特許 6972378 空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6972378

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 11/46 20180101AFI20211111BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20211111BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   F24F11/46

   F24F5/00 101Z

   F24F5/00 102Z

   F25B1/00 399Y

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-554735(P2020-554735)

(86)(22)【出願日】2018年11月2日

(86)【国際出願番号】JP2018040866

(87)【国際公開番号】WO2020090112

(87)【国際公開日】20200507

【審査請求日】2020年12月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】松澤 耕司

(72)【発明者】

【氏名】服部 太郎

【審査官】 村山 美保

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２３６５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３４３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５０００１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−１９６９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５５９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３６９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８２９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国実用新案第２０５４２５１５０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０４７３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第２０１４−００２９９２２（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３７５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１４８７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ １１／４６

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱源機から供給される第１の熱媒体を搬送する第１のポンプと、前記第１のポンプによって搬送された前記第１の熱媒体が流れる蓄熱タンクとが配管により接続された第１の熱媒体回路と、
第２の熱媒体を搬送する第２のポンプと、前記第１の熱媒体と前記第２の熱媒体とを熱交換する前記蓄熱タンクと、前記第２のポンプによって搬送された前記第２の熱媒体と空調対象の利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器とが配管により接続された第２の熱媒体回路と、
自家発電装置から供給される発電電力が余剰であることを検出する余剰電力検出部によって前記発電電力が余剰であることが検出されて、空調対象の対象温度を検出する利用側温度検出部によって検出された対象温度が上限温度閾値以上の場合、前記第１のポンプの動作を継続し、且つ前記第２のポンプの動作を停止する制御部と、
を備える空気調和装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記利用側温度検出部によって検出された対象温度が下限温度閾値以下の場合、前記第１のポンプの動作を停止し、且つ前記第２のポンプの動作を開始するものである
請求項１記載の空気調和装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記第２のポンプを設定された時間間隔で間欠運転する
請求項２記載の空気調和装置。

【請求項4】

前記時間間隔は、
前記第２の熱媒体の温度に基づいて設定される
請求項３記載の空気調和装置。

【請求項5】

前記蓄熱タンクの蓄熱温度を検出するタンク温度検出部を更に備え、
前記時間間隔は、
前記利用側温度検出部によって検出された対象温度から算出される供給熱量と、前記タンク温度検出部によって検出された蓄熱温度から算出される供給熱量との比率から求められる
請求項４記載の空気調和装置。

【請求項6】

前記利用側熱交換器に流入する前記第２の熱媒体の供給温度を検出する供給温度検出部を更に備え、
前記時間間隔は、
前記利用側温度検出部によって検出された対象温度から算出される供給熱量と、前記供給温度検出部によって検出された供給温度から算出される供給熱量との比率から求められる
請求項４記載の空気調和装置。

【請求項7】

前記時間間隔は、
間欠運転毎に設定される
請求項４〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自家発電装置と連動する空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、個人住宅又はアパート等の比較的小規模な建物において、自家発電装置と連動する空気調和装置が設置されている。自家発電装置としては、例えば太陽光発電装置といった自然エネルギーによる発電装置が挙げられる。空気調和装置は、例えば冷媒を用いたヒートポンプ室外機及び電気ヒータ等の熱源機から供給される熱を、熱媒体回路に接続された蓄熱タンクに蓄え、蓄熱タンクに蓄えられた温熱又は冷熱によって、暖房又は冷房を行う。

