(57)【要約】  本明細書では、圧縮機（１４）および凝縮器（２２）を有する蒸気圧縮システム（１０）のためのサブシステムが開示されている。サブシステムは、冷媒を流すために圧縮機（１４）の圧縮機入口（１４ａ）と流体連通可能な貯蔵組立体（４６）を備える。貯蔵組立体（４６）は、貯蔵構成において冷媒を受け入れて貯蔵し、放出構成において、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を圧縮機（１４）の圧縮機入口（１４ａ）へと放出するように構成される。サブシステムは、冷媒を流すために貯蔵組立体（４６）と流体連通しており、冷媒を流すために凝縮器（２２）の凝縮器入口（２２ａ）および圧縮機（１４）の圧縮機出口（１４ｂ）と流体連通可能である流れ指向組立体（３８）をさらに備える。流れ指向組立体（３８）は、第１の流れ構成において冷媒を圧縮機出口（１４ｂ）から貯蔵組立体（４６）へと向け、第２の流れ構成において冷媒を圧縮機出口（１４ｂ）から凝縮器入口（２２ａ）へと向けるように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機および凝縮器を有する蒸気圧縮システムのためのサブシステムであって、
冷媒を流すために前記圧縮機の圧縮機入口と流体連通可能な貯蔵組立体であって、貯蔵構成において冷媒を受け入れて貯蔵し、放出構成において、前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記圧縮機の前記圧縮機入口へと放出するように構成される、貯蔵組立体と、
冷媒を流すために前記貯蔵組立体と流体連通しており、冷媒を流すために前記凝縮器の凝縮器入口および前記圧縮機の圧縮機出口と流体連通可能である流れ指向組立体であって、第１の流れ構成において冷媒を前記圧縮機出口から前記貯蔵組立体へと向け、第２の流れ構成において冷媒を前記圧縮機出口から前記凝縮器入口へと向けるように構成される、流れ指向組立体と、
を備えるサブシステム。
【請求項２】
前記貯蔵組立体は、圧力平衡構成において、前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記流れ指向組立体へと放出するようにさらに構成され、前記流れ指向組立体は、第３の流れ構成において冷媒を前記貯蔵組立体から前記凝縮器入口へと向けるようにさらに構成される、請求項１に記載のサブシステム。
【請求項３】
前記貯蔵組立体は、
圧縮された冷媒の収容のための容器であって、容器ポートを有する、容器と、
冷媒を流すために前記容器ポートと選択的に流体連通する第１の貯蔵ポートと、
冷媒を流すために前記容器ポートと選択的に流体連通する第２の貯蔵ポートであって、冷媒を流すために前記圧縮機入口と流体連通可能である、第２の貯蔵ポートと、
を備える、請求項２に記載のサブシステム。
【請求項４】
前記流れ指向組立体は、
冷媒を流すために前記圧縮機の前記圧縮機出口と流体連通可能である第１の流れポートと、
冷媒を流すために前記第１の流れポートと選択的に流体連通する第２の流れポートであって、前記凝縮器入口と流体連通可能である、第２の流れポートと、
冷媒を流すために前記第１の流れポートおよび前記第２の流れポートと選択的に流体連通する第３の流れポートであって、前記第１の貯蔵ポートと流体連通可能である、第３の流れポートと、
を備える、請求項３に記載のサブシステム。
【請求項５】
前記貯蔵組立体および前記流れ指向組立体と動作可能に関連付けられる制御装置であって、前記貯蔵組立体を、前記貯蔵構成、前記放出構成、および前記圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成するため、かつ、前記流れ指向組立体を、前記第１の流れ構成、前記第２の流れ構成、および前記第３の流れ構成のうちの少なくとも１つで構成するための制御装置をさらに備える、請求項４に記載のサブシステム。
【請求項６】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記貯蔵構成へと構成するとき、前記制御装置は前記流れ指向組立体を前記第１の流れ構成に構成する、請求項５に記載のサブシステム。
【請求項７】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記圧力平衡構成へと構成するとき、前記制御装置は前記流れ指向組立体を前記第３の流れ構成に構成する、請求項５または６に記載のサブシステム。
【請求項８】
前記貯蔵組立体は、
前記第１の貯蔵ポートと前記容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第１の貯蔵弁と、
前記第２の貯蔵ポートと前記容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第２の貯蔵弁と、
をさらに備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項９】
前記制御装置は、少なくとも、
前記第１の貯蔵弁の前記開位置への作動、および、
前記第２の貯蔵弁の前記閉位置への作動
によって、前記貯蔵組立体を前記貯蔵構成または前記圧力平衡構成へと構成する、請求項８に記載のサブシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、少なくとも、
前記第１の貯蔵弁の前記閉位置への作動、および、
前記第２の貯蔵弁の前記開位置への作動
によって、前記貯蔵組立体を前記放出構成へと構成する、請求項８または９に記載のサブシステム。
【請求項１１】
前記制御装置と動作可能に関連付けられ、それ自体を通る冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な吸込み弁をさらに備え、前記第２の貯蔵ポートは前記吸込み弁を介して前記圧縮機入口と流体連通可能である、請求項５から１０のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項１２】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記放出構成へと構成するとき、前記制御装置は前記吸込み弁を前記開位置に作動させる、請求項１１に記載のサブシステム。
【請求項１３】
前記流れ指向組立体は、
前記第１の流れポートと前記第２の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第１の流れ弁と、
前記第１の流れポートと前記第３の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第２の流れ弁と、
前記第３の流れポートと前記第２の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第３の流れ弁と、
をさらに備える、請求項５から１２のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項１４】
前記制御装置は、少なくとも、
前記第１の流れ弁の前記閉位置への作動、
前記第２の流れ弁の前記開位置への作動、および、
前記第３の流れ弁の前記閉位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第１の流れ構成へと構成する、請求項１３に記載のサブシステム。
【請求項１５】
前記制御装置は、少なくとも、
前記第１の流れ弁の前記開位置への作動、
前記第２の流れ弁の前記閉位置への作動、および、
前記第３の流れ弁の前記閉位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第２の流れ構成へと構成する、請求項１３または１４に記載のサブシステム。
【請求項１６】
前記制御装置は、少なくとも、
前記第１の流れ弁の前記閉位置への作動、
前記第２の流れ弁の前記閉位置への作動、および、
前記第３の流れ弁の前記開位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第３の流れ構成へと構成する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項１７】
前記貯蔵組立体は、
圧縮された冷媒の収容のための容器であって、容器ポートを有する、容器と、
冷媒を流すために前記容器ポートと選択的に流体連通する貯蔵ポートであって、冷媒を流すために前記圧縮機入口と流体連通可能である、貯蔵ポートと、
を備える、請求項２に記載のサブシステム。
【請求項１８】
前記流れ指向組立体は、
冷媒を流すために前記圧縮機の前記圧縮機出口と流体連通可能である第１の流れポートと、
冷媒を流すために前記第１の流れポートと選択的に流体連通する第２の流れポートであって、前記凝縮器入口と流体連通可能である、第２の流れポートと、
冷媒を流すために前記第１の流れポートおよび前記第２の流れポートと選択的に流体連通する第３の流れポートであって、前記貯蔵ポートと流体連通している、第３の流れポートと、
を備える、請求項１７に記載のサブシステム。
【請求項１９】
前記貯蔵組立体および前記流れ指向組立体と動作可能に関連付けられる制御装置であって、前記貯蔵組立体を、前記貯蔵構成、前記放出構成、および前記圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成するため、かつ、前記流れ指向組立体を、前記第１の流れ構成、前記第２の流れ構成、および前記第３の流れ構成のうちの少なくとも１つで構成するための制御装置をさらに備える、請求項１８に記載のサブシステム。
【請求項２０】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記貯蔵構成へと構成するとき、前記制御装置は前記流れ指向組立体を前記第１の流れ構成に構成する、請求項１９に記載のサブシステム。
【請求項２１】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記圧力平衡構成へと構成するとき、前記制御装置は前記流れ指向組立体を前記第３の流れ構成に構成する、請求項１９または２０に記載のサブシステム。
【請求項２２】
前記貯蔵組立体は、
前記貯蔵ポートと前記容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な貯蔵弁
をさらに備える、請求項１９から２１のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項２３】
前記制御装置は、少なくとも、
前記貯蔵弁の前記開位置への作動
によって、前記貯蔵組立体を前記貯蔵構成、前記圧力平衡構成、または前記放出構成へと構成する、請求項２２に記載のサブシステム。
【請求項２４】
前記制御装置と動作可能に関連付けられる吸込み弁であって、それ自体を通る冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な、吸込み弁をさらに備え、前記貯蔵ポートは前記吸込み弁を介して前記圧縮機入口と流体連通可能である、請求項１９から２３のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項２５】
前記制御装置が前記貯蔵組立体を前記放出構成へと構成するとき、前記制御装置は前記吸込み弁を前記開位置に作動させる、請求項２４に記載のサブシステム。
【請求項２６】
前記流れ指向組立体は、
第１の流れ位置、第２の流れ位置、または第３の流れ位置に作動可能な流れ弁であって、前記第１の流れ位置において、前記第１の流れポートと前記第３の流れポートとの間での冷媒の流れを許容し、前記第２の流れ位置において、前記第１の流れポートと前記第２の流れポートとの間での冷媒の流れを許容し、前記第３の流れ位置において、前記第３の流れポートと前記第２の流れポートとの間での冷媒の流れを許容する、流れ弁
