JP2015225739A - 蓄電池冷却システム - Google Patents

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直之 舟田
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悠人 増田
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

【課題】本発明は、蓄電池冷却システムに関するもので、蓄電池を効果的冷却することを目的とする。
【解決手段】本発明は、電池室１外の空気を取り入れ、熱交換器１６で室内空気と熱交換させるようにしたので、一般的に、電池室内空気よりも低温の室外空気を利用して、蓄電池２を冷却することが出来る。また、室外空気を利用しただけでは、蓄電池２を十分に冷却することが出来ないときには、室内空気を冷媒回路１８の蒸発器１９で冷却後に蓄電池２を冷却することにしたので、この場合でも蓄電池２を効果的に冷却することができる。さらに、冷媒回路１８の凝縮器２０も室外空気によって冷却するので、冷媒回路１８としての効率も高くなり、この結果として、蓄電池２を効果的に冷却することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、蓄電池冷却システムに関するものである。
蓄電池の容量が飛躍的に大きくなってきたことにより、この蓄電池を家庭や事務所などに設置することで、省電力化を図ろうとするものが提案されている。
例えば、ソーラー発電機で発電された電力を、この蓄電池に充電することで、一般市販の電力使用量を抑制する試みもなされている。
また、この蓄電池の容量が大きいということは、その充電電流や、放電電流も大きくなるので、蓄電池が大きく発熱することになる。
そこで従来は、この蓄電池の外周に送風することで、蓄電池を冷却し、また、この冷却により温度上昇した空気を居室内に供給することで、居室内の暖房も行えるようにしたものが、提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１４−１７０６８号公報
上記従来例で課題となるのは、例えば夏季のように気温自体が高いときには、気温の高い空気を蓄電池の外周に供給しても、この蓄電池を効果的に冷却することが出来ないということであった。
そこで、本発明は、室外気温に関わらずに、蓄電池を効果的に冷却することが出来るようにすることを目的とするものである。
そして、この目的を達成するために、本発明は、蓄電池が設置される電池室内の室内空気を、室内空気吸込口を介して吸い込む室内空気ファンと、この室内空気ファンにより、前記室内空気吸込口を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器と、この熱交換器の第１の風路を通過後の室内空気を蒸発器を介して電池室内に吹き出す室内空気吹出口と、前記電池室外の室外空気を、室外空気吸込口を介して吸い込み、前記熱交換器の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口を介して室外に吹き出す室外空気ファンと、前記蒸発器、圧縮機、前記凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、前記室内空気ファン、室外空気ファン、冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備えた構成とし、これにより初期の目的を達成するものである。
以上のように本発明は、蓄電池が設置される電池室内の室内空気を、室内空気吸込口を介して吸い込む室内空気ファンと、この室内空気ファンにより、前記室内空気吸込口を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器と、この熱交換器の第１の風路を通過後の室内空気を蒸発器を介して電池室内に吹き出す室内空気吹出口と、前記電池室外の室外空気を、室外空気吸込口を介して吸い込み、前記熱交換器の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口を介して室外に吹き出す室外空気ファンと、前記蒸発器、圧縮機、前記凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、前記室内空気ファン、室外空気ファン、冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備えたものであるので、室外気温に関わらずに、蓄電池を効果的冷却することが出来るようになる。
すなわち、本発明では、電池室外の空気を取り入れ、熱交換器で室内空気と熱交換させるようにしたので、一般的に、電池室内空気よりも低温の室外空気を利用して、蓄電池を冷却することが出来る。
