JP3168362B2 - Chemical heat pump refrigeration system with heat storage function and its operation method - Google Patents

Chemical heat pump refrigeration system with heat storage function and its operation method

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JP3168362B2 JP35717792A JP35717792A JP3168362B2 JP 3168362 B2 JP3168362 B2 JP 3168362B2 JP 35717792 A JP35717792 A JP 35717792A JP 35717792 A JP35717792 A JP 35717792A JP 3168362 B2 JP3168362 B2 JP 3168362B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コージェネレーション
システムに好適なケミカルヒートポンプ冷凍システムに
係り、詳しくは、ガスエンジン等から排出される低レベ
ルの排熱源によって駆動可能で、冷熱負荷がある場合は
直接冷熱を発生でき、冷熱負荷がない場合は、大気温度
よりも低温レベルの熱エネルギーを蓄積可能な、蓄熱機
能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システムとその運
転方法に関するものである
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical heat pump refrigeration system suitable for a cogeneration system, and more particularly, it can be driven by a low-level exhaust heat source discharged from a gas engine or the like. The present invention relates to a chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function and a method of operating the same capable of directly generating cold heat and storing heat energy at a level lower than the atmospheric temperature when there is no cold load.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省エネルギーシステムの一環とし
て、ガスエンジン等により発電機を回し、同時にガスエ
ンジンの排熱により冷凍機器等を駆動するいわゆるコー
ジェネレーションシステムが注目されている。ところ
が、コージェネレーションシステムは、電力と熱の需要
が十分にある昼間を想定して設計されているのが普通
で、電力需要だけが多くて、熱需要がほとんどない夜間
は効率的な運転ができず、このため、夜間は、同システ
ムを停止して、買電を使用することも多々ある。そし
て、そのために、コージェネレーションシステムの有用
性が減り、運転時間減少に伴い、システムの償却年数が
長くなるという問題が生じ、コージェネレーションシス
テムの導入を見合わすケースも多くみられるのが現状で
ある。そこで、こうした現状に対処する一つの手段とし
て、コージェネレーションシステムに蓄熱機能を持た
せ、熱需要のない夜間等は、蓄熱を図ることが考えられ
る。しかし、従来、それに適う適当な蓄熱装置は提案さ
れていなかった。
2. Description of the Related Art In recent years, as part of an energy saving system, a so-called cogeneration system has been drawing attention, in which a generator is driven by a gas engine or the like, and at the same time, refrigeration equipment or the like is driven by exhaust heat of the gas engine. However, cogeneration systems are usually designed for daytime when there is sufficient power and heat demand, and can be operated efficiently at night when there is only a large demand for power and there is little heat demand. For this reason, the system is often shut down at night to use power purchases. As a result, the usefulness of the cogeneration system is reduced, and as the operating time is reduced, there is a problem that the amortization period of the system is prolonged. In many cases, the introduction of the cogeneration system is delayed. . To cope with this situation, it is conceivable to provide a cogeneration system with a heat storage function and to store heat during nighttime when there is no demand for heat. However, conventionally, no suitable heat storage device has been proposed.

【0003】例えば、コージェネレーションシステム同
様、省エネルギー的考え方にもとづき開発された蓄熱装
置として、夜間電力により圧縮式冷凍機を運転し、その
とき得た冷熱を蓄熱して、昼間利用可能な蓄熱装置が知
られている。しかし、こうした電力駆動による蓄熱装置
により、排熱利用を旨とする前記コージェネレーション
システムを構築することは、もとより極めて困難なこと
である。しかも、この種の蓄熱装置は、圧縮式冷凍機の
発生する冷熱を熱媒体を通じて蓄熱槽内の伝熱面へと送
り、この伝熱面を介して、例えば蓄熱槽内の水を氷へと
相変化させ、これによって蓄熱をはかるようになってお
り、単に蓄熱装置としてみても、蓄熱時の熱エネルギー
ロスが多く、そのため、蓄熱槽内に多大の伝熱面が必要
で、蓄熱槽が大型化する問題があった。
[0003] For example, as with the cogeneration system, as a heat storage device developed based on the concept of energy saving, a compression refrigerating machine is operated by nighttime electric power, and the cold heat obtained at that time is stored, so that a heat storage device that can be used during the day is used. Are known. However, it is extremely difficult to construct the cogeneration system that utilizes waste heat using such a heat storage device driven by electric power. Moreover, this type of heat storage device sends the cold generated by the compression refrigerator to the heat transfer surface in the heat storage tank through the heat medium, and through this heat transfer surface, for example, converts water in the heat storage tank to ice. The heat is stored by this phase change, and even if it is simply considered as a heat storage device, there is a lot of heat energy loss at the time of heat storage, so a large heat transfer surface is required in the heat storage tank, and the heat storage tank is large. There was a problem of becoming.

【0004】また、一方、こうした蓄熱装置とは別に、
本出願人は先に、吸着式蓄熱システムを提案した(特開
平3ー91660号公報参照)。このシステムは、吸着
式冷凍機と略同様な構造の吸着式蓄熱器を中心に配置
し、その周囲に、吸着式蓄熱器内部の吸着材を加熱、冷
却するための手段を設けたもので、吸着材を加熱するこ
とにより冷媒を脱着させ、この状態を保持して蓄熱状態
となし、さらにその後、吸着材を冷却して、冷媒を吸着
させ、このときの蒸発潜熱や吸着熱を利用して、利用側
へ冷熱や温熱を供給するものである。吸着材を加熱する
に当っては、工場や、エンジンの排熱が利用でき、従っ
て、蓄熱機能を有したコージェネレーションシステム構
築も可能なものではある。
On the other hand, apart from such a heat storage device,
The present applicant has previously proposed an adsorption-type heat storage system (see JP-A-3-91660). In this system, an adsorption regenerator having a structure substantially similar to that of the adsorption refrigerating machine is arranged at the center, and around it, means for heating and cooling the adsorbent inside the adsorption regenerator are provided. The refrigerant is desorbed by heating the adsorbent, and this state is maintained to be a heat storage state.After that, the adsorbent is cooled, the refrigerant is adsorbed, and the latent heat of evaporation and heat of adsorption at this time are used. , For supplying cold or warm heat to the user side. In heating the adsorbent, waste heat of a factory or an engine can be used, and therefore, a cogeneration system having a heat storage function can be constructed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この吸
着式蓄熱システムは、蓄熱だけのために大量の吸着剤や
冷媒を必要とすることから、その機能に比して設備費の
高騰やシステムの大型化をきたすという難があった。本
発明はかかる実状に鑑みて、冷熱負荷があるときは冷凍
機として機能し、冷熱負荷のないときは冷熱を効率よく
蓄熱でき、しかもコージェネレーションシステム構築に
極めて好適なケミカルヒートポンプ冷凍システムを提案
し、コージェネレーションシステムの普及に寄与するこ
とを目的とするものである。
However, since this adsorption type heat storage system requires a large amount of adsorbent and refrigerant only for heat storage, the cost of equipment increases and the size of the system increases as compared with its function. There was a difficulty to make it. In view of such circumstances, the present invention proposes a chemical heat pump refrigeration system that functions as a refrigerator when there is a cold load, can efficiently store cold heat when there is no cold load, and is extremely suitable for constructing a cogeneration system. It is intended to contribute to the spread of cogeneration systems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的に適
合する本発明の特徴は、吸着器及び再生器として作動す
る吸着塔を複数基使用し、各吸着塔内を冷媒が循環可能
なる如く凝縮器及び蒸発器に接続すると共に、少なくと
も1基の吸着塔が他と異なる工程となる如く吸着、脱着
工程切換運転される吸着式冷凍機と、該吸着式冷凍機の
1基の吸着塔に対し第1の通路開閉手段を介して接続さ
れた蓄熱槽よりなり、蓄熱槽内には、吸着式冷凍機の冷
媒と同一の液体が蓄熱材として貯溜されていることを特
徴とするケミカルヒートポンプ冷凍システムをその基本
的構成とするものである。なお、吸着式冷凍機に代え
て、同様のケミカルヒートポンプである吸収式冷凍機を
用いてもよく、これは、請求項2に記載してある。
That is, a feature of the present invention that meets the above-mentioned object is that a plurality of adsorption towers operating as an adsorber and a regenerator are used, and the refrigerant is condensed so that the refrigerant can circulate in each adsorption tower. An adsorption refrigerator connected to an evaporator and an evaporator and operated to switch the adsorption and desorption processes so that at least one adsorption tower is in a different step from the others, and one adsorption tower of the adsorption refrigerator. A chemical heat pump refrigeration system comprising a heat storage tank connected via a first passage opening / closing means, wherein the same liquid as the refrigerant of the adsorption refrigerator is stored as a heat storage material in the heat storage tank. Is the basic configuration. Note that, instead of the adsorption refrigerator, an absorption refrigerator, which is a similar chemical heat pump, may be used, and this is described in claim 2.

