JP3319662B2 - 蓄熱式冷暖房装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱式冷暖房装置およ
びその制御方法に係り、特に、蓄熱槽に蓄熱を行ないな
がら、冷房または暖房を行う蓄熱式冷暖房装置およびそ
の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、蓄熱式空調システムが、例えばビ
ル空調などにおいて経済的な冷暖房を実現している。蓄
熱式空調システムは、割安な夜間電力で冷暖房に必要な
熱を蓄熱槽に蓄え、昼間の冷暖房に活用するものであ
る。蓄熱槽で蓄えた熱を用いて昼間の冷暖房負荷のかな
りの部分をカバーできるため、熱源設備容量の縮小、電
気基本料金の低減など、夜間電力の利用のほかにも数々
のメリットがある。まず、図３を参照して従来の蓄熱式
冷暖房装置の蓄熱運転と冷房（冷水発生）運転について
説明する。図３は、従来の蓄熱式冷暖房装置の構成を示
す系統図である。

【０００３】図３において、１Ａは空冷ヒートポンプチ
ラー（以下単にヒートポンプという）、２Ａは蓄熱槽、
３Ａは、ヒートポンプ１Ａで冷したブラインを蓄熱槽２
Ａ内に導いた伝熱管部に係る製氷熱交換器、４Ａは、ヒ
ートポンプ１Ａで冷したブラインと需要側の冷水との熱
交換を行うブライン／水熱交換器、Ｕは、需要側（負荷
側）の、例えば空気調和機、Ｐ₁はブライン循環ポン
プ、Ｐ₂は冷水循環ポンプ、Ｖ₁，Ｖ₂は、ブラインの流
通方向を蓄熱槽２Ａ，ブライン／水熱交換器４Ａに切り
替える電動弁、Ｖ₃は、冷水出口温度調節電動弁であ
る。図中、破線矢印は蓄熱運転の場合のブラインの循環
経路を示し、実線矢印は冷房運転の場合のブラインおよ
び冷水の循環経路を示す。

【０００４】夜間などの蓄熱運転では、電動弁Ｖ₁を
開、電動弁Ｖ₂を閉とし、ヒートポンプ１Ａ、ブライン
循環ポンプＰ₁を運転する。ヒートポンプ１Ａで冷され
たブラインは、破線矢印に示すごとく、電動弁Ｖ₁を経
て製氷熱交換器３Ａへ流れ、蓄熱槽２Ａ内の水を凍らせ
て蓄氷したのち、ヒートポンプ１Ａへ戻り、以下この経
路を循環する。このとき、需要側の空気調和機Ｕ、冷水
循環ポンプＰ₂は停止している。

【０００５】一方、昼間の冷房運転では、電動弁Ｖ₁を
閉、電動弁Ｖ₂を開とし、ヒートポンプ１Ａ、ブライン
循環ポンプＰ₁ならびに需要側の空気調和機Ｕ、冷水循
環ポンプＰ₂を運転する。ヒートポンプ１Ａで冷された
ブラインは、実線矢印に示すごとく、電動弁Ｖ₂を経て
ブライン／水熱交換器４Ａへ流れ、空気調和機Ｕからの
戻り冷水と熱交換して該冷水を冷したのち、ヒートポン
プ１Ａへ戻り、以下この経路を循環する。一方、ブライ
ン／水熱交換器４Ａで冷された冷水は、実線矢印に示す
ごとく空気調和機Ｕへ冷水を供給され、温まった冷水は
ブライン／水熱交換器４Ａへ戻り、以下この経路を循環
する。需要に応じて冷水出口温度調節弁Ｖ₃を作動させ
て蓄熱槽２Ａの蓄氷を利用する。このとき、蓄熱槽２Ａ
にブラインは流通せず、蓄熱は行われない。

