WO2015182113A1 - 蓄電池冷却装置 - Google Patents

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indoor air
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直之 舟田
悠人 増田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a storage battery cooling device.
  • a storage battery cooling device has been proposed in which the storage battery is cooled by blowing air to the outer periphery of the storage battery, and the air heated by the cooling is supplied into the living room, so that the indoor heating can be performed.
  • the storage battery is cooled by blowing air to the outer periphery of the storage battery, and the air heated by the cooling is supplied into the living room, so that the indoor heating can be performed.
  • the present invention has an object to effectively cool a storage battery regardless of the temperature outside the battery chamber.
  • the present invention includes an indoor air fan that sucks indoor air inside a battery chamber in which a storage battery is installed through an indoor air suction port, and indoor air sucked through the indoor air suction port by the indoor air fan.
  • a heat exchanger passing through the first air passage is provided.
  • the indoor air outlet for blowing the indoor air after passing through the first air passage of the heat exchanger into the battery chamber via the evaporator, and the outdoor air outside the battery chamber via the outdoor air suction port.
  • an outdoor air fan that blows out of the battery chamber through the second air passage of the heat exchanger, the condenser, and the outdoor air outlet.
  • a refrigerant circuit formed by an evaporator, a compressor, a condenser, and an expander, an indoor air fan, an outdoor air fan, a controller connected to the refrigerant circuit, and an operating device connected to the controller are provided.
  • air outside the battery chamber is taken in, and heat exchange with the indoor air is performed by a heat exchanger, so that the storage battery is effectively cooled by using outdoor air that is generally cooler than the battery indoor air. can do.
  • the storage battery when the storage battery cannot be sufficiently cooled only by using the outdoor air, the storage battery can be effectively cooled by cooling the storage battery after the room air is cooled by the evaporator of the refrigerant circuit.
  • the condenser of the refrigerant circuit is also cooled by the outdoor air, the efficiency as the refrigerant circuit is increased, and as a result, the storage battery can be effectively cooled.
  • the storage battery can be effectively cooled regardless of the outdoor temperature.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a storage battery cooling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the cooling unit of the storage battery cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the cooling unit of the storage battery cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of the cooling unit of the storage battery cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a control block diagram of the storage battery cooling device in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an operation flowchart of the storage battery cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • a storage battery 2 and a cooling unit 3 for cooling the storage battery 2 are provided in the battery chamber 1.
  • the battery chamber 1 is provided with an air intake 4 and an air outlet 5.
  • a structure 6 such as a house or office is provided in the vicinity of the battery chamber 1, and this structure 6 is provided with a living room 7 and a bathroom 8. Under these living rooms 7 and the bathroom 8, an underfloor 9 is provided. Is provided.
  • the cooling unit 3 has a box-shaped main body case 10, and an outdoor air suction port 11, an indoor air suction port 12, and an outdoor air blowing are formed on the upper surface portion of the main body case 10.
  • An outlet 13 is provided, and an indoor air outlet 14 is provided on the front surface portion of the main body case 10.
  • an indoor air fan 15, a heat exchanger 16, an outdoor air fan 17, an evaporator 19 of the refrigerant circuit 18, a condenser 20, and a compressor 21 are provided from the top to the bottom.
  • the refrigerant circuit 18 is formed by sequentially connecting an evaporator 19, a compressor 21, a condenser 20, and an expander (not shown).
  • the indoor air above the storage battery 2 in the battery chamber 1 is connected to the suction grill 22 provided above the storage battery 2, and the duct connecting the suction grill 22 and the indoor air intake port 12. 23 and enters the inside of the cooling unit 3 from the indoor air inlet 12 (arrows A1 and A2 in FIG. 1).
  • the indoor air above the storage battery 2 that has entered the cooling unit 3 from the indoor air inlet 12 passes through the indoor air fan 15, the first air passage (not shown) of the heat exchanger 16, and the evaporator 19 portion.
  • the battery 2 is blown from the indoor air outlet 14 (arrow A3 in FIG. 1), and the battery 2 is cooled.
  • outdoor air outside the battery chamber 1 When the outdoor air fan 17 is driven, outdoor air outside the battery chamber 1 is connected to the air intake 4, the duct 24 connecting the air intake 4 and the outdoor air intake 11, and the outdoor air intake 11 to the cooling unit 3. Enter inside (arrows A4 and A5 in FIG. 1). Outdoor air outside the battery chamber 1 that has entered the inside of the cooling unit 3 from the outdoor air inlet 11 is a second air path (not shown) of the heat exchanger 16, a condenser 20 portion, an outdoor air outlet 13 and It is sent to the duct 25, and in the heat exchanger 16, indoor air and outdoor air are heat-exchanged through the wall surface.
