JPH04131663A - 冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステム - 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、冷熱、温熱の一方または両方を蓄熱して利用
することができる冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステ
ムに関する。

〔従来の技術〕

冬期においては温水暖房、給湯のため温水製造が必要が
あるが、近年、冷暖房システム等の増加等に伴って冷暖
房の温湿度レベルの高い用途の空調が多くなり、夏期で
も温水製造が必要となってきている。

また、冬期においては、暖房用として温熱源が必要とな
っている他、コンピュータの冷房用として冷熱源が必要
となっている。

このように、冷熱源、温熱源の同時供給が必要となって
いるため、夜間の割安な電力を蓄熱して昼間使用する蓄
熱システムが要求されている。

このような状況下、冷熱源の蓄熱システムとして、例え
ば、液体、固体相互間の相変化の際に発生する潜熱を利
用して大量の冷熱を貯える潜熱蓄熱器を利用した潜熱蓄
熱器付冷凍システムが知られている。

第１３図は従来における潜熱蓄熱器付冷凍システムを示
す。

図において、符号１０１は冷凍サイクルを示し、冷凍サ
イクル１０１は、圧縮機１０２と、凝縮器１０３と、膨
張弁１０４と、蒸発器１０５とを有している。

１０６は第１のブライン循環回路で、冷凍サイクル１０
１と蒸発器１０５を共用し、途中にブラインポンプ１０
７．潜熱蓄熱器１０８が介装されている。

潜熱蓄熱器１０８は、潜熱蓄熱媒体１０８Ａが充填され
、大きな円筒形状をしている。潜熱蓄熱媒体１０８Ａは
、例えばテニスサイズボールの球状の特殊ポリマー製容
器中に高い融解潜熱を持った潜熱媒体（化学物質）を注
入して密閉したものである。

１０９は第２のブライン循環回路で、第１のブライン循
環回路１０６と潜熱蓄熱器１０８を共用し、途中にブラ
インポンプ１１０．冷水製造用熱交換器１１１が介装さ
れている。

１１２は冷水循環回路で、第２のブライン循環回路１０
９と冷水製造用熱交換器１１１を共用して、その途中に
設けたポンプ１１３により冷水が循環する。冷水循環回
路１１２の途中には冷水により冷却される空調機１１４
が設けられている。

しかして、冷凍サイクル１０１の蒸発器１０５により、
第１のブライン循環回路１０６のブラインが冷却される
。第１のブライン循環回路１０６を循環するブラインを
介して冷熱が、潜熱蓄熱器１０８に運ばれ、潜熱蓄熱器
１０８に貯えられる。

また、第２のブライン循環回路１０９．冷水循環回路１
１２を運転させ、潜熱蓄熱器１０８内の潜熱蓄熱媒体１
０８Ａを放熱させると、この潜熱蓄熱媒体１０８Ａによ
り、第２のブライン循環回路１０９を循環するブライン
が冷却される。この冷却されたブラインが冷水製造用熱
交換器１１１に運ばれ、この冷水製造用熱交換器１１１
により冷水循環回路１１２の冷水が冷却され、この冷水
を介して空調機１１４が冷却される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の潜熱蓄熱器付冷凍システムは冷房専用
であり、下記の問題点があった。

■運転期間が夏期、中間期の運転に限定され、夜間運転
を利用したとしても運転時間が短く、稼動率が悪かった
。

■冷暖房の温湿度レベルの高い用途の空調が多くなるに
つれ、夏期でも温水製造が必要となってきたが、温水製
造のため温熱を蓄熱するには、上述した潜熱蓄熱器付冷
凍システムとは別に温熱熱源が必要である。

また、冬期においては、暖房用として温熱源が必要とな
っている他、コンピュータの冷房用として冷熱源が必要
となっている。

このようなことから冷温熱源を同時に供給できる熱源の
必要性が高くなってきている。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、冷熱、温熱の一方または両方を同時に
蓄熱し、蓄熱しながら放熱したり、放熱だけをさせるこ
と等ができる冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムを
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、本発明は、冷熱用潜熱蓄熱
媒体が充填されるとともに冷熱用潜熱蓄熱媒体間を冷媒
が通過して蒸発器として使用される冷熱用潜熱蓄熱器と
、温熱用潜熱蓄熱媒体が充填されるとともに温熱用潜熱
蓄熱媒体間を冷媒が通過して凝縮器として使用される温
熱用潜熱蓄熱器とを有し、冷熱用潜熱蓄熱器と温熱用潜
熱蓄熱器との間を冷媒が循環する冷凍サイクルと、冷凍
サイクルと冷熱用潜熱蓄熱器を共用し、途中に介装され
た液ポンプにより冷凍サイクルと同じ冷媒が循環する冷
水用冷媒循環回路と、冷水用冷媒循環回路の途中に設け
られて冷水を介して冷房負荷に冷熱を供給する冷水製造
用熱交換器と、 冷凍サイクルと温熱用潜熱蓄熱器を共用し、途中に介装
された液ポンプにより冷凍サイクルと同じ冷媒が循環す
る温水用冷媒循環回路と、温水用冷媒循環回路の途中に
設けられて温水を介して暖房負荷に温熱を供給する温水
製造用熱交換器とを備えているものである。

