JP3043080B2 - 空気調和システム - Google Patents
空気調和システムInfo
- Publication number
- JP3043080B2 JP3043080B2 JP3022151A JP2215191A JP3043080B2 JP 3043080 B2 JP3043080 B2 JP 3043080B2 JP 3022151 A JP3022151 A JP 3022151A JP 2215191 A JP2215191 A JP 2215191A JP 3043080 B2 JP3043080 B2 JP 3043080B2
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- Japan
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- refrigerant
- heat storage
- gas
- liquid separator
- heat exchanger
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- Expired - Lifetime
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- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は住宅用及びビル等の空気
調和システムに関するものである。
調和システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ビルの空気調和システムでは、
熱源装置と空調機との間の熱搬送を行なう熱媒体とし
て、通常は水が用いられる。ところで、この空調機を被
空調室（居室）に設置すると、居室での漏水事故の恐れ
があり、あまり好まれない。
熱源装置と空調機との間の熱搬送を行なう熱媒体とし
て、通常は水が用いられる。ところで、この空調機を被
空調室（居室）に設置すると、居室での漏水事故の恐れ
があり、あまり好まれない。
【０００３】そこで、近来のビルの空気調和システムで
は、熱源装置で得られた熱を蓄熱槽に貯えて、この蓄熱
槽と居室の熱交換器との間をフロン等の冷媒を熱媒体と
して用いることが提案されている（例えば、特公平２−
３５２１６号公報）。
は、熱源装置で得られた熱を蓄熱槽に貯えて、この蓄熱
槽と居室の熱交換器との間をフロン等の冷媒を熱媒体と
して用いることが提案されている（例えば、特公平２−
３５２１６号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この提案によれば、熱
源装置内の冷凍回路（冷凍サイクル）と、蓄熱槽と居室
の熱交換器とをつなぐ熱搬送回路（循環サイクル）とに
夫々冷媒が封入されることとなり、冷媒の使用量が増加
することが考えられる。例えば、この提案を高層ビルに
適用した場合は、蓄熱槽と居室の熱交換器との距離が長
くなると、これにともなって、両者をつなぐ配管も長く
なって、この配管に封入される冷媒の使用量が増加す
る。
源装置内の冷凍回路（冷凍サイクル）と、蓄熱槽と居室
の熱交換器とをつなぐ熱搬送回路（循環サイクル）とに
夫々冷媒が封入されることとなり、冷媒の使用量が増加
することが考えられる。例えば、この提案を高層ビルに
適用した場合は、蓄熱槽と居室の熱交換器との距離が長
くなると、これにともなって、両者をつなぐ配管も長く
なって、この配管に封入される冷媒の使用量が増加す
る。
【０００５】本発明は冷媒の使用量を減少させ且つ蓄熱
量が減少しても冷房運転を可能にする空調システムを提
案することを目的としたものである。
量が減少しても冷房運転を可能にする空調システムを提
案することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器、気液分
離器を順次環状につないで冷凍サイクルを構成し、この
蒸発器を蓄熱槽に収めて、利用側室に設けられる熱交換
器は蒸発器と並列に配置し且つこの熱交換器の入口側の
冷媒管を気液分離器の液冷媒層に接続する一方、この入
口側もしくは出口管の冷媒管のどちらか一方に冷媒循環
