(57)【要約】【課題】本発明は、冷凍サイクルの流路を切り替えるための弁の数を抑えつつ、運転開始前に蓄冷熱運転することにより運転開始時の能力を上昇させて効率の向上が可能な空気調和機を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、冷凍サイクルにおける四方弁と室外熱交換器と間で分岐して、蓄冷熱用第１四方弁、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁を介して、冷凍サイクルにおける室外熱交換器と減圧装置との間に接続される蓄冷熱用バイパスと、を備える。【選択図】図１
2014020735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、
前記冷凍サイクルにおける前記四方弁と前記室内熱交換器と間で分岐して、蓄冷熱用第１四方弁、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁を介して、前記冷凍サイクルにおける前記室外熱交換器と前記減圧装置との間に接続される蓄冷熱用サイクルと、
を備える空気調和機。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記減圧装置、前記室内熱交換器、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷房運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽に冷熱を蓄冷する蓄冷運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記減圧装置、前記室内熱交換器、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽の冷熱を前記冷媒に供給する蓄冷利用運転モードと、
を備える空気調和機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記室内熱交換器、前記減圧装置、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させる暖房運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽に暖熱を蓄熱する蓄熱運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記室内熱交換器、減圧装置、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記蓄冷熱用第１四方弁、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用第２四方弁、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽の暖熱を前記冷媒に供給する蓄熱利用運転モードと、
を備える空気調和機。
【請求項４】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有し、
前記冷凍サイクルにおける前記室外熱交換器と前記減圧装置との間、及び、前記室内熱交換器と前記四方弁との間、を蓄冷熱用四方弁で接続し、
前記冷凍サイクルにおける前記蓄冷熱用四方弁と前記室外熱交換器との間に、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、及び、蓄冷熱用減圧装置を配置する空気調和機。
【請求項５】
請求項４において、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用四方弁、前記減圧装置、前記室内熱交換器、前記蓄冷熱用四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させる冷房運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽に冷熱を蓄冷する蓄冷運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記室外熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用四方弁、前記減圧装置、前記室内熱交換器、前記蓄冷熱用四方弁、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽の冷熱を前記冷媒に供給する蓄冷利用運転モードと、
を備える空気調和機。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用四方弁、前記室内熱交換器、前記減圧装置、前記蓄冷熱用四方弁、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させる暖房運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用四方弁、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽に暖熱を蓄熱する蓄熱運転モードと、
前記圧縮機、前記四方弁、前記蓄冷熱用四方弁、前記室内熱交換器、前記減圧装置、前記蓄冷熱用四方弁、前記蓄冷熱用熱交換器、前記蓄冷熱用減圧装置、前記室外熱交換器、前記四方弁、前記圧縮機の順に冷媒を循環させて、前記蓄熱槽の暖熱を前記冷媒に供給する蓄熱利用運転モードと、
を備える空気調和機。
【請求項７】
請求項２又は５において、前記蓄冷運転モードの後に前記蓄冷利用運転モードに移行する空気調和機。
【請求項８】
