JPH11201507A - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷媒回路を流れる冷媒の全てが採熱用熱交換
器を通過するようにし、かつ、蓄熱媒体から回収する蓄
冷熱を調節できるようにすることにより、蓄冷熱の有効
利用率を向上させ、使用電力量の低減を図れる蓄熱式空
気調和装置を提供すること。 【解決手段】 圧縮機２、凝縮器３、第１の減圧機構
４、蓄熱媒体Ｗから採熱を行う採熱用熱交換器５、第２
の減圧機構６、及び蒸発器７を順次接続して形成される
冷媒回路１を有し、第１の減圧機構４の弁開度を制御し
て採熱用熱交換器５における冷媒圧力を変化させること
により、採熱用熱交換器５の採熱能力を調節するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、昼間電力の抑制と
平準化とを図るために、蓄熱媒体から採熱を行う採熱用
熱交換器を冷媒回路に備えた蓄熱式空気調和装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は特公平７−９４９３１号公報に開
示された蓄熱式空気調和装置の全体構成を示し、図中、
２は圧縮機、３は室外側すなわち熱源側の熱交換器で構
成される冷媒の凝縮器、１４は凝縮器３で凝縮された冷
媒を減圧する減圧機構としての第１電子膨張弁、７は室
内側すなわち利用側の熱交換器で構成される冷媒の蒸発
器であって、前記各機器２、３、１４、７は冷媒配管８
によって冷媒が流通可能に順次接続され、凝縮器３で室
外空気との熱交換により得た冷熱を蒸発器７で室内に付
与するヒートポンプ機能を有する冷媒回路１が構成され
ている。

【０００３】１１は圧縮機２の運転容量を可変に調節す
るためのインバータであり、このインバータ１１により
圧縮機２の運転容量が出力周波数Ｆとして求められる。
よって、インバータ１１は圧縮機２の運転容量検出手段
としての機能を有するものである。また、冷媒回路１の
付属機器として、凝縮器３の下流側には冷媒を一時貯留
するためのレシーバ１５が、圧縮機２の上流には該圧縮
機２への吸入ガス中の液冷媒を分離するためのアキュム
レータ１０が配置されている。

【０００４】また、この空気調和装置には蓄熱可能な蓄
熱媒体Ｗとしての水を貯留する蓄熱槽９が配置されてい
て、該蓄熱槽９内には、製氷運転時には冷媒との熱交換
により蓄熱槽９内の水を製氷する製氷コイルとして機能
し、蓄冷熱回収運転時には蓄熱媒体Ｗ（氷）からの冷熱
で冷媒を過冷却する採熱用熱交換器５が配設されてい
る。そして、上流側から順に、第１分岐管１６ａ、採熱
用熱交換器５、及び第２分岐管１６ｂにより、冷媒回路
１の凝縮器３と第１電子膨張弁１４との間の液ライン８
ａをバイパスして設けられ、液冷媒の一部を分流させた
のち再び液ライン８ａに合流させる分流路１３が構成さ
れている。

【０００５】また、冷媒回路１において、第１分岐管１
６ａ、第２分岐管１６ｂの２つの分岐点（すなわち分流
路１３と液ライン８ａとの分流点Ｐ及び合流点Ｒ）の間
の液ライン８ａには、開度調節可能な第２電子膨張弁１
７（減圧機構）が設けられ、第１分岐管１６ａには、第
１分岐管１６ａの開閉を切換える第１開閉弁１８が設け
られ、さらに、第２分岐管１６ｂには開度調節可能な第
３電子膨張弁１９（減圧機構）が設けられている。

【０００６】また、第１開閉弁１８と採熱用熱交換器５
との間の第１分岐管１６ａを冷媒回路１のガスライン８
ｂに冷媒流通可能に接続する第３分岐管１６ｃが設けら
れ、第３分岐管１６ｃには、該第３分岐管１６ｃの開閉
を切換える第２開閉弁２０が設けられている。そして、
第１開閉弁１８及び第２開閉弁２０のいずれもが閉じて
いる時には冷媒が冷媒回路１からバイパス不能となる一
方、第１開閉弁１８が開き、かつ第２開閉弁２０が閉じ
ているときには、冷媒回路１の液ライン８ａを流れる冷
媒の一部が分流路１３に分流し、第１分岐管１６ａ、採
熱用熱交換器５、第２分岐管１６ｂを経て液ライン８ａ
に合流するようになっている。その際、第２、第３電子
膨張弁１７、１９の開度を相互に調節することにより、
液ライン８ａ側を流れる冷媒流量に対する分流路１３側
を流れる冷媒の流量つまり分流率を調節するようにして
いる。すなわち、前記第２、第３電子膨張弁１７、１９
により分流調節機構が構成されている。

