JP2013096645A - Cooling system - Google Patents

Cooling system Download PDF

Info

Publication number
JP2013096645A
JP2013096645A JP2011240046A JP2011240046A JP2013096645A JP 2013096645 A JP2013096645 A JP 2013096645A JP 2011240046 A JP2011240046 A JP 2011240046A JP 2011240046 A JP2011240046 A JP 2011240046A JP 2013096645 A JP2013096645 A JP 2013096645A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
refrigerant
thermal energy
air
cooling system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011240046A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazufusa Noda
一房 野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OJIMA SHISAKU KENKYUSHO KK
Oshima Prototype Engineering Co Ltd
Original Assignee
OJIMA SHISAKU KENKYUSHO KK
Oshima Prototype Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OJIMA SHISAKU KENKYUSHO KK, Oshima Prototype Engineering Co Ltd filed Critical OJIMA SHISAKU KENKYUSHO KK
Priority to JP2011240046A priority Critical patent/JP2013096645A/en
Publication of JP2013096645A publication Critical patent/JP2013096645A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/272—Solar heating or cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption while a cooling system is operated.SOLUTION: In a cooling system 100, sunlight is converged by a solar panel 101 and a heating medium is heated by the thermal energy of converged sunlight to produce the steam of the heating medium. A condenser 105 is then driven by the thermal energy of the produced steam to compress a gas coolant. The coolant is further cooled and brought into liquid to perform cooling by cooling ambient air by evaporation heat generated in the course of liquid coolant evaporation. In the cooling system 100, steam is generated by the thermal energy of sunlight while taking advantage of the thermal energy of the sunlight and a compressor 104 is driven by the thermal energy of steam, thereby remarkably reducing power consumption during operation.

Description

本発明は、建物の室内や車両内部の空気を冷却する冷房システムに関する。   The present invention relates to a cooling system that cools air inside a building or inside a vehicle.

従来、建物の室内や車両内部の空気を冷却する冷房システムが普及している。たとえば、下記特許文献１には、冷房装置の作動を停止させて冷媒を循環させていないときに、冷房装置の冷媒放出手段を極力作動させないようにした車両用冷房装置が開示されている。また、特許文献２では、冷媒液を蒸発して周囲の空気を冷却する室内機と、冷媒ガスを圧縮する圧縮機および圧縮された冷媒ガスを外気で冷却して凝縮する凝縮器を有する室外機と、室内機と室外機の間に冷媒を循環する冷媒系統と、室内機で生成する凝縮水を排出する排水系統を備えた空冷式冷房装置において、室外機に散水手段を設け、その散水手段に排水系統の排水を供給して凝縮器に散水することで、凝縮器の熱交換能力を高めた空冷式冷房装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cooling system that cools air inside a building or inside a vehicle has been widespread. For example, Patent Document 1 below discloses a vehicular cooling device in which the refrigerant discharge means of the cooling device is not operated as much as possible when the operation of the cooling device is stopped and the refrigerant is not circulated. In Patent Document 2, an outdoor unit having an indoor unit that evaporates the refrigerant liquid and cools the surrounding air, a compressor that compresses the refrigerant gas, and a condenser that cools and compresses the compressed refrigerant gas with outside air. And an air-cooled cooling device comprising a refrigerant system that circulates a refrigerant between the indoor unit and the outdoor unit, and a drainage system that discharges condensed water generated in the indoor unit. An air-cooled cooling device is disclosed in which the drainage of the drainage system is supplied to the condenser and sprinkled on the condenser to increase the heat exchange capacity of the condenser.

特開２００８−０５５９２９号公報JP 2008-055929 A 特開２００４−１９０８７７号公報JP 2004-190877 A

一般に、冷房システムは、電力を動力源として稼働しており、冷房システム（いわゆるエアコン）の電力消費量は、家庭における電力消費量に大きな割合を占める。一方で、昨今地球環境への意識の高まりから、省エネルギー化への要請が高まっており、冷房システムについても電力消費量を低減することが望ましい。また、緊急時や電力不足時においては、電力供給が停止され、冷房システムを稼働させることができない状態が起こりえるという問題点がある。しかし、現在の住居環境において夏場に冷房が使用できないことは、特に高齢者や子供などにとって過酷な状況であり、電力供給の有無にかかわらず冷房を使用できることが望ましい。   In general, the cooling system is operated using electric power as a power source, and the power consumption of the cooling system (so-called air conditioner) occupies a large proportion of the power consumption at home. On the other hand, due to the recent increase in awareness of the global environment, there is an increasing demand for energy saving, and it is desirable to reduce the power consumption of the cooling system. In addition, there is a problem that in an emergency or when there is a shortage of power, there is a possibility that the power supply is stopped and the cooling system cannot be operated. However, the fact that cooling cannot be used in the summer in the current residential environment is a particularly harsh situation for elderly people, children, and the like, and it is desirable to be able to use cooling regardless of the presence or absence of power supply.

