JP3015560B2 - 蓄熱式冷房装置 - Google Patents
蓄熱式冷房装置Info
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- JP3015560B2 JP3015560B2 JP3320287A JP32028791A JP3015560B2 JP 3015560 B2 JP3015560 B2 JP 3015560B2 JP 3320287 A JP3320287 A JP 3320287A JP 32028791 A JP32028791 A JP 32028791A JP 3015560 B2 JP3015560 B2 JP 3015560B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蓄熱式冷房装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平１−１７４８６４に公報さ
れているような蓄熱式冷房装置では、空調運転時間の全
冷房負荷に対する蓄熱の割合が空調運転時間を通して約
２０％であり、蓄熱依存率が比較的少なくなるという問
題があった。
れているような蓄熱式冷房装置では、空調運転時間の全
冷房負荷に対する蓄熱の割合が空調運転時間を通して約
２０％であり、蓄熱依存率が比較的少なくなるという問
題があった。
【０００３】すなわち、図１５は従来の実施例であり、
圧縮機１、凝縮器２、冷媒の減圧を行なう第一の減圧機
構３、蒸発器４およびアキュムレータ５を主冷媒回路２
４で接続し、かつ蓄熱可能な媒体を内蔵する蓄熱槽７を
配置してある。また上記蓄熱槽７の内部には、蓄熱用熱
交換器８と液過冷却用熱交換器２２を備えており、上記
蓄熱用熱交換器８は上記凝縮器２の出口側と圧縮機１の
吸入側の間に取付けられている。蓄熱用熱交換器８の入
口側には第二の絞り機構１９が設けられており、液過冷
却用熱交換器２２は、上記凝縮器２と第一の減圧機構３
の間に主冷媒回路２４をバイパスする様に配設されてい
る。
圧縮機１、凝縮器２、冷媒の減圧を行なう第一の減圧機
構３、蒸発器４およびアキュムレータ５を主冷媒回路２
４で接続し、かつ蓄熱可能な媒体を内蔵する蓄熱槽７を
配置してある。また上記蓄熱槽７の内部には、蓄熱用熱
交換器８と液過冷却用熱交換器２２を備えており、上記
蓄熱用熱交換器８は上記凝縮器２の出口側と圧縮機１の
吸入側の間に取付けられている。蓄熱用熱交換器８の入
口側には第二の絞り機構１９が設けられており、液過冷
却用熱交換器２２は、上記凝縮器２と第一の減圧機構３
の間に主冷媒回路２４をバイパスする様に配設されてい
る。
【０００４】上記のような構成の蓄熱式冷房装置によっ
て夜間の運転となる蓄熱運転時には、開閉装置１１、１
２を閉じ、開閉装置１０を開き、圧縮機１を運転させる
と、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２で放
熱、自身は凝縮液化し、第二の減圧機構１９を有する蓄
熱槽回路に入り、第二の減圧機構１９で断熱膨張し、低
温の液ガス二相流体となって蓄熱槽熱交換器８に入り、
蓄熱媒体６から熱を奪い、自身は蒸発ガス化してアキュ
ムレータ５を経て圧縮機１に戻る。かかる動作により蓄
熱媒体６を凍結させるなどにより低温の熱を蓄える。
て夜間の運転となる蓄熱運転時には、開閉装置１１、１
２を閉じ、開閉装置１０を開き、圧縮機１を運転させる
と、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２で放
熱、自身は凝縮液化し、第二の減圧機構１９を有する蓄
熱槽回路に入り、第二の減圧機構１９で断熱膨張し、低
温の液ガス二相流体となって蓄熱槽熱交換器８に入り、
蓄熱媒体６から熱を奪い、自身は蒸発ガス化してアキュ
ムレータ５を経て圧縮機１に戻る。かかる動作により蓄
熱媒体６を凍結させるなどにより低温の熱を蓄える。
【０００５】また、昼間、蓄熱利用により液過冷却運転
を行なう時は、図１５中の、開閉装置１０，１２を閉
じ、開閉装置１１を開き、圧縮機１を運転させると、圧
縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２で放熱し、
自身は凝縮液化し、液過冷却用回路２３に送り込まれ、
蓄熱媒体６により液冷媒は更に冷却され、過冷却された
液となって第一の減圧機構３に送られ、ここで断熱膨張
し、低温の液ガス二相流体となって蒸発器４に入り、こ
こで周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化
し、アキュムレータ５を経て圧縮機１に戻る。この時の
動作をモリエル線図上に表すと図１６に示すように過冷
却エンタルピ分だけ横に広がった運転となり、圧縮機入
力エンタルピ（△ｉｃ）はそのままで、冷房のための蒸
