JP2000266368A - 空調システム - Google Patents
空調システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷媒を自然循環させる空調システムにおい
て、冷房運転を、年間を通じて、省エネルギを図りなが
ら、かつ、イニシャルコスト及びランニングコストを低
廉にできるようにすること。 【解決手段】 冷媒の相変化に伴う比重差と、凝縮器３
と室内熱交換器１との設置位置の高低差を利用して冷媒
を自然循環させる空調システムにおいて、凝縮器３によ
る外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う冷媒回路
６に熱交換器５を配設し、外気温と室内温度との差に応
じて、この熱交換器５に夜間電力を利用した氷蓄熱装置
１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うようにす
る。
て、冷房運転を、年間を通じて、省エネルギを図りなが
ら、かつ、イニシャルコスト及びランニングコストを低
廉にできるようにすること。 【解決手段】 冷媒の相変化に伴う比重差と、凝縮器３
と室内熱交換器１との設置位置の高低差を利用して冷媒
を自然循環させる空調システムにおいて、凝縮器３によ
る外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う冷媒回路
６に熱交換器５を配設し、外気温と室内温度との差に応
じて、この熱交換器５に夜間電力を利用した氷蓄熱装置
１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うようにす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調システムに関
し、特に、冷媒の相変化に伴う比重差と、凝縮器と室内
側の熱交換器との設置位置の高低差を利用して冷媒を自
然循環させる空調システムにおいて、冷房運転を、年間
を通じて、省エネルギを図りながら、かつ、イニシャル
コスト及びランニングコストを低廉にできるようにした
空調システムに関するものである。
し、特に、冷媒の相変化に伴う比重差と、凝縮器と室内
側の熱交換器との設置位置の高低差を利用して冷媒を自
然循環させる空調システムにおいて、冷房運転を、年間
を通じて、省エネルギを図りながら、かつ、イニシャル
コスト及びランニングコストを低廉にできるようにした
空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無線基地局、コンピュータ室等の年間を
通じて冷房を必要とする事業所等においては、ランニン
グコストが低廉な冷媒自然循環方式の空調システムが汎
用されている。この冷媒自然循環方式は、室内側の蒸発
器（熱交換器）を低い位置に、凝縮器を蒸発器より高所
位置にそれぞれ設置して、冷媒の相変化に伴う比重差を
利用して冷媒を自然循環させる方式である。
通じて冷房を必要とする事業所等においては、ランニン
グコストが低廉な冷媒自然循環方式の空調システムが汎
用されている。この冷媒自然循環方式は、室内側の蒸発
器（熱交換器）を低い位置に、凝縮器を蒸発器より高所
位置にそれぞれ設置して、冷媒の相変化に伴う比重差を
利用して冷媒を自然循環させる方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来汎用さ
れているこの種の冷媒自然循環方式の空調システムは、
蒸発器にて気化した冷媒が、冷媒の相変化に伴う比重差
にて上昇し、凝縮器において、外気との間で熱交換を行
うことにより冷却、凝縮され、この冷媒の相変化に伴う
比重差にて下降し、蒸発器に戻り、以下、同様にして凝
縮器と蒸発器の間で循環する。ところで、夏季等におい
て、外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほ
とんどない場合には、外気との間で熱交換を行うことに
よる冷媒の冷却、凝縮を適正に行うことができず、この
冷媒自然循環方式による冷房運転を行うことができな
い。
れているこの種の冷媒自然循環方式の空調システムは、
蒸発器にて気化した冷媒が、冷媒の相変化に伴う比重差
にて上昇し、凝縮器において、外気との間で熱交換を行
うことにより冷却、凝縮され、この冷媒の相変化に伴う
比重差にて下降し、蒸発器に戻り、以下、同様にして凝
縮器と蒸発器の間で循環する。ところで、夏季等におい
て、外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほ
とんどない場合には、外気との間で熱交換を行うことに
よる冷媒の冷却、凝縮を適正に行うことができず、この
冷媒自然循環方式による冷房運転を行うことができな
い。
【０００４】このように、冷媒自然循環方式の空調シス
テムは、単独では、年間を通じて冷房を行うことが難し
く、このため、別途、圧縮機を備えた空調システムを併
設する必要があり、イニシャルコスト及びランニングコ
ストが高くつくだけでなく、省エネルギに対する寄与率
が低いという問題があった。
テムは、単独では、年間を通じて冷房を行うことが難し
く、このため、別途、圧縮機を備えた空調システムを併
設する必要があり、イニシャルコスト及びランニングコ
ストが高くつくだけでなく、省エネルギに対する寄与率
が低いという問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来の冷媒自然循環方式の
空調システムの有する問題点に鑑み、凝縮器と室内側の
熱交換器との設置位置の高低差を利用して冷媒を自然循
環させる空調システムにおいて、冷房運転を、年間を通
じて、省エネルギを図りながら、かつ、イニシャルコス
ト及びランニングコストを低廉にできるようにした空調
システムを提供することを目的とする。
空調システムの有する問題点に鑑み、凝縮器と室内側の
