JPS58138955A - 蓄冷器を備えた冷房装置 - 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】 本発明は冷媒回路を使用して蓄冷可能な蓄冷器′を需え
、該蓄冷器を冷熱源として熱交換させ冷風の発生可能な
冷ｌｌ＃に置に関するものである。

近卑、電気製品の普及に伴い、一般家庭略にもルー＾エ
アコンが普及するようになったため、特に夏季高外気温
時の電力消費蓋はきわめて大となっている。。

そこで、従来から電力消費量のピークレベルをカットす
るため、１ＩＩＩ青の冷房装置に蓄冷機能を持たせ、深
夜峰の余剰電力を使用して冷熱源として蓄冷可能とした
ものがいくつか開発されて−るロ一般に、この種の蓄冷
式冷房装置祉圧縮機、凝縮器、絞りＭｌ及び蓄冷槽内に
配設された蒸発器からなる冷媒回路において、絞り装置
より吐出される低温冷媒でもって蓄冷槽内の水、ブチイ
ン等の蓄冷剤と熱交換させ、低温として断熱維持、すな
わち蓄冷させておき、所望時、上記冷媒回路を切換え蓄
冷剤から冷熱を取抄出し、吸入空気へ放冷するものとな
っているので、常に圧縮機祉駆動され、多重の電力が消
費されていて充分なる電力ピークカットになって−ない
・ そこで、本発明は上記蓄冷式の冷房装置に陶し生じてい
る問題点をきわめて簡易かつ効果的に改良したもので、
深夜電力等の余剰電力を冷熱源として蓄冷することによ
り、始動負荷の減少、蓄冷器による単独冷房、冷媒回路
との併用冷房−で夏期略の電力消費量、Ｏピークレベル
を低下させ、かつ、消費電力量の時間差を減少させて均
一化を図り、さらに、蓄冷熱を有効に熱交換できて冷却
効率の高いものとし、かつ、凝縮水やオーバーフロー水
等を有効に活用することによって冷媒回路の容量を低下
させて省電力型とできる竺房装置を提供することを目的
としてなされたものであって、その灸旨は 利用して冷却し、蓄冷コイル外周に凝結させることによ
り蓄冷層として蓄冷し、ｌｉ！蓄冷層２）　　ｍａｉｍ
内に収容する蓄冷体を水あるいは水及び異種の蓄冷剤の
混合体とすることより、該蓄冷体を冷媒回路を利用して
冷却し、蓄冷コイル外周に凝結させ蓄冷層として蓄冷し
、該蓄冷層に直接送風して冷風を発生させるとともに、
凝縮水やオーバー７０−水を蓄冷水等に使用すべくなし
たこと にある。

以下、上記した本発明の要旨をさらに明確にするため、
本発明の一実施例を挙が、図面を利用して説明する。

本発明に係る蓄冷器を需えた冷房装置は、第１図に示す
如く、圧１ｍ８１１１１、凝縮器３、キヤビクリチェー
ゲあるいは膨張弁略の絞り装置４、蒸発器５及びアキ−
ムレ−。夕８が順次冷媒配管されて冷媒回路を形成する
と共に、該冷媒回路に水槽２及び蓄冷ｌ＃１６が併設さ
れてなる。

水槽２ｒ！、圧縮機１より吐出される高温冷媒を冷却す
ると共に温水を褥るぺ〈、冷媒配管を分岐させて水熱交
換器２１を接続し、水槽２内の水との熱交換が可能とな
っている。冷媒回路の駆動時、レベルスイッチ２２で水
位をｉｌ＃したうぇ、温度センサ２３で水温を検知して
作動する電磁弁Ｖｌ、ｖ３で冷媒流路を切換えている（
したがって電磁弁でなく、流路切換弁であってもよい）
。

また、後記貯溜タンク７からオーバー７０−される水が
水槽２に供給されるため、これの水位をレベルスイッチ
２２で検知して定量以上の水を排水すべく、レベルスイ
ッチ２２と＆紗ノする電磁弁■を備えた排水′＃９５が
形成されている。

この［磁弁ｖ１は湿度センサ２３で水温を検知し、高湿
冷媒によって昇温した水を排水するときにも作動する。

蓄冷６６ね、絞り装置４より吐出される低湿冷媒を利用
Ｌ’を蓄冷すべく、°冷媒配管を過室操作可能な電磁弁
ｖ４、ｖ＆を介して分級させて蓄冷コイル６２をに絖し
、蓄冷槽６１内に収容された蓄冷体である蓄冷水６４と
熱交換可能となって、該蓄冷コイル６２外周に蓄冷水６
４を凝結させて、蓄冷層６５が形成可能となっている。

