JPH1123092A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱槽を小型化するとともに、蓄熱の取り出
しを容易にして熱損失を低減する。 【解決手段】 空気熱交換器で構成された吸収器(4) 、
吸収溶液タンク(5) 、蒸発器(3) 、及び冷媒タンク(2)
を備える。吸収溶液タンク(5) と吸収器(4) とは、溶液
ポンプ(7) を備えた溶液配管(13)によって接続されてい
る。蒸発器(3) と冷媒タンク(2) とは、水ポンプ(6) を
備えた搬送配管(14)によって接続されている。吸収溶液
タンク(5) 内には、ＬｉＢｒ水溶液から水を蒸発させる
再生用熱交換器(24)が設けられている。蒸発器(3) 内に
は、蓄熱運転時に水蒸気を冷却して凝縮させる一方、冷
蓄熱利用冷房運転時に冷媒タンク(2) からの水を蒸発さ
せる補助熱交換コイル(22)が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱装置に係り、
特に、夜間に蓄えた温熱または冷熱を電力需要の大きな
昼間に用いて電力のピークカットを行う用途に適した蓄
熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力のピークカット等を目的に、
安価な深夜電力を用いて夜間に蓄熱を行い、この蓄熱を
昼間の冷暖房に用いる蓄熱装置を備えた空気調和装置が
用いられている。

【０００３】そのような蓄熱装置として、夜間に氷を生
成及び貯留し、この氷を冷熱源として昼間の冷房に利用
する氷蓄熱式空気調和装置が開発されている。

【０００４】例えば、特開平５−１１８６９０号公報に
開示されているような空気調和装置は、圧縮機、凝縮
器、減圧装置、及び蒸発器を冷媒配管によって順次接続
して成る熱源側冷媒回路と、この蒸発器と並列に設けら
れた蓄熱用熱交換器とを備えている。蓄熱用熱交換器
は、蓄熱槽に蓄えられた水に浸漬されるように設置され
ている。

【０００５】上記空気調和装置では、夜間に行う製氷動
作においては、蓄熱用熱交換器で冷媒を蒸発させ、蓄熱
槽の水を冷却して氷化する。一方、昼間の冷房運転時に
は、蓄熱槽内の水を取り出し、冷房のための冷熱源とし
て利用する。

【０００６】その結果、蓄熱槽内の氷の冷熱分だけ消費
電力を低減でき、ピークカット運転が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
空気調和装置では、蓄熱槽を設置するために大きなスペ
ースが必要となる。そのため、空気調和装置の小型化を
図ることが困難であった。

【０００８】また、氷は固体であるために伝熱特性が悪
く、単位時間あたりに利用できる冷熱量が小さかった。
つまり、冷熱の取り出しが容易ではなかった。そのた
め、蓄熱槽から外部に放出される冷熱量が多く、熱損失
が大きかった。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、蓄熱槽を小型化する
とともに、蓄熱の取り出しを容易にして熱損失を低減す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、いわゆる吸収式の冷凍サイクルを応用し
て蓄熱を行うこととした。つまり、吸収溶液から冷媒を
蒸発させて吸収溶液の濃度を高めるとともに、冷媒を冷
媒タンク(2) に貯留することにより、蓄熱を行うことと
した。

【００１１】具体的には、請求項１に記載の発明は、吸
収溶液を貯留する吸収溶液タンク(5) 、冷媒蒸気を吸収
溶液で吸収する吸収器(4) 、冷媒を相変化させる熱交換
器(3) 、及び液冷媒を貯留する冷媒タンク(2) が順に接
続されて成る冷媒回路(32)を備え、上記吸収溶液タンク
(5) 内の稀溶液を加熱して該稀溶液中の液冷媒を蒸発さ
せ、蒸発した冷媒蒸気を上記熱交換器(3) で冷却して液
化し、液冷媒を上記冷媒タンク(2) に貯留することによ
り蓄熱運転を行うこととしたものである。

【００１２】上記発明特定事項により、蓄熱運転時に
は、吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液中の液冷媒が蒸発す
る。蒸発した冷媒蒸気は熱交換器(3) において冷却され
て凝縮する。凝縮した液冷媒は、冷媒タンク(2) に貯留
される。その結果、吸収溶液タンク(5) の吸収溶液は濃
溶液となる一方、冷媒は冷媒タンク(2) に貯留されるこ
とにより、蓄熱が行われる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の蓄熱装置において、吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液を
吸収器(4) に供給し、熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を該吸
収器(4) 内の濃溶液で吸収して該熱交換器(3) 内を減圧
するとともに、冷媒タンク(2) から液冷媒を熱交換器
(3) に供給し、該液冷媒を該熱交換器(3) 内で蒸発させ
て冷熱を発生させることにより冷蓄熱利用運転を行うこ
ととしたものである。

【００１４】上記発明特定事項により、冷蓄熱利用運転
時には、吸収溶液タンク(5) の濃溶液が吸収器(4) に供
給され、熱交換器(3) 内の冷媒蒸気が吸収器(4) の濃溶
液に吸収される。この吸収動作により熱交換器(3) 内は
低圧に維持され、冷媒タンク(2) から熱交換器(3) に供
給される冷媒の蒸発が円滑に行われる。その結果、冷媒
の蒸発潜熱が冷熱源として利用され、放冷熱が行われ
る。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の蓄熱装置において、冷媒タンク(2) 内の液冷媒を吸収
溶液タンク(5) に供給し、該液冷媒を該吸収溶液タンク
(5)内の濃溶液に吸収させて温熱を発生させることによ
り温蓄熱利用運転を行うこととしたものである。

【００１６】上記発明特定事項により、温蓄熱利用運転
時には、冷媒タンク(2) の液冷媒が吸収溶液タンク(5)
の濃溶液に吸収され、希釈熱が発生する。その結果、こ
の希釈熱が温熱源として利用され、放熱が行われる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の蓄熱装置において、吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液を
吸収器(4) に供給し、熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を該吸
収器(4) 内の濃溶液で吸収して該熱交換器(3) 内を減圧
するとともに、冷媒タンク(2) から液冷媒を熱交換器
(3) に供給し、該液冷媒を該熱交換器(3) 内で蒸発させ
て冷熱を発生させることにより冷蓄熱利用運転を行う一
方、冷媒タンク(2) 内の液冷媒を吸収溶液タンク(5) に
供給し、該液冷媒を該吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液に
吸収させて温熱を発生させることにより温蓄熱利用運転
を行うこととしたものである。

【００１８】上記発明特定事項により、冷蓄熱利用運転
時には、吸収溶液タンク(5) の濃溶液が吸収器(4) に供
給され、熱交換器(3) 内の冷媒蒸気が吸収器(4) の濃溶
液に吸収される。この吸収動作により熱交換器(3) 内は
低圧に維持され、冷媒タンク(2) から熱交換器(3) に供
給される冷媒の蒸発が円滑に行われる。その結果、冷媒
の蒸発潜熱が冷熱源として利用され、放冷熱が行われ
る。一方、温蓄熱利用運転時には、冷媒タンク(2) の液
冷媒が吸収溶液タンク(5) の濃溶液に吸収され、希釈熱
が発生する。その結果、この希釈熱が温熱源として利用
され、放熱が行われる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項２または
４のいずれか一つに記載の蓄熱装置において、吸収溶液
タンク(5) には、蓄熱運転時に該吸収溶液タンク(5) 内
の吸収溶液を加熱する加熱手段(24)が設けられ、熱交換
器(3) には、蓄熱運転時に該熱交換器(3) 内の冷媒蒸気
を冷却して凝縮させる一方、冷蓄熱利用運転時に該熱交
換器(3) 内の液冷媒を蒸発させて該冷媒の蒸発潜熱を回
収する補助熱交換コイル(22)が設けられていることとし
たものである。

【００２０】上記発明特定事項により、蓄熱運転時に、
加熱手段(24)が吸収溶液を加熱することにより、吸収溶
液中の冷媒の蒸発が円滑かつ確実に行われる。また、熱
交換器(3) 内の冷媒蒸気は、補助熱交換コイル(22)によ
って冷却されるので、冷媒の凝縮が円滑かつ確実に行わ
れる。冷蓄熱利用運転時には、補助熱交換コイル(22)を
介して冷媒の蒸発潜熱が回収されるので、蓄熱の回収が
容易に行われる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか一つに記載の蓄熱装置において、吸収溶液タン
ク(5) 内の吸収溶液を吸収器(4) に搬送する溶液ポンプ
(7)と、熱交換器(3) 内の液冷媒を冷媒タンク(2) に搬
送する冷媒ポンプ(6)とを備えていることとしたもので
ある。

