(57)【要約】【課題】  スタティック製氷式の氷蓄熱式空気調和装置において、蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握できるようにする。【解決手段】  空気調和装置１は、水又は氷を溜める蓄熱槽６１と、冷媒と蓄熱槽６１内の水又は氷とを熱交換させる蓄熱熱交換器６５と、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２を検出する冷媒温度センサ７０、７１とを備えた氷蓄熱式空気調和装置であり、冷媒を蓄熱熱交換器６５において蒸発させることで蓄熱槽６１内に氷を生成して冷熱を蓄える蓄熱運転と、蓄熱熱交換器６５において冷媒を冷却することで蓄熱槽６１内の氷を融解して冷熱を利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えることができる。空気調和装置１は、入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２と、圧縮機２１、３１の流量特性から演算される冷媒流量Ｇとに基づいて、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを演算することが可能である。【選択図】      図７
2006194478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水又は氷を溜める蓄熱槽（６１）と、
冷媒を圧縮する圧縮機（２１、３１）と、少なくとも冷媒の凝縮器として機能する熱源側熱交換器（２３、３３）と、冷媒を減圧する第１及び第２膨張機構（６４、４１、５１）と、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器（４２、５２）と、冷媒と前記蓄熱槽内の水又は氷とを熱交換させる熱交換器として機能する蓄熱熱交換器（６５）とを含み、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器において凝縮させて前記第１膨張機構によって減圧した後に前記蓄熱熱交換器において蒸発させることによって前記蓄熱槽内に氷を生成して冷熱を蓄える蓄熱運転と、前記圧縮機から吐出される冷媒を前記熱源側熱交換器において凝縮させてさらに前記蓄熱熱交換器において冷却して前記第２膨張機構によって減圧した後に前記利用側熱交換器において蒸発させることによって前記蓄熱槽内の氷を融解して冷熱を利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えることが可能な冷媒回路（１０）と、
前記蓄熱熱交換器を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する冷媒温度センサ（７０、７１）とを備え、
前記冷媒温度センサにより検出される入口及び出口温度（Ｔｈ１、Ｔｈ２）と、前記圧縮機の流量特性から演算される冷媒流量（Ｇ）とに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において前記蓄熱槽の保有蓄熱量（Ｑ）を演算することが可能である、
氷蓄熱式空気調和装置（１）。
【請求項２】
外気温度を検出する外気温度センサ（７３）をさらに備えており、
前記外気温度センサにより検出される昼間の外気温度（Ｔａ）に基づいて、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量（Ｑreq）を演算し、前記必要蓄熱量に到達するまで蓄熱運転を行う、
請求項１に記載の氷蓄熱式空気調和装置（１）。
【請求項３】
蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間（ｔst）内で前記必要蓄熱量（Ｑreq）を確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度（Ｔｅopt）を演算して、蒸発温度（Ｔｅ）が前記最適蒸発温度になるように蓄熱運転を行う、請求項２に記載の氷蓄熱式空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷蓄熱式空気調和装置、特に、蓄熱槽内に氷を生成して冷熱を蓄える蓄熱運転と蓄熱槽内の氷を融解して冷熱を利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えることが可能なスタティック製氷式の氷蓄熱式空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、深夜電力を利用して夜間に製氷を行って冷熱を蓄える蓄熱運転と、この氷に蓄えられた冷熱を昼間の冷房に利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えることが可能な冷媒回路を有する氷蓄熱式空気調和装置が使用されている。このような氷蓄熱式空気調和装置として、圧縮機と熱源側熱交換器とを有する熱源ユニットと、利用側熱交換器を有する利用ユニットとが、水又は氷を溜める蓄熱槽と蓄熱槽内の水又は氷と冷媒とを熱交換させる蓄熱熱交換器とを有する、いわゆるスタティック製氷式の蓄熱ユニットを介して接続されているものがある。このようなスタティック製氷式の蓄熱ユニットを備えた氷蓄熱式空気調和装置においては、蓄熱運転や蓄熱利用冷房運転を行う際の氷の生成や融解によって蓄熱槽の水位が変化する現象を利用して、蓄熱槽内にフロートスイッチを設け、このフロートスイッチが検出する水位になるまで蓄熱運転を行うことにより、蓄熱運転完了後の蓄熱槽の蓄熱量を一定させて、蓄熱利用冷房運転時に冷熱として利用可能な蓄熱量が不足しないようにしている。このため、中間期等の昼間の冷房負荷が小さい場合には、蓄熱利用量が小さくなり、蓄熱槽内に多量の氷が残存することになる。しかし、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽に残存する蓄熱量は分からないため、蓄熱利用冷房運転後に、再び、フロートスイッチが検出する水位になるまで蓄熱運転を行って、翌日の蓄熱利用冷房運転時に冷熱として利用可能な蓄熱量が不足しないようにしている。これにより、蓄熱槽内に氷が常時存在する状態で運転が行われることになるため、蓄熱槽の外部に冷熱が放熱される量が多くなり、一日の運転効率を悪くする原因となっている。
【０００３】
これに対して、蓄熱槽内に多数のフロートスイッチを設けて、蓄熱運転や蓄熱利用冷房運転を行う際の氷の生成や融解によって変化する蓄熱槽の水位を検出するようにして、蓄熱槽に残存する蓄熱量を把握することが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−３３０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示されているように、蓄熱槽に多数のフロートスイッチを設けることができれば、蓄熱槽に残存する蓄熱量をフロートスイッチの設置間隔に応じて把握することができるようになると思われるが、多数のフロートスイッチを追加設置することによるコストアップや、十分な検出精度が得られるほど数多くのフロートスイッチを設置するスペースがない等の問題から現実が困難である。
【０００５】
このように、上記従来の氷蓄熱式空気調和装置では、蓄熱槽の保有蓄熱量をフロートスイッチにより検出される水位によって把握するようにしているため、蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握することは困難である。
