JPH0244155A - 濃度差蓄冷熱発生装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蓄熱型冷熱発生装置に係り、特に夜間電力によ
り高密度に蓄熱し、昼間の冷房に供するに好適な濃度差
蓄冷熱発生装置に関する。

〔従来の技術〕 従来の蓄熱型冷温熱発生器は、特開昭６２−２１８７７
３号に記載のように、濃度差熱装置内に４個の熱交換器
を配し、２個の熱交換器は圧縮式ヒートポンプと接続し
て閉回路を形成し、他の２個は外部冷却用熱交換器及び
放冷熱器の熱交換器にそれぞれ接続され閉回路を形成す
る系統となっており、また熱取り出し運転では冷媒ガス
が流れる熱交換器は濃度差蓄熱装置内の片側のみである
。

第８図によって詳細に説明する。

蓄熱運転時は、圧縮器１により圧縮されて高温・高圧と
なったヒートポンプ冷媒ガス（例えばフレオン等）は、
密閉容器２３内の第１室熱交換器４内を流れて、当該熱
交換器の外表面に散布されている吸収液（含冷媒）を加
熱し、該吸収液から冷媒を蒸発さ、せて吸収液を濃縮す
る。濃縮された吸収液は第１室底部に溜められる。一方
、前記ヒートポンプ冷媒ガスは、蒸発熱を奪われて熱交
換器４内で凝縮液化し、さらに膨脹弁１８で断熱膨張し
て低温となって熱交換器５へ流入する。熱交換器４上で
発生した冷媒蒸気は蒸気通路２５を経て第２室へ流入し
、第２熱交換器５の外表面に接触する。第２熱交換器５
内には前述のように低温の冷媒液が流れており、前記外
表面に接触した冷媒蒸気は凝縮液化して、第２室底部に
溜められる。

冷熱発生運転の方法は２種類あり、一つには容器２３内
に収納せる熱交換コイル２６．２７を用いるもので、濃
縮して溜めておいた吸収液を散布装置３０から熱交換コ
イル２６の外表面に散布し、当該コイル内に冷却液を流
すことで冷媒蒸気が吸収液に吸収されて密閉容器２３内
の圧力が低下し、散布装置３１により熱交換コイル２７
の外表面に散布されている水は、容器２３の圧力に相当
する飽和温度で蒸発し潜熱が奪われて温度が低下する。

この冷熱を前記熱交換コイル２７内を流れる液と熱交換
し、当該液が冷房源として利用される。また、この時に
発生した蒸気は前述した吸収液に吸収され、吸収液の濃
度は低下し、吸収液濃度が一定以下になると吸収液によ
る冷媒蒸気の吸収力が低下し、第１．第２室内に必要な
圧力の差を生じることがなくなる。この時には二つ目の
方法を構じるとしている。この二つ目の方法は、圧縮機
で圧縮した高温・高圧のヒートポンプ冷媒ガスを。

蓄熱運転とは逆に、放熱器６で冷却して液化し。

膨脹弁１８で断熱膨張せしめることで冷媒ガスが低温と
なり液化する。該液化冷媒を熱交換器４内に流すことで
、前述した冷媒蒸気が当該熱交換器４に接触して凝縮し
、液化する。このため再び熱交換コイル２７に散布して
いる冷媒は蒸発可能となり冷房運転が継続できるとして
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術には以下の欠点があった。即ち、構造的に
は密閉容器内に４個の熱交換器を配していることにより
、容器の大型化、複雑化がまぬがれないこと、一方運転
操作上には吸収液濃度を常に測定するか、もしくは冷房
能力が低下した時点で前述した第１の方法から第２の方
法へ切換える操作が必要である等の運転操作の繁雑性が
ある。

そして、最も重要な点は、蓄熱運転時に第２室底部に凝
縮して溜めておいた冷媒量は、第１の運転方法が使えな
くなった段階で吸収液に吸収されてしまうから、第２の
方法で運転を行うには、蓄熱運転時に溜める量以上に第
２室底部に冷媒を保有していないと、第２の方法での運
転時に、熱交換コイル２７上に散布する冷媒がなくなる
こと、さらには、吸収剤の濃度が前記余分に保有されて
いる冷媒が第１室の熱交換器４上で凝縮液化して。