【０００６】上記は、従来の蓄熱（蓄氷）運転と冷房
（冷水発生）運転について説明したものであるが、蓄熱
運転と暖房（温水発生）運転についても上述に準じてお
こなわれていた。このように従来の蓄熱式冷暖房装置で
は、蓄熱運転中には蓄熱槽２Ａに蓄熱するのみで、蓄熱
しながら冷房または暖房をすることができなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、蓄熱運転中で
も、ビルを冷房したいという要求はある。しかるに、従
来の蓄熱式冷暖房装置では、上述のように、蓄熱運転中
は蓄熱槽に蓄熱するのみで、冷房をすることができなか
った。また、暖房についても同様に、従来の蓄熱式冷暖
房装置では、蓄熱運転中は蓄熱槽に蓄熱するのみで、暖
房をすることができなかった。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、本発明の第一の目的は、蓄熱槽に蓄熱を
行いながら、蓄熱槽からの戻りのブラインの冷熱を利用
して冷房運転を可能にする蓄熱式冷暖房装置およびその
制御方法を提供することにある。また、本発明の第二の
目的は、蓄熱槽に蓄熱を行いながら、蓄熱槽からの戻り
のブラインの温熱を利用して暖房運転を可能にする蓄熱
式冷暖房装置およびその制御方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一，第二の目的を
達成するために、本発明に係る蓄熱式冷暖房装置の構成
は、ブラインを冷却もしくは加熱するヒートポンプと、
前記ブラインの流通する製氷熱交換器を有する蓄熱槽
と、前記ブラインと需要側の冷温水との熱交換を行うブ
ライン／水熱交換器と、これらヒートポンプ、蓄熱槽、
およびブライン／水熱交換器を結ぶブライン循環系と、
前記ヒートポンプ、蓄熱槽、および需要側機器を結ぶ冷
温水循環系と、前記蓄熱槽に通じる前記冷温水循環系に
具備した冷温水出口温度調節弁とを備えた蓄熱式冷暖房
装置において、前記ブライン／水熱交換器の出口冷温水
温度を検知する温度センサーと、この温度センサーの検
知する出口冷温水温度に応じて前記ブライン循環系から
前記ブライン／水熱交換器に流入するブライン量を加減
する制御弁手段およびその制御手段と、前記蓄熱槽に蓄
熱中の熱を放熱させないように前記冷温水出口温度調節
弁を作動させる制御手段とを設けたものである。

【００１０】また、上記第一の目的を達成するために、
本発明に係る蓄熱式冷暖房装置の制御方法の構成は、上
記の蓄熱式冷暖房装置を備え、前記ヒートポンプで冷却
したブラインを前記製氷熱交換器に流入させることによ
り前記蓄熱槽内の冷水を冷却，製氷して蓄熱しながら、
前記製氷熱交換器からの戻りブラインを前記ブライン／
水熱交換器へ流入させるものとし、前記ブライン／水熱
交換器の出口冷水温度を温度センサーにより検知し、前
記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度が設定値より高
い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交換
器への流入量を増加して冷水を冷却する熱量を増加し、
前記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度が設定値より
低い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交
換器への流入量を減少させて冷水を冷却する熱量を減少
させるように、前記ブライン配管系に設けた複数の制御
弁の開度を制御するとともに、前記蓄熱槽側から冷水が
流出しないように前記冷温水出口温度調節弁を強制的に
動作させて、前記蓄熱槽に蓄熱中の熱を放熱しないよう
にすることによって蓄熱を行いながら冷房を行うように
したものである。

【００１１】さらに、上記第二の目的を達成するため
に、本発明に係る蓄熱式冷暖房装置の制御方法の構成
は、上記の蓄熱式冷暖房装置を備え、前記ヒートポンプ
で加熱したブラインを前記製氷熱交換器に流入させるこ
とにより前記蓄熱槽内の温水を加熱して蓄熱しながら、
前記製氷熱交換器からの戻りブラインを前記ブライン／
水熱交換器へ流入させるものとし、前記ブライン／水熱
交換器の出口温水温度を温度センサーにより検知し、前
記ブライン／水熱交換器の出口温水温度が設定値より低
い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交換
器への流入量を増加して温水を加熱する熱量を増加し、
前記ブライン／水熱交換器の出口温水温度が設定値より
高い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交
換器への流入量を減少させて温水を加熱する熱量を減少
させるように、前記ブライン配管系に設けた複数の制御
弁の開度を制御するとともに、前記蓄熱槽側から温水が
流出しないように前記冷温水出口温度調節弁を強制的に
動作させ、前記蓄熱槽に蓄熱中の熱を放熱しないように
することによって、蓄熱を行いながら暖房を行うように
したものである。