また、運転効率を向上させるための別の手段として、インバータにより容量制御が可能な圧縮機を有する複数の熱源ユニットを接続し、これらの熱源ユニットを常時運転することも可能であるが、このような構成にした場合でも、蓄熱運転時においては、複数の熱源ユニットのいくつかの運転周波数を低くして運転を行うことになるため、蓄熱運転時の運転効率を向上させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、スタティック製氷式の氷蓄熱式空気調和装置において、蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明にかかる氷蓄熱式空気調和装置は、水又は氷を溜める蓄熱槽と、冷媒回路と、冷媒温度センサとを備えている。冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、少なくとも冷媒の凝縮器として機能する熱源側熱交換器と、冷媒を減圧する第１及び第２膨張機構と、少なくとも冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器と、冷媒と蓄熱槽内の水又は氷とを熱交換させる熱交換器として機能する蓄熱熱交換器とを含み、圧縮機から吐出される冷媒を熱源側熱交換器において凝縮させて第１膨張機構によって減圧した後に蓄熱熱交換器において蒸発させることによって蓄熱槽内に氷を生成して冷熱を蓄える蓄熱運転と、圧縮機から吐出される冷媒を熱源側熱交換器において凝縮させてさらに蓄熱熱交換器において冷却して第２膨張機構によって減圧した後に利用側熱交換器において蒸発させることによって蓄熱槽内の氷を融解して冷熱を利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えることが可能である。冷媒温度センサは、蓄熱熱交換器を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する。そして、この氷蓄熱式空気調和装置は、冷媒温度センサにより検出される入口及び出口温度と、圧縮機の流量特性から演算される冷媒流量とに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽の保有蓄熱量を演算することが可能である。
【０００８】
この氷蓄熱式空気調和装置では、従来の氷蓄熱式空気調和装置のように蓄熱槽内の水位をフロートスイッチで検出することによって保有蓄熱量を把握する場合とは異なり、蓄熱熱交換器を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する冷媒温度センサを設けて、冷媒温度センサにより検出される入口及び出口温度と、圧縮機の流量特性から演算される冷媒流量とに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽の保有蓄熱量を演算するようにしている。そして、保有蓄熱量の演算に使用される蓄熱熱交換器を通過する冷媒の入口及び出口温度や冷媒流量は、経時変化を連続的に検出することが可能であるため、結果的に、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時における蓄熱槽の保有蓄熱量を常時演算することができることになる。
【０００９】
このように、本発明の氷蓄熱式空気調和装置では、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時における蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握することができるようになり、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽の残氷量、すなわち、保有蓄熱量を少なくする運転を行ったり、一日の運転効率を向上させるのに寄与することができる。
第２の発明にかかる氷蓄熱式空気調和装置は、第１の発明にかかる氷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センサをさらに備えている。そして、この氷蓄熱式空気調和装置は、外気温度センサにより検出される昼間の外気温度に基づいて、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量を演算し、必要蓄熱量に到達するまで蓄熱運転を行う。
【００１０】
この氷蓄熱式空気調和装置では、外気温度センサにより検出される昼間の外気温度に基づいて、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量を演算し、必要蓄熱量に到達するまで蓄熱運転を行うようにしているため、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用可能な蓄熱量が不足しないように確保しつつ、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽の残氷量、すなわち、保有蓄熱量を少なくする運転を行うことができる。
【００１１】
第３の発明にかかる氷蓄熱式空気調和装置は、第２の発明にかかる氷蓄熱式空気調和装置において、蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度を演算して、蒸発温度が最適蒸発温度になるように蓄熱運転を行う。
この氷蓄熱式空気調和装置では、蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度を演算して、蒸発温度が最適蒸発温度になるように蓄熱運転を行うようにしている。例えば、蓄熱利用冷房運転後の保有蓄熱量が多かったり、翌日の必要蓄熱量が少ない場合等のように、次に行う蓄熱運転において蓄熱しなければならない蓄熱量が少なくてよい場合には、蓄熱運転における蒸発温度を、蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を確保できる程度の高い温度になるように運転することができる。逆に、蓄熱利用冷房運転後の保有蓄熱量が少なかったり、翌日の必要蓄熱量が多い場合等のように、次に行う蓄熱運転において蓄熱しなければならない蓄熱量が多い場合には、蓄熱運転における蒸発温度を、蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を確保できる程度の低い温度になるように運転することができる。
【００１２】
このように、この氷蓄熱式空気調和装置では、蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を蓄熱するのに最も運転効率のよい条件で蓄熱運転を行うことができるようになるため、一日の運転効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第１の発明では、蓄熱熱交換器を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する冷媒温度センサを設けて、冷媒温度センサにより検出される入口及び出口温度と、圧縮機の流量特性から演算される冷媒流量とに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽の保有蓄熱量を演算するようにしているため、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時における蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握することができる。
【００１４】
第２の発明では、外気温度センサにより検出される昼間の外気温度に基づいて、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量を演算し、必要蓄熱量に到達するまで蓄熱運転を行うようにしているため、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用可能な蓄熱量が不足しないように確保しつつ、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽の残氷量、すなわち、保有蓄熱量を少なくする運転を行うことができる。
【００１５】
第３の発明では、蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度を演算して、蒸発温度が最適蒸発温度になるように蓄熱運転を行うようにしているため、蓄熱運転設定時間内で必要蓄熱量を蓄熱するのに最も運転効率のよい条件で蓄熱運転を行うことができるようになり、一日の運転効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる氷蓄熱式空気調和装置の実施形態について説明する。