第１室底部に溜っている吸収液にとけ込むので、該吸収
液の濃度が必要以上に無意味に希釈されてしまうことで
あり、このことは蓄熱時に、吸収液を濃縮するに必要な
熱量が大幅に増大してしまう結果となり、運転費の高騰
を来してしまう０以上述べたように、従来の例では、装
置の大型化と運転費高騰等の問題があった。

一方、従来から氷の融解熱を巧みに利用して圧縮式ヒー
トポンプと組み合わせた氷蓄熱方式の冷房システムが知
られているが、蓄熱槽に占める氷の体積は通常５０〜６
０％程度であり、融解熱を８０ｋｃａＱ／ｋｇ−氷とし
、７℃までの顕熱分を考慮しても蓄熱密度は最高でも５
５ｋｃａΩ／ｋｇ程度であり、貯槽寸法の大きさの割に
は冷熱量がとれない等の欠点があり、いきおい圧縮式ヒ
ートポンプの設備容量増大を余儀なくされていた。

さらに他の従来例としては、加熱源、冷却源等が入手で
きる条件のもとでは、−度差蓄熱装置単独で運転される
システムもあるが、吸収液の濃縮に必要な加熱源が必要
な時に必要な量入手できる等の制限条件が不可欠である
。

本発明の課題は、熱交換器の数を減らし、冷熱供給運転
時に、吸収液に吸収される量以上の冷媒を保有しておく
必要のない濃度差蓄冷熱発生装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、圧縮機、膨脹弁、凝縮部及び蒸発部を接
続して閉回路を形成し、該閉回路内に冷媒を封入して作
動させるヒートポンプと、それぞれ少なくとも１個の熱
交換器と溶液散布器とを偏えた第１室及び第２室からな
る密閉容器と該密閉容器の前記第１室及び第２室にそれ
ぞれ接続して設けられた蓄熱媒体槽及び冷媒槽とをそな
えた濃度差蓄熱装置とを具備し、前記第１室と第２室は
蒸気通路で接続され、前記ヒートポンプの凝縮部が前記
第１室内の第１熱交換器に、蒸発部が前記第２室の第２
熱交換器にそれぞれ接続されて蓄熱する装置において、
前記第２室に前記ヒートポンプの閉回路に接続されない
第３熱交換器が設けられ、該第３熱交換器が前記密閉容
器外に設けられた放冷熱器に閉回路で接続されているこ
とと、前記第１熱交換器と前記密閉容器外に設けられた
第１の放熱器とが冷媒を封入された閉回路で接続されて
いることと、前記第２室に設けられた溶液散布器は前記
第３熱交換器に前記冷媒槽中の液冷媒を散布可能に配置
されていることと、前記第１室に設けられた溶液散布器
は前記第１熱交換器に前記蓄熱媒体槽中の吸収液を散布
可能に配置されていることと、前記ヒートポンプ閉回路
が前記第１熱交換器をバイパスする回路を備えているこ
とと、を特徴とする濃度差蓄冷熱発生装置により達成さ
れる。

また、圧縮機の吐出側に第２の放熱器が設けられている
請求項１に記載の濃度差蓄冷熱発生装置とすると、更に
効果的である。

さらに、暖房熱交換器及び暖房放熱器を設け、該暖房熱
交換器の加熱流体側をヒートポンプ閉回路に接続し、前
記暖房熱交換器の被加熱流体側を前記暖房放熱器と閉回
路で接続した請求項２に記載の濃度差蓄冷熱発生装置と
してもよく、放冷熱器と暖房放熱器とが一体に形成され
、第３熱交換器と、暖房熱交換器と放冷熱器を接続する
閉回路とが弁を介して接続されていて、該閉回路内を循
環する熱媒体が水などの人畜に無害な液体である請求項
３に記載の濃度差蓄冷熱発生装置としてもよい。

請求項１〜４に記載の濃度差蓄冷熱発生装置の運転方法
としては、冷房運転時の定常負荷を、第２熱交換器で凝
縮される冷媒蒸気量に設定し、設定された定常負荷量を
超過する負荷増大分を、第１熱交換器に散布される吸収
液に吸収される冷媒蒸気量により補う運転方法とするの
が好適である。

〔作用〕

請求項１に記載した本発明の濃度差蓄冷熱発生装置は、
従来の吸収式冷凍機に使用される吸収剤と冷媒（例えば
臭化リチウムと水、エチレングリコールとフレオン等）
の各混合液からなる吸収液を用い、圧縮式ヒートポンプ
で圧縮及び膨張に伴なうヒートポンプ冷媒ガス（例えば
フレオン）の温度変化を巧みに用い、且つ通常の氷蓄熱
冷熱発生装置における運転方法の長所を採用できる系統
としたことである。

