(57)【要約】【課題】蓄熱ユニットの設置スペースを確保するとともに、機器効率を向上させた空気調和装置を提供する。【解決手段】圧縮機２１、及び室外熱交換器２４を有する室外機１１と、蓄熱槽３３Ａ〜３３Ｃを有する蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃと、室内熱交換器５２Ａ〜５２Ｃを有する室内機１３Ａ〜１３Ｃとをユニット間配管１５，１６で接続し、蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃを利用した蓄熱利用冷房運転を可能にした空気調和装置１０において、前記蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃと前記室内機１３Ａ〜１３Ｃとを直列に接続した複数の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を備え、これら複数の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を室外機１１から延びるユニット間配管１５，１６における第一分岐装置１９の下流に並列に接続したことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、及び室外熱交換器を有する室外機と、蓄熱槽を有する蓄熱ユニットと、室内熱交換器を有する室内機とをユニット間配管で接続し、蓄熱ユニットを利用した蓄熱利用冷房運転を可能にした空気調和装置において、
前記蓄熱ユニットと前記室内機とを直列に接続した複数の蓄熱利用冷房系統を備え、これら複数の蓄熱利用冷房系統を室外機から延びるユニット間配管における第一分岐装置の下流に並列に接続したことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
同一の蓄熱利用冷房系統における室内機と蓄熱ユニットとをビルの同一フロアに設置したことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
複数の蓄熱利用冷房系統をそれぞれビルのフロア毎に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記蓄熱ユニットを天井裏もしくはペリカウンタに設置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蓄熱槽を備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機及び室外熱交換器を有する室外機と、蓄熱槽を有する蓄熱ユニットと、室内熱交換器を有する室内機とをユニット間配管で接続し、蓄熱ユニットを利用した蓄熱利用冷房運転を可能にした空気調和装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のものでは、この蓄熱ユニットが、室外機とともに屋上などに設置されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０４８３７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の構成では、ビルなどの大容量空調システムを実現するには、蓄熱ユニットが大型化、重量化するため、屋上での設置スペースの確保が困難になるという問題があった。また、蓄熱ユニットを屋上に設置した場合、蓄熱ユニットと室内機とを接続するユニット間配管の距離が長くなるため、このユニット間配管からの熱損失が大きくなり、当該空気調和装置の機器効率が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、蓄熱ユニットの設置スペースを確保するとともに、機器効率を向上させることができる空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、圧縮機、及び室外熱交換器を有する室外機と、蓄熱槽を有する蓄熱ユニットと、室内熱交換器を有する室内機とをユニット間配管で接続し、蓄熱ユニットを利用した蓄熱利用冷房運転を可能にした空気調和装置において、前記蓄熱ユニットと前記室内機とを直列に接続した複数の蓄熱利用冷房系統を備え、これら複数の蓄熱利用冷房系統を室外機から延びるユニット間配管における第一分岐装置の下流に並列に接続したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、同一の蓄熱利用冷房系統における室内機と蓄熱ユニットとをビルの同一フロアに設置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、複数の蓄熱利用冷房系統をそれぞれビルのフロア毎に配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項記載のものにおいて、前記蓄熱ユニットを天井裏もしくはペリカウンタに設置したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１において、１０は空気調和装置を示している。この空気調和装置１０は、室外機１１と、蓄熱ユニット１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、室内機１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、第一分岐装置１４とを備える。室外機１１は、ユニット間配管１５，１６を介して、第一分岐装置１４と接続されている。