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、建物の室内や車両内部の空気を冷却する冷房システムにおいて、稼働時の電力消費量を低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce power consumption during operation in a cooling system that cools air inside a building or inside a vehicle.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる冷房システムは、太陽光を集光する集光手段と、前記集光手段に集光された前記太陽光の熱エネルギーによって熱媒を加熱し、前記熱媒の蒸気を発生させる加熱手段と、前記加熱手段で発生された前記蒸気の熱エネルギーによって駆動し、気体状の冷媒を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段で圧縮された前記冷媒を冷却し、液体状にする冷媒冷却手段と、前記冷媒冷却手段で冷却された液体状の前記冷媒を気化して、前記冷媒の気化熱によって周囲の空気を冷却する空気冷却手段と、前記空気冷却手段で冷却された空気を室内に供給する送風手段と、を備え、前記熱媒は、前記圧縮手段に前記熱エネルギーを供給した後、再度前記加熱手段に戻り、前記冷媒は、前記空気冷却手段によって気化された後、再度前記圧縮手段に戻ることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a cooling system according to the present invention includes a condensing unit that condenses sunlight, and a heat medium by the thermal energy of the sunlight collected on the condensing unit. And heating means for generating steam of the heating medium, compression means for compressing a gaseous refrigerant driven by thermal energy of the steam generated by the heating means, and compression by the compression means A refrigerant cooling means for cooling the refrigerant to make it liquid; an air cooling means for evaporating the liquid refrigerant cooled by the refrigerant cooling means; and cooling ambient air by heat of vaporization of the refrigerant; An air blowing means for supplying the air cooled by the air cooling means to the room, and the heating medium supplies the thermal energy to the compression means and then returns to the heating means again. Air cooling means Thus after being vaporized, characterized in that return to the compression means again.

請求項１の発明によれば、太陽光の熱エネルギーを用いて蒸気を発生させ、蒸気の熱エネルギーによって圧縮手段を駆動させる。通常、圧縮手段は電力によって駆動され、冷房システムの中でも特に電力消費量が多い構成部である。このため、請求項１の発明にかかる冷房システムによれば、圧縮手段の駆動に電力を用いないことによって、冷房システム稼働時の電力消費量を大きく低減させることができる。   According to the invention of claim 1, steam is generated using the thermal energy of sunlight, and the compression means is driven by the thermal energy of the steam. Usually, the compression means is driven by electric power, and is a component that consumes a large amount of power in the cooling system. Therefore, according to the cooling system of the first aspect of the present invention, power consumption during operation of the cooling system can be greatly reduced by not using power for driving the compression means.

請求項２の発明によれば、蒸気の熱エネルギーによって低沸点冷媒を気化して発電機を駆動させ、発電した電力を用いて冷房システムの構成部を稼働させる。このため、冷房システム稼働時の電力消費量をさらに低減させることができる。また、冷房システムで必要なすべての電力を発電機で発電することができれば、停電などによって商用電力が供給されない場合でも、冷房システムを稼働させることができる。   According to the invention of claim 2, the low boiling point refrigerant is vaporized by the thermal energy of the vapor to drive the generator, and the components of the cooling system are operated using the generated electric power. For this reason, the power consumption at the time of cooling system operation | movement can further be reduced. Moreover, if all the electric power necessary for the cooling system can be generated by the generator, the cooling system can be operated even when commercial power is not supplied due to a power failure or the like.

請求項３の発明によれば、集光手段を建物の屋根や側壁に設けることによって、本冷房システムを建物内の冷房に適用することが可能となる。建物においては、比較的大きな面積に集光手段を設けることができ、また、建物の向きや周辺環境などを考慮して、効率的に太陽光を集光することができる。また、集光手段が断熱材となり、日中における建物内の温度上昇を低減させることができる。   According to the invention of claim 3, by providing the light collecting means on the roof or side wall of the building, the present cooling system can be applied to the cooling in the building. In a building, light collecting means can be provided in a relatively large area, and sunlight can be efficiently collected in consideration of the direction of the building and the surrounding environment. Moreover, a condensing means becomes a heat insulating material and can reduce the temperature rise in the building in the daytime.

請求項４の発明によれば、集光手段を車両の屋根に設けることによって、本冷房システムを車両内の冷房に適用することが可能となる。車両においては、建物と比較して空間体積が小さいので、本冷房システムで十分な冷房能力を得られる可能性が高い。また、車両のボディー部は鋼板などの熱吸収率が高い素材でできているため、加熱手段における加熱効率が向上し、より効率的に蒸気を発生させることができる。   According to the invention of claim 4, the cooling system can be applied to cooling in the vehicle by providing the light collecting means on the roof of the vehicle. Since the space volume of a vehicle is smaller than that of a building, there is a high possibility that sufficient cooling capacity can be obtained with this cooling system. In addition, since the vehicle body is made of a material having a high heat absorption rate such as a steel plate, the heating efficiency of the heating means is improved and steam can be generated more efficiently.

