JPH1194312A - 冷熱・温熱蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷房運転、暖房運転の切り替えを容易に行うこ
とができ、解氷性に優れた運転効率の高い冷熱・温熱蓄
熱装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、蓄熱
槽８に収容した熱交換装置９と、熱交換装置９に接続
し、閉回路に形成した冷熱系１０と、冷熱系１０に並列
して、熱交換装置１０に接続し、閉回路に形成した温熱
系１１と、蓄熱槽８に設けた冷暖房兼用循環系１４とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、夜間余剰電力を利
用して冷熱または温熱を蓄熱させておき、昼間、ビル空
調や地域熱供給部に冷熱または温熱を供給する冷熱・温
熱蓄熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業および民生部門では、電気エ
ネルギの消費が増加の一途をたどっており、ひところの
最大電力消費が夏季の昼間に集中していたのに対し、最
近では冬季の昼間でも最大電力消費が集中し、夏季、冬
季を問わず年間の電力消費が昼間だけ増加する傾向にあ
る。冷房および暖房の普及にあると考えられる。

【０００３】このように、電力消費が昼夜間で格差が出
ると、電力設備の稼動率が長くなるので、最近では、夜
間の余剰電力を利用して製氷し、昼間、解氷して冷水を
取り出し冷房に供給する氷蓄熱装置や夜間に温水を生成
し、昼間、その温水を暖房に供給する温熱蓄熱装置が普
及しつつある。昼間の冷暖房ピーク負荷に対し、電力消
費を低減させる一方、夜間のオフピーク時、余剰電力を
活用し、電力の安定供給や冷暖房の経済的運用など供給
者側と需要者側との双方の利益のバランスを図るととも
に、最近の炭酸ガスによる地球温暖防止化に寄与したも
のである。

【０００４】このように、余剰電力の有効活用化や地球
温暖防止化を図った冷熱・温熱蓄熱装置には、例えば図
８に示すものがある。

【０００５】この冷熱・温熱蓄熱装置は、冷凍機１、蓄
熱槽２、伝熱管３、温熱器４、空調機５を備え、冷熱蓄
熱運転時、夜間の余剰電力を利用し、冷凍機１を駆動
し、冷凍機１から生成された０℃以下の冷媒をポンプ６
を介して伝熱管３に供給し、ここで水の熱を奪って製氷
を生成している。また、昼間時、冷熱・温熱蓄熱装置
は、循環水ポンプ７を駆動し、蓄熱槽２からの冷水を空
調機５に供給して冷房負荷として利用し、ここで暖めら
れた冷水を蓄熱槽２に還流させ、伝熱管３に付着した氷
を解かし、その冷水を再び空調機５に供給している。

【０００６】他方、温熱蓄熱運転時、冷熱・温熱蓄熱装
置は、夜間の余剰電力を利用し、循環水ポンプ７を駆動
し、蓄熱槽２からの水を温熱器４に供給し、ここで例え
ばヒータ等の加熱源で加熱させ、その加熱温水を蓄熱槽
２に還流させて蓄熱している。昼間、蓄熱槽２に蓄熱さ
れた温水を暖房に利用する場合、温熱器４はその加熱源
の負荷を停止させ、代って空調機５が運転を行ってい
る。

【０００７】このように、従来の冷熱・温熱蓄熱装置
は、夜間、余剰電力を巧みに利用して冷水または温水を
蓄熱槽２に蓄熱させておき、昼間、冷房用または暖房用
の熱源として活用し、電力の昼夜における消費の平準化
を図っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】最近のように、民生部
門等の冷暖房の普及率が増々高まってくる今日、従来の
冷熱・温熱蓄熱装置では、既に冷房能力的に、または暖
房能力的に限界に達しつつある。冷房運転または暖房運
転を行う場合、従来の蓄熱槽２ではその容量を大きくし
なければならないが、その容量を大きくすると設置場所
の確保が難しくなる。また、冷房運転の場合、蓄熱槽２
は冷凍機１の冷凍能力を大きくするために、伝熱管３で
生成された氷の付着容積が大きくなり、このため解氷し
て冷水にするまで長時間を要し、迅速な冷房運転を行う
ことができなくなる。また、伝熱管３に付着した氷の解
氷に長時間を要すると、運転効率が悪くなり、さらに、
冷房運転から暖房運転に切り替える場合、瞬時の切り替
えが難しくなる等種々の不都合・不具合がある。

【０００９】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、冷房運転、暖房運転の切り替えを容易に行
うことができ、しかも解氷性に優れた運転効率の高い冷
熱・温熱蓄熱装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷熱・温熱
蓄熱装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記
載したように、蓄熱槽に収容した熱交換装置と、この熱
交換装置に接続し、閉回路で形成した冷熱系と、この冷
熱系に並列して上記熱交換装置に接続し、閉回路で形成
した温熱系と、上記蓄熱槽に設けた冷暖房兼用循環系と
を備えたものである。

