(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットと、蓄熱用熱交換器を備えた氷蓄熱ユニットとを冷媒配管で接続し、少なくとも凝縮蓄冷利用運転と過冷却蓄冷利用運転とを可能にした空気調和装置において、
上記熱源側熱交換器および上記利用側熱交換器を接続する第一の液管と、凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の出口に連なる第二の液管との交差部に、レシーバタンクを設け、
凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の出口とレシーバタンクとの間から利用側熱交換器の入口につながる分岐管を設け、この分岐管を開閉する開閉弁を配設し、
過冷却蓄冷利用運転時には上記開閉弁を開弁することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
圧縮機の吐出口と凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の入口とをつなぐ冷媒管が設けられ、この冷媒管を開閉する開閉弁を配設したことを特徴とする請求項１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、液管にレシーバタンク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、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットと、蓄熱用熱交換器を備えた氷蓄熱ユニットとを冷媒配管で接続し、少なくとも凝縮蓄冷利用運転を可能にした空気調和装置が知られている。この種のものでは、上記熱源側熱交換器および上記利用側熱交換器を接続する第一の液管と、凝縮蓄冷利用運転時の上記蓄熱用熱交換器の出口に連なる第二の液管との交差部よりも、上記熱源側熱交換器寄りの第一の液管に、レシーバタンクを備えるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の空気調和装置では、凝縮蓄冷利用運転時に上記従来のレシーバタンクを通らずに、冷媒が流れるため、この従来のレシーバタンクが受液の機能を果たさないという問題がある。
【０００４】
これを解消するため、従来では、第一の液管と第二の液管との交差部よりも、上記利用側熱交換器寄りの第一の液管に、従来とは別のレシーバタンクを設けているが、これだと余分なコストがかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、レシーバタンクを複数設けることなく、凝縮蓄冷利用運転時にも受液の機能を果たすことが可能な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】
請求項１記載の発明は、圧縮機、熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットと、蓄熱用熱交換器を備えた氷蓄熱ユニットとを冷媒配管で接続し、少なくとも凝縮蓄冷利用運転と過冷却蓄冷利用運転とを可能にした空気調和装置において、上記熱源側熱交換器および上記利用側熱交換器を接続する第一の液管と、凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の出口に連なる第二の液管との交差部に、レシーバタンクを設け、凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の出口とレシーバタンクとの間から利用側熱交換器の入口につながる分岐管を設け、この分岐管を開閉する開閉弁を配設し、過冷却蓄冷利用運転時には上記開閉弁を開弁することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、圧縮機の吐出口と凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器の入口とをつなぐ冷媒管が設けられ、この冷媒管を開閉する開閉弁を配設したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１乃至図４に示す空気調和装置１０は、熱源側ユニット１１、氷蓄熱ユニット１２および利用側ユニット１３を有して構成される。
【００１０】
上記熱源側ユニット１１にはアキュムレータ１８と、圧縮機１９と、四方弁２０と、熱源側熱交換器２１と、電動膨張弁２２と、レシーバタンク２３とが収納されている。このレシーバタンク２３は、熱源側熱交換器２１から電動膨張弁２２を経て延びる第一の液管５１の入口端５１Ａと、この第一の液管５１の出口端５１Ｂとの間に接続されている。また、上記利用側ユニット１３には、利用側熱交換器２４と、電動膨張弁２７とが配設されて構成される。この電動膨張弁２７は、空調負荷に応じて開度が調整される。
【００１１】
上記氷蓄熱ユニット１２は蓄熱用熱交換器３５を備え、この蓄熱用熱交換器３５は、図示を省略した氷蓄熱槽内に水没される。
【００１２】
この蓄熱用熱交換器３５の一端３５Ａには、第二の液管５３が接続され、この第二の液管５３は電動膨張弁３８を介して上記レシーバタンク２３に接続されている。また、蓄熱用熱交換器３５の他端３５Ｂには配管３７が接続され、この配管３７は、大小二つの製氷弁４１と回収弁４３とに接続されている。
