JPH102595A - 蓄熱式空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主として、１日の内で電力のピークカットを
必要とする時間帯に十分な放冷・放熱運転が行えるよう
運転パターンを制御することのできる蓄熱式空気調和装
置を提供する。 【解決手段】 蓄冷熱用熱交換器９および利用側熱交換
器４ｂを介して放冷・放熱運転を行う蓄熱式空気調和装
置において、外気温度を検出する外気温度検出装置３０
と、外気温度検出装置３０からの外気温度データを記憶
する外気温度記憶装置３１と、放冷・放熱運転時間を積
算し記憶する運転時間タイマー３７と、外気温度記憶装
置３０の外気温度データおよび運転時間タイマー３７の
放冷・放熱運転積算時間データに基づいて翌日の放冷・
放熱運転開始時刻を決定し当該放冷・放熱運転開始時刻
データに従って翌日に放冷・放熱運転を開始させる第１
の制御装置３２Ａとを具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば蓄熱媒体を
内蔵した蓄熱槽を備え、昼夜電力の消費抑制と電力消費
の平準化対策に貢献する蓄熱式空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は特開平２−３３５７３号公報に
開示された従来の蓄熱式空気調和装置の回路構成を示す
冷媒配管系統図である。同図に示した回路は、圧縮機
１、凝縮器となる非利用側熱交換器２、第１の減圧機構
３、蒸発器となる利用側熱交換器４を順次接続して成る
主冷媒回路６と、蓄冷可能な蓄熱媒体７を内蔵する蓄熱
槽８と、蓄熱槽８内の蓄熱媒体７と冷媒との熱交換を行
う蓄冷熱用熱交換器９ａを介して非利用側熱交換器２か
ら第１の減圧機構３間の液側配管５ａとガス側配管５ｂ
との間で冷媒の移動を可能にするバイパス回路１０と、
バイパス回路１０の液側配管１０ａに設けられた第２の
減圧機構１１と、バイパス回路１０のガス側配管１０ｂ
に並列に接続されて成るバイパス回路１２と、バイパス
回路１２に設けられ、蓄熱槽８に蓄えられた蓄熱媒体７
と冷媒とを熱交換させるために冷媒を循環させる冷媒ガ
スポンプ１３と、バイパス回路１２への冷媒の回り込み
量を制御する開閉装置１４とから構成されている。尚、
符号１〜４を付した各機器は、冷媒配管５を介して冷媒
を流通・循環可能にされており、これらの各機器から、
非利用側熱交換器２で室外空気との熱交換により得た冷
熱を利用側熱交換器４で、例えば室内空気に付与する主
冷媒回路６が構成されている。

【０００３】次に、この従来装置の動作について説明す
る。通常の圧縮機利用冷房運転時（以下、一般冷房運転
と称す）には、第２の減圧機構１１を全閉した状態で運
転が行われ、冷媒は主冷媒回路６内のみを循環する。即
ち、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス状の冷媒は
非利用側熱交換器２で凝縮され、第１の減圧機構３で断
熱膨張して低温の気液二相流となった後、利用側熱交換
器４に入り、ここで周囲の空気から熱を奪って周囲を冷
房し、自身は蒸発気化して圧縮機１に戻るように循環す
る。また、電力負荷の小さい夜間の時間帯を利用して蓄
熱槽８に冷熱を蓄える蓄冷運転時（以下、蓄冷運転と称
す）には、第１の減圧機構３が閉じた状態で運転が行わ
れる。即ち、圧縮機１から吐出されたガス状の冷媒は、
非利用側熱交換器２で凝縮されて液冷媒になり、バイパ
ス回路１０に流れ込んで、第２の減圧機構１１で断熱膨
張した後、蓄冷熱用熱交換器９ａにて蒸発気化して、蓄
熱槽８内の蓄熱媒体７に冷熱を蓄える。蒸発後の冷媒は
開放中の開閉装置１４を通り冷媒配管５を経て圧縮機１
に戻る。

