JP3104592B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置に係
り、特に、水又は水溶液等の蓄熱媒体を過冷却状態まで
冷却した後、この過冷却状態を解消することによってス
ラリー状の氷を生成し、該氷を蓄熱槽に貯蔵するように
したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、氷蓄熱型の空気調和装置等に
設けられている氷蓄熱装置として、冷房負荷のピーク時
における電力需要の軽減及びオフピーク時における電力
需要の拡大を図ることに鑑みて、冷房負荷のピーク時に
冷熱として利用するためのスラリー状の氷を冷房負荷の
オフピーク時に生成して蓄熱槽に貯蔵しておくものが知
られている。

【０００３】この種の氷蓄熱装置の一例として、例え
ば、特開平４−２５１１７７号公報に開示されているよ
うに、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び水熱交換部を冷媒
配管によって順次接続して成る冷媒循環回路と、蓄熱
槽、上記水熱交換部との間で熱交換可能な過冷却水生成
部及び過冷却解消部を水配管によって順次接続して成る
水循環回路とを備えたものが知られている。

【０００４】そして、この種の氷蓄熱装置の製氷動作と
しては、蓄熱槽に形成された蓄熱媒体取出し口から水配
管へ取出した蓄熱媒体を、過冷却水生成部において水熱
交換部の冷媒と熱交換して過冷却状態まで冷却し、過冷
却解消部においてこの過冷却状態を解消してスラリー状
の氷を生成する。そして、この氷を循環路の氷供給口か
ら蓄熱槽に供給して貯留する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の装
置において氷の生成動作を良好に行うためには、過冷却
水の過冷却解消動作を過冷却解消部のみにおいて確実に
行う必要がある。つまり、この過冷却解消部以外の部分
で過冷却状態が解消してしまうと、各機器を接続してい
る水配管の内壁面に氷が付着し、これによって水配管の
流路が狭くなったり、場合によっては水配管が詰まって
しまって製氷動作が行えなくなってしまうといった不具
合がある。

【０００６】また特に、水循環回路を循環する水の一部
を、膨張機構で減圧された冷媒によって冷却すること
で、粒子状の氷（以下、氷核と言う）を生成する氷核生
成部を備え、この氷核を過冷却解消部に供給して水の過
冷却状態を解消するようにしたものにあっては、氷核生
成部において確実に氷核を生成させようとすると、冷媒
循環回路の冷凍能力を高く設定する必要がある。

【０００７】ところが、このように冷凍能力を高く設定
した場合、従来の構成では。水熱交換部の能力も高くな
ってしまって蓄熱媒体の過冷却が促進され、この過冷却
水生成部の内部で過冷却状態が解消して該過冷却水生成
部が凍結して製氷動作が行えなくなる虞れがある。そし
て、このように過冷却水生成部が凍結すると、その内部
の氷を融解せねば所定の製氷動作が行えず、製氷効率の
低下に繋がる。

【０００８】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あって、氷核生成部において氷核を生成し、この氷核を
過冷却解消部に供給して水の過冷却状態を解消すること
で製氷を行うようにした氷蓄熱装置に対し、過冷却水生
成部での過冷却解消を確実に防止しながら氷核生成部に
おいては氷核の生成動作が良好に行えるようにすること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、氷核生成部において氷核を生成する際
には、過冷却水生成部における過冷却水の生成動作を行
わないようにした。

【００１０】具体的に、請求項１記載の発明は、少なく
とも圧縮機（1）と熱源側熱交換器（3，30）と開度調整
可能な電動膨張弁（38）と冷却用熱交換器（31a）とが
順に冷媒配管（10，11，45，37，40）によって接続され
てなる冷媒循環回路（A）と、少なくとも蓄熱媒体を貯
留する蓄熱タンク（T）と、上記冷却用熱交換器（31a）
との間で熱交換可能な過冷却生成熱交換器（31f）とが
循環路（63）によって蓄熱媒体の循環が可能に接続され
ると共に、上記蓄熱媒体の循環手段（P）が設けられて
成る蓄熱循環回路（B）とが備えられ、上記冷媒循環回
路（A）において、圧縮機（1）から吐出され、熱源側熱
交換器（3）で凝縮し、電動膨張弁（38）で減圧された
後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する冷媒と、蓄熱循
環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換器（31f）に導入
された蓄熱媒体との間で熱交換を行って該蓄熱媒体を過
冷却状態まで冷却する過冷却動作を行いながら、この蓄
熱媒体の過冷却状態を解消することによって氷を生成
し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して貯留するように
した氷蓄熱装置を前提としている。そして、上記電動膨
張弁（38）の上流側から分岐し、該電動膨張弁（38）及
び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバイパス路（7
7，78）と、該バイパス路（77，78）に設けられ、熱源
側熱交換器（3）で凝縮した冷媒を減圧する膨張機構（C
P）と、上記バイパス路（77，78）における膨張機構（C
P）の下流側に設けられ、冷媒循環回路（A）を循環する
冷媒と蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒体の一部との間
で熱交換を行って該冷媒を蒸発させ、蓄熱媒体を冷却し
て過冷却解消用の氷核（I'）を生成し、該氷核（I'）を
蓄熱回路（B）における過冷却生成熱交換器（31f）の下
流側に供給して蓄熱媒体の過冷却状態を解消させる氷核
生成手段（70）と、上記過冷却動作に先立って氷核生成
手段（70）による氷核生成動作を行わせ、且つこの氷核
生成動作時には、電動膨張弁（38）を閉鎖して該電動膨
張弁（38）から冷却用熱交換器（31a）への冷媒流通を
阻止する流通規制手段（85a）とを設けた構成としてい
る。

【００１１】このような構成により、過冷却動作に先立
って氷核生成手段（70）による氷核生成動作を行う際に
は、流通規制手段（85a）によって電動膨張弁（38）を
閉鎖して該電動膨張弁（38）から冷却用熱交換器（31
a）への冷媒流通が阻止される。このため、冷媒循環回
路（A）を循環する冷媒は、冷却用熱交換器（31a）へは
供給されず、氷核生成手段（70）にのみ供給されること
になる。このため、過冷却生成熱交換器（31f）におけ
る凍結を回避しながら氷核生成手段（70）において過冷
却解消用の氷核（I'）の生成が行えることになる。

【００１２】特に、１個の弁の開度調整のみによって過
冷却生成熱交換器（31f）における凍結を回避しながら
氷核生成手段（70）における氷核（I'）の生成動作を行
うことができる。

【００１３】請求項２記載の発明は、少なくとも圧縮機
（1）と熱源側熱交換器（3）と膨張機構（38）と冷却用
熱交換器（31a）とが順に冷媒配管（10，11，45，37，4
0）によって接続されてなる冷媒循環回路（A）と、少な
くとも蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（T）と、上記冷
却用熱交換器（31a）との間で熱交換可能な過冷却生成
熱交換器（31f）とが循環路（63）によって蓄熱媒体の
循環が可能に接続されると共に、上記蓄熱媒体の循環手
段（P）が設けられて成る蓄熱循環回路（B）とを備え、
上記冷媒循環回路（A）において、圧縮機（1）から吐出
され、熱源側熱交換器（3）で凝縮し、膨張機構（38）
で減圧された後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する冷
媒と、蓄熱循環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換器
（31f）に導入された蓄熱媒体との間で熱交換を行って
該蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却する過冷却動作を行い
ながら、この蓄熱媒体の過冷却状態を解消することによ
って氷を生成し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して貯
留するようにした氷蓄熱装置を前提としている。そし
て、上記膨張機構（38）の上流側から分岐し、該膨張機
構（38）及び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバ
イパス路（77，78）と、該 バイパス路（77，78）に設け
られ、熱源側熱交換器（3）で凝縮した冷媒を減圧する
膨張機構（CP）と、上記バイパス路（77，78）における
膨張機構（CP）の下流側に設けられ、該バイパス路（7
7，78）を流れる冷媒と蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒
体の一部との間で熱交換を行う熱交換部材（71）を備
え、この熱交換部材（71）の表面で蓄熱媒体を氷化して
氷を付着生成し、熱交換部材（71）の周囲で過冷却状態
となった蓄熱媒体をこの氷に接触させて該過冷却状態を
解消して氷核（I'）を生成し、該氷核（I'）を蓄熱回路
（B）における過冷却生成熱交換器（31f）の下流側に供
給して蓄熱媒体の過冷却状態を解消させる氷核生成手段
（70）と、上記過冷却動作に先立って氷核生成手段（7
0）による氷核生成動作を行わせ、且つこの氷核生成動
作時には、膨張機構（38）から冷却用熱交換器（31a）
への冷媒流通を阻止する流通規制手段（85a）とが設け
られている。

【００１４】この構成により、熱交換部材（71）の表面
に付着生成された氷（I）に蓄熱媒体が接触し、これに
よって氷核（I'）が生成される。このため、氷核（I'）
の生成動作が円滑に行え、製氷効率の向上に繋がる。

【００１５】請求項３記載の発明は、少なくとも圧縮機
（1）と熱源側熱交換器（3）と膨張機構（38）と冷却用
熱交換器（31a）とが順に冷媒配管（10，11，45，37，4
0）によって接続されてなる冷媒循環回路（A）と、少な
くとも蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（T）と、上記冷
却用熱交換器（31a）との間で熱交換可能な過冷却生成
熱交換器（31f）とが循環路（63）によって蓄熱媒体の
循環が可能に接続されると共に、上記蓄熱媒体の循環手
段（P）が設けられて成る蓄熱循環回路（B）とを備え、
上記冷媒循環回路（A）において、圧縮機（1）から吐出
され、熱源側熱交換器（3）で凝縮し、膨張機構（38）
で減圧された後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する冷
媒と、蓄熱循環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換器
（31f）に導入された蓄熱媒体との間で熱交換を行って
該蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却する過冷却動作を行い
ながら、この蓄熱媒体の過冷却状態を解消することによ
って氷を生成し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して貯
留するようにした氷蓄熱装置を前提としている。そし
て、上記膨張機構（38）の上流側から分岐し、該膨張機
構 （38）及び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバ
イパス路（77，78）と、該バイパス路（77，78）に設け
られ、熱源側熱交換器（3）で凝縮した冷媒を減圧する
膨張機構（CP）と、上記バイパス路（77，78）における
膨張機構（CP）の下流側に設けられ、冷媒循環回路
（A）を循環する冷媒と蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒
体の一部との間で熱交換を行って該冷媒を蒸発させ、蓄
熱媒体を冷却して過冷却解消用の氷核（I'）を生成し、
該氷核（I'）を蓄熱回路（B）における過冷却生成熱交
換器（31f）の下流側に供給して蓄熱媒体の過冷却状態
を解消させる氷核生成手段（70）と、上記蓄熱循環回路
（B）における過冷却生成熱交換器（31f）の上流側を流
れる蓄熱媒体と冷媒循環回路（A）を流れる冷媒との間
で熱交換を行って冷媒を凝縮させる凝縮器（30）と、上
記過冷却動作に先立って氷核生成手段（70）による氷核
生成動作を行わせ、且つこの氷核生成動作時には、膨張
機構（38）から冷却用熱交換器（31a）への冷媒流通を
阻止する流通規制手段（85a）とが設けられている。