【００１３】
製氷弁４１と回収弁４３とは、配管４２を介して、アキュムレータ１８への冷媒戻り用の配管４４に接続されている。また、製氷弁４１および回収弁４３に対して並列に、二方弁４５が接続され、この二方弁４５は高圧用の配管４６を介して圧縮機１９の吐出管４７に接続されている。
【００１４】
レシーバタンク２３に接続された第一の液管５１は、二方弁４９を経て延出し、電動膨張弁２７を経て利用側熱交換器２４に接続されている。レシーバタンク２３と二方弁４９との間の第一の液管５１からは分岐管５４が分岐し、この分岐管５４は解氷弁５５および逆止弁５５を介して上記配管３７に接続されている。また、蓄熱用熱交換器３５と電動膨張弁３８との間の第二の液管５３からは分岐管５７が分岐し、この分岐管５７はサブクール弁５８および逆止弁５９を介して上記第一の液管５１に接続されている。
【００１５】
この実施形態では、熱源側熱交換器２１および利用側熱交換器２４を接続する第一の液管５１と、蓄熱用熱交換器３５の一端３５Ａ（後述する凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器３５の出口）に連なる第二の液管５３との交差部Ａに、レシーバタンク２３が設けられている。
【００１６】
具体的には、第一の液管５１の入口端５１Ａと、第一の液管５１の出口端５１Ｂと、第二の液管５３の入口端５３Ａとの三本の冷媒管が、それぞれレシーバタンク２３の底部に連結されている。
【００１７】
つぎに、この空気調和装置の動作を説明する。
【００１８】
（１）製氷蓄冷運転(図１)
図１に示す空気調和装置１０の製氷運転は、例えば、夜間１０時から翌朝８時までの電力料金が安い時間帯に、熱源側ユニット１１における熱源側熱交換器２１からの液冷媒を氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器３５へ供給し、氷蓄熱槽内に氷を作る運転である。
【００１９】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、解氷弁５５、二方弁４５、二方弁４９およびサブクール弁５８が閉弁されて、電動膨張弁３８および製氷弁４１、回収弁４３が開弁操作される。
【００２０】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１９が起動されると、これらの圧縮機１９から吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２を経て減圧されてレシーバタンク２３に流入し、ここでは余剰の液冷媒が貯留される。このレシーバタンク２３を経た冷媒は、氷蓄熱ユニット１２の電動膨張弁３８でさらに減圧されて、氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器３５へ流入する。この蓄熱用熱交換器３５内に流入した冷媒は蒸発されて、蓄熱用熱交換器３５の外周に氷を付着した状態で形成する。
【００２１】
その後、蓄熱用熱交換器３５内のガス冷媒は、配管３７および製氷弁４１、回収弁４３並びに配管４２、アキュムレータ１８を経て圧縮機１９に戻される。この製氷運転によって氷蓄熱槽内に氷が形成され、この氷に蓄熱された冷熱が、次の凝縮蓄冷利用の冷房運転に利用される。
【００２２】
（２） 凝縮蓄冷利用運転(図２)
図２に示す空気調和装置１０の凝縮蓄冷利用による冷房運転は、例えば、昼間、気温が上昇する時間帯に、熱源側ユニット１１における熱源側熱交換器２１からの液冷媒を、氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器３５へ供給させて過冷却状態とし、この過冷却状態の液冷媒を利用側ユニット１３の利用側熱交換器２４へ供給して実施される。
【００２３】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、解氷弁５５、サブクール弁５８および製氷弁４１、回収弁４３が閉弁されて、二方弁４５、二方弁４９および電動膨張弁３８が開弁操作される。また、利用側ユニット１３の電動膨張弁２７が開弁操作される。この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１９が起動されると、これらの圧縮機１９から吐出されたガス冷媒は、配管４６および二方弁４５を経て、氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器３５へ流入する。
【００２４】
この蓄熱用熱交換器３５内に流入した液冷媒は、蓄熱用熱交換器３５内を満杯状態で流れ、蓄熱用熱交換器３５の外周に付着した氷を解氷し、この氷に蓄熱された冷熱により過冷却状態となる。その後、蓄熱用熱交換器３５内の過冷却状態の液冷媒は、第二の液管５３、電動膨張弁３８を経てレシーバタンク２３に流入し、ここで余剰の液冷媒を貯留し、第一の液管５１および二方弁４９を経て、電動膨張弁２７、利用側熱交換器２４へそれぞれ流入し、これらの利用側熱交換器２４で蒸発して室内を冷房する。
【００２５】