【0003】

ここで、欧州では、水循環による床暖房、ラジエータ又はファンコイル等の空調システムが一般的に用いられている。近年、一般住宅において、太陽光発電が広く普及しており、太陽光発電によって得られる熱を一時的に蓄える蓄熱タンクが空調回路に接続されている。特許文献１には、太陽光発電装置と連動する浴室給湯装置を制御する制御装置が開示されている。特許文献１において、浴槽の使用開始時刻よりも前に、電力取得部によって取得された発電電力が需用電力よりも大きくなって、熱媒体である湯が使用者用に供され得る状態となったとき、制御装置は、熱媒体の温度が実使用時の温度よりも高くなるように、浴室給湯装置及び空調装置といった電熱機器を動作させる。これにより、ユーザが実際に入浴したときには、浴槽の温度が時間経過によって適温に下がった状態となる。即ち、特許文献１は、発電電力が余剰となった場合、空調室内設定温度又は浴室給湯設定温度等を変更して蓄熱し、省エネルギーを図ろうとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１５６０１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された制御装置は、空調室内設定温度又は浴室給湯設定温度等を変更して、熱媒体の温度を予め実使用時の温度よりも高めている。このため、入浴する時間が予定よりも早まった場合、浴槽の温度が下がっておらず、ユーザの快適性を損なうおそれがある。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ユーザの快適性を損なわない空気調和装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る空気調和装置は、熱源機から供給される第１の熱媒体を搬送する第１のポンプと、第１のポンプによって搬送された第１の熱媒体が流れる蓄熱タンクとが配管により接続された第１の熱媒体回路と、第２の熱媒体を搬送する第２のポンプと、第１の熱媒体と第２の熱媒体とを熱交換する蓄熱タンクと、第２のポンプによって搬送された第２の熱媒体と空調対象の利用側熱媒体とを熱交換する利用側熱交換器とが配管により接続された第２の熱媒体回路と、自家発電装置から供給される発電電力が余剰であることを検出する余剰電力検出部によって発電電力が余剰であることが検出されて、空調対象の対象温度を検出する利用側温度検出部によって検出された対象温度が上限温度閾値以上の場合、第１のポンプの動作を継続し、且つ第２のポンプの動作を停止する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、発電電力が余剰であることが検出されて、対象温度が上限温度閾値以上の場合、第１のポンプの動作を継続して第２のポンプの動作を停止する。第１のポンプが動作するため、蓄熱タンクに熱が蓄えられ、第２のポンプが停止するため、空調対象に熱が供給されない。このように、空気調和装置は、発電電力が余剰となった場合、空調対象の設定温度を変更せずに、蓄熱タンクに熱を蓄える。従って、ユーザが空調対象を利用する時間にかかわらず、ユーザの快適性を損なわない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の熱源系統を示す回路図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の熱源系統と制御部５０との接続構成を示すハードウエア構成図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る制御部５０を示す機能ブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る制御部５０の動作を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施の形態１に係る制御部５０の動作を示すタイミングチャートである。

【図6】比較例の制御部５０の動作を示すタイミングチャートである。

【図7】本発明の実施の形態２に係る第２のポンプ４１の間欠運転を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の熱源系統を示す回路図である。図１に示すように、空気調和装置１は、熱源機５と、第１の熱媒体回路３と、第２の熱媒体回路４と、供給温度検出部１０と、戻り温度検出部１１と、タンク温度検出部１２とを備えている。熱源機５は、例えば室外機２０及び電気ヒータ２６である。室外機２０には、圧縮機２１、流路切替装置２２、室外熱交換器２３、膨張部２４及びカスケード熱交換器２５が設けられている。ここで、空気調和装置１として、例えば温水による輻射式床暖房が挙げられる。

【0011】

圧縮機２１、流路切替装置２２、室外熱交換器２３、膨張部２４及びカスケード熱交換器２５が配管により接続されて冷媒回路２が構成されている。圧縮機２１は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。流路切替装置２２は、冷媒回路２において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。室外熱交換器２３は、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換するものであり、暖房運転時には蒸発器として作用し、冷房運転時には凝縮器として作用する。膨張部２４は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁であり、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。カスケード熱交換器２５は、第１の熱媒体回路３に流れる第１の熱媒体と冷媒との間で熱交換するものであり、暖房運転時には凝縮器として作用し、冷房運転時には蒸発器として作用する。

