(57)【要約】【課題】蓄熱ユニットを備えた空気調和機において全体の設置スペースを低減する。【解決手段】空気調和機（10）は、室外ユニット（20）、室内ユニット（60）及び蓄熱ユニット（70）を備える。蓄熱ユニット（70）は、室外ユニット（20）の上面に載置されている。【選択図】図２
2014129918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（24）及び室外熱交換器（25）が収容された室外ユニット（20）と、室内熱交換器（62）が収容された室内ユニット（60）と、蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（72）及び蓄熱用熱交換器（73）が収容された蓄熱ユニット（70）とを備え、
前記圧縮機（24）と前記室外熱交換器（25）と前記室内熱交換器（62）と前記蓄熱用熱交換器（73）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、前記蓄熱用熱交換器（73）は、前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と前記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成され、
前記蓄熱用熱交換器（73）により冷媒が蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、前記蓄熱用熱交換器（73）により前記蓄熱運転時に蓄熱媒体に蓄えられた冷熱で冷媒を冷却する利用運転とに切換可能に構成された空気調和機であって、
前記蓄熱ユニット（70）は、前記室外ユニット（20）の上面に載置されている
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、
前記蓄熱用熱交換器（73）は、前記蓄熱タンク（72）に収容され、
前記冷媒回路（15）は、前記蓄熱運転時には冷媒が前記室外熱交換器（25）及び前記蓄熱用熱交換器（73）を順に流れて前記圧縮機（24）に戻るように、前記利用運転時には冷媒が前記室外熱交換器（25）、前記蓄熱用熱交換器（73）及び前記室内熱交換器（62）を順に流れて前記圧縮機（24）に戻るように構成されている
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物であることを特徴とする空気調和機。
【請求項４】
前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気調和機（10）を複数備えると共に、該複数の空気調和機（10）の運転を制御する制御装置（110）を備えた空気調和システムであって、
前記制御装置（110）は、
一日の各時間帯の前記空気調和機（10）の消費電力を、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれについて個別に予測する予測部（113）と、
前記予測部（113）が予測した前記各空気調和機（10）の消費電力に基づいて、全ての前記空気調和機（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、前記各空気調和機（10）が前記利用運転を行う時間帯である利用時間帯を、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれについて個別に設定する設定部（114）と、
前記各空気調和機（10）が該空気調和機（10）について設定された前記利用時間帯に前記利用運転を行うように、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれに対して個別に指令信号を出力する指令部（115）とを備える一方、
前記各空気調和機（10）は、前記指令信号を受信し、前記利用時間帯において前記利用運転を実行するように構成されている
ことを特徴とする空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱ユニットを有する空気調和機及びそれを備えた空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、室外ユニットと室内ユニットと蓄熱ユニットを備えた空気調和機が知られている（特許文献１を参照。）。これらの空気調和機の中には、室外ユニットに圧縮機と室外熱交換器とが収容され、室内ユニットに膨張弁と室内熱交換器とが収容され、蓄熱ユニットに蓄熱タンクと蓄熱用熱交換器とが収容されるものがある。
【０００３】
この空気調和機では、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器と蓄熱用熱交換器とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路が構成される。また、蓄熱タンクには蓄熱媒体が収容され、蓄熱用熱交換器は冷媒と蓄熱媒体とを熱交換するように構成される。この空気調和機は、蓄熱運転と利用運転とに切換可能に構成されている。
【０００４】
空気調和機の蓄熱運転では、室外熱交換器が冷媒回路の凝縮器として機能し且つ蓄熱用熱交換器が冷媒回路の蒸発器として機能する。蓄熱用熱交換器が蒸発器として機能することにより、冷媒が蓄熱媒体から吸熱して蓄熱媒体が冷却される。このときに、冷媒の冷熱が蓄熱媒体に蓄えられる。
【０００５】
一方、空気調和機の利用運転では、室外熱交換器が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器が冷却器として機能し且つ室内熱交換器が蒸発器と機能する。蓄熱用熱交換器が冷却器として機能することにより、蓄熱運転時に蓄えた冷熱を利用して冷媒を冷却する。