熱交換器との設置位置の高低差を利用して冷媒を自然循
環させる空調システムにおいて、冷房運転を、年間を通
じて、省エネルギを図りながら、かつ、イニシャルコス
ト及びランニングコストを低廉にできるようにした空調
システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の空調システムは、冷媒の相変化に伴う比重
差と、凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低差を利
用して冷媒を自然循環させる空調システムにおいて、凝
縮器による外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う
冷媒回路に熱交換器を配設し、外気温と室内温度との差
に応じて、前記熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱装
置からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うようにしたこ
とを特徴とする。
め、本発明の空調システムは、冷媒の相変化に伴う比重
差と、凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低差を利
用して冷媒を自然循環させる空調システムにおいて、凝
縮器による外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う
冷媒回路に熱交換器を配設し、外気温と室内温度との差
に応じて、前記熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱装
置からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うようにしたこ
とを特徴とする。
【０００７】この空調システムは、冷媒の相変化に伴う
比重差と、外気の温度が室内の温度より低い場合には、
凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低差を利用して
冷媒を自然循環させる空調システムにより冷媒の凝縮を
行うことができ、一方、夏季等において、外気の温度が
室内の温度より高い場合や温度差がほとんどない場合に
は、熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱装置からの冷
水を供給して冷媒の凝縮を行うことができる。
比重差と、外気の温度が室内の温度より低い場合には、
凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低差を利用して
冷媒を自然循環させる空調システムにより冷媒の凝縮を
行うことができ、一方、夏季等において、外気の温度が
室内の温度より高い場合や温度差がほとんどない場合に
は、熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱装置からの冷
水を供給して冷媒の凝縮を行うことができる。
【０００８】この場合において、供給冷水量を適正なサ
ブクールを維持できるように調節することができる。
ブクールを維持できるように調節することができる。
【０００９】これにより、氷蓄熱装置から冷水を供給す
る動力の省エネルギ化を図ることができる。
る動力の省エネルギ化を図ることができる。
【００１０】また、凝縮器による外気との温度差を利用
して冷媒の凝縮を行う冷媒回路に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路を併設することができる。
して冷媒の凝縮を行う冷媒回路に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路を併設することができる。
【００１１】これにより、冷媒自然循環方式による冷房
運転を行うことができない場合に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路により、年間を通じて安定して冷房運転を
行うことができる。
運転を行うことができない場合に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路により、年間を通じて安定して冷房運転を
行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の空調システムの実
施の形態を図面に基づいて説明する。
施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】図１に本発明の空調システムの第１実施例
を示す。この空調システムは、室内側の蒸発器（熱交換
器）１を低い位置に、凝縮器３を蒸発器１より高所位置
にそれぞれ設置して、冷媒の相変化に伴う比重差を利用
して冷媒を自然循環させる冷媒自然循環方式を基本と
し、凝縮器３による外気との温度差を利用して冷媒の凝
縮を行う冷媒回路６に熱交換器５を配設し、外気温と室
内温度との差に応じて、熱交換器５に夜間電力を利用し
た氷蓄熱装置１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行
うように構成したものである。
を示す。この空調システムは、室内側の蒸発器（熱交換
器）１を低い位置に、凝縮器３を蒸発器１より高所位置
にそれぞれ設置して、冷媒の相変化に伴う比重差を利用
して冷媒を自然循環させる冷媒自然循環方式を基本と
し、凝縮器３による外気との温度差を利用して冷媒の凝
縮を行う冷媒回路６に熱交換器５を配設し、外気温と室
内温度との差に応じて、熱交換器５に夜間電力を利用し
た氷蓄熱装置１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行
うように構成したものである。
【００１４】室内側の蒸発器１には、ファン２を対設
し、蒸発器１にて熱交換した冷風を室内側に吹き出すよ