なお、冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器及び冷熱用潜熱
蓄熱器を、途中に開閉弁がそれぞれ設けられた一対の冷
媒配管を介して凝縮器兼蒸発器に並列的に接続すること
ができる。

また、冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に、途中に開閉
弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助用
の蒸発器を接続するとともに、冷凍サイクルの温熱用潜
熱蓄熱器に、途中に開閉弁がそれぞれ設けられた一対の
冷媒配管を介して補助用の凝縮器を接続することができ
る。

さらに、冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器に、途中に開
閉弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助
用の凝縮器を接続することができる。

そして、冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に、途中に開
閉弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助
用の蒸発器を接続することができる。

〔作　用〕 請求項１記戦の発明においては、第１に、冷水用冷媒循
環回路、温水用冷媒循環回路の作動を停止させ、冷凍サ
イクルを運転すると、冷凍サイクルの蒸発器として使用
される冷熱用潜熱蓄熱器内では、冷媒が蒸発し、その蒸
発熱により、冷熱用潜熱蓄熱媒体が冷却されて冷熱が蓄
熱される。同時に、凝縮器として使用される温熱用潜熱
蓄熱器内では、冷媒が凝縮し、その凝縮熱により、温熱
用潜熱蓄熱媒体が熱っせられて温熱が蓄熱される。

第２に、冷凍サイクル、温水用冷媒循環回路の作動を停
止させ、冷水用冷媒循環回路を運転させると、冷熱用潜
熱蓄熱器内の冷熱用潜熱蓄熱媒体が放熱し、この冷熱用
潜熱蓄熱媒体と、冷水用冷媒循環回路を循環して冷熱用
潜熱蓄熱器内に導かれた冷媒とが熱交換し、冷水用冷媒
循環回路の冷媒が冷却される。この冷却された冷媒が冷
水製造用熱交換器に運ばれ、この冷水製造用熱交換器か
ら冷水を介して冷房負荷に冷熱が供給される。

第３に、冷凍サイクル、冷水用冷媒循環回路を停止させ
、温水用冷媒循環回路を運転させると、温熱用潜熱蓄熱
器内の潜熱蓄熱媒体が放熱し、この温熱用潜熱蓄熱媒体
と、温水用冷媒循環回路を循環して温熱用潜熱蓄熱器内
に導かれた冷媒とが熱交換し、温水用冷媒循環回路の冷
媒が熱っせられる。この熱っ廿られた冷媒が温水製造用
熱交換器に運ばれ、この温水製造用熱交換器から温水を
介して暖房負荷に温熱が供給される。

第４に、温水用冷媒循環回路の作動を停止させ、冷凍サ
イクル、冷水用冷媒循環回路を運転させると、冷熱用潜
熱蓄熱器及び温熱用潜熱蓄熱器にそれぞれ冷熱及び温熱
がそれぞれ貯えられると同時に、冷熱用潜熱蓄熱器内の
冷熱用潜熱蓄熱媒体が放熱し、冷水製造用熱交換器から
冷水を介して冷房負荷に冷熱が供給される。

第５に、冷水用冷媒循環回路の作動を停止させ、冷凍サ
イクル、温水用冷媒循環回路を運転させると、冷熱用潜
熱蓄熱器及び温熱用潜熱蓄熱器にそれぞれ冷熱及び温熱
がそれぞれ貯えられると同時に、温熱用潜熱蓄熱器内の
温熱用潜熱蓄熱媒体が放熱し、温水製造用熱交換器から
温水を介して暖房負荷に温熱が供給される。

第６に、冷凍サイクル、冷水用冷媒循環回路。

温水用冷媒循環回路を運転させると、冷熱用潜熱蓄熱器
及び温熱用潜熱蓄熱器にそれぞれ冷熱及び温熱がそれぞ
れ貯えられると同時に、冷熱用潜熱蓄熱器内の冷熱用潜
熱蓄熱媒体が放熱し、冷房負荷に冷熱が供給されるとと
もに、温熱用潜熱蓄熱器内の温熱用潜熱蓄熱媒体が放熱
し、暖房負荷に温熱が供給される。

請求項２記載の発明においては、温熱、冷熱の蓄熱時、
温熱用潜熱蓄熱器、冷熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和
状態等にある時には、凝縮器兼蒸発器は、温熱用潜熱蓄
熱器または冷熱用潜熱蓄熱器の補助用として使用され、
凝縮器兼蒸発器に冷媒が運ばれて大気中に放熱される。