【００１１】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項２に記載したように、閉
回路で形成した冷熱系は、冷凍機とポンプを備え、冷熱
蓄熱運転時、上記冷凍機からの冷媒を熱交換装置に供給
し、蓄熱槽内の水を冷水にして蓄熱させるものである。

【００１２】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項３に記載したように、閉
回路で形成した温熱系は、温熱器とポンプを備え、温熱
蓄熱運転時、上記温熱器から生成された加熱温水を熱交
換装置に供給し、蓄熱槽内の水を温水にして蓄熱させる
ものである。

【００１３】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項４に記載したように、蓄
熱槽に設けた冷暖房兼用循環系は、循環水ポンプと空調
機を備え、上記蓄熱槽に蓄熱された冷水または温水を上
記空調機に供給し、冷房運転または暖房運転を行わせる
ものである。

【００１４】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項５に記載したように、蓄
熱槽に収容した熱交換装置は、複数の熱交換装置にし、
複数の熱交換装置を直列接続させたものである。

【００１５】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項６に記載したように、蓄
熱槽に収容した複数の熱交換装置と、複数の熱交換装置
を互に直列接続させるとともに、上記複数の熱交換装置
に接続し、閉回路で形成した冷熱・温熱兼用系と、この
冷熱・温熱兼用系からバイパスさせ、上記複数の熱交換
装置に接続する温熱専用バイパス系と、上記冷熱・温熱
兼用系に並列して上記複数の熱交換装置に接続し、閉回
路で形成した温熱専用系と、上記蓄熱槽に設けた冷暖房
兼用循環系とを備えたものである。

【００１６】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項７に記載したように、温
熱専用バイパス系は、冷熱・温熱兼用系の冷媒または加
熱温水の流れに沿って順に、温熱器、ポンプ、三方弁を
備えるとともに、上記三方弁からバイパスさせて複数の
熱交換装置に接続したものである。

【００１７】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項８に記載したように、蓄
熱槽を第１蓄熱槽と第２蓄熱槽との複数に区分けし、複
数に区分けした第１蓄熱槽および第２蓄熱槽に熱交換装
置を収容するとともに、上記第１蓄熱槽に収容した熱交
換装置に接続し、閉回路で形成し、途中で冷凍機を介装
させた冷熱系と、上記第２蓄熱槽に収容した熱交換装置
に接続し、閉回路で形成し、途中で冷凍機を介装させた
温熱系と、上記第１蓄熱槽に収容した熱交換装置と上記
第２蓄熱槽に収容した熱交換装置とを互に接続させる解
氷温熱系と、上記第１蓄熱槽に設けた冷房専用循環系
と、上記第２蓄熱槽に設けた暖房専用循環系とを備えた
ものである。

【００１８】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項９に記載したように、温
熱系は、冷熱系に設けた冷凍機の排熱エネルギを熱源と
して第２蓄熱槽の水を温水にするものである。

【００１９】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項１０に記載したように、
蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置と、複数の熱交換装
置に接続し、閉回路で形成した冷熱・温熱兼用系と、こ
の冷熱・温熱兼用系からバイパスさせ、上記複数の熱交
換装置に接続する温熱専用バイパス系と、上記冷熱・温
熱兼用系に並列して上記複数の熱交換装置に接続し、閉
回路で形成した解氷温熱系と、上記蓄熱槽に設けた冷暖
房兼用循環系とを備えたものである。

【００２０】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項１１に記載したように、
蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置と、複数の熱交換装
置に接続し、閉回路で形成した冷熱・温熱兼用系と、こ
の冷熱・温熱兼用系からバイパスさせ、上記複数の熱交
換装置に接続する温熱専用バイパス系と、上記冷熱・温
熱兼用系に並列して上記複数の熱交換装置に接続し、閉
回路で形成した解氷温熱系と上記蓄熱槽に設けた冷暖房
兼用循環系とを備えるとともに、上記蓄熱槽の水が予め
定められた温度になったとき、上記解氷温熱系に設けた
弁を開閉する温度センサを上記複数の熱交換装置に設け
たものである。

【００２１】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、上記
目的を達成するために、請求項１２に記載したように、
熱交換装置は、平板状のプレートを層状に配置したプレ
ート式熱交換装置であることを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷熱・温熱蓄
熱装置の実施形態を添付図および図中に付した符号を引
用して説明する。

【００２３】図１は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第１実施形態を示す概略系統図である。

【００２４】本実施形態に係る冷熱・温熱蓄熱装置は、
蓄熱槽８に収容した熱交換装置９を備え、この熱交換装
置９を介して冷熱系１０と温熱系１１とに区分けした構
成になっている。また、冷熱・温熱蓄熱装置は、蓄熱槽
８内の冷水または温水を循環ポンプ１２、空調機１３を
介して循環させる冷暖房兼用循環系１４を備えている。

