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JPH0781728B2 - Cooling / heating device - Google Patents
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JPH0781728B2 - Cooling / heating device - Google Patents

Cooling / heating device

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Publication number
JPH0781728B2
JPH0781728B2 JP2023744A JP2374490A JPH0781728B2 JP H0781728 B2 JPH0781728 B2 JP H0781728B2 JP 2023744 A JP2023744 A JP 2023744A JP 2374490 A JP2374490 A JP 2374490A JP H0781728 B2 JPH0781728 B2 JP H0781728B2
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water
heat exchanger
cooling
load
tank
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JP2023744A
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康夫 小川
泰 古谷
啓二 小池
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷却・加熱装置に関し、特に主として冬に暖
房、夏に冷房のために加熱と冷却を行なう氷蓄熱システ
ムに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling / heating device, and more particularly to an ice heat storage system that mainly performs heating and cooling for heating in winter and cooling in summer.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、夏期、昼間の冷房等による電力ピークをカットす
る目的及び冷凍容量を少なくする目的のため夜間に冷水
を製造し、該冷水を貯蔵しておき、昼間にこの冷水によ
る冷房を行なうシステムがある。
Conventionally, there is a system in which cold water is manufactured at night for the purpose of cutting power peaks due to cooling in the summer and daytime, and for the purpose of reducing the refrigeration capacity, the cold water is stored, and the cooling is performed during the daytime. .

しかしながら、この場合は冷熱を水の顕熱によってのみ
蓄えるので、昼間の冷房負荷をまかなうためには、膨大
な蓄水量が必要であった。
However, in this case, since the cold heat is stored only by the sensible heat of water, an enormous amount of water storage is required to cover the daytime cooling load.

このため、最近では冷水にかわり氷を蓄えるシステムを
注目されている。即ち、このシステムは氷の潜熱を利用
した冷熱を蓄えるので水に比べて約1/10の容積で蓄冷す
ることが可能であることから、近年の地価高騰もあり、
その普及が期待されている。そのため、数多くの氷蓄冷
システムが運転され始めている。また、特許出願等でも
数多くの提案がなされている。
For this reason, a system that stores ice instead of cold water has recently been receiving attention. In other words, since this system stores cold heat using latent heat of ice, it can store cold in about 1/10 of the volume of water, so there is also a surge in land prices in recent years.
Its spread is expected. As a result, many ice storage systems have begun to operate. Also, many proposals have been made in patent applications and the like.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、数多くの氷蓄冷システムが提案されてい
るにもかかわらず、従来システムは種々の欠点があり、
その普及はまだ十分とは言い難い。この原因は氷蓄冷シ
ステムに必要な下記の10条件を全て満足するシステムが
ないためと思われる。
However, although many ice cold storage systems have been proposed, conventional systems have various drawbacks,
It is hard to say that its spread is still sufficient. This is probably because there is no system that satisfies all the following 10 conditions required for the ice storage system.

条件1、設備費低減のため、昼間運転できるシステムで
あること、 条件2、同じく設備費低減のため、氷蓄熱槽のIPE(氷
充填率)が大きいこと。そのためには、最大製氷時にお
ける水通路などのデッドスペースができるだけ少ないこ
とが望ましい。
Condition 1, a system that can be operated during the day to reduce equipment costs, and condition 2 that the IPE (ice filling rate) of the ice storage tank is large to reduce equipment costs. For that purpose, it is desirable that the dead space such as the water passage during the maximum ice making is as small as possible.

条件3、同じく設備費低減のため、製氷用伝熱面積が小
さいこと。
Condition 3, the heat transfer area for ice making must be small to reduce equipment costs.

条件4、運転費及び圧縮機容量低減のため、中小形機で
はブラインを介さない直膨方式であること。
Condition 4, To reduce operating costs and compressor capacity, small and medium-sized machines should be of the direct expansion type that does not use brine.

条件5、運転費低減のため、冷房負荷があるときは氷を
介さずに、冷水で蒸発器を冷却するようになっているこ
と。
Condition 5: To reduce operating costs, the evaporator should be cooled with cold water when there is a cooling load without using ice.

条件6、厚い着氷により蒸発器伝熱面と水との熱伝導が
阻害されないこと。
Condition 6, Thick icing should not hinder the heat transfer between the evaporator heat transfer surface and water.

条件7、圧縮機の寿命を長くするため、夏期に逆サイク
ルを行うような、大きな圧力変動の伴う運転は避けられ
るようになっていること。
Condition 7, In order to prolong the life of the compressor, it is possible to avoid operation with large pressure fluctuations such as reverse cycle in summer.

条件8、メンテナンス費用や工事費削減のため、中小形
機では負荷側にはブラインではなく、冷水が循環するよ
うにすること。
Condition 8 In order to reduce maintenance costs and construction costs, cold water circulates on the load side instead of brine on small and medium-sized machines.

条件9、冬季、暖房又は給湯用の温水加熱もできるこ
と。そのとき蓄熱槽が大きくならないこと。
Condition 9, winter, hot water for heating or hot water can be heated. At that time, the heat storage tank should not become large.

条件10、同様に、冬季温水加熱も行なうときは、冷房時
と温水加熱時とで必要冷媒量の違いなどにより不具合が
生じないこと。
Similarly to condition 10, when hot water heating in winter is also performed, there will be no problem due to the difference in the required amount of refrigerant between cooling and warm water heating.