すなわち、夏期においては夜間に蓄熱運転を実施する。

具体的には、圧縮式ヒートポンプで圧縮され、高温・高
圧となったヒートポンプ冷媒ガスを前記吸収液の加熱源
に用い、吸収液中の冷媒を蒸発せしめる。これにより、
ヒートポンプ冷媒ガスは液化してヒートポンプ冷媒液と
なり、さらに膨脹弁により断熱膨張して低温・低圧とな
ったヒートポンプ冷媒液は、今度は前記した吸収液中か
ら蒸発した冷媒蒸気の凝縮に用いられ、自身は低圧ガス
となって圧縮機へ流れる。

以上の作用により、吸収液は吸収剤濃度が高められ、蓄
熱媒体槽に貯蔵されると共に、吸収液中の冷媒も蒸発・
凝縮されて冷媒槽に貯蔵される。

換言すれば、吸収液中の吸収剤濃度を高めることは、吸
収液の蒸気の吸収能力を強化することであり、一方冷媒
は液の状態にあるから蒸発能力を有しており、高濃度吸
収液と冷媒を別々に貯蔵している状態は蓄冷しているこ
とになる。

一方、昼間においては冷房運転を実施する。以下に冷房
運転の働きを説明する。

圧縮機で圧縮され高温・高圧となったヒートポンプ冷媒
ガスは、膨脹弁により膨張して低温・低圧のヒートポン
プ冷媒液となる。この低温熱源により、前記蓄熱時に貯
蔵しておいた吸収液中の冷媒からの発生蒸気を凝縮させ
、自身はガス化し再び圧縮機へ戻る。一方当該圧縮機の
回路から隔離された第１熱交換器と放熱器との間を循環
する冷媒ガスを、先述した吸収液中から分離された冷媒
からの蒸気を吸収して発熱した吸収液を冷却する手段と
して用い、冷媒ガスは自身はガス化して放熱器で冷却液
化され再び第１熱交換器へ戻る。したがって、吸収液中
から分離されて貯蔵されていた冷媒から発生する蒸気は
、一部は圧縮機と第２熱交換器を循環する低温のヒート
ポンプ冷媒のガス化に、他の一部は吸収液中に吸収され
て吸収液の温度を高め、放熱器と第１熱交換器を循環す
る常温冷媒のガス化により、それぞれ処理される。

したがって、前者（冷媒から）の発生蒸気に伴なう冷房
熱量は、第２熱交換器上での冷媒凝縮量として圧縮機の
運転により制御され、後者は吸収液の吸収能力変化、即
ち吸収液の散布量によって制御可能な冷房熱量であり、
それぞれ単独にあるいは併用して運転並びに制御が可能
となり、夏期における冷房負荷パターンのどのような変
化にも追従が可能となる。即ち、例えば午前８時から午
後８時までの間冷房運転が要求されるとしても。

特に午前１０時から午後３時頃までは極めて高い冷房負
荷となるのが通例であり、請求項５に記載の運転方法に
よれば、この高い冷房負荷の時間帯のみを後者の蒸気流
れ、換言すれば吸収液に吸収される流れとした濃度差蓄
熱分を利用し、−日中通しての冷房負荷（以後ベースロ
ードと称す）は前者の圧縮機の運転により、定常負荷と
することができる。

請求項２に記載の発明によれば、圧縮機の吐出側に放熱
器が設けられるので、ヒートポンプ回路における凝縮、
蒸発過程での熱の出入りの差が調整される。

また、請求項３に記載の発明によれば、第２の放熱器か
ら熱を吸収したのち、圧縮されて高温・高圧となったヒ
ートポンプ冷媒ガスが暖房放熱器と接続されて、熱媒体
が循環する暖房熱交換器へ流され、該熱媒体が加熱され
て、暖房放熱器で熱を特徴する 請求項４に記載の発明においては、暖房放熱器と放冷熱
器が一体となり、第３熱交換器と暖房熱交換器と放冷熱
器を接続する閉回路とが弁を介して接続されているから
、腋芽の切り換えで放冷熱器に冷房用冷水や暖房用熱媒
体を送給できる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明する
。