請求項３又は６において、前記蓄熱運転モードの後に前記蓄熱利用運転モードに移行する空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄冷熱利用が可能な冷凍サイクルを備えた空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、室外ユニットと、室内ユニットと、蓄熱ユニットと、が配管で接続される蓄熱式空気調和機において、配管接続口ａとｂが連結されたときｃを封止し、配管接続口ａとｃが連結されたときｂを封止するように流路を切り替える三方弁２０と、蓄熱熱交換器２４と室内膨張装置２７とを連結する配管に配置された二方弁２６と、を有し、配管接続口ａは蓄熱熱交換器２４と接続され、配管接続口ｂは室内熱交換器２８と圧縮機２１とを接続する配管に接続され、配管接続口ｃは二方弁２６と室内膨張装置２７とを接続する配管に接続される空気調和機を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２５２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、三方弁と、二方弁により流路を切り換えているため、弁の数が多く、コストが増大し、また、組立作業時間を要する。
【０００５】
本発明は、冷凍サイクルの流路を切り替えるための弁の数を抑えつつ、運転開始前に蓄冷熱運転することにより運転開始時の能力を上昇させて効率の向上が可能な空気調和機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、冷凍サイクルにおける四方弁と室内熱交換器と間で分岐して、蓄冷熱用第１四方弁、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁を介して、冷凍サイクルにおける室外熱交換器と減圧装置との間に接続される蓄冷熱用サイクルと、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷凍サイクルの流路を切り替えるための弁の数を抑えつつ、運転開始前に蓄冷熱運転することにより運転開始時の能力を上昇させて効率の向上が可能な空気調和機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】冷凍サイクル系統図
【図２】実施例１の通常冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図３】実施例１の蓄冷運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図４】実施例１の蓄冷利用冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル
【図５】実施例１の通常暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図６】実施例１の蓄熱運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図７】実施例１の蓄熱利用暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図８】実施例２の冷凍サイクル系統図
【図９】実施例２の蓄冷運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図１０】実施例２の蓄冷利用冷房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図１１】実施例２の蓄熱運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図１２】実施例２の蓄熱利用暖房運転時の冷媒の流れを示す冷凍サイクル図
【図１３】実施例２の冷凍サイクル系統図
【図１４】蓄熱利用暖房運転時の能力及び消費電力の変化を示す特性図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施例の空気調和機は、空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルと、冷凍サイクルにおける四方弁と室内熱交換器と間で分岐して、蓄冷熱用第１四方弁、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁を介して、冷凍サイクルにおける室外熱交換器と減圧装置との間に接続される蓄冷熱用サイクルと、を備える。このような構成により、冷凍サイクルの流路を切り替えるための弁の数を抑えつつ、運転開始前に蓄冷熱運転することにより運転開始時の能力を上昇させて効率の向上が可能となる。
【００１０】
具体的な冷房運転時の冷媒の流れは以下の通りである。つまり、冷房運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用第２四方弁、減圧装置、室内熱交換器、蓄冷熱用第１四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させる。蓄冷運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用第２四方弁、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用第１四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽に冷熱を蓄冷する。