JPH058328U - 蓄冷式冷熱供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷側熱交換器を介装した負荷側冷媒路と、
蓄冷手段と、蓄冷運転において冷媒を氷点下に冷却する
冷凍機と、負荷側冷媒路を開閉する弁と、負荷側冷媒路
に対する迂回冷媒路とを備え、前記弁を開いた状態で負
荷側冷媒路と蓄冷手段と冷凍機とにわたって冷媒を循環
させる冷熱消費運転と、前記弁を閉じた状態で迂回冷媒
路を介し蓄冷手段と冷凍機とにわたって冷媒を循環させ
る蓄冷運転とを、択一的に実施する蓄冷式冷熱供給装置
において、蓄冷運転の際、前記弁の不完全閉弁に起因す
る負荷側熱交換器での凍結トラブル等を未然に回避でき
るようにする。 【構成】 蓄冷運転時における前記負荷側冷媒路６への
蓄冷用氷点下冷媒流入を検出する検出手段１２Ａを設け
てある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、負荷側熱交換器を介装した負荷側冷媒路と、蓄冷手段と、蓄冷運転 において冷媒を氷点下に冷却する冷凍機と、前記負荷側冷媒路を開閉する弁と、 前記負荷側冷媒路に対する迂回冷媒路とを備え、前記弁を開いた状態で前記負荷 側冷媒路と前記蓄冷手段と前記冷凍機とにわたって冷媒を循環させる冷熱消費運 転と、前記弁を閉じた状態で前記迂回冷媒路を介し前記蓄冷手段と前記冷凍機と にわたって冷媒を循環させる蓄冷運転とを、択一的に実施する蓄冷式冷熱供給装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記形式の蓄冷式冷熱供給装置においては、負荷側冷媒路を開閉する弁が故障 やごみ等異物の噛み込みのため蓄冷運転時において完全に閉弁されず、このため 、蓄冷用の氷点下冷媒が、本来、蓄冷運転時においては流入を弁により遮断する 負荷側冷媒路に流入してしまうことがあるが、これに対する対策としては、従来 、冷媒路にフィルタを介装することにより、弁にごみ等異物が噛み込むことを防 止するといった程度のことしかなされていなかった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、弁そのものの故障で閉弁が不能となったり、また、フィルタは介装し ているものの完全にはごみ等異物を除去できないために、やはりごみ等異物の噛 み込みにより弁が完全に閉弁されなかったりして、蓄冷運転時に蓄冷用の氷点下 冷媒が負荷側冷媒路に流入してしまうことが生じ、そして、この蓄冷用氷点下冷 媒の流入のため、蓄冷運転時で無負荷状態にある負荷側熱交換器において残存す る冷却対象流体の凍結や機体への異常着霜といった二次異常を生じ、これにより 、負荷側熱交換器の破損や劣化進行を招く危険性があった。

【０００４】 本考案の目的は、合理的な付加構成をもって上記問題に対処する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案による蓄冷式冷熱供給装置の第１の特徴構成は、負荷側熱交換器を介装 した負荷側冷媒路と、蓄冷手段と、蓄冷運転において冷媒を氷点下に冷却する冷 凍機と、前記負荷側冷媒路を開閉する弁と、前記負荷側冷媒路に対する迂回冷媒 路とを備え、前記弁を開いた状態で前記負荷側冷媒路と前記蓄冷手段と前記冷凍 機とにわたって冷媒を循環させる冷熱消費運転と、前記弁を閉じた状態で前記迂 回冷媒路を介し前記蓄冷手段と前記冷凍機とにわたって冷媒を循環させる蓄冷運 転とを、択一的に実施する構成において、 蓄冷運転時における前記負荷側冷媒路への蓄冷用氷点下冷媒流入を検出する検 出手段を設けてあることにあり、その作用・効果は次の通りである。

【０００６】

【作用】

つまり、負荷側冷媒路を開閉する弁が故障やごみ等異物の噛み込みにより蓄冷 運転時において完全閉弁不能となり、このため、蓄冷用の氷点下冷媒が負荷側冷 媒路に流入したとしても、上記の検出手段により、その流入を的確に検出できる ことで、その検出結果に基づき自動的ないし人為的な適宜手段をもって、負荷側 冷媒路への蓄冷用氷点下冷媒流入による先述の如き負荷側熱交換器での凍結や異 常着霜といった二次異常の発生を未然に回避できる。

【０００７】

【考案の効果】

その結果、本考案の第１特徴構成によれば、負荷側冷媒路を開閉する弁のトラ ブルに起因して上記の凍結や異常着霜等により装置破損や装置の劣化進行を招く ことを防止でき、これによって、従来に比べ装置耐用性並びに装置の信頼性を向 上し得るに至った。