【００１６】この構成により、氷核生成時には、凝縮器
（30）において蓄熱媒体と冷媒との間で熱交換が行われ
て蓄熱媒体の温度が上昇する。このため、蓄熱循環回路
（B）の過冷却生成熱交換器（31f）の上流側に氷核
（I'）が混入する状況が生じても、この過冷却生成熱交
換器の上流側において、この氷核（I'）を融解すること
ができる。従って、この氷核（I'）が過冷却生成熱交換
器（31f）に混入し過冷却動作時に、この氷核（I'）の
周囲で過冷却が解消してしまって過冷却生成熱交換器
（31f）が凍結するといった状況が回避できる。

【００１７】請求項４記載の発明は、上記請求項２又は
３記載の氷蓄熱装置において、膨張機構は開度調整可能
な電動膨張弁（38）で成っており、流通規制手段（85
a）は、過冷却動作に先立って氷核生成手段（70）によ
る氷核生成動作を行う際、電動膨張弁（38）を閉鎖する
構成としている。

【００１８】この構成により、流通規制手段（85a）が
１個の弁の開度調整のみによって過冷却生成熱交換器
（31f）における凍結を回避しながら氷核生成手段（7
0）にお ける氷核（I'）の生成動作を行うことができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図１は本形態に係る氷蓄熱式空気調和
装置に備えられた冷媒循環回路（A）及び蓄熱循環回路
としての水循環回路（B）の全体構成を示している。ま
た、図２〜図４は冷媒循環回路（A）及び水循環回路
（B）の各部を拡大して示す詳細図である。また、この
図２〜図４のＣ〜Ｏは夫々配管同士が接続される対応位
置を示している。これら各図に示すように、本空気調和
装置は、室外ユニット（X）が、複数の室内ユニット
（Y，Y，Y）及び蓄熱タンク（T）に夫々接続されてなっ
ている。つまり、室外ユニット（X）と各室内ユニット
（Y，Y，Y）とは上記冷媒循環回路（A）の一部を構成す
る液側及びガス側の連結冷媒管（RL，RG）により、室外
ユニット（X）と蓄熱タンク（T）とは上記水循環回路
（B）の一部を構成する供給側及び回収側の連結水管（W
S，WR）により夫々接続されている。

【００２０】以下、冷媒循環回路（A）及び水循環回路
（B）について説明する。

【００２１】−冷媒循環回路の説明− 先ず、冷媒循環回路（A）の構成について説明する。

【００２２】この冷媒循環回路（A）は、室外ユニット
（X）に備えられた圧縮機構（1）、四路切換弁（2）、
室外ファン（F）が近接配置された熱源側熱交換器とし
ての室外熱交換器（3）、室外電動膨張弁（4）及びレシ
ーバ（5）と、室内ユニット（Y）に備えられた複数の室
内熱交換器（6，6，6）及び室内電動膨張弁（7，7，7）
とを備えている。

【００２３】そして、上記室外熱交換器（3）における
ガス側である一端にはガス側配管（10）が、液側である
他端には液側配管（11）が夫々接続されている。ガス側
配管（10）は、四路切換弁（2）によって圧縮機構（1）
の吐出側と吸込側とに切換可能に接続されている。つま
り、このガス側配管（10）は、圧縮機構（1）の吐出側
と四路切換弁（2）とを接続する第１吐出ガスライン（1
0a）、四路切換弁（2）と室外熱交換器（3）とを接続す
る第２吐出ガスライン（10b）、四路切換弁（2）と圧縮
機構（1）の吸入側とを接続する吸入ガスライン（10c）
を備えている。また、この吸入ガスライン（10c）には
アキュムレータ（12）が設けられている。

【００２４】一方、液側配管（11）は、室外熱交換器
（3）とレシーバ（5）とを接続する第１液ライン（11
a）、レシーバ（5）と液側連結冷媒管（RL）とを接続す
る第２液ライン（11b）、一端が室外熱交換器（3）とレ
シーバ（5）との間に、他端がレシーバ（5）と液側連結
冷媒管（RL）との間に夫々接続され、上記室外電動膨張
弁（4）が設けられた第３液ライン（11c）を備えてい
る。つまり、室外電動膨張弁（4）はレシーバ（5）に対
して並列に接続されている。また、この第３液ライン
（11c）には、室外電動膨張弁（4）から第１液ライン
（11a）へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆止弁（CV
1）が設けられている。

【００２５】また、上記第１液ライン（11a）における
第３液ライン（11c）の接続位置とレシーバ（5）との間
には、室外熱交換器（3）からレシーバ（5）への冷媒の
流通のみを許容する逆止弁（CV2）が設けられている。
第２液ライン（11b）における第３液ライン（11c）の接
続位置と液側連結冷媒管（RL）との間には、レシーバ
（5）側から室内熱交換器（6，6，6）に向かって順に、
第１電磁弁（SV1）、２個の逆止弁（CV3，CV4）が設け
られている。

【００２６】また、第１液ライン（11a）における逆止
弁（CV2）とレシーバ（5）との間と、第２液ライン（11
b）における逆止弁（CV4）と液側連結冷媒管（RL）との
間には第４液ライン（11d）が設けられている。この第
４液ライン（11d）には、第２液ライン（11b）から第１
液ライン（11a）へ向かう冷媒の流通のみを許容する逆
止弁（CV5）が設けられている。

【００２７】上記液側連結冷媒管（RL）は、複数の室内
液配管（6a，6a，6a）を介して各室内熱交換器（6，6，
6）の液側に接続されている。この各室内液配管（6a，6
a，6a）には上記室内電動膨張弁（7，7，7）が設けられ
ている。

【００２８】一方、上記ガス側連結冷媒管（RG）は、複
数の室内ガス配管（6b，6b，6b）を介して各室内熱交換
器（6，6，6）のガス側に接続されている。また、この
ガス側連結冷媒管（RG）は、ガス配管（15）を介して四
路切換弁（2）に接続されており、この四路切換弁（2）
によって圧縮機構（1）の吐出側と吸込側とに切換可能
に接続されている。このガス配管（15）は、その途中が
４本の分岐管（15a，15b，…）に分岐されている。その
うち３本はガス回収分岐管（15a，15a，15a）であって
１本はガス供給分岐管（15b）となっている。各ガス回
収分岐管（15a，15a，15a）には室内熱交換器（6，6，
6）から四路切換弁（2）へ向かう冷媒の流れのみを許容
する逆止弁（CV6，CV6，CV6）が設けられている。一
方、ガス供給分岐管（15b）は、第２電磁弁（SV2）が設
けられていると共に、その一部が２系統に分岐されてお
り、夫々に四路切換弁（2）から室内熱交換器（6，6，
6）へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁（CV7，CV
7）が設けられている。

【００２９】また、圧縮機構（1）は、インバータ制御
されて多数段階に容量制御される可変容量型の上流側圧
縮機（COMP-1）と、フルロード、アンロード及び停止の
３段階に切換え制御されるアンローダ機構付きの下流側
圧縮機（COMP-2）とが並列に接続された所謂ツイン型に
構成されている。

【００３０】そして、本冷媒循環回路（A）には、圧縮
機構（1）に潤滑油を戻す油戻し機構（20）が設けられ
ている。この油戻し機構（20）は、油分離器（21，22）
と油戻し管（23，24）とを備えている。上記油分離器
（21，22）は、第１吐出ガスライン（10a）の一部であ
る上流側圧縮機（COMP-1）と下流側圧縮機（COMP-2）と
の各吐出管（10a-1，10a-2）の夫々に配設されている。
また、上記油戻し管（23，24）は、キャピラリチューブ
（CP）を備え、油分離器（21，22）の下端部と上記吸入
ガスライン（10c）の一部である上流側圧縮機（COMP-
1）の吸込管（10c-1）とに接続され、油分離器（21，2
2）に溜った潤滑油を上流側圧縮機（COMP-1）に戻すよ
うに構成されている。また、各吐出管（10a-1，10a-2）
における油分離器（21，22）の下流側には各圧縮機（CO
MP-1，COMP-2）から四路切換弁（2）に向かう冷媒の流
通のみを許容する逆止弁（CV8，CV8）が設けられてい
る。

【００３１】また、上記吸入ガスライン（10c）の一部
である下流側圧縮機（COMP-2）の吸込管（10c-2）は、
上流側圧縮機（COMP-1）の吸込管（10c-1）より圧力損
失が大きく設定され、両圧縮機（COMP-1，COMP-2）の間
にキャピラリチューブ（CP）を備えた均油管（25）が接
続されている。この結果、高圧側となる上流側圧縮機
（COMP-1）に回収された潤滑油が、低圧側となる下流側
圧縮機（COMP-2）に供給されて、各圧縮機（COMP-1，CO
MP-2）に均等に潤滑油が回収されるようになっている。

【００３２】また、上記第１液ライン（11a）における
第４液ライン（11d）の接続位置と逆止弁（CV2）との間
と、第１吐出ガスライン（10a）とには吐出ガスバイパ
スライン（27）が設けられている。この吐出ガスバイパ
スライン（27）の一部は、室外熱交換器（3）に隣接さ
れて補助熱交換器（27a）で構成されていると共に、第
３電磁弁（SV3）及びキャピラリチューブ（CP）が設け
られている。

【００３３】そして、本冷媒循環回路（A）は、水循環
回路（B）を流れる水との間で熱交換を行うための水側
凝縮器（30）及び水側蒸発器（31）を備えている。以
下、この水側凝縮器（30）及び水側蒸発器（31）に対し
て冷媒を供給及び回収するための回路構成について説明
する。