その後、ガス冷媒は、ガス管、四方弁２０およびアキュムレータ１８を経た後、圧縮機１９へ戻される。
【００２６】
従って、この凝縮蓄冷利用による冷房運転では、前述の製氷運転で氷蓄熱槽内の氷に蓄熱された冷熱を利用し、氷蓄熱槽の蓄熱用熱交換器３５内で液冷媒を過冷却状態として利用側熱交換２４へ供給するので、この利用側熱交換器２４における冷房運転の効率を向上させることができる。
【００２７】
（３）過冷却蓄冷利用運転（図３）
この過冷却蓄冷利用運転では、二方弁４５、二方弁４９および製氷弁４１、回収弁４３が閉弁されて、解氷弁５５、サブクール弁５８および電動膨張弁３８が開弁操作される。この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１９が起動されると、これらの圧縮機１９から吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２を経て減圧されてレシーバタンク２３に流入し、ここでは余剰の液冷媒が貯留される。このレシーバタンク２３を経た冷媒は、解氷弁５５および配管３７を経て氷蓄熱槽内の蓄熱用熱交換器３５へ流入する。
【００２８】
この蓄熱用熱交換器３５内に流入した液冷媒は、蓄熱用熱交換器３５内を満杯状態で流れ、蓄熱用熱交換器３５の外周に付着した氷を解氷し、この氷に蓄熱された冷熱により過冷却状態となる。その後、蓄熱用熱交換器３５内の過冷却状態の液冷媒に対し、熱源側熱交換器２１および電動膨張弁２２を経た液冷媒を合流させ、この合流した液冷媒を利用側熱交換器２４へ供給する。
【００２９】
このような過冷却蓄冷利用による冷房運転は、熱源側熱交換器２１および電動膨張弁２２からの液冷媒が、蓄熱用熱交換器３５内で過冷却された液冷媒よりも温度が高いことから、利用側熱交換器２４へ流れる液冷媒の温度を上昇させて、これら利用側熱交換器２４による室内の冷房運転を適正化するものである。
【００３０】
（４）蓄冷未利用運転（図４）
図４に示す空気調和装置１０における蓄冷未利用による通常冷房運転は、氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽内の氷に蓄熱された冷熱を利用しないで実施される冷房運転である。この場合、二方弁４９が開弁し、そのほかの二方弁４５および製氷弁４１、回収弁４３、さらに解氷弁５５、サブクール弁５８および電動膨張弁３８がすべて閉弁操作される。
【００３１】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１９が起動されると、これらの圧縮機１９から吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器２１にて凝縮され、電動膨張弁２２、レシーバタンク２３並びに氷蓄熱ユニット１２の第一の液管５１、二方弁４９を通り、電動膨張弁２７を経て利用側熱交換器２４へ流入し、この利用側熱交換器２４で蒸発して室内を冷房した後、ガス管を通り、四方弁２０およびアキュムレータ１８を経た後、圧縮機１９へ戻される。
【００３２】
本実施形態では、上記（１）〜（４）に示すように、すべての運転時に、液冷媒が、必ず、上記単一のレシーバタンク２３を通る。
【００３３】
従来の構成では、熱源側熱交換器２１および利用側熱交換器２４を接続する第一の液管５１と、凝縮蓄冷利用運転時の蓄熱用熱交換器３５の出口３５Ａに連なる第二の液管５３との交差部Ａよりも、熱源側熱交換器２１寄りの第一の液管５１に、レシーバタンクを備えるのが一般的であり、この場合（２）の凝縮蓄冷利用運転時に、このレシーバタンクを通らずに、冷媒が流れるため、このレシーバタンクが受液の機能を果たさない。
【００３４】
そのため、従来の構成では、第一の液管５１と第二の液管５３との交差部Ａよりも、利用側熱交換器２４寄りの第一の液管５１に、上記とは別のレシーバタンクを設けなければならない。
【００３５】
本実施形態では、従来のように、複数のレシーバタンクを設ける必要がなく、単一のレシーバタンク２３の設置で済むため、コストダウンが図れるとともに、冷媒配管が簡素化され、装置の小型化が図られる。
【００３６】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明では、複数のレシーバタンクを設ける必要がなく、単一のレシーバタンクの設置で済むため、コストダウンが図れるとともに、冷媒配管が簡素化され、装置の小型化を図ることができる。
【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り、製氷蓄冷運転時の管路図である。
【図２】凝縮蓄冷利用における冷房運転時の管路図である。
【図３】過冷却蓄冷利用における冷房運転時の管路図である。
【図４】蓄冷未利用における冷房運転時の管路図である。
【符号の説明】
１０  空気調和装置
１１  熱源側ユニット
１２  氷蓄熱ユニット
１３  利用側ユニット
２１  熱源側熱交換器
２３  レシーバタンク
２４  利用側熱交換器
３５  蓄熱用熱交換器
５１  第一の液管
５３  第二の液管
【図１】
0003920540.tif 000002
【図２】
0003920540.tif 000003
【図３】
0003920540.tif 000004
【図４】
0003920540.tif 000005