うにするとともに、蒸発器１にて気化した冷媒を、冷媒
の相変化に伴う比重差にて冷媒回路６Ａを介して上昇さ
せ、凝縮器３に導入するようにする。凝縮器３には、フ
ァン４を対設し、外気との間で熱交換を行うことにより
冷却、凝縮された冷媒を、冷媒の相変化に伴う比重差に
て冷媒回路６Ｂ，６Ｃを介して下降させ、蒸発器１に導
入するようにし、以下、同様にして凝縮器３と蒸発器１
の間で循環するようにする。
し、蒸発器１にて熱交換した冷風を室内側に吹き出すよ
うにするとともに、蒸発器１にて気化した冷媒を、冷媒
の相変化に伴う比重差にて冷媒回路６Ａを介して上昇さ
せ、凝縮器３に導入するようにする。凝縮器３には、フ
ァン４を対設し、外気との間で熱交換を行うことにより
冷却、凝縮された冷媒を、冷媒の相変化に伴う比重差に
て冷媒回路６Ｂ，６Ｃを介して下降させ、蒸発器１に導
入するようにし、以下、同様にして凝縮器３と蒸発器１
の間で循環するようにする。
【００１５】そして、冷媒回路６は、このように、蒸発
器１から凝縮器３へ、蒸発器１にて気化した冷媒を供給
する冷媒配管６Ａと、凝縮器３から熱交換器５を介して
蒸発器１へ、凝縮器３にて液化した冷媒を供給する冷媒
配管６Ｂ，６Ｃと、さらに、蒸発器１にて気化した冷媒
を凝縮器３を経由せずに熱交換器５に供給する冷媒バイ
パス配管６Ｄとから構成される。
器１から凝縮器３へ、蒸発器１にて気化した冷媒を供給
する冷媒配管６Ａと、凝縮器３から熱交換器５を介して
蒸発器１へ、凝縮器３にて液化した冷媒を供給する冷媒
配管６Ｂ，６Ｃと、さらに、蒸発器１にて気化した冷媒
を凝縮器３を経由せずに熱交換器５に供給する冷媒バイ
パス配管６Ｄとから構成される。
【００１６】この冷媒バイパス配管６Ｄは、蒸発器１に
て気化した冷媒を凝縮器３を経由せずに熱交換器５に供
給することができるように、冷媒配管６Ａと冷媒配管６
Ｂの間を接続するように配設するとともに、冷媒配管６
Ａ及び冷媒バイパス配管６Ｄには、冷媒の流路を冷媒配
管６Ａ〜冷媒配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配
管６Ｄのバイパス経路とに選択的に切り替える電磁弁７
Ａ，７Ｄを配設する。
て気化した冷媒を凝縮器３を経由せずに熱交換器５に供
給することができるように、冷媒配管６Ａと冷媒配管６
Ｂの間を接続するように配設するとともに、冷媒配管６
Ａ及び冷媒バイパス配管６Ｄには、冷媒の流路を冷媒配
管６Ａ〜冷媒配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配
管６Ｄのバイパス経路とに選択的に切り替える電磁弁７
Ａ，７Ｄを配設する。
【００１７】熱交換器５には、熱交換器５に冷水を供給
するための夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０を接続す
る。氷蓄熱装置１０は、熱エネルギを氷として蓄熱する
蓄熱槽１１内に熱交換チューブ２０を設置し、この熱交
換チューブ２０と外部に設置した凝縮器１２間を冷媒配
管１３を介して接続して冷媒の循環回路を形成するとと
もに、冷媒配管１３に、アキュムレータ１４、圧縮機１
５、レシーバタンク１６及び膨張弁１７を配設し、かつ
凝縮器１２に冷却用ファン１８を対設し、さらに蓄熱槽
１１に冷水循環配管１９を配設し、この冷水循環配管１
９により、蓄熱槽１１と熱交換器５を接続して構成す
る。
するための夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０を接続す
る。氷蓄熱装置１０は、熱エネルギを氷として蓄熱する
蓄熱槽１１内に熱交換チューブ２０を設置し、この熱交
換チューブ２０と外部に設置した凝縮器１２間を冷媒配
管１３を介して接続して冷媒の循環回路を形成するとと
もに、冷媒配管１３に、アキュムレータ１４、圧縮機１
５、レシーバタンク１６及び膨張弁１７を配設し、かつ
凝縮器１２に冷却用ファン１８を対設し、さらに蓄熱槽
１１に冷水循環配管１９を配設し、この冷水循環配管１
９により、蓄熱槽１１と熱交換器５を接続して構成す
る。
【００１８】この氷蓄熱装置１０は、凝縮器１２で凝縮
された冷媒を蓄熱槽１１の熱交換チューブ２０に導入す
ることにより、熱交換し、蓄熱槽１１内に貯留された水
等の流体（本明細書において、単に「水」という。）
を、熱交換チューブ２０の周囲から順に凍らせ、熱エネ
ルギを氷として蓄熱するもので、蓄熱槽１１の熱交換チ
ューブ２０で熱交換することにより気化した冷媒は、ア
キュームレータ１４及び圧縮機１５を経て、凝縮器１２
で凝縮され、レシーバタンク１６、膨張弁１７を経て、
再び熱交換器チューブ２０に戻り、以下同様にして冷凍
サイクルを繰り返す。
された冷媒を蓄熱槽１１の熱交換チューブ２０に導入す
ることにより、熱交換し、蓄熱槽１１内に貯留された水
等の流体（本明細書において、単に「水」という。）
を、熱交換チューブ２０の周囲から順に凍らせ、熱エネ
ルギを氷として蓄熱するもので、蓄熱槽１１の熱交換チ
ューブ２０で熱交換することにより気化した冷媒は、ア
キュームレータ１４及び圧縮機１５を経て、凝縮器１２
で凝縮され、レシーバタンク１６、膨張弁１７を経て、
再び熱交換器チューブ２０に戻り、以下同様にして冷凍
サイクルを繰り返す。
【００１９】そして、氷蓄熱装置１０により、余剰電力
として深夜に供給される安価な夜間電力を利用して蓄熱
槽１１内に貯留された水を凍らせ、熱エネルギを氷とし
て蓄熱し、氷を溶解しながら、その冷水を、冷水循環配
管１９に配設した循環ポンプ１９Ｐを駆動することによ
り、冷水循環配管１９を介して、蓄熱槽１１と熱交換器
５の間で循環させ、熱交換器５の冷媒配管を流通する冷
媒と熱交換して、冷媒を冷却、凝縮するようにする。
として深夜に供給される安価な夜間電力を利用して蓄熱
槽１１内に貯留された水を凍らせ、熱エネルギを氷とし
て蓄熱し、氷を溶解しながら、その冷水を、冷水循環配
