JPH01167543A - 氷蓄熱式空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リキッドアイスの着熱金利用して蓄冷する氷
蓄熱式空調システムに関する。

〔従来の技術〕

夏季における冷透電力裔要の集中緩和ポとして、夜間電
力利用のす中ラド式氷蓄熱方式が注目されているが、従
来のリキッド式氷蓄熱空調システムは、「リキッド式氷
蓄熱空調システム、建築設備と配管工事、’８７．８．
第１０３〜１０６頁」に記載のように、冷媒としてフロ
ン２２２使用し、満液式蒸発器により直膨式でブライン
（グリコール水溶液）を冷却して、シャーベット状のリ
キッドアイスを作り、蓄熱槽に蓄えるもので、満液式蒸
発器では、冷媒液面上部に、冷凍サイクル中の傭壌油が
溜まるにもかかわらず、油戻しについて何の配慮もされ
ていなかった。

〔発明が解決しよりとする問題点〕

上記従来技術では、ブラインは満液式蒸発器の伝熱管の
内面に沿って膜状に流下しながら、シ、ル側に送り込ま
れた冷媒液との間で熱交換を行うことにより、水分の一
部が凍結し、リキッドアイスとなってレシーバに落下す
る。このり争ツドアイスτポンプで蓄熱槽に移し蓄える
のであるが、満液式蒸発器は、シェル内の冷媒液面上部
に傭壇油が溜まり、その油戻しができないため、圧縮機
が油不足になり、焼損する心配がめった。

本発明の目的は、蒸発器からの油戻しが安定して行われ
、圧縮機の油不足の心配がなく、信頼性の高いリキッド
式氷蓄熱空調システムを提供することにある。

〔間趙点を解決するための手段〕

上記目的は、熱源機であるチラーユニットの蒸気圧縮式
冷凍サイクル中に蓄冷用熱交換器として乾式蒸発器を設
け、この乾式蒸発器を低温ブラインポンプを介して製氷
用熱交換器に接続し、蓄冷運転時に、この乾式蒸発器で
冷媒と低温ブラインの熱交換を行い、製氷用熱交換器で
低温ブラインと高温ブラインの熱交換を行って、高温ブ
ラインの水分の一部を凍結させ、リキッドアイスを生成
させることにより、達成される。

〔作用〕

乾式（ドライエクスパンション式）蒸発器は、伝熱管の
中に冷媒蒸気を通すため、直接膨張によりリキッドアイ
スを生成するには向かない。

本発明は、乾式蒸発器で冷媒（フロン２２等）と低温ブ
ラインの熱交Ｓｔ−行い、別に設けた製氷用熱交換器で
低温ブラインと鍋温ブラインの熱交換を行つ、間接膨張
方式でリキッドアイス金生成するものである。たとえば
、乾式蒸発器では、氷点２０’Ｃ以−ドの低温ブライン
を−１０〜−１５″Ｃ程度に冷却し、製氷用熱交換器で
は、伝熱管の内面に沿って高温ブライｙ７に膜状に流下
させながら、シェル側に送り込まれた低温ブラインによ
り、高温ブラインを一２〜＝５℃程度に冷却して、高温
ブラインの水分の一部を凍纜させ、リキッドアイスを生
成させる。そして、このリキッドアイスをポンプにより
蓄熱槽に移し蓄える。

本発明では、乾式蒸発器の伝熱管の中金通る冷媒蒸気の
流速により、冷凍サイクル中の循環油は蒸発器に溜まる
ことなく圧＃！機に戻さ几るので、圧縮機が油不足にな
る心配はない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明によるリキッド式氷蓄熱空調システム
の一実施例のシステム系統図である。

