JP3717050B2 - Combined air conditioning unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮式冷凍機と蓄熱槽とを組み合わせた冷凍装置の改善と、圧縮式冷凍機と吸収冷温水機とを組み合わせた複合冷暖房装置の改善、とに関するものである。
本明細書において、「圧縮式冷凍機」という文言や、「電動冷凍機」という文言は、暖房用のヒートポンプモードへの切換が可能な冷暖兼用ヒートポンプを含む意味で、使用されている。
【0002】
【従来の技術】
この様な冷凍装置の従来例が、図33に示されている。
【0003】
図33において、蓄熱槽1は所謂「水蓄熱」に係る蓄熱槽であり、圧縮式冷凍機(電動冷凍機)3で生成された冷熱は、冷水ラインLP3を流れる冷水として蓄熱槽1に供給される。
【0004】
蓄熱槽1に供給され蓄熱された冷熱は、負荷側ラインLP4、熱交換器4を介して熱的負荷(冷熱負荷)Lに供給される。
【0005】
図33で示すシステムでは、冷熱負荷が比較的少ない時間帯でも冷凍機3を稼働して、生成した冷熱を蓄熱槽1内に蓄熱する。そして、冷熱負荷がピークになる時間帯等で、冷凍機1による冷熱生成量が負荷に追いつかない場合には、蓄熱槽1に蓄熱された冷熱を負荷L側に供給している。
【0006】
それによって、時間帯により要求される冷熱負荷が不均一であることを緩衝し、或いは、各種時間帯における冷熱負荷の不均一に対処して、冷凍機1の小型化を可能としている。
【0007】
しかし、図33で示す様な従来技術で、全ての冷熱負荷を賄うのであれば、冷凍機3か蓄熱槽1のいずれかを大きくしなければならず、コンパクト化の要請に反することとなる。
【0008】
また、冷熱負荷Lと、冷凍機3の冷熱生成量と、蓄熱槽1の蓄熱量とのバランスによっては、電動冷凍機3を定格運転ではなく、一部負荷状態で運転しなければならず、電動冷凍機3の運転効率が非効率となってしまう。
【0009】
その他の従来技術としては、図34で示す様に、冷暖房運転の切換可能な圧縮式冷凍機がある。
図34の冷暖房切換可能な圧縮式冷凍機は、熱的な負荷として機能する室内熱交換器60と、冷房時は凝縮器として機能し、暖房時は蒸発器として機能する室外熱交換器62と、冷暖房時で冷媒が移動する経路を切り換えることが出来る様に構成されている切換弁54と、冷媒を圧縮して押圧する圧縮機(コンプレッサ)56と、膨張弁58と、これ等の各部材を連通するラインL60とから構成されている。
しかし、図34で示す従来技術では、上述した問題点の解決手段とは成り得ない。
【0010】
さらに、図35で示す様に、蓄熱槽48を設け、切換弁54の切換と、開閉弁42、44、46を開閉することにより、冷房運転、暖房運転、冷熱蓄熱運転、温熱蓄熱運転、蓄熱利用冷房運転、蓄熱利用暖房運転と、運転モードを変更出来るようにした複合冷暖房システム(所謂「過冷却蓄熱方式」)が提案されている。
【0011】
或いは、図36で示す様に、蓄熱槽48を設けると共に、コンプレッサ45と、ポンプとして作用する低揚程のコンプレッサ47とを並列に配置して、切換弁54の切換と、開閉弁41、43、49、53の開閉により、冷房運転、暖房運転、冷熱蓄熱運転、温熱蓄熱運転、蓄熱利用冷房運転、蓄熱利用暖房運転、除霜(デフロスト)運転と、運転モードを変更出来るようにした複合冷暖房システム(所謂「冷媒凝縮蓄熱方式」)が提案されている。
【0012】
しかしながら、これ等の従来技術は、上述した各種問題点を解決するものではなかった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、冷凍機や蓄熱槽を大きくすること無く、各種時間帯における冷熱負荷の不均一に対処することが出来て、冷熱負荷のピーク時においても必要な冷熱を供給し、しかも省エネルギの要請に応えることが出来る複合冷暖房装置の提供を目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、 コージェネレーションシステム10と、吸収冷温水機12と、圧縮式冷凍機14とからなる複合冷暖房装置において、該圧縮冷凍機14はコージェネレーションシステム10の発電手段19又は商用電源LGに接続され、第1のコンプレッサ70および第2のコンプレッサ74と、冷房時には凝縮器として作用し且つ暖房時には蒸発器として機能する第1の熱交換器62と、熱的負荷として作用する第2の熱交換器60とを備え、前記第2の熱交換器60は分岐64と第1のコンプレッサ70の流入方向を切換える切換弁68とを介して第1のコンプレッサ70に接続するラインL60を有し、そして前記第1のコンプレッサ70は前記切換弁68を介して第1の熱交換器62に接続され、前記第1および第2の熱交換器62、60は互いに膨張弁78および別の分岐66を介して接続され、前記分岐64からの分岐ラインL62は第2のコンプレッサ74の流入方向を切換える別の切換弁72と第2のコンプレッサ74と吸収冷温水機12の蒸発器22とを介して前記別の分岐に接続されている。
【0015】
また本発明によれば、前記分岐ラインL62には別の切換弁72および第2のコンプレッサ74をバイパスするバイパスラインL70が設けられている。
【0016】
さらに本発明によれば、前記ラインL60には切換弁68および第1のコンプレッサ70をバイパスするバイパスラインL72が設けられている。
【0025】
この様に構成することにより、流路切換弁(68、72)を切り換えることにより、圧縮式冷凍機と吸収冷温水機とを組み合わせた複合冷暖房装置における冷房運転と暖房運転との切換を、容易且つ確実に実行出来るのである。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図1−図4において、同様の構成部品には同様な符号を付し、重複説明を省略している。
【0035】
図1は本発明の第1実施形態を示している。
図1で示すシステムは、コージェネレーションシステム(CGS)10と、排熱焚吸収冷温水機12と、複数基(図1では2基)の電動冷凍機14A、14Bと、水蓄熱槽16と、これ等の部材を連通する各種ラインとを備えて構成されている。
ここで、図1中の符号Lは、熱的負荷を示している。
また、符号Fは吸収冷温水機10の高温再生器(図示せず)加熱源用の燃料である都市ガスを示している。
【0036】
CGS10の温排熱は、温熱媒体用ラインL1及び再生器18(排熱焚再生器)を介して、排熱焚吸収冷温水機12に投入される。また、CGS10の発電手段19で発生した電力は、電力供給ラインL2A、L2Bを介して、電動冷凍機14Aのコンプレッサ20Aか、或いは、電動冷凍機14Bのコンプレッサ20Bを駆動する。
CGS10の発電量が電動冷凍機14A、14Bのコンプレッサ20A、20Bの駆動に不足している場合には、ラインL2Cを介して商用電源CGから電力が供給される。一方、電力が過剰な場合は、当該過剰電力は、電力ラインL3を介して図示しない電力負荷へ供給される。
【0037】
排熱焚吸収冷温水機12の蒸発器22は、冷水(出)ラインL4−O及び冷水(入)ラインL4−Iと一体に図示されている。同様に、電動冷凍機14Aの蒸発器24Aは、冷水(出)ラインL5A−O、冷水(入)ラインL5A−Iと一体に図示されており、電動冷凍機14Bの蒸発器24Bは、冷水(出)ラインL5B−O、冷水(入)ラインL5B−Iと一体に図示されている。
【0038】
冷水(出)ラインL4−O、L5A−O、L5B−OはラインL6に合流しており、ラインL7を介して水蓄熱槽16に連通する。
水蓄熱槽16にはラインL8も連通しており、ラインL8に連通するラインL9からは、冷水(入)ラインL4−I、L5A−I、L5B−Iが分岐している。
【0039】
例えば夜間の様に、熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合であって、CGS10は連続運転が為されている場合には、温熱媒体用ラインL1を介してCGS10の温排熱が再生器18を介して排熱焚吸収冷温水機12に投入される。その結果、冷水ラインL4−I、L4−Oを流れる冷水が蒸発器22により冷却される。
冷却された冷水は、ラインL4−O、L6、L7を介して水蓄熱槽16に供給されて、当該蓄熱槽16内に冷熱を蓄熱する。蓄熱槽16に冷熱を蓄熱した後、冷水はラインL8、L9を介して冷水(入)ラインL4−Iに戻る。
【0040】
すなわち、この場合には、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、蓄熱槽16に冷熱を蓄熱している(蓄熱無負荷或いは蓄熱一部負荷)。電動冷凍機14A、14Bは稼動していない。
【0041】
熱的負荷Lが比較的小さい場合には、蓄熱槽16内に蓄熱された冷熱を供給することにより、当該負荷Lに対応する。
ここで、CGS10の発電手段19で発生した電気は、例えばラインL3を経由してその他の電力負荷へ供給される。
【0042】
熱的負荷Lが上述した場合よりも大きくなって、水蓄熱槽16に蓄熱されている冷熱及び吸収冷温水機12で発生する冷熱では不足する場合は、電動冷凍機14A、14Bのいずれか一方或いは双方を稼動する事により、これに対処する。
この場合、電動冷凍機14A及び/又は電動冷凍機14Bの駆動電力としては、CGS10の発電手段19から電力ラインL2A及び/又はL2Bを介して供給される電力か、或いは、商用電源CGから供給される電力の何れか或いは双方を用いる。
【0043】
この場合には、蒸発器24A及び/又は24Bで冷却されて、冷水ラインL5A−O、L5A−I及び/又は冷水ラインL5B−O、L5B−Iを介して、ラインL6、L7を経由して、冷熱が蓄熱槽16へ供給される。従って負荷Lは、蓄熱槽16からより多くの冷熱を投入されることとなる。
【0044】
負荷要求のピーク時等の様に、冷熱負荷Lがさらに大きくなると、電動冷凍機14A及び/又は電動冷凍機14Bもフル稼動して、図1のシステムで投入出来る最大限度の冷熱が水蓄熱槽16内へ投入される。
【0045】
すなわち、排熱焚再生器12、電動冷凍機14A、14Bはフル稼動して、冷熱を水蓄熱槽16に蓄熱し、それに際して、排熱焚吸収冷温水機12の蒸発器22により冷却された冷水は、冷水(出)ラインL4−Oを流れ、電動冷凍機14A、14Bの蒸発器24A、24Bで冷却された冷水は、それぞれ冷水(出)ラインL5A−O、L5B−Oを流れ、ラインL4−O、L5A−O、L5B−OはラインL6に合流し、ラインL7を介して水蓄熱槽16に連通し、当該蓄熱槽16に冷熱を蓄熱する。
【0046】
水蓄熱槽16に冷熱を蓄熱した後、冷水はラインL8、L9を流れ、冷水(入)ラインL4−Iを介して排熱焚吸収冷温水機12に戻り、冷水(入)ラインL5A−I、L5B−Iを介して電動冷凍機14A、14Bにそれぞれ戻る。
【0047】
ここで図示の実施形態によれば、熱的負荷Lが小さい或いは存在しない夜間等において、CGS10、吸収冷温水機12の稼動により水蓄熱槽16内には冷熱が蓄熱されているので、負荷のピーク時(夏季の午後2時前後)においては、蓄熱された冷熱を使用することにより、冷凍機12、14A、14Bの負荷を減じることが出来る。
特に電気冷凍機14A、14Bの負荷を減少して消費電力を節減する事は、システム全体の効率を非常に向上する事が出来る。
【0048】
或いは、負荷が大きくなる時間の初期の段階では電気冷凍機14A、14Bを停止し、その間は蓄熱槽16で蓄熱した冷熱により負荷Lを運転する。そして水蓄熱槽16に蓄熱された冷熱を消費してから、電気冷凍機14A、14Bを運転して(負荷L及び/又は水蓄熱槽16へ)冷熱を供給する事も可能である。
この様な運転方式を採用すれば、電気冷凍機14A、14Bの運転時間を短縮して、電力消費量を低減することが出来る。
【0049】
図示の実施形態において、節約された電力は、例えばラインL3を介して電力負荷に供給され、或いは、売電される。
【0050】
次に図2を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
図1の第1実施形態では、蓄熱槽16は所謂「水蓄熱」となっているのに対して、図2では所謂「氷蓄熱」の蓄熱槽を用いている。
【0051】
「氷蓄熱」による蓄熱槽36を有する図2の実施形態では、排熱焚吸収冷温水機12(図2の実施形態では、アンモニア/水系)の蒸発器22と、電動冷凍機14A、14Bの蒸発器24A、24Bと、氷蓄熱槽36とを連通する配管系には、所謂「ブライン」が流過している。そして、冷媒であるブラインは、熱交換器40を介して冷水ラインL20を流れる冷水に冷熱を供給する。そして、冷水ラインL20は、図示しない冷熱負荷に連通している。
【0052】
図2においても、アンモニア/水系の排熱焚吸収冷温水機12の蒸発器22は、冷水(出)ラインL12−O及び冷水(入)ラインL12−Iと一体に図示され、電動冷凍機14Aの蒸発器24Aは、冷水(出)ラインL14A−O、冷水(入)ラインL14A−Iと一体に図示され、電動冷凍機14Bの蒸発器24Bは、冷水(出)ラインL14B−O、冷水(入)ラインL14B−Iと一体に図示されている。
【0053】
冷水(出)ラインL14A−O、L14B−Oは合流点G1で合流して冷水 (入)ラインL12−Iとなる。
冷水(出)ラインL12−Oは、分岐点B2で氷蓄熱槽36に連通するラインL7と、冷水ラインL20と熱交換を行う熱交換器40側のラインL10とに分岐している。
熱交換器40側のラインL10には、開閉弁V1、V2が介装されている。
一方、氷蓄熱槽36側のラインL7には、蓄熱槽36内に冷熱を投入するための熱交換器38が介装されている。
【0054】
ラインL7とラインL10は、合流点G2で合流し、ラインL14ABを流れ、分岐点B1で冷水(入)ラインL14A−I、L14B−Iに分岐して、電動冷凍機14A或いは14Bへ送られる。
【0055】
ラインL10の開閉弁V1、V2の開度は、冷熱負荷の大小に基いて調節される。
すなわち、図示しない冷熱負荷がゼロであれば、開閉弁V1、V2を完全に遮断して、吸収冷温水機12或いは電動冷凍機14A、14Bから供給される冷熱は、全て氷蓄熱槽36へ投入される。
一方、冷熱負荷がピークに達した時には開閉弁V1、V2を最大限まで開放して、吸収冷温水機12或いは電動冷凍機14A、14Bから供給される冷熱、又は、氷蓄熱槽36で蓄熱された冷熱を、熱交換器40、冷水ラインL20を介して図示しない冷熱負荷へ供給する。
【0056】
夜間の様に熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合で、CGS10は連続運転が為されている場合には、開閉弁V1、V2の開度を極めて小さくする(蓄熱無負荷或いは蓄熱一部負荷)。
温熱媒体用ラインL1を介してCGS10の温排熱が再生器18を介して排熱焚吸収冷温水機12に投入されるので、図2のシステムの内、吸収冷温水機12のみが冷熱を生成する。
冷水ラインL12−I、L12−Oを流れるブラインは蒸発器22により冷却され、その大部分はラインL7を通り、熱交換器38を介して氷蓄熱槽36に冷熱を投入する。そして、比較的少量のブラインはラインL10側を流れ、その保有する冷熱は、熱交換器40、冷水ラインL20を介して、僅かな冷熱負荷に対して供給される。
【0057】
氷蓄熱槽36に冷熱を供給したブライン及び冷熱負荷に冷熱を供給したブラインは、合流点G2で合流し、ラインL14AB、分岐点B1、電動冷凍機14A或いは14B、合流点G1を介して、冷水(入)ラインL12−Iに戻る。
【0058】
この場合には、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、氷蓄熱槽36に冷熱を蓄熱している。電動冷凍機14A、14Bは稼動していない。