【００２５】冷熱系１１は、冷凍機１５、熱交換装置
９、ポンプ１６を備えた閉回路に形成し、冷凍機１５で
生成された０℃以下の冷媒（ブライン）を熱交換装置９
に供給し、ここで蓄熱槽８内の水の熱を奪って製氷を生
成し、製氷後の冷媒をポンプ１６を介して冷凍機１５に
戻すようになっている。

【００２６】また、温熱系１１は、ポンプ１７、熱交換
装置９、温熱器１８、例えばヒータ等を備えた閉回路に
形成し、温熱器１８で加熱された加熱温水を熱交換装置
９に供給し、ここで冷熱系１０により生成された製氷を
解かし、解氷後の加熱温水をポンプ１７を介して温熱器
１８に戻すようになっている。

【００２７】このような構成を備えた本発明に係る冷熱
・温熱蓄熱装置において、冷熱蓄熱運転時、冷熱系１０
は、夜間、冷凍機１５、ポンプ１６を駆動させ、冷凍機
１５からの０℃以下の冷媒（ブライン）を熱交換装置９
に供給し、蓄熱槽８内の水の熱を奪って製氷を生成す
る。製氷の厚みが徐々に増すと、熱交換装置９は、冷水
との間で熱交換率が悪くなるので、このとき、温熱系１
１は、ポンプ１７、温熱器１８を駆動させ、温熱器１８
からの加熱温水で製氷を解かすようにしている。

【００２８】夜間、余剰電力を利用して蓄熱槽８に蓄熱
された冷水を、昼間、冷房用として使用するとき、冷暖
房兼用循環系１４は、ポンプ１２、空調機１３を駆動さ
せ、蓄熱槽８からの冷水をポンプ１２を介して空調機１
３に供給して冷房運転を行い、冷房後、温ためられた水
を蓄熱槽８に回収させ、再び温度の低い冷水に戻すよう
にしている。

【００２９】一方、温熱蓄熱運転時、温熱系１１は、夜
間、ポンプ１７、温熱器１８を駆動させ、温熱器１８か
ら発生する加熱温水を熱交換装置９に供給し、ここで蓄
熱槽８内の水を加熱させて蓄熱し、温度の低くなった加
熱温水をポンプ１７を介して温熱器１８に還流させてい
る。

【００３０】このように、夜間、余剰電力を利用して蓄
熱槽８に蓄熱された加熱温水を、昼間、暖房用として使
用するとき、冷暖房兼用循環系１４は、ポンプ１２、空
調機１３を駆動させ、その加熱温水を循環させて空調機
１３の暖房運転を行うようにしている。

【００３１】したがって、本実施形態によれば、蓄熱槽
８に熱交換装置９を収容し、この熱交換装置９に冷熱系
１０の閉回路と温熱系１１の閉回路とを区分けして設
け、冷熱蓄熱運転中、蓄熱槽８内に生成された製氷が解
けにくくなっている場合であっても温熱系１１を利用し
て製氷を解すので、解氷性の優れた運転効率の高い冷熱
・温熱蓄熱装置を実現することができる。

【００３２】また、本実施形態では、解氷性の優れた冷
熱・温熱蓄熱装置にしているので、冷房運転から暖房運
転に迅速に切り替えることができる。

【００３３】図２は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第１実施形態における第１変形例を示す概略系統図で
ある。なお、第１実施形態の構成部分と同一または対応
する部分には同一符号を付す。

【００３４】本実施例は、蓄熱槽８内に収容した熱交換
装置９を、第１熱交換装置９ａと第２熱交換装置９ｂと
の複数に区分けし、各熱交換装置９ａ，９ｂを直列に接
続する閉回路の冷熱系１０と温熱系１１とを備えたもの
である。なお、他の構成は第１実施形態と同一なので、
その重複説明を省略する。

【００３５】本実施例は、蓄熱槽８内に第１熱交換装置
９ａと第２熱交換装置９ｂとの複数を収容し、製氷能力
を倍加させたので、容量の大きい空調機１３にも充分に
適用することができる。なお、第１熱交換装置９ａ、第
２熱交換装置９ｂで水の製氷中、その製氷が厚くなりす
ぎて解けにくく、冷水との熱交換率が悪くなった場合、
第１実施形態と同様に、温熱系１１を駆動し、その製氷
を解かせばよい。

【００３６】図３は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第１実施形態における第２変形例を示す概略系統図で
ある。なお、第１実施形態の構成部分と同一または対応
する部分には同一符号を付す。

【００３７】本実施例は、蓄熱槽８内に収容した熱交換
装置９を、第１熱交換装置９ａと第２熱交換装置９ｂと
の複数に区分けし、各熱交換装置９ａ，９ｂを直列に接
続する閉回路の冷熱・温熱兼用系２２ａと温熱専用系２
２ｂとを並列的形成する構成になっている。

【００３８】冷熱・温熱兼用系２２ａは、媒体の流れに
沿って順に、温熱器１９、ポンプ１６、三方弁２０、冷
凍機１５、三方弁２０のポート２０ａから分岐し、第１
熱交換装置９ａに接続する温熱専用バイパス系２１を備
えている。