  • the duct 25 is connected to the air outlet 5 via the outdoor air valve 26.
  • the duct 25 is connected to a duct 29 for the underfloor 9 (underfloor ventilation duct) via outdoor air valves 27 and 28.
  • the duct 25 is connected to a duct 31 (room heating duct) for the living room 7 through outdoor air valves 27 and 30.
  • the duct 25 is connected to a duct 33 (bathroom heating duct) for the bathroom 8 through outdoor air valves 27 and 32.
  • the indoor air fan 15 and the outdoor air valves 27, 28, 30, 32 are connected to the controller 34 as shown in FIG.
  • the controller 34 is connected with an indoor air temperature sensor 35, an outdoor air temperature sensor 36, a living room temperature sensor 37, an outdoor air temperature sensor 38, an operating device 39, and a memory 40.
  • the indoor air temperature sensor 35 is disposed in a space between the indoor air fan 15 and the heat exchanger 16 as shown in FIG. Further, the outdoor air temperature sensor 36 is arranged between the heat exchanger 16 and the outdoor air outlet 13 as shown in FIG. 3, and the room temperature sensor 37 is arranged in the room 7 as shown in FIG. The temperature sensor 38 is disposed between the heat exchanger 16 and the condenser 20 as shown in FIG.
  • the operating device shown in FIG. The setting is performed by 39.
  • the indoor air fan 15 is always driven, the indoor air above the storage battery 2 in the battery chamber 1 is replaced by the suction grill 22, the duct 23, the indoor air inlet 12, the indoor air fan 15, and the heat exchanger. After passing through the first air passage 16 (not shown) and the evaporator 19 portion, the storage battery 2 is blown from the indoor air outlet 14 to cool the storage battery 2.
  • the temperature is detected by the indoor air temperature sensor 35. For example, if the temperature is higher than 25 degrees, the controller 34 drives the outdoor air fan 17 (step S1, FIG. 6). Step S2).
  • the indoor air is heat-exchanged with the outdoor air in the heat exchanger 16 and is blown out from the indoor air outlet 14 after passing through the evaporator 19 portion. Since the temperature of the indoor air blown out from the indoor air outlet 14 is lowered, the cooling effect of the storage battery 2 is increased.
  • step S3 of FIG. 6, step S4, step S5) when the temperature of the outdoor air detected by the outdoor air temperature sensor 36 is higher than 35 degrees, when the bathroom heating is necessary, the outdoor air valves 27 and 32 are opened, and the warm air is supplied via the ducts 25 and 33. It supplies to the bathroom 8 and performs heating (step S3 of FIG. 6, step S4, step S5).
  • Steps S6 and S7 in FIG. 6 When the temperature of the living room 7 detected by the living room temperature sensor 37 is lower than 10 degrees, the outdoor air valves 27 and 30 are opened, hot air is supplied to the living room 7 through the ducts 25 and 31, and heating is performed. (Steps S6 and S7 in FIG. 6).
  • the outdoor air valves 27 and 28 are opened, hot air is supplied to the underfloor 9 through the ducts 25 and 29, and the underfloor drying is performed. Is performed (step S8 in FIG. 6).
  • the compressor 21 is driven and the cooling of the indoor air by the refrigerant circuit 18 is also used.
  • the indoor air cooled by the evaporator 19 is blown from the indoor air outlet 14 to the storage battery 2 to cool the storage battery 2.
  • the condenser 20 of the refrigerant circuit 18 is cooled by the outdoor air downstream of the heat exchanger 16, so that it is not necessary to provide the refrigerant circuit 18 outside the main body case 10, and the compactness can be achieved. That is, it is not necessary to provide the condenser 20 of the refrigerant circuit 18 outside the battery chamber 1 and perform piping work.
  • the air outside the battery chamber is taken in and heat exchange with the indoor air is performed by the heat exchanger. Therefore, generally, outdoor air having a temperature lower than that of the battery indoor air is used. Thus, the storage battery can be cooled.
  • the storage battery when the storage battery cannot be sufficiently cooled only by using the air outside the battery chamber, the storage battery is cooled after the air inside the battery chamber is cooled by the evaporator of the refrigerant circuit. Can be effectively cooled.