【0012】

電気ヒータ２６は、供給される電気によって第１の熱媒体を加熱する。なお、本実施の形態１では、熱源機５として、室外機２０及び電気ヒータ２６を採用しているが、いずれか一方でもよいし、別の機器としてもよい。

【0013】

第１の熱媒体回路３は、第１のポンプ３１と、カスケード熱交換器２５と、電気ヒータ２６と、蓄熱タンク３２とが配管により接続されたものである。第１のポンプ３１は、室外機２０及び電気ヒータ２６から構成された熱源機５から供給される第１の熱媒体を搬送する。蓄熱タンク３２は、第１のポンプ３１によって搬送された第１の熱媒体が流れるものであり、第１の熱媒体の熱が蓄えられる。また、蓄熱タンク３２は、第２の熱媒体回路４に流れる第２の熱媒体と第１の熱媒体との間で熱交換する。第１の熱媒体の熱は、室外機２０が暖房運転を行っているときは温熱であり、室外機２０が冷房運転を行っているときは冷熱である。なお、第１の熱媒体は、例えば水又はブラインである。

【0014】

第２の熱媒体回路４は、第２のポンプ４１と、蓄熱タンク３２と、利用側熱交換器４２とが配管により接続されたものである。第２のポンプ４１は、蓄熱タンク３２において第１の熱媒体と熱交換された第２の熱媒体を搬送する。利用側熱交換器４２は、空調対象９の空間に設けられており、第２のポンプ４１によって搬送された第２の熱媒体と空調対象９の利用側熱媒体とを熱交換するものである。蓄熱タンク３２に温熱が蓄えられている場合、利用側熱交換器４２は放熱器として作用し、蓄熱タンク３２に冷熱が蓄えられている場合、利用側熱交換器４２は冷却器として作用する。なお、空調対象９は、例えば建物の室内である。なお、第２の熱媒体は、例えば水又はブラインである。

【0015】

供給温度検出部１０は、第２の熱媒体回路４に設けられ、蓄熱タンク３２から流出して利用側熱交換器４２に流入する第２の熱媒体の供給温度を検出する。戻り温度検出部１１は、第２の熱媒体回路４に設けられ、利用側熱交換器４２から流出して蓄熱タンク３２に流入する第２の熱媒体の戻り温度を検出する。タンク温度検出部１２は、蓄熱タンク３２の蓄熱温度を検出する。本実施の形態１では、供給温度検出部１０、戻り温度検出部１１及びタンク温度検出部１２がサーミスタである場合について例示している。

【0016】

図２は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１の熱源系統と制御部５０との接続構成を示すハードウエア構成図である。空気調和装置１は、リモートコントローラ６と、制御部５０とを備えている。リモートコントローラ６は、例えば暖房時における空調対象９への目標供給温度及び蓄熱タンク３２の目標蓄熱温度等を設定するものである。

【0017】

制御部５０は、空気調和装置１の動作を制御するものである。ここで、余剰電力検出部７ａ及び利用側温度検出部８ａについて説明する。余剰電力検出部７ａは、例えば太陽光発電装置といった自家発電装置１３から供給される発電電力が余剰であることを検出する。ここで、発電電力が余剰とは、例えば住宅内で要求されている電力を超えた電力が、自家発電装置１３によって生成されている状態をいう。利用側温度検出部８ａは、空調対象９の対象温度を検出する。制御部５０は、余剰電力検出部７ａから送信される発電電力の情報を、第１外部装置７を介して取得し、利用側温度検出部８ａから送信される対象温度の情報を、第２外部装置８を介して取得する。

【0018】

ここで、第１外部装置７は、余剰電力検出部７ａの検出結果に基づいて、蓄熱タンク３２に蓄熱することが可能かを判断する機能を有し、制御部５０に蓄熱の指令を送信する。第２外部装置８は、例えば室内温度検知サーモスタットであり、空調対象９の設定温度と空調対象９の対象温度とに基づいて、空調運転の許可又は禁止を判定し、制御部５０に空調要求情報の指令を送信する。制御部５０は、第２外部装置８からの空調要求情報に基づいて、制御対象となる温度検出部を選択して、第１のポンプ３１及び第２のポンプ４１の動作を制御する。制御対象となる温度検出部は、供給温度検出部１０又はタンク温度検出部１２である。

