JPH06229594A - 冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】深夜電力を有効に利用できるようにしながら、
冷暖房負荷部の駆動を合理的におこない、電力の無駄を
省き、特に、春秋期などで、一部の箇所の冷房をおこな
うとともに他の一部の箇所の暖房をおこなう。 【構成】冷暖房用蓄熱槽２を複数個に分割する。これら
分割された第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄熱
槽２ｂ及び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃ・・に各々独立して
ヒートポンプ装置１からの熱媒を供給する独立熱媒供給
手段２２を設ける。そして、分割されたものの少なくと
も一つの冷暖房用蓄熱槽２ａにおいては、ヒートポンプ
装置１における熱媒経路７の冷房用熱媒経路７ａ及び暖
房用熱媒経路７ｂに切換え接続する冷暖房切換え手段２
５を付設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房装置に関し、詳
しくは冷暖房をおこなうのに、深夜電力を有効に利用で
きるようにしながら、冷暖房負荷部の駆動を合理的にお
こない、電力の無駄を省き、特に、春秋期などで、一部
の箇所の冷房をおこなうとともに他の一部の箇所の暖房
をおこなえるようにしようとする技術に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の冷暖房をおこなうのに、そ
の必要時にヒートポンプ装置を電力にて駆動して冷暖房
をおこなうものであり、そして、夏期などには冷暖房装
置を稼働させる時期が重なるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような構
成のものにおいては、電力使用が容易にピークに達し、
電力の需要に供給が追いつかなくなり、かかる場合に
は、電力供給自体が不足し、他の社会生活が脅かされる
などという問題があった。そこで、昼間に比べて電力に
余裕が生じる深夜においてその深夜電力を利用して熱量
に変換し、このような熱量を蓄熱剤に蓄え、このような
蓄熱にて必要時に冷暖房をおこなうことも考えられる
が、かかる場合に冷暖房用蓄熱槽は、夏期の冷房容量及
び厳寒期の暖房容量を見込んで比較的大容量のものを使
用するのである。ところで、冷暖房装置は夏期や冬期に
おいてのみ運転されるものではなく、春秋期において
も、南向きの部屋には冷房を、そして、北向きの部屋に
は暖房を必要とするものである。そして、このように少
容量の冷暖房をおこなうのに、上述のように大容量の一
つの冷暖房用蓄熱槽を所定の温度に達するように蓄熱す
るのに、大容量故に時間と多大な電気エネルギーを必要
とするという問題があった。

【０００４】本発明はこのような問題を解消しようとす
るものであり、その目的とするところは、ヒートポンプ
装置を深夜電力を利用して稼働させ、かかる場合の熱量
を冷暖房用蓄熱槽に蓄熱し、必要時に蓄熱された熱量を
使用して、電力利用が一時に重なって電力供給を脅かす
ようなことを回避し、かつ安価な深夜電力にて冷暖房コ
ストを低下させながら、特に大容量の冷暖房用蓄熱槽を
使用することによる時間及び電気エネルギーの無駄を回
避し、特に、春秋期などで、一部の箇所の冷房をおこな
うとともに他の一部の箇所の暖房をおこなえる冷暖房装
置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、電力にて駆動
される冷暖房用のヒートポンプ装置１からの熱媒経路７
に冷暖房用の蓄熱をおこなう冷暖房用蓄熱槽２が接続さ
れ、この冷暖房用蓄熱槽２の下流側に冷暖房用蓄熱槽２
を通過した熱媒にて熱交換されて冷暖房がおこなわれる
冷暖房負荷部３が接続された冷暖房装置であって、上記
冷暖房用蓄熱槽２が複数個に分割され、これら分割され
た第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄熱槽２ｂ及
び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃ・・に各々独立してヒートポ
ンプ装置１からの熱媒を供給する独立熱媒供給手段２２
が設けられ、そして、分割されたものの少なくとも一つ
の冷暖房用蓄熱槽２ａにおいては、ヒートポンプ装置１
における熱媒経路７の冷房用熱媒経路７ａ及び暖房用熱
媒経路７ｂに切換え接続する冷暖房切換え手段２５が付
設されて成ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】ヒートポンプ装置１を稼働させてその熱媒を冷
暖房用蓄熱槽２に供給して冷暖房用蓄熱槽２に熱量を蓄
えて、電力に余裕がある深夜に深夜電力を使って蓄熱を
おこない、昼間の必要時に蓄熱された熱量を使用して冷
暖房をおこない、しかして、電力使用が一時に重なるの
を回避し、余裕のある深夜電力を安くかつ有効に使用す
るのである。しかも、冷暖房用蓄熱槽２を複数に分割し
て、これら分割された第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷
暖房用蓄熱槽２ｂ及び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃに独立し
て蓄熱をおこない、必要個数のみのものに所定温度の蓄
熱を短時間にかつ必要エネルギーにて蓄熱をおこなえ、
一つの大容量の冷暖房用蓄熱槽２を使用する構成のもの
に比べて、蓄熱を合理的におこなう。特に本発明におい
ては、複数個に分割された第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第
２冷暖房用蓄熱槽２ｂ、第３冷暖房用蓄熱槽２ｃ・・の
或るものは冷房用の蓄熱をおこない、そして他の或るも
のは暖房用の蓄熱をおこない、しかして、春秋期など
で、例えば、南向きの部屋の冷房をおこなうとともに北
向きの部屋の暖房をおこなえる等、合理的な冷暖房をお
こなう。

