JPS6229605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、太陽熱を入力として動作するランキ
ン機関と、ランキン機関の出力およびこれをバツ
クアツプする電動機により冷媒圧縮機を駆動する
ようにした冷房サイクルとを有する太陽熱利用ラ
ンキン機関式冷房機に関するもので、ランキン機
関の出力に応じてランキン機関と冷媒圧縮機との
連結切離しと電動機の運転・停止を効率的に制御
することを目的とする。

従来、この種の太陽熱利用ランキン機関式冷房
機においてはランキン機関の膨張機と冷房サイク
ルの圧縮機との間にかつ同軸上に電動発電機を設
けるとともに、この電動発電機と膨張機および圧
縮機との間に各々クラツチを設け、さらに蒸気発
生器への供給熱量が多いときには電動発電機を発
電機として運転させるとともに、この発電機と圧
縮機の同時運転あるいはそれぞれの単独運転を可
能とし、逆に蒸気発生器への供給熱量が少ないと
きには電動発電機を電動機として運転させるとと
もに、この電動機と膨張機との組合せあるいは電
動機単独で圧縮機を運転するようにした構成であ
つたが、蒸気発生器への供給熱量の大小を検出判
定する具体的装置がなかつたため、各状況に応じ
て効率的に切替え消費電力が軽減することができ
なかつた。

また、電動機のみで圧縮機を駆動する場合では
ランキン機関の冷媒ポンプを停止させる制御がな
いため、消費電力が増大していた。

さらに、ランキン機関、もしくは電動機により
圧縮機を駆動させる場合には２個のクラツチもし
くは電動機と圧縮機の間のクラツチを連結させる
ため、クラツチの消費電力が増大していた。

このように電気消費量低減を目的としながら、
低減効果が小さく、効率的な運転ができないとい
う問題点を有していた。

本考案は、このような問題を解消し、ランキン
機関の出力の大小に応じて効率的に運転できる太
陽熱利用ランキン機関式冷房機を提供するもので
ある。

以下、本考案を実施例により説明する。

図は実施例の太陽熱利用ランキン機関式冷房機
の構成を示す。１は太陽熱集熱器２と、集熱器で
加熱された熱媒を循環させる熱媒循環ポンプ３を
有する集熱回路である。４はランキン機関であ
り、前記熱媒により加熱される位置であつて、作
動流体を熱媒により加熱して高圧蒸気を発生させ
る発生器５、作動流体の高圧蒸気を膨張させ、出
力として動力を発生する膨張機６、膨張した作動
流体を凝縮させるランキン凝縮器７および作動流
体を循環させる作動流体ポンプ８により構成され
ている。

９は冷房サイクルで、冷媒を圧縮する圧縮機１
０、冷媒を凝縮する冷房凝縮器１１、冷媒を膨張
させる膨張弁１２、および冷媒を蒸発させて冷房
出力を発する蒸発器１３により構成されている。

１４はクーリングタワーであり、１５は冷却水
をランキン凝縮器７、冷房凝縮器１１を通してク
ーリングタワー１４に還流させる冷却水ポンプで
ある。１６はランキン機関４の膨張機６の出力を
冷房サイクル９の圧縮機１０へ伝達するクラツ
チ、１７はランキン機関の出力低下時にこれをバ
ツクアツプして圧縮機１０を駆動する電動機、１
８は電動機１７を運転・停止させる切替スイツチ
である。１９は発生器５の温度を検出する第１の
温度検出器であるサーミスタ、２０はランキン凝
縮器７の温度を検出する第２の温度検出器である
サーミスタであり、２１はサーミスタ１９，２０
の検出信号を受けて作動流体ポンプ８、クラツチ
１６およびスイツチ１８を制御する制御装置であ
る。

上記の構成において、集熱器２に対して十分な
日射量があり、ランキン機関の出力のみで圧縮機
１０を駆動できる場合、サーミスタ１９で検出さ
れる発生器５の温度とサーミスタ２０で検出され
るランキン凝縮器７の温度との差を第２の温度差
であるΔt₂以上とし、日射量がありランキン機関
は出力を発するがこれのみでは圧縮機１０を十分
駆動できない場合、発生器５とランキン凝縮器７
の温度差を第１の温度差であるΔt₁以上Δt₂未満
とする。

まず、前記の温度差がΔt₁以上Δt₂未満の場合
制御装置２１は、クラツチ１６に連結信号を発す
るとともに、電動機１７および作動流体ポンプ８
に運転信号を発する。従つてランキン機関４が動
作し、その出力とバツクアツプ用電動機１７によ
り冷房サイクル９が動作する。

