JPH06508199A - 複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システム - Google Patents

複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システム

Info

Publication number
JPH06508199A
JPH06508199A JP5500561A JP50056193A JPH06508199A JP H06508199 A JPH06508199 A JP H06508199A JP 5500561 A JP5500561 A JP 5500561A JP 50056193 A JP50056193 A JP 50056193A JP H06508199 A JPH06508199 A JP H06508199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
improvement
tank
energy storage
during
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5500561A
Other languages
English (en)
Inventor
ユーセルトン ロバート ビー
ディーン ウィリアム ジェイ
ロングマン マイケル ジー
Original Assignee
レノックス インダストリーズ インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by レノックス インダストリーズ インコーポレイテッド filed Critical レノックス インダストリーズ インコーポレイテッド
Publication of JPH06508199A publication Critical patent/JPH06508199A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0017Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D16/00Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

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】 複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システムR盟Ω背量 本発明は、全体的には、エネルギ貯蔵システムを組み込んだ空気調和装置に関す るものであり、一層詳しくは、氷物質または共融物質(以下、時に「負熱エネル ギ貯蔵物質」と呼ぶことがある)を貯蔵し、貯蔵した負エネルギをピーク電力需 要時に供給すると共に、氷物質または共融物質を貯蔵するタンクへ冷媒液を循環 させることなく異なった時間で順次に空気調和を行い、不要な融解を避け、その 結果、負熱エネルギ貯蔵物質の再凍結の必要性を避けることのできる改良装置に 関する。
従来、電力公益事業で用いられている2段価格システムを効率よく利用する目的 のために負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ成る種の複合空気調和装置が開発 されている。特に、このような装置の一例がFischerの米国特許第4,7 35,064号に2載されている。
背景を説明すれば、電力公益事業は、ピーク時間とオフピーク時間に分割した2 段価格構造を開発した。電力需要が最高となったとき(日間平均最高温度に対応 する日中時間)にピーク時間が生じる。ピーク時間は、一般に、午後の時間周辺 の時間に成る程度関係する。温度が最高になる日中時間(すなわち、「ピーク時 間」)に電力需要が比較的高くなる1つの重要な理由は、商業地域、居住地域の 建物においてかなりのパーセンテージで空気調和システムが利用されるためであ る。電力需要が最低になると「オフピーク」時間が生じる。このオフビーク時間 は、一般に、人々の活動が比較的低下するためにもしあるとしても冷房用の電力 需要が最低になり、同じ理由のために電気照明用の電力利用が最低となる真夜中 の時間帯に対応する。
日中ピーク時間での電力需要が最高となる結果、ピーク時間中の電力価格率は、 オフビーク時間での電力価格率よりもかなり大きくなる。
商業地区、居住地区の建物で利用される電力量はピーク時間にはかなりのものと なる。それに鑑みて、オフビーク時にのみ電気装置、たとえば、空気調和コンプ レッサを利用し、ピーク時間には貯蔵エネルギを利用するというかなり有利な提 案がなされた(たとえば、Fischerの米国特許第4,735,064号) 。
これら従来の構造は冷却コイルまわりに組み込んだ貯蔵タンクを有する装置に向 けられている。コイルは冷媒を収容している。調和ユニットがコイルに接続され ていて、コイルに冷媒液を供給する。この冷媒液は、膨張時、オフビーク電力需 要時間に対応する第1時間中に物質を凍結あるいは凝固させる。コイルは、また 、蒸発ユニットにも接続してあり、この蒸発ユニットは、ピーク電力需要時間に 対応する第2の時間中にコイルから冷えた冷媒液を受け取る。加えて、普通は、 凝縮ユニットがタンクを通過する導管によって蒸発器に接続されており、成る程 度の冷却が必要となるかも知れない第3時間中に蒸発ユニットに冷媒を与えるよ うになっている。この第3時間はオフビーク時間中に生じる。オフビーク時間中 にこのように冷却を行うように稼働させることによってエネルギ使用量および稼 働コストが低下する。
これら従来の構造および方法には成る種の欠陥、欠点があった。たとえば、特別 な問題として、第3時間中にシステムが稼働したときにタンク内の氷を若干融解 させるということがある。またさらに、冷却モードでの低蒸発温度により、また 、冷却モード動作で融解した氷を再製造するための氷製造モードでの低蒸発温度 稼働により、稼働効率が悪くなることがわかった。したがって、凝縮ユニットか ら蒸発ユニットへ冷媒を直接圧送することを伴う普通の空気調和法に比べて、氷 を凍結したり、融解させたりすることによって冷却には「エネルギ損失」が伴う 。