（１）空気調和装置の構成
図１は、本発明の氷蓄熱式空気調和装置の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略の冷媒回路図である。空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、屋内の冷暖房に使用される装置である。
【００１７】
空気調和装置１は、主として、熱源ユニット２、３（本実施形態では、２台）と、利用ユニット４、５（本実施形態では、２台）と、熱源ユニット２、３と利用ユニット４、５との間に介在する蓄熱ユニット６と、熱源ユニット２、３、蓄熱ユニット６及び利用ユニット４、５を接続する液冷媒連絡配管７及びガス冷媒連絡配管８とを備えており、蒸気圧縮式の冷媒回路１０を構成している。本実施形態において、液冷媒連絡配管７は、熱源ユニット２、３と蓄熱ユニット６とを接続する液冷媒連絡配管７ａと、利用ユニット４、５と蓄熱ユニット６とを接続する液冷媒連絡配管７ｂとを有している。また、ガス冷媒連絡配管８は、熱源ユニット２、３と蓄熱ユニット６とを接続するガス冷媒連絡配管８ａと、利用ユニット４、５と蓄熱ユニット６とを接続するガス冷媒連絡配管８ｂとを有している。
【００１８】
＜利用ユニット＞
利用ユニット４、５は、屋内の天井に埋め込みや吊り下げ等、又は、屋内の壁面に壁掛け等により設置されている。利用ユニット４、５は、冷媒連絡配管７、８を介して蓄熱ユニット６及び熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
次に、利用ユニット４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット４と利用ユニット５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット４の構成のみ説明し、利用ユニット５の構成については、利用ユニット４の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
【００１９】
利用ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成しており、利用側冷媒回路１０ａ（利用ユニット５では、利用側冷媒回路１０ｂ）を備えている。この利用側冷媒回路１０ａは、主として、第２利用側膨張弁４１（第２膨張機構）と、利用側熱交換器４２とを備えている。
利用側膨張弁４１は、利用側熱交換器４２の液側に接続されており、利用側冷媒回路１０ａ内を流れる冷媒を減圧することが可能な電動膨張弁である。
【００２０】
利用側熱交換器４２は、冷媒と屋内空気との熱交換により、冷媒の蒸発器又は冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。
また、利用ユニット４には、利用側熱交換器４２のガス側の冷媒温度を検出する冷媒温度センサ４３が設けられている。また、利用ユニット４は、利用ユニット４を構成する各部の動作を制御する利用側制御部４４を備えている。そして、利用側制御部４４は、利用ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、リモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット２、３及び蓄熱ユニット６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００２１】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２、３は、屋外等に設置されており、冷媒連絡配管７、８を介して蓄熱ユニット６及び利用ユニット４、５に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
次に、熱源ユニット２、３の構成について説明する。尚、熱源ユニット２と熱源ユニット３とは同様の構成であるため、ここでは、熱源ユニット２の構成のみ説明し、熱源ユニット３の構成については、熱源ユニット２の各部を示す２０番台の符号の代わりに３０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
【００２２】
熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成しており、熱源側冷媒回路１０ｃを備えている。この熱源側冷媒回路１０ｃは、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、液側閉鎖弁２４と、ガス側閉鎖弁２５とを備えている。
圧縮機２１は、本実施形態において、インバータ制御により容量制御が可能な容積式圧縮機である。
【００２３】
四路切換弁２２は、熱源側熱交換器２３を凝縮器として機能させる際（以下、冷房運転切換状態とする）には圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続し、熱源側熱交換器２３を蒸発器として機能させる際（以下、暖房運転切換状態とする）には圧縮機２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続するように、熱源側冷媒回路１０ｃ内における冷媒の流路を切り換えることが可能な弁である。より具体的には、四路切換弁２２は、その第１ポート２２ａが圧縮機２１の吐出側に接続されており、その第２ポート２２ｂが熱源側熱交換器２３のガス側に接続されており、その第３ポート２２ｃが圧縮機２１の吸入側に接続されており、第４ポート２２ｄがガス側閉鎖弁２５に接続されており、第１ポート２２ａと第２ポート２２ｂとを接続するとともに、第３ポート２２ｃと第４ポート２２ｄとを接続（冷房運転切換状態に対応、図１の四路切換弁２２の実線を参照）したり、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとを接続するとともに、第１ポート２２ａと第４ポート２２ｄとを接続（暖房運転切換状態に対応、図１の四路切換弁２２の破線を参照）する切り換えを行うことが可能である。
【００２４】
熱源側熱交換器２３は、冷媒と熱源としての屋外空気や冷却水との熱交換により、冷媒の蒸発器及び冷媒の凝縮器として機能する熱交換器である。
液側閉鎖弁２４及びガス側閉鎖弁２５は、外部の機器・配管（具体的には、冷媒連絡配管７、８）との接続口に設けられた弁である。液側閉鎖弁２４は、熱源側熱交換器２３に接続されている。ガス側閉鎖弁２５は、四路切換弁２２の第４ポート２２ｄに接続されている。
【００２５】
また、熱源ユニット２には、圧縮機２１の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ２６と、圧縮機２１の吐出圧力を検出する吐出圧力センサ２７とが設けられている。また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部２８を備えている。そして、熱源側制御部２８は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット４、５の利用側制御部４４、５４及び蓄熱ユニット６との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００２６】
＜蓄熱ユニット＞
蓄熱ユニット６は、屋外等に設置されており、熱源ユニット２、３及び利用ユニット４、５に冷媒連絡配管７、８を介して接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
蓄熱ユニット６は、主として、蓄熱槽６１と、蓄熱側冷媒回路１０ｅとを備えている。      
【００２７】
蓄熱槽６１は、蓄熱材としての水又は氷を溜める容器である。