そして、この冷却された冷媒が膨張弁で膨脹して室内熱交換器へ供給されることによって室内の冷房に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１７４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したような空気調和機では、蓄熱ユニットを備えているため、全体の設置スペースが大きくなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄熱ユニットを備えた空気調和機の設置スペースを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、圧縮機（24）及び室外熱交換器（25）が収容された室外ユニット（20）と、室内熱交換器（62）が収容された室内ユニット（60）と、蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（72）及び蓄熱用熱交換器（73）が収容された蓄熱ユニット（70）とを備え、前記圧縮機（24）と前記室外熱交換器（25）と前記室内熱交換器（62）と前記蓄熱用熱交換器（73）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、前記蓄熱用熱交換器（73）は、前記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と前記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成され、前記蓄熱用熱交換器（73）により冷媒が蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、前記蓄熱用熱交換器（73）により前記蓄熱運転時に蓄熱媒体に蓄えられた冷熱で冷媒を冷却する利用運転とに切換可能に構成された空気調和機を対象とし、前記蓄熱ユニット（70）が、前記室外ユニット（20）の上面に載置されているものである。
【００１０】
第１の発明では、蓄熱ユニット（70）が室外ユニット（20）の上面に設置されている。
【００１１】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記蓄熱用熱交換器（73）は、前記蓄熱タンク（72）に収容されている。そして、前記冷媒回路（15）は、前記蓄熱運転時には冷媒が前記室外熱交換器（25）及び前記蓄熱用熱交換器（73）を順に流れて前記圧縮機（24）に戻るように、前記利用運転時には冷媒が前記室外熱交換器（25）、前記蓄熱用熱交換器（73）及び前記室内熱交換器（62）を順に流れて前記圧縮機（24）に戻るように構成されているものである。
【００１２】
第２の発明では、蓄熱用熱交換器（73）が蓄熱タンク（72）内に収容され、蓄熱用熱交換器（73）を流れる冷媒が蓄熱媒体と熱交換する。蓄熱運転では、蓄熱用熱交換器（73）において冷媒が蓄熱媒体と熱交換して蒸発し、蓄熱媒体に冷熱が蓄えられる。利用運転では、蓄熱用熱交換器（73）において冷媒が蓄熱媒体と熱交換して冷却（過冷却）される。
【００１３】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記蓄熱媒体が、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物である。
【００１４】
第３の発明では、蓄熱媒体が臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物で構成される。
【００１５】
第４の発明は、前記第１乃至第３の何れか１つに記載の空気調和機（10）を複数備えると共に、該複数の空気調和機（10）の運転を制御する制御装置（110）を備えた空気調和システムを対象としている。そして、前記制御装置（110）は、一日の各時間帯の前記空気調和機（10）の消費電力を、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれについて個別に予測する予測部（113）と、前記予測部（113）が予測した前記各空気調和機（10）の消費電力に基づいて、全ての前記空気調和機（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、前記各空気調和機（10）が前記利用運転を行う時間帯である利用時間帯を、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれについて個別に設定する設定部（114）と、前記各空気調和機（10）が該空気調和機（10）について設定された前記利用時間帯に前記利用運転を行うように、前記複数の空気調和機（10）のそれぞれに対して個別に指令信号を出力する指令部（115）とを備える一方、前記各空気調和機（10）は、前記指令信号を受信し、前記利用時間帯において前記利用運転を実行するように構成されている。
【００１６】
第４の発明では、制御装置（110）が、それぞれ蓄熱ユニット（70）を備えた複数の空気調和機（10）の運転を制御する。制御装置（110）によって制御される複数の空気調和機（10）について、それぞれの設置場所や、それぞれが空気調和を行う部屋の用途は、必ずしも一致しない。このため、一日の各時間帯において、各空気調和機（10）の消費電力は必ずしも一致しない。そこで、制御装置（110）の予測部（113）は、複数の空気調和機（10）のそれぞれについて、一日の各時間帯毎の消費電力を予測する。設定部（114）は、各空気調和機（10）の消費電力の予測値を考慮して、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、空気調和機（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。指令部（115）は、全ての空気調和機（10）がそれぞれについて設定された利用時間帯に利用運転を行うように、各空気調和機（10）に対して指令信号を出力する。例えば夏季において、指令信号を受信した各空気調和機（10）は、それぞれについて設定部（114）が設定した利用時間帯に利用運転を行い、それ以外の時間帯には通常の冷房運転を行うか停止する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る空気調和機によれば、蓄熱ユニット（70）を室外ユニット（20）の上面に載置するようにしたため、蓄熱ユニット（70）の設置スペースをなくすことができる。その結果、空気調和機全体の設置スペースを低減することが可能となる。
【００１８】