【００３４】第１吐出ガスライン（10a）と水側凝縮器
（30）とはガス供給配管ユニット（32）を介して接続さ
れている。このガス供給配管ユニット（32）は、一端が
第１吐出ガスライン（10a）に、他端が水側凝縮器（3
0）に夫々接続されたガス供給管（33）を備えている。
このガス供給管（33）は、その途中が第１〜第６の６本
の分岐管（33a〜33f）に分岐されており、各分岐管（33
a〜33f）には第４〜第９電磁弁（SV4〜SV9）が夫々設け
られている。そして、この第１〜第６の６本の分岐管
（33a〜33f）中の第３〜第６の４本（図２において下側
に位置する４本）の分岐管（33c〜33f）にはキャピラリ
チューブ（CP，…）が設けられている。また、上記上流
側圧縮機（COMP-1）の吐出管（10a-1）における油分離
器（21）の下流側には分流器（35）が設けられており、
この分流器（35）によって吐出管（10a-1）から分岐さ
れた吐出ガス分流管（34）は上記ガス供給管（33）の下
流端部分に接続されている。また、この吐出ガス分流管
（34）には第１０電磁弁（SV10）が設けられている。

【００３５】そして、この水側凝縮器（30）と水側蒸発
器（31）とは第１連絡管（37）によって連結されてい
る。この第１連絡管（37）には、水側凝縮器（30）から
水側蒸発器（31）に向かって、第１１電磁弁（SV11）、
水側凝縮器（30）から水側蒸発器（31）へ向かう冷媒の
流通のみを許容する逆止弁（CV9）、膨張機構としての
水側蒸発器用電動膨張弁（38）が順に配設されている。

【００３６】また、この水側蒸発器（31）と吸入ガスラ
イン（10c）とは、冷媒回収管（40）によって接続され
ている。この冷媒回収管（40）は、一端が水側蒸発器
（31）に、他端が吸入ガスライン（10c）におけるアキ
ュムレータ（12）の直上流側に夫々接続されている。

【００３７】上記水側蒸発器（31）と吐出ガスバイパス
ライン（27）との間にはホットガス供給管（42）が設け
られている。このホットガス供給管（42）は、一端が吐
出ガスバイパスライン（27）における補助熱交換器（27
a）の上流側に、他端が水側蒸発器（31）に夫々接続さ
れていると共に、第１２電磁弁（SV12）が設けられてい
る。また、このホットガス供給管（42）における第１２
電磁弁（SV12）と水側蒸発器（31）との間と、上記第１
連絡管（37）における水側蒸発器用電動膨張弁（38）と
水側蒸発器（31）との間には、バイパス管（43）が設け
られている。このバイパス管（43）には、ホットガス供
給管（42）から第１連絡管（37）へ向かう冷媒の流通の
みを許容する逆止弁（CV10）が設けられている。

【００３８】上記第２液ライン（11b）における各逆止
弁（CV3，CV4）同士の間と、第１連絡管（37）における
逆止弁（CV9）と水側蒸発器用電動膨張弁（38）との間
には、第２連絡管（45）が設けられている。この第２連
絡管（45）には第１３電磁弁（SV13）が設けられてい
る。

【００３９】そして、この第２連絡管（45）における第
１連絡管（37）に対する接続位置と第１３電磁弁（SV1
3）との間と、上記第４液ライン（11d）における第１液
ライン（11a）に対する接続位置と逆止弁（CV5）との間
には第３連絡管（47）が設けられている。この第３連絡
管（47）には第１４電磁弁（SV14）及び第２連絡管（4
5）から第４液ライン（11d）へ向かう冷媒の流通のみを
許容する逆止弁（CV11）が設けられている。

【００４０】更に、第３液ライン（11c）における第２
液ライン（11b）に対する接続位置と室外電動膨張弁
（4）との間と、第１連絡管（37）におけるバイパス管
（43）の接続位置と水側蒸発器（31）との間には第４連
絡管（49）が設けられている。この第４連絡管（49）に
は、第１５電磁弁（SV15）及びキャピラリチューブ（C
P）が設けられている。また、この第４連絡管（49）
は、上記冷媒回収管（40）の一部が分岐されてなるキャ
ピラリチューブ（CP）を備えた回収分岐管（40a）との
間で熱交換可能となっている。詳しくは、この第４連絡
管（49）と回収分岐管（40a）とが二重管構造でなる第
１配管熱交換器（50）で構成されており、この両者を流
れる冷媒間での熱交換が可能になっている。

【００４１】そして、この第４連絡管（49）と吸入ガス
ライン（10c）との間には第５連絡管（51）が設けられ
ている。この第５連絡管（51）には、第１６電磁弁（SV
16）及びキャピラリチューブ（CP）が設けられている。
また、この第５連絡管（51）は第２液ライン（11b）と
の間で熱交換可能となっている。詳しくは、この第５連
絡管（51）と第２液ライン（11b）とが二重管構造でな
る第２配管熱交換器（52）で構成されており、この両者
を流れる冷媒間での熱交換が可能になっている。

【００４２】また、上記第３液ライン（11c）における
室外電動膨張弁（4）と逆止弁（CV-1）との間と、第２
連絡管（45）との間には第６連絡管（53）が設けられて
いる。この第６連絡管（53）には、第３液ライン（11
c）から第２連絡管（45）へ向う冷媒の流通のみを許容
する逆止弁（CV13）が設けられている。

【００４３】−水循環回路の説明− 次に、水循環回路（B）の構成について説明する。

【００４４】この水循環回路（B）は、上述した蓄熱タ
ンク（T）、水側凝縮器（30）、水側蒸発器（31）の他
に、循環手段としてのポンプ（P）、バッファタンク（6
0）、氷核混入ユニット（61）及び氷生成容器（62）を
備えている。詳しくは、蓄熱タンク（T）、ポンプ
（P）、水側凝縮器（30）、バッファタンク（60）、水
側蒸発器（31）、氷核混入ユニット（61）及び氷生成容
器（62）が順に循環路としての水配管（63）によって図
４に矢印で示すような水の循環が可能に接続されてい
る。そして、上述したように、水側凝縮器（30）及び水
側蒸発器（31）では冷媒循環回路（A）を流れる冷媒と
水との間で熱交換を行うようになっている。

【００４５】図５は、水側凝縮器（30）、バッファタン
ク（60）、水側蒸発器（31）、氷核混入ユニット（61）
及び氷生成容器（62）の配設状態を具体的に示したもの
である。この図のように、上記各機器（30，31，60，6
1，62）は互いに近接配置されてユニット化されてい
る。そして、水側蒸発器（31）は図６及び図７に示すよ
うに縦型のシェルアンドチューブ式熱交換器で成ってい
る。つまり、円筒状容器（31a）内には、複数本の伝熱
管（31f）（図６では複数本のうち１本を示している）
が備えられ、この伝熱管（31f）の内部に水循環回路
（B）を流れる水が、該伝熱管（31f）と容器（31a）の
内壁との間に冷媒循環回路（A）を循環する冷媒が流
れ、この伝熱管（31f）の壁面を介して冷媒と水との間
で熱交換が行われる構成となっている。つまり、円筒状
容器（31a）が冷却用熱交換器として、また伝熱管（31
f）が過冷却生成用熱交換器として構成されている。
尚、図６及び図７における（31b）は容器（31a）の下端
部に設けられた水導入管、（31c）は容器（31a）の上端
部に設けられた水導出管、（31d）は冷媒導入管、（31
e）は冷媒導出管である。また、水側凝縮器（30）は、
図示しない冷媒配管と水配管とが互いに接触して配置さ
れ、この両者間で熱交換が行われる構成となっている。

【００４６】更に、バッファタンク（60）及び氷生成容
器（62）は図８〜図１１に示すように、中空円筒状の部
材であって、バッファタンク（60）は、その上端部に水
導入口（60a）を備えた取付けフランジ（60b）が設けら
れており、この取付けフランジ（60b）に上記水側凝縮
器（30）の水出口側が接続されている（図５参照）。ま
た、氷生成容器（62）は、上端部に水導入口（62a）が
設けられており、水導入口（62a）が氷核混入ユニット
（61）を介して上記水側蒸発器（31）の水出口側に接続
されている。また、これらバッファタンク（60）及び氷
生成容器（62）における水導入口（60a，62a）の開口位
置は、夫々円筒状容器の内周面の接線方向から水が導入
される位置に設定されている。このため、これら水導入
口（60a，62a）から導入された水は図８（a），図１０
（a）に二点鎖線の矢印で示すように、容器内に導入さ
れた水が旋回流となる構成とされている。

【００４７】また、図５の如く、水側凝縮器（30）の下
端部には水配管（63）の一部を成す水入口管（63a）の
一端が、氷生成容器（62）の下端部には水配管（63）の
一部を成す水出口管（63b）の一端が夫々接続されてい
る。また、水入口管（63a）の他端はポンプ（P）に、水
出口管（63b）の他端は蓄熱タンク（T）に夫々接続され
ている。更に、バッファタンク（60）の下端部には水側
蒸発器（31）に繋がる水配管（63c）が接続されてい
る。

【００４８】次に、上記氷核混入ユニット（61）の構成
について説明する。この氷核混入ユニット（61）は、水
側蒸発器（31）から導入された水の一部を利用して微小
な氷塊（以下、氷核と言う）を生成し、この氷核を氷生
成容器（62）に向って供給するものである。そして、図
１２に示すように、この氷核混入ユニット（61）は、水
側蒸発器（31）から延びる流出管（65）と、該流出管
（65）からの水を氷生成容器（62）の内部に供給するた
めのノズル（66）とを備えている。このノズル（66）
は、上流端が流出管（65）の下流端部に取付けられてい
ると共に、氷生成容器（62）の水入口部分に一体形成さ
れたノズル保持部（62a）に保持され、他端が氷生成容
器（62）の水導入口（62a）に挿通されて該氷生成容器
（62）の内部に延びている。そして、上記流出管（65）
は、その内径寸法が水側蒸発器（31）からノズル（66）
に向って次第に小さくなるように設定されている。ま
た、ノズル（66）は、ＰＴＦＥ製であって、図１３（図
１３（a）は図１３（b）のＱ−Ｑ断面図）に示すよう
に、基端部にフランジ（66b）を備えていると共に外周
面の一部に氷核導入用の小径の開口（66a）が形成され
ている。このようにノズル（66）はＰＴＦＥ製であるた
め氷が付着し難い構成となっている。また、流出管（6
5）とノズル（66）との間には、パッキン（67）を介し
て後述する進展防止部材（68）が設けられていると共
に、ノズル（66）とノズル保持部（62a）との間にもパ
ッキン（67）が介設されている。また、図１４に示すよ
うに、上記ノズル保持部（62a）には、ノズル（66）を
保持した状態で該ノズル（66）の開口（66a）に連通す
る連通孔（62b）が形成されている（図１１参照）。

【００４９】次に、上記ノズル（66）の開口（66a）か
ら導入される氷核を生成するための氷核生成手段として
の氷核生成ユニット（70）について説明する。この氷核
生成ユニット（70）は、図１４に示すように、熱交換部
材としての冷却部材（71）と、該冷却部材（71）との間
で氷保持空間（73）を形成する保持部材（72）とを備え
ている。

