JP3276013B2 - 蓄熱システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製氷コイルに蓄えた冷
熱または温熱を負荷に供給する蓄熱システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】熱貯蔵法として、安価な深夜電力を使っ
て昼間の冷房用冷熱を、氷の潜熱の形態で蓄熱する氷蓄
熱システムがある。氷蓄熱システムは、水蓄熱に対して
１／８程度の容積で賄えるものの、大規模の建築物に設
置する場合には、何百立方メートルの容積が必要とな
り、例えば、建築物の二重スラブの容積を利用した氷蓄
熱システムが設置されている。

【０００３】また、既存の建築物で冷房負荷を増大する
場合、熱源改修とともに蓄熱容量を増大したい要求に対
して、氷蓄熱システムの構築を既存の水蓄冷槽である二
重スラブの容積を使えば効果的である。

【０００４】かかる氷蓄熱システムとして例えば図８に
示すものが知られている。図に示すように、建築物のコ
ンクリート製の二重スラブ内に、コンクリート製の氷蓄
熱槽１０１が設置され、氷蓄熱槽１０１は、複数の区画
槽１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄで構成され
ている。区画槽１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２
Ｄは、連通孔を有する仕切壁１０３によりそれぞれ仕切
られ、直列に配列されており、水が区画槽１０２Ａ→１
０２Ｂ→１０２Ｃ→１０２Ｄの順序で流れるようになっ
ている。

【０００５】区画槽１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１
０２Ｄには、製氷コイル１０４がそれぞれ設けられ、水
が収容されている。氷蓄熱槽１０１の区画槽１０２Ａ，
１０２Ｄには、負荷用熱交換器１０５が途中に設けられ
た冷水回路１０６が接続されている。

【０００６】そして、負荷用熱交換器１０５には、負荷
用冷水回路１０７が接続され、負荷用冷水回路１０７の
途中には、送水ポンプ１０８が介装されている。１０９
は冷凍装置で、圧縮機１１０を有している。１１１は空
気式熱交換器を示す。

【０００７】しかして、夏期には、製氷モードまたは冷
房モードが選択される。製氷モードは夜間に使用され
る。製氷モードにおいては、製氷コイル１０４が蒸発器
として、空気式熱交換器１１１が凝縮器として機能する
ように冷凍サイクルが切り替わり、製氷コイル１０４の
蒸発器としての吸熱作用により氷蓄熱槽１０１内に氷が
形成され、冷水が造られる。

【０００８】昼間になると、冷房モードが使用され、氷
蓄熱槽１０１の区画槽１０２Ｄの冷水が汲上げポンプ１
１３により冷水回路１０６を介して負荷用熱交換器１０
５に送られ、負荷用熱交換器１０５から負荷用冷水回路
１０７を介して負荷に送られる。

【０００９】一方、冬期には、夜間に温水を製造し、昼
間にそれを汲み上げる方法があるが、蓄熱温度差が小さ
く蓄熱量が冷房に比較して１／８程度しか取れず、蓄熱
槽を十分に利用できなかった。これを解決するために、
夜間に熱源水を製造し、昼間にヒートポンプ熱源水とし
て利用することにより、蓄熱温度差を３倍に拡大する方
法が知られている。

【００１０】熱源水製造モードにおいては、氷蓄熱槽１
０１の区画槽１０２Ｄの冷水が汲上げポンプ１１３によ
り分岐回路１１２を介して冷凍装置１０９に送られ、冷
凍装置１０９において暖められ、再び、氷蓄熱槽１０１
内に温水として戻る。このようにして、氷蓄熱槽１０１
内と冷凍装置１０９との間で、蓄熱槽１０１内の冷水が
温められ、熱源水が蓄熱槽１０１内に造られる。