【０００４】そして、夜間に蓄熱槽８に蓄えた冷熱を例
えば昼間に利用する蓄冷熱利用冷房運転（以下、放冷運
転と称す）では、圧縮機１を停止させた状態で冷媒ガス
ポンプ１３を運転すると、冷媒ガスポンプ１３により昇
圧された低温低圧のガス冷媒は、バイパス回路１０のガ
ス側配管１０ｂを経て蓄冷熱用熱交換器９ａに入って蓄
熱媒体７に熱を与え、自身は凝縮液化する。そして、凝
縮液化後の冷媒は、第２の減圧機構１１にて断熱膨張
し、低温の気液二相流体となって利用側熱交換器４に流
れ込む。ここで、冷媒は周囲の空気から熱を奪って周囲
を冷房することにより、自身は蒸発気化してガス側配管
５ｂおよびバイパス回路１２から再び冷媒ガスポンプ１
３に戻る。さらに、この装置によると、圧縮機１の運転
による一般冷房運転と同時に放冷運転を行うこともでき
る。即ち、圧縮機１および冷媒ガスポンプ１３をいずれ
も作動させた状態で運転が行われ、主冷媒回路６の非利
用側熱交換器２で凝縮された冷媒と、バイパス回路１０
の蓄冷熱用熱交換器９ａで凝縮された冷媒とは、主冷媒
回路６の液側配管５ａにて合流し、共に第１の減圧機構
３を経て利用側熱交換器４で蒸発して周囲を冷房するよ
うに循環する。

【０００５】上記した蓄熱式空気調和装置では、空調負
荷にあわせて放冷運転の運転・停止を行うようになって
いるが、負荷が空調負荷が１日を通して非常に大きくし
かも運転時間が長い場合は、消費できる蓄冷熱量には限
りがあるため、運転途中で蓄冷熱量を使いきった場合に
放冷・放熱運転は停止せざるを得ず、一般冷暖房のみの
運転となり、所定の空調能力を供給できなくなる。更
に、空調負荷のピークが夕刻にある場合は、電力をピー
クカットしたい時間帯に放冷・放熱運転が不可能となり
電力の平準化という蓄熱式空気調和装置本来の目的を果
たせなくなる。そこで、上記のような問題の解決策とし
て、放冷・放熱開始時刻を空調負荷が大きく電力がピー
クとなる時刻まで運転開始時刻を遅らせることができる
設定スイッチを備えるなどの手段が考えられるが、ピー
ク時間帯は季節により、あるいは室内の内部負荷の増減
により変化するため、その度に設定変更しなければなら
ず手間を必要とする。また、蓄熱槽の容量を大きくして
蓄熱量を増加させることや、冷媒ガスポンプの運転容量
制御機構および室内送風機の電動機のインバータ制御が
考えられるが、装置の高コスト化が強いられるため、実
際の機器への応用に関して有効な手段であるとは言いが
たい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱式空気調和
装置は以上のように構成されているので、外気負荷が非
常に大きい場合、または内部発熱等により設計蓄熱量以
上の負荷が要求された場合には、蓄熱式空気調和装置本
来の目的である電力のピークカットを行いたい時刻に十
分な運転を行うことができず運転停止してしまう可能性
があり、空調負荷が夕刻の時間帯にある場合ではピーク
カットしたい時間帯には既に蓄熱量が残り少なくなって
おり運転継続できないことが起こり得るものと考えられ
る。 また、上記のようなピークカットに関しては、空
調負荷が大きい時ばかりでなく、季節により、あるいは
設置状況により異なるため、必要とする時間帯にピーク
カット効果が得られないという問題点があった。また、
蓄熱量の制限から運転時間にも限りがあるため、蓄熱量
が不足すると能力は半減してしまうという問題点があっ
た。

【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めに為されたもので、空調負荷を運転状況あるいは環境
条件から読み取って運転制御することで、１日の内で電
力のピークカットを必要とする時間帯に十分な放冷・放
熱運転が行えるよう運転パターンを制御することがで
き、しかも調整が不要な蓄熱式空気調和装置を得、また
放冷・放熱運転の能力を適切にセーブすることにより、
長時間の運転時間を必要とする場合、あるいは外気負荷
が非常に大きいことや内部発熱が大きいこと等に起因し
て設計蓄熱量以上の負荷を要求された場合にも、特定時
間で運転停止することなく、必要時間運転継続し得る蓄
熱式空気調和装置の提供を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による蓄熱式空気
調和装置は、上述の目的を達成するためになされたもの
で、冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用熱交換器、減圧
機構、および利用側熱交換器を順次接続して成り四方切
換弁の冷媒流路切り換えにより利用側熱交換器を介して
冷房または暖房を切り換え自在に行う放冷・放熱用回路
と、蓄冷熱用熱交換器を介して蓄冷・蓄熱または放冷・
放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した蓄熱槽とを有し、予め蓄
冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し蓄冷熱用熱交換器および
利用側熱交換器を介して放冷・放熱運転を行うようにし
た蓄熱式空気調和装置において、外気温度を検出する外
気温度検出装置と、外気温度検出装置からの外気温度デ
ータを記憶する外気温度記憶装置と、放冷・放熱運転時
間を積算し記憶する運転時間タイマーと、外気温度記憶
装置の外気温度データおよび運転時間タイマーの放冷・
放熱運転積算時間データに基づいて翌日の放冷・放熱運
転開始時刻を決定し当該放冷・放熱運転開始時刻データ
に従って翌日に放冷・放熱運転を開始させる第１の制御
装置とを具備してなるものである。