蓄冷利用運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用第２四方弁、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用第１四方弁、蓄冷熱用第２四方弁、減圧装置、室内熱交換器、蓄冷熱用第１四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽の冷熱を冷媒に供給する。特に、蓄冷運転モード後に蓄冷利用運転モードに移行させる。また、具体的な暖房運転時の冷媒の流れは以下の通りである。暖房運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用第１四方弁、室内熱交換器、減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させる。蓄熱運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用第１四方弁、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽に暖熱を蓄熱する。蓄熱利用運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用第１四方弁、室内熱交換器、減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁、蓄冷熱用第１四方弁、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用第２四方弁、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽の暖熱を冷媒に供給する。特に、蓄熱運転モード後に蓄熱利用運転モードに移行させる。
【００１１】
（実施例１）以下、図面を用いて実施例の詳細を説明する。本実施例では、冷凍サイクルの流路を切替えるための弁を３つの四方弁で構成した蓄冷熱式の空気調和機の例を説明する。
【００１２】
図１は本実施例の冷凍サイクル系統図を示す。室内熱交換器５を有する室内ユニットと、圧縮機１、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、室外熱交換器３、減圧装置４、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７、蓄熱槽８、蓄冷熱用熱交換器９、蓄冷熱用減圧装置１０を有する室外ユニットが、配管で接続される蓄冷熱式の空気調和機である。
【００１３】
一般的な空気調和機の冷凍サイクルである室内熱交換器５、圧縮機１、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、室外熱交換器３、減圧装置４のサイクルに対し、室内熱交換器５と四方弁(冷房／暖房切替え用)２の間に、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を配置する。また、室外熱交換器３と減圧装置４の間に、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７を配置する。さらに、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７と四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６の間を繋ぐように、蓄冷熱用減圧装置１０及び蓄熱槽８内に配置された蓄冷熱用熱交換器９をバイパスして配置する。蓄冷熱用減圧装置１０を全開しても減圧効果が生じる場合は、蓄冷熱用減圧装置１０と並列に、蓄冷熱用開閉弁１１を搭載する。蓄冷熱用開閉弁１１により圧力損失が生じないようにする。
【００１４】
本実施例の各運転モードにおける各弁の開閉又は開度調節と冷媒の循環経路について、図２〜図７に基づいて説明する。
【００１５】
通常冷房運転においては、図２の四方弁(冷房／暖房切替え用)２、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７が、図中実線のように切り替わり、減圧装置４を開度調節する。この切替えにより、室外熱交換器３で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、減圧装置４で減圧され、室内熱交換器５で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。
【００１６】
図３に示すように、蓄冷運転は、図２に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７が、図中実線のように切り替わり、蓄冷熱用減圧装置１０を開度調節する。蓄冷熱用減圧装置１０と並列に蓄冷熱用開閉弁１１を搭載する場合は、蓄冷熱用開閉弁１１を閉じる。この切替えにより、室外熱交換器３で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、蓄冷熱用減圧装置１０で減圧され、蓄冷熱用熱交換器９で蒸発して圧縮機１に戻る。このとき、蓄冷熱用熱交換器９における冷媒と蓄熱槽８との熱交換により、蓄熱槽８内の蓄熱媒体を冷却し蓄冷する。
【００１７】
図４に示すように、蓄冷運転で蓄えた冷熱を利用する蓄冷利用冷房運転は、図３に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切替わり、蓄冷熱用減圧装置１０は全開し、蓄冷熱用開閉弁１１も開く。さらに減圧装置４を開度調節する。この切替えにより、室外熱交換器３で凝縮された液冷媒が蓄熱槽８内の蓄冷熱用熱交換器９を通過する際に、蓄熱媒体に蓄えた冷熱により更に冷却される。図中矢印に示すように冷媒が流れ、減圧装置４で減圧され、室内熱交換器５で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。このときに通常冷房運転時よりも高い冷房能力を発揮する。
