JP3749100B2 - ダクト式貯冷システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部が低温に維持される貯冷箱に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】
内部を低温度に維持するものとしては、冷蔵庫や冷凍庫が周知である。これらの冷蔵冷凍庫は冷媒の圧縮/膨張時の熱の出し入れを利用して低温を作り出すものであり、冷媒の圧縮行程で電力などの動力が消費される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
乾物、ビン詰め、缶詰めなどの貯蔵においては、著しい低温が得られなくても、また正確な温度調節ができなくてもよいから消費エネルギーの少ない方法で冷却しておきたいと云った要望があり、このような要求に応える必要があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、圧縮装置、放熱装置、減圧装置、吸熱装置を環状に接続し、CO 2 を作動媒体として循環させるCO 2 給湯器の吸熱装置からなる低温発生部で冷却した空気を低温発生部から離間している室内に設けられた貯冷箱内にダクトを介して供給し、貯冷箱内を冷却するダクト式貯冷システムにおいて、作動媒体のCO 2 循環回路に、介在する第1の熱交換器でCO 2 が外気と熱交換して吸熱する第1のCO 2 回路と、介在する第2の熱交換器でCO 2 が蓄冷剤と熱交換して吸熱する第2のCO 2 回路とを流量比が調節可能に並列に設けると共に、貯冷箱内に冷気を循環供給する冷気回路に、第2の熱交換器を構成する蓄冷剤と循環空気が熱交換可能な第1の空気回路と、第2の熱交換器を構成する蓄冷剤を循環空気が迂回して流れる第2の空気回路とを流量比が調節可能に並列に設けるようにしたダクト式貯冷システムを提供することにより、前記した従来技術の課題を解決するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
給湯器本体1の下部には減圧弁2を備えた市水導入管3が接続され、給湯器本体1の上部には圧力調整弁4を備えた温水供給管5が接続されている。
【0011】
また、給湯器本体1には途中にポンプ6と熱交換器7とが介在する加熱配管8が接続されている。加熱配管8の一端は給湯器本体1の下部に、他端は給湯器本体1の上部に接続され、給湯器本体1の略中段部に設けた温度計測手段S1が計測する水の温度が所定の温度、例えば90℃未満の時に運転されるポンプ6により、給湯器本体1内の水は下側から出て上側から流入するように循環する。
【0012】
冷凍サイクルを形成するCO2配管10は、管内に作動媒体として封入されているCO2をポンプ6と同期して運転されるポンプ(圧縮機)11が圧縮し、その1段目で圧縮されたCO2が空冷器12で一旦冷却された後、後述する熱交換器14を経由し戻ってきたCO2と合流してポンプ11により2段目の圧縮が行われる。高温高圧に圧縮されたCO2が放熱装置としての熱交換器7に至り、加熱配管8から供給される水と対向流で熱交換し、これを加熱するように設けられている。
【0013】
また、熱交換器7で水と熱交換し、温度が低下したCO2の一部、例えば10〜20%のCO2は、膨張弁13、熱交換器14を経由し、前記したように空冷器12を経由したものと合流してポンプ11の2段目に供給される。
【0014】
膨張弁13および熱交換器14の側に流れない残りのCO2は、膨張弁13で絞られ熱交換器14で蒸発するCO2で冷却され、一部が液状化した気液混合状態となって三方弁15に至る。
【0015】
三方弁15を出た気液混合状態のCO2は、減圧装置としての膨張弁16を経由して吸熱装置としての熱交換器17で蒸発するものと、減圧装置としての膨張弁18を経由して吸熱装置としての熱交換器19で蒸発するものとに分流され、三方弁20で合流してポンプ11に戻り、再び圧縮されて前記循環が継続される。なお、熱交換器17は、CO2配管10の一部を構成する伝熱管10Aと、その周囲に設置されたパラフィン系水和物(例えば、スクアラン水和物、酢酸ナトリウム水和物などの5℃〜10℃で凝固するもの)などの比熱の大きい蓄冷剤26とからなる。
【0016】