【００５０】各部材について説明すると、冷却部材（7
1）は、冷却部本体（74）の内部に冷媒通路形成部材（7
5）が収容されて成っている。冷却部本体（74）は、図
１５（図１５（b）は図１５（a）のＲ−Ｒ断面図）に示
すように、内部が中空とされた直方体状の本体部（74
a）の前面（図１５（b）の下側面）に、一端側（下側）
が閉塞され他端（上側）が本体部（74a）の内部空間に
連通する円筒状の製氷凸部（74b）が一体形成されてい
る。また、この製氷凸部（74b）は比較的薄肉に形成さ
れている。また、上記本体部（74a）の背面側には、上
記冷媒通路形成部材（75）を装着するために円形の開口
（74e）が形成されていると共に、この本体部（74a）の
左右の各壁部には、後述するバイパス路としての氷核生
成用冷媒配管（77，78）に接続される開口（74c，74d）
が夫々形成されている。

【００５１】一方、冷媒通路形成部材（75）は、図１６
（図１６（b）は図１６（a）のＳ−Ｓ断面図）に示すよ
うに、上記冷却部本体（74）の背面側に形成されている
開口（74e）の径寸法に略一致した外径寸法を有する略
円柱状の部材であって、冷媒導入通路（75a）及び冷媒
排出通路（75b）が夫々形成されている。各通路（75a，
75b）は、一端が冷媒通路形成部材（75）の外周面に開
放し、この冷媒通路形成部材（75）の内部でその延長方
向が９０°変更されて他端が冷媒通路形成部材（75）の
前面（図１６（b）の上側面）に夫々開口されている。

【００５２】このように形成された冷媒通路形成部材
（75）が、その前面が冷却部本体（74）の製氷凸部（74
b）の底面に所定間隔を存して対向するように収容され
た状態では、冷媒通路形成部材（75）の各通路（75a，7
5b）が冷却部本体（74）の各開口（74c，74d）に連通し
た状態となる（図１４参照）。

【００５３】一方、保持部材（72）は、図１７（図１７
（b）は図１７（a）のＵ−Ｕ断面図）及び図１８に示す
ように、直方体状の部材であって、その中央部に十字状
の開口（72a）が貫通形成されている。この開口（72a）
は、その中央部が上記冷却部本体（74）の製氷凸部（74
b）よりも僅かに大径に形成された円形の中央開口部（7
2b）と、その周囲に９０°の角度間隔を存して半径方向
外側に延びる４個の矩形溝（72c，72c，…）とが一体的
に形成されて成っている。

【００５４】そして、このような構成とされた冷却部材
（71）及び保持部材（72）が、図１８に示すように、冷
却部材（71）の製氷凸部（74b）が保持部材（72）の開
口（72a）に挿通されるように一体的に組み付けられる
ことにより、氷核生成ユニット（70）が構成される。こ
の氷核生成ユニット（70）は、図１４の如く、保持部材
（72）の開口（72a）がノズル（66）の開口（66a）に連
通するようにノズル保持部（62a）の側面に取付けられ
ている。これにより、ノズル（66）内に、水側蒸発器
（31）によって冷却された水が流れている状態では、冷
却部材（71）と保持部材（72）との間の氷保持空間（7
3）は冷水で満たされた状態となっており、この状態
で、冷却部材（71）の内部に製氷用の冷媒を流して該冷
媒により水を冷却し、製氷凸部（74b）の周囲に氷核生
成用の氷（I）を付着生成させる構成となっている。

【００５５】一方、上記進展防止部材（68）について説
明すると、該進展防止部材（68）は、図１９及び図２０
（図２０は図１９（b）のＶ−Ｖ断面図）に示すよう
に、内部に水通路を形成した偏平円板状の部材であっ
て、外側部材（68a）と、該外側部材（68a）の内部に装
着された内側部材（68b）とが一体的に組み付けられて
なっている。各部材（68a，68b）について説明すると、
外側部材（68a）には、半径方向に延びてその外周面か
ら内周面に亘って貫通する一対の貫通孔（68c，68d）が
形成されている。また、この外側部材（68a）の一方の
開放端部には内周面から僅かに中心側に延びる内側部材
当接部（68e）が形成されており、上記内側部材（68b）
が外側部材（68a）に装着された状態では、その外周面
の一部がこの内側部材当接部（68e）に当接している。
これにより、外側部材（68a）の内周面と内側部材（68
b）の外周面との間には環状の空間（68f）が形成されて
おり、この環状の空間（68f）が各貫通孔（68c，68d）
に連通している。これにより、仮に内側部材（68b）の
内周面に氷が付着したような状況において、貫通孔（68
c）から環状の空間（68f）に高温の冷媒を導入すると、
この冷媒により氷の一部を融解することで、内側部材
（68b）の内周面から氷を離脱できる構成となってい
る。

【００５６】以下、上記冷却部材（71）及び進展防止部
材（68）に対して製氷用の冷媒を供給する配管構造につ
いて説明する。図４の如く、一端が上記第２連絡管（4
5）に、他端が冷却部本体（74）の一方の開口（74c）に
夫々接続された第１氷核生成冷媒供給管（77）が設けら
れている。一方、一端が冷媒回収管（40）に、他端が冷
却部本体（74）の他方の開口（74d）に夫々接続された
氷核生成冷媒回収管（78）が設けられている。また、上
記第１氷核生成冷媒供給管（77）には第１７電磁弁（SV
17）及びキャピラリチューブ（CP）が設けられている。

【００５７】また、この第１氷核生成冷媒供給管（77）
における氷核生成ユニット（70）とキャピラリチューブ
（CP）との間と、上記第１連絡管（37）における第４連
絡管（49）の接続位置と水側蒸発器（31）との間とには
第２氷核生成冷媒供給管（79）が設けられている。この
第２氷核生成冷媒供給管（79）には第１連絡管（37）か
ら氷核生成ユニット（70）へ向う冷媒の流通のみを許容
する逆止弁（CV12）及びキャピラリチューブ（CP）が設
けられている。

【００５８】また、一端が吐出ガスバイパスライン（2
7）に、他端が進展防止部材（68）の外側部材（68a）に
おける一方の貫通孔（68c）に夫々接続された進展防止
冷媒供給管（81）が設けられている。この進展防止冷媒
供給管（81）には第１８電磁弁（SV18）及びキャピラリ
チューブ（CP）が設けられている。

【００５９】また、一端が第４液ライン（11d）におけ
る第３連絡管（47）の接続位置と第１液ライン（11a）
に対する接続位置との間に、他端が進展防止部材（68）
の外側部材（68a）における他方の貫通孔（68d）に夫々
接続された進展防止冷媒回収管（82）が設けられてい
る。

【００６０】そして、上述した四路切換弁（2）、各電
磁弁（SV1〜SV18）及び各電動膨張弁（4，7，38）はコ
ントローラ（85）によって開閉状態が制御されるように
なっている。

【００６１】−センサ類の構成− 上記冷媒循環回路（A）及び水循環回路（B）には、各種
のセンサが設けられている。各センサについて説明する
と、先ず、冷媒循環回路（A）には、室外空気温度を検
出する外気温センサ（Th-1）が室外熱交換器（3）の近
傍に、室外熱交換器（3）の液冷媒温度を検出する室外
液温センサ（Th-2）が分流管側に、圧縮機構（1）の吐
出ガス冷媒温度を検出する吐出ガス温センサ（Th-31，T
h-32）が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（10a-
1，10a-2）に、圧縮機構（1）の吸入ガス冷媒温度検出
する吸入ガス温センサ（Th-4）が圧縮機構（1）の吸入
ガスライン（10c）にそれぞれ設けられている。更に、
圧縮機構（1）の吐出冷媒圧力を検出する高圧圧力セン
サ（SEN-H）が圧縮機構（1）の第１吐出ガスライン（10
a）及び吐出ガス分流管（34）に、圧縮機構（1）の吸込
冷媒圧力を検出する低圧圧力センサ（SEN-L）が圧縮機
構（1）の吸入ガスライン（10c）にそれぞれ設けられる
と共に、各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出冷媒圧力が
所定高圧になると作動する高圧保護開閉器（HPS，HPS）
が各圧縮機（COMP-1，COMP-2）の吐出管（10a-1，10a-
2）に設けられている。

【００６２】一方、水循環回路（B）には、水側凝縮器
（30）の水入口部分に入口水温センサ（Th-W1）が、バ
ッファタンク（60）の下端部分に出口水温センサ（Th-W
2）が、水側蒸発器（31）の水出口側に過冷却水温セン
サ（Th-W3）が、氷生成容器（62）に氷生成検知センサ
（Th-W4）がそれぞれ設けられており、各部での水温を
検知するようになっている。更に、水側凝縮器（30）の
上流端に繋がる上記水入口管（63a）には該水入口管（6
3a）内の水の流速を検知し、該流速が所定値以下になる
とＯＮ作動するフロースイッチ（SW-F）が設けられてい
る。

【００６３】−制御の構成− そして、本空気調和装置は、各センサ（Th-1〜SEN-L，T
h-W1〜Th-W4）、開閉器（HPS）、スイッチ（SW-F）の検
出信号がコントローラ（85）に入力され、これら検出信
号に基づいて各電磁弁（SV1〜SV18）の開閉切換え、各
電動膨張弁（4，7，38）の開度調整及び圧縮機構（1）
の容量等を制御している。また、コントローラ（85）は
流通規制手段（85a）を備えており、この流通規制手段
（85a）は、後述する氷核生成動作時に、水側蒸発器用
電動膨張弁（38）を閉鎖するようになっている。

【００６４】−運転動作− 次に、上述の如く構成された空気調和装置の運転動作に
ついて説明する。

【００６５】本空気調和装置の運転モードとしては、通
常冷房運転、通常暖房運転、氷核生成運転、冷蓄熱運
転、冷蓄熱／冷房同時運転、冷蓄熱利用冷房運転、温蓄
熱運転、温蓄熱／暖房同時運転及び温蓄熱利用暖房運転
がある。

【００６６】以下、各運転モードにおける冷媒循環動作
について説明する。

【００６７】−通常冷房運転− この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7）が所定開度に調整され、それ以外の電動膨張弁が
閉鎖される。一方、第１電磁弁（SV1）が開放され、そ
れ以外の電磁弁が閉鎖される。

