(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、及び熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、配管等を収納する機械室、及び蓄熱槽、並びにコイルを備えた蓄熱ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとを有した空気調和装置において、
前記蓄熱ユニットは上下二段の室を有し、下段の室には蓄熱槽及びコイルが配置され、上段の室は前記機械室として構成され、
前記上段の室の幅寸法は前記下段の室の幅寸法より小さく形成され、
前記下段の室の上面まで達するはしごが配設され、さらに、前記下段の室の上面には前記蓄熱槽の内部点検口が形成され、この内部点検口に天蓋が配設されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記熱源側ユニットはその略中央に前記圧縮機を配置し、その左右に前記圧縮機を囲むように略コ字状の前記熱源側熱交換器を向かい合わせに配置し、一方の熱源側熱交換器の内側空間にアキュムレータを含む冷媒配管を配置し、他方の熱源側熱交換器の内側空間に前記機械室に配置されるべき前記レシーバタンクを配置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、蓄熱ユニットを備えた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧縮機及び熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、レシーバタンク、配管等を収納する機械室、及び氷蓄熱槽、並びにコイルを備えた氷蓄熱ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとを有した空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置では、熱源側ユニットと氷蓄熱ユニットとが、屋上等の狭いスペースに配置されることが多く、設置スペースを小さくすることが重要な開発テーマとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の氷蓄熱ユニットは、その内部に氷蓄熱槽とこの槽中に水没状態で配設されたコイルを備え、さらにその他に大型のレシーバタンクや配管等を収納して構成されるため、大型化するという問題がある。
【０００４】
その一方で、熱源側ユニットは、その略中央に圧縮機を配置し、その左右に圧縮機を囲むように略コ字状の熱源側熱交換器を向かい合わせに配置するのが一般的である。この場合、一方の熱源側熱交換器の内側空間にはアキュムレータを含む冷媒配管等がほとんど隙間無くぎっしりと収容されるものの、他方の熱源側熱交換器の内側空間にはほとんど何も収容されないのが現状である。そのため、従来の熱源側ユニットでは、一方の熱源側熱交換器を配置した側が重くなり、重量バランスが悪くなり、熱源側ユニットの搬送時に、吊り上げる場合、その吊り上げ搬送等が困難になるという問題がある。
【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、屋上等における設備類の設置スペースが低減され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】
請求項１記載の発明は、圧縮機、及び熱源側熱交換器を備えた熱源側ユニットと、レシーバタンク、配管等を収納する機械室、及び蓄熱槽、並びにコイルを備えた蓄熱ユニットと、利用側熱交換器を備えた利用側ユニットとを有した空気調和装置において、前記蓄熱ユニットは上下二段の室を有し、下段の室には蓄熱槽及びコイルが配置され、上段の室は前記機械室として構成され、前記上段の室の幅寸法は前記下段の室の幅寸法より小さく形成され、前記下段の室の上面まで達するはしごが配設され、さらに、前記下段の室の上面には前記蓄熱槽の内部点検口が形成され、この内部点検口に天蓋が配設されたことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、氷蓄熱ユニットが上下二段に形成されるため、横並びのものに比べ、設置スペースが削減される。従って、熱源側ユニットと氷蓄熱ユニットとが、例えば屋上等の狭いスペースに配置された場合でも、その設置スペースは少なくて済み、ユニット間に広い空間が得られる。よって、空冷式の場合、熱交換効率を向上させることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記熱源側ユニットはその略中央に圧縮機を配置し、その左右に圧縮機を囲むように略コ字状の熱源側熱交換器を向かい合わせに配置し、一方の熱源側熱交換器の内側空間にアキュムレータを含む冷媒配管を配置し、他方の熱源側熱交換器の内側空間に前記機械室に配置されるべきレシーバタンクを配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、一方の熱源側熱交換器の内側空間に冷媒配管等を配置し、他方の熱源側熱交換器の内側空間に、機械室に配置されるべきレシーバタンクを配置したため、熱源側ユニットの重量バランスがとれる。
