JP4306055B2 - Ice storage / heat pump air conditioning system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電力平準化は社会的要望であり、エネルギーの安定的供給とエネルギーコストの低減を図るためには、昼夜間の電力負荷格差を縮小させる必要がある。
電力の夜間へのシフトの手法として、現在、蓄熱方式があり、近来、コストの安い氷蓄熱槽を備えた空冷ヒートポンプパッケージとして提供されている。
この氷蓄熱槽を備えた空冷ヒートポンプパッケージは、夜間電力を利用して氷蓄熱を行い、これを昼に利用して冷房能力のアップを図るものである。尚、氷蓄熱槽は、冷房運転においては、文字通り氷の形で熱(冷熱)を蓄えるのであるが、暖房運転においては、温水として熱を蓄えられるものである。
一方、電力のピークカットの手法として、近来、ガスエンジンにより駆動するコンプレッサーによりヒートポンプ系統を構成したガスエンジンヒートポンプパッケージが開発され、提供されている。
【0003】
本発明は、これらの両者のピークシフト及びピークカット手法の要点を組み合わせることにより、より大きな電力のピークシフト、ピークカットを目指し、ランニングコストの大幅な低減を図ることを目的とするものである。
【0004】
この点に関し、本発明者は、先に、ガスエンジンと電動機を昼夜で切り換えてヒートポンプ系統を構成するコンプレッサーを駆動することによりランニングコストを低減するヒートポンプ式空調システムを提案した。(特開平10−78248号公報参照。)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記システムでは、ガスエンジンと電動機及びコンプレッサー等のヒートポンプ系統を構成する要素を屋外機として一体に構成するため、新たな機器設計が必要となり、コスト高になるという課題を有していた。
そこで本発明はこのような課題を解決することを主な目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、まず第1の構成として、氷蓄熱槽と、電動機で駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムである空冷ヒートポンプパッケージの第1の屋外機と、ガスエンジンで駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムであるガスエンジンヒートポンプパッケージの第2の屋外機を別々に設置すると共に、氷蓄熱槽内に第1、第2の熱交換冷媒経路を構成し、第1の屋外機の冷媒経路を氷蓄熱槽内の第1の熱交換冷媒経路に接続すると共に、第2の屋外機の冷媒経路は、氷蓄熱槽内の第2の熱交換冷媒経路と屋内機に至る冷媒経路に直列に接続した構成の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムを提案する。
【0007】
また本発明では第2の構成として、氷蓄熱槽と、電動機で駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムである空冷ヒートポンプパッケージの第1の屋外機と、ガスエンジンで駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムであるガスエンジンヒートポンプパッケージの第2の屋外機を別々に設置すると共に、夫々に対応して氷蓄熱槽内に第1、第2の熱交換冷媒経路を構成し、第1の屋外機の冷媒経路は、氷蓄熱槽内の第1の熱交換冷媒経路と、第1の屋内機に至る冷媒経路に並列に接続して、それらを切り換える切換弁機構を構成すると共に、第2の屋外機の冷媒経路は、氷蓄熱槽内の第2の熱交換冷媒経路と第2の屋内機に至る冷媒経路に直列に接続した構成の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムを提案する。
【0008】
また本発明では第3の構成として、氷蓄熱槽と、電動機で駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムである空冷ヒートポンプパッケージの第1の屋外機と、ガスエンジンで駆動するコンプレッサーを要素とする空調システムであるガスエンジンヒートポンプパッケージの第2の屋外機を別々に設置すると共に、夫々に対応して氷蓄熱槽内に第1、第2の熱交換冷媒経路を構成し、第1の屋外機の冷媒経路は、氷蓄熱槽内の第1の熱交換冷媒経路と、第1の屋内機に至る冷媒経路に切換弁機構により直列及び並列に接続可能な構成とすると共に、第2の屋外機の冷媒経路は、氷蓄熱槽内の第2の熱交換冷媒経路と第2の屋内機に至る冷媒経路に直列に接続した氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムを提案する。
【0009】
