JP2004226015A - 冷温水供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の利用部へ冷水および温水の供給を同時に行なえるとともに、広い利用温度範囲の前記温水の供給を可能とした冷温水供給システムを提供する。
【解決手段】内燃機関１０と、この内燃機関１０で駆動される圧縮機１１と、冷媒と外気との熱交換を行わせる熱源側熱交換器１２とを備える熱源機１と、水熱交換器２０ａ、２０ｂをそれぞれ備え、前記冷媒との熱交換を行わせて冷温水を生成し、前記熱源機１から延びる高圧ガス管４と低圧ガス管５と液管６とからなるユニット間配管３へ並列に接続する構成とすることにより、複数系統の冷水又は複数系統の温水、或いは、冷水と温水との同時供給を複数の利用部に対して行うことが可能となる。更に、温水を供給するチラーユニット２ａで生成された温水を内燃機関１０を冷却する冷却水と熱交換させることにより、更に高温の温水が供給可能となるため、前記温水の利用温度範囲が拡大される。
【選択図】 図３
【解決手段】内燃機関１０と、この内燃機関１０で駆動される圧縮機１１と、冷媒と外気との熱交換を行わせる熱源側熱交換器１２とを備える熱源機１と、水熱交換器２０ａ、２０ｂをそれぞれ備え、前記冷媒との熱交換を行わせて冷温水を生成し、前記熱源機１から延びる高圧ガス管４と低圧ガス管５と液管６とからなるユニット間配管３へ並列に接続する構成とすることにより、複数系統の冷水又は複数系統の温水、或いは、冷水と温水との同時供給を複数の利用部に対して行うことが可能となる。更に、温水を供給するチラーユニット２ａで生成された温水を内燃機関１０を冷却する冷却水と熱交換させることにより、更に高温の温水が供給可能となるため、前記温水の利用温度範囲が拡大される。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、圧縮機で冷媒を圧縮して利用側熱交換器へ循環させ、利用部へ冷水および温水の供給を行う冷温水供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷媒（フロンなど）の使用量の減少が図れる、或いは、ブラインが漏洩した時の悪影響が少ないのでブライン配管の引き回しが容易であるとの理由から冷温水を生成して利用部へ供給する冷温水供給システムが、広く使用されるようになって来ている。
【０００３】
この冷温水供給システムは、電力や内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒と外気との熱交換を行わせる熱源側熱交換器と、前記冷媒と水との熱交換を行なわせる水熱交換器となどを備えた冷媒回路、および、前記水熱交換器で生成された冷水、または、温水を利用部へと流出させる冷温水ポンプを備えた冷温水回路から構成されており、前記利用部へ冷水を供給する場合には、前記熱源側熱交換器をコンデンサとして用い、前記水熱交換器で前記圧縮機から吐出された冷媒を蒸発させて冷水を生成し、前記利用部へ温水を供給する場合には、前記熱源側熱交換器をエバポレータとして用い、前記水熱交換器で前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させて温水を生成していることが一般的である。このため、この様な冷温水供給システムでは、冷水または温水のいずれか一方しか前記利用部へ供給することができなかった。
【０００４】
この様な冷温水供給システムとしては、前記水熱交換器と前記冷温水回路とを同一の筐体内に収納し、これとは別の筐体内に前記圧縮機や、室外熱交換器などの冷媒回路を収納して設け、前記冷温水回路と前記冷媒回路とを冷媒配管で接続して構成される冷温水供給システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−２３３４０５号公報（第３−４頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様な冷温水供給システムでは、冷水、或いは、温水のいずれか一方のみしか供給出来ないため、前記冷水と前記温水との両方の供給を同時に行える様にするためには、上記冷温水供給システムを２台備えて、それぞれ冷水生成用と温水生成用として用いるか、或いは、上記冷温水供給システムを冷水生成用とし、温水生成用として温水ボイラなどを備えなえる必要があった。
【０００７】
さらに、前記冷水、或いは、前記温水の供給を複数系統設ける場合には、それぞれ複数台の冷温水供給システム、或いは、温水ボイラを備える必要があった。
【０００８】
このことより、本願発明の目的は、複数の利用部としての利用部へ冷水および温水の供給を同時に行なえるとともに、広い利用温度範囲の前記温水の供給を可能とした冷温水供給システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成し、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成するとともに、前記利用側熱交換器の下流側に前記内燃機関を冷却する冷却水を流通させる温水熱交換器とこの温水熱交換器へ流通させる前記冷却水を遮断する遮断弁とを備え、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の冷水と温水とが同時供給可能な冷温水供給システムの第１実施形態の冷媒回路図である。
【００１３】
まず、冷温水供給システム４０は、例えば、熱源機１と、複数台のチラーユニット２ａ、２ｂとが設けられており、前記熱源機１に接続された高圧ガス管４と低圧ガス管５と液管６とからなるユニット間配管３と、通信配線７とへ前記チラーユニット２ａ、２ｂが、それぞれ接続されて設けられている。
【００１４】
熱源機１には、主に、ガス燃料を燃焼させて駆動力を発生させるガスエンジンなどの内燃機関１０が収納されており、この内燃機関１０の駆動力により運転され、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、前記冷媒と外気との熱交換を行う熱源側熱交換器１２と、前記冷媒の流量調節と減圧とを行う電動膨張弁１３と、前記冷却水から前記冷媒への熱回収を行なう熱回収器１４と、前記冷媒の気液分離を行うアキュームレータ１５と冷媒配管で接続されて収納されている。さらに、通信配線７へ接続され、後述するチラーユニット２ａ、２ｂに収納されたチラー制御部２２ａ、２２ｂとの通信および熱源機１の制御を行なう熱源制御部１６および前記内燃機関１０を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ４１が収納されている。
【００１５】
この冷却水ポンプ４１は、内燃機関１０と熱回収器１４とを接続する冷却水往き管４３ａに、前記冷却水を熱回収器１４へと流通させる方向に向けて設けられており、さらに、内燃機関１０と熱回収器１４との間には、前記冷却水が内燃機関１０へと戻る冷却水戻り管４３ｂが設けられている。この冷却水は、前記内燃機関１０の冷却を行うとともに、図示しない排気ガス熱交換器をも循環して前記内燃機関１０から排気される排気ガスとの熱交換を行い、前記排気ガスからの熱回収も行っている。
【００１６】
そして、圧縮機１１の吐出側には、冷媒吐出管１９ａが接続されており、この冷媒吐出管１９ａは分岐して、一方は逆止弁１７ａを介して高圧ガス管４へと接続され、他方は切換弁１８ａを介して熱源側熱交換器１２の一端へと接続されている。また、圧縮機１１の吸込側には、アキュームレータ１５を介して冷媒吸込管１９ｃが接続されており、この冷媒吸込管１９ｃは熱回収器１４を経由して冷媒吸込管１９ｂとして分岐され、一方は逆止弁１７ｂを介して低圧ガス管５へと接続され、他方は上記冷媒吐出管１９ａと同様、切換弁１８ｂを介して熱源側熱交換器１２の前記一端へと接続されている。そして、熱源側熱交換器１２の他端は、電動膨張弁１３を介して液管６へと接続されている。また、前記熱源側熱交換器１２の前記一端は分岐され、それぞれ切換弁１８ａ、１８ｂへ接続されている。前記逆止弁１７ａは、冷媒吐出管１９ａから高圧ガス管４へと冷媒が流通する方向に向けて設けられており、逆止弁１７ｂは、低圧ガス管５から冷媒吸込管１９ｂへと冷媒が流通する方向に向けて設けられている。
【００１７】
チラーユニット２ａには、利用側熱交換器２０ａと、電動膨張弁２１ａと、吐出弁２３ａと、吸込弁２４ａとが冷媒配管で接続されて収納されており、さらに、通信配線７へ接続され、上述の熱源機１に収納された熱源制御部１６との通信、および、チラーユニット２ａの制御を行うチラー制御部２２ａが収納されている。この利用側熱交換器２０ａの１次側の一端は、電動膨張弁２１ａおよび液枝管６ａを介して液管６へと接続され、他端は、分岐されて一方は前記吐出弁２３ａおよび吐出枝管４ａを介して高圧ガス管４へと接続され、他方は前記吸込弁２４ａおよび吸込枝管５ａを介して低圧ガス管５へと接続されている。また、前記利用側熱交換器２０ａの２次側には、この利用側熱交換器２０ａで生成された冷水または温水を利用部へ供給する循環ポンプ２５ａを備えた冷温水回路２６ａが接続されている。
【００１８】
チラーユニット２ｂは、上記チラーユニット２ａと同様であるため説明は省略する。
【００１９】
そして、チラーユニット２ａが冷水を利用部へ供給する場合の動作について説明すると、チラーユニット２ａに収納されたチラー制御部２２ａから吸込弁２４ａが開放されて吐出弁２３ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが絞った開度とされて循環ポンプ２５ａの運転が開始されるとともに、通信配線７を通じて冷水供給信号と冷水要求能力とが熱源制御部１６へ送信される。熱源機１に収納された熱源制御部１６は、前記冷水供給信号を受信して切換弁１８ａを開とし、切換弁１８ｂを閉として電動膨張弁１３を全開の開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させ、前記冷水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００２０】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、切換弁１８ａを経由して熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２で、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は凝縮し、電動膨張弁１３を経由して液管６、液枝管６ａを順次流通し、電動膨張弁２１ａで減圧されて利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで前記冷媒は蒸発し、吸込弁２４ａを経由して吸込枝管５ａ、低圧ガス管５を流通し、逆止弁１７ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４を順次経由し、冷媒吸込管１９ｃを経てアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００２１】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の蒸発により冷却されて冷水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２２】
また、チラーユニット２ｂが冷水を供給する場合にも上記チラーユニット２ａと同様に作動し、冷温水回路２６ｂを流通する水は、利用側熱交換器２０ｂで前記冷媒の蒸発により冷却されて冷水となり、循環ポンプ２５ｂにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２３】
このとき、チラーユニット２ａ、２ｂが同時に、それぞれ冷水を供給している場合には、図１の実線矢印および破線矢印に示す様に、前記冷媒は循環するとともに、チラー制御部２２ａ、２２ｂから、それぞれ熱源制御部１６へ冷水供給信号と冷水要求能力とが送信されるため、この送信を受ける熱源制御部１６では、チラー制御部２２ａ、２２ｂのそれぞれから送信された信号が、ともに冷水供給信号であることを判断し、前記チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された冷水要求能力を加算し、この加算された冷水要求能力に対応した能力で前記内燃機関１０、および、圧縮機１１の運転を行わせる。これにより、チラーユニット２ａ、２ｂから同時にそれぞれの前記利用部へ冷水を供給することができる。
【００２４】
また、チラーユニット２ａが温水を供給する場合の動作について説明すると、チラー制御部２２ａから電動膨張弁２１ａが開放ぎみの開度とされ、吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、循環ポンプ２５ａの運転が開始されるとともに、通信配線７を通じて温水供給信号と温水要求能力とが熱源制御部１６へ送信される。熱源機１に収納された熱源制御部１６は、前記温水供給信号を受信して切換弁１８ｂを開とし、切換弁１８ａを閉として、電動膨張弁１３を絞った開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させ、前記温水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００２５】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、図２の実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで、前記冷媒は凝縮して電動膨張弁２１ａを経由して液枝管６ａ、液管６を流通し、電動膨張弁１３で減圧されて熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２では、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は蒸発し、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４を順次経由し、冷媒吸込管１９ｃを経てアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００２６】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の凝縮により加温されて温水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２７】
また、チラーユニット２ｂが温水を供給する場合にも上記チラーユニット２ａと同様に作動し、冷温水回路２６ｂを流通する水は、利用側熱交換器２０ｂで前記冷媒の凝縮により加温されて温水となり、循環ポンプ２５ｂにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２８】
このとき、チラーユニット２ａ、２ｂが同時に、それぞれ温水を供給している場合には、図２の実線矢印および破線矢印に示す様に前記冷媒は循環するとともに、チラー制御部２２ａ、２２ｂから、それぞれ熱源制御部１６へ温水供給信号と温水要求能力とが送信されるため、この送信を受ける熱源制御部１６では、チラー制御部２２ａ、２２ｂのそれぞれから送信された信号が、ともに温水供給信号であることを判断し、前記チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された温水要求能力を加算し、この加算された温水要求能力に対応した能力で前記内燃機関１０、および、圧縮機１１の運転を行わせる。これにより、チラーユニット２ａ、２ｂから同時にそれぞれの前記利用部へ温水を供給することができる。
【００２９】
さらに、チラーユニット２ａが温水を供給し、同時に、チラーユニット２ｂが冷水を供給する場合について説明すると、図３に示す様に、一方のチラーユニット２ａでは、チラー制御部２２ａから吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが開放ぎみの開度とされて循環ポンプ２５ａの運転が開始される。他方のチラーユニット２ｂでは、チラー制御部２２ｂから吸込弁２４ｂが開放されて吐出弁２３ｂが閉じられ、電動膨張弁２１ｂが絞られた開度とされて循環ポンプ２５ｂの運転が開始される。そして、チラー制御部２２ａからは熱源制御部１６へ温水供給信号と温水要求能力とが通信配線７を通じて送信され、同様に、チラー制御部２２ｂからは前記熱源制御部１６へ冷水供給信号と冷水要求能力とが通信配線７を通じて送信される。
【００３０】
このとき、チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが、ほぼ同等の能力であれば、熱源制御部１６は、切換弁１８ａ、および、１８ｂを閉じ、電動膨張弁１３を全閉として前記温水要求能力、或いは、前記冷水要求能力のいずれか僅か大きい方の能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００３１】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、図３の実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。利用側熱交換器２０ａに流入した冷媒は、この利用側熱交換器２０ａで、冷温水回路２６ａを流通する水を加温して凝縮し、電動膨張弁２１ａ、液枝管６ａを経由して液管６へと流入し、液枝管６ｂを経由して電動膨張弁２１ｂで減圧されて利用側熱交換器２０ｂへと流入する。この利用側熱交換器２０ｂでは、冷温水回路２６ｂを流通する水を冷却して蒸発し、吸込弁２４ｂ、吸込枝管５ｂを経由して低圧ガス管５を流通し、逆止弁１７ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを経由し、アキュームレータ１５を経て圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００３２】
そして、循環ポンプ２５ａにより、利用側熱交換器２０ａへ流入した水は、この利用側熱交換器２０ａで加温され、温水として利用部へ供給されるとともに、循環ポンプ２５ｂにより、利用側熱交換器２０ｂへ流入した水は、この利用側熱交換器２０ｂで冷却され、冷水として利用部へ供給される。
【００３３】
また、前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが異なる能力で、この冷水と温水とを同時に前記利用部へ供給する場合では、前記冷水要求能力が、前記温水要求能力より大きい場合には、内燃機関１０を前記冷水要求能力に応じた能力で運転させる。図３の実線矢印および破線矢印に示す様に、熱源制御部１６より切換弁１８ａを開いて切換弁１８ｂを閉じ、電動膨張弁１３を開放ぎみの開度として、圧縮機１１から冷媒吐出管１９ａへ吐出された前記冷媒の一部を温水の供給を行うチラーユニット２ａの利用側熱交換器２０ａへ循環させて凝縮させるとともに、残りの前記冷媒を熱源側熱交換器１２で、外気との熱交換を行なわせて凝縮させ、電動膨張弁１３、液管６を順次流通させ、チラーユニット２ａで凝縮した前記冷媒と混合させてチラーユニット２ｂへ供給する。
【００３４】
これとは逆に、前記温水要求能力が、前記冷水要求能力より大きい場合には、内燃機関１０を前記温水要求能力に応じた能力で運転させるとともに、図４の実線矢印および破線矢印に示す様に、熱源制御部１６より切換弁１８ｂを開いて切換弁１８ａを閉じ、電動膨張弁１３を絞られた開度として、チラーユニット２ａの利用側熱交換器２０ａで凝縮した前記冷媒の一部をチラーユニット２ｂへ液管６を流通させて供給するとともに、残りの前記冷媒を電動膨張弁１３で減圧させて熱源側熱交換器１２へと流通させ、この熱源側熱交換器１２で外気との熱交換を行なわせて蒸発させ、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂを順次経由させ、チラーユニット２ｂで蒸発した前記冷媒と混合させて熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを順次経由させ、アキュームレータ１５を経て圧縮機１１へと戻す順路で循環させる。
【００３５】
このように、チラーユニット２ａ、２ｂの温水要求能力と冷水要求能力とが、ほぼ同等の能力であれば、チラーユニット２ａ、２ｂの間で吸熱および放熱をさせることにより、同時に、それぞれの利用部へ冷水と温水との供給を行うことができる。また、前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが異なる能力であれば、いずれか大きい方の前記要求能力に応じて内燃機関１０および圧縮機１１の運転を行わせ、前記要求能力の差に応じて熱源側熱交換器１２で前記冷媒の蒸発、或いは、凝縮を行わせることにより、前記熱源側熱交換器１２より前記外気へ放出させる熱を最小限に留めて経済的な冷水或いは温水の生成が行えうことが可能となるとともに、前記利用部の要求に応じた冷水および温水をそれぞれの利用部へ供給することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、チラーユニットを２ａ、２ｂの２台とし、これら２台のチラーユニットがそれぞれ冷水と冷水、温水と温水、或いは、温水と冷水を前記利用部へ供給する様説明したが、特にこれに限られるものでなく、上述の様に、チラーユニットを、さらに前記ユニット間配管３へ並列に接続することにより、この２系統以上の利用部に対して冷水、または、温水の供給を行うことができる。
【００３７】
さらに、本実施形態で説明する内燃機関の駆動力で圧縮機を運転する冷温水供給システムでは、次の図５に示す第２実施形態で説明する様に、内燃機関を冷却する冷却水を利用して前記利用部へ供給する前記温水の利用温度範囲を拡大することもできる。
【００３８】
この第２実施形態に示す冷温水供給システム５０では、上記第１実施形態で説明したチラーユニット２ａの冷温水回路２６ａに備えた利用側熱交換器２０ａの下流側に、内燃機関１０を冷却する冷却水からの熱回収を行なう温水熱交換器４２を設けている。また、熱源機１では、前記温水熱交換器４２へ内燃機関１０を冷却する冷却水を循環させるため、冷却水行き管４３ａ、冷却水戻り管４３ｂをそれぞれ分岐している。内燃機関１０を冷却する冷却水路は、熱回収器１４と冷却水ポンプ４１とを内燃機関１０から延びる冷却水往き管４３ａおよび冷却水戻り管４３ｂで接続して構成されており、この冷却水往き管４３ａには、冷却水ポンプ４１が、熱回収器１４へ前記冷却水を流通させる方向へ向けて設けられている。そして、この冷却水ポンプ４１の冷却水行き管４３ａの流出側は分岐されており、温水熱交換器４２の一端へ接続された冷却水往き枝管４４ａが接続されている。また、冷却水戻り管４３ｂも途中で分岐されており、前記温水熱交換器４２の他端へ接続された冷却水戻り枝管４４ｂが遮断弁４５を備えて接続されている。
【００３９】
そして、このチラーユニット２ａが温水を供給する場合には、チラー制御部２２ａから吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが全開の開度とされて循環ポンプ２５ａが運転されるとともに、通信配線７を通じて温水供給信号と温水要求能力とが送信されると、熱源機１に収納された熱源制御部１６は、切換弁１８ｂを開とし、切換弁１８ａを閉として、電動膨張弁１３を絞られた開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させるとともに、遮断弁４５を開放し、前記温水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００４０】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで、前記冷媒は、凝縮して電動膨張弁２１ａ、および、液枝管６ａを経由し、液管６を流通して電動膨張弁１３で減圧され、熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２では、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は蒸発し、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを順次経由してアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００４１】
また、内燃機関１０を冷却する前記冷却水は、冷却水ポンプ４１により冷却水往き管４３ａを流通して熱回収器１４へ流入するとともに、冷却水往き枝管４４ａを流通して温水熱交換器４２へと流入し、熱回収器１４では、アキュームレータ１５へと流入する冷媒との熱交換を行い、温水熱交換器４２では、冷温水回路２６ａを流通する水との熱交換を行って冷却水戻り枝管４４ｂおよび遮断弁４５を経由し、冷却水戻り管４３ｂで熱回収器１４を流通して戻った前記冷却水と合流して、再度、内燃機関１０へと流入する。
【００４２】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の凝縮により加温されるとともに、上記の様に温水熱交換器４２で、内燃機関１０を冷却する前記冷却水との熱交換を行い、さらに高温の温水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００４３】
これにより、上記第１実施形態で説明した前記温水よりもさらに高温の温水を利用部へ供給することが可能となるため、前記利用部へ供給される前記温水の利用温度範囲を拡大することができる。
【００４４】
また、上記第１実施形態でも説明した様に、この第２実施形態でも、ユニット間配管３へ、さらにチラーユニットを並列に接続して増設することにより、この２系統以上の利用部へ冷水、または、温水の供給が可能である。このため、例えば、図６に示す様に、チラーユニット２ａ、２ｂ、２ｃをユニット間配管３へ並列に接続し、チラーユニット２ａで冷水を、チラーユニット２ｂで温水を、チラーユニット２ｃでさらに高温の温水を、それぞれの利用部へ供給させることができる。
【００４５】
なお、第１、第２実施形態で説明した冷温水供給システム４０、５０でもチラーユニットを１台のみ接続して利用部へ冷水、または、温水の供給を行わせれば、従来の様な冷水、或いは、温水のいずれかのみを利用部へ供給する冷温水供給システムとすることも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明より、圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとを、高圧ガス管と低圧ガス管と液管とからなるユニット間配管で接続し、利用側熱交換器の一端を前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端を前記液管にそれぞれ接続して前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成したので、複数の利用部へ冷水および温水の供給を同時に行なうことが出来る。
【００４７】
また、内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとを、高圧ガス管と低圧ガス管と液管とからなるユニット間配管で接続し、利用側熱交換器の一端を前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端を前記液管にそれぞれ接続して前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成するとともに、前記利用側熱交換器の下流側に前記内燃機関を冷却する冷却水を流通させる温水熱交換器とこの温水熱交換器へ流通させる前記冷却水を遮断する遮断弁とを備えたので、複数の利用部へ冷水および広い利用温度範囲の温水の供給を同時に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷水供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図２】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、温水供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図３】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷温水同時供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図４】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷温水同時供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図５】さらに高温の温水供給を可能とした冷温水供給システムの一実施形態を示す図である。
【図６】温度の異なる温水と冷水とを供給可能とした冷温水供給システムの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 熱源機
２ａ〜２ｃ チラーユニット
４ 高圧ガス管
５ 低圧ガス管
６ 液管
７ 通信配線
１０ 内燃機関
１１ 圧縮機
１２ 熱源側熱交換器
２０ａ〜２０ｃ 利用側熱交換器
２６ａ〜２６ｃ 冷温水回路
４０ 冷温水供給システム
４１ 冷却水ポンプ
４２ 温水熱交換器
４３ａ 冷却水往き管
４３ｂ 冷却水戻り管
４４ａ 冷却水往き枝管
４４ｂ 冷却水戻り枝管
４５ 遮断弁
５０ 冷温水供給システム
【発明の属する技術分野】
本願発明は、圧縮機で冷媒を圧縮して利用側熱交換器へ循環させ、利用部へ冷水および温水の供給を行う冷温水供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷媒（フロンなど）の使用量の減少が図れる、或いは、ブラインが漏洩した時の悪影響が少ないのでブライン配管の引き回しが容易であるとの理由から冷温水を生成して利用部へ供給する冷温水供給システムが、広く使用されるようになって来ている。
【０００３】
この冷温水供給システムは、電力や内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機と、この圧縮機から吐出された冷媒と外気との熱交換を行わせる熱源側熱交換器と、前記冷媒と水との熱交換を行なわせる水熱交換器となどを備えた冷媒回路、および、前記水熱交換器で生成された冷水、または、温水を利用部へと流出させる冷温水ポンプを備えた冷温水回路から構成されており、前記利用部へ冷水を供給する場合には、前記熱源側熱交換器をコンデンサとして用い、前記水熱交換器で前記圧縮機から吐出された冷媒を蒸発させて冷水を生成し、前記利用部へ温水を供給する場合には、前記熱源側熱交換器をエバポレータとして用い、前記水熱交換器で前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させて温水を生成していることが一般的である。このため、この様な冷温水供給システムでは、冷水または温水のいずれか一方しか前記利用部へ供給することができなかった。
【０００４】
この様な冷温水供給システムとしては、前記水熱交換器と前記冷温水回路とを同一の筐体内に収納し、これとは別の筐体内に前記圧縮機や、室外熱交換器などの冷媒回路を収納して設け、前記冷温水回路と前記冷媒回路とを冷媒配管で接続して構成される冷温水供給システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−２３３４０５号公報（第３−４頁、第１−２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この様な冷温水供給システムでは、冷水、或いは、温水のいずれか一方のみしか供給出来ないため、前記冷水と前記温水との両方の供給を同時に行える様にするためには、上記冷温水供給システムを２台備えて、それぞれ冷水生成用と温水生成用として用いるか、或いは、上記冷温水供給システムを冷水生成用とし、温水生成用として温水ボイラなどを備えなえる必要があった。
【０００７】
さらに、前記冷水、或いは、前記温水の供給を複数系統設ける場合には、それぞれ複数台の冷温水供給システム、或いは、温水ボイラを備える必要があった。
【０００８】
このことより、本願発明の目的は、複数の利用部としての利用部へ冷水および温水の供給を同時に行なえるとともに、広い利用温度範囲の前記温水の供給を可能とした冷温水供給システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成し、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成するとともに、前記利用側熱交換器の下流側に前記内燃機関を冷却する冷却水を流通させる温水熱交換器とこの温水熱交換器へ流通させる前記冷却水を遮断する遮断弁とを備え、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の冷水と温水とが同時供給可能な冷温水供給システムの第１実施形態の冷媒回路図である。
【００１３】
まず、冷温水供給システム４０は、例えば、熱源機１と、複数台のチラーユニット２ａ、２ｂとが設けられており、前記熱源機１に接続された高圧ガス管４と低圧ガス管５と液管６とからなるユニット間配管３と、通信配線７とへ前記チラーユニット２ａ、２ｂが、それぞれ接続されて設けられている。
【００１４】
熱源機１には、主に、ガス燃料を燃焼させて駆動力を発生させるガスエンジンなどの内燃機関１０が収納されており、この内燃機関１０の駆動力により運転され、冷媒を圧縮する圧縮機１１と、前記冷媒と外気との熱交換を行う熱源側熱交換器１２と、前記冷媒の流量調節と減圧とを行う電動膨張弁１３と、前記冷却水から前記冷媒への熱回収を行なう熱回収器１４と、前記冷媒の気液分離を行うアキュームレータ１５と冷媒配管で接続されて収納されている。さらに、通信配線７へ接続され、後述するチラーユニット２ａ、２ｂに収納されたチラー制御部２２ａ、２２ｂとの通信および熱源機１の制御を行なう熱源制御部１６および前記内燃機関１０を冷却する冷却水を循環させる冷却水ポンプ４１が収納されている。
【００１５】
この冷却水ポンプ４１は、内燃機関１０と熱回収器１４とを接続する冷却水往き管４３ａに、前記冷却水を熱回収器１４へと流通させる方向に向けて設けられており、さらに、内燃機関１０と熱回収器１４との間には、前記冷却水が内燃機関１０へと戻る冷却水戻り管４３ｂが設けられている。この冷却水は、前記内燃機関１０の冷却を行うとともに、図示しない排気ガス熱交換器をも循環して前記内燃機関１０から排気される排気ガスとの熱交換を行い、前記排気ガスからの熱回収も行っている。
【００１６】
そして、圧縮機１１の吐出側には、冷媒吐出管１９ａが接続されており、この冷媒吐出管１９ａは分岐して、一方は逆止弁１７ａを介して高圧ガス管４へと接続され、他方は切換弁１８ａを介して熱源側熱交換器１２の一端へと接続されている。また、圧縮機１１の吸込側には、アキュームレータ１５を介して冷媒吸込管１９ｃが接続されており、この冷媒吸込管１９ｃは熱回収器１４を経由して冷媒吸込管１９ｂとして分岐され、一方は逆止弁１７ｂを介して低圧ガス管５へと接続され、他方は上記冷媒吐出管１９ａと同様、切換弁１８ｂを介して熱源側熱交換器１２の前記一端へと接続されている。そして、熱源側熱交換器１２の他端は、電動膨張弁１３を介して液管６へと接続されている。また、前記熱源側熱交換器１２の前記一端は分岐され、それぞれ切換弁１８ａ、１８ｂへ接続されている。前記逆止弁１７ａは、冷媒吐出管１９ａから高圧ガス管４へと冷媒が流通する方向に向けて設けられており、逆止弁１７ｂは、低圧ガス管５から冷媒吸込管１９ｂへと冷媒が流通する方向に向けて設けられている。
【００１７】
チラーユニット２ａには、利用側熱交換器２０ａと、電動膨張弁２１ａと、吐出弁２３ａと、吸込弁２４ａとが冷媒配管で接続されて収納されており、さらに、通信配線７へ接続され、上述の熱源機１に収納された熱源制御部１６との通信、および、チラーユニット２ａの制御を行うチラー制御部２２ａが収納されている。この利用側熱交換器２０ａの１次側の一端は、電動膨張弁２１ａおよび液枝管６ａを介して液管６へと接続され、他端は、分岐されて一方は前記吐出弁２３ａおよび吐出枝管４ａを介して高圧ガス管４へと接続され、他方は前記吸込弁２４ａおよび吸込枝管５ａを介して低圧ガス管５へと接続されている。また、前記利用側熱交換器２０ａの２次側には、この利用側熱交換器２０ａで生成された冷水または温水を利用部へ供給する循環ポンプ２５ａを備えた冷温水回路２６ａが接続されている。
【００１８】
チラーユニット２ｂは、上記チラーユニット２ａと同様であるため説明は省略する。
【００１９】
そして、チラーユニット２ａが冷水を利用部へ供給する場合の動作について説明すると、チラーユニット２ａに収納されたチラー制御部２２ａから吸込弁２４ａが開放されて吐出弁２３ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが絞った開度とされて循環ポンプ２５ａの運転が開始されるとともに、通信配線７を通じて冷水供給信号と冷水要求能力とが熱源制御部１６へ送信される。熱源機１に収納された熱源制御部１６は、前記冷水供給信号を受信して切換弁１８ａを開とし、切換弁１８ｂを閉として電動膨張弁１３を全開の開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させ、前記冷水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００２０】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、切換弁１８ａを経由して熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２で、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は凝縮し、電動膨張弁１３を経由して液管６、液枝管６ａを順次流通し、電動膨張弁２１ａで減圧されて利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで前記冷媒は蒸発し、吸込弁２４ａを経由して吸込枝管５ａ、低圧ガス管５を流通し、逆止弁１７ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４を順次経由し、冷媒吸込管１９ｃを経てアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００２１】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の蒸発により冷却されて冷水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２２】
また、チラーユニット２ｂが冷水を供給する場合にも上記チラーユニット２ａと同様に作動し、冷温水回路２６ｂを流通する水は、利用側熱交換器２０ｂで前記冷媒の蒸発により冷却されて冷水となり、循環ポンプ２５ｂにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２３】
このとき、チラーユニット２ａ、２ｂが同時に、それぞれ冷水を供給している場合には、図１の実線矢印および破線矢印に示す様に、前記冷媒は循環するとともに、チラー制御部２２ａ、２２ｂから、それぞれ熱源制御部１６へ冷水供給信号と冷水要求能力とが送信されるため、この送信を受ける熱源制御部１６では、チラー制御部２２ａ、２２ｂのそれぞれから送信された信号が、ともに冷水供給信号であることを判断し、前記チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された冷水要求能力を加算し、この加算された冷水要求能力に対応した能力で前記内燃機関１０、および、圧縮機１１の運転を行わせる。これにより、チラーユニット２ａ、２ｂから同時にそれぞれの前記利用部へ冷水を供給することができる。
【００２４】
また、チラーユニット２ａが温水を供給する場合の動作について説明すると、チラー制御部２２ａから電動膨張弁２１ａが開放ぎみの開度とされ、吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、循環ポンプ２５ａの運転が開始されるとともに、通信配線７を通じて温水供給信号と温水要求能力とが熱源制御部１６へ送信される。熱源機１に収納された熱源制御部１６は、前記温水供給信号を受信して切換弁１８ｂを開とし、切換弁１８ａを閉として、電動膨張弁１３を絞った開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させ、前記温水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００２５】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、図２の実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで、前記冷媒は凝縮して電動膨張弁２１ａを経由して液枝管６ａ、液管６を流通し、電動膨張弁１３で減圧されて熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２では、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は蒸発し、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４を順次経由し、冷媒吸込管１９ｃを経てアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００２６】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の凝縮により加温されて温水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２７】
また、チラーユニット２ｂが温水を供給する場合にも上記チラーユニット２ａと同様に作動し、冷温水回路２６ｂを流通する水は、利用側熱交換器２０ｂで前記冷媒の凝縮により加温されて温水となり、循環ポンプ２５ｂにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００２８】
このとき、チラーユニット２ａ、２ｂが同時に、それぞれ温水を供給している場合には、図２の実線矢印および破線矢印に示す様に前記冷媒は循環するとともに、チラー制御部２２ａ、２２ｂから、それぞれ熱源制御部１６へ温水供給信号と温水要求能力とが送信されるため、この送信を受ける熱源制御部１６では、チラー制御部２２ａ、２２ｂのそれぞれから送信された信号が、ともに温水供給信号であることを判断し、前記チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された温水要求能力を加算し、この加算された温水要求能力に対応した能力で前記内燃機関１０、および、圧縮機１１の運転を行わせる。これにより、チラーユニット２ａ、２ｂから同時にそれぞれの前記利用部へ温水を供給することができる。
【００２９】