蓄熱側冷媒回路１０ｅは、主として、第１管６０ａと、第１電磁弁６２と、第１バイパス管６０ｂと、第１逆止弁６３と、第４管６０ｃと、蓄熱側膨張弁６４（第１膨張機構）と、蓄熱熱交換器６５と、第５管６０ｄと、第２管６０ｅと、第２電磁弁６６と、第２バイパス管６０ｆと、第２逆止弁６７と、第３管６０ｇと、第３電磁弁６８と、第３逆止弁６９と、第６管６０ｈとを備えている。
【００２８】
第１管６０ａは、その両端が液冷媒連絡配管７ａ、７ｂに接続されている。第１電磁弁６２は、第１管６０ａに設けられている。第１バイパス管６０ｂは、第１電磁弁６２をバイパスするように設けられている。第１逆止弁６３は、利用側冷媒回路１０ａ、１０ｂ側から熱源側冷媒回路１０ｃ、１０ｄ側に向かう冷媒の流れのみを許容するように、第１バイパス管６０ｂに設けられている。
【００２９】
第６管６０ｈは、その両端がガス冷媒連絡配管８ａ、８ｂに接続されている。
第４管６０ｃは、第１管６０ａ（具体的には、第１電磁弁６２の液冷媒連絡配管７ｂ側の部分）と蓄熱熱交換器６５とを接続している。蓄熱側膨張弁６４は、第４管６０ｃに設けられており、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒を減圧することが可能な電動膨張弁である。
【００３０】
蓄熱熱交換器６５は、蓄熱槽６１に溜められた水又は氷に浸漬されるように設けられており、蓄熱槽６１に溜められた水又は氷と熱交換を行うことが可能な熱交換器である。
第５管６０ｄは、その一端が蓄熱熱交換器６５に接続され、他端が第２管６０ｅ及び第３管６０ｇに接続されている。
第２管６０ｅは、第５管６０ｄの他端と第６管６０ｈとを接続している。第２電磁弁６６は、第２管６０ｅに設けられている。第２バイパス管６０ｆは、第２電磁弁６６をバイパスするように設けられている。第２逆止弁６７は、ガス冷媒連絡配管８側から蓄熱熱交換器６５側に向かう冷媒の流れのみを許容するように、第２バイパス管６０ｆに設けられている。
【００３１】
第３管６０ｇは、第２管６０ｅと第５管６０ｄとの接続部と、第１管６０ａ（具体的には、第１電磁弁６２の液冷媒連絡配管７ａ側の部分）とを接続している。第３電磁弁６８は、第３管６０ｇに設けられている。第３逆止弁６９は、液冷媒連絡配管７側から蓄熱熱交換器６５側に向かう冷媒の流れのみを許容するように、第３管６０ｇに設けられている。
【００３２】
また、蓄熱ユニット６には、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する冷媒温度センサ７０、７１と、蓄熱槽６１内の水又は氷の温度を検出する水温センサ７２と、外気温度を検出する外気温センサ７３とが設けられている。ここで、冷媒温度センサ７０は、第４管６０ｃの蓄熱側膨張弁６４と第１管６０ａとの接続部との間を流れる冷媒温度を検出することができるように設けられている。冷媒温度センサ７１は、第５管６０ｄに設けられている。また、蓄熱ユニット６は、熱源ユニット６を構成する各部の動作を制御する蓄熱側制御部７４を備えている。そして、蓄熱側制御部７４は、蓄熱ユニット６の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット４、５の利用側制御部４４、５４及び熱源ユニット２、３の熱源側制御部２８、３８との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３３】
このような冷媒回路１０を備えた空気調和装置１においては、四路切換弁２２、３２を冷房運転切換状態にして、圧縮機２１、３１から吐出される冷媒を、熱源側熱交換器２３、３３において凝縮させて利用側膨張弁４１、５１によって減圧した後に、利用側熱交換器４２、５２において蒸発させて、再び、圧縮機２１に戻すことで、冷房運転を行ったり、四路切換弁２２、３２を暖房運転切換状態にして、圧縮機２１、３１から吐出される冷媒を、利用側熱交換器４２、５２において凝縮させて利用側膨張弁４１、５１によって減圧した後に、熱源側熱交換器２３、３３において蒸発させて、再び、圧縮機２１、３１に戻すことで、暖房運転を行うことができる。ここで、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、第１電磁弁６２は全開、かつ、第２電磁弁６６、第３電磁弁６８及び蓄熱側膨張弁６４は全閉状態にして、蓄熱熱交換器６５を使用しない回路構成にしておく必要がある。
【００３４】
また、空気調和装置１においては、圧縮機２１、３１から吐出される冷媒を熱源側熱交換器２３、３３において凝縮させて蓄熱側膨張弁６４によって減圧した後に蓄熱熱交換器６５において蒸発させることによって蓄熱槽６１内に氷を生成して冷熱を蓄える蓄熱運転と、圧縮機２１、３１から吐出される冷媒を熱源側熱交換器２３、３３において凝縮させてさらに蓄熱熱交換器６５において冷却して利用側膨張弁４１、５１によって減圧した後に利用側熱交換器４２、５２において蒸発させることによって蓄熱槽６１内の氷を融解して冷熱を利用する蓄熱利用冷房運転とを切り換えて行うことが可能である。ここで、蓄熱運転においては、四路切換弁２２、３２は冷房運転切換状態、利用側膨張弁４１、５１、及び第３電磁弁６８は全閉、そして、第１電磁弁６２及び第２電磁弁６６は全開状態にして、蓄熱熱交換器６５を冷媒の蒸発器として機能させる回路構成にしておく必要がある。また、蓄熱利用冷房運転においては、四路切換弁２２、３２は冷房運転切換状態、第１電磁弁６２及び第２電磁弁６６は全閉、そして、第３電磁弁６８及び蓄熱側膨張弁６４は全開状態にして、蓄熱熱交換器６５を冷媒の過冷却器として機能させる回路構成にしておく必要がある。
【００３５】
また、本実施形態の空気調和装置１においては、後述のように、冷媒温度センサ７０、７１により検出される蓄熱熱交換器６５の入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２と、圧縮機２１、３１の流量特性から演算される冷媒流量Ｇとに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを演算することが可能になっている。そして、本実施形態では、蓄熱ユニット６の蓄熱側制御部７４が保有蓄熱量Ｑを演算する機能を有している。蓄熱側制御部７４は、図２に示されるように、主として、各種演算処理を行う演算部７４ａと、演算処理に使用される各種データや演算処理を行うためのプログラムや演算処理に必要な関数やテーブル等を記憶する記憶部７４ｂと、蓄熱ユニット６に設けられた冷媒温度センサ７０、７１等の各種センサの検出信号が入力される入力部７４ｃと、蓄熱ユニット６に設けられた蓄熱側膨張弁６４等のアクチュエータに制御信号を送る出力部７４ｄと、熱源側制御部２８、３８や利用側制御部４４、５４から各種データや制御信号を受信する受信部７４ｅと、熱源側制御部２８、３８や利用側制御部４４、５４に各種データや制御信号を送信する送信部７４ｆとを備えており、入力部７４ｃから保有蓄熱量Ｑの演算に必要な各種センサの検出信号を入力するとともに熱源側制御部２８、３８や利用側制御部４４、５４から保有蓄熱量Ｑの演算に必要な各種データを受信し、記憶部７４ｂに記憶された保有蓄熱量Ｑの演算に使用される関数やテーブル等を用いて、演算部７４ａにおいて保有蓄熱量Ｑの演算を行うようにしている。
【００３６】
また、本実施形態の空気調和装置１においては、後述のように、外気温センサ７３により検出される昼間の外気温度Ｔａに基づいて、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量Ｑreqを演算し、必要蓄熱量Ｑreqに到達するまで蓄熱運転を行うことが可能になっている。そして、本実施形態では、蓄熱ユニット６の蓄熱側制御部７４が必要蓄熱量Ｑreqを演算する機能を有している。しかも、本実施形態の空気調和装置１においては、後述のように、蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度Ｔｅoptを演算して、蒸発温度Ｔｅが最適蒸発温度Ｔｅoptになるように蓄熱運転を行うことが可能である。そして、本実施形態では、蓄熱ユニット６の蓄熱側制御部７４が最適蒸発温度Ｔｅoptを演算する機能を有している。このように、本実施形態の空気調和装置１においては、演算された保有蓄熱量Ｑを利用して、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを最適化する制御を行うことができるようになっている。
