JPS64515Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ヒートポンプチラーユニツトを熱源
機とした蓄熱方式を採用した空調システムにおけ
る熱交換装置に関し、特に物性の異なる熱媒体を
同一の熱交換器で熱交換できるようにした熱交換
装置に関する。

（従来の技術） 一般に、ビルなどの室は、冷房機能と暖房機能
をともに具備するようにして、年間を通して常に
快適な室内環境を作り出すよう年間空調運転が行
われている。そして、近年、深夜電力の有効利用
や消費電力のピークカツト等のために、蓄熱方式
による年間空調運転が行われるようになり、冷房
用又は暖房用にそれぞれ冷水蓄熱槽又は温水蓄熱
槽が設けられている。

そして、蓄熱槽に冷水又は温水を蓄熱する場合
チラーと温水ボイラーとを併設して、それらと蓄
熱槽とを配管で連絡して、冷房時には、チラーを
運転するとともに温水ボイラーを停止し、暖房時
には、温水ボイラーを運転するとともにチラーを
停止して、それぞれ冷水又は温水を蓄熱槽に送つ
て蓄熱する方式が通常採用される。しかるに、こ
の方式によると、熱源機として、冷房時および暖
房時に応じて、チラーと温水ボイラーとの２つが
必要になり、コスト的に高価なものとなる。

また、熱源機としてヒートポンプチラーユニツ
トを用いると、実公昭56−32823号公報に示され
るように、上記ユニツト内の冷媒サイクルの方向
を四路切換弁により切換えることにより、負荷側
熱交換器を、冷房時には蒸発器として、暖房時に
は凝縮器として使い分けて、同一の負荷側熱交換
器で、熱媒体である水と熱交換することにより、
冷房又は温水を作り蓄熱槽に蓄熱することができ
る。つまり、一つの熱源機で冷温水とともに蓄熱
することができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかるに、このヒートポンプチラーユニツトを
用いる場合、温水蓄熱に用いる熱媒体と、冷水蓄
熱に用いる熱媒体とが同一のものではなく物性の
異なる２種類の熱媒体を用いなければならないこ
とがある。すなわち、温水蓄熱の場合には、水を
熱媒体として直接蓄熱槽に蓄えられた水をヒート
ポンプチラーユニツトの熱交換器に送つて熱交換
すればよいが、冷水蓄熱の場合には、冷水の蓄熱
量をふやすために、より低温の冷水を作る必要が
ある時、熱交換器で水が熱交換されて冷却される
と、水が氷になつてしまうことから、水とは異種
の熱媒体である０℃以下でも凍らないブラインを
用いる必要が生じる。

その場合、物性の異なる２種類の熱媒体を熱交
換器において熱交換する際に、同一配管内で異種
流体の混合をさけるため、２個の熱交換器が必要
になつてくる。しかし、汎用のヒートポンプチラ
ーユニツトには、負荷側熱交換器を２つ設けると
いうような仕様のものが少ないので、新たに別の
負荷側熱交換器を備えるように加工しなければな
らず、製品のコストが高くなるとともに、製作期
間も長期間を要することになる。

そこで、本考案の目的は、上記の点に鑑み、一
つのヒートポンプチラーユニツトを用いて蓄熱槽
に冷水又は温水を蓄熱する際に、負荷側熱交換器
に対して冷水蓄熱回路と温水蓄熱回路とを選択的
に切換えることにより、同一の負荷側熱交換器に
よつて、物性の異なる異種流体を別々に熱交換で
きるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本考案の解決手段
は、ヒートポンプチラーユニツトにおける負荷側
熱交換器と蓄熱槽とを温水循環ポンプを介して循
環接続して水を熱媒体とする温水蓄熱回路を形成
するとともに、上記負荷側熱交換器と上記蓄熱槽
内に浸漬された製氷用熱交換器とをブライン循環
ポンプを介して循環接続してブラインを熱媒体と
する冷水蓄熱回路を形成し、上記温水蓄熱回路と
冷水蓄熱回路とを負荷側熱交換器に対して選択的
に切換える切換装置を設けたものである。