  • the condenser of the refrigerant circuit is also cooled by the air outside the battery chamber, the efficiency as the refrigerant circuit is increased, and as a result, the storage battery can be effectively cooled.
  • the storage battery can be effectively cooled regardless of the temperature outside the battery chamber, so that it can be utilized as a storage battery cooling device regardless of the scale of the storage battery.

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Abstract

　蓄電池が設置される電池室の内部の室内空気を、室内空気吸込口（１２）を介して吸い込む室内空気ファン（１５）と、室内空気ファン（１５）により、室内空気吸込口（１２）を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器（１６）を備える。また、熱交換器（１６）の第１の風路を通過後の室内空気を、蒸発器を介して電池室の内部に吹き出す室内空気吹出口（１４）と、電池室の外部の室外空気を、室外空気吸込口（１１）を介して吸い込み、熱交換器（１６）の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口（１３）を介して電池室の外部に吹き出す室外空気ファン（１７）を備える。また、蒸発器、圧縮機（２１）、凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、室内空気ファン（１５）、室外空気ファン（１７）、冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備える。

Description

蓄電池冷却装置
　本発明は、蓄電池冷却装置に関する。
　蓄電池の容量が飛躍的に大きくなってきたことにより、蓄電池を家庭や事務所などに設置し、省電力化を図る提案がなされている。
　例えば、ソーラー発電機で発電された電力を、蓄電池に充電することで、一般市販の電力使用量を抑制する試みもなされている。
　また、蓄電池の容量が大きいということは、その充電電流や、放電電流も大きくなるので、蓄電池が大きく発熱することになる。
　そこで蓄電池の外周に送風することで、蓄電池を冷却し、また、この冷却により温度上昇した空気を居室内に供給することで、居室内の暖房も行えるようにした蓄電池冷却装置が、提案されている（例えば特許文献１参照）。
　しかしながら、従来の蓄電池冷却装置では、例えば夏季のように気温自体が高いときには、気温の高い空気を蓄電池の外周に供給することになり、蓄電池を効果的に冷却することができなかった。
特開２０１４－１７０６８号公報
　本発明は、電池室の外部の気温に関わらずに、蓄電池を効果的に冷却することを課題とするものである。
　本発明は、蓄電池が設置される電池室の内部の室内空気を、室内空気吸込口を介して吸い込む室内空気ファンと、この室内空気ファンにより、室内空気吸込口を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器を備える。また、この熱交換器の第１の風路を通過後の室内空気を、蒸発器を介して電池室内に吹き出す室内空気吹出口と、電池室の外部の室外空気を、室外空気吸込口を介して吸い込み、熱交換器の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口を介して電池室の外部に吹き出す室外空気ファンを備える。また、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、室内空気ファン、室外空気ファン、冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備える。
　本発明では、電池室の外部の空気を取り入れ、熱交換器で室内空気と熱交換させることにより、一般的に、電池室内空気よりも低温の室外空気を利用して、蓄電池を効果的に冷却することができる。
　また、室外空気を利用しただけでは、蓄電池を十分に冷却することができないときには、室内空気を冷媒回路の蒸発器で冷却後に蓄電池を冷却することにより蓄電池を効果的に冷却することができる。
　さらに、冷媒回路の凝縮器も室外空気によって冷却するので、冷媒回路としての効率も高くなり、この結果として、蓄電池を効果的に冷却することができる。
　つまり、本発明により、室外気温に関わらずに、蓄電池を効果的冷却することができる。