これにより、凝縮器兼蒸発器を凝縮器として使用する場
合には、温熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状態等にあ
る時には、冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に冷熱が蓄
熱される。

また、凝縮器兼蒸発器を蒸発器として使用する場合には
、冷熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状態等にある時に
は、冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器に温熱が蓄熱され
る。

請求項３記載の発明においては、請求項２記載の発明と
同様の作用が生じる。

請求項４記載の発明においては、補助用の凝縮器の作用
により、冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に冷熱が蓄熱
される。

請求項５記載の発明においては、補助用の蒸発器の作用
により、冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器に温熱が蓄熱
される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器付
ヒートポンプシステムを示す。

図において、符号１は冷凍サイクルを示し、冷凍サイク
ル１は、冷熱用潜熱蓄熱器２と、圧縮機３と、温熱用潜
熱蓄熱器４と、膨張弁５とを有している。

冷熱用潜熱蓄熱器２は、冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａが充填
されるとともに冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａ間を冷媒が通過
して蒸発器として使用され、大きな円筒形状をしている
。冷熱用潜熱蓄熱媒体２人は、例えばテニスサイズポー
ルの球状の特殊ポリマー製容器中に高い融解潜熱を持っ
た潜熱媒体（化学物質）を注入して密閉したものである
。

温熱用潜熱蓄熱器４は、温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａが充填
されるとともに温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａ間を冷媒が通過
して凝縮器として使用され、大きな円筒形状をしている
。温熱用？ｌ熱蓄熱媒体４Ａは、例えばテニスサイズボ
ールの球状の特殊ポリマー製容器中に高い凝固潜熱を持
った潜熱媒体（化学物質）を注入して密閉したものであ
る。

冷熱用潜熱蓄熱器２のガス側と温熱用潜熱蓄熱器４のガ
ス側とは、ガス冷媒配管６で接続され、このガス冷媒配
管６の途中に圧縮機３が設けられている。また、冷熱用
潜熱蓄熱器２の淡側と温熱用潜熱蓄熱器４の淡側とは、
冷媒液配管７で接続され、この冷媒液配管７の途中に膨
張弁５が設けられている。

８は冷水用冷媒循環回路で、冷凍サイクル１と冷熱用潜
熱蓄熱器２を共用し、途中に液ポンプ９゜切換弁１０．
冷水製造用熱交換器１１が順番に介装されている。

１２は冷水循環回路で、冷水用冷媒循環回路８と冷水製
造用熱交換器１１を共用して、その途中に設けたポンプ
１３により冷水が循環する。冷水循環回路１２の途中に
は冷房負荷１４が設けられている。冷房負荷１４として
は、例えば、空調機や、食品工業、化学工業等各産業の
生産プロセスにおける冷熱供給設備が挙げられる。

１５は温水用冷媒循環回路で、冷凍サイクル１と温熱用
潜熱蓄熱器４を共用し、途中に液ポンプ１６、温水製造
用熱交換器１７が順番に介装されている。

１８は温水循環回路で、温水用冷媒循環回路１５と温水
製造用熱交換器１７を共用して、その途中に設けたポン
プ１９により温水が循環する。温水循環回路１８の途中
には暖房負荷２０が設けられている。暖房負荷２０とし
ては、例えば、空調機や、食品工業、化学工業等各産業
の生産プロセスにおける温熱供給設備が挙げられる。

２１は凝縮器兼蒸発器で、この凝縮器兼蒸発器２１に、
一対の冷熱用冷媒配管２２．２３を介して冷熱用潜熱蓄
熱器２が接続されている。冷熱用冷媒配管２２．２３は
、冷水用冷媒循環回路８の冷熱用潜熱蓄熱器２の側に近
い部分８Ａ、８Ｂとそれぞれ合流している。一対の冷熱
用冷媒配管２２．２３０途中に第一開閉弁２２Ａ、第二
開閉弁２３Ａがそれぞれ設けられている。

また、凝縮器兼蒸発器２１に、一対の温熱用冷媒配管２
４．２５を介して温熱用潜熱蓄熱器４が接続されている
。一対の温熱用冷媒配管２４．２５の途中に第三開閉弁
２４Ａ、第四開閉弁２５Ａがそれぞれ設けられている。

冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱器４は凝縮器兼蒸
発器２１に対して並列的に位置している。

次に、本実施例の作用を第２図ないし第９図により説明
する。図中、冷凍サイクル１における太い実線は冷媒液
、太い点線は冷媒ガスの流れを示している。

第２図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける冷熱蓄熱の運転状態を示している。

この運転状態は、冷水用冷媒？！環回路８．温水用冷媒
循環回路１５の作動を停止させ、同時に、第一開閉弁２
２Ａ、第二開閉弁２３Ａを閉じ、第三開閉弁２４Ａ、第
四開閉弁２５Ａを開いた状態で、冷凍サイクル１を運転
することによって得られ、太線で示す循環経路を形成し
ている。

