(57)【要約】【課題】蓄熱ユニットを備えた空気調和機において、蓄熱ユニットの設置自由度を向上させることにある。【解決手段】空気調和機（10）は、室外ユニット（20）と室内ユニット（60）と蓄熱ユニット（70）とを備えている。室外ユニット（20）には、冷媒回路（15）に接続された圧縮機（24）と室外熱交換器（25）とが収容されている。室内ユニット（60）には、冷媒回路（15）に接続された室内熱交換器（62）が収容されている。蓄熱ユニット（70）には、蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（72）と、その蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体と冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換させる蓄熱熱交換器（30）とが収容されている。そして、蓄熱ユニット（70）の設置面積が、室外ユニット（20）の設置面積よりも小さくなっている。【選択図】図４
2014129968.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）及び蓄熱熱交換器（30）が収容された蓄熱ユニット（70）とを備え、
上記圧縮機（24）と上記室外熱交換器（25）と上記室内熱交換器（62）と上記蓄熱熱交換器（30）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、上記蓄熱熱交換器（30）は、上記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と上記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成された空気調和機であって、
上記蓄熱ユニット（70）は、上記室外ユニット（20）よりも設置面積が小さい
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、
上記蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体は、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱ユニットを備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蓄熱ユニットを備えた空気調和機が知られている。例えば、特許文献１に開示の空気調和機は、室外ユニットと室内ユニットと蓄熱ユニットとを備えている。室外ユニットには、圧縮機と室外熱交換器とが収容され、室内ユニットには、室内熱交換器とが収容されている。そして、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器とが順に接続されることで、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路が構成されている。また、蓄熱ユニットには、蓄熱媒体として水が貯留された蓄熱タンクと、蓄熱タンク内の水と冷媒回路の冷媒とを熱交換させる蓄熱熱交換器とが収容されている。
【０００３】
この空気調和機では、夜間に蓄熱タンク内の水を凍結させて蓄熱ユニットに冷熱を蓄える蓄熱運転と、昼間に蓄熱ユニットの冷熱を利用して室内を冷房する利用冷房運転と、蓄熱ユニットの冷熱は利用せずに冷凍サイクルによって得られた冷熱だけで室内を冷房する通常冷房運転とが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の蓄熱ユニットを備えた空気調和機では、より多くの夜間電力を有効活用することを目的に蓄熱タンクの容積（蓄熱容量）を大きくしている。そのため、蓄熱タンクを収容する蓄熱ユニットが大きくなってしまい、室外ユニットが複数台並べられた場所の室外ユニット一台分のスペースに蓄熱ユニットを設置したり、室外ユニットの上に蓄熱ユニットを設置したりすることが困難であった。
【０００６】
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蓄熱式の空気調和機において、室外ユニット一台分のスペースや室外ユニットの上に蓄熱ユニットを設置可能にして、蓄熱ユニットの設置自由度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）及び蓄熱熱交換器（30）が収容された蓄熱ユニット（70）とを備え、上記圧縮機（24）と上記室外熱交換器（25）と上記室内熱交換器（62）と上記蓄熱熱交換器（30）とが接続されて冷凍サイクルの冷媒回路（15）が構成され、上記蓄熱熱交換器（30）は、上記蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体と上記冷媒回路（15）の冷媒とを熱交換するように構成された空気調和機を対象としている。そして、上記蓄熱ユニット（70）は、上記室外ユニット（20）よりも設置面積が小さいことを特徴としている。
【０００８】
上記第１の発明では、蓄熱ユニット（70）の設置面積が、室外ユニット（20）の設置面積よりも小さい。そのため、室外ユニットが複数台並べられた場所の室外ユニット一台分のスペースや、室外ユニット（20）の上に蓄熱ユニット（70）を設置することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体は、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している。
【００１０】
上記第２の発明では、冷媒と熱交換する蓄熱媒体として、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が用いられる。この蓄熱媒体は、蓄熱運転時に、冷媒によって０℃よりも高い所定温度まで冷却されると、凝固して潜熱が利用できる状態となる。そのため、冷媒によって０℃以下に冷却する必要のある水（氷）を蓄熱冷媒とした場合に比べて、蓄熱運転時における圧縮機（24）の負荷が低減される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄熱ユニット（70）を備えた空気調和機（10）において、蓄熱ユニット（70）の設置面積を、室外ユニット（20）の設置面積よりも小さくするようにした。これにより、室外ユニット一台分のスペースや室外ユニット（20）の上に蓄熱ユニット（70）を設置することができ、蓄熱ユニット（70）の設置自由度を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明によれば、冷媒と熱交換する蓄熱媒体として、凝固温度が０℃よりも高い臭化テトラｎブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液及びその包接水和物を用いるようにした。これにより、凝固温度が０℃の水（氷）を蓄熱冷媒とした場合よりも、蓄熱運転時における圧縮機（24）の負荷を低減することができ、蓄熱運転時の消費電力を低減して省エネ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態の空気調和システムを示す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態の空気調和機の概略構成を示す配管系統図である。
【図４】図４は、実施形態の蓄熱ユニットの概略構成図である。
【図５】図５は、実施形態の熱交換器内容積比（蓄熱熱交換器の内容積／室外熱交換器の内容積）を示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態の空気調和機の概略構成を示す配管系統図であって、蓄熱運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。
【図７】図７は、実施形態の空気調和機の概略構成を示す配管系統図であって、利用冷房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。