従来システムに伴う欠陥に鑑みて、本発明の目的は、直接冷却モードのときに循 環冷媒にタンクをバイパスさせ、凍結させる必要のない貯蔵負熱エネルギ貯蔵物 質(通常は氷からなる)の融解を防ぐことによって最適な効率のよい稼働を可能 とする改良した負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ多モード空気調和装置を提 供することにある。
本発明の別の重要な目的は、従来システムよりも稼働コスト効率を改良した多モ ード空気調和装置およびエネルギ貯蔵システムを提供することにある。本発明の また別の重要な目的は、循環冷媒にタンクをバイパスさせることによって、普通 のヒートポンプ装置と同様に作動できる多モード空気調和装置およびエネルギ貯 蔵システムを提供することにある0本発明の他の目的および利点が以下により明 らかにされるであろう。
主型の抵! 本発明の負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ多モード空気調和装置は、少なく とも凝縮ユニットと蒸発ユニットを有するタイプの空気調和装置を利用する。
凝縮ユニットと蒸発ユニットの間で冷媒が循環し、冷媒はスプリット型空気調和 装置あるいはパッケージ・ユニットと共に利用され得る。
要約すれば、3種類の冷却モードが利用できる。すなわち、(a)冷却した(ま たは凍結した)負熱エネルギ貯蔵物質を利用するモード、(b)冷却のために蒸 気圧縮を利用するモード、(C)同時に(a)、 (b)の両方を利用するモー ドである。
負熱エネルギ貯蔵物質を収容する断熱貯蔵タンクが冷媒を循環させるためのコイ ルを囲んでいる。ここで負熱エネルギ貯蔵に言及する訳は、断熱貯蔵タンク内に 貯蔵されようとしている物質が取り除かれる熱エネルギを予め持っていて、次い で後の使用のためにそこに貯蔵されるからである。オフビーク時間、したがって 、オフビーク電力率に対応する第1 (すなわち、エネルギ貯蔵)時間中に凝縮 ユニットから来るより冷たい冷媒がコイル内を循環し、負熱エネルギ貯蔵物質を 冷却(すなわち、凍結)する。ピーク時間、したがって、ピーク時間電力率に対 応する第2時間(すなわち、負エネルギ消散時間)中、コイル内にある冷媒物質 は冷媒ポンプによってコイルから蒸発ユニットへ循環し、蒸発ユニット付近に設 置した密閉スペースへ冷却機能を実行する。凝縮ユニットは、この第2時間中は オフである。
本発明の複合多モード装置は、特に、第3時間中、たとλば、オフビーク冷却が 要求されるとき、空気調和ユニットと蒸発ユニットとを直接接続するタンク・バ イパス手段を含む。このタンク・バイパス手段は、第3時間中にタンク内に収容 されている負熱エネルギ貯蔵物質内に配置した導管またはコイルを通して冷媒が 循環するのを阻止する。したがって、この第3時間中、循環する冷媒によって熱 が負熱エネルギ貯蔵物質に与λられることばない。より詳しくは、凍結した負熱 エネルギ貯蔵物質が循環冷媒によって融解することがなく、したがって、後にピ ーク時間中(すなわち、第2時間中)に冷却で使用すべくエネルギの再貯蔵ため に続いて凍結する必要がない。
成る好ましい実施例では、本発明の多モード装置は、さらに、コンデンサ流路を 包含し、この流路は、一端で凝縮ユニットに接続してあり、タンク内のコイルへ 冷媒を送り込むためにコイルに接続した第1分岐路を有する。これらの実施例で は、第1分岐路は、少な(とも第1時間中に選択的に開き、第3時間中に選択的 に閉じるオン・オフ弁を有する。コンデンサ流路は、一端に、オン・オフ弁と凝 縮ユニットとの間に接続したバイパス管路を有し、このバイパス分岐路は反対端 で蒸発ユニットに接続しである。
さらに、成る好ましい実施例では、本発明の多モード装置は、さらに、少なくと も第2時間中にタンクへ、あるいは、第3時間中に凝縮ユニットへ蒸発ユニット から冷媒物質を戻す冷媒選択戻し手段を包含する。
さらに、成る好ましい実施例では、本発明の多モード装置は、1より多い率の冷 却能力を可能とするアンダサイズ凝縮ユニットあるいは多能穴凝縮ユニットを包 含する。第3時間において、アンダサイズ凝縮ユニットまたは多能穴凝縮ユニッ トは、低い能力で稼働し、第1の低レベルの冷却を行う。第2の高レベルの能力 は、負エネルギ貯蔵システムのコイルを通し、ならびに、凝縮ユニットを通して 冷媒を循環させることによって達成される。この第4時間は、ピーク電気エネル ギ使用時間に対応する。
また、成る好ましい実施例では、本発明の多モード装置は、さらに、凝縮ユニッ トにおける膨張弁、逆挿、逆転弁その他の普通のヒートポンプ制御器および室内 蒸発ユニット内の膨張装置と並列の逆上弁とを包含する。この実施例では、直接 加熱モードも可能である。冷媒選択戻し手段はタンクを通る冷媒の循環を防ぐ本 発明の複合多モード空気調和・負エネルギ貯蔵システムをより良(理解するには 、以下の図面の簡単な説明、好ましい実施例の詳しい説明、後述の請求の範囲お よび添付図面を参照されたい。
図面の簡単な説明 本発明の負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ多モード空気調和装置の2つの実 施例を以下の図面を参照しながら説明する。
第1図は、凝縮ユニット、蒸発ユニット、負エネルギ貯蔵タンクおよび種々の時 間で選択的に使用するために間に配置した種々の導管、弁を含むシステムの概略 図である。
第2図は、ヒートポンプ戸外ユニット、室内ユニット、負エネルギ貯蔵タンクお よび種々の時間で選択的に使用するために間に配置した種々の導管、弁を含むシ ステムの概略図である。