をさらに備える、請求項１９から２５のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項２７】
前記制御装置は、少なくとも、
前記流れ弁の前記第１の流れ位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第１の流れ構成へと構成する、請求項２６に記載のサブシステム。
【請求項２８】
前記制御装置は、少なくとも、
前記流れ弁の前記第２の流れ位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第２の流れ構成へと構成する、請求項２６または２７に記載のサブシステム。
【請求項２９】
前記制御装置は、少なくとも、
前記流れ弁の前記第３の流れ位置への作動
によって、前記流れ指向組立体を前記第３の流れ構成へと構成する、請求項２６から２８のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３０】
前記制御装置と動作可能に関連付けられ、前記凝縮器において、または、前記凝縮器の近くで、温度および／または湿度を測定するように構成される凝縮器センサと、
前記制御装置と動作可能に関連付けられ、前記蒸気圧縮システムの蒸発器において、または、前記蒸気圧縮システムの蒸発器の近くで、温度および／または湿度を測定するように構成される蒸発器センサと、
をさらに備える、請求項５から２９のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３１】
前記システムは、前記制御装置と動作可能に関連付けられる吸込みセンサであって、前記吸込み弁において、または、前記吸込み弁の近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される、吸込みセンサをさらに備える、請求項５から３０のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３２】
前記貯蔵組立体は、前記容器ポートにおいて、または、前記容器内において、温度および／または圧力を測定するように構成される容器センサをさらに備える、請求項３１に記載のサブシステム。
【請求項３３】
前記流れ指向組立体は、前記第１の流れポートにおいて、または、前記第１の流れポートの近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される第１の圧縮機センサと、前記第２の流れポートにおいて、または、前記第２の流れポートの近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される第２の圧縮機センサとをさらに備える、請求項３２に記載のサブシステム。
【請求項３４】
前記制御装置は、前記凝縮器センサ、前記蒸発器センサ、前記容器センサ、前記第１の圧縮機センサ、前記第２の圧縮機センサ、および前記吸込みセンサのうちの少なくとも１つからの１つまたは複数の測定に応答して、前記貯蔵組立体を、前記貯蔵構成、前記放出構成、および前記圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成する、請求項３３に記載のサブシステム。
【請求項３５】
前記制御装置は、前記凝縮器センサ、前記蒸発器センサ、前記容器センサ、前記第１の圧縮機センサ、前記第２の圧縮機センサ、および前記吸込みセンサのうちの少なくとも１つからの１つまたは複数の測定に応答して、前記流れ指向組立体を、前記第１の流れ構成、前記第２の流れ構成、および前記第３の流れ構成のうちの少なくとも１つへと構成する、請求項３３または３４に記載のサブシステム。
【請求項３６】
前記第１の貯蔵弁は、それ自体を通る冷媒の流量が前記制御装置によって制御可能であるように前記開位置において調整可能である、請求項８から２２のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３７】
前記吸込み弁は、それ自体を通る冷媒の流量が前記制御装置によって制御可能であるように前記開位置において調整可能である、請求項１１から２２のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３８】
前記貯蔵組立体は、それ自体を通って流れる冷媒を凝縮させるための貯蔵凝縮器をさらに備え、前記容器ポートは、前記貯蔵凝縮器を介して前記第２の貯蔵ポートと選択的に流体連通する、請求項１から３７のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項３９】
前記容器は真空断熱される、請求項３から３８のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項４０】
前記容器は、冷媒が収容可能である内部チャンバを備える、請求項３から３８のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項４１】
前記貯蔵組立体は前記内部チャンバの容積を調整するように構成される、請求項４０に記載のサブシステム。
【請求項４２】
前記内部チャンバは、壁部、第１の端部、および第２の端部によって実質的に定められ、前記第１の端部は前記第２の端部に対して移動可能である、請求項４１に記載のサブシステム。
【請求項４３】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するために前記第１の端部と動作可能に連結されるモータをさらに備える、請求項４２に記載のサブシステム。
【請求項４４】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するように構成される液圧システムをさらに備える、請求項４２に記載のサブシステム。
【請求項４５】
前記第１の端部は、前記壁部と封止して係合されるピストンを備える、請求項４１から４４のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項４６】
凝縮器入口を有する凝縮器と、
圧縮機入口および圧縮機出口を有する圧縮機と、
冷媒を流すために前記圧縮機入口と流体連通している貯蔵組立体であって、貯蔵構成において冷媒を受け入れて貯蔵し、放出構成において、前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記圧縮機の前記圧縮機入口へと放出するように構成される、貯蔵組立体と、
冷媒を流すために前記貯蔵組立体、前記凝縮器入口、および前記圧縮機出口と流体連通しており、第１の流れ構成において冷媒を前記圧縮機出口から前記貯蔵組立体へと向け、第２の流れ構成において冷媒を前記圧縮機出口から前記凝縮器入口へと向けるように構成される流れ指向組立体と、
を備える蒸気圧縮システム。
【請求項４７】
圧縮機および凝縮器を有する蒸気圧縮システムのための方法であって、
冷媒を前記圧縮機の圧縮機出口から貯蔵組立体へと向けるステップと、
前記圧縮機出口から受け入れられた冷媒を前記貯蔵組立体において貯蔵するステップと、
前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記圧縮機の圧縮機入口へと放出するステップと、
を含む方法。
【請求項４８】
前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を放出するステップと、前記貯蔵組立体から放出された冷媒を前記凝縮器入口へと向けるステップとをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
蒸気圧縮システムのためのサブシステムであって、
冷媒を貯蔵するための貯蔵組立体と、
前記貯蔵組立体と流体連通している流れ指向組立体と、
を備え、
前記流れ指向組立体は、前記貯蔵組立体において貯蔵するために、冷媒を前記蒸気圧縮システムから前記貯蔵組立体へと向けるように適合され、前記貯蔵組立体は、前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記蒸気圧縮システムへと放出するように適合される、サブシステム。
【請求項５０】
前記貯蔵組立体は、冷媒が貯蔵可能である内部チャンバを伴う容器を備える、請求項４９に記載のサブシステム。
【請求項５１】
前記容器は真空断熱される、請求項５０に記載のサブシステム。
【請求項５２】
前記内部チャンバは容積を有し、前記貯蔵組立体は前記容積を調整するように構成される、請求項５０または５１に記載のサブシステム。
【請求項５３】
前記内部チャンバは、壁部、第１の端部、および第２の端部によって実質的に定められ、前記第１の端部は前記第２の端部に対して移動可能である、請求項５２に記載のサブシステム。
【請求項５４】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するために前記第１の端部と動作可能に連結されるモータをさらに備える、請求項５３に記載のサブシステム。
【請求項５５】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するように構成される液圧システムをさらに備える、請求項５３に記載のサブシステム。
【請求項５６】
前記第１の端部は、前記壁部と封止して係合されるピストンを備える、請求項５３から５５のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項５７】
前記流れ指向組立体および前記貯蔵組立体が前記蒸気圧縮システムと流体連通している、請求項４９から５６のいずれか一項に記載のサブシステムと前記蒸気圧縮システムとの組み合わせ。
【請求項５８】
前記蒸気圧縮システムは、前記流れ指向組立体が冷媒を前記蒸気圧縮システムから前記貯蔵組立体へと向けるとき、および／または、前記貯蔵組立体が前記貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を前記蒸気圧縮システムへと放出するときにオン状態にある圧縮機を備える、請求項５７に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮システムのためのサブシステム、蒸気圧縮システム、および蒸気圧縮システムのための方法に関する。
【０００２】
本発明は、主として空調システムにおける使用のために開発されており、以後においては、その用途に関連して記載されている。しかしながら、本発明は、その用途に限定されず、冷凍システムにおける使用にとっても適している。
【背景技術】
【０００３】
冷凍空調システムが、包囲された環境において空気を加熱および／または冷却するために使用されている。
【０００４】
ある形態では、冷凍空調システムは、一定速の圧縮機によって駆動される蒸気圧縮サイクルを利用している。このシステムの動作の間、一定速の圧縮機は、システムのエネルギー消費を低減するために、必要とされないとき停止させることができる。しかしながら、圧縮機が必要とされるとき、かなり大量のエネルギーが、圧縮機を再始動するために引き出され、冷媒をその最適な動作状態へと持って行くためにさらに使用される。さらに、一定速の圧縮機は、より優れたエネルギー効率プロファイルを可能とするために、動作中の速度の増加または低減を行うことができない。別の形態では、冷凍空調システムは、可変速の圧縮機によって駆動される蒸気圧縮サイクルを利用している。可変速の圧縮機は、動作中の速度の増加または低減を可能にするが、停止するのは非効率的であり、そのため必要とされていないときであってもエネルギーを利用する。
【０００５】
