JP2003314862A - 蓄電・蓄熱式空調方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷房用の熱源を合理的に構成し、装置を大型
化せずに効率良く冷房を行えるようにする。 【解決手段】 外部電力を充電する蓄電池１と、冷水ま
たは氷を生成する冷凍機２とを設け、蓄電・蓄熱運転過
程で、蓄電池１と冷凍機２に外部電力を供給し、蓄電池
１に外部電力を充電し、かつ、冷凍機２で氷を生成し
て、その氷を氷蓄熱槽１０内に蓄える。その蓄電・蓄熱
運転過程の後、氷蓄熱槽１０から過冷却熱交換器１４に
低温冷水を供給するとともに、冷凍機２を蓄電池１に充
電した電力により駆動し、低温冷水よりも高い温度の冷
水を生成して過冷却熱交換器１４に供給し、過冷却熱交
換器１４からの低温冷水と熱交換した後の冷房用冷水の
温度と冷房用熱交換器４を経た後の冷水の温度との間に
設定以上の温度差がある大温度差送水状態で冷房用熱交
換器４に冷房用冷水を供給して冷房を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池に蓄えた電
力と、氷蓄熱槽に蓄えた氷とを利用して冷房を行う蓄電
・蓄熱式空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力の平準化や夜間電力の利用による二
酸化炭素ＣＯ_２の削減のため、従来一般に、夜間電力に
より製氷機で氷を生成し、その生成した氷を氷蓄熱槽に
蓄え、蓄えた氷を昼間の冷房用熱源として利用するよう
にしている。

【０００３】ところが、夏期の冷房負荷がピークのとき
をも見込んで氷を蓄えようとすると、大型の氷蓄熱槽が
必要になる。そのうえ、氷蓄熱の場合、製氷機と氷蓄熱
槽とが必要なうえに、搬送時の熱損失の面から製氷機と
氷蓄熱槽とを近接して設けなければならず、設置スペー
ス面で制約を受けるとともに大きなスペースを必要と
し、設計上の自由度が低く、イニシャルコストが増大す
る欠点があった。

【０００４】そこで、上述のようなピーク時には、冷凍
機あるいは冷房機を追いかけ運転して対応するようにし
ているが、建物全体では、照明や電気機器など、冷房以
外の電力需要もあり、夏期の電力平準化への貢献度が少
ない問題があった。

【０００５】このような点から、電力の平準化や夜間電
力の利用による二酸化炭素ＣＯ_２の削減のためのエネル
ギー貯蔵システムとして大型蓄電池が注目され、例え
ば、特開昭６３―１１０５５９号公報に示されるよう
に、レドックス・フロー形電池に電力を蓄え、その蓄え
た電力を、冷房以外の電力需要に使用し、外部電力のピ
ークカットを行うものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、ＯＡ機器の導入による放熱に起因して、オフィスビ
ルなどでは冬期でも冷房が必要になるなど、冷房負荷
が、夏期における電力ピークの主要因となっている。こ
のような現状に対して、上述公報例の場合では、なんら
配慮されていず、改善が望まれている。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、請求項１に係る発明は、冷房用の熱源
を合理的に構成し、装置を大型化せずに効率良く冷房を
行えるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明
は、請求項１に係る方法発明を好適に実施できるシステ
ムを提供できるようにすることを目的とし、請求項３に
係る発明は、蓄電池の排熱を有効利用して省エネルギー
性を向上できるようにすることを目的とし、請求項４に
係る発明は、設置スペースを小さくできるようにするこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の蓄
電・蓄熱式空調方法は、上述のような目的を達成するた
めに、低温流体を生成する低温流体生成手段と、氷を生
成する氷生成手段と、前記氷生成手段により生成される
氷を蓄える氷蓄熱槽と、外部電力を充電する蓄電池と、
前記低温流体生成手段に循環配管を介して接続されて冷
房を行う冷房機と、前記循環配管の、前記低温流体生成
手段から前記冷房機に低温流体を供給する低温流体供給
管部分に介装されて低温流体を過冷却する過冷却熱交換
器とを備え、前記蓄電池および前記氷生成手段に外部電
力を供給して、前記蓄電池に外部電力を充電し、かつ、
前記氷生成手段により生成される氷を前記氷蓄熱槽内に
蓄えさせる蓄電・蓄熱運転過程を経た後、前記氷蓄熱槽
から前記過冷却熱交換器に過冷却用流体を供給するとと
もに、前記低温流体生成手段を前記蓄電池に充電した電
力により駆動し、前記過冷却用流体よりも高い温度の低
温流体を生成して前記過冷却熱交換器に供給し、前記過
冷却用流体と熱交換した後の冷房用低温流体の温度と前
記冷房機を経た後の低温流体の温度との間に設定以上の
温度差がある大温度差送水状態により前記冷房機に冷房
用低温流体を供給して冷房することを特徴としている。
ここで、大温度差送水状態とは、過冷却用流体と熱交換
した後の冷房用低温流体の温度と冷房機を経た後の低温
流体の温度との間に、通常５℃程度であるのに対して、
設定以上の温度差として７℃以上の温度差がある状態で
送ることを言う（以下も同じである）。

