットガスバイパス管(22B)の接続位置との間である。

【０１６０】また、本装置には、室外熱交換器(3) の液
側に、冷媒の圧力を検出する圧力センサ(HPS) 及びその
冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段としての温度セン
サ(Th-c)が備えられている。予熱器(21)の水流出部に
は、その水温を検出するための媒体温度検出手段として
の水温センサ(Th-w)が備えられている。更に、上記圧縮
機構(1) の運転容量や各弁の開閉動作を行うコントロー
ラ(60)には、調整手段(61)が設けられている。この調整
手段(61)は、後述する冷蓄熱運転時に、室外熱交換器
(3) の液側の冷媒の状態などによって室外熱交換器(EV-
1)の開度を調整するようになっている。

【０１６１】−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。各運転状態における各弁の開閉状態は
表８に示す如くである。

【０１６２】

【表８】

【０１６３】本形態の特徴とする運転モードは冷蓄熱運
転であるので、ここでは、この冷蓄熱運転時の冷媒循環
動作について説明する。尚、図２２における破線の矢印
は冷蓄熱利用運転時、一点鎖線の矢印は通常冷房運転時
の冷媒循環動作を示している。また、図２３における実
線の矢印は温蓄熱運転時、破線の矢印は温蓄熱利用運転
時、一点鎖線の矢印は通常暖房運転時の冷媒循環動作を
示している。

【０１６４】この冷蓄熱運転モードでは、圧縮機構(1)
から吐出した冷媒は、図２２に実線の矢印で示すよう
に、その一部が第１四路切換弁(2A)を経て室外熱交換器
(3) に導入し、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し、液側接続管(11)の第１分岐管
(11A) を流れる。一方、他の冷媒（第１圧縮機(COMP-1)
からの吐出冷媒）は、第１ホットガスバイパス管(22A)
を経た後、液側接続管(11)の第１分岐管(11A) に流れ込
み、上記冷媒と合流する。

【０１６５】この合流した冷媒は、第１室外電動膨張弁
(EV-1)によって所定圧力まで減圧され、予熱器(21)に導
入し、該予熱器(21)において水との間で熱交換を行って
過冷却状態となる。その後の冷媒循環動作は上述した第
７実施形態の場合と同様である。

【０１６６】以上のような動作が連続的に行われること
により、蓄熱タンク(T) 内にスラリー状の氷が連続的に
生成貯留されていく。

【０１６７】このような運転動作において、本形態で
は、予熱器(21)における氷融解動作が良好に行われるよ
うに、以下に述べるような室外電動膨張弁(EV-1)の制御
が行われる。この室外電動膨張弁(EV-1)の制御動作につ
いて図２４のフローチャートに沿って説明する。先ず、
ステップST１では、水温センサ(Th-w)により予熱器(21)
の出口側の水温を検出し、これによって予熱量が不足し
ているか否かを判定する。ここで、YES に判断される
と、ステップST２に移り、ホットガスバイパス管(22)の
ホットガスバイパス量を増大させる。具体的には、電磁
弁(SV-2 〜SV-4) のうち開放される電磁弁の数を増加さ
せる。この状態でステップST３に移り、室外熱交換器
(3) から流出する冷媒の過冷却度が、予熱器(21)での氷
融解動作が良好に行われる程度の適切な所定値であるか
否かを判定する。この過冷却度の検出動作について説明
すると、上記室外熱交換器(3) の出口側に設けられた圧
力センサ(HPS) 及び温度センサ(Th-c)より出口側冷媒圧
力及び出口側冷媒温度を検出する。この出口側冷媒圧力
により圧力相当飽和温度を算出し、この飽和温度と実際
の出口側冷媒温度との差を算出することで、冷媒の過冷
却度を認識する。この算出に基づきステップST３の判定
がNOである場合には、ステップST４に移って室外電動膨
張弁(EV-1)の開度調整動作を行う。この開度調整動作と
しては、上記算出した冷媒の過冷却度が上記所定値にな
るように開度調整されるものである。具体的には、例え
ば、室外熱交換器(3) から流出する冷媒の過冷却度が所
定値以下である場合には室外電動膨張弁(EV-1)の開度を
徐々に大きくしていく。つまり、この室外熱交換器(3)
の流量を増加させていくことで、該室外熱交換器(3) 出
口側の冷媒過冷却度を小さくしていく。逆に、室外熱交
換器(3) から流出する冷媒の過冷却度が所定値以上であ
る場合には室外電動膨張弁(EV-1)の開度を徐々に小さく
していく。つまり、この室外熱交換器(3) の流量を減少
させていくことで、該室外熱交換器(3) 出口側の冷媒過
冷却度を大きくしていく。このような動作を、室外熱交
換器(3) から流出する冷媒の過冷却度が所定値になるま
で、つまりステップST３でYES に判定されるまで継続し
て行う。