い の な−日 本発明の負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ多モード空気調和装置において、 空気調和装置はエネルギ貯蔵システムと作動接続されたり、不作動接続されたり する。この空気調和装置は、大雑把に言って、凝縮ユニットと蒸発ユニットを包 含する。負エネルギ貯蔵システムは、負熱エネルギ貯蔵のための(すなわち、冷 却された物質を貯蔵するための)ものであり、主として、水、共融物質その他の 塩溶液のような物質からなる負熱エネルギ貯蔵物質を収容する断熱タンクと、こ の中に配置してあって冷媒を循環させるコイルとを包含する。
オフビーク時間に対応する第1時間中、凝縮ユニットと断熱タンクが作動し、凝 縮ユニットからコイルを通して、そして、断熱タンク内に配置したコイルを通し て冷λた冷媒物質を循環させることによって負熱エネルギ貯蔵物質を冷却、好ま しくは、凍結させる。
第2時間中、タンク内に貯蔵された負熱エネルギが蒸発ユニットに送られ、空気 調和スペースを冷却する。この第2時間は、一般的には、ピークエネルギ使用の 日中時間に対応する。この負熱エネルギの伝達は、第2時間中に、タンク内の冷 却されたまたは凍結した負熱エネルギ貯蔵物質によって囲まれたコイルと蒸発ユ ニットとの間で冷媒を循環させることによって生じる。
第3時間で、タンク・バイパス手段が利用され、凝縮ユニットと蒸発ユニットを 直結し、普通の空気調和システムとして稼働させると同時に、タンク内に収容さ れている負熱エネルギ貯蔵物質内に配置された導管またはコイル内を冷媒物質が 循環するのを阻止する。これによって、第3時間中、冷媒によって負熱エネルギ 貯蔵物質へ熱が与えられることがなく、したがって、後に再凍結または再冷却あ るいはこれら両方を必要とする負熱エネルギ貯蔵物質の融解または加熱が生じな い。
タンク内に配置された上記の負熱エネルギ貯蔵物質は、水からなるものであって もよいし、当業者には公知の組成の塩溶液のような共融物質からなるものであっ てもよい、ここで利用される冷媒は、弗化炭化水素からなるものであってもよい し、一層詳しくは、成る好ましい実施例ではりフリジラント−22であってもよ いが、他の官能物質も当業者には知られている。
一層詳しく言えば、上記の複合多モード装置は、一端で凝縮ユニットに接続した コンデンサ流路を包含し、好ましい実施例では、また、コイルに接続してあって タンク内のコイルへ冷媒を送り込む第1分岐路を有する。このような実施例にお いては、この第1分岐路は、少なくとも第1時間中に選択的に開き、第3時間中 、すなわち、タンク内のコイルが蒸発ユニットと組み合った密閉スペースを冷却 するように冷媒を送るのに使用されていないときに選択的に閉じるオン・オフ弁 を有する。さらに、コンデンサ流路は、好ましくは、一端でオン・オフ弁と凝縮 ユニットの間に接続されたバイパス管路を有する。このバイパス分岐路は反対端 で蒸発ユニットに接続してもよい。
上記の特徴に加えて、本発明は、また、より小さいサイズ、より高い効率で構成 要素を使用できる。これらおよび他の好ましい実施例では、好ましくは、サーモ スタット膨張弁(TVX)が蒸発ユニットの上流側に配置され、コンプレッサの 過熱状態を維持する。また、これらおよび他の好ましい実施例では、装置は、さ らに、少なくとも第2時間中にタンクへ、あるいは、第3時間中に凝縮ユニット へ蒸発ユニットから冷媒物質を戻す冷媒選択戻し手段を包含する。
ここで、2速凝縮ユニツトがより低い速度での冷房シーズン中に多くの時間にわ たって作動することが注目された。これは、冷房シーズンの大部分にわたって、 建物の冷房負荷が空気調和器の最高能力よりもかなり低いためである。従来利用 されている装置および方法は、普通は、正規寸法の凝縮ユニットを包含する。
別の実施例において、本発明は、好ましくは、低い能力で高い効率をもって直接 冷房機能を提供すべくアンダサイズの凝縮ユニットを利用する。たとえば、2段 室内サーモスタットは、第1需要段階を検知したときに直接蒸気圧縮冷房モード (第3時間)を実施する。アンダサイズの凝縮ユニットは、サーモスタットの要 求を満たすことができるかあるいは満たすことのできない冷房レベルを提供する ことになる。アンダサイズ凝縮ユニットを使用しているときに潜在能力を保持す るために成る低い室内ブロワ−速度が直接冷房モードには好ましい。もしサーモ スタットが第2需要段階になったならば、これは直接稼働モードが負荷を満たす には不適切であることを示し、システムは氷を用いて蒸気圧縮システムの能力を 援助する冷房モード(第4時間)に移行することになる。冷却能力は相当する瞬 間電力の増加なしにかなり向上することになる。
いくつかの実施例はより高いエネルギ効率稼働を達成させる直接冷房モードを達 成するが、第1図は、氷製造モードで作動するシステムの一例を示す概略図であ り、黄熱エネルギ貯蔵物質として水を用いる種々のモードが、それぞれ、第1、 第2、第3、第4の時間に組み合った氷融解モード、直接モード、氷支援直接モ ードとして表わすことができる。
まず第1図を参照して、ここには、特に、本発明の示すエネルギ貯蔵システムを 組み込んだ多モード空気調和装置が全体的に10で示しである。全体的に12で 示す空気調和装置が全体的に14で示す負エネルギ貯蔵システムと接続して設け である。空気調和装置12は、全体的に16で示す凝縮ユニットと、全体的に1 8で示す蒸発ユニットとを包含する。負エネルギ貯蔵システム14は、主として 、負熱エネルギ貯蔵物質を収容する断熱タンク20と、このタンク内に配置して あってそこを通して冷媒26を循環させるコイル24とを包含する。凝縮ユニッ ト16はコンデンサ28とコンプレッサ30とを包含する。
凝縮ユニット16および断熱タンク20は、オフビーク時間に対応する第1時間 中に作動し、凝縮ユニット16のコンデンサ28からコイル24を通し、また、 断熱タンク20内に配置されたコイルを通して冷たい冷媒物質26を循環させる ことによって負熱エネルギ貯蔵物質22を冷却、好ましくは、凍結させる。
第2時間中、タンク20内に貯蔵された負熱エネルギは蒸発ユニット18に送ら れてほぼピークエネルギ使用に対応する密閉空気調和スペースを冷却する。
