JPH1047716A

JPH1047716A - 暖房システムの暖冷房システムへの改造方法

Info

Publication number: JPH1047716A
Application number: JP12286997A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ogawa; 康夫小川; Yasushi Furuya; 泰古谷
Original assignee: Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な工事、小スペース、安価な工事費で暖
房システムを冷暖房システムに改造できる方法を提供す
る。【解決手段】温水ボイラ６により加熱された温水を配
管１３を介してファンコイルユニット７、７′、７″に
送ることにより構成された暖房システムにおいて、前記
暖房システムの配管系１３に圧縮式冷凍機１９により製
氷する氷蓄冷システム１０の負荷冷却手段を接続１１、
１２して冷房システムを構成したことを特徴とする暖房
システムの暖冷房システムへの改造方法としたものであ
り、前記氷蓄冷システム、圧縮機から膨張弁までの経路
中の高圧冷媒ガスを、蒸発器にバイパスするバイパス手
段を有し、且つ、該バイパス手段が、バイパス時には蒸
発器内圧を冷媒の０℃に相当する飽和圧力より高い圧力
となるように構成するのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全室にセントラル
ヒーティングが施されている高層マンションなどで、簡
単に全室冷房を可能とする暖冷房システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１（ａ）〜（ｂ）は、全室にセント
ラルヒーティングが施こされている高層マンションの断
面図である。図１（ａ）は冷房装置のない場合である。
最近、地価の高い地域に建設される高層マンションでは
ベランダ１は南側の一面しかなく、ベランダの反対側は
共用通路２となっている場合が多い。即ち、図のように
共用通路側に例えば玄関と２つの居室３があり、ベラン
ダ１側にリビングルームを含む２つの居室４があり、中
間部は窓のないダイニングキッチン５と、洗面所、浴
室、トイレなどが配された３ＬＤＫ形式の場合が多いよ
うである。そして全室に温水ボイラによるセントラルヒ
ーティングが施こされている。即ち、都市ガスや夜間電
力を用いる温水ボイラ６により、これら５室に温水が送
られ、ファンコイルユニット７、７′、７″で個別暖房
が行われている。そして、これらのマンションは、地価
の高い交通に便利なところに建てられているので、付近
の交通騒音が大きく、長時間窓を開放することができ
ず、夏季、冷房が必要不可欠となる場合が多い。

【０００３】従って、一般には図１（ｂ）のように、多
室用マンションエアコン室外機８をベランダに設置し、
各室に室内機９、９′、９″を設置するという方法が採
られている。即ち、共用通路側の居室やダイニングキッ
チン側の部分には通常のエアコンの室外機を設置するス
ペースがないので、マルチエアコンで、これらの部屋も
冷房するわけである。しかしながら、図１（ａ）の既設
のシステムを図１（ｂ）のシステムに改造する場合、下
記のような種々の問題点がある。（１）電源の増設容量が大きく、電源工事費が高額とな
る。マンションによっては大幅に電源容量を増加できな
い場合もある。（２）配管のための室内の壁を何個所も貫通しなければ
ならず、配管工事費が高額となる。また補修費も膨大な
ものとなる。（３）内機を各室に設置する必要があり、このためのス
ペースが必要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来技術の問題点を解決し、簡単な工事、小スペー
ス、安価な工事費で暖房システムが冷暖房システムに改
造できる方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、温水ボイラにより加熱された温水を配
管を介してファンコイルユニットに送ることにより構成
された暖房システムにおいて、前記暖房システムの配管
系に圧縮式冷凍機により製氷する氷蓄冷システムの負荷
冷却手段を接続して冷房システムを構成したことを特徴
とする暖房システムの暖冷房システムへの改造方法とし
たものである。本発明で用いる氷蓄冷システムとして
は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器、及び、これらを
連絡する冷媒通路により構成される蒸気圧縮式冷凍機経
路と、蒸発器において液体中の水を氷に変化させるため
の冷却手段と、生成した氷を水と共に保持する液体保持
容器、及び前記氷の溶解潜熱を負荷の冷却に用いるため
の負荷冷却手段とより構成される氷蓄冷システムにおい
て、前記圧縮機から膨張弁までの経路中の高圧冷媒ガス
を、蒸発器にバイパスするバイパス手段を有し、且つ、
該バイパス手段が、バイパス時には蒸発器内圧を冷媒の
０℃に相当する飽和圧力より高い圧力となるように構成
したものが良い。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１（ｃ）、（ｄ）に、本発明の暖冷房シ
ステムを用いた高層マンションの断面図を示す。図１
（ｃ）では、氷蓄熱室外機１０をベランダに設置し、配
管１１、１２により、既設のセントラルヒーティング用
配管１３と接続する方法である。即ち、冷房時電磁弁１
４、１５、１６、１７を作動させることにより、氷蓄熱
室外機に貯えられた氷により、ファンコイルユニット
７、７′、７″からの冷水を冷却するわけである。この
方法は氷蓄熱機を夜間も運転することにより、図１
（ｂ）のシステムに比べて、設備容量が大幅に減少す
る。（通常約¹/₃程度となる）。図１（ｃ）において、
１８は蒸発器であり、１９は圧縮式冷凍機である。図１
（ｃ）のシステムによって、前述（１）の問題点は解決
する。しかも既設のファンコイルユニットや配管を利用
することができるので、前述（２）、（３）の問題点も
解決する。