【００１１】昼間に暖房モードが使用され、暖房モード
においては、氷蓄熱槽１０１内の熱源水が、汲上げポン
プ１１３により分岐回路１１２を介して冷凍装置１０９
に送られる。冷凍装置１０９は、これをヒートポンプの
熱源水として温水を製造する。冷凍装置１０９にて製造
された温水は、温水回路１１４を介して負荷に送られ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の蓄熱システムに
あっては、製氷モードでは、冷凍サイクルを利用して蓄
熱槽１０１内に氷を造ることができるものの、熱源水製
造モード及び暖房モードでは、汲上げポンプ１１３で、
氷蓄熱槽１０１内の冷水を冷凍機１０９に送り、冷凍機
１０９により加熱して熱源水を製造し、氷蓄熱槽１０１
に熱源水として蓄え、この熱源水を汲上げポンプ１１３
で冷凍装置１０９に送り、ヒートポンプサイクルにより
温水を製造していた。即ち、熱源水製造モード及び暖房
モードでは、常に汲上げポンプ１１３を運転する必要が
あった。

【００１３】さらに、従来の二重スラブ内のスペースを
使った蓄熱システムでは、氷蓄熱槽１０１の各区画槽１
０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄが直列に連なっ
ているため、下流側の区画槽１０２Ｃ，１０２Ｄの氷が
溶け難く、製氷を造る製氷モードと、氷を融解させる冷
房モードを繰り返すうちに氷塊が氷蓄熱槽１０１内に形
成されることがある。そのため、製氷時における熱効率
が低下するとともに、氷蓄熱槽１０１を通過する水の流
れを阻害し、冷熱の汲み上げを不可能にすることもあ
る。

【００１４】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、特に、熱効率を良くし、
暖房モードにおけるポンプ動力を削減させることができ
る蓄熱システムを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
蓄熱槽と、前記蓄熱槽に接続されて汲上げポンプにより
負荷用熱交換器に冷熱を運ぶ冷水回路と、前記負荷用熱
交換器に接続されるとともに途中に送水ポンプが介装さ
れた負荷用冷水回路と、前記蓄熱槽内に設けられた製氷
コイルと、圧縮機と、蒸発器または凝縮器となる空気式
熱交換器とを有し、運転または停止の選択可能な第１の
冷凍サイクル回路と、前記製氷コイルと、前記圧縮機
と、蒸発器または凝縮器となる冷媒水熱交換器とを有
し、運転または停止の選択可能な第２の冷凍サイクル回
路と、前記空気式熱交換器と、前記圧縮機と、前記冷媒
水熱交換器とを有し、運転または停止の選択可能な第３
の冷凍サイクル回路と、前記冷媒水熱交換器に接続され
るとともに途中に追掛けポンプが介装された冷媒水回路
とで構成されていることを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の蓄
熱システムにおいて、蓄熱槽は複数の区画槽を有し、冷
水回路は、各区画槽内にそれぞれ対応して配された送水
口を有する複数の吸上げ管と、各区画槽内にそれぞれ対
応して配された還水口を有する複数の戻し管と、各吸上
げ管が集合して途中に負荷用熱交換器が設けられるとと
もに各戻し管に分岐する冷水管とから構成されているこ
とを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明においては、例えば、夏期には製氷モー
ド（１）及び冷房モード（２）（または追い掛け運転冷
房モード（３））が選択され、冬期には、熱源水製造モ
ード（４）及び暖房モード（５）が選択される。

【００１８】（１）夏期の夜間には、第１の冷凍サイク
ル回路を運転状態にし、第２の冷凍サイクル回路を停止
状態にし、第３の冷凍サイクル回路を停止状態にするこ
とにより、製氷モードが選択される。製氷コイルが蒸発
器として、空気式熱交換器が凝縮器として機能するよう
に冷凍サイクル回路が切り替わり、且つ、冷媒水熱交換
器は冷凍サイクル外に置かれる。

【００１９】このモードでは、蒸発器としての製氷コイ
ルの吸熱作用により、蓄熱槽内の水が冷却され、蓄熱槽
内に着氷が起こる。（２）夏期の昼間には、第１の冷凍サイクル回路を停止
状態にし、第２の冷凍サイクル回路を停止状態にし、第
３の冷凍サイクル回路を停止状態にすることにより、 冷
房モードが選択される。冷房モードでは、汲上げポンプ
により、蓄熱槽内から冷水回路を介して負荷用熱交換器
に冷熱が供給される。（３）昼間に蓄熱システムを冷房モードにした場合にお
いて、第１の冷凍サイクル回路を停止状態にし、第２の
冷凍サイクル回路を停止状態にし、第３の冷凍サイクル
回路を運転状態にすることにより、追い掛け運転冷房モ
ードを選択できる。 追い掛け運転冷房モードでは、冷房
モードによる負荷用冷水回路を介して負荷へ冷熱が供給
されるとともに、蒸発器としての冷媒水熱交換器で冷媒
水回路内の水が冷やされて追掛けポンプにより冷熱が負
荷に送られる。