ポンプを配置させ、蓄熱運転時は圧縮機の運転により冷
凍サイクルで蓄熱層に氷を形成し、冷房運転時は冷媒循
環ポンプの運転により蓄熱層の氷で液化した冷媒を利用
側室の熱交換器へ循環させる循環サイクルを形成した空
気調和システムにおいて、蓄熱運転時に気液分離器内の
液冷媒の量が所定値以下になったら圧縮機を運転させて
凝縮器で凝縮した液冷媒を気液分離器に導くようにした
ものである。
に、本発明は圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器、気液分
離器を順次環状につないで冷凍サイクルを構成し、この
蒸発器を蓄熱槽に収めて、利用側室に設けられる熱交換
器は蒸発器と並列に配置し且つこの熱交換器の入口側の
冷媒管を気液分離器の液冷媒層に接続する一方、この入
口側もしくは出口管の冷媒管のどちらか一方に冷媒循環
ポンプを配置させ、蓄熱運転時は圧縮機の運転により冷
凍サイクルで蓄熱層に氷を形成し、冷房運転時は冷媒循
環ポンプの運転により蓄熱層の氷で液化した冷媒を利用
側室の熱交換器へ循環させる循環サイクルを形成した空
気調和システムにおいて、蓄熱運転時に気液分離器内の
液冷媒の量が所定値以下になったら圧縮機を運転させて
凝縮器で凝縮した液冷媒を気液分離器に導くようにした
ものである。
【０００７】
【作用】夜間等に冷凍サイクルを運転させ蓄熱槽の蒸発
器の作用で氷を作る。そして、昼間に冷媒循環ポンプを
運転させることにより、蓄熱槽内の蒸発器と利用側室の
熱交換器との間を冷媒が循環し、蓄熱槽内の氷によって
冷却された冷媒が熱交換器に送り込まれ利用側室の冷房
が行なえる。ここで、蓄熱槽内の氷による冷却能力が低
下（不足）してくると、この蓄熱槽内の蒸発器で液化さ
れる冷媒量が減少して、気液分離器内の液冷媒の量が所
定値以下になると圧縮機を運転させて凝縮器で凝縮した
液冷媒を気液分離器に導くようにしている。これによっ
て、気液分離器内は常に一定量以上の液冷媒の量が貯留
され、液冷媒は利用側室の熱交換器に導かれる。
器の作用で氷を作る。そして、昼間に冷媒循環ポンプを
運転させることにより、蓄熱槽内の蒸発器と利用側室の
熱交換器との間を冷媒が循環し、蓄熱槽内の氷によって
冷却された冷媒が熱交換器に送り込まれ利用側室の冷房
が行なえる。ここで、蓄熱槽内の氷による冷却能力が低
下（不足）してくると、この蓄熱槽内の蒸発器で液化さ
れる冷媒量が減少して、気液分離器内の液冷媒の量が所
定値以下になると圧縮機を運転させて凝縮器で凝縮した
液冷媒を気液分離器に導くようにしている。これによっ
て、気液分離器内は常に一定量以上の液冷媒の量が貯留
され、液冷媒は利用側室の熱交換器に導かれる。
【０００８】
【実施例】図１において、１は高層ビル等に据付けられ
る空気調和システムで、このシステム１は熱源装置２
と、ビルの利用側室（居室）３に配置された熱交換器４
と、この熱交換器４の出入口側の冷媒管１８，１９とか
ら構成されている。この熱源装置は高層ビルの屋上や地
下等に設置されるものである。
る空気調和システムで、このシステム１は熱源装置２
と、ビルの利用側室（居室）３に配置された熱交換器４
と、この熱交換器４の出入口側の冷媒管１８，１９とか
ら構成されている。この熱源装置は高層ビルの屋上や地
下等に設置されるものである。
【０００９】この熱源装置２において、６は圧縮機、７
は凝縮器、８はこの凝縮器７の熱交換用ファン、９は減
圧器、１０は蒸発器、１１は気液分離器で、これら機器
は冷媒管で環状につながれて冷凍サイクルを構成してい
る。１２は気液分離器１１に収納されたフロートスイッ
チで、その動作は後述する。１３は蓄熱槽で、蓄熱剤と
して水１４が収められている。又、この蓄熱槽１３には
蒸発器１０が配置されている。１５はバイパス管で、減
圧器９と蒸発器１０とを側路して、出口端が気液分離器
１１の気層部（上部）１６につながれている。１７はこ
のバイパス管１５に設けられたバイパス弁である。
は凝縮器、８はこの凝縮器７の熱交換用ファン、９は減
圧器、１０は蒸発器、１１は気液分離器で、これら機器
は冷媒管で環状につながれて冷凍サイクルを構成してい
る。１２は気液分離器１１に収納されたフロートスイッ
チで、その動作は後述する。１３は蓄熱槽で、蓄熱剤と