エネルギーへのコストおよび要求を考えると、圧縮機によって駆動される冷凍空調システムの全体のエネルギー消費を低減することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の必要性に少なくとも対処すること、または、有用な代替を少なくとも提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様では、圧縮機および凝縮器を有する蒸気圧縮システムのためのサブシステムであって、
冷媒を流すために圧縮機の圧縮機入口と流体連通可能な貯蔵組立体であって、貯蔵構成において冷媒を受け入れて貯蔵し、放出構成において、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を圧縮機の圧縮機入口へと放出するように構成される、貯蔵組立体と、
冷媒を流すために貯蔵組立体と流体連通しており、冷媒を流すために凝縮器の凝縮器入口および圧縮機の圧縮機出口と流体連通可能である流れ指向組立体であって、第１の流れ構成において冷媒を圧縮機出口から貯蔵組立体へと向け、第２の流れ構成において冷媒を圧縮機出口から凝縮器入口へと向けるように構成される、流れ指向組立体と、
を備えるサブシステムが提供される。
【０００８】
貯蔵組立体は、圧力平衡構成において、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を流れ指向組立体へと放出するようにさらに構成され、流れ指向組立体は、第３の流れ構成において冷媒を貯蔵組立体から凝縮器入口へと向けるようにさらに構成されてもよい。
【０００９】
貯蔵組立体は、
圧縮された冷媒の収容のための容器であって、容器ポートを有する、容器と、
冷媒を流すために容器ポートと選択的に流体連通する第１の貯蔵ポートと、
冷媒を流すために容器ポートと選択的に流体連通する第２の貯蔵ポートであって、冷媒を流すために圧縮機入口と流体連通可能である、第２の貯蔵ポートと、
を備えてもよい。
【００１０】
流れ指向組立体は、
冷媒を流すために圧縮機の圧縮機出口と流体連通可能である第１の流れポートと、
冷媒を流すために第１の流れポートと選択的に流体連通する第２の流れポートであって、凝縮器入口と流体連通可能である、第２の流れポートと、
冷媒を流すために第１の流れポートおよび第２の流れポートと選択的に流体連通する第３の流れポートであって、第１の貯蔵ポートと流体連通可能である、第３の流れポートと、
を備えてもよい。
【００１１】
サブシステムは、貯蔵組立体および流れ指向組立体と動作可能に関連付けられる制御装置であって、貯蔵組立体を、貯蔵構成、放出構成、および圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成するため、かつ、流れ指向組立体を、第１の流れ構成、第２の流れ構成、および第３の流れ構成のうちの少なくとも１つで構成するための制御装置をさらに備えてもよい。
【００１２】
制御装置が貯蔵組立体を貯蔵構成へと構成するとき、制御装置は流れ指向組立体を第１の流れ構成に構成してもよい。
【００１３】
制御装置が貯蔵組立体を圧力平衡構成へと構成するとき、制御装置は流れ指向組立体を第３の流れ構成に構成してもよい。
【００１４】
貯蔵組立体は、
第１の貯蔵ポートと容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第１の貯蔵弁と、
第２の貯蔵ポートと容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第２の貯蔵弁と、
をさらに備えてもよい。
【００１５】
制御装置は、少なくとも、
第１の貯蔵弁の開位置への作動、および、
第２の貯蔵弁の閉位置への作動
によって、貯蔵組立体を貯蔵構成または圧力平衡構成へと構成してもよい。
【００１６】
制御装置は、少なくとも、
第１の貯蔵弁の閉位置への作動、および、
第２の貯蔵弁の開位置への作動
によって、貯蔵組立体を放出構成へと構成してもよい。
【００１７】
サブシステムは、制御装置と動作可能に関連付けられ、それ自体を通る冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な吸込み弁をさらに備え、第２の貯蔵ポートは吸込み弁を介して圧縮機入口と流体連通可能であってもよい。
【００１８】
制御装置が貯蔵組立体を放出構成へと構成するとき、制御装置は吸込み弁を開位置に作動させてもよい。
【００１９】
流れ指向組立体は、
第１の流れポートと第２の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第１の流れ弁と、
第１の流れポートと第３の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第２の流れ弁と、
第３の流れポートと第２の流れポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な第３の流れ弁と、
をさらに備えてもよい。
【００２０】
制御装置は、少なくとも、
第１の流れ弁の閉位置への作動、
第２の流れ弁の開位置への作動、および、
第３の流れ弁の閉位置への作動
によって、流れ指向組立体を第１の流れ構成へと構成してもよい。
【００２１】
制御装置は、少なくとも、
第１の流れ弁の開位置への作動、
第２の流れ弁の閉位置への作動、および、
第３の流れ弁の閉位置への作動
によって、流れ指向組立体を第２の流れ構成へと構成してもよい。
【００２２】
制御装置は、少なくとも、
第１の流れ弁の閉位置への作動、
第２の流れ弁の閉位置への作動、および、
第３の流れ弁の開位置への作動
によって、流れ指向組立体を第３の流れ構成へと構成してもよい。
【００２３】
貯蔵組立体は、
圧縮された冷媒の収容のための容器であって、容器ポートを有する、容器と、
冷媒を流すために容器ポートと選択的に流体連通する貯蔵ポートであって、冷媒を流すために圧縮機入口と流体連通可能である、貯蔵ポートと、
を備えてもよい。
【００２４】
流れ指向組立体は、
冷媒を流すために圧縮機の圧縮機出口と流体連通可能である第１の流れポートと、
冷媒を流すために第１の流れポートと選択的に流体連通する第２の流れポートであって、凝縮器入口と流体連通可能である、第２の流れポートと、
冷媒を流すために第１の流れポートおよび第２の流れポートと選択的に流体連通する第３の流れポートであって、貯蔵ポートと流体連通している、第３の流れポートと、
を備えてもよい。
【００２５】
サブシステムは、貯蔵組立体および流れ指向組立体と動作可能に関連付けられる制御装置であって、貯蔵組立体を、貯蔵構成、放出構成、および圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成するため、かつ、流れ指向組立体を、第１の流れ構成、第２の流れ構成、および第３の流れ構成のうちの少なくとも１つで構成するための制御装置をさらに備えてもよい。
【００２６】
制御装置が貯蔵組立体を貯蔵構成へと構成するとき、制御装置は流れ指向組立体を第１の流れ構成に構成してもよい。
【００２７】
制御装置が貯蔵組立体を圧力平衡構成へと構成するとき、制御装置は流れ指向組立体を第３の流れ構成に構成してもよい。
【００２８】
貯蔵組立体は、
貯蔵ポートと容器ポートとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な貯蔵弁をさらに備えてもよい。
【００２９】
制御装置は、少なくとも、
貯蔵弁の開位置への作動
によって、貯蔵組立体を貯蔵構成、圧力平衡構成、または放出構成へと構成してもよい。
【００３０】
サブシステムは、制御装置と動作可能に関連付けられる吸込み弁であって、それ自体を通る冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で作動可能な、吸込み弁をさらに備え、貯蔵ポートは吸込み弁を介して圧縮機入口と流体連通可能であってもよい。
【００３１】
制御装置が貯蔵組立体を放出構成へと構成するとき、制御装置は吸込み弁を開位置に作動させてもよい。
【００３２】
流れ指向組立体は、
第１の流れ位置、第２の流れ位置、または第３の流れ位置に作動可能な流れ弁であって、第１の流れ位置において、第１の流れポートと第３の流れポートとの間での冷媒の流れを許容し、第２の流れ位置において、第１の流れポートと第２の流れポートとの間での冷媒の流れを許容し、第３の流れ位置において、第３の流れポートと第２の流れポートとの間での冷媒の流れを許容する、流れ弁
をさらに備えてもよい。
【００３３】
制御装置は、少なくとも、
流れ弁の第１の流れ位置への作動
によって、流れ指向組立体を第１の流れ構成へと構成してもよい。
【００３４】
制御装置は、少なくとも、
流れ弁の第２の流れ位置への作動
によって、流れ指向組立体を第２の流れ構成へと構成してもよい。
【００３５】
制御装置は、少なくとも、
流れ弁の第３の流れ位置への作動
によって、流れ指向組立体を第３の流れ構成へと構成してもよい。
【００３６】
サブシステムは、
制御装置と動作可能に関連付けられ、凝縮器において、または、凝縮器の近くで、温度および／または湿度を測定するように構成される凝縮器センサと、
制御装置と動作可能に関連付けられ、蒸気圧縮システムの蒸発器において、または、蒸気圧縮システムの蒸発器の近くで、温度および／または湿度を測定するように構成される蒸発器センサと、
をさらに備えてもよい。
【００３７】
システムは、制御装置と動作可能に関連付けられる吸込みセンサであって、吸込み弁において、または、吸込み弁の近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される、吸込みセンサをさらに備えてもよい。
【００３８】
貯蔵組立体は、容器ポートにおいて、または、容器内において、温度および／または圧力を測定するように構成される容器センサをさらに備えてもよい。
【００３９】
流れ指向組立体は、第１の流れポートにおいて、または、第１の流れポートの近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される第１の圧縮機センサと、第２の流れポートにおいて、または、第２の流れポートの近くで、温度および／または圧力を測定するように構成される第２の圧縮機センサとをさらに備えてもよい。
【００４０】
制御装置は、凝縮器センサ、蒸発器センサ、容器センサ、第１の圧縮機センサ、第２の圧縮機センサ、および吸込みセンサのうちの少なくとも１つからの１つまたは複数の測定に応答して、貯蔵組立体を、貯蔵構成、放出構成、および圧力平衡構成のうちの少なくとも１つへと構成してもよい。
【００４１】
制御装置は、凝縮器センサ、蒸発器センサ、容器センサ、第１の圧縮機センサ、第２の圧縮機センサ、および吸込みセンサのうちの少なくとも１つからの１つまたは複数の測定に応答して、流れ指向組立体を、第１の流れ構成、第２の流れ構成、および第３の流れ構成のうちの少なくとも１つへと構成してもよい。
【００４２】
第１の貯蔵弁は、それ自体を通る冷媒の流量が制御装置によって制御可能であるように開位置において調整可能であってもよい。
【００４３】
吸込み弁は、それ自体を通る冷媒の流量が制御装置によって制御可能であるように開位置において調整可能であってもよい。
【００４４】
貯蔵組立体は、それ自体を通って流れる冷媒を凝縮させるための貯蔵凝縮器をさらに備え、容器ポートは、貯蔵凝縮器を介して第２の貯蔵ポートと選択的に流体連通していてもよい。
【００４５】
容器は真空断熱されてもよい。
【００４６】
容器は、冷媒が収容可能である内部チャンバを備えてもよい。貯蔵組立体は、内部チャンバの容積を調整するように構成されてもよい。内部チャンバは、壁部、第１の端部、および第２の端部によって実質的に定められてもよく、第１の端部は第２の端部に対して移動可能であってもよい。貯蔵組立体は、第１の端部を第２の端部に対して移動するために第１の端部と動作可能に連結されるモータをさらに備えてもよい。第１の端部は、壁部と封止して係合されるピストンを備えてもよい。
【００４７】