また、第３の発明に係る空気調和機よれば、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物を蓄熱媒体として用いるようにしたので、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、相変化時の温度を高くすることができる。これにより、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、冷媒回路（15）の蒸発温度を高くすることにより、空気調和機の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る空気調和システムによれば、設定部（114）は、空気調和機（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。このため、各空気調和機（10）が利用運転を行う時間帯を分散させることができ、各空気調和機（10）の利用時間帯を適切に設定すれば、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計を所定の上限電力以下に保つことが可能となる。従って、本発明によれば、蓄熱ユニット（70）を室外ユニット（20）の上面に載置できる程度に小型にして、各空気調和機（10）の蓄熱ユニット（70）が冷房負荷の高い時間帯の一部でしか利用運転を行えないものであっても、各空気調和機（10）の利用時間帯を適切に設定することによって、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計の最大値を上限電力以下に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係る空気調和機の構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態に係る室外ユニット及び蓄熱ユニットを示す外形図である。
【図３】図３は、実施形態に係る空気調和機の冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。
【図４】図４は、実施形態に係る空気調和機の蓄熱運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。
【図５】図５は、実施形態に係る空気調和機の蓄熱利用冷房運転時の冷媒流れを示す配管系統図である。
【図６】図６は、実施形態に係る空気調和システムを示す概略構成図である。
【図７】図７は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、一時間毎の各空気調和機の消費電力を示す棒グラフであって、(Ａ)は南側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｂ)は東側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｃ)は西側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｄ)は北側に設置された空気調和機の消費電力を示す。
【図９】図９は、一時間毎の各空気調和機の消費電力を示す一覧表である。
【図１０】図１０は、空気調和機が蓄熱利用冷房運転を行う場合の一時間毎の各空気調和機の消費電力を示す棒グラフであって、(Ａ)は南側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｂ)は東側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｃ)は西側に設置された空気調和機の消費電力を示し、(Ｄ)は北側に設置された空気調和機の消費電力を示す。
【図１１】図１１は、空気調和システムの全ての空気調和機の消費電力の一時間毎の合計を示す棒グラフであって、(Ａ)は空気調和機が利用冷房運転を行わない場合を示し、(Ｂ)は全ての空気調和機が同じ時間帯に蓄熱利用冷房運転を行う場合を示し、(Ｃ)は各空気調和機が制御装置の定めた利用時間帯に蓄熱利用冷房運転を行う場合を示す。
【図１２】図１２は、空気調和システムの全ての空気調和機の消費電力の一時間毎の合計を示す一覧表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２２】
本発明の実施形態は、夜間電力を利用して蓄熱運転を行い、その蓄熱運転により冷媒の冷熱を蓄熱媒体に蓄え、その蓄えた冷熱を昼間の冷房運転に利用することにより、昼間の冷房運転の消費電力の一部を削減することができるように構成された空気調和機（10）である。この空気調和機（10）は、例えばビル用の空調に用いられる、いわゆるビル用マルチ式に構成される。
【００２３】
この空気調和機（10）は、室外ユニット（20）と複数の室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）とコントローラ（100）とを備えている。室外ユニット（20）と蓄熱ユニット（70）とが隣接して、例えばビル等の屋上に設置されている。
【００２４】
図１に示すように、室外ユニット（20）には、室外回路（21）と室外ファン（26）とが収容されている。室内ユニット（60）には、室内回路（61）と室内ファン（64）とが収容されている。蓄熱ユニット（70）には、蓄熱回路（71）が収容されている。そして、室外ユニット（20）の室外回路（21）と蓄熱ユニット（70）の蓄熱回路（71）と室内ユニット（60）の室内回路（61）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成される。
【００２５】
具体的には、室外回路（21）の液端（31）と蓄熱ユニット（70）の蓄熱回路（71）の第１液端（32）とが接続され、室外回路（21）のガス端（33）と蓄熱回路（71）の第１ガス端（34）とが接続されている。蓄熱ユニット（70）の蓄熱回路（71）の第２液端（35）が液管（11）の一端に接続され、蓄熱ユニット（70）の蓄熱回路（71）の第２ガス端（36）がガス管（12）の一端に接続されている。液管（11）の他端は分岐して各室内回路（61）の液側端部に接続され、ガス管（12）の他端は分岐して各室内回路（61）のガス側端部に接続されている。
【００２６】
〈室外ユニット〉
室外ユニット（20）は、圧縮機（24）と四方切換弁（27）と室外熱交換器（25）と室外膨張弁（28）とを備え、これらが室外回路（21）に接続されている。圧縮機（24）は、図示しないインバータの出力周波数を調節することで、圧縮機（24）のモータの回転数（運転周波数）が可変に構成される。本実施形態の圧縮機（24）では、モータの回転数を変更することによって圧縮機（24）の運転容量が変更される。この圧縮機（24）が、本発明の可変容量型の圧縮機を構成する。
【００２７】