そして本発明では、以上の構成において、第2の熱交換冷媒経路をバイパスするバイパス経路を構成し、それらを切り換える切換弁機構を構成した氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムを提案する。
【0010】
また以上の構成において、第2の熱交換冷媒経路に対応する切換弁機構は、例えば、バイパス経路に設けた開閉弁と、バイパス経路の両端側と第2の熱交換冷媒経路の両端側との間に夫々設けた開閉弁とから構成することができる。
【0011】
また上記第2の構成において、第1の熱交換冷媒経路に対応する切換弁機構は、第1の熱交換冷媒経路の両側の夫々に対応した開閉弁と、第1の屋内機の冷媒経路の両側の夫々に対応した開閉弁とから構成することができる。
【0012】
また上記第2の構成において、第1の屋外機は冷房専用機又は冷暖房切替機として構成し、第1の熱交換冷媒経路に対応する切換弁機構は、第1の熱交換冷媒経路の往き側に対応した開閉弁と、第1の屋内機の冷媒経路の往き側に対応した開閉弁とから構成することができる。
【0013】
また上記第3の構成において、第1の屋外機の冷媒経路の両端側に第1の熱交換冷媒経路を接続し、夫々に開閉弁を設けると共に、第1の熱交換冷媒経路のバイパス経路を開閉弁よりも第1の屋外機側に設けて、このバイパス経路に開閉弁を設けると共に、第1の屋外機の冷媒経路の一方側に開閉弁を設け、この開閉弁の両端側に第1の屋内機に至る冷媒経路を接続して、この冷媒経路に開閉弁を設けた構成として切換弁機構を構成することができる。
【0014】
さらに以上の構成において、第1と第2の熱交換冷媒経路は、並設した一対の配管により構成することができる。
【0015】
以上の本発明によれば、空冷ヒートポンプパッケージの運転により氷蓄熱槽に蓄熱し、これをガスエンジンヒートポンプパッケージの運転時に利用して、それに接続した屋内機により空調を行うことができるので、氷蓄熱槽を備えた空冷ヒートポンプパッケージによるピークシフトと、ガスエンジンヒートポンプパッケージによるピークカット手法の両方を合理的に組み合わせて、より大きな電力のピークシフトとピークカットを図ることができる。
【0016】
空冷ヒートポンプパッケージとガスエンジンヒートポンプパッケージを組み合わせる際、それらの屋外機は、別々に設置するので、それらを一体に構成する場合のように新たな設計が不要で、非常にローコストとすることができる。
【0017】
空冷ヒートポンプパッケージとガスエンジンヒートポンプパッケージの冷媒が、氷蓄熱槽内の蓄熱媒体と熱交換するための熱交換冷媒経路は、第1、第2の熱交換冷媒経路として別々に構成しているため、夫々の冷媒やオイルが混合することがなく、夫々のヒートポンプ動作を最適に行うことができる。
【0018】
また空冷ヒートポンプパッケージにも屋内機を接続して、それにより空調を行うことができ、空冷ヒートポンプパッケージの有効利用を図ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
まず図1〜図3は本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第1の実施の形態を示すもので、図1は全体の系統説明図であり、また図2は第1の屋外機の冷媒回路の概略図、図3は第2の屋外機の冷媒回路の概略図である。
符号1は電動機(図示省略)で駆動するコンプレッサー2aを要素とする空調システムである空冷ヒートポンプパッケージの屋外機であり、以降、これを第1の屋外機と云う。この第1の屋外機1は、図2で示すように、前記コンプレッサー2aと、四方弁20と、室外熱交換器21と、室外ファン22、その他、図示は省略しているがアキュムレータ等の他の必要な要素を内蔵しており、冷媒経路7u,7vを介して後述する氷蓄熱槽に接続されている。
また符号3はガスエンジン4で駆動するコンプレッサー2bを要素とする空調システムであるガスエンジンヒートポンプパッケージの屋外機であり、以降、これを第2の屋外機という。この第2の屋外機3は、図3で示すように、ガスエンジン4で駆動するコンプレッサー2bと、四方弁30と、室外熱交換器31と、室外ファン32、その他の必要な要素を内蔵しており、冷媒経路8u,8vを介して後述する氷蓄熱槽に接続されている。
また符号5は氷蓄熱槽であり、この氷蓄熱槽5には、槽内を通る熱交換冷媒経路を2経路構成している。即ち、氷蓄熱槽5内には第1、第2の熱交換冷媒経路6a,6bを構成している。これらの第1、第2の熱交換冷媒経路6a,6bは、例えば並設した一対の配管により構成する他、夫々独立していて、氷蓄熱槽5内の蓄熱媒体と熱交換可能な構成であれば適宜に構成することができる。
以上の第1、第2の屋外機1、3と氷蓄熱槽5を別々に設置する。