本発明の別の態様によれば、
凝縮器入口を有する凝縮器と、
圧縮機入口および圧縮機出口を有する圧縮機と、
冷媒を流すために圧縮機入口と流体連通している貯蔵組立体であって、貯蔵構成において冷媒を受け入れて貯蔵し、放出構成において、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を圧縮機の圧縮機入口へと放出するように構成される、貯蔵組立体と、
冷媒を流すために貯蔵組立体、凝縮器入口、および圧縮機出口と流体連通しており、第１の流れ構成において冷媒を圧縮機出口から貯蔵組立体へと向け、第２の流れ構成において冷媒を圧縮機出口から凝縮器入口へと向けるように構成される流れ指向組立体と、
を備える蒸気圧縮システムが提供される。
【００４８】
本発明の別の態様によれば、圧縮機および凝縮器を有する蒸気圧縮システムのための方法であって、
冷媒を圧縮機の圧縮機出口から貯蔵組立体へと向けるステップと、
圧縮機出口から受け入れられた冷媒を貯蔵組立体において貯蔵するステップと、
貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を圧縮機の圧縮機入口へと放出するステップと、
を含む方法が提供される。
【００４９】
方法は、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を放出するステップと、貯蔵組立体から放出された冷媒を凝縮器入口へと向けるステップとをさらに含んでもよい。
【００５０】
本発明の別の態様によれば、蒸気圧縮システムのためのサブシステムであって、
冷媒を貯蔵するための貯蔵組立体と、
貯蔵組立体と流体連通している流れ指向組立体と、
を備え、
流れ指向組立体は、貯蔵組立体において貯蔵するために、冷媒を蒸気圧縮システムから貯蔵組立体へと向けるように適合され、貯蔵組立体は、貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を蒸気圧縮システムへと放出するように適合されるサブシステムが提供される。
【００５１】
貯蔵組立体は、冷媒が貯蔵可能である内部チャンバを伴う容器を備えてもよい。
【００５２】
容器は真空断熱されてもよい。
【００５３】
内部チャンバは容積を有してもよく、貯蔵組立体は容積を調整するように構成されてもよい。
【００５４】
内部チャンバは、壁部、第１の端部、および第２の端部によって実質的に定められてもよく、第１の端部は第２の端部に対して移動可能であってもよい。
【００５５】
貯蔵組立体は、第１の端部を第２の端部に対して移動するために第１の端部と動作可能に連結されるモータをさらに備えてもよい。
【００５６】
貯蔵組立体は、第１の端部を第２の端部に対して移動するように構成される液圧システムをさらに備えてもよい。
【００５７】
第１の端部は、壁部と封止して係合されるピストンを備えてもよい。
【００５８】
同じく開示されているのは、流れ指向組立体および貯蔵組立体が蒸気圧縮システムと流体連通している、前述したようなサブシステムと蒸気圧縮システムとの組み合わせである。
【００５９】
蒸気圧縮システムは、流れ指向組立体が冷媒を蒸気圧縮システムから貯蔵組立体へと向けるとき、および／または、貯蔵組立体が貯蔵組立体に貯蔵された冷媒を蒸気圧縮システムへと放出するときにオン状態にある圧縮機を備えてもよい。
【００６０】
本発明の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して、専ら例として、以後において記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】蒸気圧縮システムの第１の実施形態の概略図である。
【図２】蒸気圧縮システムの第２の実施形態の貯蔵組立体の概略図である。
【図３】蒸気圧縮システムの第３の実施形態の概略図である。
【図４】図３の蒸気圧縮システムの容器の正面図である。
【図５】線Ａ−Ａに沿って切り取られた図４の容器の断面図である。
【図６】図４の容器の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
図１は、空調システムの形態での蒸気圧縮システム１０の第１の実施形態を示している。システム１０は、冷媒を圧縮するための一定速の圧縮機１４を備えている。圧縮機１４は、冷媒の吸入のための圧縮機入口１４ａと、圧縮された冷媒の排出のための圧縮機出口１４ｂとを有する。圧縮機１４は、主電源２０（例えば２４０Ｖ）によって電力供給されるシステム１０の主制御基板１６によってオン状態およびオフ状態へと電気的に作動可能である。
【００６３】
システム１０は２つの熱交換器２２、２４をさらに備えている。熱交換器２２は屋外の領域に位置付けられており、熱交換器２４は屋内の領域に位置付けられている。図１における線２６は、屋外領域と屋内領域との境界を定めている。システム１０は、屋内領域の冷却または加熱のいずれかをするように、システム１０内における冷媒の流れの方向を逆にするための逆転弁２８をさらに備えている。逆転弁２８によって引き起こされる冷媒の流れの方向に依存して、各々の熱交換器２２、２４は、それ自体を通って流れる冷媒を凝縮させるための凝縮器として、または、それ自体を通って流れる冷媒を蒸発させるための蒸発器として作用することが認識されよう。しかしながら、図１はシステム１０が屋内領域を冷却している構成で逆転弁２８を示しているため、熱交換器２２は、以後において凝縮器として言及され、熱交換器２４は、以後において蒸発器として言及される。
【００６４】
凝縮器２２は、冷媒の吸入のための凝縮器入口２２ａと、凝縮されて冷却された冷媒の排出のための凝縮器出口２２ｂとを有する。蒸発器２４は、冷媒の吸入のための蒸発器入口２４ａと、蒸発されて加熱された冷媒の排出のための蒸発器出口２４ｂとを有する。凝縮器出口２２ｂは蒸発器入口２４ａと流体連結されている。逆転弁２８は、蒸発器出口２４ｂから排出される蒸発された冷媒が圧縮機入口１４ａへと向けられるように、蒸発器出口２４ｂに流体連結されている。逆転弁２８は、逆転入口２８ａを介して受け入れられる任意の冷媒が凝縮器入口２２ａへと向けられるように、凝縮器入口２２ａに流体連結されてもいる。
【００６５】
システム１０は、凝縮器出口２２ｂと蒸発器入口２４ａとの間の連結部に位置付けられた２つの膨張弁３０、３２をさらに備えている。各々の膨張弁３０、３２は、それ自体を通過する冷媒の圧力を急激に低下させるように構成されている。膨張弁３０は、システム１０が屋内領域を冷却しているときのみ使用され、システム１０が屋内領域を加熱しているときは迂回される。逆に、膨張弁３２は、システム１０が屋内領域を加熱しているときのみ使用され、システム１０が屋内領域を冷却しているときは迂回される。
【００６６】
システム１０は２つのファン３４、３６をさらに備えている。ファン３４は、凝縮器２２を横断する空気流を誘導するように構成され、ファン３６は、蒸発器２４を横断する空気流を誘導するように構成される。
【００６７】
システム１０は、冷媒を向けるための流れ指向組立体３８をさらに備えている。流れ指向組立体３８は３つの流れポート３８ａ、３８ｂ、３８ｃを備えている。流れポート３８ａ、３８ｂ、３８ｃの各々は冷媒の通過のために構成されている。流れポート３８ａは、流れポート３８ｂ、３８ｃおよび圧縮機出口１４ｂに流体連結されている。また、流れポート３８ｂは、流れポート３８ｃおよび逆転入口２８ａに流体連結されている。
【００６８】
流れ指向組立体３８は３つの流れ弁４０ａ、４０ｂ、４０ｃをさらに備えている。流れ弁４０ａは流れポート３８ａ、３８ｂの間の連結部に位置付けられている。流れ弁４０ａは、流れポート３８ａ、３８ｂの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。流れ弁４０ｂは流れポート３８ａ、３８ｃの間の連結部に位置付けられている。流れ弁４０ｂは、流れポート３８ａ、３８ｃの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。流れ弁４０ｃは流れポート３８ｂ、３８ｃの間の連結部に位置付けられている。流れ弁４０ｃは、流れポート３８ｂ、３８ｃの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。
【００６９】
他の実施形態では、流れ弁４０ａ、４０ｂ、４０ｃがそれぞれの開位置と閉位置との間で空気圧によって作動可能であり得ることが認識されよう。他の実施形態では、流れ弁４０ａ、４０ｂ、４０ｃが同様の流路を達成するための他の弁の組み合わせによって置き換えられ得ることが認識されよう。
【００７０】
第１の実施形態では、流れ指向組立体３８は２つの圧縮機センサ４２、４４をさらに備えている。圧縮機センサ４２は、流れポート３８ａに、または、流れポート３８ａの近くに位置付けられており、流れポート３８ａでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。圧縮機センサ４４は、流れポート３８ｂに、または、流れポート３８ｂの近くに位置付けられており、流れポート３８ｂでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。
【００７１】
システム１０は、冷媒を貯蔵および放出するための貯蔵組立体４６をさらに備えている。貯蔵組立体４６は２つの貯蔵ポート４６ａ、４６ｂを備えている。貯蔵ポート４６ａ、４６ｂの各々は冷媒の通過のために構成されている。貯蔵ポート４６ａは流れポート３８ｃに流体連結されており、貯蔵ポート４６ｂは圧縮機入口１４ａに流体連結されている。
【００７２】
貯蔵組立体４６は、圧縮された冷媒の収容のための真空断熱容器４８をさらに備えている。容器４８は、冷媒の通過のための容器ポート４８ａを有し、貯蔵ポート４６ａ、４６ｂに流体連結されている。貯蔵組立体４６は、それ自体を通って流れる冷媒を凝縮させるための貯蔵凝縮器５０をさらに備えている。貯蔵凝縮器５０は、容器ポート４８ａと貯蔵ポート４６ｂとの間の連結部に位置付けられている。
【００７３】
別の実施形態では、貯蔵組立体４６は貯蔵凝縮器５０を備えていない。代わりに、容器ポート４８ａが貯蔵ポート４６ｂに直接的に連結される。
【００７４】
第１の実施形態では、貯蔵組立体４６は２つの貯蔵弁５２ａ、５２ｂをさらに備えている。貯蔵弁５２ａは、容器ポート４８ａと貯蔵ポート４６ａとの間の連結部に位置付けられている。貯蔵弁５２ａは、容器ポート４８ａと貯蔵ポート４６ａとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。貯蔵弁５２ａは、それ自体を通る冷媒の流量を調節するために開位置において電気的に調整可能となるように、計量電子弁の形態である。貯蔵弁５２ｂは、容器ポート４８ａと貯蔵ポート４６ｂとの間の連結部に位置付けられている。貯蔵弁５２ｂは、容器ポート４８ａと貯蔵ポート４６ｂとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。
【００７５】
貯蔵組立体４６は、容器ポート４８ａに、または、容器ポート４８ａの近くに位置付けられている容器センサ５４であって、容器ポート４８ａでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている、容器センサ５４をさらに備えている。
【００７６】
システム１０は、貯蔵ポート４６ｂを圧縮機入口１４ａに流体連結する吸込み弁５６をさらに備えている。吸込み弁５６は、貯蔵ポート４６ｂと圧縮機入口１４ａとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。吸込み弁５６は、それ自体を通る冷媒の流量を調節するために開位置において電気的に調整可能となるように、計量電子弁の形態である。
【００７７】
別の実施形態では、システム１０は吸込み弁５６を備えていない。代わりに、貯蔵ポート４６ｂが圧縮機入口１４ａに直接的に連結される。