【０００９】（作用・効果）請求項１に係る発明の蓄電
・蓄熱式空調方法の構成によれば、蓄電・蓄熱運転過程
において、夜間電力などの外部電力を蓄電池に蓄え、か
つ、夜間電力などの外部電力を氷生成手段に供給して氷
生成手段により氷を生成し、氷蓄熱槽に蓄える。蓄電・
蓄熱運転過程を経た後の昼間には、蓄電池に蓄えた電力
を低温流体生成手段に供給して低温流体生成手段を駆動
し、冷房機から戻される低温流体を冷却して低温流体を
生成し、その低温流体生成手段で生成した低温流体を過
冷却熱交換器に供給する。更に、過冷却熱交換器に、氷
蓄熱槽からの過冷却用流体を供給し、その冷熱により低
温流体生成手段からの低温流体を冷却して冷房用低温流
体を得、その冷房用低温流体を冷房機に供給して冷房を
行う。また、過冷却用流体と熱交換した後の冷房用低温
流体の温度と冷房機を経た後の低温流体の温度との間に
設定以上の温度差がある大温度差送水状態で冷房用低温
流体を冷房機に供給して冷房を行う。これにより、夜間
電力などの外部電力でもって、昼間などの通常の冷房時
における、低温流体生成手段で低温流体を生成する冷熱
エネルギーと、過冷却熱交換器に供給する過冷却用流体
を得る冷熱エネルギーの両方を蓄えるから、氷蓄熱槽を
大きくしなくても多量の冷熱エネルギーを確保すること
ができる。また、低温流体の循環回路を構成する低温流
体供給管に、低温流体生成手段と過冷却熱交換器と冷房
機とを直列に設けるから、低温流体搬送経路を兼用で
き、装置を大型化せずに冷房を行える。そのうえ、蓄電
池と低温流体生成手段とを電力線で接続するだけで済
み、両者が離れていても容易に冷房を行うことができ、
かつ、低温流体生成手段と氷生成手段と氷蓄熱槽は屋上
などに互いに近接させて設置しながらも、蓄電池は地下
の機械室などの任意の位置に設置するといったように、
設計上の自由度が高く、イニシャルコストを低減でき
る。また、ＯＡルームの増設などによる冷房負荷の増大
に際し、蓄電池の容量を増加させるとともに低温流体生
成手段や氷生成手段の能力を増加させるなどにより容易
に対応でき、極めて有用である。しかも、冷房時には、
低温流体生成手段で冷却して低温流体を生成した後に、
その低温流体を氷蓄熱槽からの過冷却用流体で冷却し、
過冷却用流体と熱交換した後の冷房用低温流体の温度と
冷房機を経た後の低温流体の温度との間に設定以上の温
度差がある大温度差送水状態により、冷房機に冷房用低
温流体を供給して冷房を行うから、氷生成手段により氷
を生成する時に比べて高温の低温流体を低温流体生成手
段で生成しさえすれば良く、低温流体生成手段の成績係
数を高くできて高効率で運転できながら、冷房機に供給
する冷熱エネルギー量を増大でき、全体として、装置を
大型化せずに効率良く冷房を行える。

