JP2003207174A - 熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム - Google Patents
熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の水熱源ヒートポンプでは電気式ヒートポ
ンプまたは地中熱交換器による蓄熱や熱回収による給湯
運転ができない。 【解決手段】水熱源ヒートポンプシステムに熱源蓄熱槽
と熱源蓄熱用のヒートポンプチラーを設置し、夜間電力
を用いてヒートポンプチラーを運転することにより蓄熱
運転を行うと同時に冷水蓄熱時は熱回収により給湯運転
ができるように排熱回収型のヒートポンプチラーを設置
する。または、水熱源ヒートポンプシステムに地中熱交
換器を設置し、季節間の蓄熱ができるようにする。
ンプまたは地中熱交換器による蓄熱や熱回収による給湯
運転ができない。 【解決手段】水熱源ヒートポンプシステムに熱源蓄熱槽
と熱源蓄熱用のヒートポンプチラーを設置し、夜間電力
を用いてヒートポンプチラーを運転することにより蓄熱
運転を行うと同時に冷水蓄熱時は熱回収により給湯運転
ができるように排熱回収型のヒートポンプチラーを設置
する。または、水熱源ヒートポンプシステムに地中熱交
換器を設置し、季節間の蓄熱ができるようにする。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は水熱源ヒートポンプ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【従来の技術】従来、水熱源ヒートポンプ空調機の熱源
としてはボイラーと冷却塔を用いており、熱源温度とし
ては１５℃から４５℃までとされている。また、セント
ラル式の水搬送による空調システムにおいては中央に温
水または冷水を生成してファンコイルユニットやエアハ
ンドリングユニットに送水して空調を行っている。
としてはボイラーと冷却塔を用いており、熱源温度とし
ては１５℃から４５℃までとされている。また、セント
ラル式の水搬送による空調システムにおいては中央に温
水または冷水を生成してファンコイルユニットやエアハ
ンドリングユニットに送水して空調を行っている。
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の水熱源
ヒートポンプ空調機を用いたシステムでは電気による冷
水蓄熱、温水蓄熱の蓄熱を行うことができない。また、
地中熱利用を考えた場合に温度範囲が狭いため使用する
ことができない。また、セントラル方式において冷房・
暖房を同時に行う場合には中央に冷水と温水を生成して
４管式にしなければならず、タンクや配管コストが増加
してしまう。本発明は、電気による冷水蓄熱・温水蓄熱
が可能な水熱源ヒートポンプシステムを構築し、また、
地中熱利用が可能な水熱源ヒートポンプを考案し、ま
た、セントラル方式においても個別で容易に冷房・暖房
ができるシステムを構築することを目的とする。
ヒートポンプ空調機を用いたシステムでは電気による冷
水蓄熱、温水蓄熱の蓄熱を行うことができない。また、
地中熱利用を考えた場合に温度範囲が狭いため使用する
ことができない。また、セントラル方式において冷房・
暖房を同時に行う場合には中央に冷水と温水を生成して
４管式にしなければならず、タンクや配管コストが増加
してしまう。本発明は、電気による冷水蓄熱・温水蓄熱
が可能な水熱源ヒートポンプシステムを構築し、また、
地中熱利用が可能な水熱源ヒートポンプを考案し、ま
た、セントラル方式においても個別で容易に冷房・暖房
ができるシステムを構築することを目的とする。
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、空冷ヒートポンプによって生成された冷温
水を熱源蓄熱槽に蓄熱して熱源とする。また、熱源温度
として−５℃から６５℃が利用できるように水熱源ヒー
トポンプの冷媒としてＲ１３４ａを用いるとともに温度
調節弁を接続して広い範囲の熱源温度に対応できるよう
なヒートポンプを構築し、氷蓄熱や高温蓄熱、地中熱利
用に対応できるようにした。これにより、蓄熱量が増加
するとともに地中熱利用時の過負荷時にも対応できるよ
うになる。
に本発明は、空冷ヒートポンプによって生成された冷温
水を熱源蓄熱槽に蓄熱して熱源とする。また、熱源温度
として−５℃から６５℃が利用できるように水熱源ヒー
トポンプの冷媒としてＲ１３４ａを用いるとともに温度
調節弁を接続して広い範囲の熱源温度に対応できるよう
なヒートポンプを構築し、氷蓄熱や高温蓄熱、地中熱利
用に対応できるようにした。これにより、蓄熱量が増加
するとともに地中熱利用時の過負荷時にも対応できるよ
うになる。
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、室外又は室内又は天井裏に設置されたコンプレッサ
ユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイルユニッ
ト又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を行う水冷
式ヒートポンプと、水熱源として空冷ヒートポンプチラ
ーによって生成される冷温水を熱源蓄熱槽で蓄熱する系
からなる空調システムとしたものであり、冷房負荷が多
い場合は夜間に空冷ヒートポンプチラーにより熱源蓄熱
槽水を低温に蓄熱することにより水熱源ヒートポンプの
冷房効率を向上させ、暖房負荷が多い場合は夜間に空冷
ヒートポンプチラーにより熱源蓄熱槽水を高温に蓄熱す