【0059】
冷熱負荷(熱的負荷)が大きくなって、吸収冷温水機12で発生する冷熱では不足する場合は、電動冷凍機14A、14Bのいずれか一方或いは双方を稼動する事により、これに対処する。
この場合、開閉弁V1、V2は、その時点における冷熱負荷に相当する開度に調節される。
【0060】
蒸発器24A及び/又は24Bで冷却されたブラインは、吸収冷温水機12でさらに冷却されて、ラインL12−O、分岐点B2を介して、熱的負荷に対応する量のブラインがラインL10をながれる。このブラインが保有する冷熱は、熱交換器40、冷水ラインL10を介して冷熱負荷へ供給される。
一方、ラインL7を流れるブラインが保有する熱量は、氷蓄熱槽36に蓄熱される。
【0061】
冷熱負荷Lがさらに大きくなり、負荷要求のピーク時並となれば、上述した通り開閉弁V1、V2を全開として、電動冷凍機14A及び/又は電動冷凍機14Bもフル稼動し、図2のシステムで投入出来る最大限度の冷熱が熱交換器40、冷水ラインL10を介して図示しない冷熱負荷へ投入される。
【0062】
ここで、図示の実施形態によれば、熱的負荷Lが小さい或いは存在しない夜間等において、CGS10、吸収冷温水機12の稼動により蓄熱槽36内には冷熱が蓄熱されているので、負荷のピーク時においては、冷凍機12、14A、14Bのフル稼動に先だって、蓄熱された冷熱を使用することにより、当該冷凍機の14A、14Bの運転時間を短縮して、電力消費量を低減することが出来る。
【0063】
図2の実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1の実施形態と同様である。
なお、図1、図2は冷房若しくは冷凍運転や冷熱蓄熱を行う場合で説明されているが、圧縮式冷凍機、吸収冷温水機を暖房運転モードに切り換えることにより、暖房運転、温熱蓄熱も可能である。
【0064】
図3−図5は本発明の第3実施形態を示しており、吸収冷温水機と圧縮式冷凍機と組み合わせて構成され、且つ、冷暖房運転切替機能を有する所謂「複合冷暖房システム」に係る実施形態である。
【0065】
図3で示す複合冷暖房システムは、CGS10と、吸収冷温水機12と、圧縮式冷凍機14とから概略構成されている。
圧縮式冷凍機14は、室内熱交換器60(所謂「室内機」)と、室外熱交換器62(所謂「室外機」)とを有しており、室内熱交換器60と室外熱交換器62とはラインL60で連通されている。
【0066】
ラインL60には、そこに介装された分岐・介装弁64、66を介して、ラインL62が分岐或いは合流している。そして、ラインL60、L62には、それぞれ冷媒(例えば水、代替フロン、その他)が流過している。
【0067】
ラインL60には切換弁68及びコンプレッサ70が介装されており、コンプレッサ70には電力供給ラインLC70を介してCGS10の発電手段19或いは商用電源CGから電力が供給されている。
【0068】
また、ラインL62には切換弁72及びコンプレッサ74が介装されており、コンプレッサ74には電力供給ラインLC74を介してCGS10の発電手段19或いは商用電源CGから電力が供給されている。
さらにラインL62は、吸収冷温水機12の蒸発器22に連通している。
【0069】
なお、ラインL60には膨張弁76、78が介装されており、ラインL62には膨張弁80、82が介装されている。
【0070】
次に図4を参照して、(図3で示す複合冷暖房システムの)冷房運転時における圧縮式冷凍機14内の冷媒の流れについて説明する。なお、図4において、冷媒が流過するライン(経路)は太い実線で示されている。
【0071】
冷房運転時において、室内熱交換器60は蒸発器として作用し、圧縮式冷凍機14内を循環する冷媒は、室内熱交換器60により室内の空気と熱交換を行って室内空気より気化熱を奪って蒸発(気相に変化)して、矢印Bで示す様に流れる。気相冷媒は分岐・合流弁64で、矢印B1及びB2で示す様に、ラインL60を循環する経路と、ラインL62を循環する経路とに分岐する。
【0072】
ラインL60に流入した気相冷媒(矢印B1)は、図4で示す様に切り換えられた切換弁68により決定された経路を流れ、コンプレッサ70で圧縮され、膨張弁76を介して室外熱交換器62に連通する。室外熱交換器62は、図4で示す場合には凝縮器(第1の凝縮器)として機能して、気相冷媒(冷媒蒸気)と外気との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮する。
凝縮された冷媒は、矢印G1で示す様に、分岐・合流弁66へ向かう。
【0073】
一方、ラインL62に流入した気相冷媒(矢印B2)は、図4で示す様に切り換えられた切換弁72により決定された経路を流れ、コンプレッサ74で圧縮され、膨張弁80を介して(吸収冷温水機12の)蒸発器22に連通する。
吸収冷温水機12の蒸発器22も、図4で示す場合には凝縮器(第2の凝縮器)として機能して、ラインL62を流れる気相冷媒(冷媒蒸気)と吸収冷温水機12内を循環する冷媒との間で熱交換を行い、(ラインL62を流れる)冷媒を凝縮する。
凝縮された冷媒は、矢印G2で示す様に、分岐・合流弁66へ向かう。
【0074】
分岐・合流弁66において、ラインL60を流れた冷媒(矢印G1)と、ラインL62を流れた冷媒(矢印G2)とが合流(矢印G)し、室内熱交換器60に連通する。
冷房運転時においては、上述した循環を行うのである。
【0075】
次に、次に図5を参照して、(図3で示す複合冷暖房システムの)暖房運転時における圧縮式冷凍機14内の冷媒の流れについて説明する。図5においても、冷媒が流過するライン(経路)は太い実線で示されている。
なお、暖房運転時には、吸収冷温水機12は温水器として使用される。
【0076】
暖房運転時において、室内熱交換器60は凝縮器として作用する。すなわち、圧縮式冷凍機14内を循環する冷媒(液相冷媒)は、室内熱交換器60により、その保有する熱量(気化熱)を室内の空気に供給(放出)して室温を上昇(暖房)せしめると共に、自らは液相に変化し、矢印Bで示す様に流れる。液相冷媒は分岐・合流弁66で、矢印B1及びB2で示す様に、ラインL60を循環する経路と、ラインL62を循環する経路とに分岐する。
【0077】
ラインL60に流入した液相冷媒(矢印B1)は、室外熱交換器62に流入する。室外熱交換器62は、図5で示す場合には蒸発器(第1の蒸発器)として機能して、外気と液相冷媒の間で熱交換を行い、液相冷媒を加熱(或いは気化)する。
加熱された冷媒は、図5で示す様に切り換えられた切換弁68により決定された経路を流れ、コンプレッサ70で圧縮され、矢印G1で示す様に、分岐・合流弁64へ向かう。
【0078】
一方、ラインL62に流入した液相冷媒(矢印B2)は、吸収冷温水機12の蒸発器22に連通する。
吸収冷温水機12の蒸発器22も、図5で示す場合に蒸発器(第2の蒸発器)として機能して、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量を、ラインL62を流れる冷媒(液相冷媒)に投入して、加熱(或いは気化)する。
加熱された冷媒は、図5で示す様に切り換えられた切換弁72により決定された経路を流れ、コンプレッサ74で圧縮され、矢印G2で示す様に、分岐・合流弁64へ向かう。
【0079】
分岐・合流弁64において、ラインL60を流れた冷媒(矢印G1)と、ラインL62を流れた冷媒(矢印G2)とが合流(矢印G)し、室内熱交換器60に連通する。
暖房運転時においては、上述した循環を行うのである。
【0080】
図6−図9は本発明の第4実施形態を示している。
この第4実施形態も、吸収冷温水機と圧縮式冷凍機と組み合わせて構成され、且つ、冷暖房運転切替機能を有する所謂「複合冷暖房システム」に係る実施形態である。但し、第4実施形態では、冬季における除霜機能(デフロスト機能)を付加した点で、第3実施形態とは異なっている。
図7−図9において、圧縮式冷凍機内の冷媒が流れる経路を太い実線で示してい。
なお、各種運転時の冷媒の流れを説明する以下の図面において、閉鎖するべき開閉弁は黒く塗りつぶした状態で示されており、開放されるべき開閉弁は白抜きで表現されている。
【0081】
図6で示す本発明の第4実施形態は、図3で示す第3実施形態と概略同様である。但し、図6において、ラインL62における分岐・開閉弁64と膨張弁80の間の領域L62Aに切換弁72及びコンプレッサ74をバイパスするバイパスラインL70を設けた点、バイパスラインL70に開閉弁86を介装した点、ラインL60における室内熱交換器60と分岐・合流弁64の間の領域L60Aに開閉弁88を介装した点、ラインL62における分岐・開閉弁66と(吸収冷温水機12の)蒸発器22との間の領域L62Aに膨張弁90を介装した点、が第3実施形態とは相違する。
図6で示す実施形態における他の構成は、図3−図5の第3実施形態と同様である。
【0082】
次に、図7を参照して、第4実施形態における冷房運転時の冷媒の流れについて説明する。
冷房運転時を示す図7において、領域L60Aに介装された開閉弁88は開放されているが、バイパスラインL70に介装された開閉弁86は閉鎖されている。従って、ラインL62側を流れる冷媒は、切換弁72、コンプレッサ74を通過する。
【0083】
図7で示す冷房運転時における冷媒の流れは、図4を参照して説明したのと同様である。すなわち、室内熱交換器60は蒸発器として作用して、室内の空気から気化熱を奪い、室外熱交換器62は第1の凝縮器として機能して冷媒が保有する熱量を外気に供給(放出)し、吸収冷温水機12の蒸発器22は第2の凝縮器として機能して冷媒が保有する熱量を吸収冷温水機12内を循環する冷媒へ(気化熱を)供給するのである。
【0084】
図8は、第4実施形態における暖房運転時の冷媒の流れについて説明する。
暖房運転時を示す図8においても、開閉弁88は開放されているが、バイパスラインL70に介装された開閉弁86は閉鎖されている。従って、暖房時においても、ラインL62側を流れる冷媒は、切換弁72、コンプレッサ74を通過する。
【0085】
図8で示す冷房運転時における冷媒の流れは、図5を参照して説明したのと同様である。すなわち、室内熱交換器60は凝縮器として作用して、冷媒が保有する熱量を室内の空気に供給或いは放散し、室外熱交換器62は第1の蒸発器として機能して、外気から気化熱を奪い、吸収冷温水機12の蒸発器22は第2の蒸発器として機能し、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量を奪って冷媒を気化するのである。
【0086】
図9は、第4実施形態による除霜運転(デフロスト運転)時の冷媒の流れを示している。
デフロスト運転時には、開閉弁86は開放され、その結果、バイパスラインL 70が開通する。そして、ラインL62を流れる冷媒は切換弁70、コンプレッ サ74を流れずに、流路抵抗が小さいバイパスラインL70を流過する。
【0087】
一方、開閉弁88は閉鎖されるので、分岐・合流弁64、66間のラインには冷媒は流れず、従って、室内熱交換器60に冷媒は供給されない。これは、デフロスト運転時に室内熱交換器60に冷媒が流れると、当該冷媒は室内空気から気化熱を奪ってしまうので、室内温度が低下し過ぎてしまうからである。
【0088】
室内熱交換器60に冷媒が供給されないことにより、分岐・合流弁64では、冷媒を矢印BG2で示す方向にのみ流過せしめ、分岐・合流弁66では冷媒を矢印BG1で示す方向にのみ流過する。
【0089】
図9で示すデフロスト運転時には、吸収冷温水機12は温水機として機能しており、蒸発器22では、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量を、ラインL62を流れる冷媒へ投入している。
【0090】
吸収冷温水機12の蒸発器22で加熱された冷媒は、バイパスラインL70及び開閉弁86を介して、分岐・合流弁64を矢印BG2で示す様に流過する。そして、図9で示す様に切り換えられた切換弁68、コンプレッサ70を介して、室外熱交換器62に供給され、当該冷媒が保有する熱量により室外熱交換器62を除霜する。
【0091】
室外熱交換器62を除霜して温度低下した冷媒は、分岐・合流弁66を矢印BG1で示す様に流過し、再び吸収冷温水機12の蒸発器22に連通する。
以後、この循環を繰り返し、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量により、室外熱交換器62の除霜が為される。
【0092】
図10、図11は本発明の第5実施形態を示している。
図10で示す第5実施形態にかかる複合冷暖房システムは、図6−図9の第4実施形態と概略同様の構成を具備している。しかし、図6−図9の第4実施形態では、ラインL62側の切換弁72及びコンプレッサ74について、バイパスラインL70が設けられたが、図10の第5実施形態では、ラインL60側の切換弁68及びコンプレッサ70をバイパスするバイパスラインL72と、それに介装された開閉弁90が設けられている。
その他の構成については、特に図6で示すのと同様である。
【0093】
図10で示す第5実施形態の冷房運転は図7で示すのと同様であり、暖房運転は図8で示すのと同様である。
図11は第5実施形態でデフロスト運転を行った場合を説明するためのものであり、冷媒が流れる経路が太い実線で示されている。図11におけるデフロスト運転は、図9で示すのと概略同様であり、開閉弁88が閉鎖しているため、室内熱交換器60には冷媒は流過しない。一方、開閉弁90が開閉しているため、ラインL10を流れる冷媒は、切換弁68、コンプレッサ70をバイパスして、流過抵抗の小さいバイパスラインL72を流過する。
【0094】
図11で示すデフロスト運転において、ラインL62を流れる冷媒は吸収冷温水機12の蒸発器22で加熱され、図11で示す様に切り換えられた切換弁72とコンプレッサ74を介して、矢印BG2で示す様に分岐・合流弁64を流れる。そして、バイパスラインL72を介して室外熱交換器62に流入して、その保有する熱量により除霜を行う。
その他については、図9で示すのと同様である。
【0095】
図12−図19は本発明の第6実施形態を示しており、過冷却蓄熱方式を採用した複合冷暖房システムを示している。そして、図12−図19は、蓄熱槽冷媒ライン分離型のシステムを採用している。
図12で示す第6実施形態に係る複合冷暖房システムは、図3で示す第3実施形態に係る複合冷暖房システムに蓄熱槽100及びそれに関連するラインを付加している。
【0096】
図12において、ラインL60の室外熱交換器62と膨張弁78との間の領域L60Cからは、分岐・合流点PC1、PC2より循環ラインL100が分岐或いは合流しており、循環ラインL100は蓄熱槽100に連通している。
蓄熱槽100には、ラインL100を流れる冷媒と蓄熱槽100内の熱媒との間で熱交換を行うための熱交換器100Aと、後述するラインL108内を流れる冷媒と蓄熱槽100内の熱媒との間で熱交換を行うための熱交換器100Bが設けられている。
【0097】
分岐・合流点PC1、PC2の間の領域には開閉弁102が介装されており、蓄熱層100に連通するラインL100には開閉弁104及び膨張弁106が介装されている。
蓄熱層100に連通するラインL100の分岐・合流点PC3からは、開閉弁108を介装したラインL108が分岐して、ラインL60の室内熱交換器60と分岐・合流弁64との間の領域L60Aに合流(分岐・合流点PC4)している。
【0098】
ラインL60の室内熱交換器60と分岐・合流弁64との間の領域L60Aには、さらに、分岐・合流点PC5からラインL104が分岐しており、ラインL104には開閉弁110が介装されている。