管１９に配設した循環ポンプ１９Ｐを駆動することによ
り、冷水循環配管１９を介して、蓄熱槽１１と熱交換器
５の間で循環させ、熱交換器５の冷媒配管を流通する冷
媒と熱交換して、冷媒を冷却、凝縮するようにする。
【００２０】この場合、冷媒配管６Ｃに配設した熱交換
器５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検出
温度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出側
の冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動を
制御することにより、熱交換器５に供給する冷水量を調
整し、これにより、冷媒の凝縮を効果的に行うようにす
る。これにより、供給冷水量を適正なサブクールを維持
できるように調節することができ、氷蓄熱装置１０から
冷水を供給する動力の省エネルギ化を図ることができ
る。
器５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検出
温度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出側
の冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動を
制御することにより、熱交換器５に供給する冷水量を調
整し、これにより、冷媒の凝縮を効果的に行うようにす
る。これにより、供給冷水量を適正なサブクールを維持
できるように調節することができ、氷蓄熱装置１０から
冷水を供給する動力の省エネルギ化を図ることができ
る。
【００２１】また、温度センサは、冷媒配管６Ｃに設置
した熱交換器５を経た温度センサ９Ｃのほか、冷媒配管
６Ａに配設した蒸発器１を経た冷媒の温度を検出する温
度センサ９Ａと、凝縮器３の外気取入口に配設した凝縮
器３を冷却する外気の温度を検出する温度センサ９Ｂと
を備える。
した熱交換器５を経た温度センサ９Ｃのほか、冷媒配管
６Ａに配設した蒸発器１を経た冷媒の温度を検出する温
度センサ９Ａと、凝縮器３の外気取入口に配設した凝縮
器３を冷却する外気の温度を検出する温度センサ９Ｂと
を備える。
【００２２】以下、この空調システムの動作について説
明する。外気温度が低く、冷媒温度との差がある場合
は、外気との温度差のみで冷媒を凝縮し、自然に循環さ
せるようにする。すなわち、空調システムの運転によ
り、冷媒回路６内を循環する冷媒は、蒸発器１にて熱交
換されて気化される。このとき、熱交換された空気は冷
風となって、室内側に吹き出される。蒸発器１において
気化した冷媒は、冷媒の相変化に伴う比重差にて冷媒回
路６Ａを介して上昇し、電磁弁７Ａを通って、凝縮器３
に導入される。凝縮器３に導入された冷媒は、凝縮器３
にて、外気との間で熱交換を行うことにより冷却、凝縮
され、液化される。この時の外気温度は、温度センサ９
Ｂにて検出されている。そして、凝縮器３において液化
した冷媒は、冷媒の相変化に伴う比重差にて冷媒回路６
Ｂ、熱交換器５及び冷媒回路６Ｃを介して下降し、蒸発
器１に導入され、以下、同様にして凝縮器３と蒸発器１
の間で循環することにより、冷媒自然循環サイクルを繰
り返す。この場合、循環ポンプ１９Ｐは停止し、熱交換
器５に氷蓄熱装置１０からの冷水は供給されないように
する。
明する。外気温度が低く、冷媒温度との差がある場合
は、外気との温度差のみで冷媒を凝縮し、自然に循環さ
せるようにする。すなわち、空調システムの運転によ
り、冷媒回路６内を循環する冷媒は、蒸発器１にて熱交
換されて気化される。このとき、熱交換された空気は冷
風となって、室内側に吹き出される。蒸発器１において
気化した冷媒は、冷媒の相変化に伴う比重差にて冷媒回
路６Ａを介して上昇し、電磁弁７Ａを通って、凝縮器３
に導入される。凝縮器３に導入された冷媒は、凝縮器３
にて、外気との間で熱交換を行うことにより冷却、凝縮
され、液化される。この時の外気温度は、温度センサ９
Ｂにて検出されている。そして、凝縮器３において液化
した冷媒は、冷媒の相変化に伴う比重差にて冷媒回路６
Ｂ、熱交換器５及び冷媒回路６Ｃを介して下降し、蒸発
器１に導入され、以下、同様にして凝縮器３と蒸発器１
の間で循環することにより、冷媒自然循環サイクルを繰
り返す。この場合、循環ポンプ１９Ｐは停止し、熱交換
器５に氷蓄熱装置１０からの冷水は供給されないように
する。
【００２３】一方、夏季等において、外気の温度が高く
なると、外気との温度差のみで冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水を供給し
て冷媒の凝縮を行うようにする。
なると、外気との温度差のみで冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水を供給し
て冷媒の凝縮を行うようにする。
【００２４】この切替は、冷媒配管６Ａに配設した蒸発
器１を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ａと、凝
縮器３の外気取入口に配設した凝縮器３を冷却する外気
の温度を検出する温度センサ９Ｂの温度差に基づいて行
うようにする。
器１を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ａと、凝
縮器３の外気取入口に配設した凝縮器３を冷却する外気
の温度を検出する温度センサ９Ｂの温度差に基づいて行
うようにする。
【００２５】この場合、冷媒配管６Ａ及び冷媒バイパス
配管６Ｄに配設した、冷媒の流路を冷媒配管６Ａ〜冷媒
配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配管６Ｄのバイ
パス経路とに選択的に切り替える電磁弁７Ａ，７Ｄの両
者を開き、冷媒を自然循環経路とバイパス経路の両方に
流しながら、氷蓄熱装置１０の循環ポンプ１９Ｐを駆動