【０００７】図１（ｃ）の氷蓄熱機１０として、図２に
示す氷蓄冷室外ユニットを用いることにより、装置の小
型化、運転の安定化、冷凍効率の上昇等の効果を奏する
のでので、図１（ｄ）を用いて、図２の氷蓄冷室外ユニ
ットを用いた冷暖房システムを説明する。図１（ｄ）に
おいて、氷蓄冷室外ユニット２０は例えばベランダなど
に設置される。冷房能力は負荷の約¹/₃程度のものなの
で、ファン２１も、図２（ｂ）のファン２１の約¹/₃の
もので良く、風量が少ないので、狭いところにも設置可
能である。負荷側は図２（ｃ）の場合と同じである。即
ち、暖房時は温水ボイラ６により温水が配管ループ２２
→２３→２４→２５→２６→２７→２８→２９→３０と
循環し、その途中にファンコイルユニット７、７′、
７″が接続されていて、全室暖房可能となっている。冷
房時は電磁弁１４、１５、１６、１７が切替えられ、氷
蓄冷室外ユニット２０から配管１１により冷水が送ら
れ、配管１２により戻るようになっている。

【０００８】図２に、この氷蓄冷室外ユニット２０の詳
細図を示す。図２において、ユニット２０は蒸気圧縮式
冷凍機経路と流体循環経路よりなるコンデンシングユニ
ット部３１と液体保持容器の氷たんく部３２より構成さ
れている。先ず、コンデンシングユニット部の蒸気圧縮
式冷凍機経路を説明すると、凝縮器３３はファン２１に
より冷却され、冷却された冷媒は凝縮し膨張弁３４で減
圧され、ヘッダ３５を経由して、蒸発器３６で水を氷ら
すことにより吸熱して蒸発する。蒸発器３６は冷媒通路
３７の外側にファン３８が設けられ、冷却能力を向上さ
せている。蒸発した冷媒ガスは圧縮機３９により吸入さ
れて、圧縮されヘッダ４０を経て再び凝縮器３３に吐出
される。

【０００９】一方、流体循環経路では、液体保持容器で
ある氷タンク部３２の底部の水はポンプ４１により吸入
され三方弁４２、配管４３を経由してヘッダ４４に送ら
れ流出部４５から、フィン部方向に噴出する。従って、
フィン部に氷４６が生長することになるが、氷の厚さが
厚くなった時点で、バイパス制御弁４７が開けられる。
この開度は検出部４８の信号により蒸発温度が０℃以上
となるように制御される。または予じめ蒸発温度が０℃
以上となるようなサイズのバイパス配管を用い、この制
御弁４７を電磁弁としておいてもよい。図３は冷凍サイ
クル説明のための圧力／エンタルピー線図である。製氷
運転時はａ→ｂ（圧縮過程）、ｂ→ｃ（凝縮過程）、ｃ
→ｄ（減圧過程）、ｄ→ａ（蒸発過程）からなるサイク
ルにより運転されている。