上述したように、この負熱エネルギの伝達は、第2時間中にタンク20内のコイ ル24から蒸発ユニット18へ冷媒26を循環させることによって生じる。
上述したように、第3時間においては、全体的に32で示すタンク・バイパス手 段が利用されて、第3時間中に凝縮ユニット16と蒸発ユニット18を直結する と同時に、タンク2o内に収容されている負熱エネルギ貯蔵物質22内に配置さ れたコイル24内に冷媒材料26が循環するのを阻止する。それによって、この 第3時間中に、fJmblする冷媒26によって冷却された/凍結された負熱エ ネルギ貯蔵物質22に熱が与えられることがなく、したがって、後に再凍結また は再冷却あるいはこれら両方を必要とする凍結黄熱エネルギ貯蔵物質22の融解 は生じない。
さらに詳しく言えば、上記の複合多モード装置1oは、一端36で凝縮水ユニッ ト16のコンデンサ28に接続してあり、矢印Aの方向へ、タンク20内のコイ ル24へ冷媒を矢印B、Cで示すように送り込むためにコイル24に接続した第 1分岐路38を通して1疑縮した冷媒物質26を圧送するコンデンサ流路34を 包含する。第1分岐路38はオン・オフ弁40を有し、このオン・オフ弁は好ま しくは少なくとも第1時間中に選択的に開き、タンク20内のコイル24が蒸発 ユニット18に組み合ったスペースを冷却するのに用いられていない第3時間中 に選択的に閉じるソレノイド弁からなる。オン・オフ弁40はコンデンサ流路3 4の第1分岐路38内の下流側に配置された膨張装置42を有する。
第4時間中、冷媒物質26は、矢印りで示すように、アキュムレータ戻り管路4 4内をアキュムレータ46までタンク内で上方へ送られる。その後、蓄積された 冷媒物質26は矢印E、F、Gで示すようにコンプレッサ戻り管路48を通って コンプレッサ30へ戻される。逆止弁50がアキュムレータ46への逆流を防い でいる。
第2時間中、タンク20内に貯蔵された負部エネルギによって蒸発ユニット18 と組み合った空気調和スペースを冷却したいときには、冷媒26がアキュムレー タ46の底から引き出され(矢印)1$−)、液体ポンプ54によって逆止弁5 6を通して蒸発ユニット18へ供給される。その後、「使用済みの」 (すなわ ち、加熱された)冷媒26は3方向弁58によってコイル24へ戻され、再冷却 される(矢印1.J参照)。
第3時間中、冷媒26は、オン・オフ弁40が閉じ位置にあって冷媒26がコイ ル24内へ下方に流れるのを防いでいるとき、コンデンサ28からコンデンサ流 路34を通ってタンク・バイパス管路60へ圧送される。その後、冷媒26は従 来公知のタイプのサーモスタット膨張弁62を通って(矢印り、M参照)蒸発ユ ニット18へ流れ、順次に3方向弁58、バイパス戻り管路64(矢印N参照) 、コンプレッサ戻り管路または吸引管路48を通って凝縮ユニット16のコンプ レッサ30へ戻る。したがって、第3時間に対応するモードで稼働しているとき 、冷媒26はいかなる導管あるいはコイル内も循環することはなく、むしろタン ク20をバイパスしてタンク20内の負熱エネルギ貯蔵物質22へ熱エネルギを 与えるのを阻止する。
第4時間中、動作は第3時間のものと同様であるが、ただし、ソレノイド弁40 が開き、ポンプ54がオンであり、3方向弁58が蒸発器からタンク20へ蒸気 を戻している(矢印工参照)。蒸発器18で吸収された熱エネルギは負熱エネル ギ貯蔵物質へ放出され、そして、凝縮ユニット16を経て外気へ放出される。
図示したこれらの実施例に加えて、その範囲内で成る種の修正が可能である。
特に、そして、本発明の範囲から逸脱することな〈実施し得る変形例のい(つか はあらゆる冷房モードで蒸発器TXVを通して液体冷媒を循環させる手段を包含 し、この場合、液体ポンプの出口が膨張装置の上流で液体につながる。さらに、 モード間で切り換λるときに安定状態出現期間に入るためにアキュムレータ内に 吸引/液体熱交換器を設けることが種々の代替実施例では必要である。
第2図を参照して、ここには、特に、本発明のエネルギ貯蔵システムを組み込ん だ多モード空気調和装置が全体的に82で示してあり、全体的に14で示す負エ ネルギ貯蔵システムと接続してヒートポンプ装置(全体的に84で示す)が設け である。ヒートポンプ装置84はヒートポンプ戸外ユニット(全体的に78で示 す)と室内熱交換器80とを包含する。負エネルギ貯蔵システム14は第1図に 示すものと同じである。ヒートポンプ戸外ユニット78は、戸外熱交換器86、 コンプレッサ30、逆転弁74、膨張弁7oおよび逆止弁72を包含する。
室内熱交換器80と組み合った膨張弁62は加熱モードにある間に冷媒をバイパ スさせる逆止弁76を有する。
第1図に示すモードはすべてこの構成で作動し得る。加えて、ソレノイド弁40 を閉ざし、3方向弁58をコンプレッサ吐出がすを室内熱交換器80へ循環させ るように位置決めすることによって普通のヒートポンプ作動サイクルを使用し得 る。
本発明の改良方法および装置の基本的で新規な特徴は、当業者であれば上記の説 明から容易に理解できよう、また、本発明の改良装置の形態、構成および配置に おいて、そして、本発明の方法の諸段階において種々の変更、修正をなし得るこ とは容易に明らかとなろう、これら種々の変更、修正は本発明の精神、範囲から 逸脱することなく上述した通りである。したがって、上述した本発明の好ましい 実施例および代替実施例はいかなる意味でも本発明の精神、範囲を限定すること を意図したものではない。
給 国際調査報告 、、−−−、、PCT/US 92104487、 N@PCT/US 921 04487フロントページの続き (72)発明者 ロングマン マイケル ジ−アメリカ合衆国 テキサス 75 028 フラワー マウンド フェアモント ドライブ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.負エネルギ貯蔵システムを組み込んだ多モード空気調和装置において空気調 和装置が凝縮ユニットと蒸発ユニットとを包含し、これらユニットの間で冷媒を 循環させるようになっており、負エネルギ貯蔵システムが負熱エネルギ貯蔵物質 を収容するタンクと、このタンク内に配置してあり、そこを通して冷媒を循環さ せ、第1時間中に負熱エネルギ貯蔵物質を冷却するか、あるいは、第2時間中に 負熱エネルギ貯蔵物質に熱エネルギを与えて時間シフト式空気調和を行わせる冷 媒導管とを有し、第3時間中に前記凝縮ユニットと前記蒸発ユニットを直結し、 前記タンク内に収容されている負熱エネルギ貯蔵物質内に配置された冷媒導管内 での第3時間中の冷媒の循環を回避するタンク・バイパス手段を包合しそれによ って、前記第3時間中に、前記循環する冷媒から前記負熱エネルギ貯蔵物質に熱 エネルギを付与させないようにしたことを特徴とする改良。