また、蓄冷槽６１には蒸発器５で生ずる凝縮水をドレン
タンク５１及び水管９１を介して供給可能となっている
と共に、′４Ｍ冷器６による冷房の際、未凝結０蓄冷水
６４をポンプ６３で水管９２を介して貯溜タンク７へ供
給することにより、アアン６ａの駆動によって吸入口６
１１から吸入される空気とに接蓄冷層６５が接触して熱
交換可能となって−１、冷風吹出口６１２より冷風を吹
出可能となっている。

なお、蓄冷コイル６２蝶冷媒の流れる円筒管のみで形成
されていてもよいが、第３図（イ）、幹）に示すように
ＩＩＩＩＩ成してもよい。

すなわち、第３図Ｏ）龜蓄冷・イ〜が冷媒６２２の流れ
る内管６２１と、任意の蓄冷剤６２４を内包する外管６
２３とからなっており、該蓄冷コイ　９− ル外周に凝結する氷層と共に蓄冷層を形成し、その蓄冷
＊＊１大とするものである。

１ｆｔ％第Ｓ図幹）は蓄冷コイルがフィン６２５ａを突
設した冷媒６２６の流れる円筒管６２５と、任意の蓄冷
剤６２８を内包するカブ竜ル６シ７をフィン６２５ａ間
に付設して表抄、（イ）に示す実施例と同様該蓄冷コイ
ル外）４に！ｌ結する氷層と共に蓄冷層を形成し、その
蓄冷容量を大とし、さらに、１フイン６２５＆により冷
媒と蓄冷剤との熱交換効率をより大とすＺものとなって
いる。

なお、蓄冷剤６２４，６２８には水、ダウサムや環化カ
ルシウム溶液等の塩等どのような蓄冷剤を用いてもよい
か％蓄冷側御よって蓄熱コイルを腐食等させないよう蓄
熱コイルの材質を遠足する。

次に、以上Ｃように形成した本発明の作用について＆＃
、ｔイ１が、冷媒回路を用いた冷房は従来の冷房作＃１
走同−であるのでそ９薪明を省略し１その亀の作用につ
いて１１明する １０− まず、゛蓄冷作用について説明すると、電磁弁ｖ４を閉
、電磁弁ＶＳを開として冷媒回路を駆動させると、絞り
ＭＩｉ４から吐出される低湿冷媒は蓄冷コイル６２に流
れ、蓄冷槽６１内にほぼ満杯（第１図の二点鎖線に示す
水位）に収容されている蓄冷水６４を冷却し、該蓄冷□
コイル６２外周近傍の蓄冷水を相変化させて凝結し蓄冷
層６５がパイプ状に形成されていく。

この蓄冷水６４は、蒸発器５によって凝縮供給されるも
のであるから、温度が低く、−わゆる予冷された状態に
ある。したがって蓄冷エネルギがそれだけ少くてよいこ
とになる。

なお、蓄冷コイル６２に凝結する蓄冷層６５は、表面積
をなるべく大としてその熱交換を容易とするため、ＩＩ
接すや暢冷層６５が一体的に凝−しないよう最大限にコ
イル状に一結した時点で、冷媒回路の駆動を停止して蓄
冷層６５の凝結？、成を完了する。この際、未凝結の蓄
冷水６４はそのまま−１１− 蓄冷層６１内に収容しておき、保冷効果を高めておく。

このようにして蓄冷しておけば、所望時冷媒回路を全く
使用せず蓄冷器６のみによる冷房が可能となる。

すなわち、蓄冷１１６による冷房は、ポンプ６３を駆動
させ、未凝結の蓄冷水６４を水管９２を介して貯溜タン
ク７へ供給する。

したがって、該蓄冷水６４の水位の低下にしたがい蓄冷
層６５がすみやかに瀘出され、ファン６＆によって吸入
される空気と蓄冷槽６５が直接接触し、これを冷却させ
ることで冷風を生成し、冷風吹出口６１２かも冷風が吹
き出されて冷房が可能となる。

なお、冷却器５を利デした従来の冷媒回路を併用すれば
、蓄冷Ｉ＃６と冷媒回路を同時に使用した線速冷房が可
能である。

このように、蓄冷層６５と吸入空気とが直ＩＮ接触して
熱交換されるので、熱損失がほとんどなく蓄冷熱をきわ
めて有効に使用できて成績係数（００Ｐ）が高いものと
なる。

ここで、ＯＯＰとは次式で示されるものである。

また、吸入空気と熱交換した蓄冷槽６５は、逆の相変化
を起して融解し液相となるので、ポンプ６３から貯溜タ
ンク７へ排出される。貯溜タンク７の容蓋は蓄冷層６１
のそれより小となっているため、貯溜タンク７からその
差分の水がオーバーフローされ、水槽２へ供給される。

次の蓄冷のためには主として蒸発器５からの凝縮水を使
用するか、凝縮量が充分でなく蓄冷槽６内へ充分供給さ
れていない場合は電磁弁焉を開いて、貯溜タンク７内の
水を供給する。