【００１８】
その効果を表しているのが図１４のグラフである。運転開始前に蓄冷運転を行うことにより、運転開始時の能力が上昇し、設定温度への到達時間も早くなり、省エネに繋がる。
【００１９】
次に、通常暖房運転においては、図５の四方弁(冷房／暖房切替え用)２、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７が図中実線のように切替わり、減圧装置４を開度調節する。この切替えにより、室内熱交換器５で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、減圧装置４で減圧され、室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。
【００２０】
図６に示すように、蓄熱運転は、図５に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７が図中実線のように切り替わり、蓄冷熱用減圧装置１０を開度調節する。蓄冷熱用開閉弁１１は閉じる。この切替えにより、蓄冷熱用熱交換器９で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、蓄冷熱用減圧装置１０で減圧され、室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻る。このとき、蓄冷熱用熱交換器９で冷媒と蓄熱槽８が熱交換することにより、蓄熱槽８内の蓄熱媒体を加熱し蓄熱する。
【００２１】
図７に示すように、蓄熱運転で蓄えた暖熱を利用する蓄熱利用暖房運転は、図６に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切り替わり、蓄冷熱用減圧装置１０は全開し、蓄冷熱用開閉弁１１も開く。さらに減圧装置４を開度調節する。この切替えにより、室内熱交換器５で凝縮された液冷媒が減圧装置４で減圧され、図中矢印に示すように流れ、蓄熱槽８内の蓄冷熱用熱交換器９を通過する際に、蓄熱媒体に蓄えた暖熱により加熱される。さらに室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。このときに通常暖房運転時よりも高い暖房能力を発揮する。効果は冷房運転時同様である。
【００２２】
本実施例の各運転モードを切替える際の四方弁切替えについて説明する。
【００２３】
四方弁はサイクルの圧力差を利用して切替える汎用タイプの安価な四方弁を用いる。通常冷房運転から蓄冷運転へ切替える際は、室内温度も外気温度も一般的には２０℃以上と高めであり、流れていない流路の冷媒の圧力も高くなり、低圧冷媒・高圧冷媒が流れている流路に対して、切替えに必要とされる圧力差は確保可能である。
【００２４】
ただし、外気温度が低い場合に、図２の通常冷房運転から図３の蓄冷運転へ切替える際は、低圧冷媒と、流れていない流路の冷媒の圧力差が確保できないため、外気温度が低い場合は、通常冷房運転で高圧冷媒が流れ、圧力差が大きく生じている四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７を先に切替え、通常冷房運転時は圧力差が小さい四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６は、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７を先に切替えたことにより四方弁内の圧力差を確保した後、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を切替える。
【００２５】
停止状態から蓄冷運転を開始する際も同様に冷房運転から運転を開始して、上記の要領で蓄冷運転へ切替えることにより、確実に切替えが可能となる。
【００２６】
また、図３の蓄冷運転から図４の蓄冷利用冷房運転へ切替える際も、上記記載の通り、室内温度・外気温度とも２０℃以上と高めであれば、特に配慮は必要としない。
【００２７】
ただし、外気温度が低い場合に、蓄冷運転から蓄冷利用冷房運転へ切替える際は、圧力差が小さくなる可能性が高い四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６の切替えについては、蓄冷熱用減圧装置１０をより絞り一時的に減圧することにより、流れていない流路の冷媒との圧力差を確保し、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を切替える。
【００２８】
停止状態から蓄冷利用冷房運転を開始する際も同様に、外気温度が低い場合は、上記の要領で蓄冷利用冷房運転へ切替えることにより、確実に四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を切替えることができる。
【００２９】
蓄冷運転後にのみ蓄冷利用冷房運転を行うため、蓄冷利用冷房運転を行う際は必ず上記の四方弁の切替えとなる。
【００３０】
また、図４の蓄冷利用冷房運転から図２の通常冷房運転へ切替える際は、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７のみ切替えるが、全て高圧冷媒が流れているため、この切替えの際は、全開になっている蓄冷熱用減圧装置１０を絞り減圧する。蓄冷熱用開閉弁１１も閉じておく。この制御をあらかじめ行うことにより、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７内に圧力差が生じ、逆方向に切替えることが可能である。
【００３１】
