(57)【要約】  統合マルチモード冷媒ループを備える冷媒式蓄熱冷却システムに関する装置及び方法について開示されている。開示される実施形態が提供する冷媒式蓄熱システムは、汎用性、信頼性が向上し、構成品の費用が抑えられ、電力消費量が低減され、導入が容易である。従って、本発明の一実施形態は：冷媒を含む冷媒ループを備えた統合冷媒式蓄熱冷却システムを含み得、その冷媒ループは、圧縮機と凝縮器を備える凝縮ユニットと、蓄熱媒体と、蓄熱モードにおいて冷媒から蓄熱媒体への熱移動を促進し、また放熱モードにおいて蓄熱媒体からの熱移動を促進して冷媒を冷却する一次熱交換器とを含む蓄熱モジュールとを有する。
2014509728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を含む冷媒ループを備えた統合冷媒式蓄熱冷却システムであって、
前記冷媒ループは、
圧縮機と凝縮器とを備える凝縮ユニットと、
蓄熱媒体と、蓄熱モードにおいて前記冷媒から該蓄熱媒体への熱移動を促進し、また放熱モードにおいて該蓄熱媒体からの熱移動を促進して前記冷媒を冷却する一次熱交換器とを含む蓄熱モジュールと、
前記凝縮ユニットの下流側及び前記蓄熱モジュールの上流側に接続された蓄熱膨張装置と、
前記凝縮ユニットと前記蓄熱モジュールの下流側に接続された蒸発器膨張装置と、
前記蒸発器膨張装置の下流側に接続された蒸発器と、
前記圧縮機、凝縮器、蓄熱膨張装置又は蒸発器から前記蓄熱モジュールへの冷媒の流れを促進し、前記蓄熱モジュールから前記圧縮機、凝縮器又は蒸発器膨張装置への冷媒の流れを促進するバルブ機構と
を有する統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項２】
前記凝縮器の下流側に配置され、該凝縮器と流体連通された冷媒管理容器をさらに備える、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項３】
前記蓄熱膨張装置が熱膨張バルブ、電子膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管及び混合相調節器からなる群から選ばれる、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項４】
前記蒸発器膨張装置が熱膨張バルブ、電子膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管及び混合相調節器からなる群から選ばれる、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項５】
前記蓄熱媒体の少なくとも一部が前記蓄熱モード及び放熱モードにおいて相転移する、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項６】
前記蓄熱媒体が共融混合物である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項７】
前記流体が水である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項８】
前記蓄熱媒体が潜熱の形では蓄熱しない、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項９】
前記蒸発器が少なくとも１つの小型スプリット蒸発器である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１０】
前記蓄熱モードが前記放熱モードと同時に作動する、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１１】
前記熱移動媒体がクーラントである、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１２】
前記熱移動媒体が冷媒である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１３】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記凝縮器の下流側の前記高圧冷媒を第１高圧冷媒と第２高圧冷媒とに分割し、
前記第１高圧冷媒を膨張させ、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却を行い、それによって第１膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
第２高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して、それによって第２膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒及び前記第２膨張冷媒を前記凝縮器に返送するステップと
を含む冷却方法。
【請求項１４】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項１３に記載の冷却方法。
【請求項１５】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の冷却方法。
【請求項１６】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項１７】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮させてサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の冷却方法。
【請求項１８】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールしてサブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の冷却方法。
【請求項１９】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の冷却方法。
【請求項２０】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張し前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項１６に記載の冷却方法。
【請求項２１】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の冷却方法。
【請求項２２】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項２３】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２２に記載の冷却方法。
【請求項２４】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２２に記載の冷却方法。
【請求項２５】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２２に記載の冷却方法。
【請求項２６】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項２２に記載の冷却方法。
【請求項２７】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項２２に記載の冷却方法。
【請求項２８】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項２９】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の冷却方法。
【請求項３０】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の冷却方法。