【００１０】また、請求項２に係る発明の蓄電・蓄熱式
空調システムは、前述のような目的を達成するために、
低温流体を生成する低温流体生成手段と、氷を生成する
氷生成手段と、前記氷生成手段により生成される氷を蓄
える氷蓄熱槽と、外部電力を充電する蓄電池と、前記低
温流体生成手段に循環配管を介して接続されて冷房を行
う冷房機と、前記循環配管の、前記低温流体生成手段か
ら前記冷房機に低温流体を供給する低温流体供給管部分
に介装されて低温流体を過冷却する過冷却熱交換器と、
前記過冷却熱交換器と前記氷蓄熱槽とにわたって接続さ
れて前記氷蓄熱槽から前記過冷却熱交換器に過冷却用流
体を供給する過冷却用流体供給管と、前記蓄電池および
前記氷生成手段に外部電力を供給して、前記蓄電池に外
部電力を充電し、かつ、前記氷生成手段により生成され
る氷を前記氷蓄熱槽内に蓄える蓄電・蓄熱運転状態と、
前記低温流体生成手段を前記蓄電池に充電した電力によ
り駆動して過冷却用流体よりも高い温度の低温流体を生
成し、生成した低温流体を前記冷房機に供給するととも
に、前記氷蓄熱槽から前記過冷却熱交換器に過冷却用流
体を供給する冷房運転状態とに切り換える運転制御手段
と、前記冷房運転状態のときに、前記冷房機に供給され
る冷房用低温流体の温度と前記冷房機を経た低温流体の
温度との間に設定温度以上の大温度差があるように前記
低温流体生成手段から前記過冷却熱交換器に低温流体を
供給する大温度差送水制御手段とを備えて構成する。

【００１１】（作用・効果）請求項２に係る発明の蓄電
・蓄熱式空調システムの構成によれば、運転制御手段に
よって、蓄電・蓄熱運転状態と冷房運転状態とに切り換
え、大温度差送水制御手段によって、冷房運転状態のと
きに、冷房用低温流体の温度と冷房機を経た低温流体の
温度との間に設定温度以上の大温度差があるように低温
流体生成手段から過冷却熱交換器に低温流体を供給す
る。これにより、上述した請求項１に係る方法発明を好
適に実施できるシステムを提供できる。

【００１２】また、請求項３に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項２に記載の蓄電・蓄熱
式冷房システムにおいて、冷房機が冷房用熱交換器およ
び暖房用熱交換器を備えた空調機であり、前記蓄電池の
充放電時に発生する熱を利用する放熱手段を備え、前記
冷房用熱交換器に循環配管を接続し、かつ、前記暖房用
熱交換器に温水配管を介して放熱手段を接続し、暖房を
も行えるように構成する。

【００１３】（作用・効果）請求項３に係る発明の蓄電
・蓄熱式空調システムの構成によれば、蓄電池の充放電
時に発生する熱を放熱手段および温水配管を介して暖房
用熱交換器に供給し、暖房を行うことができる。したが
って、蓄電池の充放電時に発生する熱を放熱手段で利用
するから、熱の利用効率を高くでき、省エネルギー性を
良好に向上できる。

【００１４】また、請求項４に係る発明は、前述のよう
な目的を達成するために、請求項２または３に記載の蓄
電・蓄熱式冷房システムにおいて、低温流体生成手段と
氷生成手段とをひとつの冷凍機で兼用構成する。

【００１５】（作用・効果）請求項４に係る発明の蓄電
・蓄熱式空調システムの構成によれば、ひとつの冷凍機
により低温流体と氷とを生成することができる。したが
って、低温流体と氷とを個別の機器で生成する場合に比
べて小型化できるとともに、設置スペースを小さくでき
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る蓄電・蓄
熱式空調システムの第１実施例を示すシステム構成図で
あり、夜間電力などの外部電力を蓄える蓄電池１が建物
の地下の機械室などに設置され、建物の屋上などに設置
された、低温流体生成手段としての冷水生成手段と氷生
成手段とを兼用構成した冷凍機２と電力線３を介して接
続され、蓄電池１の電力で冷凍機２を駆動し、低温流体
としての冷水を生成するように構成されている。

【００１７】建物の各室内には、冷房用熱交換器４と暖
房用熱交換器５とファン６とを備えた空調機７が設けら
れている。なお、図面上ではひとつの空調機７のみ例示
している。

