JP2006200821A - 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 太陽光で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素冷媒を用いた冷媒回路を備えた装置であって、冷凍、製氷、冷房、暖房、給湯、貯湯などを同時に行うことができる太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の提供。
【解決手段】 太陽電池パネル2を備えた太陽光発電装置5と、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6と、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用するための装置7、8、9を備え、前記冷媒回路の冷媒として二酸化炭素を用いた太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1により課題を解決できる。
【選択図】 図1
【解決手段】 太陽電池パネル2を備えた太陽光発電装置5と、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6と、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用するための装置7、8、9を備え、前記冷媒回路の冷媒として二酸化炭素を用いた太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1により課題を解決できる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、冷房、暖房、製氷、給湯、貯湯などを行うことができる太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置に関するものである。
従来、トラックなどの車両の荷台に冷凍コンテナを積載し、この冷凍コンテナの外側壁面に太陽電池パネルを設置し、太陽光で発電した電気エネルギーにより冷媒回路の電動圧縮機を駆動して前記冷凍コンテナ内を冷却するようにした車載用冷却装置の電源装置(特許文献1参照)、また太陽電池パネルを設置し、太陽光で発電した電気エネルギーにより冷媒回路の電動圧縮機を駆動して空調を行う空気調和装置(特許文献2、3参照)、また太陽電池アレイを設置し、太陽光で発電した電気エネルギーによりヒートポンプを駆動して給湯を行う給湯装置(特許文献4参照)が提案されている。
一方、冷凍回路には、冷媒としてフロン(R11、R12、R134aなど)が一般的に用いられていた。しかしながら、フロンは大気中に放出されると大きな温暖化効果やオゾン層破壊などの問題を有している。このため、近年、環境に与える影響の少ない他の自然冷媒、例えば、酸素(O2 )、二酸化炭素(CO2)、ハイドロカーボン(HC)、アンモニア(NH3 )、水(H2 O)を冷媒として用いる研究が行われている。
これら自然冷媒の内、酸素と水は、圧力が低くて冷凍回路の冷媒としては用いることが困難であり、アンモニアやハイドロカーボンは可燃性であるため、取り扱いが難しい問題がある。このため、二酸化炭素(CO2 )を冷媒として用いた冷却装置が開発されてきている(特許文献5、6参照)。
特開平6−135222号公報
特開2002−89991号公報
特開2000−28176号公報
特開平8−265988号公報
特開平10−19401号公報
特公平7−18602号公報
これら自然冷媒の内、酸素と水は、圧力が低くて冷凍回路の冷媒としては用いることが困難であり、アンモニアやハイドロカーボンは可燃性であるため、取り扱いが難しい問題がある。このため、二酸化炭素(CO2 )を冷媒として用いた冷却装置が開発されてきている(特許文献5、6参照)。
従来の太陽光で発電した電気エネルギーを利用する装置は冷凍用、空調用、給湯用など限られた用途に用いられるものであり、太陽光で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を備えた装置であって冷凍、空調、給湯などいずれも行うことができる装置はなかった。
本発明の目的は、太陽光で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を備えた装置であって、冷凍、冷房、暖房、貯湯、給湯などいずれも同時に行うことができる太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置を提供することである。
上記課題を解消するための本発明の請求項1に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を蓄える蓄冷温熱装置を備えたことを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1あるいは請求項2記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記冷熱および温熱を利用するための装置が、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させることを特徴とする。
本発明の請求項1に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とするものであり、
二酸化炭素を冷媒として用いた内部中間圧型多段(2段)圧縮式圧縮機を使用した場合、冷媒圧力は例えば高圧側で約10MPaに達し、前記圧縮機の外部に吐出された冷媒ガスの温度は、例えば約130℃の高温となり、そして二酸化炭素冷媒は蒸発器で蒸発して十分な冷熱を発生して、冷却作用を発揮するので、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱を利用して、製氷、冷凍、冷房などを行うことができるとともに、前記冷温熱発生装置で発生した温熱を利用して、暖房、貯湯、給湯などを行うことができるという、顕著な効果を奏する。