【００３７】
さらに、本実施形態において、熱源ユニット２及び熱源ユニット３（具体的には、熱源側制御部２８及び熱源側制御部３８）には、熱源ユニット２及び熱源ユニット３を常時２台運転する制御を行う設定がなされるとともに、冷媒回路１０内の冷媒循環量が減少する場合には、熱源ユニット２の圧縮機２１の運転を優先して、熱源ユニット３の圧縮機３１の運転周波数を低下させる制御を行う設定がなされている。
【００３８】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。ここでは、冷房運転及び暖房運転の説明を省略し、蓄熱運転及び蓄熱利用冷房運転について説明する。また、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時における蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを演算について説明する。さらに、演算された保有蓄熱量Ｑを利用して、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを最適化する制御について説明する。
【００３９】
＜蓄熱運転＞
蓄熱運転は、例えば、夜間の安価な電気を用いて蓄熱槽６１に氷を生成して冷熱を蓄える運転である。まず、蓄熱運転時の動作について、図３及び図４を用いて説明する。ここで、図３は、空気調和装置の蓄熱運転における動作を説明する概略の冷媒回路図である。図４は、空気調和装置の蓄熱運転における冷凍サイクルをモリエル線図上に示した図である。
【００４０】
蓄熱運転時には、空気調和装置１の冷媒回路１０は、図３に示されるように回路構成がなされる（冷媒の流れについては、図３の冷媒回路１０に付された矢印を参照）。具体的には、四路切換弁２２、３２が冷房運転切換状態（図３に示される四路切換弁２２、３２が実線で示された状態）に切り換えられて、熱源側熱交換器２３、３３が凝縮器として機能するようになっている。また、利用側膨張弁４１、５１及び第３電磁弁６８は全閉状態にし、第１電磁弁６２及び第２電磁弁６６は全開状態にして、蓄熱熱交換器６５が冷媒の蒸発器として機能するようになっている。そして、蓄熱側膨張弁６４は、例えば、冷媒温度センサ７１において検出される蓄熱熱交換器６５の出口側における冷媒の過熱度（具体的には、冷媒温度センサ７１において検出される冷媒温度Ｔｈ２と、吸入圧力センサ２６、３６で検出される冷媒圧力における冷媒の飽和温度、すなわち蒸発温度Ｔｅとの温度差）が一定になるように開度制御が行われている。
【００４１】
このような冷媒回路１０の構成において、圧縮機２１、３１の吸入側の低圧のガス冷媒（図３及び図４に示される点Ａ（Ｔｈ２）参照）は、圧縮機２１、３１において圧縮され吐出されて高圧のガス冷媒になり（図３及び図４に示される点Ｂ参照）、四路切換弁２２、３２に送られる。そして、四路切換弁２２、３２に送られた高圧のガス冷媒は、四路切換弁３２、３２の第１ポート２２ａ、３２ａ及び第２ポート２２ｂ、３２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３、３３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３、３３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３、３３において、熱源としての屋外空気や冷却水と熱交換を行うことによって凝縮する（図３及び図４に示される点Ｃ（Ｔｈ１）参照）。そして、熱源側熱交換器２３、３３において凝縮した冷媒は、液側閉鎖弁２４、３４を通じて液冷媒連絡配管７ａに送られて合流し、蓄熱ユニット６の蓄熱側冷媒回路１０ｅに送られる。
【００４２】
そして、蓄熱ユニット６に送られた冷媒は、第１電磁弁６２を通じて蓄熱側膨張弁６４に送られて減圧される（図３及び図４に示される点Ｅ参照）。この蓄熱側膨張弁６４によって減圧された冷媒は、蓄熱熱交換器６５において蓄熱槽６１内の水との間で熱交換を行って蒸発するとともに、蓄熱槽６１内の水を冷却して氷を生成する（図３及び図４に示される点Ａ（Ｔｈ２）参照）。この蒸発した冷媒は、第２電磁弁６６を通じてガス冷媒連絡配管８ａに送られて、熱源ユニット２、３の熱源側冷媒回路１０ｃ、１０ｄに分岐される。
【００４３】
そして、熱源側冷媒回路１０ｃ、１０ｄに分岐された冷媒は、ガス側閉鎖弁２５、３５と、四路切換弁２２、３２の第４ポート２２ｄ、３２ｄ及び第３ポート２２ｃ、３２ｃを通じて、圧縮機２１、３１の吸入側に戻される（図３及び図４に示される点Ａ（Ｔｈ２）参照）。このようにして、蓄熱運転における冷媒循環動作が行われて、蓄熱槽６１内に氷を生成して冷熱を蓄えるようにしている。この蓄熱運転は、後述のように、必要蓄熱量Ｑreqに到達した時点（又は、蓄熱運転設定時間ｔstが経過した時点）で終了する。また、蓄熱運転中の蒸発圧力Ｔｅ（すなわち、圧縮機２１、３１の吸入圧力）は、圧縮機２１、３１の容量制御によって、蓄熱槽６１内に氷を生成することが可能な温度になるように制御されているが、本実施形態においては、後述の蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを最適化する制御が組み込まれているため、蒸発温度Ｔｅが蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度Ｔｅoptになるように制御されている。
【００４４】
＜蓄熱利用冷房運転＞
蓄熱利用冷房運転は、例えば、昼間のような電力需要のピーク時に、蓄熱槽６１に生成された氷を融解して冷熱を利用する冷房運転である。次に、蓄熱利用冷房運転時の動作について、図５及び図６を用いて説明する。ここで、図５は、空気調和装置の蓄熱利用冷房運転における動作を説明する概略の冷媒回路図である。図６は、空気調和装置の蓄熱利用冷房運転における冷凍サイクルをモリエル線図上に示した図である。
【００４５】
蓄熱利用冷房運転時には、空気調和装置１の冷媒回路１０は、図５に示されるように回路構成がなされる（冷媒の流れについては、図５の冷媒回路１０に付された矢印を参照）。具体的には、四路切換弁２２、３２が冷房運転切換状態（図５に示される四路切換弁２２、３２が実線で示された状態）に切り換えられて、熱源側熱交換器２３、３３が凝縮器として機能するようになっている。また、第１電磁弁６２及び第２電磁弁６６は全閉状態にし、蓄熱側膨張弁６４及び第３電磁弁６８は全開状態にして、蓄熱熱交換器６５が冷媒の過冷却器として機能するようになっている。そして、利用側膨張弁４１、５１は、例えば、冷媒温度センサ４３、５３において検出される利用側熱交換器４２、５２の出口側における冷媒の過熱度（具体的には、冷媒温度センサ４３、５３において検出される冷媒温度と、吸入圧力センサ２６、３６で検出される冷媒圧力における冷媒の飽和温度、すなわち蒸発温度Ｔｅとの温度差）が一定になるように開度制御が行われている。
【００４６】
このような冷媒回路１０の構成において、圧縮機２１、３１の吸入側の低圧のガス冷媒（図５及び図６に示される点Ａ’参照）は、圧縮機２１、３１において圧縮され吐出されて高圧のガス冷媒になり（図５及び図６に示される点Ｂ’参照）、四路切換弁２２、３２に送られる。そして、四路切換弁２２、３２に送られた高圧のガス冷媒は、四路切換弁３２、３２の第１ポート２２ａ、３２ａ及び第２ポート２２ｂ、３２ｂを通じて、熱源側熱交換器２３、３３に送られる。そして、熱源側熱交換器２３、３３に送られた高圧のガス冷媒は、熱源側熱交換器２３、３３において、熱源としての屋外空気や冷却水と熱交換を行うことによって凝縮する（図５及び図６に示される点Ｃ’（Ｔｈ２）参照）。そして、熱源側熱交換器２３、３３において凝縮した冷媒は、液側閉鎖弁２４、３４を通じて液冷媒連絡配管７ａに送られて合流し、蓄熱ユニット６の蓄熱側冷媒回路１０ｅに送られる。
【００４７】