実施の形態１にかかる冷房システム１００の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the air conditioning system 100 concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態２にかかる冷房システム２００の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the air conditioning system 200 concerning Embodiment 2. FIG.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる冷房システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a cooling system according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる冷房システム１００の構成を示す説明図である。冷房システム１００は、太陽光パネル（集光手段）１０１、加熱部（加熱手段）１０２、気水分離器１０３、コンプレッサー（圧縮手段）１０４、コンデンサー（冷媒冷却手段）１０５、コンデンサーファン１０６、レシーバー１０７、エキスバンションバルブ１０８、エバボレーター（空気冷却手段）１０９、ブロアファン（送風手段）１１０、送風口１１１によって構成される。冷房システム１００の各構成部は、１つの躯体内に設けられていてもよいし、たとえば、室外機と室外機のように複数の躯体内に分けて設けられていてもよい。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of the cooling system 100 according to the first embodiment. The cooling system 100 includes a solar panel (light collecting means) 101, a heating unit (heating means) 102, a steam separator 103, a compressor (compression means) 104, a condenser (refrigerant cooling means) 105, a condenser fan 106, and a receiver 107. , An expansion valve 108, an evaporator (air cooling means) 109, a blower fan (air blowing means) 110, and an air blowing port 111. Each component of the cooling system 100 may be provided in one housing, or may be provided separately in a plurality of housings such as an outdoor unit and an outdoor unit.

太陽光パネル１０１は、冷房システム１００が冷却対象とする建物の屋根や側壁、または車両の屋根などに設けられ、太陽光を集光する。太陽光パネル１０１は、たとえば、太陽熱温水システムに用いられる集熱器部分を用いることができ、たとえば、平板型集熱器、真空管型集熱器、集光型集熱器などを用いることができる。   The solar panel 101 is provided on a roof or side wall of a building to be cooled by the cooling system 100 or a roof of a vehicle, and collects sunlight. The solar panel 101 can use, for example, a heat collector portion used in a solar hot water system, and can use, for example, a flat plate type heat collector, a vacuum tube type heat collector, a concentrating heat collector, or the like. .

加熱部１０２は、太陽光パネル１０１に集光された太陽光の熱エネルギーによって熱媒を加熱し、熱媒の蒸気を発生させる。以下の実施の形態では、熱媒として水を用いるものとする。熱媒としては、水の他、たとえば水より沸点が低い低沸点溶媒を用いてもよい。また、図１では、加熱部１０２と太陽光パネル１０１とを一体として図示しているが、これに限らず、加熱部１０２と太陽光パネル１０１とを分離して設けてもよい。   The heating unit 102 heats the heat medium with the heat energy of sunlight condensed on the solar panel 101 to generate steam of the heat medium. In the following embodiments, water is used as the heat medium. As the heat medium, for example, a low boiling point solvent having a lower boiling point than water may be used in addition to water. In FIG. 1, the heating unit 102 and the solar panel 101 are illustrated as an integral unit, but the present invention is not limited thereto, and the heating unit 102 and the solar panel 101 may be provided separately.

気水分離器１０３は、加熱部１０２で加熱された熱媒の蒸気と液体部分とを分離する。本実施の形態では、気水分離器１０３において、水蒸気と熱水とが分離される。このうち、水蒸気はコンプレッサー１０４に供給される。また、熱水（およびコンプレッサー１０４に熱を供給した後の水蒸気（または飽和水））は再び加熱部１０２へと戻される。すなわち、加熱部１０２と気水分離器１０３との間では、水蒸気および熱水が循環する水蒸気・熱水サイクルが形成される。   The steam separator 103 separates the vapor of the heat medium heated by the heating unit 102 and the liquid part. In the present embodiment, steam and hot water are separated in the steam separator 103. Among these, water vapor is supplied to the compressor 104. Further, hot water (and water vapor (or saturated water after supplying heat to the compressor 104)) is returned to the heating unit 102 again. That is, a steam / hot water cycle in which steam and hot water circulate is formed between the heating unit 102 and the steam / water separator 103.

コンプレッサー１０４は、気水分離器１０３から供給される蒸気の熱エネルギーによって駆動し、気体状の冷媒（エアコンガス）を圧縮する。コンプレッサー１０４は、たとえば、蒸気をシリンダに導き、ピストンを動かして往復運動をさせて気体状の冷媒を圧縮する。また、たとえば、蒸気で羽根車を回転させ、この回転をピストンの往復運動に変換して気体状の冷媒を圧縮するようにしてもよい。コンプレッサー１０４によって圧縮された冷媒は、高温高圧の半液体状の状態でコンデンサー１０５へと供給される。また、上述したように、コンプレッサー１０４に熱エネルギーを供給した水蒸気（または飽和水）は、再び加熱部１０２へと戻される。   The compressor 104 is driven by the thermal energy of the steam supplied from the steam separator 103 and compresses a gaseous refrigerant (air conditioner gas). The compressor 104, for example, guides vapor to the cylinder and moves the piston to reciprocate to compress the gaseous refrigerant. Further, for example, the impeller may be rotated with steam, and this rotation may be converted into a reciprocating motion of the piston to compress the gaseous refrigerant. The refrigerant compressed by the compressor 104 is supplied to the condenser 105 in a high-temperature and high-pressure semi-liquid state. Further, as described above, the water vapor (or saturated water) supplied with thermal energy to the compressor 104 is returned to the heating unit 102 again.