【0007】請求項3、請求項4に記載した発明では、
上記蓄熱槽内の蓄熱材保持手段を特定しており、蓄熱槽
内に、高分子ゲルあるいは吸水性能を有した不織布を配
置することを特徴としている。
[0007] According to the third and fourth aspects of the invention,
The heat storage material holding means in the heat storage tank is specified, and a polymer gel or a nonwoven fabric having a water absorbing property is arranged in the heat storage tank.

【0008】また、請求項5〜8記載の発明は、蓄熱後
の冷熱を取り出すための手段を特に示したもので、上記
構成に、夫々次の如き構成が加わる。すなわち、請求項
5記載の発明の場合は、吸着式冷凍機または吸収式冷凍
機の蒸発器と蓄熱槽との間を、第2の通路開閉手段を介
して接続した構成である。
Further, the inventions according to claims 5 to 8 particularly show means for extracting cold heat after heat storage, and the following structures are added to the above-described structures, respectively. That is, in the case of the invention described in claim 5, the constitution is such that the evaporator of the adsorption refrigerator or the absorption refrigerator is connected to the heat storage tank via the second passage opening / closing means.

【0009】請求項6記載の発明においては、蓄熱槽用
蒸発器を設け、該蓄熱槽用蒸発器と蓄熱槽との間を、第
2の通路開閉手段を介して接続した構成となる。
According to a sixth aspect of the present invention, a heat storage tank evaporator is provided, and the heat storage tank evaporator and the heat storage tank are connected via a second passage opening / closing means.

【0010】また、請求項7記載の発明では、蓄熱槽内
に外部負荷と接続可能な伝熱面を配設する。
[0010] In the invention according to claim 7, a heat transfer surface connectable to an external load is provided in the heat storage tank.

【0011】さらに、請求項8記載の発明では、蓄熱槽
に冷媒液を貯溜した冷媒タンクを併設し、該冷媒タンク
と蓄熱槽との間を、冷媒液が循環可能な如く循環ポンプ
を備えた配管により接続すると共に、冷媒タンク内に冷
媒熱交換器を配設する。
Further, in the invention according to claim 8, the heat storage tank is provided with a refrigerant tank for storing the refrigerant liquid, and a circulation pump is provided between the refrigerant tank and the heat storage tank so that the refrigerant liquid can circulate. In addition to being connected by piping, a refrigerant heat exchanger is provided in the refrigerant tank.

【0012】次に、以上の構成の運転方法として、請求
項9記載の発明は、蓄熱運転の方法を示しており、第1
の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の吸着
式冷凍機の少なくとも一つの吸着塔、または吸収式冷凍
機の吸収器により、蓄熱槽内の蓄熱材を吸着せしめ、蓄
熱槽内に冷熱を蓄熱することを特徴とする。
Next, as an operation method having the above configuration, the invention according to claim 9 shows a method of a heat storage operation.
The passage opening / closing means is opened, and the heat storage material in the heat storage tank is adsorbed by at least one adsorption tower of the adsorption refrigerator operating as an adsorber, or the absorber of the absorption refrigerator, and the heat storage material is introduced into the heat storage tank. It is characterized by storing cold heat.

【0013】また、請求項10〜13記載の発明は、請
求項5〜8記載のシステムを使用した利用運転の方法
を、夫々示している。請求項10記載の運転方法は、上
記請求項9記載の蓄熱運転後、第1の通路開閉手段閉鎖
と共に、第2の通路開閉手段を開放して、蒸発器表面の
冷媒を蓄熱槽内で凝縮させ、このときに蒸発器より発生
する冷熱を利用することを特徴とする。
Further, the inventions according to claims 10 to 13 respectively show a method of utilizing operation using the system according to claims 5 to 8. In the operation method according to the tenth aspect, after the heat storage operation according to the ninth aspect, the first passage opening / closing means is closed and the second passage opening / closing means is opened to condense the refrigerant on the evaporator surface in the heat storage tank. And at this time, utilizing cold generated from the evaporator.

【0014】また、請求項11記載の発明では、前記蓄
熱運転後、第1の通路開閉手段閉鎖と共に、第2の通路
開閉手段を開放して、蓄熱器用蒸発器表面の冷媒を蓄熱
槽内で凝縮させ、このときに蒸発器より発生する冷熱を
利用することを特徴とする。
According to the eleventh aspect of the present invention, after the heat storage operation, the first passage opening / closing means is closed, and the second passage opening / closing means is opened, so that the refrigerant on the surface of the evaporator for the heat storage device is stored in the heat storage tank. It is characterized by condensing and utilizing the cold generated from the evaporator at this time.

【0015】請求項12記載の発明では、蓄熱運転後、
第1の通路開閉手段閉鎖と共に、蓄熱槽に蓄熱した冷媒
の顕熱、潜熱分を伝熱面を介して熱交換により取り出し
利用する。
In the twelfth aspect, after the heat storage operation,
At the same time as closing the first passage opening / closing means, the sensible heat and latent heat of the refrigerant stored in the heat storage tank are extracted and used by heat exchange via the heat transfer surface.

【0016】そして、請求項13記載の発明は、第1の
通路開閉手段閉鎖と共に、冷媒循環ポンプを駆動して冷
媒タンク内の冷媒液を蓄熱槽内へ循環させ、この循環に
より蓄熱槽に蓄熱した冷熱を冷媒熱交換器を介して取り
出し利用することを特徴する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the first passage opening / closing means is closed and the refrigerant circulation pump is driven to circulate the refrigerant liquid in the refrigerant tank into the heat storage tank. It is characterized in that the obtained cold heat is taken out and used via a refrigerant heat exchanger.

【0017】[0017]

【作用】本発明によれば、請求項1〜8記載のシステム
においては、前記請求項9記載の運転方法に従い、第1
の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の吸着
塔または吸収器と蓄熱槽との間を連通させることによ
り、蓄熱槽の中の蓄熱材表面が吸着塔または吸収器へ吸
着される。その結果、蓄熱槽の中の蓄熱材が、例えば、
水であれば氷へと相変化し、熱エネルギーロスのない氷
蓄熱が完了する。
According to the present invention, in the system according to any one of the first to eighth aspects, according to the operating method according to the ninth aspect, the first
By opening the passage opening / closing means and communicating between the adsorption tower or the absorber operating as the adsorber and the heat storage tank, the surface of the heat storage material in the heat storage tank is adsorbed to the adsorption tower or the absorber. . As a result, the heat storage material in the heat storage tank, for example,
If water, the phase changes to ice, and ice heat storage without thermal energy loss is completed.

【0018】その場合、請求項3、4記載のシステムで
は、高分子ゲルまたは不織布に蓄熱材が吸収保持されて
おり、それがそのまま氷となる。
In this case, in the system according to the third and fourth aspects, the heat storage material is absorbed and held in the polymer gel or the non-woven fabric, and it becomes ice as it is.

