JPH0638265Y2 - 空調熱源ユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は空調熱源ユニットに関し、特に冷熱蓄熱槽と温
熱蓄熱槽又は冷却水槽とからなる温度成層型複式蓄熱槽
と熱回収式ヒートポンプをコンパクトにまとめ、冷・暖
房の空調熱源を供給することのできる小型ユニットに関
するものである。

《従来の技術》 近年、冷暖房両用の空調熱源システムとして、冷熱蓄熱
槽，温熱蓄熱槽及びヒートポンプを用いるものが開発さ
れている（特開昭62-13944号参照）。

この原理を、第２図により説明する。

同図において、冷房負荷Ｃと連結された冷熱蓄熱槽（以
下、冷水槽）１と、暖房負荷Ｗと連結された温熱蓄熱槽
（以下、温水槽）２とが、蒸発器３並びに凝縮器４とを
有するヒートポンプＨで連結されている。

このヒートポンプの一部となる蒸発器３と凝縮器４と
は、第３図に示すように圧縮機５と膨脹弁６とで構成さ
れる熱媒循環路を介して連結されている。

冷水槽１内の冷水を図示省略の冷水循環ポンプでヒート
ポンプＨの蒸発器３に循環させる一方、温水槽２内の温
水を、図示省略の温水循環ポンプで、ヒートポンプＨの
凝縮器４に循環させる。

この熱媒循環路内を循環する熱媒が蒸発器３にて上記冷
水槽１からの冷水から熱を奪って蒸発し、この熱を凝縮
器４にて上記温水槽２からの温水へ放熱して凝縮する。

この熱媒の蒸発と凝縮により、冷水槽１からの冷水は冷
却され、温水槽２からの温水は加熱されて、夫々冷水槽
１、温水槽２へ戻される。

《考案が解決しようとする課題》 ところで、第２図、第３図に示す空調熱源システムは、
一般に大型で、しかも冷・温水槽1,2、蒸発器3,凝縮器
4,圧縮機5,膨脹弁６等の単位機器を現場にて適宜組合
せ、言わば手作りにて構成されることが多く、次のよう
な問題があった。

（１）大型であるため、配管が長く、熱損失が大きいの
みならず、きめ細かい制御が極めて困難である。

（２）単位機器を現場にて組立てるため、施工効率が低
く、品質が悪い。

（３）上記（１），（２）から建築部位との整合性がな
いばかりでなく、構成機器全体の移動が極めて困難であ
り、しかもメンテナンスが極めて煩雑である。

本考案は以上の諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、コンパクトで工場での組立てが可
能であり、熱損失がなく、施工効率及び品質が良好で、
移動やメンテナンスも容易であり、建築物との整合性も
ある空調熱源ユニットを提案するにある。

《課題を解決するための手段》 本考案は、上記目的を達成するために、隣接する冷熱蓄
熱槽及び温熱蓄熱槽からなる温度成層型複式蓄熱槽を上
下に設け、該上下の温度成層型複式蓄熱槽の冷熱蓄熱槽
と温熱蓄熱槽をそれぞれ接続配管で連通させ、該両接続
配管近傍に蒸発器と凝縮器を備えたヒートポンプを設
け、上下いずれか一方又は双方の冷熱蓄熱槽とヒートポ
ンプの蒸発器を冷熱媒体配管で連結し、上下いずれか一
方又は双方の温熱蓄熱槽とヒートポンプの凝縮器を温熱
媒体配管で連結してなることを特徴とする空調熱源ユニ
ットに関するものである。

上記の温熱蓄熱槽に代えて冷却水槽を用いることもでき
る。

また、本考案に係る上記構成の空調熱源ユニットは、そ
の全体が円筒形に構成されることが好ましい。

《作用》 本考案に係るユニットにおいては、上下に設けられた温
度成層型複式蓄熱槽の上下の冷熱蓄熱槽同士が接続配管
で連通されて同一温度になっており、また上下の温熱蓄
熱槽もやはり接続配管で連通されて同一温度になってい
る。

この温度成層型複式蓄熱槽内の冷熱媒体（例えば、冷
水）が適宜、本考案に係るユニットから取出され、冷房
負荷に送られて冷熱が利用され、温度上昇した冷水が冷
熱蓄熱槽に戻され、該冷熱蓄熱槽内の冷水が徐々に温度
上昇する。