ラインL104は、分岐・合流点PC6においてラインL106とラインL108とに分岐する。
【0099】
ラインL106には開閉弁114が介装されており、分岐・合流点PC7でラインL62に合流している。
一方、ラインL108は蓄熱槽100に連通し、膨張弁112を介装しており、分岐・合流点PC8でラインL62に合流する。
なお、ラインL62の分岐・合流点PC7、PC8間の領域には、開閉弁114が介装されている。
【0100】
図12において、分岐・合流弁PC8と(吸収冷温水機12の)蒸発器22の間の領域は、符号L62Aで示されている。
図12で示す複合冷暖房システムのその他の構成については、図3−図5で示す複合冷暖房システムと同様である。
【0101】
図13は、第6実施形態の冷房運転時における冷媒の流れを(太い実線で示して)説明する図である。
図13で示す様に、冷房運転時には開閉弁102、116は開放されるが、開閉弁104、108、110、114は閉鎖される。その結果、蓄熱槽100に連通するラインL100、L104、L106、L108には冷媒は流れなくなる。
図13における冷房運転時の冷媒の流れその他については、図4で示すのと同様となる。
【0102】
図14は、図12で示す第6実施形態の冷熱蓄熱運転時を説明するためのものであり、冷媒の経路を太い実線で示している。
ここで冷熱蓄熱運転とは、例えば夜間の様に、熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合であって、CGS10は連続運転が為されている場合には、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、蓄熱槽100に冷熱を蓄熱している(蓄熱無負荷)運転状態を意味している。
【0103】
図14で示す冷熱蓄熱運転時には、開閉弁108、110は開放しており、膨張弁106、112も連通可能な状態となっているが、開閉弁102、104、114、116は閉鎖状態である。その結果、ラインL60の分岐・合流点PC1、分岐・合流弁66、室内熱交換器60、分岐・合流点PC3までの領域には、冷媒は流れなくなる。
【0104】
ラインL60の領域L60Aを流れる冷媒(矢印Bで示す)は、分岐・合流弁64でラインL60側(矢印B1)とラインL62側(矢印B2)とに分岐する。
【0105】
ラインL60を流れる冷媒(矢印B1)は、切換弁68、コンプレッサ70を介して室外熱交換器62に流入する。ここで、室外熱交換器62は凝縮器(第1の凝縮器)として機能し、ラインL60内を流れる冷媒が保有する気化熱を外気に供給(拡散)して凝縮せしめる。
【0106】
凝縮した冷媒は、合流・分岐点PC1からラインL100に流入し、膨張弁106を経由して蓄熱槽100に連通する。蓄熱槽100では、熱交換器100Aを介して、凝縮した冷媒は蓄熱槽100内の熱媒(例えば水)から気化熱を奪って気化する。換言すれば、熱交換器100Aは蒸発器(第1の蒸発器)として機能し、熱交換器100Aを介して、冷媒が保有する冷熱が蓄熱槽100内に投入されるのである。
【0107】
冷熱を蓄熱槽100に投入して気化した冷媒は、ラインL100、分岐合流点PC3、ラインL102、開閉弁108を経由して、分岐・合流点PC4でラインL60(領域L60A)に合流する(矢印G2)。
【0108】
ラインL62を流れる冷媒(矢印B2)は、切換弁72、コンプレッサ74を介して吸収冷温水機12の蒸発器22に流入する。蒸発器22は凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL62内を流れる冷媒が保有する気化熱を、吸収冷温水機12を循環する冷媒に投入せしめて、ラインL62内を流れる冷媒を凝縮する。
【0109】
凝縮した冷媒は、合流・分岐点PC8からラインL108に流入し、膨張弁112を経由して蓄熱槽100に連通する。蓄熱槽100では、熱交換器100Bを介して、凝縮した冷媒は蓄熱槽100内の熱媒から気化熱を奪って気化する。換言すれば、熱交換器100Bは蒸発器(第2の蒸発器)として機能し、熱交換器100Bを介して、ラインL108を流れる冷媒が保有する冷熱が、蓄熱槽100内に投入される。
【0110】
冷熱を蓄熱槽100に投入して気化した冷媒は、ラインL108、分岐合流点PC6、ラインL104、開閉弁110を経由して、分岐・合流点PC5でラインL60(領域L60A)に合流する(矢印G1)。
【0111】
すなわち、図14の冷熱蓄熱運転時には、冷媒はラインL60側とラインL62側に分岐して、それぞれ室外熱交換器62、(吸収冷温水機12の)蒸発器22で冷却(凝縮)される。そして、蓄熱槽100の熱交換器100A、100Bを介して、それぞれが保有する冷熱が蓄熱槽100内に投入されるのである。
【0112】
図15は、第6実施形態の蓄熱利用冷房運転時を示しており、冷媒の経路が太い実線で示されている。
この蓄熱利用冷房運転時には、室外機(室外熱交換器)或いは吸収冷温水機の蒸発器で冷媒に対して冷熱を供給しつつ、蓄熱槽においても冷熱を供給し、冷熱負荷である室内機(室内熱交換器)において、室内空気に対して冷熱を供給するのである。
【0113】
図15の蓄熱利用冷房運転時において、開閉弁102、108、110、116は閉鎖され、開閉弁104、114は開放状態となっている。この状態において、冷熱負荷である室内熱交換器60は蒸発器として機能して、室内空気から冷媒に対して気化熱が供給される。
気化した冷媒はラインL60の領域L60Aを流れ、分岐・合流弁64でラインL60側(矢印B1)と、ラインL62側(矢印B2)に分岐する。
【0114】
ラインL60側(矢印B1)を流れる冷媒は、切換弁68、コンプレッサ70、膨張弁76を介して室外熱交換器62に供給され、外気との間で熱交換が行われる。すなわち、室外熱交換器62は凝縮器(第1の凝縮器)として機能して、冷媒が保有する熱量を外気に投入(放散)して、冷媒を凝縮或いは降温せしめる。
【0115】
凝縮或いは降温された冷媒は、分岐・合流点PC1からラインL100を流れ、熱交換器100Aで蓄熱槽100から冷熱が投入される。すなわち、熱交換器100Aも凝縮器(第1の凝縮器を補完する凝縮器)として機能し、冷媒が保有する熱量を蓄熱槽100内の熱媒に投入せしめ、当該冷媒を降温する。
蓄熱槽100で降温された冷媒は、ラインL100を流れ、開閉弁104、分岐・合流点PC2を経由してラインL60に戻り、分岐・合流弁66に流れる。
【0116】
一方、ラインL62側(矢印B2)を流れる冷媒は、切換弁72、コンプレッサ74を介して吸収冷温水機12の蒸発器22に流入する。蒸発器22は凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL62内を流れる冷媒が保有する気化熱を、吸収冷温水機12を循環する冷媒に投入せしめて、ラインL62内を流れる冷媒を凝縮或いは降温する。
【0117】
凝縮或いは降温された冷媒は、ラインL62の領域L62A及び合流・分岐点PC8を介してラインL108に流入し、蓄熱槽100内の熱交換器100Bに連通する。
蒸発器22は凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL62内を流れる冷媒が保有する気化熱を、吸収冷温水機12を循環する冷媒に投入せしめて、ラインL62内を流れる冷媒を凝縮する。
【0118】
凝縮した冷媒は、ラインL62の領域L62A、合流・分岐点PC8を介してラインL108に流入し、蓄熱槽100の熱交換器100Bに供給される。この熱交換器100Bを介して、凝縮した冷媒に対して蓄熱槽100から冷熱が投入される。すなわち、熱交換器100Bも凝縮器(第2の凝縮器を補完する凝縮器)として機能し、冷媒が保有する熱量を蓄熱槽100内の熱媒に投入せしめ、当該冷媒を降温する。
【0119】
蓄熱槽100から冷熱を供給された冷媒は、ラインL108、分岐・合流点PC6、ラインL106、開閉弁114、分岐・合流点PC7を経由して、ラインL62に流入する。そして、膨張弁82を経て分岐・合流弁66に到達し、矢印G2で示す様に流れる。
【0120】
ラインL60側から供給された冷媒(矢印G1)と、ラインL62側から供給された冷媒(矢印G2)とは、分岐・合流弁66で合流し、冷熱負荷である室内熱交換器60(蒸発器として作用する)でその冷熱を室内の空気へ供給する。
以下、上述の流れを繰り返す。
【0121】
図16は第6実施形態の暖房運転時を示しており、冷房の経路は太い実線で示されている。
この場合、開閉弁102、116は開放されており、開閉弁104、108、110、114は閉鎖されている。従って、蓄熱槽100及びそれに連通するラインには、冷媒は流過していない。
図16で示す冷媒の流れは、図5で示す冷媒の流れと同様である。
【0122】
図17は第6実施形態の温熱蓄熱運転時を説明するためのものであり、冷媒の経路を太い実線で示している。
ここで温熱蓄熱運転は、例えば夜間の様に、熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合であって、CGS10は連続運転が為されている場合に、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、蓄熱槽100に温熱を蓄熱している(蓄熱無負荷)運転状態を意味している。
【0123】
図17で示す冷熱蓄熱運転時には、開閉弁108、110は開放しているが、開閉弁102、104、114、116は閉鎖状態である。
分岐・合流弁64で合流した冷媒は、分岐・合流点PC4でラインL102側と、ラインL104側とに分岐するが、分岐・合流点PC5から、室内熱交換器60、分岐・合流弁64、分岐・合流点PC1までの領域には、冷媒は流れなくなる。
【0124】
ラインL60側においては、そこを流れる冷媒が室外熱交換器62に流入すると、室外熱交換器62は蒸発器(第1の蒸発器)として機能し、ラインL60内を流れる冷媒に対して、外気が保有する熱量を供給して気化せしめる。
そしてラインL60を流れる冷媒は、切換弁68、コンプレッサ70を介して分岐・合流弁64を流れる(矢印G1)。
【0125】
ラインL62側を流れる冷媒は、ラインL108、分岐・合流点PC8を経由して、吸収例温水機12の蒸発器22に流入する。この場合、蒸発器22は蒸発器(第2の蒸発器)として機能し、ラインL62内を流れる冷媒に対して、吸収冷温水機12を循環する冷媒が保有する熱量を投入して気化している。
ラインL62を流れる冷媒は、切換弁72、コンプレッサ74を介して分岐・合流弁64を流れる(矢印G2)。
【0126】
分岐・合流弁64で合流した冷媒は、分岐・合流点PC4でラインL102側(矢印B1)とラインL104側(矢印B2)とに分岐する。
ラインL102側(矢印B1)を流れる冷媒は、開閉弁108、分岐・合流点PC3を経由してラインL100を流れ、蓄熱槽100内の熱交換器100Aを流過する。熱交換器100Aでは、ラインL100を流れる冷媒が保有する熱量が、蓄熱槽100内の熱媒へ投入される。換言すれば、熱交換器100AはラインL100を流れる冷媒を凝縮する凝縮器(第1の凝縮器)として機能する。
熱交換器100Aで凝縮された冷媒は、ラインL100を流れ、分岐・合流点PC1を経由してラインL60を流れ、室外熱交換器62(第1の蒸発器)に流入する。
【0127】
ラインL104側(矢印B2)を流れる冷媒は、開閉弁110を経由して、蓄熱槽100内の熱交換器100Bを流過する。その際に、熱交換器100Bは凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL104内を流れる冷媒が保有する熱量を蓄熱槽100内に投入して、当該冷媒を降温して凝縮する。
熱交換器100Bで凝縮した冷媒は、ラインL108、分岐・合流点PC8、領域L62Aを経由して、吸収冷温水機12の蒸発器(第2の蒸発器)に流入する。
【0128】
すなわち、図17の温熱蓄熱運転では、室外熱交換器62(第1の蒸発器)或いは(吸収冷温水機12の)蒸発器22(第2の蒸発器)で蒸発して温熱を保有している冷媒は、蓄熱槽100内の熱交換器100A或いは100B(第1或いは第2の凝縮器)を介して、その保有している温熱を蓄熱槽100に投入している。
その際に、負荷である室内熱交換器60には、冷媒は流れないのである。
【0129】
図18は、第6実施形態の蓄熱利用暖房運転時の状態を説明するものであり、冷媒の経路は太い実線で示されている。
蓄熱利用暖房運転時は、開閉弁102、108、110、116は閉鎖されるが、開閉弁104、114は開放している。
【0130】
温熱負荷である室内熱交換器60(凝縮器として機能する)において、冷媒は保有する温熱を室内空気へ供給するので、降温して凝縮する。凝縮した冷媒は、分岐・合流弁66において、ラインL60側(矢印B1)とラインL62側(矢印B2)とに分岐する。
【0131】
ラインL60側(矢印B1)において、冷媒は、分岐・合流点PC2を経てラインL100を流れ、開閉弁104、分岐・合流点PC3を経由して、蓄熱槽100の熱交換器100Aを流れる。
熱交換器100Aは、第1の蒸発器(室外熱交換器62)を補完する蒸発器として機能し、蓄熱槽100内の熱媒が保有する温熱をラインL100を流れる冷媒に供給して昇温或いは気化せしめる。
【0132】
消音或いは気化した冷媒はラインL100を流れて、分岐・合流点PC1を経由してラインL60を流れる。そして、ラインL60を流れる冷媒は室外熱交換器62に流入し、室外熱交換器62は蒸発器(第1の蒸発器)として機能し、ラインL60内を流れる冷媒に対して、外気が保有する熱量を供給して昇温或いは気化せしめる。
室外熱交換器62を流過した冷媒は、切換弁68、コンプレッサ70を介して分岐・合流弁64を流れる(矢印G1)。
【0133】
ラインL62側(矢印B2)を流れる冷媒は、分岐・合流点PC7からラインL106を流れ、開閉弁114、分岐・合流点PC6を経由して、ラインL108を流れる。そして、蓄熱槽100内の熱交換器100Bに流入する。
熱交換器100Bは、第2の蒸発器(吸収冷温水機12の蒸発器22)を補完する蒸発器として機能し、蓄熱槽100内の熱媒が保有する温熱をラインL108を流れる冷媒に供給して昇温或いは気化せしめる。
【0134】
熱交換器100Bを経てラインL108を流れる冷媒は、分岐・合流点PC8を経てラインL62を流れ、領域L62Aを経由して、(吸収冷温水機12の)蒸発器22に流入する。
(吸収冷温水機12の)蒸発器22は蒸発器(第2の蒸発器)として機能し、ラインL62を流れる冷媒に対して、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量を投入して、昇温或いは気化せしめる。
(吸収冷温水機12の)蒸発器22を経由した冷媒はラインL62を流れ、切換弁72、コンプレッサ74を介して分岐・合流弁64に向かって流れる(矢印G2)。
【0135】
すなわち、ラインL60側を流れた冷媒は、(蓄熱槽100内の)熱交換器100A(第1の蒸発器を補完する蒸発器)と、室外熱交換器62(第1の蒸発器)とにより昇温・気化され、ラインL62側を流れた冷媒は、(蓄熱槽100内の)熱交換器100B(第2の蒸発器を補完する蒸発器)と、(吸収冷温水機12の)蒸発器22(第2の蒸発器)とにより昇温・気化される。そして、両者は分岐・合流弁64で合流して、ラインL60の領域L60Aを流れ、温熱負荷である室内熱交換器60に供給される。
【0136】
図19は第6実施形態のデフロスト運転時の状態を説明するものであり、冷媒の経路は太い実線で示されている。