【００１８】冷凍機２には、第１のポンプ８を介装した
第１の循環配管９を介して氷蓄熱槽１０が接続され、冷
凍機２で生成した氷を氷蓄熱槽１０に蓄えるように構成
されている。また、冷凍機２に空調機７の冷房用熱交換
器４が、１次ポンプ１１および２次ポンプ１２を介装し
た第２の循環配管１３を介して接続されている。

【００１９】第２の循環配管１３の、冷凍機２から空調
機７に冷水を供給する冷水供給管部分１３ａに、冷水を
過冷却する過冷却熱交換器１４が介装されている。過冷
却熱交換器１４と氷蓄熱槽１０とが、第２のポンプ１５
を介装した過冷却用冷水供給管１６を介して接続され、
氷蓄熱槽１０から過冷却熱交換器１４に、例えば、１〜
２℃などの過冷却用流体としての低温冷水を供給するよ
うに構成されている。

【００２０】蓄電池１には、電解液ポンプ１７を介装し
た温熱取り出し配管１８を介して、暖房熱源用熱交換器
１９が接続され、蓄電池１の充放電時に発生する熱を利
用するように放熱手段２０が構成されている。暖房熱源
用熱交換器１９と暖房用熱交換器５とが、第３のポンプ
２１を介装した温水配管２２を介して接続され、蓄電池
１の充放電時に発生する熱を利用して暖房を行えるよう
に構成されている。

【００２１】蓄電池１および冷凍機２それぞれに、外部
電力を供給する電力供給線２３が接続されている。冷凍
機２には、被冷却部２４に冷媒を供給する冷凍サイクル
（図示せず）が備えられ、その冷凍サイクルに圧縮機２
５と膨張弁（図示せず）と室外側熱交換器２６とが設け
られている。室外側熱交換器２６に代えて，冷却塔によ
る水冷構成を採用しても良い。

【００２２】被冷却部２４に、第１および第２の循環配
管９，１３が流路切換機構２７を介して接続されてい
る。また、被冷却部２４の出口箇所に、冷凍機２から取
り出される冷水または氷含有流体の温度を測定する第１
の温度センサ２８が設けられている。

【００２３】図２のブロック図に示すように、第１の温
度センサ２８が第１のコントローラ２９に接続され、そ
の第１のコントローラ２９に可変設定器３０と圧縮機２
５とが接続されている。第１のコントローラ２９には、
比較手段３１と冷媒供給量算出手段３２とが備えられて
いる。

【００２４】可変設定器３０には、２４時間を安価な夜
間電力が利用できる時間帯とそれ以外の時間帯とに分け
るデイタイマ３３が接続されるとともに、そのデイタイ
マ３３に、第１および第２のポンプ８，１５、１次ポン
プ１１、２次ポンプ１２および流路切換機構２７が接続
されている。

【００２５】比較手段３１では、第１の温度センサ２８
で測定される冷水または氷含有流体の温度と、可変設定
器３０で設定される温度とを比較するようになってい
る。冷媒供給量算出手段３２では、比較手段３１からの
比較結果に基づいて必要な冷媒供給量を算出し、必要な
冷媒供給量が得られるように圧縮機２５の回転数やスト
ロークなどを制御し、冷凍機２から取り出される冷水ま
たは氷含有流体の温度が設定温度を維持するように構成
されている。詳述しないが、必要な冷媒供給量を得るの
に、膨張弁や室外側熱交換器２６のファン（水冷構成の
場合であれば、冷却塔でのファンや冷却水循環ポンプな
ど）などの駆動も併せて制御される。

【００２６】上記構成により、下記の蓄電・蓄熱運転状
態と冷房運転状態とに切り換える運転制御手段が構成さ
れている。すなわち、安価な夜間電力が利用できる時間
帯では、蓄電池１の電圧を外部電力の電圧よりも下げる
とともに第１のポンプ８を駆動し、更に流路切換機構２
７を切り換え、外部電力を蓄電池１に充電するとともに
外部電力で冷凍機２を駆動し、かつ、可変設定器３０で
０℃を設定するとともに冷凍機２を第１の循環回路９に
接続し、冷凍機２で氷を生成するとともに、生成した氷
を氷蓄熱槽１０に蓄える蓄電・蓄熱運転状態が得られる
ようになっている。