また、前記オーバーフローホー、水熱交換器２１によっ
て高温冷媒を冷却すると共に加温され、１３− 冷媒回路の所要電力を減少し、成績係数を向上させうる
と共に、適宜給湯可能となっている。

すなわち、冷媒回路による冷房時、水槽２内に収容され
て−る水位をレベルスイッチ２２で検知したうえで、水
温ｔ：ｓ度七ンサ２３で検知する。

該水温が設定温以下の場合は電磁弁ｖ１を閉、電磁弁り
を開として年縮機１から吐出される高温冷媒が水熱交換
器２１に供給され、高温冷媒が冷却されると共に該水槽
２内の水温を上昇させる。

そして、該水ｍが設定温に達すると、温度センサ２３が
これを検知し、電磁弁ｖ１を開、電磁弁ｖ１を閉とし、
動記高温冷媒は直接凝縮−３に供給されることとなる。

このように冷媒回路に水槽２を併設すれば、凝り器３に
供給される冷媒温度を低下させることができるため、絞
り装置４による断熱１１１１張に伴う冷媒の温度低下％
さらに大となり、よって、冷媒回路自体の成績係数を高
めることができる。

１４− また、・水槽２をＩｌ［ａ！ｉとしても使用可能となり
、凝縮水が蓄冷水及び給湯水等に有効利用できることと
なる。

なお、上記実施例では蒸発器５に送風するファン５ａと
、蓄冷器６に送風するファン６＆を別々に配設する場合
を説明したが、蒸発器５と蓄冷器６１Ｆ）両方に−のフ
ァンで送風することも可能で。

その場合には例えば次のような構造とする。

すカわち、第４図に示すように、７アン５＆と蒸発器５
を内股した通気３１６６と蓄冷器６を、ダンパ６６１を
介して赦入路６６２を設けると共に排風路６６３を配設
して連通することにより、ファン５＆の＆大空気をダン
パ６６１の開度調節で直接蒸発器５へ、ある−祉蓄冷−
６へ、または両方へ同時に送風ｏ１能となっている。

さらに、該蓄冷器６の吸入路６６２と排風路６６３の中
間に仕切板６１３を延設すれば（前記実施例に延設して
もよ一ン、蓄冷槽６１内をくまな−１５− 〈吸入空気が回流し、蓄冷層６５との直接的な接触によ
る熱交換が充分になされて冷風を生成する。

また、前記実施例では蓄冷作用をさせる目的のみで冷媒
回路を作動させる場合について説明したが、これは夜間
電力等を利用した蓄冷熱を長期維持して使用できる等の
点において著効な使用法であるが、本発明はこれに限ら
ず、例えば、通常のサーモ運転では室内の検知温に応じ
て冷媒回路をＯＮ、０７１Ｆさせるものとなっているが
、とのＯｙｙ状急のとき冷媒１路を停止させるのではな
く、電磁弁Ｖ　４　ｓ　Ｖ　６を切換えて蓄冷させるこ
とも可能であることけ申すまでもなく、その他ＩＩ々の
蓄冷か可能である。

さらに、前記実施例でｔｉｔ凝給水給水効に使用するた
め、蓄冷槽に収容し″′Ｃ書冷層を形成する蓄冷体とし
て水を使用する場合について説明したが、該蓄冷体に社
例えば水と、他の蓄冷剤を微小カプセルに充填したもの
等を＃４−て分離状に散在させたり、あるいは水は全く
用いず、他の液状の蓄冷剤を使用してもよい。

このように、本発明はこれら実施例に限定されず、本発
明の上記した目的と作用効果の達成される範囲内におい
てその構成はそれぞれ任意に定められてよ−のである。

以上詳細に説明したように、本発明は蓄冷槽内に収容し
た蓄冷体を冷媒回路を利用して冷却し、蓄酊コイル外周
に凝結させることにより蓄冷層として蓄冷し、該蓄冷層
に直接送風して冷風を発生させる構造としたので、深夜
時等の余剰電力を使用して蓄冷し、所望時冷媒回路を駆
動させることなく蓄冷−のみで冷房することができ、か
つ、その蓄冷熱をきわめて有効に熱交換することができ
′ｂ１７）”ｔ’・１力１−υ″きｔｓｂ”ｃｌＦ効７
・１　　　　　　　　（績係数も頗る高いものとでき、
また、冷媒回路とＯ併用運転も可能で、これにより始動
時の負荷を小さくしたり、急速、強冷することを可能と
して−ｌ）・ 断続運転の周期を大とできる等これらによっても使用電
力の均一化を図れるものとなっており、特に、蓄冷槽に
収容する蓄冷体に水、あるいは水との混合体を使用すれ
ば、蒸発器に生ずる凝縮水を蓄冷水の繭給水として利用
でき、さらにこれを水槽内に供給することにより、冷媒
回路自体の冷却能力を増大させることができて省電力溜
とでき。