【０００８】 〔本考案の第２及び第３特徴構成〕 本考案による蓄冷式冷熱供給装置の第２の特徴構成は、前記検出手段が、前記 負荷側冷媒路に設けた測温手段の測温情報に基づき蓄冷用氷点下冷媒流入を検出 するものであることにある。

【０００９】 つまり、本来、負荷側冷媒路への冷媒流入を遮断する蓄冷運転において、蓄冷 用の氷点下冷媒が負荷側冷媒路に流入すると、その流入により負荷側冷媒路にお ける温度が低下する。したがって、上記の第２特徴構成によれば、この温度低下 を測温手段の測温情報に基づき検知することにより、負荷側冷媒路への蓄冷用氷 点下冷媒流入を的確に検出できる。

【００１０】 本考案による蓄冷式冷熱供給装置の第３の特徴構成は、前記検出手段が、冷媒 流量計測手段の計測情報に基づき冷媒流入を検出するものであることにある。

【００１１】 つまり、本来、負荷側冷媒路への冷媒流入を遮断する蓄冷運転において、蓄冷 用の氷点下冷媒が負荷側冷媒路に流入すると、負荷側冷媒路において冷媒流が生 じることを初めとして、迂回冷媒路の冷媒流量が減少する等、負荷側冷媒路への 冷媒流入に起因して装置冷媒路の各部で冷媒流量が変化する。したがって、上記 の第３特徴構成によれば、これら冷媒流量変化を冷媒流量計測手段の計測情報に 基づき検知することにより、負荷側冷媒路への蓄冷用氷点下冷媒流入を的確に検 出できる。

【００１２】

【実施例】

次に実施例を説明する。

【００１３】 図１は蓄冷式冷熱供給装置の装置構成を示し、冷媒ポンプ１を介装した主冷媒 路２に、潜熱蓄熱式の蓄熱槽３と空冷ヒートポンプ式の冷凍機４とを直列に介装 し、そして、負荷側熱交換器５を介装した負荷側冷媒路６を主冷媒路２に対し、 冷凍機４、負荷側熱交換器５、及び、蓄熱槽３の順に回る冷媒循環路を形成する ように接続してある。

【００１４】 また、負荷側冷媒路６に対する迂回冷媒路７、すなわち、主冷媒路２に対して 負荷側冷媒路６と並列に接続した冷媒路を設けるとともに、主冷媒路２において 蓄熱槽３に対するバイパス路８を設けてある。

【００１５】 負荷側冷媒路６、及び迂回冷媒路７には、冷凍機４による発生冷熱を蓄熱槽３ に蓄熱する蓄冷運転と、蓄熱槽３から蓄熱冷熱を取り出して負荷側熱交換器５を 介し冷熱消費装置側に冷熱を付与する冷熱消費運転とにおいて冷媒循環経路を切 り換える手段として、負荷側冷媒路６を開閉する負荷側電磁弁９、及び迂回冷媒 路７を開閉する迂回電磁弁１０を介装してあり、また、バイパス路８の主冷媒路 ２に対する合流部には、蓄熱槽３の通過冷媒量とバイパス路８の通過冷媒量との 比を調整して蓄熱槽３からの冷熱取り出し量を調整する合流三方弁１１を設けて ある。

【００１６】 １２は、蓄冷運転と冷熱消費運転との切り換え制御、並びに上記合流三方弁１ １の調整制御を行う制御器であり、１３は夫々、逆止弁である。

【００１７】 冷熱消費装置側の構成としては、空調機１４と上記負荷側熱交換器５とを結ぶ 冷水循環路１５を設け、冷熱消費運転時には、冷水ポンプ１６により冷水循環路 １５において冷水循環させることにより、負荷側熱交換器５において負荷側冷媒 路６の循環冷媒から循環冷水に付与される冷熱を冷熱消費装置としての空調機１ ４に対し運搬供給するようにしてある。

【００１８】 蓄冷運転はタイマ制御により夜間の所定時間帯において実施するようにしてあ り、この蓄冷運転の実施において制御器１２は、負荷側電磁弁９を閉弁し、かつ 、迂回電磁弁１０を開弁するとともに、バイパス路８に対する冷媒通過を遮断す る状態に合流三方弁１１を調整し、この状態で冷媒ポンプ１を運転することによ り同図１に示すように、負荷側冷媒路６への冷媒循環を断った状態で、かつ、冷 媒の全量を蓄熱槽３に通過させる状態で、迂回冷媒路７を介し冷凍機４と蓄熱槽 ３とにわたって冷媒を循環させる。

【００１９】 また、冷凍機４の出口冷媒温度を氷点下の所定蓄冷用温度Ｔａ（例えば、−４ ないし−５℃といった温度）とするように冷凍機４を能力制御し、もって、蓄熱 槽３における潜熱蓄熱材を冷凍機４から供給される氷点下の循環冷媒により徐々 に凍結させて、蓄熱槽３に冷熱を蓄熱する。