次に、前記の温度差がΔt₂以上になると、制御
装置２１は、クラツチ１６に連結信号、作動流体
ポンプ８に運転信号を発し、電動機１７には停止
信号を発し、冷房サイクル９はランキン機関４の
出力のみで動作する。この場合、電動機１７は空
転し、発動機として働かない。

また、前記の温度がΔt₁未満の場合、すなわち
ランキン機関４が全く出力を発しないぼど日射量
が低下した場合、制御装置２１は、クラツチ１６
に切離し信号、作動流体ポンプ８に停止信号を発
し、電動機１７に運転信号を発する。従つて、ラ
ンキン機関４の運転は停止し、冷房サイクル９は
電動機１７のみで動作する。

以上のように、本考案の太陽熱利用ランキン機
関式冷房機によれば次の効果が得られる。

(1) 発生器の温度を検出する第１の温度検出器と
ランキン凝縮器の温度を検出する第２の温度検
出器と、この検出温度差により作動流体ポン
プ、クラツチ、電動機の電源を開閉するスイツ
チ機構を制御する制御装置を設けているため、
太陽熱の集熱があり、ランキン機関が出力をの
みで冷房サイクルを運転するか、もしくは電動
機と並用するか、またはランキン機関を用い
ず、電動機のみで運転するかの判定をランキン
機関の出力を決定づける発生器とランキン凝縮
器の温度差で行なうため、日射量など他の因子
により決定する場合に比べ、誤作がなく、確実
に判定が行なえ、電動機の消費電力を軽減し、
効率的な運転が行なえる。

(2) 膨張機と電動機の間にクラツチを設け、電動
機と圧縮機は直結し、また、電動機への電源を
開閉するスイツチ手段を設けた構成としている
ため、太陽熱集熱量がなく第１の温度差以下の
場合にはランキン機関の作動流体ポンプに停止
信号を送り、クラツチには切離し信号を送り、
電動機のみで圧縮機を駆動するため、従来のよ
うに、作動流体ポンプの消費電力が無駄に加わ
るとか、ランキン機関が電動機の負荷となり消
費電力が増大するということもなくなる。ま
た、クラツチも電力を消費しないため、効率的
な運転が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の太陽熱利用ランキン機関式冷
房機の構成例を示す図である。 １……集熱回路、２……集熱器、３……熱媒循
環ポンプ、４……ランキン機関、５……発生器、
６……膨張機、８……作動流体ポンプ、９……冷
房サイクル、１０……圧縮機、１６…クラツチ、
１７……電動機、１９，２０……サーミスタ、２
１……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 太陽熱を集熱する集熱器とこの集熱器で加熱さ
   れた熱媒を循環させる熱媒循環ポンプとを有する
   集熱回路と、前記熱媒で作動流体を加熱して高圧
   蒸気を発生させ、かつ前記集熱回路に結合した発
   生器、膨張機、ランキン凝縮器、作動流体ポンプ
   よりなるランキン機関と、圧縮機、冷房凝縮器、
   膨張弁、蒸気器よりなる冷房サイクルと、前記ラ
   ンキン機関の膨張機と前記冷房サイクルの圧縮機
   との間に設けられたクラツチと、このクラツチと
   前記圧縮機の間に設けられた電動機と、前記ラン
   キン機関の発生器の温度を検出する第１の温度検
   出器と、前記ランキン機関のランキン凝縮器の温
   度を検出する第２の温度検出器と、前記電動機へ
   の電源を開閉するスイツチ手段と、前記第１の温
   度検出器と前記第２の温度検出器との検出温度差
   があらかじめ定められた第１の温度差以下の場合
   は前記クラツチに切離し信号を発し、前記作動流
   体ポンプにも停止信号を発しさらに前記電動機の
   スイツチ手段に閉成信号を発し、前記検出温度差
   があらかじめ定められた第１の温度差以上で、か
   つあらかじめ定められた第２の温度差以下の場合
   は前記クラツチに連結信号を発するとともに、前
   記作動流体ポンプに運転信号を発するとともに前
   記電動機の前記スイツチ手段にも閉成信号を発
   し、検出温度差があらかじめ定められた第２の温
   度差以上の場合には前記クラツチに連結信号を発
   し、前記作動流体ポンプにも運転信号を発し、前
   記電動機のスイツチには開成信号を発する制御装
   置とから構成された太陽熱利用ランキン機関式冷
   房機。