JP2008014563A - 蓄冷熱式空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄冷熱時の消費電力を低くすることができる蓄冷熱式空調システムを提供する。
【解決手段】凝縮器１２および凝縮器１２の伝熱管１２Ａに循環させる冷却水を大気を利用して冷却する冷却塔２を備えた蓄冷熱式空調システムにおいて、前記冷却塔２と凝縮器１２との間の冷却水循環系統に接続された畜冷熱槽３１、および蓄熱媒体用ポンプ３２，３３を備え、夜間、前記冷却塔２および蓄熱媒体用ポンプ３２を運転して畜冷熱槽に蓄熱する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄冷熱式空調システムに関するものである。

日々の電力の負荷率向上策として空調においては蓄熱応用システムがある。安価な夜間電力を使い冷水系統の一部に蓄熱槽を設け、空調システムの熱源機を運転し蓄冷熱して電力単価の高いピーク時に放熱することによってトータルの運転費用を低減させるものである。これらの方法は夜間主熱源機例えば電動機駆動ターボ冷凍機を運転するものである（特許文献１参照）。
特開平１１−３１６０３８号公報

上記従来の蓄冷熱方法は、熱源機を運転するものであるため、蓄冷熱時の消費電力が大きくしかも冷媒の蒸発温度が低いために運転効率が悪いという欠点があった。

本発明の目的は、蓄冷熱時の消費電力を低くすることができる蓄冷熱式空調システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、凝縮器および凝縮器に循環させる冷却水を大気を利用して冷却する冷却塔を備えた蓄冷熱式空調システムにおいて、前記冷却塔と凝縮器との間の冷却水循環系統に接続された畜冷熱槽および蓄熱媒体用ポンプを備え、夜間、前記冷却塔および蓄熱媒体用ポンプを運転して畜冷熱槽に蓄熱することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、冷却塔と蓄熱媒体ポンプとを運転すればよいので、熱源機を運転して蓄冷熱する場合に比べて蓄冷熱時の消費電力を低くすることができる。

以下本発明を電動機駆動ターボ冷凍機を使用した空調システムに適用した一実施形態を図１により説明する。

この実施形態に係る空調システムは、ターボ型冷凍機１、冷却塔２、蓄冷熱装置３および部屋に設置される冷房用のファンコイルユニット４とから構成されている。

ターボ型冷凍機１は、冷媒蒸気を圧縮して昇圧する電動機駆動のターボ圧縮機１１、ターボ圧縮機１１で圧縮された冷媒蒸気を伝熱管１２Ａ内を流れる冷却水により冷却して液化させる凝縮器１２、凝縮器１２で液化された冷媒液を減圧した後に導入し、蒸発させて伝熱管１３Ａ内を流れる冷房用冷水を冷却する蒸発器１３、冷却水ポンプ１４、冷水ポンプ１５で構成されている。冷却塔２は、ファン２１、スプレー２２を備えている。蓄冷熱装置３は、２９℃程度で相変化（液体⇔固体）する潜熱蓄熱材が収容された蓄冷熱槽３１、蓄熱媒体循環ポンプ３２、放熱ポンプ３３、温度センサー３４，３５、電磁開閉弁３６，３７を備え、冷却塔２と凝縮器１２の伝熱管１２Ａとを連絡する冷却水循環系に連結されている。ファンコイルユニット４は、冷房すべき各部屋に設置される。

つぎに通常冷房運転、蓄冷熱運転時の冷却水循環経路について説明する。

通常冷房運転時：
電磁開閉弁３７は「開」、電磁開閉弁３６は「閉」とし、ポンプ３２，３３は停止とする。

これにより、冷却塔２で大気により冷やされた冷却水は、冷却水ポンプ１４により凝縮器１２の伝熱管１２Ａ内に送られ、管外の冷媒蒸気を冷却した後冷却塔２に戻り、スプレー２２から散布される。

このとき、放熱ポンプ３３を運転し、畜冷熱槽３１に蓄えられた畜冷熱を冷却塔２に送り込めば、冷却水温度を低くすることができ、より高い冷房能力を発揮させることができる。

なお、放熱ポンプ３３の運転は、冷却塔２の水槽内温度（温度センサー３５で検出）が冷却水の標準的仕様設定温度（一般には３２℃）よりも上昇したときに行なえばよい。また、放熱運転（放熱ポンプ３３の運転）の完了は、温度センサー３５と温度センサー３４の差温（Ｔ３５−Ｔ３４）により決定され、差温（Ｔ３５−Ｔ３４）が３℃以下になったときとする。さらに、放熱の開始の目安は、蓄冷熱槽３１の蓄冷熱容量や空調負荷によって異なるがデマンド信号や電力単価が高価となる時間帯（例えば７月〜９月の場合は１３：００〜１６：００）など設置環境を考慮して決めれば良い。

蓄冷熱運転時：
電磁開閉弁３７は「閉」、電磁開閉弁３６は「開」とし、ポンプ３３は停止とし、冷却塔２のファン２２、ポンプ３２を運転する。

これにより、冷却塔２で冷却された冷却水を冷却塔２と蓄冷熱槽３１との間を循環させて蓄冷熱槽３１内の潜熱蓄熱材を凝固させて蓄冷熱を行なう。

また、冷却塔２の水槽内温度（温度センサー３５で検出）が潜熱蓄熱材の凝固温度（この例では２９℃）より充分低いときは、蓄熱媒体循環ポンプ３２を停止し、この蓄熱媒体循環ポンプ３２より電動機容量の小さい放熱ポンプ３３を運転することにより蓄冷熱する。

さらに、蓄冷熱の完了は蓄冷熱槽３１の入口温度（温度センサー３５で検出）と蓄冷熱槽３１の出口温度（温度センサー３４で検出）との差温（Ｔ３５−Ｔ３４）により決定する。（Ｔ３５−Ｔ３４）＜３℃の場合には蓄冷熱完了で放熱ポンプ３３を停止する。

上記のほか、次のような態様でも実施できる。

（１）蓄冷熱運転を行なう場合、冷却塔の水槽内冷却水温度を検知し、２６℃以下であれば放熱ポンプのみの運転によって蓄冷熱し、２６℃を超えた場合、蓄熱媒体循環ポンプも運転して冷却塔による水冷却と蓄冷熱を同時に行うことができる。

（２）前記実施形態における電動機駆動ターボ冷凍機の代わりに、吸収冷温水機とすることができ、前記実施形態と同様の効果が期待できる。

本発明の一実施形態の空調システムフロー図である。

符号の説明

１ ターボ型冷凍機
２ 冷却塔
３ 蓄冷熱装置
１２ 凝縮器
１４ 冷却水ポンプ
２１ ファン
２２ スプレー
３１ 蓄冷熱槽
３２ 蓄熱媒体循環ポンプ
３３ 放熱ポンプ
３４，３５ 温度センサー
３６，３７ 電磁開閉弁

Claims (2)

1. 凝縮器および凝縮器に循環させる冷却水を大気を利用して冷却する冷却塔を備えた蓄冷熱式空調システムにおいて、前記冷却塔と凝縮器との間の冷却水循環系統に接続された畜冷熱槽および蓄熱媒体用ポンプを備え、夜間、前記冷却塔および蓄熱媒体用ポンプを運転して畜冷熱槽に蓄熱することを特徴とする蓄冷熱式空調システム。
2. 前記畜冷熱槽内には、蓄冷熱時、液体から固体に相変化する潜熱蓄熱材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄冷熱式空調システム。

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