【００２０】 一方、冷熱消費運転は空調機１４、及び冷水ポンプ１６の運転に連係して実施 するようにしてあり、この冷熱消費運転の実施において制御器１２は、負荷側電 磁弁９を開弁し、かつ、迂回電磁弁１０を閉弁し、この状態で冷媒ポンプ１を運 転することにより図２に示すように、迂回冷媒路７への冷媒循環を断った状態で 、冷凍機４と負荷側熱交換器５と蓄熱槽３とにわたって冷媒を循環させる。

【００２１】 また、蓄熱槽３における蓄熱残量、及び負荷側熱交換器５における冷却負荷の 演算に基づき、蓄熱残量を所定の消費計画に沿って減少させるための蓄熱槽３と 冷凍機４とに対する負荷分担を逐次決定して、蓄熱槽３からの冷熱取り出し量、 及び冷凍機４の補助発生冷熱量の夫々を決定負荷分担に応じた量とするように、 逐次、合流三方弁１１を調整するとともに冷凍機４を能力制御し、もって、蓄熱 槽３からの冷熱取り出し（すなわち、蓄熱槽３の通過による冷媒冷却）と冷凍機 ４の補助運転とにより、蓄熱槽３の蓄熱残量を所定の消費計画に沿って減少させ ながら、負荷側熱交換器５に対し空調機１４の必要冷水温度に応じた温度Ｔｂ（ 例えば、空調機１４の必要冷水温度が７℃程度であるのに対し５℃程度の温度） の冷媒を継続供給する。

【００２２】 尚、蓄熱槽３の蓄熱残量は、蓄冷運転時において蓄熱槽３の入口・出口冷媒温 度差と蓄熱槽３に対する冷媒通過量とに基づき算出する蓄冷量を積算して、蓄冷 運転完了時における冷熱蓄熱総量を算出するとともに、冷熱消費運転時において 同様に蓄熱槽３の入口・出口冷媒温度差と蓄熱槽３に対する冷媒通過量とに基づ き算出する冷熱取り出し量の積算値を冷熱蓄熱総量から減算することにより算出 するようにしてあり、一方、負荷側熱交換器５における冷却負荷は、負荷側熱交 換器５の入口・出口冷水温度差と負荷側熱交換器５に対する冷水通過量とに基づ き算出するようにしてある。

【００２３】 また、蓄熱残量の消費計画としては、例えば、空調機１４の所定運転時間帯に おいて蓄熱残量を所定の減少率で減少させて、その空調機運転時間帯の終了時点 で蓄熱残量を０とするようなものを設定する。

【００２４】 負荷側冷媒路６において負荷側熱交換器５の入口側には冷媒温度を測温する温 度センサ１７を付設してあり、また、制御器１２には、蓄冷運転時において負荷 側電磁弁９の閉弁により冷媒循環が断たれているべき負荷側冷媒路６に蓄冷用の 氷点下冷媒が流入したことを上記温度センサ１７の検出温度情報に基づき検出す る検出回路１２Ａ、及び、この異常流入が検出されたとき冷凍機４を停止すると ともに異常流入を報知する安全回路１２Ｂを設けてある。

【００２５】 つまり、ごみ等異物の噛み込みや弁そのものの故障で負荷側電磁弁９が完全閉 弁せず、このため、蓄冷運転時において蓄冷用の氷点下冷媒が負荷側冷媒路６に 異常流入したとしても、上記検出回路１２Ａによる異常流入検出に基づき安全回 路１２Ｂをもって冷凍機４を自動停止し、また、異常報知することで、蓄冷運転 時で無負荷状態にある負荷側熱交換器５への蓄冷用氷点下冷媒流入により生じる 負荷側熱交換器５での滞留冷水凍結や異常着霜等の二次トラブルを未然に回避で きるようにしてある。

【００２６】 上記検出回路１２Ａは、その具体的検出構成として、冷熱消費運転時における 負荷側熱交換器５への冷媒供給温度Ｔｂよりも低い温度で、かつ、蓄冷運転時に おける冷凍機出口冷媒の氷点下蓄冷用温度Ｔａよりも高い温度に設定した温度設 定値Ｔｓ（例えば、Ｔａ＝−４〜５℃で、Ｔｂ＝５℃であるのに対しＴｓ＝−２ 〜２℃といった温度）に対し、蓄冷運転時において温度センサ１７による検出温 度Ｔｘがその設定値Ｔｓにまで低下したとき、負荷側冷媒路６へ蓄冷用氷点下冷 媒が異常流入したものと判定する構成としてある。