【００６８】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は図２１に矢印で
示すように、四路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）
に導入され、該室外熱交換器（3）において外気との間
で熱交換を行って凝縮する。その後、この冷媒は、第１
及び第２液ライン（11a，11b）を経て室内ユニット
（Y，Y，Y）に導入され、室内電動膨張弁（7，7，7）で
減圧された後、室内熱交換器（6，6，6）において室内
空気との間で熱交換を行い蒸発して室内空気を冷却す
る。そして、このガス冷媒はガス配管（15）のガス回収
分岐管（15a，15a，15a）、四路切換弁（2）、吸入ガス
ライン（10c）を経て圧縮機構（1）の吸入側に回収され
る。このような循環動作を行うことにより室内が冷房さ
れる。

【００６９】−通常暖房運転− この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が破線側に切換えられ、室外電動膨張弁
（4）が所定開度に調整される一方、室内電動膨張弁
（7）が全開状態にされる。一方、第２電磁弁（SV2）が
開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【００７０】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は図２２に矢印で
示すように、四路切換弁（2）及びガス配管（15）のガ
ス供給分岐管（15b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に
導入され、室内熱交換器（6，6，6）において室内空気
との間で熱交換を行って凝縮して室内空気を加温する。
その後、この冷媒は、第４液ライン（11d）からレシー
バ（5）を経て第３液ライン（11c）を流れて室外電動膨
張弁（4）で減圧された後、室外熱交換器（3）において
外気との間で熱交換を行って蒸発する。その後、四路切
換弁（2）、吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機構
（1）の吸入側に回収される。このような循環動作を行
うことにより室内が暖房される。

【００７１】−氷核生成運転− この運転モードは、後述する冷蓄熱運転において過冷却
水の過冷却状態を解消するための氷核を生成するための
ものである。また、この氷核生成運転では氷核生成動作
の前に水循環回路（B）内の水を所定温度（例えば２
℃）まで冷却する水冷却動作が行われる。この水冷却動
作の水及び冷媒の循環動作について説明すると、ポンプ
（P）を駆動して水循環回路（B）において水を循環させ
た状態において、圧縮機構（1）を駆動する。そして、
この圧縮機構（1）から吐出された冷媒は、室外熱交換
器（3）で凝縮した後、第２連絡管（45）及び第１連絡
管（37）を経て水側蒸発器用電動膨張弁（38）で減圧さ
れた後、水側蒸発器（31）において水との間で熱交換を
行い、該水を冷却して蒸発する。その後、冷媒回収管
（40）によって圧縮機構（1）の吸入側に回収される。
このような水冷却動作が所定時間行われて水循環回路
（B）の水温が所定温度に達すると、以下の氷核生成動
作に移る。

【００７２】この氷核生成動作では、コントローラ（8
5）により、四路切換弁（2）が実線側に切換えられ、各
電動膨張弁が共に閉鎖される。一方、第１，１１，１
３，１７の各電磁弁（SV1，SV11，SV13，SV17）が開放
され、また、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁弁
（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第７電磁弁
（SV7））のみが開放される。それ以外の電磁弁が閉鎖
される。つまり、水側蒸発器用電動膨張弁（38）も流通
規制手段（85a）によって閉鎖される。

【００７３】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）の上流側圧縮機（COMP-1）のみが駆動す
る。そして、この圧縮機（COMP-1）から吐出された冷媒
は、図２３に矢印で示すように、その一部が、四路切換
弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入され、該室外熱
交換器（3）において外気との間で熱交換を行って凝縮
する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライン（11
a，11b）、第２連絡管（45）を経て第１氷核生成冷媒供
給管（77）に導入される。また、他の冷媒は、ガス供給
配管ユニット（32）の第４分岐管（33d）を経て水側凝
縮器（30）に導入し、ここで水循環回路（B）の水との
間で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（37）及び第２
連絡管（45）を経て第１氷核生成冷媒供給管（77）に導
入される。つまり、室外熱交換器（3）及び水側凝縮器
（30）夫々において凝縮された冷媒が第１氷核生成冷媒
供給管（77）で合流される。そして、この合流された冷
媒は、この第１氷核生成冷媒供給管（77）のキャピラリ
チューブ（CP）で減圧された後、氷核生成ユニット（7
0）に供給され、ここで水を冷却して氷核を生成した
後、氷核生成冷媒回収管（78）及び冷媒回収管（40）を
経て圧縮機構（1）の吸入側に回収される。つまり、水
側蒸発器用電動膨張弁（38）が閉鎖されていることによ
り、水側蒸発器（31）には冷媒が流れず、室外熱交換器
（3）及び水側凝縮器（30）夫々において凝縮された冷
媒は全て氷核生成ユニット（70）に供給されて氷核生成
に寄与されることになる。

【００７４】以下、この氷核生成ユニット（70）におけ
る氷核生成動作について説明する。図１２に示すよう
に、水側蒸発器（31）から水生成容器（62）に向って流
れる水は、先ず、流出管（65）の通路面積が下流側に向
って次第に小径になっていることにより流速が上昇しな
がらノズル（66）に導入する。そして、このノズル（6
6）内を流れる水は、図１４に破線で示す矢印のよう
に、その大部分が水生成容器（62）に直接供給される一
方、一部はノズル（66）の開口（66a）からノズル保持
部（62a）の連通孔（62b）を経て氷保持空間（73）に導
入されることになる。

【００７５】一方、第１氷核生成冷媒供給管（77）から
氷核生成ユニット（70）に供給された冷媒は、図１４に
実線で示す矢印のように、冷媒導入通路（75a）から製
氷凸部（74b）の内側を流れ、氷保持空間（73）の水と
の間で熱交換を行い、該水を冷却して蒸発した後、冷媒
排出通路（75b）から氷核生成冷媒回収管（78）に排出
される。この際、上述したように製氷凸部（74b）は比
較的薄肉で形成されているので、冷媒と水との間での熱
交換が効率良く行われる。

【００７６】このような動作により、氷保持空間（73）
において冷却された水は製氷凸部（74b）の周囲で氷化
して、該製氷凸部（74b）の壁面に氷核生成用氷（I）と
して付着する。このような水及び冷媒の循環動作が連続
して行われると、ノズル（66）から氷保持空間（73）に
導入される水は、この氷保持空間（73）において過冷却
状態となり、これが製氷凸部（74b）に付着した氷（I）
に接触することで、過冷却が解消して粒状の氷核（I'）
となる。そして、この氷核（I'）は、ノズル（66）内を
流れている比較的流速の高い水流によって氷保持空間
（73）からノズル（66）内部に回収され、その後、氷生
成容器（62）に導入されることになる。このような氷核
生成運転運転が所定時間（例えば５分間）継続して行わ
れた後、後述する冷蓄熱運転に移る。

【００７７】このように、本氷核生成運転にあっては、
水側蒸発器（31）では水が冷却されることがないので、
この水側蒸発器（31）内で過冷却水の過冷却状態が解消
して凍結してしまうといったことはない。また、氷核生
成ユニット（70）の蒸発器としての能力は、製氷凸部
（74b）の壁面に氷核生成用氷（I）を生成するといった
比較的小さいものであるので、この氷核生成ユニット
（70）から圧縮機（1）の吸入側に回収される冷媒は湿
り気味になっており、氷核生成ユニット（70）での冷媒
と水との間での熱交換量の増大が図れて確実な氷核生成
用氷（I）の生成動作が行われることになる。つまり、
本氷核生成運転によれば、水側蒸発器（31）内の凍結を
回避しながら氷核生成ユニット（70）において効率良く
氷核生成用氷（I）の生成が行えることになる。

【００７８】−冷蓄熱運転− この運転モードは、上述した氷核生成運転によって生成
された氷核（I'）に対して過冷却水を接触させることに
より、この氷核（I'）の周囲で過冷却状態を解消して蓄
熱用の氷（I）を生成するためのものである。

【００７９】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が実線側に切換えられ、水側
蒸発器用電動膨張弁（38）が所定開度に調整され、それ
以外の電動膨張弁が閉鎖される。一方、第１，１１，１
３，１５，１８の各電磁弁（SV1，SV11，SV13，SV15，S
V18）が開放され、また、ガス供給配管ユニット（32）
の各電磁弁（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第
７電磁弁（SV7））のみが開放される。それ以外の電磁
弁が閉鎖される。

【００８０】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出さ
れた冷媒は、図２４に矢印で示すように、その一部が、
四路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入され、
該室外熱交換器（3）において外気との間で熱交換を行
って凝縮する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ラ
イン（11a，11b）、第２連絡管（45）を経て第１連絡管
（37）に導入される。また、他の一部の冷媒は、四路切
換弁（2）及び室外熱交換器（3）をバイパスして吐出ガ
スバイパスライン（27）を流れて第１液ライン（11a）
に合流される。更に、他の一部の冷媒は、ガス供給配管
ユニット（32）の第４分岐管（33d）を経て水側凝縮器
（30）に導入され、ここで水循環回路（B）の水との間
で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（37）に導入され
る。また、上記第２液ライン（11b）を流れる冷媒の一
部は第４連結管（49）を経て第１連絡管（37）に導入さ
れる。このようにして、室外熱交換器（3）及び水側凝
縮器（30）夫々において凝縮された冷媒が第１連絡管
（37）で合流される。そして、この合流された冷媒は、
水側蒸発器用電動膨張弁（38）で減圧された後、水側蒸
発器（31）に導入され、この水側蒸発器（31）内を流れ
る水との間で熱交換を行って蒸発し、この水を過冷却状
態（例えば−２℃）まで冷却する。そして、この冷媒
は、冷媒回収管（40）を経て圧縮機構（1）の吸入側に
回収される。このような水及び冷媒の循環動作を行うこ
とにより水側蒸発器（31）で生成された過冷却水は、氷
核混入ユニット（61）を流れる際に、氷核生成ユニット
（70）から氷核（I'）が混入され、氷生成容器（62）に
導入される。そして、この氷生成容器（62）において、
過冷却水は、氷核（I'）の周囲で過冷却状態が解消し、
これによって蓄熱用のスラリー状の氷が生成される。こ
の氷は、蓄熱タンク（T）に回収され、該蓄熱タンク
（T）内で貯留されることになる。

【００８１】この際、氷生成容器（62）において過冷却
解消動作が行われているか否かの確認は、上記過冷却水
温センサ（Th-W3）及び氷生成検知センサ（Th-W4）によ
って夫々検知される水温によって行われる。つまり、良
好な製氷動作が行われている場合、過冷却水温センサ
（Th-W3）では過冷却状態の水温（例えば−２℃）が、
氷生成検知センサ（Th-W4）では過冷却が解消されて氷
と水とが混在した水温（例えば０℃）が夫々検出される
ことになり、これら水温を各センサ（Th-W3，Th-W4）が
検知することで過冷却解消動作が行われていることが確
認できる。