コンデンサー１０５は、コンプレッサー１０４で圧縮された冷媒を冷却し、液体状にする。コンデンサー１０５では、内部に供給された冷媒に対してコンデンサーファン１０６によって発生させた風を当てることによって冷却をおこなう。コンデンサー１０５内の冷媒では、冷却によって液化が進む。コンデンサー１０５で冷却された冷媒は、レシーバー１０７へと供給される。   The condenser 105 cools the refrigerant compressed by the compressor 104 to make it liquid. In the condenser 105, cooling is performed by applying wind generated by the condenser fan 106 to the refrigerant supplied to the inside. The refrigerant in the condenser 105 is liquefied by cooling. The refrigerant cooled by the condenser 105 is supplied to the receiver 107.

レシーバー１０７は、液化された冷媒と、液化できずに気体状のままの冷媒とを分離する。また、レシーバー１０７では、乾燥材やストレーナーなどによって、冷媒から水分や不純物を取り除く。レシーバー１０７で分離された液化冷媒は、エキスバンションバルブ１０８へと供給される。   The receiver 107 separates the liquefied refrigerant from the refrigerant that cannot be liquefied and remains in a gaseous state. In the receiver 107, moisture and impurities are removed from the refrigerant by a desiccant or a strainer. The liquefied refrigerant separated by the receiver 107 is supplied to the expansion valve 108.

エキスバンションバルブ１０８は、図示しない微小なノズル穴からエバボレーター１０９内に液化冷媒を噴射する。これにより、エバボレーター１０９内で液化冷媒が一気に気化する。このとき、エバボレーター１０９周辺の空気の熱エネルギーが、冷媒の気化熱として奪われ、エバボレーター１０９が冷却される。そして、エバボレーター１０９に対して、ブロアファン１１０で発生させた風を通過させて、冷風を発生させる。この冷風は、送風口１１１から建物または車両の室内に供給され、室内の冷却がおこなわれる。   The expansion valve 108 injects liquefied refrigerant into the evaporator 109 through a minute nozzle hole (not shown). As a result, the liquefied refrigerant is vaporized at once in the evaporator 109. At this time, the thermal energy of the air around the evaporator 109 is taken away as the heat of vaporization of the refrigerant, and the evaporator 109 is cooled. Then, the wind generated by the blower fan 110 is passed through the evaporator 109 to generate cool air. The cold air is supplied to the building or the vehicle room from the air outlet 111 to cool the room.

なお、エバボレーター１０９で気化された冷媒は、再びコンプレッサー１０４に戻される。すなわち、コンプレッサー１０４、コンデンサー１０５、レシーバー１０７、エキスバンションバルブ１０８、エバボレーター１０９との間では、冷媒が循環する冷媒サイクルが形成される。   Note that the refrigerant evaporated by the evaporator 109 is returned to the compressor 104 again. That is, a refrigerant cycle in which the refrigerant circulates is formed among the compressor 104, the condenser 105, the receiver 107, the expansion valve 108, and the evaporator 109.

以上説明したように、実施の形態１にかかる冷房システム１００は、太陽光の熱エネルギーを用いて蒸気を発生させ、蒸気の熱エネルギーによってコンプレッサー１０４を駆動させる。通常、コンプレッサー１０４は、電力によって駆動され、冷房システムの中でも特に電力消費量が多い構成部である。このため、冷房システム１００によれば、コンプレッサー１０４の駆動に電力を用いず、稼働時の電力消費量を大きく低減させることができる。   As described above, the cooling system 100 according to the first embodiment generates steam using the thermal energy of sunlight, and drives the compressor 104 using the thermal energy of the steam. Usually, the compressor 104 is driven by electric power, and is a component that consumes a large amount of power in the cooling system. For this reason, according to the cooling system 100, the power consumption during operation can be greatly reduced without using electric power to drive the compressor 104.