【０００７】一方、第１開閉弁１８及び第１電子膨張弁
１４が閉じ、第２電子膨張弁１７及び第２開閉弁２０が
開いているときには、液ライン８ａを流れる液冷媒の一
部が第２分岐管１６ｂから採熱用熱交換器５及び第３分
岐管１６ｃを経てガスライン８ｂに戻るように流れ、こ
の際、第３電子膨張弁１９で減圧された冷媒が採熱用熱
交換器５内で蒸発することにより、蓄熱槽９内の蓄熱媒
体Ｗ（水）を製氷して冷熱を蓄えるように構成されてお
り、前記第３電子膨張弁１９及び採熱用熱交換器５によ
り蓄冷熱手段が構成されている。また、前記第１、第２
開閉弁１８、２０により冷媒の循環経路を切換える循環
経路切換え機構が構成されている。なお、後述のよう
に、前記第１、第２開閉弁１８、２０が同時に開くこと
はない。

【０００８】さらに、この空気調和装置には多くのセン
サ類が設けられている。Ｔｈｉは液ライン８ａの分流点
Ｐ上流側に配置され、分流前の液冷媒の温度（入口温
度）を検出する入口温度検出手段としての入口温度セン
サ、Ｔｈｏは液ライン８ｂの合流点Ｒ下流側に配置さ
れ、合流後の液冷媒の温度（出口温度）を検出する出口
温度検出手段としての出口温度センサ、Ｔｈ１は蒸発器
７の空気吸込口に配置され、室温を検出して、この室温
と設定温度との温度差から空調負荷を検出する負荷検出
手段としての室温センサ、Ｔｈ２は圧縮機２の吸込管に
配置され、吸入管温度を検出する吸入管センサ、Ｓｐ１
は吸入管に配置され、吸入冷媒の物理状態量たる冷媒の
蒸発圧力相当飽和温度（以下「蒸発温度」という）を検
出する低圧センサ、Ｓｐ２は圧縮機２の吐出管に配置さ
れ、吐出冷媒の物理状態量たる冷媒の凝縮圧力相当飽和
温度（以下「凝縮温度」という）を検出する高圧センサ
である。なお、吸入管センサＴｈ２で検出される吸入過
熱冷媒の温度Ｔ２と低圧センサＳｐ１で検出される蒸発
温度Ｔｅとの温度偏差（Ｔ２−Ｔｅ）により、製氷運転
時（蓄冷熱運転時）における冷媒の過熱度Ｓｈを求める
ようにしている。

【０００９】そして、前記各センサは装置全体の運転を
制御する運転制御手段としてのコントローラ１２に接続
され、このコントローラ１２が、装置の運転状態及び各
センサＴｈｉ、Ｔｈｏ、Ｔｈ１、Ｔｈ２、Ｓｐ１、Ｓｐ
２からの信号に応じて、前記各弁１４、１７、１８、１
９、２０の開閉や弁開度を制御するように構成されてい
る。

【００１０】次に、前記の如く構成された装置の各運転
状態について説明する。蓄熱回収を伴わない通常冷房運
転時には、第１、第２開閉弁１８、２０が閉じ、かつ第
２電子膨張弁１７が開いた状態で、第１電子膨張弁１４
の開度を適度に調節しつつ運転が行われ、圧縮機２で圧
縮された冷媒が凝縮器３で凝縮された後、分流路１３側
に分流されることなく液ライン８ａのみを流れ、第１電
子膨張弁１４で減圧されて、蒸発器７で蒸発して圧縮機
２に戻るように循環する。