発エンタルピは△ｉｅ１から△ｉｅ２に増大する。
を行なう時は、図１５中の、開閉装置１０，１２を閉
じ、開閉装置１１を開き、圧縮機１を運転させると、圧
縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２で放熱し、
自身は凝縮液化し、液過冷却用回路２３に送り込まれ、
蓄熱媒体６により液冷媒は更に冷却され、過冷却された
液となって第一の減圧機構３に送られ、ここで断熱膨張
し、低温の液ガス二相流体となって蒸発器４に入り、こ
こで周囲より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化
し、アキュムレータ５を経て圧縮機１に戻る。この時の
動作をモリエル線図上に表すと図１６に示すように過冷
却エンタルピ分だけ横に広がった運転となり、圧縮機入
力エンタルピ（△ｉｃ）はそのままで、冷房のための蒸
発エンタルピは△ｉｅ１から△ｉｅ２に増大する。
【０００６】また、一般冷房運転時は、図１５中の開閉
装置１０，１１を閉じ開閉装置１２を開き、圧縮機１を
運転させると、圧縮機１よりの高圧ガス冷媒は、凝縮器
２で放熱、自身は凝縮液化し主回路２４を通り第一の減
圧機構３に送られ、ここで断熱膨張し低温の液ガス二相
液体となって蒸発器４に入り、ここで周囲より熱を奪っ
て冷房し、自身は蒸発してガス化し、アキュムレータ５
を経て圧縮機１に戻る。
装置１０，１１を閉じ開閉装置１２を開き、圧縮機１を
運転させると、圧縮機１よりの高圧ガス冷媒は、凝縮器
２で放熱、自身は凝縮液化し主回路２４を通り第一の減
圧機構３に送られ、ここで断熱膨張し低温の液ガス二相
液体となって蒸発器４に入り、ここで周囲より熱を奪っ
て冷房し、自身は蒸発してガス化し、アキュムレータ５
を経て圧縮機１に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のような各々の運
転を行なう従来の蓄熱式冷房装置では、一般冷房運転時
の能力よりも液過冷却運転時の能力の方が過冷却された
熱量分だけ大きい。しかし液過冷却運転時、その構成か
ら蓄熱運転によって蓄熱媒体に蓄熱された蓄熱量の利用
は、液過冷却冷房運転によってのみ利用されていたの
で、図１６に示すように蓄熱利用率は△ｉｏ／△ｉｅ
２、すなわち０．２〜０．３程度であり、蓄熱利用率は
軽負荷時であっても同程度である。従って、蓄熱残量が
十分にあっても、同じ割合でしか利用しないため、負荷
が軽くなると蓄熱量が余ってくることになる。このこと
は上記従来の蓄熱式冷凍サイクル装置では、蓄熱槽の大
きさの割りには蓄熱を効率良く利用する事が出来ず、蓄
熱利用といいながらも夜間電力の利用による経済的効果
は不十分であり、昼間の電力抑制が十分でない社会では
課題を残したままとなっている。
転を行なう従来の蓄熱式冷房装置では、一般冷房運転時
の能力よりも液過冷却運転時の能力の方が過冷却された
熱量分だけ大きい。しかし液過冷却運転時、その構成か
ら蓄熱運転によって蓄熱媒体に蓄熱された蓄熱量の利用
は、液過冷却冷房運転によってのみ利用されていたの
で、図１６に示すように蓄熱利用率は△ｉｏ／△ｉｅ
２、すなわち０．２〜０．３程度であり、蓄熱利用率は
軽負荷時であっても同程度である。従って、蓄熱残量が
十分にあっても、同じ割合でしか利用しないため、負荷
が軽くなると蓄熱量が余ってくることになる。このこと
は上記従来の蓄熱式冷凍サイクル装置では、蓄熱槽の大
きさの割りには蓄熱を効率良く利用する事が出来ず、蓄
熱利用といいながらも夜間電力の利用による経済的効果
は不十分であり、昼間の電力抑制が十分でない社会では
課題を残したままとなっている。
【０００８】本発明は上記のような点に鑑みて開発され
たものであり、その目的とする処は、深夜電力時間帯に
蓄熱運転によって蓄熱媒体に蓄熱された蓄熱量をより効
率よく利用して昼間の電力使用時間を軽減させ、安価な
深夜電力料金でより効果的に冷却冷房を行なうことがで
きるようにした蓄熱式冷房装置を提供することにある。
たものであり、その目的とする処は、深夜電力時間帯に
蓄熱運転によって蓄熱媒体に蓄熱された蓄熱量をより効
率よく利用して昼間の電力使用時間を軽減させ、安価な
深夜電力料金でより効果的に冷却冷房を行なうことがで
きるようにした蓄熱式冷房装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の蓄熱式冷房装置
は、圧縮機、凝縮器、第1の減圧機構、及び蒸発器を配
管接続して形成され、上記圧縮機を作動させて上記蒸発
器で冷房する一般冷房運転を行う一般冷房用回路と、上
記蒸発器の入口側及び出口側に接続され、冷媒搬送装
置、蓄熱された蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器及
び第2の減圧機構を配管接続して形成され、上記冷媒搬