【００８２】また、この冷蓄熱運転における圧縮機構
（1）の容量制御は、過冷却水温センサ（Th-W3）によっ
て検出される水温が所定温度（例えば上述した−２℃）
に維持されるように行われる。また、これと同時に、ガ
ス供給配管ユニット（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）の開
閉調整が出口水温センサ（Th-W2）によって検出される
水温に基いて行われる。つまり、出口水温センサ（Th-W
2）が検出する水温が所定温度（例えば０．７℃）より
も高い場合には開放される電磁弁の数を少なくして水側
凝縮器（30）での水の加温を抑制する一方、検出する水
温が所定温度よりも低い場合には開放される電磁弁の数
を多くして水側凝縮器（30）での水の加温を促進する。
これにより、水側凝縮器（30）に氷核（I'）が混入した
場合には、バッファタンク（60）においてそれを融解
し、水側蒸発器（31）に氷核（I'）が混入してしまうこ
とを回避しながら水側蒸発器（31）における過冷却水の
生成動作が良好に行われ、この過冷却水は氷生成容器
（62）に達するまでその過冷却状態が解消されないよう
になっている。

【００８３】また、この冷蓄熱運転にあっては、同時に
氷核生成動作も行われている。つまり、第１連絡管（3
7）を流れる冷媒の一部が第２氷核生成冷媒供給管（7
9）を経て氷核生成ユニット（70）に導入されている。
これにより、連続した製氷が行えることになる。そし
て、この氷核生成ユニット（70）において水を冷却して
氷核を生成した冷媒は、上述した氷核生成運転と同様に
氷核生成冷媒回収管（78）及び冷媒回収管（40）を経て
圧縮機構（1）の吸入側に回収される。

【００８４】一方、上記第１液ライン（11a）を流れる
冷媒の一部及び吐出ガスバイパスライン（27）を流れる
高温のガス冷媒の一部は、進展防止冷媒供給管（81）に
より進展防止部材（68）の外側部材（68a）と内側部材
（68b）との間の空間（68f）に導入され、これによって
内側部材（68b）の内面が加熱される。そして、この冷
媒は進展防止冷媒回収管（82）により第１液ライン（11
a）の合流される。このため、仮にノズル（66）の内壁
面に氷が付着し、これが壁面に沿って上流側（水側蒸発
器（31）側）成長する所謂氷の進展が発生する状況であ
っても、この進展する氷は進展防止部材（68）にまで達
した部分では迅速に融解されることになるので、この進
展が水側蒸発器（31）にまで達することはない。つま
り、この氷の進展が水側蒸発器（31）にまで達して、そ
の内部で過冷却水の過冷却状態が解消されて該水側蒸発
器（31）が凍結してしまうことが回避できる。

【００８５】また、このような冷蓄熱運転時において、
水側蒸発器（31）において水の過冷却が解消して該水側
蒸発器（31）が凍結した場合には、この冷蓄熱運転を一
時的に中断して、解凍運転に切り換えられる。この解凍
運転では、第１２電磁弁（SV12）が開放され、圧縮機構
（1）からの高温のガス冷媒をホットガス供給管（42）
により水側蒸発器（31）に供給し、この冷媒の温熱によ
って水側蒸発器（31）の水経路内の氷を融解する。ま
た、この際、ポンプ（P）を駆動させておくことによ
り、氷が僅かに融解した状態では、この氷がポンプ
（P）からの水圧によって水側蒸発器（31）の水経路の
壁面から容易に離脱されて氷生成容器（62）に向って押
し流されることになる。

【００８６】尚、冷蓄熱運転時において水側蒸発器（3
1）が凍結したことを検知する動作としては、過冷却水
温センサ（Th-W3）によって検出される水温度が−２℃
から０℃に急激に上昇した場合に、この過冷却水温セン
サ（Th-W3）の上流側で過冷却解消動作が行われて氷が
生成されていると判断し、これによって上記の解凍運転
を所定時間（例えば５分間）行う。また、その他に、解
凍運転を開始する動作としては、上記フロースイッチ
（SW-F）によって検出される水の流速が所定値以下にな
った場合、氷が水循環回路（B）の一部を閉塞している
と判断し、この場合にも解凍運転を行って氷を融解す
る。

【００８７】−冷蓄熱／冷房同時運転− この運転モードは、室内の冷房を行いながら蓄熱タンク
（T）に氷を貯留する動作であって、比較的冷房負荷が
小さい状態において行われる。

【００８８】この運転モードでは、上述した冷蓄熱運転
において、室内電動膨張弁（7，7，7）を開放すること
によって行われる。つまり、図２４に破線の矢印で示す
ように、室外熱交換器（3）で凝縮された冷媒の一部を
室内ユニット（Y，Y，Y）に供給し、室内電動膨張弁
（7，7，7）で減圧した後、室内熱交換器（6，6，6）で
蒸発させるようにしている。そして、このガス冷媒はガ
ス配管（15）のガス回収分岐管（15a，15a，15a）、四
路切換弁（2）、吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機構
（1）の吸入側に回収されることになる。その他の水及
び冷媒の循環動作は上述した冷蓄熱運転と同様である。

【００８９】−冷蓄熱利用冷房運転− この運転モードは、上述した冷蓄熱運転において蓄熱タ
ンク（T）に貯留された氷の冷熱を利用しながら室内の
冷房を行うものである。また、この冷蓄熱運転には、２
タイプの運転モードがある。以下、各タイプの運転モー
ドについて説明する。

【００９０】Ａ．第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転 この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7，7，7）が所定開度に調整される一方、その他の電
動膨張弁が共に閉鎖される。また、第１，３，１１，１
４，１６の各電磁弁（SV1，SV3，SV11，SV14，SV16）が
開放され、また、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁
弁（SV4〜SV9）のうち所定の電磁弁（例えば第７，８，
９電磁弁（SV7，8，9）のみが開放される。それ以外の
電磁弁が閉鎖される。

【００９１】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。これにより、水循環回路（B）には蓄熱
タンク（T）内の氷によって冷却された冷水が循環す
る。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、圧縮機構
（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出された冷媒
は、図２５に矢印で示すように、その一部が、四路切換
弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入され、該室外熱
交換器（3）において外気との間で熱交換を行って凝縮
する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライン（11
a，11b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に向って流れ
る。また、他の一部の冷媒は、四路切換弁（2）及び室
外熱交換器（3）をバイパスして吐出ガスバイパスライ
ン（27）を流れて第１液ライン（11a）に合流される。
更に、他の一部の冷媒は、ガス供給配管ユニット（32）
の第４〜第６分岐管（33d〜33f）を経て水側凝縮器（3
0）に導入され、ここで水循環回路（B）を循環する冷水
との間で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（37）に導
入される。そして、この第１連絡管（37）に導入された
冷媒は第２連絡管（45）、第３連絡管（47）及び第４液
ライン（11d）を経て第１液ライン（11a）に合流され
る。このようにして、室外熱交換器（3）及び水側凝縮
器（30）夫々において凝縮された冷媒が第１液ライン
（11a）で合流される。そして、この合流された冷媒
は、室内ユニット（Y，Y，Y）に達し、室内電動膨張弁
（7，7，7）で減圧された後、室内熱交換器（6，6，6）
で蒸発し、圧縮機構（1）の吸入側に回収される。

【００９２】このようにして、蓄熱タンク（T）内に貯
留されている氷の冷熱を利用した室内冷房運転が行われ
る。そして、本第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転によれ
ば、ガス供給配管ユニット（32）の各電磁弁（SV4〜SV
9）の開閉状態を制御することで、外気により凝縮され
る冷媒量と冷水により凝縮される冷媒量との比率を容易
に調整でき、この調整によって空調能力の制御や、蓄熱
タンク内の残氷量の調整などを行うことができる。

【００９３】また、第２液ライン（11b）を流れる冷媒
の一部は、第３液ライン（11c）及び第５連絡管（51）
を流れ、この第５連絡管（51）のキャピラリチューブ
（CP）で減圧された後、第２配管熱交換器（52）に導入
される。そして、この冷媒は、第２配管熱交換器（52）
において第２液ライン（11b）の冷媒との間で熱交換
し、該第２液ライン（11b）の冷媒を過冷却した後、吸
入ガスライン（10c）に回収される。このように室内熱
交換器（6，6，6）に導入される冷媒が過冷却されるた
め、該各室内熱交換器（6，6，6）における冷媒と室内
空気との熱交換量を増大させることができる。

【００９４】また、このような冷蓄熱利用冷房運転にお
いて、入口水温センサ（Th-W1）によって検出される水
温が所定温度（例えば５℃）に達した場合には、ガス供
給配管ユニット（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が閉鎖さ
れ、冷蓄熱利用冷房運転を終了して、通常の冷房運転に
移行する。つまり、入口水温センサ（Th-W1）の水温検
知により、蓄熱タンク（T）内の冷熱の殆どを利用した
と判断した後には、通常の冷房運転に切り換えられる。

【００９５】Ｂ．第２タイプの冷蓄熱利用冷房運転 この運転モードでは、コントローラ（85）により、四路
切換弁（2）が実線側に切換えられ、室内電動膨張弁
（7，7，7）が所定開度に調整される一方、室外電動膨
張弁（4）が全開に、水側蒸発器用電動膨張弁（38）が
全閉にされる。また、第３，１０，１１，１３，１６の
各電磁弁（SV3，SV10，SV11，SV13，SV16）が開放さ
れ、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【００９６】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。これにより、水循環回路（B）には蓄熱
タンク（T）内の氷によって冷却された冷水が循環す
る。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、圧縮機構
（1）が駆動し、図２６に矢印で示すように、下流側圧
縮機（COMP-2）から吐出された冷媒は、その一部が、四
路切換弁（2）を経て室外熱交換器（3）に導入され、該
室外熱交換器（3）において外気との間で熱交換を行っ
て凝縮する。その後、この冷媒は、第１及び第２液ライ
ン（11a，11b）、第３液ライン（11c）及び第６連絡管
（53）を経て第２連絡管（45）に導入される。また、他
の一部の冷媒は、四路切換弁（2）及び室外熱交換器
（3）をバイパスして吐出ガスバイパスライン（27）を
流れて第１液ライン（11a）に合流される。

【００９７】一方、上流側圧縮機（COMP-1）から吐出さ
れた冷媒は、吐出ガス分流管（34）を経て水側凝縮器
（30）に導入され、ここで水循環回路（B）を循環する
冷水との間で熱交換を行って凝縮し、第１連絡管（37）
に導入される。そして、この第１連絡管（37）に導入さ
れた冷媒は第２連絡管（45）に合流される。このように
して、室外熱交換器（3）及び水側凝縮器（30）夫々に
おいて凝縮された冷媒が第２連絡管（45）で合流され
る。そして、この合流された冷媒は、第２連絡管（45）
から第２液ライン（11b）を経て室内ユニット（Y，Y，
Y）に達し、室内電動膨張弁（7，7，7）で減圧された
後、室内熱交換器（6，6，6）で蒸発し、圧縮機構（1）
の吸入側に回収される。