【図８】図８は、実施形態の空気調和機の概略構成を示す配管系統図であって、通常冷房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。
【図９】図９は、実施形態の空気調和機の概略構成を示す配管系統図であって、暖房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。
【図１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２は、空気調和機が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１３】図１３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利用冷房運転を行う場合を示す。
【図１４】図１４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】
【００１４】
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、以下で説明する実施形態および変形例は、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。
【００１５】
本実施形態は、複数の空気調和機（10）と一つの制御装置（110）とを備えた空気調和システム（100）である。
【００１６】
−空気調和システムの構成−
図１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。
【００１７】
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、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通常冷房運転と、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、後ほど詳しく説明する。
【００１８】
図２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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
−空気調和機の構成−
図３に示すように、空気調和機（10）は、室外ユニット（20）と、２台の室内ユニット（60）と、蓄熱ユニット（70）を備えている。なお、室内ユニット（60）の台数は、単なる一例である。室外ユニット（20）と蓄熱ユニット（70）とは、ビルディングの屋上に隣接して設置されている。室内ユニット（60）は、ビルディングの屋内の例えば天井に設置されている。
【００２３】
室外側の室外ユニット（20）と蓄熱ユニット（70）とには、室外回路（21）が跨って設けられている。また、各室内ユニット（60）には、室内回路（61）が設けられている。そして、室外回路（21）と室内回路（61）とが２本の連絡配管（液管（11）とガス管（12））で接続されることにより、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが可能な冷媒回路（15）が構成されている。
【００２４】
〈室外ユニット〉
室外回路（21）には、ガス管（12）側から液管（11）側に向かって順に、圧縮機（24）、四方切換弁（27）、室外熱交換器（25）、室外膨張弁（28）、蓄熱熱交換器（30）、及び第１開閉弁（44）が接続されている。それらの内、室外ユニット（20）には、蓄熱熱交換器（30）と第１開閉弁（44）とを除く、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）とが収容されている。
【００２５】
圧縮機（24）は、インバータの出力周波数を調節することで、モータの回転数（運転周波数）を可変に構成されている。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ている。室外熱交換器（25）の近傍には、室外ファン（26）が設置されている。室外熱交換器（25）は、室外ファン（26）が搬送する室外空気と冷媒回路（15）（室外回路（21））の冷媒とが熱交換するように構成されている。
【００２６】
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ポートがガス管（12）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３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３の破線で示す状態）とに切換可能に構成されている。
【００２７】
室外膨張弁（28）は、開度が調節可能な電子膨張弁によって構成されている。
【００２８】
〈室内ユニット〉
室内回路（61）には、液管（11）側からガス管（12）側に向かって順に、室内膨張弁（63）（本発明の膨張弁）と室内熱交換器（62）とが接続されている。室内膨張弁（63）と室内熱交換器（62）とは、室内ユニット（60）に収容されている。
【００２９】
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ている。室内熱交換器（62）の近傍には、室内ファン（64）が設置されている。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回路（15）（室内回路（61））の冷媒とが熱交換するように構成されている。
【００３０】
〈蓄熱ユニット〉
図４に示すように、蓄熱ユニット（70）は、縦長の略直方体状に形成されたケーシング（70a）を備えている。このケーシング（70a）は、設置面積が０．５ｍ２以下であり、室外ユニット（20）のケーシング（20a）よりも設置面積が小さくなるように形成されている。蓄熱ユニット（70）のケーシング（70a）内には、蓄熱タンク（72）、ポンプ（73）、及び上記蓄熱熱交換器（30）が収容されている。これら蓄熱タンク（72）、ポンプ（73）、及び上記蓄熱熱交換器（30）は、図３に示すように、配管によって順に接続され、蓄熱媒体が循環する蓄熱回路（71）が構成されている。
【００３１】
図４に示すように、蓄熱タンク（72）は、縦長の円筒状に形成された密閉容器であって、蓄熱媒体を貯留するものである。この蓄熱タンク（72）は、従来の蓄熱タンクに比べて蓄熱容量が小さく、空気調和機（10）の消費電力を一時間当たり２ｋＷの割合で二時間削減できる程度の蓄熱容量（３２ＭＪ）を有している。蓄熱タンク（72）には、下部に蓄熱媒体の流入口、上部に蓄熱媒体の流出口がそれぞれ形成されている。
【００３２】
蓄熱熱交換器（30）は、いわゆる二重管式の熱交換器であって、ケーシング（70a）の一側面と蓄熱タンク（72）との間の狭いスペースに配置されている。図３に示すように、この蓄熱熱交換器（30）は、冷媒回路（15）（室外回路（21））に接続され冷媒が流れる第１流路（31）と、蓄熱回路（71）に接続され蓄熱媒体が流れる第２流路（32）とを有している。この蓄熱熱交換器（30）は、従来の蓄熱熱交換器に比べて熱交換能力が低く、蓄熱容量の小さい蓄熱タンク（72）の蓄熱媒体を１０時間かけて蓄熱するのに要する熱交換能力しか有していない。そのため、蓄熱熱交換器（30）の内容積が小さく、図５に示すように、室外熱交換器（25）の内容積に対する蓄熱熱交換器（30）の内容積の比が０．３以下になっている。
【００３３】
ポンプ（73）は、蓄熱回路（71）の蓄熱媒体を循環させるものであって、ケーシング（70a）内において蓄熱熱交換器（30）の下方に配置されている。
【００３４】
また、蓄熱ユニット（70）には、上記室外回路（21）の第１開閉弁（44）と、第２開閉弁（45）とが収容されている。第２開閉弁（45）は、室外回路（21）において、一端が蓄熱熱交換器（30）（第１流路（31））と第１開閉弁（44）との間に接続され、他端が四方切換弁（27）の第２ポートとガス管（12）との間に接続されたバイパス配管（43）に設けられている。これら２つの開閉弁（44,45）は、例えば、開閉自在な電磁開閉弁で構成されている。
【００３５】