（作用） このことにより、温水蓄熱時には、熱媒体であ
る水を温水循環ポンプにより温水蓄熱回路に循環
させて、ヒートポンプチラーユニツトにおける凝
縮器としての負荷側熱交換器で昇温した温水を蓄
熱槽に送つて蓄熱する。一方、冷水蓄熱時には、
上記切換装置によつて、温水蓄熱回路を冷水蓄熱
回路に切換えるとともに、熱媒体を水からブライ
ンに置換し、熱媒体であるブラインをブライン循
環ポンプにより冷水蓄熱回路に循環させて、蒸発
器としての負荷側熱交換器で冷却したブラインに
より上記製氷用熱交換器において蓄熱槽内の水を
冷却し、その一部を冷凍させて冷水を蓄熱するよ
うにしたものである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

図面は本考案の実施例に係る熱交換装置を示し
たもので、１は、空気熱源の可逆サイクル形ヒー
トポンプチラーユニツト、３は蓄熱槽であつて、
上記ヒートポンプチラーユニツト１は、負荷側熱
交換器２、および図示していないが圧縮機、四路
切換弁、外気側熱交換器、膨張弁が冷媒配管１ａ
により接続されて冷媒による可逆サイクルを構成
してなり、上記負荷側熱交換器２は、上記四路切
換弁の操作により、温水蓄熱時には凝縮器、冷水
蓄熱時には蒸発器を構成する。そして、この負荷
側熱交換器２と蓄熱槽３とは温水循環ポンプ４を
介して温水配管５により循環接続されて、水を熱
媒体とする温水蓄熱回路Ａが形成されている。

また、上記蓄熱槽３内には、製氷用熱交換器６
が浸漬されて配置されていて、該製氷用熱交換器
６と、上記負荷側熱交換器２とはブライン循環ポ
ンプ７を介してブライン配管８により循環接続さ
れて、ブラインを熱媒体とする冷水蓄熱回路Ｂが
形成されている。つまり、上記両蓄熱回路Ａ，Ｂ
が互いに並列に接続されている。

また、上記温水蓄熱回路Ａにおいて上記負荷側
熱交換器２回りの温水配管５のサプライ側および
リターン側にはそれぞれ該配管５を開閉する温水
側切換弁９，９が介設されているとともに、上記
冷水蓄熱回路Ｂにおいて上負荷側熱交換器２回り
のブライン配管８のサプライ側およびリターン側
にはそれぞれ該配管８を開閉する冷水側切換弁１
０が介設されている。さらに、上記負荷側熱交換
器２内に配設された排出配管には、該負荷側熱交
換器２回りの熱媒体を排出するよう開閉する排出
弁１１が介設されており、これら温水側切換弁
９，９、冷水側切換弁１０，１０および排出弁１
１によつて切換装置Ｃを構成し、上記温水蓄熱回
路Ａと冷水蓄熱回路Ｂとを負荷側熱交換器２に対
して選択的に切換えるようになされている。さら
に、１２は、室内に配置されたフアンコイルユニ
ツトであつて、該ユニツト１２と上記蓄熱槽３と
は冷温水循環ポンプ１３を介して冷温水配管１４
により循環接続されて冷温水を熱媒体とする冷温
水循環回路Ｄが形成されている。

尚、１５は、冷水蓄熱回路Ｂを流れるブライン
補給用タンク、１６はフート弁、１７はフアンコ
イルユニツト１２に送られる冷温水の流量調整用
三方弁である。

次に、上記実施例の作用について述べるに、温
水蓄熱時には、ヒートポンプチラーユニツト１内
の冷媒サイクルにおける上記負荷側熱交換器２は
凝縮器を構成するとともに、切換装置Ｃの冷水用
切換弁１０，１０が閉鎖され、温水用切換弁９，
９が開放されて温水蓄熱回路Ａが構成されるの
で、熱媒体である水は、図に実線矢印のように温
水循環ポンプ４により蓄熱槽３から上記負荷側熱
交換器２に送られて、該負荷側熱交換器２におい
て熱を受けて昇温し、蓄熱槽３に戻り該蓄熱槽３
内に温水を蓄熱する。