【００２０】（４）冬期の夜間には、第１の冷凍サイク
ル回路を運転状態にし、第２の冷凍サイクル回路を停止
状態にし、第３の冷凍サイクル回路を停止状態にするこ
とにより、熱源水製造モードが選択される。製氷コイル
が凝縮器として、空気式熱交換器が蒸発器として機能す
るように冷凍サイクル回路が切り替わり、且つ、冷媒水
熱交換器は冷凍サイクル外に置かれる。

【００２１】熱源水製造モードでは、凝縮器としての製
氷コイルの放熱作用により、蓄熱槽内の水が加熱され、
熱源水となる。（５） 冬期の昼間には、第１の冷凍サイクル回路を停止
状態にし、第２の冷凍サイクル回路を運転状態にし、第
３の冷凍サイクル回路を停止状態にすることとにより、
暖房モードが選択される。製氷コイルが蒸発器として、
冷媒水熱交換器が凝縮器として機能するように冷凍サイ
クル回路が切り替わり、且つ、空気式熱交換器は冷凍サ
イクル外に置かれる。

【００２２】この場合、凝縮器としての冷媒水熱交換器
の放熱作用により冷媒水熱交換器が温められる。即ち、
冷媒水熱交換器に、蓄熱槽から冷凍サイクルにより温熱
が運ばれる。冷媒水熱交換器において、冷媒水回路の水
は、熱交換されて温熱を貰い、冷媒水回路を介して追掛
けポンプにより負荷に温熱が供給される。

【００２３】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１ないし図７は本発明の実施例に係わる蓄熱
システムを示す。

【００２４】図１，図２に示すように、建築物のコンク
リート製の二重スラブ内に、コンクリート製の蓄熱槽１
が設置され、蓄熱槽１は、複数の区画槽２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄとから構成されている。区画槽２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄは、防水・断熱構造に構成され、互いに隣接す
るように集合して配列されている。

【００２５】区画槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄには、水が
収容され、この水に製氷コイル３がそれぞれ水没して設
けられている。この製氷コイル３は、複数のコイルユニ
ット３Ａを縦に設置して構成されている。

【００２６】４は負荷用熱交換器で、この負荷用熱交換
器４は冷熱を供給する冷水回路５の途中に介装されてい
る。冷水回路５は、各区画槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内
にそれぞれ対応して配された送水ヘッダからなる送水口
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを有する複数の吸上げ管７Ａ，
７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと、各区画槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ
内にそれぞれ対応して配された還水ヘッダからなる還水
口８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄを有する複数の戻し管９Ａ，
９Ｂ，９Ｃ，９Ｄと、各吸上げ管７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７
Ｄが集合して途中に負荷用熱交換器４が設けられ、各戻
し管９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに分岐する冷水管１０とか
ら構成されている。

【００２７】冷水管１０の負荷用熱交換器４の上流側部
分には、吸上げ管７Ａ，７Ｂに対応する汲上げポンプ１
１Ａと、吸上げ管７Ｃ，７Ｄに対応する汲上げポンプ１
１Ｂとが介装されている。

【００２８】また、図２において、各区画槽２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内では、送水口６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ
と還水口８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは対向して配置され、
水の流れが均一になるようになっている。蓄熱槽１の下
には、エアレーション設備１２が設置され、このエアレ
ーション設備１２のブロア１２Ａから各区画槽２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄ内にそれぞれ空気が吹き込まれ、水を攪
拌し、この攪拌効果とともに上記の送水口と還水口の対
向配置による水の流れの均一化により、氷を均等に融解
させるようになっている。