【請求項３１】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の冷却方法。
【請求項３２】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項２８に記載の冷却方法。
【請求項３３】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の冷却方法。
【請求項３４】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項３５】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３４に記載の冷却方法。
【請求項３６】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する      
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３４に記載の冷却方法。
【請求項３７】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールしてサブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３４に記載の冷却方法。
【請求項３８】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張し前記蒸発器で冷却させて膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項３４に記載の冷却方法。
【請求項３９】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項３４に記載の冷却方法。
【請求項４０】
蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
第１の期間において、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第２の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の第１部分を膨張させ第１膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記高圧冷媒の第２部分を膨張させ蒸発器で冷却して第２膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒及び前記第２膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第３の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機により圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成し、
前記高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第４の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機により圧縮して前記高温高圧ガス冷媒を生成し、
前記高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ステップと、
第５の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第６の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第７の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱媒体で過熱して過熱された冷媒を生成し、
前記過熱された冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第８の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップとを含む冷却方法。
【請求項４１】
請求項１〜４０のいずれか１項に記載の蓄熱媒体の蓄熱及び放熱を用いる統合マルチモード蓄熱冷却装置。
【請求項４２】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の蓄熱放熱装置を用いた統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法。
【請求項４３】
請求項１に記載の、及び実質的には添付の図面を参照して上述された統合マルチモード蓄熱冷却装置。
【請求項４４】
請求項４２に記載の、及び実質的には添付の図面を参照して上述された冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年４月１日に出願された米国仮出願第６１／４７０，８４１号「統合マルチモード蓄熱式冷媒回路」に基づき、その利益を主張するものであり、その開示及び教示される内容の全てにおいて、その開示内容全体がここに参照として特に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ピーク時の電力消費に対する要請が増加する中で、空調電力負荷をオフピーク時間帯及び割引帯にシフトするために蓄熱（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔｏｒａｇｅ，  ＴＥＳ）が利用されている。ピーク時間帯からオフピーク時間帯への負荷シフトだけでなく、空調ユニットの容量及び効率の向上もまた必要とされている。蓄熱システムを備える現行の空調ユニットは、大規模商業用建物においてのみ実用的な、高効率化が難しい水冷器に頼っている等の欠点があるため、限られた成果しか得られていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大規模及び小規模商業用建物において蓄熱の利点を実用化するためには、蓄熱システムは製造コストが最小限であり、様々な作動条件においても最大効率を維持し、導入及び作動の影響が最小限であり、また様々な冷却又は空調用途に適していなければならない。
【０００４】
蓄えられた熱エネルギーを供給するシステムは、ともにＨａｒｒｙ  Ｆｉｓｃｈｅｒによる米国特許第４，７３５，０６４号及び第５，２２５，５２６号、Ｆｉｓｃｈｅｒ等による米国特許第５，６４７，２２５号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等による米国特許第７，１６２，８７８号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙによる米国特許第７，８５４，１２９号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等による米国特許第７，５０３，１８５号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等による米国特許第７，８２７，８０７号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙによる米国特許第７，３６３，７７２号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙによる米国特許第７，７９３，５１５号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等により２００７年８月１０日に出願された米国特許出願第１１／８３７，３５６号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等により２００８年１１月２６日に出願された米国特許出願第１２／３２４，３６９号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等により２００９年２月１３日に出願された米国特許出願第１２／３７１，２２９号、Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ等により２００９年５月２８日に出願された米国特許出願第１２／４７３，４４９号、Ｐａｒｓｏｎｎｅｔ等により２００８年１２月１６日に出願された米国特許出願第１２／３３５，８７１号において既に検討されている。