【０００９】また、冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用
熱交換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続
して成り四方切換弁の冷媒流路切り換えにより利用側熱
交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行う放
冷・放熱用回路と、蓄冷熱用熱交換器を介して蓄冷・蓄
熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した蓄熱槽と
を有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し蓄冷熱用
熱交換器および利用側熱交換器を介して放冷・放熱運転
を行うようにした蓄熱式空気調和装置において、予め設
定された運転日時データを記憶している運転日時タイマ
ーと、予め設定された放冷・放熱運転開始時刻データを
記憶している運転開始時刻記憶装置と、運転日時タイマ
ーの運転日時データおよび運転開始時刻記憶装置の放冷
・放熱運転開始時刻データに従って放冷・放熱運転を開
始させる第２の制御装置とを具備してなるものである。

【００１０】そして、冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱
用熱交換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接
続して成り四方切換弁の冷媒流路切り換えにより利用側
熱交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行う
放冷・放熱用回路と、蓄冷熱用熱交換器を介して蓄冷・
蓄熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した蓄熱槽
とを有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し蓄冷熱
用熱交換器および利用側熱交換器を介して放冷・放熱運
転を行うようにした蓄熱式空気調和装置において、室内
温度を検出する室内温度検出装置と、予め設定された運
転日時データを記憶している運転日時タイマーと、予め
設定された放冷・放熱運転開始時刻データを記憶してい
る運転開始時刻記憶装置と、室内温度検出装置により検
出された室内温度データに基づき運転開始時刻記憶装置
の放冷・放熱運転開始時刻データを微調整して設定更新
するとともに、設定更新された放冷・放熱運転開始時刻
データおよび運転日時タイマーの運転日時データに従っ
て放冷・放熱運転を開始させる第３の制御装置とを具備
してなるものである。

【００１１】更に、冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用
熱交換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続
して成り四方切換弁の冷媒流路切り換えにより利用側熱
交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行う放
冷・放熱用回路と、蓄冷熱用熱交換器を介して蓄冷・蓄
熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した蓄熱槽と
を有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し蓄冷熱用
熱交換器および利用側熱交換器を介して放冷・放熱運転
を行うようにした蓄熱式空気調和装置において、空気調
和運転時間を積算し記憶する空調運転時間タイマーと、
冷媒ポンプの稼動時間を積算し記憶するポンプ稼動時間
タイマーと、空調運転時間タイマーの当日の空気調和運
転積算時間データおよびポンプ稼動時間タイマーの当日
の冷媒ポンプの稼動積算時間データに基づいて翌日に運
転すべき放冷・放熱運転能力を抑制する能力調整装置と
を具備してなるものである。

【００１２】また、前記の構成における減圧機構は絞り
度合い可変に構成されているとともに、能力調整装置
は、利用側熱交換器出側における冷媒の過冷却度または
過熱度を検出する過冷却・過熱度検出装置と、過冷却・
過熱度検出装置により検出された過冷却度または過熱度
が予め設定されている目標値となるように減圧機構の絞
り度合いを調整する第４の制御装置とからなるものであ
る。