勿論、従来システムにおいても、これら10の条件のうち
のいくつかの条件を満足するものはある。但し、これら
条件の中には1つの条件を満足しようとすると、他の条
件が満足し難くなるものがあり、これら10の条件を全て
満足することが技術的に難しく、且つ重要なことであ
る。
Of course, some conventional systems satisfy some of these 10 conditions. However, among these conditions, if one condition is tried to be satisfied, it is difficult to satisfy the other conditions, and it is technically difficult and important to satisfy all of these 10 conditions. .

これら10条件と従来例とを対比させて説明する。These 10 conditions will be described in comparison with the conventional example.

条件1は通常の冷暖房負荷条件の場合には必須の条件で
ある。即ち、冷凍容量を小さくしないで、運転費削減だ
けで蓄熱槽コスト増を償却できることは稀である。従っ
て、現在運転されているものはほとんど、この条件を満
足しているようである。
Condition 1 is an indispensable condition in the case of a normal cooling and heating load condition. That is, it is rare that the increase in the heat storage tank cost can be amortized only by reducing the operating cost without reducing the refrigeration capacity. Therefore, most of the ones currently in operation seem to satisfy this condition.

条件2、3は難しい条件である。その1つの解決方法
が、氷片又はシャーベット状の氷を流動させて、この氷
を蓄熱槽に蓄えるダイナミック方式といわれている方法
である。しかしながらこの方法は多くの場合、後述の条
件4、7、8等の条件を満足できなくなる場合が多い。
Conditions 2 and 3 are difficult conditions. One solution is a method called a dynamic system in which ice pieces or sherbet-like ice is made to flow and the ice is stored in a heat storage tank. However, in many cases, this method cannot satisfy the conditions such as Conditions 4, 7, and 8 described later.

条件4は運転費、設備費削減のため重要な条件である
が、従来のものはほとんどブラインを介したものであ
る。この理由は直膨式では後述の条件9、10を満足させ
ることが難しいからである。
Condition 4 is an important condition for reducing operating costs and equipment costs, but the conventional one is mostly through the brine. The reason for this is that it is difficult for the direct expansion type to satisfy the following conditions 9 and 10.

条件5は特願昭58-148760号に開示されたシステム等で
提案されているのであり、現在実施されているシステム
の殆どはこの条件を満足させるシステムが採用されてい
る。
Condition 5 is proposed in the system disclosed in Japanese Patent Application No. 58-148760, and most of the systems currently implemented employ a system that satisfies this condition.

しかしながら、上記特願昭58-148760号のシステムで
は、前述の条件を満足するものではないので、中小形機
では採用し難いシステムである。
However, the system of Japanese Patent Application No. 58-148760 mentioned above does not satisfy the above-mentioned conditions, so that it is a system which is difficult to be adopted in small and medium-sized machines.

条件6も難しい条件であり、種々の提案がなされてい
る。ブライン中水分の一部を氷結させ、ダイナミック方
式とする方法や、逆サイクルを行ない、解氷と製氷を繰
り返す方法などがある。しかしながら、ダイナミック方
式は、従来の条件8、10、逆サイクル方式は後述のよう
に条件7等の条件が満足できなくなる。
Condition 6 is also a difficult condition, and various proposals have been made. There is a method in which a part of the water in the brine is frozen to make it a dynamic method, or a method in which a reverse cycle is performed and thawing and ice making are repeated. However, the dynamic system cannot satisfy the conventional conditions 8 and 10, and the reverse cycle system cannot satisfy the condition 7 as described later.

条件7は解氷のための条件であるが、考えつき易い逆サ
イクル方式は、採用が難しいものである。夏季、逆サイ
クルとすると蒸発温度が30℃以上にもなり、不具合なく
運転できるようにするためには、種々の研究開発が必要
である。
Condition 7 is a condition for defrosting, but it is difficult to adopt the reverse cycle method, which is easy to think of. In the summer, when the reverse cycle is used, the evaporation temperature rises to 30 ° C or higher, and various research and development are required to ensure operation without problems.

条件8も氷蓄熱システムを普及させるためには必須の条
件と思われる。
Condition 8 seems to be an indispensable condition for popularizing the ice heat storage system.

以上、上記条件1〜8を満足させる方法も難しいが、特
に条件9、10の暖房の条件も満足させることが難しい。
しかしながら、暖房ができなければ急速な普及は難しい
と思われる。
As described above, it is difficult to satisfy the above conditions 1 to 8, but it is particularly difficult to satisfy the heating conditions of conditions 9 and 10.
However, if heating is not possible, rapid spread will be difficult.

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記条件1
〜10の条件を同時に満足する夏季氷蓄熱冷房、冬季温水
加熱を行なうシステムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and the above condition 1
It is an object of the present invention to provide a system that performs summer ice storage cooling and winter hot water heating that simultaneously satisfies the conditions of 10 to 10.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するため本発明では、冷却・加熱装置を
下記のように構成した。
In order to solve the above problems, in the present invention, the cooling / heating device is configured as follows.