【００１２】なお、付記すると、本発明のポイントは、
蓄熱運転中に冷房を行うために、蓄熱槽内の製氷熱交換
器からの戻りのブラインの冷熱を利用する。また、蓄熱
槽の蓄熱を、この間に放熱しないように、冷水が蓄熱槽
を通過しないようにする。製氷熱交換器からの戻りのブ
ラインの冷熱を利用するために、ブライン／水熱交換器
のブラインの入口および出口に１個づつ電動弁を設ける
とともに、ブラインの入口と出口とのバイパス配管を設
けてここに１個電動弁を設ける。また、ブライン／水熱
交換器の冷水出口に温度センサーを設けるとともに、こ
れからの入力信号によって、前記の電動弁を制御する温
度調節計を設けた。さらに、蓄熱槽を冷水が通過しない
ように、蓄熱槽出口に設けた冷温水出口温度調節弁を制
御盤で制御するものである。

【００１３】また、蓄熱運転中に暖房を行うために、蓄
熱槽内の製氷熱交換器からの戻りのブラインの温熱を利
用する。また、蓄熱槽の蓄熱をこの間に放熱しないよう
に、温水が蓄熱槽を通過しないようにする。そのため
に、設ける技術的手段は冷房のときと同様である。

【００１４】

【作用】蓄熱運転中に冷房をする場合は、以下のように
動作する。ヒートポンプで冷却されたブラインが製氷熱
交換器へ流入する。製氷熱交換器で蓄熱槽内の冷水の熱
を奪ったのちに、ブラインはブライン／水熱交換器へ流
入する。ブライン／水熱交換器のブライン側とは逆側
に、負荷からの戻り冷水が流入している。冷水はブライ
ンに熱を奪われて温度が低下して流出する。蓄熱槽出口
の冷温水出口温度調節弁はブライン／水熱交換器からの
流入水が蓄熱槽側へ流入しないで、そのまま冷水出口側
へ流れるように制御盤で動作させる。これにより、ブラ
イン／水熱交換器で冷却された冷水は蓄熱槽を経由しな
いで、負荷側へそのまま流出する。このとき、ブライン
／水熱交換器の冷水出口温度を一定になるように制御す
る必要がある。

【００１５】このために、前記のブライン配管系に取り
付けた電動弁と、冷水出口の温度センサーと温度調節計
を用いる。冷水出口温度が設定値より低い場合は、温度
調節計によりブライン／水熱交換器のブライン出口およ
び入口の電動弁を閉側へ動作させるとともに、ブライン
出口と入口とのバイパス配管の電動弁を開方向へ動作さ
せることにより、ブライン／水熱交換器へのブライン流
入量が低下して冷水からブラインへ奪う熱量が低下する
ため、冷水出口温度は上昇する。逆に、冷水出口温度が
設定値より高い場合は、温度調節計によりブライン／水
熱交換器のブライン出口および入口の電動弁を開側へ動
作させるとともに、ブライン出口と入口とのバイパス配
管の電動弁を閉方向へ動作させる。これにより、ブライ
ン／水熱交換器へのブライン流入量が増加して冷水から
ブラインへ奪う熱量が増加するため、冷水出口温度は低
下する。

【００１６】蓄熱運転中に暖房をする場合は、以下のよ
うに動作する。ヒートポンプで加熱されたブラインが製
氷熱交換器へ流入する。製氷熱交換器で蓄熱槽内の温水
を加熱したのちに、ブラインはブライン／水熱交換器へ
流入する。ブライン／水熱交換器のブライン側とは逆側
に負荷からの戻り温水が流入している。温水はブライン
から熱を与えられて温度が上昇して流出する。蓄熱槽出
口の冷温水出口温度調節弁はブライン／水熱交換器から
の流入水が蓄熱槽側へ流入しないで、そのまま温水出口
側へ流れる方向に制御盤で動作させる。これにより、ブ
ライン／水熱交換器で加熱された温水は蓄熱槽を経由し
ないで、負荷側へそのまま流出する。このとき、ブライ
ン／水熱交換器の温水出口温度を一定になるように制御
する必要がある。