【００１１】
蓄熱ユニット１２Ａと室内機１３Ａとは、第一分岐装置１４によって分岐された分岐ユニット間配管１５Ａ，１６Ａを介して、直列に接続されており、これを第１の蓄熱利用冷房系統１７と称呼する。同様に、蓄熱ユニット１２Ｂと室内機１３Ｂとは、第一分岐装置１４によって分岐された分岐ユニット間配管１５Ｂ，１６Ｂを介して、直列に接続されており、これを第２の蓄熱利用冷房系統１８と称呼する。また、蓄熱ユニット１２Ｃと室内機１３Ｃとは、第一分岐装置１４によって分岐された分岐ユニット間配管１５Ｃ，１６Ｃを介して、直列に接続されており、これを第３の蓄熱利用冷房系統１９と称呼する。本発明において、ユニット間配管とは、上記ユニット間配管１５，１６と上記分岐ユニット間配管１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃとを含む。これらの第１〜第３の蓄熱利用冷房系統１７〜１９は、上記分岐ユニット間配管１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃを介して、第一分岐装置１４の下流に並列に接続されている。
【００１２】
第１〜第３の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を、第一分岐装置１４の下流に並列に接続すると、従来、屋上などに設置された大容量の蓄熱ユニットは、容量分散化され、蓄熱利用冷房系統を構成する室内機に見合った容量とすることができる。
【００１３】
また、同一の蓄熱利用冷房系統における室内機及び蓄熱ユニットは、図２に示すように、ビル１００の同一フロア１Ｆ，２Ｆ，３Ｆに設置され、複数の蓄熱利用冷房系統は、それぞれ、ビル１００のフロア１Ｆ，２Ｆ，３Ｆ毎に配置されている。なお、図２では、各蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃには、室内機がそれぞれ２台接続され、図１では、各蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃに接続されている室内機を、それぞれ１台として説明したが、これは説明の便宜上、室内機を１台としたものであり、各蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃに接続される室内機は何台でも良い。
【００１４】
具体的には、第１の蓄熱利用冷房系統１７（図１参照）における蓄熱ユニット１２Ａ及び室内機１３Ａは、ビル１００の同一フロア（例えば１階１Ｆ）に設置され、第２の蓄熱利用冷房系統１８における蓄熱ユニット１２Ｂ及び室内機１３Ｂは、ビル１００の同一フロア（例えば２階２Ｆ）に設置され、第３の蓄熱利用冷房系統１９における蓄熱ユニット１２Ｃ及び室内機１３Ｃは、ビル１００の同一フロア（例えば３階３Ｆ）に設置される。そして、蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃは、室内機１３Ａ〜１３Ｃが設置された１階〜３階における、いわゆる、デッドスペース（例えば、天井裏もしくはペリカウンタ）に設置される。
【００１５】
空気調和装置１０の冷媒管路及び運転動作について、室外機１１及び第１の蓄熱利用冷房系統１７を例に説明する。なお、他の蓄熱利用冷房系統１８，１９については、同様な符号を付して説明を省略する。室外機１１は、図１に示すように、圧縮機２１を備え、この圧縮機２１の吸込側にはアキュムレータ２２が接続され、このアキュムレータ２２は、四方弁２３に接続されている。また、圧縮機２１の吐出側には、四方弁２２を介して室外熱交換器２４、室外膨張弁２５が順次接続され、この室外膨張弁２５には、ユニット間配管１６を介して、第一分岐装置１４が接続されている。この第１分岐装置１４によって分岐された、分岐ユニット間配管１６Ａは、蓄熱ユニット１２Ａの蓄熱槽電動弁３１Ａに接続されている。室外膨張弁２５は、冷房負荷に応じて開度が調整される。
【００１６】
蓄熱利用冷房系統１７の蓄熱ユニット１２Ａは、蓄熱コイル３２Ａを収容した蓄熱槽３３Ａを備えるとともに、分岐ユニット間配管１６Ａには、上記蓄熱槽電動弁３１Ａ、サブクール弁３４Ａ、逆止弁３５Ａ及び室内機１３Ａの第１室内膨張弁５１Ａが順次接続されている。蓄熱コイル３２Ａは氷蓄熱槽３３Ａ中に水没状態で設置されている。蓄熱槽電動弁３１Ａは、冷房負荷に応じて開度が調整される。分岐ユニット間配管１６Ａには、蓄熱槽電動弁３１Ａとサブクール弁３４Ａとの間に、管路３６Ａを介して蓄熱コイル３２Ａの一端が接続されている。この蓄熱コイル３２Ａの他端は、管路３７Ａ、二方弁３８Ａを介してユニット間配管１５Ａに接続されている。
【００１７】
また、分岐ユニット間配管１６Ａには、第１分岐装置１４と蓄熱槽電動弁３１Ａとの間に、解氷弁３９Ａ、逆止弁４０Ａを備えた管路４１Ａの一端が接続される。この管路４１Ａの他端は、蓄熱コイル３２Ａと二方弁３８Ａとを接続する管路３７Ａに接続されている。管路４１Ａには、蓄熱槽電動弁３１Ａと解氷弁３９Ａとの間に、液ライン弁４２Ａを備えた管路４３Ａの一端が接続されている。この管路４３Ａの他端は、逆止弁３５Ａと第１室内膨張弁５１Ａとの間で、分岐ユニット間配管１６Ａに接続されている。
【００１８】