一方、冷水蓄熱時には、ヒートポンプチラーユ
ニツト１内の冷媒サイクルにおいて、上記四路切
換弁の切換操作により上記負荷側熱交換器２は蒸
発器を構成するとともに、切換装置Ｃの操作によ
り、すなわち温水用切換弁９，９を閉じるととも
に排出弁１１を開いて上記負荷側熱交換器２回り
の配管内に滞留した水を排出した後、冷水用切換
弁１０，１０を開いてブラインを上記負荷側熱交
換器２回りの配管内に満たすことにより、冷水蓄
熱回路Ｂが構成される。そして、熱媒体であるブ
ラインは、図で破線矢印のようにブライン循環ポ
ンプ７により蓄熱槽３から上記負荷側熱交換器２
に送られて、該負荷側熱交換器２において熱を奪
われ０℃以下に冷却し、蓄熱槽３内に浸漬された
製氷用熱交換器６に戻り、該製氷用熱交換器６に
おいて蓄熱槽３内の水を冷却させるとともに、該
製氷用熱交換器６の外表面に氷を生成させるよう
にして蓄熱槽３内に冷水を蓄熱する。

而して、蓄熱槽３に蓄えられた温水又は冷水
は、冷温水循環ポンプ１３により冷温水循環回路
Ｄにおけるフアンコイルユニツト１２に送られて
各室を暖房又は冷房する。

したがつて、本考案によれば、蓄熱槽３に季節
に応じて温水又は冷水を蓄熱する際に、一つのヒ
ートポンプを用い、その冷媒サイクルの方向を変
えることによつて同一の負荷側熱交換器２が、温
水蓄熱時には凝縮器、冷水蓄熱時には蒸発器を構
成するとともに、それに対応して切換弁９，９，
１０，１０および排水弁１１よりなる切換装置Ｃ
により物性の異なる水とブラインとが混合する々
ことなく蓄熱回路を切換えられ、蓄熱槽３に別々
に温水および冷水を蓄熱することができるので、
従来のように、汎用のボイラーや冷凍機にそれぞ
れ熱交換器を１つずつ設ける必要がないと同時
に、汎用のヒートポンプチラーユニツトに温水蓄
熱槽と冷水蓄熱槽との２個の熱交換器を備えるよ
うな複雑な加工を特に施す必要がないため安価に
なるとともに、短納期で設置することができる。

（考案の効果） 以上の如く、本考案の熱交換装置によれば、蓄
熱槽に季節に応じて温水又は冷水を蓄熱する際、
一つの熱源機であるヒートポンプチラーユニツト
を用い、かつ同一の負荷側熱交換器を用いて、切
換装置で蓄熱回路を切換えて物性の異なる異種流
体と別々に熱交換することができるので、汎用の
ヒートポンプチラーユニツトをそのまま用いるこ
とができ、従来のように、汎用のものに２個の負
荷側熱交換器を備える等の複雑な加工を特に施す
必要がないため安価なものになるとともに、短納
期で設置することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示す熱媒体及び冷温
水の循環系統図である。 １……ヒートポンプチラーユニツト、２……負
荷側熱交換器、３……蓄熱槽、４……温水循環ポ
ンプ、６……製氷用熱交換器、７……ブライン循
環ポンプ、Ａ……温水蓄熱回路、Ｂ……冷水蓄熱
回路、Ｃ……切換装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヒートポンプチラーユニツト１における負荷側
   熱交換器２と蓄熱槽３とを温水循環ポンプ４を介
   して循環接続して水を熱媒体とする温水蓄熱回路
   Ａを形成するとともに、上記負荷側熱交換器と上
   記蓄熱槽３内に浸漬された製氷用熱交換器６とを
   ブライン循環ポンプ７を介して循環接続してブラ
   インを熱媒体とする冷水蓄熱回路Ｂを形成し、上
   記温水蓄熱回路Ａと冷水蓄熱回路Ｂとを上記負荷
   側熱交換器２に対して選択的に切換える切換装置
   Ｃを設けたことを特徴とする熱交換装置。