第１図は本発明の一実施例である濃度差蓄冷熱発生装置
の系統図を示したもので、−例として圧縮式ヒートポン
プ系の冷媒をフレオンとし、濃度差蓄冷装置系に用いる
吸収液として、吸収剤に臭化リチウム、冷媒に水を用い
て以下に述べる。

本実施例は、圧縮式ヒートポンプを形成する閉回路と、
濃度差蓄熱装置を形成する回路と、前記両回路を結合す
る回路および熱を出し入れする回路とからなっている。

圧縮式ヒートポンプは、圧縮器１と、圧縮器１の吐出側
に管３０１，３０２を介して接続された第２の放熱器で
ある空冷式室外機２と、該空冷式室外機２に管３０３，
３０４を介して接続された膨脹タンク３と、該膨脹タン
クに接続された膨脹弁４と、該膨脹弁４の出口側と第２
熱交換器５４の入口側を接続する管３０５と、前記第２
熱交換器５４の出口側と前記圧縮機１の入口側を接続す
る管３０６と、を備えている。前記管３０１には三方弁
１０１が介装され、管３０１と３０２は三方弁１０２を
介して接続されている。管３０６には三方弁１０８が介
装され、前記三方弁１０２ののこりの接続口と三方弁１
０８ののこりの接続口は、管３１１を介して接続されて
いる。管３０３には、室外機２に近い方に三方弁１０３
．遠い側に三方弁１０４が介装され、管３０４には、室
外機２側に三方弁１ｏ５．膨脹タンク３に近い側に三方
弁１０６が介装されている。管３０５には。

三方弁１０７が介装され、該三方弁１０７ののこりの接
続口と前記三方弁１０３ののこりの接続口が管３１４で
連通されている。暖冷房用の熱媒体を被加熱流体とし、
ヒートポンプ回路を流れるヒートポンプ冷媒を加熱側流
体とする暖房熱交換器１１が設けられ、該熱交換器１１
の加熱側流体出口側と、前記三方弁１０１ののこりの接
続口が管３０９で、前記熱交換器１１の加熱側流体入口
側と前記三方弁１０６ののこりの接続口とが管３１０で
それぞれ連通されている。

濃度差蓄熱装置の密閉容器５は、第１熱交換器５３を備
えた第１室５１と、第２熱交換器５４および前記第３熱
交換器５５を備えた第２室とに壁５８によって区分され
、画室は蒸気通路５９によって連通されている。前記第
１熱交換器５３の出口側は、三方弁１０９を介装した管
３１２によって、第１の放熱器である空冷式室外機９の
入口側に接続され、該空冷式室外機９の出口側は膨脹タ
ンク１ｏ、ポンプ２０３および三方弁１１０を介装した
管３１３によって、前記第１熱交換器５３の入口側に連
通している。第１室５１にはポンプ２０２の吸込側が接
続され、該ポンプ２０２の吐出側は２方向に分岐して、
一方は熱回収器６の被熱回収流体入口に、他方は前記熱
回収器６の熱回収流体出口と前記第１熱交換器５３外面
に吸収液を散布する溶液散布器である散布器５６とを連
通ずる管６０１に、弁を備えた管６０３によって接続さ
れている。熱回収器６の被熱回収流体出口は、蓄熱媒体
槽７上部に接続され、熱回収器６の熱回収流体出口と蓄
熱媒体槽底部とは管６０２により接続されている。前記
第２室の底部は管７０１によって冷媒槽８上部に接続さ
れ、該冷媒槽８底部と、第３熱交換器５５外面に冷媒を
散布する溶液散布器である散布器５７とは、ポンプ２０
１を介装した管７０２で接続されている。管７０１とポ
ンプ２０１人口側の管７０２は、管７０３によって接続
されている。放熱器兼暖房放熱器である室内機１２の熱
媒体出口は、三方弁１１２を介装し・た管５０２により
、第３熱交換器５５の入口に接続され、該第３熱交換器
５５の出口は、三方弁１１２およびポンプ２０４を介装
した管５０１によって、室内機１２の熱媒入口に接続さ
れている。

三方弁１１２のこりの接続口と前記暖房熱交換器１１の
被加熱流体入口とは、管４０１によって連通され、三方
弁１１１ののこりの接続口と前記暖房熱交換器１１の被
加熱流体出口とは、管４０２によって連通されている。

また、三方弁１０５ののこりの接続口と三方弁１０９の
のこりの接続口は管３０８によって連通され、三方弁１
０４ののこりの接続口と三方弁１１０ののこりの接続口
とは、管３０７によって連通されている。