【0019】次に、請求項5記載のシステムの場合は、
以上の如き蓄熱運転の後、請求項10記載の方法に従っ
て第1の通路開閉手段を閉鎖し、第2の通路開閉手段を
開放すると、蒸発器と蓄熱槽との間が連通するため、蒸
発器表面の冷媒が冷媒蒸気となって、蓄熱槽へ吸着され
る。このときの蒸発器における蒸発潜熱を利用して、利
用側へ冷熱が取り出される。
Next, in the case of the system according to claim 5,
When the first passage opening / closing means is closed and the second passage opening / closing means is opened after the heat storage operation as described above, the evaporator communicates with the heat storage tank. The refrigerant on the surface becomes refrigerant vapor and is adsorbed to the heat storage tank. By utilizing the latent heat of evaporation in the evaporator at this time, cold heat is extracted to the use side.

【0020】また、同様の利用運転について、請求項6
記載のシステムにおいては、請求項11記載の運転方法
により、請求項5記載の装置におけるのと同様の作用
が、蓄熱槽用蒸発器と蓄熱槽との間で奏され、蓄熱槽用
蒸発器より冷熱が取り出される。
[0020] Further, the same utilization operation is described in claim 6.
In the system according to the present invention, the same operation as in the device according to the fifth aspect is performed between the heat storage tank evaporator and the heat storage tank by the operation method according to claim 11, Cold heat is extracted.

【0021】請求項7記載のシステムの場合は、請求項
12記載の方法に従うことにより、蓄熱槽の中の蓄熱冷
熱が伝熱面を介して利用側へ取り出される。
In the case of the system described in claim 7, by following the method described in claim 12, the heat storage cold heat in the heat storage tank is taken out to the utilization side via the heat transfer surface.

【0022】さらに、請求項8記載のシステムにおいて
は、請求項13記載の方法が適用されて、冷媒タンク内
の冷媒液が蓄熱槽との間を循環し、冷媒タンク内を冷却
する。そして、この冷媒タンク内の冷熱が冷媒交換器を
介して、利用側へ取り出されることになる。
Further, in the system according to the eighth aspect, the method according to the thirteenth aspect is applied, and the refrigerant liquid in the refrigerant tank circulates between the heat storage tank and cools the inside of the refrigerant tank. Then, the cold heat in the refrigerant tank is taken out to the user side via the refrigerant exchanger.

【0023】なお、以上何れのシステムの場合も、第1
の通路開閉手段を閉鎖したまま、冷凍機を運転すれば、
通常の冷凍機の運転となり、利用側へ直ちに冷熱を供給
できることはいうまでもない。さらに、請求項5〜8記
載の装置において、前記蓄熱後の利用運転と並行して、
上記通常の冷凍機運転を行えば、利用側に対する極めて
効率的な冷熱供給が可能となる。
In each of the above systems, the first
If the refrigerator is operated with the passage opening / closing means closed,
It goes without saying that normal refrigerator operation is performed and cold heat can be immediately supplied to the user side. Further, in the device according to claims 5 to 8, in parallel with the utilization operation after the heat storage,
If the normal refrigerator operation is performed, extremely efficient cold heat supply to the user side can be achieved.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづき説明
する。図1は、本発明に係るケミカルヒートポンプ冷凍
システムの配管系統図で、(1)は吸着式冷凍機、
(2)はこの吸着式冷凍機(1)の蒸発器、(3)は蓄
熱槽用蒸発器、(4)は蓄熱槽である。以上の機器は全
て真空内に配置される。なお、(5)はこのシステムに
接続される利用側機器である。このうち、このシステム
の基本的要素は、吸着式冷凍機(1)と蓄熱槽(4)で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a piping diagram of a chemical heat pump refrigeration system according to the present invention, wherein (1) is an adsorption refrigerator,
(2) is an evaporator of the adsorption refrigerator (1), (3) is an evaporator for a heat storage tank, and (4) is a heat storage tank. All of the above devices are placed in a vacuum. Note that (5) is a use-side device connected to this system. The basic elements of this system are an adsorption refrigerator (1) and a heat storage tank (4).

【0025】吸着式冷凍機(1)は、複数の吸着塔
(6)(6)、例えば2基の吸着塔(6)(6)を備え
た公知のものであり、図は、そのうちの一基を示してい
る。吸着塔(6)の内部には、冷媒としての水と、所定
量の吸着材(図示しない)とが充填され、この吸着材を
加熱するための加熱用伝熱面(7)と、吸着材を冷却す
るための冷却用伝熱面(8)とが配設されている。な
お、これら伝熱面(7)、(8)については、加熱、冷
却兼用のものでもよく、その場合は、例えば伝熱面
(7)だけを設け、この伝熱面(7)を、加熱源及び冷
却源と、切換バルブ(図示しない)等により切換可能に
接続する構成とする。さらに、図の場合、加熱用伝熱面
(7)は、温水系配管(9)を介して、例えば、ガスエ
ンジンのエンジンジャケットに接続可能なものであり、
本発明システムをコージェネレーションシステムの一要
素として活用する場合は、この温水系配管(9)が接続
部分となる。一方、冷却用伝熱面(8)は、冷却水系配
管(10)を介して、クーリングタワー(11)に接続
されている。なお、(12)、(13)は、各配管
(9)(10)に介設された温水ポンプ、冷却水ポンプ
である。
The adsorption refrigerator (1) is a known type provided with a plurality of adsorption towers (6) and (6), for example, two adsorption towers (6) and (6). Group. The inside of the adsorption tower (6) is filled with water as a refrigerant and a predetermined amount of an adsorbent (not shown), and a heating heat transfer surface (7) for heating the adsorbent, And a cooling heat transfer surface (8) for cooling the cooling water. The heat transfer surfaces (7) and (8) may be used for both heating and cooling. In this case, for example, only the heat transfer surface (7) is provided, and the heat transfer surface (7) is heated. The switching source (not shown) and the like are connected to the source and the cooling source in a switchable manner. Furthermore, in the case of the drawing, the heating heat transfer surface (7) can be connected to, for example, an engine jacket of a gas engine via a hot water piping (9).
When utilizing the system of the present invention as one element of a cogeneration system, the hot water system piping (9) serves as a connection part. On the other hand, the cooling heat transfer surface (8) is connected to a cooling tower (11) via a cooling water system pipe (10). In addition, (12) and (13) are a hot water pump and a cooling water pump provided in each of the pipes (9) and (10).

【0026】さらに、(14)は凝縮器であり、前記冷
却用伝熱面(8)同様、クーリングタワー(11)に接
続されている。また、前記蒸発器(2)は、真空蒸気弁
(15)を介して吸着塔(6)と接続されている。な
お、この冷凍機における吸着、脱着工程は、各吸着塔
(6)(6)ごとに異なる順序で行われるようになって
おり、このため、各吸着塔(6)(6)への温水供給及
び冷却水供給は、切換機構(図示しない)を介して、順
次重ならないように行われる。
A condenser (14) is connected to a cooling tower (11) like the cooling heat transfer surface (8). The evaporator (2) is connected to the adsorption tower (6) via a vacuum steam valve (15). The adsorption and desorption steps in this refrigerator are performed in a different order for each of the adsorption towers (6) and (6). Therefore, the hot water supply to each of the adsorption towers (6) and (6) is performed. The supply of the cooling water is performed via a switching mechanism (not shown) so as not to be sequentially overlapped.

【0027】一方、蓄熱槽(4)は、内部に蓄熱材
(A)を貯溜可能なもので、その容積は、蓄熱材(A)
を貯溜するための、例えば製氷皿(図示しない)設置用
の容積と、後述する冷媒蒸気通路(23)開設用の容積
だけでよく、従来のような伝熱スペースは不要である。
なお、製氷皿の代わりに、吸水性の高い高分子ゲル、あ
るいは不織布を内部に配設してもよい。その場合は蓄熱
槽(4)の内部構造が簡単となる。内部に貯溜する蓄熱
材(A)としては、前記吸着式冷凍機(1)の冷媒と同
一の液体、すなわち水が使用される。蓄熱槽(4)内部
に高分子ゲルや不織布を配置した場合は、これらに水が
吸収されて保持される。
On the other hand, the heat storage tank (4) is capable of storing a heat storage material (A) therein, and has a capacity equal to that of the heat storage material (A).
For example, only a capacity for installing an ice tray (not shown) for storing the water and a capacity for opening a refrigerant vapor passage (23) to be described later are required, and a conventional heat transfer space is unnecessary.
Instead of an ice tray, a high-absorbent polymer gel or a nonwoven fabric may be provided inside. In that case, the internal structure of the heat storage tank (4) is simplified. As the heat storage material (A) stored inside, the same liquid as the refrigerant of the adsorption refrigerator (1), that is, water is used. When a polymer gel or a non-woven fabric is arranged inside the heat storage tank (4), water is absorbed and held in these.