送装置を作動させ上記蒸発器により冷房する放冷運転を
行う放冷回路とを備えた蓄熱式冷房装置において、冷房
負荷対応手段により、全冷房負荷のうち、ベ−スロ−ド
を蓄熱使用の放冷運転で負荷対応し、変動分を一般冷房
運転により負荷対応することにより、放冷運転で負荷対
応した残りの負荷を一般冷房運転で負荷対応するするも
のである。
は、圧縮機、凝縮器、第1の減圧機構、及び蒸発器を配
管接続して形成され、上記圧縮機を作動させて上記蒸発
器で冷房する一般冷房運転を行う一般冷房用回路と、上
記蒸発器の入口側及び出口側に接続され、冷媒搬送装
置、蓄熱された蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器及
び第2の減圧機構を配管接続して形成され、上記冷媒搬
送装置を作動させ上記蒸発器により冷房する放冷運転を
行う放冷回路とを備えた蓄熱式冷房装置において、冷房
負荷対応手段により、全冷房負荷のうち、ベ−スロ−ド
を蓄熱使用の放冷運転で負荷対応し、変動分を一般冷房
運転により負荷対応することにより、放冷運転で負荷対
応した残りの負荷を一般冷房運転で負荷対応するするも
のである。
【００１０】
【００１１】
【作用】上記のような構成により、冷房負荷のうち、ベ
ースロードを蓄熱で賄うことで、常にほぼ一定の蓄熱が
利用されることにより、蓄熱管理が容易となり、また、
特に軽負荷時には蓄熱利用率を高くできる。
ースロードを蓄熱で賄うことで、常にほぼ一定の蓄熱が
利用されることにより、蓄熱管理が容易となり、また、
特に軽負荷時には蓄熱利用率を高くできる。
【００１２】
【実施例】実施例１． 以下、本発明の実施例１を図１〜図８に基づいて説明す
る。図１は本発明の蓄熱式冷房装置を示す図である。図
中１は圧縮機、２は凝縮器、３は第一の減圧機構、４は
蒸発器、５はアキュムレータで１〜５と順次接続され、
一般冷房用回路を形成している。６は７の蓄熱槽中に収
納されている蓄熱媒体、例えば水である。
る。図１は本発明の蓄熱式冷房装置を示す図である。図
中１は圧縮機、２は凝縮器、３は第一の減圧機構、４は
蒸発器、５はアキュムレータで１〜５と順次接続され、
一般冷房用回路を形成している。６は７の蓄熱槽中に収
納されている蓄熱媒体、例えば水である。
【００１３】８は蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器
であり、８ａの蓄熱用熱交換器入口と、蒸発器４の入口
の間には第二の減圧機構１９が接続されており、蓄熱用
熱交換器出口８ｂと蒸発器４出口の間には冷媒搬送手段
（冷媒ガスポンプ）１８を接続することにより冷媒ガス
ポンプ放冷回路を形成している。
であり、８ａの蓄熱用熱交換器入口と、蒸発器４の入口
の間には第二の減圧機構１９が接続されており、蓄熱用
熱交換器出口８ｂと蒸発器４出口の間には冷媒搬送手段
（冷媒ガスポンプ）１８を接続することにより冷媒ガス
ポンプ放冷回路を形成している。
【００１４】９は蓄熱用バイパス回路であり、第一の減
圧機構３の出口と蓄熱用熱交換器入口８ａを接続してお
り、圧縮機１、凝縮器２、第一の減圧機構３、蓄熱用バ
イパス回路９、蓄熱用熱交換器及びアキュムレータ５を
順次接続して蓄熱回路を形成している。
圧機構３の出口と蓄熱用熱交換器入口８ａを接続してお
り、圧縮機１、凝縮器２、第一の減圧機構３、蓄熱用バ
イパス回路９、蓄熱用熱交換器及びアキュムレータ５を
順次接続して蓄熱回路を形成している。
【００１５】図２は主として深夜電力時間帯の運転とな
る蓄熱運転時の動作を示す回路図であり、開閉装置１
０，１１，１２を閉じ、開閉装置１３，１４，１５，１
６，２０を開き、冷媒ガスポンプ１８を停止したまま、
圧縮機１を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス
冷媒は室外熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第一
の減圧機構３で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体とな
って蓄熱用熱交換器８に入り、蓄熱媒体から熱を奪い、
自身は蒸発ガス化してアキュムレータ５を経て、圧縮機
１に戻る。かかる動作により蓄熱媒体６を凍結させるな
どにより低温の熱を蓄える。その時の冷凍サイクルのモ
リエル線図上の運転状態を図３に示す。図中△ｉｃは圧
縮機エンタルピ△ｉｅは蒸発エンタルピである。
る蓄熱運転時の動作を示す回路図であり、開閉装置１
０，１１，１２を閉じ、開閉装置１３，１４，１５，１
６，２０を開き、冷媒ガスポンプ１８を停止したまま、
圧縮機１を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス
冷媒は室外熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第一