【０１６８】このような第１室外電動膨張弁(EV-1)の開
度調整制御が行われるため、予熱器(21)に流入する冷媒
のエンタルピを、氷を融解できる程度まで大きく確保す
ることができることになり、予熱器(21)の氷融解性能の
信頼性を十分に確保することができる。

【０１６９】また、冷媒の過冷却度を認識する手段とし
て、上述した室外熱交換器(3) 出口側の冷媒圧力及び冷
媒温度を検出するものに代えて、圧縮機構(1) の吐出側
に図示しない圧力センサを設け、この圧力センサによっ
て検出される吐出圧力を利用して室外熱交換器(3) 出口
側の冷媒圧力を認識するようにしてもよい。

【０１７０】図２５は、本冷蓄運転における冷媒循環回
路(A) での冷媒循環状態を示すモリエル線図である。こ
の線図において点ａは圧縮機構(1) の吐出部、点ｂはレ
シーバ(4) の出口部、点ｃは室外電動膨張弁(EV-1)の下
流部、点ｄは予熱器(21)の出口部、点ｅは蓄熱電動膨張
弁(EV-3)の下流部、点ｆは圧縮機構(1) の吸入部におけ
る冷媒状態を夫々示している。また、破線の矢印は室外
熱交換器(3) をバイパスする冷媒を示している。

【０１７１】このモリエル線図からも判るように、室外
電動膨張弁(EV-1)での減圧度を調整することにより、予
熱器(21)に流入する冷媒の過冷却度を適切に設定でき、
予熱器(21)に十分な氷融解能力を得ながら高い冷凍能力
を発揮させることができる。

【０１７２】−制御の変形例− 次に、室外電動膨張弁(EV-1)の開度制御動作の変形例に
ついて図２６のフローチャートに沿って説明する。

【０１７３】先ず、ステップST１１では、水温センサ(T
h-w)により予熱器(21)の出口側の水温を検出し、これに
よって予熱量が不足しているか否かを判定する。ここ
で、YES に判断されると、ステップST１２に移り、ホッ
トガスバイパス管(22)のホットガスバイパス量を増大さ
せる。この状態でステップST１３に移り、予熱器(21)の
出口側の水温が所定値に達しているか否かを判定する。
このステップST１３の判定がNOである場合には、ステッ
プST１４に移って室外電動膨張弁(EV-1)の開度調整動作
を行う。この開度調整動作も上述した場合と同様にして
行う。このような動作を、予熱器(21)の出口側の水温が
所定値よりも高い値になるまで、つまりステップST１３
でYES に判定されるまで継続して行う。

【０１７４】尚、上述した各実施形態では、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を
使用するようにしてもよい。

【０１７５】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適用可能である。

【０１７６】過冷却水生成熱交換器(20)はシェルアンド
チューブ型のものに限らずプレート型等を使用してもよ
い。また、予熱器(21)も二重管式のものに限らずプレー
ト型等を使用してもよい。