一方、温熱蓄熱槽内の温熱媒体（例えば、温水）も、や
はり適宜本考案に係るユニットから取り出され、暖房負
荷に送られて温熱が利用され、温度降下した温水が温熱
蓄熱槽に戻され、該温熱蓄熱槽内の温水が徐々に温度降
下する。

そして温度成層型複式蓄熱槽内の冷熱及び温熱が夫々の
負荷で利用され設定温度の範囲を越えたなら、該槽内の
冷熱媒体（冷水）及び温熱媒体（温水）をヒートポンプ
に循環させて、温度上昇した冷水の熱を温度降下した温
水に回収し、空調熱源の高効率での利用を図る。

上記の温熱蓄熱槽に代えて冷却水槽を用いる場合は、冷
熱蓄熱槽内の冷水が冷房負荷で温度上昇した後、上記と
同様にしてヒートポンプで冷却水槽内の冷却水に熱を与
え、自身は温度降下して再び冷房負荷に利用される。

一方、温度上昇した冷却水槽内の冷却水は、適宜、本考
案に係るユニットから取り出され、室外放熱器へ送られ
て放熱し、温度降下して再び上記のヒートポンプで冷熱
蓄熱槽内の冷水の温度降下に利用される。

このように、冷却水槽を用いる本考案に係るユニット
は、もっぱら冷房のみを必要とする夏期等に好適に使用
される。

また、本発明に係るユニットは、上記の温度成層型複式
蓄熱槽とヒートポンプがコンパクトにまとめられてお
り、工場等で組み立てられ、コンパクトユニットとし
て、狭いスペースへの取付け、移動等が適宜行われる。

更に、本考案に係るユニットが全体として円筒形に構成
されていれば、より狭いスペースの取付け、移動等が容
易となり、機械的強度が向上し、かつ美観が好適なもの
となる。

《実施例》 第１図は本考案に係るユニットの好適な実施例を示し、
第１図（Ａ）が縦断面図、第１図（Ｂ）が第１図（Ａ）
のＡ−Ａ線断面矢視図である。

同図に示すように、本ユニットは円筒状の筒体を基本構
成とし、その上方部分は中央から縦方向に２分割し、２
つの半円筒体を画成する。そして、その半円筒体は、そ
れぞれ、第１冷水槽1aと第１温水槽2aとなり、これによ
り第１温度成層型複式蓄熱槽100aが構成される。

同様にして、下方部分にも、半円筒体の第２冷水槽1b,
第２温水槽2bとからなる第２温度成層型複式蓄熱槽100b
が構成される。

さらに上記第1,第２冷水槽1a,1bと第1,第２温水槽2a,2b
はともに接続配管7,7を介して連通されている。

また第1,第２温度成層型複式蓄熱槽100a,100b間には略
同一平面の円筒部材101が配設されている。

この円筒部材101の内部であって、接続配管7,7近傍部
に、蒸発器３及び凝縮器４を備えたヒートポンプＨ（本
例では、前述の第３図と同様の構成のものを使用）が配
置される。

この蒸発器３と上・下部の半円筒体冷水槽1a,1bとをエ
バポレータポンプPeを介して冷水配管８で連結し、凝縮
器４と上・下部の半円筒体温水槽2a,2bとをコンデンサ
ポンプPcを介して温水配管９で連結する。

また、上・下部の半円筒体冷水槽1a,1bは冷水循環ポン
プP1を介して冷房負荷Ｃと配管10で連結され、上・下部
の半円筒体温水槽2a,2bは温水循環ポンプP2を介して暖
房負荷Ｗと配管11で連結されている。

さらに、本例では円筒部材101の外側面に操作用のコン
トロールパネル12が配置されている。

尚本例では配管10,11は円筒部材101を貫通して設けられ
ているが、上・下部の半円筒体冷水槽1a,1bの下部、上
・下部の半円筒体温水槽2a,2bの上部に配管10,11を開口
させれば、円筒部材101を貫通させずに設けることもで
きる。

以上のように構成される本考案に係るユニットは、第１
図（Ａ）に示すように、床面（FL）に設置され、先ず、
第２冷水槽1bから冷水循環ポンプP1により配管10内に冷
水が取出され、冷房負荷Ｃで冷熱が利用され、温度上昇
して第１冷水槽1aに戻される。