また、室外空気を利用しただけでは、蓄電池を十分に冷却することが出来ないときには、室内空気を冷媒回路の蒸発器で冷却後に蓄電池を冷却することにしたので、この場合でも蓄電池を効果的に冷却することができる。
さらに、冷媒回路の凝縮器も室外空気によって冷却するので、冷媒回路としての効率も高くなり、この結果として、蓄電池を効果的に冷却することができる。
つまり、本発明により、室外気温に関わらずに、蓄電池を効果的冷却することが出来るようになるのである。
本発明の実施の形態１にかかる蓄電池冷却システムのシステム図 同斜視図 同正面図 同側面図 同制御ブロック図 同動作フローチャート
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１において、１は電池室で、この電池室１内には、蓄電池２と、この蓄電池２を冷却するための冷却装置３が設けられている。
また、電池室１には、空気取入口４と、空気排出口５が設けられている。
電池室１の近傍には、住宅や事務所などの構造物６が設けられ、この構造物６は居室７、浴室８が設けられ、これらの居室７、浴室８の下方は床下９となっている。
図２〜図４に示すように、冷却装置３は、箱状の本体ケース１０を有し、この本体ケース１０の上面部分には、室外空気取込口１１、室内空気取込口１２、室外空気吹出口１３が設けられ、また、本体ケース１０の前面部分には、室内空気吹出口１４が設けられている。
さらに、本体ケース１０内には、上方から下方に向けて、室内空気ファン１５、熱交換器１６、室外空気ファン１７、冷媒回路１８の蒸発器１９、凝縮器２０、圧縮機２１が設けられている。なお、前記冷媒回路１８は、蒸発器１９、圧縮機２１、凝縮器２０、膨張器（図示せず）を順に連結することで形成されている。
つまり、室内空気ファン１５を駆動すれば、電池室１内において、蓄電池２上方の室内空気は、吸込グリル２２、ダクト２３、室内空気取込口１２、室内空気ファン１５、熱交換器１６の第１風路（図示せず）、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付けられ、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
また、室外空気ファン１７を駆動すると、電池室１外の室外空気が、空気取入口４、ダクト２４、室外空気取込口１１、熱交換器１６の第２風路（図示せず）、凝縮器２０部分、室外空気吹出口１３、ダクト２５へと送付され、熱交換器１６において、室内空気と室外空気が壁面を介して熱交換されるようになっている。
さらに、ダクト２５には室外空気弁２６を介して空気排出口５が接続されている。
また、室外空気弁２７、２８を介して床下９用のダクト２９が接続されている。
さらに、室外空気弁２７、３０を介して居室７用のダクト３１が接続されている。
また、室外空気弁２７、３２を介して浴室８用のダクト３３が接続されている。
室内空気ファン１５、室外空気弁２７、２８、３２は、図５のごとく制御器３４に接続されている。
また、この制御器３４には、室内空気温度センサー３５、室外空気温度センサー３６、居室温度センサー３７、室外空気温度センサー３８、操作器３９、メモリ４０が接続されている。
このうち、室内空気温度センサー３５は図３のごとく、室内空気ファン１５と熱交換器１６間の空間、室外空気温度センサー３６は熱交換器１６と室外空気吹出口１３間、居室温度センサー３７は図１のごとく居室７内、室外空気温度センサー３８は熱交換器１６と凝縮器２０間に配置されている。
以上の構成において、例えば、電池室１内の蓄電池２を冷却したことで発生する温風を、居室７、浴室８の暖房や、床下９の乾燥に使う場合には、図５の操作器３９によって、その設定を行う。
この場合、室内空気ファン１５は常時駆動されているので、電池室１内において、蓄電池２上方の室内空気が、吸込グリル２２、ダクト２３、室内空気取込口１２、室内空気ファン１５、熱交換器１６の第１風路（図示せず）、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付けられ、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
そして、このような室内空気の流れにおいて、室内空気温度センサー３５によって温度検出が行われ、例えば、２５度よりも高ければ、制御器３４は室外空気ファン１７を駆動する（図６のＳ１、Ｓ２）。
これにより、室内空気は熱交換器１６において、室外空気と熱交換され、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から吹出される室内空気温度が低くなるため、蓄電池２の冷却効果は高くなる。
また、室外空気温度センサー３６で検出した室外空気の温度が３５度よりも高くなると、室外空気弁２７、３２を開放し、温風をダクト２５、３３を介して浴室８に供給し、暖房をおこなう（図６のＳ３、Ｓ４、Ｓ５）。