そして、蓄熱ユニット６に送られた冷媒は、第３電磁弁６８を通じて蓄熱熱交換器６５に送られる。蓄熱熱交換器６５に送られた冷媒は、蓄熱熱交換器６５において蓄熱槽６１内の氷との間で熱交換を行って過冷却されるとともに、蓄熱槽６１内の氷を加熱して氷を融解した後、蓄熱側膨張弁６４を通じて、液冷媒連絡配管７ｂに送られて、利用ユニット４、５の利用側冷媒回路１０ａ、１０ｂに分岐される（図５及び図６に示される点Ｄ’（Ｔｈ１）参照）。
【００４８】
そして、利用側冷媒回路１０ａ、１０ｂに分岐された冷媒は、利用側膨張弁４１、５１に送られて減圧される（図５及び図６に示される点Ｅ’参照）。この利用側膨張弁４１、５１によって減圧された冷媒は、利用側熱交換器４２、５２において屋内空気との間で熱交換を行って蒸発するとともに、屋内空気を冷却する。この蒸発した冷媒は、ガス冷媒連絡配管８ｂに送られて合流し、蓄熱ユニット６の蓄熱側冷媒回路１０ｅ（具体的には、第６管６０ｈ）を通じて、ガス冷媒連絡配管８ａに送られて、熱源ユニット２、３の熱源側冷媒回路１０ｃ、１０ｄに分岐される。
【００４９】
そして、熱源側冷媒回路１０ｃ、１０ｄに分岐された冷媒は、ガス側閉鎖弁２５、３５と、四路切換弁２２、３２の第４ポート２２ｄ、３２ｄ及び第３ポート２２ｃ、３２ｃを通じて、圧縮機２１、３１の吸入側に戻される（図５及び図６に示される点Ａ’参照）。このようにして、蓄熱利用冷房運転における冷媒循環動作が行われて、蓄熱槽６１内の氷を融解して冷熱を利用するようにしている。この蓄熱利用冷房運転は、後述のように、蓄熱利用冷房運転設定時間ｔusが経過した時点）で終了する。また、蓄熱利用冷房運転中の蒸発圧力Ｔｅ（すなわち、圧縮機２１、３１の吸入圧力）は、圧縮機２１、３１の容量制御によって、利用側熱交換器４２、５２における冷媒と屋内空気との熱交換に適した温度になるように制御されている。
【００５０】
＜保有蓄熱量の演算＞
上述のような蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時において、本実施形態の空気調和装置１では、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを演算して、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを常時把握するようにしている。次に、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑの演算について、図２〜図７を用いて説明する。ここで、図７は、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑの演算手順を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、図７のステップＳ１において、空気調和装置１の電源ＯＮ時、又は、水温センサ７２によって検出される蓄熱槽６１の水又は氷の温度Ｔｗが既定値（例えば、１０℃）以上であるかどうかを判断し、空気調和装置１の電源ＯＮ時や水温Ｔｗが既定値以上の場合には残氷がないものとしてステップＳ２の処理に移行して保有蓄熱量Ｑをリセットし、空気調和装置１の電源ＯＮ時や水温Ｔｗが既定値未満の場合には残氷があるものとしてステップＳ３の処理に移行する。ここで、水温Ｔｗが既定値以上になる場合とは、長期間にわたって蓄熱運転を行わなかった場合や蓄熱利用冷房運転によって水温Ｔｗが上昇した場合等がある。
【００５２】
次に、ステップＳ３において、保有蓄熱量Ｑの演算に使用される各種データを取り込む際の時間間隔をカウントするためのタイマ（データ取込時間間隔カウント用タイマ）をスタートし、予め設定された時間間隔Δｔを経過させる処理を行う（ステップＳ４）。これにより、保有蓄熱量Ｑは、時間間隔Δｔ毎に演算されることになる。この時間間隔Δｔは、データを取り込む際の時間間隔や蓄熱側制御部７４の演算部７４ａの処理速度等にも依存するが、例えば、数秒から数十秒程度に設定することも可能である。
【００５３】
次に、ステップＳ５において、保有蓄熱量Ｑの演算に使用される各種データを取り込む処理を行う。具体的には、冷媒温度センサ７０、７１によって検出される蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２や冷媒流量Ｇの演算に使用される蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃ等を取り込む処理を行う。ここで、蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃは、吸入圧力センサ２６、３６及び吐出圧力センサ２７、３７によって検出される圧縮機２１、３１の吸入圧力及び吐出圧力における冷媒の飽和温度である。尚、本実施形態のように、２台の熱源ユニット２、３を備える場合には、各熱源ユニット２、３ごと、すなわち、各圧縮機２１、３１に対応する蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃが取り込まれる。
【００５４】
次に、ステップＳ６において、蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃを使用して冷媒流量Ｇの演算処理を行う。具体的には、予め蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃの関数等として設定された圧縮機２１、３１の流量特性に基づいて冷媒流量Ｇの演算処理を行う。この冷媒流量Ｇは、ステップＳ８、Ｓ１０において、保有蓄熱量Ｑを演算する際に、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の流量として使用される。尚、本実施形態のように、２台の熱源ユニット２、３を備える場合には、各圧縮機２１、３１に演算された冷媒流量Ｇを加算する処理が行われる。
【００５５】
次に、ステップＳ７、Ｓ９において、蓄熱運転、蓄熱利用冷房運転、又は、蓄熱運転及び蓄熱利用冷房運転のいずれでもない場合（すなわち、蓄熱熱交換器６５に冷媒を通過させない場合）であるかどうかを判断し、蓄熱運転である場合には、ステップＳ８の蓄熱運転に対応する保有蓄熱量Ｑの演算処理に移行し、蓄熱利用冷房運転である場合には、ステップＳ１０の蓄熱利用冷房運転に対応する保有蓄熱量Ｑの演算処理に移行し、蓄熱運転及び蓄熱利用冷房運転のいずれでもない場合には、ステップＳ１１の蓄熱槽６１外部への冷熱の放熱量のみを考慮した保有蓄熱量Ｑの演算処理に移行する。
【００５６】
そして、ステップＳ８においては、まず、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の交換熱量ｑを演算する。蓄熱運転時の交換熱量ｑは、次式により演算される。
ｑ  ＝  （ｈ２−ｈ１）×Ｇ
ここで、Ｇは、ステップＳ６において演算された冷媒流量である。ｈ２は、図４に示される点Ａ（Ｔｈ２）の状態、すなわち、点Ａ（Ｔｈ２）における冷媒圧力（圧縮機２１、３１の吸入圧力に相当）及び冷媒温度センサ７１によって検出される冷媒温度Ｔｈ２（蓄熱熱交換器６５の出口温度）の状態における冷媒のエンタルピ値であり、予め冷媒圧力及び冷媒温度のテーブル等として設定されたエンタルピデータに基づいて演算されている。ｈ１は、図４に示される点Ｃ（Ｔｈ１）の状態、すなわち、点Ｃ（Ｔｈ１）における冷媒圧力（圧縮機２１、３１の吐出圧力に相当）及び冷媒温度センサ７０によって検出される冷媒の出口温度Ｔｈ１（蓄熱熱交換器６５の入口温度）の状態における冷媒のエンタルピ値であり、エンタルピｈ２と同様に演算されている。そして、上式によって演算された交換熱量ｑと、時間間隔Δｔだけ前に演算された保有蓄熱量Ｑ’とを使用して、現在の保有蓄熱量Ｑを演算する。現在の保有蓄熱量Ｑは、次式により演算される。
【００５７】
Ｑ  ＝  Ｑ’＋（ｑ−ｑ”）×Δｔ
ここで、ｑ”は、蓄熱槽６１外部への冷熱の放熱量であり、本実施形態においては、蓄熱槽６１の断熱性能等を考慮して設定された単位時間当たりの放熱量である。このように、蓄熱運転時の保有蓄熱量Ｑは、時間間隔Δｔだけ前に演算された保有蓄熱量Ｑ’に、蓄熱熱交換器６５における交換熱量ｑに時間間隔Δｔを乗算した値を加算し、蓄熱槽６１の放熱量ｑ”に時間間隔Δｔを乗算した値を減算することにより演算される。