ることにより水熱源ヒートポンプの暖房効率を向上させ
るという形で昼間の負荷の夜間移行を行うという作用を
有する。請求項２に記載の発明は、室外又は室内又は天
井裏に設置されたコンプレッサユニットと冷媒配管で結
ばれた冷媒ファンコイルユニット又は冷媒エアハンドリ
ングユニットで空調を行う水冷式ヒートポンプと、その
水熱源として排熱回収型空冷ヒートポンプチラーによっ
て冷温水が生成されて熱源蓄熱槽に蓄熱が行われる系か
らなり、排熱回収型空冷ヒートポンプチラーが熱源水冷
却時には同時に熱回収運転により給湯を行う空調・給湯
システムとしたものであり、請求項１の作用とともに給
湯を行う場合は熱源蓄熱槽を熱源としてヒートポンプ運
転をすることができ、冷房時には熱回収運転となり効率
が向上するという作用を有する。請求項３に記載の発明
は、室外又は室内又は天井裏に設置されたコンプレッサ
ユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイルユニッ
ト又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を行う水冷
式ヒートポンプに水熱源として地中熱交換器を用いる空
調システムとしたものであり、安定した地中の温度を熱
源として利用するとともに、地中に熱を蓄熱するという
作用を有する。請求項４に記載の発明は、冷媒−空気熱
交換と水−空気熱交換の両方が可能なプレートフィン熱
交換器を有したファンコイルユニットまたはエアハンド
リングユニットとしたものであり、水用ファンコイルと
水熱源ヒートポンプの両方の構造をもち、暖房時に温水
温度が高いときは水用ファンコイル単独で運転または水
熱源ヒートポンプを同時に運転して能力を調整し、温水
温度が低下している場合は水熱源ヒートポンプのみ運転
し、同様に冷房時に冷水温度が低いときは水用ファンコ
イル単独で運転または水熱源ヒートポンプを同時に運転
して能力を調整し、冷水温度が高い場合は水熱源ヒート
ポンプのみ運転し、また冷温水温度によらずに冷房・暖
房運転を行うことができるため自己の熱回収が可能であ
り、除湿運転もできるという作用を有する。請求項５に
記載の発明は、２つの冷媒−空気熱交換系統を有するプ
レートフィン熱交換器を有したファンコイルユニットま
たはエアハンドリングユニットとしたものであり、１つ
は水熱源ヒートポンプの冷媒系統、もう１つは冷媒液ポ
ンプ利用空調の冷媒系統であり、暖房時に温水温度が高
いときは冷媒液ポンプシステム用冷媒ファンコイル単独
で運転または水熱源ヒートポンプを同時に運転して能力
を調整し、温水温度が低下している場合は水熱源ヒート
ポンプのみ運転し、同様に冷房時に冷水温度が低いとき
は冷媒液ポンプシステム用冷媒ファンコイル単独で運転
または水熱源ヒートポンプを同時に運転して能力を調整
し、冷水温度が高い場合は水熱源ヒートポンプのみ運転
し、また冷温水温度によらずに冷房・暖房運転を行うこ
とができるため自己の熱回収が可能であり、除湿運転も
できるという作用を有する。以下、本発明の実施の形態
について、図１から図５を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は熱源蓄熱水冷式セパレートパッ
ケージヒートポンプシステムの概要であり、建物の内外
に構成機器が設置されている様子を示す。図１において
熱源蓄熱槽２０は水冷ヒートポンプの熱源とするための
蓄熱槽であり空調負荷に応じて空冷ヒートポンプチラ−
２２によって適切な熱量の夜間蓄熱を行い、必要に応じ
て追い掛け運転を行う。熱源蓄熱槽２０より冷温水が冷
温水ポンプ３により各部屋（機械室）に冷温水配管を通
り搬送され、その熱は水冷式セパレートパッケージヒー
トポンプの熱源として利用される。水冷式セパレートパ
ッケージヒートポンプはコンプレッサユニットと冷媒フ
ァンコイルユニットまたは冷媒エアハンドリングユニッ
トから構成され、図１においては４と５、６と７、８と
９、１０と１１、１２と１３、１４と１５の組み合わせ
がそれにあたる。熱源蓄熱槽の温度としては１０℃から
４５℃の間であれば水冷式セパレートパッケージヒート
ポンプは冷房と暖房の両方が可能である。冷房運転のみ
行う場合は熱源蓄熱槽２０の温度は約５℃まで下げるこ
とが可能であり、逆に暖房運転のみ行う場合は熱源蓄熱
槽の温度は約６５℃まで上げることが可能であり、蓄熱
容量を大きくすることができる。冷媒ファンコイルユニ
ットの形式としては、床置式冷媒ファンコイルユニット
（５）、天井埋込式冷媒ファンコイルユニット（７、
９、１３）、天井吊下式冷媒ファンコイルユニット（１
１）、大型の冷媒エアハンドリングユニット（１５）等
用途に応じて使い分けができる。なお、水冷式セパレー
トパッケージヒートポンプの詳細は図７によって示さ
れ、冷房時はコンプレッサユニット４３中の圧縮機４５
によって冷媒ガスが圧縮されて水−冷媒熱交換機４６で
冷媒が凝縮して液になり、逆止弁４９を通って膨張弁５
０で冷媒が膨張して冷媒ファンコイルユニット５２で蒸
発してガスになり圧縮機に戻ることによって冷房サイク
ルを形成して冷媒ファンコイルユニット５２における冷
房運転をおこない、暖房時はコンプレッサユニット４３
中の圧縮機４５によって冷媒が圧縮されて冷媒ファンコ
イルユニット５２で凝縮して液になり、逆止弁５１を通
って膨張弁４８で冷媒が膨張して水−冷媒熱交換器４６
で冷媒が蒸発してガスになり圧縮機に戻ることによって
暖房サイクルを形成して冷媒ファンコイルユニット５２
における暖房運転を行う。以下に示される水冷式セパレ
ートパッケージヒートポンプの動作はこれと同様であ
る。 （実施の形態２）図２は排熱回収給湯機能を持った熱源
蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム
の概要であり、建物の内外に構成機器が設置されている
様子を示す。図２においての内容は２２、２３を除いて
図１の内容を含んでおり、図１の部分に関する説明とし
ては全く同様であるが、排熱回収型空冷ヒートポンプチ
ラ−２３が異なり、貯湯槽２５とその間の温水ポンプ２
４が追加されている。貯湯槽２５には排熱回収型空冷ヒ
ートポンプチラー２３によって生成された給湯が蓄えら
れ、空冷運転または熱源蓄熱槽２０を冷却すると同時に
給湯を行う排熱回収運転を行う。こうすることにより、
冷房時には空調用熱源としての冷水の蓄熱と、浴槽やシ
ャワー等で使用する温水を夜間に蓄熱することができ、
安価な深夜電力を有効に使用することができる。図３は
地中熱利用水冷式セパレートパッケージヒートポンプシ
ステムの概要であり、建物の内外に構成機器が設置され
ている様子を示す。図３においての内容は図１における
３、２０、２１、２２を除いた内容を含んでおり、図３
におけるブラインポンプ２６、地中熱交換井２７が追加
されているが、水冷式セパレートパッケージヒートポン
プは全く同じ構成である。熱源としては地中熱交換井に
よって熱交換されたブラインを利用し、ブラインポンプ
によって熱源となる温度のブラインを各部屋（機械室）
に搬送する。暖房負荷が大きい場合は熱源となるブライ
ンの温度が低下するが地中熱交換井により地中の熱をブ
ラインが吸収することによりブライン温度は使用可能な
温度（約−５℃から５０℃までの間）に保たれる。冷房
負荷が大きい場合は熱源となるブラインの温度が上昇す
るが地中熱交換井により地中へブラインの熱を放熱する
ことによりブライン温度は使用可能な温度（約１０℃か
ら５０℃までの間）に保たれる。熱源としてボイラーや
ヒートポンプを用いることがないために効率的であると
ともに、冷房時期は地中に温熱を蓄熱し、暖房時は地中
に冷熱を蓄熱することになり、その点から見てもエネル
ギーの有効利用を行うことができる。このようにして地
中熱交換井と水冷式セパレートパッケージヒートポンプ
を組み合わせて冷房・暖房が実施可能となった。図４は
水用ファンコイルユニットと水冷式セパレートパッケー
ジヒートポンプの両方の構造を組み合わせたマルチファ
ンコイルユニット（またはマルチエアハンドリングユニ
ット）の構成を示したものであり、マルチファンコイル
ユニット（またはマルチエアハンドリングユニット）３
９とコンプレッサユニット３８と冷温水配管と冷媒配管
によって構成される。熱源として冷温水を用いたコンプ
レッサユニット３８によって冷媒ファンコイル部分の冷
房・暖房を行うとともに、水用ファンコイルにより冷温
水の温度に応じて冷房または暖房を行うという機能を共
に有している。冷温水温度が高い場合は水用ファンコイ
ル部分の暖房運転のみを行い、コンプレッサユニットを
停止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要と
するが、温度が低下してきた場合はコンプレッサユニッ
トを運転して冷媒ファンコイル部分の暖房を行う。ま
た、冷温水温度が高い場合は水用ファンコイルと冷媒フ
ァンコイルを同時に稼働させて能力を向上させることも
可能である。冷温水温度が低い場合は水用ファンコイル
部分の冷房運転のみを行い、コンプレッサユニットを停
止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要とす
るが、温度が上昇してきた場合はコンプレッサユニット
を運転して冷媒ファンコイル部分の冷房を行う。また、
冷温水温度が低い場合は水用ファンコイルと冷媒ファン
コイルを同時に稼働させて能力を向上させることも可能
である。また、水用ファンコイルにて冷房を行い、冷媒
用ファンコイルユニットにて暖房を行うことによって除
湿運転を行うことも可能である。図５は冷媒液ポンプ利
用冷媒ファンコイルと水冷式セパレートパッケージヒー
トポンプの両方の構造を組み合わせたマルチファンコイ
ルユニット（またはマルチエアハンドリングユニット）
の構成を示したものであり、マルチファンコイルユニッ
ト（またはマルチエアハンドリングユニット）４２と冷
媒液ポンプ冷温切替ユニット４０とコンプレッサユニッ
ト４１と冷温水配管と冷媒配管によって構成される。熱
源として冷温水を用いたコンプレッサユニット４１によ
って冷媒ファンコイル部分の冷房・暖房を行うととも
に、冷媒液ポンプ切替ユニットによって冷温水の温度に
応じて冷房または暖房を行うという機能を共に有してい
る。冷温水温度が高い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコ
イルユニットの暖房運転のみを行い、コンプレッサユニ
ットを停止することにより、コンプレッサ運転の動力を
不要となり、温度が低下してきた場合はコンプレッサユ
ニットを運転して冷媒ファンコイル部分の暖房を行う。
また、冷温水温度が高い場合は冷媒液ポンプ利用ファン
コイルユニットと冷媒ファンコイルユニットを同時に稼
働させて能力を向上させることも可能である。冷温水温
度が低い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコイルユニット
部分の冷房運転のみを行い、コンプレッサユニットを停
止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要とな
り、温度が上昇してきた場合はコンプレッサユニットを
運転して冷媒ファンコイル部分の冷房を行う。また、冷