【００１７】このために、前記のブライン配管に取り付
けた電動弁と、温水出口の温度センサーと温度調節計を
用いる。温水出口温度が設定値より高い場合は、温度調
節計によりブライン／水熱交換器のブライン出口および
入口の電動弁を閉側へ動作させるとともに、ブライン出
口と入口とのバイパス配管の電動弁を開方向へ動作させ
る。これにより、ブライン／水熱交換器へのブライン流
入量が低下して、温水にブラインが与える熱量が低下す
るため、温水出口温度は低下する。逆に、温水出口温度
が設定値より低い場合は、温度調節計によりブライン／
水熱交換器のブライン出口および入口の電動弁を開側へ
動作させるとともに、ブライン出口と入口とのバイパス
配管の電動弁を閉方向へ動作させる。これにより、ブラ
イン／水熱交換器へのブライン流入量が増加して温水へ
ブラインが与える熱量が増加するため温水出口温度は上
昇する。

【００１８】

【実施例】以下本発明の各実施例を図１および図２を参
照して説明する。第一および第二の実施例を図１を参照
して説明する。まず、第一の実施例として蓄熱・冷房運
転の例を説明する。 〔実施例 １〕図１は、本発明の一実施例に係る蓄熱冷
暖房装置の構成を示す系統図である。図１においては、
需要側（以下負荷側という）の空気調和機等の機器を示
していないが、その部分は図３に示した従来技術と同等
である。配管系に記載した矢印は、ブラインおよび冷温
水の流れの方向を示す。また、破線は、信号系の電気的
接続を示している。図中、一点鎖線で囲った範囲は負荷
側装置に対する熱源機器の蓄熱ユニット構成を示すもの
である。

【００１９】図１において、１は空冷ヒートポンプチラ
ー（以下単にヒートポンプという）、２は蓄熱槽、３
は、ヒートポンプ１で冷したブラインを蓄熱槽２内に導
いた伝熱管部に係る製氷熱交換器、４は、ヒートポンプ
１で冷したブラインと負荷側の冷温水との熱交換を行う
ブライン／水熱交換器である。５は冷温水出口温度調節
電動弁、６は、製氷熱交換器３からの戻りブライン配管
１８の、ブライン／水熱交換器４に対するブライン出口
と入口とのバイパス配管部１８ａに設けた第一の電動
弁、７は、製氷熱交換器３からの戻りブラインをブライ
ン／水熱交換器４へ導くブライン配管２０に設けた第二
の電動弁、８は、ブライン／水熱交換器４からヒートポ
ンプ１へ出て行くブライン配管２１に設けた第三の電動
弁である。

【００２０】９は、ブライン／水熱交換器４から負荷側
へ供給される冷温水の配管１４に設けた温度センサー、
１０は、温度センサー９の検知信号に応じて前記各電動
弁６，７，８を制御する温度調節計である。１６は、ブ
ライン配管１７に設けたブライン循環ポンプ、２２は制
御盤である。

【００２１】このような蓄熱式冷暖房装置の動作を説明
する。装置を運転すると、ヒートポンプ１によって冷却
されたブラインは、ブライン配管１７を経て水を貯めて
ある蓄熱槽２内の製氷熱交換器３内へ流入する。ここで
蓄熱槽１内の水を冷却，製氷して蓄熱する。製氷熱交換
器３から流出したブラインは、ブライン配管１８，２０
を経てブライン／水熱交換器４内へ流入する。ここでブ
ラインは冷水の熱を奪ったのちに、ブライン配管２１，
１９を経て再びヒートポンプ１へ流入して冷却される。

【００２２】一方、負荷側から冷温水入口１１、冷温水
配管１３を通ってブライン／水熱交換器４へ流入した冷
水は、前述のブラインによって冷却されて、ブライン／
水熱交換器４から流出する。蓄熱槽２の冷水出口側に設
けられた冷温水出口温度調節電動弁５は、蓄熱槽２から
冷温水出口１２への流路を全閉し、ブライン／水熱交換
器４から冷温水出口１２への流路を全開になるように制
御盤２２から動作させる。これにより負荷側からの冷水
は、冷温水入口１１からブライン／水熱交換器４を通っ
て、冷温水配管１４，１５を通り、蓄熱槽２を経由しな
いで冷温水出口１２から負荷側へ流出する。