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。このため、蓄熱回路（71）では、包接水和物を含む蓄熱媒体を循環させることができる。これにより、蓄熱熱交換器（30）では、包接水和物の潜熱を利用して冷媒を冷却することができる。
【００３６】
〈制御器〉
各空気調和機（10）は、圧縮機（24）、ポンプ（73）、四方切換弁（27）、及び各弁（28,44,45,63）を制御するための制御器（80）を備えている。制御器（80）は、蓄熱運転と、利用冷房運転と、通常通常冷房運転と、暖房運転とが選択的に実行されるように、これらの機器を制御する。また、各空気調和機（10）の制御器（80）は、制御装置（110）の指令部（115）が出力した指令信号を受信する。そして、各空気調和機（10）の制御器（80）は、制御装置（110）の設定部（114）で設定された利用時間帯に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。
【００３７】
−空気調和機の運転動作−
実施形態１に係る空気調和機（10）は、蓄熱運転と、利用冷房運転と、通常冷房運転と、暖房運転とを切り換えて行うように構成される。以下、各運転について説明する。
【００３８】
〈蓄熱運転〉
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、蓄熱ユニット（70）に冷熱が蓄えられる。蓄熱運転では、制御器（80）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が開放され、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、制御器（80）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。
【００３９】
図６に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体が流出管（74）へ流出し、蓄熱熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）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、蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を流れている。このため、第１流路（31）を流れる低圧の冷媒が、第２流路（32）の蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。この結果、第２流路（32）を流れる蓄熱媒体は、冷媒によって冷却され、微粒子状の包接水和物を含むスラリー状に変化する。第２流路（32）で冷却された蓄熱媒体は、流入管（75）より蓄熱タンク（72）内に流入し、貯留される。また、蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）で蒸発した冷媒は、バイパス配管（43）を経由して圧縮機（24）に吸入される。
【００４０】
〈利用冷房運転〉
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。利用冷房運転では、制御器（80）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、利用冷房運転では、制御器（80）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。
【００４１】
図７に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、蓄熱タンク（72）内のスラリー状の蓄熱媒体が流出管（74）へ流出し、蓄熱熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）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）を通過後に蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を流れている。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒が、蓄熱媒体によって冷却される。第２流路（32）で冷媒を冷却した蓄熱媒体は、流入管（75）より蓄熱タンク（72）内に流入する。そして、蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）で冷却された過冷却状態の冷媒は、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。
【００４２】
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。室内ユニット（60）は、室内熱交換器（62）において冷却された空気を室内へ吹き出す。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）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。
【００４３】
〈通常冷房運転〉
通常冷房運転では、蓄熱媒体で冷媒を冷却せずに、室内の冷房が行われる。通常通常冷房運転では、制御器（80）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、通常冷房運転では制御器（80）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。
【００４４】
図８に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）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）と蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）とを順に通過する。蓄熱熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体によって実質的に冷却されず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。
【００４５】
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。室内ユニット（60）は、室内熱交換器（62）において冷却された空気を室内へ吹き出す。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）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。
【００４６】
〈暖房運転〉
暖房運転では、室内の暖房が行われる。暖房運転では、制御器（80）によって、四方切換弁（27）が第２状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）の開度が調節される。また、暖房運転では、制御器（80）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）が全開状態となり、室内ファン（64）が運転される。
【００４７】
図９に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、ガス管（12）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。室内ユニット（60）は、室内熱交換器（62）において加熱された空気を室内へ吹き出す。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）を経由して室外ユニット（20）へ送られる。
【００４８】
室外ユニット（20）に流入した冷媒は、蓄熱熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体と実質的に熱交換せず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、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。