室外熱交換器（25）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室外熱交換器（25）の近傍に室外ファン（26）が設置される。室外熱交換器（25）では、室外ファン（26）が搬送する室外空気と冷媒とが熱交換する。
【００２８】
四方切換弁（27）は、第１から第４までのポートを有している。四方切換弁（27）では、第１ポートが圧縮機（24）の吐出側に繋がり、第２ポートが室外回路（21）のガス端（33）に繋がり、第３ポートが圧縮機（24）の吸入側に繋がり、第４ポートが室外熱交換器（25）のガス側端部に繋がっている。四方切換弁（27）は、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートと第２ポートとが連通し且つ第３ポートと第４ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とに切換可能に構成される。
【００２９】
室外膨張弁（28）は、室外熱交換器（25）の液側端部と室外回路（21）の液端（31）との間に接続されている。この室外膨張弁（28）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。
【００３０】
〈室内ユニット〉
室内ユニット（60）の室内回路（61）には、ガス側端部から液側端部に向かって順に、室内熱交換器（62）と、室内膨張弁（63）とが接続されている。室内熱交換器（62）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室内熱交換器（62）の近傍に室内ファン（64）が設置される。室内熱交換器（62）では、室内ファン（64）が搬送する室内空気と冷媒とが熱交換する。室内膨張弁（63）は、例えば開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。
【００３１】
〈蓄熱ユニット〉
蓄熱ユニット（70）の蓄熱回路（71）は、蓄熱タンク（72）と蓄熱用熱交換器（73）と第１〜第４開閉弁（81〜84）とを備えている。
【００３２】
蓄熱タンク（72）は、略円筒状に形成されている。この蓄熱タンク（72）は、蓄熱ユニット（70）の略直方体状のケーシングに収容されている。この蓄熱タンク（72）には、冷媒の冷熱を蓄えるための蓄熱媒体が貯蔵される。この蓄熱媒体については後述する。また、蓄熱タンク（72）には蓄熱用熱交換器（73）が収容されている。蓄熱タンク（72）では、蓄熱用熱交換器（73）を流れる冷媒が蓄熱媒体と熱交換する。
【００３３】
蓄熱回路（71）では、第１液端（32）と第２液端（35）との間に第１配管（76）が接続され、第１ガス端（34）と第２ガス端（36）との間に第２配管（77）が接続されている。第１配管（76）には第２開閉弁（82）が設けられている。第１配管（76）における第２開閉弁（82）よりも第２液端（35）側と第２配管（77）との間には、第３配管（78）が接続されている。第３配管（78）には、第３開閉弁（83）および第４開閉弁（84）が設けられている。蓄熱用熱交換器（73）の入口管（74）は第１配管（76）における第２開閉弁（82）よりも第１液端（32）側に接続され、出口管（75）は第３配管（78）における第３開閉弁（83）と第４開閉弁（84）との間に接続されている。入口管（74）には第１開閉弁（81）が設けられている。
【００３４】
本実施形態の蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液及びその包接水和物である。臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液は、０℃よりも高い所定の温度（例えば約１０℃）の状態において、臭化テトラｎブチルアンモニウムを中心とした水との包接水和物を含むスラリー状になる。
【００３５】
また、本実施形態では、図２に示すように、室外ユニット（20）及び蓄熱ユニット（70が略矩形体に形成されている。そして、蓄熱ユニット（70）は室外ユニット（20）の上面に載置（設置）されている。具体的に、蓄熱ユニット（70）の高さは室外ユニット（20）の高さよりも低く、蓄熱ユニット（70）及び室外ユニット（20）は平面視の大きさが略同じに形成されている。尚、図２では、各開閉弁（81〜84）の図示を省略している。
【００３６】
−運転動作−
実施形態に係る空気調和機（10）は、蓄熱運転と、蓄熱利用冷房運転と、冷房運転と、暖房運転とを切り換えて行うように構成される。尚、蓄熱利用冷房運転が、本発明の利用運転を構成する。以下、各運転について説明する。
【００３７】
〈冷房運転〉
冷房運転では、蓄熱媒体で冷媒を冷却せずに、室内の冷房が行われる。図３に示すように、冷房運転では、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第２開閉弁（82）が開放され、第１開閉弁（81）と第３開閉弁（83）と第４開閉弁（84）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、冷房運転では、圧縮機（24）、室外ファン（26）及び室内ファン（64）が運転され、室内膨張弁（63）の開度が調節される。
【００３８】
冷房運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、第１配管（76）及び液管（11）を流れて各室内ユニット（60）へ送られる。室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷媒が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）及び第２配管（77）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。
【００３９】
〈暖房運転〉
暖房運転では、図示しないが、冷媒流れが冷房運転時と逆方向となり、室内の暖房が行われる。暖房運転では、四方切換弁（27）が第２状態に設定され、各開閉弁（81〜84）が冷房運転時と同様の状態に設定され、室外膨張弁（28）の開度が調節され、室内膨張弁（63）が全開状態となる。
【００４０】