冷房システム１００を建物に設ける場合、比較的大きな面積に太陽光パネル１０１を設けることができ、また、建物の向きや周辺環境などを考慮して、効率的に太陽光を集光することができる。また、太陽光パネル１０１が断熱材となり、日中における建物内の温度上昇を低減させることができる。また、冷房システム１００を車両に設ける場合、建物と比較して車両は空間体積が小さいので、冷房システム１００で十分な冷房能力を得られる可能性が高い。また、車両のボディー部は鋼板などの熱吸収率が高い素材でできているため、加熱部１０２における加熱効率が向上し、より効率的に蒸気を発生させることができる。   When the cooling system 100 is provided in a building, the solar panel 101 can be provided in a relatively large area, and sunlight can be efficiently collected in consideration of the direction of the building and the surrounding environment. . Moreover, the solar panel 101 becomes a heat insulating material, and the temperature rise in the building during the day can be reduced. Further, when the cooling system 100 is provided in the vehicle, the vehicle has a smaller space volume than the building, so that there is a high possibility that the cooling system 100 can obtain a sufficient cooling capacity. In addition, since the vehicle body is made of a material having a high heat absorption rate such as a steel plate, the heating efficiency in the heating unit 102 is improved and steam can be generated more efficiently.

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２にかかる冷房システム２００の構成を示す説明図である。実施の形態２にかかる冷房システム２００では、太陽光の熱エネルギーによって発生させた蒸気によって低沸点溶媒を気化し、気化した低沸点溶媒によって発電機を駆動して、冷房システムの稼働に必要な電力を発電する。これにより、冷房システム２００の駆動に商用電源を用いる必要がなく、停電時など商用電源が使用できない場合でも室内の冷房をおこなうことができる。なお、図２において、実施の形態１にかかる冷房システム２００と同様の箇所については図１と同じ符号を付している。また、以下の説明においても、実施の形態１と同様の箇所については詳細な説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of the cooling system 200 according to the second embodiment. In the cooling system 200 according to the second embodiment, the low boiling point solvent is vaporized by the steam generated by the thermal energy of sunlight, the generator is driven by the vaporized low boiling point solvent, and the electric power necessary for operating the cooling system. Power generation. Thereby, it is not necessary to use a commercial power source for driving the cooling system 200, and the room can be cooled even when the commercial power source cannot be used during a power failure. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 are attached to the same portions as those of the cooling system 200 according to the first embodiment. In the following description, detailed description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.

実施の形態２にかかる冷房システム２００は、実施の形態１にかかる冷房システム１００と同様の構成である、太陽光パネル１０１、加熱部１０２、気水分離器１０３、コンプレッサー１０４、コンデンサー１０５、コンデンサーファン１０６、レシーバー１０７、エキスバンションバルブ１０８、エバボレーター１０９、ブロアファン１１０、送風口１１１に加えて、プレヒーター２０１、蒸発器（気化手段）２０２、蒸気タービン２０３、発電機（発電手段）２０４、復水器２０５、冷却ファン２０６、循環ポンプ２０７が設けられている。プレヒーター２０１、蒸発器２０２、蒸気タービン２０３、復水器２０５の間では、低沸点溶媒が循環し、溶媒サイクルが形成されている。   The cooling system 200 according to the second embodiment has the same configuration as the cooling system 100 according to the first embodiment. The solar panel 101, the heating unit 102, the steam separator 103, the compressor 104, the condenser 105, and the condenser fan. 106, receiver 107, expansion valve 108, evaporator 109, blower fan 110, and air outlet 111, preheater 201, evaporator (vaporization means) 202, steam turbine 203, generator (power generation means) 204, recovery A water device 205, a cooling fan 206, and a circulation pump 207 are provided. A low boiling point solvent circulates between the preheater 201, the evaporator 202, the steam turbine 203, and the condenser 205 to form a solvent cycle.

プレヒーター２０１は、蒸発器２０２に先立って、気水分離器１０３で分離された熱水によって後述する低沸点溶媒を加熱する。プレヒーター２０１に熱エネルギーを供給した熱水は、再び加熱部１０２へと戻される。また、後述する蒸発器２０２に熱エネルギーを供給した蒸気（または水）についても、プレヒーター２０１を介して加熱部１０２に戻される。   Prior to the evaporator 202, the preheater 201 heats a low-boiling point solvent described later with hot water separated by the steam separator 103. The hot water that has supplied thermal energy to the pre-heater 201 is returned to the heating unit 102 again. Further, steam (or water) supplied with thermal energy to the evaporator 202 described later is also returned to the heating unit 102 via the preheater 201.

蒸発器２０２は、気水分離器１０３で分離された蒸気によって低沸点溶媒を加熱して、低沸点媒体を気化する。すなわち、蒸発器２０２は、蒸気の熱エネルギーによって低沸点媒体を気化する。低沸点溶媒とは、比較的沸点温度が低い溶媒であり、たとえば、ペンタン（Ｃ５Ｈ１２、沸点温度３６℃）などを用いることができる。低沸点溶媒を利用することによって、媒体の加熱源が低温の蒸気や熱水であっても蒸気を発生させることができる。蒸発器２０２で気化された低沸点溶媒（溶媒蒸気）は、蒸気タービン２０３に供給される。   The evaporator 202 heats the low boiling point solvent with the vapor separated by the steam separator 103 and vaporizes the low boiling point medium. That is, the evaporator 202 vaporizes the low boiling point medium by the heat energy of the steam. The low boiling point solvent is a solvent having a relatively low boiling point temperature. For example, pentane (C5H12, boiling point temperature 36 ° C.) can be used. By using a low-boiling solvent, steam can be generated even if the heating source of the medium is low-temperature steam or hot water. The low boiling point solvent (solvent vapor) vaporized by the evaporator 202 is supplied to the steam turbine 203.