【００３９】また、温熱専用系２２ｂは、加熱温水の流
れに沿って順に、温熱器１８、ポンプ１７を備えてい
る。なお、他構成については第１実施形態と同一なの
で、その重複説明を省略する。

【００４０】このような構成を備えた冷熱・温熱蓄熱装
置において、冷熱蓄熱運転時、冷熱・温熱兼用系２２ａ
は、冷凍機１５、ポンプ１６を駆動させ、冷凍機１５か
らの冷媒（ブライン）を蓄熱槽８内の第１熱交換装置９
ａおよび第２熱交換装置９ｂに供給し、蓄熱槽８内を製
氷して冷水を冷熱として蓄熱する。その際、第１熱交換
装置９ａおよび第２熱交換装置９ｂに生成された製氷が
厚くなりすぎて冷水との熱交換率が悪くなると、温熱専
用系２２ｂは、ポンプ１７、温熱器１８を駆動させ、そ
の系内の水を温熱器１８で加熱させ、その加熱温水を第
２熱交換装置９ｂおよび第１熱交換装置９ａに供給し、
第２熱交換装置９ｂおよび第１熱交換装置９ａに付着し
た製氷を解かし、冷媒（ブライン）と冷水との熱交換率
を高めるようにしている。

【００４１】他方、温熱蓄熱運転時、冷熱・温熱蓄熱装
置は、冷熱・温熱兼用系２２ａと温熱専用系２２ｂとを
駆動させる。まず、冷熱・温熱兼用系２２ａは、ポンプ
１６、温熱器１９を駆動させる一方、三方弁２０の冷凍
機１５側のポートを塞ぎ、ポート２０ａを開口させ、温
熱器１９から発生した加熱温水を、ポンプ１６、三方弁
２０のポート２０ａ、温熱専用バイパス系２１を介して
蓄熱槽８内に第１熱交換装置９ａおよび第２熱交換装置
９ｂに供給し、蓄熱槽８内の水と熱交換させ、その温水
を温熱として蓄熱する。

【００４２】また、温熱専用系２２ｂは、ポンプ１７、
温熱器１８を駆動させ、その系内の水を温熱器１８で加
熱させ、その加熱温水をポンプ１７を介して蓄熱槽８内
の第１熱交換装置９ａおよび第２熱交換装置９ｂに供給
し、蓄熱槽８内の水と熱交換させ、その温水を温熱とし
て蓄熱する。なお、蓄熱槽８に蓄熱された冷水または温
水は、昼間、第１実施形態と同様に、冷暖房兼用循環系
１４を介して空調機１３に供給され、冷房運転または暖
房運転に使用される。

【００４３】このように、本実施例では、蓄熱槽８内に
複数の熱交換装置９ａ，９ｂを収容し、各熱交換装置９
ａ，９ｂを直列に接続する閉回路の冷熱・温熱兼用系２
２ａと温熱専用系２２ｂとを並列的に形成し、温熱蓄熱
運転の際、冷熱・温熱兼用系２２ａと温熱専用系２２ｂ
とを並用したので、温熱蓄熱運転時間を大幅に短縮する
ことができ、効率のよい温熱蓄熱運転を行うことができ
る。

【００４４】また、本実施例では、冷熱蓄熱運転時、第
１熱交換装置９ａ、第２熱交換装置９ｂに付着した製氷
を温熱専用系２２ｂを使用して解かすようにしたので、
蓄熱槽８内の水との熱効率を良好にすることができる。

【００４５】図４は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第２実施形態を示す概略系統図である。なお、第１実
施形態の構成部品と同一または対応する部分には同一符
号を付す。

【００４６】本実施形態は、蓄熱槽８と第１蓄熱槽８ａ
と第２蓄熱槽８ｂとの複数に区分けし、各蓄熱槽８ａ，
８ｂに熱交換装置９，９を収容するとともに、各蓄熱槽
８ａ，８ｂのうち、第１蓄熱槽８ａにポンプ２３ａ、冷
凍機１５、熱交換装置９を介装した閉回収の冷熱系１０
を設ける一方、第２蓄熱槽８ｂにポンプ２３ｂ、冷熱系
１０の冷凍機１５、冷却塔２４、熱交換装置９を介装し
た閉回路の温熱系１１を設け、冷凍機１５から冷熱系１
０を介して第１蓄熱槽８ａの熱交換装置９に供給される
冷媒（ブライン）で第１蓄熱槽８ａの水を製氷して、冷
水を蓄熱している間に、冷凍機１５から発生する排熱エ
ネルギを熱源とし、その排熱エネルギで温熱系１１を通
り、第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９から案内されたその
系内の水を加熱させ、その加熱温水をポンプ２３ｂを介
して第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９に供給し、第２蓄熱
槽８ｂの水と熱交換させ、その水を温水にして蓄熱さ
せ、その水を温水にして蓄熱させた加熱温水を、冷却塔
２４で温度を低くして再び冷凍機１５から発生する熱エ
ネルギで加熱させたものである。つまり、本実施形態
は、蓄熱槽８を複数に区分けし、複数に区分けした第１
蓄熱槽８ａと第２蓄熱槽８ｂとで同時に冷熱蓄熱運転と
温熱蓄熱運転とを行うことができるようにしたものであ
る。