これらの特許及び特許出願は全て氷蓄熱を利用して空調負荷をオンピーク電気料金帯からオフピーク電気料金帯へシフトさせることにより経済的効果をあげている。これらの教示及び開示内容は全てここに参照として組み込まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明における一実施形態は：冷媒を含む冷媒ループを備えた統合冷媒式蓄熱冷却システムを含み得、その冷媒ループは、圧縮機と凝縮器とを備える凝縮ユニットと；蓄熱媒体と、蓄熱モードにおいて冷媒から蓄熱媒体への熱移動を促進し、また放熱モードにおいて蓄熱媒体からの熱移動を促進して冷媒を冷却する一次熱交換器とを含む蓄熱モジュールと；凝縮ユニットの下流側及び蓄熱モジュールの上流側に接続された蓄熱膨張装置と；凝縮ユニットと蓄熱モジュールの下流側に接続された蒸発器膨張装置と；蒸発器膨張装置の下流側に接続された蒸発器と；圧縮機、凝縮器、蓄熱膨張装置又は蒸発器から蓄熱モジュールへの冷媒の流れを促進し、蓄熱モジュールから圧縮機、凝縮器又は蒸発器膨張装置への冷媒の流れを促進するバルブ機構とを有する。
【０００６】
また、本発明における一実施形態は：蓄熱冷却システムを使用した冷却方法を含み得、その冷却方法は、第１の期間において：冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じてこの蓄熱媒体で蓄熱冷却し；膨張冷媒を圧縮機に返送するステップと；第２の期間において：冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒の第１部分を膨張させ第１膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じてこの蓄熱媒体で蓄熱冷却し；高圧冷媒の第２部分を膨張させ蒸発器で冷却して第２膨張冷媒を生成し；第１膨張冷媒及び第２膨張冷媒を圧縮機に返送するステップと；第３の期間において：冷媒を圧縮機により圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成し；高温高圧ガス冷媒の第１部分を蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し；高圧冷媒の第２部分を凝縮器により凝縮し；第１部分と第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を圧縮機に返送するステップと；第４の期間において：冷媒を圧縮機により圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成し；高温高圧ガス冷媒を蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し；温液体冷媒を凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し；サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を圧縮機へ返送するステップと；第５の期間において：冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒を蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し；サブクール液体冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を圧縮機に返送するステップと；第６の期間において：冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し；過熱抑制された冷媒を圧縮機に返送するステップと；冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を蓄熱媒体で過熱して過熱された冷媒を生成し；過熱された冷媒を圧縮機に返送するステップと；第８の期間において：冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し；高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し；膨張冷媒を圧縮機に返送するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図において、
【図１】図１は、統合マルチモード蓄熱式冷媒回路の実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は、多段階の蓄放熱モードが可能な蓄熱式冷媒回路の実施形態におけるバルブの状態を示す模式図である。
【図３】図３は、統合トリクル蓄熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、全容量蓄熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、並列凝縮器放熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図６】図６は、高温蒸気過熱抑制器放熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図７】図７は、温液体サブクーラー放熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図８】図８は、低温蒸気過熱抑制器放熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、吸引ライン蓄熱ループを備える蓄熱式冷媒回路の実施形態の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は様々な形の実施形態を含み得るが、本開示は本発明の原理を示す例示として考慮され、記載される具体的な実施形態に限られるものではないという理解のもとで、図面において示され、その詳細かつ具体的な実施形態においてここに説明されるであろう。
【０００９】
図１は、統合マルチモード蓄熱式冷媒回路の実施形態を示している。示された実施形態はアキュムレータ容器（サージ容器）若しくはＵＲＭＶ１０２（汎用冷媒管理容器）と共に又はこれらを使用せずに作動し得るが、図１には該容器を配置させたものを示している。
【００１０】
図１に示すように、示されたシステムにおいては様々なモードを使用して種々の従来型又は非従来型の空調／冷凍用途において冷却を行うことができ、また一体型凝縮器／圧縮機／蒸発器ユニット（例えば、既製品又は相手先商標製品（ＯＥＭ））と共に、既存のシステムに組み込んだり、又は完全に一体型として新しく設置して様々なモードを使用することができる。本実施形態においては、システムについて示されるように３種の蓄熱モード、４種の放熱モード及び１種のバイパスモードを使用することが可能である。蓄熱モジュールを蓄熱又は放熱させるこれらのモードは、トリクル蓄熱、全容量蓄熱、並列凝縮器放熱、高温蒸気過熱抑制器放熱、温液体サブクーラー放熱、低温蒸気過熱抑制器放熱及び吸引ライン蓄熱を含む。
【００１１】