【0028】また、蓄熱槽(4)の下部には、余剰冷媒
タンク(16)が開閉弁(17)を備えた配管(18)
を介して接続されている。この余剰冷媒タンク(16)
については、別に、吸着式冷凍機(1)の凝縮器(1
4)からの配管(19)と、蓄熱槽(4)上部へ、さら
には三方弁(29)を介して蒸発器(2)や蓄熱槽用蒸
発器(3)へ至る配管(20)が接続されており、蓄熱
槽(4)や凝縮器(14)の余剰冷媒を一旦、貯溜可能
なものである。
In the lower part of the heat storage tank (4), a surplus refrigerant tank (16) is provided with a pipe (18) provided with an on-off valve (17).
Connected through. This surplus refrigerant tank (16)
About the condenser (1) of the adsorption refrigerator (1),
The pipe (19) from 4) is connected to the upper part of the heat storage tank (4), and further to the pipe (20) to the evaporator (2) and the evaporator (3) for the heat storage tank via the three-way valve (29). The excess refrigerant in the heat storage tank (4) and the condenser (14) can be temporarily stored.

【0029】しかして、上記蓄熱槽(4)は、前記吸着
式冷凍機(1)の吸着塔(6)の一つと、第1の冷媒蒸
気通路(21)によって接続される。そして、この第1
の冷媒蒸気通路(21)には三方弁(22)が介設され
ていて、その一方は、第2の冷媒蒸気通路(23)を介
して蓄熱槽用蒸発器(3)に接続され、三方弁(22)
を切り換えれば、前記蓄熱槽(4)と吸着塔(6)との
連通を遮断して、蓄熱槽(4)と蓄熱槽用蒸発器(3)
とを連通することもできるようになっている。なお、上
記蓄熱槽用蒸発器(3)は、前記吸着式冷凍機(1)の
蒸発器(2)と略同様の構造のものである。
The heat storage tank (4) is connected to one of the adsorption towers (6) of the adsorption refrigerator (1) by a first refrigerant vapor passage (21). And this first
A three-way valve (22) is interposed in the refrigerant vapor passage (21), one of which is connected to the heat storage tank evaporator (3) through a second refrigerant vapor passage (23). Valve (22)
, The communication between the heat storage tank (4) and the adsorption tower (6) is cut off, and the heat storage tank (4) and the heat storage tank evaporator (3) are disconnected.
And can communicate with it. The heat storage tank evaporator (3) has substantially the same structure as the evaporator (2) of the adsorption refrigerator (1).

【0030】以上のシステムは、冷水系配管(24)に
より利用側機器(5)と接続される。冷水系配管(2
4)は、前記蒸発器(2)と蓄熱槽用蒸発器(3)とを
経由して、利用側機器(5)を往復する配管で、冷水ポ
ンプ(25)駆動により、中を冷水が循環するようにな
っているが、配管(24)途中には、三方弁(26)を
介して蓄熱槽用蒸発器(3)をバイパスする配管(2
7)も接続されており、蒸発器(2)だけを利用側機器
(5)と接続させることも可能となっている。
The above system is connected to the user equipment (5) by a chilled water piping (24). Cold water piping (2
Reference numeral 4) denotes a pipe for reciprocating the use-side equipment (5) via the evaporator (2) and the heat storage tank evaporator (3), and chilled water is circulated therein by driving a chilled water pump (25). In the middle of the pipe (24), the pipe (2) bypasses the heat storage tank evaporator (3) via the three-way valve (26).
7) is also connected, so that only the evaporator (2) can be connected to the use side device (5).

【0031】次に、以上の冷凍システムにおける蓄熱運
転について説明する。前記したように吸着式冷凍機
(1)は、脱着工程と吸着工程とを繰り返すものである
が、蓄熱運転において、これら各工程は次のようになさ
れる。まず、脱着工程では、例えば、ガスエンジンから
排熱が供給され、加熱用伝熱面(7)を介して、内部の
吸着材が80℃程度に加熱される。この加熱により、吸
着塔(6)は再生器として働き、内部の吸着材がそれま
で吸着していた冷媒を凝縮器(14)へ向かって吐き出
す。吐き出された冷媒蒸気は凝縮器(14)表面で凝縮
され、冷媒液となって配管(19)を流れた後、余剰冷
媒タンク(16)へ至る。
Next, the heat storage operation in the above refrigeration system will be described. As described above, the adsorption refrigerator (1) repeats the desorption step and the adsorption step. In the heat storage operation, these steps are performed as follows. First, in the desorption step, for example, exhaust heat is supplied from a gas engine, and the internal adsorbent is heated to about 80 ° C. via the heating heat transfer surface (7). By this heating, the adsorption tower (6) functions as a regenerator, and the adsorbent inside discharges the refrigerant that has been adsorbed so far toward the condenser (14). The discharged refrigerant vapor is condensed on the surface of the condenser (14), becomes a refrigerant liquid, flows through the pipe (19), and reaches the surplus refrigerant tank (16).

【0032】次に吸着工程では、前記温水供給は停止さ
れ、クーリングタワー(11)によって冷却された冷却
水が冷却用伝熱面(8)に供給され、吸着材が冷却され
る。そして同時に、三方弁(22)操作により、第1の
冷媒蒸気通路(21)が開通される。これにより、吸着
塔(6)は、吸着器として作動し、蓄熱槽(4)内の水
は吸着材に吸着される。そして、そのときの製氷皿(あ
るいは高分子ゲルまたは不織布)表面における蒸発潜熱
により、残った蓄熱材が氷へと相変化する。この間、冷
媒蒸気が蓄熱槽(4)から吸着材へ移動するだけであ
り、熱エネルギーのロスなく、氷が生成される。なお、
このとき、蒸発器(2)の冷媒を凍結させないために真
空蒸気弁(15)を全閉にして蓄熱槽(4)内部の冷媒
のみを氷に相変化させる。
Next, in the adsorption step, the supply of the hot water is stopped, and the cooling water cooled by the cooling tower (11) is supplied to the cooling heat transfer surface (8) to cool the adsorbent. At the same time, the first refrigerant vapor passage (21) is opened by operating the three-way valve (22). Thereby, the adsorption tower (6) operates as an adsorber, and the water in the heat storage tank (4) is adsorbed by the adsorbent. Then, due to the latent heat of evaporation on the surface of the ice tray (or polymer gel or nonwoven fabric) at that time, the remaining heat storage material changes into ice. During this time, the refrigerant vapor only moves from the heat storage tank (4) to the adsorbent, and ice is generated without loss of thermal energy. In addition,
At this time, it is necessary to prevent the refrigerant in the evaporator (2) from freezing.
Refrigerant inside heat storage tank (4) with air vapor valve (15) fully closed
Only phase change to ice.