【００１１】また、製氷運転時には、第１開閉弁１８及
び第１電子膨張弁１４が閉じ、第２電子膨張弁１７及び
第２開閉弁２０が開いた状態で、第３電子膨張弁１９の
開度を適度に調節しながら運転が行われ、凝縮器３で凝
縮された冷媒が第３電子膨張弁１９によって減圧され、
採熱用熱交換器５で蒸発して、蓄熱槽９内の蓄熱媒体Ｗ
との熱交換により該蓄熱媒体Ｗ（水）を製氷した後、吸
入側に戻るように循環する（図９の実線矢印参照）。な
お、この製氷運転時には、前記吸入管センサＴｈ２及び
低圧センサＳｐ１の測定値から求められる吸入過熱度Ｓ
ｈが目標値に一致するよう第３電子膨張弁１９の開度を
制御している。

【００１２】さらに、この製氷運転の後、蓄熱を回収す
る、すなわち蓄熱槽９内の氷を融解してその冷熱を利用
した冷房運転を行う蓄冷熱回収運転時には、第１開閉弁
１８が開き、第２開閉弁２０が閉じた状態で、第２電子
膨張弁１７及び第３電子膨張弁１９の開度を相互に調節
しながら運転が行われ、凝縮器３で凝縮された冷媒の一
部が液ライン８ａから分流路１３側に分流し、採熱用熱
交換器５で蓄熱媒体Ｗ（氷）との熱交換により過冷却さ
れる一方、残りの冷媒は過冷却されることなくそのまま
液ライン８ａを流れる。そして、それらが合流点Ｒで合
流した後、第１電子膨張弁１４で減圧され、蒸発器７で
蒸発して圧縮機２に戻るように循環して冷房する（図９
の破線矢印参照）。

【００１３】なお、この蓄冷熱回収運転時には、目標温
度設定手段（不図示）によって合流後の液冷媒の目標出
口温度Ｔｏｓが設定されるとともに、分流制御手段（不
図示）によって、前記出口温度センサＴｈｏで検出され
る出口温度Ｔｏが前記目標出口温度Ｔｏｓに近づくよう
に、第２電子膨張弁１７及び第３電子膨張弁１９からな
る分流調節機構が制御される。すなわち、目標出口温度
Ｔｏｓと出口温度Ｔｏとの差に基づいて冷媒の分流率が
調節されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の蓄熱式空気調和装置では、採熱用熱交換器５による
蓄熱槽９内の氷からの採熱量をコントロールするため
に、採熱用熱交換器５をバイパスする液ライン８ａ側の
回路に冷媒を流しており、この冷媒と採熱用熱交換器５
を通過してきた冷媒とが合流するので、氷によるエンタ
ルピー差の増大分が無駄になるとともに、必要採熱能力
が小さい場合には、分流路１３側の冷媒流量の低下によ
り冷媒の流れがスムーズに行われないという問題点があ
った。

【００１５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、冷媒回路を流れる冷媒の全てが採熱
用熱交換器を通過するようにし、かつ、蓄熱媒体から回
収する蓄冷熱を調節できるようにすることにより、蓄冷
熱の有効利用率を向上させ、使用電力量の低減を図れる
蓄熱式空気調和装置の提供にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の蓄熱式空気調和装置は、圧縮機、凝縮器、
第１の減圧機構、蓄熱媒体から採熱を行う採熱用熱交換
器、第２の減圧機構、及び蒸発器を順次接続して形成さ
れる冷媒回路を有し、第１の減圧機構の弁開度を制御し
て採熱用熱交換器における冷媒圧力を変化させることに
より採熱用熱交換器の採熱能力を調節するようにしたも
のである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の蓄熱式空気調和装置は、蓄冷熱回収冷房
運転時、冷媒回路の液ラインを流れる液冷媒の全てを採
熱用熱交換器に流通させるとともに、凝縮器の圧力と採
熱用熱交換器の圧力を第１の減圧機構により調整して
「凝縮器の圧力≧採熱用熱交換器の圧力」とすることに
より、採熱用熱交換器の採熱能力を制御するものであっ
て、具体的には、図１に示すように、圧縮機２、凝縮器
３、第１の減圧機構４、採熱用熱交換器５、第２の減圧
機構６、蒸発器７を順次直列に配管接続して形成される
冷媒回路１と、前記採熱用熱交換器５を収容した蓄熱槽
９と、この蓄熱槽９に貯留された蓄熱媒体Ｗ（水）とを
有している。