【００２９】そして、負荷用熱交換器４には、負荷用冷
水回路１３が接続され、負荷用冷水回路１３の途中に
は、送水ポンプ１４が介装されている。冷凍装置１５
は、冷媒回路１６途中に、蓄熱槽１内に設けられた製氷
コイル３と、圧縮機１７と、蒸発器または凝縮器となる
空気式熱交換器１８と、蒸発器または凝縮器となる冷媒
水熱交換器１９とを配してなる。 上記製氷コイル３，空
気式熱交換器１８，冷媒水熱交換器１９で任意の冷凍サ
イクル回路が選択される。すなわち、第１の冷凍サイク
ル回路Ｓ１，第２の冷凍サイクル回路Ｓ２，第３の冷凍
サイクル回路Ｓ３が選択される。 第１の冷凍サイクル回
路Ｓ１は、製氷コイル３と、圧縮機１７と、蒸発器また
は凝縮器となる空気式熱交換器１８とを含み、運転また
は停止の選択が可能となっており、図３または図６に太
い線で示される。 第２の冷凍サイクル回路Ｓ２は、前記
製氷コイルと、前記圧縮機１７と、蒸発器または凝縮器
となる冷媒水熱交換器１９とを含み、運転または停止の
選択が可能となっており、図７に太い線で示される。 第
３の冷凍サイクル回路Ｓ３は、前記空気式熱交換器１８
と、前記圧縮機１７と、前記冷媒水熱交換器１９とを含
み、運転または停止の選択が可能になっており、図５の
上側部分に太い線で示される。 第１の冷凍サイクル回路
Ｓ１，第２の冷凍サイクル回路Ｓ２，第３の冷凍サイク
ル回路Ｓ３の構成について具体的に説明すると、図３の
製氷モードに示すように、冷媒回路１６は、製氷コイル
３と空気式熱交換器１８とを接続する第１冷媒配管１６
Ａと、製氷コイル３と圧縮機１７とを接続する第２冷媒
配管１６Ｂと、圧縮機１７と空気式熱交換器１８とを接
続する第３冷媒配管１６Ｃと、冷媒水熱交換器１９が途
中に介装された第４冷媒配管１６Ｄと、第５冷媒配管１
６Ｅと、第６冷媒配管１６Ｆとから構成されている。

【００３０】上記第１冷媒配管１６Ａの途中には、第１
膨張弁２０と、第１切換弁２１Ａと、第２膨張弁２２と
が配設されており、第１膨張弁２０，第２膨張弁２２に
は、それぞれ開閉弁２０Ａ，２２Ａがバイパス可能に配
設されている。

【００３１】上記第３冷媒配管１６Ｃの途中には、第２
切換弁２１Ｂと、第３切換弁２１Ｃとが配設されてお
り、上記第２冷媒配管１６Ｂの途中には、第４切換弁２
１Ｄと、第５切換弁２１Ｅとが配設されている。

【００３２】第４冷媒配管１６Ｄの両端は、第１切換弁
２１Ａと、第３切換弁２１Ｃに接続している。また、第
２切換弁２１Ｂと第４切換弁２１Ｄは第５冷媒配管１６
Ｅで接続され、第３切換弁２１Ｃと第５切換弁２１Ｅは
第６冷媒配管１６Ｆで接続されている。そして、第１切
換弁２１Ａ，第２切換弁２１Ｂ，第３切換弁２１Ｃ，第
４切換弁２１Ｄ，第５切換弁２１Ｅの切り換えにより、
冷媒回路１６の各冷媒配管１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１
６Ｄ，１６Ｅ，１６Ｆの組合せとして、第１の冷凍サイ
クル回路Ｓ１，第２の冷凍サイクル回路Ｓ２，第３の冷
凍サイクル回路Ｓ３が形成される。

【００３３】そして、上記冷媒水熱交換器１９に冷媒水
回路２３が接続され、冷媒水回路２３の途中には、追掛
けポンプ２４が介装され、負荷に冷熱または温熱を供給
するようになっている。

【００３４】以下、本実施例の動作を説明する。例え
ば、夏期には製氷モード及び冷房モード（または追い掛
け運転冷房モード）が選択され、冬期には、熱源水製造
モード及び暖房モードが選択される。

【００３５】図３は夏期の夜間に選択される製氷モード
を示し、冷凍サイクルは図中の太い線で示される。製氷
モードにおいては、第１の冷凍サイクル回路Ｓ１は運転
状態で、第２の冷凍サイクル回路Ｓ２は停止状態で、第
３の冷凍サイクル回路Ｓ３は停止状態である。製氷モー
ドでは、製氷コイル３が蒸発器として、空気式熱交換器
１８が凝縮器として機能するように冷凍サイクル回路が
切り替わり、且つ、冷媒水熱交換器１９は冷凍サイクル
外に置かれるように製氷モードが選択される。