冷凍サイクル１の蒸発器として使用される冷熱用潜熱蓄
熱器２内では、冷媒が蒸発し、その蒸発熱により、冷熱
用潜熱蓄熱媒体２Ａが冷却されて冷熱が蓄熱される。蒸
発してガス化した冷媒は圧縮機３で圧縮され、凝縮器と
して使用される温熱用潜熱蓄熱器４に運ばれて、゛その
一部は、凝縮・液化し、その凝縮熱により、温熱用潜熱
蓄熱媒体４Ａが熱っせられて温熱が蓄熱される。

温熱用潜熱蓄熱器４の蓄熱状態が飽和状態に至ったり、
その状態にある時には、温熱用潜熱蓄熱器４では蓄熱さ
れず、冷媒ガスは、温熱用潜熱蓄熱器４から温熱用冷媒
配管２５を介して凝縮器兼蒸発器２１に流れ、凝縮器兼
蒸発器２１においては、凝縮・液化され、温熱用冷媒配
管２４を介して温熱用潜熱蓄熱器４に戻る。即ち、凝縮
器兼蒸発器２１で凝縮熱が大気中に放熱される。この時
、凝縮器兼蒸発器２１は凝縮器として作用する。

そして、温熱用潜熱蓄熱器４．凝縮器兼蒸発器２１によ
り、液化された冷媒は、温熱用潜熱蓄熱器４から冷媒液
配管７を介して膨張弁５に運ばれ、膨張弁５で膨張して
再び冷熱用潜熱蓄熱器２に導かれる。このようにして、
冷媒が循環する。

第３図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける冷熱放熱の運転状態を示す。

この運転状態は、冷凍サイクル１．温水用冷媒循環回路
１５の作動を停止させ、冷水用冷媒循環回路８を運転さ
せることによって得られ、太線で示す循環経路を形成し
ている。

この運転状態では、冷熱用潜熱蓄熱器２内の冷熱用潜熱
蓄熱媒体２Ａが放熱し、この冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａと
、冷水用冷媒循環回路８を循環して冷熱用潜熱蓄熱器２
内に導かれた冷媒とが熱交換し、冷水用冷媒循環回路８
の冷媒が冷却される。

二の冷却された冷媒が冷水製造用熱交換器１１に運ばれ
、この冷水製造用熱交換器１１により冷水循環回路１２
の冷水が冷却され、冷水循環回路１２の冷水により冷房
負荷１４が冷却される。

第４図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける温熱蓄熱の運転状態を示している。

この運転状態は、冷水用冷媒循環回路８．温水用冷媒循
環回路１５の作動を停止させ、同時に、第一開閉弁２２
Ａ、第二開閉弁２３Ａを開き、第三開閉弁２４Ａ、第四
開閉弁２５Ａを閉じた状態で、冷凍サイクル１を運転す
ることによって得られ、太線で示す循環経路を形成して
いる。

冷凍サイクルｌの蒸発器として使用される冷熱用潜熱蓄
熱器２内では、冷媒の一部が蒸発し、その蒸発熱により
、冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａが冷却されて冷熱が蓄熱され
る。

冷熱用潜熱蓄熱器２の蓄熱状態が飽和状態に至ったり、
その状態にある時には、冷熱用潜熱蓄熱器２では蓄熱さ
れず、冷媒液は、冷熱用潜熱蓄熱器２から冷熱用冷媒配
管２２を介して凝縮器兼蒸発器２１に流れ、凝縮器兼蒸
発器２１においては、蒸発・ガス化され、冷熱用冷媒配
管２３を介して冷熱用潜熱蓄熱器２に戻る。即ち、凝縮
器兼蒸発器２１で蒸発熱が大気中に放熱される。この時
、凝縮器兼蒸発器２１は蒸発器として作用する。

蒸発してガス化した冷媒は圧縮機３で圧縮され、凝縮器
として使用される温熱用潜熱蓄熱器４に運ばれて、凝縮
・液化し、その凝縮熱により、温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａ
が熱っせられて温熱が蓄熱される。

そして、温熱用潜熱蓄熱器４により、液化された冷媒は
、温熱用潜熱蓄熱器４から冷媒液配管７を介して膨張弁
５に運ばれ、膨張弁５で膨張して再び冷熱用潜熱蓄熱器
２に導かれる。このようにして、冷媒が循環する。

第５図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける温熱放熱の運転状態を示す。

この運転状態は、冷凍サイクル１．冷水用冷媒循環回路
８の作動を停止させ、温水用冷媒循環回路１５を運転さ
せることによって得られ、太線で示す循環経路を形成し
ている。