【００１３】そして、前記の構成における能力調整装置
は、冷媒ポンプの吐出配管と吸入配管との間にバイパス
接続され開閉装置を有してなるバイパス回路と、前日の
運転積算時間データおよび冷媒ポンプの稼動積算時間デ
ータに基づいて開閉装置を開閉する第５の制御装置とか
らなるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】引続き、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は請求項１の発明を適用した実施の
形態１に係る蓄熱式空気調和装置の全体構成を示す冷媒
配管系統図である。図中、１は圧縮機、２は例えば室外
空気と冷媒との熱交換を行う非利用側熱交換器、３は第
１の減圧機構、４ａは第１の利用側熱交換器、１７は第
１のアキュムレータで、これらを順次接続して圧縮機利
用冷暖房回路（以下、「一般冷暖房用回路」と称す）１
８を構成しており、第１の利用側熱交換器４ａを介して
例えば室内の冷房または暖房を行う。そして、一般冷暖
房回路１８は、第１の利用側熱交換器４ａに接続され開
閉装置１６ａを含むバイパス回路１６ｂに並列してなる
第３の減圧機構１６と、第１の減圧機構３の出入側に並
列に接続され開閉装置３ａを含むバイパス回路３ｂとを
備えている。一方、３は冷媒ガスポンプ（本発明の冷媒
ポンプ）、９は蓄冷熱用熱交換器、２０は第２の減圧機
構、４ｂは第２の利用側熱交換器、１３ａは第２のアキ
ュムレータで、これらを順次接続して蓄冷熱用冷暖房回
路（以下、「放冷・放熱用回路」と称す）２１を形成し
ており、第２の利用側熱交換器４ｂを介して例えば室内
の冷房または暖房を行う。７は蓄冷熱用熱交換器９を介
して蓄冷または蓄熱する蓄熱媒体、８は蓄熱媒体７を内
蔵する蓄熱槽である。蓄熱媒体７としては例えば水が用
いられ、この場合の蓄熱手段としては蓄冷時は製氷によ
り冷熱の大部分を潜熱として蓄え、蓄熱時は定常な暖房
運転に達するまでの運転立ち上げに十分な顕熱量を温湯
として蓄える。また、１１は第２の利用側熱交換器４ｂ
に接続され開閉装置１１ａを含むバイパス回路１１ｂを
並列してなる第４の減圧機構である。第２の減圧機構２
０はその出入口側に開閉装置２０ａを含むバイパス回路
２０ｂが並列に接続されてなっている。尚、第１の利用
側熱交換器４ａ及び第２の利用側熱交換器４ｂは、それ
ぞれ別個独立の冷媒回路に配備されており、双方を併せ
て利用側熱交換器４と称するが、それぞれの熱交換部分
は共通の風路内、或は個々に独立した風路内の何れに設
けられても構わない。

【００１５】２２は第１の四方切り替え弁１７〜第１の
利用側熱交換器４ａ間のガス側配管１８ｂと第２の四方
切り替え弁１３ａ〜第２の利用側熱交換器４ｂ間のガス
側配管２１ｂとの間に介する第１の開閉装置２２ａの開
閉により両回路間の冷媒移動を可能にする第１のバイパ
ス回路である。２３は第１の減圧機構３〜第３の減圧機
構１６間の第１の液側配管１８ａと第３の減圧機構２０
〜第４の減圧機構１１間の第２の液側配管２１ａとの間
に介在する第２の開閉装置２３ａの開閉により両回路の
冷媒移動を可能にする第２のバイパス回路である。これ
らのバイパス回路２２、２３は蓄冷運転時または蓄熱運
転時には主回路の一部として用いられる。

【００１６】２４は冷媒ガスポンプ１３と第２の四方切
り替え弁１３ａを含む冷媒ガスポンプ回路の出入口間に
並列に開閉装置２４ａを含んで設けられた第５のバイパ
ス回路、２５および２６は冷媒ガスポンプ回路の出入口
にそれぞれ設けられた開閉装置、２７はこの蓄熱式空気
調和装置の種々の動作を制御する制御装置、２８は第１
の利用側熱交換器４ａ近傍の第１のガス側配管１８ｂに
設けられた開閉装置、２９は第２の利用側熱交換器４ｂ
近傍の第２のガス側配管２１ｂに設けられた開閉装置で
ある。ここで、３０は外気温度を検出する外気温度検出
装置、３１は外気温度検出装置３０からの外気温度デー
タを記憶する外気温度記憶装置、３７は放冷・放熱運転
時間を積算し記憶する運転時間タイマー、３２Ａは第１
の制御装置であり、外気温度記憶装置３１の外気温度デ
ータおよび運転時間タイマー３７の放冷・放熱運転積算
時間データに基づいて翌日の放冷・放熱運転開始時刻を
決定し当該放冷・放熱運転開始時刻データに従って翌日
に放冷・放熱運転を開始させるものである。