【０００７】

【実施例】図１は概略全体図を示し、電力にて駆動され
る冷暖房用のヒートポンプ装置１においては、例えば蒸
気圧縮ヒートポンプが使用され、電動モータにて駆動さ
れる圧縮機において冷媒ガスを高圧に圧縮して凝縮器に
おいて凝縮させて高温になし、そして膨張装置において
膨張させ、蒸発器において蒸発させて低温になし、この
ような高温及び低温になる冷暖用熱交換器において熱交
換されるようにしたものである。そして、ヒートポンプ
装置１の形態は種々設計変更可能である。

【０００８】ヒートポンプ装置１からは熱媒経路７とし
て、ヒートポンプ装置１における冷房用熱交換器側に接
続される冷房用熱媒経路７ａと、ヒートポンプ装置１に
おける暖房用熱交換器側に接続される暖房用熱媒経路７
ｂとが延出され、これら冷房用熱媒経路７ａと暖房用熱
媒経路７ｂとは冷暖房用蓄熱槽２に後述する切換弁を種
々に組み合わせて経路構成した冷暖房切換え手段２５を
介して接続され、冷暖房用蓄熱槽２の下流側に冷暖房用
蓄熱槽２を通過した冷房用又は暖房用の熱媒にて熱交換
されて冷暖房運転がおこなわれる冷暖房負荷部３が接続
されている。以下かかる構成を詳述する。

【０００９】冷暖房用蓄熱槽２は、例えば第１冷暖房用
蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄熱槽２ｂ及び第３冷暖房用
蓄熱槽２ｃに３個に分割されている。これら分割された
蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃには蓄熱剤が充填されている。
そして、ヒートポンプ装置１からの冷房用熱媒経路７ａ
に冷房用の蓄熱をおこなう第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第
２冷暖房用蓄熱槽２ｂ及び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃが切
換弁Ｖ₂ ，切換弁Ｖ₃ａ、切換弁Ｖ₃ ｂ、切換弁Ｖ₃ ｃ
を介して接続されている。蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃから
の冷媒の吐出口側の吐出経路１６には切換弁Ｖ₄ ａ、切
換弁Ｖ₄ ｂ、切換弁Ｖ₄ ｃ、切換弁Ｖ₄ ｄ、ポンプ
Ｐ₁ ，切換弁Ｖ₁ を介してヒートポンプ装置１に接続さ
れている。しかして、図１のように、ヒートポンプ装置
１の駆動にて、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに冷熱を蓄熱す
る冷熱経路が構成されるようにしてある。かかる場合、
切換弁Ｖ₅ 、切換弁Ｖ₁₀、切換弁Ｖ₁₁が閉成されている
のである（図１参照）。そして、分割された蓄熱槽２
ａ，２ｂ，２ｃは、独立熱媒供給手段２２としての切換
弁Ｖ₃ ａ、切換弁Ｖ₃ ｂ、切換弁Ｖ₃ ｃの独立切換えに
て、任意の蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに冷熱を蓄熱するこ
とができるようにしてある。