【００７８】
第１の実施形態では、システム１０は、２つの凝縮器センサ５８ａ、５８ｂと、２つの蒸発器センサ６０ａ、６０ｂと、吸込みセンサ６２とをさらに備えている。凝縮器センサ５８ａ、５８ｂは、凝縮器２２に、または、凝縮器２２の近くに位置付けられており、凝縮器２２を通過する空気の温度および湿度を測定するように構成されている。蒸発器センサ６０ａ、６０ｂは、蒸発器２４の近くに位置付けられており、蒸発器２４を通過する空気の温度および湿度を測定するように構成されている。吸込みセンサ６２は、吸込み弁５６に、または、吸込み弁５６の近くに位置付けられており、圧縮機入口１４ａでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。
【００７９】
別の実施形態では、制御装置６４および主制御基板１６は単一の組み合わされた構成要素であってもよい。
【００８０】
システム１０は、電子制御モジュールの形態で制御装置６４をさらに備えている。制御装置６４は、主制御基板１６、流れ指向組立体３８、貯蔵組立体４６、吸込み弁５６、およびセンサ５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２と電気的に連結されている。制御装置６４は、弁４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、５２ａ、５２ｂ、５６を作動させ、弁５２ａ、５６をそれらの開位置で調整もするように構成されている。制御装置６４は、そのソフトウェアおよび／または制御パラメータおよび／または使用詳細を更新するために、コンピュータシステムと無線で通信するためのアンテナ６６を有している。
【００８１】
別の実施形態では、システム１０は２つの膨張センサ（図示せず）をさらに備えている。膨張センサのうちの第１のものは、膨張弁３０の近くに位置付けられており、膨張弁３０の直後の冷媒の圧力および／または温度を測定するように構成されている。膨張センサのうちの第２のものは、膨張弁３２の近くに位置付けられており、膨張弁３２の直後の冷媒の圧力および／または温度を測定するように構成されている。センサ５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のように、制御装置６４は膨張センサに電気的に連結されることが認識されよう。
【００８２】
ここで、屋内領域を所定の温度へと冷却するための第１の実施形態のシステム１０の例示の動作を説明する。
【００８３】
初期始動：
使用者がシステム１０をオンにした後、主制御基板１６は圧縮機１４をオン状態へと作動する。同時に、制御装置６４は吸込み弁５６を閉位置へと作動し、流れ指向組立体３８を、
・流れ弁４０ａの開位置への作動、
・流れ弁４０ｂの閉位置への作動、および、
・流れ弁４０ｃの閉位置への作動
によって、圧縮機流れ構成へと構成する。
圧縮機流れ構成における流れ指向組立体３８は、システム１０の通常の動作（すなわち、蒸気圧縮サイクル）のために、圧縮された冷媒を圧縮機出口１４ｂから凝縮器入口２２ａへと向ける。
【００８４】
動作中の貯蔵：
システム１０の動作中、センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御装置６４は、圧縮機１４が要求されているよりも大きな冷却能力を生成しているときを決定できる。この事象において、制御装置６４は、流れ指向組立体３８を、
・流れ弁４０ａの閉位置への作動、
・流れ弁４０ｂの開位置への作動、および、
・流れ弁４０ｃの閉位置への作動
によって、貯蔵流れ構成へと構成する。
貯蔵流れ構成における流れ指向組立体３８は、圧縮および加熱された冷媒を圧縮機出口１４ｂから貯蔵ポート４６ａへと向ける。同時に、制御装置６４は、貯蔵組立体４６を、
・貯蔵弁５２ａの開位置への作動、および、
・貯蔵弁５２ｂの閉位置への作動
によって、貯蔵構成へと構成する。
貯蔵構成における貯蔵組立体４６は、貯蔵ポート４６ａから受け入れられる圧縮された冷媒を、容器ポート４８ａを介して、貯蔵のために容器４８へと向ける。
【００８５】
制御装置６４は、現在の負荷および条件についての最適な運転能力がセンサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて満たされることを決定すると、流れ指向組立体３８を、前述したようなシステム１０の通常の動作のために、圧縮機構成へと構成する。同時に、制御装置６４は、貯蔵組立体４６を、
・貯蔵弁５２ａの閉位置への作動、および、
・貯蔵弁５２ｂの閉位置への作動
によって、隔離構成へと構成する。
隔離構成にある貯蔵組立体４６は、圧縮された冷媒を容器４８内において封止する。容器４８内に貯蔵されている圧縮された冷媒は、容器４８が真空断熱されているため、その熱および圧力のエネルギーを実質的に維持することになることが認識されよう。
【００８６】
この「動作中の貯蔵」の局面において、システム１０内の冷媒の減少は、圧縮機１４からの機械的負荷をオン状態における間に低減させ、それによって不必要なエネルギー消費を低減させる。
【００８７】
動作中の放出：
システム１０の動作中、センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御装置６４は、システム能力が小さくなりすぎ、現在の条件にとって最適でないときを決定することができる。この事象では、制御装置６４は、貯蔵組立体４６を、
・貯蔵弁５２ａの閉位置への作動、および、
・貯蔵弁５２ｂの開位置への作動
によって、放出構成へと構成する。
放出構成における貯蔵組立体４６は、容器４８に貯蔵されている圧縮された冷媒を放出して、その冷媒が凝縮される貯蔵凝縮器５０に通し、貯蔵ポート４６ｂから出させる。同時に、制御装置６４は吸込み弁５６を開位置へと作動させ、貯蔵ポート４６ｂからの冷媒を圧縮機入口１４ａにおいて受け入れさせる。制御装置６４は、センサ６２に基づいて吸込み弁５６を通る冷媒の流量を調節するように、開位置にある吸込み弁５６を調整もする。これは、蒸発器出口２４ｂからの冷媒と混合された冷媒が、機械的負荷を低減するために最適な温度／圧力で圧縮機入口１４ａに戻されることを確保する。
【００８８】
制御装置６４は、現在の負荷および条件についての最適な運転能力がセンサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて満たされることを決定すると、貯蔵組立体４６を隔離構成へと構成する。
【００８９】
圧縮機１４がその最適な状態で運転できるように、システム１０が「動作中の貯蔵」の局面と「動作中の放出」の局面との間でサイクルすることになることが認識されよう。また、容器４８に貯蔵された冷媒を、貯蔵凝縮器５０を通じて放出することは、圧縮機１４に、より希薄な冷媒が圧縮機入口１４ａに導入されることによる過剰な機械的負荷のない、小さい大きさの真空圧力を作り出させることができる。この若干の真空効果は、前述した「動作中の貯蔵」の局面と、後に記載している「停止」の局面とにおいて、冷媒を容器４８に貯蔵するために必要とされる機械的負荷をより小さくできる。
【００９０】
停止：
システム１０の動作中、センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御装置６４は、所定の温度が屋内領域において到達されたとき、または、圧縮機１４を運転し続けることが非効率であるときを決定することができる。この事象では、制御装置６４は、圧縮機１４をオン状態で維持するために、信号を主制御基板１６に送る。同時に、制御装置６４は、流れ指向組立体３８を貯蔵流れ構成へと構成し、圧縮された冷媒を容器４８において貯蔵するために、貯蔵組立体４６を貯蔵構成へと構成する。ここでも、容器４８に貯蔵されている圧縮された冷媒は、容器４８が真空断熱されているため、その熱および圧力のエネルギーを実質的に維持することになることが認識されよう。
【００９１】
システム１０がその低圧設定値に近付いていることをセンサ６２が指示すると、制御装置６４は、圧縮機１４をオフ状態へと作動させるために、信号を主制御基板１６に送り、貯蔵組立体４６を隔離構成へと構成し、
・流れ弁４０ａの閉位置への作動、
・流れ弁４０ｂの閉位置への作動、および、
・流れ弁４０ｃの閉位置への作動
によって、流れ指向組立体３８を流れなし構成へと構成する。
【００９２】
貯蔵組立体４６が隔離構成になり、流れ指向組立体３８が流れなし構成になると、制御装置６４は、圧力を圧縮機ヘッドから解放するために、流れ弁４０ａを開位置に作動させる。圧力が解放されたことをセンサ４２が指示すると、制御装置６４は流れ弁４０ａを閉位置へと作動させる。
【００９３】
始動：
停止から、温度が屋内領域における所定の温度を超えて上昇し、圧縮機１４が、システム１０のために、センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて冷却能力を生成するように要求されるとき、制御装置６４は、
・流れ弁４０ｂの開位置への作動、および、
・流れ弁４０ｃの開位置への作動
によって、流れ指向組立体３８を貯蔵−圧縮機流れ構成へと構成する。
貯蔵−圧縮機流れ構成における流れ指向組立体３８は、冷媒を流れポート３８ｃから凝縮器入口２２ａへと流れポート３８ｂを介して向ける。さらに、制御装置６４は、貯蔵組立体４６を、
・貯蔵弁５２ａの開位置への作動、および、
・貯蔵弁５２ｂの閉位置への作動
によって、圧力平衡構成へと構成する。
圧力平衡構成における貯蔵組立体４６は、貯蔵されたエネルギーがシステム１０へと放出されるように、容器４８に貯蔵されている圧縮された冷媒を放出して、貯蔵ポート４６ａ、流れポート３８ｃ、および流れポート３８ｂを通じて凝縮器入口２２ａへと流す。
【００９４】
センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて、十分な貯蔵されたエネルギーがシステム１０へと放出されることを制御装置６４が決定すると、制御装置６４は、圧縮機１４をオン状態へと作動させるために、信号を主制御基板１６に送り、流れ指向組立体３８を凝縮器流れ構成へと構成し、貯蔵組立体４６を放出構成へと構成し、吸込み弁５６を開位置へと作動させる。これは、容器４８に貯蔵された冷媒を圧縮機入口１４ａへと放出させることができる。
【００９５】
センサ４２、４４、５４、５８ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６２のうちの１つまたは複数に基づいて、容器４８が十分な貯蔵されたエネルギーを放出したことを制御装置６４が決定すると、制御装置６４は、貯蔵組立体４６を隔離構成へと構成し、吸込み弁５６を閉位置へと作動させる。
【００９６】
この「始動」局面において、システム１０は、貯蔵された熱および圧力のエネルギーの導入のため、最適な温度および圧力により素早く到達し、それによって、要求される冷却能力を達成するために圧縮機１４によって必要とされる運転時間を短縮する。そのため、停止／始動の局面のサイクル間に圧縮機１４によって生じさせられる、そうでない場合に無駄にされてしまう熱および圧力のエネルギーの貯蔵および放出は、エネルギーを節約する。さらに、「始動」の局面は、回路内のガスを低減すること、および／または、圧縮機１４の吸込み側を放出された冷媒で加圧することを通じて、より少ないエネルギーの使用で圧縮機１４をオン状態に作動させることができる。
【００９７】
システム１０の利点は、システム１０が動作している間にシステム１０の冷却能力を低減でき、エネルギー使用を低減し、これが最も効率的な選択肢である場合には停止することすらできることである。
【００９８】
前述のシステム１０は、新規の設備として提供できる。代替で、改修を行って既存の蒸気圧縮システムにサブシステム（すなわち、少なくとも流れ指向組立体３８、貯蔵組立体４６、および制御装置６４）を設置することで、同等のシステムを形成できる。このような改修された蒸気圧縮システムは、前述したのと同様の利点を提供することになる。