【００２７】一方、安価な夜間電力が利用できる時間帯
以外の時間帯では、蓄電池１の電圧を外部電力の電圧よ
りも上げるとともに第２のポンプ８、１次ポンプ１１、
２次ポンプ１２を駆動し、更に流路切換機構２７を切り
換えるとともに電力線３を冷凍機２に接続し、蓄電池１
に蓄えた電力で冷凍機２を駆動し、かつ、可変設定器３
０で１０℃を設定するとともに冷凍機２を第２の循環回
路１３に接続し、冷凍機２で１０℃の冷水を生成すると
ともに、氷蓄熱槽１０から過冷却熱交換器１４に低温冷
水を供給する冷房運転状態が得られるようになってい
る。

【００２８】また、過冷却用冷水供給管１６に過冷却熱
交換器１４と並列になるように、第１の三方弁３５を付
設した第１のバイパス配管３６が接続されている。第２
の循環回路１３の過冷却熱交換器１４からの出口箇所に
第２の温度センサ３７が設けられ、その第２の温度セン
サ３７が第２のコントローラ３８に接続されるととも
に、第２のコントローラ３８に第１の三方弁３５が接続
されている。

【００２９】第２のコントローラ３８では、第２の温度
センサ３７で測定される温度と、例えば、５℃などの設
定温度とが比較され、その比較結果に応じて第１の三方
弁３５の分配開度を調整し、過冷却熱交換器１４から取
り出される冷房用冷水の温度を設定温度に維持するよう
に構成されている。

【００３０】冷房用熱交換器４からの冷水出口側箇所に
おいて、第２の循環配管１３に、冷水の流量を調整する
冷水流量調整弁３９が設けられている。また、暖房用熱
交換器５への温水入口側箇所において、温水配管１に、
温水の流量を調整する温水流量調整弁４０が設けられて
いる。

【００３１】空調機７を設けた室内に室内温度を測定す
る室内サーモ４１が設けられ、その室内サーモ４１が第
３のコントローラ４２に接続されるとともに、第３のコ
ントローラ４２に冷水流量調整弁３９および温水流量調
整弁４０が接続されている。

【００３２】第３のコントローラ２では、室内サーモ４
１で測定される室内温度と設定室内温度とを比較し、冷
房運転状態および暖房運転状態それぞれに応じて、測定
室内温度が設定室内温度になるように冷水流量調整弁３
９または温水流量調整弁４０の開度を調整し、設定温度
での冷房または暖房を行えるように構成されている。

【００３３】２次ポンプ１２が周波数制御による吐出容
量可変型のポンプで構成され、その２次ポンプ１２の出
口側箇所に、その吐出圧を測定する第１の圧力センサ４
３が設けられるとともに、第１の圧力センサ４３で測定
された吐出圧が２次ポンプ１２にフィードバックされ、
吐出圧が設定値になるように２次ポンプ１２の回転数を
調整するように構成されている。空調機７および２次ポ
ンプ１２と並列になるように、第２の循環配管１３に第
２のバイパス配管４４が接続されている。

【００３４】冷房運転状態のときに、過冷却熱交換器１
４で冷凍機２からの冷水を過冷却することにより、空調
機７の冷房用熱交換器４に供給される冷房用冷水の温度
（例えば、５℃）と冷房用熱交換器４を経た冷水の温度
（例えば、１５〜１７℃）との間に設定温度以上の大温
度差（例えば、７℃以上、好ましくは１０℃以上）があ
るように冷凍機２から過冷却熱交換器１４に冷水を供給
するように大温度差送水制御手段が構成されている。

【００３５】上記構成により、過冷却熱交換器１４から
の冷水の温度よりも設定温度（例えば、５℃）高い温度
の冷水を冷凍機２で生成すれば良く、冷房運転状態での
冷凍機２の成績係数を高くできる。

【００３６】温熱取り出し配管１８に、暖房熱源用熱交
換器１９と並列になるように、第２の三方弁４６を付設
した第３のバイパス配管４７が接続されている。温水配
管２２の暖房熱源用熱交換器１９からの温水出口側箇所
に温水温度を測定する第３の温度センサ４８が設けら
れ、その第３の温度センサ４８に第４のコントローラ４
９が接続されるとともに、第４のコントローラ４９に第
２の三方弁４６が接続され、暖房熱源用熱交換器１９か
ら設定温度の温水が取り出されるように、蓄電池１の電
解液タンクから暖房熱源用熱交換器１９に供給する電解
液の流量を制御するように構成されている。