そして、第1の屋外機1の冷媒経路7u,7vを氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aに接続すると共に、第2の屋外機3の冷媒経路8u,8vは、氷蓄熱槽5内の第2の熱交換冷媒経路6bと屋内機9に至る冷媒経路10u,10vに直列に接続している。即ち、第2の屋外機3の冷媒経路8u,8vは、一方側8uを、氷蓄熱槽5内の第2の熱交換冷媒経路6bを介して、屋内機9に至る冷媒経路の一方側10uに接続すると共に、他方側8vを屋内機9に至る冷媒経路の他方側10vに接続する構成としている。
また、この実施の形態では、第2の熱交換冷媒経路6bをバイパスするバイパス経路11を構成し、それらを切り換える切換弁機構12を構成している。
尚、屋内機9には、図示を省略しているが、室内熱交換器と膨張弁とが内蔵されている。
さらに、この実施の形態において、切換弁機構12は、バイパス経路11に設けた開閉弁12aと、バイパス経路11の両端側と第2の熱交換冷媒経路6bの両端側との間に夫々設けた開閉弁12b,12cとから構成している。切換弁機構12は、この他、3方弁等を利用して構成することもできるものである。
【0020】
以上の構成において、夜間においては、開閉弁12a,12b,12cを閉として、第1の屋外機1のみを運転する。
この運転状態では、四方弁20は実線の状態に設定しており、第1の屋外機1のコンプレッサー2aを要素とするヒートポンプ系統の動作により、冷媒は実線矢印(図1、図2参照)で示すように、氷蓄熱槽5の第1の熱交換冷媒経路6aとの間に冷媒経路7u,7vを通して冷媒が循環し、冷房期においては第1の熱交換冷媒経路6aとの熱交換により氷蓄熱槽5内に氷を形成して蓄熱が行われる。(暖房期にこのような蓄熱運転を行うとした場合には、四方弁20を破線の状態に設定して冷媒を破線矢印で示すように流すことにより、氷蓄熱槽5内に温水が作られて蓄熱が行われる。)
このように夜間において氷蓄熱槽5に蓄熱を行っている際に室内の空調が必要な場合には、開閉弁12aを開として第2の屋外機3を運転し、コンプレッサー2bを要素とするヒートポンプ系統を動作させると、冷媒は、実線矢印(図1、図3参照)で示すように、氷蓄熱槽5の第2の熱交換冷媒経路6bをバイパスして、冷媒経路8uからバイパス経路11を通過して屋内機9への冷媒経路10uに流すことができ、こうして屋内機9において室内の空調に供されると共に、空調に供された冷媒は、冷媒経路10v,8vを経て第2の屋外機3に還流する。
尚、開閉弁12aは、夜間の蓄熱運転において常時開とするようにする他、夜間の蓄熱運転において必要に応じて開とするようにすることができる。
【0021】
次に空調を行う昼間において、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用して空調運転を行う場合には、開閉弁12aを閉とすると共に、開閉弁12b,12cを開として、第2の屋外機3を運転する。
この運転状態では、第2の屋外機3のコンプレッサー2bを要素とするヒートポンプ系統の動作により、冷媒は、図1において一点鎖線矢印(図3においては実線矢印)で示すように、冷媒経路8uから開状態の開閉弁12bを経て氷蓄熱槽5内の第2の熱交換冷媒経路6bに至り、この第2の熱交換冷媒経路6bにおいて蓄熱媒体と熱交換して過冷却された後、開状態の開閉弁12cを通り、冷媒経路10uから屋内機9に供給されて冷房に供される。
こうして夜間において氷蓄熱槽5に蓄熱された冷熱を、昼間における冷房に有効利用することができる。
屋内機9において冷房に供された冷媒は、次いで冷媒経路10v,8vを経て第2の屋外機3に還流して、循環に供される。
以上の説明は、冷房期の運転についてであるが、暖房期においても上述したとおり夜間に氷蓄熱槽5に温水の形で蓄熱した熱を、昼間に有効利用できることは勿論である。
【0022】
尚、空調を行う昼間においても、場合によっては、開閉弁12b,12cを閉とすると共に、開閉弁12aを開として、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用しない空調運転を行うことができる。
【0023】
また以上に説明した実施の形態ではバイパス経路11と切換弁機構12を構成しているが、夜間の蓄熱時においてガスエンジンヒートポンプパッケージの屋外機、即ち第2の屋外機3の運転による室内の空調を行う機能が不要な場合には、上記バイパス経路11等は不要である。
【0024】
更に以上の実施の形態では、空冷ヒートポンプパッケージは、冷暖房運転が可能な構成として説明しているが、これは冷房専用機により構成することもできるものである。
このような構成では、暖房期においては氷蓄熱槽5に温水として蓄熱を行わず、専ら冷房期において氷蓄熱槽5に氷として蓄熱を行うものとなるが、一般的にガスエンジンヒートポンプパッケージは暖房能力が大であることから、暖房能力の低下は余り来さず、むしろ温水蓄熱によるCOPの低下を来さないという利点や、システム全体の構成も簡素化されるという利点もある。
【0025】