【００９９】
図２は、蒸気圧縮システムの第２の実施形態（図示せず）の貯蔵組立体６８を示している。貯蔵組立体６８（後でより詳細に説明されている）を除いて、蒸気圧縮システムの第２の実施形態が、前述したような蒸気圧縮システム１０の第１の実施形態と実質的に同様であることが認識されよう。したがって、蒸気圧縮システム１０の第１の実施形態の構成部品を示すために使用された参照符号は、蒸気圧縮システムの第２の実施形態の同様の構成部品を示すためにも使用される。
【０１００】
図２に示しているように、この実施形態では、貯蔵組立体６８は容器７０を備えている。容器７０は、形が実質的に円筒であり、内部に貯蔵される冷媒（典型的には、内部に貯蔵される冷媒は、過熱されたガスの形態である）の温度および圧力を維持するために、壁部７２によって真空断熱されている。貯蔵組立体６８は、壁部７２、ピストン７４、および、容器７０の端部７６が内部チャンバ７８を定めるように、容器７０内に位置付けられるピストン７４をさらに備えている。容器７０に貯蔵される冷媒が内部チャンバ７８において収容されることが認識されよう。ピストン７４は、容器７０の端部７６に往来する移動を許容する寸法とされており、シール８０によって壁部７２と封止して係合されている。このような移動が内部チャンバ７８の容積を調整することになることが認識されよう。容器７０は、内部チャンバ７８に往来する冷媒の通過を許容するために、端部７６に位置付けられた容器ポート７０ａを備えている。
【０１０１】
貯蔵組立体６８は、低電圧（例えば、直流６Ｖ〜２４Ｖ）の高トルク電気モータ８２と、モータ歯車セット８４と、ネジ付き連結ロッド８６とをさらに備えている。図２に示しているように、連結ロッド８６は、ピストン７４に固定され、容器７０の端部８９を貫いて外部に延びている。モータ歯車セット８４は、連結ロッド８６のネジ山およびモータ８２と動作可能に係合される。この構成のため、モータ８２に電力供給されるとき、ピストン７４が容器７０の端部７６に対して往来して移動されることが認識されよう。この実施形態では、制御装置６４は、モータ８２に電気的に連結されており、モータ８２の動作を制御する。使用中、モータ８２が、圧縮機１４のエネルギーより実質的に少ないエネルギーを消費することは、同じく認識されよう。
【０１０２】
貯蔵組立体６８は、容器ポート７０ａ、流れポート３８ｃ、および圧縮機入口１４ａに流体連結されている多岐管８８をさらに備えている。多岐管８８は、流れポート３８ｃから容器ポート７０ａに入る冷媒、または、容器ポート７０ａから圧縮機入口１４ａへと出て行く冷媒を調節する１つまたは複数の可変計量弁（図示せず）を備えている。この実施形態では、多岐管８８は、貯蔵弁５２ａ、５２ｂに関連して先に記載したのと同様の手法で、制御装置６４によって制御される。
【０１０３】
システムの第２の実施形態の例示の動作の間、冷媒が貯蔵のために貯蔵組立体６８へと向けられるとき、多岐管８８の弁は、冷媒を、容器ポート７０ａを介して収容のための内部チャンバ７８へと流すことができる。冷媒のこの流れを支援するために、ピストン７４は、内部チャンバ７８の容積を変化させるためにモータ８２によって移動される。具体的には、ピストン７４は、内部チャンバ７８の容積を増大させ、それによって内部に低圧を形成するために、容器７０の端部７６から離されるように移動される。これは、冷媒が内部チャンバ７８へと引き込まれる吸込み効果をもたらす。したがって、圧縮機１４が、吸込み効果のために冷媒が容器７０に貯蔵されている間に低減された負荷を有し、したがって、圧縮機１４の動力よりもモータ８２が動作するのに必要とする動力が著しく小さくなるため、エネルギーが節約されることになることが認識されよう。
【０１０４】
冷媒が容器７０に貯蔵されているとき（すなわち、貯蔵組立体６８が隔離構成にあるとき）、多岐管８８の弁は容器７０の内部チャンバ７８を封止し、内部チャンバ７８の容積は、内部の冷媒の圧力を増加させるために変化させられる。具体的には、ピストン７４は、内部チャンバ７８の容積を縮小させ、それによって圧力を内部に貯蔵された冷媒に加えるために、モータ８２によって容器７０の端部７６に向けてゆっくりと移動される。所定の圧力（すなわち、システムの他の部分より高い圧力）が内部チャンバ７８において到達されると、ピストン７４は停止される。
【０１０５】
冷媒が容器７０から放出されるとき（すなわち、貯蔵組立体６８が放出構成にあるとき）、多岐管８８の弁は、冷媒を内部チャンバ７８から圧縮機入口１４ａおよび／または凝縮器入口２２ａに向けて流すことができる。圧力差（すなわち、内部チャンバ７８において高く、システムの他の部分において低い）は、冷媒を内部チャンバ７８から容易に流し出すことができることが認識されよう。所定の量の冷媒が内部チャンバ７８から放出されるとき、または、内部チャンバ７８とシステムの他の部分との間の圧力が平衡とされるとき、多岐管８８の弁は容器７０の内部チャンバ７８を封止する。
【０１０６】
貯蔵組立体６８の利点は、内部チャンバ７８の可変容積が圧力差を生成できるため、冷媒が必要に応じて圧縮機１４に容易に往来して流れることができることである。
【０１０７】
貯蔵組立体６８の別の利点は、始動時に圧縮機１４が受けるピーク負荷が低減できることである。例えば、圧縮機１４が最小のヘッド圧と低下させられた負荷圧力とで始動できるように、所定の量の貯蔵された冷媒だけが圧縮機入口１４ａに放出されてもよい。そのため、内部チャンバ７８に貯蔵されている残りの冷媒は、所定の圧力まで前述のように加圧されてもよく、別の所定の量の冷媒が放出されてもよい。この過程は、システムが最大能力に到達するまで繰り返されてもよい。
【０１０８】
貯蔵組立体６８の別の利点は、システムが最大能力ですぐに始動するのではなく、所望の能力／最適な能力で始動できることである。
【０１０９】
貯蔵組立体６８の別の利点は、内部チャンバ７８の容積が各々のシステムの能力に合うように調整できることである。したがって、異なるシステムに合うように複数の大きさの貯蔵組立体６８を製造する必要性が低下する。
【０１１０】
さらに、容器７０の容積を変化させる能力は、システムが動作中である間に、任意のある時間においてシステムにおける冷媒の量を増加または減少させることで、システムの能力の低下または増加をさせることができる。これは、貯蔵されている過熱された状態にすでにある容器７０内のガスの圧力を、動作するシステムの圧力を上回る圧力まで増加させるための仕事を作り出す能力のためである。これは、システムの排出への潜在的なエネルギーの高圧から低圧への送出システムを可能にする。
【０１１１】
また、容器７０の内部の大きさを増大させることで、貯蔵のために過熱された冷媒を追い出すとき、低圧の吸込み（真空のような状態）を作り出すことができる。冷媒をシステムから追い出すことで、動作圧力は低下させられ、そのためシステムの圧縮機における機械的負荷が低減される。これは、電気的負荷を低減させ、システムが環境的な条件のために最大能力を必要としないとき、エネルギーを節約する。環境的な条件が、最大能力またはより大きい能力が必要であることを求めるとき、貯蔵されたエネルギーはシステムに再導入される。この状況において、システムの圧縮機は、能力を増大させるための仕事を作り出すことは必要とされず、（すでに増加させられた圧力および温度にある）再導入される過熱された冷媒を維持するだけである。
【０１１２】
図３〜図６は、空調システムの形態での蒸気圧縮システム１００の第３の実施形態を示している。システム１００は、冷媒を圧縮するための一定速の圧縮機１４０を備えている。圧縮機１４０は、冷媒の吸入のための圧縮機入口１４０ａと、圧縮された冷媒の排出のための圧縮機出口１４０ｂとを有する。圧縮機１４０は、主電源（例えば２４０Ｖ）によって電力供給されるシステム１００の制御システム１６０によってオン状態およびオフ状態へと電気的に作動可能である。
【０１１３】
システム１００は２つの熱交換器２２０、２４０をさらに備えている。熱交換器２２０は屋外の領域に位置付けられており、熱交換器２４０は屋内の領域に位置付けられている。この実施形態では、熱交換２２０は凝縮器の形態であり、熱交換器２４０は蒸発器の形態である。
【０１１４】
凝縮器２２０は、冷媒の吸入のための凝縮器入口２２０ａと、凝縮されて冷却された冷媒の排出のための凝縮器出口２２０ｂとを有する。蒸発器２４０は、冷媒の吸入のための蒸発器入口２４０ａと、蒸発されて加熱された冷媒の排出のための蒸発器出口２４０ｂとを有する。凝縮器出口２２０ｂは蒸発器入口２４０ａに流体連結されており、蒸発器出口２４０ｂは圧縮機入口１４０ａに流体連結されている。
【０１１５】
システム１００は、凝縮器出口２２０ｂと蒸発器入口２４０ａとの間の連結部に位置付けられた膨張弁３００をさらに備えている。膨張弁３００は、それ自体を通過する冷媒の圧力を急激に低下させるように構成されている。
【０１１６】
システム１００は２つのファン３４０、３６０をさらに備えている。ファン３４０は、凝縮器２２０を横断する空気流を誘導するように構成され、ファン３６０は、蒸発器２４０を横断する空気流を誘導するように構成される。
【０１１７】
システム１００は、冷媒を向けるための流れ指向組立体３８０をさらに備えている。流れ指向組立体３８０は３つの流れポート３８０ａ、３８０ｂ、３８０ｃを備えている。流れポート３８０ａ、３８０ｂ、３８０ｃの各々は冷媒の通過のために構成されている。流れポート３８０ａは、流れポート３８０ｂ、３８０ｃおよび圧縮機出口１４０ｂに流体連結されている。また、流れポート３８０ｂは、流れポート３８０ｃおよび凝縮器入口２２０ａに流体連結されている。
【０１１８】
流れ指向組立体３８０は受動弁４００ａと流れ弁４００ｂとをさらに備えている。受動弁４００ａは、流れポート３８０ａのすぐ後ろに位置付けられており、圧縮機１４０への冷媒の逆流を防止する。流れ弁４００ｂは、受動弁４００ａのすぐ後ろに位置付けられており、三方向に通じる電気的に作動されるボール弁である。流れ弁４００ｂは、第１の開いた流れ位置と、第２の開いた流れ位置と、第３の開いた流れ位置と、閉位置とに作動可能である。第１の流れ位置における流れ弁４００ｂは流れポート３８０ａ、３８０ｃの間の冷媒の流れを許容する。第２の流れ位置における流れ弁４００ｂは流れポート３８０ａ、３８０ｂの間の冷媒の流れを許容する。第３の流れ位置における流れ弁４００ｂは流れポート３８０ｂ、３８０ｃの間の冷媒の流れを許容する。同様の流れ構成は、２つの二方向に通じて作動されるボール弁によって、または、３つの一方向に通じ作動されるソレノイド弁の使用によって達成され得ることが認識されよう。作動が空気圧などの他の手段によって達成され得ることは、さらに認識されよう。
【０１１９】
流れ指向組立体３８０は３つの圧縮機センサ４２０、４４０、５４０をさらに備えている。圧縮機センサ４２０は、流れポート３８０ａに、または、流れポート３８０ａの近くに位置付けられており、流れポート３８０ａでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。圧縮機センサ４４０は、流れポート３８０ｂに、または、流れポート３８０ｂの近くに位置付けられており、流れポート３８０ｂでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。圧縮機センサ５４０は、流れポート３８０ｃに、または、流れポート３８０ｃの近くに位置付けられており、流れポート３８０ｃでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。
【０１２０】
システム１００は、冷媒を貯蔵および放出するための貯蔵組立体４６０をさらに備えている。貯蔵組立体４６０は、冷媒の通過のために構成された貯蔵ポート４６０ａを備えている。貯蔵ポート４６０ａは流れポート３８０ｃと流体連結されている。
