(57)【要約】【課題】信頼性が高い蓄熱運転が可能な蓄熱式空気調和機を得る。【解決手段】室外ユニットと、室内ユニットと、蓄熱媒体５、蓄熱媒体を溜める槽６、膨張装置４ｃ、蓄熱熱交換器７、を有する蓄熱ユニットとが冷媒配管で連結され、冷熱エネルギーを蓄積する蓄熱運転モードと、蓄積された冷熱エネルギーを使用して冷房運転を行う蓄熱利用冷房運転モードを備えた蓄熱式空気調和機において、槽６において蓄熱媒体５の水位を検出する水位センサ９ａ、９ｂと、蓄熱媒体温度を検出する温度センサ１０と、を備え、水位が下限値と上限値との範囲内に有り、かつ蓄熱媒体温度が所定温度以上の場合、蓄熱運転を開始する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張装置を有する室外ユニットと、室内熱交換器と膨張装置を有する室内ユニットと、蓄熱媒体、蓄熱媒体を溜める槽、膨張装置、蓄熱熱交換器、を有する蓄熱ユニットとが冷媒配管で連結され、冷熱エネルギーを蓄積する蓄熱運転モードと、蓄積された冷熱エネルギーを使用して冷房運転を行う蓄熱利用冷房運転モードを備えた蓄熱式空気調和機において、
前記槽において蓄熱媒体の水位を検出する水位センサと、蓄熱媒体温度を検出する温度センサと、を備え、
水位が下限値と上限値との範囲内に有り、かつ蓄熱媒体温度が所定温度以上の場合、蓄熱運転を開始することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
【請求項２】
請求項１に記載のものにおいて、水位が下限値以下又は上限値以上の場合、蓄熱運転を開始しないことを特徴とする蓄熱式空気調和機。
【請求項３】
請求項１に記載のものにおいて、蓄熱媒体温度が所定温度未満の場合、蓄熱運転を開始しないことを特徴とする蓄熱式空気調和機。
【請求項４】
請求項１に記載のものにおいて、蓄熱運転中に水位が上限値に達した場合、蓄熱運転を停止することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
【請求項５】
請求項１に記載のものにおいて、蓄熱運転中に蓄熱媒体温度が所定温度に達した場合、蓄熱運転を停止することを特徴とする蓄熱式空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調設備に関し、特に、蓄熱運転を制御する蓄熱式空気調和機に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
蓄熱式空気調和機において、水が氷に変化する際に体積膨張する性質があり、蓄熱熱交換器の伝熱管周囲に氷が形成されるとき水槽水位が上昇するので、蓄熱運転開始時の水位と蓄熱運転終了時の水位を検知し、蓄熱運転を制御することによって水槽内の蓄熱量を管理していた。
また、蓄熱運転開始時の水位と蓄熱運転終了時の水位を蓄熱式空気調和機の製氷能力と水槽容量に応じて予め設定しておき、蓄熱運転開始時の水位を製氷運転可能な下限水位、蓄熱運転終了時の水位を製氷運転可能な上限水位としていた。蓄熱運転開始時刻に水位が下限水位より不足していれば水槽給水管路に設けられた給水弁を開けて下限水位まで自動給水した上で蓄熱運転開始を開始し、氷の発生・成長とともに水位が上昇し上限水位に達すると製氷運転を停止することが知られ、例えば特許文献１、２等が挙げられる。
【特許文献１】
特開２０００−２５８２２１号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３２５７６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術においては、蓄熱利用冷房運転モードにおいて運転時間が短い場合は、伝熱管の周りに形成された氷が全て融解されず水槽内に氷が存在する状態で再び蓄熱運転時刻を迎え、蓄熱運転を行う。したがった、蓄熱利用冷房運転中あるいはその後に不用意に水槽を大気開放状態にして水槽水が自然蒸発したり水槽水の一部を排水したりした場合などは、水槽水位は低下するが蓄熱運転開始時刻に自動給水によって下限水位まで水を補給するため見かけ上は水量を満足しているが、水槽内には氷が存在していることから実質的な水量は所定水量より不足した過少水量状態となる。この状態で蓄熱運転を行うと、水位が上限水位に達するまでの製氷量は既に蓄熱運転開始時刻に氷が存在していたので所定量より過多となる。