することにより、冷水循環配管１９を介して、蓄熱槽１
１と熱交換器５の間で循環させ、熱交換器５の冷媒配管
を流通する冷媒と熱交換して、凝縮器３である程度まで
凝縮された冷媒を、さらに冷却し、確実に凝縮した後、
冷媒回路６Ｃを介して下降させ、蒸発器１に導入するよ
うにする。
配管６Ｄに配設した、冷媒の流路を冷媒配管６Ａ〜冷媒
配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配管６Ｄのバイ
パス経路とに選択的に切り替える電磁弁７Ａ，７Ｄの両
者を開き、冷媒を自然循環経路とバイパス経路の両方に
流しながら、氷蓄熱装置１０の循環ポンプ１９Ｐを駆動
することにより、冷水循環配管１９を介して、蓄熱槽１
１と熱交換器５の間で循環させ、熱交換器５の冷媒配管
を流通する冷媒と熱交換して、凝縮器３である程度まで
凝縮された冷媒を、さらに冷却し、確実に凝縮した後、
冷媒回路６Ｃを介して下降させ、蒸発器１に導入するよ
うにする。
【００２６】そして、冷媒配管６Ｃに配設した熱交換器
５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検出温
度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出側の
冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動を制
御することにより、供給冷水量を適正なサブクールを維
持できるように調節するようにする。
５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検出温
度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出側の
冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動を制
御することにより、供給冷水量を適正なサブクールを維
持できるように調節するようにする。
【００２７】そして、さらに、外気の温度が高くなり、
外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほとん
どない場合には、外気によって冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水のみによ
って冷媒の凝縮を行うように切り替えるようにする。
外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほとん
どない場合には、外気によって冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水のみによ
って冷媒の凝縮を行うように切り替えるようにする。
【００２８】この場合、冷媒配管６Ａ及び冷媒バイパス
配管６Ｄに配設した、冷媒の流路を冷媒配管６Ａ〜冷媒
配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配管６Ｄのバイ
パス経路とに選択的に切り替える電磁弁７Ａ，７Ｄのう
ち、電磁弁７Ａを閉じ、電磁弁７Ｄを開くことにより、
冷媒全量をバイパス経路に流しながら、氷蓄熱装置１０
の循環ポンプ１９Ｐを駆動することにより、冷水循環配
管１９を介して、蓄熱槽１１と熱交換器５の間で循環さ
せ、熱交換器５の冷媒配管を流通する冷媒と熱交換し
て、冷媒を冷却し、凝縮した後、冷媒回路６Ｃを介して
下降させ、蒸発器１に導入するようにする。
配管６Ｄに配設した、冷媒の流路を冷媒配管６Ａ〜冷媒
配管６Ｂの自然循環経路と冷媒バイパス配管６Ｄのバイ
パス経路とに選択的に切り替える電磁弁７Ａ，７Ｄのう
ち、電磁弁７Ａを閉じ、電磁弁７Ｄを開くことにより、
冷媒全量をバイパス経路に流しながら、氷蓄熱装置１０
の循環ポンプ１９Ｐを駆動することにより、冷水循環配
管１９を介して、蓄熱槽１１と熱交換器５の間で循環さ
せ、熱交換器５の冷媒配管を流通する冷媒と熱交換し
て、冷媒を冷却し、凝縮した後、冷媒回路６Ｃを介して
下降させ、蒸発器１に導入するようにする。
【００２９】この場合も、冷媒配管６Ｃに配設した熱交
換器５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検
出温度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出
側の冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動
を制御することにより、供給冷水量を適正なサブクール
を維持できるように調節するようにする。
換器５を経た冷媒の温度を検出する温度センサ９Ｃの検
出温度、さらに、必要に応じて、熱交換器５の入側と出
側の冷媒の圧力差に基づいて、循環ポンプ１９Ｐの駆動
を制御することにより、供給冷水量を適正なサブクール
を維持できるように調節するようにする。
【００３０】図２に本発明の空調システムの第２実施例
を示す。この空調システムは、上記第１実施例の空調シ
ステムと同様、冷媒自然循環方式を基本とし、凝縮器３
による外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う冷媒
回路６に熱交換器５を配設し、外気温と室内温度との差
に応じて、熱交換器５に夜間電力を利用した氷蓄熱装置
１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うように構成
するとともに、凝縮器３による外気との温度差を利用し
て冷媒の凝縮を行う冷媒回路６の冷媒回路６Ａに、冷凍
サイクル回路８を併設するようにしたものである。
を示す。この空調システムは、上記第１実施例の空調シ
ステムと同様、冷媒自然循環方式を基本とし、凝縮器３
による外気との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う冷媒