【０１２１】
貯蔵組立体４６０は、圧縮された冷媒の収容のための真空断熱容器４８０をさらに備えている。図４〜図６を参照すると、容器４８０は、形が実質的に円筒であり、内部に貯蔵される冷媒（典型的には、内部に貯蔵される冷媒は、過熱されたガスの形態である）の温度および圧力を維持するために、壁部７２０によって真空断熱されている。貯蔵組立体４６０は、壁部７２０、ピストン７４０、および、容器４８０の端部７６０が内部チャンバ７８０を定めるように、容器４８０内に位置付けられるピストン７４０をさらに備えている。また、壁部７２０、ピストン７４０、および容器４８０の端部７６５は内部液圧チャンバ７８５を定めている。描写した実施形態では、端部７６０、７６５は端板の形態である。容器４８０に貯蔵される冷媒が内部チャンバ７８０内において収容されることが認識されよう。ピストン７４０は、容器４８０の端部７６０に往来する移動を許容する寸法とされており、シール８００によって壁部７２０と封止して係合されている。このような移動が内部チャンバ７８０の容積を調整することになることが認識されよう。容器４８０は、内部チャンバ７８０に往来する冷媒の通過を許容するために、端部７６０に位置付けられた容器ポート４８０ａを備えている。容器ポート４８０ａは貯蔵ポート４６０ａと流体連結されている。
【０１２２】
容器４８０は、内部液圧チャンバ７８５に往来する液圧流体の通過のために、端部７６５において液圧流体容器ポート４８０ｂをさらに備えている。貯蔵組立体４６０は、液圧流体容器ポート４８０ｂと流体連結されている液圧流体タンクＨ２および液圧ポンプＨ１をさらに備えている。液圧流体の内部チャンバ７８５への導入および放出によって、ピストン７４０が容器４８０の端部７６０に往来して移動されることになることが認識されよう。この実施形態では、貯蔵組立体４６０は２つの液圧弁５２０ｂ、５２０ｃを備えている。液圧弁５２０ｂは、容器ポート４８０ｂと液圧ポンプＨ１との間の連結部に位置付けられている。液圧弁５２０ｂは、容器ポート４８０ｂと液圧ポンプＨ１との間での液圧流体の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。液圧弁５２０ｃは、制御ポート４８０ｂと液圧流体タンクＨ２との間の連結部に位置付けられている。液圧弁５２０ｃは、容器ポート４８０ｂと液圧流体タンクＨ２との間での液圧流体の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。
【０１２３】
貯蔵組立体４６０の動作が蒸気圧縮システムの第２の実施形態の貯蔵組立体６８の動作と実質的に同様となることは認識されよう。しかしながら、貯蔵組立体４６０は、ピストン７４０に機械的に連結されたモータと対照的に、ピストン７４０を移動させるために液圧流体を利用する。
【０１２４】
貯蔵組立体４６０は貯蔵弁５２０ａをさらに備える。貯蔵弁５２０ａは、容器ポート４８０ａと貯蔵ポート４６０ａとの間の連結部に位置付けられている。貯蔵弁５２０ａは、貯蔵ポート４６０ａと容器ポート４８０ａとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。
【０１２５】
貯蔵組立体４６０は４つのセンサ５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄをさらに備えている。第１の容器センサ５４０ａは、内部チャンバ７８０に、または、内部チャンバ７８０の近くに位置付けられており、容器４８０内に貯蔵されている冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。第２の容器センサ５４０ｂは、内部チャンバ７８５に、または、内部チャンバ７８５の近くに位置付けられており、容器４８０内に貯蔵されている液圧流体の温度および圧力を測定するように構成されている。第３の容器センサ５４０ｃは、容器４８０の真空環帯に、または、容器４８０の真空環帯の近くに位置付けられており、真空環帯内の圧力を測定するように構成されている。タンクセンサ５４０ｄは、液圧流体タンクＨ２に、または、液圧流体タンクＨ２の近くに位置付けられており、液圧流体タンクＨ２内の液圧流体の圧力を測定するように構成されている。タンクセンサ５４０ｄが容器４８０内のピストン７４０の位置を決定するために使用され得ることは、認識されよう。
【０１２６】
システム１００は、貯蔵ポート４６０ａを圧縮機入口１４０ａに流体連結する吸込み弁５６０をさらに備えている。吸込み弁５６０は、貯蔵ポート４６０ａと圧縮機入口１４０ａとの間での冷媒の流れをそれぞれ許容および防止するための開位置と閉位置との間で電気的に作動可能である。さらに、吸込み弁５６０はシステム１００を圧力均衡させる。
【０１２７】
システム１００は、２つの凝縮器センサ５８０ａ、５８０ｂと、２つの蒸発器センサ６００ａ、６００ｂと、吸込みセンサ６２０とをさらに備えている。凝縮器センサ５８０ａ、５８０ｂは、凝縮器２２０に、または、凝縮器２２０の近くに位置付けられており、凝縮器２２０を通過する空気の温度および湿度を測定するように構成されている。蒸発器センサ６００ａ、６００ｂは、蒸発器２４０の近くに位置付けられており、蒸発器２４０を通過する空気の温度および湿度を測定するように構成されている。吸込みセンサ６２０は、圧縮機入口１４０ａに、または、圧縮機入口１４０ａの近くに位置付けられており、圧縮機入口１４０ａでの冷媒の温度および圧力を測定するように構成されている。システム１００は、さらに２つの圧力／温度センサＥＳ１、ＥＳ２も備えている。これらのセンサＥＳ１、ＥＳ２は、膨張弁３００の入口および出口において冷媒の温度および圧力を測定するようにそれぞれ構成されている。
【０１２８】
制御システム１６０は、流れ指向組立体３８０と、貯蔵組立体４６０と、吸込み弁５６０と、センサ５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２とに電気的に連結されている。制御システム１６０は、弁４００ａ、４００ｂ、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５６０を作動させるように構成されている。制御システム１６０は、そのソフトウェアおよび／または制御パラメータおよび使用詳細を更新するために、コンピュータシステムと無線で通信するためのアンテナ６６０を有している。
【０１２９】
ここで、屋内領域を所定の温度へと冷却するためのシステム１００の例示の動作を説明する。
【０１３０】
システム１００が運転しているとき、圧縮機１４０はオン状態にある。また、制御システム１６０は、吸込み弁５６０を閉状態に作動させ、流れ弁４００ｂを第２の流れ位置に作動させることで流れ指向組立体３８０を圧縮機−凝縮器流れ構成に構成している。圧縮機−凝縮器流れ構成における流れ指向組立体３８０は、システム１００の通常の動作（すなわち、蒸気圧縮サイクル）のために、圧縮された冷媒を圧縮機出口１４０ｂから凝縮器入口２２０ａへと向ける。
【０１３１】
動作中の貯蔵：
システム１００の動作中、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御システム１６０は、圧縮機１４０が要求されているよりも大きな冷却能力を生成しているときを決定できる。この事象において、制御システム１６０は、流れ弁４００ｂを第１の流れ位置に作動させることで、流れ指向組立体３８０を貯蔵流れ構成へと構成する。同時に、制御システム１６０は、貯蔵弁５２０ａを開位置に作動させることで、貯蔵容器４８０を貯蔵構成へと構成する。また、制御システム１６０は液圧弁５２０ｂおよび５２０ｃを開位置に作動させる。これは、冷媒を低圧の内部チャンバ７８０へと向ける。ピストン７４０は、圧縮機出口１４０ｂからの圧縮および加熱された冷媒の貯蔵を可能にするために後退することになり、同時に、液圧流体は、ポート４８０ｂを通って、かつ、液圧弁５２０ｃを通って、液圧流体タンクＨ２へと戻ることになる。
【０１３２】
制御システム１６０は、現在の負荷および条件についての最適な運転能力がセンサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて満たされることを決定すると、流れ指向組立体３８０を、前述したようなシステム１００の通常の動作のために、圧縮機−凝縮器構成へと構成する。同時に、制御システム１６０は、貯蔵弁５２０ａを閉位置に作動させることで、貯蔵組立体４６０を隔離構成へと構成する。また、制御システム１６０は液圧弁５２０ｂを閉位置に作動させる。
【０１３３】
隔離構成にある貯蔵組立体４６０は、圧縮された冷媒を容器４８０において封止する。容器４８０に貯蔵されている圧縮された冷媒は、容器４８０が真空断熱されており、貯蔵弁５２０ａおよび液圧弁５２０ｂが閉じられているため、その熱および圧力のエネルギーを実質的に維持することになることが認識されよう。この「動作中の貯蔵」が、必要に応じて（システム冷媒における減少によって）システム１００の冷却能力を低減させ続けるために、連続して複数回実施され得ることが、同じく認識されよう。
【０１３４】
この「動作中の貯蔵」では、圧縮機１４０からの機械的負荷が、システム冷媒の減少、延いては、システム圧力の低減を通じて、オン状態にある間に低減され、不必要なエネルギー消費を低減させる。
【０１３５】
動作中の放出：
システム１００の動作中、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御システム１６０は、システム１００の能力が低すぎるとき、および／または、システム１００の能力が現在の条件にとって最適でないときを決定できる。この事象では、制御システム１６０は、液圧ポンプＨ１をオン状態に作動させ、液圧弁５２０ｂを開位置に作動させる。この状態において、容器４８０の内部チャンバ７８０内の冷媒は、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、貯蔵された冷媒が圧縮機入口１４０ａにおける圧力より高い圧力になったことを制御システム１６０が決定するまで、圧縮される。次に、制御システム１６０は、貯蔵弁５２０ａを開位置に作動させることで、貯蔵組立体４６０を放出構成へと構成する。同時に、制御システム１６０は吸込み弁５６０を開位置に作動させる。貯蔵組立体４６０のこの放出構成において、より高圧の冷媒が圧縮機入口１４０ａへと放出される。この過程の間、液圧ポンプＨ１は容器４８０の圧力を、圧縮機入口１４０ａの圧力より高く維持する。
【０１３６】
現在の負荷および条件についての最適な運転能力がセンサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて満たされることを制御システム１６０が決定すると、システム１００は貯蔵組立体４６０を隔離構成へと構成する。
【０１３７】
圧縮機１４０がその最適な状態で運転できるように、システム１００が「動作中の貯蔵」の局面と「動作中の放出」の局面との間でサイクルすることになることが認識されよう。
【０１３８】
停止：
システム１００の動作中、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、制御システム１６０は、所定の温度が屋内領域において到達されたとき、または、運転を続けることが非効率であるときを決定できる。この事象において、制御システム１６０は、流れ指向組立体３８０を貯蔵流れ構成へと構成し、貯蔵組立体４６０を貯蔵構成へと構成する。容器４８０に貯蔵されている圧縮された冷媒は、容器４８０が真空断熱されており、充填されると弁５２０ａ、５２０ｂが閉じられたままになるため、その熱および圧力のエネルギーを実質的に維持することになることが認識されよう。容器４８０の圧力を圧縮機出口１４０ｂの圧力より低下させることを通じたガスの捕捉が、貯蔵の局面の間の圧縮機エネルギー使用を低減させることになることが認識されよう。