暖房運転については下記の通りである。つまり、図５の通常暖房運転から図６の蓄熱運転へ切替える際は、低圧冷媒と、流れていない流路の冷媒の圧力差が確保できないため、通常暖房運転で高圧冷媒が流れ、圧力差が大きく生じている四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を先に切替え、通常暖房運転時に圧力差が小さい四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７は、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を先に切替えたことにより四方弁内の圧力差を確保した後、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７を切替える。
【００３２】
停止状態から蓄暖運転を開始する際も同様に暖房運転から運転を開始して、上記の要領で蓄熱運転へ切替えることにより、確実に切替えることができる。
【００３３】
また、図６の蓄熱運転から図７の蓄熱利用暖房運転へ切替える際は、高圧冷媒が流れ、圧力差も確保されている四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６のみ切替えるため、運転時の圧力が残った状態であれば特に問題なく切替えが可能である。
【００３４】
停止状態から蓄熱利用暖房運転を開始する際も同様に、上記の要領で蓄熱利用冷房運転へ切替えることにより、確実に四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を切替えることができる。
【００３５】
蓄熱運転後にのみ蓄熱利用暖房運転を行うため、蓄熱利用暖房運転を行う際は必ず上記の四方弁の切替えとなる。
【００３６】
また、図７の蓄熱利用暖房運転から図５の通常暖房運転へ切替える際は、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７のみ切替えるが、全て低圧冷媒が流れているため、この切替えの際は、全開になっている蓄冷熱用減圧装置１０を絞り減圧する。蓄冷熱用開閉弁１１も閉じておく。さらに、減圧装置４を全開にする。この制御をあらかじめ行うことにより、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７内に圧力差が生じ、逆方向に切替えることができる。
【００３７】
（実施例２）本実施例の空気調和機は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、減圧装置、室内熱交換器を順次冷媒配管で接続した冷凍サイクルを有し、冷凍サイクルにおける室外熱交換器と減圧装置との間、及び、室内熱交換器と四方弁との間、を蓄冷熱用四方弁で接続し、冷凍サイクルにおける蓄冷熱用四方弁と室外熱交換器との間に、蓄熱槽を有する蓄冷熱用熱交換器、及び、蓄冷熱用減圧装置を配置する。このような構成により、冷凍サイクルの流路を切り替えるための弁の数を抑えつつ、運転開始前に蓄冷熱運転することにより運転開始時の能力を上昇させて効率の向上が可能となる。
【００３８】
具体的な冷房運転時の冷媒の流れは以下の通りである。つまり、冷房運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用四方弁、減圧装置、室内熱交換器、蓄冷熱用四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させる。蓄冷運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽に冷熱を蓄冷する。蓄冷利用運転モードでは、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用四方弁、減圧装置、室内熱交換器、蓄冷熱用四方弁、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽の冷熱を冷媒に供給する。特に、蓄冷運転モード後に蓄冷利用運転モードに移行させる。
【００３９】
また、具体的な暖房運転時の冷媒の流れは以下の通りである。つまり、暖房運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用四方弁、室内熱交換器、減圧装置、蓄冷熱用四方弁、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させる。蓄熱運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用四方弁、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽に暖熱を蓄熱する。蓄熱利用運転モードでは、圧縮機、四方弁、蓄冷熱用四方弁、室内熱交換器、減圧装置、蓄冷熱用四方弁、蓄冷熱用熱交換器、蓄冷熱用減圧装置、室外熱交換器、四方弁、圧縮機の順に冷媒を循環させて、蓄熱槽の暖熱を冷媒に供給する。特に、蓄熱運転モード後に蓄熱利用運転モードに移行させる。
【００４０】
以下、図面を用いて実施例の詳細を説明する。本実施例では、冷凍サイクルの流路を切替えるための弁を２つの四方弁で構成した蓄冷熱式の空気調和機の例を説明する。
【００４１】
図８は本実施例の冷凍サイクル系統図を示す。室内熱交換器５を有する室内ユニット、圧縮機１、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、室外熱交換器３、減圧装置４、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６、蓄熱槽８、蓄冷熱用熱交換器９、蓄冷熱用減圧装置１０を有する室外ユニットが、配管で接続される蓄冷熱式の空気調和機である。