【００２２】上記発明特定事項により、蓄熱運転時に、
冷媒ポンプ(6) によって、熱交換器(3) 内の液冷媒が冷
媒タンク(2) に容易かつ確実に搬送される。一方、冷蓄
熱利用運転時には、溶液ポンプ(7) によって、吸収溶液
タンク(5) の吸収溶液が吸収器(4) に容易かつ確実に搬
送される。

【００２３】請求項７に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか一つに記載の蓄熱装置において、冷媒は水であ
り、吸収溶液はリチウムブロマイドであることとした。

【００２４】上記発明特定事項により、蒸発潜熱の大き
い水が冷媒として用いられ、従来の氷蓄熱装置よりも高
性能な蓄熱装置が得られる。

【００２５】請求項８に記載の発明は、請求項１、２ま
たは４のいずれか一つに記載の蓄熱装置において、吸収
器(4) は空気熱交換器で構成されていることとした。

【００２６】上記発明特定事項により、吸収器(4) を冷
却する冷却熱源が不要となり、蓄熱装置(1) がより小型
化される。

【００２７】請求項９に記載の発明は、請求項２に記載
の蓄熱装置において、吸収器(4) は、鉛直方向に延びる
空気熱交換器から成り、吸収溶液タンク(5) は、上記吸
収器(4) の下部側方に配置され、液配管(12)と該液配管
(12)の上方に設けられたガス配管(11)とを通じて該吸収
器(4) と連通し、熱交換器(3) は、上記吸収器(4) の側
方に配置されると共に上記吸収溶液タンク(5) の上方に
配置され、ガス配管(10)を通じて該吸収器(4) と連通
し、冷媒タンク(2) は、上記吸収器(4) の側方に配置さ
れると共に上記熱交換器(3) の上方に配置され、開閉弁
(SV1) が設けられた液供給配管(15)を通じて該熱交換器
(3) と連通し、冷蓄熱利用運転時に上記吸収溶液タンク
(5) 内の吸収溶液を上記吸収器(4) に供給する溶液ポン
プ(7) を備え、上流側開口が該吸収溶液タンク(5) 内に
貯留された吸収溶液に臨み、下流側開口が該吸収器(4)
の上部に臨んでいる溶液配管(13)と、蓄熱運転時に上記
熱交換器(3) 内の液冷媒を上記冷媒タンク(2) に搬送す
る冷媒ポンプ(6) を備え、該熱交換器(3) と該冷媒タン
ク(2) とを連通する搬送配管(14)と、上記吸収器(4)に
冷却空気を供給する送風機(8)とを備えていることとし
たものである。

【００２８】請求項１０に記載の発明は、請求項３に記
載の蓄熱装置において、温蓄熱利用運転時に熱交換器
(3) 内の液冷媒を吸収溶液タンク(5) の吸収溶液に供給
する液配管(44)を備えていることとしたものである。

【００２９】請求項１１に記載の発明は、請求項４に記
載の蓄熱装置において、吸収器(4)は、鉛直方向に延び
る空気熱交換器から成り、吸収溶液タンク(5) は、上記
吸収器(4) の下部側方に配置され、液配管(12)と該液配
管(12)の上方に設けられたガス配管(11)とを通じて該吸
収器(4) と連通し、熱交換器(3) は、上記吸収器(4)の
側方に配置されると共に上記吸収溶液タンク(5) の上方
に配置され、ガス配管(10)を通じて該吸収器(4) と連通
し、冷媒タンク(2) は、上記吸収器(4) の側方に配置さ
れると共に上記熱交換器(3) の上方に配置され、開閉弁
(SV1) が設けられた液供給配管(15)を通じて該熱交換器
(3) と連通し、冷蓄熱利用運転時に上記吸収溶液タンク
(5) 内の吸収溶液を上記吸収器(4) に供給する溶液ポン
プ(7) を備え、上流側開口が該吸収溶液タンク(5) 内に
貯留された吸収溶液に臨み、下流側開口が該吸収器(4)
の上部に臨んでいる溶液配管(13)と、蓄熱運転時に上記
熱交換器(3) 内の液冷媒を上記冷媒タンク(2) に搬送す
る冷媒ポンプ(6) を備え、該熱交換器(3) と該冷媒タン
ク(2) とを連通する搬送配管(14)と、上記吸収器(4) に
冷却空気を供給する送風機(8)と、温蓄熱利用運転時に
上記熱交換器(3) 内の液冷媒を上記吸収溶液タンク(5)
の吸収溶液に供給する液配管(44)とを備えていることと
したものである。

【００３０】上記請求項９〜１１の各発明特定事項によ
り、具体的な構成により、小型かつ高性能な蓄熱装置
(1,1a)が得られることになる。

【００３１】請求項１２に記載の発明は、請求項２に記
載の蓄熱装置において、圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸
収溶液タンク(5) 内に設けられた再生用熱交換器(24)、
減圧機構(23)、該蓄熱装置の熱交換器(3) 内に設けられ
た補助熱交換コイル(22)、及び利用側熱交換器(25)を備
えて利用側冷媒が循環する利用側冷媒回路(34)を備え、
蓄熱運転時には、上記再生用熱交換器(24)で利用側冷媒
を凝縮させて上記吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液を加熱
し、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記補
助熱交換コイル(22)で蒸発させて上記熱交換器(3) 内の
冷媒蒸気を液化する一方、冷蓄熱利用運転時には、上記
補助熱交換コイル(22)で上記熱交換器(3) 内の液冷媒を
蒸発させることにより利用側冷媒を凝縮させ、該利用側
冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記利用側熱交換器
(25)で蒸発させることとしたものである。

【００３２】上記発明特定事項により、具体的な構成に
より、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱利用運転
時には冷蓄熱を利用する装置が得られる。冷蓄熱利用運
転時には、利用側冷媒回路(34)の利用側冷媒を冷蓄熱で
凝縮させるので、圧縮機(21)の負荷が減少し、ＣＯＰが
向上する。そのため、小型かつ高性能な蓄熱式冷凍装置
等が得られることになる。

【００３３】請求項１３に記載の発明は、請求項２に記
載の蓄熱装置において、圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸
収溶液タンク(5) 内に設けられた再生用熱交換器(24)、
減圧機構(23)、該蓄熱装置の熱交換器(3) 内に設けられ
た補助熱交換コイル(22)、利用側熱交換器(25)、及び熱
源側熱交換器(27)を備えて利用側冷媒が循環する利用側
冷媒回路(34)を備え、蓄熱運転時には、上記再生用熱交
換器(24)で利用側冷媒を凝縮させて上記吸収溶液タンク
(5) 内の稀溶液を加熱し、該利用側冷媒を減圧機構(23)
で減圧した後、補助熱交換コイル(22)で蒸発させて上記
熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を液化する一方、冷蓄熱利用
運転時には、上記熱源側熱交換器(27)で利用側冷媒を凝
縮させ、補助熱交換コイル(22)で上記熱交換器(3) 内の
液冷媒を蒸発させることにより該利用側冷媒を過冷却
し、過冷却した該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した
後、上記利用側熱交換器(25)で蒸発させることとしたも
のである。

【００３４】上記発明特定事項により、具体的な構成に
より、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱利用運転
時には冷蓄熱を利用する冷凍装置が得られる。冷蓄熱利
用運転時には、利用側冷媒回路(34)の利用側冷媒を熱源
側熱交換器(27)で凝縮させた後、冷蓄熱で過冷却させる
ので、冷蓄熱が長時間にわたって活用される。その結
果、ＣＯＰの大きな運転が長時間行われる。そのため、
小型かつ高性能な蓄熱式冷凍装置等が得られることにな
る。

【００３５】請求項１４に記載の発明は、請求項３に記
載の蓄熱装置において、圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸
収溶液タンク(5) 内に設けられた再生用熱交換器(24)、
減圧機構(23,43) 、該蓄熱装置の熱交換器(3) 内に設け
られた補助熱交換コイル(22)、室内熱交換器(25)、及び
室外熱交換器(27)を備えて利用側冷媒が循環する利用側
冷媒回路(34)を備え、蓄熱運転時には、上記再生用熱交
換器(24)で利用側冷媒を凝縮させて上記吸収溶液タンク
(5) 内の稀溶液を加熱し、該利用側冷媒を減圧機構(23)
で減圧した後、上記補助熱交換コイル(22)で蒸発させて
上記熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を液化する一方、温蓄熱
利用運転時には、上記室内熱交換器(25)で利用側冷媒を
凝縮させ、該利用側冷媒を減圧機構(43)で減圧し、上記
再生用熱交換器(24)を介して上記吸収溶液タンク(5) 内
で発生する吸収溶液の希釈熱によって該利用側冷媒を加
熱し、加熱された該利用側冷媒を上記室外熱交換器(27)
に流通させることにより該室外熱交換器(27)のデフロス
トを行うこととしたものである。