【００２７】 〔別実施例〕 次に別実施例を列記する。

【００２８】 前述実施例においては、冷熱消費運転時に蓄冷手段３、冷凍機４、負荷側冷媒 路６の順に冷媒を循環させる冷媒路構成としたが、これに代えて、冷熱消費運転 時に冷凍機４、蓄冷手段３、負荷側冷媒路６の順に冷媒を循環させる冷媒路構成 としてもよい。

【００２９】 蓄冷手段３の具体的構造、及び蓄冷構成としては種々の形式のものを適用でき る。

【００３０】 冷凍機４は空冷ヒートポンプ式に限定されるものではなく、また、負荷側熱交 換器５の冷却対象も空調機１４に対する循環冷水に限定されるものではない。

【００３１】 前述実施例における温度設定値Ｔｓは、冷熱消費運転時において温度センサ１ ７の測温箇所で生じる温度よりも低温で、かつ、蓄冷運転時において負荷側冷媒 路６への蓄冷用氷点下冷媒の流入により温度センサ１７の測温箇所で生じる温度 よりも高温であれば、正の温度、負の温度のいずれであってもよい、また、蓄冷 運転時以外において温度センサ１７の検出情報に基づく蓄冷用氷点下冷媒の異常 流入検出を不実施とする構成を採用する場合、上記温度設定値Ｔｓを、冷熱消費 運転時において温度センサ１７の測温箇所で生じる温度よりも低温に限定する必 要はない。

【００３２】 上記温度センサ１７を、冷熱消費運転時おいて負荷側熱交換器５の冷却負荷を 検出するための冷媒温度センサと兼用してもよい。

【００３３】 負荷側冷媒路６に設けた測温手段（温度センサ１７）の測温情報に基づき、負 荷側冷媒路６への蓄冷用氷点下冷媒の流入を検出する構成とするに代え、本来、 負荷側冷媒路６への冷媒流入を遮断する蓄冷運転において蓄冷用の氷点下冷媒が 負荷側冷媒路６に流入すると、負荷側冷媒路６において冷媒流が生じることを初 めとして、迂回冷媒路７の冷媒流量が減少する等、負荷側冷媒路６への蓄冷用氷 点下冷媒流入に起因して装置冷媒路の各部で冷媒流量が変化することから、これ ら冷媒流量変化を負荷側冷媒路６や迂回冷媒路７等に設けた冷媒流量計測手段の 計測情報に基づき検知することにより、負荷側冷媒路６への蓄冷用氷点下冷媒流 入を検出する構成としてもよい。

【００３４】 負荷側冷媒路６への蓄冷用氷点下冷媒の流入が検出された際、冷凍機４の運転 を停止するとともに蓄熱槽３への冷媒流入を遮断した状態で、冷媒をバイパス路 ８を介して循環させるようにしてもよい。

【００３５】 尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対照を便利にするため符号を記す が、該記入により本考案は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】蓄冷運転時の冷媒循環形態を示す装置構成図

【図２】冷熱消費運転時の冷媒循環形態を示す図

【符号の説明】

３ 蓄冷手段 ４ 冷凍機 ５ 負荷側熱交換器 ６ 負荷側冷媒路 ７ 迂回冷媒路 ９ 弁 １２Ａ 検出手段 １７ 測温手段

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷側熱交換器（５）を介装した負荷側
   冷媒路（６）と、蓄冷手段（３）と、蓄冷運転において
   冷媒を氷点下に冷却する冷凍機（４）と、前記負荷側冷
   媒路（６）を開閉する弁（９）と、前記負荷側冷媒路
   （６）に対する迂回冷媒路（７）とを備え、前記弁
   （９）を開いた状態で前記負荷側冷媒路（６）と前記蓄
   冷手段（３）と前記冷凍機（４）とにわたって冷媒を循
   環させる冷熱消費運転と、前記弁（９）を閉じた状態で
   前記迂回冷媒路（７）を介し前記蓄冷手段（３）と前記
   冷凍機（４）とにわたって冷媒を循環させる蓄冷運転と
   を、択一的に実施する蓄冷式冷熱供給装置であって、 蓄冷運転時における前記負荷側冷媒路（６）への蓄冷用
   氷点下冷媒流入を検出する検出手段（１２Ａ）を設けて
   ある蓄冷式冷熱供給装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段（１２Ａ）が、前記負荷側
   冷媒路（６）に設けた測温手段（１７）の測温情報に基
   づき蓄冷用氷点下冷媒流入を検出するものである請求項
   １記載の蓄冷式冷熱供給装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段（１２Ａ）が、冷媒流量計
   測手段の計測情報に基づき蓄冷用氷点下冷媒流入を検出
   するものである請求項１記載の蓄冷式冷熱供給装置。