【０１３９】
システム１００が圧力設定値に近付いていることをセンサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数が制御システム１６０に指示すると、制御システム１６０は、圧縮機１４０をオフ状態に作動させ、貯蔵組立体４６０を隔離構成へと構成し、流れ弁４００ｂを閉位置に作動させることで流れ指向組立体３８０を流れなし構成へと構成する。
【０１４０】
貯蔵組立体４６０が隔離構成になり、流れ指向組立体３８０が流れなし構成になると、制御システム１６０は、圧力を圧縮機ヘッドから解放するために、吸込み弁５６０を開位置に作動させ、流れ指向組立体３８０を貯蔵構成に作動させる。圧力が解放されたことをセンサ４２０が指示すると、制御システム１６０は吸込み弁５６０を閉位置に作動させ、流れ指向組立体３８０を流れなし構成に作動させる。
【０１４１】
始動：
停止から、温度が屋内領域における所定の温度を超えて上昇し、圧縮機１４０が、蒸気圧縮システムのために、冷却能力を生成するように要求されるとき、制御システム１６０は、流れ弁４００ｂを第３の流れ位置に作動させることで、流れ指向組立体３８０を貯蔵−圧縮機流れ構成へと構成する。同時に、制御システム１６０は、液圧ポンプＨ１をオン状態に作動させ、制御弁５２０ｂを開位置に作動させ、液圧弁５２０ｃを閉位置に作動させる。貯蔵−圧縮機流れ構成における流れ指向組立体３８０は、冷媒を流れポート３８０ｃから凝縮器入口２２０ａへと流れポート３８０ｂを介して流すことができる。さらに、制御システム１６０は、貯蔵弁５２０ａを開位置に作動させることで、貯蔵組立体４６０を圧力平衡構成へと構成する。同時に、制御システム１６０は吸込み弁５６０を閉位置に作動させる。圧力平衡構成における貯蔵組立体４６０は、容器４８０に貯蔵されている圧縮された冷媒を放出して、貯蔵ポート４６０ａ、流れポート３８０ｃ、および流れポート３８０ｂを通じて凝縮器入口２２０ａへと流す。
【０１４２】
制御システム１６０が、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、システム１００が再始動する準備ができていることを決定すると、制御システム１６０は圧縮機１４０をオン状態に作動させる。圧力を平衡させる過程の間、制御システム１６０は、液圧ポンプＨ１、液圧弁５２０ｂ、および液圧弁５２０ｃを作動させて、貯蔵された冷媒の圧力を圧縮機出口１４０ｂの圧力より高く維持する。制御システム１６０は、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、流れ指向組立体３８０を圧縮機−凝縮器流れ構成に構成し、貯蔵された冷媒を圧縮機入口１４０ａへと放出するために、吸込み弁５６０を開位置に作動させるように選択してもよい。
【０１４３】
制御システム１６０は、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つまたは複数に基づいて、容器４８０が要求されていた貯蔵された冷媒を放出したことを決定すると、貯蔵組立体４６０を隔離構成へと構成し、吸込み弁５６０を閉位置に作動させ、流れ指向弁４００ｂを圧縮機−凝縮器構成に作動させる。
【０１４４】
別の実施形態では、膨張弁３００は、大きさが調整可能なオリフィスを有する。この実施形態では、システム１００は、膨張弁３００に位置付けられると共にオリフィスの大きさを測定するように構成されたオリフィスセンサをさらに備える。制御システム１６０は、膨張弁３００のオリフィスに電気的に連結されており、システム１００の動作の間、オリフィスセンサに基づいて、および／または、センサ４２０、４４０、５４０、５４０ａ、５４０ｂ、５４０ｃ、５４０ｄ、５８０ａ、５８０ｂ、６００ａ、６００ｂ、６２０、ＥＳ１、ＥＳ２のうちの１つもしくは複数に基づいて、膨張弁３００のオリフィスの大きさを調整できる。膨張弁３００のオリフィスの大きさにおける調整は、それ自体を通過する冷媒の膨張を調整し、動作の前述の局面（例えば、「始動」の局面、「動作中の貯蔵」の局面など）のいずれかの間に冷媒の流れを容易にできることが認識されよう。
【０１４５】
この「始動」局面において、システム１００は、貯蔵された熱および圧力のエネルギーの導入のため、最適な温度および圧力により素早く到達し、それによって、要求される冷却能力を達成するために圧縮機１４０によって必要とされる運転時間を短縮する。そのため、停止／始動の局面のサイクル間に圧縮機１４０によって生じさせられる、そうでない場合に無駄にされてしまう熱および圧力のエネルギーの貯蔵および放出は、エネルギーを節約する。さらに、始動の手順の最適化は、回路内のガスを低減すること、圧縮機１４０の吸込み側を放出された冷媒で加圧すること、または、始動時に回路における冷媒の流れを開始させることを通じて、より少ないエネルギーの使用で圧縮機をオン状態に作動させることができる。
【０１４６】
システム１００の利点は、システム１００が動作している間にシステム１００の冷却能力を能動的に変更でき、要求される能力に基づいてエネルギー使用を最適化し、これが最も効率的な選択肢である場合には停止することすらできることである。
【０１４７】
前述のシステム１００は、新規の設備として提供できる。代替で、改修を行って既存の蒸気圧縮システムにサブシステム（すなわち、少なくとも流れ指向組立体３８０、貯蔵組立体４６０、および制御システム１６０）を設置することで、同等のシステムを形成できる。このような改修された蒸気圧縮システムは、前述したのと同様の利点を提供することになる。
【０１４８】
本発明は好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、本発明が多くの他の形態で具現化され得ることは、当業者によって認識されるものである。例えば、別の実施形態では、蒸気圧縮システム１０、１００は冷却システムの形態においてあってもよい。さらに、別の実施形態では、圧縮機１４、１４０は可変速の圧縮機であってもよい。なおもさらには、別の実施形態において、流れ指向組立体３８、３８０は、蒸気圧縮回路の他の場所（例えば、凝縮器と蒸発器との間、または、蒸発器と圧縮機との間）において流体連結され、前述したのと同様の動作を実施してもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０  蒸気圧縮システム
１４  圧縮機
１４ａ  圧縮機入口
１４ｂ  圧縮機出口
１６  主制御基板
２０  主電源
２２  熱交換器、凝縮器
２２ａ  凝縮器入口
２２ｂ  凝縮器出口
２４  熱交換器、蒸発器
２４ａ  蒸発器入口
２４ｂ  蒸発器出口
２６  境界
２８  逆転弁
２８ａ  逆転入口
３０、３２  膨張弁
３４、３６  ファン
３８  流れ指向組立体
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  流れポート
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  流れ弁
４２、４４  圧縮機センサ
４６  貯蔵組立体
４６ａ、４６ｂ  貯蔵ポート
４８  容器
４８ａ  容器ポート
５０  貯蔵凝縮器
５２ａ、５２ｂ  貯蔵弁
５４  容器センサ
５６  吸込み弁
５８ａ、５８ｂ  凝縮器センサ
６０ａ、６０ｂ  蒸発器センサ
６２  吸込みセンサ
６４  制御装置
６６  アンテナ
６８  貯蔵組立体
７０  容器
７０ａ  容器ポート
７２  壁部
７４  ピストン
７６  端部
７８  内部チャンバ
８０  シール
８２  高トルク電気モータ
８４  モータ歯車セット
８６  ネジ付き連結ロッド
８８  多岐管
８９  端部
１００  蒸気圧縮システム
１４０  圧縮機
１４０ａ  圧縮機入口
１４０ｂ  圧縮機出口
１６０  制御システム
２２０  熱交換器、凝縮器
２２０ａ  凝縮器入口
２２０ｂ  凝縮器出口
２４０  熱交換器、蒸発器
２４０ａ  蒸発器入口
２４０ｂ  蒸発器出口
３００  膨張弁
３４０、３６０  ファン
３８０  流れ指向組立体
３８０ａ、３８０ｂ、３８０ｃ  流れポート
４００ａ  受動弁
４００ｂ  流れ弁
４２０、４４０、５４０  圧縮機センサ
４６０  貯蔵組立体
４６０ａ  貯蔵ポート
４８０  容器
４８０ａ  容器ポート
４８０ｂ  液圧流体容器ポート、制御ポート
５２０ａ  貯蔵弁
５２０ｂ、５２０ｃ  液圧弁
５４０ａ  第１の容器センサ
５４０ｂ  第２の容器センサ
５４０ｃ  第３の容器センサ
５４０ｄ  タンクセンサ
５６０  吸込み弁
５８０ａ、５８０ｂ  凝縮器センサ
６００ａ、６００ｂ  蒸発器センサ
６２０  吸込みセンサ
６６０  アンテナ
７２０  壁部
７４０  ピストン
７６０、７６５  端部
７８０  内部チャンバ
７８５  内部液圧チャンバ
８００  シール
ＥＳ１、ＥＳ２  圧力／温度センサ
Ｈ１  液圧ポンプ
Ｈ２  液圧流体タンク
【図１】
2018521297.tif 000003
【図２】
2018521297.tif 000004
【図３】
2018521297.tif 000005
【図４】
2018521297.tif 000006
【図５】
2018521297.tif 000007
【図６】
2018521297.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月17日(2017.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮システムのためのサブシステムであって、
冷媒を貯蔵するための内部チャンバを伴う容器を備える貯蔵組立体と、
前記貯蔵組立体と流体連通している流れ指向組立体と、
を備え、
前記流れ指向組立体は、前記内部チャンバにおいて貯蔵するために、冷媒を前記蒸気圧縮システムから前記貯蔵組立体へと向けるように構成され、
前記貯蔵組立体は、前記内部チャンバの容積を調整するように構成され、
前記貯蔵組立体は、前記内部チャンバに貯蔵された冷媒を前記蒸気圧縮システムへと放出するようにさらに構成される、サブシステム。
【請求項２】
前記容器は真空断熱される、請求項１に記載のサブシステム。
【請求項３】
前記内部チャンバは、壁部、第１の端部、および第２の端部によって実質的に定められ、前記第１の端部は前記第２の端部に対して移動可能である、請求項１に記載のサブシステム。
【請求項４】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するために前記第１の端部と動作可能に連結されるモータをさらに備える、請求項３に記載のサブシステム。
【請求項５】
前記貯蔵組立体は、前記第１の端部を前記第２の端部に対して移動するように構成される液圧システムをさらに備える、請求項３に記載のサブシステム。
【請求項６】
前記第１の端部は、前記壁部と封止して係合されるピストンを備える、請求項３から５のいずれか一項に記載のサブシステム。
【請求項７】
前記流れ指向組立体および前記貯蔵組立体が前記蒸気圧縮システムと流体連通している、請求項１から６のいずれか一項に記載のサブシステムと前記蒸気圧縮システムとの組み合わせ。
【請求項８】
前記蒸気圧縮システムは、前記流れ指向組立体が冷媒を前記蒸気圧縮システムから前記貯蔵組立体へと向けるとき、および／または、前記貯蔵組立体が前記内部チャンバに貯蔵された冷媒を前記蒸気圧縮システムへと放出するときにオン状態にある圧縮機を備える、請求項７に記載の組み合わせ。
【請求項９】
前記蒸気圧縮システムは、前記貯蔵組立体が前記内部チャンバに貯蔵された冷媒を前記蒸気圧縮システムへと放出するときにオフ状態にある圧縮機を備える、請求項７に記載の組み合わせ。
【国際調査報告】
2018521297.tif 000009
2018521297.tif 000010
2018521297.tif 000011