温水温度が低い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコイルユ
ニットと冷媒ファンコイルを同時に稼働させて能力を向
上させることも可能である。また、冷媒液ポンプ利用フ
ァンコイルにて冷房を行い、冷媒用ファンコイルユニッ
トにて暖房を行うことによって除湿運転を行うことも可
能である。
は、室外又は室内又は天井裏に設置されたコンプレッサ
ユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイルユニッ
ト又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を行う水冷
式ヒートポンプと、水熱源として空冷ヒートポンプチラ
ーによって生成される冷温水を熱源蓄熱槽で蓄熱する系
からなる空調システムとしたものであり、冷房負荷が多
い場合は夜間に空冷ヒートポンプチラーにより熱源蓄熱
槽水を低温に蓄熱することにより水熱源ヒートポンプの
冷房効率を向上させ、暖房負荷が多い場合は夜間に空冷
ヒートポンプチラーにより熱源蓄熱槽水を高温に蓄熱す
ることにより水熱源ヒートポンプの暖房効率を向上させ
るという形で昼間の負荷の夜間移行を行うという作用を
有する。請求項２に記載の発明は、室外又は室内又は天
井裏に設置されたコンプレッサユニットと冷媒配管で結
ばれた冷媒ファンコイルユニット又は冷媒エアハンドリ
ングユニットで空調を行う水冷式ヒートポンプと、その
水熱源として排熱回収型空冷ヒートポンプチラーによっ
て冷温水が生成されて熱源蓄熱槽に蓄熱が行われる系か
らなり、排熱回収型空冷ヒートポンプチラーが熱源水冷
却時には同時に熱回収運転により給湯を行う空調・給湯
システムとしたものであり、請求項１の作用とともに給
湯を行う場合は熱源蓄熱槽を熱源としてヒートポンプ運
転をすることができ、冷房時には熱回収運転となり効率
が向上するという作用を有する。請求項３に記載の発明
は、室外又は室内又は天井裏に設置されたコンプレッサ
ユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイルユニッ
ト又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を行う水冷
式ヒートポンプに水熱源として地中熱交換器を用いる空
調システムとしたものであり、安定した地中の温度を熱
源として利用するとともに、地中に熱を蓄熱するという
作用を有する。請求項４に記載の発明は、冷媒−空気熱
交換と水−空気熱交換の両方が可能なプレートフィン熱
交換器を有したファンコイルユニットまたはエアハンド
リングユニットとしたものであり、水用ファンコイルと
水熱源ヒートポンプの両方の構造をもち、暖房時に温水
温度が高いときは水用ファンコイル単独で運転または水
熱源ヒートポンプを同時に運転して能力を調整し、温水
温度が低下している場合は水熱源ヒートポンプのみ運転
し、同様に冷房時に冷水温度が低いときは水用ファンコ
イル単独で運転または水熱源ヒートポンプを同時に運転
して能力を調整し、冷水温度が高い場合は水熱源ヒート
ポンプのみ運転し、また冷温水温度によらずに冷房・暖
房運転を行うことができるため自己の熱回収が可能であ
り、除湿運転もできるという作用を有する。請求項５に
記載の発明は、２つの冷媒−空気熱交換系統を有するプ
レートフィン熱交換器を有したファンコイルユニットま
たはエアハンドリングユニットとしたものであり、１つ
は水熱源ヒートポンプの冷媒系統、もう１つは冷媒液ポ
ンプ利用空調の冷媒系統であり、暖房時に温水温度が高
いときは冷媒液ポンプシステム用冷媒ファンコイル単独
で運転または水熱源ヒートポンプを同時に運転して能力
を調整し、温水温度が低下している場合は水熱源ヒート
ポンプのみ運転し、同様に冷房時に冷水温度が低いとき
は冷媒液ポンプシステム用冷媒ファンコイル単独で運転
または水熱源ヒートポンプを同時に運転して能力を調整
し、冷水温度が高い場合は水熱源ヒートポンプのみ運転
し、また冷温水温度によらずに冷房・暖房運転を行うこ
とができるため自己の熱回収が可能であり、除湿運転も
できるという作用を有する。以下、本発明の実施の形態
について、図１から図５を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は熱源蓄熱水冷式セパレートパッ
ケージヒートポンプシステムの概要であり、建物の内外
に構成機器が設置されている様子を示す。図１において
熱源蓄熱槽２０は水冷ヒートポンプの熱源とするための
蓄熱槽であり空調負荷に応じて空冷ヒートポンプチラ−
２２によって適切な熱量の夜間蓄熱を行い、必要に応じ
て追い掛け運転を行う。熱源蓄熱槽２０より冷温水が冷
温水ポンプ３により各部屋（機械室）に冷温水配管を通
り搬送され、その熱は水冷式セパレートパッケージヒー
トポンプの熱源として利用される。水冷式セパレートパ
ッケージヒートポンプはコンプレッサユニットと冷媒フ
ァンコイルユニットまたは冷媒エアハンドリングユニッ
トから構成され、図１においては４と５、６と７、８と
９、１０と１１、１２と１３、１４と１５の組み合わせ
がそれにあたる。熱源蓄熱槽の温度としては１０℃から
４５℃の間であれば水冷式セパレートパッケージヒート
ポンプは冷房と暖房の両方が可能である。冷房運転のみ
行う場合は熱源蓄熱槽２０の温度は約５℃まで下げるこ
とが可能であり、逆に暖房運転のみ行う場合は熱源蓄熱
槽の温度は約６５℃まで上げることが可能であり、蓄熱
容量を大きくすることができる。冷媒ファンコイルユニ
ットの形式としては、床置式冷媒ファンコイルユニット