【００９８】このような動作によっても、蓄熱タンク
（T）内に貯留されている氷の冷熱を利用した室内冷房
運転が行われる。そして、本第２タイプの冷蓄熱利用冷
房運転によれば、上流側圧縮機（COMP-1）から吐出され
た冷媒は水循環回路（B）の冷水（０℃）のみによって
凝縮されるため、この吐出ガス冷媒の温度が低くても冷
凍能力を十分に発揮させることができる。これにより、
上流側圧縮機（COMP-1）に対する入力を低減でき、圧縮
機構（1）全体としての消費電力が削減され、装置のＣ
ＯＰの向上を図ることができる。

【００９９】また、本動作にあっても、第２配管熱交換
器（52）において第２液ライン（11b）の冷媒と第５連
絡管（51）の冷媒との間で熱交換し、該第２液ライン
（11b）の冷媒を過冷却することで、各室内熱交換器
（6，6，6）における冷媒と室内空気との熱交換量の増
大が図れるようになっている。

【０１００】また、本運転動作にあっても、入口水温セ
ンサ（Th-W1）によって検出される水温が所定温度に達
した場合には、蓄熱タンク（T）内の冷熱の殆どを利用
したと判断して通常の冷房運転に切り換えられる。

【０１０１】−温蓄熱運転− この運転モードは、暖房運転時に利用する温熱として蓄
熱タンク（T）内に温水を貯留するためのものである。

【０１０２】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が破線側に切換えられ、室外
電動膨張弁（4）が所定開度に調整され、それ以外の電
動膨張弁が閉鎖される。一方、第１１，１３の各電磁弁
（SV11，SV13）が開放され、また、ガス供給配管ユニッ
ト（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が開放される。それ以
外の電磁弁は閉鎖される。

【０１０３】この状態で、水循環回路（B）にあって
は、ポンプ（P）が駆動して該水循環回路（B）において
水が循環する。一方、冷媒循環回路（A）にあっては、
圧縮機構（1）が駆動し、この圧縮機構（1）から吐出さ
れた冷媒は、図２７に矢印で示すように、ガス供給配管
ユニット（32）の各分岐管（33a〜33f）を経て水側凝縮
器（30）に導入され、ここで水循環回路（B）の水との
間で熱交換を行って該水を加熱して凝縮し、第１連絡管
（37）に導入される。そして、この冷媒は、第２連絡管
（45）、第２液ライン（11b）、第４液ライン（11d）、
レシーバ（5）、第３液ライン（11c）を経て室外熱交換
器（3）に導入される。そして、この室外熱交換器（3）
において外気との間で熱交換を行って蒸発した後、四路
切換弁（2）及び吸入ガスライン（10c）を経て圧縮機構
（1）の吸入側に回収される。このような水及び冷媒の
循環動作を行うことにより水循環回路（B）を流れる水
は水側凝縮器（30）において冷媒からの熱を受け、高温
の温水となって蓄熱タンク（T）内に貯留されることに
なる。

【０１０４】そして、このような温蓄熱運転中におい
て、入口水温センサ（Th-W1）によって検出される水温
が所定の高温（例えば３５℃）に達すると、蓄熱タンク
（T）内に十分な温熱が貯留されたと判断して運転を終
了する。

【０１０５】−温蓄熱／暖房同時運転− この運転モードは、室内の暖房を行いながら蓄熱タンク
（T）に温水を貯留する動作であって、比較的暖房負荷
が小さい状態において行われる。

【０１０６】この運転モードでは、上述した温蓄熱運転
において、室内電動膨張弁（7，7，7）及び第２電磁弁
（SV2）を開放することによって行われる。つまり、圧
縮機構（1）から吐出された冷媒の一部をガス配管（1
5）によって室内熱交換器（6，6，6）に導入し、この室
内熱交換器（6，6，6）において室内空気との間で熱交
換を行って該室内空気を加温して凝縮した後、第２液ラ
イン（11b）の冷媒に合流させている。その他の水及び
冷媒の循環動作は上述した温蓄熱運転と同様である。

【０１０７】−温蓄熱利用暖房運転− この運転モードは、上述した温蓄熱運転において蓄熱タ
ンク（T）に貯留された温水の温熱を利用しながら室内
の暖房を行うものである。

【０１０８】この運転モードでは、コントローラ（85）
により、四路切換弁（2）が破線側に切換えられ、水側
蒸発器用電動膨張弁（38）が所定開度に調整される一
方、室内電動膨張弁（7）が全開状態にされる。また、
第１，２，１３，１５電磁弁（SV1，SV2，SV13，SV15）
が開放され、それ以外の電磁弁が閉鎖される。

【０１０９】この状態で圧縮機構（1）が駆動すると、
該圧縮機構（1）から吐出された冷媒は図２８に矢印で
示すように、四路切換弁（2）及びガス配管（15）のガ
ス供給分岐管（15b）を経て室内ユニット（Y，Y，Y）に
導入され、室内熱交換器（6，6，6）において室内空気
との間で熱交換を行って凝縮して室内空気を加温する。
その後、この冷媒は、第４液ライン（11d）からレシー
バ（5）及び第２液ライン（11b）を経て第２連絡管（4
5）から第１連絡管（37）に導入される。また、第２液
ライン（11b）を流れる冷媒の一部は第３液ライン（11
c）を経て第４連絡管（49）に導入され、この第４連絡
管（49）のキャピラリチューブ（CP）によって減圧され
た後、第１連絡管（37）に合流される。そして、これら
第１連絡管（37）に合流された冷媒は、水側蒸発器（3
1）に導入され、ここで温水との間で熱交換を行って蒸
発した後、冷媒回収管（40）を経て圧縮機構（1）の吸
入側に回収される。

【０１１０】このようにして、蓄熱タンク（T）内に貯
留されている温水の温熱を利用した室内暖房運転が行わ
れる。

【０１１１】また、冷媒回収管（40）を流れる冷媒の一
部は回収分岐管（40a）に分流されており、この回収分
岐管（40a）を流れる冷媒と、第４連絡管（49）を流れ
る冷媒とは、第１配管熱交換器（50）において熱交換さ
れている。このため、第４連絡管（49）を流れる冷媒は
過冷却されることになり、水側蒸発器（31）における冷
媒と温水との熱交換量を増大させることができる。

【０１１２】また、この温蓄熱利用暖房運転において
も、上述した冷蓄熱利用暖房運転と同様に、入口水温セ
ンサ（Th-W1）によって検出される水温が所定温度（例
えば２０℃）に達した場合には、ガス供給配管ユニット
（32）の各電磁弁（SV4〜SV9）が閉鎖され、温蓄熱利用
暖房運転を終了して、通常の暖房運転に移行する。つま
り、入口水温センサ（Th-W1）の水温検知により、蓄熱
タンク（T）内の温熱の殆どを利用したと判断した後に
は、通常の暖房運転に切り換えられる。

【０１１３】以上のような各運転により室内の空気調和
が行われる。

【０１１４】そして、本形態では、上述したように、水
側蒸発器（31）に水冷却用の冷媒を供給する経路と、氷
核生成ユニット（70）に氷核生成用の冷媒を供給する経
路とを水側蒸発器用電動膨張弁（38）の上流側において
分岐し、氷核生成運転時にあっては、水側蒸発器用電動
膨張弁（38）を閉鎖することで、水側蒸発器（31）では
水が冷却されないようにしながら、室外熱交換器（3）
及び水側凝縮器（30）で凝縮された冷媒の全てを氷核生
成ユニット（70）での氷核生成に寄与させるようにして
いる。このため、水側蒸発器（31）内の凍結を回避しな
がら氷核生成ユニット（70）において効率良く氷核生成
用氷（I）の生成が行えることになり、従来のように、
氷核生成能力の増大に伴って水側蒸発器の能力も高くな
ってしまって水の過冷却が促進され、該水側蒸発器が凍
結して製氷動作が行えなくなるといった状況が回避で
き、装置の信頼性の向上を図ることができる。

【０１１５】尚、本実施形態では、蓄熱用の蓄熱媒体と
して水を使用したが、その他ブライン水溶液を使用する
ようにしてもよい。

【０１１６】また、空気調和装置用の氷蓄熱装置に本発
明を適用した場合について説明したが、その他の蓄冷熱
を利用する装置に対して適用可能である。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項１及び
４記載の発明によれば、過冷却動作に先立って氷核生成
手段による氷核生成動作を行わせる際、電動膨張弁から
冷却用熱交換器への冷媒流通を阻止するようにしたため
に、過冷却生成熱交換器における凍結を回避しながら氷
核生成手段において過冷却解消用の氷核の生成が行える
ことになる。従って、従来のように、氷核生成能力を増
大させるとそれに伴って冷却用熱交換器の能力も高くな
ってしまって水の過冷却が促進され、過冷却生成熱交換
器が凍結して製氷動作が行えなくなるといった状況が回
避でき、装置の信頼性及び製氷効率の向上を図ることが
できる。

【０１１８】特に、請求項１及び４記載の発明によれ
ば、電動膨張弁を閉鎖することで、過冷却動作に先立っ
て氷核生成手段による氷核生成動作を行うようにしたた
めに、膨張機構から冷却用熱交換器への冷媒流通を阻止
するための構成が具体的に得られ、装置の実用性の向上
を図ることができる。また、１個の弁の開度調整のみに
よって過冷却生成熱交換器における凍結を回避しながら
氷核生成手段における氷核の生成動作を行うことがで
き、簡単な制御で上述した請求項１記載の発明に係る効
果を得ることができる。。

【０１１９】請求項２記載の発明によれば、氷核生成手
段の熱交換部材の表面に氷を付着生成し、蓄熱媒体をこ
の氷に接触させて氷核を生成するようにしたために、氷
核の生成動作を確実に行うことができ、これによっても
製氷効率の向上を図ることができる。

【０１２０】請求項３記載の発明によれば、蓄熱回路に
おける過冷却生成熱交換器の上流側を流れる蓄熱媒体と
冷媒循環回路を流れる冷媒との間で熱交換を行って冷媒
を凝縮させる凝縮器を設けたために、蓄熱循環回路の過
冷却生成熱交換器の上流側に氷核が混入するような状況
が生じても、この過冷却生成熱交換器の上流側におい
て、この氷核を融解することができる。従って、この氷
核が過冷却生成熱交換器に混入し過冷却動作時に、この
氷核の周囲で過冷却が解消してしまって過冷却生成熱交
換器が凍結するといった状況が回避でき、装置の信頼性
及び製氷効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る氷蓄熱式空気調和装置に備えら
れた冷媒循環回路及び水循環回路の全体構成を示す図で
ある。