【0019】

例えば、第２外部装置８は、暖房運転において、空調対象９の設定温度が２０℃の場合に、空調対象９の対象温度が２１℃となると、更なる温度上昇を抑制するため、空調運転を禁止する指令を制御部５０に送信する。また、第２外部装置８は、再び空調対象９の対象温度が２０℃となると、空調運転を許可する指令を制御部５０に送信する。なお、空調運転を許可する温度範囲である上限温度閾値及び下限温度閾値は、第２外部装置８又は制御部５０によって決定される。

【0020】

図３は、本発明の実施の形態１に係る制御部５０を示す機能ブロック図である。図３に示すように、制御部５０は、データ収集手段５１と、条件判定手段５２と、制御指令手段５３とを有している。データ収集手段５１は、リモートコントローラ６における設定温度、供給温度検出部１０の検出結果、戻り温度検出部１１の検出結果及びタンク温度検出部１２の検出結果等のデータを収集するものである。

【0021】

条件判定手段５２は、データ収集手段５１によって収集されたデータ、第１外部装置７から取得した発電電力の情報及び第２外部装置８から取得した対象温度の情報に基づいて、空気調和装置１の動作を判定する。空気調和装置１の動作とは、例えば蓄熱タンク３２への蓄熱、空調対象９への熱供給又は空調対象９への熱供給停止等である。条件判定手段５２は、余剰電力検出部７ａによって発電電力が余剰であるかを判定し、また、利用側温度検出部８ａによって検出された対象温度が上限温度閾値以上であるかを判定する。条件判定手段５２は、発電電力が余剰であり、且つ、対象温度が上限温度閾値以上の場合、蓄熱タンク３２への蓄熱を実施し、空調対象９への熱供給を停止するように制御指令手段５３に要求する。

【0022】

また、条件判定手段５２は、暖房運転時に、利用側温度検出部８ａによって検出された対象温度が下限温度閾値以下であるかを判定する。条件判定手段５２は、対象温度が下限温度閾値以下の場合、蓄熱タンク３２への蓄熱を停止し、空調対象９への熱供給を実施するように制御指令手段５３に要求する。更に、条件判定手段５２は、暖房運転時に、タンク温度検出部１２によって検出された蓄熱温度が蓄熱温度閾値以下であるかを判定する。条件判定手段５２は、蓄熱温度が蓄熱温度閾値以下の場合、蓄熱タンク３２への蓄熱を実施し、空調対象９への熱供給を実施するように制御指令手段５３に要求する。

【0023】

制御指令手段５３は、条件判定手段５２の判定結果に基づいて、室外機２０及び電気ヒータ２６から構成される熱源機５、第１のポンプ３１及び第２のポンプ４１の動作を決定し、決定した動作を実施するようそれぞれの機器に指令する。制御指令手段５３は、余剰電力検出部７ａによって発電電力が余剰であることが検出されて、利用側温度検出部８ａによって検出された対象温度が上限温度閾値以上の場合、第１のポンプ３１の動作を継続し、第２のポンプ４１の動作を停止するよう指令する。また、制御指令手段５３は、暖房運転時に、利用側温度検出部８ａによって検出された対象温度が下限温度閾値以下の場合、第１のポンプ３１の動作を停止し、第２のポンプ４１の動作を開始するよう指令する。その際、制御部５０は、熱源機５を停止する。更に、制御指令手段５３は、暖房運転時に、タンク温度検出部１２によって検出された蓄熱温度が蓄熱温度閾値以下の場合、第１のポンプ３１の動作を開始し、第２のポンプ４１の動作を継続するよう指令する。