上記構成の装置の運転を以下に説明する。

蓄熱運転： 第２図は、三方弁１０１〜１１１を操作して蓄熱運転状
態を形成した配管系統を示し、当該運転に使用されない
系統は省略しである。（第３図。

第５図も同様に、当該運転に使用されない系統は省略し
である。） 圧縮機１で圧縮された高温・高圧となったフレオン過熱
蒸気は、管３０１，３０２を経て空冷式室外機２へ流れ
、周囲外気により冷却されて、はぼ飽和状態あるいは幾
分湿り域に入った状態の蒸気となって、管３０７より第
１熱交換器５３へ流れる。一方、臭化リチウム水溶液は
蓄熱媒体槽７から管６０２．熱回収器６．管６０１を経
て散布器５６により第１熱交換器５３に散布され、第１
室底に流下した臭化リチウム水溶液はポンプ２０２によ
り、第１室５１から１部は管６０３を経て再循環されて
おり、のこりは熱回収器６を経て蓄熱媒体槽７へ還流す
る。臭化リチウム水溶液は熱交換器５３に接触している
間に、高温のフレオンから熱を受けて加熱され、フレオ
ンは降温し、液体となって管３０８，３０４を経て、膨
脹タンク３に流れた後、膨脹弁４を通過する際に断熱膨
張し低温液となる。

第１熱交換器５３で加熱された臭化リチウム水溶液（以
下吸収液という）からは、水蒸気が発生し、蒸気通路５
９を経て第２熱交換器５４の表面に接触する。

膨脹弁４を通過して低温液となったフレオンは。

管３０５を経て第２熱交換器５４へ流れ、外表面に接触
している水蒸気を凝縮させるとともに、フレオン自身は
熱を吸収して漸次蒸気となり、管３０６を経て圧縮器１
へ導入され、再び圧縮されて高温のフレオン蒸気となっ
て、前述した経路を循環する。

以上の作用により、吸収液は濃縮されて高濃度となり、
ポンプ２０２により一部は熱回収器６を経て蓄熱媒体槽
７へ、のこりは管６０３を経て蓄熱媒体槽から導入され
てくる低濃度の吸収液と混合して、管６０１より再び散
布器５６へ流れる。

熱回収器６ではポンプ２０２からの高濃度吸収液の熱を
、蓄熱媒体槽７からの低濃度吸収液が吸収し、当該吸収
液の予熱に供することになる。

第２熱交換器５４で冷却されて凝縮した水（冷媒）は、
管７０１を経て冷媒槽８へ貯蔵される。

吸収液の最高到達濃度は、加熱源としての第１熱交換器
５３と、冷却源としての第２熱交換器５４の温度により
決定される。

以上、蓄熱媒体槽７に高濃度の吸収液が、冷媒槽８に水
（液冷媒）がそれぞれ貯蔵されたことで蓄熱運転が完了
する。

冷房運転： 第３図は冷房運転に適した配管系統を示し、以下にその
作用を詳述する。

圧縮器１で圧縮され高温となったフレオンの過熱蒸気は
、管３０１，３０２を経て室外機２により外気温で冷却
され、飽和液となり、さらに管３０３．３０４．膨脹タ
ンク３を経て膨脹弁で断熱膨張して低温となる。該低温
フレオン液は、第２熱交換ＷＩ！５４へ導入される。一
方、室内機１２と第３熱交換器５５とを接続する管５０
１，５０２内は、ポンプ２０４によって水が循環されて
おり、さらに冷媒槽８から管７０２により補給される水
は、ポンプ２０１によって散布器５７より第３熱交換器
５５の外表面に散布されており、室内機１２で室内から
熱を受は昇温した水は、管５０２により第３熱交換器５
５内へ導入されているために、前述の散布水は加熱され
て蒸発し、蒸発潜熱を第３熱交換器５５内の水から奪い
、管５０１を流れる水は低温となって再び室内機１２へ
流れ、室内の空気と熱交換、即ち、室内を冷却する。

蒸発した水蒸気（冷媒蒸気）は、第２熱交換器５４内を
流れる低温のフレオン液によって冷却されて凝縮し、第
２室５２の底部を経て冷媒槽８へ還流する。この運転状
態においては、冷媒である水は、第２室と冷媒槽、ポン
プ２０１．散布器５７からなる回路を相変化しながら循
環するのみで、第１室５１や、蓄熱媒体槽中の吸収液に
とけ込むことはないから、運転時間が長くなっても冷媒
がなくなることはなく、吸収液が無駄に希釈されること
もない。