室内機１３Ａは、第１室内膨張弁５１Ａ、第１室内熱交換器５２Ａ、第２室内膨張弁５３Ａ、第２室内熱交換器５４Ａを備え、管路５５Ａを介して、これらが順次接続されることにより構成されている。第１室内熱交換器５２Ａと第２室内熱交換器５４Ａとは、重ねるように配置され、第２室内熱交換器５４Ａ側には、室内ファン６０Ａが配置されている。第２室内熱交換器５４Ａは、分岐ユニット間配管１５Ａ、第一分岐装置１４、ユニット間配管１５を介して室外器１１の四方弁２３に接続されている。第１室内膨張弁５１Ａ及び第２室内膨張弁５３Ａは、冷房負荷に応じて開度が調整される。
【００１９】
次に、空気調和装置１０の製氷運転、通常冷房運転、蓄熱利用冷房運転、ドライ運転及び暖房運転について説明する。
【００２０】
製氷運転時には、図３に示すように、四方弁２３が実線位置に切り替わり、冷媒は太線Ｌで示される冷媒回路を矢印方向に流れる。具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒は、四方弁２３、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、ユニット間配管１６の順に流れ、第一分岐装置１４にて分流された後に、分岐ユニット間配管１６Ａを経て、蓄熱ユニット１２Ａの蓄熱槽電動弁３１Ａ、管路３６Ａを流れ、蓄熱槽３３Ａ中の蓄熱コイル３２Ａに流入し、ここで蒸発して蓄熱槽３３Ａ中に製氷し、管路３７Ａ、二方弁３８Ａ、分岐ユニット間配管１５Ａを流れ、第一分岐装置１４にて合流した後に、四方弁２３、アキュムレータ２２を経て圧縮機２１に戻される。
【００２１】
通常冷房運転時には、図４に示すように、四方弁２３が実線位置に切り替わり、冷媒は太線Ｍで示される冷媒回路を矢印方向に流れる。具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、ユニット間配管１６の順に流れ、第一分岐装置１４にて分流され、分岐ユニット間配管１６Ａ、管路４１Ａを経て、液ライン弁４２Ａに至り、さらに分岐ユニット間配管１６Ａを流れて、第１室内膨張弁５１Ａを経て第１室内熱交換器５２Ａに流入し、ここで蒸発して気化し、第２室内膨張弁５３Ａ、第２室内熱交換器５４Ａを経て、分岐ユニット間配管１５Ａを流れ、第一分岐装置１４にて合流した後に、四方弁２３、アキュムレータ２２を経て圧縮機２１に戻される。ここで通常冷房運転時には、第１室内膨張弁５１Ａは絞り、第２室内膨張弁５３Ａは開くように制御されている。そのため、循環する冷媒の大半は、第１室内熱交換器５２Ａにて蒸発するが、第２室内熱交換器５４Ａにおいても多少蒸発する。
【００２２】
蓄熱利用冷房運転時には、図５に示すように、四方弁２３が実線位置に切り替わり、冷媒は太線Ｎで示される冷媒回路を矢印方向に流れる。具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、ユニット間配管１６の順に流れ、第一分岐装置１４にて分流され、分岐ユニット間配管１６Ａ、管路４１Ａを流れ、解氷弁３９Ａ、逆止弁４０Ａ、管路３７Ａを経て、蓄熱槽３３Ａ中の蓄熱コイル３２Ａに流入し、ここで冷媒は氷から冷熱を得て冷却され、管路３６Ａ、サブクール弁３４Ａ、逆止弁３５Ａに至り、さらに分岐ユニット間配管１６Ａを流れて、第１室内膨張弁５１Ａを経て第１室内熱交換器５２Ａに流入し、ここで蒸発して気化し、第２室内膨張弁５３Ａ、第２室内熱交換器５４Ａを経て、分岐ユニット管配管１５Ａを流れ、第一分岐装置１４にて合流した後に、四方弁２３、アキュムレータ２２を経て圧縮機２１に戻される。ここで蓄熱利用冷房運転時には、第１室内膨張弁５１Ａは絞り、第２室内膨張弁５３Ａは開くように制御されている。そのため、循環する冷媒の大半は、第１室内熱交換器５２Ａにて蒸発するが、第２室内熱交換器５４Ａにおいても多少蒸発する。
【００２３】
ドライ運転時には、図６に示すように、四方弁２３が実線位置に切り替わり、冷媒は太線Ｏで示される冷媒回路を矢印方向に流れる。具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３、室外熱交換器２４、室外膨張弁２５、ユニット間配管１６の順に流れ、第一分岐装置１４にて分流され、ユニット間配管１６Ａ、管路４１Ａを経て、液ライン弁４２Ａに至り、さらにユニット間配管１６Ａを流れて、第１室内膨張弁５１Ａ、第１室内熱交換器５２Ａ、第２室内膨張弁５３Ａを経て、第２室内熱交換器５４Ａに流入し、ここで蒸発して気化し、分岐ユニット間配管１５Ａを流れ、第一分岐装置１４にて合流した後に、四方弁２３、アキュムレータ２２を経て圧縮機２１に戻される。ここでドライ運転時には、第１室内膨張弁５１Ａは開き、第２室内膨張弁５３Ａは絞るように制御されている。第２熱交換器５４Ａにて冷却された空気は、室内送風機６０Ａの運転によって、第１室内熱交換器５２Ａを通過する際に暖められるため、ドライ運転時において室内に冷風が供給されることはない。
【００２４】
暖房運転時には、図７に示すように、四方弁２３が破線位置に切り替わり、冷媒は太線Ｐで示される冷媒回路を矢印方向に流れる。具体的には、圧縮機２１から吐出された冷媒が、四方弁２３を経て、ユニット間配管１５を流れ、第一分岐装置１４にて分流され、分岐ユニット間配管１５Ａを流れ、第２室内熱交換器５４Ａに流入し、ここで凝縮した後に、第２室内膨張弁５３Ａ、第１室内熱交換器５２Ａ第１室内膨張弁５１Ａを経て、分岐ユニット間配管１６Ａを流れ、液ライン弁４２Ａに至り、さらに管路４１Ａ、ユニット間配管１６Ａを流れ、第一分岐装置１４にて合流した後に、ユニット間配管１６、室外膨張弁２５を経て、室外熱交換器２４に流入し、ここで蒸発して気化した後、四方弁２３、アキュムレータ２２を経て圧縮機２１に戻される。