【００１８】より具体的に説明すると、この実施形態で
は採熱用熱交換器５内における冷媒温度Ｔｒを検出する
冷媒温度検出手段２１と、該冷媒温度Ｔｒについての目
標冷媒温度Ｔｒｍを設定する目標冷媒温度設定手段２２
と、蓄冷熱回収運転時、冷媒温度Ｔｒと蓄熱媒体温度Ｔ
ｗの値を受け、前記冷媒温度Ｔｒが目標冷媒温度設定手
段２２で設定された目標冷媒温度Ｔｒｍに近づくように
前記第１の減圧機構４を制御する第１の減圧機構制御手
段２３とを備えている。

【００１９】図２は、この実施形態に係る蓄熱式空気調
和装置の冷媒回路図であり、この図から明らかなように
圧縮機２、凝縮器３、この凝縮器３で凝縮された冷媒を
減圧する第１の減圧機構４、蓄冷熱回収運転時に蓄熱媒
体Ｗから採熱を行い冷媒を過冷却する採熱用熱交換器
５、前記凝縮器３及び採熱用熱交換器５によって凝縮さ
れた冷媒を減圧する第２の減圧機構６、及び蒸発器７
が、冷媒配管８によって順次接続され、冷媒回路１が構
成されている。なお、この実施形態では１系統の冷媒回
路１に対して第２の減圧機構６及び蒸発器７を一組設け
たが、第２の減圧機構６及び蒸発器７は複数組が並列に
接続されていてもよい。

【００２０】１１は前記圧縮機２の運転容量を可変に調
節するためのインバータであり、該インバータ１１の出
力周波数Ｆにより圧縮機２の運転容量が求められるの
で、インバータ１１は運転容量検出手段としての機能を
有することになっている。また、この空気調和装置の採
熱用熱交換器５は蓄熱槽９内の蓄熱可能な蓄熱媒体Ｗと
熱交換可能な構造となっている。さらに、この冷媒回路
１には付属機器として、圧縮機２の上流に該圧縮機２へ
の吸入ガス中の液冷媒を分離するためのアキュムレータ
１０が配置されている。

【００２１】また、この蓄熱式空気調和装置には多くの
センサ類が設けられている。すなわち、Ｔｈ３は採熱用
熱交換器５の上流に配置され、冷媒の温度（入口温度）
Ｔ３を検出する入口温度検出手段としての入口温度セン
サ、Ｔｈ４は採熱用熱交換器５の出口に配置され、採熱
後の冷媒の温度（出口温度）Ｔ４を検出する出口温度検
出手段としての出口温度センサ、Ｔｈ１は蒸発器７の空
気吸込口に配置され、室温Ｔａを検出して設定温度Ｔｓ
との温度差ΔＴから空調負荷を検出する負荷検出手段と
しての室温センサ、Ｔｈ２は吸入側の冷媒配管に付設さ
れ、吸入管温度Ｔ２を検出する吸入管センサ、Ｔｈｗは
蓄熱槽９の内部に配置され、蓄熱媒体Ｗの温度Ｔｗを検
出する蓄熱媒体温度検出手段としての蓄熱媒体温度セン
サである。さらに、Ｓｐ１は圧縮機２の吸入管に配置さ
れ、吸入冷媒の物理状態量たる冷媒の蒸発圧力相当飽和
温度（以下「蒸発温度」という）Ｔｅを検出する低圧セ
ンサ、Ｓｐ２は圧縮機２の吐出管に配置され、吐出冷媒
を物理状態量たる冷媒の凝縮圧力相当飽和温度（以下
「凝縮温度」という）Ｔｃを検出する高圧センサであ
る。

【００２２】そして、前記各センサは装置全体の運転を
制御する運転手段としてのコントローラ１２に接続さ
れ、該コントローラ１２が、装置の運転状態及び各セン
サＴｈ１、Ｔｈ２、Ｔｈ３、Ｔｈ４、Ｔｈｗ、Ｓｐ１、
Ｓｐ２からの信号に応じて、前記第１の減圧機構４の弁
開度を制御するようにされている。