【００４７】また、本実施形態は、冷熱蓄熱運転時、第
１蓄熱槽８ａの熱交換装置９で水を冷水にする際に生成
される製氷が厚くなり、水との熱交換率が悪くなった場
合、第１蓄熱槽８ａの熱交換装置９と第２蓄熱槽８ｂの
熱交換装置９との間に解氷温熱系２５を備え、この解氷
温熱系２５のポンプ２６を駆動させ、第２蓄熱槽８ｂの
熱交換装置の温水を第１蓄熱槽８ａの熱交換装置９に供
給し、厚くなった製氷を解かすようになっている。

【００４８】また、本実施形態は、第１蓄熱槽８ａおよ
び第２蓄熱槽８ｂに共用の空調機１３を備え、この空調
機１３に、循環水ポンプ１２ａ，１２ｂを介装して冷暖
房兼用循環系１４を区分けした冷房専用循環系１４ａと
暖房専用循環系１４ｂとを設け、第１蓄熱槽８ａから空
調機１３に供給される冷水で冷房運転を行い、あるいは
第２蓄熱槽８ｂから空調機１３に供給される温水で暖房
運転を行い、冷房運転または暖房運転を容易に切り替え
ることができるようになっている。

【００４９】このように、本実施形態では、蓄熱槽８を
第１蓄熱槽８ａと第２蓄熱槽８ｂとの複数に区分けし、
各蓄熱槽８ａ，８ｂに熱交換装置９，９を収容し、第１
蓄熱槽８ａに閉回路の冷熱系１０を設けるとともに、第
２蓄熱槽８ｂに閉回路の温熱系１１を設け、冷凍機１５
から冷熱系１０を介して第１蓄熱槽８ａの熱交換装置９
に供給する冷媒（ブライン）で第１蓄熱槽８ａ内の水を
冷水にして冷熱蓄熱運転を行っている際に、冷凍機１５
から発生する排熱エネルギを熱源とし、その排熱エネル
ギで温水系１１を通り、第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９
から案内された水を加熱させ、その加熱温水をポンプ２
３ｂを介して第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９に供給し、
第２蓄熱槽８ｂの水と熱交換させ、その水を温水にして
蓄熱させ、冷熱蓄熱運転と温熱蓄熱運転とを同時に平行
して行わせるようにしたので、冷凍機１５の熱エネルギ
の有効活用を図ることができ、運転効率の高い冷熱・温
熱蓄熱装置を実現することができる。

【００５０】また、本実施形態では、第１蓄熱槽８ａの
熱交換装置９と第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９とを互に
接続する解氷温熱系２５を設け、冷熱蓄熱運転中、第１
蓄熱槽８ａの熱交換装置９で生成された製氷が厚くなっ
た場合、第２蓄熱槽８ｂの熱交換装置９から解氷温熱系
２５を介して第１蓄熱槽８ａの熱交換装置９に供給する
加熱温水で製氷を解かすようにしているので、解氷性の
優れた熱交換率の高い冷熱運転を行うことができる。

【００５１】図５は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第３実施形態を示す概略系統図である。なお第１実施
形態の構成部分と同一または対応する部分には同一符号
を付す。

【００５２】本実施形態は、蓄熱槽８内に収容した熱交
換装置９を、第１熱交換装置９ａと第２熱交換装置９ｂ
との複数に区分けし、各熱交換装置９ａ，９ｂを直列に
接続する閉回路の冷熱・温熱兼用系２２ａと解氷温熱系
２５とを並列的に形成する構成になっている。

【００５３】冷熱・温熱兼用系２２ａは、媒体の流れに
沿って順に、温熱器１９、ポンプ１６、三方弁２０、冷
凍機１５、三方弁２０のポート２０ａから分岐し、第１
熱交換装置９ａに接続する温熱専用バイパス系２１を備
えている。

【００５４】また、解氷温熱系２５は、冷熱・温熱兼用
系２２ａの冷凍機１５を介してポンプ２７、電動弁２
８、蓄熱槽８に収容した第２熱交換装置９ｂ、第１熱交
換装置９ａ、冷却塔２４を備えている。