【0024】

（運転モード、暖房運転）
次に、空気調和装置１の運転モードのうち暖房運転について説明する。先ず、冷媒回路２について説明する。暖房運転において、圧縮機２１に吸入された冷媒は、圧縮機２１によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２１から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２２を通過して、凝縮器として作用するカスケード熱交換器２５に流入し、カスケード熱交換器２５において、第１の熱媒体回路３に流れる第１の熱媒体と熱交換されて凝縮して液化する。このとき、第１の熱媒体が暖められる。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部２４に流入し、膨張部２４において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１に吸入される。

【0025】

次に、第１の熱媒体回路３について説明する。第１のポンプ３１によって搬送された第１の熱媒体は、カスケード熱交換器２５によって冷媒回路２に流れる冷媒と熱交換されて加熱される。加熱された第１の熱媒体は、電気ヒータ２６によって更に加熱されて、蓄熱タンク３２に流入する。これにより、蓄熱タンク３２に温熱が蓄えられる。蓄熱タンク３２に流入した第１の熱媒体は、第２の熱媒体回路４に流れる第２の熱媒体と熱交換されて冷却され、第１のポンプ３１に吸入される。

【0026】

次に、第２の熱媒体回路４について説明する。第２のポンプ４１によって搬送された第２の熱媒体は、蓄熱タンク３２において第１の熱媒体と熱交換されて加熱される。加熱された第２の熱媒体は、利用側熱交換器４２において利用側熱媒体と熱交換されて冷却される。このとき、利用側熱媒体は加熱され、空調対象９において暖房が実施される。冷却された第２の熱媒体は、第２のポンプ４１に吸入される。

【0027】

（運転モード、冷房運転）
次に、冷房運転について説明する。冷房運転において、圧縮機２１に吸入された冷媒は、圧縮機２１によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２１から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２２を通過して、凝縮器として作用する室外熱交換器２３に流入し、室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換されて凝縮して液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部２４に流入し、膨張部２４において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用するカスケード熱交換器２５に流入し、カスケード熱交換器２５において、第１の熱媒体回路３に流れる第１の熱媒体と熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２２を通過して、圧縮機２１に吸入される。

【0028】

次に、第１の熱媒体回路３について説明する。冷房運転では、加熱ヒータは停止している。第１のポンプ３１によって搬送された第１の熱媒体は、カスケード熱交換器２５によって冷媒回路２に流れる冷媒と熱交換されて冷却されて、蓄熱タンク３２に流入する。これにより、蓄熱タンク３２に冷熱が蓄えられる。蓄熱タンク３２に流入した第１の熱媒体は、第２の熱媒体回路４に流れる第２の熱媒体と熱交換されて加熱され、第１のポンプ３１に吸入される。

【0029】

次に、第２の熱媒体回路４について説明する。第２のポンプ４１によって搬送された第２の熱媒体は、蓄熱タンク３２において第１の熱媒体と熱交換されて冷却される。冷却された第２の熱媒体は、利用側熱交換器４２において利用側熱媒体と熱交換されて加熱される。このとき、利用側熱媒体は冷却され、空調対象９において冷房が実施される。加熱された第２の熱媒体は、第２のポンプ４１に吸入される。

【0030】

図４は、本発明の実施の形態１に係る制御部５０の動作を示すフローチャートである。次に、制御部５０の動作について説明する。図４に示すように、通常の暖房運転において、制御指令手段５３は、第１のポンプ３１及び第２のポンプ４１を動作させている（ステップＳＴ１）。条件判定手段５２は、発電電力が余剰であり、且つ対象温度が上限温度閾値以上であるかを判定する（ステップＳＴ２）。そして、発電電力が余剰であり対象温度が上限温度閾値以上であれば、制御指令手段５３は、第１のポンプ３１の動作を継続し、第２のポンプ４１の動作を停止する（ステップＳＴ３）。