室外機(室外熱交換器)の除霜を行うデフロスト運転においては、さほどエネルギを消費しないので、吸収冷温水機12側のエネルギを使用する必要はない。そのため、図19では、蓄熱槽100に蓄熱されている温熱のみを用いて、室外機の除霜を行っている。
【0137】
図19で示すように、デフロスト運転に際しては、開閉弁102、104、110、114、116は閉鎖しており、開閉弁108は開放している。
【0138】
蓄熱槽100内の熱交換器100Aにより、蓄熱槽100に貯えられている温熱がラインL100を流れる冷媒に供給されて、当該冷媒を昇温する。
昇温された冷媒は、ラインL100を流れ、分岐・合流点PC3、ラインL102、開閉弁108、分岐・合流点PC4を経て、ラインL60の領域L60Aを流れる。
【0139】
そして、前記冷媒はラインL60を流れ、分岐・合流弁64を経て、切換弁68、コンプレッサ70を介して室外熱交換器62に供給される。
室外熱交換器62において、冷媒が保有する熱量により除霜が行われ、冷媒は降温する。
【0140】
室外熱交換器62を流過した冷媒は、分岐・合流点PC1から再びラインL100を流れ、蓄熱槽100に連通する。これにより、蓄熱槽100に貯えられた温熱による除霜が行われるのである。
【0141】
蓄熱槽冷媒ライン分離型のシステムを採用している図12−図19の第6実施形態では、蓄熱槽には2つの熱交換器が設けられている。これに対して、蓄熱槽冷媒ライン一体型のシステムを採用している図20の第7実施形態では、蓄熱槽には1つの熱交換器のみが用いられている。
図20において、分岐・合流弁120、122が設けられ、ラインL60に連通するラインL100と、ラインL62に連通するラインL106、L108とを合流せしめている。そして、分岐・合流弁120、122は、蓄熱槽100に連通するラインL120を分岐しており、ラインL120には熱交換器100Eが設けられている。
【0142】
すなわち、図20の第7実施形態では、分岐・合流弁120、122と、蓄熱槽100に連通するラインL120を別途設けることにより、蓄熱槽100内に単一の熱交換器100Eのみを設けることを可能としている。
【0143】
図20の第7実施形態における上述以外の構成及び作用効果については、図12−図19の第6実施形態と同様である。
【0144】
図21−図29は、本発明の第8実施形態を示しており、冷媒凝縮蓄熱方式を採用した複合冷暖房システムであって、蓄熱槽冷媒ライン分離型のシステムを採用した実施形態を示している。
先ず、図21を参照しつつ、第8実施形態に係る複合暖房システムを説明する。
【0145】
図21において、熱的負荷である室内熱交換器60(室内機)は、ラインL60の領域L60Aに介装されている。
領域L60Aは、分離・合流弁64において、室内熱交換器62(室外機)側のラインL60Bと、吸収冷温水機12の蒸発器22側のラインL62Bとに分岐する。
【0146】
ラインL60Bは、分岐・合流点PE1で、切換弁68に連通するラインL68と、開閉弁130が介装されたラインL70とに分岐する。
切換弁68は、ラインL68、室外熱交換器62に連通するラインL60C、ラインL72、ラインL74を、複合冷暖房システムの運転モードに対応して、適宜接続・遮断する様に構成されている。
【0147】
ラインL74は、分岐・合流点PE2で、開閉弁132を介装したラインL76と、ラインL78とに分岐している。そしてラインL78は、分岐合流点PE3で、コンプレッサ70を介装したラインL80と、補助コンプレッサ128(ポンプとして作用する低揚程コンプレッサ、以下同じ)を介装したラインL82とに分岐している。
ここで、コンプレッサ70と補助コンプレッサ128を設けているのは、単一のコンプレッサでは運転条件が厳しく、負荷が大きい場合に対応するためである。
【0148】
ラインL82は、分岐・合流点PE4で、開閉弁134を介装したラインL84と、開閉弁136を介装したラインL86とに分岐している。ラインL84、ラインL80、ラインL72は、分岐・合流点PE5で合流或いは分岐している。
一方、ラインL86は、分岐・合流点PE6でラインL70と合流しており、ラインL70とラインL76は、分岐・合流点PE7で合流して、ラインL100となる。
【0149】
ラインL100は、蓄熱槽100内の熱交換器100Aに連通しており、膨張弁106を経て、分岐・合流点PE8で、(室外熱交換器62を介装している)ラインL60Cと合流する。ここで、符号126も膨張弁を示している。
ラインL60Cは、分岐・合流点PE8でラインL100と合流して、膨張弁78を経て、分岐・合流点66に至る。
【0150】
一方、ラインL62Bは、分岐・合流点PE10で、切換弁72に連通するラインL90と、開閉弁138を介装したラインL92とに分岐する。
切換弁72は、ラインL90、(吸収冷温水機12の)蒸発器22に連通するラインL62C、ラインL94、ラインL96を、複合冷暖房システムの運転モードに対応して、適宜接続・遮断する。
【0151】
ラインL96は、分岐・合流点PE11で、開閉弁140を介装したラインL98と、ラインL100とに分岐している。そしてラインL100は、分岐合流点PE12で、コンプレッサ74を介装したラインL102と、補助コンプレッサ129(ポンプとして作用する低揚程コンプレッサ、以下同じ)を介装したラインL104とに分岐している。
コンプレッサ74と補助コンプレッサ129を設けているのは、ラインL60B側の場合と同様に、単一のコンプレッサでは運転条件が厳しく、負荷が大きい場合に対応するためである。
【0152】
ラインL104は、分岐・合流点PE13で、開閉弁142を介装したラインL106と、開閉弁144を介装したラインL108とに分岐している。ラインL106、ラインL102、ラインL94は、分岐・合流点PE14で合流或いは分岐している。
一方、ラインL108は、分岐・合流点PE15でラインL92と合流しており、ラインL92とラインL98は、分岐・合流点PE16で合流して、ラインL106となる。
【0153】
ラインL106は、蓄熱槽100内の熱交換器100Bに連通しており、膨張弁112を経て、分岐・合流点PE17で、(吸収冷温水機12の蒸発器22と連通している)ラインL62Cと合流する。ここで、符号125も膨張弁を示している。
ラインL62Cは、分岐・合流点PE17でラインL106と合流して、膨張弁82を経て、分岐・合流弁66に至る。
【0154】
分岐・合流弁66において、室外熱交換器62側のラインL60Cと、吸収冷温水機12(の蒸発器22)側のラインL62Cとが合流し、ライン或いは領域L60Aとして、室内熱交換器60に連通する。
図21の実施形態における上述した以外の構成については、図12−図19の第6実施形態と同様である。
【0155】
図22は、本発明の第8実施形態に係る複合冷暖房システムの冷房運転時の状態を示している。図22以下の図面において、冷媒の流れは太い実線で表現されている。
【0156】
冷房運転に再しては、開閉弁130、132、134、136、138、140、142、144は閉鎖される。
切換弁68は、ラインL68をL74に連通し、ラインL72をL60Cに連通する様に切り換えられる。一方、切換弁72は、ラインL90をL96に連通し、ラインL94をL62Cに連通する様に切り換えられる。
【0157】
上述した様に開閉弁の開閉制御が為され、切換弁68、72が切り換えられる結果、室外熱交換器62に連通する側では、コンプレッサ70のみが駆動して、補助コンプレッサ128は駆動しない。
また、吸収冷温水機12に連通する側では、コンプレッサ74のみが駆動して、補助コンプレッサ129は駆動しない。
そして、蓄熱槽100に連通するラインは全て閉鎖され、図22で示す状態では、図13で示すのと同様な作用を示すのである。
【0158】
図23は、第8実施形態の冷熱蓄熱運転時の状態を示している。
図14に関連して説明した通り、冷熱蓄熱運転は、例えば夜間の様に、熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合であって、CGS10は連続運転が為されている場合に行われる運転である。この場合、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、蓄熱槽100に冷熱を蓄熱している(蓄熱無負荷)運転状態である。
【0159】
図23の冷熱蓄熱運転時においては、開閉弁130、136、138、144が閉鎖して、開閉弁132、134、140、142が開放する。
また、切換弁68はラインL72をL60Cと連通する様に切り換わり、切換弁72はラインL94をL62Cと連通する様に切り換わる。
そして、室外機62側では、コンプレッサ70と補助コンプレッサ128とが共に駆動し、吸収冷温水機12側では、コンプレッサ74と補助コンプレッサ129とが共に駆動する。
【0160】
図23で示す状態における作用は、図14で説明したのと同様である。
すなわち、室外熱交換器62は第1の凝縮器として機能し、冷媒が保有する熱量を外気に供給する。換言すれば、室外熱交換器62において、冷媒に対して外気から冷熱が供給される。
【0161】
冷熱を保有する冷媒は、蓄熱槽100の熱交換器100Aにおいて、保有する冷熱を蓄熱槽100内に投入する。換言すれば、熱交換器100Aは蒸発器(第1の蒸発器)として機能し、ラインL100を流れる冷媒は、蓄熱槽100内の熱媒から気化熱を奪うのである。
【0162】
一方、吸収冷温水機12内の蒸発器22も凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL62C内を流れる冷媒が保有する熱量が、吸収冷温水機12内を循環する冷媒に投入される。換言すれば、蒸発器22において、ラインL62C内を流れる冷媒には冷熱が供給される。
【0163】
冷熱を保有する冷媒は、ラインL106を介して蓄熱槽100の熱交換器100Bに流入し、保有する冷熱を蓄熱槽100内に投入する。換言すれば、熱交換器100Bも蒸発器(第2の蒸発器)として機能し、ラインL106を流れる冷媒は、蓄熱槽100内の熱媒から気化熱を奪う。
【0164】
図23の状態における作用は、図14で示すのと同様である。
【0165】
図24は、第8実施形態の蓄熱利用冷房運転時の状態を示している。
蓄熱利用冷房運転は、図15に関連して説明した様に、室外機(室外熱交換器)或いは吸収冷温水機の蒸発器で冷媒に対して冷熱を供給しつつ、蓄熱槽においても冷熱を供給し、冷熱負荷である室内機(室内熱交換器)において、室内空気に対して冷熱を供給するのである。
しかし、図15では、室外熱交換器或いは吸収冷温水機の蒸発器と、蓄熱槽とは、冷熱負荷に対して直列に配置されているが、図24では、室外熱交換器或いは吸収冷温水機の蒸発器と、蓄熱槽とは、冷熱負荷に対して並列に配置されている点が相違する。
【0166】
図24において、開閉弁130、132、134、138、140、142は閉鎖されているが、開閉弁136、144は開放されている。
切換弁68は、ラインL68とL74を連通し、且つ、ラインL72とL60Cとを連通する様に切り換わる。そして、切換弁72は、ラインL90とL96を連通し、且つ、ラインL94とL62Cを連通する様に切り換わる。
また、コンプレッサ70と補助コンプレッサ128とは共に駆動し、コンプレッサ72と補助コンプレッサ129も共に駆動する。
【0167】
冷熱負荷である室内熱交換器60において、冷熱を室内空気に供給した冷媒は、分岐・合流弁64において、ラインL60B(矢印B1)とラインL62B(矢印B2)とに分岐する。
【0168】
ラインL60B側を流れる冷媒は、ラインL68、切換弁68、ラインL74、ラインL78を経由して、分岐・合流点PE3でラテンL80とラインL82とに分岐する。
ラインL80を流れる冷媒は、コンプレッサ70、切換弁68、ラインL60Cを介して室外熱交換器62(第1の凝縮器として機能)に流入し、冷熱が供給される。
一方、ラインL82を流れる冷媒は、補助コンプレッサ128、ラインL86、ラインL70、ラインL100を流れて、蓄熱槽100の熱交換器100A(第1の凝縮器を補完する凝縮器として機能する)に流入して、冷熱が供給される。
【0169】
すなわち、ラインL60B側を流れる冷媒は2系統に分岐され、室外熱交換器62或いは蓄熱槽100の熱交換器100Aにより、冷熱が付加される。
そして、冷熱が付加された冷媒が流れる2系統のラインL60CとL100は、分岐・合流点PE8で合流して、分岐・合流弁66へ流れる。
【0170】
ラインL62Bを流れる冷媒は、ラインL90、切換弁72、ラインL96、ラインL100を経て、分岐・合流点PE12で、ラインL102とラインL104とに分岐される。
ラインL102を流れる冷媒は、コンプレッサ74、ラインL94、切換弁72を経て、ラインL62Cを流れ、吸収冷温水機12の蒸発器22(第2の凝縮器として機能)において冷熱が供給される。
ラインL104を流れる冷媒は、補助コンプレッサ129、ラインL108、ラインL92を経て、ラインL106を流れ、蓄熱槽100の熱交換器100B(第2の凝縮器を補完する凝縮器として機能する)に流入して、冷熱が供給される。
【0171】
すなわち、ラインL62B側を流れる冷媒も2系統に分岐され、吸収冷温水機12(の蒸発器22)或いは蓄熱槽100の熱交換器100Bにより、冷熱が付加される。
そして、冷熱が付加された冷媒が流れる2系統のラインL62CとL106は、分岐・合流点PE17で合流して、分岐・合流弁66へ流れる。
【0172】
分岐・合流弁66では、室外熱交換器62側のラインL60C(矢印G1)と、吸収冷温水機12に連通する側のラインL62C(矢印G2)とが合流して、ラインL60Aを流れる。このラインを流れる冷媒は、熱的負荷である室内熱交換器60に供給されて、室内空気に冷熱を供給する。
【0173】
図25は、第8実施形態の暖房運転時の状態を示している。
暖房運転を行うに際しては、図25で示す様に、開閉弁130、132、134、136、138、140、142、144は閉鎖される。
切換弁68は、ラインL60CをラインL74と連通し、且つ、ラインL72をラインL68に連通する様に切り換わる。一方、切換弁72は、ラインL62CをラインL96に連通し、且つ、ラインL94をラインL90に連通する様に切り換わる。
そして、コンプレッサ70、74は駆動するが、補助コンプレッサ128、129は駆動しない。
【0174】
暖房運転に際しては、蓄熱槽100に連通するラインは全て閉鎖される。そして、図25で示す暖房運転の作用は、図16の暖房運転と同様である。
【0175】
図26は第8実施形態の温熱蓄熱運転時を説明するためのものでる。
図17で関連して説明した様に、温熱蓄熱運転は、例えば夜間の様に、熱的負荷が殆どゼロと見なせるか或いは小さい場合であって、CGS10は連続運転が為されている場合に、CGS10及び吸収冷温水機12のみが稼動して、蓄熱槽100に温熱を蓄熱している(蓄熱無負荷)運転状態を意味している。
【0176】
図26の冷熱蓄熱運転時においては、開閉弁130、134、138、142は開放しており、開閉弁132、136、140、144が閉鎖する。
切換弁68は、ラインL60CとラインL74とが連通し、且つ、ラインL72とラインL68とが連通する様に切り換わり、切換弁72は、ラインL62CとラインL96とが連通し、且つ、ラインL94とラインL90とが連通する様に切り換わる。
そして、室外機62側では、コンプレッサ70と補助コンプレッサ128とが共に駆動し、吸収冷温水機12側では、コンプレッサ74と補助コンプレッサ129とが共に駆動する。
【0177】