【００１７】図２には主として放冷・放熱運転の開始時
刻を決定する制御フローを示す。まず、第１の制御装置
３２Ａによれば、検出された１日の外気温度の推移を３
１に記憶する（Ｓ１）。続いて、圧縮機１を運転すると
ともに（Ｓ２）、放冷・放熱運転の１時間当たり積算時
間データを運転時間タイマー３７により記憶する（Ｓ３
〜Ｓ６）。次に、記憶された外気温度及び積算時間のデ
ータに基づいて空調負荷が最大となる時間帯を検出する
（Ｓ７〜Ｓ９）。時間帯の検出は、外気温度が最大値、
かつ運転時刻が最大となっている時刻を割りだし、その
時刻を最大負荷時間とする。外気温度の最大値と積算時
間が最大となる時間帯が等しい場合は（Ｓ７，ＹＥ
Ｓ）、外気温度の最大値を優先させる。一方、外気温度
の最大値と積算時間が最大となる時間帯が異なる場合は
（Ｓ７，ＮＯ）、積算時間の最大値を優先させる。この
場合、予め記憶された放冷・放熱運転可能時間から放冷
・放熱運転時間の中間時刻が最大負荷の時刻となるよう
放冷・放熱運転開始時刻を決定し（Ｓ９）、運転時間タ
イマー３７に記憶する。たとえば、運転可能時間が８時
間で、かつ最大負荷時刻が午後２時の場合、午後２時を
運転の中心として運転開始時刻は午後２時から４時間遡
及させ翌日の運転開始時刻は午前１０時からの運転開始
とする。また、運転開始と同時に再び外気温度、時間当
たりの運転積算時間の積算を開始し、本制御フローを繰
り返す（Ｓ１〜Ｓ１０）。

【００１８】実施の形態２．以下、本発明の実施の形態
２を図３乃至図５に基づいて説明する。図３は請求項
２、請求項３の発明を適用した実施の形態２に係る蓄熱
式空気調和装置の全体構成を示す冷媒配管系統図であ
る。図中、実施の形態１と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。ここで、３３は室内温度を検出す
る室内温度検出装置、３８は予め設定された運転日時デ
ータを記憶している運転日時タイマー、３９は予め設定
された放冷・放熱運転開始時刻データを記憶している運
転開始時刻記憶装置、３２Ｂは運転日時タイマー３８の
運転日時データおよび運転開始時刻記憶装置３９の放冷
・放熱運転開始時刻データに従って放冷・放熱運転を開
始させる第２の制御装置である。

【００１９】図４は請求項２の発明に係るものであり、
予め記憶された放冷・放熱運転開始時刻の内容を示すも
のである。第２の制御装置３２Ｂには放冷・放熱開始時
刻は設置場所の環境にあわせて予め設定されており、負
荷が低い４、５、６月においては開始時刻の制限がなく
朝の立ち上がり時から運転を開始する。盛夏時の７、
８、９月では負荷が大きく正午付近で電力量がピークと
なる。そのため、一般冷房運転開始時間より２時間遅ら
せて放冷運転を開始する。また、冬期の場合は朝の立ち
上がり及び夕刻に運転するよう朝の立ち上がり時から運
転を開始し、夕刻以降に多くの蓄熱量が必要となること
から正午から午後２時までは運転を休止し蓄熱量を温存
する。内容を設定されている現在の運転月の条件により
運転制御を行う。

【００２０】図５は請求項３の発明に係るものであり、
室内吸込み空気温度の検出値により、運転時間を微調整
させる場合の運転フローを示す。この装置の構成は図３
に示したものとほぼ同様であり、制御装置としては、室
内温度検出装置３３により検出された室内温度データに
基づき運転開始時刻記憶装置３９の放冷・放熱運転開始
時刻データを微調整して設定更新するとともに、設定更
新された放冷・放熱運転開始時刻データおよび運転日時
タイマー３８の運転日時データに従って放冷・放熱運転
を開始させる第３の制御装置３２Ｃが用いられる。かか
る構成の運転フロー（Ｓ３１〜Ｓ３９）によれば、運転
日時タイマー３８により予め年間スケジュールとして日
々の運転開始時刻は設定されているが、朝の立ち上がり
時等で室温が所定の設定温度よりも幾分高い場合（冷房
運転でのＳ３３のＹＥＳ）あるいは低い場合（暖房運転
でのＳ３７のＹＥＳ）は、スケジュール内容に関係なく
強制的に運転を開始させるようになっている（Ｓ３５，
Ｓ３９）。このようにして、立ち上がり能力を改善し快
適性が向上するよう、第３の制御装置３２Ｃにより運転
を微調整するものである。