また、居室温度センサー３７で検出した居室７の温度が１０度よりも低いと、室外空気弁２７、３０を開放し、温風をダクト２５、３１を介して居室７に供給し、暖房をおこなう（図６のＳ６、Ｓ７）。
また、居室温度センサー３７で検出した居室７の温度が１０度よりも高いと、室外空気弁２７、２８を開放し、温風をダクト２５、２９を介して床下９に供給し、乾燥をおこなう（図６のＳ８）。
また、図面の煩雑化を避けるために図６では説明していないが、室内空気温度センサー３５によって検出した温度が例えば３５度以上になると、圧縮機２１を駆動し、冷媒回路１８による冷却を併用する。
つまり、蒸発器１９で冷却された室内空気を、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付け、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
また、このとき冷媒回路１８の凝縮器２０は熱交換器１６下流の室外空気によって冷却されるので、冷媒回路１８の自体を本体ケース１０外に設ける必要が無く、コンパクト化が図れる。つまり、冷媒回路１８の凝縮器２０を電池室１外に設け、配管作業を行う必要も無い。
本発明では、電池室外の空気を取り入れ、熱交換器で室内空気と熱交換させるようにしたので、一般的に、電池室内空気よりも低温の室外空気を利用して、蓄電池を冷却することが出来る。
また、室外空気を利用しただけでは、蓄電池を十分に冷却することが出来ないときには、室内空気を冷媒回路の蒸発器で冷却後に蓄電池を冷却することにしたので、この場合でも蓄電池を効果的に冷却することができる。
さらに、冷媒回路の凝縮器も室外空気によって冷却するので、冷媒回路としての効率も高くなり、この結果として、蓄電池を効果的に冷却することができる。
つまり、本発明により、室外気温に関わらずに、蓄電池を効果的冷却することが出来るようになるのである。
したがって、除湿装置として活用される。
１ 電池室
２ 蓄電池
３ 冷却装置
４ 空気取入口
５ 空気排出口
６ 構造物
７ 居室
８ 浴室
９ 床下
１０ 本体ケース
１１ 室外空気取込口
１２ 室内空気取込口
１３ 室外空気吹出口
１４ 室内空気吹出口
１５ 室内空気ファン
１６ 熱交換器
１７ 室外空気ファン
１８ 冷媒回路
１９ 蒸発器
２０ 凝縮器
２１ 圧縮機
２２ 吸込グリル
２３ ダクト
２４ ダクト
２５ ダクト
２６ 室外空気弁
２７ 室外空気弁
２８ 室外空気弁
２９ ダクト
３０ 室外空気弁
３１ ダクト
３２ 室外空気弁
３３ ダクト
３４ 制御器
３５ 室内空気温度センサー
３６ 室外空気温度センサー
３７ 居室温度センサー
３８ 室外空気温度センサー
３９ 操作器
４０ メモリ

Claims (7)

  1. 蓄電池が設置される電池室内の室内空気を、室内空気吸込口を介して吸い込む室内空気ファンと、この室内空気ファンにより、前記室内空気吸込口を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器と、この熱交換器の第１の風路を通過後の室内空気を蒸発器を介して電池室内に吹き出す室内空気吹出口と、前記電池室外の室外空気を、室外空気吸込口を介して吸い込み、前記熱交換器の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口を介して室外に吹き出す室外空気ファンと、前記蒸発器、圧縮機、前記凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、前記室内空気ファン、室外空気ファン、冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備えた蓄電池冷却システム。
  2. 室外空気吹出口には、室外空気ダクトを接続した請求項１に記載の蓄電池冷却システム。
  3. 室外空気ダクトを流れる室外空気量を調整する室外空気弁を設けた請求項１または２に記載の蓄電池冷却システム。
  4. 室内空気を検出する室内空気温度センサーを設けた請求項１〜３のいずれか一つに記載の蓄電池冷却システム。
  5. 熱交換器の第２の風路通過後の室外空気の温度を検出する室外空気温度センサーを設けた請求項１〜４のいずれか一つに記載の蓄電池冷却システム。
  6. 室外空気吹出口には、居室暖房用ダクト、浴室暖房用ダクト、床下換気用ダクトの少なくとも一つを接続した請求項１〜５のいずれか一つに記載の蓄電池冷却システム。
  7. 本体ケース内に、熱交換器、室外空気ファン、前記蒸発器、圧縮機、前記凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路、室外空気ファンを装着した請求項１〜６のいずれか一つに記載の蓄電池冷却システム。
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