暖房運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、第２配管（77）及びガス管（12）とを経由して各室内ユニット（60）へ送られる。室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。この結果、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（62）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（63）をそのまま通過し、液管（11）及び第１配管（76）を経由して室外ユニット（20）へ送られる。室外ユニット（20）に流入した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。
【００４１】
〈蓄熱運転〉
蓄熱運転は、上述したように夜間電力を利用して行われる。この蓄熱運転では、冷媒回路（15）の冷媒によって蓄熱媒体が冷却され、この蓄熱媒体にいわゆる冷熱が付与される。図４に示すように、蓄熱運転では、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（81）及び第４開閉弁（84）が開放され、第２開閉弁（82）及び第３開閉弁（83）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が所定開度に調節される。また、蓄熱運転では、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される。この蓄熱運転では、室外熱交換器（25）が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器（73）が蒸発器として機能する。
【００４２】
蓄熱運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、蓄熱用熱交換器（73）に流入する。蓄熱用熱交換器（73）では、冷媒が蓄熱媒体と熱交換して蒸発し、蓄熱媒体に冷熱が蓄えられる。蓄熱用熱交換器（73）で蒸発した冷媒は、第３配管（78）及び第２配管（77）を経由して圧縮機（24）に吸入される。
【００４３】
〈蓄熱利用冷房運転〉
蓄熱利用冷房運転では、蓄熱媒体によって冷媒が冷却されながら、室内の冷房が行われる。図５に示すように、蓄熱利用冷房運転では、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（81）及び第３開閉弁（83）が開放され、第２開閉弁（82）及び第４開閉弁（84）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となり、室内膨張弁（63）が所定開度に調節される。また、蓄熱利用冷房運転では、圧縮機（24）、室外ファン（26）及び室内ファン（64）が運転される。この蓄熱運転では、室外熱交換器（25）が凝縮器として機能し、蓄熱用熱交換器（73）が冷却器として機能し、室内熱交換器（62）が蒸発器として機能する。
【００４４】
蓄熱利用冷房運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、蓄熱用熱交換器（73）に流入する。蓄熱用熱交換器（73）では、冷媒が蓄熱媒体と熱交換して冷却（過冷却）される。蓄熱用熱交換器（73）で過冷却された冷媒は、第３配管（78）及び液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）及び第２配管（77）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。
【００４５】
本実施形態では、蓄熱利用冷房運転が空気調和機（10）の昼間の消費電力のピーク時間帯の２時間に限定して行われる。この２時間の蓄熱利用冷房運転により、ピーク消費電力の約２０％が削減される。尚、この２時間は例示である。ここで、空気調和機（10）の消費電力量は、室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）との消費電力を合計した総合消費電力量である。
【００４６】
〈空気調和システム〉
次に、上述した空気調和機（10）を複数備えると共に、一つの制御装置（110）とを備えた空気調和システム（100）について説明する。
【００４７】
図６に示すように、空気調和システム（100）は、複数の空気調和機（10）と、全ての空気調和機（10）の運転を制御するための一つの制御装置（110）とを備えている。複数の空気調和機（10）は、一つのビルディングに設置されている。制御装置（110）は、インターネット等の通信回線（120）を介して、制御対象となる一群の空気調和機（10）の全てと通信可能に接続されている。なお、本実施形態の空気調和システム（100）は、一つのマンションに設置し家庭用として用いてもよい。
【００４８】
各空気調和機（10）は、蓄熱ユニット（70）を一つずつ備えている。各空気調和機（10）は、上述したように、蓄熱ユニット（70）の蓄熱媒体を冷却する蓄熱運転と、蓄熱ユニット（70）が蓄える冷熱を利用して室内を冷房する蓄熱利用冷房運転と、蓄熱ユニット（70）が蓄える冷熱を利用せずに室内を冷房する冷房運転と、室内を暖房する暖房運転とを選択的に実行する。空気調和機（10）の構成と運転動作については、実施形態と同じであるため説明は省略する。
【００４９】
図７に示すように、制御装置（110）は、受信部（111）と、記憶部（112）と、予測部（113）と、設定部（114）と、指令部（115）とを備えている。受信部（111）、記憶部（112）、予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）は、それぞれ下記の動作を行うように構成されている。
【００５０】
受信部（111）は、通信回線（120）を介して気象予測データを受信する。受信部（111）が受信する気象予測データには、一日の各時間帯の気温および日射量の予測値が少なくとも含まれている。
【００５１】
記憶部（112）は、過去の各空気調和機（10）の運転状態を示す運転実績データを、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に記憶する。例えば、記憶部（112）は、前年の各日について、その日の各時間帯における各空気調和機（10）の消費電力と、その日の各時間帯における気温及び日射量とを、運転実績データとして記憶する。
【００５２】