【００１０】バイパス制御弁４７が作動すると冷凍サイ
クルはｅ→ｆ→ｇ→ｅのように作動する。即ち、バイパ
ス制御弁４７により高圧冷媒ガスはｅ→ｆのように変化
する。そしてこのｆ点の圧力は０℃相当飽和圧力より高
くなっているので、フィン３８を介して、フィン面に氷
結している氷が解氷し、その熱により冷媒ガスは逆に冷
却され、ｇ点となる。そして、再び圧縮機により圧縮さ
れ、ｅ点となる。また、解氷時は、コンデンサファン２
１を停止する。即ち、第４図のように凝縮器で冷却する
とｅ′ｅ″に相当するエンタルビー分だけ外気を加熱す
ることになるので、解氷のためのエンタルビー差ｆｇが
減少する。

【００１１】また解氷した氷はタンク３２内に落ち、貯
氷される。特に、本発明では、液体保持容器である氷タ
ンク中央部に沢山の小孔のある円筒４８を設けており、
水の流れを良くするようにしている。またファンコイル
ユニットを使用するときは制御弁４２によりファンコイ
ルユニットからの還水がノズル４９より、この氷蓄冷ユ
ニットに流入してくるので、蒸発温度は高くなり、ＣＯ
Ｐの良い状態で運転することができる。それでも負荷容
量より、蒸発器容量は小さいので、徐々に水は溶けるこ
とにより、冷房負荷に対応することができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明のシステムは、前述のような構成
となっているので、下記のような優れた効果がある。（１）図１（ａ）セントラルヒーティング設備がある場
合に、氷蓄冷システムを用いて冷房も出来るように改造
することができる。即ち（１−１）僅かな電源設備の増加で、完全冷房を可能と
することができる。（１−２）室内の壁を貫通する配管工事を省略できる。（１−３）室内機のためのスペースが不要である。（１−４）室外機のファンの容量を小さくすることがで
き、ベランダにおける設置が容易である。

【００１３】また、室外機に図２に示す氷蓄冷空外ユニ
ットを用いることにより次のような効果を奏することが
できる。（２）氷厚みが厚くならないので、蒸発器性能が良好で
ある。従ってＣＯＰも良くなる。（３）蒸発器部と貯氷部が別となっているので、蒸発器
が小さくなる。また、氷タンクの中央部に小孔のある円
筒を設けたので氷タンクに氷を大量に貯留しても水の流
れは良好に確保できる。（４）逆サイクル方式ではないので、大きなレシーバー
を設置しなくても液バックの心配がない。（５）安定した運転が可能である。（６）高価な４方弁が不要である。即ち、バイパス制御
弁のサイズは４方弁と比べ、非常に小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】全室セントラルヒーティングの高層マンション
断面図

【図２】本発明に用いる氷蓄冷室外ユニットの概略断面
図

【図３】冷凍サイクル説明のための圧力／エンタルピー
線図

【図４】冷凍サイクル説明のための圧力／エンタルピー
線図

【符号の説明】

１…ベランダ、２…共用通路、３、４、５…居室等、６
…温水ボイラ、７、７′７″…ファンコイルユニット、
８…マルチエアコン室外機、９、９′９″…室内機、
１０…従来の氷蓄熱機、１１〜１４…配管、１５〜１７
…電磁弁、１８…蒸発器、１９…圧縮式冷凍機、２０…
本発明の蓄冷ユニット、２１…ファン、２２〜３０…配
管、３１…コンデンシングユニット部、３１…氷タンク
部、３３…凝縮器、３４…膨張弁、３５…ヘッダ、３
６…蒸発器、３７…冷却通路、３８…フィン、３９…圧
縮機、４０…ヘッダ、４１…ポンプ、４２…三方弁、４
４…ヘッダ、４５…流出部、４６…氷、４７…バイパス
制御弁、４８…小孔円筒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温水ボイラにより加熱された温水を配管
を介してファンコイルユニットに送ることにより構成さ
れた暖房システムにおいて、前記暖房システムの配管系
に圧縮式冷凍機により製氷する氷蓄冷システムの負荷冷
却手段を接続して冷房システムを構成したことを特徴と
する暖房システムの暖冷房システムへの改造方法。