して水１４が収められている。又、この蓄熱槽１３には
蒸発器１０が配置されている。１５はバイパス管で、減
圧器９と蒸発器１０とを側路して、出口端が気液分離器
１１の気層部（上部）１６につながれている。１７はこ
のバイパス管１５に設けられたバイパス弁である。
【００１０】又、熱交換器４の出口側の冷媒管１８は、
減圧器９と蒸発器１０とをつなぐ冷媒管につながれ、入
口側の冷媒管１９は気液分離器１１の液媒層部（下部）
２０につながれている。２１は出口側の冷媒管１９に設
けられた冷媒循環ポンプである。
減圧器９と蒸発器１０とをつなぐ冷媒管につながれ、入
口側の冷媒管１９は気液分離器１１の液媒層部（下部）
２０につながれている。２１は出口側の冷媒管１９に設
けられた冷媒循環ポンプである。
【００１１】このような構成を有する空気調和システム
において、まず夜間（午後１０時〜翌日の午前８時）は
蓄熱運転を行なう。この時間帯は電力料金（夜間電力）
が昼間の電力料金の約１／４程度と安価であるので、こ
の安価な夜間電力を利用して蓄熱槽１３に氷を作る。す
なわち、圧縮機６を運転させて（冷媒循環ポンプ２１の
運転は停止）、圧縮機６から吐出された冷媒を実線矢印
のように流す。そして、蒸発器１０の吸熱作用で蓄熱槽
１３の水を氷らせる。この蓄熱運転時に蒸発器１０で蒸
発した冷媒は気液分離器１１を通り、圧縮機６で再度圧
縮されて凝縮器７へ導びかれる。
において、まず夜間（午後１０時〜翌日の午前８時）は
蓄熱運転を行なう。この時間帯は電力料金（夜間電力）
が昼間の電力料金の約１／４程度と安価であるので、こ
の安価な夜間電力を利用して蓄熱槽１３に氷を作る。す
なわち、圧縮機６を運転させて（冷媒循環ポンプ２１の
運転は停止）、圧縮機６から吐出された冷媒を実線矢印
のように流す。そして、蒸発器１０の吸熱作用で蓄熱槽
１３の水を氷らせる。この蓄熱運転時に蒸発器１０で蒸
発した冷媒は気液分離器１１を通り、圧縮機６で再度圧
縮されて凝縮器７へ導びかれる。
【００１２】そして、昼間（午前８時〜午後１０時）は
この蓄熱槽１３の氷の熱によって利用側室を冷房する。
すなわち、冷房運転時は、冷媒循環ポンプ２１を運転
（圧縮機６の運転は停止）させて、蓄熱槽１３の氷で液
化した冷媒を冷媒循環ポンプ２１で利用側室３の熱交換
器４へ送り込む。そして、この熱交換器４で気化したガ
ス冷媒は、蓄熱槽１３の氷により凝縮され、気液分離器
１１に入る。すなわち、この熱交換器４は凝縮器として
作用して、この冷房の気化作用によって利用側室３の冷
房が行なわれる。この冷房運転時に、蓄熱槽１３の蒸発
器１０と熱交換器４とを循環する冷媒は、前述の蓄熱運
転時に冷凍サイクルを流れる冷媒と同一である。すなわ
ち、この空気調和システム１において、冷凍サイクルに
使用する冷媒と、循環サイクルに使用する冷媒とは同一
であり、従来のように両サイクルを独立させた空気調和
システムに封入される冷媒量と比較してその量を減少さ
せることができる。
この蓄熱槽１３の氷の熱によって利用側室を冷房する。
すなわち、冷房運転時は、冷媒循環ポンプ２１を運転
（圧縮機６の運転は停止）させて、蓄熱槽１３の氷で液
化した冷媒を冷媒循環ポンプ２１で利用側室３の熱交換
器４へ送り込む。そして、この熱交換器４で気化したガ
ス冷媒は、蓄熱槽１３の氷により凝縮され、気液分離器
１１に入る。すなわち、この熱交換器４は凝縮器として
作用して、この冷房の気化作用によって利用側室３の冷
房が行なわれる。この冷房運転時に、蓄熱槽１３の蒸発
器１０と熱交換器４とを循環する冷媒は、前述の蓄熱運
転時に冷凍サイクルを流れる冷媒と同一である。すなわ
ち、この空気調和システム１において、冷凍サイクルに
使用する冷媒と、循環サイクルに使用する冷媒とは同一
であり、従来のように両サイクルを独立させた空気調和
システムに封入される冷媒量と比較してその量を減少さ
せることができる。
【００１３】更に、上述の蓄熱槽１３内の氷による冷却
能力が低下（不足）してくると、この蓄熱槽１３内の蒸
発器１０で液化される冷媒量が減少して、気液分離器１
１内の液冷媒の貯溜量も減少する。この減少を気液分離
器１１内のフロートスイッチ１２が検出して、このスイ
ッチが作動した時には、圧縮機６並びに凝縮器７の熱交
換用ファン８を運転させると共に、バイパス弁１７を開