圧縮機、外気側熱交換器、負荷側凝縮器、水流下式熱交
換器、減圧装置及びこれらを連絡する冷媒通路により構
成される蒸気圧縮式ヒートポンプ経路と、 前記負荷側凝縮器、水流下式熱交換器、該水流下式熱交
換器の上部に送水するタンク水ポンプ、該水流下式熱交
換器の下部に配備されるタンク、負荷流体入口部、負荷
流体出口部及びこれらを連絡する流体通路より構成され
る負荷流体経路により構成され、 冷却蓄冷モードのときは、外気側熱交換器が凝縮器とし
て、水流下式熱交換器が蒸発器としてそれぞれ作動し、
且つタンク水ポンプが運転され、水流下式熱交換器に送
られる水を冷却し、氷結させ、 負荷冷却モードのときは、冷却蓄冷モードと同様外気側
熱交換器が凝縮器として、水流下式熱交換器が蒸発器と
してそれぞれ作動し、且つ負荷流体還水を水流下式熱交
換器の上部に流下させ、 加熱蓄熱モードのときは、外気側熱交換器を蒸発器とし
て、水流下式熱交換器を凝縮器としてそれぞれ作動さ
せ、且つタンク水ポンプが運転され、水流下式熱交換器
に送られる水を加熱し、タンク内の水を加熱して蓄え、 通常加熱モードの時は、負荷側凝縮器を凝縮器として、
水流下式熱交換器を蒸発器としてそれぞれ作動させ、且
つタンク水ポンプを作動させ、水流下式熱交換器内の冷
媒を加熱するようにする。
A compressor, an outside air side heat exchanger, a load side condenser, a water flow-down heat exchanger, a vapor compression heat pump path constituted by a pressure reducing device and a refrigerant passage connecting these, and the load side condenser, a water flow-down type Heat exchanger, tank water pump for supplying water to the upper part of the water flow type heat exchanger, tank provided at the lower part of the water flow type heat exchanger, load fluid inlet part, load fluid outlet part and fluid connecting these In the cooling cold storage mode, the outside air side heat exchanger operates as a condenser, and the water flow type heat exchanger operates as an evaporator.
In addition, when the tank water pump is operated to cool the water sent to the water flow-down heat exchanger and freeze it, and in the load cooling mode, the outside air side heat exchanger acts as a condenser in the water flow-down type as in the cooling storage mode. When the heat exchangers operate as evaporators, respectively, and the load fluid return water flows down to the upper part of the water flow type heat exchanger, and in the heat storage mode, the outside air side heat exchanger is used as an evaporator and the water flow type heat exchanger is used. Each of the exchangers is operated as a condenser, and the tank water pump is operated to heat the water sent to the water-flow heat exchanger to heat and store the water in the tank. The side condenser as a condenser,
Each of the water-flow heat exchangers is operated as an evaporator, and the tank water pump is operated to heat the refrigerant in the water-flow heat exchanger.

〔作用〕[Action]

冷却・加熱装置を上記の如く構成することにより、後に
詳述するように前述の氷蓄熱システムが普及するための
条件1乃至条件10の全ての条件を満足する冷却・加熱装
置となる。
By configuring the cooling / heating device as described above, the cooling / heating device satisfies all the conditions 1 to 10 for the spread of the above-mentioned ice heat storage system, as will be described later in detail.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1〜第8図に基づいて説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は本発明にかかる冷却・加熱装置の冷房蓄冷時の
場合のフローシートである。同図において、冷媒、水の
流れを矢印で示す。冷却・加熱装置は、通常、蓄熱ユニ
ット1の上にヒートポンプユニット2を配備した冷温水
ユニット3としてまとめられている。
FIG. 1 is a flow sheet when the cooling / heating apparatus according to the present invention is used for cold storage. In the figure, the flow of the refrigerant and water is indicated by arrows. The cooling / heating device is usually grouped as a cold / hot water unit 3 in which a heat pump unit 2 is arranged on the heat storage unit 1.

ヒートポンプユニット2は配管前の量産ヒートポンプ部
品を本ヒートポンプ用に配管したものが用いられる。
As the heat pump unit 2, a mass-produced heat pump component before piping is piped for this heat pump.