さらに、チラーユニット２ａが温水を供給し、同時に、チラーユニット２ｂが冷水を供給する場合について説明すると、図３に示す様に、一方のチラーユニット２ａでは、チラー制御部２２ａから吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが開放ぎみの開度とされて循環ポンプ２５ａの運転が開始される。他方のチラーユニット２ｂでは、チラー制御部２２ｂから吸込弁２４ｂが開放されて吐出弁２３ｂが閉じられ、電動膨張弁２１ｂが絞られた開度とされて循環ポンプ２５ｂの運転が開始される。そして、チラー制御部２２ａからは熱源制御部１６へ温水供給信号と温水要求能力とが通信配線７を通じて送信され、同様に、チラー制御部２２ｂからは前記熱源制御部１６へ冷水供給信号と冷水要求能力とが通信配線７を通じて送信される。
【００３０】
このとき、チラー制御部２２ａ、２２ｂから送信された前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが、ほぼ同等の能力であれば、熱源制御部１６は、切換弁１８ａ、および、１８ｂを閉じ、電動膨張弁１３を全閉として前記温水要求能力、或いは、前記冷水要求能力のいずれか僅か大きい方の能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００３１】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、図３の実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。利用側熱交換器２０ａに流入した冷媒は、この利用側熱交換器２０ａで、冷温水回路２６ａを流通する水を加温して凝縮し、電動膨張弁２１ａ、液枝管６ａを経由して液管６へと流入し、液枝管６ｂを経由して電動膨張弁２１ｂで減圧されて利用側熱交換器２０ｂへと流入する。この利用側熱交換器２０ｂでは、冷温水回路２６ｂを流通する水を冷却して蒸発し、吸込弁２４ｂ、吸込枝管５ｂを経由して低圧ガス管５を流通し、逆止弁１７ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを経由し、アキュームレータ１５を経て圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００３２】
そして、循環ポンプ２５ａにより、利用側熱交換器２０ａへ流入した水は、この利用側熱交換器２０ａで加温され、温水として利用部へ供給されるとともに、循環ポンプ２５ｂにより、利用側熱交換器２０ｂへ流入した水は、この利用側熱交換器２０ｂで冷却され、冷水として利用部へ供給される。
【００３３】
また、前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが異なる能力で、この冷水と温水とを同時に前記利用部へ供給する場合では、前記冷水要求能力が、前記温水要求能力より大きい場合には、内燃機関１０を前記冷水要求能力に応じた能力で運転させる。図３の実線矢印および破線矢印に示す様に、熱源制御部１６より切換弁１８ａを開いて切換弁１８ｂを閉じ、電動膨張弁１３を開放ぎみの開度として、圧縮機１１から冷媒吐出管１９ａへ吐出された前記冷媒の一部を温水の供給を行うチラーユニット２ａの利用側熱交換器２０ａへ循環させて凝縮させるとともに、残りの前記冷媒を熱源側熱交換器１２で、外気との熱交換を行なわせて凝縮させ、電動膨張弁１３、液管６を順次流通させ、チラーユニット２ａで凝縮した前記冷媒と混合させてチラーユニット２ｂへ供給する。
【００３４】
これとは逆に、前記温水要求能力が、前記冷水要求能力より大きい場合には、内燃機関１０を前記温水要求能力に応じた能力で運転させるとともに、図４の実線矢印および破線矢印に示す様に、熱源制御部１６より切換弁１８ｂを開いて切換弁１８ａを閉じ、電動膨張弁１３を絞られた開度として、チラーユニット２ａの利用側熱交換器２０ａで凝縮した前記冷媒の一部をチラーユニット２ｂへ液管６を流通させて供給するとともに、残りの前記冷媒を電動膨張弁１３で減圧させて熱源側熱交換器１２へと流通させ、この熱源側熱交換器１２で外気との熱交換を行なわせて蒸発させ、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂを順次経由させ、チラーユニット２ｂで蒸発した前記冷媒と混合させて熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを順次経由させ、アキュームレータ１５を経て圧縮機１１へと戻す順路で循環させる。
【００３５】
このように、チラーユニット２ａ、２ｂの温水要求能力と冷水要求能力とが、ほぼ同等の能力であれば、チラーユニット２ａ、２ｂの間で吸熱および放熱をさせることにより、同時に、それぞれの利用部へ冷水と温水との供給を行うことができる。また、前記温水要求能力と前記冷水要求能力とが異なる能力であれば、いずれか大きい方の前記要求能力に応じて内燃機関１０および圧縮機１１の運転を行わせ、前記要求能力の差に応じて熱源側熱交換器１２で前記冷媒の蒸発、或いは、凝縮を行わせることにより、前記熱源側熱交換器１２より前記外気へ放出させる熱を最小限に留めて経済的な冷水或いは温水の生成が行えうことが可能となるとともに、前記利用部の要求に応じた冷水および温水をそれぞれの利用部へ供給することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、チラーユニットを２ａ、２ｂの２台とし、これら２台のチラーユニットがそれぞれ冷水と冷水、温水と温水、或いは、温水と冷水を前記利用部へ供給する様説明したが、特にこれに限られるものでなく、上述の様に、チラーユニットを、さらに前記ユニット間配管３へ並列に接続することにより、この２系統以上の利用部に対して冷水、または、温水の供給を行うことができる。
【００３７】
さらに、本実施形態で説明する内燃機関の駆動力で圧縮機を運転する冷温水供給システムでは、次の図５に示す第２実施形態で説明する様に、内燃機関を冷却する冷却水を利用して前記利用部へ供給する前記温水の利用温度範囲を拡大することもできる。
【００３８】
この第２実施形態に示す冷温水供給システム５０では、上記第１実施形態で説明したチラーユニット２ａの冷温水回路２６ａに備えた利用側熱交換器２０ａの下流側に、内燃機関１０を冷却する冷却水からの熱回収を行なう温水熱交換器４２を設けている。また、熱源機１では、前記温水熱交換器４２へ内燃機関１０を冷却する冷却水を循環させるため、冷却水行き管４３ａ、冷却水戻り管４３ｂをそれぞれ分岐している。内燃機関１０を冷却する冷却水路は、熱回収器１４と冷却水ポンプ４１とを内燃機関１０から延びる冷却水往き管４３ａおよび冷却水戻り管４３ｂで接続して構成されており、この冷却水往き管４３ａには、冷却水ポンプ４１が、熱回収器１４へ前記冷却水を流通させる方向へ向けて設けられている。そして、この冷却水ポンプ４１の冷却水行き管４３ａの流出側は分岐されており、温水熱交換器４２の一端へ接続された冷却水往き枝管４４ａが接続されている。また、冷却水戻り管４３ｂも途中で分岐されており、前記温水熱交換器４２の他端へ接続された冷却水戻り枝管４４ｂが遮断弁４５を備えて接続されている。
【００３９】
そして、このチラーユニット２ａが温水を供給する場合には、チラー制御部２２ａから吐出弁２３ａが開放されて吸込弁２４ａが閉じられ、電動膨張弁２１ａが全開の開度とされて循環ポンプ２５ａが運転されるとともに、通信配線７を通じて温水供給信号と温水要求能力とが送信されると、熱源機１に収納された熱源制御部１６は、切換弁１８ｂを開とし、切換弁１８ａを閉として、電動膨張弁１３を絞られた開度とし、冷却水ポンプ４１の運転を開始させるとともに、遮断弁４５を開放し、前記温水要求能力に応じて内燃機関１０の運転を開始させる。