【００３６】上記発明特定事項により、具体的な構成に
より、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、温蓄熱利用運転
時には温蓄熱を利用する装置が得られる。温蓄熱利用運
転時には、利用側冷媒回路(34)の利用側冷媒を室内熱交
換器(25)で凝縮させた後、温蓄熱で加熱するので、暖房
運転を中断することなく室外熱交換器(27)のデフロスト
が行われる。

【００３７】請求項１５に記載の発明は、請求項４に記
載の蓄熱装置において、圧縮機(21)、上記蓄熱装置(1)
の吸収溶液タンク(5) 内に設けられた再生用熱交換器(2
4)、減圧機構(23,43) 、該蓄熱装置の熱交換器(3) 内に
設けられた補助熱交換コイル(22)、室内熱交換器(25)、
及び室外熱交換器(27)を備えて利用側冷媒が循環する利
用側冷媒回路(34)を備え、蓄熱運転時には、上記再生用
熱交換器(24)で利用側冷媒を凝縮させて上記吸収溶液タ
ンク(5) の稀溶液を加熱し、該利用側冷媒を減圧機構(2
3)で減圧した後、上記補助熱交換コイル(22)で蒸発させ
て熱交換器(3)内の冷媒蒸気を液化し、冷蓄熱利用運転
時には、上記補助熱交換コイル(22)で上記熱交換器(3)
内の液冷媒を蒸発させることにより利用側冷媒を凝縮さ
せ、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記室
内熱交換器(25)で蒸発させる一方、温蓄熱利用運転時に
は、上記室内熱交換器(25)で利用側冷媒を凝縮させ、該
利用側冷媒を減圧機構(43)で減圧し、上記再生用熱交換
器(24)を介して上記吸収溶液タンク(5) 内で発生する吸
収溶液の希釈熱によって該利用側冷媒を加熱し、加熱さ
れた該利用側冷媒を上記室外熱交換器(27)に流通させる
ことにより該室外熱交換器(27)のデフロストを行うこと
としたものである。

【００３８】上記発明特定事項により、具体的な構成に
より、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱利用運転
時には当該蓄熱を冷熱源として利用し、温蓄熱利用運転
時には当該蓄熱を温熱源として利用する蓄熱式冷凍装置
等が得られる。

【００３９】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００４０】−空気調和装置(51)の構成− 図１に示すように、実施形態１に係る冷凍装置は蓄熱式
空気調和装置(51)であって、蓄熱装置(1) を備えるとと
もに、主回路(30)、蓄熱回路(31)及び補助回路(33)から
成る利用側冷媒回路(34)を備えている。まず、蓄熱装置
(1) の構成を説明し、その後に利用側冷媒回路(34)の構
成を説明する。

【００４１】−蓄熱装置(1) の構成− 蓄熱装置(1) は、吸収溶液タンク(5) 、吸収器(4) 、熱
交換器としての蒸発器(3) 、及び冷媒タンク(2) が順に
接続された蓄熱冷媒回路(32)を備えている。蓄熱冷媒回
路(32)には、冷媒としての水と、冷媒を吸収する吸収溶
液としてのリチウムブロマイド（ＬｉＢｒ）水溶液が充
填されている。蓄熱冷媒回路(32)は、蓄熱ユニット(9)
に収納されている。

【００４２】吸収器(4) は、いわゆる空冷式の熱交換
器、つまり空気熱交換器で構成されている。この吸収器
(4) は、蓄熱ユニット(9) 内の側部に、鉛直方向に延び
るように立設されている。

【００４３】吸収溶液タンク(5) は、その底部に吸収溶
液を貯留するように、密閉型のタンクで構成されてい
る。この吸収溶液タンク(5) 内には、後述する利用側冷
媒回路(34)の再生用熱交換器(24)が吸収溶液に浸漬する
ように配設されている。吸収溶液タンク(5) は吸収器
(4) の下部側方に配置されている。つまり、蓄熱ユニッ
ト(9) の底部に、吸収器(4) と隣り合うように配設され
ている。そして、吸収溶液タンク(5) の上部及び下部
は、それぞれガス配管(11)及び液配管(12)を介して吸収
器(4) と連通している。また、吸収溶液タンク(5) と吸
収器(4) とは、溶液配管(13)によっても接続されてい
る。溶液配管(13)は、吸収溶液タンク(5) の吸収溶液を
吸収器(4) の上部から散布するため配管である。この溶
液配管(13)には、溶液搬送手段たる溶液ポンプ(7) が設
けられている。溶液配管(13)の上流側開口は吸収溶液タ
ンク(5) 内に貯留された吸収溶液に臨み、下流側開口は
吸収器(4)の上部に臨んでいる。

【００４４】蒸発器(3) は、吸収器(4) の側方に配置さ
れると共に吸収溶液タンク(5) の上方に配置されてい
る。蒸発器(3) は、その底部に水を貯留するように密閉
型のタンクで構成され、その内部には、後述する利用側
冷媒回路(34)の補助熱交換コイル(22)が設けられてい
る。蒸発器(3) と吸収器(4) とは、ガス配管(10)を通じ
て連通されている。

【００４５】冷媒タンク(2) は、水を貯留するためのタ
ンクであり、吸収器(4) の側方に配置されると共に、蒸
発器(3) の上方に配設されている。冷媒タンク(2) と蒸
発器(3) とは、互いに並列に設けられた搬送配管(14)及
び供給配管(15)を介して接続されている。この搬送配管
(14)は、蒸発器(3) 内に貯留された水を冷媒タンク(2)
に汲み上げるための配管であり、供給配管(15)は、冷媒
タンク(2) 内の水を蒸発器(3) 内に供給するための配管
である。搬送配管(14)には冷媒ポンプとしての水ポンプ
(6) が設けられ、供給配管(15)には第１電磁弁(SV1) が
設けられている。

【００４６】蓄熱ユニット(9) の上部、すなわち吸収器
(4) の上方には、吸収器(4) に冷却空気を供給する送風
機(8) が設置されている。

【００４７】以上が蓄熱装置(1) の構成である。

【００４８】−利用側冷媒回路(34)の構成− 利用側冷媒回路(34)は、フロン冷媒が循環する冷媒回路
であり、本実施形態ではＲ２２が充填されている。

【００４９】主回路(30)は、圧縮機(21)、補助熱交換コ
イル(22)、減圧機構たる膨張弁(23)、及び利用側熱交換
器たる室内熱交換器(25)が順に接続されて構成されてい
る。圧縮機(21)の吐出側と補助熱交換コイル(22)との間
には第２電磁弁(SV2) が、室内熱交換器(25)と圧縮機(2
1)の吸入側との間には第３電磁弁(SV3) が設けられてい
る。

【００５０】蓄熱回路(31)は、上流端が圧縮機(21)と第
２電磁弁(SV2) との間に接続され、下流端が膨張弁(23)
と室内熱交換器(25)との間に接続されている。蓄熱回路
(31)には、上流端から順に、第４電磁弁(SV4) と、吸収
溶液タンク(5) 内の吸収溶液に浸漬するように設置され
た再生用熱交換器(24)とが設けられている。

【００５１】補助回路(33)は、上流端が主回路(30)の第
２電磁弁(SV2) と補助熱交換コイル(22)との間に接続さ
れ、下流端が圧縮機(21)の吸入側と第３電磁弁(SV3) と
の間に接続されている。この補助回路(33)には、上流端
から順に、第５電磁弁(SV5)、熱源側熱交換器たる室外
熱交換器(27)、及び第６電磁弁(SV6) が設けられてい
る。

【００５２】室内熱交換器(25)及び室外熱交換器(27)は
いずれも空気熱交換器である。室内熱交換器(25)に対し
ては室内送風機(26)が、室外熱交換器(27)に対しては室
外送風機(28)が設けられている。

【００５３】圧縮機(21)、膨張弁(23)、室外熱交換器(2
7)、及び室外送風機(28)は、室外ユニット(42)に収納さ
れている。室内熱交換器(25)及び室内送風機(26)は、室
内ユニット(41)に収納されている。

【００５４】以上が利用側冷媒回路(34)の構成である。

【００５５】−空気調和装置(51)の動作− 次に、空気調和装置(51)の動作を説明する。本空気調和
装置(51)では、以下の蓄熱運転または蓄熱利用冷房運転
のいずれかを選択的に行う。