また、膨張弁16および熱交換器17を経由して蒸発するCO2と膨張弁18および熱交換器19を経由して蒸発するCO2の流量比は、蓄冷剤26の蓄冷量が上限に達する(熱交換器17を出たCO2の温度が所定温度以下になる)までは全て、もしくは殆どを熱交換器17を経由する側へ流し、それ以外は熱交換器19を経由する側に流すものである。なお、蓄冷剤26の蓄冷量が上限に近づくにつれて熱交換器19を経由するCO2の流量を増加させても良い。
【0017】
送風機27が途中に介在するダクト28は、途中で熱交換器17の蓄冷剤26の部分を経由するダクト28Aと、蓄冷剤26の部分を経由しないダクト28Bとに分岐し、ダンパー29を介して合流するように設けられ、その後断熱材製の貯冷箱30を経由して送風機27の吸込み側に至るように設けられている。
【0018】
したがって、送風機27が送る空気の内、ダクト28Aに流れる空気はフィン6Aを介して熱交換器17の蓄冷剤(放熱用のフィンを有する)26と熱交換してダンパー29に至り、ダクト28Bに流れる空気は熱交換することなくダンパー29に至り、ダクト28Aを流れる空気とダクト28Bを流れる空気との流量比は、ダンパー29の下流側に設置した温度計測手段S2が計測する温度が所定温度、例えば15℃となるように、ダンパー29により制御される。
【0019】
送風機27は、温度計測手段S3が計測する貯冷箱30内の温度が、例えば18℃以上のときに起動し、15℃以下になったときに停止するように運転される。なお、送風機27の起動/停止制御を行うための前記温度は変更可能であり、これに限定されるものではない。
【0020】
上記構成のダクト式貯冷システムにおいては、上記したように温度計測手段S1が90℃未満の低い温度を計測しているときにはポンプ11が運転され、そのポンプ11の運転により圧縮され、高温高圧になったCO2が熱交換器7に流れ、ポンプ6により供給されて熱交換器7の部分を流れる水を加熱する。
【0021】
熱交換器7においてCO2により加熱された水は、温度計測手段S1が90℃を計測するまで給湯器本体1に上部から流入し続けるので、給湯器本体1内の水は加熱され続けて所定の高温水になる。なお、給湯器本体1の蓄湯温度および蓄湯量はこれに限定されるものではなく、例えばもう一つの温度計測手段を下部に追加して蓄湯量を変更することもできる。
【0022】
一方、熱交換器7で水を加熱して温度を下げ、さらに熱交換器14で蒸発するCO2により冷却されて気液混合状態になったCO2は分流して熱交換器17、19に流れ、熱交換器17に流れたCO2はそこで蓄冷剤26から熱を奪って完全な気体に復元され、熱交換器19に流れたCO2はそこでファン19Aが供給する外気から熱を奪って完全な気体に復元され、三方弁20で合流した気体のCO2がポンプ11により再び圧縮されて前記循環が継続する。
【0023】
送風機27の運転により送られ、ダクト28Aを流れて蓄冷剤26とフィン26Aを介して熱交換し冷却される空気と、熱交換することなくダクト28Bを通って流れる空気とは前記したように所定の15℃となるようにダンパー29により流量比が制御される。このため、断熱材製の貯冷箱30には常に15℃に冷却された空気が供給されるので、貯冷箱30の内部は所定の低温度に保冷される。
【0024】
貯冷箱30の内部を冷却して温度上昇した空気は、送風機27により再び蓄冷剤26があるダクト28Aと、蓄冷剤26がないダクト28Bとに分流供給され、所定の15℃に調整されて前記循環が継続される。
【0025】
給湯器本体1が容量の小さい家庭用であっても、十分な量の蓄冷剤26を設置しておくことにより、温水供給管5を介して温水を風呂に供給する際にCO2配管10の熱交換器17で発生した多量の冷熱が蓄冷剤26に蓄えられるので、給湯器本体1で給湯していないときにも所定の15℃の空気を貯冷箱30に送って内部を冷却することができる。
【0026】
なお、貯冷箱30としては、例えば図2(A)に示したように、システムキッチン31の下部側などに設けて乾物、ビン詰め、缶詰めなどを貯蔵するための、引き出し式貯冷箱であっても良いし、図2(B)のようにバクテリア式生ごみ処理機(図示せず)を内蔵してシステムキッチン31に組み込まれたものであっても良い。
【0027】