次に図4は本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第2の実施の形態を示す系統説明図であり、図1に示す第1の実施の形態の要素と同様な要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、この実施の形態では、第1の実施の形態において、第2の屋外機3に対応して設置した屋内機9に加え、第1の屋外機1にも対応して他の屋内機41を設置したものである。この、他の屋内機41とは、先に第1の屋内機と記載しているものであり、そして屋内機9は、先に第2の屋内機としても記載しているものである。
この第2の実施の形態においては、第1の屋外機1の冷媒経路7u,7vは、氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aと、第1の屋内機41に至る冷媒経路42u,42vに並列に接続し、それらを切り換える切換弁機構43を構成したものである。この実施の形態においては、切換弁機構43は、第1の熱交換冷媒経路6aの両側の夫々に対応した開閉弁43a,43bと、第1の屋内機41の冷媒経路42u,42vの両側の夫々に対応した開閉弁43c,43dとから構成している。
【0026】
以上の構成において、夜間は、開閉弁43c,43dを閉、開閉弁43a,43bを開として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を図中実線矢印で示すように氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aに流して氷蓄熱槽5に蓄熱を行うことができる。
また昼間は、開閉弁43a,43bを閉、開閉弁43c,43dを開として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を図中破線矢印で示すように冷媒経路42u,42vを経て第1の屋内機41に流して空調を行うことができる。
従って、この第2の実施の形態では、昼間は、第2の屋外機3の運転により、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用した空調を第2の屋内機9を介して行えると同時に、第1の屋外機1の運転により第1の空調機41を介して行うことができる。
【0027】
次に図5は本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第3の実施の形態を示す系統説明図であり、図2に示す第2の実施の形態の要素と同様な要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、この実施の形態では、第1の屋外機1は冷房専用機として構成し、切換弁機構43は、第1の熱交換冷媒経路6aの往き側に対応した開閉弁43aと、第1の屋内機41の冷媒経路の往き側42uに対応した開閉弁43cとから構成したものである。
【0028】
この構成では、夜間は、開閉弁43cを閉、開閉弁43aを開として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を、図中実線矢印で示すように氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aに流して氷蓄熱槽5に蓄熱を行うことができる。
また昼間は、開閉弁43aを閉、開閉弁43cを開として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を、図中破線矢印で示すように冷媒経路42u,42vを経て第1の屋内機41に流して空調を行うことができる。
従って、第2の実施の形態と同様に、昼間は第2の屋外機3の運転により、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用した空調を第2の屋内機9を介して行えると同時に、第1の屋外機1の運転により第1の空調機41を介して行うことができる。
【0029】
次に図6は本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第4の実施の形態を示す系統説明図であり、図1に示す第2の実施の形態の要素と同様な要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
即ち、この実施の形態では、第1の屋外機1の冷媒経路7u,7vは、氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aと、第1の屋内機41に至る冷媒経路42u,42vに切換弁機構により直列及び並列に接続可能な構成としており、具体的には、第1の屋外機1の冷媒経路7u,7vの両端側に第1の熱交換冷媒経路6aを接続し、夫々に開閉弁44a,44bを設けると共に、第1の熱交換冷媒経路6aのバイパス経路45を上記開閉弁44a,44bよりも第1の屋外機1側に設けて、このバイパス経路45に開閉弁44cを設けると共に、第1の屋外機1の冷媒経路の一方側7vに開閉弁44dを設け、この開閉弁44dの両端側に第1の屋内機41に至る冷媒経路42u,42vを接続して、この冷媒経路42u,42vに開閉弁44e,44fを設けた構成とし、これらにより切換弁機構44を構成している。