【００３６】製氷モードでは、蒸発器としての製氷コイ
ル３の吸熱作用により、蓄熱槽１内の水が冷却され、蓄
熱槽１内に、該蓄熱槽１内の水の約２０〜３０％が氷と
なり、汲み上げを可能にしている。

【００３７】一方、凝縮器としての空気式熱交換器１８
では、冷媒が凝縮し、放熱する。この時、冷水回路５か
ら負荷用熱交換器４には冷水は供給されない。図４は夏
期の昼間に選択される冷房モードを示し、図中の太い線
で示される。冷房モードにおいては、第１の冷凍サイク
ル回路Ｓ１は停止状態で、第２の冷凍サイクル回路Ｓ２
は停止状態で、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３は停止状態
である。冷房モードでは、汲上げポンプ１１Ａ，１１Ｂ
により、蓄熱槽１内から冷水回路５を介して負荷用熱交
換器４に冷水が供給され、これにより、冷熱が供給され
る。

【００３８】そして、負荷用熱交換器４で、負荷用冷水
回路１３へ冷熱が供給され、送水ポンプ１４により、負
荷に送られる。図５は昼間に選択される追い掛け運転冷
房モードを示し、冷凍サイクルは図中の太い線で示され
る。追い掛け運転冷房モードにおいては、第１の冷凍サ
イクル回路Ｓ１は停止状態で、第２の冷凍サイクル回路
Ｓ２は停止状態で、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３は運転
状態である。 追い掛け運転冷房モードでは、冷媒水熱交
換器１９が蒸発器として、空気式熱交換器１８が凝縮器
として機能するように冷凍サイクル回路が切り替わり、
且つ、製氷コイル３が冷凍サイクル外に置かれる。

【００３９】追い掛け運転冷房モードでは、蒸発器とし
ての冷媒水熱交換器１９で、冷媒水回路２３内の水が冷
やされ、追掛けポンプ２４により冷熱が負荷に送られ
る。これにより、上記の冷房モードによる負荷用冷水回
路１３を介して負荷へ冷熱が供給されるとともに、冷媒
水回路２３を介して負荷へ冷熱が送られる。従って、負
荷が蓄熱槽１における蓄熱量を上回る場合にも、冷媒水
回路２３からの冷熱の供給で補充している。

【００４０】図６は冬期の夜間に選択される熱源水製造
モードを示し、冷凍サイクルは図中の太い線で示され
る。熱源水製造モードにおいては、第１の冷凍サイクル
回路Ｓ１は運転状態で、第２の冷凍サイクル回路Ｓ２は
停止状態で、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３は停止状態で
ある。熱源水製造モードにおいては、製氷コイル３が凝
縮器として、空気式熱交換器１８が蒸発器として機能す
るように冷凍サイクル回路が切り替わり、且つ、冷媒水
熱交換器１９は冷凍サイクル外に置かれるように熱源水
製造モードが選択される。

【００４１】熱源水製造モードでは、凝縮器としての製
氷コイル３により、蓄熱槽１内の水が熱っせられ、熱源
水が蓄熱槽１内に造られる。一方、蒸発器としての空気
式熱交換器１８では、冷媒が蒸発し、吸熱する。

【００４２】この時、負荷用冷水回路５には温水が流れ
ておらず、負荷用冷水回路５から負荷用熱交換器４には
温水は供給されない。図７は冬期の夜間に選択される暖
房モードを示し、冷凍サイクルは図中の太い線で示され
る。暖房モードにおいては、第１の冷凍サイクル回路Ｓ
１は停止状態で、第２の冷凍サイクル回路Ｓ２は運転状
態で、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３は停止状態である。
暖房モードにおいては、製氷コイル３が蒸発器として、
冷媒水熱交換器１９が凝縮器として機能するように冷凍
サイクル回路が切り替わり、且つ、空気式熱交換器１８
は冷凍サイクル外に置かれる。