（５）、天井埋込式冷媒ファンコイルユニット（７、
９、１３）、天井吊下式冷媒ファンコイルユニット（１
１）、大型の冷媒エアハンドリングユニット（１５）等
用途に応じて使い分けができる。なお、水冷式セパレー
トパッケージヒートポンプの詳細は図７によって示さ
れ、冷房時はコンプレッサユニット４３中の圧縮機４５
によって冷媒ガスが圧縮されて水−冷媒熱交換機４６で
冷媒が凝縮して液になり、逆止弁４９を通って膨張弁５
０で冷媒が膨張して冷媒ファンコイルユニット５２で蒸
発してガスになり圧縮機に戻ることによって冷房サイク
ルを形成して冷媒ファンコイルユニット５２における冷
房運転をおこない、暖房時はコンプレッサユニット４３
中の圧縮機４５によって冷媒が圧縮されて冷媒ファンコ
イルユニット５２で凝縮して液になり、逆止弁５１を通
って膨張弁４８で冷媒が膨張して水−冷媒熱交換器４６
で冷媒が蒸発してガスになり圧縮機に戻ることによって
暖房サイクルを形成して冷媒ファンコイルユニット５２
における暖房運転を行う。以下に示される水冷式セパレ
ートパッケージヒートポンプの動作はこれと同様であ
る。 （実施の形態２）図２は排熱回収給湯機能を持った熱源
蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム
の概要であり、建物の内外に構成機器が設置されている
様子を示す。図２においての内容は２２、２３を除いて
図１の内容を含んでおり、図１の部分に関する説明とし
ては全く同様であるが、排熱回収型空冷ヒートポンプチ
ラ−２３が異なり、貯湯槽２５とその間の温水ポンプ２
４が追加されている。貯湯槽２５には排熱回収型空冷ヒ
ートポンプチラー２３によって生成された給湯が蓄えら
れ、空冷運転または熱源蓄熱槽２０を冷却すると同時に
給湯を行う排熱回収運転を行う。こうすることにより、
冷房時には空調用熱源としての冷水の蓄熱と、浴槽やシ
ャワー等で使用する温水を夜間に蓄熱することができ、
安価な深夜電力を有効に使用することができる。図３は
地中熱利用水冷式セパレートパッケージヒートポンプシ
ステムの概要であり、建物の内外に構成機器が設置され
ている様子を示す。図３においての内容は図１における
３、２０、２１、２２を除いた内容を含んでおり、図３
におけるブラインポンプ２６、地中熱交換井２７が追加
されているが、水冷式セパレートパッケージヒートポン
プは全く同じ構成である。熱源としては地中熱交換井に
よって熱交換されたブラインを利用し、ブラインポンプ
によって熱源となる温度のブラインを各部屋（機械室）
に搬送する。暖房負荷が大きい場合は熱源となるブライ
ンの温度が低下するが地中熱交換井により地中の熱をブ
ラインが吸収することによりブライン温度は使用可能な
温度（約−５℃から５０℃までの間）に保たれる。冷房
負荷が大きい場合は熱源となるブラインの温度が上昇す
るが地中熱交換井により地中へブラインの熱を放熱する
ことによりブライン温度は使用可能な温度（約１０℃か
ら５０℃までの間）に保たれる。熱源としてボイラーや
ヒートポンプを用いることがないために効率的であると
ともに、冷房時期は地中に温熱を蓄熱し、暖房時は地中
に冷熱を蓄熱することになり、その点から見てもエネル
ギーの有効利用を行うことができる。このようにして地
中熱交換井と水冷式セパレートパッケージヒートポンプ
を組み合わせて冷房・暖房が実施可能となった。図４は
水用ファンコイルユニットと水冷式セパレートパッケー
ジヒートポンプの両方の構造を組み合わせたマルチファ
ンコイルユニット（またはマルチエアハンドリングユニ
ット）の構成を示したものであり、マルチファンコイル
ユニット（またはマルチエアハンドリングユニット）３
９とコンプレッサユニット３８と冷温水配管と冷媒配管
によって構成される。熱源として冷温水を用いたコンプ
レッサユニット３８によって冷媒ファンコイル部分の冷
房・暖房を行うとともに、水用ファンコイルにより冷温
水の温度に応じて冷房または暖房を行うという機能を共
に有している。冷温水温度が高い場合は水用ファンコイ
ル部分の暖房運転のみを行い、コンプレッサユニットを
停止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要と
するが、温度が低下してきた場合はコンプレッサユニッ
トを運転して冷媒ファンコイル部分の暖房を行う。ま
た、冷温水温度が高い場合は水用ファンコイルと冷媒フ
ァンコイルを同時に稼働させて能力を向上させることも
可能である。冷温水温度が低い場合は水用ファンコイル
部分の冷房運転のみを行い、コンプレッサユニットを停
止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要とす
るが、温度が上昇してきた場合はコンプレッサユニット
を運転して冷媒ファンコイル部分の冷房を行う。また、
冷温水温度が低い場合は水用ファンコイルと冷媒ファン
コイルを同時に稼働させて能力を向上させることも可能
である。また、水用ファンコイルにて冷房を行い、冷媒
用ファンコイルユニットにて暖房を行うことによって除
湿運転を行うことも可能である。図５は冷媒液ポンプ利
用冷媒ファンコイルと水冷式セパレートパッケージヒー
トポンプの両方の構造を組み合わせたマルチファンコイ
ルユニット（またはマルチエアハンドリングユニット）
の構成を示したものであり、マルチファンコイルユニッ
ト（またはマルチエアハンドリングユニット）４２と冷
媒液ポンプ冷温切替ユニット４０とコンプレッサユニッ
ト４１と冷温水配管と冷媒配管によって構成される。熱
源として冷温水を用いたコンプレッサユニット４１によ
って冷媒ファンコイル部分の冷房・暖房を行うととも