この製氷時には、冷温水ポンプ4は停止していて、四方
弁5は“冷房通常サイクル”側に、電磁弁6、6′は
“外気熱交換器”側にセットされ、電磁弁27は閉じられ
る。そして外気側熱交換器7が凝縮器として、水流下式
熱交換器8が蒸発器として作用する。即ち、冷房は水流
下式熱交換器8の外部に流下する“水”から吸熱して蒸
発し、配管9→四方弁5→電磁弁6′→外気側熱交換器
7→チャッキ弁11→膨張弁12→水流下式熱交換器8と循
環する。このときファン13が運転され、外気により外気
側熱交換器7が冷却される。また、タンク水ポンプ14が
運転され、タンク15の下部の水は配管16を通って、ヘッ
ダ17に送られる。このヘッダ17にはノズル18が取り付け
られていて、ヘッダ17内の水はこのノズル18により、水
流下式熱交換器8のフィン部19に流下する。そしてこの
フィン部19で水は冷却され一部はフィン部19のまわりに
氷結する。この氷が更に成長して、その厚みが厚くなっ
た時点でバイパス制御弁21を開ける。この開度は温度セ
ンサ20からの温度検出信号により蒸発温度が0℃以上と
なるように制御され、水流下式熱交換器8で蒸発した冷
媒の一部を該水流下式熱交換器8に戻す。または、予め
蒸発温度が0℃以上となるようなバイパス配管を用い、
このバイパス制御弁21を電磁弁としてもよい。
During this ice making, the cold / hot water pump 4 is stopped, the four-way valve 5 is set to the "cooling normal cycle" side, the solenoid valves 6 and 6'are set to the "outside air heat exchanger" side, and the solenoid valve 27 is closed. . The outside air side heat exchanger 7 functions as a condenser, and the water flow-down heat exchanger 8 functions as an evaporator. That is, the cooling air absorbs heat from the “water” flowing down to the outside of the water flow-down heat exchanger 8 and evaporates, and the piping 9 → four-way valve 5 → solenoid valve 6 ′ → outside air side heat exchanger 7 → check valve 11 → expansion It circulates from the valve 12 to the water flow type heat exchanger 8. At this time, the fan 13 is operated and the outside air side heat exchanger 7 is cooled by the outside air. Further, the tank water pump 14 is operated, and the water under the tank 15 is sent to the header 17 through the pipe 16. A nozzle 18 is attached to the header 17, and the water in the header 17 flows down to the fin portion 19 of the water flow-down heat exchanger 8 by the nozzle 18. Then, the water is cooled in the fin portion 19 and a part of the water is frozen around the fin portion 19. The bypass control valve 21 is opened when the ice grows further and becomes thicker. This opening is controlled by the temperature detection signal from the temperature sensor 20 so that the evaporation temperature becomes 0 ° C. or higher, and a part of the refrigerant evaporated in the water flow-down heat exchanger 8 is transferred to the water flow-down heat exchanger 8. return. Alternatively, by using a bypass pipe whose evaporation temperature is 0 ° C or higher in advance,
The bypass control valve 21 may be a solenoid valve.

第2図は冷却サイクル説明のための圧力/エンタルピー
線図である。製氷運転時はa→b(圧縮過程)、b→c
(凝縮過程)、c→d(減圧過程)、d→a(蒸発過
程)からなるサイクルにより運転されている。
FIG. 2 is a pressure / enthalpy diagram for explaining the cooling cycle. A → b (compression process), b → c during ice making operation
(Condensation process), c → d (pressure reduction process), d → a (evaporation process).

上記バイパス制御弁21が作動する冷凍サイクルはe→f
→g→eのように作動する。即ち、バイパス制御弁21に
より高圧冷媒ガスはe→fのように変化する。そしてこ
のf点の圧力は0℃に相当する飽和圧力より高くなって
いるので、フィン部19を介して、フィン面に氷結してい
る氷が解氷し、その熱により冷媒ガスは逆に冷却され、
g点となる。そして、再び圧縮機10により圧縮され、e
点となる。
The refrigeration cycle in which the bypass control valve 21 operates is e → f
→ Works like g → e. That is, the bypass control valve 21 changes the high-pressure refrigerant gas as e → f. Since the pressure at this point f is higher than the saturation pressure corresponding to 0 ° C., the ice frozen on the fin surface is thawed through the fin portion 19, and the heat cools the refrigerant gas. Is
It is point g. Then, it is compressed again by the compressor 10 and e
It becomes a point.

また、解氷時は、フィン13を停止する。その理由は第3
図のように凝縮器で冷却するとe′→e″に相当するエ
ンタルピー分だけ外気を加熱することになるので、解氷
のためのエンタルピー差f→gが減少するからである。
When the ice is thawed, the fin 13 is stopped. The reason is the third
This is because if the condenser is cooled as shown in the figure, the outside air is heated by the enthalpy corresponding to e ′ → e ″, so that the enthalpy difference f → g for defrosting is reduced.

また、解氷した氷片Ipはタンク15に落ち、貯氷される。Further, the thawed ice pieces Ip fall into the tank 15 and are stored therein.

なお、水流下式熱交換器8が第1図のような直膨式蒸発
器の場合は、この解氷時に蒸発器内冷媒が液分離器8′
に移動するので、解氷運転完了後電磁弁21′が開き、液
を水流下式熱交換器8に戻してからバイパス制御弁21及
び電磁弁21′を閉じ、再び製氷運転となるようになって
いる。
When the water flow-down heat exchanger 8 is a direct expansion evaporator as shown in FIG. 1, the refrigerant in the evaporator is a liquid separator 8'when the ice is thawed.
After the completion of the deicing operation, the electromagnetic valve 21 'is opened, the liquid is returned to the water flow down heat exchanger 8, and then the bypass control valve 21 and the electromagnetic valve 21' are closed to restart the ice making operation. ing.

このようにして、タンク15内に氷片Ipが増加してくる
と、最後にはタンク15の底部も氷片Ipの層となるので、
このとき自動的に製氷運転が停止される。この停止は、
例えばタンク15内の水と氷の混合体の体積膨張を検出す
る液面検出スイッチ22等により行なわれる。なお、タン
ク15の中央部に沢山の小孔のある円筒26があり、水の流
れを良くするようにしている。
In this way, when the ice pieces Ip increase in the tank 15, the bottom of the tank 15 also becomes a layer of the ice pieces Ip at the end,
At this time, the ice making operation is automatically stopped. This stop
For example, the liquid level detection switch 22 for detecting the volume expansion of the mixture of water and ice in the tank 15 is used. There is a cylinder 26 with many small holes in the center of the tank 15 to improve the flow of water.

