JP3015560B2 - 蓄熱式冷房装置 - Google Patents
蓄熱式冷房装置Info
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
ものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
クル図である。
図である。
る。
る。
る。
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
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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