この運転状態では、温熱用潜熱蓄熱器４内の温熱用潜熱
蓄熱媒体４Ａが放熱し、この温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａと
、温水用冷媒循環回路１５を循環して温熱用潜熱蓄熱器
４内に導かれた冷媒とが熱交換し、温水用冷媒循環回路
１５の冷媒が熱っせられる。この熱っせられた冷媒が温
水製造用熱交換器１７に運ばれ、この温水製造用熱交換
器１７により温水循環回路１８の温水が熱っせられ、温
水循環回路１８の温水により暖房負荷２０が暖められる
。

第６図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける冷熱蓄熱及び冷熱放熱の運転状態を示す。

この運転状態は、温水用冷媒循環回路１５の作動を停止
させ、第一開閉弁２２Ａ、第二開閉弁２３Ａを閉じ、第
三開閉弁２４Ａ、第四開閉弁２５Ａを開いた状態で、冷
凍サイクル１．冷水用冷媒循環回路８を運転させること
によって得られ、太線で示す循環経路を形成している。

この運転状態では、冷熱用潜熱蓄熱器２に冷熱が貯えら
れ、また、温熱用潜熱蓄熱器４の蓄熱状態が飽和状態に
ない時には温熱が貯えられる。冷熱が貯えられると同時
に、冷熱用潜熱蓄熱器２内の冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａが
放熱し、冷水用冷媒循環回路８を介して冷水製造用熱交
換器１１に冷熱が運ばれ、冷水を介して冷房負荷１４に
冷熱が供給される。なお、温熱用潜熱蓄熱器４の蓄熱状
態が飽和状態に至ったり、その状態にある時には、温熱
用潜熱蓄熱器４では蓄熱されず、冷媒ガスは凝縮器兼蒸
発器２１で凝縮・液化し、その凝縮熱が大気中に放熱さ
れる。この時、凝縮器兼蒸発器２１は凝縮器として作用
する。

第７図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムにおける温熱蓄熱及び温熱放熱の運転状態を示す。

この運転状態は、冷水用冷媒循環回路８の作動を停止さ
せ、第一開閉弁２２Ａ、第二開閉弁２３Ａを開き、第三
開閉弁２４Ａ、第四開閉弁２５Ａを閉じた状態で、冷凍
サイクル１．温水用冷媒循環回路１５を運転させること
によって得られ、太線で示す循環経路を形成している。

この運転状態では、温熱用潜熱蓄熱器４に温熱が貯えら
れ、また、冷熱用潜熱蓄熱器２の蓄熱状態が飽和状態に
ない時には冷熱が貯えられる。温熱が貯えられると同時
に、温熱用潜熱蓄熱器４内の温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａが
放熱し、温熱用冷媒循環回路１５を介して温水製造用熱
交換器１７に温熱が運ばれ、温水を介して暖房負荷２０
に温熱が供給される。なお、冷熱用潜熱蓄熱器２の蓄熱
状態が飽和状態に至ったり、その状態にある時には、冷
熱用潜熱蓄熱器２では蓄熱されず、冷媒ガスは凝縮器兼
蒸発器２１で蒸発・ガス化し、その蒸発熱が大気中に放
熱される。この時、凝縮器兼蒸発器２１は蒸発器として
作用する。

第８図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムの冷温熱蓄熱及び冷温熱放熱の運転状態（冷房負荷
〉暖房負荷）を示す。例えば、冬期における暖房用とし
ての温熱源及びコンピュータの冷房用として使用される
。

この運転状態は、冷房負荷〉暖房負荷の時、第一開閉弁
２２Ａ、第二開閉弁２３Ａを閉じ、第三開閉弁２４Ａ、
第四開閉弁２５Ａを開いた状態で、冷凍サイクル１．冷
水用冷媒循環回路８．温水用冷媒循環回路１５を運転さ
せることによって得られ、太線で示す循環経路を形成し
ている。

この運転状態は、第６図の冷熱蓄熱及び冷熱放熱の運転
状態に、温熱蓄熱及び温熱放熱の運転状態を加えたもの
で、冷熱用潜熱蓄熱器２に冷熱が貯えられ、また、温熱
用潜熱蓄熱器４に温熱が貯えられ、同時に、冷熱用潜熱
蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱器４で放熱する。冷水用冷媒
循環回路８を介して冷水製造用熱交換器１１に冷熱が運
ばれ、冷水を介して冷房負荷１４に冷熱が供給される。

温水用冷媒循環回路１５を介して温水製造用熱交換器１
７に温熱が運ばれ、温水を介して暖房負荷２０に温熱が
供給される。なお、温熱用潜熱蓄熱器４の蓄熱状態が飽
和状態に至ったり、その状態にある時には、温熱用潜熱
蓄熱器４では蓄熱されず、冷媒ガスは凝縮器兼蒸発器２
１で凝縮・液化し、その凝縮熱が大気中に放熱される。