【００５５】このような構成を備えた冷熱・温熱蓄熱装
置において、夜間の冷熱蓄熱運転時、冷熱・温熱兼用系
２２ａは、冷凍機１５、ポンプ１６を駆動させ、冷凍機
１５からの冷媒（ブライン）を第１熱交換装置９ａ、第
２熱交換装置９ｂに供給し、ここで蓄熱槽８内の水と熱
交換させ、冷水にして蓄熱する。その際、第１熱交換装
置９ａおよび第２熱交換装置９ｂの冷媒と蓄熱槽８内の
水とで熱交換中に生成される製氷が厚くなり、蓄熱槽８
内の水との熱交換率が悪くなると、解氷温熱系２５は、
ポンプ２７を駆動させ、電動弁２８を開口させる一方、
冷凍機１５の運転中に発生する排熱エネルギを熱源と
し、その排熱エネルギでその系内の水を加熱し、その加
熱温水をポンプ２７、電動弁２８を介して蓄熱槽８の第
２熱交換装置９ｂおよび第１熱交換装置９ａに供給し、
その製氷を解かすようになっている。また、製氷を解か
した加熱温水は、冷却塔２４で温度を低くして再び冷凍
機１５から発生する熱エネルギで加熱される。

【００５６】他方、夜間の温熱蓄熱運転時、冷熱・温熱
兼用系２２ａは、ポンプ１６、温熱器１９を駆動させ、
三方弁２０の冷凍機１５側のポートを塞ぎ、ポート２０
ａを開口させ、温熱器１９から生成された加熱温水を、
ポンプ１６、三方弁２０のポート２０ａ、温熱専用バイ
パス系２１を介して第１熱交換装置９ａ、第２熱交換装
置９ｂに供給し、蓄熱槽８内の水と熱交換させ、その水
を温水にして蓄熱する。なお、蓄熱槽８に蓄熱された冷
水または温水は、昼間、第１実施形態と同様に、冷暖房
兼用循環系１４を介して空調機１３に供給され、冷房運
転または暖房運転に使用される。

【００５７】このように、本実施形態では、蓄熱槽８に
設けた閉回路の冷熱・温熱兼用系２２ａに、並列的に閉
回路の解氷温熱系２５を備え、冷凍機１５から発生する
排熱エネルギを利用し、その排熱エネルギを熱源として
解氷温熱系２５の水を加熱させ、その加熱温水を解氷温
熱系２５を介して第２熱交換装置９ｂおよび第１熱交換
装置９ａに供給し、各熱交換装置９ａ，９ｂで生成され
た製氷を解かすようにしたので、冷凍機１５の排熱エネ
ルギの有効活用と相まって解氷性の優れた熱交換率の高
い冷熱運転を行うことができる。

【００５８】図６は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
の第３実施形態における第１変形例を示す概略系統図で
ある。なお、第３実施形態の構成部分と同一または対応
する部分には同一符号を付す。

【００５９】本実施例は、蓄熱槽８に収容する第１熱交
換装置９ａ、第２熱交換装置９ｂのそれぞれに温度セン
サ２９ａ，２９ｂを設け、冷熱・温熱兼用系２２ａの冷
熱蓄熱運転中、第１熱交換装置９ａ，第２熱交換装置９
ｂの冷媒（ブライン）と蓄熱槽８内の水との熱交換の際
に、その水の温度が予め定められた温度よりも低くなっ
たとき、温度センサ２９ａ，２９ｂで検出した温度信号
を温熱系２５の電動弁２８に与えて電動弁２８を開口さ
せ、冷凍機１５から発生する排熱エネルギを熱源として
解氷温熱系２５内の水を加熱させ、その加熱温水を第１
熱交換装置９ａ，第２熱交換装置９ｂに供給し、製氷を
解すよう自動運転化を図ったものである。

【００６０】このように、本実施例は、第１熱交換装置
９ａ、第２熱交換装置９ｂのそれぞれに温度センサ２９
ａ，２９ｂを設け、蓄熱槽８の水との熱交換の際、その
水の温度が急激に低くなったとき、電動弁２８を開口さ
せ、解氷温熱系２５からの加熱温水を第１熱交換装置９
ａ、第２熱交換装置９ｂに供給し、製氷の厚みを低く抑
えたので、第１熱交換装置９ａ、第２熱交換装置９ｂの
冷媒（ブライン）と蓄熱槽８内の水との熱交換率を良好
にすることができ、冷熱蓄熱運転効率を大幅に向上させ
ることができる。

【００６１】図７は、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
における蓄熱槽８内に収容した第１熱交換装置９ａ、第
２熱交換装置９ｂの実施形態を示す概略図である。

【００６２】本実施形態に係る第１熱交換装置９ａ、第
２熱交換装置９ｂは、プレート式熱交換装置３０で形成
される。このプレート式熱交換装置３０は、平板状のプ
レート３０ａ，３０ｂを層状に配置し、各プレート３０
ａ，３０ｂ……間に、通路３１ａ，３１ｂ……を形成す
る。例えば、冷熱蓄熱運転時、冷凍機１５からの冷媒
（不凍液）Ｃは、図示の破線で示すように、通路３１ｂ
に供給され、蓄熱槽８の水Ｗは、図示の一点鎖線で示す
ように、通路３１ａに供給される。また、温熱蓄熱運転
時、温熱系２５からの加熱温水Ｈは、図示の実線で示す
ように、通路３１ａに供給され、蓄熱槽８の水Ｗは、図
示の一点鎖線で示すように通路３１ｂから供給されるよ
うになっている。