冷房作用は以上に述べた圧縮機の運転により実行する操
作と、以下に述べる濃度差蓄熱装置を作動させることに
より実行する操作の二通りが可能であり、本発明は、両
操作をそれぞれ単独であるいは併用で作動させることを
特徴としている。

濃度差蓄熱装置内の散布器５６から蓄熱媒体槽７からの
高濃度吸収液を、第１熱交換器５３上に散布し、一方、
室外機９と第１熱交換器５３とを管３１２，３１３で接
続し、ポンプ２０３によって冷媒であるフレオン（蓄熱
運転では、第１熱交換器５３にはヒートポンプ回路の冷
媒であるフレオンが流れるので、蓄熱運転終了後、弁操
作によリヒートポンプ回路と第１熱交換器を切りはなし
ても、第１熱交換器５３内にはフレオンが残る。）を循
環させる。

循環するフレオンは、第１熱交換器５３上に散布される
吸収液が、冷媒蒸気を吸収して発生する熱を奪って室外
機９へ流入し、ここで放熱した後、膨張タンクで膨張し
て低温となり、再びポンプ２０３により循環を継続する
。） 前述のように、冷房運転においては、第３熱交換器５５
上で冷媒が蒸発するので、この蒸発した冷媒蒸気（水蒸
気）は、蒸気通路５９を通って、高濃度吸収液が散布さ
れている第１室５１へ流れ込み、第１熱交換器５３上で
、前記高濃度吸収液へ吸収される。高濃度吸収液は冷媒
蒸気を吸収して希釈されるとともに、前述のように発熱
し、この熱が第１熱交換器５３内を流れる低温のフレオ
ンで冷却される。

この吸収現象により第２室５２の圧力が低下し、散布器
５７で散布される水（冷媒）は、蒸発可能となる。即ち
、第３熱交換器５５での冷熱発生。

換言すれば室内機１２へ供給する冷熱発生が可能となる
。

蒸気を吸収して昇温した低濃度吸収液は第１熱交換器５
３内を流れるフレオンの液により冷却され、ポンプ２０
２により一部は蓄熱媒体槽７へ、残りは管６０３を経て
、高濃度吸収液と合流して再び散布器５６により散布さ
れる。

一方、吸収液を冷却することで飽和蒸気状態に達したフ
レオンは室外機９により冷却され、飽和液となって、再
び管２０３を経て第１熱交換器５３へ４人される。

以上の第二の方法による冷房運転は蓄熱媒体槽７へ貯蔵
しておいた高濃度吸収液がなくなると（希釈されて低濃
度になってしまうと）終了するものである。したがって
前述の圧縮機運転による冷房運転と蓄熱装置を用いた吸
収現象による冷房運転を最適に組み合わせた運転が望ま
れる。以下にその最適運転方法を述べる。

第４図は夏期における冷房負荷の経時変化を模式的に示
したもので、横軸に一日の時刻を、縦軸に負荷変化の割
合を示している。本例では８時から冷房を開始１８時に
停止の場合であるが１通常１２〜１５時頃が最大冷房負
荷となると考えられる。したがって、蓄熱機能を保有し
ない冷房装置であれば、その設備容量は前記した最大負
荷に見合う仕様となり、装置の大型化並びに運転費の増
大は必然的である。これに対し、本発明に代表される蓄
熱機能を有した冷房装置では第４図中の区域２の部分を
区域３の部分へ移動、即ち夜間の安価な電力を用いて蓄
熱運転を行っておくことによす、冷房装置の設備容量は
従来の１／２程度まで低減できる。従来からこの考えに
基づいた技術として、氷蓄熱システムがあるが、先述し
た様に蓄熱密度が小さいために、上記目的を達成しよう
とすれば、蓄熱槽の寸法が大型化してしまう欠点があっ
た。そのため、蓄熱槽を許容可能な寸法として、その分
設備容量を増大して設計されていた。