第4図は上記構成の冷却・加熱装置の圧縮機停止冷房モ
ードの場合のフローシートである。冷温水ポンプ4が運
転され、電磁弁27が開けられ、タンク水ポンプ14、圧縮
機10、ファン13は運転されていない。負荷23からの還水
はノズル24から水熱交換器25を経由して電磁弁27、ヘッ
ダ17、ノズル18を通り、タンク15に還流する。そして配
管28、三方向調節弁29、冷温水ポンプ4を経由し、ノズ
ル30より負荷側に送られる。このとき三方向調節弁29に
より、一部バイパス管31より負荷還水をバイパスさせる
ことにより、ノズル30部での冷水温度は例えば7℃に制
御される。
FIG. 4 is a flow sheet in the compressor stop cooling mode of the cooling / heating device having the above configuration. The cold / hot water pump 4 is operated, the solenoid valve 27 is opened, and the tank water pump 14, the compressor 10, and the fan 13 are not operated. The return water from the load 23 flows from the nozzle 24, the water heat exchanger 25, the electromagnetic valve 27, the header 17 and the nozzle 18 to the tank 15. Then, it is sent from the nozzle 30 to the load side via the pipe 28, the three-way control valve 29, and the cold / hot water pump 4. At this time, the three-way control valve 29 partially bypasses the load return water from the bypass pipe 31 to control the cold water temperature in the nozzle 30 to, for example, 7 ° C.

第5図は上記構成の冷却・加熱装置の通常冷房運転モー
ドの場合のフローシートである。第4図の状態でしばら
く運転していると解氷が進みタンク15内の水位が下降し
てくる。これを例えば液面検出スイッチ22′が作動し、
通常の冷房運転モードに切り替わり、圧縮機10が運転さ
れる。このとき水流下式熱交換器8は負荷還水により加
熱されるので、蒸発温度は例えば5℃で運転される。但
し、通常冷凍機容量より負荷の方が大きいので、氷によ
る冷熱も用いられ、ノズル30から、例えば7℃となって
負荷23に送られる。
FIG. 5 is a flow sheet in the normal cooling operation mode of the cooling / heating device having the above configuration. If the vehicle is operated for a while in the state shown in Fig. 4, the deicing progresses and the water level in the tank 15 drops. For example, the liquid level detection switch 22 'is activated,
The compressor 10 is operated by switching to the normal cooling operation mode. At this time, since the water flow-down heat exchanger 8 is heated by the load return water, it is operated at an evaporation temperature of, for example, 5 ° C. However, since the load is usually larger than the refrigerator capacity, cold heat due to ice is also used, and the temperature is sent from the nozzle 30 to the load 23 at, for example, 7 ° C.

第6図は上記構成の冷却・加熱装置の暖房蓄熱運転の場
合のフローシートである。このときは、四方弁5が暖房
正常サイクル側に切替わり、電磁弁27は閉じられる。圧
縮機10で吐出されたガスは四方弁5を通って水流下式熱
交換器8に送られ、凝縮し、チェッキ弁32及び電磁弁6
を通り、膨張弁33で減圧される。減圧された冷媒は外気
側熱交換器7で、外気から吸熱して、蒸発し、四方弁5
を通り、再び圧縮機10に吸込まれる。タンク15内の水温
が上昇すると温度センサの温度検出信号により運転を停
止する。
FIG. 6 is a flow sheet in the heating heat storage operation of the cooling / heating device having the above-mentioned configuration. At this time, the four-way valve 5 is switched to the normal heating cycle side, and the solenoid valve 27 is closed. The gas discharged from the compressor 10 is sent to the water-flow heat exchanger 8 through the four-way valve 5, condensed, and then the check valve 32 and the solenoid valve 6
And the pressure is reduced by the expansion valve 33. The depressurized refrigerant absorbs heat from the outside air in the outside air heat exchanger 7 and evaporates, and the four-way valve 5
And is sucked into the compressor 10 again. When the water temperature in the tank 15 rises, the operation is stopped by the temperature detection signal of the temperature sensor.

第7図は上記構成の冷却・加熱装置の圧縮機停止暖房モ
ードの場合のフローシートである。圧縮機10、ファン1
3、タンク水ポンプ14は運転されず、冷温水ポンプ4の
み運転される。電磁弁27は開となる。タンク15内の温度
は45℃以上であるので、三方向調節弁29の調節により、
例えば45℃以上の温水が負荷23側に送られる。
FIG. 7 is a flow sheet in the compressor stop heating mode of the cooling / heating device having the above configuration. Compressor 10, fan 1
3, the tank water pump 14 is not operated, only the hot and cold water pump 4 is operated. The solenoid valve 27 is opened. Since the temperature inside the tank 15 is 45 ° C or higher, by adjusting the three-way control valve 29,
For example, warm water of 45 ° C. or higher is sent to the load 23 side.