【００２５】
本実施形態によると、従来、屋上に設置されていた大容量の蓄熱ユニットを、容量分散化して、蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃを天井裏やペリカウンタなどに設置する構成としたことにより、蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃを設置するスペースを確保して、いわゆるデッドスペースを有効に利用することができる。更に、屋上に設置されていた大容量の蓄熱ユニットが無くなるために、屋上を有効活用することができる。また、同一の蓄熱利用冷房系統１７〜１９における蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃ及び室内機１３Ａ〜１３Ｃを、ビル１００の同一フロア（例えば１階１Ｆ）に設置したことにより、蓄熱ユニット１２Ａ〜１２Ｃと室内機１３Ａ〜１３Ｃとを接続するユニット間配管１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃの距離を短くすることができるため、上記ユニット間配管１５Ａ〜１５Ｃ，１６Ａ〜１６Ｃからの熱損失を低減することができ、空気調和装置１０の機器効率を向上することができる。
【００２６】
また、複数の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を第一分岐装置１４の下流に並列に接続したことにより、各蓄熱利用冷房系統ごとに蓄熱利用冷房運転をすることが可能である。例えば、第１の蓄熱利用冷房系統１７及び第２の蓄熱利用冷房系統１８では蓄熱利用冷房運転を行い、第３の蓄熱利用冷房系統１９ではドライ運転を行うことができる。また、複数の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を第一分岐装置１４の下流に並列に接続したことにより、蓄熱利用冷房系統の１つが故障した場合にも、他の系統の運転には影響を与えない。例えば、蓄熱利用冷房系統１７の蓄熱ユニット１２Ａが故障した場合であっても、他の蓄熱利用冷房系統１８，１９の運転をすることができる。
【００２７】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形態では、室外機１１に対して、３系統の蓄熱利用冷房系統１７〜１９を接続した構成としているが、これに限らず、何系統をも接続する構成とすることができる。また、各蓄熱利用冷房系統１７〜１９は、蓄熱ユニット１台に対して、室内機を１台接続した構成としているが、複数台の室内機を接続する構成とすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明では、蓄熱ユニットの設置スペースを確保するとともに、機器効率を向上させた空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気調和装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態にかかる空気調和装置を配設したビルを示す模式図である。
【図３】製氷運転時における冷媒の流れを示す図である。
【図４】通常冷房運転時における冷媒の流れを示す図である。
【図５】蓄熱利用冷房運転時における冷媒の流れを示す図である。
【図６】ドライ運転時における冷媒の流れを示す図である。
【図７】暖房運転時における冷媒の流れを示す図である。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  室外機
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  蓄熱ユニット
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  室内機
１４  第一分岐装置
１５  ユニット間配管
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  分岐ユニット間配管
１６  ユニット間配管
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ  分岐ユニット間配管
１７  第１の蓄熱利用冷房系統
１８  第２の蓄熱利用冷房系統
１９  第３の蓄熱利用冷房系統
２１  圧縮機
２４  室外熱交換器
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ  蓄熱槽
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ  第１室内熱交換器
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ  第２室内熱交換器
１００  ビル
【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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