【００６３】このように、本実施形態に係る第１熱交換
装置９ａ、第２熱交換装置９ｂは、プレート式熱交換装
置３０にしてコンパクト化したので、設置面積の有効活
用を図ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係る冷熱・
温熱蓄熱装置は、蓄熱槽に熱交換装置を収容し、この熱
交換装置に閉回路にして、かつ並列して冷熱系と温熱系
とを備えるとともに、蓄熱槽に冷暖房兼用循環系を備
え、冷熱系で生成した冷水を蓄熱槽で冷熱として蓄熱さ
せ、その冷水を利用して冷暖房兼用循環系を介して冷房
運転させ、また温熱系で生成した温水を蓄熱槽で温熱と
して蓄熱させ、その温水を利用して冷暖房兼用循環系を
介して暖房運転させる一方、冷熱蓄熱運転中、熱交換装
置で生成された製氷を温熱系の温水で解氷して冷水の熱
交換率を高くしたので、冷房運転の際、運転効率の高い
冷房運転をすることができる。

【００６５】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽に複数の熱交換装置を収容したので、冷熱蓄
熱能力または温熱蓄熱能力をより一層増加させることが
できる。

【００６６】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽内に複数の熱交換装置を収容し、複数の熱交
換装置を直列にして閉回路の冷熱・温熱兼用系と温熱専
用系とを並列させ設け、温熱蓄熱運転時、冷熱・温熱兼
用系と温熱専用系とを同時に駆動させたので、温熱蓄熱
運転時間をより一層短縮させることができる。

【００６７】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽を複数にし、一方の蓄熱槽で冷凍機からの冷
媒（ブライン）で冷熱蓄熱運転を行い、他方の蓄熱槽で
冷凍機から発生する排熱を利用して温熱蓄熱運転を同時
に行うので、冷房運転および暖房運転のいずれか一方か
ら他方への切り替え運転を迅速にして容易に行うことが
できる。

【００６８】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽に閉回路の冷熱・温熱兼用系と解氷温熱系と
を並列させて設け、冷熱蓄熱運転中、熱交換装置に生成
された製氷を、冷凍機の排熱エネルギを利用して解氷温
熱系で解氷させたので、運転効率の高い冷熱蓄熱運転を
行うことができる。

【００６９】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置に温度センサを
設け、熱交換装置に生成された製氷が厚くなったとき解
氷温熱系を駆動する自動化を図ったので、冷熱蓄熱運転
を効果的に行うことができる。

【００７０】また、本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置
は、蓄熱槽に収容した熱交換装置をプレート式熱交換装
置にしてコンパクト化したので、設置面積の有効活用を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第１実施形
態を示す概略系統図。

【図２】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第１実施形
態における第１変形例を示す概略系統図。

【図３】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第１実施形
態における第２変形例を示す概略系統図。

【図４】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第２実施形
態を示す概略系統図。

【図５】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第３実施形
態を示す概略系統図。

【図６】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置の第３実施形
態における第１変形例を示す概略系統図。

【図７】本発明に係る冷熱・温熱蓄熱装置における蓄熱
槽に収容した熱交換装置の実施形態を示す概略図。

【図８】従来の冷熱・温熱蓄熱装置を示す概略系統図。

【符号の説明】

１ 冷凍機 ２ 蓄熱槽 ３ 伝熱管 ４ 温熱器 ５ 空調機 ６ ポンプ ７ 循環水ポンプ ８ 蓄熱槽 ８ａ 第１蓄熱槽 ８ｂ 第２蓄熱槽 ９ 熱交換装置 ９ａ 第１熱交換装置 ９ｂ 第２熱交換装置 １０ 冷熱系 １１ 温熱系 １２ 循環水ポンプ １２ａ 循環水ポンプ １２ｂ 循環水ポンプ １３ 空調機 １４ 冷暖房兼用循環系 １４ａ 冷房専用循環系 １４ｂ 暖房専用循環系 １５ 冷凍機 １６ ポンプ １７ ポンプ １８ 温熱器 １９ 温熱器 ２０ 三方弁 ２０ａ ポート ２１ 温熱専用バイパス系 ２２ａ 冷熱・温熱兼用系 ２２ｂ 温熱専用系 ２３ａ，２３ｂ ポンプ ２４ 冷却塔 ２５ 解氷温熱系 ２６ ポンプ ２７ ポンプ ２８ 電動弁 ２９ａ，２９ｂ 温度センサ ３０ プレート式熱交換装置 ３０ａ，３０ｂ プレート ３１ａ，３１ｂ 通路