【００２３】ここで、冷水は、ブライン／水熱交換器４
の冷水出口の温度のまま負荷側へ流出するため、この温
度を一定に制御する必要がある。そのために、ブライン
／水熱交換器４の冷水出口側に取り付けた温度センサー
９により温度を検知し、その検知信号に応じて、温度調
節器１０は、以下のように第一の電動弁６、第二の電動
弁７、第三の電動弁８の開度を制御する。すなわち、ブ
ライン／水熱交換器４の冷水出口温度が設定値より低い
場合は、第二の電動弁７、第三の電動弁８を閉側へ、第
一の電動弁６を開側へ動作させる。これにより、ブライ
ン／水熱交換器４へのブライン流入量が低下して冷水か
らブラインへ奪う熱量が低下するため、冷水出口温度は
上昇する。

【００２４】逆に、冷水出口温度が設定値より高い場合
は、第二の電動弁７、第三の電動弁８を開側へ、第一の
電動弁６を閉側へ動作させる。これにより、ブライン／
水熱交換器４へのブライン流入量が増加して冷水からブ
ラインへ奪う熱量が増加するため、冷水出口温度は低下
する。このようにブライン／水熱交換器４の出口冷水温
度を調節する。本実施例によれば冷房蓄熱を行ないなが
ら冷房運転を実施できる。

【００２５】〔実施例 ２〕次に、第二の実施例として
蓄熱・暖房運転の例を図１を参照して説明する。装置を
運転すると、ヒートホンプ１によって加熱されたブライ
ンが、ブライン配管１７を経て蓄熱槽２内の製氷熱交換
器３内へ流入する。ここで蓄熱槽２内の水を加熱して蓄
熱する。製氷熱交換器３から流出したブラインは、ブラ
イン配管１８，２０を経てブライン／水熱交換器４内へ
流入する。ここでブラインは負荷側の温水に熱を与えた
のちに、ブライン配管２１，１９を経て再びヒートポン
プ１へ流入して加熱される。

【００２６】一方、負荷側から冷温水入口１１、冷温水
配管１３を通ってブライン／水熱交換器４へ流入した温
水は、前述のブラインによって加熱されて、ブライン／
水熱交換器４から流出する。蓄熱槽２の冷水出口側に設
けられた冷温水出口温度調節電動弁５は、蓄熱槽２から
冷温水出口１２への流路を全閉し、ブライン／水熱交換
器４から冷温水出口１２への流路を全開になるように制
御盤２１から動作させる。これにより負荷側からの温水
は、冷温水入口１１からブライン／水熱交換器４を通っ
て、冷温水配管１４，１５を通り、蓄熱槽２を経由しな
いで冷温水出口１２から負荷側へ流出する。

【００２７】ここで、温水は、ブライン／水熱交換器４
の温水出口温度のまま負荷側へ流出するため、この温度
を一定に制御する必要がある。そのために、ブライン／
水熱交換器４の温水出口側に取り付けた温度センサー９
により温度を検知し、その検知信号に応じて、温度調節
器１０は、以下のように第一の電動弁６、第二の電動弁
７、第三の電動弁８の開度を制御する。すなわち、温水
出口温度が設定値より高い場合は、第二の電動弁７、第
三の電動弁８を閉側へ、第一の電動弁６を開側へ動作さ
せる。これにより、ブライン／水熱交換器４へのブライ
ン流入量が低下して温水へブラインが与える熱量が低下
するため、温水出口温度は低下する。

【００２８】逆に、温水出口温度が設定値より低い場合
は、第二の電動弁７、第三の電動弁８を開側へ、第一の
電動弁６を閉側へ動作させる。これらにより、ブライン
／水熱交換器４へのブライン流入量が増加して温水へブ
ラインが与える熱量が増加するため、温水出口温度は上
昇する。このように、ブライン／水熱交換器４の出口温
水温度を調節する。本実施例によれば暖房蓄熱を行ない
ながら暖房運転を実施できる。