【００１０】
従って、熱源側ユニットの搬送時に、それを吊り上げる場合、その吊り上げ搬送等を容易におこなうことができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１は、本発明に係る空気調和装置の一実施の形態が適用された氷蓄熱ユニットを備えた空気調和装置を示し、製氷運転時の管路図である。図２は、図１の一実施の形態における冷房運転時の管路図である。
【００１３】
図１及び図２に示す空気調和装置１０は、熱源側ユニット１１、蓄熱ユニットとしての氷蓄熱ユニット１２及び利用側ユニット１３を有して構成される。熱源側ユニット１１の冷媒配管１４と、利用側ユニット１３の並列配置された冷媒配管３０，３１及び３２を接続する冷媒配管１５Ａ及び１５Ｂとが、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６，１７により接続される。冷媒配管１５Ａが冷媒配管１６に、冷媒配管１５Ｂが冷媒配管１７に接続される。
【００１４】
熱源側ユニット１１は、冷媒配管１４に容量可変型の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが並列に配設され、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ及び１８Ｃの吸込側にアキュムレータ１９が、吐出側に四方弁２０がそれぞれ配設され、この四方弁２０に熱源側熱交換器２１、電動膨張弁２２及びレシーバタンク２３Ａ，２３が冷媒配管１４を介して順次接続される。
【００１５】
前記レシーバタンク２３は、従来、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６に接続されていたものを、この熱源側ユニット１１内に移設したものであり、元々存在したレシーバタンク２３Ａと直列に接続される。
【００１６】
利用側ユニット１３は、冷媒配管３０，３１，３２のそれぞれに利用側熱交換器２４，２５，２６が配設され、これら冷媒配管３０，３１，３２において利用側熱交換器２４，２５，２６近傍に電動膨張弁２７，２８，２９が配設されて構成される。これらの電動膨張弁２７，２８，２９は、空調負荷に応じて開度が調整される。
【００１７】
前記氷蓄熱ユニット１２は、コイル３５を収容した蓄熱槽としての氷蓄熱槽３６を備えるとともに、冷媒配管１６に電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１が、熱源側ユニット１１側から利用側ユニット１３へ向かい順次配設される。また、冷媒配管１６には、電動膨張弁３８と第１電動開閉弁４１との間に、接続配管３９を介してコイル３５の一端が接続される。コイル３５の他端は、接続配管４０を介して氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７に接続され、この接続配管４０に第２電動開閉弁４２が配設される。更に、冷媒配管１６には、レシーバタンク２３と電動膨張弁３８との間に、第３電動開閉弁４３を備えた接続配管４４の一端が接続される。この接続配管４４の他端は、接続配管４０における第２電動開閉弁４２とコイル３５との間に接続される。
【００１８】
前記氷蓄熱槽３６内には二次媒体としての水が充填され、コイル３５は水没状態で配設される。空気調和装置１０の蓄熱運転としての製氷運転時には、コイル３５内に、熱源側熱交換器２１からの一次媒体としての液冷媒が流入して蒸発し、これにより、コイル３５の外周に氷が付着して形成されて、この氷に冷熱が蓄熱される。空気調和装置１０の放熱運転としての解氷冷房運転時には、コイル３５内に、熱源側熱交換器２１からの液冷媒が満杯状態で流入し、この液冷媒は、コイル３５外周に付着した氷を融解し、この氷に蓄熱された冷熱の放熱により過冷却状態となる。
【００１９】
[Ａ]製氷運転(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３６内のコイル３５へ供給し、氷蓄熱槽３６内に氷を作る運転である。
【００２０】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、第１電動開閉弁４１及び第３電動開閉弁４３が閉弁され、電動膨張弁３８及び第２電動開閉弁４２が開弁操作される。また、利用側ユニット１３の電動膨張弁２７，２８及び２９は閉弁する。
【００２１】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ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並びに氷蓄熱ユニット１２の電動膨張弁３８を経て減圧され、氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ流入する。このコイル３５内に流入した冷媒は蒸発されて、コイル３５の外周に氷を付着した状態で形成する。その後、コイル３５内のガス冷媒は、接続配管４０及び第２電動開閉弁４２並びに冷媒配管１７を経て四方弁２０へ至り、アキュムレータ１９を経て圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃに戻される。