の減圧機構３で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体とな
って蓄熱用熱交換器８に入り、蓄熱媒体から熱を奪い、
自身は蒸発ガス化してアキュムレータ５を経て、圧縮機
１に戻る。かかる動作により蓄熱媒体６を凍結させるな
どにより低温の熱を蓄える。その時の冷凍サイクルのモ
リエル線図上の運転状態を図３に示す。図中△ｉｃは圧
縮機エンタルピ△ｉｅは蒸発エンタルピである。
【００１６】また、昼間の冷房負荷が所定値以下の場
合、蓄熱利用により放冷運転を行ない、図４に示すよう
に開閉装置１０，１４，１６，２０を閉じ、開閉装置１
１，１２，１５，１７を開き圧縮機１を運転せずに冷媒
ガスポンプ１８を運転させると、冷媒ガスポンプ１８に
よって昇圧された低温、低圧のガス冷媒は、蓄熱用熱交
換器８に入り、蓄熱媒体に熱を与え、自身は凝縮液化
し、第二の減圧機構１９によって断熱膨張し、低温の液
ガス二相流体となって、蒸発器４に流れ込みここで周囲
より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化し、再び
冷媒ガスポンプ１８に戻る。
合、蓄熱利用により放冷運転を行ない、図４に示すよう
に開閉装置１０，１４，１６，２０を閉じ、開閉装置１
１，１２，１５，１７を開き圧縮機１を運転せずに冷媒
ガスポンプ１８を運転させると、冷媒ガスポンプ１８に
よって昇圧された低温、低圧のガス冷媒は、蓄熱用熱交
換器８に入り、蓄熱媒体に熱を与え、自身は凝縮液化
し、第二の減圧機構１９によって断熱膨張し、低温の液
ガス二相流体となって、蒸発器４に流れ込みここで周囲
より熱を奪って冷房し、自身は蒸発してガス化し、再び
冷媒ガスポンプ１８に戻る。
【００１７】このときの冷凍サイクルのモリエル線図上
の変化を図５に示す。図中△ｉｇｐは冷媒ガスポンプエ
ンタルピ、△ｉｃは圧縮機エンタルピ、△ｉｅは蒸発エ
ンタルピである。この放冷運転は蒸発作用が凝縮温度よ
りわずかに低いほぼ同等の圧力でおこなわれるため、圧
縮機１のエンタルピに比べて大幅に小さいエンタルピで
同一の冷媒量を強制循環でき、圧縮機１に比べ高い成績
係数（Ｃ．Ｏ．Ｐ）の運転を達成する。また、蓄熱量を
所定値以上にすることにより、全ての冷房負荷を放冷運
転で行なえるとともに、ピーク負荷の時間帯を放冷運転
で行なうこともできる。
の変化を図５に示す。図中△ｉｇｐは冷媒ガスポンプエ
ンタルピ、△ｉｃは圧縮機エンタルピ、△ｉｅは蒸発エ
ンタルピである。この放冷運転は蒸発作用が凝縮温度よ
りわずかに低いほぼ同等の圧力でおこなわれるため、圧
縮機１のエンタルピに比べて大幅に小さいエンタルピで
同一の冷媒量を強制循環でき、圧縮機１に比べ高い成績
係数（Ｃ．Ｏ．Ｐ）の運転を達成する。また、蓄熱量を
所定値以上にすることにより、全ての冷房負荷を放冷運
転で行なえるとともに、ピーク負荷の時間帯を放冷運転
で行なうこともできる。
【００１８】昼間における冷房負荷が所定の値以上のと
きは、図６に示すように開閉装置１３，１４，２０を閉
じ、開閉装置１０，１１，１２，１５，１６，１７を開
き、圧縮機１、冷媒ガスポンプ１８を両方とも運転させ
ると、前記一般冷房運転と放冷運転を同時に運転した合
流運転となり、その時、蒸発器４では、一般冷房運転の
みや放冷運転のみを行なった時を合わせた冷媒流量が流
れる。このときの冷凍サイクルのモリエル線図上の変化
が図７であり、図中△ｉｃは圧縮機エンタルピ，△ｉｃ
ｃは一般冷房側凝縮エンタルピ，△ｉｃｐは放冷側凝縮
エンタルピ，△ｉｇｐは冷媒液ポンプエンタルピ，△ｉ
ｅは蒸発エンタルピである。
きは、図６に示すように開閉装置１３，１４，２０を閉
じ、開閉装置１０，１１，１２，１５，１６，１７を開
き、圧縮機１、冷媒ガスポンプ１８を両方とも運転させ
ると、前記一般冷房運転と放冷運転を同時に運転した合
流運転となり、その時、蒸発器４では、一般冷房運転の
みや放冷運転のみを行なった時を合わせた冷媒流量が流
れる。このときの冷凍サイクルのモリエル線図上の変化
が図７であり、図中△ｉｃは圧縮機エンタルピ，△ｉｃ
ｃは一般冷房側凝縮エンタルピ，△ｉｃｐは放冷側凝縮
エンタルピ，△ｉｇｐは冷媒液ポンプエンタルピ，△ｉ
ｅは蒸発エンタルピである。
【００１９】この冷凍サイクルでは、圧縮機の冷媒循環
量に対する冷媒ガスポンプの冷媒循環量の比率が任意に
設計できるため、全冷房負荷に対する放冷運転と、一般
冷房運転の割合を任意に設定できる。しかし、実際は夜
間行なう蓄熱運転は圧縮機１（一般冷房運転の駆動源）
を使用するとともに昼間の冷房運転時間と夜間の蓄熱運
転時間がほぼ同一の為、一般冷房運転と放冷運転による
冷房能力はほぼ等しいことが妥当である。またここで、
放冷運転の占める割合が大きい程、蓄熱依存率が高いと
ともに同一冷房負荷運転時の蓄熱式冷房装置の消費電力