かつ、１ＩＩＩ宜給湯を可能とする等、従前の蓄冷式冷
房装置に関し生じて−た既述の問題点がきわめて簡易か
つ効果的に解決されるので、本発明によってもたらされ
る実益は頗る大きいと−わざろを得ない＠

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る蓄冷器を備えた冷房装置の一実施例
を示したもので、４１図はその概略系統図、′ｓ２図は
蓄冷−とその送風構造を示す概略−ｔｈ＆１％第８図社
蓄冷コイルの他の実施例を示したもので、イ）ね蓄冷コ
イルが二菖管構造の場合、（ロ））１８− は蓄冷コイルがフィンを突設した円筒管のフィン間に蓄
冷力１七ルを付設し良構造の場合を示す拡大断面図、第
１図は蓄冷器とその送風構造の他の実施例を示す概略断
面図である。 １−−一−−圧　縮　機、　　２−一一一水　槽、３−
−−−一凝　縮　器、　　４−−−→υ装置。 ５−ｆ−−一蒸　発　１！、　　　６−−−−蓄冷器、
？−−−−−貯溜タンク、　　６１−ｍ−蓄冷槽、６２
−−−一蓄冷コイル、　　６４−一一番冷水、６５−−
−一蓄　冷　層、　　６２１−−一円　管、６２２．６
２６−−−冷−１６２３−−一外　管、６２４．６２８
−ｍ−蓄冷剤、　　６２５−−一円筒管、６２５　＆−
一一７　イ　ン　、　　　６２７−−−カプセル。 特許出願人　　中部電力株式会社 有限会社等タムラ冷技研

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）圧動機、凝−器、絞り装置及び蒸発器を有する冷
   媒回路で冷風を生成可能とした冷房装置において、該冷
   媒回路中に蒸発器と並列状に配設された蓄冷コイルと、
   該蓄冷コイル内を流れる冷媒と熱交換して相変化させて
   該蓄冷コイル外周に蓄冷層を凝結影成可能とすべく蓄冷
   体を収容場能とした蓄冷槽とからなる蓄冷器を備え、割
   紀蓄冷層に直接送風することにより冷風を発生可能１１
   Ｃ９ｆｐ成してなることを′４！を微とする蓄冷器を鴫
   えた冷房装置。 ａノ　蓄冷コイルが冷媒の流れる円筒管のみ−Ｓなる特
   許請求の範囲４１項に記載の蓄冷器を備えた冷房装置。 ２− （８）蓄冷コイルが冷媒の流れる内管と蓄冷剤を内包す
   る外管の二重管でなる特許請求の範囲　　　　　□第１
   項に記載の蓄冷器を備えた冷房装置。 （４）　　蓄冷コイルがフィンを外周に突設した冷媒Ｏ
   流れる円筒管と該フィン間に蓄冷剤を内包した蓄冷カプ
   セルを付設してなる特許請求の範−第１項に記載の蓄冷
   器を備えた冷房装置。 （５）蓄冷体が水または水以外の一種の蓄冷剤のみでな
   る特許請求の範囲第１項ないし第１項のいずれかに記載
   の蓄冷器を備えた冷房装置。 （６）　　蓄冷体が褒数檀の蓄冷剤を分離状に散在して
   なる特許請求の範囲ｍ１項ないし第４１項のいずれかに
   記載の蓄冷器を備えた冷房装置。 （７）圧鰯機、凝縮−１絞り装置及び蒸発器を有する冷
   媒回路で冷風を生成可能とした冷房装置において、該冷
   媒ＩｇＩｊ！中に蒸発器と並列状に配設された蓄冷コイ
   ルと、該蓄冷フィル内を流れる冷媒と熱交換して相変化
   させ、該蓄冷コイル外周に蓄冷層を凝結形成可能とすべ
   く蓄冷水を収容可能な蓄冷槽とからなる蓄冷器を備え、
   前記蓄冷層に直接送風することにより冷風を発生可能に
   形成し、かつ、前記蒸発器の凝縮水を蓄冷器内へ供給可
   能に形成すると共に蒸冷槽内の蓄冷水の不足分を補給す
   べく強制循環可能で、かつ所定量以上の蓄冷水をオーバ
   ー７０−させて貯溜可能な貯溜タンクを併設してなるこ
   とを特徴とする蓄冷器を備えた冷房装置。 （８）　　ｔ　−ｓ　−ｙ　＊−された蓄冷水が冷媒−
   路の高温冷媒部で熱交換し温水を生成可能とする水槽内
   へ供給させてなる特許請求の範囲第７項に記載の蓄冷器
   を備えた冷房装置。