一方、第１温水槽2aから温水循環ポンプP2により配管11
内に温水が取出され、暖房負荷Ｗで温熱が利用され、温
度降下して第２温水槽2bに戻される。

このようにして第1,第２冷水槽1a,1b内の冷熱が利用さ
れ、冷水温度が設定値より上昇し、また第1,第２温水槽
2a,2b内の温熱が利用され温水温度が設定値より降下し
たなら、エバポレータポンプPe,コンデンサポンプPcの
運転が開始される。

これにより、第１冷水槽1a内の温度上昇した冷水が配管
８からヒートポンプＨの蒸発器３に送られ、第３図で説
明したように、膨脹弁６で膨脹されて送られて来る熱媒
に熱を与えて蒸発させ、自身は温度降下して配管８から
第２冷水槽1bに戻される。

一方、第２温水槽2b内の温度降下した温水が配管９から
ヒートポンプＨの凝縮器４に送られ、第３図で説明した
ように、上記の蒸発器３で蒸発し圧縮器５で圧縮されて
送られてくる熱媒から熱を奪って凝縮させ、自身は温度
上昇して配管９から第１温水槽2aに戻される。

また、第1,第２温水槽2a、2b内に、温水のかわりに冷却
水を充填し、循環させるようにしてもよい。ただし、そ
の場合には、暖房負荷Ｗに変えて室外放熱装置（例え
ば、クーリングタワー）Ｗとするとともに、温水循環ポ
ンプP2に変えて冷却水循環ポンプP2を用いるようにす
る。

なお、以上の実施例に係るユニットは、例えばOA機器等
が使用されている室内発熱の大きいオフィス、あるいは
宴会場や研修室等を対象として、50〜200m²当り１台程
度で使用される。

また、実施例に係るユニットを上下直列に複数台接続
し、２〜４階分をまとめた空調熱源ユニットとしても使
用することもできる。

さらに、成形型複式蓄熱槽の形状は上記した如く円筒形
に限らないのはもちろんである。

《考案の効果》 以上詳述した本考案に係る空調熱源ユニットによれば、
次のような効果を奏することができる。

（１）小型でコンパクトであるため、配管が短かくな
り、熱損失がなくなる。

（２）工場で組み立てることができるため、建築現場で
の施工が極めて容易となる。

（３）建築部位との接合性が良く、移動が簡単で、メン
テナンスも極めて容易に行える。

（４）冷暖房同時運転ができるのみならず、冷熱、温熱
のきめ細かな制御ができる。

（５）熱回収が効率良く行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る空調熱源ユニットの一実施例を示
す図で、第１図（Ａ）は全体の縦断面図、第１図（Ｂ）
は第１図（Ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図、第２図は従来の
冷暖房両用の空調熱源システムの一例を示す説明図、第
３図は第２図及び第１図の例に使用されるヒートポンプ
の一例を示す説明図である。 1a,1b……第1,第２冷水槽（冷熱蓄熱槽） 2a,2b……第1,第２温水槽（温熱蓄熱槽） ３……蒸発器、４……凝縮器 ７……接続配管、８……冷熱配管 ９……温熱配管、Ｈ……ヒートポンプ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接する冷熱蓄熱槽及び温熱蓄熱槽からな
   る温度成層型複式蓄熱槽を上下に設け、該上下の温度成
   層型複式蓄熱槽の冷熱蓄熱槽と温熱蓄熱槽を夫々接続配
   管で連通させ、該両接続配管近傍に蒸発器と凝縮器を備
   えたヒートポンプを設け、上下いずれか一方又は双方の
   冷熱蓄熱槽とヒートポンプの蒸発器を冷熱媒体配管で連
   結し、上下いずれか一方又は双方の温熱蓄熱槽と該ヒー
   トポンプの凝縮器を温熱媒体配管で連結してなることを
   特徴とする空調熱源ユニット。
2. 【請求項２】温熱蓄熱槽に代えて冷却水槽を用いること
   を特徴とする請求項１記載の空調熱源ユニット。
3. 【請求項３】全体が円筒形に構成されてなることを特徴
   とする請求項１または第２記載の空調熱源ユニット。