【００１０】そして、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃの吐出経
路１６の切換弁Ｖ₄ ｄ側の経路から分岐させて、切換弁
Ｖ₅ 、切換弁Ｖ₆ 、切換弁Ｖ₇ を介して冷暖房負荷部３
として第１送風冷暖房器１０と第２送風冷暖房器１１が
接続され、そして、第１送風冷暖房器１０及び第２送風
冷暖房器１１からの戻り経路１２には切換弁Ｖ₈ 、切換
弁Ｖ₉ 、ポンプＰ₁ 、切換弁Ｖ₁₀、切換弁Ｖ₃ ａ、切換
弁Ｖ₃ ｂ、切換弁Ｖ₃ｃを介して蓄熱槽２ａ，２ｂ，２
ｃに接続されている。しかして、図２に示すように、ヒ
ートポンプ装置１の停止状態で、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２
ｃにより冷暖房負荷部３としての第１送風冷暖房器１
０、第２送風冷暖房器１１を運転する冷暖運転経路が構
成されるようにしてある。かかる場合、切換弁Ｖ₁ 、切
換弁Ｖ₂ 、切換弁Ｖ₄ ｄ、切換弁Ｖ₁₁が閉成されてい
る。

【００１１】更に、ヒートポンプ装置１からの暖房用熱
媒経路７ｂに第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄
熱槽２ｂ及び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃが切換弁Ｖ₂ ′、
切換弁Ｖ₃ ａ′、切換弁Ｖ₃ ｂ′、切換弁Ｖ₃ ｃ′を介
して接続されている。蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃからの吐
出口側の吐出経路１６′には切換弁Ｖ₄ ａ′、切換弁Ｖ
₄ ｂ′、切換弁Ｖ₄ ｃ′、切換弁Ｖ₄ ｄ′、ポンプ
Ｐ₃ 、切換弁Ｖ₁ ′介してヒートポンプ装置１に接続さ
れている。しかして、図３のように、ヒートポンプ装置
１の駆動にて、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに温熱を蓄熱す
る温熱経路が構成されるようにしてある。かかる場合、
切換弁Ｖ₅ ′、切換弁Ｖ₁₀′、切換弁Ｖ₁₁′が閉成され
ているのである（図３参照）。そして、分割された蓄熱
槽２ａ，２ｂ，２ｃは、独立熱媒供給手段２２としての
切換弁Ｖ₃ ａ′、切換弁Ｖ₃ ｂ′、切換弁Ｖ₃ ｃ′を独
立切換えして、任意の蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに温熱を
蓄熱することができるようにしてある。

【００１２】更に、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃの吐出経路
１６′の切換弁Ｖ₄ ｄ′側の経路から分岐させて、切換
弁Ｖ₅ ′、切換弁Ｖ₆ ′、切換弁Ｖ₇ ′を介して冷暖房
負荷部３として第１送風冷暖房器１０と第２送風冷暖房
器１１が接続され、そして、第１送風冷暖房器１０及び
第２送風冷暖房器１１からの戻り経路１２′には切換弁
Ｖ₈ ′、切換弁Ｖ₉ ′、ポンプＰ₃ 、切換弁Ｖ₁₀′、切
換弁Ｖ₃ ａ′、切換弁Ｖ₃ ｂ′、切換弁Ｖ₃ ｃ′を介し
て蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに接続されている。しかし
て、図４に示すように、ヒートポンプ装置１の停止状態
で、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃにより冷暖房負荷部３とし
ての第１送風冷暖房器１０、第２送風冷暖房器１１を運
転する暖房運転経路が構成されるようにしてある。かか
る場合、切換弁Ｖ₁ ′、切換弁Ｖ₂ ′、切換弁Ｖ
₄ ｄ′、切換弁Ｖ₁₁′が閉成されている。

【００１３】このように、複数個に分割れた蓄熱槽２
ａ，２ｂ，２ｃは、独立熱媒供給手段２２及び冷暖房切
換え手段２５にて冷熱及び温熱が全ての蓄熱槽２ａ，２
ｂ，２ｃに蓄熱されたり、そして、蓄熱槽２ａ，２ｂ，
２ｃの任意のものに冷熱をそして他のものには、温熱の
蓄熱をおこなえるようにしてある。図５は蓄熱槽２ａに
冷熱を、そして蓄熱槽２ｃには温熱を蓄熱する状態を示
している。図において、切換弁Ｖ₁ 〜切換弁Ｖ₁₀′を黒
く塗り潰したのものは閉成状態を示し、白抜きのものは
開成状態を示しいる。