図１は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の構成図である。 図２は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の冷却部の斜視図である。 図３は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の冷却部の正面図である。 図４は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の冷却部の側面図である。 図５は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の制御ブロック図である。 図６は、本発明の一実施の形態における蓄電池冷却装置の動作フローチャートである。
　以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態）
　図１に示すように、電池室１内には、蓄電池２と、この蓄電池２を冷却するための冷却部３が設けられている。
　また、電池室１には、空気取入口４と、空気排出口５が設けられている。
　また、電池室１の近傍には、住宅や事務所などの構造物６が設けられ、この構造物６は居室７、浴室８が設けられ、これらの居室７、浴室８の下方は床下９が設けられている。
　図２～図４に示すように、冷却部３は、箱状の本体ケース１０を有し、この本体ケース１０の上面部分には、室外空気吸込口１１、室内空気吸込口１２および室外空気吹出口１３が設けられ、また、本体ケース１０の前面部分には、室内空気吹出口１４が設けられている。
　さらに、本体ケース１０内には、上方から下方に向けて、室内空気ファン１５、熱交換器１６、室外空気ファン１７、冷媒回路１８の蒸発器１９、凝縮器２０および圧縮機２１が設けられている。なお、冷媒回路１８は、蒸発器１９、圧縮機２１、凝縮器２０、膨張器（図示せず）を順に連結することで形成されている。
　つまり、室内空気ファン１５を駆動すれば、電池室１内において、蓄電池２の上方の室内空気は、蓄電池２の上方に設けた吸込グリル２２と、吸込グリル２２と室内空気吸込口１２をつなぐダクト２３を通って、室内空気吸込口１２から冷却部３の内部に入る（図１の矢印Ａ１、Ａ２）。そして、室内空気吸込口１２から冷却部３に入った蓄電池２の上方の室内空気は、室内空気ファン１５、熱交換器１６の第１風路（図示せず）、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付けられ（図１の矢印Ａ３）、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
　また、室外空気ファン１７を駆動すると、電池室１の外部の室外空気が、空気取入口４、空気取入口４と室外空気吸込口１１をつなぐダクト２４、室外空気吸込口１１から冷却部３の内部に入る（図１の矢印Ａ４、Ａ５）。室外空気吸込口１１から冷却部３の内部に入った電池室１の外部の室外空気は、熱交換器１６の第２風路（図示せず）、凝縮器２０部分、室外空気吹出口１３およびダクト２５へと送付され、熱交換器１６において、室内空気と室外空気が壁面を介して熱交換されるようになっている。
　さらに、ダクト２５は室外空気弁２６を介して空気排出口５に接続されている。
　また、ダクト２５は室外空気弁２７、２８を介して床下９用のダクト２９（床下換気用ダクト）が接続されている。
　さらに、ダクト２５は室外空気弁２７、３０を介して居室７用のダクト３１（居室暖房用ダクト）に接続されている。
　また、ダクト２５は室外空気弁２７、３２を介して浴室８用のダクト３３（浴室暖房用ダクト）に接続されている。
　室内空気ファン１５、室外空気弁２７、２８、３０、３２は、図５のごとく制御器３４に接続されている。
　また、この制御器３４には、室内空気温度センサー３５、室外空気温度センサー３６、居室温度センサー３７、室外空気温度センサー３８、操作器３９、メモリ４０が接続されている。
　このうち、室内空気温度センサー３５は図３に示すように、室内空気ファン１５と熱交換器１６の間の空間に配置されている。また、室外空気温度センサー３６は図３に示すように熱交換器１６と室外空気吹出口１３の間に配置され、居室温度センサー３７は図１に示すように居室７内に配置され、室外空気温度センサー３８は図４に示すように熱交換器１６と凝縮器２０の間に配置されている。
　以上の構成において、例えば、電池室１内の蓄電池２を冷却したことで発生する温風を、居室７、浴室８の暖房や、床下９の乾燥に使う場合には、図５に示す操作器３９によって、その設定を行う。
　この場合、室内空気ファン１５は常時駆動されているので、電池室１内において、蓄電池２上方の室内空気が、吸込グリル２２、ダクト２３、室内空気吸込口１２、室内空気ファン１５、熱交換器１６の第１風路（図示せず）、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付けられ、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
　そして、このような室内空気の流れにおいて、室内空気温度センサー３５によって温度検出が行われ、例えば、２５度よりも高ければ、制御器３４は室外空気ファン１７を駆動する（図６のステップＳ１、ステップＳ２）。