【００５６】−蓄熱運転− 蓄熱運転では、利用側冷媒回路(34)にあっては、圧縮機
(21)を起動し、膨張弁(23)の開度を運転状態に応じて所
定開度に設定する。また、第４電磁弁(SV4) 、第５電磁
弁(SV5) 及び第６電磁弁(SV6) を開状態に設定する一
方、第２電磁弁(SV2) 及び第３電磁弁(SV3) を閉状態に
設定する。このような状態にすることにより、冷媒は図
２に実線矢印で示すように循環する。

【００５７】つまり、圧縮機(21)から吐出された高温の
ガス冷媒は、再生用熱交換器(24)で凝縮し、吸収溶液タ
ンク(5) 内の稀溶液を加熱する。再生用熱交換器(24)を
流出した冷媒は、膨張弁(23)で減圧され、低圧の二相冷
媒となる。この低圧の冷媒は補助熱交換コイル(22)で蒸
発し、蒸発器(3) 内の水蒸気から熱を奪って、この水蒸
気を凝縮させて液化する。補助熱交換コイル(22)を流出
した冷媒は、室外熱交換器(27)で室外空気と熱交換を行
って所定の過熱度をもったガス冷媒となった後、圧縮機
(21)に吸入される。

【００５８】一方、蓄熱装置(1) においては、水ポンプ
(6) を起動し、溶液ポンプ(7) は停止させておく。ま
た、第１電磁弁(SV1) を閉状態に設定する。

【００５９】吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液は再生用熱
交換器(24)で加熱され、稀溶液中の水分が蒸発して水蒸
気となり、ガス配管(11)を通じて吸収器(4) に向かって
流出する。この水蒸気は、吸収器(4) を上向きに流れ、
ガス配管(10)を通じて蒸発器(3) に吸引される。ここ
で、蒸発器(3) 内は補助熱交換コイル(22)で冷却されて
おり、圧力が低くなっている。従って、吸収器(4) を流
れる水蒸気は、吸収器(4) と蒸発器(3) との圧力差によ
って、蒸発器(3) に吸い込まれることになる。水蒸気
は、蒸発器(3) において、補助熱交換コイル(22)で冷却
され、凝縮して水になる。この水は蒸発器(3) の底部に
貯まり、水ポンプ(6) で冷媒タンク(2) に汲み上げられ
る。

【００６０】以上のようにして、水ポンプ(6) に水が貯
留されるとともに、吸収溶液タンク(5) 内の溶液の濃度
が高まり、蓄熱が行われる。

【００６１】−蓄熱利用冷房運転− 次に、上記蓄熱運転で蓄えた熱を冷房運転に利用する蓄
熱利用冷房運転を説明する。

【００６２】蓄熱装置(1) においては、水ポンプ(6) を
停止し、溶液ポンプ(7) を起動する。また、第１電磁弁
(SV1) を開状態に設定する。

【００６３】吸収溶液タンク(5) に貯留した濃溶液は溶
液ポンプ(7) によって吸収器(4) に搬送され、上方から
吸収器(4) に散布される。この濃溶液は吸収器(4) を下
に向かって流れる。

【００６４】一方、冷媒タンク(2) の水は、供給配管(1
5)を通じて蒸発器(3) に供給され、補助熱交換コイル(2
2)で加熱されて蒸発する。蒸発した水蒸気は、ガス配管
(10)を通じて吸収器(4) に吸引され、濃溶液に吸収され
る。このような吸収動作により、蒸発器(3) 内は低圧に
維持され、水の蒸発が円滑に行われる。つまり、比較的
低い温度で水が蒸発し、その結果、低温下で水の潜熱が
取り出される。

【００６５】吸収器(4) の濃溶液は水蒸気を吸収して稀
溶液となり、吸収器(4) の底部から液配管(12)を通じて
吸収溶液タンク(5) に流入する。吸収溶液タンク(5) に
流入した稀溶液は、濃溶液と混合し、再び溶液ポンプ
(7) によって吸収器(4) に供給される。このようにし
て、吸収溶液タンク(5) 内の溶液が所定の濃度以下にな
るまで、上記の循環動作が繰り返される。

【００６６】これに対し、利用側冷媒回路(34)において
は、圧縮機(21)を駆動し、膨張弁(23)の開度を運転状態
に応じて所定開度に設定する。また、第２電磁弁(SV2)
及び第３電磁弁(SV3) を開状態に設定する一方、第４電
磁弁(SV4) 、第５電磁弁(SV5) 及び第６電磁弁(SV6) を
閉状態に設定する。

【００６７】圧縮機(21)から吐出された冷媒は、補助熱
交換コイル(22)において、蒸発器(3) 内の水から蒸発潜
熱を奪って凝縮する。つまり、蓄熱装置(1) で蓄えられ
た熱を冷熱源として受け取る。凝縮した冷媒は膨張弁(2
3)で減圧され、室内熱交換器(25)において室内空気と熱
交換を行い、蒸発する。このとき、室内空気が冷却さ
れ、室内の冷房が行われる。室内熱交換器(25)を流出し
た冷媒は、圧縮機(21)に吸入される。

【００６８】以上のようにして、蓄熱装置(1) に蓄えた
熱を冷熱源として利用する冷房運転が行われる。

【００６９】−運転例− 次に、図３のデューリング線図を参照しながら、上記蓄
熱運転及び蓄熱利用運転の運転例を説明する。なお、図
３では、縦軸に飽和蒸気圧相当の水温をとっている。

【００７０】本運転例では、外気温度が４０℃、蓄熱運
転時における利用側冷媒回路(34)の補助熱交換コイル(2
2)でのＲ２２の蒸発温度を５℃、蓄熱利用冷房運転時に
おける利用側冷媒回路(34)の補助熱交換コイル(22)での
Ｒ２２の凝縮温度を３０℃としている。

【００７１】そして、吸収器(4) における吸収溶液の温
度を５０℃とし、吸収溶液の濃度を５０％〜６５％の間
で変化させる。

【００７２】つまり、蓄熱運転は吸収溶液の濃度が５０
％から６５％に上昇するまで行い、蓄熱利用冷房運転は
濃度が６５％から５０％に減少するまで行う。

【００７３】具体的には、蓄熱運転においては、濃度が
５０％の状態では、水の凝縮温度は２７℃であり、Ｒ２
２の蒸発温度５℃よりも２２℃大きい。そのため、水は
Ｒ２２によって効率よく冷却される。その後、水とＲ２
２との熱交換が進むにつれ、吸収溶液の濃度が高まる。
濃度が６５％の状態では、水の凝縮温度は８℃になり、
水とＲ２２との温度差が小さくなって熱交換の効率が低
下する。そのため、吸収溶液の濃度が６５％になった時
点で蓄熱運転を終了する。

【００７４】一方、蓄熱利用冷房運転においては、濃度
が６５％の状態では、水の蒸発温度は８℃であり、Ｒ２
２の凝縮温度３０℃よりも２２℃小さい。そのため、水
はＲ２２を効率よく冷却する。その後、水とＲ２２との
熱交換が進むにつれて吸収溶液の濃度が減少し、水の蒸
発温度が上昇する。そして、濃度が５０％の状態では、
水の蒸発温度は２７℃となり、水とＲ２２との温度差が
小さくなって熱交換の効率が低下する。そのため、吸収
溶液の濃度が５０％になった時点で蓄熱利用冷房運転を
終了する。

【００７５】−蓄熱装置(1) 及び空気調和装置(51)の効
果− 以上のように、空気調和装置(51)によれば、冷房運転時
に利用側冷媒回路(34)のＲ２２の凝縮温度を外気温度以
下にすることができる。つまり、上記運転例から明らか
なように、例えば、外気温度が４０℃の条件下であって
も、Ｒ２２の凝縮温度を３０℃にすることができる。す
なわち、図４に示すように、３０℃で凝縮するＲ２２の
凝縮熱を、本蓄熱装置(1) を介することにより、４０℃
の外気に放出することが可能となる。

【００７６】このように、利用側冷媒回路(34)のＲ２２
の凝縮温度を低く抑えることができるので、圧縮機(21)
の吐出圧力を低下させることができる。その結果、圧縮
機(21)の電気入力を低減することができ、ＣＯＰを向上
することができる。例えば、Ｒ２２の蒸発温度を５℃、
補助熱交換コイル(22)でのＲ２２の凝縮温度を３０℃、
サブクールを５℃とすると、ＣＯＰを１０．８にまで向
上することができ、従来に比べてＣＯＰを約２倍に高め
ることが可能となる。

【００７７】また、従来の氷蓄熱装置では氷の融解潜熱
を用いていたのに対し、本蓄熱装置(1) では、水の蒸発
潜熱を用いている。周知のように、氷の融解潜熱が約８
０kcal/kgであるのに対し、水の蒸発潜熱は約５３０kca
l/kgであり、蒸発潜熱は融解潜熱に比べて約６．６倍も
大きい。そのため、同一熱量を蓄えるのに必要な水の容
積を小さくすることができる。その結果、冷媒タンク
(2) を小型化することができる。従って、蓄熱装置(1)
をコンパクトに構成することが可能となり、省スペース
化を実現することができる。