【０００４】
また、その後蓄熱利用冷房運転を行うが運転時間が短い場合は再び水槽内に氷が存在することになる。以上の運転を毎日繰り返すと、蓄熱水槽内の氷量は次第に多くなって隣同士の氷が接触し氷の成長によって押し合うことになり、また伝熱管近傍の氷温度も次第に低下する。さらに、この状態が進むと、伝熱管が曲がり亀裂を生じガス漏れによって空調運転停止する恐れがある。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決し、信頼性が高い蓄熱運転が可能な蓄熱式空気調和機を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するために、本発明は、圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張装置を有する室外ユニットと、室内熱交換器と膨張装置を有する室内ユニットと、蓄熱媒体、蓄熱媒体を溜める槽、膨張装置、蓄熱熱交換器、を有する蓄熱ユニットとが冷媒配管で連結され、冷熱エネルギーを蓄積する蓄熱運転モードと、蓄積された冷熱エネルギーを使用して冷房運転を行う蓄熱利用冷房運転モードを備えた蓄熱式空気調和機において、槽において蓄熱媒体の水位を検出する水位センサと、蓄熱媒体温度を検出する温度センサと、を備え、水位が下限値と上限値との範囲内に有り、かつ蓄熱媒体温度が所定温度以上の場合、蓄熱運転を開始するものである。
【０００７】
また、上記のものにおいて、水位が下限値以下又は上限値以上の場合、蓄熱運転を開始しないことが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、蓄熱媒体温度が所定温度未満の場合、蓄熱運転を開始しないことが望ましい。
【０００８】
さらに、上記のものにおいて、蓄熱運転中に水位が上限値に達した場合、蓄熱運転を停止することが望ましい。
さらに、上記のものにおいて、蓄熱運転中に蓄熱媒体温度が所定温度に達した場合、蓄熱運転を停止することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して一実施の形態を説明する。
図１は、蓄熱式空気調和機のシステムを示す構成図であり、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３ａ、膨張装置４ａを備えた室外ユニットと、蓄熱媒体５である水とそれを蓄える槽６、膨張装置４ｃ、蓄熱熱交換器７、開閉装置８ａ、８ｂ、８ｃを備えた蓄熱ユニットと、膨張装置４ｂ、室内熱交換器３ｂを備えた室内ユニットとを順次配管で連結する。
【００１０】
また、蓄熱ユニットには、蓄熱媒体量の下限１５である水位を検出する手段の水位センサ９ａと、蓄熱媒体量の上限１６である水位を検出する手段の水位センサ９ｂ、蓄熱媒体温度検出手段である水温センサ１０、水槽に水を補給する給水管１１、給水管路の途中に設けられた給水弁１２を備えている。室外ユニットに、水位センサ９ａ、９ｂ、水温センサ１０から出力される信号をもとに、蓄熱運転および蓄熱運転停止させる蓄熱運転制御装置１３を備えている。さらに、蓄熱運転の運転時間の設定および信号出力する蓄熱タイマ１４を設け、蓄熱運転制御装置１３に信号を伝送する配線で接続する。
【００１１】
次に、動作について説明する。
蓄熱運転制御について図２の制御フローにもとづき説明し、始めに、蓄熱タイマ１４で設定された時刻になると蓄熱運転を行うか否かの判定を行う。
現在の水位が下限水位１５以上か否かを蓄熱運転制御装置が水位センサ９ａの信号から判定し、下限水位１５未満であれば蓄熱運転に入らず給水管路１１に設けられた給水弁１２を開けて下限水位１５まで自動給水する。
次に現在の水位が上限水位１６未満か否かを蓄熱運転制御装置１３が水位センサ９ｂの信号から判定し、上限水位１６以上であれば警報を発信し蓄熱運転を行わない。