に、冷媒液ポンプ切替ユニットによって冷温水の温度に
応じて冷房または暖房を行うという機能を共に有してい
る。冷温水温度が高い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコ
イルユニットの暖房運転のみを行い、コンプレッサユニ
ットを停止することにより、コンプレッサ運転の動力を
不要となり、温度が低下してきた場合はコンプレッサユ
ニットを運転して冷媒ファンコイル部分の暖房を行う。
また、冷温水温度が高い場合は冷媒液ポンプ利用ファン
コイルユニットと冷媒ファンコイルユニットを同時に稼
働させて能力を向上させることも可能である。冷温水温
度が低い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコイルユニット
部分の冷房運転のみを行い、コンプレッサユニットを停
止することにより、コンプレッサ運転の動力を不要とな
り、温度が上昇してきた場合はコンプレッサユニットを
運転して冷媒ファンコイル部分の冷房を行う。また、冷
温水温度が低い場合は冷媒液ポンプ利用ファンコイルユ
ニットと冷媒ファンコイルを同時に稼働させて能力を向
上させることも可能である。また、冷媒液ポンプ利用フ
ァンコイルにて冷房を行い、冷媒用ファンコイルユニッ
トにて暖房を行うことによって除湿運転を行うことも可
能である。
【実施例】次に、本発明の具体例を説明する。
（実施例１）本発明の水冷式セパレートパッケージヒー
トポンプは冷房負荷と暖房負荷が建物内で同時に存在す
る場合に用いられ、コンピュータ室、宴会場、会議場、
厨房など室内発熱が多い部屋を有する建物に適用するこ
とによって、熱源の温度によらず建物内で冷房と暖房を
同時に行うことができる。 （実施例２）また、本発明の水冷式セパレートパッケー
ジヒートポンプは１日の内に冷房と暖房の切り替えが必
要な場合にも用いられ、事務所ビル、店舗など、冬季の
朝方に暖房を行い、照明や人間の発熱に対応して昼間は
冷房を行う建物に適用することができる。 （実施例３）本発明の水・冷媒マルチファンコイルユニ
ットまたは冷媒・冷媒マルチファンコイルユニットにお
いては熱源温度によらずに冷房と暖房の切り替えが可能
であり、冷房・暖房同時運転を行うことによって除湿が
できるために、加湿器と組み合わせることにより恒温恒
湿が求められる美術館・博物館・研究所・工場などに適
用することができる。 （実施例４）図６に示されるようにセントラル方式の空
調方式と組み合わせることができ、中央のクッションタ
ンクやヘッダ管の冷温水を利用して水用のファンコイル
や冷媒液ポンプ利用空調システムとともに水冷式セパレ
ートパッケージヒートポンプを同時に利用することがで
き、用途や設置条件に応じて選択することができる。
トポンプは冷房負荷と暖房負荷が建物内で同時に存在す
る場合に用いられ、コンピュータ室、宴会場、会議場、
厨房など室内発熱が多い部屋を有する建物に適用するこ
とによって、熱源の温度によらず建物内で冷房と暖房を
同時に行うことができる。 （実施例２）また、本発明の水冷式セパレートパッケー
ジヒートポンプは１日の内に冷房と暖房の切り替えが必
要な場合にも用いられ、事務所ビル、店舗など、冬季の
朝方に暖房を行い、照明や人間の発熱に対応して昼間は
冷房を行う建物に適用することができる。 （実施例３）本発明の水・冷媒マルチファンコイルユニ
ットまたは冷媒・冷媒マルチファンコイルユニットにお
いては熱源温度によらずに冷房と暖房の切り替えが可能
であり、冷房・暖房同時運転を行うことによって除湿が
できるために、加湿器と組み合わせることにより恒温恒
湿が求められる美術館・博物館・研究所・工場などに適
用することができる。 （実施例４）図６に示されるようにセントラル方式の空
調方式と組み合わせることができ、中央のクッションタ
ンクやヘッダ管の冷温水を利用して水用のファンコイル
や冷媒液ポンプ利用空調システムとともに水冷式セパレ
ートパッケージヒートポンプを同時に利用することがで
き、用途や設置条件に応じて選択することができる。
【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱源を蓄
熱することにより水熱源ヒートポンプの効率を上昇させ
る形で蓄熱を行うことができ、安価な夜間電力を使用す
ることにより昼間の電力負荷を平準化することができる
とともに、同じ熱源系統で冷暖房同時に行う場合は熱源
の熱回収効果がある。また、熱源を冷却蓄熱する場合は
排熱回収型ヒートポンプチラーを用いることにより給湯
を蓄熱という形で行うことができるので効率が高いので
省エネルギーになるとともに夜間電力も同時に利用でき
る。また、地中熱利用により水熱源セパレートパッケー
ジヒートポンプを稼働することができ、季節間で地中に
熱を蓄熱することになり効率よくヒートポンプの運転が
できるようになる。また、水用ファンコイルと水熱源セ
パレートパッケージヒートポンプを組み合わせたマルチ
ファンコイルユニットにより冷房と暖房を切り替えるこ
とができるとともに、同時に稼働することにより能力を
増加させることができ、また、冷房時には冷房と暖房を
同時に行うことにより除湿運転を行うことができる。こ
のように有利な効果が得られる。
熱することにより水熱源ヒートポンプの効率を上昇させ
る形で蓄熱を行うことができ、安価な夜間電力を使用す
ることにより昼間の電力負荷を平準化することができる
とともに、同じ熱源系統で冷暖房同時に行う場合は熱源
の熱回収効果がある。また、熱源を冷却蓄熱する場合は
排熱回収型ヒートポンプチラーを用いることにより給湯
を蓄熱という形で行うことができるので効率が高いので