【0033】次いで、以上のように氷蓄熱がなされる
と、蓄熱した冷熱を利用側機器(5)へ取り出す利用運
転が可能となる。なお、この利用運転については、蓄熱
した冷熱だけを取り出すことも勿論可能であるが、吸着
式冷凍機(1)を同時に運転して、上記蓄熱した冷熱と
共に冷凍機(1)生成の冷熱をも利用側(5)へ供給す
ることもできる。ここでは、その方法について説明す
る。まず、吸着式冷凍機(1)に対しては、配管(2
0)中の三方弁(29)を切り換えて、凝縮器(14)
の凝縮冷媒を、配管(19)、余剰冷媒タンク(16)
及び配管(20)を経て、蒸発器(2)及び蓄熱槽用蒸
発器(3)へ送給する構成とする。さらに、真空蒸気弁
(15)を開放して、吸着塔(6)により蒸発器(2)
の冷媒を吸着させる。これにより、吸、脱着工程が、吸
着塔(6)と、凝縮器(14)及び蒸発器(2)間でな
され、吸着工程時には、蒸発器(2)から冷媒が蒸発す
る。
Next, when the ice heat storage is performed as described above, the utilization operation for extracting the stored cold heat to the utilization side device (5) becomes possible. In this use operation, it is of course possible to take out only the stored cold heat, but it is also possible to operate the adsorption refrigerator (1) at the same time to use the stored cold heat and the cold generated by the refrigerator (1). It can also be supplied to the user side (5). Here, the method will be described. First, pipes (2) are connected to the adsorption refrigerator (1).
0) by switching the three-way valve (29) in the condenser (14)
Pipe (19), excess refrigerant tank (16)
And a pipe (20) to feed the evaporator (2) and the heat storage tank evaporator (3). Further, the vacuum steam valve (15) is opened, and the evaporator (2) is opened by the adsorption tower (6).
Is adsorbed. Thereby, the absorption and desorption steps are performed between the adsorption tower (6), the condenser (14) and the evaporator (2), and the refrigerant evaporates from the evaporator (2) during the adsorption step.

【0034】一方、蓄熱冷熱に関しては、三方弁(2
2)を切り換えて、蓄熱槽(4)と蓄熱槽用蒸発器
(3)とを連通させる。これにより、蓄熱槽(4)内の
氷は、蓄熱槽用蒸発器(3)から蒸発した水蒸気が蓄熱
槽(4)内の氷表面で凝縮する。これを更に詳述する
と、例えば14℃の冷水が蒸発器(2)の伝熱管内部に
流入し10℃に冷却されて出てくるのは、蒸発器(2)
の伝熱管外部に散布される冷媒が管内を流れる14℃の
冷水により加熱され蒸発した水蒸気が吸着式冷凍機の吸
着材に吸着され、蒸発器(2)内部の水蒸気温度を10
℃以下に保つことにより実現する。 吸着材がその水蒸気
を吸着しない場合は、蒸発器(2)内部の水蒸気温度は
上昇し、14℃まで上昇することになり10℃に冷却す
ることは不可能になる。 蒸発器(2)で冷却された10
℃の冷水が蓄熱槽用蒸発器(3)の伝熱管内部に流入し
て7℃に冷却されて出てくるのは、蓄熱槽蒸発器(3)
の伝熱管外部に散布される冷媒が管内を流れる10℃の
冷水により加熱され蒸発した水蒸気が三方弁(22)を
介して蓄熱槽(4)の0℃の熱源表面で凝縮し、蓄熱槽
用蒸発器(3)内部の水蒸気温度を7℃以下に保つこと
により実現する。 蓄熱槽用蒸発器(3)で発生した7℃
以下0℃以上の水蒸気が蓄熱槽(4)内の0℃表面で凝
縮する作用は、夏場に冷水をいれたコップ外面が結露す
ることと同様である。 この作用は、この場合、蓄熱槽
(4)内の蓄熱材が10℃になるまで続く。 この作用に
より、蓄熱槽用蒸発器(3)と蓄熱槽(4)の蓄熱材
は、熱移動可能に連通している。 なお、蓄熱槽用蒸発器
(3)は7℃の飽和水蒸気圧(水の場合7.51tor
r)、蓄熱槽(4)は0℃の飽和水蒸気圧(水の場合
4.53torr)を維持するように働くが双方の温度
には、上記のように圧力差があるため高い方から低い方
に水蒸気が移動し均圧化するまで続く。
On the other hand, regarding the heat storage cold energy, the three-way valve (2
2) is switched so that the heat storage tank (4) communicates with the heat storage tank evaporator (3). Thereby, in the ice in the heat storage tank (4), the water vapor evaporated from the heat storage tank evaporator (3) is condensed on the ice surface in the heat storage tank (4). This will be described in more detail
Then, for example, cold water of 14 ° C. is introduced into the heat transfer tube of the evaporator (2).
The evaporator (2) flows in and is cooled to 10 ° C and comes out.
The refrigerant sprayed outside the heat transfer tube flows through the tube at 14 ° C.
The water vapor heated and evaporated by the cold water is absorbed by the adsorption refrigerator.
It is adsorbed by the adhering material, and the steam temperature inside the evaporator (2) is set to 10
It is realized by keeping the temperature below ℃. The adsorbent is the water vapor
If water is not adsorbed, the water vapor temperature inside the evaporator (2)
Rise to 14 ° C and cool to 10 ° C
It becomes impossible. 10 cooled in the evaporator (2)
° C cold water flows into the heat transfer tube of the heat storage tank evaporator (3).
After cooling to 7 ° C, the heat storage tank evaporator (3)
Of refrigerant flowing outside the heat transfer tube
The water vapor heated and evaporated by the cold water operates the three-way valve (22).
Condensed on the surface of the heat source at 0 ° C. in the heat storage tank (4) through the heat storage tank
Keep the temperature of water vapor inside the evaporator (3) at 7 ° C or less
It is realized by. 7 ° C generated by the heat storage tank evaporator (3)
In the following, steam of 0 ° C or more condenses on the 0 ° C surface in the heat storage tank (4).
The effect of shrinkage is that condensation forms on the outside of the cup containing cold water in summer
It is the same as that. This action, in this case,
Continue until the heat storage material in (4) reaches 10 ° C. To this effect
The heat storage material of the heat storage tank evaporator (3) and the heat storage tank (4)
Communicate with each other so that heat transfer is possible. In addition, evaporator for heat storage tank
(3) is a saturated steam pressure of 7 ° C. (7.51 torr in the case of water)
r), the thermal storage tank (4) has a saturated steam pressure of 0 ° C (for water)
4.53 torr) but maintain both temperatures
Is higher to lower due to the pressure difference as described above.
Until the water vapor moves and equalizes the pressure.

【0035】かくして、以上から、このとき、冷水系配
管(24)に冷水を循環させておけば、蒸発器(2)に
入る前に、例えば、14℃であった冷水は、蒸発器
(2)を出た後、例えば10℃に冷却され、さらに、蓄
熱槽用蒸発器(3)を経て一層冷却され、利用側機器
(5)へ例えば7℃程度で入ることになる。
Thus, from the above, at this time, if cold water is circulated through the cold water piping (24), the cold water at, for example, 14 ° C. before entering the evaporator (2) can be removed from the evaporator (2). ), Is cooled to, for example, 10 ° C., further cooled through the heat storage tank evaporator (3), and enters the use side device (5) at, for example, about 7 ° C.

【0036】なお、これを制御することも可能で、その
場合は、前記冷水系配管(24)の三方弁(26)を蓄
熱槽用蒸発器(3)をバイパス配管(27)の方向に切
り換える。これにより、冷水は蒸発器(2)のみを流
れ、利用側機器(5)へは前記10℃の冷熱が供給され
て、利用側機器(5)における取得温度の制御が、残り
の蓄熱量を保存したまま、エネルギーのロスなく実現で
きる。なお、この三方弁(26)のバイパス配管(2
7)側へ切り換えは、これを蓄熱槽(4)に蓄熱がなさ
れてない状態で行えば、本発明に係るシステムを、全く
通常の冷凍機として機能させることができるものでもあ
る。
It is also possible to control this. In this case, the three-way valve (26) of the cold water system pipe (24) is switched to the heat storage tank evaporator (3) in the direction of the bypass pipe (27). . As a result, the cold water flows only through the evaporator (2), the cold heat of 10 ° C. is supplied to the use-side device (5), and the control of the acquisition temperature in the use-side device (5) reduces the remaining heat storage amount. It can be realized without loss of energy while preserving. The bypass pipe (2) of the three-way valve (26)
The switching to the 7) side can be performed in a state where heat is not stored in the heat storage tank (4), so that the system according to the present invention can function as a completely ordinary refrigerator.