【００７８】逆に言えば、タンク容量を同一とした場合
には、蓄熱量を大きくすることができる。図５に、タン
ク容量を同一にしたときの従来の氷蓄熱装置と本蓄熱装
置(1) との比較例を示す。図５に示すように、タンク容
量を１０００ｌとした場合、氷蓄熱装置の蓄熱量が４９
７００kcalであるのに対し、本蓄熱装置(1) では１２３
７５０kcalもの熱を蓄熱することが可能である。

【００７９】また、蓄熱装置(1) の蓄熱媒体は水であ
り、液体である。そのため、固体である氷に比べて伝熱
性能に優れ、熱の取り出しも容易である。従って、熱の
取り出しに際しての熱損失が小さく、蓄熱の利用効率が
高い。

【００８０】蓄熱装置(1) は通常の吸収式冷凍機に比べ
ると、吸収器(4) 及び蒸発器(3) のみから構成されてい
るので構造が簡易であり、安価に製造することができ
る。

【００８１】

【発明の実施の形態２】図６に示すように、実施形態２
に係る空気調和装置(52)は、蓄熱利用冷房運転時に、利
用側冷媒回路(34)の冷媒（Ｒ２２）を室外熱交換器(27)
で凝縮させ、補助熱交換コイル(22)で過冷却させるもの
である。

【００８２】−空気調和装置(52)の構成− 本空気調和装置(52)は、蓄熱装置(1) 及び利用側冷媒回
路(34)から構成されている。以下の説明では、実施形態
１と同様の部分には同様の符号を付し、その説明は省略
する。

【００８３】蓄熱装置(1) は、実施形態１の蓄熱装置
(1) と同様である。

【００８４】利用側冷媒回路(34)の主回路(30)は、圧縮
機(21)、室外熱交換器(27)、補助熱交換コイル(22)、膨
張弁(23)、及び室内熱交換器(25)が順に接続されて構成
されている。圧縮機(21)の吐出側と室外熱交換器(27)と
の間には第５電磁弁(SV5) が、室内熱交換器(25)と圧縮
機(21)の吸入側との間には第３電磁弁(SV3) がそれぞれ
設けられている。

【００８５】蓄熱回路(31)は、第１回路(31a) 及び第２
回路(31b) から成る。第１回路(31a) は、その上流端が
主回路(30)の圧縮機(21)と第５電磁弁(SV5) との間に接
続され、下流端が膨張弁(23)と室内熱交換器(25)との間
に接続されている。この第１回路(31a) には、上流端か
ら順に第４電磁弁(SV4) 及び再生用熱交換器(24)が設け
られている。一方、第２回路(31b) は、一端が第５電磁
弁(SV5) と室外熱交換器(27)との間に接続され、他端が
第３電磁弁(SV3) と圧縮機(21)の吸入側に接続されてい
る。この第２回路(31b) には、第６電磁弁(SV6) が設け
られている。

【００８６】−空気調和装置(52)の動作− 蓄熱運転では、利用側冷媒回路(34)にあっては、第４電
磁弁(SV4) 及び第６電磁弁(SV6) を開状態に設定し、第
３電磁弁(SV3) 及び第５電磁弁(SV5) を閉状態に設定す
る。また、運転状態に応じて、膨張弁(23)の開度を制御
する。

【００８７】このような状態で、蓄熱装置(1) を実施形
態１と同様に運転するとともに、利用側冷媒回路(34)の
冷媒を実施形態１と同様に循環させる。

【００８８】つまり、利用側冷媒回路(34)では、図６に
実線矢印で示すように、圧縮機（２１）から吐出された
冷媒は、再生用熱交換器（２４）で凝縮し、膨張弁(23)
で減圧された後、補助熱交換コイル(22)及び室外熱交換
器(27)で蒸発して、圧縮機(21)に戻る循環を行う。

【００８９】一方、本実施形態では、蓄熱利用冷房運転
は以下のように行われる。

【００９０】すなわち、第４電磁弁(SV4) 及び第６電磁
弁(SV6) を閉状態に設定し、第３電磁弁(SV3) 及び第５
電磁弁(SV5) を開状態に設定する。また、運転状態に応
じて膨張弁(23)の開度を制御する。

【００９１】圧縮機(21)から吐出された冷媒は、室外熱
交換器(27)において外気と熱交換を行って凝縮する。凝
縮した冷媒は補助熱交換コイル(22)に流入し、蒸発器
(3) 内の水と熱交換を行って過冷却する。この過冷却の
際に、蓄熱装置(1) に蓄えられた冷熱が回収される。補
助熱交換コイル(22)を流出した液冷媒は、膨張弁(23)で
減圧され、室内熱交換器(25)に流入する。この冷媒は、
室内熱交換器(25)で室内空気と熱交換を行って蒸発す
る。このとき、室内空気は冷却され、室内の冷房が行わ
れる。室内熱交換器(25)を流出した冷媒は、圧縮機(21)
に吸入される。

【００９２】−空気調和装置(52)の効果− 実施形態２に係る空気調和装置(52)では、蓄熱装置(1)
で蓄えた冷熱を利用側冷媒回路(34)の冷媒（Ｒ２２）を
過冷却するために用いている。従って、単位時間あたり
の蓄熱の消費量が少ないので、長時間にわたって蓄熱を
利用することができる。従って、従来よりもＣＯＰの高
い運転を長時間行うことが可能となる。

【００９３】なお、蓄熱装置(1) が小型化され、熱の取
り出しが容易になるなど、実施形態１と同様の効果を得
ることができるのは勿論である。

【００９４】

【発明の実施の形態３】実施形態３に係る空気調和装置
(53)は、冷暖房運転が可能ないわゆるヒートポンプ式の
蓄熱式空気調和装置であって、冷房運転及び暖房運転の
いずれにおいても、蓄熱装置(1a)の蓄熱を利用すること
ができるものである。また、本実施形態に係る蓄熱装置
(1a)は、蓄えた熱を冷熱源として利用可能なだけでな
く、温熱源としても利用できる蓄熱装置である。

【００９５】−空気調和装置(53)の構成− 図７に示すように、空気調和装置(53)は、蓄熱装置(1a)
及び利用側冷媒回路(34)から構成されている。

【００９６】本実施形態に係る蓄熱装置(1a)は、実施形
態１の蓄熱装置(1) において、蒸発器(3) と吸収溶液タ
ンク(5) とを液配管(44)で接続したものである。液配管
(44)には、第１２電磁弁(SV12)が設けられている。その
他の構成は、実施形態１の蓄熱装置(1) と同様なので、
その説明は省略する。

【００９７】利用側冷媒回路(34)は、冷房回路(61)、暖
房回路(62)、蓄熱回路(63)、及びデフロスト回路(64)を
備えている。

【００９８】冷房回路(61)は、圧縮機(21)、補助熱交換
コイル(22)、第１膨張弁(23)、及び室内熱交換器(25)が
順に接続されて構成されている。圧縮機(21)の吐出側と
補助熱交換コイル(22)との間には第２電磁弁(SV2) が、
膨張弁(23)と室内熱交換器(25)との間には第７電磁弁(S
V7) が、室内熱交換器(25)と圧縮機(21)の吸入側との間
には第３電磁弁(SV3) がそれぞれ設けられている。

【００９９】暖房回路(62)は、第１回路(62a) と第２回
路(62b) とから構成されている。第１回路(62a) は、一
端が冷房回路(61)の圧縮機(21)と第２電磁弁(SV2) との
間に接続され、他端が第７電磁弁(SV7) と室内熱交換器
(25)との間に接続されている。

【０１００】この第１回路(62a) には、第１３電磁弁(S
V13)が設けられている。一方、第２回路(62b) は、上流
端が室内熱交換器(25)と第３電磁弁(SV3) との間に接続
され、下流端が第３電磁弁(SV3) と圧縮機(21)の吸入側
との間に接続されている。この第２回路(62b) には、上
流端から順に第２膨張弁(43)、第１１電磁弁(SV11)、室
外熱交換器(27)、第６電磁弁(SV6) が設けられている。