【００１４】ところで、ヒートポンプ装置１における暖
房用熱媒経路７ｂ側には、貯湯タンク１３内には配設さ
れる熱交換器１４が接続されていて、ヒートポンプ装置
１の暖房用熱媒経路７ｂ側において貯湯タンク１３内の
湯水を加温することができるようにしてある。貯湯タン
ク１３には、配管１７を介してシャワーノズル１８が接
続されている。

【００１５】このように、ヒートポンプ装置１を稼働さ
せてその熱媒を冷暖房用蓄熱槽２に供給して冷暖房用蓄
熱槽２に熱量を蓄えて、電力に余裕がある深夜に深夜電
力を使って蓄熱をおこない、昼間の必要時に蓄熱された
熱量を使用して冷暖房をおこなうのであり、しかして、
電力使用が一時に重なるのを回避し、余裕のある深夜電
力を安くかつ有効に使用するのである。そして、上記冷
暖房用蓄熱槽２が複数個に分割され、これら分割された
第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄熱槽２ｂ及び
第３冷暖房用蓄熱槽２ｃに各々独立してヒートポンプ装
置１からの熱媒を供給する独立熱媒供給手段２２が設け
られていて、冷暖房用蓄熱槽２を複数に分割して、これ
ら分割された第１冷暖房用蓄熱槽２ａ、第２冷暖房用蓄
熱槽２ｂ及び第３冷暖房用蓄熱槽２ｃに独立して蓄熱を
おこない、必要個数のみのものに所定温度の蓄熱を短時
間にかつ必要エネルギーにて蓄熱をおこなえ、一つの大
容量の冷暖房用蓄熱槽２を使用する構成のものに比べ
て、蓄熱を合理的におこなえるのである。特に本発明に
おいては、分割されたものの少なくとも一つの冷暖房用
蓄熱槽２ａにおいては、ヒートポンプ装置１における熱
媒経路７の冷房用熱媒経路７ａ及び暖房用熱媒経路７ｂ
に切換え接続する冷暖房切換え手段２５が付設されてい
ることで、複数個に分割された第１冷暖房用蓄熱槽２
ａ、第２冷暖房用蓄熱槽２ｂ、第３冷暖房用蓄熱槽２ｃ
・・の或るものは冷房用の蓄熱をおこなえ、そして他の
或るものは暖房用の蓄熱をおこなえ、しかして、春秋期
などで、例えば、南向きの部屋の冷房をおこなうととも
に北向きの部屋の暖房をおこなえる等、合理的な冷暖房
をおこなえるのである。

【００１６】ところで、ヒートポンプ装置１を稼働し
て、蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃに蓄熱をおこないながら、
かかる蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃからの冷媒もしくは熱媒
にて冷暖房負荷部３を運転してもよいものである。ま
た、分割された蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃの例えば吐出側
経路に温度センサーＳ・・を付設して、各蓄熱槽２ａ，
２ｂ，２ｃにおける蓄熱状態を検出し、この検出結果に
基づいて、各切換弁Ｖ₁ 〜切換弁Ｖ₁₁′の開閉制御をコ
ントローラにておこなって、各蓄熱槽２ａ，２ｂ，２ｃ
の蓄熱温度を所定温度になるように、また、放熱状態を
管理するように制御するものである。

【００１７】尚、実施例においては、冷暖房負荷部３と
して、送風冷暖房器１０，１１を使用したが、他の冷暖
房器を使用してもよいのはいうまでもない。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述のように、電力にて駆動さ
れる冷暖房用のヒートポンプ装置からの熱媒経路に冷暖
房用の蓄熱をおこなう冷暖房用蓄熱槽が接続され、この
冷暖房用蓄熱槽の下流側に冷暖房用蓄熱槽を通過した熱
媒にて熱交換されて冷暖房がおこなわれる冷暖房負荷部
が接続された冷暖房装置であるから、ヒートポンプ装置
を稼働させてその熱媒を冷暖房用蓄熱槽に供給して冷暖
房用蓄熱槽に熱量を蓄えることができ、電力に余裕があ
る深夜に深夜電力を使って蓄熱をおこない、昼間の必要
時に蓄熱された熱量を使用して冷暖房をおこなうことが
でき、しかして、電力使用が一時に重なるのを回避し、
余裕のある深夜電力を安くかつ有効に使用できるのであ
り、しかも、上記冷暖房用蓄熱槽が複数個に分割され、
これら分割された第１冷暖房用蓄熱槽、第２冷暖房用蓄
熱槽及び第３冷暖房用蓄熱槽・・に各々独立してヒート
ポンプ装置からの熱媒を供給する独立熱媒供給手段が設
けられているから、冷暖房用蓄熱槽を複数に分割して、
これら分割された第１冷暖房用蓄熱槽、第２冷暖房用蓄
熱槽及び第３冷暖房用蓄熱槽・・に独立して蓄熱をおこ
なうことで、必要個数のみのものに所定温度の蓄熱を短
時間にかつ必要エネルギーにて蓄熱をおこなえ、一つの
大容量の冷暖房用蓄熱槽を使用する構成のものに比べ
て、蓄熱を合理的におこなえ、かつ、分割されたものの
少なくとも一つの冷暖房用蓄熱槽においては、ヒートポ
ンプ装置における熱媒経路の冷房用熱媒経路及び暖房用
熱媒経路に切換え接続する冷暖房切換え手段が付設され
ているから、複数個に分割された第１冷暖房用蓄熱槽、
第２冷暖房用蓄熱槽、第３冷暖房用蓄熱槽の或るものは
冷房用の蓄熱をおこなえ、そして他の或るものは暖房用
の蓄熱をおこなえ、しかして、春秋期などで、例えば、
南向きの部屋の冷房をおこなうとともに北向きの部屋の
暖房をおこなえる等、合理的な冷暖房をおこなえるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略説明図であり、ヒート
ポンプ装置を駆動して冷暖房用蓄熱槽に冷熱を蓄熱させ
ている蓄熱状態の経路図である。

【図２】同上の冷暖房用蓄熱槽にて冷房負荷を駆動する
冷房運転状態の経路図である。

【図３】同上のヒートポンプ装置を駆動して冷暖房用蓄
熱槽に温熱を蓄熱させている状態の経路図である。

【図４】同上の冷暖房用蓄熱槽にて暖房負荷を駆動する
冷房運転状態の経路図である。

【図５】同上の冷暖房用蓄熱槽にて冷房負荷及び暖房負
荷を同時に運転している状態の経路図である。

【符号の説明】

１ ヒートポンプ装置 ２ 冷暖房用蓄熱槽 ２ａ 第１冷暖房用蓄熱槽 ２ｂ 第２冷暖房用蓄熱槽 ２ｃ 第３冷暖房用蓄熱槽 ３ 冷暖房負荷部 ２２ 独立熱媒供給手段 ２５ 冷暖房切換え手段 １ ヒートポンプ装置 ２ 冷暖房用蓄熱槽 ２ａ 第１冷暖房用蓄熱槽 ２ｂ 第２冷暖房用蓄熱槽 ２ｃ 第３冷暖房用蓄熱槽 ３ 冷暖房負荷部 ２２ 独立熱媒供給手段 ２５ 冷暖房切換え手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力にて駆動される冷暖房用のヒートポ
   ンプ装置からの熱媒経路に冷暖房用の蓄熱をおこなう冷
   暖房用蓄熱槽が接続され、この冷暖房用蓄熱槽の下流側
   に冷暖房用蓄熱槽を通過した熱媒にて熱交換されて冷暖
   房がおこなわれる冷暖房負荷部が接続された冷暖房装置
   であって、上記冷暖房用蓄熱槽が複数個に分割され、こ
   れら分割された第１冷暖房用蓄熱槽、第２冷暖房用蓄熱
   槽及び第３冷暖房用蓄熱槽・・に各々独立してヒートポ
   ンプ装置からの熱媒を供給する独立熱媒供給手段が設け
   られ、そして、分割されたものの少なくとも一つの冷暖
   房用蓄熱槽においては、ヒートポンプ装置における熱媒
   経路の冷房用熱媒経路及び暖房用熱媒経路に切換え接続
   する冷暖房切換え手段が付設されて成ることを特徴とす
   る冷暖房装置。