【００２３】次に、前記の如く構成された蓄熱式空気調
和装置の運転状態について説明する。蓄熱槽９内の蓄熱
媒体Ｗ（氷）を融解してその冷熱を利用した冷房運転を
行う蓄冷熱回収運転時には、第１の減圧機構４及び第２
の減圧機構６の開度を相互に調節しながら運転が行わ
れ、凝縮器３で凝縮された冷媒が第１の減圧機構４で減
圧されて、採熱用熱交換器５で蓄熱媒体Ｗから採熱を行
った後、第２の減圧機構６で更に減圧されて、蒸発器７
で蒸発して圧縮機２に戻るように循環して冷房を行う。

【００２４】その際、前記コントローラ１２により行わ
れる蓄冷熱の利用制御については以下の通りである。し
なわち、図３はコントローラ１２の制御内容を示すフロ
ーチャートであって、先ずステップＳ１で前記入口温度
センサＴｈ３、出口温度センサＴｈ４及び室温センサＴ
ｈ１で検出される液冷媒の入口温度Ｔ３、出口温度Ｔ４
及び室温Ｔａと、インバータ１１から検出される圧縮機
２の運転周波数（運転容量）Ｆの値をそれぞれ入力し、
ステップＳ２で予め設定されている設定温度Ｔｓと室温
Ｔａとの温度差ΔＴから空調負荷を求めた後、ステップ
Ｓ３で蓄冷熱の目標採熱量ΔＱｓを決定する。次に、ス
テップＳ４では、蒸発温度Ｔｅ、圧縮機２の運転容量Ｆ
及び入口温度Ｔ３から冷媒循環量Ｇｒを求め、ステップ
Ｓ５では冷媒循環量Ｇｒ、目標採熱量ΔＱｓ及び蓄熱媒
体温度Ｔｗから目標冷媒温度Ｔｒｍを算出し、ステップ
Ｓ６で入口温度Ｔ３と出口温度Ｔ４から冷媒温度Ｔｒを
求める。そして、ステップＳ７で冷媒温度Ｔｒと目標冷
媒温度Ｔｒｍの温度偏差を算出し、ステップＳ８で冷媒
温度Ｔｒが目標冷媒温度Ｔｒｍに近付くように第１の減
圧機構４の制御を行っている。

【００２５】なお、前記したフローチャートのステップ
Ｓ３により目標採熱量演算手段が構成され、ステップＳ
４により冷媒の循環量Ｇｒを演算する冷媒循環量検出手
段が構成され、ステップＳ６により採熱用熱交換器５の
冷媒温度Ｔｒを演算する前記冷媒温度検出手段２１が構
成され、ステップＳ８により第１の減圧機構４を制御す
る第１の減圧機構制御手段２３が構成されている。ま
た、前記目標採熱量演算手段及び冷媒循環量検出機能か
ら前記目標冷媒温度設定手段２２が構成されている。

【００２６】ここで、この実施形態の蓄熱式空気調和装
置の効果を、従来の蓄熱式空気調和装置との比較に基づ
いて以下に説明する。図４は、図９に示した従来の蓄熱
式空気調和装置の蓄冷熱回収運転で、全冷媒が採熱用熱
交換器５側に流れている状態を示すモリエル線図であ
る、（ａ）は圧縮機２の吐出管、（ｂ）は採熱用熱交換
器５の入口配管、（ｃ）は採熱用熱交換器５の出口配
管、（ｄ）は蒸発器７入口、（ｅ）は圧縮機２の吸入管
の、それぞれにおける冷媒状態を示している。このグラ
フにおいて縦軸は絶対圧力、横軸は冷媒のエンタルピー
である。能力はエンタルピー差×冷媒循環量で表わされ
るので、冷房能力Ｗｃは冷媒循環量Ｇｒを用いると Ｗｃ＝（ｈｅ−ｈｄ）×Ｇｒ … 式１ となる。