【０１０１】蓄熱回路(63)は、第１回路(63a) と第２回
路(63b) とから構成されている。第１回路(63a) の上流
端は暖房回路(62)の第１３電磁弁(SV13)と室内熱交換器
(25)との間に接続され、下流端は冷房回路(61)の第１膨
張弁(23)と第７電磁弁(SV7)との間に接続されている。
この第１回路(63a) には、上流端から順に第４電磁弁(S
V4) 及び再生用熱交換器(24)が設けられている。一方、
第２回路(63b) は、一端が冷房回路(61)の第２電磁弁(S
V2) と補助熱交換コイル(22)との間に接続され、他端が
暖房回路(62)の第１１電磁弁(SV11)と室外熱交換器(27)
との間に接続されている。この第２回路(63b) には、第
５電磁弁(SV5) が設けられている。

【０１０２】デフロスト回路(64)は、第１回路(64a) と
第２回路(64b) とから構成されている。第１回路(64a)
の上流端は暖房回路(62)の第２膨張弁(43)と第１１電磁
弁(SV11)との間に接続され、下流端は蓄熱回路(63)の第
４電磁弁(SV4) と再生用熱交換器(24)との間に接続され
ている。この第１回路(64a) には、上流端から順に第１
０電磁弁(SV10)及び第９電磁弁(SV9) が設けられてい
る。一方、第２回路(64b) の上流端は冷房回路(61)の第
１膨張弁(23)と第７電磁弁(SV7) との間に接続され、下
流端が暖房回路(62)の第１１電磁弁(SV11)と室外熱交換
器(27)との間に接続されている。この第１回路(64a) に
は、第８電磁弁(SV8) が設けられている。

【０１０３】室内熱交換器(25)に対しては室内送風機(2
6)が、室外熱交換器(27)に対しては室外送風機(28)がそ
れぞれ設けられている。

【０１０４】以上が空気調和装置(53)の構成である。

【０１０５】−空気調和装置(53)の動作− 空気調和装置(53)では、各電磁弁(SV1〜SV13) 及び各膨
張弁(23,43) を制御することにより、以下に説明する蓄
熱運転、蓄熱利用冷房運転、暖房運転、及び蓄熱利用デ
フロスト運転が可能である。

【０１０６】−蓄熱運転− 蓄熱運転においては、蓄熱装置(1a)にあっては、水ポン
プ(6) を起動し、溶液ポンプ(7) を停止する。また、第
１電磁弁(SV1) 及び第１２電磁弁(SV12)を閉状態に設定
する。そのような状態に設定することにより、蓄熱装置
(1a)は実施形態１の蓄熱運転と同様に作動する。

【０１０７】一方、利用側冷媒回路(34)にあっては、圧
縮機(21)を起動し、各膨張弁(23,43) 及び各電磁弁(SV2
〜SV11,SV13) を所定の状態に設定することにより、冷
媒を図８に実線矢印で示すように循環させる。つまり、
圧縮機(21)から吐出された冷媒は、再生用熱交換器(24)
で凝縮し、第１膨張弁(23)で減圧された後、補助熱交換
コイル(22)及び室外熱交換器(27)の順に蒸発しながら流
通し、圧縮機(21)に戻る循環動作を行う。

【０１０８】以上のような運転を行うことにより、蓄熱
装置(1a)の吸収溶液タンク(5) 内の吸収溶液の濃度が高
まるとともに、冷媒タンク(2) に水が貯留される。

【０１０９】−蓄熱利用冷房運転− 蓄熱利用冷房運転においては、蓄熱装置(1a)にあって
は、水ポンプ(6) を停止し、溶液ポンプ(7) を起動す
る。また、第１電磁弁(SV1) を開口し、第１２電磁弁(S
V12)を閉鎖する。そのような状態に設定することによ
り、蓄熱装置(1a)は実施形態１の蓄熱利用冷房運転と同
様の動作を行う。

【０１１０】一方、利用側冷媒回路(34)にあっては、圧
縮機(21)を起動し、各膨張弁(23,43) 及び各電磁弁(SV2
〜SV11,SV13) を所定の状態に設定することにより、冷
媒を図９に実線矢印で示すように循環させる。つまり、
圧縮機(21)から吐出された冷媒は、補助熱交換コイル(2
2)で凝縮し、第１膨張弁(23)で減圧された後、室内熱交
換器(25)で蒸発して圧縮機(21)に戻る循環動作を行う。

【０１１１】以上のように、利用側冷媒回路(34)の冷媒
が補助熱交換コイル(22)で凝縮することにより、蓄熱装
置(1a)の冷媒タンク(2) に貯留された水の蒸発潜熱が冷
熱源として利用される。そして、室内空気は室内熱交換
器(25)で冷却され、室内の冷房が行われる。

【０１１２】−暖房運転− 暖房運転では、蓄熱装置(1a)は停止させておく。一方、
利用側冷媒回路(34)においては、冷媒を図１０に実線矢
印で示すように循環させる。つまり、圧縮機(21)から吐
出された冷媒は、室内熱交換器(25)で凝縮し、第２膨張
弁(43)で減圧された後、室外熱交換器(27)で蒸発して圧
縮機(21)に戻る循環動作を行う。

【０１１３】以上のようにして、室内空気は室内熱交換
器(25)で加熱され、室内の暖房が行われる。

【０１１４】−蓄熱利用デフロスト運転− 外気の温湿度条件によっては、上記暖房運転において、
室外熱交換器(27)に着霜が起こる場合がある。蓄熱利用
デフロスト運転は、蓄熱装置(1a)に蓄えられた熱を温熱
源として利用する温蓄熱利用運転であって、室外熱交換
器(27)のデフロスト（除霜）を行う運転である。

【０１１５】蓄熱装置(1a)にあっては、水ポンプ(6) 及
び溶液ポンプ(7) を停止し、第１電磁弁(SV1) 及び第１
２電磁弁(SV12)を開状態に設定する。

【０１１６】このような状態に設定することにより、冷
媒タンク(2) の水は蒸発器(3) を通過し、吸収溶液タン
ク(5) に供給される。吸収溶液タンク(5) 内の吸収溶液
に滴下した水は、吸収溶液に吸収されて発熱する。つま
り、吸収溶液タンク(5) 内で吸収溶液の希釈熱が発生す
る。

【０１１７】一方、利用側冷媒回路(34)にあっては、各
電磁弁(SV2〜SV11,SV13) を所定の状態に切り換えるこ
とにより、冷媒を図１１に実線矢印で示すように循環さ
せる。つまり、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、室内
熱交換器(25)で凝縮し、第２膨張弁(43)で減圧した後、
再生用熱交換器(24)に流入する。この冷媒は、再生用熱
交換器(24)を介して吸収溶液の希釈熱を受け取る。その
結果、蒸発してガス状態になり、更に加熱されて所定の
スーパーヒートを有する過熱蒸気となる。過熱蒸気とな
った冷媒は、室外熱交換器(27)を加熱して、この室外熱
交換器(27)に付着した霜を融解する。つまり、デフロス
トを行う。デフロストを行った冷媒は、室外熱交換器(2
7)を流出し、圧縮機(21)に吸入される。

【０１１８】以上のように、利用側冷媒回路(34)の冷媒
が再生用熱交換器(24)で加熱されることにより、蓄熱装
置(1a)の吸収溶液タンク(5) に貯留された吸収溶液の希
釈熱が温熱源として利用される。

【０１１９】−蓄熱装置(1a)及び空気調和装置(53)の効
果− 本蓄熱装置(1a)によれば、実施形態１で述べた効果に加
えて、蓄熱を冷熱源だけでなく温熱源としても取り出す
ことができる。従って、蓄えた熱を冷房だけでなく、暖
房にも用いることができる。

【０１２０】しかも、本蓄熱装置(1a)は、実施形態１の
蓄熱装置(1) に対して第１２電磁弁(SV12)を備えた液配
管(44)のみを付加した構成であり、小型かつ安価に製作
することができる。

【０１２１】本空気調和装置(53)によれば、蓄熱装置(1
a)の蓄熱を冷房運転のみならず、デフロスト運転にも利
用することができる。

【０１２２】しかも、本デフロスト運転では、室内の暖
房を継続しながら、室外熱交換器(27)のデフロストが可
能である。つまり、室内の暖房を一時的に中断する必要
がなくなる。言い換えると、デフロスト運転において
も、利用側冷媒回路(34)の冷媒を室内熱交換器(25)で凝
縮させ続けるので、室内空気の加熱を継続することがで
きる。その結果、一時的に暖房を中断することによる快
適性の低下を回避することができ、長時間にわたって快
適な暖房運転を連続して行うことができる。

【０１２３】−その他の実施形態− なお、本発明でいうところの冷凍装置は、狭義の冷凍装
置に限られず、ヒートポンプ式空気調和装置、冷房専用
機、暖房専用機、冷蔵装置等を含む広い意味での冷凍装
置である。従って、本発明の適用対象は、上記のような
空気調和装置(51,52,53) に限定されるものではない。