【００４３】暖房モードでは、蒸発器としての製氷コイ
ル３により、製氷コイル３で蒸発熱が発生し、蒸発熱が
冷媒回路１６を介して冷媒水熱交換器１９に送られる。
そして、冷媒水熱交換器１９で熱交換がなされ、追掛け
ポンプ２４により冷媒水回路２３を通って負荷に温熱が
送られる。

【００４４】以上の如き構成によれば、第１に、製氷コ
イル３を冷凍サイクルの凝縮器として使用することによ
り蓄熱槽１内で熱源水を製造し、さらに、蓄熱槽１内の
熱源水の熱を冷凍サイクルを利用し、冷媒を介して冷媒
水熱交換器１９に送る時間差二段加温が採用されている
ので、暖房モードにおける熱効率を向上させることがで
きる。また、蓄熱温度差を確保することができ、暖房モ
ード時の蓄熱量を冷房モード時の蓄熱量に比しても確保
することができる。

【００４５】第２に、ヒートポンプ方式で蓄熱槽１に温
熱を蓄えることができるので、蓄熱槽１における蓄温熱
量を増加させることができる。第３に、従来の蓄熱シス
テムでは、汲上げポンプにより冷凍装置に送っ冷水を温
めることにより熱源水を造っているのに対し、製氷コイ
ル３を凝縮器もしくは蒸発器として使用し、蓄熱槽１内
との熱のやりとりをするので、冷凍装置１５に運搬させ
るための手段として汲上げポンプ１１Ａ，１１Ｂを使用
することなく、熱源水を造るためのポンプ動力を不要に
することができる。第４に、本発明の実施例に係わる蓄
熱システムは、第１の冷凍サイクル回路Ｓ１と、第２の
冷凍サイクル回路Ｓ２と、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３
とを備え、各冷凍サイクル回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の運転
または停止の組合せにより、種々のモード（製氷モー
ド， 冷房モード，追い掛け運転冷房モード，熱源水製
造モード，暖房モード）のいずれかを選択することがで
きる。 特に、追い掛け運転冷房モードを選択することが
できるので、負荷に対応することができる。 また、第
１，第２，第３の冷凍サイクル回路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の
組合せ回路において、第３の冷凍サイクル回路Ｓ３と製
氷コイル（冷房モード）とを同時に運転することが可能
になり、冷房能力を冷凍装置１５の能力の約２倍と大き
くできる。

【００４６】第５に、蓄熱槽１は複数の区画槽２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄに区画されており、各区画槽２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ，２Ｄで独立に製氷，氷の融解が生じるので、
従来例のように、氷が溶け難かったり、氷塊になる可能
性は少ない。万一、氷の融解が不均一になっても、例え
ば、氷が溶けていない区画槽に対応する汲上げポンプ１
１Ａ，１１Ｂの運転時間を調整することにより、氷が溶
けていない区画槽２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのみの運転時
間を長くする等の制御で、蓄熱槽１内の氷の融解を全体
的に均一にすることができる。

【００４７】また、蓄熱槽１における蓄冷熱量に比して
負荷が低い場合には、汲上げポンプ１１Ａ，１１Ｂの運
転台数を調整することにより汲上げポンプ１１Ａ，１１
Ｂの動力の無駄を少なくすることができる。

【００４８】その結果、製氷時における熱効率を確保す
るとともに、蓄熱槽１を通過する水の流れを阻害するこ
となく、冷熱の汲み上げを確実にすることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、第１に、製氷コイルを冷凍サイクルの凝縮
器として使用することにより蓄熱槽内で熱源水を製造
し、さらに、蓄熱槽内の熱源水の熱を冷凍サイクルを利
用し、冷媒を介して冷媒水熱交換器に送る時間差二段加
温が採用されているので、暖房モード時の熱効率を向上
させることができる。また、蓄熱温度差を確保すること
ができ、暖房モード時の蓄熱量を冷房モード時の蓄熱量
に比しても確保することができる。