【0031】

その後、条件判定手段５２は、対象温度が下限温度閾値以下であるかを判定し（ステップＳＴ４）、対象温度が下限温度閾値以下であれば、制御指令手段５３は、第１のポンプ３１の動作を停止し、第２のポンプ４１の動作を開始する（ステップＳＴ５）。そして、条件判定手段５２は、蓄熱温度が蓄熱温度閾値以下であるかを判定し（ステップＳＴ６）、蓄熱温度が蓄熱温度閾値以下であれば、制御指令手段５３は、第１のポンプ３１の動作を開始し、第２のポンプ４１の動作を継続する（ステップＳＴ７）。

【0032】

図５は、本発明の実施の形態１に係る制御部５０の動作を示すタイミングチャートである。図５に示すように、通常の暖房運転において、空調対象９の対象温度は約１９℃であり、蓄熱タンク３２の蓄熱温度は約３５℃であり、空調対象９への供給温度は約４０℃である。なお、対象温度は、ユーザの快適性を維持するため、１９℃〜２１℃の範囲を快適領域として維持するよう設定されている。即ち、上限温度閾値は２１℃であり、下限温度閾値は１９℃である。

【0033】

１２時から１６時までは、自家発電装置１３によって自家発電が行われて蓄熱タンク３２への蓄熱が行われ、空調対象９に対し暖房運転も行われる。その際、空調対象９への暖房の継続が優先される。このため、空調対象９への目標供給温度が、利用側熱交換器４２で運転可能な最大温度まで引き上げられる。例えば、目標供給温度が４０℃から５０℃に引き上げられる。なお、温度は、リモートコントローラ６等によって、目標蓄熱温度として設定されてもよい。蓄熱タンク３２への蓄熱が進むうち、蓄熱タンク３２の蓄熱温度が上昇し、これに伴い、空調対象９への供給温度も上昇し、空調対象９の対象温度も上昇する。ここで、蓄熱タンク３２への蓄熱が行われても、空調対象９への熱の供給が行われるため、蓄熱温度は所定の温度まで上昇するとそれ以上は上がらない。従って、空調対象９への供給温度も、例えば６０℃まで上昇すると、６０℃が維持される。

【0034】

１６時になって、対象温度が２１℃となった場合、これ以上空調対象９の対象温度が上昇すると、ユーザの快適性を損なうおそれがあるため、暖房が禁止される。具体的には、制御部５０は、第２のポンプ４１の動作を停止する。なお、発電電力が余剰である限り、制御部５０は、第１のポンプ３１の動作を継続し、蓄熱タンク３２への蓄熱が継続される。ここで、空調対象９への熱の供給が行われないため、蓄熱タンク３２の蓄熱温度は上昇する。本実施の形態１では、蓄熱タンク３２の上限温度を６０℃としており、６０℃を超えると、それ以上の蓄熱は行われない。空調運転が許可されている場合は、利用側熱交換器４２に温熱が供給されているが、空調運転が禁止されている場合は、蓄熱タンク３２に蓄えられた熱は、冷却されない。このため、目標蓄熱温度＝蓄熱タンク３２の蓄熱温度となる。

【0035】

２１時になって、対象温度が１９℃となった場合、これ以上空調対象９の対象温度が低下すると、ユーザの快適性を損なうおそれがあるため、暖房が再開される。ここで、蓄熱タンク３２には十分に熱が蓄えられているため、制御部５０は、熱源機５を停止しつつ第１のポンプ３１の動作は行わず、第２のポンプ４１の動作を開始する。これにより、蓄熱タンク３２に蓄えられた熱によって、空調対象９の対象温度が上昇する。なお、第２のポンプ４１が動作している間、制御部５０が第２外部装置８から空調運転を禁止する指令を受信した場合、熱源機５、第１のポンプ３１及び第２のポンプ４１を含む機器を停止させ、第２外部装置８から空調運転を許可する指令を受信するまで待機する。