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱槽に収容した熱交換装置と、この熱
   交換装置に接続し、閉回路で形成した冷熱系と、この冷
   熱系に並列して上記熱交換装置に接続し、閉回路で形成
   した温熱系と、上記蓄熱槽に設けた冷暖房兼用循環系と
   を備えたことを特徴とする冷熱・温熱蓄熱装置。
2. 【請求項２】 閉回路で形成した冷熱系は、冷凍機とポ
   ンプを備え、冷熱運転時、上記冷凍機からの冷媒を熱交
   換装置に供給し、蓄熱槽内の水を冷水にして蓄熱させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷熱・温熱蓄熱装
   置。
3. 【請求項３】 閉回路で形成した温熱系は、温熱器とポ
   ンプを備え、温熱蓄熱運転時、上記温熱器から生成され
   た加熱温水を熱交換装置に供給し、蓄熱槽内の水を温水
   にして蓄熱させることを特徴とする請求項１に記載の冷
   熱・温熱蓄熱装置。
4. 【請求項４】 蓄熱槽に設けた冷暖房兼用循環系は、循
   環水ポンプと空調機を備え、上記蓄熱槽に蓄熱された冷
   水または温水を上記空調機に供給し、冷房運転または暖
   房運転を行わせることを特徴とする請求項１に記載の冷
   熱・温熱蓄熱装置。
5. 【請求項５】 蓄熱槽に収容した熱交換装置は、複数の
   熱交換装置にし、複数の熱交換装置を直列接続させたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の冷熱・温熱蓄熱装置。
6. 【請求項６】 蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置と、
   複数の熱交換装置を互に直列接続させるとともに、上記
   複数の熱交換装置に接続し、閉回路で形成した冷熱・温
   熱兼用系と、この冷熱・温熱兼用系からバイパスさせ、
   上記複数の熱交換装置に接続する温熱専用バイパス系
   と、上記冷熱・温熱兼用系に並列して上記複数の熱交換
   装置に接続し、閉回路で形成した温熱専用系と、上記蓄
   熱槽に設けた冷暖房兼用循環系とを備えたことを特徴と
   する冷熱・温熱蓄熱装置。
7. 【請求項７】 温熱専用バイパス系は、冷熱・温熱兼用
   系の冷媒または加熱温水の流れに沿って順に、温熱器、
   ポンプ、三方弁を備えるとともに、上記三方弁からバイ
   パスさせて複数の熱交換装置に接続したことを特徴とす
   る請求項６に記載の冷熱・温熱蓄熱装置。
8. 【請求項８】 蓄熱槽を第１蓄熱槽と第２蓄熱槽との複
   数に区分けし、複数に区分けした第１蓄熱槽および第２
   蓄熱槽に熱交換装置を収容するとともに、上記第１蓄熱
   槽に収容した熱交換装置に接続し、閉回路で形成し、途
   中で冷凍機を介装させた冷熱系と、上記第２蓄熱槽に収
   容した熱交換装置に接続し、閉回路で形成し、途中で冷
   凍機を介装させた温熱系と、上記第１蓄熱槽に収容した
   熱交換装置と上記第２蓄熱槽に収容した熱交換装置とを
   互に接続させる解氷温熱系と、上記第１蓄熱槽に設けた
   冷房専用循環系と、上記第２蓄熱槽に設けた暖房専用循
   環系とを備えたことを特徴とする冷熱・温熱蓄熱装置。
9. 【請求項９】 温熱系は、冷熱系に設けた冷凍機の排熱
   エネルギを熱源として第２蓄熱槽の水を温水にすること
   を特徴とする請求項８に記載の冷熱・温熱蓄熱装置。
10. 【請求項１０】 蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置
    と、複数の熱交換装置に接続し、閉回路で形成した冷熱
    ・温熱兼用系と、この冷熱・温熱兼用系からバイパスさ
    せ、上記複数の熱交換装置に接続する温熱専用バイパス
    系と、上記冷熱・温熱兼用系に並列して上記複数の熱交
    換装置に接続し、閉回路で形成した解氷温熱系と、上記
    蓄熱槽に設けた冷暖房兼用循環系とを備えたことを特徴
    とする冷熱・温熱蓄熱装置。
11. 【請求項１１】 蓄熱槽に収容した複数の熱交換装置
    と、複数の熱交換装置に接続し、閉回路で形成した冷熱
    ・温熱兼用系と、この冷熱・温熱兼用系からバイパスさ
    せ、上記複数の熱交換装置に接続する温熱専用バイパス
    系と、上記冷熱・温熱兼用系に並列して上記複数の熱交
    換装置に接続し、閉回路で形成した解氷温熱系と上記蓄
    熱槽に設けた冷暖房兼用循環系とを備えるとともに、上
    記蓄熱槽の水が予め定められた温度になったとき、上記
    解氷温熱系に設けた弁を開閉する温度センサを上記複数
    の熱交換装置に設けたことを特徴とする冷熱・温熱蓄熱
    装置。
12. 【請求項１２】 熱交換装置は、平板状のプレートを層
    状に配置したプレート式熱交換装置であることを特徴と
    する請求項１、６、８または１１に記載の冷熱・温熱蓄
    熱装置。