【００３７】図３は、本発明に係る蓄電・蓄熱式空調シ
ステムの第２実施例を示すシステム構成図であり、第１
実施例と異なるところは次の通りである。すなわち、第
２の循環配管１３において、２次ポンプ１２と冷房用熱
交換器４との間の箇所に冷水の温度を測定する第４の温
度センサ６１が設けられている。また、冷房用熱交換器
４と冷凍機２との間の箇所に冷水の温度を測定する第５
の温度センサ６２と冷水の流量を測定する流量センサ６
３とが設けられている。

【００３８】第４および第５の温度センサ６１，６２と
流量センサ６３とが第５のコントローラ６４に接続さ
れ、その第５のコントローラ６４に２次ポンプ１２が接
続されている。第５のコントローラ６４では、第５の温
度センサ６２で測定される冷房に供した後の冷水の温度
Ｔ２と第４の温度センサ６１で測定される冷房用冷水の
温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１）と、流量センサ６３
で測定される流量Ｑとから熱量［Ｑ×（Ｔ２−Ｔ１）］
を求め、求められた熱量に比例するように２次ポンプ１
２の吐出容量を制御するようになっている。他の構成は
第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、
その説明は省略する。

【００３９】図４は、本発明に係る蓄電・蓄熱式空調シ
ステムの第３実施例を示すシステム構成図であり、第１
実施例と異なるところは次の通りである。すなわち、第
２の循環配管１３において、過冷却熱交換器１４と冷房
用熱交換器４との間の箇所と、冷房用熱交換器４と冷凍
機２の間の箇所とが、流量調整弁７１を介装した第４の
バイパス配管７２を介して接続されている。

【００４０】この第３実施例では、第１実施例における
１次ポンプ１１および２次ポンプ１２に代えて、冷房用
熱交換器４と冷凍機２の間の箇所で、かつ、第４のバイ
パス配管７２との接続箇所よりも下流側に１個の循環用
ポンプ７３が設けられる構成となっている。

【００４１】第４のバイパス配管７２には、流量調整弁
７１を挟んで、第４の圧力センサ７４と第５の圧力セン
サ７５とが設けられ、その第４および第５の圧力センサ
７４，７５に第６のコントローラ７６が接続され、第６
のコントローラ７６に流量調整弁７１が接続されてい
る。

【００４２】第６のコントローラ７６において、第４お
よび第５の圧力センサ７４，７５で測定される圧力の差
を求め、その圧力差が設定範囲になるように流量調整弁
７１の開度を調整するように構成されている。他の構成
は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことによ
り、その説明は省略する。

【００４３】図５は、本発明に係る蓄電・蓄熱式空調シ
ステムの第４実施例を示すシステム構成図であり、第１
実施例と異なるところは次の通りである。すなわち、低
温流体生成手段としての冷水を生成する第１の冷凍機８
１が設けられ、その第１の冷凍機８１と過冷却熱交換器
１４と空調機７とが循環配管８２に直列接続されてい
る。

【００４４】氷蓄熱槽１０に、氷生成手段としての製氷
機８３が付設されている。製氷機８３は、例えば、−５
℃などの０℃以下のブラインを生成する第２の冷凍機８
４と、その第２の冷凍機８４から氷蓄熱槽１０内まで延
ばされたポンプ８５付きのブライン配管８６とから構成
され、氷蓄熱槽１０内でブライン配管８６の外表面に氷
を生成させるようになっている。

【００４５】第１の冷凍機８１に電力線３が接続され、
第２の冷凍機８４に電力供給線２３が接続されている。
他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すこ
とにより、その説明は省略する。

【００４６】この第４実施例によれば、低温流体生成手
段としての冷水を生成する第１の冷凍機８１と氷生成手
段としての製氷機８３とがそれぞれ専用構成されてお
り、第１の冷凍機８１として、１０℃の冷水を生成する
のに適したものを選び、一方、第２の冷凍機８４とし
て、−５℃などの０℃以下のブラインを生成するのに適
したものを選ぶことができ、汎用の冷凍機を容易に選択
して適用でき、イニシャルコストを低減できる利点を有
している。