【００２９】上記の第一，第二の実施例は、蓄熱を主と
して、その余りの熱量で冷房または暖房を行うものであ
るが、次に、冷房または暖房を主として、その余りの熱
量で蓄熱を行う例を説明する。

【００３０】〔実施例 ３〕第三の実施例として冷房・
蓄熱運転の例を説明する。図２は、本発明の他の実施例
に係る蓄熱式冷暖房装置の構成を示す系統図である。図
中、図１と同一符号のものは先の実施例と同等部分であ
るから、その説明を省略する。図２において、６Ａは、
ヒートポンプ１からのブライン配管１７Ａの、ブライン
／水熱交換器４に対するブライン出口と入口とのバイパ
ス配管部１７ａに設けた第一の電動弁、７Ａは、ヒート
ポンプ１からのブラインをブライン／水熱交換器４へ導
くブライン配管２０Ａに設けた第二の電動弁、８Ａは、
ブライン／水熱交換器４から蓄熱槽２へ出て行くブライ
ン配管２１Ａに設けた第三の電動弁である。

【００３１】装置を運転すると、ヒートポンプ１によっ
て冷却されたブラインは、ブライン配管１７Ａ，２０Ａ
を経てブライン／水熱交換器４内へ流入して負荷側から
の冷水を冷却したのち、ブライン配管２１Ａ，１８Ａを
経て、水を貯めてある蓄熱槽２内の製氷熱交換器３内へ
流入する。ここで、蓄熱槽２内の水を冷却，製氷して蓄
熱する。製氷熱交換器３から流出したブラインは、ブラ
イン配管１９Ａを経て再びヒートポンプ１内へ流入して
冷却される。

【００３２】一方、負荷側から冷温水入口１１，冷温水
配管１３を通ってブライン／水熱交換器４へ流入した冷
水は、前述のブラインによって冷却されて、ブライン／
水熱交換器４から流出する。蓄熱槽２の冷水出口側に設
けられた冷温水出口温度調節電動弁５は、蓄熱槽２から
冷温水出口１２への流路を全閉し、ブライン／水熱交換
器４から冷温水出口１２への流路を全開になるように制
御盤２２Ａから動作させる。これにより、負荷側からの
冷水は、冷温水入口１１からブライン／水熱交換器４を
通って、冷温水配管１４，１５を経て、蓄熱槽２を経由
しないで冷温水出口１２から負荷側へ流出する。

【００３３】ここで、冷水は、ブライン／水熱交換器４
の冷水出口温度のまま負荷側へ流出するため、この温度
を一定に制御する必要がある。そのために、ブライン／
水熱交換器４の冷水出口側に取り付けた温度センサー９
により温度を検知し、その検知信号に応じて、温度調節
器１０Ａは、以下のように第一の電動弁６Ａ、第二の電
動弁７Ａ、第三の電動弁８Ａの開度を制御する。冷水出
口温度が設定値より低い場合は、第二の電動弁７、第三
の電動弁８を閉側へ、第一の電動弁６Ａを開側へ動作さ
せる。これにより、ブライン／水熱交換器４へのブライ
ン流入量が低下して、冷水からブラインへ奪う熱量が低
下するため、冷水出口温度は上昇する。

【００３４】逆に、冷水出口温度が設定値より高い場合
は、第二の電動弁７Ａ、第三の電動弁８Ａを開側へ、第
一の電動弁６Ａを閉側へ動作させる。これにより、ブラ
イン／水熱交換器４へのブライン流入量が増加して、冷
水からブラインへ奪う熱量が増加するため、冷水出口温
度は低下する。このように、ブライン／水熱交換器４の
出口冷水温度を調節する。本実施例によれば、冷房蓄熱
を行いながら冷房運転を実施できる。また、冷房負荷が
小さい場合でもヒートポンプ１を１００％定格負荷運転
しても、余剰冷却能力は蓄熱できるため、ヒートポンプ
１を常時１００％定格運転でき、常時高効率運転が可能
となる。