本発明の運転方法は、冷房運転を行う際、まずヒートポ
ンプ運転によって冷房を行う（第２熱交換器５４上で冷
媒蒸気を凝縮させ、第２室５２内の低圧を維持する）。

冷房負荷が増大してヒートポンプによる冷房容量を超え
た段階、すなわち。

第３熱交換器５５で室内機１２との間を循環する水が放
出する熱が増加して冷媒蒸発量が増加し、一方第２熱交
換器５４による冷媒蒸気の凝縮量が冷媒蒸発量を下まわ
ると、第２室５２内の圧力が増加して、冷媒蒸発量が低
下し、室内機１２を循環する水から奪われる蒸発熱量が
減って、該水が第２熱交換器５４を出るときの温度が計
画値よりも高くなる６本運転方法においては、室内機１
２を循環水が第２熱交換器５４を出るときの温度、もし
くは、第２室５２の圧力を検出し、この実測値と計画値
との偏差量に基づいて、高濃度吸収液を第１熱交換器５
３上に散布し、冷媒蒸気を吸収させて、第２室５２内の
圧力を所定の低圧に維持する。

上記の方法により、ヒートポンプ運転で、ベースロード
を負担し、このベースロードを超える部分を、あらかじ
め蓄熱された高濃度吸収液と冷媒で負担するので、両者
の能力の合計値を最大出力とすることができる。

暖房運転： 第５図には暖房運転に適した配管系を示しである。

圧縮機１で圧縮され高温となったフレオンの過熱蒸気は
、管３０９を経て暖房熱交換器１１に導入される。熱交
換器１１は室内機１２と管４０１゜４０２で結ばれて閉
回路をなしており、当該閉回路内には水等の人畜無害な
熱媒体がポンプ２０４によって循環されている。したが
って、フレオンの過熱蒸気は熱交換器１１内で水に熱を
伝え昇温する。当該昇温水は室内機１２で室内の空気と
熱交換して暖房に供した後、降温して再び熱交換器１１
で昇温される。一方熱を伝えたフレオン蒸気は液化し、
管３１０を経て膨張タンク３．膨脹弁４を通過する際に
断熱膨張により低温液となり、管３１４を経て室外機２
に入り、ここで外気から熱を奪い、飽和あるいは飽和に
近い湿り蒸気となって、管３０２，３１１を経て圧縮機
１に導入され、再び高温の過熱蒸気となる。暖房運転に
おける本発明の特徴は熱交換器１１を設けたことである
。これにより、室内へは無害な水等の熱媒体により熱を
輸送できるため、万一の漏洩にも、何ら障害を起こさな
い、安全性の高い装置を提供できる。本実施例において
は、室内機１２は暖冷房共用としたが、それぞれ別体の
ものとしてもよいし、一体として内部を循環する流体が
、暖房、冷房それぞれ別のコイルを流れるようにしても
、同様の効果が得られる。第６図は暖房用室内機１３と
冷房用室内機１２を別体として設けた例を示す。

本実施例によれば、従来の水蓄熱システムよりも大巾な
蓄熱密度の向上が可能であるため、蓄熱媒体槽が小型で
も充分な熱量の蓄熱が可能である。

この結果、夜間の安価な電力を有効に利用して充分に蓄
熱を行うことが可能で、運転量の大巾な低廉化が可能と
なる。さらに、設備容量の低減も合わせて可能であり、
装置費の削減が達成できる。

上述した効果は定量的に第７図に示しである。

さらに本実施例によれば、ａ度差蓄熱装置の小型化が可
能である。即ち、熱交換器の数を従来例に見られる４個
から３個に低減できたことにより達成できた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ヒートポンプ回路の低温冷媒を、冷房
時に冷媒を蒸発させる第３熱交換器と同じ区画に収納さ
れた第２熱交換器に循環する配管を設けたので、吸収液
を希釈することなく、ヒートポンプ運転により冷房を行
うことが可能となるとともに、ヒートポンプによる冷房
と、吸収液による冷房の同時併用が可能となったので、
余分な冷媒を保有するスペースが不要となって小型化で
き、同時併用によって全体としての冷房能力が高まった
ので、小型化できるという効果が得られた。

請求項２に記載の本発明によれば、ヒートポンプ圧縮機
の吐出側に放熱器を設けたので、ヒートポンプ冷媒の凝
縮、蒸発過程での熱の出入りの不均衡の調整が容易にな
り、装置の運転が安定する。

請求項３に記載の本発明によれば、暖房熱交換器を設け
てヒートポンプ冷媒を室内機に循環させないようにした
ので、室内機に循環する熱媒体を人畜に無害なものにす
る効果がある。