第９図は本実施例の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシス
テムの冷温熱蓄熱及び冷温熱放熱の運転状態（冷房負荷
〈暖房負荷）を示す。例えば、冬期における暖房用とし
ての温熱源及びコンピュータの冷房用として使用される
。

この運転状態は、冷房負荷く暖房負荷の時、第−開閉弁
２２Ａ、第二開閉弁２３Ａを開き、第三開閉弁２４Ａ、
第四開閉弁２５Ａを閉じた状態で、冷凍サイクル１．冷
水用冷媒循環回路８．温水用冷媒循環回路１５を運転さ
せることによって得られ、太線で示す循環経路を形成し
ている。

この運転状態は、第８図の運転状態と同様であるが、冷
熱用潜熱蓄熱器２の蓄熱状態が飽和状態に至ったり、そ
の状態にある時には、冷熱用潜熱蓄熱器２では蓄熱され
ず、冷媒液は凝縮器兼蒸発器２１で蒸発・ガス化し、そ
の蒸発熱が大気中に放熱される点が相違する。

以上の如き構成によれば、冷凍サイクル１に、蒸発器と
して使用され冷熱を蓄熱する冷熱用潜熱蓄熱器２．凝縮
器として使用され温熱を蓄熱する温熱用潜熱蓄熱器４が
配設されているので、冷熱用潜熱蓄熱器２による冷熱の
蓄熱、放熱と、温熱用潜熱蓄熱器４による温熱の蓄熱、
放熱を自由に組み合わせることにより、例えば、■冷熱
の蓄熱■冷熱の放熱、■温熱の蓄熱、■温熱の放熱、■
冷熱蓄熱及び冷熱放熱、■温熱蓄熱及び温熱放熱。

■冷温熱蓄熱及び冷温熱放熱等のいろいろの組み合わせ
運転を選択することができる。即ち、冷温熱を蓄熱し、
必要に応じて、その一方または両方を供給することがで
きる。

従って、運転期間は夏期、中間期の運転に限定されるこ
となく、冬期にも運転することができ、稼動率を向上さ
せることができる。

また、夏期でも、温水製造のため温熱の蓄熱が必要な場
合、従来例で述べた冷熱を蓄熱する潜熱蓄熱器付冷凍シ
ステムとは別に温熱熱源のための設備を設置しないで済
む。

そして、蓄熱時、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱
器４内で、それらの冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａ、温熱用潜
熱蓄熱媒体４Ａと冷媒が直接接触しているので、冷熱用
潜熱蓄熱媒体２Ａ、温熱用潜熱蓄熱媒体４Ａの相変化を
伴う熱交換が行なわれ、冷温水を用いる顕熱熱交換より
著しく大量に速やかに蓄熱することができる。

また、放熱時、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱器
４内で、それらの冷熱用潜熱蓄熱媒体２Ａ、温熱用潜熱
蓄熱媒体４Ａの相変化を伴う熱交換が行なわれ、冷温水
を用いる顕熱熱交換より著しく大量に速やかに放熱する
ことができる。

従って、冷凍サイクル１の圧縮機３の能力に余裕が生じ
、ＣＯＰ　（理論成績係数）を向上させることができる
。

なお、本実施例においては、冷熱用潜熱蓄熱器２、温熱
用潜熱蓄熱器４が凝縮器兼蒸発器２１に対して並列的に
位置し、開閉弁の切換により、凝縮器または蒸発器とし
て使用されているが、凝縮器兼蒸発器２１は、冷熱用潜
熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱器４の蓄熱状態が飽和状態
にある時に放熱用として使用されるものであり、凝縮器
兼蒸発器２１が無くても、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用
潜熱蓄熱器４に温冷熱を蓄熱することができる。

第１０図は本発明の第２実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムを示す、第２実施例は、第１実
施例と同様の構成であるが、相違する点を説明する。な
お、第１実施例と同一構成部品については同一の符号を
付する。

第１実施例では、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱
器４が凝縮器兼蒸発器２１に対して並列的に位置され、
開閉弁の切換により、凝縮器または蒸発器として使用さ
れているが、本実施例においては、冷凍サイクル１の冷
熱用潜熱蓄熱器２に、途中に第一開閉弁３１Ａ、第二開
閉弁３２Ａがそれぞれ設けられた一対の冷媒配管３１．
３２を介して補助用の蒸発器３３が接続され、冷熱用冷
媒配管３１．３２は、冷水用冷媒循環回路８の冷熱用潜
熱蓄熱器２の側に近い部分８Ａ、８Ｂとそれぞれ合流し
ている。一方、温熱用潜熱蓄熱器４に、途中に第三開閉
弁３４Ａ、第四開閉弁３５Ａがそれぞれ設けられた一対
の冷媒配管３４．３５を介して補助用の凝縮器３６が接
続している。