室外熱交換器62は第1の蒸発器として機能し、冷媒に対して外気から熱量(温熱)を投入する。加熱されて温熱を保有した冷媒は、ラインL60C、切換弁68、ラインL74、ラインL78、ラインL80或いはL82(L80或いはL82は並列に配置)、ラインL72、切換弁68、ラインL68、ラインL70を経由して、ラインL100を流れ、蓄熱槽100の熱交換器100Aに流入する。
【0178】
熱交換器100Aは凝縮器(第1の凝縮器)として機能し、ラインL100を流れる冷媒が保有する熱量を蓄熱槽100内の熱媒に投入して(温熱の蓄熱)、冷媒自体は降温せしめる。
降温した冷媒は、ラインL100、分岐・合流点PE8を介して、ラインL60Cを流過して、室外熱交換器62に戻る。
以後、この循環を繰り返す。
【0179】
一方、吸収冷温水機12内の蒸発器22も蒸発器(第2の蒸発器)として機能し、ラインL62C内を流れる冷媒に対して、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量(温熱)を投入する。
【0180】
温熱を保有する冷媒は、ラインL60C、切換弁72、ラインL96、ラインL100、ラインL102或いはL104(L102、L104は並列に配置されている)、ラインL94、切換弁72、ラインL90、ラインL92を経て、ラインL106を流れ、蓄熱槽100の熱交換器100Bに流入する。そして、ラインL106を流れる冷媒が保有する、熱量(温熱)を蓄熱槽100内に投入する。
換言すれば、熱交換器100Bも凝縮器(第2の凝縮器)として機能し、ラインL106を流れる冷媒の温熱を蓄熱槽100内の熱媒に投入して、零倍自体は降温される。
【0181】
図26の状態におけるその他の作用は、図17で示すのと同様である。
【0182】
図27は、第8実施形態の蓄熱利用暖房運転時の状態を示している。
蓄熱利用暖房運転では、図18に関連して説明した様に、室外機(室外熱交換器)或いは吸収冷温水機の蒸発器で冷媒に対して温熱を供給しつつ、蓄熱槽においても温熱を供給し、熱的負荷である室内機(室内熱交換器)において、室内空気に対して温熱を供給する。
しかし、図18では、室外熱交換器或いは吸収冷温水機の蒸発器と、蓄熱槽とは、熱的負荷に対して直列に配置されているが、図27では、室外熱交換器或いは吸収冷温水機の蒸発器と、蓄熱槽とは、熱的負荷に対して並列に配置されている点が相違する。
【0183】
図27において、開閉弁130、136、138、144は閉鎖されているが、開閉弁132、134、140、142は開放されている。
切換弁68は、ラインL60CとラインL74を連通し、且つ、ラインL72とラインL68とを連通する様に切り換わる。そして、切換弁72は、ラインL62CとラインL96を連通し、且つ、ラインL94とラインL90を連通する様に切り換わる。
また、コンプレッサ70と補助コンプレッサ128とは共に駆動し、コンプレッサ72と補助コンプレッサ129も共に駆動する。
【0184】
熱的負荷である室内熱交換器60において、温熱を室内空気に供給した冷媒は、分岐・合流弁66において、ラインL60C(矢印B1)とラインL62C(矢印B2)とに分岐する。
【0185】
ラインL60Cは、分岐・合流点PE8でラテンL100が分岐する。そして、ラインL60Cは、膨張弁126を経て、室外熱交換器62(第1の蒸発器として機能)に連通し、ラインL60Cを流れる冷媒は、室外熱交換器62により、外気から熱量(温熱)が供給される。
室外熱交換器62で温熱が投入された冷媒はラインL60Cを流れ、切換弁68、ラインL74を経由して、分岐・合流点PE2に向かう。
【0186】
ラインL100を流れる冷媒は、蓄熱槽100の熱交換器100A(第1の蒸発器を補完する蒸発器として機能)に流入して、蓄熱槽100内に蓄熱された温熱が供給されて昇温する。
熱交換器100Aで加熱された冷媒はラインL100を流れ、ラインL76を経由して、分岐・合流点PE2に向かう。
【0187】
室外熱交換器62で加熱された冷媒が流れるラインL74と、熱交換器100Aで加熱された冷媒が流れるラインL76とは、分岐・合流点PE2で合流する。そして、ラインL78、コンプレッサ70を介装したラインL80或いはそれと並列に配置され且つ補助コンプレッサ128を介装したラインL82(ラインL84に連通している)、ラインL72、切換弁68、ラインL68を介して、ラインL60Bを流れ、分岐・合流弁64に向かう。
【0188】
すなわち、ラインL60C側を流れる冷媒は2系統に分岐され、室外熱交換器62或いは蓄熱槽100の熱交換器100Aにより、温熱が投入される。
そして、温熱が投入された冷媒が流れる2系統のラインは、分岐・合流点PE2で合流して、分岐・合流弁64へ流れるのである。
【0189】
ラインL62Cは、分岐・合流点PE17でラインL106が分岐している。そしてラインL62Cは、膨張弁125を介して、吸収冷温水機12の蒸発器22に連通する。
吸収冷温水機12の蒸発器22(第2の蒸発器として機能)において、ラインL62Cを流れる冷媒に対して、吸収冷温水機12内を循環する冷媒が保有する熱量(温熱)が投入され、加熱される。
加熱された冷媒はラインL62Cを流れ、切換弁72を介してラインL96を流れて、分岐・合流点PE11に向かう。
【0190】
分岐・合流点PE17で分岐したラインL106は、蓄熱槽100の熱交換器100B(第2の蒸発器を補完する蒸発器として機能)に流入して、ラインL106内を流れる冷媒に対しては、蓄熱槽100内に蓄熱された熱量(温熱)が供給され、加熱される。
熱交換器100Bで加熱された冷媒はラインL106を流れ、分岐・合流点PE16を介してラインL98を流れて、分岐・合流点PE11に向かう。
【0191】
吸収冷温水機12(の蒸発器22)で加熱された冷媒が流れるラインL96と、蓄熱槽100で加熱された冷媒が流れるラインL98は、分岐・合流点PE11で合流する。そして、ラインL100に連通し、コンプレッサ74を介装したラインL102或いはそれと並列に設けられ且つ補助コンプレッサ129を介装したラインL104(ラインL142と連通)、ラインL94、切換弁72、ラインL90を経て、ラインL62Bを流れて、分岐・合流弁64に向かう。
【0192】
すなわち、ラインL62C側を流れる冷媒も2系統に分岐され、吸収冷温水機12(の蒸発器22)或いは蓄熱槽100の熱交換器100Bにより、温熱が投入される。
そして、温熱が投入された冷媒が流れる2系統のラインは、分岐・合流点PE11で合流して、分岐・合流弁64へ流れる。
【0193】
分岐・合流弁64では、室外熱交換器62側のラインL60B(矢印G1)と、吸収冷温水機12に連通する側のラインL62B(矢印G2)とが合流して、ラインL60Aを流れる。このラインを流れる冷媒は、熱的負荷である室内熱交換器60に供給されて、室内空気に温熱を供給する。
【0194】
図27の状態における上述した以外の作用は、図18で説明したのと同様である。
【0195】
図28は第8実施形態の蓄熱利用除霜運転時の状態を示す図である。
図19に関連して説明した様に、室外機(室外熱交換器)の除霜を行うデフロスト運転においては、さほどエネルギを消費しないので、吸収冷温水機12側のエネルギを使用する必要はない。そのため、図28では、蓄熱槽100に蓄熱されている温熱のみを用いて、室外機の除霜を行っている。
【0196】
図28で示すように、デフロスト運転に際しては、開閉弁132は開放されているが、その他の開閉弁は閉鎖している。そのため、吸収冷温水機12に連通する側の系統は全て遮断されている。
切換弁68はラインL72とラインL60Cを連通する様に切り換えられており、コンプレッサ70は駆動するが、補助コンプレッサ128は駆動しない。
【0197】
蓄熱槽100内の熱交換器100Aにより、蓄熱槽100に貯えられている温熱がラインL100を流れる冷媒に供給されて、当該冷媒を昇温する。
昇温された冷媒は、ラインL100を流れ、分岐・合流点PE7、ラインL76、開閉弁132、分岐・合流点PE2、ラインL78、コンプレッサ70を介装したラインL80、ラインL72、切換弁68を介して、ラインL60Cを流れ、室外熱交換器62に供給される。
【0198】
室外熱交換器62において、冷媒が保有する熱量により除霜が行われ、冷媒は降温する。
室外熱交換器62を流過した冷媒はラインL60Cを流れ、分岐・合流点PE8から再びラインL100を流れ、蓄熱槽100に連通する。
これにより、蓄熱槽100に貯えられた温熱による除霜が行われる。
【0199】
図29は、第8実施形態において、暖房負荷が比較的低い場合に行われる蓄熱利用放熱暖房運転を説明している。
暖房負荷が比較的低いため、蓄熱槽に蓄熱された温熱のみで、暖房負荷を十分に賄うことが出来る場合に、図29で示す様な運転が行われる。換言すれば、図29で示す蓄熱利用放熱暖房運転では、温熱は蓄熱槽100のみから供給され、室外熱交換器62及び吸収冷温水機12からは供給されない。
【0200】
温熱負荷である室内熱交換器60で、温熱を室内の空気に供給して降温した冷媒は、ラインL60Aを流れ、ラインL60Aは、分岐・合流弁66でラインL60C(矢印B1)とラインL62C(矢印B2)とに分岐する。
【0201】
ラインL60Cは分岐・合流点PE8を経由してラインL100に連通し、ラインL100を流れる冷媒は、蓄熱槽100の熱交換器100A(第1の蒸発器として機能)に流入して、蓄熱槽100内に蓄熱された温熱が供給されて昇温する。
熱交換器100Aで加熱された冷媒はラインL100を流れ、ラインL76、分岐・合流点PE2、ラインL78、コンプレッサ70を介装したラインL80或いはそれと並列に配置され且つ補助コンプレッサ128を介装したラインL82(ラインL84に連通している)、ラインL72、切換弁68、ラインL68を介して、ラインL60Bを流れ、分岐・合流弁64に向かう。
【0202】
すなわち、ラインL60C側を流れる冷媒は蓄熱槽100の熱交換器100Aにおいてのみ、温熱が投入される。
【0203】
ラインL62Cは、分岐・合流点PE17を経てラインL106に連通する。そして、蓄熱槽100の熱交換器100B(第2の蒸発器として機能)に流入して、ラインL106内を流れる冷媒に対しては、蓄熱槽100内に蓄熱された熱量(温熱)が供給され、加熱される。
熱交換器100Bで加熱された冷媒はラインL106を流れ、分岐・合流点PE16、ラインL98、分岐・合流点PE11、ラインL100、コンプレッサ74を介装したラインL102或いはそれと並列に設けられ且つ補助コンプレッサ129を介装したラインL104(ラインL142と連通)、ラインL94、切換弁72、ラインL90を経て、ラインL62Bを流れて、分岐・合流弁64に向かう。
【0204】
すなわち、ラインL62C側を流れる冷媒も、蓄熱槽100の熱交換器100Bにおいてのみ、温熱が投入される。
【0205】
分岐・合流弁64では、熱交換器100Aに連通するラインL60B(矢印G1)と、熱交換器100Bに連通する側のラインL62B(矢印G2)とが合流して、ラインL60Aを流れる。このラインを流れる冷媒は、熱的負荷である室内熱交換器60に供給されて、室内空気に温熱を供給する。
【0206】
図30は本発明の第9実施形態に係る複合冷暖房システムを示している。
蓄熱槽冷媒ライン分離型のシステムを採用している図21−図29の第8実施形態では、蓄熱槽100には2つの熱交換器100A、100Bが設けられている。これに対して、蓄熱槽冷媒ライン一体型のシステムを採用している図30の第9実施形態では、蓄熱槽100には1つの熱交換器100Eのみが用いられている。
【0207】
図30において、分岐・合流弁150、152が設けられている。
図21−図29の第8実施形態では、吸収冷温水機12に連通する系統(ラインL62側)において、蓄熱槽100(の熱交換器100B)にはラインL106が直接連通していた。これに対して、図30の第9実施形態では、(図21−図29の第8実施形態における)ラインL106は往復2本のラインL106A、L106Bに分離されており、ラインL106Aは分岐・合流弁152により(ラインL100に連通する)ラインL152に連通し、ラインL106Bは分岐・合流弁150により(ラインL100に連通する)ラインL152に連通している。
【0208】
図21−図29の第8実施形態におけるラインL106に相当する2本のラインL106A、L106Bが、それぞれ分岐・合流弁150、152、ラインL150、L152を介して蓄熱槽100の熱交換器100Eに連通している結果、ラインL60を流れる冷媒も、ラインL62を流れる冷媒も、共に熱交換器100Eで蓄熱槽100内の熱媒と熱交換をすることになる。
【0209】
図30の第9実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図21−図29の第8実施形態と同様である。
【0210】
図3−図5の実施形態では、(排熱焚)吸収冷温水機12の駆動熱源としてCGS10の温排熱(蒸気、温水を含む)が用いられている。
これに対して図31の実施形態では、温熱媒体用ラインL1には、外部の熱源OGからの温熱流体が流れるラインL150が合流(PG31−1、PG31−2)している。そのため図31の実施形態では、CGS10で発生する温排熱に加えて、外部熱源OGから供給される温熱流体(蒸気、温水を含む)が、温熱媒体用ラインL1及び再生器18(排熱焚再生器)を介して、吸収冷温水機12に投入される。
図31で示す実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図3−図5の実施形態と概略同様である。
【0211】
図31における外部熱源OGとしては、例えば、工場排熱の様な他の外部エネルギ源や、太陽エネルギ、地熱等の自然エネルギを利用する設備、その他が利用可能である。
また、図31において、符号CTは冷却塔を示している。
【0212】
図32の実施形態は、図31と同様に、外部熱源OGにより吸収冷温水機12を駆動している。
ここで、図31の実施形態では、CGS10の温排熱(蒸気、温水を含む)と、外部熱源OGの温熱流体(蒸気、温水を含む)とが合流して、吸収冷温水機12(の再生器18)へ供給されている。
これに対して、図32の実施形態では、吸収冷温水機12の再生器18へ供給されるのは、外部熱源OGの温熱流体(蒸気、温水を含む)のみである。すなわち図32では、CGS10の温排熱は、ラインL1Sを介して系外の他の熱的負荷FSへ供給される。そして、外部熱減OGで発生した温熱は、ラインL151を介して、吸収冷温水機12の再生器18に送られて、駆動熱源として作用するのである。
図32の実施形態のその他の構成及び作用効果については、図31(或いは図3−図5)の実施形態と同様である。
【0213】
なお、図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではないことを付記する。例えば、コージェネレーションシステムと電動冷凍機又は(電動冷凍機に代えて)ガスエンジンヒートポンプを用いる事も可能である。
【0214】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
(1) 負荷が無視出来るほど小さい場合(無負荷蓄熱)、負荷は無視できないが冷凍機で生成した全ての冷熱を投入するほど大きくはない場合(蓄熱一部負荷)、冷凍機で生成した全ての冷熱を投入しなければならないほど冷熱負荷が大きい場合(或いは、負荷ピーク)の全ての場合について、生成された冷熱を浪費すること無く、蓄熱或いは投入することが出来る。
(2) 蓄熱された冷熱を有効に消費することにより、CGSや冷凍機、その他の熱源設備の容量を減じることが可能である。