次に現在の水温が下限水温以下か否かを蓄熱運転制御装置が水温センサ１０からの信号から判定し下限水温以上なら蓄熱運転を見送る。そして現在の水位が下限水位１５と上限水位１６の間に入っており水温が下限水温以上であれば蓄熱運転を開始する。
【００１２】
圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を通り室外熱交換器３ａで凝縮され液冷媒となり室外膨張装置４ａを通り、蓄熱膨張装置４ｃでの絞り作用で低温低圧の気液混合冷媒になり、蓄熱熱交換器８で蓄熱媒体５と熱交換し四方弁２を通って圧縮機１へ吸入される。このとき、蓄熱ユニットの開閉装置１４ａは開、１４ｂ、１４ｃは閉である。
【００１３】
蓄熱熱交換器６の伝熱管には徐々に蓄熱潜熱媒体である氷１７が形成され、水が氷に変化するときの体積膨張によって水位が上昇し、水温は徐々に低下し始める。この場合において蓄熱運転開始時に水槽６内に氷１７が存在し且過少水量の状態で蓄熱運転を開始すると氷が所定量を超えて伝熱管に形成され、水温センサ１０の取付位置に達するまでに成長すると水温センサ１０は氷の温度を検知するようになる。
氷の成長に伴って氷の温度が低下し、水温センサ１０が氷の温度が下限水温に達したことを検知すると運転制御装置１３が蓄熱運転を停止する。また水温が下限水温以上の場合は運転を継続し水位が上限水位１６に達したことを水位センサ９ｂで検知すると蓄熱運転を停止する。
【００１４】
利用冷房時は、圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を通り、室外熱交換器３ａで凝縮され液冷媒となり室外膨張装置４ａ、蓄熱膨張装置４ｃを通り、蓄熱熱交換器において形成された氷１７と熱交換し冷媒は過冷却され、室内ユニットの膨張装置４ｂでの絞り作用で低温低圧の気液混合冷媒になり室内熱交換器３ｂで熱交換し、室内の冷房を行い、四方弁２を通って圧縮機１へ吸入される。
この時、蓄熱ユニットの開閉装置８ａ８ｃは閉、８ｂは開である。利用冷房運転時間が短い場合は、伝熱管に形成された氷１７はすべて融解せず次の蓄熱運転まで水槽内に存在することになる。
【００１５】
上記の様に蓄熱媒体量検出手段である水位センサと蓄熱媒体温度検出手段である水温センサを組み合わせて蓄熱運転の開始・停止判定を行うため水位センサのみによる場合に比べて信頼性の高い蓄熱運転を行うことができる。
【００１６】
以上によれば、蓄熱媒体量が適正範囲にありかつ蓄熱媒体温度が適正範囲にあるときに蓄熱運転を行い、いずれかが適正範囲外にある場合は蓄熱運転を停止するので、槽内に蓄熱潜熱媒体が存在し過少媒体量状態で毎日蓄熱利用運転モードにおける運転時間が短い運転状況を継続しても、蓄熱潜熱媒体が過度に形成されない。したがって伝熱管を変形させガス漏れによって空調運転停止に至ることを無くすことができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄熱槽、特に伝熱管の破損を防止して信頼性の高い製氷運転を行うことが出来る蓄熱式空気調和機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による蓄熱式空気調和機のシステムを示す構成図。
【図２】本発明の一実施の形態による蓄熱運転制御のフローチャート。
【符号の説明】
１…圧縮機、２…四方弁、３ａ…室外熱交換器、３ｂ…室内熱交換器、４ａ，４ｂ，４ｃ…膨張装置、５…蓄熱媒体、６…槽、７…蓄熱熱交換器、８ａ，８ｂ，８ｃ…開閉装置、９ａ，９ｂ…蓄熱媒体量検出手段（水位センサ）、１０…蓄熱媒体温度検出手段（温度センサ）、１１…給水配管、１２…給水弁、１３…蓄熱運転制御装置、１４…蓄熱タイマ、１５…蓄熱媒体量の下限、１６…蓄熱媒体量の上限、１７…潜熱蓄熱媒体。
【図１】
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【図２】
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