蒸気タービン２０３は、溶媒蒸気のもつエネルギーを、タービン（羽根車）と軸を介して回転運動へと変換する。より詳細には、蒸気タービン２０３では、蒸発器２０２によって高温高圧となった溶媒蒸気がノズルから噴射される。これにより、媒体蒸気の圧力や温度が低下すると同時に、媒体蒸気の速度が増加する。媒体蒸気をタービンブレードに当てることによってタービンブレードに力が加わり、この力がトルクとなって軸を回転させ、後述する発電機２０４を駆動する。   The steam turbine 203 converts the energy of the solvent vapor into rotational motion through a turbine (impeller) and a shaft. More specifically, in the steam turbine 203, the solvent vapor that has been heated to high pressure by the evaporator 202 is injected from the nozzle. As a result, the pressure and temperature of the medium vapor decrease, and at the same time, the speed of the medium vapor increases. By applying the medium vapor to the turbine blade, a force is applied to the turbine blade, and this force becomes a torque to rotate the shaft to drive a generator 204 described later.

発電機２０４は、蒸気タービン２０３の回転によって電力を発生させる。すなわち、発電機２０４は、蒸発器２０２で気化された低沸点媒体の熱エネルギーによって蒸気タービン２０３を駆動し、電力を発生させる。発電機２０４で発電された電力は、たとえば、コンデンサーファン１０６、エキスバンションバルブ１０８、ブロアファン１１０、さらに冷却ファン２０６、循環ポンプ２０７など、冷房システム２００の構成部のうち、電力を必要とする構成部の駆動に用いることができる。   The generator 204 generates electric power by the rotation of the steam turbine 203. That is, the generator 204 drives the steam turbine 203 with the thermal energy of the low boiling point medium vaporized by the evaporator 202 to generate electric power. The power generated by the generator 204 requires power among the components of the cooling system 200 such as the condenser fan 106, the expansion valve 108, the blower fan 110, the cooling fan 206, and the circulation pump 207, for example. It can be used to drive the components.

復水器２０５は、冷却ファン２０６によって外部の空気を取り込み、発電機２０４に熱エネルギーを供給した媒体蒸気を冷却することによって、低沸点溶媒を液体状（低圧の飽和液）へと戻す。復水器２０５によって液体状に戻された低沸点媒体は、プレヒーター２０１を介して再び蒸発器２０２へと戻される。   The condenser 205 takes in external air by the cooling fan 206 and cools the medium vapor that has supplied thermal energy to the generator 204, thereby returning the low boiling point solvent to a liquid state (low-pressure saturated liquid). The low boiling point medium returned to the liquid state by the condenser 205 is returned again to the evaporator 202 via the preheater 201.

循環ポンプ２０７は、低沸点媒体に圧力を加えて、上述した媒体サイクル内において低沸点媒体を循環させる。   The circulation pump 207 applies pressure to the low boiling point medium to circulate the low boiling point medium in the above-described medium cycle.

以上説明したように、実施の形態２にかかる冷房システム２００では、実施の形態１にかかる冷房システム１００の効果に加えて、蒸気の熱エネルギーによって低沸点冷媒を気化して発電機２０４を駆動させ、発電した電力を用いて冷房システム２００の構成部を稼働させる。このため、冷房システム稼働時の電力消費量をさらに低減させることができる。   As described above, in the cooling system 200 according to the second embodiment, in addition to the effects of the cooling system 100 according to the first embodiment, the generator 204 is driven by vaporizing the low-boiling point refrigerant by the thermal energy of the steam. The components of the cooling system 200 are operated using the generated power. For this reason, the power consumption at the time of cooling system operation | movement can further be reduced.

また、冷房システム２００で必要なすべての電力を発電機２０４で発電することができれば、停電などによって商用電力が供給されない場合でも、冷房システム２００を稼働させることができる。特に、高齢者や子供などにとっては、夏場に冷房が使用できない状況は非常に過酷であり、電力供給の有無にかかわらず冷房を使用できることが望ましい。冷房システム２００によれば、太陽光が得られる時間帯（すなわち、最も冷房の需要が高い時間帯）においては、商用電源の使用可否にかかわらず、安定的に冷房を供給することができる。   Further, if all the electric power necessary for the cooling system 200 can be generated by the generator 204, the cooling system 200 can be operated even when commercial power is not supplied due to a power failure or the like. In particular, for elderly people and children, the situation in which cooling cannot be used in the summer is extremely harsh, and it is desirable to be able to use cooling regardless of whether or not power is supplied. According to the cooling system 200, in the time zone in which sunlight is obtained (that is, the time zone in which the demand for cooling is highest), it is possible to stably supply cooling regardless of whether or not the commercial power supply is used.