【００２２】
この製氷運転によって氷蓄熱槽３６内に氷が形成され、この氷に蓄熱された冷熱が、次の解氷冷房運転に利用される。
【００２３】
[Ｂ]解氷冷房運転(図２)
図２に示す空気調和装置１０の解氷冷房運転は、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３６内のコイル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２４，２５，２６へ供給して実施される。
【００２４】
この場合には、氷蓄熱ユニット１２において、第２電動開閉弁４２が閉弁され、第１電動開閉弁４１及び第３電動開閉弁４３が開弁され、電動膨張弁３８の開度が後述の如く調整される。また、利用側ユニット１３の電動膨張弁２７，２８及び２９が開弁される。
【００２５】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ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並びに氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６、接続配管４４及び第３電動開閉弁４３を経て氷蓄熱槽３６内のコイル３５へ流入する。このコイル３５内に流入した液冷媒は、コイル３５内を満杯状態で流れ、コイル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、コイル３５内の過冷却状態の液冷媒は、接続配管３９、第１電動開閉弁４１及び冷媒配管１６、並びに利用側ユニット１３の冷媒配管１５Ａ及び電動膨張弁２７，２８，２９を経て利用側熱交換器２４，２５，２６へそれぞれ流入し、これらの利用側熱交換器２４，２５，２６のそれぞれにより蒸発して室内を冷房する。
【００２６】
その後、ガス冷媒は、冷媒配管３０，３１，３２及び冷媒配管１５Ｂを通り、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７を経、四方弁２０及びアキュムレータ１９を経た後圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃへ戻される。
【００２７】
従って、この解氷冷房運転時では、前述の製氷運転で氷蓄熱槽３６内の氷に蓄熱された冷熱を利用し、氷蓄熱槽３６のコイル３５内で液冷媒を過冷却状態として利用側熱交換２４，２５，２６へ供給するので、これら利用側熱交換器２４，２５，２６における冷房運転の効率を向上させることができる。
【００２８】
また、上述の解氷冷房運転においては、氷蓄熱ユニット１２において、コイル３５から接続配管３９を介し第１電動開閉弁４１側の冷媒配管１６へ流入した液冷媒温度Ｅ１が、利用側ユニット１３における利用側熱交換器２４，２５，２６内の液冷媒温度Ｅ２よりも低いときに、電動膨張弁３８の開度が調整されて、氷蓄熱槽３６内のコイル３５で過冷却された液冷媒に、熱源側熱交換器２１及び電動膨張弁２２からの液冷媒を合流させ、この合流した液冷媒を利用側熱交換器２４，２５，２６へ供給する。このような解氷冷房運転は、熱源側熱交換器２１及び電動膨張弁２２からの液冷媒が、コイル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２４，２５，２６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２４，２５，２６による室内の冷房運転を適正化するものである。
【００２９】
「Ｃ」通常冷房運転（図２）
図２に示す空気調和装置１０における通常冷房運転は、氷蓄熱ユニット１２における氷蓄熱槽３６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り、第２電動開閉弁４２及び第３電動開閉弁４３が閉弁され、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１が開弁される。また、利用側ユニット１３における電動膨張弁２７，２８及び２９は開弁される。
【００３０】
この状態で、熱源側ユニット１１の圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが起動されると、これらの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ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並びに氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１６、電動膨張弁３８及び第１電動開閉弁４１を通り、利用側ユニット１３の冷媒配管１５Ａ及び電動膨張弁２７，２８，２９を経て利用側熱交換器２４，２５，２６へそれぞれ流入し、これらの利用側熱交換器２４，２５，２６のそれぞれにより蒸発して室内を冷房した後、冷媒配管１５Ｂを通り、氷蓄熱ユニット１２の冷媒配管１７を経、四方弁２０及びアキュムレータ１９を経た後、圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃへ戻される。