【００４７】上記実施例において、蓄電池１に充電する
外部電力としては、夜間電力が一般的であるが、その夜
間電力に加えて、あるいは、別途に、例えば、ソーラー
電池を備えている場合に、余剰の電力を蓄電池１に充電
するように構成するとか、ゴミ焼却場などで燃焼排ガス
で発電していて余剰電力が発生した場合に、その余剰電
力を充電するように構成するなど、各種の外部電力が適
用できる。

【００４８】上記実施例では、蓄電池１の充放電時に発
生する熱を利用する放熱手段２０を構成するのに、電解
液を暖房熱源用熱交換器１９に取り出すようにしている
が、例えば、電解液タンク内に放熱用熱交換コイルを設
けるとか、電解液タンクと暖房熱源用熱交換器１９との
間に、ブラインなどの循環配管を設けるとか、あるい
は、蓄電池１の本体ケーシング内に冷却用ジャケットを
設け、その冷却用ジャケットに循環させる水を利用する
ように構成するなど、各種の手段が採用できる。

【００４９】また、上記実施例では、冷房用熱交換器４
と暖房用熱交換器５とを備えた空調機７を用い、冷房お
よび暖房のいずれをも行えるように構成しているが、本
発明としては、例えば、給湯需要が高い病院などにあっ
て、冷房用熱交換器４のみを備えた空調機を用い、冷凍
機２で得られる冷水で冷房を行い、一方、蓄電池１で発
生する熱は、給湯にのみ用いるように構成するものでも
良く、それらの空調機をして冷房機と総称する。

【００５０】上述実施例では、冷凍機２または第１の冷
凍機８１と過冷却熱交換器１４と空調機７とにわたって
冷水を循環させるようにしているが、例えば、ブライン
などを循環させるようにしても良く、それらをして低温
流体と称する。また、氷蓄熱槽１０と過冷却熱交換器１
４とにわたって低温冷水をを循環させるようにしている
が、例えば、ブラインや氷含有流体などを循環させるよ
うにしても良く、それらをして過冷却用流体と称する。

【００５１】氷を氷蓄熱槽１０に蓄えるのに、上述第
１、第２および第３実施例では、冷凍機２で生成した氷
含有流体（シャーベット状の氷）を生成して氷蓄熱槽１
０に供給する、いわゆるダイナミック方式を採用してい
るが、氷蓄熱槽１０内に通したチューブの外周面または
内周面に氷を生成し、それを融解する、いわゆるスタテ
ィック方式を採用しても良い。第４実施例において、ス
タティック方式に代えてダイナミック方式を採用しても
良い。

【００５２】上述実施例における蓄電池１としては、レ
ドックス・フロー形電池やＮＡＳ電池や鉛電池など各種
の蓄電池が採用できる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に係る発明の蓄電・蓄熱式空調方法によれば、夜間電
力などの外部電力でもって、昼間などの通常の冷房時に
おける、低温流体生成手段で低温流体を生成する冷熱エ
ネルギーと、過冷却熱交換器に供給する過冷却用流体を
得る冷熱エネルギーの両方を蓄えるから、氷蓄熱槽を大
きくしなくても多量の冷熱エネルギーを確保することが
できる。また、低温流体の循環回路を構成する低温流体
供給管に、低温流体生成手段と過冷却熱交換器と冷房機
とを直列に設けるから、低温流体搬送経路を兼用でき、
装置を大型化せずに冷房を行える。そのうえ、蓄電池と
低温流体生成手段とを電力線で接続するだけで済み、両
者が離れていても容易に冷房を行うことができるととも
に、蓄電池を任意の位置に設置でき、設計上の自由度が
高く、イニシャルコストを低減できる。しかも、冷房時
には、過冷却用流体と熱交換した後の冷房用低温流体の
温度と冷房機を経た後の低温流体の温度との間に設定以
上の温度差がある大温度差送水状態により、冷房機に冷
房用低温流体を供給して冷房を行うから、低温流体生成
手段を高効率で運転できるとともに、冷房機に供給する
冷熱エネルギー量を増大でき、全体として、装置を大型
化せずに効率良く冷房を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄電・蓄熱式空気調和システムの
第１実施例を示すシステム構成図である。