  2. 2.請求の範囲第1項の改良において、前記タンク内に収容されている前記負熱 エネルギ貯蔵物質が水からなることを特徴とする改良。
  3. 3.請求の範囲第1項の改良において、前記タンク内に収容されている前記負熱 エネルギ貯蔵物質が塩溶液からなることを特徴とする改良。
  4. 4.請求の範囲第1項の改良において、前記冷媒が弗化炭化水素からなることを 特徴とする改良。
  5. 5.請求の範囲第4項の改良において、前記弗化炭化水素がリフリジラント−2 2からなることを特徴とする改良。
  6. 6.請求の範囲第1項の改良において、前記装置が、一端で前記凝縮ユニットに 接続してあり、前記タンク内の前記コイルへ前記冷媒を送り込むように前記コイ ルに接続した第1分岐路を有するコンデンサ流路を包含し、前記第1分岐路が少 なくとも第1時間中に選択的に開き、第3時間中に選択的に閉じるオン・オフ弁 を有し、前記コンデンサ流路が、一端で、前記オン・オフ弁と前記凝縮ユニット の間で接続したバイパス管路を有し、前記バイパス分岐路が反対端で前記蒸発ユ ニットに接続してあることを特徴とする改良。
  7. 7.請求の範囲第6項の改良において、前記バイパス管路が前記蒸発ユニットの 上流側に配置したサーモスタット膨張弁を有することを特徴とする改良。
  8. 8.請求の範囲第6項の改良において、さらに、少なくとも前記第2時間中に前 記タンクヘ、あるいは、前記第3時間中に前記凝縮ユニットへ前記蒸発ユニット から冷媒を戻す冷媒選択戻し手段を包含することを特徴とする改良。
  9. 9.請求の範囲第8項の改良において、前記冷媒選択戻り手段が前記第1第2の 時間のそれぞれで前記タンクヘ冷媒を戻す手段を包含することを特徴とする改良 。
  10. 10.請求の範囲第8項の改良において、前記冷媒選択戻し手段が、少なくとも 前記第2時間中に前記蒸発ユニットと前記タンクの間、あるいは、前記第3時間 中に前記蒸発ユニットと前記凝縮ユニットとの間を連絡する導管に配置された3 方向弁を包含することを特徴とする改良。
  11. 11.請求の範囲第1項の改良において、タンク内に配置された冷媒導管がコイ ルからなることを特徴とする改良。
  12. 12.請求の範囲第1項の改良において、前記冷媒選択戻し手段が、少なくとも 前記第2時間中に前記蒸発ユニットと前記タンクの間、あるいは、前記第3時間 中に前記蒸発ユニットと前記凝縮ユニットの間を連絡する導管に配置した一対の ソレノイド弁を包含することを特徴とする改良。
  13. 13.請求の範囲第1項の改良において、さらに、タンク内に配置された冷媒導 管を通すと同時に凝縮ユニットを通して冷媒を循環させると共に、第4時間中に 高い冷却レベルを与える冷却補助手段を包含することを特徴とする改良。
  14. 14.請求の範囲第1項の改良において、さらに、前記負エネルギ貯蔵システム と作動状態で組み合わせたヒートポンプを包含することを特徴とする改良。
  15. 15.請求の範囲第14項の改良において、さらに、加熱モードにおいてタンク ヘ冷媒を移動させないために循環冷媒をバイパスさせるヒートポンプ・タンク・ バイパス手段を包含することを特徴とする改良。
JP5500561A 1991-05-28 1992-05-27 複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システム Pending JPH06508199A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/706,057 US5211029A (en) 1991-05-28 1991-05-28 Combined multi-modal air conditioning apparatus and negative energy storage system
US706,057 1991-05-28
PCT/US1992/004487 WO1992021921A1 (en) 1991-05-28 1992-05-27 Combined multi-modal air conditioning apparatus and negative energy storage system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06508199A true JPH06508199A (ja) 1994-09-14

Family

ID=24836060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5500561A Pending JPH06508199A (ja) 1991-05-28 1992-05-27 複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5211029A (ja)
EP (1) EP0586536A1 (ja)
JP (1) JPH06508199A (ja)
KR (1) KR100227878B1 (ja)
CA (1) CA2058720A1 (ja)
WO (1) WO1992021921A1 (ja)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3352469B2 (ja) * 1992-07-14 2002-12-03 東芝キヤリア株式会社 空気調和装置