本システムは、圧縮機１、四方弁２、空気側熱交換器３
、受液器４、ストレーナ５、ドライヤ６、回路切換用電
磁弁７〜９、影脹弁）Ｏ〜１２、水側熱交換器１３、蓄
冷用熱交換器（乾式蒸発器）１４、アキュムレータ１５
、逆止弁１６〜２２、送風機２３からなる空冷ヒートポ
ンプ式冷暖房装置ｔ（以下、チラーユニットと称す）３
１と、製氷用熱交換器３２、蓄熱槽３３、三方弁３５、
低温ブラインポンプ３６、リキッドアイスポンプ３７、
高温ブラインポンプ３８、冷温水ポンプ４０、室内側熱
変換器４１とｔ備えている。チラーユニブト３１の冷媒
回路は、四方弁２と電磁弁６゜７．８の切換により利用
目的に合った回路を形成することができ、またブライン
回路および冷温水回路は、三方弁３５の切換とポンプ３
６．３７゜３８．４０の運転により利用目的に甘った回
路を形成することができる。

以下、蓄冷、冷房、蓄冷取出、暖房蓄熱、暖房の谷運転
モードでのシステムの動作を第２図〜第６図を用いて説
明する。

夏季の夜間行う蓄冷運転の回路を第２図に太線で示す。

チラーユニット３１ｒｉ、四方弁２１ｔ冷房側に切換え
、電磁弁８を開いて運転し、膨脹弁１１で減圧された湿
り冷媒蒸気を蓄冷用熱交換６１４の伝熱管の中に通す。

一方、ブライン回路のポンプ３６．３７．３８ｅ運転し
て、低温ブラインポンプ３６により低温ブライン全蓄冷
用熱交換器１４と製氷用熱交換器３２のシｔル側に循環
させ、高温ブラインポンプ３８により高温ブラインを蓄
熱槽３３から製氷用熱交換器３２の上部ヘプダ３２ａに
送り、伝熱ｆ３２ｂの内面に沿って膜状に流下させる。

そして、蓄冷用熱交換器１４で、−１０〜−１５°Ｃ程
度に低温ブラインを冷却し、製氷用熱交換器３２で、−
２〜−５’Ｏ程度の高温ブラインと熱交換させて、高温
ブラインの水分の一部ｔｇ結させ、リキッドアイスを生
成させる。

このリキッドアイスを、り千ツドアイスボンプ３７によ
り、レシーバ３２Ｃから蓄熱槽３３に移し、蓄冷する。

冷房運転は第３図に太線で示す回ｉＩ＆を用いて行つ。

チラーユニット３１ｒｉ、四方弁２を冷房側にし、電磁
弁７を開いて運転し、膨張弁１０で減圧された湿り冷媒
蒸気？水側熱交換器１３の伝熱管の中に通す。ブライン
回路の冷温水ポンプ４０を運転して、水側熱交換器１３
で冷水（本実施例では冷ブラインを使用している）を冷
却し、冷温水ポンプ４０の吸入側で、三方弁３５により
、水側熱交換器１３で冷却された冷水と着熱槽３３のプ
ラづンｔ−混合し、所定温度（たとえば＋７゛Ｃ）にし
て室内側熱交換６４１に送り、冷房する。

次に、妊負荷時、すなわち前夜蓄冷した蓄冷熱量だけで
当日の負荷がまかなえる時の蓄冷取出の回路ｆ：第４図
に太線で示す。この時はチラーユニット３１を運転せず
、冷温水ポンプ４０の運転により、室内側熱交換器４１
で温度上昇し、水側熱交換器１３を経由してきたブライ
ンと蓄熱槽３３のブラインとｔ三方弁３５で混合し、所
定の温度にして室内側熱交換器４１に送り、冷房する。

次に、冬季の夜間行う暖房蓄熱運転の回路を第５゛図に
太線で示す。チラーユニット３１は、四方弁２を暖房側
に切換え、電磁弁９ｔ−開いて運転し、圧縮機１から吐
出された高温の冷媒蒸気を水側熱交換ｌ５１３の伝熱管
に通す。ブライン回路は、冷温水ポンプ４０のみ運転し
、水側熱交換器１３で温水（本実施例では温ブラインを
使用している）を加熱して、蓄熱槽３３に蓄える。この
時、室内ｌｊ熱交換器４１は運転せず、温ブラインが経
由するのみとし、また三方弁３５の一方の口を全閉とす
るように制御している。