予測部（113）は、一日の各時間帯毎の空気調和機（10）の消費電力を、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に予測する。設定部（114）は、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行う時間帯である利用時間帯を、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に設定する。指令部（115）は、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれに対し、通信回線（120）を介して指令信号を個別に出力する。なお、予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）が行う動作については、後ほど詳しく説明する。
【００５３】
−制御装置の動作−
制御装置（110）の予測部（113）、設定部（114）、及び指令部（115）が行う動作について説明する。
【００５４】
尚、この説明では、ビルディングの部屋の用途がオフィスであり、ビルディングの東側と西側と南側と北側のそれぞれに空気調和機（10）が５台ずつ設置されていると仮定する。つまり、空気調和システム（100）に２０台の空気調和機（10）が設けられていると仮定する。また、各空気調和機（10）の蓄熱ユニット（70）は、空気調和機（10）の消費電力を一時間当たり２ｋＷの割合で二時間に亘って削減できるだけの冷熱を蓄えられるように、そのタンク（72）の容量が設定されていると仮定する。また、設定部（114）の上限電力が１８０ｋＷに設定されていると仮定する。なお、以下に示す空気調和機（10）の消費電力は、いずれも単なる一例である。
【００５５】
〈予測部の動作〉
予測部（113）は、一日の一時間毎の空気調和機（10）の消費電力を、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に予測する。その際、予測部（113）は、受信部（111）が受信した気象予測データと、記憶部（112）が記憶する運転実績データとに基づいて、各空気調和機（10）の消費電力を予測する。
【００５６】
受信部（111）が受信する気象予測データには、一日における所定時間毎（例えば、一時間毎）の気温および日射量の予測値が含まれる。通常、部屋の冷房負荷は、気温が高いほど高くなり、日射量が多いほど高くなる。また、日射量が多い晴天時には、ビルディングの南側に位置する部屋と北側に位置する部屋の冷房負荷の差が大きくなる。一方、日射量の少ない曇天時には、どの方角に位置する部屋の冷房負荷も概ね等しくなる。また、部屋の冷房負荷が高いほど、その部屋を冷房する空気調和機（10）の消費電力が多くなる。そこで、予測部（113）は、各空気調和機（10）の一時間毎の消費電力を予測する際に、所定時間毎の気温および日射量の予測値を含む気象予測データを考慮する。
【００５７】
記憶部（112）が記憶する運転実績データには、例えば、前年の各日の各時間帯における各空気調和機（10）の消費電力と、その日の各時間帯における気温及び日射量とが含まれる。例えば、ある日の部屋の冷房負荷を予測する際には、前年の同時期に空気調和機（10）が発揮していた冷房能力が参考になる。また、ビルディングの部屋の用途がオフィスであるため、平日には空気調和機（10）の運転時間が長く、休日は空気調和機（10）の運転時間が短くなる。従って、過去の各曜日毎の空気調和機（10）の運転状態も、ある日の部屋の冷房負荷を予測する際に参考となる。また、部屋の冷房負荷が高いほど、その部屋を冷房する空気調和機（10）の消費電力が多くなる。そこで、予測部（113）は、各空気調和機（10）の一時間毎の消費電力を予測する際に、記憶部（112）が記憶する運転実績データを考慮する。
【００５８】
予測部（113）において得られた一時間毎の空気調和機（10）の消費電力の予測値の一例を、図８及び図９に示す。図８(Ａ)に示すように、南側に設置された空気調和機（10）については、１１時から１２時までの時間帯と１３時から１５時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和機（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図８(Ｂ)に示すように、東側に設置された空気調和機（10）については、１０時から１２時までの時間帯と１３時から１４時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和機（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図８(Ｃ)に示すように、西側に設置された空気調和機（10）については、１３時から１６時までの時間帯に部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和機（10）の消費電力が最大値（１０ｋＷ）となる。図８(Ｄ)に示すように、北側に設置された空気調和機（10）については、１１時から１２時までの時間帯と１３時から１５時までの時間帯とに部屋の冷房負荷が最大になるため、この時間帯に空気調和機（10）の消費電力が最大値（９ｋＷ）となる。なお、この例では、ビルディングの部屋の用途がオフィスであるため、オフィスが昼休みとなる１２時から１３時の時間帯には、各空気調和機（10）の消費電力が低くなる。
【００５９】
このように、予測部（113）は、一時間毎の空気調和機（10）の消費電力の予測値を、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に算出する。そして、予測部（113）は、算出した予測値を設定部（114）へ出力する。
【００６０】
〈設定部の動作〉
設定部（114）は、予測部（113）が予測した各空気調和機（10）の消費電力に基づいて、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行う時間帯である利用時間帯を、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて個別に設定する。その際、設定部（114）は、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、各空気調和機（10）の利用時間帯を設定する。
【００６１】