CN1074118C (zh) * 1992-09-01 2001-10-31 阿伦·约翰·卡斯尔 冷藏及冷冻冰箱
US5307642A (en) * 1993-01-21 1994-05-03 Lennox Industries Inc. Refrigerant management control and method for a thermal energy storage system
WO1994020806A1 (en) * 1993-03-01 1994-09-15 Robert Ellis Lees A heat exchanger
US5497629A (en) * 1993-03-23 1996-03-12 Store Heat And Produce Energy, Inc. Heating and cooling systems incorporating thermal storage
GB9318385D0 (en) * 1993-09-04 1993-10-20 Star Refrigeration Improvements in and relating to refrigeration method and apparatus
DE9404321U1 (de) * 1994-03-15 1994-05-05 Gesellschaft für Kältetechnik-Klimatechnik mbH, 50859 Köln Kälteerzeugungsanlage
DE9404320U1 (de) * 1994-03-15 1994-05-05 Gesellschaft für Kältetechnik-Klimatechnik mbH, 50859 Köln Verteil- und Steuervorrichtung für eine Kälteerzeugungsanlage
US5683229A (en) * 1994-07-15 1997-11-04 Delaware Capital Formation, Inc. Hermetically sealed pump for a refrigeration system
US5544496A (en) * 1994-07-15 1996-08-13 Delaware Capital Formation, Inc. Refrigeration system and pump therefor
US5467812A (en) * 1994-08-19 1995-11-21 Lennox Industries Inc. Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
US5678626A (en) 1994-08-19 1997-10-21 Lennox Industries Inc. Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
US5647225A (en) * 1995-06-14 1997-07-15 Fischer; Harry C. Multi-mode high efficiency air conditioning system
US5682752A (en) * 1995-07-11 1997-11-04 Lennox Industries Inc. Refrigerant management control and method for a thermal energy storage system
US5778683A (en) * 1995-11-30 1998-07-14 Johnson Controls Technology Co. Thermal storage system controller and method
US5816063A (en) * 1996-12-10 1998-10-06 Edward R. Schulak Energy transfer system for refrigerator/freezer components
US5816062A (en) * 1997-01-15 1998-10-06 Yu Feng Enterprise Co., Ltd. Air conditioning system with supplemental ice storing and cooling capacity
AUPR400901A0 (en) * 2001-03-28 2001-04-26 Focus Thermal Technologies (International) Limited Thermal storage device
US6871509B2 (en) * 2002-10-02 2005-03-29 Carrier Corporation Enhanced cooling system
US7854129B2 (en) * 2003-10-15 2010-12-21 Ice Energy, Inc. Refrigeration apparatus
JP4714151B2 (ja) * 2003-10-15 2011-06-29 アイス エナジー インコーポレーテッド 冷却装置
US8234876B2 (en) * 2003-10-15 2012-08-07 Ice Energy, Inc. Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage
WO2005038367A1 (en) * 2003-10-15 2005-04-28 Ice Energy, Inc High efficiency refrigerant based energy storage and cooling system
US20050172660A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Anderson R. D. Thermal energy storage device and method