【０１７７】

【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
の発明では、蓄熱槽(T) から流出した氷を加熱部(21A)
の高温の冷媒により一旦融解し、その後、蓄熱媒体を過
冷却状態にすることで氷を生成する氷蓄熱装置に対し、
圧縮機(1) からの吐出冷媒の一部を熱源側熱交換手段
(3) に供給する一方、他を熱源側熱交換手段(3) をバイ
パスして流し、これら冷媒を合流して加熱部(21A) に供
給するようにした。このため、吐出冷媒の一部は熱源側
熱交換手段(3) において例えば外気と熱交換を行って凝
縮し、更に加熱部(21A) で蓄熱媒体と熱交換を行って冷
却される。一方、他の吐出冷媒は熱源側熱交換手段(3)
で凝縮することなしに、上記冷媒と合流して加熱部(21
A) に供給され、蓄熱媒体と熱交換を行う。従って、外
気温度が高い場合であっても前者の冷媒により製氷能力
が高く確保され、一方、外気温度が低い場合であっても
後者の冷媒により予熱器(21)の機能が保障できる。この
結果、外気温度等の条件に拘りなく冷蓄熱運転時に蓄熱
槽(T) から流出した氷の確実な融解と、製氷能力の向上
とを両立することができる。

【０１７８】請求項２〜５記載の発明では、予熱部(21
B) 及び加熱部(21A) と、過冷却部(20B) 及び冷却部(20
A) との構成が具体化でき、装置の実用性の向上を図る
ことができる。

【０１７９】請求項６記載の発明では、圧縮機(1) の吐
出冷媒の一部を加熱部(21A) に向かって供給する吐出管
(22)の途中を複数本に分岐し、各分岐管に開閉弁(SV-2,
SV-3,SV-4)を設けている。これにより、各開閉弁(SV-2,
SV-3,SV-4)のうち開放状態のものの個数を適宜設定する
ことで熱源側熱交換手段(3) をバイパスする冷媒の流量
が任意に設定可能となり、製氷能力の確保を優先する運
転動作と、予熱器の氷融解機能を優先する運転動作とが
任意に調整可能となる。従って、氷蓄熱装置の運転状態
を要求に応じて調整することができる。

【０１８０】請求項７記載の発明では、氷の冷熱を利用
する冷房運転時に、圧縮機(1) からの吐出冷媒の一部を
熱源側熱交換手段(3) で凝縮した後、加熱部(21A) にお
いて予熱部(21B) の蓄熱媒体との熱交換により冷却する
一方、他部を冷却部(20A) において過冷却部(20B) の蓄
熱媒体との熱交換により凝縮させている。このため、氷
の冷熱を、加熱部(21A) 及び冷却部(20A) において回収
でき、また、熱源側熱交換手段(3) によって例えば外気
の冷熱も利用可能となる。従って、冷熱利用冷房運転時
における冷熱回収動作が効率良く行われ、装置の性能向
上を図ることができる。

【０１８１】請求項８記載の発明は、圧縮機(1) から吐
出された冷媒の一部が熱源側熱交換手段(3) をバイパス
することで、この熱源側熱交換手段(3) での冷媒流量が
減少し、これに伴って、冷媒の過冷却度が大きくなって
しまうことによる予熱量不足を回避するために、熱源側
熱交換手段(3) の出口側で冷媒流量を補助減圧手段(EV-
1)を設けることにより調整可能とした。このため、補助
減圧手段(EV-1)の調整により適切な予熱量を確保するこ
とができ、装置の信頼性の向上を図ることができる。

【０１８２】請求項９及び１０記載の発明は、熱源側熱
交換手段(3) を経た冷媒と熱源側熱交換手段(3) をバイ
パスした冷媒との合流部と、補助減圧手段(EV-1)の位置
関係を明確にしたことで、回路構成を具体化でき、装置
の実用性の向上を図ることができる。