蓄熱モードは圧縮機１１０を利用して低温低圧冷媒ガスを圧縮し高温高圧ガスを生成する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２に入り、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中に放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒の一部はバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ４（１２８）へ分岐され、分岐された冷媒は蓄熱膨張装置１１８へと送られる。蓄熱膨張装置１１８は温液体冷媒の圧力を下げて低温混合相冷媒を生成し、蓄熱モジュール１１６内の熱交換器１７０に送られる。
【００１２】
この蓄熱膨張装置１１８は従来型又は非従来型の熱膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管、混合相調節器及びサージ容器（貯留槽）等であり得る。このモードにおいて蓄熱モジュール１１６内の熱交換器１７０は蒸発器として作動し、低温混合相冷媒は熱交換器１７０の周囲にある蓄熱媒体１６０から熱を吸収し蒸発する。液体冷媒は蓄熱モジュール１１６内の蓄熱媒体１６０へ低温が（示されるように、しかし限定されない例として例えば断熱タンク内の熱交換器１７０を通じて）伝達される。その後、低圧気相冷媒はバルブＶ７（１３４）において、バルブＶ３（１２６）で分岐されバルブＶ５（１３０）及び蒸発器膨張装置１２０を経由した後に蒸発器１１４からバルブＶ６（１３２）を通じて圧縮機１１０へ返送される低温蒸気冷媒の一部と混合され、バルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。蓄熱膨張装置１１８と同様に、蒸発器膨張装置１２０は従来型又は非従来型の熱膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管、混合相調節器及びサージ容器（貯留槽）等であり得る。
【００１３】
バルブＶ３（１２６）で分岐される冷媒量を測定するために、例えば下流圧力に基づいて調節する特定のバルブ及びコントローラを、蒸発器１１４において直接冷却を施す冷媒と、後で利用することが可能な冷却容量を与えるためＴＥＳに分岐される冷媒とに分岐するために使用することができる。また、蓄熱モジュール１１６内で使用される蓄熱媒体１６０は、蓄熱モジュール１１６と蒸発器１１４の冷媒蒸発温度を一致させるために選ぶことができ、効果的に蓄熱膨張装置１１８及び蒸発器膨張装置１２０の圧力降下を一致させ、従って自己測定型トリクル蓄熱構成が得られる。
【００１４】
図１に示された蓄熱ユニット１１６は一般的に蓄熱媒体１６０（例えば、現状のシステムモードに応じて、固体、液体クーラント、共融混合物又は液相材料及び／又は固相材料など（流体／氷））に囲まれた一次熱交換器１７０を格納する断熱タンクを含み得る。一次熱交換器１７０は一般的に断熱タンク内で流体／気体ループを作るため一連の冷凍放熱コイルで上部ヘッダアセンブリに接続された下部ヘッダアセンブリを含む。このようなシステムは上述の特許及び特許出願において開示されており、また参照として組み込まれている。
【００１５】
全容量蓄熱モードで作動させる場合は、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒の全量がバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ４（１２８）へ方向転換され、方向転換された冷媒は蓄熱膨張装置１１８へと送られる。ここで、上述のトリクル蓄熱モードと同様に、蓄熱膨張装置１１８は温液体冷媒の圧力を下げて低温混合相冷媒を生成する。このモードにおいて、蓄熱モジュール１１６内の熱交換器１７０はまた蒸発器として作動し、低温混合相冷媒は蓄熱媒体１６０から熱を吸収して蒸発し、蓄熱モジュール１１６内の蓄熱媒体１６０へ低温が伝達される。その後、低圧気相冷媒はバルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。従って、圧縮機１１０及び凝縮器１１２（一般的な従来型の空調冷凍ユニット）により与えられる全冷却が、想定される一実施形態において熱交換器１７０から周囲の蓄熱媒体（例えば、断熱タンク内に閉じ込められ、その過程において冷凍コイルの周囲で熱エネルギーを蓄える固相材料の塊（氷）を生成し得る液相材料）へと伝達される。
【００１６】
並列凝縮器放熱モードにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１１２、蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４を含む全ての基本的な空調／冷凍（ＡＣ／Ｒ）構成部品が作動する。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通り、ここで高温高圧ガスの一部がバルブＶ１（１２２）により蓄熱モジュール１１６及び熱交換器１７０へと分岐され、熱交換器１７０は凝縮器として作動し高温蒸気は蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が下がり凝縮される。その後、この温液体冷媒は、バルブＶ５（１３０）においてバルブＶ３（１２６）を通じて凝縮器１１２から吐出される温液体冷媒と混合され、バルブＶ５（１３０）を通じて蒸発器膨張装置１２０へ送られる。その後、混合温液体冷媒は蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４において膨張され、負荷冷却／冷凍を与えバルブＶ６（１３２）及びバルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送され、冷却ループが完成する。
【００１７】
このモードにおいて蓄熱モジュール１１６内の熱交換器１７０を凝縮器として利用することにより、膨張過程の前に大部分サブクールすることができる。このことは、蓄熱モジュール１１６内の低温の蓄熱媒体１６０へ排熱し、凝縮器１１２を通る冷媒のマスフローを低下させて凝縮器１１２の効率を向上させることにより達成される。最終的に、サブクールされる量が増加することにより蒸発器１１４の冷凍効果が増加してシステムの高効率化がもたらされる。この効率の向上により蒸発器１１４からの排出が増加し、従って電力需要が高い時間帯にＡＣ／Ｒシステムの容量を効果的に増加させることができる。このことによって、より小型のシステムを新しい装置に導入することや、既存の据え付けシステムに適用してその容量を増加させることが可能となり得る。
【００１８】
高温蒸気過熱抑制器放熱モードにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１１２、蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４を含む全ての基本的なＡＣ／Ｒ構成部品が作動する。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通り、高温蒸気冷媒が熱交換器１７０を通じて蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が低下する高温蒸気過熱抑制器として作動する、既に蓄熱済みの蓄熱モジュール１１６へ送られる。その後、蒸気はバルブＶ２（１２４）を通じて凝縮器１１２へ送られ、ここでさらに熱が大気中へ放出され凝縮される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され、サブクール冷媒の全量がバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ５（１３０）へ、すなわち冷媒が蒸発器膨張装置１２０へ向かう方向へ送液される。温液体冷媒は膨張され蒸発器１１４内で蒸発した後、バルブＶ６（１３２）及びバルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。
【００１９】