【００５８】
ステップＳ１０においては、まず、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の交換熱量ｑ’を演算する。蓄熱利用冷房運転時の交換熱量ｑ’は、次式により演算される。
ｑ’  ＝  （ｈ２’−ｈ１’）×Ｇ
ここで、Ｇは、ステップＳ６において演算された冷媒流量である。ｈ２’は、図６に示される点Ｃ’（Ｔｈ２）の状態、すなわち、点Ｃ’（Ｔｈ２）における冷媒圧力（圧縮機２１、３１の吐出圧力に相当）及び冷媒温度センサ７１によって検出される冷媒温度Ｔｈ２（蓄熱熱交換器６５の入口温度）の状態における冷媒のエンタルピ値であり、予め冷媒圧力及び冷媒温度のテーブル等として設定されたエンタルピデータに基づいて演算されている。ｈ１は、図６に示される点Ｄ’（Ｔｈ１）の状態、すなわち、点Ｄ’（Ｔｈ１）における冷媒圧力（圧縮機２１、３１の吐出圧力に相当）及び冷媒温度センサ７０によって検出される冷媒の出口温度Ｔｈ１（蓄熱熱交換器６５の出口温度）の状態における冷媒のエンタルピ値であり、エンタルピｈ２’と同様に演算されている。そして、上式によって演算された交換熱量ｑ’と、時間間隔Δｔだけ前に演算された保有蓄熱量Ｑ’とを使用して、現在の保有蓄熱量Ｑを演算する。現在の保有蓄熱量Ｑは、次式により演算される。
【００５９】
Ｑ  ＝  Ｑ’−（ｑ’＋ｑ”）×Δｔ
ここで、ｑ”は、蓄熱槽６１外部への冷熱の放熱量であり、本実施形態においては、蓄熱槽６１の断熱性能等を考慮して設定された単位時間当たりの放熱量である。このように、蓄熱利用冷房運転の保有蓄熱量Ｑは、時間間隔Δｔだけ前に演算された保有蓄熱量Ｑ’に、蓄熱熱交換器６５における交換熱量ｑ’に時間間隔Δｔを乗算した値及び蓄熱槽６１の放熱量ｑ” に時間間隔Δｔを乗算した値を減算することにより演算される。
【００６０】
ステップＳ１１においては、現在の保有蓄熱量Ｑは、蓄熱槽６１外部への冷熱の放熱量ｑ”のみを考慮して、次式により演算される。
Ｑ  ＝  Ｑ’−ｑ”×Δｔ
ここで、ｑ”は、蓄熱槽６１外部への冷熱の放熱量であり、本実施形態においては、蓄熱槽６１の断熱性能等を考慮して設定された単位時間当たりの放熱量である。このように、蓄熱運転及び蓄熱利用冷房運転以外の場合の保有蓄熱量Ｑは、時間間隔Δｔだけ前に演算された保有蓄熱量Ｑ’に、蓄熱槽６１の放熱量ｑ”に時間間隔Δｔを乗算した値を減算することにより演算される。
【００６１】
次に、ステップＳ１２において、空気調和装置１の電源をＯＦＦするかどうか（すなわち、空気調和装置１の停止処理がされるかどうか）を判断し、蓄熱運転や蓄熱利用冷房運転等が継続されている場合等には、再度、ステップＳ１の処理に戻り、上記に説明した保有蓄熱量Ｑの演算処理が繰り返し行われる。
以上のような保有蓄熱量Ｑの演算処理により、蓄熱運転時においては、蓄熱熱交換器６５における交換熱量ｑから蓄熱槽６１の放熱量ｑ”を減算した値に時間間隔Δｔを乗算することで算出される熱量分だけ保有蓄熱量Ｑが徐々に加算される演算がなされ、蓄熱利用冷房運転時においては、蓄熱熱交換器６５における交換熱量ｑ’及び蓄熱槽６１の放熱量ｑ”を減算した値に時間間隔Δｔを乗算することで算出される熱量分だけ保有蓄熱量Ｑが徐々に減算される演算がなされ、蓄熱運転及び蓄熱利用冷房運転以外の場合においては、蓄熱槽６１の放熱量ｑ”を減算した値に時間間隔Δｔを乗算することで算出される熱量分だけ保有蓄熱量Ｑが徐々に減算される演算がなされることになる。
【００６２】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、従来の氷蓄熱式空気調和装置のように蓄熱槽内の水位をフロートスイッチで検出することによって保有蓄熱量を把握する場合とは異なり、蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の入口及び出口温度を検出する冷媒温度センサ７０、７１を設けて、冷媒温度センサ７０、７１により検出される入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２と、圧縮機２１、３１の流量特性から演算される冷媒流量Ｇとに基づいて、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを演算することができる。そして、この保有蓄熱量Ｑの演算に使用される蓄熱熱交換器６５を通過する冷媒の入口及び出口温度Ｔｈ１、Ｔｈ２や冷媒流量Ｇは、経時変化を連続的に検出することが可能であるため、結果的に、蓄熱運転時及び蓄熱利用冷房運転時における蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを常時把握することができるようになり、後述の保有蓄熱量Ｑを最適化する制御のように、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽６１の残氷量、すなわち、保有蓄熱量Ｑを少なくする運転を行ったり、一日の運転効率を向上させるのに寄与することができる。
【００６３】
＜蓄熱槽の保有蓄熱量を最適化する制御＞
本実施形態の空気調和装置１では、上記のような蓄熱運転時や蓄熱利用冷房運転時において蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑの演算を行いつつ、保有蓄熱量Ｑを最適化する制御を行うようにしている。次に、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑを最適化する制御について、図２〜図９を用いて説明する。ここで、図８は、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｇを最適化する制御を示すフローチャートである。図９は、蓄熱運転時間ｔと保有蓄熱量Ｑとの関係を蒸発温度Ｔｅごとに示す図である。
【００６４】
まず、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑが蓄熱量ゼロの状態から予め設定された蓄熱運転設定時間ｔstだけ圧縮機２１、３１の蒸発温度Ｔｅを標準的な蓄熱運転時の蒸発温度であるβ℃（例えば、−１０℃）になるように蓄熱運転を行い、保有蓄熱量Ｑが蓄熱量Ｑ１になった状態を想定する（図９の点Ｏから点Ｊを結ぶ実線を参照）。
次に、蓄熱槽６１の保有蓄熱量Ｑが蓄熱量Ｑ１の状態から蓄熱利用冷房運転を開始し（ステップＳ２１）、蓄熱利用冷房運転時間をカウントするためのタイマ（蓄熱利用冷房運転時間カウント用タイマ）をスタートし（ステップＳ２２）、予め設定された蓄熱利用冷房運転設定時間ｔusを経過させる処理を行う（ステップＳ２４）。これにより、蓄熱利用冷房運転は、蓄熱利用冷房運転設定時間ｔusだけ行われることになる。ここで、ステップＳ２２からステップＳ２４に移行する前に実行されるステップＳ２３において、外気温センサ７３によって検出される昼間の外気温度Ｔａを取り込む処理が行われる。そして、この蓄熱利用冷房運転を行うことによって、蓄熱利用冷房運転終了後の保有蓄熱量Ｑが蓄熱量Ｑrstまで減少する。この蓄熱利用冷房運転後の蓄熱量Ｑrstにおける蓄熱槽６１内の状態は、少し残氷が存在した状態であるものとする（図９参照）。
【００６５】
次に、ステップＳ２５において、蓄熱運転を行うのに先立って、ステップＳ２３において取り込まれた昼間の外気温度Ｔａの最高値を用いて、翌日の蓄熱利用冷房運転に利用すると推定される蓄熱量である必要蓄熱量Ｑreqの演算処理を行う。具体的には、予め外気温度Ｔａの最高値の関数やテーブル等として設定された保有蓄熱量Ｑに基づいて、必要蓄熱量Ｑreqの演算処理を行う。これにより、以下のステップＳ２６〜Ｓ３０において、必要蓄熱量Ｑreqから蓄熱利用冷房運転後の蓄熱量Ｑrstを差し引いた蓄熱量だけ蓄熱運転を行うようにすればよいことになる。
【００６６】