第8図は上記構成の冷却・加熱装置の通常加熱運転の場
合のフローシートである。通常、温度センサ34の検出温
度が45℃まで下がる状態となると、四方弁5が“冷房通
常サイクル”と同じ状態に切替わる。また、電磁弁6,
6′は“氷熱交換器”側に切り替えられる。また、電磁
弁27も閉じられる。冷温水ポンプ4、タンク水ポンプ1
4、圧縮機10、ファン13の全てが運転される。圧縮機10
で圧縮された冷媒は、四方弁5→電磁弁6′→水熱交換
器25→電磁弁6→膨張弁12→水流下式熱交換器8→四方
弁5→圧縮機10と循環し、タンク15内の水を熱源として
水熱交換器25で温水を加熱する。なお、タンク15内の水
温が下がり、0℃以下になると、この水を氷らせること
により、その潜熱を熱源として暖房を続行させることも
可能である。
FIG. 8 is a flow sheet in the case of normal heating operation of the cooling / heating device having the above configuration. Normally, when the temperature detected by the temperature sensor 34 falls to 45 ° C., the four-way valve 5 is switched to the same state as the “cooling normal cycle”. In addition, solenoid valve 6,
6'is switched to the "ice heat exchanger" side. The solenoid valve 27 is also closed. Cold / hot water pump 4, tank water pump 1
4, the compressor 10 and the fan 13 are all operated. Compressor 10
The refrigerant compressed in 4 circulates the four-way valve 5-> solenoid valve 6 '-> water heat exchanger 25-> solenoid valve 6-> expansion valve 12-> water flow-down heat exchanger 8-> four-way valve 5-> compressor 10 and the tank. Hot water is heated by the water heat exchanger 25 using the water in 15 as a heat source. When the water temperature in the tank 15 drops to 0 ° C. or lower, the water can be iced to continue heating using the latent heat as a heat source.

負荷23からの戻り温水は水熱交換器25で加熱され、バイ
パス管31→三方向調節弁35→三方向調節弁29→冷温水ポ
ンプ4とながれ再び負荷23に供給される。
The return hot water from the load 23 is heated by the water heat exchanger 25 and is supplied to the load 23 again through the bypass pipe 31, the three-way control valve 35, the three-way control valve 29, and the cold / hot water pump 4.

なお、負荷23の小さいときは、三方向調節弁29により、
蓄熱槽内の低温水が混合され常に45℃の温水が加熱され
るようになっている。このときこのバイパス量と同一量
が三方向調節弁35によりタンク15に戻るようになってい
る。
When the load 23 is small, the three-way control valve 29
The low temperature water in the heat storage tank is mixed and the hot water at 45 ° C is constantly heated. At this time, the same amount as this bypass amount is returned to the tank 15 by the three-way control valve 35.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように本発明に依れば、冷却蓄冷モード
のときは、外気側熱交換器が凝縮器として、水流下式熱
交換器が蒸発器としてそれぞれ作動し、且つタンク水ポ
ンプが運転され、水流下式熱交換器に送られる水を冷却
し、結氷させ、該氷をタンクに蓄え、負荷冷却モードの
ときは、冷却蓄冷モードと同様外気側熱交換器が凝縮器
として、水流下式熱交換器が蒸発器としてそれぞれ作動
し、且つ負荷流体還水を水流下式熱交換器の上部に流下
させ、加熱蓄熱モードのときは、外気側熱交換器を蒸発
器として、水流下式熱交換器を凝縮器としてそれぞれ作
動させ、且つタンク水ポンプが運転され、水流下式熱交
換器に送られる水を加熱し、タンク内の水を加熱して蓄
え、通常加熱モードの時は、負荷側凝縮器を凝縮器とし
て、水流下式熱交換器を蒸発器としてそれぞれ作動さ
せ、且つタンク水ポンプを作動させ、水流下式熱交換器
内の冷媒を加熱するので、前述の氷蓄熱システムが普及
するための前記条件1乃至条件10の全ての条件を満足す
るから下記のような優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, in the cooling cold storage mode, the outside air side heat exchanger operates as a condenser, the water flow-down heat exchanger operates as an evaporator, and the tank water pump operates. Cooled water sent to the water flow-down heat exchanger is frozen and stored in a tank.When in load cooling mode, the outside air side heat exchanger acts as a condenser and cools down the water flow in the load cooling mode. Type heat exchangers operate as evaporators respectively, and load fluid return water is made to flow down to the upper part of the water flow type heat exchanger. In the heat storage mode, the outside air side heat exchanger is used as an evaporator and the water flow type is used. Each of the heat exchangers is operated as a condenser, and the tank water pump is operated to heat the water sent to the water-flow heat exchanger, heat and store the water in the tank, and in the normal heating mode, Using the condenser on the load side as a condenser, Each of the conditions 1 to 10 for the spread of the ice heat storage system described above because the refrigerants in the water flow-down heat exchanger are heated by operating the tanks as evaporators and the tank water pumps. Since the conditions are satisfied, the following excellent effects are obtained.

(1) 当然、冷房暖房とも昼夜間運転することができ
る。
(1) Naturally, both air conditioning and heating can be operated day and night.

(2) 氷蓄熱槽の中に伝熱面がないので、IPFを大き
くすることができる。しかも暖房時のIPFが制限される
ようなことはない。
(2) The IPF can be increased because there is no heat transfer surface in the ice heat storage tank. Moreover, the IPF during heating is not restricted.