【００２１】実施の形態３．以下、本発明の実施の形態
３を図６および図７に基づいて説明する。まず、図７は
請求項４の発明を適用した実施の形態３に係る蓄熱式空
気調和装置の全体構成を示す冷媒配管系統図である。図
中、実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、説明
を省略する。ここで、４０は空気調和運転（サーモオン
と称する）時間を積算し記憶する空調運転時間タイマ
ー、４１は冷媒ガスポンプ１３の稼動時間を積算し記憶
するポンプ稼動時間タイマー、３２Ｄは空調運転時間タ
イマー４０の当日の空気調和運転積算時間データおよび
ポンプ稼動時間タイマー４１の当日の冷媒ガスポンプ１
３の稼動積算時間データに基づいて翌日に運転すべき放
冷・放熱運転能力を抑制する能力調整装置である。図６
は請求項４の発明を適用した実施の形態３に係る蓄熱式
空気調和装置の制御フローを示したものである。すなわ
ち、能力調整装置３２Ｄはサーモオン積算時間と放冷・
放熱運転時間を積算し（Ｓ４１〜Ｓ４４）、放冷・放熱
運転積算時間がサーモオン積算時間より長い場合は（Ｓ
４５，ＮＯ）、能力セーブしないようになっている（Ｓ
４７）。一方、放冷・放熱運転積算時間がサーモオン積
算時間より短い場合は（Ｓ４５，ＹＥＳ）、セーブ率を
決定して（Ｓ４６）能力調整により能力をセーブするよ
うになっている。例えば、能力調整装置３２Ｄによる能
力セーブは、１日の供給可能な能力÷積算時間により１
時間当たりの供給能力を決定し、この供給能力となるよ
うに装置を調整するものである。

【００２２】実施の形態４．以下、本発明の実施の形態
４を図７および図８に基づいて説明する。図７は請求項
５の発明を適用した実施の形態４に係る蓄熱式空気調和
装置の全体構成を示す冷媒配管系統図である。図中、実
施の形態１と同一部分には同一符号を付し、説明を省略
する。尚、第２の減圧機構２０（本発明の減圧機構）は
絞り度合い可変に構成されている。３４ａ，３４ｂは利
用側熱交換器４ｂ出側における冷媒の過冷却度または過
熱度を検出する過冷却・過熱度検出装置、３２Ｆは過冷
却・過熱度検出装置３４ａ，３４ｂにより検出された過
冷却度または過熱度が予め設定されている目標値となる
ように第２の減圧機構２０の絞り度合いを調整する第４
の制御装置である。これらの過冷却度・過熱度検出装置
３４ａ，３４ｂ、第４の制御装置３２Ｆ、第２の減圧機
構２０から能力調整装置３２Ｅが構成される。 また、
図８は能力セーブ率と目標過熱度の関係を示している。
この関係は予め第４の制御装置３２Ｆに設定されてい
る。そこで、第４の制御装置３２Ｆは過冷却度・過熱度
検出装置３４ａ，３４ｂにより検出された値が目標過熱
度となるよう、第２の減圧機構２０を制御するようにな
っている。

【００２３】実施の形態５．以下、本発明の実施の形態
５を図９および図１０に基づいて説明する。図９は請求
項６の発明を適用した実施の形態５に係る蓄熱式空気調
和装置の全体構成を示す冷媒配管系統図である。図中、
実施の形態１と同一部分には同一符号を付し、説明を省
略する。ここで、能力調整装置３２Ｇは、冷媒ガスポン
プ１３の吐出配管と吸入配管との間にバイパス接続され
開閉装置３５を有してなるバイパス回路３６と、前日の
運転積算時間データおよび冷媒ガスポンプ１３の稼動積
算時間データに基づいて開閉装置３５を開閉する第５の
制御装置３２Ｈとから構成されている。

【００２４】また、図１０は能力セーブ率と１時間当た
りの開閉装置３５の開放時間率との関係を示している。
この関係は予め第５の制御装置３２Ｈに設定されてい
る。そこで、第５の制御装置３２Ｈは前日の運転積算時
間データおよび冷媒ガスポンプ１３の稼動積算時間デー
タに基づいて、開閉装置３４を開閉制御し能力をセーブ
するのである。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の蓄熱式空気
調和装置では、検出した外気温度および放冷・放熱運転
積算時間を記憶し、これらの記憶内容を基に１日の空調
負荷が最大となっている時間帯を割り出し、翌日その時
間帯を中心に放冷・放熱運転を行うように運転制御する
ので、負荷が変動するような設置場所に装置がおかれて
も、空調負荷が最大で電力のピークカットを行いたい時
間帯に常に放冷・放熱運転を行うことができ、空調負荷
に左右されることなく最大限のピークカット効果を毎日
得ることができる。