(3) 冷熱の需要が時刻により差が出るが、当該需要の差とは無関係に冷熱を生成しても、生成された冷熱が無駄になることが無い。
(4) 電動冷凍機が駆動するときは、常に定格運転で冷熱を生成する様にせしめて、電動冷凍機の運転効率を向上することが出来る。
(5) コジェネレーションシステムを常時稼動せしめても無駄が発生することが無くなり、省エネルギの要請に合致せしめつつランニングコストを低減して、初期投下資本の回収期間を短縮することが出来る。
(6) 従来の電気を利用する蓄熱システムに加えて、コージェネレーションの排熱を利用して冷熱を生成・蓄熱することが出来る。
(7) 各種運転状対に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示すブロック図。
【図2】本発明の第2実施形態を示すブロック図。
【図3】本発明の第3実施形態を示すブロック図。
【図4】第3実施形態の冷房運転時を説明するブロック図。
【図5】第3実施形態の暖房運転時を説明するブロック図。
【図6】本発明の第4実施形態を示すブロック図。
【図7】第4実施形態の冷房運転時を説明するブロック図。
【図8】第4実施形態の暖房運転時を説明するブロック図。
【図9】第4実施形態の除霜運転時を説明するブロック図。
【図10】本発明の第5実施形態を示すブロック図。
【図11】第5実施形態の除霜運転時を説明するブロック図。
【図12】本発明の第6実施形態を示すブロック図。
【図13】第6実施形態の冷房運転時を説明するブロック図。
【図14】第6実施形態の冷熱蓄熱運転時を説明するブロック図。
【図15】第6実施形態の蓄熱利用冷房運転時を説明するブロック図。
【図16】第6実施形態の暖房運転時を説明するブロック図。
【図17】第6実施形態の温熱蓄熱運転時を説明するブロック図。
【図18】第6実施形態の蓄熱利用暖房運転時を説明するブロック図。
【図19】第6実施形態の蓄熱利用除霜運転時を説明するブロック図。
【図20】本発明の第7実施形態を示すブロック図。
【図21】本発明の第8実施形態を示すブロック図。
【図22】第8実施形態の冷房運転時を説明するブロック図。
【図23】第8実施形態の冷熱蓄熱運転時を説明するブロック図。
【図24】第8実施形態の蓄熱利用冷房運転時を説明するブロック図。
【図25】第8実施形態の暖房運転時を説明するブロック図。
【図26】第8実施形態の温熱蓄熱運転時を説明するブロック図。
【図27】第8実施形態の蓄熱利用暖房運転時を説明するブロック図。
【図28】第8実施形態の除霜運転時を説明するブロック図。
【図29】第8実施形態の蓄熱利用放熱暖房運転時を説明するブロック図。
【図30】本発明の第9実施形態のブロック図。
【図31】本発明の他の実施形態のブロック図。
【図32】本発明のさらに別の実施形態を示すブロック図。
【図33】従来の蓄熱システムの1例を示すブロック図。
【図34】図33とは異なる従来技術を示すブロック図。
【図35】図33、図34とは異なる従来技術を示すブロック図。
【図36】図33−図35とは異なる従来技術を示すブロック図。
【符号の説明】
10・・・コージェネレーションシステム(CGS)
12・・・排熱焚吸収冷温水機
1、14A、14B・・・電動冷凍機(圧縮式冷凍機)
1、16・・・水蓄熱槽
L・・・熱的負荷(冷熱負荷)
18・・・再生器(排熱焚再生器)
19・・・発電手段
20A、20B、42、44、46・・・コンプレッサ
CG・・・商用電源
22、24A、24B・・・蒸発器
36、48・・・氷蓄熱槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a refrigeration apparatus that combines a compression refrigerator and a heat storage tank, and an improvement of a combined cooling and heating apparatus that combines a compression refrigerator and an absorption chiller / heater.
In this specification, the term “compression refrigerator” and the term “electric refrigerator” are used to include a cooling / heating heat pump that can be switched to a heat pump mode for heating.
[0002]
[Prior art]
A conventional example of such a refrigeration apparatus is shown in FIG.
[0003]
In FIG. 33, the
[0004]
The cold energy supplied and stored in the
[0005]
In the system shown in FIG. 33, the refrigerator 3 is operated even during a time period when the cooling load is relatively small, and the generated cooling heat is stored in the
[0006]
As a result, the
[0007]
However, with the conventional technology as shown in FIG. 33, if all the cooling load is covered, either the refrigerator 3 or the
[0008]
Moreover, depending on the balance between the cold load L, the amount of cold generated by the refrigerator 3 and the amount of heat stored in the
[0009]
As another conventional technique, as shown in FIG. 34, there is a compression refrigerator that can switch between cooling and heating operations.
The compression refrigerator capable of switching between heating and cooling in FIG. 34 includes an
However, the conventional technique shown in FIG. 34 cannot be a solution to the above-described problem.
[0010]
Further, as shown in FIG. 35, a
[0011]
Alternatively, as shown in FIG. 36, a
[0012]
However, these conventional techniques have not solved the various problems described above.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can cope with non-uniform cooling loads in various time zones without increasing the size of the refrigerator or the heat storage tank. The purpose of this invention is to provide a combined cooling and heating device that can supply the necessary cooling energy even at the peak of the demand and can meet the demand for energy saving.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a combined cooling / heating device comprising a
[0015]
According to the present invention, the branch line L62 is provided with a bypass line L70 that bypasses another
[0016]
Furthermore, according to the present invention, the line L60 is provided with a bypass line L72 that bypasses the
[0025]
By configuring in this way, switching between the cooling operation and the heating operation in the combined cooling / heating device combining the compression refrigerator and the absorption chiller / hot water unit is facilitated by switching the flow path switching valves (68, 72). And it can be done reliably.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1 to FIG. 4, the same reference numerals are given to the same components, and the duplicate description is omitted.
[0035]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
The system shown in FIG. 1 includes a cogeneration system (CGS) 10, an exhaust heat paddy absorption chiller /
Here, a symbol L in FIG. 1 indicates a thermal load.
Moreover, the code | symbol F has shown the city gas which is fuel for the high temperature regenerator (not shown) heating source of the absorption cold /
[0036]
The warm exhaust heat of the
When the power generation amount of the
[0037]
The
[0038]
The cold water (outflow) lines L4-O, L5A-O, and L5B-O merge with the line L6 and communicate with the water
A line L8 also communicates with the water
[0039]
For example, when the thermal load is almost zero or small, such as at night, and the
The cooled cold water is supplied to the water
[0040]
That is, in this case, only the
[0041]
When the thermal load L is relatively small, the cold L stored in the
Here, the electricity generated by the power generation means 19 of the
[0042]
When the thermal load L becomes larger than the case described above, and the cold heat stored in the water
In this case, the drive power for the
[0043]
In this case, it is cooled by the
[0044]
When the cooling load L is further increased, such as at the peak load demand, the
[0045]
That is, the exhaust
[0046]
After the cold heat is stored in the water
[0047]
Here, according to the illustrated embodiment, since the cold heat is stored in the water
In particular, reducing the load on the
[0048]
Alternatively, the
If such an operation method is adopted, the operation time of the
[0049]
In the illustrated embodiment, the saved power is supplied to the power load, for example via line L3, or sold.
[0050]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the first embodiment of FIG. 1, the
[0051]
In the embodiment of FIG. 2 having the
[0052]
Also in FIG. 2, the
[0053]
The cold water (out) lines L14A-O and L14B-O merge at a confluence G1 to form a cold water (in) line L12-I.
The cold water (out) line L12-O is branched into a line L7 communicating with the ice
On-off valves V1 and V2 are interposed in the line L10 on the
On the other hand, a
[0054]
The line L7 and the line L10 merge at the merge point G2, flow through the line L14AB, branch to the cold water (entering) lines L14A-I and L14B-I at the branch point B1, and are sent to the
[0055]
The opening degree of the on-off valves V1, V2 in the line L10 is adjusted based on the magnitude of the cooling load.