【００４９】
−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。
【００５０】
なお、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、その蓄熱タンク（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。
【００５１】
〈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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１０及び図１１に示す。図１０(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１０(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１０(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１０(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。
【００５５】
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。
【００５６】
〈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。
【００５７】
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１０及び図１１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。
【００５８】
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）が利用冷房運転を行わずに通常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１３(Ａ)及び図１４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。
【００５９】
また、図１０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１３(Ｂ)及び図１４に示すようになる。
【００６０】
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）が利用冷房運転を行わなかった場合と殆ど同じになる。
【００６１】
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１２に示すように、各空気調和機（10）の利用時間帯を設定する。
【００６２】
図１２(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。
【００６３】
図１２(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。
【００６４】
図１２(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。
【００６５】
図１２(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。
【００６６】
各空気調和機（10）が図１２に示す利用時間帯に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１３(Ｃ)及び図１４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１２に示す利用時間帯に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１２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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。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時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。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時までの時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。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時の時間帯に利用冷房運転を行い、残りの時間帯に通常冷房運転を行う。
【００７０】
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。
【００７１】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、蓄熱ユニット（70）を備えた蓄熱式の空気調和機（10）において、蓄熱ユニット（70）の設置面積を、室外ユニット（20）の設置面積よりも小さくするようにした。これにより、室外ユニット一台分のスペースや室外ユニット（20）の上に蓄熱ユニット（70）を設置することができ、蓄熱ユニット（70）の設置自由度を向上させることができる。
【００７２】
また、本実施形態によれば、冷媒と熱交換する蓄熱媒体として、凝固温度が０℃よりも高い臭化テトラｎブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液及びその包接水和物を用いるようにした。これにより、凝固温度が０℃の水（氷）を蓄熱冷媒とした場合よりも、蓄熱運転時における圧縮機（24）の負荷を低減することができ、消費電力を低減して省エネ化を図ることができる。
【００７３】
〈その他の実施形態〉
上記実施形態では、蓄熱タンク（72）と蓄熱熱交換器（30）とを蓄熱回路（71）に接続し、蓄熱タンク（72）と蓄熱熱交換器（30）との間で蓄熱媒体を循環させることで、蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体に冷熱を蓄えている。しかし、蓄熱タンク（72）と蓄熱熱交換器（30）との構成はこれに限らず、例えば、蓄熱タンク（72）の内部に蓄熱熱交換器（30）を設け、蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体と冷媒とを直接熱交換させることで、蓄熱タンク（72）内の蓄熱媒体に冷熱を蓄えても構わない。
【００７４】
また、上記実施形態では、蓄熱媒体として、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が用いられているが、水（氷）を用いても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上説明したように、蓄熱熱交換器を備えた空気調和機について有用である。
【符号の説明】
【００７６】
10     空気調和機
15     冷媒回路
20     室内ユニット
24     圧縮機
25     室外熱交換器
30     蓄熱熱交換器
60     室外ユニット
62     室内熱交換器
70     蓄熱ユニット
72     蓄熱タンク
【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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【図１３】
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【図１４】
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