【0030】
この構成では、夜間は、開閉弁44a,44b,44dを開、開閉弁44c,44e,44fを閉として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を、図中実線矢印で示すように氷蓄熱槽5内の第1の熱交換冷媒経路6aに流して氷蓄熱槽5に蓄熱を行うことができる。
また昼間は、上記と逆に、開閉弁44a,44b,44dを閉、開閉弁44c,44e,44fを開として第1の屋外機1を運転することにより、冷媒を、図中破線矢印で示すように冷媒経路42u,42vを経て第1の屋内機41に流して空調を行うことができる。
更に、この構成では、昼間において、開閉弁44c,44dを閉、そして他の全ての開閉弁44a,44b,44e,44fを開とすることにより、第1の熱交換冷媒経路6aと第1の屋内機41に至る冷媒経路42u,42vを直列に接続することができ、このため第1の屋外機3の運転により、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用した空調を第1の屋内機41を介して行うことができる。
従って、この実施の形態では、昼間は第2の屋外機3の運転により、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用した空調を第2の屋内機9を介して行えると同時に、第1の屋外機1の運転により第1の空調機41を介して行うことができ、この際、必要に応じて、氷蓄熱槽5内の蓄熱を利用した空調を第1の屋内機41を介して行うことができる。
この運転では、第1の屋内機41を介した空調における第1の屋外機1の消費電力低減運転が可能となる。
【0031】
【発明の効果】
本発明は以上のとおり、氷蓄熱槽を備えた空冷ヒートポンプパッケージと、ガスエンジンにより駆動するコンプレッサーによりヒートポンプ系統を構成したガスエンジンヒートポンプパッケージを合理的に組合せたので、次のような効果がある。
a.夜には、安い夜間電力を利用して氷蓄熱槽に蓄熱(冷熱を含む)を行うと共に、昼には安い冷房用ガス料金を利用して電力のピークカットを行うと同時に夜に氷蓄熱槽に蓄熱した熱を有効に利用して空調能力の増大を図ることができる。
b.屋外機は、空冷ヒートポンプパッケージのものと、ガスエンジンヒートポンプパッケージのものを別々に設置するので、ガスエンジンと電動機及びコンプレッサー等のヒートポンプ系統を構成する要素を屋外機として一体に構成するものとは異なり、新たな機器設計が不要で、コストが安い。
c.空冷ヒートポンプパッケージとガスエンジンヒートポンプパッケージの冷媒が、氷蓄熱槽内の蓄熱媒体と熱交換するための熱交換冷媒経路は、第1、第2の熱交換冷媒経路として別々に構成しているため、夫々の冷媒やオイルが混合することがなく、夫々のヒートポンプ動作を最適に行うことができる。
d.空冷ヒートポンプパッケージにも屋内機を接続して、それにより空調を行うことができ、空冷ヒートポンプパッケージの有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第1の実施の形態を示す全体の系統説明図である。
【図2】 第1の屋外機の冷媒回路の概略図である。
【図3】 第2の屋外機の冷媒回路の概略図である。
【図4】 本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第2の実施の形態を示す全体の系統説明図である。
【図5】 本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第2の実施の形態を示す全体の系統説明図である。
【図6】 本発明の氷蓄熱・ヒートポンプ式空調システムの第2の実施の形態を示す全体の系統説明図である。
【符号の説明】
1 第1の屋外機
2a,2b コンプレッサー
3 第2の屋外機
4 ガスエンジン
5 氷蓄熱槽
6a 第1の熱交換冷媒経路
6b 第2の熱交換冷媒経路
7u,7v 冷媒経路
8u,8v 冷媒経路
9 屋内機(第2の屋内機)
10u,10v 冷媒経路
11 バイパス経路
12 切換弁機構
12a,12b,12c 開閉弁
20,30 四方弁
21,31 室外熱交換器
22,32 室外ファン
41 第1の屋内機
42u,42v 冷媒経路
43a,43b,43c,
43d 開閉弁
44a,44b,44c,
44d,44e,44f 開閉弁
45 バイパス経路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ice heat storage / heat pump type air conditioning system.