(3) 氷蓄熱槽内に均等に製氷用コイルを配する構造
でないので、製氷用熱交換器を小さくすることができ
る。
(3) Since the ice-making coil is not evenly arranged in the ice heat storage tank, the ice-making heat exchanger can be downsized.

(4) ブラインを介する方式でないので蒸発温度を高
くすることができる。
(4) The evaporation temperature can be raised because the method does not involve the brine.

(5) 冷房負荷があるときは、蒸発器は負荷還水で加
熱されるので、蒸発温度を高くすることができる。
(5) When there is a cooling load, the evaporator is heated by the load return water, so the evaporation temperature can be raised.

(6) 着氷が厚くならないので、伝熱性能が良好であ
る。
(6) Since the icing does not become thick, the heat transfer performance is good.

(7) 解氷サイクルを行なう場合でも、蒸発温度は0
℃より多少高い程度の運転条件で解氷するので、圧縮機
の吸込部の圧力変動が少ない。
(7) Evaporation temperature is 0 even when performing the thaw cycle.
Since the ice is thawed under operating conditions that are slightly higher than ℃, the pressure fluctuation in the suction part of the compressor is small.

(8) 負荷側にもブラインを使用しないので、メンテ
ナンス費や工事費が小さくて済む。
(8) Since no brine is used on the load side, maintenance costs and construction costs can be reduced.

(9) 暖房時蓄熱槽を2段階で使用するので、蓄熱槽
を大きくする必要がない。
(9) Since the heat storage tank during heating is used in two stages, it is not necessary to enlarge the heat storage tank.

(10) 製氷用蒸発器も小さく、冷房時と暖房時で必要
冷媒量が殆ど同じであり、安定した運転が可能である。
(10) The ice making evaporator is also small, and the required amount of refrigerant is almost the same during cooling and heating, and stable operation is possible.

(11) ヒートポンプ部分は、配管を一部変更するだけ
で、量産機の主要部をそのまま使用でき低価格となる。
(11) For the heat pump part, the main part of the mass-produced machine can be used as it is, with only a part of the piping changed, resulting in low cost.