本発明は、太陽光が得られる場所における冷房システムに有効であり、特に、建物や車両の室内の冷房をおこなう冷房システムに適している。   The present invention is effective for a cooling system in a place where sunlight can be obtained, and is particularly suitable for a cooling system that cools the interior of a building or a vehicle.

１００，２００……冷房システム、１０１……太陽光パネル、１０２……加熱部、１０３……気水分離器、１０４……コンプレッサー、１０５……コンデンサー、１０６……コンデンサーファン、１０７……レシーバー、１０８……エキスバンションバルブ、１０９……エバボレーター、１１０……ブロアファン、１１１……送風口、２０１……プレヒーター、２０２……蒸発器、２０３……蒸気タービン、２０４……発電機、２０５……復水器、２０６……冷却ファン、２０７……循環ポンプ。   100, 200 ... Cooling system, 101 ... Solar panel, 102 ... Heating unit, 103 ... Air / water separator, 104 ... Compressor, 105 ... Condenser, 106 ... Condenser fan, 107 ... Receiver, DESCRIPTION OF SYMBOLS 108 .... Expansion valve, 109 ... Evaporator, 110 ... Blower fan, 111 ... Blower, 201 ... Preheater, 202 ... Evaporator, 203 ... Steam turbine, 204 ... Generator, 205 ... Condenser, 206 ... Cooling fan, 207 ... Circulation pump.

Claims (4)

太陽光を集光する集光手段と、
前記集光手段に集光された前記太陽光の熱エネルギーによって熱媒を加熱し、前記熱媒の蒸気を発生させる加熱手段と、
前記加熱手段で発生された前記蒸気の熱エネルギーによって駆動し、気体状の冷媒を圧縮する圧縮手段と、
前記圧縮手段で圧縮された前記冷媒を冷却し、液体状にする冷媒冷却手段と、
前記冷媒冷却手段で冷却された液体状の前記冷媒を気化して、前記冷媒の気化熱によって周囲の空気を冷却する空気冷却手段と、
前記空気冷却手段で冷却された空気を室内に供給する送風手段と、を備え、
前記熱媒は、前記圧縮手段に前記熱エネルギーを供給した後、再度前記加熱手段に戻り、
前記冷媒は、前記空気冷却手段によって気化された後、再度前記圧縮手段に戻ることを特徴とする冷房システム。 A light collecting means for collecting sunlight;
Heating means for heating the heat medium by the thermal energy of the sunlight condensed on the light collecting means, and generating vapor of the heat medium;
A compression unit that is driven by thermal energy of the steam generated by the heating unit and compresses a gaseous refrigerant;
A refrigerant cooling means for cooling the refrigerant compressed by the compression means into a liquid state;
An air cooling means for vaporizing the liquid refrigerant cooled by the refrigerant cooling means, and cooling ambient air by heat of vaporization of the refrigerant;
Air blowing means for supplying the air cooled by the air cooling means into the room,
The heating medium returns to the heating means again after supplying the thermal energy to the compression means,
The refrigerant is vaporized by the air cooling means and then returns to the compression means again. 前記蒸気の熱エネルギーによって低沸点媒体を気化する気化手段と、
前記気化手段で気化された前記低沸点媒体の熱エネルギーによって蒸気タービンを駆動し、電力を発生させる発電機と、をさらに備え、
前記低沸点冷媒は、前記発電機に熱エネルギーを供給した後、再度前記気化手段に戻り、
前記冷媒冷却手段、前記空気冷却手段、および前記送風手段のうち、少なくとも１つは、前記発電手段で発電された前記電力で駆動することを特徴とする請求項１に記載の冷房システム。 Vaporizing means for vaporizing a low boiling point medium by the thermal energy of the steam;
A generator that drives a steam turbine with thermal energy of the low-boiling-point medium vaporized by the vaporization means to generate electric power, and
The low-boiling-point refrigerant returns to the vaporization means again after supplying thermal energy to the generator,
2. The cooling system according to claim 1, wherein at least one of the refrigerant cooling unit, the air cooling unit, and the air blowing unit is driven by the electric power generated by the power generation unit. 前記集光手段は、建物の屋根または側壁の少なくともいずれかに設けられ、
前記送風手段は、前記建物内の前記室内に冷却された前記空気を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の冷房システム。 The light collecting means is provided on at least one of a roof or a side wall of a building,
The cooling system according to claim 1 or 2, wherein the air blowing means supplies the cooled air to the room in the building. 前記集光手段は、車両の屋根に設けられ、
前記送風手段は、前記車両内に冷却された前記空気を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の冷房システム。 The light collecting means is provided on the roof of the vehicle,
The cooling system according to claim 1 or 2, wherein the air blowing unit supplies the cooled air into the vehicle.
JP2011240046A 2011-11-01 2011-11-01 Cooling system Pending JP2013096645A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011240046A JP2013096645A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011240046A JP2013096645A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Cooling system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013096645A true JP2013096645A (en) 2013-05-20