[0002]
[Prior art]
Electric power leveling is a social request, and it is necessary to reduce the difference in power load between day and night in order to stably supply energy and reduce energy costs.
Currently, there is a heat storage method as a method for shifting electric power to nighttime, and it has recently been provided as an air-cooled heat pump package equipped with an inexpensive ice heat storage tank.
The air-cooled heat pump package equipped with this ice heat storage tank performs ice heat storage using nighttime electric power, and uses this in the daytime to improve the cooling capacity. The ice heat storage tank literally stores heat (cold heat) in the form of ice in the cooling operation, but can store heat as hot water in the heating operation.
On the other hand, a gas engine heat pump package in which a heat pump system is configured by a compressor driven by a gas engine has recently been developed and provided as a method for peak cutting of electric power.
[0003]
The object of the present invention is to achieve a significant reduction in running cost with the aim of greater power peak shift and peak cut by combining the key points of both peak shift and peak cut methods.
[0004]
In this regard, the present inventor previously proposed a heat pump type air conditioning system that reduces running costs by switching a gas engine and an electric motor day and night to drive a compressor that constitutes a heat pump system. (See JP-A-10-78248.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the system described above, since the elements constituting the heat pump system such as the gas engine, the electric motor, and the compressor are integrally configured as an outdoor unit, a new equipment design is required and the cost is increased.
Accordingly, the main object of the present invention is to solve such problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, in the present invention, first, as a first configuration, a first outdoor unit of an air-cooled heat pump package that is an air-conditioning system including an ice storage tank and a compressor driven by an electric motor, and a gas engine The second outdoor unit of the gas engine heat pump package, which is an air conditioning system having a compressor driven by the above, is separately installed, and the first and second heat exchange refrigerant paths are configured in the ice heat storage tank. The refrigerant path of the outdoor unit is connected to the first heat exchange refrigerant path in the ice heat storage tank, and the refrigerant path of the second outdoor unit is connected to the second heat exchange refrigerant path and the indoor unit in the ice heat storage tank. We propose an ice storage and heat pump air conditioning system that is connected in series to the refrigerant path to reach.
[0007]
Further, in the present invention, as a second configuration, an air conditioning system including an ice storage tank, a first outdoor unit of an air-cooled heat pump package that is an air conditioning system including a compressor driven by an electric motor, and a compressor driven by a gas engine. In addition to separately installing the second outdoor unit of the gas engine heat pump package that is the system, the first and second heat exchange refrigerant paths are configured in the ice heat storage tank corresponding to each, The refrigerant path is connected in parallel to the first heat exchange refrigerant path in the ice heat storage tank and the refrigerant path leading to the first indoor unit, and constitutes a switching valve mechanism for switching between them, and the second outdoor unit This refrigerant path proposes an ice heat storage and heat pump air conditioning system having a configuration in which the second heat exchange refrigerant path in the ice heat storage tank and the refrigerant path leading to the second indoor unit are connected in series.