回路６に熱交換器５を配設し、外気温と室内温度との差
に応じて、熱交換器５に夜間電力を利用した氷蓄熱装置
１０からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うように構成
するとともに、凝縮器３による外気との温度差を利用し
て冷媒の凝縮を行う冷媒回路６の冷媒回路６Ａに、冷凍
サイクル回路８を併設するようにしたものである。
【００３１】この冷凍サイクル回路８は、電磁弁８１、
アキュムレータ８２、圧縮機８３及び逆止弁８４を直列
に配置して構成し、この電磁弁８１及び冷媒回路６Ａに
配設した電磁弁７Ａを操作することにより、冷媒配管６
Ａを流通する冷媒を選択的に冷凍サイクル回路８に導入
するようにし、これにより、冷凍サイクル回路８に導入
した冷媒を加圧し、凝縮器３に導入するものである。こ
の場合、冷媒配管６Ｃには、冷凍サイクル回路８と対応
して作動する（閉じる）電磁弁７Ｃを配設し、電磁弁７
Ｃと並列に膨張弁２７を配設する。
アキュムレータ８２、圧縮機８３及び逆止弁８４を直列
に配置して構成し、この電磁弁８１及び冷媒回路６Ａに
配設した電磁弁７Ａを操作することにより、冷媒配管６
Ａを流通する冷媒を選択的に冷凍サイクル回路８に導入
するようにし、これにより、冷凍サイクル回路８に導入
した冷媒を加圧し、凝縮器３に導入するものである。こ
の場合、冷媒配管６Ｃには、冷凍サイクル回路８と対応
して作動する（閉じる）電磁弁７Ｃを配設し、電磁弁７
Ｃと並列に膨張弁２７を配設する。
【００３２】なお、本実施例のその他の構成は、上記第
１実施例の空調システムと同様である。
１実施例の空調システムと同様である。
【００３３】以下、この空調システムの動作について説
明する。外気温度が低く、冷媒温度との差がある場合
は、上記第１実施例の空調システムと同様、外気との温
度差のみで冷媒を凝縮し、自然に循環させるようにす
る。
明する。外気温度が低く、冷媒温度との差がある場合
は、上記第１実施例の空調システムと同様、外気との温
度差のみで冷媒を凝縮し、自然に循環させるようにす
る。
【００３４】一方、夏季等において、外気の温度が高く
なると、外気との温度差のみで冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水を供給し
て冷媒の凝縮を行うようにすることは、上記第１実施例
の空調システムと同様である。
なると、外気との温度差のみで冷媒を凝縮して自然に循
環させるようにすることができないため、熱交換器５に
夜間電力を利用した氷蓄熱装置１０からの冷水を供給し
て冷媒の凝縮を行うようにすることは、上記第１実施例
の空調システムと同様である。
【００３５】さらに、本実施例の空調システムにおいて
は、氷蓄熱装置１０に蓄熱されたエネルギが十分でない
場合は、冷媒回路６Ａ，６Ｃに配設した電磁弁７Ａ，７
Ｃ及び冷媒バイパス回路６Ｄに配設した電磁弁７Ｄを閉
じ、電磁弁８１を開くことにより、蒸発器１において気
化した冷媒を、冷媒配管６Ａ及び電磁弁８１を介して冷
凍サイクル回路８に導入し、アキュムレータ８２、圧縮
機８３及び逆止弁８４を経ることにより冷媒を加圧し、
凝縮器３にて凝縮した後、冷媒回路６Ｂ、熱交換器５及
び冷媒回路６Ｃを介して下降させ、膨張弁２７を経て蒸
発器１に導入し、以下、同様にして冷凍サイクル回路８
を介して凝縮器３と蒸発器１の間で循環することによ
り、冷凍サイクルを繰り返す。これにより、冷媒自然循
環方式による冷房運転を行うことができず、また、氷蓄
熱装置１０に蓄熱されたエネルギが十分でない場合に、
圧縮機８３を備えた冷凍サイクル回路８により、年間を
通じて安定して冷房運転を行うことができる。
は、氷蓄熱装置１０に蓄熱されたエネルギが十分でない
場合は、冷媒回路６Ａ，６Ｃに配設した電磁弁７Ａ，７
Ｃ及び冷媒バイパス回路６Ｄに配設した電磁弁７Ｄを閉
じ、電磁弁８１を開くことにより、蒸発器１において気
化した冷媒を、冷媒配管６Ａ及び電磁弁８１を介して冷
凍サイクル回路８に導入し、アキュムレータ８２、圧縮
機８３及び逆止弁８４を経ることにより冷媒を加圧し、
凝縮器３にて凝縮した後、冷媒回路６Ｂ、熱交換器５及
び冷媒回路６Ｃを介して下降させ、膨張弁２７を経て蒸
発器１に導入し、以下、同様にして冷凍サイクル回路８
を介して凝縮器３と蒸発器１の間で循環することによ
り、冷凍サイクルを繰り返す。これにより、冷媒自然循
環方式による冷房運転を行うことができず、また、氷蓄
熱装置１０に蓄熱されたエネルギが十分でない場合に、
圧縮機８３を備えた冷凍サイクル回路８により、年間を
通じて安定して冷房運転を行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の空調システムによれば、冷媒の
相変化に伴う比重差と、外気の温度が室内の温度より低
い場合には、凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低
差を利用して冷媒を自然循環させる空調システムにより
冷媒の凝縮を行うことができ、一方、夏季等において、
外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほとん
どない場合には、熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱
装置からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うことができ
る。これにより、別途、圧縮機を備えた空調システムを
併設する必要がなくなり、空調システムのイニシャルコ
ストを低廉にできるとともに、年間を通じて、省エネル
ギを図りながら、かつ、ランニングコストを低廉に維持
して冷房運転を実施できる。
相変化に伴う比重差と、外気の温度が室内の温度より低
い場合には、凝縮器と室内熱交換器との設置位置の高低
差を利用して冷媒を自然循環させる空調システムにより