二酸化炭素を冷媒として用いた内部中間圧型多段(2段)圧縮式圧縮機を使用した場合、冷媒圧力は例えば高圧側で約10MPaに達し、前記圧縮機の外部に吐出された冷媒ガスの温度は、例えば約130℃の高温となり、そして二酸化炭素冷媒は蒸発器で蒸発して十分な冷熱を発生して、冷却作用を発揮するので、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱を利用して、製氷、冷凍、冷房などを行うことができるとともに、前記冷温熱発生装置で発生した温熱を利用して、暖房、貯湯、給湯などを行うことができるという、顕著な効果を奏する。
本発明の請求項2に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を蓄える蓄冷温熱装置を備えたことを特徴とするものであり、 前記蓄冷温熱装置に蓄えたエネルギーを利用して夜間、雨や曇りの日にも製氷、冷凍、冷房、暖房、給湯などを行うことができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
本発明の請求項3に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1あるいは請求項2記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記冷熱および温熱を利用するための装置が、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とするものであり、
前記冷熱および温熱を利用するための装置を利用して製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯を行うことができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
前記冷熱および温熱を利用するための装置を利用して製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯を行うことができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
本発明の請求項4に記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させるようにしたので、夜間、雨や曇りの日にも前記冷温熱発生装置で発生した冷熱を利用して、製氷、冷凍、冷房などを行うことができ、前記冷温熱発生装置で発生した温熱を利用して、暖房、給湯などを行うことができるという、さらなる顕著な効果を奏する。
次に本発明を図を用いて実施の形態に基づいて詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の1例を模式的に説明する説明図である。
図2は、図1に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の1例を説明する説明図である。
図3は、図2の冷媒回路のp−h線図である。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の1例を模式的に説明する説明図である。
図2は、図1に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の1例を説明する説明図である。
図3は、図2の冷媒回路のp−h線図である。
図1に示したように本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1は、太陽電池パネル2を備え、太陽電池パネル2で太陽光を受けて発電した直流電力はケーブル3を介してパワーコンデイショナー4に入力され、そこで交流電力に変換する太陽光発電装置5を備えている。さらに、太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1は、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を利用して製氷する製氷装置7、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を蓄える蓄冷熱装置8、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用して冷房、暖房を行う空調装置9が配置されて1つの断熱函体20の中に収納されて、備えている。
本発明で用いる太陽電池パネル2、パワーコンデイショナー4、製氷装置7、蓄冷熱装置8、空調装置9などは市販品を用いることができる。
本発明で用いる太陽電池パネル2、パワーコンデイショナー4、製氷装置7、蓄冷熱装置8、空調装置9などは市販品を用いることができる。
そして、パワーコンデイショナー4からの交流電力はケーブル21を介して冷温熱発生装置6の圧縮機10や各ファン151、152、159など、製氷装置7、蓄冷熱装置8、空調装置9の各駆動源に入力されて、図示しない制御装置によりそれぞれの目的に合わせて制御して作動するようになっている。
図2において、二酸化炭素(CO2 )を冷媒として使用する内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリ圧縮機10は冷媒回路を有する冷温熱発生装置6の一部を構成する。
圧縮機10は、例えばアルミニウム系金属からなる円筒状の密閉容器12内の電動要素14とこの電動要素14の回転軸16で駆動される下段の回転圧縮要素32および上段の回転圧縮要素34を備えて構成されており、密閉容器12は底部が各摺動部へ潤滑油を送って潤滑するための潤滑油の溜めとなっている。
圧縮機10は冷媒導入管94から吸い込まれた冷媒ガスを1段目の下段の回転圧縮要素32で圧縮して、密閉容器12内に吐出し、この密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスを冷媒導入管92から一旦中間冷却回路150に吐出し、中間冷却用熱交換器(インタークーラ)(温熱発生装置)159を通過することにより、冷媒ガスはファン151により空冷され、2段目の上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて圧縮され、2段目の圧縮にて高圧となった冷媒ガスは、冷媒吐出管96から吐出され、ファン151によりガスクーラ(温熱発生装置)154で空冷される。
圧縮機10は、例えばアルミニウム系金属からなる円筒状の密閉容器12内の電動要素14とこの電動要素14の回転軸16で駆動される下段の回転圧縮要素32および上段の回転圧縮要素34を備えて構成されており、密閉容器12は底部が各摺動部へ潤滑油を送って潤滑するための潤滑油の溜めとなっている。
圧縮機10は冷媒導入管94から吸い込まれた冷媒ガスを1段目の下段の回転圧縮要素32で圧縮して、密閉容器12内に吐出し、この密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスを冷媒導入管92から一旦中間冷却回路150に吐出し、中間冷却用熱交換器(インタークーラ)(温熱発生装置)159を通過することにより、冷媒ガスはファン151により空冷され、2段目の上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて圧縮され、2段目の圧縮にて高圧となった冷媒ガスは、冷媒吐出管96から吐出され、ファン151によりガスクーラ(温熱発生装置)154で空冷される。
ファン151により送風され中間冷却用熱交換器(インタークーラ)159およびガスクーラ154に接触して熱交換して加熱された空気は温風として空調を行う空調装置9に送られ空調に制御して利用される。
二酸化炭素を冷媒として用いたので、例えば冷媒圧力は高圧側で約10MPaに達し、外部に吐出された冷媒ガスの温度は例えば約130℃となる。
二酸化炭素を冷媒として用いたので、例えば冷媒圧力は高圧側で約10MPaに達し、外部に吐出された冷媒ガスの温度は例えば約130℃となる。
このガスクーラ154から出た冷媒は、第1熱交換器160にて蒸発器(冷熱発生装置)157を出た冷媒と熱交換した後、膨張弁156を経て蒸発器157に入り、蒸発し、冷却作用を発揮する。
そしてファン152により送風され蒸発器157に接触して熱交換して冷却された空気は冷風として空調を行う空調装置9に送られ空調に制御して利用される他、発生した冷熱は製氷装置7に送られ、製氷装置7に水が供給されると水が冷熱を吸収することにより凍結して氷となり製氷が行われ、製氷された氷を製氷装置7から経路158を経て蓄冷熱装置8に蓄え、蓄えられた氷はいわゆる氷として利用することもできるが、蓄冷熱装置8にフアン159により送風すれば、蓄冷熱装置8の氷に接触して熱交換して冷却され、空気は冷風となり空調装置9の空調に制御して利用することができる。
蒸発器157で蒸発した冷媒は、再度内部熱交換器160を経て、前記高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受け、完全に気体の状態となって冷媒導入管94から下段の回転圧縮要素32に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
そしてファン152により送風され蒸発器157に接触して熱交換して冷却された空気は冷風として空調を行う空調装置9に送られ空調に制御して利用される他、発生した冷熱は製氷装置7に送られ、製氷装置7に水が供給されると水が冷熱を吸収することにより凍結して氷となり製氷が行われ、製氷された氷を製氷装置7から経路158を経て蓄冷熱装置8に蓄え、蓄えられた氷はいわゆる氷として利用することもできるが、蓄冷熱装置8にフアン159により送風すれば、蓄冷熱装置8の氷に接触して熱交換して冷却され、空気は冷風となり空調装置9の空調に制御して利用することができる。
蒸発器157で蒸発した冷媒は、再度内部熱交換器160を経て、前記高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受け、完全に気体の状態となって冷媒導入管94から下段の回転圧縮要素32に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
この場合の動作を図3のp−h線図を参照して説明する。
下段の回転圧縮要素32で圧縮されて(エンタルピーをΔh3得て)中間圧となり、密閉容器12内に吐出された冷媒は(図3の(2)の状態)、冷媒導入管92から出て中間冷却回路150に流入する。そして、この中間冷却回路150が通過する中間冷却用熱交換器159に流入し、そこで空冷方式により放熱される(図3の(3)の状態)。ここで中間圧の冷媒は中間冷却用熱交換器159にて図3に示すようにエンタルピーをΔh1失う。
その後、上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて2段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管96より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている(図3の(4)の状態)。
下段の回転圧縮要素32で圧縮されて(エンタルピーをΔh3得て)中間圧となり、密閉容器12内に吐出された冷媒は(図3の(2)の状態)、冷媒導入管92から出て中間冷却回路150に流入する。そして、この中間冷却回路150が通過する中間冷却用熱交換器159に流入し、そこで空冷方式により放熱される(図3の(3)の状態)。ここで中間圧の冷媒は中間冷却用熱交換器159にて図3に示すようにエンタルピーをΔh1失う。
その後、上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて2段目の圧縮が行われて高圧高温の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管96より外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている(図3の(4)の状態)。
冷媒吐出管96から吐出された冷媒ガスはガスクーラ154に流入し、そこで空冷方式により放熱された後(図3の(5’)の状態)、第1熱交換器160を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される(図3の(5)の状態)(エンタルピーをΔh2失う)。その後冷媒は膨張弁156にて減圧され、その過程でガス/液混合状態となり(図3の(6)の状態。)、次に、蒸発器157に流入して蒸発する(図3の(1’)の状態)。蒸発器157から出た冷媒は第1熱交換器160を通過し、そこで前記高圧側の冷媒から熱を奪って加熱される(図3の(1)の状態)(エンタルピーをΔh2得る)。
そして、第1熱交換器160で加熱された冷媒は冷媒導入管94からロータリ圧縮機10の下段の回転圧縮要素32内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
そして、第1熱交換器160で加熱された冷媒は冷媒導入管94からロータリ圧縮機10の下段の回転圧縮要素32内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
回転軸16にはその中央に圧縮要素32、34や軸受などの各摺動部に潤滑油を供給する図示しない給油孔が設けられているとともに、回転軸16の下端に前記給油孔に連通するオイルピックアップが取付けられており、その下端を潤滑油溜の潤滑油中に浸漬させてある。オイルピックアップはオイル供給能力を向上させる図示しないパドルと一体に形成されている。
回転軸16が回転されると潤滑油溜中の潤滑油は回転軸16の回転により生じる遠心力により回転軸16の下端に取付けられたオイルピックアップから前記給油孔を経て軸受や圧縮要素32、34の各摺動部に供給され、各摺動部を潤滑した後、潤滑油溜中に戻り、循環して使用される。
一方、冷媒吐出管96から吐出された冷媒ガス中に同伴された潤滑油は冷媒とともに冷媒回路を経て冷媒導入管94から圧縮機10の下段の回転圧縮要素32内に吸い込まれ摺動部を潤滑する。
回転軸16が回転されると潤滑油溜中の潤滑油は回転軸16の回転により生じる遠心力により回転軸16の下端に取付けられたオイルピックアップから前記給油孔を経て軸受や圧縮要素32、34の各摺動部に供給され、各摺動部を潤滑した後、潤滑油溜中に戻り、循環して使用される。
一方、冷媒吐出管96から吐出された冷媒ガス中に同伴された潤滑油は冷媒とともに冷媒回路を経て冷媒導入管94から圧縮機10の下段の回転圧縮要素32内に吸い込まれ摺動部を潤滑する。
上記説明においては2段圧縮式ロータリ圧縮機について説明したが、圧縮機の形式は特に限定されず、具体的には、レシプロ式圧縮機、振動式圧縮機、マルチベーン式ロータリ圧縮機、スクロール式圧縮機などであってもよく、また圧縮段数は少なくとも1段以上であればよい。
また上記説明においては蒸発器を出た冷媒を第1熱交換器を通過させて高圧側の冷媒と熱交換させることで完全に気体の状態とする例について説明したが、第1熱交換器を用いる代わりに蒸発器の出口側と圧縮機の吸込側との間の低圧側にレシーバタンクを配設してもよい。
[第2の実施の形態]
図4は、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の他の例を模式的に説明する説明図である。
図5は、図4に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の例を説明する説明図である。
図4は、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の他の例を模式的に説明する説明図である。
図5は、図4に示した本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の冷媒回路を有する冷温熱発生装置の例を説明する説明図である。
図4に示したように本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1Aは、太陽電池パネル2を備え、太陽電池パネル2で太陽光を受けて発電した直流電力はケーブル3を介してパワーコンデイショナー4に入力されそこで交流電力に変換する太陽光発電装置5を備えており、さらに、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用して空調を行う空調装置9、冷温熱発生装置6で発生した温熱を利用して給湯する給湯装置22が配置されて1つの断熱函体20の中に収納されて、これら各装置を備えている。23は、給湯装置22中の熱湯を蓄える貯湯器である。
本発明で用いる太陽電池パネル2、パワーコンデイショナー4、空調装置9、給湯装置22、貯湯器23などは市販品を用いることができる。
本発明で用いる太陽電池パネル2、パワーコンデイショナー4、空調装置9、給湯装置22、貯湯器23などは市販品を用いることができる。