[0008]
In the present invention, as a third configuration, an air heat storage tank, a first outdoor unit of an air-cooled heat pump package that is an air conditioning system including a compressor driven by an electric motor, and an air conditioner including a compressor driven by a gas engine. In addition to separately installing the second outdoor unit of the gas engine heat pump package that is the system, the first and second heat exchange refrigerant paths are configured in the ice heat storage tank corresponding to each, The refrigerant path is configured to be connected in series and in parallel by a switching valve mechanism to the first heat exchange refrigerant path in the ice heat storage tank and the refrigerant path to the first indoor unit, and the second outdoor unit The refrigerant path proposes an ice heat storage / heat pump type air conditioning system connected in series to the second heat exchange refrigerant path in the ice heat storage tank and the refrigerant path leading to the second indoor unit.
[0009]
The present invention proposes an ice heat storage / heat pump type air conditioning system in which, in the above configuration, a bypass path that bypasses the second heat exchange refrigerant path is configured, and a switching valve mechanism that switches them is configured.
[0010]
In the above configuration, the switching valve mechanism corresponding to the second heat exchange refrigerant path includes, for example, an on-off valve provided in the bypass path, and both ends of the bypass path and both ends of the second heat exchange refrigerant path. An on-off valve provided between each can be used.
[0011]
In the second configuration, the switching valve mechanism corresponding to the first heat exchange refrigerant path includes an on-off valve corresponding to each of both sides of the first heat exchange refrigerant path, and a refrigerant path of the first indoor unit. It can be configured from on-off valves corresponding to both sides.
[0012]
In the second configuration, the first outdoor unit is configured as a cooling only unit or a cooling / heating switching unit, and the switching valve mechanism corresponding to the first heat exchange refrigerant path is provided on the forward side of the first heat exchange refrigerant path. And an opening / closing valve corresponding to the forward side of the refrigerant path of the first indoor unit.
[0013]
Further, in the third configuration, the first heat exchange refrigerant path is connected to both ends of the refrigerant path of the first outdoor unit, an on-off valve is provided for each, and a bypass path of the first heat exchange refrigerant path is provided. An on-off valve is provided on the first outdoor unit side of the on-off valve, an on-off valve is provided on the bypass path, an on-off valve is provided on one side of the refrigerant path of the first outdoor unit, and the first on both ends of the on-off valve. The switching valve mechanism can be configured as a configuration in which a refrigerant path leading to the indoor unit is connected and an opening / closing valve is provided in the refrigerant path.
[0014]
Furthermore, in the above configuration, the first and second heat exchange refrigerant paths can be configured by a pair of pipes arranged side by side.
[0015]
According to the present invention as described above, heat is stored in the ice heat storage tank by the operation of the air-cooled heat pump package, and this can be used during the operation of the gas engine heat pump package and air conditioning can be performed by the indoor unit connected thereto. It is possible to rationally combine both the peak shift by the air-cooled heat pump package with the tank and the peak cut method by the gas engine heat pump package to achieve a larger power peak shift and peak cut.
[0016]
When the air-cooled heat pump package and the gas engine heat pump package are combined, the outdoor units are installed separately, so that a new design is not required as in the case where they are integrally configured, and the cost can be extremely low.
[0017]
Since the refrigerant of the air cooling heat pump package and the gas engine heat pump package exchange heat with the heat storage medium in the ice heat storage tank, the heat exchange refrigerant paths are configured separately as the first and second heat exchange refrigerant paths, Each refrigerant and oil are not mixed, and each heat pump operation can be performed optimally.
[0018]
In addition, an indoor unit can be connected to the air-cooled heat pump package, whereby air conditioning can be performed, and the air-cooled heat pump package can be effectively used.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of an ice heat storage / heat pump type air conditioning system of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram of the entire system, and FIG. 2 is a diagram of the first outdoor unit. Schematic diagram of the refrigerant circuit, FIG. 3 is a schematic diagram of the refrigerant circuit of the second outdoor unit.