【００３５】〔実施例 ４〕第四の実施例として暖房・
蓄熱運転の例を図２を参照して説明する。装置を運転す
ると、ヒートポンプ１によって加熱されたブラインは、
ブライン配管１７Ａ，２０Ａを経てブライン／水熱交換
器４内へ流入して、負荷側からの温水を加熱したのち
に、ブライン配管２１Ａ，１８Ａを経て、水を貯めてあ
る蓄熱槽２内の製氷熱交換器３内へ流入する。ここで、
蓄熱槽２内の水を加熱して蓄熱する。製氷熱交換器３か
ら流出したブラインは、ブライン配管１９Ａを経て再び
ヒートポンプ１内へ流入して加熱される。

【００３６】一方、負荷側から冷温水入口１１、冷温水
配管１３を通ってブライン／水熱交換器４へ流入した温
水は、前述のブラインによって加熱されて、ブライン／
水熱交換器４から流出する。蓄熱槽２の温水出口側に設
けられた冷温水出口温度調節電動弁５は、蓄熱槽２から
冷温水出口１２への流路を全閉、ブライン／水熱交換器
４から冷温水出口１２への流路を全開になるように制御
盤２２Ａから動作させる。これにより、負荷側からの温
水は、冷温水入口１１からブライン／水熱交換器４を通
って、冷温水配管１４，１５を経て、蓄熱槽２を経由し
ないで冷温水出口１２から負荷側へ流出する。

【００３７】ここで、温水は、ブライン／水熱交換器４
の温水出口温度のまま負荷側へ流出するため、この温度
を一定に制御する必要がある。そのために、ブライン／
水熱交換器４の温水出口側に取り付けた温度センサー９
により温度を検知し、その検知信号に応じて、温度調節
器１０Ａは、以下のように第一の電動弁６Ａ、第二の電
動弁７Ａ、第三の電動弁８Ａの開度を制御する。冷水出
口温度が設定値より高い場合は、第二の電動弁７Ａ、第
三の電動弁８Ａを閉側へ、第一の電動弁６Ａを開側へ動
作させる。これにより、ブライン／水熱交換器４へのブ
ライン流入量が低下して、温水へブラインが与える熱量
が低下するため、温水出口温度は低下する。

【００３８】逆に、温水出口温度が設定値より低い場合
は、第二の電動弁７Ａ、第三の電動弁８Ａを開側へ、第
一の電動弁６Ａを閉側へ動作させる。これよりブライン
／水熱交換器４へのブライ流入量が増加して、温水へブ
ラインが与える熱量が増加するため、温水出口温度は上
昇する。このように、ブライン／水熱交換器４の出口温
水温度を調節する。本実施例によれば、暖房蓄熱を行い
ながら暖房運転を実施できる。また、暖房負荷が小さい
場合でも、ヒートポンプ１を１００％定格負荷運転して
も、余剰加熱能力は蓄熱できるため、ヒートポンプ１を
常時１００％定格運転でき、常時高効率運転が可能とな
る。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、蓄熱槽に蓄熱を行いながら、蓄熱槽からの戻りの
ブラインの冷熱を利用して冷房運転を可能にする蓄熱式
冷暖房装置およびその制御方法を提供することができ
る。また、本発明によれば、蓄熱槽に蓄熱を行いなが
ら、蓄熱槽からの戻りのブラインの温熱を利用して暖房
運転を可能にする蓄熱式冷暖房装置およびその制御方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る蓄熱冷暖房装置の構成
を示す系統図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る蓄熱式冷暖房装置の
構成を示す系統図である。

【図３】従来の蓄熱式冷暖房装置の構成を示す系統図で
ある。

【符号の説明】

１…ヒートポンプ、２…蓄熱槽、３…製氷熱交換器、４
…ブライン／水熱交換器、５…冷温水出口温度調節電動
弁、６，６Ａ…第一の電動弁、７，７Ａ…第二の電動
弁、８，８Ａ…第三の電動弁、９…温度センサ、１０，
１０Ａ…温度調節器、１３，１４，１５…冷温水配管、
１６，１６Ａ…ブライン循環ポンプ、１７，１７Ａ，１
８，１８Ａ，１９，１９Ａ，２０，２０Ａ，２１，２１
Ａ…ブライン配管、２２，２２Ａ…制御盤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02 102