【００２７】他方、図５の前記従来の蓄熱式空気調和装
置において、蓄熱媒体Ｗからの採熱量を抑制するため
に、凝縮器３からの冷媒の一部を分岐路１３（すなわち
採熱用熱交換器５側）に流し、残りを液ライン８ａ側に
流した状態のモリエル線図である。（ａ’）は圧縮機２
の吐出管、（ｂ’）は採熱用熱交換器５入口配管、
（ｃ’）は採熱用熱交換器５出口配管、（ｄ’）は蒸発
器７入口、（ｅ’）は圧縮機２の吸入管、（ｆ）は合流
点Ｒの下流位置の、それぞれにおける冷媒状態を示して
おり、分岐路１３に分岐した採熱用熱交換器５側の冷媒
は（ｂ’）→（ｃ’）→（ｆ）の経路で流れ、分岐路１
３に分岐しなかった液ライン８ａ側の冷媒は（ｂ’）→
（ｆ）の経路で流れる。この時の冷房能力Ｗｃ’は冷媒
循環量をＧｒ’とすると Ｗｃ’＝（ｈｅ’−ｈｄ’）×Ｇｒ’ … 式２ となる。

【００２８】さらに、図６はこの実施形態の蓄熱式空気
調和装置において、蓄熱媒体Ｗからの採熱量を抑制する
ため第１の減圧機構４の弁開度制御を行った状態のモリ
エル線図である。（ｇ）は第１の減圧機構４上流位置に
おける冷媒状態を示しており、冷媒は（ｇ）→（ｂ”）
の間で減圧され、圧力Ｐ１の飽和温度で蓄熱媒体Ｗから
の採熱を行う。蓄熱媒体からの採熱量Ｗｓは冷媒循環量
Ｇｒ”とすると Ｗｓ＝Ａ×Ｇｒ”×ΔＴ … 式３ で算出される。ここで、Ａは伝熱面積であり定数、ΔＴ
は蓄熱媒体Ｗと採熱用熱交換器５の冷媒温度の対数温度
差で、これは採熱用熱交換器５の冷媒温度が低いほど小
さくなる。すなわち、ここでは採熱用熱交換器５の冷媒
圧力をＰ２からＰ１に減少させることで、採熱用熱交換
器５の冷媒温度を低下せしめ、式３における蓄熱媒体Ｗ
と採熱用熱交換器５の冷媒温度との温度差ΔＴを小さく
して、蓄熱媒体Ｗからの採熱量を減少させている。この
とき、冷媒能力Ｗｃ”は Ｗｃ”＝（ｈｅ”−ｈｄ”）×Ｇｒ” … 式４ で示される。

【００２９】ここで、式２と式４を比較すると、（ｈ
ｅ”−ｈｄ”）＞（ｈｅ’−ｈｄ’）となる。したがっ
て、冷房能力Ｗｃ’と冷房能力Ｗｃ”とが等しいとする
と、Ｇｒ”＜Ｇｒ’となり、冷媒回路の全冷媒循環量は
従来の蓄熱式空気調和装置の方が多くなる。従来技術の
冷媒回路では、蓄熱媒体Ｗからの必要採熱能力が小さく
なり、採熱用熱交換器５に流れる冷媒量が減少すればす
るほど、本発明に比べて全冷媒循環量の増加が必要とな
る。つまり、本発明の冷媒回路の方が圧縮機２の仕事量
すなわち入力を低減でき、より顕著に使用電力の低減を
図ることができると言える。

【００３０】図７は必要冷房能力と蓄熱媒体からの採熱
による冷媒のエンタルピー増加分との関係を示すグラフ
で、縦軸は必要冷房能力を示している。横軸は蓄熱媒体
からの採熱により増加する冷媒のエンタルピー差すなわ
ち図５、図６における（ｈｂ’−ｈｄ’）及び（ｈｂ”
−ｈｄ”）を表している。従来の技術及び本発明による
変化はそれぞれ実線、で示され、本発明の方が蓄熱
媒体からの採熱量が多くなっている。すなわち、冷房能
力が同じ場合は、従来方式の方が本発明より冷媒回路内
の冷媒の循環量が多く、当然、圧縮機２の仕事量すなわ
ち入力も多くなっている。

【００３１】また、従来技術の冷媒回路では、採熱用熱
交換器５を流れる冷媒量が減少すると、採熱用熱交換器
５内部を流れる冷媒流速が低下し、凝縮冷媒が配管内に
寝込んでしまうなどの理由で冷媒の流れが不安定とな
り、そのため、採熱能力がコントロール困難となって、
冷房運転自体も不安定となる。そこで、蓄熱媒体Ｗから
の採熱量が少量で良い場合でも必要以上の流量で採熱用
熱交換器５に冷媒を流す必要が生じる。これに対し、本
発明では蓄熱媒体Ｗからの必要採熱量の多少に関わらず
冷媒回路１を流れる全冷媒が採熱用熱交換器５に流通す
るので、凝縮冷媒の寝込み等が生じない。したがって、
必要採熱量（能力）が小さい領域でも安定した冷房能力
が得られる。