このモードにおいて、高温蒸気過熱抑制器として作動する蓄熱モジュール１１６を使用することにより、膨張過程の前に大部分サブクールすることができる。このことは蓄熱モジュール１１６内の低温蓄熱媒体１６０に排熱し、凝縮器１１２内で発生するはずの排熱量を低減し高温蒸気冷媒を過熱抑制して凝縮器１１２の効率を向上させることにより達成される。代わりに、凝縮器１１２の排熱量のより大部分が温液体冷媒をサブクールするのに使用される。最終的に、サブクールされる量が増加することにより蒸発器１１４の冷凍効果が増加してシステムの高効率化がもたらされる。この効率の向上により蒸発器１１４からの排出が増加し、従って電力需要が高い時間帯にＡＣ／Ｒシステムの容量を効果的に増加させることができる。このことによって、より小型のシステムを新しい装置に導入することや、既存の据え付けシステムに適用してその容量を増加させることが可能となり得る。
【００２０】
温液体サブクーラー放熱モードにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１１２、蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４を含む全ての基本的なＡＣ／Ｒ構成部品が作動する。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒の全量がバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ４（１２８）へ方向転換され、すなわち冷媒を直接、温液体サブクーラーとして作動する蓄熱モジュール１１６内の熱交換器へ送り、ここで温液体冷媒が排熱し、あらかじめ冷却された蓄熱媒体１６０への熱移動により温度が低下する。
【００２１】
その後、冷却された液体冷媒はバルブＶ５（１３０）を通って蒸発器膨張装置１２０へ送られる。サブクール冷媒は膨張され蒸発器１１４内で蒸発した後、バルブＶ６（１３２）及びバルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。このモードにおいて、蓄熱モジュール１１６を温液体サブクーラーとして使用することにより、蓄熱モジュール１１６内の低温蓄熱媒体１６０に排熱して膨張過程の前に大部分サブクールすることができる。最終的に、サブクールされる量が増加することにより蒸発器１１４の冷凍効果が増加してシステムの高効率化がもたらされる。この効率の向上により蒸発器１１４からの排出が増加し、従って電力需要が高い時間帯にＡＣ／Ｒシステムの容量を効果的に増加させることができる。このことによって、より小型のシステムを新しい装置に導入することや、既存の据え付けシステムに適用してその容量を増加させることが可能となり得る。
【００２２】
低温蒸気過熱抑制器放熱モードにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１１２、蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４を含む全ての基本的なＡＣ／Ｒ構成部品が作動する。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒はバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ５（１３０）へ方向転換され、その後、冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られる。冷媒は膨張され、従来の方法で蒸発器１１４内で蒸発させた後、膨張冷媒はバルブＶ６（１３２）によりあらかじめ蓄熱された蓄熱モジュール１１６へ送られ、このとき蓄熱モジュール１１６は低温蒸気過熱抑制器として作動し、低温蒸気冷媒は蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が低下した後、バルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。
【００２３】
このモードにおいて、蓄熱モジュール１１６を低温蒸気過熱抑制器として使用することにより、蓄熱モジュール１１６内の低温蓄熱媒体１６０へ排熱し、凝縮器１１２内で発生するはずの排熱量を低減し高温蒸気冷媒を加熱抑制して凝縮器１１２の効率を向上させることにより、膨張過程の前に大部分サブクールすることができる。代わりに、凝縮器１１２の排熱量のより大部分が温液体冷媒をサブクールするのに使用される。最終的に、サブクールされる量が増加することにより蒸発器１１４の冷凍効果が増加してシステムの高効率化がもたらされる。この効率の向上により蒸発器１１４からの排出が増加し、従って電力需要が高い時間帯にＡＣ／Ｒシステムの容量を効果的に増加させることができる。このことによって、より小型のシステムを新しい装置に導入することや、既存の据え付けシステムに適用してその容量を増加させることが可能となり得る。
【００２４】
吸引ライン蓄熱モードにおいては、圧縮機１１０、凝縮器１１２、蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４を含む全ての基本的なＡＣ／Ｒ構成部品が作動する。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒はバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ５（１３０）へ方向転換され、その後冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られる。冷媒は膨張され、従来の方法で蒸発器１１４内で蒸発させた後、膨張冷媒はバルブＶ６（１３２）により蓄熱されていない蓄熱モジュール１１６へ送られ、このとき蓄熱モジュール１１６は低温蒸気過熱装置として作動し、蒸発器１１４から吐出された低温蒸気冷媒の残留した低温が蓄熱媒体１６０に伝達し、低温蒸気冷媒の温度が上昇する。過熱蒸気冷媒は蓄熱モジュール１１６から吐出され、バルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。
【００２５】
このモードにおいて、蓄熱モジュール１１６を低温蒸気過熱装置として使用することにより、過熱冷媒を圧縮する前に蓄熱媒体１６０を一定量蓄熱（冷却）させることができる。このことにより圧縮機１１０にはより負担をかけるが、蒸発器１１４による従来の冷却方法に加え、蓄熱モジュールを蓄熱させる別のモードを可能とする。
【００２６】
追加ループが、ＴＥＳを利用していない図１に記載の実施形態において利用され得る。バイパスモード１９９は蓄熱モジュール１１６を利用しない標準ＡＣ／Ｒシステムとして作動し得る。このモードにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブＶ１（１２２）を通って凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒はバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ５（１３０）へ方向転換され、その後冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られる。冷媒は膨張され、従来の方法で蒸発器１１４内で蒸発させた後、膨張冷媒はバルブＶ６（１３２）により方向転換され、バルブＶ７（１３４）を通じて圧縮機１１０へ返送される。このモードにおいて、従来のＡＣ／ＲはＴＥＳが必要ではない又は想定されていない状況で利用され得る。
【００２７】
図１に示すように、示されたシステムにおいては様々なモードを使用して種々の従来型又は非従来型の空調／冷凍用途において冷却を行うことができる。このシステムは上述のモード全てを備える単一の一体型システムでもよいし、又はこれらのモードを種々組み合わせたシステムも考えられる。
【００２８】