【００２６】また、予測される外気温度または室内の負
荷変動を記憶しておき、これらに基づいて月毎の放冷・
放熱運転開始時刻を自動的に切り換えるようにしたの
で、季節毎または月毎の負荷変動に対応すべき運転パタ
ーンをその都度調整することなく放冷・放熱運転できる
ため、簡易制御で、かつ常に最適なピークカット効果を
得ることができる。

【００２７】そして、予測される外気温度または室内の
負荷変動を記憶しておき、これらに基づいて月毎の放冷
・放熱運転開始時刻を自動的に切り換える構成におい
て、検出した室内温度に基づいて放冷・放熱運転開始時
刻を微調整的に設定更新するようにしたので、より一層
最適なピークカット効果を得ることができる。

【００２８】更に、設計条件以上すなわち運転可能時間
以上の運転時間が要求された場合に、能力調整装置によ
って放冷・放熱運転の能力を強制的に減少させて運転時
間を延長することにより、所期以前の運転停止を回避し
て運転要求時間内は運転を継続させることができる。

【００２９】また、請求項４の発明の構成における能力
調整装置として、利用側熱交換器出側における冷媒の過
熱度もしくは過冷却度を減圧機構の絞り度合いにより調
整させるといった簡単な構成を採用したので、特別な機
構を用いることなく能力減少運転できて運転時間を延長
させることができる。

【００３０】そして、請求項４の発明の構成における能
力調整装置として、冷媒ポンプの吐出配管と吸入配管と
の間に接続され開閉装置を有してなるバイパス回路を採
用したので、バイパス回路の開閉装置をオン・オフする
といった簡略な制御により、能力減少運転できて運転時
間を延長させることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による蓄熱式空気調
和装置を示す冷媒配管系統図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の制御フローを示す
フローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態２による蓄熱式空気調
和装置を示す冷媒配管系統図である。

【図４】 この発明の実施の形態２のタイマ設定内容を
示す説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態２の制御フローを示す
フローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態３の制御フローを示す
フローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態４による蓄熱式空気調
和装置を示す冷媒配管系統図である。

【図８】 この発明の実施の形態４の能力セーブ率と目
標過熱度との関係を示す説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態５による蓄熱式空気調
和装置を示す冷媒配管系統図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５の能力セーブ率と
バイパス回路の開放時間率との関係を示す説明図であ
る。