は小さい。
量に対する冷媒ガスポンプの冷媒循環量の比率が任意に
設計できるため、全冷房負荷に対する放冷運転と、一般
冷房運転の割合を任意に設定できる。しかし、実際は夜
間行なう蓄熱運転は圧縮機１（一般冷房運転の駆動源）
を使用するとともに昼間の冷房運転時間と夜間の蓄熱運
転時間がほぼ同一の為、一般冷房運転と放冷運転による
冷房能力はほぼ等しいことが妥当である。またここで、
放冷運転の占める割合が大きい程、蓄熱依存率が高いと
ともに同一冷房負荷運転時の蓄熱式冷房装置の消費電力
は小さい。
【００２０】上記に述べた昼間の冷房運転時の冷房負荷
Ｑ1 と一般冷房運転負荷及び夜間の蓄熱運転負荷につい
て図８に例を示す。図中Ｑ3 は蓄熱運転負荷、Ｑ2 は放
冷運転負荷、Ｑ1 −Ｑ2 は一般冷房運転負荷である。図
８によると、夜間のＱ3 の蓄熱運転の面積と昼間のＱ2
の放冷運転負荷の面積がほぼ等しく、夜間の蓄熱を昼間
に使い切っていることを示している。さらに、冷房負荷
Ｑ1 のうち、一般冷房運転負荷はＱ1 −Ｑ2 の量だけ賄
うようにしている。即ち、放冷運転負荷Ｑ2 により賄っ
た負荷の残量を賄うようにしている。
Ｑ1 と一般冷房運転負荷及び夜間の蓄熱運転負荷につい
て図８に例を示す。図中Ｑ3 は蓄熱運転負荷、Ｑ2 は放
冷運転負荷、Ｑ1 −Ｑ2 は一般冷房運転負荷である。図
８によると、夜間のＱ3 の蓄熱運転の面積と昼間のＱ2
の放冷運転負荷の面積がほぼ等しく、夜間の蓄熱を昼間
に使い切っていることを示している。さらに、冷房負荷
Ｑ1 のうち、一般冷房運転負荷はＱ1 −Ｑ2 の量だけ賄
うようにしている。即ち、放冷運転負荷Ｑ2 により賄っ
た負荷の残量を賄うようにしている。
【００２１】実施例２． 以下、本発明の実施例２を図９〜図１３に基づいて説明
する。図９は本発明の蓄熱式冷房装置を示す図である。
図中１は圧縮機、２は凝縮器、３は第一の減圧機構、４
は蒸発器、５はアキュムレータで１〜５と順次接続され
一般冷房用回路を形成している。６は７の蓄熱槽中に収
納されている蓄熱媒体、例えば水である。
する。図９は本発明の蓄熱式冷房装置を示す図である。
図中１は圧縮機、２は凝縮器、３は第一の減圧機構、４
は蒸発器、５はアキュムレータで１〜５と順次接続され
一般冷房用回路を形成している。６は７の蓄熱槽中に収
納されている蓄熱媒体、例えば水である。
【００２２】８は蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器
であり、８ａの蓄熱用熱交換器入口と、蒸発器４の入口
の間には冷媒液ポンプ２１、第二の減圧機構１９が順次
接続されており、蓄熱用熱交換器出口８ｂと蒸発器４出
口を接続することにより冷媒液ポンプ放冷回路を形成し
ている。９は蓄熱用バイパス回路であり、第一の減圧機
構３の出口と、蓄熱用熱交換器入口８ａを接続してお
り、圧縮機１、凝縮器２、第一の減圧機構３、蓄熱用バ
イパス回路９、蓄熱用熱交換器及びアキュムレータ５を
順次接続して蓄熱回路を形成している。
であり、８ａの蓄熱用熱交換器入口と、蒸発器４の入口
の間には冷媒液ポンプ２１、第二の減圧機構１９が順次
接続されており、蓄熱用熱交換器出口８ｂと蒸発器４出
口を接続することにより冷媒液ポンプ放冷回路を形成し
ている。９は蓄熱用バイパス回路であり、第一の減圧機
構３の出口と、蓄熱用熱交換器入口８ａを接続してお
り、圧縮機１、凝縮器２、第一の減圧機構３、蓄熱用バ
イパス回路９、蓄熱用熱交換器及びアキュムレータ５を
順次接続して蓄熱回路を形成している。
【００２３】図１０は主として深夜電力時間帯の運転と
なる蓄熱運転時の動作を示す回路図であり、開閉装置１
０，１１，１２を閉じ、開閉装置１３，１４，１５，１
６を開き、冷媒液ポンプ２１を停止したまま、圧縮機１
を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は室
外熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第一の減圧機
構３で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体となって蓄熱
用熱交換器８に入り、蓄熱媒体から熱を奪い、自身は蒸
発ガス化して、エキュムレータ５を経て、圧縮機１に戻
る。かかる動作により蓄熱媒体６を凍結させるなどによ
り低温の熱を蓄える。
なる蓄熱運転時の動作を示す回路図であり、開閉装置１
０，１１，１２を閉じ、開閉装置１３，１４，１５，１
６を開き、冷媒液ポンプ２１を停止したまま、圧縮機１
を運転させると、圧縮機１よりの高温高圧ガス冷媒は室
外熱交換器２で放熱、自身は凝縮液化し、第一の減圧機
構３で断熱膨張し、低温の液ガス二相流体となって蓄熱
用熱交換器８に入り、蓄熱媒体から熱を奪い、自身は蒸
発ガス化して、エキュムレータ５を経て、圧縮機１に戻