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラインを冷却もしくは加熱するヒート
   ポンプと、前記ブラインの流通する製氷熱交換器を有す
   る蓄熱槽と、前記ブラインと需要側の冷温水との熱交換
   を行うブライン／水熱交換器と、これらヒートポンプ、
   蓄熱槽、およびブライン／水熱交換器を結ぶブライン循
   環系と、前記ヒートポンプ、蓄熱槽、および需要側機器
   を結ぶ冷温水循環系と、前記蓄熱槽に通じる前記冷温水
   循環系に具備した冷温水出口温度調節弁とを備えた蓄熱
   式冷暖房装置において、前記ブライン／水熱交換器のブライン出口および入口に
   設けられた弁と、 前記ブライン／水熱交換器のブライン出口と入口との間
   を、弁を介して結ぶバイパス配管と、 これら弁の開度を制御する制御手段と、 前記ブライン／水熱交換器の出口冷温水温度を検知する
   温度センサーとを備え、 前記温度センサーの検知する出口冷温水温度に応じて前
   記弁開度を制御し、ブライン／水熱交換器に流入するブ
   ライン量を制御する ことを特徴とする蓄熱式冷暖房装
   置。
2. 【請求項２】 ブラインを冷却するヒートポンプと、前
   記ブラインの流通する製氷熱交換器を有する蓄熱槽と、
   前記ブラインと需要側の冷水との熱交換を行うブライン
   ／水熱交換器と、これらヒートポンプ、蓄熱槽、および
   ブライン／水熱交換器を結ぶブライン循環系と、前記ヒ
   ートポンプ、蓄熱槽、および需要側機器を結ぶ冷温水循
   環系と、前記蓄熱槽に通じる前記冷温水循環系に具備し
   た冷温水出口温度調節弁とを備えた蓄熱式冷暖房装置の
   制御方法において、 前記ヒートポンプで冷却したブラインを前記製氷熱交換
   器に流入させることにより前記蓄熱槽内の冷水を冷却，
   製氷して蓄熱しながら、前記製氷熱交換器からの戻りブ
   ラインを前記ブライン／水熱交換器へ流入させるものと
   し、 前記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度を温度センサ
   ーにより検知し、 前記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度の温度が設定
   値より高い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／
   水熱交換器への流入量を増加して冷水を冷却する熱量を
   増加し、 前記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度が設定値より
   低い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交
   換器への流入量を減少させて冷水を冷却する熱量を減少
   させるように弁開度を制御することによって、前記ブラ
   イン／水熱交換器をバイパスするブライン量を制御し、
   蓄熱を行いながら冷房を行うことを特徴とする蓄熱式冷
   暖房装置の制御方法。
3. 【請求項３】 ブラインを加熱するヒートポンプと、前
   記ブラインの流通する製氷熱交換器を有する蓄熱槽と、
   前記ブラインと需要側の温水との熱交換を行うブライン
   ／水熱交換器と、前記ヒートポンプ、蓄熱槽、およびブ
   ライン／水熱交換器を結ぶブライン循環系と、前記ヒー
   トポンプ、蓄熱槽、および需要側機器を結ぶ冷温水循環
   系と、前記蓄熱槽に通じる前記冷温水循環系に具備した
   冷温水出口温度調節弁とを備えた蓄熱式冷暖房装置の制
   御方法において、 前記ヒートポンプで加熱したブラインを前記製氷熱交換
   器に流入させることにより前記蓄熱槽内の温水を加熱し
   ながら、前記製氷熱交換器からの戻りブラインを前記ブ
   ライン／水熱交換器への流入させるものとし、 前記ブライン／水熱交換器の出口温水温度を温度センサ
   ーにより検知し、 前記ブライン／水熱交換器の出口冷水温度の温度が設定
   値より低い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／
   水熱交換器への流入量を増加して温水を加熱する熱量を
   増加し、 前記ブライン／水熱交換器の出口温水温度が設定値より
   高い場合は、この戻りブラインの前記ブライン／水熱交
   換器への流入量を減少させて温水を加熱する熱量を減少
   させるように弁開度を制御することによって、前記ブラ
   イン／水熱交換器をバイパスするブライン量を制御し、
   蓄熱を行いながら暖房を行うことを特徴とする蓄熱式冷
   暖房装置の制御方法。