【０１８３】請求項１１記載の発明は、熱源側熱交換手
段(3) の出口側の冷媒温度を検出し、これが所定の目標
値になるように補助減圧手段(EV-1)の減圧度を調整する
ようにした。また、請求項１２記載の発明は、予熱部(2
1B) の出口側の蓄熱媒体温度を検出し、これが所定の目
標値になるように補助減圧手段(EV-1)の減圧度を調整す
るようにした。従って、これら発明によれば、加熱部(2
1A) に供給する冷媒の温度を、氷を確実に融解できる温
度に正確に設定することができることになり、装置の信
頼性の更なる向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態における氷蓄熱式空気調和装置に
備えられた冷媒循環回路及び水循環回路の全体構成を示
す図である。

【図２】第１実施形態における冷蓄熱運転、冷蓄熱利用
冷房運転及び通常冷房運転の夫々における冷媒循環動作
を説明するための図である。

【図３】第１実施形態における温蓄熱運転、温蓄熱利用
暖房運転及び通常暖房運転の夫々における冷媒循環動作
を説明するための図である。

【図４】第２実施形態における図１相当図である。

【図５】第２実施形態における図２相当図である。

【図６】第２実施形態における図３相当図である。

【図７】第３実施形態における図１相当図である。

【図８】第３実施形態における図２相当図である。

【図９】第３実施形態における図３相当図である。

【図１０】第４実施形態における図１相当図である。

【図１１】第４実施形態における図２相当図である。

【図１２】第４実施形態における図３相当図である。

【図１３】第５実施形態における図１相当図である。

【図１４】第５実施形態における図２相当図である。

【図１５】第６実施形態における図１相当図である。

【図１６】第６実施形態における図２相当図である。

【図１７】第７実施形態における図１相当図である。

【図１８】第７実施形態における図２相当図である。

【図１９】第７実施形態における図３相当図である。

【図２０】第７実施形態の冷蓄熱運転時の冷媒循環状態
を示すモリエル線図である。

【図２１】第８実施形態における図１相当図である。

【図２２】第８実施形態における図２相当図である。

【図２３】第８実施形態における図３相当図である。

【図２４】電動弁制御動作を示すフローチャート図であ
る。

【図２５】第８実施形態における電動弁上流側にホット
ガスバイパスを行った場合の図２０相当図である。

【図２６】電動弁制御動作の変形例を示すフローチャー
ト図である。

【図２７】第１タイプの従来例を示す冷媒回路図であ
る。

【図２８】第２タイプの従来例を示す冷媒回路図であ
る。

【符号の説明】

(A) 冷媒循環回路 (B) 水循環回路（蓄熱媒体循環回路） (1) 圧縮機構（圧縮機） (3) 室外熱交換器（熱源側熱交換手段） (6) 室内熱交換器（利用側熱交換手段） (10) ガス側配管（第１吐出管） (20) 過冷却水生成熱交換器 (20A) 冷却部 (20B) 過冷却部 (21) 予熱器 (21A) 加熱部 (21B) 予熱部 (22) ホットガスバイパス管（第２吐出管） (61) 調整手段 (T) 蓄熱タンク (EV-1) 室外電動膨張弁（補助減圧手段） (EV-3) 蓄熱電動膨張弁（減圧機構） (Th-c) 温度センサ（冷媒温度検出手段） (Th-w) 水温センサ（媒体温度検出手段）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱槽(T) 、予熱部(21B) 及び過冷却部
   (20B) が蓄熱媒体の循環が可能に接続された蓄熱媒体循
   環回路(B) と、 圧縮機(1) 、熱源側熱交換手段(3) 、上記予熱部(21B)
   との間で熱交換可能な加熱部(21A) 、減圧機構(EV-3)、
   過冷却部(20B) との間で熱交換可能な冷却部(20A) が冷
   媒の循環が可能に接続された冷媒循環回路(A) とを備
   え、 上記蓄熱槽(T) から流出した氷を予熱部(21B) において
   加熱部(21A) の冷媒との熱交換により融解する一方、過
   冷却部(20B) において蓄熱媒体を冷却部(20A)の冷媒と
   の熱交換により過冷却状態にし、この過冷却状態を解消
   することで氷を生成して蓄熱槽(T) に貯留するようにし
   た氷蓄熱装置において、 上記圧縮機(1) からの吐出冷媒を分流し、一方の吐出冷
   媒を熱源側熱交換手段(3) に供給して凝縮させる一方、
   他方の吐出冷媒を熱源側熱交換手段(3) をバイパスして