【００５０】第２に、ヒートポンプ方式で蓄熱槽に温熱
を蓄えることができるので、蓄熱槽における蓄温熱量を
増加させることができる。第３に、従来の蓄熱システム
では、汲上げポンプにより冷凍装置に送られた冷水を温
めることにより熱源水を造っているのに対し、製氷コイ
ルを凝縮器として使用し、蓄熱槽内の冷水を温めている
ので、冷凍装置に運搬させるための手段として汲上げポ
ンプを使用することなく、熱源水を造るためのポンプ動
力を不要にすることができる。第４に、本発明に係わる
蓄熱システムは、第１の冷凍サイクル回路と、第２の冷
凍サイクル回路と、第３の冷凍サイクル回路とを備え、
各冷凍サイクル回路の運転または停止の組合せにより、
種々のモード（製氷モード， 冷房モード，追い掛け運
転冷房モード，熱源水製造モード，暖房モード）のいず
れかを選択することができる。 特に、追い掛け運転冷房
モードを選択することができるので、負荷に対応するこ
とができる。 また、第１，第２，第３の冷凍サイクル回
路の組み合わせ回路において、第３の冷凍サイクル回路
と製氷コイル（冷房モード）とを同時に運転することが
可能になり、冷房能力を冷凍装置の能力の約２倍と大き
くできる。

【００５１】請求項２記載の発明によれば、蓄熱槽は複
数の区画槽に区画されており、各区画槽で独立に製氷，
氷の融解が生じるので、従来例のように、氷が溶け難か
ったり、氷塊になる可能性は少ないが、万一、氷の融解
が不均一になっても、例えば、氷が溶けていない区画槽
に対応する汲上げポンプの運転時間を調整することによ
り、氷が溶けていない区画槽のみの運転時間を長くする
等の制御で、蓄熱槽内の氷の融解を全体的に均一にする
ことができる。

【００５２】その結果、製氷時における熱効率を確保す
るとともに、蓄熱槽を通過する水の流れを阻害すること
なく冷熱の汲み上げを確実にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる蓄熱システムの構成図
である。

【図２】同蓄熱システムにおける蓄熱槽の平面図であ
る。

【図３】同蓄熱システムの製氷モードを示す作用状態説
明図である。

【図４】同蓄熱システムの冷房モードを示す作用状態説
明図である。

【図５】同蓄熱システムの追い掛け運転冷房モードを示
す作用状態説明図である。

【図６】同蓄熱システムの熱源水製造モードを示す作用
状態説明図である。

【図７】同蓄熱システムの暖房モードを示す作用状態説
明図である。

【図８】従来における蓄熱システムの構成図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱槽 ２Ａ 区画槽 ２Ｂ 区画槽 ２Ｃ 区画槽 ２Ｄ 区画槽 ３ 製氷コイル ４ 負荷用熱交換器 ５ 冷水回路 １３ 負荷用冷水回路 １４ 送水ポンプ １５ 冷凍装置 １６ 冷媒回路 １７ 圧縮機 １８ 空気式熱交換器 １９ 冷媒水熱交換器 ２３ 冷媒水回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F25B 13/00 351 F25C 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱槽と、前記 蓄熱槽に接続されて汲上げポンプにより負荷用熱交
   換器に冷熱を運ぶ冷水回路と、前記 負荷用熱交換器に接続されるとともに途中に送水ポ
   ンプが介装された負荷用冷水回路と、前記 蓄熱槽内に設けられた製氷コイルと、圧縮機と、蒸
   発器または凝縮器となる空気式熱交換器とを有し、運転
   または停止の選択可能な第１の冷凍サイクル回路と、 前記製氷コイルと、前記圧縮機と、蒸発器または凝縮器
   となる冷媒水熱交換器とを有し、運転または停止の選択
   可能な第２の冷凍サイクル回路と、 前記空気式熱交換器と、前記圧縮機と、前記冷媒水熱交
   換器とを有し、運転または停止の選択可能な第３の冷凍
   サイクル回路と、 前記 冷媒水熱交換器に接続されるとともに途中に追掛け
   ポンプが介装された冷媒水回路とで構成されていること
   を特徴とする蓄熱システム。
2. 【請求項２】 蓄熱槽は複数の区画槽を有し、 冷水回路は、 各区画槽内にそれぞれ対応して配された送水口を有する
   複数の吸上げ管と、 各区画槽内にそれぞれ対応して配された還水口を有する
   複数の戻し管と、 各吸上げ管が集合して途中に負荷用熱交換器が設けられ
   るとともに各戻し管に分岐する冷水管とから構成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の蓄熱システム。