図２は図１に示した多段階蓄熱モード１８０及び放熱モード１９０を可能とする蓄熱式冷媒回路の実施形態におけるバルブの状態を模式的に示している。図２に示すように、バルブの状態が７つのバルブＶ１（１２２）〜Ｖ７（１３４）のそれぞれについて示されている。例えば、トリクル蓄熱モードにおいては、バルブＶ１（１２２）は圧縮機から凝縮器への流れを可能とし、状態（＝）で示されている。バルブＶ２（１２４）は流れないようになっている、又はフロー状態に関して重要ではない場合、小さな四角（□）で状態が示されている。バルブＶ３（１２６）は計測された比例流量を蓄熱膨張装置１１８及び蒸発器膨張装置１２０の両方に流し、状態（┫）で示されている。従って、蓄熱モード１８０それぞれのバルブの状態が示され、また同様に４種の放熱モード１９０及びバイパスモード１９９が模式的に示されている。
【００２９】
図３はＡＣ／Ｒトリクル蓄熱ループを示す。この特別な蓄熱ループにおいて、圧縮機１１０は低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は凝縮器１１２へ移動し、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒の一部がバルブにより方向転換され、方向転換された冷媒は蓄熱膨張装置１１８へと送られる。蓄熱膨張装置１１８は温液体冷媒の圧力を低下させ低温混合相冷媒を生成する。このループにおいて、蓄熱モジュールは蒸発器として作動し、低温混合相冷媒が蓄熱媒体１６０から熱を吸収して蒸発する。この蓄熱膨張装置１１８は従来型又は非従来型の熱膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管、混合相調節器及びサージ容器（貯留槽）等であり得る。
【００３０】
液体冷媒は蓄熱モジュール１１６内の蓄熱媒体１６０へ低温を伝達させる（ここでは断熱タンク内の熱交換器１７０として示される）。その後、低圧気相冷媒は圧縮機１１０へ返送され、バルブで分岐され蒸発器膨張装置１２０を経由した後に蒸発器１１４から圧縮機１１０へ返送される低温蒸気冷媒の一部と混合される。蓄熱膨張装置１１８と同様に、蒸発器膨張装置１２０は従来型又は非従来型の熱膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管、混合相調節器及びサージ容器（貯留槽）等であり得る。
【００３１】
図１に示すように、分岐された冷媒量を測定するために、それぞれの管に分岐され蒸発器１１４において直接冷却を施す冷媒の量と、後で利用することが可能な冷却容量を与えるためＴＥＳに分岐される冷媒の量を測定するために特定のバルブ（例えば、下流圧力に基づいて調節する特定のバルブ及びコントローラ）を使用することができる。また、蓄熱モジュール１１６内で使用される蓄熱媒体１６０は、蓄熱モジュール１１６と蒸発器１１４の冷媒蒸発温度を一致させるために選ぶことができ、効果的に蓄熱膨張装置１１８及び蒸発器膨張装置１２０の圧力降下を一致させ、従って自己測定型トリクル蓄熱構成が得られる。
【００３２】
図１及び図３〜９に示された蓄熱ユニット１１６は一般的に、現状のシステムモードに応じて、例えば固体、液体クーラント、共融混合物又は液相材料及び／又は固相材料など（流体／氷）に囲まれた一次熱交換器１７０を格納する断熱タンクを含み得る。一次熱交換器１７０は一般的に断熱タンク内で流体／気体ループを作るため一連の冷凍放熱コイルで上部ヘッダアセンブリに接続された下部ヘッダアセンブリをさらに含み得る。このようなシステムは上述の特許及び特許出願において開示されており、参照として組み込まれている。
【００３３】
図４はＡＣ／Ｒ全容量蓄熱ループを示す。この特別な蓄熱ループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温高圧液体冷媒の全量が蓄熱膨張装置１１８へと送られる。ここで、上述のトリクル蓄熱モードと同様に、蓄熱膨張装置１１８は温液体冷媒の圧力を下げて低温混合相冷媒を生成する。このモードにおいて、蓄熱モジュールはまた蒸発器として作動し、低温混合相冷媒は蓄熱媒体１６０から熱を吸収して蒸発し、蓄熱モジュール１１６内の蓄熱媒体１６０へ低温が伝達される。その後、低圧気相冷媒は圧縮機１１０へ返送される。従って、圧縮機１１０及び凝縮器１１２（一般的な従来型の空調冷凍ユニット）により与えられる全冷却が、想定される一実施形態において、冷凍コイルから、断熱タンク内に閉じ込められ、その過程において冷凍コイルの周囲で熱エネルギーを蓄える固相材料の塊（氷）を生成し得る周囲の液相材料へと伝えられる。
【００３４】
図５はＡＣ／Ｒ並列凝縮器放熱ループを示す。この特別な放熱ループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒はバルブを通過し、ここで高温高圧ガスの一部が蓄熱モジュール１１６へと分岐され、蓄熱モジュール１１６は凝縮器として作動し高温蒸気は蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が下がり凝縮される。その後、この温液体冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られ、ここで凝縮器１１２から吐出される温液体冷媒と混合される。その後、混合温液体冷媒は蒸発器膨張装置１２０及び蒸発器１１４において膨張され、負荷冷却／冷凍を与えて圧縮機１１０へ返送され、冷却ループが完成する。
【００３５】
図６はＡＣ／Ｒ高温蒸気過熱抑制器放熱ループを示す。この特別な放熱ループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は、高温蒸気冷媒が蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が低下する高温蒸気過熱抑制器として作動する、既に蓄熱済みの蓄熱モジュール１１６へ送られる。その後、蒸気は凝縮器１１２へ送られ、ここでさらに熱が大気中へ放出され凝縮される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され、過熱抑制された冷媒の全量が蒸発器膨張装置１２０へ送液される。温液体冷媒は膨張され蒸発器１１４内で蒸発した後、圧縮機１１０へ返送される。
【００３６】
図７はＡＣ／Ｒ温液体サブクーラー放熱ループを示す。この特別な放熱ループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒の全量が蓄熱モジュール１１６へ送られ、蓄熱モジュール１１６は温液体サブクーラーとして作動し、温液体冷媒は蓄熱媒体１６０へ排熱し、あらかじめ冷却された蓄熱媒体１６０への熱移動により温度が低下する。その後、冷却された液体冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られる。サブクール冷媒は膨張され蒸発器１１４内で蒸発した後、圧縮機１１０へ返送される。
【００３７】
図８はＡＣ／Ｒ低温蒸気過熱抑制器放熱ループを示す。この特別な放熱ループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒は蒸発器膨張装置１２０へ送られる。冷媒は膨張され、従来の方法で蒸発器１１４内で蒸発させた後、膨張冷媒はあらかじめ蓄熱された蓄熱モジュール１１６へ送られ、このとき蓄熱モジュール１１６は低温蒸気過熱抑制器として作動し、低温蒸気冷媒は蓄熱媒体１６０へ排熱して温度が下がった後に圧縮機１１０へ返送される。
【００３８】
図９はＡＣ／Ｒ吸引ライン蓄熱ループを示す。この特別な蓄熱ループにおいて、ループの構成は図８に示す低温蒸気過熱抑制器放熱ループと同じであり、蓄熱モジュール１１６が放熱されるのではなく蓄熱されるという点だけが異なる。このループにおいて、圧縮機１１０を作動させ低温低圧冷媒ガスを高温高圧ガスへと圧縮する。この冷媒は凝縮器１１２へ送られ、ここでガスの熱の大部分が取り除かれ大気中へ放出される。冷媒は凝縮器１１２から吐出され温高圧液体冷媒となって高圧液体供給ラインに送液され、ここで温液体冷媒はバルブＶ３（１２６）によりバルブＶ５（１３０）を通って蒸発器膨張装置１２０へ送られる。蒸発器膨張装置１２０は温液体冷媒の圧力を低下させ、低温混合相冷媒を生成する。このモードにおいて、蒸発器１１４は一般的なＡＣ／Ｒ作動中と同様に冷却を施す。低温蒸気冷媒は蒸発器１１４から吐出されバルブＶ６（１３２）により蓄熱モジュール１１６へ送られ、ここで蒸発器１１４から吐出された低温蒸気冷媒の余剰の低温が蓄熱媒体１６０に伝達し、低温蒸気冷媒の温度が上昇する。過熱蒸気冷媒は蓄熱モジュール１１６から吐出され、圧縮機１１０へ返送される。