ここでは、設定部（114）が各空気調和機（10）の利用時間帯を設定する動作について、予測部（113）が各空気調和機（10）について図８及び図９に示すような消費電力の予測値を算出した場合を例に説明する。
【００６２】
上述したように、ビルディングには、その東側と西側と南側と北側のそれぞれに空気調和機（10）が５台ずつ設置されている。このため、仮に各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行わずに冷房運転だけを行ったとすると、空気調和システム（100）を構成する２０台の空気調和機（10）の消費電力の合計は、図１１(Ａ)及び図１２に示すようになる。つまり、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計は、１３時から１４時までの時間帯において最大値（１９５ｋＷ）となる。
【００６３】
また、図８に示すように、各空気調和機（10）の消費電力は、３時間に亘って最大値となる。ところが、各空気調和機（10）の蓄熱ユニット（70）が蓄えられる冷熱の量は、空気調和機（10）の消費電力を一時間当たり２ｋＷの割合で二時間に亘って削減できるだけの量しかない。このため、仮に全ての空気調和機（10）が１１時から１２時までの時間帯と１２時から１３時までの時間帯とにおいて蓄熱利用冷房運転を行ったとすると、空気調和システム（100）を構成する２０台の空気調和機（10）の消費電力の合計は、図１１(Ｂ)及び図１２に示すようになる。
【００６４】
つまり、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計は、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行う１１時から１２時までの時間帯と１２時から１３時までの時間帯とにおいて減少するが、１４時から１５時の時間帯は減少しない。そして、１４時から１５時の時間帯において、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計は、最大値（１９２.５ｋＷ）となる。つまり、この場合には、空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行ったにも拘わらず、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計は、空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行わなかった場合と殆ど同じになる。
【００６５】
そこで、設定部（114）は、一時間毎の各空気調和機（10）の消費電力の予測値に基づいて、空気調和システム（100）を構成する空気調和機（10）のそれぞれについて、利用時間帯を個別に設定する。例えば、設定部（114）は、図１０に示すように、各空気調和機（10）の利用時間帯を設定する。
【００６６】
図１０(Ａ)に示すように、南側に設置された５台の空気調和機（10）について、制御部は、１３時から１５時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、南側に設置された各空気調和機（10）の消費電力の予測値は、１３時から１５時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。
【００６７】
図１０(Ｂ)に示すように、東側に設置された５台の空気調和機（10）について、制御部は、１０時から１２時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、東側に設置された各空気調和機（10）の消費電力の予測値は、１０時から１２時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。
【００６８】
図１０(Ｃ)に示すように、西側に設置された５台の空気調和機（10）について、制御部は、１４時から１６時までの時間帯を利用時間帯に設定する。この場合、西側に設置された各空気調和機（10）の消費電力の予測値は、１４時から１６時までの時間帯において、１０ｋＷから８ｋＷに減少する。
【００６９】
図１０(Ｄ)に示すように、北側に設置された５台の空気調和機（10）について、制御部は、１１時から１２時までの時間帯と、１３時から１４時までの時間帯とを利用時間帯に設定する。この場合、西側に設置された各空気調和機（10）の消費電力の予測値は、１１時から１２時までの時間帯と、１３時から１４時までの時間帯とにおいて、９ｋＷから７ｋＷに減少する。
【００７０】
各空気調和機（10）が図１０に示す利用時間帯に蓄熱利用冷房運転を行ったとすると、空気調和システム（100）を構成する２０台の空気調和機（10）の消費電力の合計は、図１１(Ｃ)及び図１２に示すようになる。つまり、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計は、１１時から１６時の時間帯において殆ど一定となり、１２時から１３時までの時間帯において最大値（１７７.５ｋＷ）となる。従って、各空気調和機（10）が図１０に示す利用時間帯に蓄熱利用冷房運転を行えば、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計の最大値は、上限電力（本実施形態では１８０ｋＷ）以下となる。そこで、設定部（114）は、図１０に示すように設定した各空気調和機（10）の利用時間帯を、指令部（115）へ出力する。
【００７１】
指令部（115）は、設定部（114）によって設定された利用時間帯を含む指令信号を、各空気調和機（10）に対して出力する。つまり、指令部（115）は、各空気調和機（10）に対して、その空気調和機（10）について設定部（114）が設定した利用時間帯を含む指令信号を出力する。
【００７２】
南側に設置された各空気調和機（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１３時から１５時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。東側に設置された各空気調和機（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１０時から１２時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。西側に設置された各空気調和機（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１４時から１６時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。北側に設置された各空気調和機（10）に対して指令部（115）が出力する指令信号には、１１時から１２時までの時間帯および１３時から１４時までの時間帯を利用時間帯とする旨の情報が含まれる。