【0037】以上が、図1に示すシステムの構成とその
運転方法の説明であるが、この図1に示すシステムにつ
いてさらに述べると、例えば、前記蓄熱槽用蒸発器
(3)は、前記蒸発器(2)と兼用することも可能であ
る。その場合の利用運転時における前記能力制御は、前
記第2の冷媒蒸気通路(23)を遮断する等の措置を講
じて行うことになる。
The above is the description of the configuration of the system shown in FIG. 1 and the method of operating the system. To further describe the system shown in FIG. 1, for example, the evaporator for heat storage tank (3) (2) can also be used. In such a case, the capacity control during the utilization operation is performed by taking measures such as shutting off the second refrigerant vapor passage (23).

【0038】次に、図2、図3に示したシステムは、本
発明の他の実施例を示すものであり、前記図1に示した
システムとは、特に蓄熱冷熱を取り出すための手段が異
なっている。なお、図1の場合と同一要素には、同一番
号を付してある。
Next, the system shown in FIGS. 2 and 3 shows another embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 is different from the system shown in FIG. ing. The same elements as those in FIG. 1 are given the same numbers.

【0039】まず、図2に示すシステムでは、前記蓄熱
槽用蒸発器(3)がなく、蓄熱槽(4)は真空蒸気弁
(29)を備えた冷媒蒸気通路(30)によって吸着塔
(6)と接続されているだけである。そして、蓄熱槽
(4)内に新たに伝熱管(31)が、製氷皿、あるいは
高分子ゲルや不織布を貫通して配設され、冷水系配管
(24)の蒸発器(2)出口側に三方弁(32)を介し
て並列接続されている。なお、このシステムでは、冷水
系配管(24)と利用側機器(5)とを熱交換器(3
3)を介して接続し、利用側へより均一な冷熱が送られ
るようにもしてある。
First, in the system shown in FIG. 2, the heat storage tank evaporator (3) is not provided, and the heat storage tank (4) is connected to the adsorption tower (6) by a refrigerant vapor passage (30) provided with a vacuum vapor valve (29). ). A heat transfer tube (31) is newly provided in the heat storage tank (4) through an ice tray or a polymer gel or a non-woven fabric, and is provided at the evaporator (2) outlet side of the cold water piping (24). They are connected in parallel via a three-way valve (32). In this system, the chilled water piping (24) and the user-side equipment (5) are connected to the heat exchanger (3).
3), so that more uniform cold heat can be sent to the user side.

【0040】この図2に示すシステムによる蓄熱運転に
ついては、前記図1に示したシステムの場合と全く同様
で、真空蒸気弁(29)を開放して、蓄熱槽(4)内の
冷媒液を吸着塔(6)へ吸着させることにより、蓄熱槽
(4)内の冷媒液を氷へと相変化させる。
The heat storage operation by the system shown in FIG. 2 is exactly the same as that of the system shown in FIG. 1, and the refrigerant vapor in the heat storage tank (4) is opened by opening the vacuum steam valve (29). The refrigerant liquid in the heat storage tank (4) undergoes a phase change to ice by being adsorbed to the adsorption tower (6).

【0041】また、利用運転は、真空蒸気弁(29)を
閉鎖し、ポンプ(25)を駆動し、三方弁(32)をし
かるべく操作して、冷水系配管(24)内の冷水を、蒸
発器(2)、伝熱管(31)から、熱交換器(33)へ
と循環させる。これにより、前記同様、例えば14℃の
冷水は、吸着式冷凍機(1)の吸着作用によって10℃
まで冷却され、さらに蓄熱槽(4)内で例えば7℃程度
まで冷却されて熱交換器(33)に入り、利用側機器
(5)へは、この冷凍機生成の冷熱と蓄熱分との総合さ
れた7℃の冷熱が供給されることになる。なお、このシ
ステムにおいても、三方弁(32)を切り換えれば、冷
水が伝熱管(31)内を流れなくなり、吸着式冷凍機
(1)生成の冷熱だけが利用側(5)へ供給されて、前
記同様の能力制御が可能になることはいうまでもない。
The utilization operation is as follows. The vacuum steam valve (29) is closed, the pump (25) is driven, and the three-way valve (32) is operated accordingly to remove the chilled water in the chilled water piping (24). It is circulated from the evaporator (2) and the heat transfer tube (31) to the heat exchanger (33). Thus, similarly to the above, for example, cold water at 14 ° C. is cooled to 10 ° C.
To the heat exchanger (33) after being cooled to, for example, about 7 ° C. in the heat storage tank (4), and to the user-side equipment (5). The supplied cold heat of 7 ° C. is supplied. In this system, if the three-way valve (32) is switched, the cold water stops flowing in the heat transfer tube (31), and only the cold generated by the adsorption refrigerator (1) is supplied to the use side (5). Needless to say, capability control similar to the above becomes possible.

【0042】次に、図3に示すシステムでは、蓄熱槽
(4)に冷媒タンク(34)を併設してある。この冷媒
タンク(34)は、前記図1において説明した余剰冷媒
タンク(16)を活用したものであるが、タンク(3
4)の中には、冷媒熱交換器(35)が配設され、それ
が三方弁(36)を介して、冷水系配管(24)に並列
接続されている。蓄熱運転については、この場合も、吸
着塔(6)と蓄熱槽(4)との連通により全く同様に行
われる。
Next, in the system shown in FIG. 3, a refrigerant tank (34) is provided in addition to the heat storage tank (4). This refrigerant tank (34) utilizes the surplus refrigerant tank (16) described in FIG.
Inside 4), a refrigerant heat exchanger (35) is provided, which is connected in parallel to the chilled water piping (24) via a three-way valve (36). In this case, the heat storage operation is performed in exactly the same manner by the communication between the adsorption tower (6) and the heat storage tank (4).

【0043】利用運転に際しては、この場合、蓄熱槽
(4)と冷媒タンク(34)との間で冷媒液の循環をは
かるべく、冷媒ポンプ(28)を駆動し、配管(20)
の三方弁(29)を蓄熱槽(4)側へと開放し、さらに
開閉弁(17)を開放する。この循環により、冷媒タン
ク(34)内の冷媒液は、蓄熱槽(4)内の氷で冷却さ
れて低温液となり、冷媒熱交換器(35)内を流れる冷
水を冷却する。そして、ここでも、冷水系配管(24)
の冷水は、蒸発器(2)を経て、冷媒熱交換器(35)
へ流れるようになっているので、利用側機器(5)へ
は、極めて低温の冷水が供給されることになる。また、
この状態から三方弁(36)を切り換えれば、冷媒熱交
換器(35)への冷水流通が停止されて、前記同様に、
利用側に対する能力制御がなされる。
In the utilization operation, in this case, the refrigerant pump (28) is driven to circulate the refrigerant liquid between the heat storage tank (4) and the refrigerant tank (34), and the pipe (20)
The three-way valve (29) is opened toward the heat storage tank (4), and the on-off valve (17) is further opened. By this circulation, the refrigerant liquid in the refrigerant tank (34) is cooled by ice in the heat storage tank (4) to become a low-temperature liquid, and cools the cold water flowing in the refrigerant heat exchanger (35). And also here, the cold water piping (24)
Cold water passes through the evaporator (2) and passes through the refrigerant heat exchanger (35).
Therefore, extremely low-temperature cold water is supplied to the user-side device (5). Also,
If the three-way valve (36) is switched from this state, the flow of cold water to the refrigerant heat exchanger (35) is stopped, and
Capability control is performed on the user side.