次に、暖房運転の回路を第６図に太線で示す。

チラーユニット３１は、四方弁２ｔ−＋１房情にし、電
磁弁９ｔ−開いて運転し、ブライン回路は、冷温水ポン
プ４０ｔ−運転して、水側熱交換器１３で温ブラインを
７ＪｌｌＩ熱し、冷温水ポンプ４０の吸入側で、三方弁
３５により、水側熱交換器１３で加熱されたブラインと
蓄熱Ｉ４３３のブライ／を混合させ、所定の温度（たと
えば４５℃）にして室内側熱交換器４１に送り、暖房す
る。

第１図〜第６図に示した実施例ｒｉ製氷回路とともに冷
暖房回路にも冷温水の代りにブライ／を使用しているが
、製氷回路にブライン、冷暖房回路に冷温水を使用した
実施例を第７図に示す。本実施例は、蓄熱槽３３と冷温
水ポンプ４０との間に、ブライ／−水熱交換器３４とブ
ラインポンプ３９を設けたもので、ブラインポンプ３９
は冷温水ポンプ４０と同時運転を行い、それ以外の動作
は第１図〜第６図の実施例と同じである。

上記各実施例によれば、次の効果がある。

（１）　　リキッドアイスを利用するため、蓄熱槽を小
形化でき、しかも形を選ばないため、設備費を低減でき
るばかりでなく、蓄熱槽ｔどこにでも設置できる。

（２）潜熱蓄熱であるため、蓄熱量が大きくとれ、熱源
機の容量を小さくでき、設備費を低減できる。

（３）　　リキッドアイスによる蓄熱で、蓄冷取出が容
易なため、一般の空ｆＡ＜けでなく、負荷変動の大きい
産業用空調など、利用範囲が広い。

（４）安価な夜間電力を利用できるため、運転経費も低
減できる。

（６）　　チラーユニットは、永年の使用実績がめＯ１
安定した油戻しのできることが実証されている乾式蒸発
器を用いたサイクルであるため、システムとしての信頼
性が高い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、チラーユニットの蓄冷用
熱交換器として、安定した油戻しのできる乾式拘発器を
用い、この乾式蒸発器で冷媒と低温ブラインの熱交換を
行い、別に設けた製氷用熱交換器で低温ブラインと高温
ブラインの熱交換を行つ間接膨張方式でｖｉｅツドア１
スを生成するようにしたため、特別な油回収機Ｗを設け
ることなく圧縮機の油不足を防止できる、信頼性の高い
リキッド式氷蓄熱空調システムを実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム系統図、第２図は
その蓄冷運転時の回路図、第３図は冷房運転時の回路図
、第４図は蓄冷取出時の回路図、第５図は暖房蓄熱運転
時の回路図、第６図は暖房運転時の回路図で、そ７Ｌぞ
れ冷媒、ブライン、冷温水が流れる回路を太線で示した
図、第７図は本発明の他の実施例のシステム系統図であ
る。 １・・・圧縮機　　２・・・四方弁　　３・・・空気側
熱交換器　　７〜９・・・回路切換用電磁弁　　１０〜
１２・・・膨張弁　　）３・・・水量熱交換器　　１４
・・・蓄冷用熱交換器　　３１・・・チラーユニット３
２・・・製氷用熱交換器　　３３・・・蓄熱槽　　３６
・・・低温ブラインポンプ　　３７・・・リキッドアイ
スポンプ　　３８・・・高温ブラインポンプ　　４０・
・・冷温水ポンプ　　４１・・・室内側熱交換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、製氷用熱交換器でリキッドアイスを生成して蓄熱槽
   に蓄える氷蓄熱式空調システムにおいて、熱源機である
   チラーユニットの蒸気圧縮式冷凍サイクル中に蓄冷用熱
   交換器として乾式蒸発器を設け、この乾式蒸発器を低温
   ブラインポンプを介して製氷用熱交換器に接続し、蓄冷
   運転時に、この乾式蒸発器で冷媒と低温ブラインの熱交
   換を行い、製氷用熱交換器で低温ブラインと高温ブライ
   ンの熱交換を行って、高温ブラインの水分の一部を凍結
   させ、リキッドアイスを生成するようにしたことを特徴
   とする氷蓄熱式空調システム。