放する。これによって、凝縮器７で凝縮した液冷媒がバ
イパス管１５を介して、蓄熱槽１３の蒸発器１０で凝縮
した液冷媒と共に、この気液分離器１１に流れ込む。
能力が低下（不足）してくると、この蓄熱槽１３内の蒸
発器１０で液化される冷媒量が減少して、気液分離器１
１内の液冷媒の貯溜量も減少する。この減少を気液分離
器１１内のフロートスイッチ１２が検出して、このスイ
ッチが作動した時には、圧縮機６並びに凝縮器７の熱交
換用ファン８を運転させると共に、バイパス弁１７を開
放する。これによって、凝縮器７で凝縮した液冷媒がバ
イパス管１５を介して、蓄熱槽１３の蒸発器１０で凝縮
した液冷媒と共に、この気液分離器１１に流れ込む。
【００１４】このようにして、気液分離器１１内には常
に一定量以上の液冷媒を貯溜させて、常に液冷媒を熱交
換器４へ流すようにしている。
に一定量以上の液冷媒を貯溜させて、常に液冷媒を熱交
換器４へ流すようにしている。
【００１５】従って、蓄熱槽１３内の氷による冷却能力
のみでは不足が生じたとしても、この圧縮機６の運転に
よってその不足分をカバーすることができる。ここで、
冷房能力（昼間の冷房の積算能力）がこの蓄熱槽１３内
の氷による蓄熱量を越えた場合は、圧縮機６→凝縮器７
→バイパス弁１７→気液分離器１１、という冷媒循環サ
イクルによる冷房となる。
のみでは不足が生じたとしても、この圧縮機６の運転に
よってその不足分をカバーすることができる。ここで、
冷房能力（昼間の冷房の積算能力）がこの蓄熱槽１３内
の氷による蓄熱量を越えた場合は、圧縮機６→凝縮器７
→バイパス弁１７→気液分離器１１、という冷媒循環サ
イクルによる冷房となる。
【００１６】このように昼間（午前８時〜午後１０時）
は、循環ポンプ２１の運転により冷房運転を行なうよう
にしたのは、電力ピーク時に圧縮機６を運転させないよ
うにして電力消費の平滑化を図るためである。
は、循環ポンプ２１の運転により冷房運転を行なうよう
にしたのは、電力ピーク時に圧縮機６を運転させないよ
うにして電力消費の平滑化を図るためである。
【００１７】尚、上述の夜間の蓄熱運転時にも、循環ポ
ンプ２１を運転し、バイパス弁１７を開放することによ
って冷房運転は可能である。
ンプ２１を運転し、バイパス弁１７を開放することによ
って冷房運転は可能である。
【００１８】上記実施例では、冷媒循環ポンプ２１を熱
交換器４の入口側の冷媒管１９に設けて、このポンプ２
１をいわゆる「液ポンプ」として作用させたが、このポ
ンプを熱交換器４の出口側の冷媒管１８に設けて、「ガ
スポンプ」として作用させても良い。
交換器４の入口側の冷媒管１９に設けて、このポンプ２
１をいわゆる「液ポンプ」として作用させたが、このポ
ンプを熱交換器４の出口側の冷媒管１８に設けて、「ガ
スポンプ」として作用させても良い。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の空気調和シ
ステムによれば、蓄熱槽に熱を貯える冷凍サイクルと、
蓄熱槽で貯えた熱を利用側室の熱交換器へ搬送する循環
サイクルとを同一の冷媒で行うようにしたので両サイク
ルで構成される空気調和システムに使用する冷媒量を少
なくすることができる。しかも、この循環サイクルによ
る蓄熱運転時に蓄熱槽内の氷による冷却能力が不足し
て、気液分離器内の液冷媒量が所定値以下となると、冷
房能力が低下することが考えられるが、本発明によれ
ば、この時には圧縮機を運転させることによって凝縮器
で冷媒を凝縮させて液冷媒としこの液冷媒を気液分離器
に導くようにしたので、この冷房能力の低下を抑えるこ
とができる。更に、この気液分離器は、冷凍サイクル
（蓄熱）運転時は圧縮機への液冷媒の戻りを防止する作
用をし、一方循環サイクル（冷房）運転時は液冷媒量を
調整する作用をするので、一つの容器でいずれのサイク
ル時も活用させてコストの低減を図ることができる。
ステムによれば、蓄熱槽に熱を貯える冷凍サイクルと、
蓄熱槽で貯えた熱を利用側室の熱交換器へ搬送する循環
サイクルとを同一の冷媒で行うようにしたので両サイク
ルで構成される空気調和システムに使用する冷媒量を少
なくすることができる。しかも、この循環サイクルによ
る蓄熱運転時に蓄熱槽内の氷による冷却能力が不足し