【００４０】
これにより、圧縮機１１の運転が開始され、圧縮機１１から吐出された冷媒は、実線矢印の様に冷媒吐出管１９ａを流通し、逆止弁１７ａを経由して高圧ガス管４、吐出枝管４ａを順次流通し、吐出弁２３ａを経由して利用側熱交換器２０ａへと流入する。この利用側熱交換器２０ａで、前記冷媒は、凝縮して電動膨張弁２１ａ、および、液枝管６ａを経由し、液管６を流通して電動膨張弁１３で減圧され、熱源側熱交換器１２へと流入する。この熱源側熱交換器１２では、図示しない送風機から外気の送風を受けて前記冷媒は蒸発し、切換弁１８ｂ、冷媒吸込管１９ｂ、熱回収器１４、冷媒吸込管１９ｃを順次経由してアキュームレータ１５へと流入し、圧縮機１１へと戻る順路で循環する。
【００４１】
また、内燃機関１０を冷却する前記冷却水は、冷却水ポンプ４１により冷却水往き管４３ａを流通して熱回収器１４へ流入するとともに、冷却水往き枝管４４ａを流通して温水熱交換器４２へと流入し、熱回収器１４では、アキュームレータ１５へと流入する冷媒との熱交換を行い、温水熱交換器４２では、冷温水回路２６ａを流通する水との熱交換を行って冷却水戻り枝管４４ｂおよび遮断弁４５を経由し、冷却水戻り管４３ｂで熱回収器１４を流通して戻った前記冷却水と合流して、再度、内燃機関１０へと流入する。
【００４２】
そして、冷温水回路２６ａを流通する水は、利用側熱交換器２０ａで前記冷媒の凝縮により加温されるとともに、上記の様に温水熱交換器４２で、内燃機関１０を冷却する前記冷却水との熱交換を行い、さらに高温の温水となり、循環ポンプ２５ａにより図示しない利用部へ供給されることとなる。
【００４３】
これにより、上記第１実施形態で説明した前記温水よりもさらに高温の温水を利用部へ供給することが可能となるため、前記利用部へ供給される前記温水の利用温度範囲を拡大することができる。
【００４４】
また、上記第１実施形態でも説明した様に、この第２実施形態でも、ユニット間配管３へ、さらにチラーユニットを並列に接続して増設することにより、この２系統以上の利用部へ冷水、または、温水の供給が可能である。このため、例えば、図６に示す様に、チラーユニット２ａ、２ｂ、２ｃをユニット間配管３へ並列に接続し、チラーユニット２ａで冷水を、チラーユニット２ｂで温水を、チラーユニット２ｃでさらに高温の温水を、それぞれの利用部へ供給させることができる。
【００４５】
なお、第１、第２実施形態で説明した冷温水供給システム４０、５０でもチラーユニットを１台のみ接続して利用部へ冷水、または、温水の供給を行わせれば、従来の様な冷水、或いは、温水のいずれかのみを利用部へ供給する冷温水供給システムとすることも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明より、圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとを、高圧ガス管と低圧ガス管と液管とからなるユニット間配管で接続し、利用側熱交換器の一端を前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端を前記液管にそれぞれ接続して前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成したので、複数の利用部へ冷水および温水の供給を同時に行なうことが出来る。
【００４７】
また、内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとを、高圧ガス管と低圧ガス管と液管とからなるユニット間配管で接続し、利用側熱交換器の一端を前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端を前記液管にそれぞれ接続して前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成するとともに、前記利用側熱交換器の下流側に前記内燃機関を冷却する冷却水を流通させる温水熱交換器とこの温水熱交換器へ流通させる前記冷却水を遮断する遮断弁とを備えたので、複数の利用部へ冷水および広い利用温度範囲の温水の供給を同時に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷水供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図２】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、温水供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図３】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷温水同時供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図４】本発明による冷温水供給システムの一実施形態を示す図で、冷温水同時供給時の冷媒の流れを示した図である。
【図５】さらに高温の温水供給を可能とした冷温水供給システムの一実施形態を示す図である。
【図６】温度の異なる温水と冷水とを供給可能とした冷温水供給システムの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 熱源機
２ａ〜２ｃ チラーユニット
４ 高圧ガス管
５ 低圧ガス管
６ 液管
７ 通信配線
１０ 内燃機関
１１ 圧縮機
１２ 熱源側熱交換器
２０ａ〜２０ｃ 利用側熱交換器
２６ａ〜２６ｃ 冷温水回路
４０ 冷温水供給システム
４１ 冷却水ポンプ
４２ 温水熱交換器
４３ａ 冷却水往き管
４３ｂ 冷却水戻り管
４４ａ 冷却水往き枝管
４４ｂ 冷却水戻り枝管
４５ 遮断弁
５０ 冷温水供給システム
Claims (2)
- 圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成し、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とする冷温水供給システム。
- 内燃機関の駆動力で駆動される圧縮機、熱源側熱交換器および熱源側膨張弁を備えた熱源機と、利用側熱交換器を備えた複数台のチラーユニットとがユニット間配管により接続され、前記熱源側熱交換器の一端が、圧縮機の冷媒吐出管と冷媒吸込管とに択一に分岐して接続され、前記ユニット間配管が、前記冷媒吐出管に接続された高圧ガス管と、前記冷媒吸込管に接続された低圧ガス管と、前記熱源側熱交換器の他端に接続された液管とを有して構成され、利用側熱交換器の一端が前記高圧ガス管および前記低圧ガス管に、他端が前記液管にそれぞれ接続され、前記チラーユニットの利用側熱交換器を水冷媒熱交換器で構成するとともに、前記利用側熱交換器の下流側に前記内燃機関を冷却する冷却水を流通させる温水熱交換器とこの温水熱交換器へ流通させる前記冷却水を遮断する遮断弁とを備え、前記チラーユニットは、この水冷媒熱交換器で熱交換した冷水或いは温水を利用部へ供給可能としたことを特徴とする冷温水供給システム。
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