   流し、これら冷媒を合流して加熱部(21A) に供給した
   後、減圧機構(EV-3)で減圧して冷却部(20A) に供給する
   ことを特徴とする氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 予熱部(21B) 及び加熱部(21A) は二重管構造の熱交換器
   (21)で構成されていることを特徴とする氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 予熱部(21B) 及び加熱部(21A) はプレート型の熱交換器
   で構成されていることを特徴とする氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 過冷却部(20B) 及び冷却部(20A) はシェルアンドチュー
   ブ型の熱交換器(20)で構成されていることを特徴とする
   氷蓄熱装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 過冷却部(20B) 及び冷却部(20A) はプレート型の熱交換
   器で構成されていることを特徴とする氷蓄熱装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 圧縮機(1) の吐出側には、吐出冷媒を熱源側熱交換手段
   (3) に供給する第１吐出管(10)と、吐出冷媒を熱源側熱
   交換手段(3) をバイパスして加熱部(21A) に向かって供
   給する第２吐出管(22)とが設けられており、 この第２吐出管(22)は、途中が複数本に分岐されてお
   り、各分岐管には開閉弁(SV-2,SV-3, …) が設けられて
   いることを特徴とする氷蓄熱装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 蓄熱槽(T) に氷が貯留された状態で、空調空間に配設さ
   れた利用側熱交換手段(6) において冷媒を蒸発させる冷
   熱利用冷房運転時、圧縮機(1) からの吐出冷媒を分流
   し、一方の吐出冷媒を、熱源側熱交換手段(3) に供給し
   て凝縮させた後、加熱部(21A) において予熱部(21B) の
   蓄熱媒体との熱交換により冷却する一方、他方の吐出冷
   媒を冷却部(20A) に供給して過冷却部(20B) の蓄熱媒体
   との熱交換により凝縮させ、これら冷媒を合流させて減
   圧した後、利用側熱交換手段(6) に供給することを特徴
   とする氷蓄熱装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、 圧縮機(1) から吐出して分流された冷媒のうち少なくと
   も熱源側熱交換手段(3) を経た冷媒を減圧する補助減圧
   手段(EV-1)が設けられていることを特徴とする氷蓄熱装
   置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の氷蓄熱装置において、 熱源側熱交換手段(3) を経た冷媒と、熱源側熱交換手段
   (3) をバイパスした冷媒との合流部は、補助減圧手段(E
   V-1)の下流側であることを特徴とする氷蓄熱装置。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の氷蓄熱装置において、 熱源側熱交換手段(3) を経た冷媒と、熱源側熱交換手段
    (3) をバイパスした冷媒との合流部は、補助減圧手段(E
    V-1)の上流側であることを特徴とする氷蓄熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項８記載の氷蓄熱装置において、 補助減圧手段(EV-1)は減圧度が可変である一方、 熱源側熱交換手段(3) の出口側の冷媒温度を検出する冷
    媒温度検出手段(Th-c)と、 該冷媒温度検出手段(Th-c)の出力を受け、上記冷媒温度
    が所定の目標値になるように補助減圧手段(EV-1)の減圧
    度を調整する調整手段(61)とを備えていることを特徴と
    する氷蓄熱装置。
12. 【請求項１２】 請求項８記載の氷蓄熱装置において、 補助減圧手段(EV-1)は減圧度が可変である一方、 予熱部(21B) の出口側の蓄熱媒体温度を検出する媒体温
    度検出手段(Th-w)と、 該媒体温度検出手段(Th-w)の出力を受け、上記蓄熱媒体
    温度が所定の目標値になるように補助減圧手段(EV-1)の
    減圧度を調整する調整手段(61)とを備えていることを特
    徴とする氷蓄熱装置。