【0036】

本実施の形態１によれば、発電電力が余剰であることが検出されて、対象温度が上限温度閾値以上の場合、第１のポンプ３１の動作を継続して第２のポンプ４１の動作を停止する。第１のポンプ３１が動作するため、蓄熱タンク３２に熱が蓄えられ、第２のポンプ４１が停止するため、空調対象９に熱が供給されない。このように、空気調和装置１は、発電電力が余剰となった場合、空調対象９の設定温度を変更せずに、蓄熱タンク３２に熱を蓄える。従って、ユーザが空調対象９を利用する時間にかかわらず、ユーザの快適性を損なわない。

【0037】

また、制御部５０は、利用側温度検出部８ａによって検出された対象温度が下限温度閾値以下の場合、第１のポンプ３１の動作を停止し、且つ第２のポンプ４１の動作を開始する。第１のポンプ３１が停止するため、蓄熱タンク３２に熱は蓄えられず、第２のポンプ４１が動作するため、蓄熱タンク３２の熱が空調対象９に供給される。このように、蓄熱タンク３２に蓄えられた熱のみで、空調対象９の対象温度を上昇させることができるため、省エネルギーに資する。

【0038】

図６は、比較例の制御部の動作を示すタイミングチャートである。ここで、比較例の制御部の動作について説明する。比較例では、発電電力が余剰となった場合、熱媒体の温度が実使用時の温度よりも高くなるように、空調室内設定温度又は浴室給湯設定温度等を変更する。これにより、ユーザが実際に入浴したときには、浴槽の温度が時間経過によって適温に下がった状態となる。ここで、実使用時の温度を４０℃とし、入浴予定時刻を２１時とする。図６に示すように、１２時に、発電電力が余剰となった場合、浴室給湯設定温度を４０℃から６０℃に変更する。これにより、浴室は６０℃まで上昇する。入浴予定時刻は２１時であるが、仮に、入浴する時間が予定よりも早まった場合、浴槽の温度が下がっておらず、ユーザは熱さを感じて不快である。

【0039】

これに対し、本実施の形態１は、発電電力が余剰となった場合、空調対象９の設定温度を変更せずに、蓄熱タンク３２に熱を蓄える。従って、ユーザが空調対象９を利用する時間にかかわらず、ユーザの快適性を損なわない。

【0040】

実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る第２のポンプ４１の間欠運転を示すグラフである。本実施の形態２は、蓄熱タンク３２に蓄えられた熱のみによって空調対象９を暖房する場合に、第２のポンプ４１を間欠運転する点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

【0041】

図７に示すように、制御部５０は、第２のポンプ４１を設定された時間間隔で間欠運転する。間欠運転のＯＮ時間とＯＦＦ時間とは、リモートコントローラ６によって設定される。実施の形態１の図５の２１時からの制御のように、蓄熱タンク３２に十分に熱が蓄えられている場合、空調対象９への供給温度は、通常の目標供給温度よりも高い温度となる。本実施の形態２では、第２のポンプ４１が間欠運転することによって、空調対象９の対象温度が急激に上昇することを抑制することができる。

【0042】

実施の形態３．
実施の形態２では、第２のポンプ４１の間欠運転のＯＮ時間とＯＦＦ時間とが、リモートコントローラ６によって設定される場合について説明している。本実施の形態３では、間欠運転のＯＮ時間とＯＦＦ時間とが、第２の熱媒体の温度に基づいて設定される点で、実施の形態２と相違する。

【0043】

先ず、リモートコントローラ６によって、間欠運転の計算周期時間が設定される。ここで、熱源機５を使用する通常の暖房運転の空調対象９への供給温度の目標値は、目標供給温度である。また、通常の暖房運転時の比熱を、通常時の比熱とし、通常の暖房運転時の流量を通常時の流量とする。ＯＮ時間は、空調対象９の対象温度から算出される供給熱量と、蓄熱タンク３２の蓄熱温度から算出される供給熱量との比率から求められる。即ち、ＯＮ時間は、本制御時の比熱と本制御時の流量を用いて、下記式（１）から求められる。なお、式（１）では、第２の熱媒体の温度として、蓄熱タンク３２の蓄熱温度が使用されている。