US7690212B2 (en) * 2004-04-22 2010-04-06 Ice Energy, Inc. Mixed-phase regulator for managing coolant in a refrigerant based high efficiency energy storage and cooling system
WO2005116547A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Ice Energy, Inc Refrigerant-based thermal energy storage and cooling system with enhanced heat exchange capability
US7152413B1 (en) 2005-12-08 2006-12-26 Anderson R David Thermal energy transfer unit and method
US7421846B2 (en) * 2004-08-18 2008-09-09 Ice Energy, Inc. Thermal energy storage and cooling system with gravity fed secondary refrigerant isolation
US7363772B2 (en) * 2004-08-18 2008-04-29 Ice Energy, Inc. Thermal energy storage and cooling system with secondary refrigerant isolation
WO2006128264A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Springer Carrier Ltda Refrigerant system with water heating
WO2006128262A2 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Springer Carrier Ltda Heat pump system with auxiliary water heating
CN100549572C (zh) * 2005-06-03 2009-10-14 开利公司 具有水加热的热泵系统中的冷却剂填充量控制
EP1938022A4 (en) * 2005-10-18 2010-08-25 Carrier Corp ECONOMIC REFRIGERANT STEAM COMPRESSION SYSTEM FOR HEATING WATER
BRPI0621589A2 (pt) * 2006-04-20 2012-09-11 Springer Carrier Ltda sistema de bomba de calor de circuito de refrigerante
KR100862277B1 (ko) 2007-02-23 2008-10-09 정의현 히트펌프식 난방기용 복합증발장치
JP2011512508A (ja) * 2008-02-15 2011-04-21 アイス エナジー インコーポレーテッド 共通の蒸発器コイルと伴に複数の冷媒および冷却ループを用いた熱エネルギ蓄積および冷却システム
KR20110029139A (ko) * 2008-05-28 2011-03-22 아이스 에너지, 인크. 격리된 증발기 코일을 갖는 축열 및 냉각 시스템
GB2470619A (en) 2009-02-11 2010-12-01 Artica Technologies Ltd Phase change material compound and pack
KR101280381B1 (ko) * 2009-11-18 2013-07-01 엘지전자 주식회사 히트 펌프
EP2715478A4 (en) 2011-05-26 2014-10-29 Ice Energy Inc SYSTEM AND METHOD FOR INCREASING A GRID EFFICIENCY BY A STATISTICAL DISTRIBUTION CONTROL
JP2014520244A (ja) 2011-06-17 2014-08-21 アイス エナジー テクノロジーズ インコーポレーテッド 液体−吸入の熱交換による熱エネルギー貯蔵のためのシステム及び方法
US9383126B2 (en) 2011-12-21 2016-07-05 Nortek Global HVAC, LLC Refrigerant charge management in a heat pump water heater
US8756943B2 (en) 2011-12-21 2014-06-24 Nordyne Llc Refrigerant charge management in a heat pump water heater
US9523524B2 (en) * 2014-05-02 2016-12-20 Gary Giubilo Refrigeration apparatus and method
EP3220071A4 (en) * 2014-12-26 2018-06-06 Daikin Industries, Ltd. Thermal storage air conditioner
KR101593367B1 (ko) 2015-03-04 2016-02-15 박재홍 축냉에너지를 이용한 에어컨디셔너
US9903621B1 (en) * 2017-03-28 2018-02-27 Inficold Inc. Cooling system with thermal battery

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2096065A (en) * 1932-03-23 1937-10-19 Ruppricht Siegfried Refrigerating system