第２実施例によれば、第１実施例と同様の作用。

効果を奏する。

第１１図は本発明の第３実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムを示す。第３実施例は、第１実
施例と同様の構成であるが、相違する点を説明する。な
お、第１実施例と同一構成部品については同一の符号を
付する。

第１実施例では、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱
器４が凝縮器兼蒸発器２１に対して並列的に位置され、
開閉弁の切換により、凝縮器または蒸発器として使用さ
れているが、本実施例においては、冷凍サイクル１の温
熱用潜熱蓄熱器４に、途中に開閉弁４１Ａ、４２Ａがそ
れぞれ設けられた一対の冷媒配管４１．４２を介して補
助用の凝縮器４３が接続されている。

第３実施例によれば、補助用の凝縮器４３は第１実施例
の凝縮器兼蒸発器２１から蒸発器の機能を削減した機能
を有し、それに対応して第１実施例と同様の作用、効果
を奏する。

第１２図は本発明の第４実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムを示す、第４実施例は、第１実
施例と同様の構成であるが、相違する点を説明する。な
お、第１実施例と同一構成部品については同一の符号を
付する。

第１実施例では、冷熱用潜熱蓄熱器２．温熱用潜熱蓄熱
器４が凝縮器兼蒸発器２１に対して並列的に位置され、
開閉弁の切換により、凝縮器または蒸発器として使用さ
れているが、本実施例においては、冷凍サイクル１の冷
熱用潜熱蓄熱器２に、途中に開閉弁５１Ａ、５２Ａがそ
れぞれ設けられた一対の冷媒配管５１．５２を介して補
助用の蒸発器５３が接続している。冷熱用冷媒配管５１
゜５２は、冷水用冷媒循環回路８の冷熱用潜熱蓄熱器２
の側に近い部分８Ａ、８Ｂとそれぞれ合流している。

第４実施例によれば、補助用の蒸発器５３は第１実施例
の凝縮器兼蒸発器２１から凝縮器の機能を削減した機能
を有し、それに対応して第１実施例と同様の作用、効果
を奏する。

［発明の効果〕 以上述べたように、請求項１記載の発明によれば、冷凍
サイクルに、蒸発器として使用され冷熱を蓄熱する冷熱
用潜熱蓄熱器、凝縮器として使用され温熱を蓄熱する温
熱用潜熱蓄熱器が配設されているので、冷熱用潜熱蓄熱
器による冷熱の蓄熱。

放熱と、温熱用潜熱蓄熱器による温熱の蓄熱、放熱とを
自由に組み合わせることにより、いろいろの組合わせ運
転を選択することができる。即ち、冷温熱を蓄熱し、必
要に応じて、その一方または両方を供給することができ
る。

従って、運転期間は夏期、中間期の運転に限定されるこ
となく、冬期にも運転することができ、稼働率を向上さ
せることができる。

また、夏期でも、温水製造のため温熱の蓄熱が必要な場
合、冷熱を蓄熱する潜熱蓄熱器付冷凍システムとは別に
温熱熱源のための設備を設置しないで済む。

そして、蓄熱時、冷熱用潜熱蓄熱器、温熱用潜熱蓄熱器
内で、それらの冷熱用潜熱蓄熱媒体、温熱用潜熱蓄熱媒
体と冷媒が直接接触しているので、冷熱用潜熱蓄熱媒体
、温熱用潜熱蓄熱媒体の相変化を伴う熱交換が行なわれ
、冷温水を用いる顕熱熱交換より著しく大量に速やかに
蓄熱することができる。

また、放熱時、冷熱用潜熱蓄熱器、温熱用潜熱蓄熱器内
で、それらの冷熱用潜熱蓄熱媒体、温熱用潜熱蓄熱媒体
の相変化を伴う熱交換が行なわれ、冷温水を用いる顕熱
熱交換より著しく大量に速やかに放熱することができる
。

従って、冷凍サイクルの圧縮機の能力に余裕が生じ、ｃ
ｏｐ　＜理論成績係数）を向上させることができる。

請求項２記載の発明によれば、温熱、冷熱の蓄熱時、温
熱用潜熱蓄熱器、冷熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状
態等にある時、凝縮器兼蒸発器が、冷熱用潜熱蓄熱器ま
たは温熱用潜熱蓄熱器の補助用として使用され、冷熱ま
たは温熱を蓄熱することができる。

請求項３記載の発明によれば、補助用の凝縮器により、
温熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状態等にある時、冷
凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に冷熱を蓄熱することが
できる。