【0044】以上、本発明の実施例を添付図面にもとづ
き説明してきたが、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、趣旨を逸脱しない限り変更が可能であ
る。とりわけ、以上の実施例で用いた吸着式冷凍機につ
いてはこれを吸収式冷凍機に代えてもよく、前記吸着式
冷凍機(1)の吸着塔(6)の代わりに、吸収式冷凍機
の吸収器を蓄熱槽(4)に接続する構成とすれば、以上
の運転方法がそのまま適用できることになる。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the gist. In particular, the adsorption refrigerator used in the above embodiments may be replaced with an absorption refrigerator, and instead of the adsorption tower (6) of the adsorption refrigerator (1), the absorption refrigerator is used. If the absorber is connected to the heat storage tank (4), the above operation method can be applied as it is.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、吸着式
冷凍機または吸収式冷凍機と、これら吸着式冷凍機の吸
着塔の一つまたは吸収式冷凍機の吸収器に対し第1の通
路開閉手段を介して接続された蓄熱槽とからなり、蓄熱
槽内には、吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の冷媒と同
一の液体が蓄熱材として貯溜されている蓄熱機能を有し
たケミカルヒートポンプ冷凍システムを構成したことを
基本とするものであり、その蓄熱運転に際しては、請求
項9に記載した如く、第1の通路開閉手段を開放して、
吸着器として動作中の吸着式冷凍機の少なくとも一つの
吸着塔、または吸収式冷凍機の吸収器により、蓄熱槽内
の蓄熱材を吸着せしめ、蓄熱槽内に冷熱を蓄熱する運転
方法をとるものであるから、直接、蓄熱材より蒸発した
冷媒蒸気が吸着塔(吸収器)に吸着されることになり、
蓄熱材の相変化が熱エネルギーのロスなく行われて、効
率的な蓄熱がなされる。
As described above, the present invention relates to a first embodiment of an adsorption refrigerator or an absorption refrigerator and one of the adsorption towers of the adsorption refrigerator or the absorber of the absorption refrigerator. A heat storage tank connected through a passage opening / closing means, and a chemical having a heat storage function in which the same liquid as the refrigerant of the adsorption refrigerator or the absorption refrigerator is stored as a heat storage material in the heat storage tank. The heat pump refrigeration system is basically configured, and in the heat storage operation, the first passage opening / closing means is opened as described in claim 9,
An operation method in which heat storage material in a heat storage tank is adsorbed by at least one adsorption tower of an adsorption refrigerator operating as an adsorber or an absorber of an absorption refrigerator, and cold heat is stored in the heat storage tank. Therefore, the refrigerant vapor evaporated from the heat storage material is directly adsorbed to the adsorption tower (absorber),
The phase change of the heat storage material is performed without loss of thermal energy, and efficient heat storage is performed.

【0046】このため、従来の一般的な蓄熱装置に不可
欠な、蓄熱時に蓄熱材を相変化させるための多大な伝熱
面が不要となり、蓄熱装置の小型化に効果を奏する。ま
た、蓄熱材に安価な冷媒(一般的には水)を利用してい
るため、蓄熱槽の設備費が軽減される利点もある。
For this reason, a large heat transfer surface for changing the phase of the heat storage material at the time of heat storage, which is indispensable for the conventional general heat storage device, is not required, and the heat storage device is effectively reduced in size. Further, since an inexpensive refrigerant (generally water) is used for the heat storage material, there is an advantage that the equipment cost of the heat storage tank is reduced.

【0047】請求項3に記載した発明及び請求項4記載
の発明は、夫々、蓄熱槽内に高分子ゲル、不織布を配設
することを特徴とするものであるから、蓄熱槽内の蓄熱
材はこれら高分子ゲルや不織布に吸収保持されたままで
相変化することになり、簡単な内部構造の蓄熱槽によ
り、前記蓄熱運転が確実なものとなる。
The invention described in claim 3 and the invention described in claim 4 are characterized in that a polymer gel and a nonwoven fabric are disposed in the heat storage tank, respectively. The phase changes while being absorbed and held by the polymer gel or the nonwoven fabric, and the heat storage operation with a simple internal structure ensures the heat storage operation.

【0048】また、請求項5〜請求項8に記載したシス
テムにおいては、利用運転に際して、夫々、請求項10
〜13記載の運転方法が適用され、請求項5記載の発明
では蒸発器から、請求項6記載の発明では蓄熱槽用蒸発
器から、また、請求項7記載の発明では伝熱面から、そ
して請求項8記載の発明では冷媒タンク中の冷媒熱交換
器から、夫々、蓄熱した冷熱が容易に取り出される。し
かも、この蓄熱した冷熱の取り出しは、冷凍機の冷凍運
転と同時にでき、双方から冷熱を取り出すことにより、
利用側へ極めて低温の冷熱を効率よく供給することがで
きる。また、このことは、設置する吸着式(吸収式)冷
凍機容量が従来の1/2でも良いことを意味し、冷凍機
の設備費軽減に実効を奏する。
In the system described in any one of claims 5 to 8, each of the systems described in claim 10 may be used in use operation.
The operation method according to any one of (1) to (13) is applied, in the invention according to claim 5, from the evaporator, in the invention in claim 6, from the evaporator for the heat storage tank, in the invention in claim 7, from the heat transfer surface, and According to the eighth aspect of the invention, the stored cold heat is easily extracted from the refrigerant heat exchanger in the refrigerant tank. Moreover, the cold stored heat can be taken out simultaneously with the freezing operation of the refrigerator, and by taking out the cold from both sides,
Extremely low-temperature cold heat can be efficiently supplied to the user side. In addition, this means that the capacity of the installed adsorption type (absorption type) chiller may be half that of the conventional type, which is effective in reducing the equipment cost of the chiller.

【0049】さらに、本発明に係るシステム全てにわた
り、その構成上、コージェネレーションシステムへの適
用も容易で、その場合は、冷熱負荷に対しては排熱を直
接利用して冷熱を発生する吸着式(吸収式)冷凍機とし
て動作し、冷熱負荷がない場合は吸着式(吸収式)冷凍
機を利用して冷熱を効率よく蓄熱できるため、熱需要の
ない時間帯でも効率よく運転できるコージェネレーショ
ンシステムとなり、その経済性向上、用途拡大が期待さ
れる。
Further, the entire system according to the present invention can be easily applied to a cogeneration system due to its configuration. In this case, an adsorption type in which a chilled heat is generated by directly using exhaust heat for a chilled load. A cogeneration system that operates as an (absorption-type) refrigerator and can efficiently store cold heat using an adsorption-type (absorption-type) refrigerator when there is no cold load, so that it can operate efficiently even during periods of no heat demand. It is expected to improve its economic efficiency and use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムの説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to the present invention.

【図2】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムの他の実施例の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of another embodiment of the chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to the present invention.

【図3】本発明に係る蓄熱機能を有したケミカルヒート
ポンプ冷凍システムのさらに他の実施例を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory view showing still another embodiment of the chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 吸着式冷凍機 (2) 蒸発器 (3) 蓄熱槽用蒸発器 (4) 蓄熱槽 (6) 吸着塔 (14) 凝縮器 (22) 三方弁(第1の通路開閉手段、第2の通路開
閉手段) (29) 真空蒸気弁(第1の通路開閉手段) (34) 冷媒タンク (35) 冷媒熱交換器
(1) Adsorption refrigerator (2) Evaporator (3) Evaporator for heat storage tank (4) Heat storage tank (6) Adsorption tower (14) Condenser (22) Three-way valve (first passage opening / closing means, second (29) Vacuum steam valve (first passage opening / closing means) (34) Refrigerant tank (35) Refrigerant heat exchanger

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊部 聰 大阪市中央区平野町4丁目1番2号 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 米沢 泰夫 大阪市西淀川区姫里1丁目5番10号 西 淀空調機株式会社内 (72)発明者 松下 昌生 大阪市西淀川区姫里1丁目5番10号 西 淀空調機株式会社内 (72)発明者 森川 淳 大阪市西淀川区姫里1丁目5番10号 西 淀空調機株式会社内 (72)発明者 酒井 章義 大阪市西淀川区姫里1丁目5番10号 西 淀空調機株式会社内 (72)発明者 秦 正佳 大阪市西淀川区姫里1丁目5番10号 西 淀空調機株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−236076(JP,A) 特開 昭63−194165(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25B 17/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Satoshi Ibe 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi Inside Osaka Gas Co., Ltd. Inside Nishiyodo Air Conditioner Co., Ltd. (72) Inventor Masao Matsushita 1-5-10 Himezato, Nishiyodogawa-ku, Osaka City Inside Nishiyodo Air Conditioner Co., Ltd. Inside Nishi-Yodo Air Conditioner Co., Ltd. (72) Inventor Akiyoshi Sakai 1-5-10 Himezato, Nishiyodogawa-ku, Osaka City Inside Nishi-Yodo Air Conditioner Co., Ltd. (56) References JP-A-4-236076 (JP, A) JP-A-63-194165 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F25B 17/08