て、気液分離器内の液冷媒量が所定値以下となると、冷
房能力が低下することが考えられるが、本発明によれ
ば、この時には圧縮機を運転させることによって凝縮器
で冷媒を凝縮させて液冷媒としこの液冷媒を気液分離器
に導くようにしたので、この冷房能力の低下を抑えるこ
とができる。更に、この気液分離器は、冷凍サイクル
（蓄熱）運転時は圧縮機への液冷媒の戻りを防止する作
用をし、一方循環サイクル（冷房）運転時は液冷媒量を
調整する作用をするので、一つの容器でいずれのサイク
ル時も活用させてコストの低減を図ることができる。
【図１】この本発明の空気調和システムの冷媒回路図で
ある。
ある。
１ 空気調和システム ４ 熱交換器 ６ 圧縮機 ７ 凝縮器 ９ 減圧器 １０ 蒸発器 １１ 気液分離器 １３ 蓄熱槽 １８，１９ 冷媒管 ２１ 冷媒循環ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、減圧器、蒸発器、気液
分離器を順次環状につないで冷凍サイクルを構成し、こ
の蒸発器を蓄熱槽に収めて、利用側室に設けられる熱交
換器は前記蒸発器と並列に配置し且つこの熱交換器の入
口側の冷媒管を前記気液分離器の液冷媒層に接続する一
方、この入口側もしくは出口管の冷媒管のどちらか一方
に冷媒循環ポンプを配置させ、蓄熱運転時は前記圧縮機
の運転により前記冷凍サイクルで蓄熱層に氷を形成し、
冷房運転時は前記冷媒循環ポンプの運転により前記蓄熱
層の氷で液化した冷媒を利用側室の熱交換器へ循環させ
る循環サイクルを形成した空気調和システムにおいて、
蓄熱運転時に前記気液器分離器内の液冷媒の量が所定値
以下になったら前記圧縮機を運転させて凝縮器で凝縮し
た液冷媒を前記気液分離器に導くことを特徴とする空気
調和システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022151A JP3043080B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 空気調和システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3022151A JP3043080B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 空気調和システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260756A JPH04260756A (ja) | 1992-09-16 |
| JP3043080B2 true JP3043080B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=12074854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3022151A Expired - Lifetime JP3043080B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 空気調和システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043080B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6098121B2 (ja) * | 2012-11-07 | 2017-03-22 | 株式会社デンソー | 冷却装置 |
| CN103277947A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-04 | 天津商业大学 | 高效蒸发器 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3022151A patent/JP3043080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04260756A (ja) | 1992-09-16 |
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