Family

ID=48618763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011240046A Pending JP2013096645A (en) 2011-11-01 2011-11-01 Cooling system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013096645A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10006646B2 (en) 2015-04-30 2018-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Outdoor unit of air conditioner and control device for the outdoor unit

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58129122A (en) * 1982-01-27 1983-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cooling and heating device utilizing solar heat
JPS58217167A (en) * 1982-06-11 1983-12-17 松下電器産業株式会社 Heat apparatus utilizing solar heat
JPS62225863A (en) * 1986-03-28 1987-10-03 大和興産株式会社 Heater utilizing low-temperature heat source
JPS63123919U (en) * 1987-02-05 1988-08-12
JPH02256803A (en) * 1988-12-02 1990-10-17 Ormat Turbines 1965 Ltd Device for generating power actuated by steam and power generating method
JP2004261696A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Toshiba Corp Wood based biomass liquefying system utilizing waste heat and method for manufacturing ethanol
JP2004263944A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Hiroshi Yamaguchi Solar system
US20060288720A1 (en) * 2005-06-28 2006-12-28 Jmaev Jack I Method and apparatus for air conditioning using a primary and an ancillary power source
JP2009510386A (en) * 2005-10-04 2009-03-12 アーセー−スン アンパーツゼルスカブ Air conditioning and heat pump cooling system
JP2010019476A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Daikin Ind Ltd Refrigerating apparatus

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58129122A (en) * 1982-01-27 1983-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Cooling and heating device utilizing solar heat
JPS58217167A (en) * 1982-06-11 1983-12-17 松下電器産業株式会社 Heat apparatus utilizing solar heat
JPS62225863A (en) * 1986-03-28 1987-10-03 大和興産株式会社 Heater utilizing low-temperature heat source
JPS63123919U (en) * 1987-02-05 1988-08-12
JPH02256803A (en) * 1988-12-02 1990-10-17 Ormat Turbines 1965 Ltd Device for generating power actuated by steam and power generating method
JP2004261696A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Toshiba Corp Wood based biomass liquefying system utilizing waste heat and method for manufacturing ethanol
JP2004263944A (en) * 2003-02-28 2004-09-24 Hiroshi Yamaguchi Solar system
US20060288720A1 (en) * 2005-06-28 2006-12-28 Jmaev Jack I Method and apparatus for air conditioning using a primary and an ancillary power source
JP2009510386A (en) * 2005-10-04 2009-03-12 アーセー−スン アンパーツゼルスカブ Air conditioning and heat pump cooling system
JP2010019476A (en) * 2008-07-09 2010-01-28 Daikin Ind Ltd Refrigerating apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10006646B2 (en) 2015-04-30 2018-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Outdoor unit of air conditioner and control device for the outdoor unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4936109A (en) System and method for reducing gas compressor energy requirements
KR101121824B1 (en) Air-conditioning system using solar thermal energy
US20120017621A1 (en) Cooling method and apparatus
JP2011133123A (en) Refrigerating cycle device
JP2012112369A (en) Heat pump power generator
US9239177B2 (en) Hybrid absorption-compression chiller
US8297064B2 (en) Energy efficient air conditioning system
US9909791B2 (en) Combined vapor absorption and mechanical compression cycle design
CN103090593A (en) Heat pump cycle system, heat pump cycle method and vaporization system
JP4555784B2 (en) Steam generating apparatus using low-temperature waste heat, thermoelectric supply apparatus using the apparatus, and steam generating method
JP5312644B1 (en) Air conditioning power generation system
KR20170076220A (en) Hybrid Air-Brayton Cycle Power Generator System using Waste Heat, which generates simultaneously both high temperature steam and air
JP2010223439A (en) Solar heat utilizing steam generating system and solar heat utilizing absorption refrigerating machine using the same
Bhatia Overview of vapor absorption cooling systems
JP2004190885A (en) Absorption compression refrigerating machine and refrigerating system
JP2013096645A (en) Cooling system
KR101038249B1 (en) Air cooling apparustus for gas turbine
JP2014190586A (en) Ejector type refrigeration cycle device
KR101977884B1 (en) Heat pump system for recovery waste heat and coldness
KR20160019181A (en) Electricity generation system of electric automobile
KR20100078421A (en) The cooling and heating system using solar and wind power hybrid system
GB2474259A (en) Vapour compression refrigeration circuit
CN102588009B (en) Air energy saving air-conditioner generation system
CN201706769U (en) Lithium bromide central air conditioner for fully recycling vaporization heat
KR20150033567A (en) elctronic power generator using heat pump and driving method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150825

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160105