US2246401A (en) * 1933-10-03 1941-06-17 Carrier Corp Method and means for providing refrigeration
US2185022A (en) * 1935-07-31 1939-12-26 Gen Motors Corp Refrigerating apparatus
US2512576A (en) * 1947-10-29 1950-06-20 Mojonnier Bros Co Inc Refrigerating method and apparatus
DE1015019B (de) * 1953-06-11 1957-09-05 Ideal Standard Kaelteanlage fuer direkte Verdampfung mit Speicherung
FR1394014A (fr) * 1963-09-26 1965-04-02 Transthermos G M B H Machine frigorifique à compression de vapeur froide comprenant un accumulateur de froid à débit de froid réglable, inséré dans le circuit réfrigérateur
US3675441A (en) * 1970-11-19 1972-07-11 Clark Equipment Co Two stage refrigeration plant having a plurality of first stage refrigeration systems
JPS60144576A (ja) * 1984-01-06 1985-07-30 ミサワホ−ム株式会社 ヒ−トポンプ装置
US4513574A (en) * 1984-04-30 1985-04-30 Tempmaster Corporation Low Temperature air conditioning system and method
US4637219A (en) * 1986-04-23 1987-01-20 Enron Corp. Peak shaving system for air conditioning
JPS63116073A (ja) * 1986-10-31 1988-05-20 株式会社東芝 蓄熱式ヒ−トポンプ
US4735064A (en) * 1986-11-17 1988-04-05 Fischer Harry C Energy storage container and system
US4964279A (en) * 1989-06-07 1990-10-23 Baltimore Aircoil Company Cooling system with supplemental thermal storage

Also Published As

Publication number Publication date
EP0586536A1 (en) 1994-03-16
KR100227878B1 (ko) 1999-11-01
CA2058720A1 (en) 1992-11-29
US5211029A (en) 1993-05-18
WO1992021921A1 (en) 1992-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06508199A (ja) 複合多モード式空気調和装置および負エネルギ貯蔵システム
US5467812A (en) Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
US5678626A (en) Air conditioning system with thermal energy storage and load leveling capacity
US4756164A (en) Cold plate refrigeration method and apparatus
RU2738989C2 (ru) Улучшение оттаивания реверсивным циклом в парокомпрессионных холодильных системах, основанное на материале с фазовым переходом
JP5327308B2 (ja) 給湯空調システム
US4893476A (en) Three function heat pump system with one way receiver
US5575159A (en) Heat energy transfer system
US4712387A (en) Cold plate refrigeration method and apparatus
US20140338389A1 (en) Vapor compression system with thermal energy storage
JPH0219379B2 (ja)
JP3882056B2 (ja) 冷凍空調装置
JP2000205774A (ja) カプセル式蓄熱装置
JP3370501B2 (ja) 冷房システム
JP4270803B2 (ja) 冷熱生成システム
KR20030082822A (ko) 냉,난방 겸용 빙축열 시스템
JPS6136130Y2 (ja)
JP3370478B2 (ja) 冷暖房システム
JPH05215490A (ja) ヒートポンプを利用した空調装置
JPH02219933A (ja) 蓄冷システム
JPH0244132A (ja) 氷蓄熱利用の冷凍システム
JPS60256762A (ja) ヒ−トポンプ式空調機
WO2022093669A2 (en) Multiple channel heat exchanger
JPS62280551A (ja) 蓄熱式空気調和機
JPH0198846A (ja) 蓄熱装置