【００７３】
指令部（115）から出力された指令信号は、各空気調和機（10）の制御器（80）へ入力される。そして、各制御器（80）は、その制御器（80）の設けられた空気調和機（10）が指令信号に含まれる利用時間帯に蓄熱利用冷房運転を行うように、空気調和機（10）の運転を制御する。８時から２２時の時間帯において、南側に設置された各空気調和機（10）は、１３時から１５時までの時間帯に蓄熱利用冷房運転を行い、残りの時間帯に冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、東側に設置された各空気調和機（10）は、１０時から１２時までの時間帯に蓄熱利用冷房運転を行い、残りの時間帯に冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、西側に設置された各空気調和機（10）は、１４時から１６時までの時間帯に蓄熱利用冷房運転を行い、残りの時間帯に冷房運転を行う。また、８時から２２時の時間帯において、北側に設置された各空気調和機（10）は、１１時から１２時までの時間帯および１３時から１４時の時間帯に蓄熱利用冷房運転を行い、残りの時間帯に冷房運転を行う。
【００７４】
そして、各空気調和機（10）がそれぞれについて設定された利用時間帯に蓄熱利用冷房運転を行うことによって、空気調和システム（100）を構成する２０台の空気調和機（10）の実際の消費電力の合計が、上限電力である１８０ｋＷ以下に抑えられる。
【００７５】
−実施形態の効果−
本実施形態の空気調和機（10）によれば、蓄熱ユニット（70）を室外ユニット（20）の上面に載置するようにしたため、蓄熱ユニット（70）の設置スペースをなくすことができる。その結果、空気調和機（10）全体の設置スペースを低減することが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態の空気調和機（10）によれば、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物を蓄熱媒体として用いるようにしたので、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、相変化時の温度を高くすることができる。これにより、蓄熱媒体が氷の場合に比べて、冷媒回路（15）の蒸発温度を高くすることにより、空気調和機の蓄熱運転時の消費電力量を小さくすることができる。
【００７７】
本実施形態の空気調和システム（100）によれば、設定部（114）は、各空気調和機（10）の消費電力の予測値を考慮して、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計が所定の上限電力以下に保たれるように、空気調和機（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。
【００７８】
ここで、各空気調和機（10）の蓄熱ユニット（70）は、各空気調和機（10）の消費電力が最大となる時間帯の一部だけで蓄熱利用冷房運転を行える程度の冷熱しか蓄えられない。この場合、各空気調和機（10）が同時に蓄熱利用冷房運転を行うと、各空気調和機（10）の消費電力が最大となっているにも拘わらず全ての空気調和機（10）が通常の冷房運転を行う時間帯ができてしまう。このため、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行ったにも拘わらず、各空気調和機（10）の合計の消費電力の最大値は、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行わない場合よりも僅かしか低くならない（図１１(Ａ)及び(Ｂ)を参照）。
【００７９】
これに対し、本実施形態の制御装置（110）の設定部（114）は、空気調和機（10）毎に利用時間帯を個別に設定する。このため、各空気調和機（10）が蓄熱利用冷房運転を行う時間帯を分散させることができ、各空気調和機（10）の利用時間帯を適切に設定すれば、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計を所定の上限電力以下に保つことが可能となる（図１１(Ｃ)を参照）。従って、本実施形態の空気調和システム（100）によれば、各空気調和機（10）の蓄熱ユニット（70）が冷房負荷の高い時間帯の一部でしか蓄熱利用冷房運転を行えないものである場合であっても、各空気調和機（10）の利用時間帯を適切に設定することによって、全ての空気調和機（10）の消費電力の合計の最大値を低下させることが可能となる。
【００８０】
そして、係る制御を行うことにより、冷房負荷の高い時間帯の一部でしか蓄熱利用冷房運転を行わなくてもよくなり、これによって、各空気調和機（10）において蓄熱タンク（72）や蓄熱用熱交換器（73）、蓄熱タンク（72）のサイズを小型化にすることが可能となる。その結果、確実に蓄熱ユニット（70）を室外ユニット（20）の上面に載置（設置）することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本発明は、蓄熱ユニットを備えた空気調和機及び空気調和システムについて有用である。
【符号の説明】
【００８２】
10      空気調和機
15      冷媒回路
20      室外ユニット
24      圧縮機
25      室外熱交換器
60      室内ユニット
62      室内熱交換器
70      蓄熱ユニット
72      蓄熱タンク
73      蓄熱用熱交換器
100     空気調和システム
110     制御装置
113     予測部
114     設定部
115     指令部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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