【００３９】
開示されたシステムは比較的小容量の凝縮圧縮機（空調装置）を利用することができ、また蓄熱を利用した大容量冷却を提供することもできる。この多様性はシステム内の圧縮機及び凝縮器構成部品を特定のサイズとすることによりさらに拡張され得る。上述の冷媒ループは特定の方向があるように記載されているが、これらのループは可能な全方向において作動可能であることが示され、想定されている。
【００４０】
本発明に関する上述の内容は図示説明の目的で行われている。完全なものを意図したものではなく、あるいは開示された正確な実施形態に本発明が限定されることを意図したものではない。前記実施形態は本発明の原理及び実用的用途を、従って当業者が本発明を様々な実施形態において、及び想定される特定の使用に適するように様々な変更を加えて最も適切に利用することができるために、最も適切に説明するために選択及び記載されたものである。添付の請求項は、先行技術により限定される範囲を除いて、本発明の他の代替的な実施形態を含むものと解釈されたい。
【００４１】
独占権又は特権を主張する本発明の実施形態は請求項の通り定義される。
【図１】
2014509728.tif 000003
【図２】
2014509728.tif 000004
【図３】
2014509728.tif 000005
【図４】
2014509728.tif 000006
【図５】
2014509728.tif 000007
【図６】
2014509728.tif 000008
【図７】
2014509728.tif 000009
【図８】
2014509728.tif 000010
【図９】
2014509728.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月21日(2014.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を含む冷媒ループを備えた統合冷媒式蓄熱冷却システムであって、
前記冷媒ループは、
圧縮機と凝縮器とを備える凝縮ユニットと、
蓄熱媒体と、蓄熱モードにおいて前記冷媒から該蓄熱媒体への熱移動を促進し、また放熱モードにおいて該蓄熱媒体からの熱移動を促進して前記冷媒を冷却する一次熱交換器とを含む蓄熱モジュールと、
前記凝縮ユニットの下流側及び前記蓄熱モジュールの上流側に接続された蓄熱膨張装置と、
前記凝縮ユニットと前記蓄熱モジュールの下流側に接続された蒸発器膨張装置と、
前記蒸発器膨張装置の下流側に接続された蒸発器と、
前記圧縮機、凝縮器、蓄熱膨張装置又は蒸発器から前記蓄熱モジュールへの冷媒の流れを促進し、前記蓄熱モジュールから前記圧縮機、凝縮器又は蒸発器膨張装置への冷媒の流れを促進するバルブ機構と
を有する統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項２】
前記凝縮器の下流側に配置され、該凝縮器と流体連通された冷媒管理容器をさらに備える、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項３】
前記蓄熱膨張装置が熱膨張バルブ、電子膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管及び混合相調節器からなる群から選ばれる、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項４】
前記蒸発器膨張装置が熱膨張バルブ、電子膨張バルブ、静止オリフィス、キャピラリ管及び混合相調節器からなる群から選ばれる、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項５】
前記蓄熱媒体の少なくとも一部が前記蓄熱モード及び放熱モードにおいて相転移する、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項６】
前記蓄熱媒体が共融混合物である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項７】
前記蓄熱媒体が水である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項８】
前記蓄熱媒体が潜熱の形では蓄熱しない、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項９】
前記蒸発器が少なくとも１つの小型スプリット蒸発器である、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１０】
前記蓄熱モードが前記放熱モードと同時に作動する、請求項１に記載の統合冷媒式蓄熱冷却システム。
【請求項１１】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記凝縮器の下流側の前記高圧冷媒を第１高圧冷媒と第２高圧冷媒とに分割し、
前記第１高圧冷媒を膨張させ、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却を行い、それによって第１膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
第２高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して、それによって第２膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒及び前記第２膨張冷媒を前記凝縮器に返送するステップと
を含む冷却方法。
【請求項１２】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項１１に記載の冷却方法。
【請求項１３】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の冷却方法。
【請求項１４】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させ
るステップと
を含む冷却方法。
【請求項１５】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮させてサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の冷却方法。
【請求項１６】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールしてサブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の冷却方法。
【請求項１７】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の冷却方法。
【請求項１８】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張し前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項１４に記載の冷却方法。
【請求項１９】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の冷却方法。
【請求項２０】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項２１】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の冷却方法。