That is, if the cooling load (not shown) is zero, the on-off valves V1 and V2 are completely shut off, and all the cooling and heating supplied from the absorption
On the other hand, when the cooling load reaches a peak, the on-off valves V1 and V2 are opened to the maximum, and the cooling heat supplied from the absorption chiller /
[0056]
When the thermal load can be regarded as almost zero or small as in the nighttime and the
Since the hot exhaust heat of the
The brine flowing through the cold water lines L12-I and L12-O is cooled by the
[0057]
The brine that has supplied cold heat to the ice
[0058]
In this case, only the
[0059]
When the cold heat load (thermal load) becomes large and the cold heat generated by the absorption chiller /
In this case, the on-off valves V1 and V2 are adjusted to an opening corresponding to the cooling load at that time.
[0060]
The brine cooled by the
On the other hand, the amount of heat held by the brine flowing through the line L7 is stored in the ice
[0061]
If the refrigeration load L further increases and the load demand reaches the peak time, the on-off valves V1 and V2 are fully opened as described above, and the
[0062]
Here, according to the illustrated embodiment, since cold heat is stored in the
[0063]
Other configurations and operational effects in the embodiment of FIG. 2 are the same as those of the embodiment of FIG.
1 and 2 are described in the case of performing cooling or refrigeration operation or cold heat storage, but heating operation and heat storage are also possible by switching the compression refrigerator and absorption chiller / heater to the heating operation mode. It is.
[0064]
FIG. 3 to FIG. 5 show a third embodiment of the present invention, which is a combination of an absorption chiller / heater and a compression chiller and has a function of switching a cooling / heating operation and has a so-called “composite cooling / heating system”. It is a form.
[0065]
The combined cooling / heating system shown in FIG. 3 is generally configured by a
The
[0066]
The line L62 branches or merges with the line L60 via branching / interposing
[0067]
A switching
[0068]
Further, a switching
Further, the line L62 communicates with the
[0069]
The line L60 is provided with
[0070]
Next, with reference to FIG. 4, the flow of the refrigerant in the
[0071]
During the cooling operation, the
[0072]
The gas-phase refrigerant (arrow B1) flowing into the line L60 flows through the path determined by the switching
The condensed refrigerant goes to the branching / merging
[0073]
On the other hand, the gas-phase refrigerant (arrow B2) flowing into the line L62 flows through the path determined by the switching
In the case of FIG. 4, the
The condensed refrigerant goes to the branching / merging
[0074]
In the branching / merging
During the cooling operation, the above-described circulation is performed.
[0075]
Next, referring to FIG. 5, the flow of the refrigerant in the
In the heating operation, the absorption chiller /
[0076]
During the heating operation, the
[0077]
The liquid phase refrigerant (arrow B1) flowing into the line L60 flows into the
The heated refrigerant flows through the path determined by the switching
[0078]
On the other hand, the liquid-phase refrigerant (arrow B2) flowing into the line L62 communicates with the
The
The heated refrigerant flows through the path determined by the switching
[0079]
In the branching / merging
During the heating operation, the above-described circulation is performed.
[0080]
6 to 9 show a fourth embodiment of the present invention.
The fourth embodiment is also an embodiment according to a so-called “composite cooling / heating system” which is configured in combination with an absorption chiller / heater and a compression refrigerator and has a cooling / heating operation switching function. However, the fourth embodiment is different from the third embodiment in that a defrosting function (defrost function) in winter is added.
7-9, the path | route through which the refrigerant | coolant in a compression type refrigerator flows is shown with the thick continuous line.
In the following drawings for explaining the flow of refrigerant during various operations, the on-off valve to be closed is shown in black, and the on-off valve to be opened is represented in white.
[0081]
The fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is substantially the same as the third embodiment shown in FIG. However, in FIG. 6, a bypass line L70 for bypassing the switching
Other configurations in the embodiment shown in FIG. 6 are the same as those in the third embodiment shown in FIGS.
[0082]
Next, with reference to FIG. 7, the flow of the refrigerant during the cooling operation in the fourth embodiment will be described.
In FIG. 7 showing the cooling operation, the on-off
[0083]
The refrigerant flow during the cooling operation shown in FIG. 7 is the same as that described with reference to FIG. That is, the
[0084]
FIG. 8 explains the flow of the refrigerant during the heating operation in the fourth embodiment.
Also in FIG. 8 showing the heating operation time, the on-off
[0085]
The refrigerant flow during the cooling operation shown in FIG. 8 is the same as that described with reference to FIG. That is, the
[0086]
FIG. 9 shows the refrigerant flow during the defrosting operation (defrosting operation) according to the fourth embodiment.
During the defrost operation, the on-off
[0087]
On the other hand, since the on-off
[0088]
Since the refrigerant is not supplied to the
[0089]
At the time of the defrost operation shown in FIG. 9, the absorption chiller /
[0090]
The refrigerant heated by the
[0091]
The refrigerant whose temperature has been reduced by defrosting the
Thereafter, this circulation is repeated, and the
[0092]
10 and 11 show a fifth embodiment of the present invention.
The combined cooling and heating system according to the fifth embodiment shown in FIG. 10 has a configuration substantially similar to that of the fourth embodiment shown in FIGS. However, in the fourth embodiment of FIGS. 6 to 9, the bypass line L70 is provided for the switching
Other configurations are particularly the same as those shown in FIG.
[0093]
The cooling operation of the fifth embodiment shown in FIG. 10 is the same as that shown in FIG. 7, and the heating operation is the same as that shown in FIG.
FIG. 11 is for explaining a case where the defrost operation is performed in the fifth embodiment, and a path through which the refrigerant flows is indicated by a thick solid line. The defrosting operation in FIG. 11 is substantially the same as that shown in FIG. 9, and the on-off
[0094]
In the defrost operation shown in FIG. 11, the refrigerant flowing through the line L62 is heated by the
Others are the same as those shown in FIG.
[0095]
12 to 19 show a sixth embodiment of the present invention, which shows a combined cooling and heating system that employs a supercooling heat storage system. 12 to 19 employ a heat storage tank refrigerant line separation type system.
In the combined cooling and heating system according to the sixth embodiment shown in FIG. 12, the
[0096]
In FIG. 12, the circulation line L100 branches or merges from the branch / merging points PC1 and PC2 from a region L60C between the
The
[0097]
An opening /
An area between the
[0098]
In the region L60A between the
The line L104 branches into a line L106 and a line L108 at the branch / merging point PC6.
[0099]
An open /
On the other hand, the line L108 communicates with the
Note that an opening /
[0100]
In FIG. 12, a region between the branch / merging valve PC8 and the evaporator 22 (of the absorption chiller / heater 12) is indicated by a symbol L62A.
About the other structure of the composite air conditioning system shown in FIG. 12, it is the same as that of the composite air conditioning system shown in FIGS.
[0101]
FIG. 13 is a diagram illustrating the flow of the refrigerant during the cooling operation of the sixth embodiment (shown by a thick solid line).
As shown in FIG. 13, the on-off
The refrigerant flow and the like during the cooling operation in FIG. 13 are the same as those shown in FIG.
[0102]
FIG. 14 is for explaining the cold heat storage operation of the sixth embodiment shown in FIG. 12, and the refrigerant path is indicated by a thick solid line.
Here, the cold energy storage operation is a case where the thermal load can be regarded as almost zero or small, for example, at night, and the
[0103]
In the cold heat storage operation shown in FIG. 14, the on-off
[0104]
The refrigerant flowing in the region L60A of the line L60 (indicated by the arrow B) is branched into the line L60 side (arrow B1) and the line L62 side (arrow B2) by the branching / merging
[0105]
The refrigerant (arrow B1) flowing through the line L60 flows into the
[0106]
The condensed refrigerant flows into the line L100 from the junction / branch point PC1 and communicates with the
[0107]
The refrigerant that has been vaporized by introducing cold heat into the
[0108]
The refrigerant (arrow B2) flowing through the line L62 flows into the
[0109]
The condensed refrigerant flows into the line L108 from the junction / branch point PC8 and communicates with the
[0110]
The refrigerant that has been vaporized by introducing cold heat into the
[0111]
That is, during the cold heat storage operation of FIG. 14, the refrigerant branches to the line L60 side and the line L62 side, and is cooled (condensed) by the
[0112]
FIG. 15 shows the heat storage-use cooling operation of the sixth embodiment, and the refrigerant path is shown by a thick solid line.
During this cooling operation using heat storage, while supplying cold heat to the refrigerant in the outdoor unit (outdoor heat exchanger) or the evaporator of the absorption chiller / heater, the chiller also supplies cold heat in the heat storage tank, In the indoor heat exchanger), cold heat is supplied to the indoor air.
[0113]
In the heat storage cooling operation of FIG. 15, the on-off
The vaporized refrigerant flows through the region L60A of the line L60, and branches to the line L60 side (arrow B1) and the line L62 side (arrow B2) by the branch / merging
[0114]
The refrigerant flowing on the line L60 side (arrow B1) is supplied to the
[0115]
The condensed or cooled refrigerant flows through the line L100 from the branch / merging point PC1, and cold heat is input from the
The refrigerant lowered in temperature in the
[0116]
On the other hand, the refrigerant flowing on the line L62 side (arrow B2) flows into the
[0117]
The condensed or cooled refrigerant flows into the line L108 via the region L62A of the line L62 and the junction / branch point PC8 and communicates with the
The evaporator 22 functions as a condenser (second condenser), and causes the heat of vaporization retained in the refrigerant flowing in the line L62 to be introduced into the refrigerant circulating in the absorption chiller /
[0118]
The condensed refrigerant flows into the line L108 via the region L62A of the line L62 and the junction / branch point PC8 and is supplied to the
[0119]
The refrigerant supplied with cold from the
[0120]
The refrigerant supplied from the line L60 side (arrow G1) and the refrigerant supplied from the line L62 side (arrow G2) merge at the branch / merging
Hereinafter, the above flow is repeated.
[0121]
FIG. 16 shows the heating operation according to the sixth embodiment, and the cooling path is shown by a thick solid line.
In this case, the on-off
The refrigerant flow shown in FIG. 16 is the same as the refrigerant flow shown in FIG.
[0122]
FIG. 17 is for explaining the heat storage operation of the sixth embodiment, and the refrigerant path is indicated by a thick solid line.
Here, the thermal storage operation is, for example, when the thermal load is almost zero or small, such as at night, and when the
[0123]
In the cold heat storage operation shown in FIG. 17, the on-off
The refrigerant merged at the branching / merging
[0124]
On the line L60 side, when the refrigerant flowing through the
Then, the refrigerant flowing through the line L60 flows through the branching / merging
[0125]
The refrigerant flowing on the line L62 side flows into the
The refrigerant flowing through the line L62 flows through the branching / merging
[0126]
The refrigerant merged at the branching / merging
The refrigerant flowing on the line L102 side (arrow B1) flows through the line L100 via the on-off
The refrigerant condensed in the
[0127]
The refrigerant flowing on the line L104 side (arrow B2) flows through the
The refrigerant condensed in the
[0128]
That is, in the thermal storage operation of FIG. 17, the outdoor heat exchanger 62 (first evaporator) or the evaporator 22 (second evaporator) (of the absorption chiller / heater 12) evaporates and retains the heat. The stored refrigerant heats its stored heat into the
At that time, the refrigerant does not flow into the
[0129]
FIG. 18 illustrates the state during the heat storage and heating operation of the sixth embodiment, and the refrigerant path is indicated by a thick solid line.
During the regenerative heating operation, the on-off
[0130]
In the indoor heat exchanger 60 (which functions as a condenser), which is a thermal load, the refrigerant supplies the warm heat it holds to the indoor air, so it cools and condenses. The condensed refrigerant branches at the branch / merging
[0131]
On the line L60 side (arrow B1), the refrigerant flows through the line L100 via the branch / merging point PC2, and then flows through the
The
[0132]
The silenced or vaporized refrigerant flows through the line L100, and then flows through the line L60 via the branch / merging point PC1. And the refrigerant | coolant which flows through the line L60 flows in into the
The refrigerant that has passed through the
[0133]
The refrigerant flowing on the line L62 side (arrow B2) flows through the line L106 from the branch / merging point PC7, and flows through the line L108 via the on-off
The
[0134]
The refrigerant flowing through the line L108 via the
The evaporator 22 (of the absorption chiller / heater 12) functions as an evaporator (second evaporator) and inputs the amount of heat held by the refrigerant circulating in the absorption chiller /
The refrigerant passing through the evaporator 22 (of the absorption chiller / heater 12) flows through the line L62, and flows toward the branching / merging
[0135]
That is, the refrigerant that has flowed through the line L60 side is obtained by the
[0136]
FIG. 19 illustrates the state during the defrost operation of the sixth embodiment, and the refrigerant path is indicated by a thick solid line.
In the defrost operation for performing defrosting of the outdoor unit (outdoor heat exchanger), energy is not consumed so much, and it is not necessary to use the energy on the absorption chiller /
[0137]
As shown in FIG. 19, in the defrost operation, the on-off
[0138]
The
The heated refrigerant flows through the line L100, and flows through the region L60A of the line L60 through the branch / merging point PC3, the line L102, the on-off
[0139]
The refrigerant flows through the line L60 and is supplied to the
In the
[0140]
The refrigerant that has passed through the
[0141]
In the sixth embodiment of FIGS. 12 to 19 that employs a heat storage tank refrigerant line separation type system, the heat storage tank is provided with two heat exchangers. In contrast, in the seventh embodiment of FIG. 20 that employs a heat storage tank refrigerant line integrated system, only one heat exchanger is used in the heat storage tank.
In FIG. 20, branch / merging
[0142]
That is, in the seventh embodiment of FIG. 20, only a
[0143]
About the structure of the 7th Embodiment of FIG. 20 other than the above and an effect, it is the same as that of 6th Embodiment of FIGS. 12-19.
[0144]
FIGS. 21 to 29 show an eighth embodiment of the present invention, which is a combined cooling and heating system adopting a refrigerant condensation heat storage system, and an embodiment employing a heat storage tank refrigerant line separation type system. .
First, the combined heating system according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG.
[0145]
In FIG. 21, an indoor heat exchanger 60 (indoor unit) that is a thermal load is interposed in a region L60A of a line L60.