そして、パワーコンデイショナー4からの交流電力はケーブル21を介して冷温熱発生装置6の圧縮機10や各ファン151、152など、空調装置9、給湯装置22、貯湯器23などの各駆動源に入力されて、図示しない制御装置によりそれぞれの目的に合わせて制御して利用するようになっている。
図5において、二酸化炭素(CO2 )を冷媒として使用する内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリ圧縮機10は冷媒回路を有する冷温熱発生装置6の一部を構成する。
圧縮機10は、例えばアルミニウム系金属からなる円筒状の密閉容器12内の電動要素14とこの電動要素14の回転軸16で駆動される下段の回転圧縮要素32および上段の回転圧縮要素34を備えて構成されており、密閉容器12は底部を各摺動部へ潤滑油を送って潤滑するための潤滑油の溜めとなっている。
圧縮機10は冷媒導入管94から吸い込まれた冷媒ガスを1段目の下段の回転圧縮要素32で圧縮して、密閉容器12内に吐出し、この密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスを冷媒導入管92から一旦中間冷却回路150に吐出し、中間冷却用熱交換器(インタークーラ)(温熱発生装置)159を通過することにより、冷媒ガスはファン151により空冷され、2段目の上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて圧縮され、2段目の圧縮にて高圧となった冷媒ガスは、冷媒吐出管96から吐出される。二酸化炭素を冷媒として用いたので、例えば冷媒圧力は高圧側で約10MPaに達し、外部に吐出された冷媒ガスの温度は例えば約130℃となる。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。吐出された冷媒はファン151によりガスクーラ(温熱発生装置)154で空冷される(冷媒ガスの温度は例えば約40℃となる)。
ファン151により送風され中間冷却用熱交換器(インタークーラ)159およびガスクーラ154に接触して熱交換して加熱された空気は温風として空調を行う空調装置9に送られ空調に制御して利用される。
圧縮機10は、例えばアルミニウム系金属からなる円筒状の密閉容器12内の電動要素14とこの電動要素14の回転軸16で駆動される下段の回転圧縮要素32および上段の回転圧縮要素34を備えて構成されており、密閉容器12は底部を各摺動部へ潤滑油を送って潤滑するための潤滑油の溜めとなっている。
圧縮機10は冷媒導入管94から吸い込まれた冷媒ガスを1段目の下段の回転圧縮要素32で圧縮して、密閉容器12内に吐出し、この密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスを冷媒導入管92から一旦中間冷却回路150に吐出し、中間冷却用熱交換器(インタークーラ)(温熱発生装置)159を通過することにより、冷媒ガスはファン151により空冷され、2段目の上段の回転圧縮要素34に吸い込まれて圧縮され、2段目の圧縮にて高圧となった冷媒ガスは、冷媒吐出管96から吐出される。二酸化炭素を冷媒として用いたので、例えば冷媒圧力は高圧側で約10MPaに達し、外部に吐出された冷媒ガスの温度は例えば約130℃となる。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。吐出された冷媒はファン151によりガスクーラ(温熱発生装置)154で空冷される(冷媒ガスの温度は例えば約40℃となる)。
ファン151により送風され中間冷却用熱交換器(インタークーラ)159およびガスクーラ154に接触して熱交換して加熱された空気は温風として空調を行う空調装置9に送られ空調に制御して利用される。
また、図示しない水供給装置によりガスクーラ154に供給された水はガスクーラ154に接触して熱交換して加熱されて熱湯となり経路161を経て給湯装置22に送られる。給湯装置22の熱湯は経路162を経て外部に取り出して利用することができる。また給湯装置22の熱湯は経路163を経て貯湯器23に蓄えることができる。貯湯器23に蓄えた熱湯は経路164を経て外部に取り出して利用することができる。
そして、ガスクーラ154に接触して放熱した後、冷媒ガスは第1熱交換器160を通過する。冷媒はそこで低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。
第1熱交換器160で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁156に至り、圧力低下により、ガス/液体の二相混合体とされ、その状態で蒸発器157内に流入し、冷媒は蒸発し、冷却作用を発揮する。ファン152により送風され蒸発器157に接触して熱交換して冷却された空気は冷風として空調装置9の空調に制御して利用される。
その後、冷媒は蒸発器157から流出して、第1熱交換器160を通過し、前記高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受け、冷媒は完全に気体の状態となって冷媒導入管94から圧縮機10に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
図5に示した冷媒回路のp−h線図は、図3に示したp−h線図と略同じである。
第1熱交換器160で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁156に至り、圧力低下により、ガス/液体の二相混合体とされ、その状態で蒸発器157内に流入し、冷媒は蒸発し、冷却作用を発揮する。ファン152により送風され蒸発器157に接触して熱交換して冷却された空気は冷風として空調装置9の空調に制御して利用される。