【００３２】図８は必要採熱量と採熱用熱交換器の冷媒
循環量との関係を表すグラフで、縦軸は必要採熱量を示
し、必要採熱量はＸ〜Ｙの範囲で制御されている。ま
た、横軸は採熱用熱交換器の冷媒循環量を示しており、
冷媒循環量には前記に述べたように流速低下による流量
限界がある。図中（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、
前述の図４、図５、図６の運転状態のポイントを示して
いる。従来の技術は実線で示され、冷媒循環流量を変
化させて採熱量の調節を行っているため、必要採熱量が
Ｚ以下の場合、冷媒循環量が限界値以下となってしまい
採熱量の制御が不可能である。一方、本発明については
実線で示すように、採熱量の調節は蓄熱媒体Ｗと採熱
用熱交換器５の冷媒温度との温度差で制御しているた
め、冷媒循環量の変化はない。したがって、必要採熱量
を広い範囲で制御可能である。

【００３３】なお、前記実施形態では蓄熱媒体Ｗの温度
Ｔｗ等から算出した目標冷媒温度Ｔｒｍと採熱用熱交換
器５の冷媒温度Ｔｒとの温度差に基づいて第１の減圧機
構４の弁開度を制御したが、これ以外にも、例えば採熱
用熱交換器５における冷媒圧力に基づいて第１の減圧機
構４の弁開度を制御するような制御方式も有効であると
考えられる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る蓄熱
式空気調和装置にあっては、従来のように蓄冷熱回収冷
房運転時に冷媒回路内の液冷媒を採熱用熱交換器をバイ
パスさせて流すことなく、冷媒の全量が凝縮器、採熱用
熱交換器、蒸発器の順に循環する回路構成とするととも
に、凝縮器と採熱用熱交換器との間に設けられた第１の
減圧機構の弁開度制御により採熱用熱交換器における冷
媒圧力を「凝縮器の圧力≧採熱用熱交換器の圧力」とな
る条件下で変化させ、これにより採熱用熱交換器内の冷
媒と蓄熱媒体との温度差を大きくしたり小さくしたりす
ることによって、冷媒循環量一定のまま採熱用熱交換器
の採熱能力をコントロールしている。したがって、従来
の蓄熱式空気調和装置と比較してより顕著な使用電力の
低減を図ることができ、さらに、必要採熱能力が少ない
領域でも採熱能力の調節を精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る蓄熱式空気調和装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態に係る蓄熱式空気調和装
置の冷媒回路図である。

【図３】 コントローラによる第１の減圧機構の弁開度
制御動作を示すフローチャートである。

【図４】 従来の蓄熱式空気調和装置における、最大採
熱運転状態を示すモリエル線図である。

【図５】 従来の蓄熱式空気調和装置における、採熱量
セ−ブ運転状態を示すモリエル線図である。

【図６】 本発明の蓄熱式空気調和装置における、採熱
量セ−ブ運転状態を示すモリエル線図である。

【図７】 必要冷房能力と蓄熱媒体からの採熱による冷
媒のエンタルピー増加分との関係を示すグラフである。

【図８】 必要採熱量と採熱用熱交換器を流れる冷媒循
環量との関係を示すグラフである。

【図９】 従来の蓄熱式空気調和装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 冷媒回路、２ 圧縮機、３ 凝縮器、４ 第１の減
圧機構、５ 採熱用熱交換器、６ 第２の減圧機構、７
蒸発器、８ 冷媒配管、９ 蓄熱槽、Ｗ 蓄熱媒体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、第１の減圧機構、蓄熱
   媒体から採熱を行う採熱用熱交換器、第２の減圧機構、
   及び蒸発器を順次接続して形成される冷媒回路を有し、
   前記第１の減圧機構の弁開度を制御して前記採熱用熱交
   換器における冷媒圧力を変化させることにより前記採熱
   用熱交換器の採熱能力を調節するようにしたことを特徴
   とする蓄熱式空気調和装置。