【図２】ブロック図である。

【図３】第２実施例を示すシステム構成図である。

【図４】第３実施例を示すシステム構成図である。

【図５】第４実施例を示すシステム構成図である。

【符号の説明】

１…蓄電池 ２…冷凍機（低温流体生成手段、氷生成手段） ４…冷房用熱交換器 ５…暖房用熱交換器 ７…空調機 ９…第１の循環配管 １０…氷蓄熱槽 １３…第２の循環配管 １４…過冷却熱交換器 １６…過冷却用冷水供給管（過冷却用流体供給管） ２０…放熱手段 ２２…温水配管 ８１…第１の冷凍機（低温流体生成手段） ８２…循環配管 ８３…製氷機（氷生成手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低温流体を生成する低温流体生成手段と、 氷を生成する氷生成手段と、 前記氷生成手段により生成される氷を蓄える氷蓄熱槽
   と、 外部電力を充電する蓄電池と、 前記低温流体生成手段に循環配管を介して接続されて冷
   房を行う冷房機と、 前記循環配管の、前記低温流体生成手段から前記冷房機
   に低温流体を供給する低温流体供給管部分に介装されて
   低温流体を過冷却する過冷却熱交換器とを備え、 前記蓄電池および前記氷生成手段に外部電力を供給し
   て、前記蓄電池に外部電力を充電し、かつ、前記氷生成
   手段により生成される氷を前記氷蓄熱槽内に蓄えさせる
   蓄電・蓄熱運転過程を経た後、前記氷蓄熱槽から前記過
   冷却熱交換器に過冷却用流体を供給するとともに、前記
   低温流体生成手段を前記蓄電池に充電した電力により駆
   動し、前記過冷却用流体よりも高い温度の低温流体を生
   成して前記過冷却熱交換器に供給し、前記過冷却用流体
   と熱交換した後の冷房用低温流体の温度と前記冷房機を
   経た後の低温流体の温度との間に設定以上の温度差があ
   る大温度差送水状態により前記冷房機に冷房用低温流体
   を供給して冷房することを特徴とする蓄電・蓄熱式空調
   方法。
2. 【請求項２】低温流体を生成する低温流体生成手段と、 氷を生成する氷生成手段と、 前記氷生成手段により生成される氷を蓄える氷蓄熱槽
   と、 外部電力を充電する蓄電池と、 前記低温流体生成手段に循環配管を介して接続されて冷
   房を行う冷房機と、 前記循環配管の、前記低温流体生成手段から前記冷房機
   に低温流体を供給する低温流体供給管部分に介装されて
   低温流体を過冷却する過冷却熱交換器と、 前記過冷却熱交換器と前記氷蓄熱槽とにわたって接続さ
   れて前記氷蓄熱槽から前記過冷却熱交換器に過冷却用流
   体を供給する過冷却用流体供給管と、 前記蓄電池および前記氷生成手段に外部電力を供給し
   て、前記蓄電池に外部電力を充電し、かつ、前記氷生成
   手段により生成される氷を前記氷蓄熱槽内に蓄える蓄電
   ・蓄熱運転状態と、前記低温流体生成手段を前記蓄電池
   に充電した電力により駆動して過冷却用流体よりも高い
   温度の低温流体を生成し、生成した低温流体を前記冷房
   機に供給するとともに、前記氷蓄熱槽から前記過冷却熱
   交換器に過冷却用流体を供給する冷房運転状態とに切り
   換える運転制御手段と、 前記冷房運転状態のときに、前記冷房機に供給される冷
   房用低温流体の温度と前記冷房機を経た低温流体の温度
   との間に設定温度以上の大温度差があるように前記低温
   流体生成手段から前記過冷却熱交換器に低温流体を供給
   する大温度差送水制御手段と、 を備えたことを特徴とする蓄電・蓄熱式空調システム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の蓄電・蓄熱式冷房システ
   ムにおいて、 冷房機が冷房用熱交換器および暖房用熱交換器を備えた
   空調機であり、 前記蓄電池の充放電時に発生する熱を利用する放熱手段
   を備え、 前記冷房用熱交換器に循環配管を接続し、かつ、 前記暖房用熱交換器に温水配管を介して放熱手段を接続
   し、暖房をも行えるように構成してある蓄電・蓄熱式空
   調システム。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載の蓄電・蓄熱式冷
   房システムにおいて、 低温流体生成手段と氷生成手段とをひとつの冷凍機で兼
   用構成してある蓄電・蓄熱式冷房システム。