(12) 冷房、暖房等の加熱負荷のあるときはタンク水
ポンプは運転されないので運転費用を低減できる。
(12) The tank water pump is not operated when there is a heating load such as cooling and heating, so operating costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の冷却・加熱装置の冷房蓄冷時の場合の
フローシートを示す図、第2図、第3図はそれぞれ冷却
サイクル説明のための圧力/エンタルピー線図、第4図
は本発明の冷却・加熱装置の圧縮機停止冷房モードの場
合のフローシートを示す図、第5図は本発明の冷却・加
熱装置の通常冷房運転モードの場合のフローシートを示
す図、第6図は本発明の冷却・加熱装置の暖房蓄熱運転
の場合のフローシートを示す図、第7図は本発明の冷却
・加熱装置の圧縮機停止暖房モードの場合のフローシー
トを示す図、第8図は本発明の冷却・加熱装置の通常暖
房運転の場合のフローシートを示す図である。 図中、1……蓄熱ユニット、2……ヒートポンプユニッ
ト、3……冷温水ユニット、4……冷温水ポンプ、5…
…四方弁、6,6′……電磁弁、7……外気側熱交換器、
8……水流下式熱交換器、10……圧縮機、11……チェッ
キ弁、12……膨張弁、13……ファン、14……タンク水ポ
ンプ、15……タンク、18……ノズル、19……フィン部、
21……バイパス制御弁、21′……電磁弁、22,22′……
液面検出スイッチ、23……負荷、24……ノズル、25……
水熱交換機、26……円筒、27……電磁弁、29……三方向
調節弁、30……ノズル、31……バイパス管、32……チェ
ッキ弁、33……膨張弁、34……温度センサ。
FIG. 1 is a diagram showing a flow sheet when the cooling / heating device of the present invention is used for cooling storage, FIGS. 2 and 3 are pressure / enthalpy diagrams for explaining a cooling cycle, and FIG. 4 is a book. The figure which shows the flow sheet in the case of the compressor stop cooling mode of the cooling and heating apparatus of the invention, FIG. 5 is the figure which shows the flow sheet in the case of the normal cooling operation mode of the cooling and heating apparatus of this invention, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing a flow sheet in the heating / heat storage operation of the cooling / heating device of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a flow sheet in the compressor stop heating mode of the cooling / heating device of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the flow sheet at the time of normal heating operation of the cooling / heating apparatus of this invention. In the figure, 1 ... Heat storage unit, 2 ... Heat pump unit, 3 ... Cold / hot water unit, 4 ... Cold / hot water pump, 5 ...
… Four-way valve, 6,6 ′ …… Solenoid valve, 7 …… Outside air heat exchanger,
8 ... Water flow down heat exchanger, 10 ... Compressor, 11 ... Check valve, 12 ... Expansion valve, 13 ... Fan, 14 ... Tank water pump, 15 ... Tank, 18 ... Nozzle, 19 …… Fin part,
21 ... Bypass control valve, 21 '... Solenoid valve, 22,22' ...
Liquid level detection switch, 23 …… load, 24 …… nozzle, 25 ……
Water heat exchanger, 26 ... Cylinder, 27 ... Solenoid valve, 29 ... Three-way control valve, 30 ... Nozzle, 31 ... Bypass pipe, 32 ... Check valve, 33 ... Expansion valve, 34 ... Temperature Sensor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮機、外気側熱交換器、負荷側凝縮器、
水流下式熱交換器、減圧装置及びこれらを連絡する冷媒
通路により構成される蒸気圧縮式ヒートポンプ経路と、 前記負荷側凝縮器、前記水流下式熱交換器、該水流下式
熱交換器の上部に送水するタンク水ポンプ、該水流下式
熱交換器の下部に配備されるタンク、負荷流体入口部、
負荷流体出口部及びこれらを連絡する流体通路より構成
される負荷流体経路により構成され、 冷却蓄冷モードのときは、外気側熱交換器が凝縮器とし
て、水流下式熱交換器としてそれぞれ作動し、且つ前記
タンク水ポンプが運転され、前記水流下式熱交換器に送
られる水を冷却し、氷結させ、 負荷冷却モードのときは、冷却蓄冷モードと同様外気側
熱交換器が凝縮器として、水流下式熱交換器が蒸発器と
してそれぞれ作動し、且つ負荷流体還水を水流下式熱交
換器の上部に流下させ、 加熱蓄熱モードのときは、前記外気側熱交換器を蒸発器
として、前記水流下式熱交換器を凝縮器としてそれぞれ
作動させ、且つ前記タンク水ポンプが運転され、前記水
流下式熱交換器に送られる水を加熱し、前記タンク内の
水を加熱して蓄えるように構成されたことを特徴とする
冷却・加熱装置。
1. A compressor, an outside air side heat exchanger, a load side condenser,
A water compression heat exchanger, a decompression device, and a vapor compression heat pump path constituted by a refrigerant passage connecting these, a load-side condenser, the water cooling heat exchanger, and an upper portion of the water cooling heat exchanger. A tank water pump for delivering water to the tank, a tank provided under the water flow-down heat exchanger, a load fluid inlet,
It is composed of a load fluid path composed of a load fluid outlet part and a fluid passage connecting them, and in the cooling cold storage mode, the outside air side heat exchanger operates as a condenser, and as a water downflow heat exchanger, In addition, when the tank water pump is operated to cool the water sent to the water downflow heat exchanger to freeze it, and in the load cooling mode, the outside air side heat exchanger serves as a condenser in the same manner as in the cooling cold storage mode, Each of the lower heat exchangers operates as an evaporator, and the load fluid return water is caused to flow down to the upper part of the water flow-down heat exchanger, and in the heat storage mode, the outside air side heat exchanger is used as the evaporator. Each of the water-downflow heat exchangers is operated as a condenser, and the tank water pump is operated to heat the water sent to the water-downflow heat exchanger to heat and store the water in the tank. Composed Cooling and heating device, characterized in that the.
【請求項2】圧縮機、外気側熱交換器、負荷側凝縮器、
水流下式熱交換器、減圧装置及びこれらを連絡する冷媒
通路により構成される蒸気圧縮式ヒートポンプ経路と、 前記負荷側凝縮器、前記水流下式熱交換器、該水流下式
熱交換器の上部に送水するタンク水ポンプ、該水流下式
熱交換器の下部に配備されるタンク、負荷流体入口部、
負荷流体出口部及びこれらを連絡する流体通路より構成
される負荷流体経路により構成され、 冷却蓄冷モードのときは、外気側熱交換器が凝縮器とし
て、水流下式熱交換器としてそれぞれ作動し、且つ前記
タンク水ポンプが運転され、前記水流下式熱交換器に送
られる水を冷却し、氷結させ、 負荷冷却モードのときは、冷却蓄冷モードと同様外気側
熱交換器が凝縮器として、水流下式熱交換器が蒸発器と
してそれぞれ作動し、且つ負荷流体還水を水流下式熱交
換器の上部に流下させ、 通常加熱モードの時は、前記負荷側凝縮器を凝縮器とし
て、前記水流下式熱交換器を蒸発器としてそれぞれ作動
させ、且つ前記タンク水ポンプを作動させ、前記水流下
式熱交換器内の冷媒を加熱するよう構成されたことを特
徴とする冷却・加熱装置。
2. A compressor, an outside air side heat exchanger, a load side condenser,
A water compression heat exchanger, a decompression device, and a vapor compression heat pump path constituted by a refrigerant passage connecting these, a load-side condenser, the water cooling heat exchanger, and an upper portion of the water cooling heat exchanger. A tank water pump for delivering water to the tank, a tank provided under the water flow-down heat exchanger, a load fluid inlet,
It is composed of a load fluid path composed of a load fluid outlet part and a fluid passage connecting them, and in the cooling cold storage mode, the outside air side heat exchanger operates as a condenser, and as a water downflow heat exchanger, In addition, when the tank water pump is operated to cool the water sent to the water downflow heat exchanger to freeze it, and in the load cooling mode, the outside air side heat exchanger serves as a condenser in the same manner as in the cooling cold storage mode, Each of the lower heat exchangers operates as an evaporator, and the load fluid return water is made to flow down to the upper part of the water-flow-type heat exchanger.In the normal heating mode, the load side condenser serves as a condenser and the water flow A cooling / heating device characterized in that the lower heat exchanger is operated as an evaporator and the tank water pump is operated to heat the refrigerant in the water flow down heat exchanger.
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