生ごみ処理機を内蔵した貯冷箱30においては、悪臭が発生しないように保冷する必要があるが、冷やし過ぎるとバクテリアの活性を下げ、生ごみの分解を妨げるので、一般的には20℃以下にならないように保冷することが好ましい。
【0028】
また、貯冷箱30は、図2(C)に示したように、シンク32の下側空間全体などであっても良い。シンク下は周知のように高温多湿で食品の保管に向かないとされているが、蓄冷剤26との熱交換により冷却され、同時に除湿された空気をこの部分に供給することにより、シンク下の空間が冷却されると共に乾燥されるので、食品なども保管できるようになる。
【0029】
また、貯冷箱30をシステムキッチン31の一収納庫などとして組み込むときには、ダクト28は例えば図2(C)に示したように、冷気の出入孔が開口したシステムキッチン31の背面板33と家屋の壁34に取り付け、屋外に設置する給湯器本体1、加熱配管8、CO2配管10、送風機27を起動して貯冷箱30に冷気を循環供給するようにする。また、ダクト28は、冷気の出入孔(図示せず)を備えて設ける底板35などに取り付けることも可能である。
【0030】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【0031】
例えば、貯冷箱30には温度計測手段S3を設置せず、送風機27を常時運転するように構成することもできる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダクト式貯冷システムは給湯器で温水を作るときに得られる低温を利用して得た冷気を箱内にダクトを介して供給し冷却するものであるから、極めてコストパフォーマンスが優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置構成を示す説明図である。
【図2】貯冷箱の具体例を示す説明図であり、(A)は乾物、ビン詰め、缶詰めなどを貯蔵するための引き出し式貯冷箱、(B)はバクテリア式生ごみ処理機を内蔵した貯冷箱、(C)はシンク下空間を貯冷箱としたものである。
【符号の説明】
1 給湯器本体
2 減圧弁
3 市水導入管
4 圧力調整弁
5 温水供給管
6 ポンプ
7 熱交換器
8 加熱配管
10 CO2配管
10A 伝熱管
11 ポンプ
12 空冷器
13 膨張弁
14 熱交換器
15 三方弁
16 膨張弁
17 熱交換器
18 膨張弁
19 熱交換器
20 三方弁
26 蓄冷剤
27 送風機
28、28A、28B ダクト
29 ダンパー
30 貯冷箱
31 システムキッチン
32 シンク
33 背面板
34 壁
35 底板
S1、S2、S3 温度計測手段
Claims (1)
- 圧縮装置、放熱装置、減圧装置、吸熱装置を環状に接続し、CO 2 を作動媒体として循環させるCO 2 給湯器の吸熱装置からなる低温発生部で冷却した空気を低温発生部から離間している室内に設けられた貯冷箱内にダクトを介して供給し、貯冷箱内を冷却するダクト式貯冷システムにおいて、作動媒体のCO 2 循環回路に、介在する第1の熱交換器でCO 2 が外気と熱交換して吸熱する第1のCO 2 回路と、介在する第2の熱交換器でCO 2 が蓄冷剤と熱交換して吸熱する第2のCO 2 回路とを流量比が調節可能に並列に設けると共に、貯冷箱内に冷気を循環供給する冷気回路に、第2の熱交換器を構成する蓄冷剤と循環空気が熱交換可能な第1の空気回路と、第2の熱交換器を構成する蓄冷剤を循環空気が迂回して流れる第2の空気回路とを流量比が調節可能に並列に設けたことを特徴とするダクト式貯冷システム。
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JP2000262960A JP3749100B2 (ja) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | ダクト式貯冷システム |
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- 2000-08-31 JP JP2000262960A patent/JP3749100B2/ja not_active Expired - Lifetime
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