省エネルギーになるとともに夜間電力も同時に利用でき
る。また、地中熱利用により水熱源セパレートパッケー
ジヒートポンプを稼働することができ、季節間で地中に
熱を蓄熱することになり効率よくヒートポンプの運転が
できるようになる。また、水用ファンコイルと水熱源セ
パレートパッケージヒートポンプを組み合わせたマルチ
ファンコイルユニットにより冷房と暖房を切り替えるこ
とができるとともに、同時に稼働することにより能力を
増加させることができ、また、冷房時には冷房と暖房を
同時に行うことにより除湿運転を行うことができる。こ
のように有利な効果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態による熱源蓄熱水冷式セ
パレートパッケージヒートポンプシステムを示す。
パレートパッケージヒートポンプシステムを示す。
【図２】本発明の一実施の形態による排熱回収型ヒート
ポンプを組み合わせた熱源蓄熱水冷式セパレートパッケ
ージヒートポンプシステムを示す。
ポンプを組み合わせた熱源蓄熱水冷式セパレートパッケ
ージヒートポンプシステムを示す。
【図３】本発明の一実施の形態による地中熱交換器を組
み合わせた熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒート
ポンプシステムを示す。
み合わせた熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒート
ポンプシステムを示す。
【図４】本発明の一実施の形態による水・冷媒マルチフ
ァンコイルユニットまたはエアハンドリングユニットを
示す。
ァンコイルユニットまたはエアハンドリングユニットを
示す。
【図５】本発明の一実施の形態による冷媒・冷媒マルチ
ファンコイルユニットまたはエアハンドリングユニット
を示す。
ファンコイルユニットまたはエアハンドリングユニット
を示す。
【図６】本発明の一実施の形態による熱源蓄熱水冷式セ
パレートパッケージヒートポンプシステムとセントラル
空調システムと冷媒液ポンプ利用空調システムを組み合
わせたシステムを示す。
パレートパッケージヒートポンプシステムとセントラル
空調システムと冷媒液ポンプ利用空調システムを組み合
わせたシステムを示す。
【図７】本発明の一実施の形態による水冷式セパレート
パッケージヒートポンプの詳細図であり、コンプレッサ
ユニットと冷媒ファンコイルによって構成される。
パッケージヒートポンプの詳細図であり、コンプレッサ
ユニットと冷媒ファンコイルによって構成される。
１ 冷温水配管（往）
２ 冷温水配管（還）
３ 冷温水ポンプ
４ 室内コンプレッサユニット
５ 床置式冷媒ファンコイルユニット
６ 室外コンプレッサユニット
７ 天井埋込式冷媒ファンコイルユニット
８ 室内コンプレッサユニット
９ 天井埋込式冷媒ファンコイルユニット
１０ 室内コンプレッサユニット
１１ 天井吊下式冷媒ファンコイルユニット
１２ 天井裏コンプレッサユニット
１３ 天井埋込式ファンコイルユニット
１４ 室内コンプレッサユニット
１５ 冷媒エアハンドリングユニット
１６ 空気ダクト
１７ 建物
１８ 天井裏
１９ 室内
２０ 熱源蓄熱槽
２１ 冷温水ポンプ
２２ 空冷ヒートポンプチラー
２３ 排熱回収型空冷ヒートポンプチラー
２４ 温水ポンプ
２５ 貯湯槽
２６ ブラインポンプ
２７ 地中熱交換器
２８ 床置式水用ファンコイルユニット
２９ 天井埋込式冷媒ファンコイルユニット
３０ 室内コンプレッサユニット
３１ 天井埋込式冷媒ファンコイルユニット
３２ 天井埋込式冷媒ファンコイルユニット
３３ 冷媒液ポンプ冷温切替ユニット
３４ 水用エアハンドリングユニット
３５ 冷温水配管（往）
３６ 冷温水配管（還）
３７ 冷温水ポンプ
３８ コンプレッサユニット
３９ 水・冷媒マルチファンコイルユニットまたはエア
ハンドリングユニット ４０ 冷媒液ポンプ冷温切替ユニット ４１ コンプレッサユニット ４２ 冷媒・冷媒マルチファンコイルユニットまたはエ
アハンドリングユニット ４３ コンプレッサユニット ４４ ドレンパン ４５ 圧縮機 ４６ 水−冷媒熱交換器 ４７ 四方弁 ４８ 膨張弁 ４９ 逆止弁 ５０ 膨張弁 ５１ 逆止弁 ５２ 冷媒ファンコイルユニット
ハンドリングユニット ４０ 冷媒液ポンプ冷温切替ユニット ４１ コンプレッサユニット ４２ 冷媒・冷媒マルチファンコイルユニットまたはエ
アハンドリングユニット ４３ コンプレッサユニット ４４ ドレンパン ４５ 圧縮機 ４６ 水−冷媒熱交換器 ４７ 四方弁 ４８ 膨張弁 ４９ 逆止弁 ５０ 膨張弁 ５１ 逆止弁 ５２ 冷媒ファンコイルユニット
Claims (5)
- 【請求項１】室外又は室内又は天井裏に設置されたコン
プレッサユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイ
ルユニット又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を
行う水冷式ヒートポンプと、その水熱源として空冷ヒー
トポンプチラーによって冷温水が生成されて熱源蓄熱槽
に蓄熱が行われる系からなる空調システム。 - 【請求項２】室外又は室内又は天井裏に設置されたコン
プレッサユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイ
ルユニット又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を
行う水冷式ヒートポンプと、その水熱源として排熱回収
型空冷ヒートポンプチラーによって冷温水が生成されて