る。かかる動作により蓄熱媒体６を凍結させるなどによ
り低温の熱を蓄える。
【００２４】また、昼間の冷房負荷が所定値以下の場合
は、蓄熱利用により放冷運転を行なう時は、図１１に示
すように開閉装置１０，１４，１６を閉じ、開閉装置１
１，１２，１５，１７を開き圧縮機１を運転せずに冷媒
液ポンプ２１を運転させると、冷媒液ポンプ２１によっ
て昇圧された低温、低圧の過冷却冷媒は、第二の減圧機
構１９により若干断熱膨張し蒸発器４に入り、ここで周
囲より熱を奪って冷房し自身は蒸発してガス化し、蓄熱
用熱交換器で放熱、自身は凝縮液化し、冷媒液ポンプ２
１に戻る。
は、蓄熱利用により放冷運転を行なう時は、図１１に示
すように開閉装置１０，１４，１６を閉じ、開閉装置１
１，１２，１５，１７を開き圧縮機１を運転せずに冷媒
液ポンプ２１を運転させると、冷媒液ポンプ２１によっ
て昇圧された低温、低圧の過冷却冷媒は、第二の減圧機
構１９により若干断熱膨張し蒸発器４に入り、ここで周
囲より熱を奪って冷房し自身は蒸発してガス化し、蓄熱
用熱交換器で放熱、自身は凝縮液化し、冷媒液ポンプ２
１に戻る。
【００２５】このときの冷凍サイクルのモリエル線図上
の変化が図１２であり、図中△ｉｅｐは冷媒液ポンプエ
ンタルピ，△ｉｅは蒸発エンタルピを示す。この放冷運
転は蒸発作用が凝縮圧力よりわずかに高いほぼ同等の圧
力で行なわれるため、系の圧損を吸収できる程度の楊程
を持つ、僅かな動力のポンプで済むこととなり、蓄熱媒
体には、冷房のための蒸発熱差とほぼ同量の凝縮熱差を
放出するだけで済み、ガスポンプのおよそ１０倍の高い
成績係数（Ｃ．Ｏ．Ｐ）の運転を達成する。また、蓄熱
量を所定値以上にすることにより、全ての冷房負荷を放
冷運転で行なえるとともに、ピーク負荷の時間帯を放冷
運転で行うこともできる。
の変化が図１２であり、図中△ｉｅｐは冷媒液ポンプエ
ンタルピ，△ｉｅは蒸発エンタルピを示す。この放冷運
転は蒸発作用が凝縮圧力よりわずかに高いほぼ同等の圧
力で行なわれるため、系の圧損を吸収できる程度の楊程
を持つ、僅かな動力のポンプで済むこととなり、蓄熱媒
体には、冷房のための蒸発熱差とほぼ同量の凝縮熱差を
放出するだけで済み、ガスポンプのおよそ１０倍の高い
成績係数（Ｃ．Ｏ．Ｐ）の運転を達成する。また、蓄熱
量を所定値以上にすることにより、全ての冷房負荷を放
冷運転で行なえるとともに、ピーク負荷の時間帯を放冷
運転で行うこともできる。
【００２６】昼間における冷房負荷が所定の値以上のと
きは図１３に示すように開閉装置１３，１４を閉じ、開
閉装置１０，１１，１２，１５，１６，１７を開き、圧
縮機１、冷媒液ポンプ２１を両方とも運転させると、前
記一般冷房運転と放冷運転を同時に運転したものとな
り、その時蒸発器４では、一般冷房運転のみや放冷運転
のみを行った時の合計の冷媒流量となる。このときの冷
凍サイクルのモリエル線図上の変化が図１４であり、図
中△ｉｃは圧縮機エンタルピ△ｉｃｃは一般冷房側凝縮
エンタルピ、△ｉｃｐは放冷側凝縮エンタルピ、△ｉｅ
ｐは冷媒液ポンプエンタルピ、△ｉｅは蒸発エンタルピ
である。
きは図１３に示すように開閉装置１３，１４を閉じ、開
閉装置１０，１１，１２，１５，１６，１７を開き、圧
縮機１、冷媒液ポンプ２１を両方とも運転させると、前
記一般冷房運転と放冷運転を同時に運転したものとな
り、その時蒸発器４では、一般冷房運転のみや放冷運転
のみを行った時の合計の冷媒流量となる。このときの冷
凍サイクルのモリエル線図上の変化が図１４であり、図
中△ｉｃは圧縮機エンタルピ△ｉｃｃは一般冷房側凝縮
エンタルピ、△ｉｃｐは放冷側凝縮エンタルピ、△ｉｅ
ｐは冷媒液ポンプエンタルピ、△ｉｅは蒸発エンタルピ
である。
【００２７】この冷媒サイクルでは、圧縮機の冷媒循環
量に対する冷媒液ポンプの冷媒循環量の比率が任意に設
定できるため、全冷房負荷に対する放冷運転と一般冷房
運転の割合を任意に設定できる。しかし、実際は夜間行
う蓄熱運転は圧縮機１（一般冷房運転の駆動源）を使用
するとともに昼間の冷房運転時間と夜間の蓄熱運転時間
がほぼ同一のため一般冷房運転と放冷運転による冷房能
力のほぼ等しいことが妥当である。またここで、放冷運
転の占める割合が大きい程蓄熱依存率が高いとともに同
一冷房負荷運転時の蓄熱式冷房装置の消費電力は小さ
い。
量に対する冷媒液ポンプの冷媒循環量の比率が任意に設
定できるため、全冷房負荷に対する放冷運転と一般冷房
運転の割合を任意に設定できる。しかし、実際は夜間行
う蓄熱運転は圧縮機１（一般冷房運転の駆動源）を使用
するとともに昼間の冷房運転時間と夜間の蓄熱運転時間
がほぼ同一のため一般冷房運転と放冷運転による冷房能
力のほぼ等しいことが妥当である。またここで、放冷運
転の占める割合が大きい程蓄熱依存率が高いとともに同
一冷房負荷運転時の蓄熱式冷房装置の消費電力は小さ
い。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明の蓄熱式冷房装置
は、圧縮機、凝縮器、第1の減圧機構、及び蒸発器を配
管接続して形成され、上記圧縮機を作動させて上記蒸発
器で冷房する一般冷房運転を行う一般冷房用回路と、上
記蒸発器の入口側及び出口側に接続され、冷媒搬送装
置、蓄熱された蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器及
び第2の減圧機構を配管接続して形成され、上記冷媒搬
送装置を作動させ上記蒸発器により冷房する放冷運転を
行う放冷回路とを備えた蓄熱式冷房装置において、冷房
負荷対応手段により、全冷房負荷のうち、ベ−スロ−ド
を蓄熱使用の放冷運転で負荷対応し、変動分を一般冷房
運転により負荷対応することにより、放冷運転で負荷対
応した残りの負荷を一般冷房運転で負荷対応するするも
のであるので、蓄熱の利用量がほぼ一定となり、蓄熱量
をほぼ一定とでき、蓄熱量の管理が容易となるととも
に、蓄熱を使い切るようにできるため、昼間電力の節減
効果及び夜間電力の利用効果が大きい。また、冷房負荷
変動によって負荷が低下した場合に、ベ−スロ−ドを蓄
熱で賄っているので、負荷が低下する程、全冷房負荷に
占める放冷運転の割合が増加し、高い成績係数の運転と
なる。一方、冷房負荷の変動分を蓄熱で賄っていると負
荷が低下する程、全冷房負荷に占める放冷運転の割合が
低下し、低い成績係数の運転となるが、本発明では、こ
のような状況を回避できる。
は、圧縮機、凝縮器、第1の減圧機構、及び蒸発器を配
管接続して形成され、上記圧縮機を作動させて上記蒸発
器で冷房する一般冷房運転を行う一般冷房用回路と、上
記蒸発器の入口側及び出口側に接続され、冷媒搬送装
置、蓄熱された蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱交換器及
び第2の減圧機構を配管接続して形成され、上記冷媒搬
送装置を作動させ上記蒸発器により冷房する放冷運転を
行う放冷回路とを備えた蓄熱式冷房装置において、冷房
負荷対応手段により、全冷房負荷のうち、ベ−スロ−ド
を蓄熱使用の放冷運転で負荷対応し、変動分を一般冷房
運転により負荷対応することにより、放冷運転で負荷対
応した残りの負荷を一般冷房運転で負荷対応するするも
のであるので、蓄熱の利用量がほぼ一定となり、蓄熱量
をほぼ一定とでき、蓄熱量の管理が容易となるととも
に、蓄熱を使い切るようにできるため、昼間電力の節減
効果及び夜間電力の利用効果が大きい。また、冷房負荷
変動によって負荷が低下した場合に、ベ−スロ−ドを蓄
熱で賄っているので、負荷が低下する程、全冷房負荷に
占める放冷運転の割合が増加し、高い成績係数の運転と
なる。一方、冷房負荷の変動分を蓄熱で賄っていると負
荷が低下する程、全冷房負荷に占める放冷運転の割合が
低下し、低い成績係数の運転となるが、本発明では、こ
のような状況を回避できる。
【００２９】
【図１】本発明の一実施例による蓄熱式冷房装置のサイ
クル図である。
クル図である。
【図２】蓄熱運転時の動作図である。
【図３】蓄熱運転時のモリエル線図である。
【図４】放冷運転時の動作図である。
【図５】放冷運転時のモリエル線図である。
【図６】合流運転時の動作時である。
【図７】合流運転時のモリエル線図である。
【図８】合流運転時の各運転と冷房負荷である。
【図９】本発明の実施例２の蓄熱式冷房装置のサイクル
図である。
図である。
【図１０】実施例２の蓄冷運転時の動作図である。
【図１１】実施例２の放冷運転時の動作図である。
【図１２】実施例２の放冷運転時のモリエル線図であ
る。
る。
【図１３】実施例２の合流運転時の動作図である。
【図１４】実施例２の合流運転時のモリエル線図であ
る。
る。
【図１５】従来の蓄熱式冷房装置のサイクル図である。
【図１６】従来の液過冷却運転時のモリエル線図であ
る。
る。
１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 第一の減圧機構 ４ 蒸発器 ６ 蓄熱媒体 ７ 蓄熱槽 ８ 蓄熱用熱交換器 ８ａ 蓄熱用熱交換器入口 ８ｂ 蓄熱用熱交換器出口 ９ 蓄熱用バイパス回路 １０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２
０ 開閉装置 １８ 冷媒ガスポンプ １９ 第二の減圧機構 ２１ 冷媒液ポンプ ２２ 液過冷却用熱交換器 ２３ 液過冷却用回路 ２４ 主冷媒回路
０ 開閉装置 １８ 冷媒ガスポンプ １９ 第二の減圧機構 ２１ 冷媒液ポンプ ２２ 液過冷却用熱交換器 ２３ 液過冷却用回路 ２４ 主冷媒回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜 宏明 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (72)発明者 今西 正美 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (72)発明者 倉橋 健三 和歌山市手平６丁目５番66号 三菱電機 株式会社 和歌山製作所内 (56)参考文献 特開 平２−33573（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−191260（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−174864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 102 Z F25B 1/00 321 C F25B 5/00 A
Claims (1)
- 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、第1の減圧機構、及び
蒸発器を配管接続して形成され、上記圧縮機を作動させ
て上記蒸発器で冷房する一般冷房運転を行う一般冷房用
回路と、上記蒸発器の入口側及び出口側に接続され、冷
媒搬送装置、蓄熱された蓄熱媒体と熱交換する蓄熱用熱
交換器及び第2の減圧機構を配管接続して形成され、上
記冷媒搬送装置を作動させ上記蒸発器により冷房する放
冷運転を行う放冷回路とを備えた蓄熱式冷房装置におい
て、冷房負荷対応手段により、全冷房負荷のうち、ベ−
スロ−ドを蓄熱使用の放冷運転で負荷対応し、変動分を
一般冷房運転により負荷対応することにより、放冷運転
で負荷対応した残りの負荷を一般冷房運転で負荷対応す
ることを特徴とする蓄熱式冷房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3320287A JP3015560B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 蓄熱式冷房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3320287A JP3015560B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 蓄熱式冷房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157297A JPH05157297A (ja) | 1993-06-22 |
| JP3015560B2 true JP3015560B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=18119822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3320287A Expired - Lifetime JP3015560B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 蓄熱式冷房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015560B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110425780A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-08 | 约克（无锡）空调冷冻设备有限公司 | 制冷***和用于控制制冷***的方法 |
| CN109489286B (zh) * | 2018-12-19 | 2023-09-19 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 空调***及空调器 |
| CN117948728A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-04-30 | 山东弘林电子科技有限公司 | 一种制冷***、新能源冷藏车及使用方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0794927B2 (ja) * | 1989-12-19 | 1995-10-11 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和装置 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP3320287A patent/JP3015560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157297A (ja) | 1993-06-22 |
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