【図１１】 従来の蓄熱式空気調和装置を示す冷媒配管
系統図である。

【符号の説明】

４ｂ 第２の利用側熱交換器、７ 蓄熱媒体、８ 蓄熱
槽、９ 蓄冷熱用熱交換器、１３ 冷媒ガスポンプ、１
９ 第２の四方切換弁、２０ 第２の減圧機構、２１
蓄冷熱利用冷暖房回路（放冷・放熱用回路）、３０ 外
気温度検出装置、３１ 外気温度記憶装置、３２Ａ 第
１の制御装置、３２Ｂ 第２の制御装置、３２Ｃ 第３
の制御装置、３２Ｄ 能力調整装置、３２Ｅ 能力調整
装置、３２Ｆ 第４の制御装置、３２Ｇ 能力調整装
置、３２Ｈ 第５の制御装置、３３ 室内温度検出装
置、３４ａ 過冷却・過熱度検出装置、３４ｂ 過冷却
・過熱度検出装置、３５ 開閉装置、３６ バイパス回
路、３７ 運転時間タイマー、３８ 運転日時タイマ
ー、３９ 運転開始時刻記憶装置、４０ 空調運転時間
タイマー、４１ ポンプ稼動時間タイマー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田頭 秀明 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用熱交
   換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続して
   成り上記四方切換弁の冷媒流路切り換えにより上記利用
   側熱交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行
   う放冷・放熱用回路と、上記蓄冷熱用熱交換器を介して
   蓄冷・蓄熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した
   蓄熱槽とを有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し
   上記蓄冷熱用熱交換器および上記利用側熱交換器を介し
   て放冷・放熱運転を行うようにした蓄熱式空気調和装置
   において、外気温度を検出する外気温度検出装置と、上
   記外気温度検出装置からの外気温度データを記憶する外
   気温度記憶装置と、放冷・放熱運転時間を積算し記憶す
   る運転時間タイマーと、上記外気温度記憶装置の外気温
   度データおよび上記運転時間タイマーの放冷・放熱運転
   積算時間データに基づいて翌日の放冷・放熱運転開始時
   刻を決定し当該放冷・放熱運転開始時刻データに従って
   翌日に放冷・放熱運転を開始させる第１の制御装置とを
   具備してなることを特徴とする蓄熱式空気調和装置。
2. 【請求項２】 冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用熱交
   換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続して
   成り上記四方切換弁の冷媒流路切り換えにより上記利用
   側熱交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行
   う放冷・放熱用回路と、上記蓄冷熱用熱交換器を介して
   蓄冷・蓄熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した
   蓄熱槽とを有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し
   上記蓄冷熱用熱交換器および上記利用側熱交換器を介し
   て放冷・放熱運転を行うようにした蓄熱式空気調和装置
   において、予め設定された運転日時データを記憶してい
   る運転日時タイマーと、予め設定された放冷・放熱運転
   開始時刻データを記憶している運転開始時刻記憶装置
   と、上記運転日時タイマーの運転日時データおよび上記
   運転開始時刻記憶装置の放冷・放熱運転開始時刻データ
   に従って放冷・放熱運転を開始させる第２の制御装置と
   を具備してなることを特徴とする蓄熱式空気調和装置。
3. 【請求項３】 冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用熱交
   換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続して
   成り上記四方切換弁の冷媒流路切り換えにより上記利用
   側熱交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行
   う放冷・放熱用回路と、上記蓄冷熱用熱交換器を介して
   蓄冷・蓄熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した
   蓄熱槽とを有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し
   上記蓄冷熱用熱交換器および上記利用側熱交換器を介し
   て放冷・放熱運転を行うようにした蓄熱式空気調和装置
   において、室内温度を検出する室内温度検出装置と、予
   め設定された運転日時データを記憶している運転日時タ
   イマーと、予め設定された放冷・放熱運転開始時刻デー
   タを記憶している運転開始時刻記憶装置と、上記室内温
   度検出装置により検出された室内温度データに基づき上
   記運転開始時刻記憶装置の放冷・放熱運転開始時刻デー
   タを微調整して設定更新するとともに、上記設定更新さ
   れた放冷・放熱運転開始時刻データおよび上記運転日時
   タイマーの運転日時データに従って放冷・放熱運転を開
   始させる第３の制御装置とを具備してなることを特徴と
   する蓄熱式空気調和装置。
4. 【請求項４】 冷媒ポンプ、四方切換弁、蓄冷熱用熱交
   換器、減圧機構、および利用側熱交換器を順次接続して
   成り上記四方切換弁の冷媒流路切り換えにより上記利用
   側熱交換器を介して冷房または暖房を切り換え自在に行
   う放冷・放熱用回路と、上記蓄冷熱用熱交換器を介して
   蓄冷・蓄熱または放冷・放熱を行う蓄熱媒体を内蔵した
   蓄熱槽とを有し、予め蓄冷・蓄熱された蓄熱媒体に対し
   上記蓄冷熱用熱交換器および上記利用側熱交換器を介し
   て放冷・放熱運転を行うようにした蓄熱式空気調和装置
   において、空気調和運転時間を積算し記憶する空調運転
   時間タイマーと、上記冷媒ポンプの稼動時間を積算し記
   憶するポンプ稼動時間タイマーと、上記空調運転時間タ
   イマーの当日の空気調和運転積算時間データおよび上記
   ポンプ稼動時間タイマーの当日の冷媒ポンプの稼動積算
   時間データに基づいて翌日に運転すべき放冷・放熱運転
   能力を抑制する能力調整装置とを具備してなることを特
   徴とする蓄熱式空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の蓄熱式空気調和装置に
   おいて、減圧機構は絞り度合い可変に構成されていると
   ともに、能力調整装置は、利用側熱交換器出側における
   冷媒の過冷却度または過熱度を検出する過冷却・過熱度
   検出装置と、上記過冷却・過熱度検出装置により検出さ
   れた過冷却度または過熱度が予め設定されている目標値
   となるように上記減圧機構の絞り度合いを調整する第４
   の制御装置とからなることを特徴とする蓄熱式空気調和
   装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の蓄熱式空気調和装置に
   おいて、能力調整装置は、冷媒ポンプの吐出配管と吸入
   配管との間にバイパス接続され開閉装置を有してなるバ
   イパス回路と、前日の運転積算時間データおよび冷媒ポ
   ンプの稼動積算時間データに基づいて上記開閉装置を開
   閉する第５の制御装置とからなることを特徴とする蓄熱
   式空気調和装置。