　これにより、室内空気は熱交換器１６において、室外空気と熱交換され、蒸発器１９部分を通過後、室内空気吹出口１４から吹出される。室内空気吹出口１４から吹出される室内空気の温度が低くなるため、蓄電池２の冷却効果は高くなる。
　また、室外空気温度センサー３６で検出した室外空気の温度が３５度よりも高くなると、浴室暖房が必要である場合、室外空気弁２７、３２を開放し、ダクト２５、３３を介して温風を浴室８に供給し、暖房をおこなう（図６のステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５）。
　また、居室温度センサー３７で検出した居室７の温度が１０度よりも低い場合は、室外空気弁２７、３０を開放し、ダクト２５、３１を介して温風を居室７に供給し、暖房をおこなう（図６のステップＳ６、ステップＳ７）。
　また、居室温度センサー３７で検出した居室７の温度が１０度以上であると、室外空気弁２７、２８を開放し、ダクト２５、２９を介して温風を床下９に供給し、床下の乾燥をおこなう（図６のステップＳ８）。
　また、図６では説明していないが、室内空気温度センサー３５によって検出した温度が例えば３５度以上になると、圧縮機２１を駆動し、冷媒回路１８による室内空気の冷却を併用する。
　つまり、蒸発器１９で冷却された室内空気を、室内空気吹出口１４から蓄電池２に吹き付け、この蓄電池２の冷却を行うことになる。
　また、このとき冷媒回路１８の凝縮器２０は熱交換器１６下流の室外空気によって冷却されるので、冷媒回路１８を本体ケース１０外に設ける必要が無く、コンパクト化が図れる。つまり、冷媒回路１８の凝縮器２０を電池室１の外部に設け、配管作業を行う必要も無い。
　以上説明したように、本発明では、電池室の外部の空気を取り入れ、熱交換器で室内空気と熱交換させるようにしたので、一般的に、電池室内空気よりも低温の室外空気を利用して、蓄電池を冷却することができる。
　また、電池室の外部の空気を利用しただけでは、蓄電池を十分に冷却することができないときには、電池室の内部の空気を冷媒回路の蒸発器で冷却後に蓄電池を冷却することにしたので、蓄電池を効果的に冷却することができる。
　さらに、冷媒回路の凝縮器も電池室の外部の空気によって冷却するので、冷媒回路としての効率も高くなり、この結果として、蓄電池を効果的に冷却することができる。
　このように、本発明により、電池室の外部の気温に関わらずに、蓄電池を効果的冷却することができるようになるので、蓄電池の規模に関わらず蓄電池冷却装置として活用できる。
　１　電池室
　２　蓄電池
　３　冷却部
　４　空気取入口
　５　空気排出口
　６　構造物
　７　居室
　８　浴室
　９　床下
　１０　本体ケース
　１１　室外空気吸込口
　１２　室内空気吸込口
　１３　室外空気吹出口
　１４　室内空気吹出口
　１５　室内空気ファン
　１６　熱交換器
　１７　室外空気ファン
　１８　冷媒回路
　１９　蒸発器
　２０　凝縮器
　２１　圧縮機
　２２　吸込グリル
　２３，２４，２５，２９，３１，３３　ダクト
　２６，２７，２８，３０，３２　室外空気弁
　３４　制御器
　３５　室内空気温度センサー
　３６　室外空気温度センサー
　３７　居室温度センサー
　３８　室外空気温度センサー
　３９　操作器
　４０　メモリ

Claims (7)

  1. 蓄電池が設置される電池室の内部の室内空気を、室内空気吸込口を介して吸い込む室内空気ファンと、前記室内空気ファンにより、前記室内空気吸込口を介して吸い込んだ室内空気が、その第１の風路を通過する熱交換器と、前記熱交換器の前記第１の風路を通過後の室内空気を、蒸発器を介して前記電池室の内部に吹き出す室内空気吹出口と、前記電池室の外部の室外空気を、室外空気吸込口を介して吸い込み、前記熱交換器の第２の風路、凝縮器、室外空気吹出口を介して前記電池室の外部に吹き出す室外空気ファンと、前記蒸発器、圧縮機、前記凝縮器、膨張器によって形成された冷媒回路と、前記室内空気ファン、前記室外空気ファン、前記冷媒回路に接続された制御器と、この制御器に接続した操作器を備えた蓄電池冷却装置。
  2. 前記室外空気吹出口には、室外空気ダクトを接続した請求項１に記載の蓄電池冷却装置。
  3. 前記室外空気ダクトを流れる室外空気量を調整する室外空気弁を設けた請求項２に記載の蓄電池冷却装置。
  4. 室内空気を検出する室内空気温度センサーを設けた請求項１に記載の蓄電池冷却装置。
  5. 前記熱交換器の前記第２の風路を通過した後の室外空気の温度を検出する室外空気温度センサーを設けた請求項１に記載の蓄電池冷却装置。
  6. 前記室外空気吹出口には、居室暖房用ダクト、浴室暖房用ダクト、床下換気用ダクトの少なくとも一つを接続した請求項１に記載の蓄電池冷却装置。
  7. 本体ケース内に、前記熱交換器、前記室外空気ファン、前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器、前記膨張器によって形成された冷媒回路、および前記室外空気ファンを装着した請求項１に記載の蓄電池冷却装置。
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