次に、ステップＳ２６において、蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量reqを確保することが可能な蒸発温度である最適蒸発温度Ｔｅoptの演算処理を行う。具体的には、予め蓄熱運転時間ｔ及び蓄熱量Ｑの関数等として設定された蒸発温度Ｔｅに基づいて、最適蒸発温度Ｔｅoptの演算処理を行う。ここで、蒸発温度Ｔｅを高くすると（すなわち、図９において、β℃に対して、γ℃やδ℃に変更すると）、蓄熱運転時の蓄熱速度は小さくなるが、圧縮機２１、３１の吸入圧力が高くなるため、運転効率が向上する傾向になる。逆に、蒸発温度Ｔｅを低くすると（すなわち、図９において、β℃に対して、α℃に変更すると）、蓄熱運転時の蓄熱速度は大きくなるが、圧縮機２１、３１の吸入圧力が低くなるため、運転効率が低下する傾向になる。したがって、この場合においては、図９に示されるように、蓄熱運転設定時間ｔst内に、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱量Ｑrstから必要蓄熱量Ｑreqまで蓄熱することが可能な蒸発温度であるγ℃（β℃よりも高い温度）に最適蒸発温度Ｔｅoptが設定されることになる（図９の点Ｑrstから点Ｋを結ぶ実線を参照）
次に、蓄熱運転時の蒸発温度Ｔｅが最適蒸発温度Ｔｅopt（ここでは、γ℃）になるように、蓄熱運転を開始し（ステップＳ２７）、蓄熱運転時間をカウントするためのタイマ（蓄熱運転時間カウント用タイマ）をスタートし（ステップＳ２８）、保有蓄熱量Ｑが必要蓄熱量Ｑreq以上に到達するまで、蓄熱運転を行う（ステップＳ２９）。但し、保有蓄熱量Ｑが必要蓄熱量Ｑreq以上に到達する前に、予め設定された蓄熱運転設定時間ｔstが経過した場合には、蓄熱運転を終了させる処理が行われる（ステップＳ３０）。
【００６７】
そして、上記のステップＳ２１からステップＳ３０の処理が繰り返し行われることによって、翌日の蓄熱利用冷房運転において利用可能な蓄熱量が不足しないように確保しつつ、蓄熱利用冷房運転後の保有蓄熱量Ｑrstが小さくする、すなわち、蓄熱利用冷房運転後の蓄熱槽６１の残氷量を少なくする運転を行うことができるようになる。
また、蓄熱運転を行うことが可能な時間として設定される蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを確保することが可能な蒸発温度Ｔｅである最適蒸発温度Ｔｅoptを演算して、蒸発温度Ｔｅが最適蒸発温度Ｔｅoptになるように蓄熱運転を行うようにしている。例えば、蓄熱利用冷房運転後の保有蓄熱量Ｑrstが多かったり、翌日の必要蓄熱量Ｑreqが少ない場合等のように、次に行う蓄熱運転において蓄熱しなければならない蓄熱量が少なくてよい場合には、蓄熱運転における蒸発温度Ｔｅを、蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを確保できる程度の高い温度になるように運転することができる。逆に、蓄熱利用冷房運転後の保有蓄熱量Ｑrstが少なかったり、翌日の必要蓄熱量Ｑreqが多い場合等のように、次に行う蓄熱運転において蓄熱しなければならない蓄熱量が多い場合には、蓄熱運転における蒸発温度Ｔｅを、蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを確保できる程度の低い温度になるように運転することができる。
【００６８】
このように、本実施形態の空気調和装置１では、蓄熱運転設定時間ｔst内で必要蓄熱量Ｑreqを蓄熱するのに最も運転効率のよい条件で蓄熱運転を行うことができるようになるため、一日の運転効率を向上させることができる。
ところで、本実施形態の空気調和装置１のように、インバータにより容量制御が可能な圧縮機２１を有する２台の熱源ユニット２、３を接続した構成を備えており、熱源ユニット２及び熱源ユニット３を常時２台運転する制御を行うとともに、冷媒回路１０内の冷媒循環量が減少する場合に、熱源ユニット２の圧縮機２１の運転を優先して、熱源ユニット３の圧縮機３１の運転周波数を低下させる制御が行なう設定がされた空気調和装置においては、蓄熱運転時において冷媒回路１０内の冷媒循環量が減少して、熱源ユニット３の圧縮機３１の運転周波数を低くして運転を行うことになってしまうため、蓄熱運転時の運転効率を向上させることができないという問題が生じる。しかし、本実施形態の空気調和装置１においては、上述のように、最適蒸発温度Ｔｅoptを演算し、この最適蒸発温度Ｔｅoptになるように蓄熱運転を行うことによって、最も運転効率のよい条件で蓄熱運転を行うことができるため、熱源ユニット３の圧縮機３１の運転周波数を低くして運転を行うことになってしまうにもかかわらず、蓄熱運転時の運転効率の向上を図ることができる。
【００６９】
（３）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
（Ａ）
前記実施形態においては、蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃを吸入圧力センサ２６、３６及び吐出圧力センサ２７、３７によって検出される冷媒圧力における飽和温度としているが、これに限定されず、利用側熱交換器４２、５２、蓄熱熱交換器６５や熱源側熱交換器２３、３３に冷媒温度センサを設ける場合には、これらの冷媒温度センサによって検出される冷媒温度を蒸発温度Ｔｅ及び凝縮温度Ｔｃとして使用してもよい。
【００７０】
（Ｂ）
前記実施形態においては、冷媒流量Ｇを蓄熱側制御部７４において演算しているが、熱源側制御部２８、３８において演算した後に、蓄熱側制御部７４に伝送するようにしてもよい。
（Ｃ）
保有蓄熱量Ｑを演算する際に考慮される放熱量ｑ”は、一定値としてもよいし、外気温度Ｔａや水温Ｔｗの関数等にしてもよい。また、放熱量ｑ”が交換熱量ｑ、ｑ’に比べて無視できる程度に小さい場合には、保有蓄熱量Ｑの演算に考慮しなくてもよい。
【００７１】
（Ｄ）
前記実施形態においては、必要蓄熱量Ｑreqを外気温度Ｔａの最高値を用いて演算しているが、これ限定されず、外気温度Ｔａの平均値等を用いてもよい。また、蓄熱利用冷房運転に消費された蓄熱量（図９において、Ｑ１からＱrstを差し引いた蓄熱量）と外気温度Ｔａとを用いて演算してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明を利用すれば、スタティック製氷式の氷蓄熱式空気調和装置において、蓄熱槽の保有蓄熱量を常時把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の氷蓄熱式空気調和装置の一実施形態にかかる空気調和装置の概略の冷媒回路図である。
【図２】蓄熱側制御部の機能ブロック図である。
【図３】空気調和装置の蓄熱運転における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図４】空気調和装置の蓄熱運転における冷凍サイクルをモリエル線図上に示した図である。
【図５】空気調和装置の蓄熱利用冷房運転における動作を説明する概略の冷媒回路図である。
【図６】空気調和装置の蓄熱利用冷房運転における冷凍サイクルをモリエル線図上に示した図である。
【図７】蓄熱槽の保有蓄熱量の演算手順を示すフローチャートである。
【図８】蓄熱槽の保有蓄熱量を最適化する制御を示すフローチャートである。
【図９】蓄熱運転時間と保有蓄熱量との関係を蒸発温度ごとに示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  空気調和装置（氷蓄熱式空気調和装置）
１０  冷媒回路
２１、３１  圧縮機
２３、３３  熱源側熱交換器
４１、５１  利用側膨張弁（第２膨張機構）
４２、５２  利用側熱交換器
６１  蓄熱槽
６４  蓄熱側膨張弁（第１膨張機構）
６５  蓄熱熱交換器
７０、７１  冷媒温度センサ
【図１】
2006194478.tif 000003
【図２】
2006194478.tif 000004
【図３】
2006194478.tif 000005
【図４】
2006194478.tif 000006
【図５】
2006194478.tif 000007
【図６】
2006194478.tif 000008
【図７】
2006194478.tif 000009
【図８】
2006194478.tif 000010
【図９】
2006194478.tif 000011