また、補助用の蒸発器により、冷熱用潜熱蓄熱器の蓄熱
状態が飽和状態等にある時、冷凍サイクルの温熱用潜熱
蓄熱器に温熱を蓄熱することができる。

請求項４記載の発明によれば、補助用の凝縮器により、
温熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状態等にある時、冷
凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に冷熱を蓄熱することが
できる。

請求項５記載の発明によれば、補助用の蒸発器により、
冷熱用潜熱蓄熱器の蓄熱状態が飽和状態等にある時、冷
凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器に温熱を蓄熱することが
できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器付
ヒートポンプシステムの構成図である。 第２図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける冷熱蓄熱の運転状態を示す作用状態説明図である。 第３図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける冷熱放熱の運転状態を示す作用状態説明図である。 第４図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける温熱蓄熱の運転状態を示す作用状態説明図である。 第５図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける温熱放熱の運転状態を示す作用状態説明図である。 第６図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける冷熱蓄熱及び冷熱放熱の運転状態を示す作用状態説
明図である。 第７図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムにお
ける温熱蓄熱及び温熱放熱の運転状態を示す作用状態説
明図である。 第８図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートボンブシステムの冷
温熱蓄熱及び冷温熱放熱の運転状態（冷房負荷〉暖房負
荷）を示す作用状態説明図である。 第９図は同冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステムの冷
温熱蓄熱及び冷温熱放熱の運転状態（冷房負荷く暖房負
荷）を示す作用状態説明図である。 第１０図は本発明の第２実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムの構成図である。 第１１図は本発明の第３実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムの構成図である。 第１２図は本発明の第４実施例に係わる冷温潜熱蓄熱器
付ヒートポンプシステムの構成図である。 第１３図は従来における潜熱蓄熱器付冷凍システムの構
成図である。 （主要な部分の符号の説明） １・・・冷凍サイクル ２・・・冷熱用潜熱蓄熱器 ２Ａ・・・冷熱用潜熱蓄熱媒体 ４・・・温熱用潜熱蓄熱器 ４Ａ・・・温熱用潜熱蓄熱媒体 ８・・・冷水用冷媒循環回路 ・・・液ポンプ ト・・冷水製造用熱交換器 ４・・・冷房負荷 ５・・・温水用冷媒循環回路 ６・・・液ポンプ ７・・・温水製造用熱交換器 ０・・・暖房負荷。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷熱用潜熱蓄熱媒体が充填されるとともに冷熱用
   潜熱蓄熱媒体間を冷媒が通過して蒸発器として使用され
   る冷熱用潜熱蓄熱器と、温熱用潜熱蓄熱媒体が充填され
   るとともに温熱用潜熱蓄熱媒体間を冷媒が通過して凝縮
   器として使用される温熱用潜熱蓄熱器とを有し、冷熱用
   潜熱蓄熱器と温熱用潜熱蓄熱器との間を冷媒が循環する
   冷凍サイクルと、 冷凍サイクルと冷熱用潜熱蓄熱器を共用し、途中に介装
   された液ポンプにより冷凍サイクルと同じ冷媒が循環す
   る冷水用冷媒循環回路と、 冷水用冷媒循環回路の途中に設けられて冷水を介して冷
   房負荷に冷熱を供給する冷水製造用熱交換器と、 冷凍サイクルと温熱用潜熱蓄熱器を共用し、途中に介装
   された液ポンプにより冷凍サイクルと同じ冷媒が循環す
   る温水用冷媒循環回路と、 温水用冷媒循環回路の途中に設けられて温水を介して暖
   房負荷に温熱を供給する温水製造用熱交換器とを備えて
   いることを特徴とする冷温潜熱蓄熱器材ヒートポンプシ
   ステム。
2. （２）冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器及び冷熱用潜熱
   蓄熱器を、途中に開閉弁がそれぞれ設けられた一対の冷
   媒配管を介して凝縮器兼蒸発器に並列的に接続したこと
   を特徴とする請求項１記載の冷温潜熱蓄熱器材ヒートポ
   ンプシステム。
3. （３）冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に、途中に開閉
   弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助用
   の蒸発器を接続するとともに、冷凍サイクルの温熱用潜
   熱蓄熱器に、途中に開閉弁がそれぞれ設けられた一対の
   冷媒配管を介して補助用の凝縮器を接続したことを特徴
   とする請求項１記載の冷温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシ
   ステム。
4. （４）冷凍サイクルの温熱用潜熱蓄熱器に、途中に開閉
   弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助用
   の凝縮器を接続したことを特徴とする請求項１記載の冷
   温潜熱蓄熱器材ヒートポンプシステム。
5. （５）冷凍サイクルの冷熱用潜熱蓄熱器に、途中に開閉
   弁がそれぞれ設けられた一対の冷媒配管を介して補助用
   の蒸発器を接続したことを特徴とする請求項１記載の冷
   温潜熱蓄熱器付ヒートポンプシステム。