【０１２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、冷媒の気液間の相変化を利用して蓄熱を行うこ
とができる。そのため、同一の熱量を蓄えるのに必要な
冷媒の貯留量を低減することができ、冷媒タンクを小型
化することが可能となる。その結果、蓄熱装置をコンパ
クトに構成することができる。

【０１２５】請求項２に記載の発明によれば、冷媒の蒸
発潜熱を用いて放冷熱を行うことができる。そのため、
同一の冷媒貯留量に対して多くの冷熱を取り出すことが
できる。また、冷蓄熱の取り出しが容易であり、熱損失
を低減することができる。

【０１２６】請求項３に記載の発明によれば、吸収溶液
の濃縮及び希釈を利用して蓄熱及び放熱を行うことがで
きる。吸収溶液の濃縮は吸収溶液中の冷媒を蒸発させる
ことにより行われる。そのため、請求項１と同様、同一
の熱量を蓄えるのに必要な冷媒の貯留量を低減すること
ができ、冷媒タンクを小型化することが可能となる。ま
た、希釈熱によって蓄熱を放出させるので、温蓄熱の取
り出しが容易である。

【０１２７】請求項４に記載の発明によれば、冷媒の蒸
発及び凝縮を利用して蓄熱を行うことができるととも
に、この蓄熱を冷熱源及び温熱源のいずれにも利用する
ことが可能となる。しかも、同一の熱量を蓄えるのに必
要な冷媒の貯留量を低減することができ、冷媒タンクを
小型化することが可能となる。また、蓄熱の取り出しが
容易である。

【０１２８】請求項５に記載の発明によれば、蓄熱運転
時に、吸収溶液中の冷媒の蒸発を円滑かつ確実に行うこ
とができるとともに、熱交換器内で冷媒の凝縮を円滑か
つ確実に行うことができる。また、冷蓄熱利用運転時
に、蓄熱を容易に回収することができる。

【０１２９】請求項６に記載の発明によれば、冷媒タン
クへの液冷媒の搬送と、吸収器への吸収溶液の供給とを
円滑かつ確実に行うことができる。

【０１３０】請求項７に記載の発明によれば、蒸発潜熱
の大きい水を冷媒として用いることができ、従来の氷蓄
熱装置よりも小型かつ高性能な蓄熱装置を得ることがで
きる。

【０１３１】請求項８に記載の発明によれば、蓄熱装置
をより小型化することができる。

【０１３２】請求項９〜１１に記載の各発明によれば、
具体的な構成により、小型かつ高性能な蓄熱装置を得る
ことができる。

【０１３３】請求項１２に記載の発明によれば、具体的
な構成により、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱
利用運転時には当該蓄熱を冷蓄熱として利用する装置を
得ることができる。冷蓄熱利用運転時には、利用側冷媒
回路の利用側冷媒を冷蓄熱で凝縮させるので、凝縮温度
が低下する。その結果、凝縮圧力が低下し、圧縮機の負
荷が低減するので、ＣＯＰを向上させることができる。

【０１３４】請求項１３に記載の発明によれば、具体的
な構成により、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱
利用運転時には当該蓄熱を冷蓄熱として利用する装置を
得ることができる。冷蓄熱利用運転時には、利用側冷媒
回路の利用側冷媒を熱源側熱交換器で凝縮させた後、冷
蓄熱で過冷却させる。そのため、冷蓄熱の単位時間あた
りの消費量が少なく、冷蓄熱を長時間にわたって活用す
ることができる。その結果、ＣＯＰの大きな運転を長時
間行うことができる。

【０１３５】請求項１４に記載の発明によれば、具体的
な構成により、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、温蓄熱
利用運転時には当該蓄熱を温蓄熱として利用する装置を
得ることができる。温蓄熱利用運転時には、利用側冷媒
回路の利用側冷媒を室内熱交換器で凝縮させた後、温蓄
熱で加熱するので、暖房運転を中断することなく室外熱
交換器のデフロストを行うことができる。

【０１３６】請求項１５に記載の発明によれば、具体的
な構成により、蓄熱運転時には熱を蓄える一方、冷蓄熱
利用運転時には当該蓄熱を冷熱源として利用し、温蓄熱
利用運転時には当該蓄熱を温熱源として利用する装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図２】実施形態１に係る空気調和装置の冷媒循環経路
を示す冷媒回路図である。

【図３】デューリング線図である。

【図４】本蓄熱装置における熱の流れを示す図である。

【図５】本蓄熱装置と従来技術との蓄熱量の比較結果を
示す図である。

【図６】実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図７】実施形態３に係る空気調和装置の冷媒回路図で
ある。

【図８】実施形態３に係る空気調和装置の蓄熱運転時の
冷媒循環経路を示す図である。

【図９】実施形態３に係る空気調和装置の冷蓄熱利用冷
房運転時の冷媒循環経路を示す図である。

【図１０】実施形態３に係る空気調和装置の暖房運転時
の冷媒循環経路を示す図である。

【図１１】実施形態３に係る空気調和装置の蓄熱利用デ
フロスト運転時の冷媒循環経路を示す図である。

【符号の説明】

(1) 蓄熱装置 (2) 冷媒タンク (3) 蒸発器 (4) 吸収器 (5) 吸収溶液タンク (6) 水ポンプ (7) 溶液ポンプ (8) 送風機 (21) 圧縮機 (22) 補助熱交換コイル (23) 第１膨張弁 (24) 再生用熱交換器 (25) 室内熱交換器 (27) 室外熱交換器