【００３１】
本実施形態では、図３に示すように、氷蓄熱ユニット１２が上下二段に形成されている。下段の室Ａには氷蓄熱槽３６、この槽中に水没状態で配置されたコイル３５等の水回りが配置されている。
【００３２】
前記コイル３５は、４つの分配器７５や集合管７６によって多パス状態に形成され、槽中では、フレーム７３によって支持されている。このフレーム７３はコイル３５の上部を水平に保持する上フレーム７７と、コイル３５の下部のＵ字状屈曲部７８を水平に保持する下フレーム７９と、上下のフレーム７７，７９をつなぐ垂直フレーム８０とで構成されている。
【００３３】
また、上段には機械室Ｂが配置され、この機械室Ｂには、図示は省略したが、図１の電動膨張弁３８、第１電動開閉弁４１、接続配管３９、接続配管４０、冷媒配管１７、第２電動開閉弁４２、冷媒配管１６、第３電動開閉弁４３及び接続配管４４等を含んだ配管類が配置されている。
【００３４】
この機械室Ｂは幅寸法が下段の室Ａよりも小さく形成され、この室Ａの天板の一部には、氷蓄熱槽の内部点検口が形成され、そこには天蓋６８が配置されている。１００ははしごである。
【００３５】
前記構成によれば、氷蓄熱ユニット１２が上下二段に形成されるため、横並びのものに比べ、設置スペースが削減される。従って、熱源側ユニット１１と氷蓄熱ユニット１２とが、例えば屋上等の狭いスペースに配置された場合でも、その設置スペースは少なくて済み、ユニット間に広い空間が得られる。よって、空冷式の場合、熱交換効率を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、図１を参照して、２つのレシーバタンク２３Ａ，２３が熱源側ユニット１１内に集約して配置される。
【００３７】
この種の氷蓄熱ユニット１２を利用した空気調和装置では、多量の冷媒が必要になり、運転状態によって余剰となった冷媒を一時的に貯えるため、大型のレシーバタンク２３Ａ，２３が必要になる。従来、一方のレシーバタンク２３は氷蓄熱ユニット１２内に配置していたが、本実施形態では、上述のように、熱源側ユニット１１内に集約して配置される。
【００３８】
この熱源側ユニット１１は、図４及び図５に示すように、ユニット略中央に３つの圧縮機１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ等を収納した機械室１１Ａが設けられ、その両側に、略コ字状の熱源側熱交換器２１を向かい合わせに収納した熱交換室１１Ｂとを備えて構成されている。７は送風機である。
【００３９】
一方の熱源側熱交換器２１の内側空間には、図示は省略したが、アキュムレータ１９を含む冷媒配管等がぎっしりと、ほとんど隙間無く配置されており、他方の熱源側熱交換器２１の広い内側空間には、前記レシーバタンク２３Ａ，２３が配置されている。８は電装箱である。
【００４０】
この構成では、アキュムレータ１９を含む冷媒配管等の重量と、レシーバタンク２３Ａ，２３の重量とが釣り合って、熱源側ユニット１１全体として重量バランスがとれる。従って、熱源側ユニット１１の搬送時に、吊り上げたりする場合、その吊り上げ搬送等が容易になる。
【００４１】
以上、本発明を前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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、氷蓄熱ユニットが上下二段に形成されるため、横並びのものに比べ、設置スペースが削減される。従って、熱源側ユニットと氷蓄熱ユニットとが、例えば屋上等の狭いスペースに配置された場合でも、その設置スペースは少なくて済み、ユニット間に広い空間が得られる。よって、空冷式の場合、熱交換効率を向上させることができる。
【００４３】
請求項２記載の発明では、熱源側ユニット全体として重量バランスがとれる。従って、熱源側ユニットの搬送時に、吊り上げたりする場合、その吊り上げ搬送等が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る氷蓄熱ユニットを備えた空気調和装置を示し、製氷運転時の管路図である。
【図２】図１の一実施形態における冷房運転時の管路図である。
【図３】蓄熱ユニットの断面図である。
【図４】熱源側ユニットの側面断面図である。
【図５】熱源側ユニットの平面断面図である。
【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
２４  利用側熱交換器
３５  コイル
３６  氷蓄熱槽
Ａ  下段の室
Ｂ  機械室
【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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