【請求項２２】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の冷却方法。
【請求項２３】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の冷却方法。
【請求項２４】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項２０に記載の冷却方法。
【請求項２５】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の冷却方法。
【請求項２６】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項２７】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で
冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２６に記載の冷却方法。
【請求項２８】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２６に記載の冷却方法。
【請求項２９】
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項２６に記載の冷却方法。
【請求項３０】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項２６に記載の冷却方法。
【請求項３１】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項２６に記載の冷却方法。
【請求項３２】
統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第１の期間において前記蓄熱冷却システムの蓄熱モジュールを蓄熱させるステップと、
前記凝縮器から吐出される前記高圧冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップと
を含む冷却方法。
【請求項３３】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記圧縮機からの前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第２の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３２に記載の冷却方法。
【請求項３４】
前記圧縮機からの高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する  
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３２に記載の冷却方法。
【請求項３５】
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールしてサブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールを放熱させるステップをさらに含む、請求項３２に記載の冷却方法。
【請求項３６】
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張し前記蒸発器で冷却させて膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ことにより、第３の期間において前記蓄熱冷却システムの前記蓄熱モジュールをバイパスするステップをさらに含む、請求項３２に記載の冷却方法。
【請求項３７】
蓄熱膨張装置、蒸発器及び蒸発器膨張装置の下流側の蒸発器からなる群から選ばれた膨張装置により前記高圧冷媒の少なくとも一部を膨張させるステップをさらに含む、請求項３２に記載の冷却方法。
【請求項３８】
蓄熱冷却システムを使用した冷却方法であって、
第１の期間において、
冷媒を圧縮機及び凝縮器により圧縮及び凝縮して高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第２の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の第１部分を膨張させ第１膨張冷媒を生成し、蓄熱モジュール内に拘束されかつ蓄熱媒体と熱連通されている一次熱交換器を通じて該蓄熱媒体で蓄熱冷却し、
前記高圧冷媒の第２部分を膨張させ蒸発器で冷却して第２膨張冷媒を生成し、
前記第１膨張冷媒及び前記第２膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第３の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機により圧縮して高温高圧ガス冷媒を生成し、
前記高温高圧ガス冷媒の第１部分を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記高圧冷媒の第２部分を前記凝縮器により凝縮し、
前記第１部分と前記第２部分とを混合させて混合物とし、該混合物を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第４の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機により圧縮して前記高温高圧ガス冷媒を生成し、
前記高温高圧ガス冷媒を前記蓄熱冷却により冷却及び凝縮して温液体冷媒を生成し、
前記温液体冷媒を前記凝縮器で凝縮してサブクール冷媒を生成し、
前記サブクール冷媒を膨張させ蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機へ返送する
ステップと、
第５の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を前記蓄熱冷却によりサブクールし、サブクール液体冷媒を生成し、
前記サブクール液体冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して前記膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第６の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱冷却で過熱抑制し、過熱抑制された冷媒を生成し、
前記過熱抑制された冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第７の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記蓄熱媒体で過熱して過熱された冷媒を生成し、
前記過熱された冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップと、
第８の期間において、
前記冷媒を前記圧縮機及び前記凝縮器により圧縮及び凝縮して前記高圧冷媒を生成し、
前記高圧冷媒を膨張させ前記蒸発器で冷却して膨張冷媒を生成し、
前記膨張冷媒を前記圧縮機に返送する
ステップとを含む冷却方法。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか１項に記載の蓄熱媒体の蓄熱及び放熱を用いる統合マルチモード蓄熱冷却装置。
【請求項４０】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄熱放熱装置を用いた統合蓄熱冷却システムを使用した冷却方法。
【請求項４１】
請求項１に記載の、及び実質的には添付の図面を参照して上述された統合マルチモード蓄熱冷却装置。
【請求項４２】
請求項４０に記載の、及び実質的には添付の図面を参照して上述された冷却方法。
【国際調査報告】
2014509728.tif 000012
2014509728.tif 000013