The first and second
The
In this embodiment, a
Although not shown in the figure, the
Further, in this embodiment, the switching
[0020]
In the above configuration, at night, only the first
In this operating state, the four-
In this way, when the indoor air conditioning is necessary when the ice
In addition, the on-off
[0021]
Next, in the daytime when air conditioning is performed, when the air conditioning operation is performed using the heat stored in the ice
In this operation state, the refrigerant is discharged from the
Thus, the cold energy stored in the ice
The refrigerant provided for cooling in the
Although the above description is about the operation in the cooling period, it is needless to say that the heat stored in the form of hot water in the ice
[0022]
In addition, even during the daytime when air conditioning is performed, in some cases, the on-off
[0023]
Further, in the embodiment described above, the
[0024]
Further, in the above embodiment, the air-cooled heat pump package has been described as a configuration capable of air-conditioning operation, but this can also be configured by a cooling-only machine.
In such a configuration, the
[0025]
Next, FIG. 4 is a system explanatory view showing a second embodiment of the ice heat storage and heat pump type air conditioning system of the present invention, and the same elements as the elements of the first embodiment shown in FIG. The description which attaches a code | symbol and overlaps is abbreviate | omitted.
That is, in this embodiment, in addition to the
In the second embodiment, the
[0026]
In the above configuration, at night, the on-off
In the daytime, the first
Therefore, in the second embodiment, during the daytime, the second
[0027]
Next, FIG. 5 is a system explanatory view showing a third embodiment of the ice heat storage and heat pump type air conditioning system of the present invention, and the same elements as those of the second embodiment shown in FIG. The description which attaches a code | symbol and overlaps is abbreviate | omitted.
That is, in this embodiment, the first
[0028]
In this configuration, at night, the first
Also, during the daytime, the first
Therefore, as in the second embodiment, during the daytime, the second
[0029]
Next, FIG. 6 is a system explanatory view showing a fourth embodiment of the ice heat storage and heat pump type air conditioning system of the present invention. The same elements as those of the second embodiment shown in FIG. The description which attaches a code | symbol and overlaps is abbreviate | omitted.
That is, in this embodiment, the
[0030]
In this configuration, at night, the on-off
Also, during the daytime, contrary to the above, by operating the first
Further, in this configuration, in the daytime, the on-off
Therefore, in this embodiment, the air conditioner using the heat storage in the ice
In this operation, the power consumption reduction operation of the first
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects because the air-cooled heat pump package having the ice heat storage tank and the gas engine heat pump package in which the heat pump system is configured by the compressor driven by the gas engine are rationally combined.
a. In the evening, heat is stored in the ice storage tank (including cold energy) using cheap nighttime electricity, and at the same time the peak of electricity is cut using cheap gas charges for cooling, and at the same time the ice storage tank is used at night. The air conditioning capacity can be increased by effectively using the heat stored in the air.
b. Since the outdoor unit is installed separately from the air-cooled heat pump package and the gas engine heat pump package, it is different from the unit that constitutes the heat pump system such as the gas engine, the electric motor, and the compressor as a single unit. New equipment design is unnecessary and cost is low.
c. Since the refrigerant of the air cooling heat pump package and the gas engine heat pump package exchange heat with the heat storage medium in the ice heat storage tank, the heat exchange refrigerant path is configured separately as the first and second heat exchange refrigerant paths, Each refrigerant and oil are not mixed, and each heat pump operation can be performed optimally.
d. An indoor unit can also be connected to the air-cooled heat pump package, whereby air conditioning can be performed, and the air-cooled heat pump package can be used effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system explanatory view showing a first embodiment of an ice heat storage / heat pump type air conditioning system of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a refrigerant circuit of a first outdoor unit.
FIG. 3 is a schematic diagram of a refrigerant circuit of a second outdoor unit.
FIG. 4 is an entire system explanatory view showing a second embodiment of the ice heat storage / heat pump type air conditioning system of the present invention.
FIG. 5 is an entire system explanatory view showing a second embodiment of the ice heat storage / heat pump type air conditioning system of the present invention.
FIG. 6 is an entire system explanatory view showing a second embodiment of the ice heat storage / heat pump type air conditioning system of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10u, 10v
43d on-off
44d, 44e, 44f On-off valve 45 Bypass path
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