In the separation / merging
[0146]
The line L60B branches at a branching / merging point PE1 into a line L68 communicating with the switching
The switching
[0147]
The line L74 branches at a branching / merging point PE2 into a line L76 with an on-off
Here, the reason why the
[0148]
The line L82 branches at a branching / merging point PE4 into a line L84 with an on-off
On the other hand, the line L86 merges with the line L70 at the branch / merging point PE6, and the line L70 and the line L76 merge at the branch / merging point PE7 to become the line L100.
[0149]
The line L100 communicates with the
The line L60C merges with the line L100 at the branching / merging point PE8, and reaches the branching / merging
[0150]
On the other hand, the line L62B branches at a branch / merging point PE10 into a line L90 that communicates with the switching
The switching
[0151]
The line L96 branches at a branching / merging point PE11 into a line L98 having an on-off
The reason why the
[0152]
The line L104 is branched at a branching / merging point PE13 into a line L106 with an on-off
On the other hand, the line L108 merges with the line L92 at the branch / merging point PE15, and the line L92 and the line L98 merge at the branch / merging point PE16 to become the line L106.
[0153]
The line L106 communicates with the
The line L62C merges with the line L106 at the branch / merging point PE17, and reaches the branch / merging
[0154]
In the branching / merging
The configuration of the embodiment of FIG. 21 other than that described above is the same as that of the sixth embodiment of FIGS.
[0155]
FIG. 22 shows a state during the cooling operation of the combined cooling and heating system according to the eighth embodiment of the present invention. In the drawings after FIG. 22, the flow of the refrigerant is expressed by a thick solid line.
[0156]
When the cooling operation is resumed, the on-off
The switching
[0157]
As described above, the opening / closing control of the opening / closing valve is performed and the switching
On the side communicating with the absorption chiller /
And all the lines connected to the
[0158]
FIG. 23 shows a state during the cold heat storage operation of the eighth embodiment.
As described with reference to FIG. 14, the cold energy storage operation is performed when the thermal load is almost zero or small, for example, at night, and the
[0159]
23, the on-off
Further, the switching
The
[0160]
The operation in the state shown in FIG. 23 is the same as that described in FIG.
That is, the
[0161]
In the
[0162]
On the other hand, the
[0163]
The refrigerant that holds the cold flows into the
[0164]
The operation in the state of FIG. 23 is the same as that shown in FIG.
[0165]
FIG. 24 shows a state during the heat storage-based cooling operation of the eighth embodiment.
As described with reference to FIG. 15, the regenerative cooling operation uses the outdoor unit (outdoor heat exchanger) or the absorption chiller / heater evaporator to supply cold heat to the refrigerant, while also cooling the heat storage tank. In the indoor unit (indoor heat exchanger), which is a cooling load, the cooling heat is supplied to the indoor air.
However, in FIG. 15, the outdoor heat exchanger or the evaporator of the absorption chiller / heater and the heat storage tank are arranged in series with respect to the cooling load, but in FIG. 24, the outdoor heat exchanger or the absorption chilled / hot water The evaporator of a machine and the heat storage tank differ in the point arrange | positioned in parallel with respect to the cooling load.
[0166]
In FIG. 24, the on-off
The switching
The
[0167]
In the
[0168]
The refrigerant flowing on the side of the line L60B branches to the Latin L80 and the line L82 at the branch / merging point PE3 via the line L68, the switching
The refrigerant flowing through the line L80 flows into the outdoor heat exchanger 62 (functioning as a first condenser) via the
On the other hand, the refrigerant flowing through the line L82 flows through the
[0169]
That is, the refrigerant flowing on the line L60B side is branched into two systems, and cold heat is added by the
The two lines L60C and L100 through which the refrigerant to which cold heat is added flow join at the branch / merging point PE8 and flow to the branch / merging
[0170]
The refrigerant flowing through the line L62B passes through the line L90, the switching
The refrigerant flowing through the line L102 passes through the
The refrigerant flowing through the line L104 passes through the
[0171]
That is, the refrigerant flowing on the line L62B side is also branched into two systems, and cold heat is added by the absorption chiller / heater 12 (
Then, the two lines L62C and L106 through which the refrigerant to which the cold heat is added merge at the branching / merging point PE17 and flow to the branching / merging
[0172]
In the branching / merging
[0173]
FIG. 25 shows a state during the heating operation of the eighth embodiment.
In performing the heating operation, as shown in FIG. 25, the on-off
The switching
The
[0174]
During the heating operation, all the lines communicating with the
[0175]
FIG. 26 is for explaining the thermal storage operation of the eighth embodiment.
As described in relation to FIG. 17, the thermal storage operation is performed when the thermal load can be regarded as almost zero or small, for example, at night, and when the
[0176]
In the cold energy storage operation of FIG. 26, the on-off
The switching
The
[0177]
The
[0178]
The
The cooled refrigerant flows through the line L60C via the line L100 and the branch / merging point PE8, and returns to the
Thereafter, this circulation is repeated.
[0179]
On the other hand, the
[0180]
The refrigerant having the warm heat includes a line L60C, a switching
In other words, the
[0181]
Other operations in the state of FIG. 26 are the same as those shown in FIG.
[0182]
FIG. 27 shows a state during the heat storage use heating operation of the eighth embodiment.
In the heat storage-based heating operation, as described in relation to FIG. 18, while supplying heat to the refrigerant with the outdoor unit (outdoor heat exchanger) or the evaporator of the absorption chiller / heater, the heat is also stored in the heat storage tank. In an indoor unit (indoor heat exchanger) that is a thermal load, warm heat is supplied to the indoor air.
However, in FIG. 18, the outdoor heat exchanger or the evaporator of the absorption chiller / heater and the heat storage tank are arranged in series with respect to the thermal load, but in FIG. 27, the outdoor heat exchanger or the absorption chiller / heater is arranged. The evaporator of a water machine and the heat storage tank differ in the point arrange | positioned in parallel with respect to thermal load.
[0183]
In FIG. 27, the on-off
The switching
The
[0184]
In the
[0185]
In the line L60C, the Latin L100 is branched at a branching / merging point PE8. The line L60C communicates with the outdoor heat exchanger 62 (functioning as a first evaporator) via the
The refrigerant to which warm heat is input by the
[0186]
The refrigerant flowing through the line L100 flows into the
The refrigerant heated by the
[0187]
The line L74 through which the refrigerant heated by the
[0188]
That is, the refrigerant flowing on the line L60C side is branched into two systems, and warm heat is input by the
Then, the two lines of the line through which the refrigerant charged with warm heat flows joins at the branching / merging point PE2 and flows to the branching / merging
[0189]
In the line L62C, the line L106 is branched at a branching / merging point PE17. The line L62C communicates with the
In the evaporator 22 (functioning as the second evaporator) of the absorption chiller /
The heated refrigerant flows through the line L62C, flows through the line L96 via the switching
[0190]
The line L106 branched at the branching / merging point PE17 flows into the
The refrigerant heated by the
[0191]
The line L96 through which the refrigerant heated by the absorption chiller / heater 12 (the
[0192]
That is, the refrigerant flowing on the line L62C side is also branched into two systems, and warm heat is input by the absorption chiller / heater 12 (evaporator 22) or the
Then, the two systems of lines through which the hot-heated refrigerant flows merge at the branch / merging point PE11 and flow to the branch / merging
[0193]
In the branching / merging
[0194]
The operations other than those described above in the state of FIG. 27 are the same as those described in FIG.
[0195]
FIG. 28 is a diagram illustrating a state during a heat storage defrosting operation according to the eighth embodiment.
As described in relation to FIG. 19, in the defrost operation for defrosting the outdoor unit (outdoor heat exchanger), energy is not consumed so much, and it is not necessary to use energy on the absorption chiller /
[0196]
As shown in FIG. 28, in the defrost operation, the on-off
The switching
[0197]
The
The heated refrigerant flows through the line L100, and enters the branch / merging point PE7, the line L76, the on-off
[0198]
In the
The refrigerant that has passed through the
Thereby, the defrosting by the warm heat stored in the
[0199]
FIG. 29 illustrates a heat storage use heat radiation heating operation performed when the heating load is relatively low in the eighth embodiment.
Since the heating load is relatively low, the operation as shown in FIG. 29 is performed when the heating load can be sufficiently covered only by the heat stored in the heat storage tank. In other words, in the heat storage utilization heat radiation heating operation shown in FIG. 29, the heat is supplied only from the
[0200]
In the
[0201]
The line L60C communicates with the line L100 via the branch / merging point PE8, and the refrigerant flowing through the line L100 flows into the
The refrigerant heated by the
[0202]
That is, the refrigerant flowing on the line L60C side is charged with heat only in the
[0203]
The line L62C communicates with the line L106 via the branch / merging point PE17. The amount of heat (heat) stored in the
The refrigerant heated by the
[0204]
That is, the refrigerant flowing on the line L62C side is also charged with heat only in the
[0205]
At the branch / merging
[0206]
FIG. 30 shows a combined cooling and heating system according to the ninth embodiment of the present invention.
In the eighth embodiment of FIGS. 21 to 29 that employs a heat storage tank refrigerant line separation type system, the
[0207]
In FIG. 30, branch / merge
In the eighth embodiment of FIGS. 21 to 29, in the system (line L62 side) communicating with the absorption chiller /
[0208]
Two lines L106A and L106B corresponding to the line L106 in the eighth embodiment of FIGS. 21 to 29 are respectively connected to the
[0209]
Other configurations and operational effects in the ninth embodiment in FIG. 30 are the same as those in the eighth embodiment in FIGS. 21 to 29.
[0210]
In the embodiment of FIG. 3 to FIG. 5, the hot exhaust heat (including steam and hot water) of the
On the other hand, in the embodiment of FIG. 31, the line L150 through which the thermal fluid from the external heat source OG flows joins the heating medium line L1 (PG31-1, PG31-2). Therefore, in the embodiment of FIG. 31, in addition to the warm exhaust heat generated by the
Other configurations and effects in the embodiment shown in FIG. 31 are substantially the same as those in the embodiment in FIGS.
[0211]
As the external heat source OG in FIG. 31, for example, other external energy sources such as factory exhaust heat, facilities that use natural energy such as solar energy and geothermal heat, and the like can be used.
Moreover, in FIG. 31, code | symbol CT has shown the cooling tower.
[0212]
In the embodiment of FIG. 32, the absorption chiller /
Here, in the embodiment of FIG. 31, the hot exhaust heat (including steam and hot water) of the
On the other hand, in the embodiment of FIG. 32, only the hot fluid (including steam and hot water) of the external heat source OG is supplied to the
Other configurations and operational effects of the embodiment of FIG. 32 are the same as those of the embodiment of FIG. 31 (or FIG. 3 to FIG. 5).
[0213]
It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example and is not intended to limit the technical scope of the present invention. For example, it is possible to use a cogeneration system and an electric refrigerator or a gas engine heat pump (instead of an electric refrigerator).
[0214]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) When the load is so small that it can be ignored (no-load heat storage), the load cannot be ignored, but when the load is not large enough to input all the cold energy generated by the refrigerator (heated partial load), all generated by the refrigerator In all cases where the cold load is so large that the cold heat must be charged (or the load peak), the generated cold heat can be stored or charged without wasting it.
(2) By effectively consuming the stored cold energy, it is possible to reduce the capacity of CGS, refrigerator, and other heat source equipment.
(3) Although there is a difference in the demand for cold heat depending on the time, even if cold heat is generated regardless of the difference in the demand, the generated cold heat is not wasted.
(4) When the electric refrigerator is driven, it is possible to improve the operating efficiency of the electric refrigerator by always generating cold heat at the rated operation.
(5) Even if the cogeneration system is always operated, no waste is generated, and the running cost can be reduced while meeting the demand for energy saving, and the recovery period of the initial invested capital can be shortened.
(6) In addition to the conventional heat storage system using electricity, it is possible to generate and store cold using the exhaust heat of cogeneration.
(7) Compatible with various types of driving conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram for explaining a cooling operation according to a third embodiment.
FIG. 5 is a block diagram for explaining a heating operation according to a third embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram for explaining a cooling operation according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram for explaining a heating operation according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a block diagram for explaining a defrosting operation according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram for explaining a defrosting operation according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram for explaining a cooling operation according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is a block diagram for explaining a cold heat storage operation according to a sixth embodiment.
FIG. 15 is a block diagram for explaining a heat storage utilization cooling operation according to a sixth embodiment.
FIG. 16 is a block diagram for explaining a heating operation according to a sixth embodiment.
FIG. 17 is a block diagram for explaining a heat storage operation according to the sixth embodiment.
FIG. 18 is a block diagram for explaining a heat storage use heating operation of the sixth embodiment.
FIG. 19 is a block diagram for explaining the heat storage defrosting operation of the sixth embodiment.
FIG. 20 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram for explaining a cooling operation according to an eighth embodiment.
FIG. 23 is a block diagram for explaining a cold heat storage operation according to an eighth embodiment.
FIG. 24 is a block diagram for explaining a heat storage-use cooling operation according to an eighth embodiment.
FIG. 25 is a block diagram for explaining a heating operation according to an eighth embodiment.
FIG. 26 is a block diagram for explaining a heat storage operation of the eighth embodiment.
FIG. 27 is a block diagram for explaining a heat storage use heating operation of the eighth embodiment.
FIG. 28 is a block diagram for explaining a defrosting operation according to an eighth embodiment.
FIG. 29 is a block diagram for explaining a heat storage-use heat radiation heating operation according to an eighth embodiment.
FIG. 30 is a block diagram of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a block diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a block diagram showing an example of a conventional heat storage system.
FIG. 34 is a block diagram showing a prior art different from FIG.
FIG. 35 is a block diagram showing a prior art different from those shown in FIGS.
FIG. 36 is a block diagram showing a prior art different from FIGS. 33 to 35;
[Explanation of symbols]
10 ... Cogeneration system (CGS)
12 ... Exhaust heat sink absorption cold water heater
1, 14A, 14B ... Electric refrigerator (compression type refrigerator)
1, 16 ... water heat storage tank
L ... Thermal load (cooling load)
18 ... Regenerator (exhaust heat regenerator)
19 ... Power generation means
20A, 20B, 42, 44, 46 ... compressor
CG ... Commercial power supply
22, 24A, 24B ... Evaporator
36, 48 ... Ice heat storage tank
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