熱源蓄熱槽に蓄熱が行われる系からなり、排熱回収型空
冷ヒートポンプチラーが熱源水冷却時には同時に熱回収
運転により給湯を行うとともに単独でも給湯運転を行う
ことができる空調・給湯システム。 - 【請求項３】室外又は室内又は天井裏に設置されたコン
プレッサユニットと冷媒配管で結ばれた冷媒ファンコイ
ル又は冷媒エアハンドリングユニットで空調を行う水冷
式ヒートポンプに水熱源として地中熱交換器を用いる空
調システム。 - 【請求項４】冷媒−空気熱交換を行うプレートフィン熱
交換器と水−空気熱交換を行うプレートフィン熱交換器
を結合する方法によって得られるファンコイルユニット
装置またはエアハンドリングユニット装置。 - 【請求項５】２つの冷媒−空気熱交換系統のプレートフ
ィン熱交換器を結合する方法によって得られるファンコ
イルユニット装置またはエアハンドリングユニット装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002010096A JP2003207174A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002010096A JP2003207174A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207174A true JP2003207174A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27647920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002010096A Pending JP2003207174A (ja) | 2002-01-18 | 2002-01-18 | 熱源蓄熱水冷式セパレートパッケージヒートポンプシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003207174A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284083A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 空調システム |
| JP2008075977A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Shinko Kogyo Co Ltd | 業務用空調制御システム |
| JP2010101559A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 水熱源熱循環システム |
| KR101625947B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2016-05-31 | 나인선 | 심야 축열 및 공기열 히트펌프를 이용한 전열교환 환기시스템 |
| CN109883056A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-06-14 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统的控制方法 |
| JP2020067200A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 木村工機株式会社 | 住宅用空気調和装置 |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002010096A patent/JP2003207174A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284083A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | 空調システム |
| JP2008075977A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Shinko Kogyo Co Ltd | 業務用空調制御システム |
| JP2010101559A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | Nishimatsu Constr Co Ltd | 水熱源熱循環システム |
| KR101625947B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2016-05-31 | 나인선 | 심야 축열 및 공기열 히트펌프를 이용한 전열교환 환기시스템 |
| JP2020067200A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 木村工機株式会社 | 住宅用空気調和装置 |
| CN109883056A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-06-14 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统的控制方法 |
| CN109883056B (zh) * | 2019-01-09 | 2021-06-25 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统的控制方法 |
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