【００４２】
一般的な空気調和機の冷凍サイクルである室内熱交換器５、圧縮機１、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、室外熱交換器３、減圧装置４のサイクルに対し、室内熱交換器５と四方弁(冷房／暖房切替え用)２の間に、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６を配置する。さらに、室外熱交換器３と減圧装置４の間に、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６の逆側のパイプ、蓄熱槽８内に有る蓄冷熱用熱交換器９、蓄冷熱用減圧装置１０を配置する。  蓄冷熱用減圧装置１０を全開しても減圧効果が生じる場合は、蓄冷熱用減圧装置１０と並列に、蓄冷熱用開閉弁１１を搭載する。蓄冷熱用開閉弁１１により圧力損失が生じないようにする。
【００４３】
本実施例の各運転モードにおける各弁の開閉又は開度調節と冷媒の循環経路について、図９〜図１２に基づいて説明する。
【００４４】
図９に示すように、蓄冷運転においては、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切替わり、蓄冷熱用減圧装置１０を開度調節する。蓄冷熱用減圧装置１０と並列に蓄冷熱用開閉弁１１を搭載する場合は、蓄冷熱用開閉弁１１を閉じる。この切替えにより、室外熱交換器３で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、蓄冷熱用減圧装置１０で減圧され、蓄冷熱用熱交換器９で蒸発して圧縮機１に戻る。このとき、蓄冷熱用熱交換器９で冷媒と蓄熱槽８が熱交換することにより、蓄熱槽８内の蓄熱媒体を冷却し蓄冷する。
【００４５】
図１０に示すように、蓄冷運転で蓄えた冷熱を利用する蓄冷利用冷房運転は、図９に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切替わり、蓄冷熱用減圧装置１０は全開し、蓄冷熱用開閉弁１１も開く。さらに減圧装置４を開度調節する。この切替えにより、室外熱交換器３で凝縮された液冷媒が、蓄熱槽８内の蓄冷熱用熱交換器９を通過する際に、蓄熱媒体に蓄えた冷熱により更に冷却される。図中矢印に示すように冷媒が流れ、減圧装置４で減圧され、室内熱交換器５で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。このときに通常冷房運転時よりも高い冷房能力を発揮する。
【００４６】
その効果を表しているのが図１４のグラフである。運転開始前に蓄冷運転を行うことにより、運転開始時の能力が上昇し、設定温度への到達時間も早くなり、省エネに繋がる。ただし、実施例１に対して、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７をなくしたことにより、本実施例の空気調和機は、運転開始時の能力上昇と、設定温度への到達時間の短縮に特化する。
【００４７】
通常冷房運転についても図１０の冷媒の流れを示す冷凍サイクルで実施する。
【００４８】
次に、図１１に示すように、蓄熱運転においては、四方弁(冷房／暖房切替え用)２、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切替わり、蓄冷熱用減圧装置１０を開度調節する。蓄冷熱用開閉弁１１は閉じる。この切替えにより、蓄冷熱用熱交換器９で凝縮された液冷媒が図中矢印に示すように流れ、蓄冷熱用減圧装置１０で減圧され、室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻る。このとき、蓄冷熱用熱交換器９で冷媒と蓄熱槽８が熱交換することにより、蓄熱槽８内の蓄熱媒体を加熱し蓄熱する。
【００４９】
図１２に示すように、蓄熱運転で蓄えた暖熱を利用する蓄熱利用暖房運転は、図１１に対して、四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)６が図中実線のように切り替わり、蓄冷熱用減圧装置１０は全開し、蓄冷熱用開閉弁１１も開く。さらに減圧装置４を開度調節する。この切り替えにより、室内熱交換器５で凝縮された液冷媒が、減圧装置４で減圧され、図中矢印に示すように流れ、蓄熱槽８内の蓄冷熱用熱交換器９を通過する際に、蓄熱媒体に蓄えた暖熱により加熱される。さらに室外熱交換器３で蒸発して圧縮機１に戻るように循環する。このときに通常暖房運転時よりも高い暖房能力を発揮する。ただし、冷房運転同様に、実施例１に対して、四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)７をなくしたことにより、本実施例の空気調和機は、運転開始時の能力上昇と、設定温度への到達時間の短縮に特化する。
【００５０】
通常暖房運転についても図１２の冷媒の流れを示す冷凍サイクルで実施する。
【００５１】
図１３は冷凍サイクル系統図を示す。蓄冷熱用減圧装置１０を全開にすることにより減圧効果が生じない場合に、蓄冷熱用減圧装置１０と並列に搭載している蓄冷熱用開閉弁１１を除去する。
【符号の説明】
【００５２】
１…圧縮機、２…四方弁(冷房／暖房切替え用)、３…室外熱交換器、４…減圧装置、５…室内熱交換器、６…四方弁(蓄冷熱／冷暖房切替え用)、７…四方弁(蓄冷熱利用運転／通常冷暖房運転切替え用)、８…蓄熱槽、９…蓄冷熱用熱交換器、１０…蓄冷熱用減圧装置、１１…蓄冷熱用開閉弁
【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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