【図２】冷媒循環回路の一部を示す図である。

【図３】冷媒循環回路の他の一部を示す図である。

【図４】冷媒循環回路の他の一部及び水循環回路を示す
図である。

【図５】水循環回路を構成する各機器の配置状態を示す
斜視図である。

【図６】水側蒸発器を示す図である。

【図７】図６におけるVII矢視図である。

【図８】バッファタンクを示す図である。

【図９】図８（b）におけるIX矢視図である。

【図１０】氷生成容器を示す図である。

【図１１】図１０（b）におけるXI矢視図である。

【図１２】氷核生成ユニット及びその周辺部を示す一部
を破断した平面図である。

【図１３】ノズルを示す図である。

【図１４】氷核生成動作を説明するための図である。

【図１５】冷却部本体を示す図である。

【図１６】冷媒通路形成部材を示す図である。

【図１７】保持部材を示す図である。

【図１８】冷却部材と保持部材とを組付ける状態を示す
斜視図である。

【図１９】進展防止部材を示す図である。

【図２０】図１９（b）におけるV-V線に沿った断面図で
ある。

【図２１】通常冷房運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２２】通常暖房運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２３】氷核生成運転の冷媒循環動作を示す回路図で
ある。

【図２４】冷蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図２５】第１タイプの冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環
動作を示す回路図である。

【図２６】第２タイプの冷蓄熱利用冷房運転の冷媒循環
動作を示す回路図である。

【図２７】温蓄熱運転の冷媒循環動作を示す回路図であ
る。

【図２８】温蓄熱利用暖房運転の冷媒循環動作を示す回
路図である。

【符号の説明】

（1） 圧縮機構（圧縮機） （3） 室外熱交換器（熱源側熱交換器） （10） ガス側配管（冷媒配管） （11） 液側配管（冷媒配管） （30） 水側凝縮器 （31a） 容器（冷却用熱交換器） （31f） 伝熱管（過冷却生成用熱交換器） （37） 第１連絡管（冷媒配管） （38） 水側蒸発器用電動膨張弁（膨張機構） （40） 冷媒回収管（冷媒配管） （45） 第２連絡管（冷媒配管） （63） 水配管（循環路） （70） 氷核生成ユニット（氷核生成手段） （71） 冷却部材（熱交換部材） （77） 第１氷核生成冷媒供給管（バイパス路） （78） 氷核生成冷媒回収管（バイパス路） （85a） 流通規制手段 （A） 冷媒循環回路 （B） 水循環回路（蓄熱循環回路） （T） 蓄熱タンク （P） ポンプ（循環手段） （CP） キャピラリチューブ（膨張機構） （I'） 氷核

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 弘二 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社 堺製作所 金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭63−271074（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251177（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−353375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 F25C 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも圧縮機（1）と熱源側熱交換
   器（3）と開度調整可能な電動膨張弁（38）と冷却用熱
   交換器（31a）とが順に冷媒配管（10，11，45，37，4
   0）によって接続されてなる冷媒循環回路（A）と、 少なくとも蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（T）と、上
   記冷却用熱交換器（31a）との間で熱交換可能な過冷却
   生成熱交換器（31f）とが循環路（63）によって蓄熱媒
   体の循環が可能に接続されると共に、上記蓄熱媒体の循
   環手段（P）が設けられて成る蓄熱循環回路（B）とを備
   え、 上記冷媒循環回路（A）において、圧縮機（1）から吐出
   され、熱源側熱交換器（3）で凝縮し、電動膨張弁（3
   8）で減圧された後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する
   冷媒と、蓄熱循環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換
   器（31f）に導入された蓄熱媒体との間で熱交換を行っ
   て該蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却する過冷却動作を行
   いながら、この蓄熱媒体の過冷却状態を解消することに
   よって氷を生成し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して
   貯留するようにした氷蓄熱装置において、 上記電動膨張弁（38）の上流側から分岐し、該電動膨張
   弁（38）及び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバ
   イパス路（77，78）と、 該バイパス路（77，78）に設けられ、熱源側熱交換器
   （3）で凝縮した冷媒を減圧する膨張機構（CP）と、 上記バイパス路（77，78）における膨張機構（CP）の下
   流側に設けられ、冷媒循環回路（A）を循環する冷媒と
   蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒体の一部との間で熱交
   換を行って該冷媒を蒸発させ、蓄熱媒体を冷却して過冷
   却解消用の氷核（I'）を生成し、該氷核（I'）を蓄熱回
   路（B）における過冷却生成熱交換器（31f）の下流側に
   供給して蓄熱媒体の過冷却状態を解消させる氷核生成手
   段（70）と、 上記過冷却動作に先立って氷核生成手段（70）による氷
   核生成動作を行わせ、且つこの氷核生成動作時には、電
   動膨張弁（38）を閉鎖して該電動膨張弁（38）から冷却
   用熱交換器（31a）への冷媒流通を阻止する流通規制手
   段（85a）とが設けられていることを特徴とする氷蓄熱
   装置。
2. 【請求項２】 少なくとも圧縮機（1）と熱源側熱交換
   器（3）と膨張機構（38）と冷却用熱交換器（31a）とが
   順に冷媒配管（10，11，45，37，40）によって接続され
   てなる冷媒循環回路（A）と、 少なくとも蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（T）と、上
   記冷却用熱交換器（31a）との間で熱交換可能な過冷却
   生成熱交換器（31f）とが循環路（63）によって蓄熱媒
   体の循環が可能に接続されると共に、上記蓄熱媒体の循
   環手段（P）が設けられて成る蓄熱循環回路（B）とを備
   え、 上記冷媒循環回路（A）において、圧縮機（1）から吐出
   され、熱源側熱交換器（3）で凝縮し、膨張機構（38）
   で減圧された後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する冷
   媒と、蓄熱循環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換器
   （31f）に導入された蓄熱媒体との間で熱交換を行って
   該蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却する過冷却動作を行い
   ながら、この蓄熱媒体の過冷却状態を解消することによ
   って氷を生成し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して貯
   留するようにした氷蓄熱装置において、 上記膨張機構（38）の上流側から分岐し、該膨張機構
   （38）及び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバイ
   パス路（77，78）と、 該バイパス路（77，78）に設けられ、熱源側熱交換器
   （3）で凝縮した冷媒を減圧する膨張機構（CP）と、 上記バイパス路（77，78）における膨張機構（CP）の下
   流側に設けられ、該 バイパス路（77，78）を流れる冷媒
   と蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒体の一部との間で熱
   交換を行う熱交換部材（71）を備え、この熱交換部材
   （71）の表面で蓄熱媒体を氷化して氷を付着生成し、熱
   交換部材（71）の周囲で過冷却状態となった蓄熱媒体を
   この氷に接触させて該過冷却状態を解消して氷核（I'）
   を生成し、該氷核（I'）を蓄熱回路（B）における過冷
   却生成熱交換器（31f）の下流側に供給して蓄熱媒体の
   過冷却状態を解消させる氷核生成手段（70）と、 上記過冷却動作に先立って氷核生成手段（70）による氷
   核生成動作を行わせ、且つこの氷核生成動作時には、膨
   張機構（38）から冷却用熱交換器（31a）への 冷媒流通
   を阻止する流通規制手段（85a）とが設けられているこ
   とを特徴とする 氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 少なくとも圧縮機（1）と熱源側熱交換
   器（3）と膨張機構（38）と冷却用熱交換器（31a）とが
   順に冷媒配管（10，11，45，37，40）によって接続され
   てなる冷媒循環回路（A）と、 少なくとも蓄熱媒体を貯留する蓄熱タンク（T）と、上
   記冷却用熱交換器（31a）との間で熱交換可能な過冷却
   生成熱交換器（31f）とが循環路（63）によって蓄熱媒
   体の循環が可能に接続されると共に、上記蓄熱媒体の循
   環手段（P）が設けられて成る蓄熱循環回路（B）とを備
   え、 上記冷媒循環回路（A）において、圧縮機（1）から吐出
   され、熱源側熱交換器（3）で凝縮し、膨張機構（38）
   で減圧された後、冷却用熱交換器（31a）で蒸発する冷
   媒と、蓄熱循環回路（B）を循環し過冷却生成熱交換器
   （31f）に導入された蓄熱媒体との間で熱交換を行って
   該蓄熱媒体を過冷却状態まで冷却する過冷却動作を行い
   ながら、この蓄熱媒体の過冷却状態を解消することによ
   って氷を生成し、該氷を蓄熱タンク（T）に回収して貯
   留するようにした氷蓄熱装置において、 上記膨張機構（38）の上流側から分岐し、該膨張機構
   （38）及び冷却用熱交換器（31a）をバイパスするバイ
   パス路（77，78）と、 該バイパス路（77，78）に設けられ、熱源側熱交換器
   （3）で凝縮した冷媒を減圧する膨張機構（CP）と、 上記バイパス路（77，78）における膨張機構（CP）の下
   流側に設けられ、冷媒循環回路（A）を循環する冷媒と
   蓄熱回路（B）を循環する蓄熱媒体の一部との間で熱交
   換を行って該冷媒を蒸発させ、蓄熱媒体を冷却して過冷
   却解消用の氷核（I'）を生成し、該氷核（I'）を蓄熱回
   路（B）における過冷却生成熱交換器（31f）の下流側に
   供給して蓄熱媒体の過冷却状態を解消させる氷核生成手
   段（70）と 、上記 蓄熱循環回路（B）における過冷却生成熱交換器（3
   1f）の上流側を流れる蓄熱媒体と冷媒循環回路（A）を
   流れる冷媒との間で熱交換を行って冷媒を凝縮させる凝
   縮器（30）と、 上記過冷却動作に先立って氷核生成手段（70）による氷
   核生成動作を行わせ、且つこの氷核生成動作時には、膨
   張機構（38）から冷却用熱交換器（31a）への冷媒流通
   を阻止する流通規制手段（85a）とが設けられているこ
   とを特徴とする 氷蓄熱装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の氷蓄熱装置におい
   て、膨張機構は開度調整可能な電動膨張弁（38）で成ってお
   り、流通規制手段（85a）は、過冷却動作に先立って氷
   核生成手段（70）による氷核生成動作を行う際、電動膨
   張弁（38）を閉鎖することを特徴とする 氷蓄熱装置。