その後、冷媒は蒸発器157から流出して、第1熱交換器160を通過し、前記高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受け、冷媒は完全に気体の状態となって冷媒導入管94から圧縮機10に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
図5に示した冷媒回路のp−h線図は、図3に示したp−h線図と略同じである。
[第3の実施の形態]
図示しないが、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の第3の実施の形態は、前記第1の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1および前記第2の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1Aを組み合わせて一体化して小型化したものである。
すなわち、図示しない第3の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を利用して製氷する製氷装置7、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を蓄える蓄冷熱装置8、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用して空調を行う空調装置9、冷温熱発生装置6で発生した温熱を利用して給湯する給湯装置22、給湯装置22中の熱湯を蓄える貯湯器23が配置されて1つの断熱函体20の中に収納されて、これら各装置を備えている。
太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより冷温熱発生装置6の冷媒回路を作動させ冷温熱発生装置6で発生した冷温熱を利用するための前記各装置を用いて、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯などを行うことができる。
図示しないが、本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置の第3の実施の形態は、前記第1の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1および前記第2の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置1Aを組み合わせて一体化して小型化したものである。
すなわち、図示しない第3の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置6、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を利用して製氷する製氷装置7、冷温熱発生装置6で発生した冷熱を蓄える蓄冷熱装置8、冷温熱発生装置6で発生した冷熱および温熱を利用して空調を行う空調装置9、冷温熱発生装置6で発生した温熱を利用して給湯する給湯装置22、給湯装置22中の熱湯を蓄える貯湯器23が配置されて1つの断熱函体20の中に収納されて、これら各装置を備えている。
太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーにより冷温熱発生装置6の冷媒回路を作動させ冷温熱発生装置6で発生した冷温熱を利用するための前記各装置を用いて、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯などを行うことができる。
[第4の実施の形態]
第4の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、図示しないが第3の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーを蓄える図示しない蓄電池を備えたものである。
前記蓄電池の電気エネルギーにより冷温熱発生装置6の冷媒回路を作動させるようにすれば、夜間、雨や曇りの日にも冷温熱発生装置6で発生した冷温熱を利用するための前記各装置を用いて、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯などを行うことができる。
第4の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、図示しないが第3の実施の形態の本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置において、太陽光発電装置5で発電した電気エネルギーを蓄える図示しない蓄電池を備えたものである。
前記蓄電池の電気エネルギーにより冷温熱発生装置6の冷媒回路を作動させるようにすれば、夜間、雨や曇りの日にも冷温熱発生装置6で発生した冷温熱を利用するための前記各装置を用いて、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯などを行うことができる。
なお、上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮するものではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば前記の実施の形態においては、太陽光発電装置4で発電した直流電力をパワーコンデイショナ4に入力して交流電圧に変換して使用した例を示したが、直流電力を交流電圧に変換することなく使用することもできる。