請求項４に記載の本発明によれば、放冷熱器と暖房放熱
器が一体に形成されて、暖房時も冷房時も熱媒体に水が
用いられるので、装置が簡単になるとともに、熱媒体が
漏洩しても人体に無害である効果を奏する。

請求項５に記載の本発明によれば、冷房の最大負荷を、
ヒートポンプ運転による負荷と、濃度差蓄熱装置による
負荷に分割できるので、どちらか一方の容量だけで最大
負荷を負担する必要がなくなり、装置の能力を小さくす
ることにより小型化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成要素と配管系を示す図
、第２図は第１図に示した実施例の内、蓄熱運転を実施
するに適した系統を示す図、第３図は第１図に示した実
施例の内、冷房運転を実施するに適した系統を示す図、
第４図は冷房負荷の代表的経時変化の状況を示す図、第
５図は暖房運転の系統を示す図、第６図は本発明の他の
実施例を示す図、第７図は本発明の効果を示す図で、第
８図は従来例を示す系統図である。 １・・・圧縮機、２・・・第２の放熱器（空冷式室外機
）。 ４・・・膨脹弁、５・・・密閉容器、７・・・蓄熱媒体
槽、８・・・冷媒槽、９・・・第１の放熱器（空冷室外
機）、１１・・・暖房熱交換器、１２・・・放冷熱器（
室内機）、１３・・・暖房放熱器、５１・・・第１室、
５２・・・第２室、５３・・・第１熱交換器（凝縮部）
、５４・・・第２熱交換器（蒸発部）、５５・・・第３
熱交換器、５６．５７・・・溶液散布器、５９・・・蒸
気通路、 窮 図 第 図 第 図 府穿］ （時） 第 図 弔 図 第８ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧縮機、膨脹弁、凝縮部及び蒸発部を接続して閉回
   路を形成し、該閉回路内に冷媒を封入して作動させるヒ
   ートポンプと、それぞれ少なくとも１個の熱交換器と溶
   液散布器とを備えた第１室及び第２室からなる密閉容器
   と、該密閉容器の前記第１室及び第２室にそれぞれ接続
   して設けられた蓄熱媒体槽及び冷媒槽を有する濃度差蓄
   熱装置とを具備し、前記第１室と第２室は蒸気通路で接
   続され、前記ヒートポンプの凝縮部が前記第１室内の第
   １熱交換器に、蒸発部が前記第２室の第２熱交換器にそ
   れぞれ接続されて蓄熱する装置において、 前記第２室には前記ヒートポンプに接続されない第３熱
   交換器が設けられ、該第３熱交換器が前記密閉容器外に
   設けられた放冷熱器に閉回路で接続されていることと、 前記第１熱交換器と前記密閉容器外に設けられた第１の
   放熱器とが冷媒を封入された閉回路で接続されているこ
   とと、 前記第２室に設けられた溶液散布器は前記第３熱交換器
   に前記冷媒槽中の液冷媒を散布可能に配置されているこ
   とと、 前記第１室に設けられた溶液散布器は前記第１熱交換器
   に前記熱媒体槽中の吸収液を散布可能に配置されている
   ことと、 前記ヒートポンプ閉回路が前記第１熱交換器をバイパス
   する回路を備えていること、 を特徴とする濃度差蓄冷熱発生装置。 ２、圧縮機の吐出側に第２の放熱器が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の濃度差蓄冷熱発生装置
   。 ３、暖房熱交換器及び暖房放熱器が設けられ、該暖房熱
   交換器の加熱流体側がヒートポンプ閉回路に接続されて
   いることと、前記暖房熱交換器の被加熱流体側が前記暖
   房放熱器と閉回路で接続されていることと、を特徴とす
   る請求項２に記載の濃度差蓄冷熱発生装置。４、放冷熱
   器と暖房放熱器とが一体に形成され、第３熱交換器と、
   暖房熱交換器と放冷熱器を接続する閉回路とが弁を介し
   て接続されていることと、該閉回路内を循環する熱媒体
   が水などの人畜に無害な液体であることと、を特徴とす
   る請求項３に記載の濃度差蓄冷熱発生装置。 ５、冷房運転時の定常負荷を、第２熱交換器で凝縮され
   る冷媒蒸気量に設定し、設定された定常負荷量を超過す
   る負荷増大分を、第１熱交換器に散布される吸収液に吸
   収される冷媒蒸気量により補うことを特徴とする請求項
   １乃至４に記載の濃度差蓄冷熱発生装置の運転方法。