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 吸着器及び再生器として作動する吸着塔
を複数基使用し、各吸着塔内を冷媒が循環可能なる如く
凝縮器及び蒸発器に接続すると共に、少なくとも1基の
吸着塔が他と異なる工程となる如く吸着、脱着工程切換
運転される吸着式冷凍機と、該吸着式冷凍機の1基の吸
着塔に対し第1の通路開閉手段を介して接続された蓄熱
槽よりなり、蓄熱槽内には、吸着式冷凍機の冷媒と同一
の液体が蓄熱材として貯溜されていることを特徴とする
蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
1. A plurality of adsorption towers operating as an adsorber and a regenerator are used. Each of the adsorption towers is connected to a condenser and an evaporator so that a refrigerant can be circulated, and at least one of the adsorption towers is used as another. And a heat storage tank connected to one adsorption tower of the adsorption refrigerator via a first passage opening / closing means. A chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function, wherein the same liquid as the refrigerant of the adsorption refrigerator is stored as a heat storage material in the heat storage tank.
【請求項2】 再生器、吸収器を吸収液が、凝縮器、蒸
発器を冷媒が循環可能な如く接続された吸収式冷凍機
と、該吸収式冷凍機の吸収器に対し第1の通路開閉手段
を介して接続された蓄熱槽よりなり、蓄熱槽内には、吸
収式冷凍機の冷媒と同一の液体が蓄熱材として貯溜され
ていることを特徴とする蓄熱機能を有したケミカルヒー
トポンプ冷凍システム。
2. An absorption refrigerator connected to a regenerator and an absorber so that an absorbing liquid can circulate through a condenser and an evaporator, and a first passage for an absorber of the absorption refrigerator. A chemical heat pump refrigeration having a heat storage function, comprising a heat storage tank connected via opening / closing means, wherein the same liquid as the refrigerant of the absorption refrigerator is stored as a heat storage material in the heat storage tank. system.
【請求項3】 蓄熱槽内に高分子ゲルを内蔵したことを
特徴とする請求項1または2記載の蓄熱機能を有したケ
ミカルヒートポンプ冷凍システム。
3. The chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 1, wherein a polymer gel is built in the heat storage tank.
【請求項4】 蓄熱槽内に、吸水性能を有した不織布を
内蔵したことを特徴とする請求項1または2記載の蓄熱
機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
4. The chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 1, wherein a nonwoven fabric having a water absorbing property is built in the heat storage tank.
【請求項5】 吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の蒸発
器と蓄熱槽との間を、第2の通路開閉手段を介して接続
したことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の
蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
5. An adsorption refrigerator or an absorption refrigerator having an evaporator and a heat storage tank connected via a second passage opening / closing means. A chemical heat pump refrigeration system having the heat storage function described above.
【請求項6】 吸着式冷凍機または吸収式冷凍機の蒸発
器とは別に、蓄熱槽用蒸発器を併設し、該蓄熱槽用蒸発
器と蓄熱槽との間を、第2の通路開閉手段を介して接続
したことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の
蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
6. An evaporator for a heat storage tank is provided separately from an evaporator of an adsorption refrigerator or an absorption refrigerator, and a second passage opening / closing means is provided between the evaporator for the heat storage tank and the heat storage tank. The chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 1, wherein the refrigeration system has a heat storage function.
【請求項7】 蓄熱槽内に冷熱取り出し用伝熱面を配設
したことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の
蓄熱機能を有したケミカルヒートポンプ冷凍システム。
7. The chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 1, wherein a heat transfer surface for taking out cold heat is provided in the heat storage tank.
【請求項8】 蓄熱槽に冷媒液を貯溜した冷媒タンクを
併設し、該冷媒タンクと蓄熱槽との間を、冷媒液が循環
可能な如く循環ポンプを備えた配管により接続すると共
に、冷媒タンク内に冷媒熱交換器を配設したことを特徴
とする請求項1、2、3または4記載の蓄熱機能を有し
たケミカルヒートポンプ冷凍システム。
8. A refrigerant tank in which a refrigerant liquid is stored is provided in a heat storage tank, and the refrigerant tank and the heat storage tank are connected by a pipe provided with a circulation pump so that the refrigerant liquid can be circulated. The chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 1, wherein a refrigerant heat exchanger is disposed in the refrigeration system.
【請求項9】 請求項1〜8記載の蓄熱機能を有したケ
ミカルヒートポンプ冷凍システムのいずれかを使用し、
第1の通路開閉手段を開放して、吸着器として動作中の
吸着式冷凍機吸着塔または吸収式冷凍機の吸収器と、蓄
熱槽とを連通せしめ、蓄熱槽内の蓄熱材を吸着塔または
吸収器に吸着させて、蓄熱槽内に冷熱を蓄熱することを
特徴とする運転方法。
9. Use of any of the chemical heat pump refrigeration systems having a heat storage function according to claim 1;
The first passage opening / closing means is opened so that the absorption tower of the adsorption type refrigerator operating as the adsorber or the absorber of the absorption type refrigerator communicates with the heat storage tank, and the heat storage material in the heat storage tank is removed by the adsorption tower or An operation method, wherein cold energy is stored in a heat storage tank by being adsorbed on an absorber.
【請求項10】 請求項5記載の蓄熱機能を有したケミ
カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項9記載
の蓄熱運転後、第1の通路開閉手段を閉鎖すると共に、
第2の通路開閉手段を開放して、蒸発器表面の冷媒を蓄
熱槽内で凝縮させ、このとき蒸発器より発生する冷熱を
利用することを特徴とする運転方法。
10. A chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 5, wherein the first passage opening / closing means is closed after the heat storage operation according to claim 9,
An operation method comprising opening the second passage opening / closing means, condensing the refrigerant on the surface of the evaporator in the heat storage tank, and utilizing the cold generated by the evaporator at this time.
【請求項11】 請求項6記載の蓄熱機能を有したケミ
カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項9記載
の蓄熱運転後、第1の通路開閉手段閉鎖と共に、第2の
通路開閉手段を開放して、蓄熱器用蒸発器表面の冷媒を
蓄熱槽内で凝縮させ、このとき蓄熱器用蒸発器より発生
する冷熱を利用することを特徴とする運転方法。
11. A chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 6, wherein after the heat storage operation according to claim 9, the first passage opening / closing means is closed and the second passage opening / closing means is opened. And condensing the refrigerant on the surface of the heat storage evaporator in the heat storage tank, and utilizing the cold generated from the heat storage evaporator at this time.
【請求項12】 請求項7記載の蓄熱機能を有したケミ
カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項9記載
の蓄熱運転後、第1の通路開閉手段を閉鎖して、伝熱面
により、蓄熱槽に蓄熱した冷媒の顕熱、潜熱分を冷熱と
して取り出し利用することを特徴とする運転方法。
12. The heat storage tank according to claim 7, wherein after the heat storage operation according to claim 9, the first passage opening / closing means is closed and the heat transfer surface is used. An operating method characterized in that the sensible heat and latent heat of the refrigerant stored in the tank are taken out and used as cold heat.
【請求項13】 請求項8記載の蓄熱機能を有したケミ
カルヒートポンプ冷凍システムを使用し、請求項9記載
の蓄熱運転後、第1の通路開閉手段閉鎖と共に、冷媒循
環ポンプを駆動して冷媒タンク内の冷媒液を蓄熱槽内へ
循環させ、この循環により冷媒タンク内の冷媒を冷却し
て、該冷媒の冷熱を冷媒熱交換器を介して取り出し利用
することを特徴とする運転方法。
13. A refrigerant tank using the chemical heat pump refrigeration system having a heat storage function according to claim 8 and driving the refrigerant circulation pump together with closing the first passage opening / closing means after the heat storage operation according to claim 9. An operation method comprising: circulating a refrigerant liquid in the refrigerant tank into a heat storage tank, cooling the refrigerant in the refrigerant tank by the circulation, and extracting and utilizing the cold heat of the refrigerant through a refrigerant heat exchanger.
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