【0044】

［数１］
ＯＮ時間＝計算周期時間×［｛通常時の比熱×（目標供給温度−空調対象９の対象温度）×通常時の流量｝／｛本制御時の比熱×（蓄熱タンク３２の蓄熱温度−空調対象９の対象温度）×本制御時の流量｝］・・・（１）

【0045】

そして、ＯＦＦ時間は、下記式（２）から求められる。

【0046】

［数２］
ＯＦＦ時間＝計算周期時間−ＯＮ時間・・・（２）

【0047】

なお、通常時の比熱と本制御時の比熱とを同一とみなし、通常時の流量と本制御時の流量とを同一とみなすと、式（１）は、下記式（３）のように簡略化される。

【0048】

［数３］
ＯＮ時間＝計算周期時間×｛（目標供給温度−空調対象９の対象温度）／（蓄熱タンク３２の蓄熱温度−空調対象９の対象温度）｝・・・（３）

【0049】

なお、本実施の形態３では、第２の熱媒体の温度として、蓄熱タンク３２の蓄熱温度が用いられているが、空調対象９への供給温度が用いられてもよい。

【0050】

本実施の形態３によれば、第２のポンプ４１の間欠運転の時間間隔が、第２の熱媒体の温度に基づいて設定されている。第２の熱媒体の温度が高いほどＯＮ時間が短くなって、空調対象９への熱の供給が少なくなる。第２の熱媒体の温度が低いほどＯＮ時間が長くなって、空調対象９への熱の供給が多くなる。このように、第２の熱媒体の温度に基づいて、空調対象９への熱の供給量を変化させるため、空調対象９の対象温度が急激に上昇することを更に抑制することができる。

【0051】

なお、時間間隔は、間欠運転毎に設定されてもよい。この場合、ＯＮ時間及びＯＦＦ時間の計算に用いられる蓄熱タンク３２の蓄熱温度は、計算周期時間毎に、最新の蓄熱タンク３２の蓄熱温度とする。ここで、暖房運転において、初期の蓄熱タンク３２の蓄熱温度が高温の場合、第２のポンプ４１のＯＮ時間がＯＦＦ時間よりも短いものとする。第２のポンプ４１が運転することによって、蓄熱タンク３２には、利用側熱交換器４２によって熱交換されて冷却された第２の熱媒体が流入するため、徐々に蓄熱タンク３２の蓄熱温度が低下する。そこで、蓄熱タンク３２の蓄熱温度として、計算周期時間毎に、最新の蓄熱タンク３２の蓄熱温度が用いられることによって、ＯＮ時間及びＯＦＦ時間を、蓄熱タンク３２の蓄熱温度に適合した時間に見直すことができる。従って、空調対象９への熱の供給を適切に行うことができる。なお、この場合も、蓄熱タンク３２の蓄熱温度は、空調対象９への供給温度としてもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ 空気調和装置、２ 冷媒回路、３ 第１の熱媒体回路、４ 第２の熱媒体回路、５熱源機、６ リモートコントローラ、７ 第１外部装置、７ａ 余剰電力検出部、８ 第２外部装置、８ａ 利用側温度検出部、９ 空調対象、１０ 供給温度検出部、１１ 戻り温度検出部、１２ タンク温度検出部、１３ 自家発電装置、２０ 室外機、２１ 圧縮機、２２ 流路切替装置、２３ 室外熱交換器、２４ 膨張部、２５ カスケード熱交換器、２６ 電気ヒータ、３１ 第１のポンプ、３２ 蓄熱タンク、４１ 第２のポンプ、４２ 利用側熱交換器、５０ 制御部、５１ データ収集手段、５２ 条件判定手段、５３ 制御指令手段。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】