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収溶液を貯留する吸収溶液タンク(5)
   、冷媒蒸気を吸収溶液で吸収する吸収器(4) 、冷媒を
   相変化させる熱交換器(3) 、及び液冷媒を貯留する冷媒
   タンク(2) が順に接続されて成る冷媒回路(32)を備え、 上記吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液を加熱して該稀溶液
   中の液冷媒を蒸発させ、蒸発した冷媒蒸気を上記熱交換
   器(3) で冷却して液化し、液冷媒を上記冷媒タンク(2)
   に貯留することにより蓄熱運転を行うことを特徴とする
   蓄熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の蓄熱装置において、 吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液を吸収器(4) に供給し、
   熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を該吸収器(4) 内の濃溶液で
   吸収して該熱交換器(3) 内を減圧するとともに、冷媒タ
   ンク(2) から液冷媒を熱交換器(3) に供給し、該液冷媒
   を該熱交換器(3) 内で蒸発させて冷熱を発生させること
   により冷蓄熱利用運転を行うことを特徴とする蓄熱装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の蓄熱装置において、 冷媒タンク(2) 内の液冷媒を吸収溶液タンク(5) に供給
   し、該液冷媒を該吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液に吸収
   させて温熱を発生させることにより温蓄熱利用運転を行
   うことを特徴とする蓄熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の蓄熱装置において、 吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液を吸収器(4) に供給し、
   熱交換器(3) 内の冷媒蒸気を該吸収器(4) 内の濃溶液で
   吸収して該熱交換器(3) 内を減圧するとともに、冷媒タ
   ンク(2) から液冷媒を熱交換器(3) に供給し、該液冷媒
   を該熱交換器(3) 内で蒸発させて冷熱を発生させること
   により冷蓄熱利用運転を行う一方、 冷媒タンク(2) 内の液冷媒を吸収溶液タンク(5) に供給
   し、該液冷媒を該吸収溶液タンク(5) 内の濃溶液に吸収
   させて温熱を発生させることにより温蓄熱利用運転を行
   うことを特徴とする蓄熱装置。
5. 【請求項５】 請求項２または４のいずれか一つに記載
   の蓄熱装置において、 吸収溶液タンク(5) には、蓄熱運転時に該吸収溶液タン
   ク(5) 内の吸収溶液を加熱する加熱手段(24)が設けら
   れ、 熱交換器(3) には、蓄熱運転時に該熱交換器(3) 内の冷
   媒蒸気を冷却して凝縮させる一方、冷蓄熱利用運転時に
   該熱交換器(3) 内の液冷媒を蒸発させて該冷媒の蒸発潜
   熱を回収する補助熱交換コイル(22)が設けられているこ
   とを特徴とする蓄熱装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の蓄
   熱装置において、 吸収溶液タンク(5) 内の吸収溶液を吸収器(4) に搬送す
   る溶液ポンプ(7)と、 熱交換器(3) 内の液冷媒を冷媒タンク(2) に搬送する冷
   媒ポンプ(6)とを備えていることを特徴とする蓄熱装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の蓄
   熱装置において、 冷媒は水であり、 吸収溶液はリチウムブロマイドであることを特徴とする
   蓄熱装置。
8. 【請求項８】 請求項１、２または４のいずれか一つに
   記載の蓄熱装置において、 吸収器(4) は空気熱交換器で構成されていることを特徴
   とする蓄熱装置。
9. 【請求項９】 請求項２に記載の蓄熱装置において、 吸収器(4) は、鉛直方向に延びる空気熱交換器から成
   り、 吸収溶液タンク(5) は、上記吸収器(4) の下部側方に配
   置され、液配管(12)と該液配管(12)の上方に設けられた
   ガス配管(11)とを通じて該吸収器(4) と連通し、 熱交換器(3) は、上記吸収器(4) の側方に配置されると
   共に上記吸収溶液タンク(5) の上方に配置され、ガス配
   管(10)を通じて該吸収器(4) と連通し、 冷媒タンク(2) は、上記吸収器(4) の側方に配置される
   と共に上記熱交換器(3) の上方に配置され、開閉弁(SV
   1) が設けられた液供給配管(15)を通じて該熱交換器(3)
   と連通し、 冷蓄熱利用運転時に上記吸収溶液タンク(5) 内の吸収溶
   液を上記吸収器(4) に供給する溶液ポンプ(7) を備え、
   上流側開口が該吸収溶液タンク(5) 内に貯留された吸収
   溶液に臨み、下流側開口が該吸収器(4) の上部に臨んで
   いる溶液配管(13)と、 蓄熱運転時に上記熱交換器(3) 内の液冷媒を上記冷媒タ
   ンク(2) に搬送する冷媒ポンプ(6) を備え、該熱交換器
   (3) と該冷媒タンク(2) とを連通する搬送配管(14)と、 上記吸収器(4) に冷却空気を供給する送風機(8)とを備
   えていることを特徴とする蓄熱装置。
10. 【請求項１０】 請求項３に記載の蓄熱装置において、 温蓄熱利用運転時に熱交換器(3) 内の液冷媒を吸収溶液
    タンク(5) の吸収溶液に供給する液配管(44)を備えてい
    ることを特徴とする蓄熱装置。
11. 【請求項１１】 請求項４に記載の蓄熱装置において、 吸収器(4) は、鉛直方向に延びる空気熱交換器から成
    り、 吸収溶液タンク(5) は、上記吸収器(4) の下部側方に配
    置され、液配管(12)と該液配管(12)の上方に設けられた
    ガス配管(11)とを通じて該吸収器(4) と連通し、 熱交換器(3) は、上記吸収器(4) の側方に配置されると
    共に上記吸収溶液タンク(5) の上方に配置され、ガス配
    管(10)を通じて該吸収器(4) と連通し、 冷媒タンク(2) は、上記吸収器(4) の側方に配置される
    と共に上記熱交換器(3) の上方に配置され、開閉弁(SV
    1) が設けられた液供給配管(15)を通じて該熱交換器(3)
    と連通し、 冷蓄熱利用運転時に上記吸収溶液タンク(5) 内の吸収溶
    液を上記吸収器(4) に供給する溶液ポンプ(7) を備え、
    上流側開口が該吸収溶液タンク(5) 内に貯留された吸収
    溶液に臨み、下流側開口が該吸収器(4) の上部に臨んで
    いる溶液配管(13)と、 蓄熱運転時に上記熱交換器(3) 内の液冷媒を上記冷媒タ
    ンク(2) に搬送する冷媒ポンプ(6) を備え、該熱交換器
    (3) と該冷媒タンク(2) とを連通する搬送配管(14)と、 上記吸収器(4) に冷却空気を供給する送風機(8)と、 温蓄熱利用運転時に上記熱交換器(3) 内の液冷媒を上記
    吸収溶液タンク(5) の吸収溶液に供給する液配管(44)と
    を備えていることを特徴とする蓄熱装置。
12. 【請求項１２】 請求項２に記載の蓄熱装置において、 圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸収溶液タンク(5) 内に設
    けられた再生用熱交換器(24)、減圧機構(23)、該蓄熱装
    置の熱交換器(3) 内に設けられた補助熱交換コイル(2
    2)、及び利用側熱交換器(25)を備えて利用側冷媒が循環
    する利用側冷媒回路(34)を備え、 蓄熱運転時には、上記再生用熱交換器(24)で利用側冷媒
    を凝縮させて上記吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液を加熱
    し、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記補
    助熱交換コイル(22)で蒸発させて上記熱交換器(3) 内の
    冷媒蒸気を液化する一方、 冷蓄熱利用運転時には、上記補助熱交換コイル(22)で上
    記熱交換器(3) 内の液冷媒を蒸発させることにより利用
    側冷媒を凝縮させ、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧
    した後、上記利用側熱交換器(25)で蒸発させることを特
    徴とする蓄熱装置。
13. 【請求項１３】 請求項２に記載の蓄熱装置において、 圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸収溶液タンク(5) 内に設
    けられた再生用熱交換器(24)、減圧機構(23)、該蓄熱装
    置の熱交換器(3) 内に設けられた補助熱交換コイル(2
    2)、利用側熱交換器(25)、及び熱源側熱交換器(27)を備
    えて利用側冷媒が循環する利用側冷媒回路(34)を備え、 蓄熱運転時には、上記再生用熱交換器(24)で利用側冷媒
    を凝縮させて上記吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液を加熱
    し、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、補助熱
    交換コイル(22)で蒸発させて上記熱交換器(3) 内の冷媒
    蒸気を液化する一方、 冷蓄熱利用運転時には、上記熱源側熱交換器(27)で利用
    側冷媒を凝縮させ、補助熱交換コイル(22)で上記熱交換
    器(3) 内の液冷媒を蒸発させることにより該利用側冷媒
    を過冷却し、過冷却した該利用側冷媒を減圧機構(23)で
    減圧した後、上記利用側熱交換器(25)で蒸発させること
    を特徴とする蓄熱装置。
14. 【請求項１４】 請求項３に記載の蓄熱装置において、 圧縮機(21)、上記蓄熱装置の吸収溶液タンク(5) 内に設
    けられた再生用熱交換器(24)、減圧機構(23,43) 、該蓄
    熱装置の熱交換器(3) 内に設けられた補助熱交換コイル
    (22)、室内熱交換器(25)、及び室外熱交換器(27)を備え
    て利用側冷媒が循環する利用側冷媒回路(34)を備え、 蓄熱運転時には、上記再生用熱交換器(24)で利用側冷媒
    を凝縮させて上記吸収溶液タンク(5) 内の稀溶液を加熱
    し、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記補
    助熱交換コイル(22)で蒸発させて上記熱交換器(3) 内の
    冷媒蒸気を液化する一方、 温蓄熱利用運転時には、上記室内熱交換器(25)で利用側
    冷媒を凝縮させ、該利用側冷媒を減圧機構(43)で減圧
    し、上記再生用熱交換器(24)を介して上記吸収溶液タン
    ク(5) 内で発生する吸収溶液の希釈熱によって該利用側
    冷媒を加熱し、加熱された該利用側冷媒を上記室外熱交
    換器(27)に流通させることにより該室外熱交換器(27)の
    デフロストを行うことを特徴とする蓄熱装置。
15. 【請求項１５】 請求項４に記載の蓄熱装置において、 圧縮機(21)、上記蓄熱装置(1) の吸収溶液タンク(5) 内
    に設けられた再生用熱交換器(24)、減圧機構(23,43) 、
    該蓄熱装置の熱交換器(3) 内に設けられた補助熱交換コ
    イル(22)、室内熱交換器(25)、及び室外熱交換器(27)を
    備えて利用側冷媒が循環する利用側冷媒回路(34)を備
    え、 蓄熱運転時には、上記再生用熱交換器(24)で利用側冷媒
    を凝縮させて上記吸収溶液タンク(5) の稀溶液を加熱
    し、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧した後、上記補
    助熱交換コイル(22)で蒸発させて熱交換器(3) 内の冷媒
    蒸気を液化し、 冷蓄熱利用運転時には、上記補助熱交換コイル(22)で上
    記熱交換器(3) 内の液冷媒を蒸発させることにより利用
    側冷媒を凝縮させ、該利用側冷媒を減圧機構(23)で減圧
    した後、上記室内熱交換器(25)で蒸発させる一方、 温蓄熱利用運転時には、上記室内熱交換器(25)で利用側
    冷媒を凝縮させ、該利用側冷媒を減圧機構(43)で減圧
    し、上記再生用熱交換器(24)を介して上記吸収溶液タン
    ク(5) 内で発生する吸収溶液の希釈熱によって該利用側
    冷媒を加熱し、加熱された該利用側冷媒を上記室外熱交
    換器(27)に流通させることにより該室外熱交換器(27)の
    デフロストを行うことを特徴とする蓄熱装置。