本発明の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置は、太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を利用するための装置を備え、そして前記冷媒回路の冷媒として二酸化炭素を用いたので、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱を利用するための装置を用いて、製氷、冷凍、冷房などを行うことができるとともに、前記冷温熱発生装置で発生した温熱を利用するための装置を用いて、暖房、給湯などを行うことができるという、顕著な効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。
1、1A 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置
2 太陽電池パネル
5 太陽光発電装置
6 冷温熱発生装置
7 製氷装置
8 蓄冷熱装置
9 空調装置
22 給湯装置
23 貯湯器
2 太陽電池パネル
5 太陽光発電装置
6 冷温熱発生装置
7 製氷装置
8 蓄冷熱装置
9 空調装置
22 給湯装置
23 貯湯器
Claims (4)
- 太陽電池パネルを備えた太陽光発電装置と、前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーにより作動する二酸化炭素を冷媒として用いた冷媒回路を有する冷温熱発生装置と、前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を利用するための装置を備えたことを特徴とする太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置。
- 前記冷温熱発生装置で発生した冷熱および温熱を蓄える蓄冷温熱装置を備えたことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置。
- 前記冷熱および温熱を利用するための装置が、製氷、蓄冷熱、冷凍、冷暖房、給湯、貯湯から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置。
- 前記太陽光発電装置で発電した電気エネルギーを蓄える蓄電池を備え、前記蓄電池の電気エネルギーにより前記冷温熱発生装置の冷媒回路を作動させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005012883A JP2006200821A (ja) | 2005-01-20 | 2005-01-20 | 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005012883A JP2006200821A (ja) | 2005-01-20 | 2005-01-20 | 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006200821A true JP2006200821A (ja) | 2006-08-03 |
Family
ID=36958985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005012883A Pending JP2006200821A (ja) | 2005-01-20 | 2005-01-20 | 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006200821A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010014391A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Denso Corp | 給湯システム |
CN102313330A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-01-11 | 杨成栋 | 冰水空调 |
WO2013083127A3 (de) * | 2011-12-08 | 2013-08-15 | G & M Systemtechnik Gmbh | Verfahren und eine vorrichtung zur kälteerzeugung insbesondere zur wasserrückgewinnung aus der luft |
CN110006124A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-12 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种太阳能辅助供暖,制冷,供热水三联供热泵系统 |
-
2005
- 2005-01-20 JP JP2005012883A patent/JP2006200821A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102313330A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-01-11 | 杨成栋 | 冰水空调 |
WO2013083127A3 (de) * | 2011-12-08 | 2013-08-15 | G & M Systemtechnik Gmbh | Verfahren und eine vorrichtung zur kälteerzeugung insbesondere zur wasserrückgewinnung aus der luft |
CN110006124A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-12 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种太阳能辅助供暖,制冷,供热水三联供热泵系统 |
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