冷媒の凝縮を行うことができ、一方、夏季等において、
外気の温度が室内の温度より高い場合や温度差がほとん
どない場合には、熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱
装置からの冷水を供給して冷媒の凝縮を行うことができ
る。これにより、別途、圧縮機を備えた空調システムを
併設する必要がなくなり、空調システムのイニシャルコ
ストを低廉にできるとともに、年間を通じて、省エネル
ギを図りながら、かつ、ランニングコストを低廉に維持
して冷房運転を実施できる。
【００３７】また、供給冷水量を適正なサブクールを維
持できるように調節することにより、氷蓄熱装置から冷
水を供給する動力の省エネルギ化を図ることができる。
持できるように調節することにより、氷蓄熱装置から冷
水を供給する動力の省エネルギ化を図ることができる。
【００３８】また、凝縮器による外気との温度差を利用
して冷媒の凝縮を行う冷媒回路に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路を併設することにより、冷媒自然循環方式
による冷房運転を行うことができない場合に、圧縮機を
備えた冷凍サイクル回路により、年間を通じて安定して
冷房運転を行うことができるとともに、別途、圧縮機を
備えた空調システムを併設した場合と比較して、空調シ
ステムのイニシャルコストを低廉にできる。
して冷媒の凝縮を行う冷媒回路に、圧縮機を備えた冷凍
サイクル回路を併設することにより、冷媒自然循環方式
による冷房運転を行うことができない場合に、圧縮機を
備えた冷凍サイクル回路により、年間を通じて安定して
冷房運転を行うことができるとともに、別途、圧縮機を
備えた空調システムを併設した場合と比較して、空調シ
ステムのイニシャルコストを低廉にできる。
【図１】本発明の空調システムの第１実施例を示す系統
図である。
図である。
【図２】本発明の空調システムの第２実施例を示す系統
図である。
図である。
１ 蒸発器（熱交換器） ２ ファン ３ 凝縮器 ４ ファン ５ 熱交換器 ６ 冷媒配管 ６Ｄ 冷媒バイパス配管 ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 電磁弁 ８ 冷凍サイクル回路 ８１ 電磁弁 ８２ アキュームレータ ８３ 圧縮機 ８４ 逆止弁 ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ 温度センサ １０ 氷蓄熱装置 １１ 蓄熱槽 １２ 凝縮器 １３ 冷媒循環配管 １４ アキュームレータ １５ 圧縮機 １６ レシーバタンク １７ 膨張弁 １８ ファン １９ 冷水循環回路 １９Ｐ 循環ポンプ ２０ 熱交換器チューブ ２１ 膨張弁
Claims (3)
- 【請求項１】 冷媒の相変化に伴う比重差と、凝縮器と
室内熱交換器との設置位置の高低差を利用して冷媒を自
然循環させる空調システムにおいて、凝縮器による外気
との温度差を利用して冷媒の凝縮を行う冷媒回路に熱交
換器を配設し、外気温と室内温度との差に応じて、前記
熱交換器に夜間電力を利用した氷蓄熱装置からの冷水を
供給して冷媒の凝縮を行うようにしたことを特徴とする
空調システム。 - 【請求項２】 供給冷水量を適正なサブクールを維持で
きるように調節するようにしたことを特徴とする請求項
１記載の空調システム。 - 【請求項３】 凝縮器による外気との温度差を利用して
冷媒の凝縮を行う冷媒回路に、圧縮機を備えた冷凍サイ
クル回路を併設したことを特徴とする請求項１又は２記
載の空調システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069365A JP2000266368A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 空調システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11069365A JP2000266368A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 空調システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266368A true JP2000266368A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13400470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11069365A Withdrawn JP2000266368A (ja) | 1999-03-16 | 1999-03-16 | 空調システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000266368A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7124594B2 (en) | 2003-10-15 | 2006-10-24 | Ice Energy, Inc. | High efficiency refrigerant based energy storage and cooling system |
| US7162878B2 (en) | 2003-10-15 | 2007-01-16 | Ice Energy, Llc | Refrigeration apparatus |
| US7363772B2 (en) | 2004-08-18 | 2008-04-29 | Ice Energy, Inc. | Thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation |
| JP2008202916A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Espec Corp | 冷却ユニット、冷却装置 |
| US7421846B2 (en) | 2004-08-18 | 2008-09-09 | Ice Energy, Inc. | Thermal energy storage and cooling system with gravity fed secondary refrigerant isolation |
| US7503185B2 (en) | 2004-05-25 | 2009-03-17 | Ice Energy, Inc. | Refrigerant-based thermal energy storage and cooling system with enhanced heat exchange capability |
| US7690212B2 (en) | 2004-04-22 | 2010-04-06 | Ice Energy, Inc. | Mixed-phase regulator for managing coolant in a refrigerant based high efficiency energy storage and cooling system |
| KR101001293B1 (ko) * | 2010-07-01 | 2010-12-14 | 강한기 | 축·방냉 펌프를 분리한 에너지 절약형 빙축열 시스템 |
| US7854129B2 (en) | 2003-10-15 | 2010-12-21 | Ice Energy, Inc. | Refrigeration apparatus |
| CN102384551A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-03-21 | 江苏七彩科技有限公司 | 外融冰式冰蓄冷制冷系统及其制冷方法 |
| US8181470B2 (en) | 2008-02-15 | 2012-05-22 | Ice Energy, Inc. | Thermal energy storage and cooling system utilizing multiple refrigerant and cooling loops with a common evaporator coil |
| CN102506473A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-06-20 | 江苏七彩科技有限公司 | 直接蒸发式冰蓄冷制冷系统及其制冷方法 |
| US8234876B2 (en) | 2003-10-15 | 2012-08-07 | Ice Energy, Inc. | Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage |
| CN105444316A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-03-30 | 深圳市海吉源科技有限公司 | 超大温差单管远距离输送水蓄冷供冷系统 |
-
1999
- 1999-03-16 JP JP11069365A patent/JP2000266368A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7827807B2 (en) | 2004-05-25 | 2010-11-09 | Ice Energy, Inc. | Refrigerant-based thermal energy storage and cooling system with enhanced heat exchange capability |
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| US7363772B2 (en) | 2004-08-18 | 2008-04-29 | Ice Energy, Inc. | Thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation |
| US8505313B2 (en) | 2004-08-18 | 2013-08-13 | Ice Energy Holdings, Inc. | Thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation |
| US8707723B2 (en) | 2004-08-18 | 2014-04-29 | Ice Energy Holdings, Inc. | Multiple refrigerant thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation |
| JP2008202916A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Espec Corp | 冷却ユニット、冷却装置 |
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| CN102384551A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-03-21 | 江苏七彩科技有限公司 | 外融冰式冰蓄冷制冷系统及其制冷方法 |
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| CN105444316A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-03-30 | 深圳市海吉源科技有限公司 | 超大温差单管远距离输送水蓄冷供冷系统 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |