(57)【要約】【課題】他の目的に使用される水を低温熱源として利用することによって、冷却効率の向上を図ることのできる冷却システムを提供する。【解決手段】本発明の冷却システムは、凝縮器１２で凝縮された冷媒と貯水槽４０内の水との間で熱交換されることにより冷却された冷媒を膨張弁２１に送出することができ、例えばトイレ４１の排水として使用される貯水槽４０内の水を低温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器からなる冷媒回路を備えた冷却システムにおいて、
凝縮器と膨張機構との間に設けられ、凝縮器で凝縮された冷媒を冷却するための貯水槽を備え、
前記冷媒回路に凝縮器で凝縮された冷媒を貯水槽内の水と熱交換させた後、膨張機構の冷媒流入側に戻すバイパス流路を設けた
ことを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記バイパス流路へ冷媒の流通を切り替え可能な切替手段を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記貯水槽内の水を所定の給水設備に流出する流出流路を備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の冷却システム。
【請求項４】
前記貯水槽内の水を冷却するためのクーリングタワーを備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項５】
前記貯水槽内の水を冷却するための熱媒体を流通する熱媒体回路を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項６】
前記熱媒体の熱を地中に放出するように構成した
ことを特徴とする請求項５記載の冷却システム。
【請求項７】
前記貯水槽内の水の熱を地中に放出させて冷却する水循環回路を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項８】
前記凝縮器で凝縮された冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
貯水槽内の水の温度を検出する水温検出手段と、
冷媒温度検出手段によって検出された冷媒の温度が水温検出手段によって検出された水の温度よりも高い場合に切替手段によって冷媒の流通をバイパス流路に切り替える制御手段とを備えた
ことを特徴とする請求項２乃至７の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項９】
前記貯水槽内の水を強制対流させる撹拌機を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記蒸発器を所定の冷熱機器の冷却器として用いた
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記貯水槽に蒸発器のドレン水を流入するドレン水流入手段を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項記載の冷却システム。
【請求項１２】
前記貯水槽に雨水を流入する雨水流入手段を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和装置、冷凍・冷蔵庫、冷蔵ショーケース等の冷熱機器を設置した店舗に用いられる冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷却システムとして、空気調和装置等の冷熱機器を設置した店舗で消費されるエネルギーを節約する冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷却システムは、店舗に設置された冷熱機器とガスエンジンと発電機とを備え、ガスエンジンの余剰出力によって発電機が発電することにより電力が得られ、得られた電力を冷熱機器に利用することにより、店舗で消費されるエネルギーを節約するものである。
【特許文献１】特開２００５−１４７４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、コンビニエンスストア等の店舗では、例えばトイレや掃除流し等の給水設備おいて外気温度よりも低い温度の水が大量に使用されているにも拘わらず、この水を低温熱源として利用することなく排水していた。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、他の目的に使用される水を低温熱源として利用することによって、冷却効率の向上を図ることのできる冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の冷却システムは、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器からなる冷媒回路を備えた冷却システムにおいて、凝縮器と膨張機構との間に設けられ、凝縮器で凝縮された冷媒を冷却するための貯水槽を備え、前記冷媒回路に凝縮器で凝縮された冷媒を貯水槽内の水と熱交換させた後、膨張機構の冷媒流入側に戻すバイパス流路を設けた構成となっている。
【０００６】
本発明の冷却システムによれば、他の目的に使用される水を貯水した貯水槽内の水と、凝縮器で凝縮された冷媒との間で熱交換される。そして、凝縮器で凝縮された冷媒が貯水槽内の水によって冷却されることから、貯水槽内の水が低温熱源として利用される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、凝縮器で凝縮された冷媒が貯水槽内の水との間で熱交換されることにより、例えば他の目的に使用される貯水槽内の水を低温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、ショーケース等の冷熱機器を備えた店舗等の室内で消費されるエネルギーの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る冷却システムを示すもので、図１は冷却システムの概略構成図、図２は制御系を示すブロック図である。
【０００９】
この冷却システムは、店舗等の室外Ａに設置された室外ユニット１０と、室内Ｂに設置された冷凍商品収納用の複数の冷蔵ショーケース２０と、冷蔵ショーケース２０の冷凍サイクルを構成する冷媒回路３０と、店舗のトイレや掃除流し等へ給水するための貯水槽４０と、冷媒回路３０を流通する冷媒の温度制御を行う制御部５０とから構成されている。
【００１０】
室外ユニット１０は、圧縮機１１、凝縮器１２及び受液器１３を備えている。この受液器１３は、凝縮器１２で凝縮された冷媒の温度を検知する冷媒温度検出手段としての冷媒温度センサ１４を備えている。
【００１１】
各冷蔵ショーケース２０は、内部に冷媒回路３０に接続された膨張機構としての膨張弁２１及び蒸発器２２が設けられ、蒸発器２２には各冷蔵ショーケース２０内の空気と蒸発器２２内の冷媒とをそれぞれ熱交換させる蒸発器用送風機２３が設けられている。
【００１２】
冷媒回路３０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、受液器１３とを備え、受液器１３の下流側には凝縮器１２で凝縮された冷媒を貯水槽４０内の水と熱交換させるバイパス流路３１と、バイパス流路３１への冷媒の流通を切り替える切替手段としての切替弁３２とが設けられている。また、冷媒回路３０は、凝縮器１２から流出した冷媒を各冷蔵ショーケース２０の膨張弁２１と蒸発器２２とに流通させるようになっており、これにより、凝縮器１２で凝縮された冷媒をバイパス流路３１に流通させない場合には、圧縮機１１→凝縮器１２→受液器１３→膨張弁２１→蒸発器２２→圧縮機１１の順に冷媒が循環するようになっている。また、凝縮器１２で凝縮された冷媒をバイパス流路３１に流通させる場合には、冷媒がバイパス流路３１を流通するように切替弁３２を切り替えることにより、圧縮機１１→凝縮器１２→受液器１３→バイパス流路３１→膨張弁２１→蒸発器２２→圧縮機１１の順に冷媒が循環するようになっている。この冷媒回路３０で使用される冷媒は、自然系冷媒（例えば、アンモニア）やフロン系冷媒（例えば、Ｒ−１３４ａやＲ−４０４ａ）である。
【００１３】
貯水槽４０は、例えば店舗の屋外や屋上に設けられ、店舗のトイレ４１や掃除流し等へ給水するためのものである。この貯水槽４０は、外部から供給される水を流入させる流入口４０ａと、室内Ｂの給水設備の１つであるトイレ４１の水タンク４１ａに接続された流出流路４２と、貯水槽４０内の水の温度を検出する水温検出手段としての水温センサ４３とを備えている。また、貯水槽４０内にはバイパス流路３１の熱交換部３１ａが配置され、熱交換部３１ａを流通する冷媒が貯水槽４０内の水と熱交換するようになっている。
【００１４】
制御部５０はマイクロコンピュータからなり、冷媒温度センサ１４と水温センサ４３と接続されている。
【００１５】
以上のように構成された冷却システムの動作を説明する。まず、冷媒温度センサ１４によって検出された冷媒の温度が水温センサ４３によって検出された水の温度よりも高い場合における制御部５０の制御について説明する。
【００１６】
この場合、制御部５０は、冷媒がバイパス流路３１を流通するように切替弁３２を切り替える。これにより、冷媒は圧縮機１１→凝縮器１２→受液器１３→バイパス流路３１→膨張弁２１→蒸発器２２→圧縮機１１の順に循環する（図１の実線矢印参照）。このように冷媒が冷媒回路３０を循環することにより、冷媒回路３０を流れる冷媒と貯水槽４０内の水との間で熱交換される。これにより、貯水槽４０内の水と熱交換することによって冷却された冷媒が室内Ｂ側の各冷蔵ショーケース２０内に循環し、各冷蔵ショーケース２０内が冷却される。そして、冷媒回路３０を流れる冷媒と熱交換した後の貯水槽４０内の水は、流出流路４２を通じてトイレ４１の水タンク４１ａに給水される（図１の一点鎖線矢印参照）。
【００１７】
次に、冷媒温度センサ１４によって検出された冷媒の温度が水温センサ４３によって検出された水の温度以下の場合における制御部５０の制御について説明する。
【００１８】
この場合、凝縮器１２で凝縮された冷媒を冷却する必要がないので、制御部５０は、冷媒がバイパス流路３１を流通しないように切替弁３２を切り替える。これにより、冷媒は圧縮機１１→凝縮器１２→受液器１３→膨張弁２１→蒸発器２２→圧縮機１１の順に循環する（図１の破線矢印参照）。このように冷媒が冷媒回路３０を循環することにより、室内Ｂ側の各冷蔵ショーケース２０内が冷却される。
【００１９】
このように、本実施形態の冷却システムによれば、凝縮器１２で凝縮された冷媒と貯水槽４０内の水との間で熱交換されることにより冷却された冷媒を膨張弁２１に送出することができ、例えばトイレ４１の排水として使用される貯水槽４０内の水を低温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。
【００２０】
また、凝縮器１２で凝縮された冷媒の温度に応じてバイパス流路３１への冷媒の流通を切替弁３２によって切り替えるようにしたので、貯水槽４０内の水を低温熱源として利用可能な場合のみ冷媒回路３０の冷媒をバイパス流路３１に流通させることができる。
【００２１】
さらに、貯水槽４０内の水をトイレ４１の水タンク４１ａに流出させるための流出流路４２を備えていることにより、貯水槽４０内の水をトイレ４１に利用することができ、トイレ４１の水コストの低減を図ることができる。また、低温熱源として利用した後の高温の水がトイレ４１に利用されることにより、トイレ４１の洗浄力を向上させることができる。
【００２２】
図３は本発明の第２実施形態に係る冷却システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した冷却システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００２３】
図３に示す冷却システムは、クーリングタワー５１を室外Ａに備えた点で図１で示した冷却システムと異なる。
【００２４】
クーリングタワー５１は貯水槽４０内の水を冷却するためのものであり、クーリングタワー５１の上部には散水パイプ５２が設けられている。この散水パイプ５２の一端には第１流路５１ａの一端が接続され、第１流路５１ａの他端はポンプ５３を介して貯水槽４０の下部に接続されている。また、クーリングタワー５１の下部には第２流路５１ｂの一端が接続され、第２流路５１ｂの他端は貯水槽４０の上部に接続されている。
【００２５】
以上のように構成された冷却システムでは、貯水槽４０内の水がポンプ５３によって第１流路５１ａ内に送り込まれ、クーリングタワー５１の散水パイプ５２に供給される。そして、供給された水は、散水パイプ５２によってクーリングタワー５１の上部から下部に向かって散水される。散水された水はクーリングタワー５１内の空気と接触することにより冷却された後、第２流路５１ｂを通じて貯水槽４０内に戻される。
【００２６】
本実施形態の冷却システムによれば、クーリングタワー５１を備えることにより貯水槽４０内の水を冷却することができる。つまり、低温熱源として利用した後や夏期等において貯水槽４０内の水が高温となった場合であっても、貯水槽４０内の水を冷却することにより貯水槽４０内の水を低温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００２７】
図４は本発明の第３実施形態に係る冷却システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した冷却システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００２８】
図４に示す冷却システムは、冷媒回路６０を室外Ａに備えた点で図１で示した冷却システムと異なる。
【００２９】
冷媒回路６０は貯水槽４０内の水を冷却するためのものであり、圧縮機６１、凝縮器６２、膨張弁６３及び熱交換流路６４から構成されている。また、凝縮器６２には外気と凝縮器６２内の冷媒とをそれぞれ熱交換させる凝縮器用送風機６２ａが設けられている。
【００３０】
以上のように構成された冷却システムでは、冷媒が圧縮機６１→凝縮器６２→膨張弁６３→熱交換流路６４→圧縮機６１の順に循環する（図４の白抜き矢印参照）。このように冷媒が冷媒回路６０を循環することにより、熱交換流路６４内の冷媒と貯水槽４０内の水との間で熱交換される。
【００３１】
本実施形態の冷却システムによれば、熱交換流路６４内の冷媒と貯水槽４０内の水との間で熱交換されるので、貯水槽４０内の水を冷却することができる。つまり、低温熱源として利用した後や夏期等において貯水槽４０内の水が高温となった場合であっても、貯水槽４０内の水を冷却することにより貯水槽４０内の水を低温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３２】
図５は本発明の第４実施形態に係る冷却システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した冷却システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３３】
図５に示す冷却システムは、熱媒体回路７０を室外Ａに備えた点で図１で示した冷却システムと異なる。
【００３４】
熱媒体回路７０は貯水槽４０内の水を冷却するためのものであり、熱交換流路７１，７２及びポンプ７３から構成されている。熱交換流路７１は貯水槽４０内の水と熱交換するものであり、熱交換流路７２は熱媒体回路７０内を循環する熱媒体の熱を地中Ｃに放出するものである。また、熱媒体回路７０で使用される作動流体である熱媒体は、低圧の冷媒（例えば水またはアルコール）である。
【００３５】
以上のように構成された冷却システムは、ポンプ７３によって熱媒体が熱交換流路７１→熱交換流路７２→熱交換流路７１の順に循環する（図５の白抜き矢印参照）。このように熱媒体が熱媒体回路７０を循環することにより、まず熱交換流路７１内の熱媒体と貯水槽４０内の水との間で熱交換する。そして、高温となった熱媒体が熱交換流路７２に循環し、地中Ｃと熱交換流路７２内の熱媒体との間で熱交換し、熱媒体の熱が地中Ｃに放出される。
【００３６】
本実施形態の冷却システムによれば、熱媒体回路７０内の熱媒体と貯水槽４０内の水との間で熱交換されるので、貯水槽４０内の水を冷却することができる。つまり、低温熱源として利用した後や夏期等において貯水槽４０内の水が高温となった場合であっても、貯水槽４０内の水を冷却することにより貯水槽４０内の水を温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３７】
図６は本発明の第５実施形態に係る冷却システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した冷却システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００３８】
図６に示す冷却システムは、ドレン水流入手段であるドレン水流入管７５を備えた点で図１で示した冷却システムと異なる。
【００３９】
この冷却システムは、冷蔵ショーケース２０の蒸発器２２から生じるドレン水がドレン水流入管７５を通じて貯水槽４０に流入するようになっている（図６の白抜き矢印参照）。
【００４０】
本実施形態の冷却システムによれば、冷蔵ショーケース２０のドレン水を貯水槽４０に直接流入させることができるので、ドレン水を低温熱源として利用することができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００４１】
図７は本発明の第６実施形態に係る冷却システムの概略構成図を示すものである。尚、図１で示した冷却システムと同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
【００４２】
図７に示す冷却システムは、雨水流入手段である雨水流入管７６を備えた点で図１で示した冷却システムと異なる。
【００４３】
この冷却システムは、室外Ａに設けた樋等によって案内された雨水が雨水流入管７６を通じて貯水槽４０に流入するようになっている（図７の白抜き矢印参照）。
【００４４】
本実施形態の冷却システムによれば、雨水を貯水槽４０に直接流入させることができるので、雨水を低温熱源として利用することができる。なお、その他の作用、効果は前記第１実施形態と同様である。
【００４５】
尚、前記第１実施形態乃至第６実施形態は、流出流路４２が接続されている室内Ｂの給水設備をトイレ４１の水タンク４１ａとしたがこれに限らない。例えば、室内Ｂの清掃用等に使用される水を給水するための給水装置に流出流路４２が接続されていてもよい。
【００４６】
また、前記第４実施形態は、熱媒体回路７０内の熱媒体の熱を地中Ｃに放出するように構成していたが、これに限らない。例えば、図８に示す冷却システムのように、貯水槽４０内の水を地中Ｃを経由して循環させる水循環回路８０とポンプ８１とを備え、ポンプ８１によって水循環回路８０内を貯水槽４０内の水が循環するように構成し、貯水槽４０内の水の熱が熱交換流路７２から地中Ｃに放出されるようにしてもよい。これにより、水循環回路８０内の水と地中Ｃとの間で熱交換されるので、貯水槽４０内の水を冷却することができる。つまり、低温熱源として利用した後や夏期等において貯水槽４０内の水が高温となった場合であっても、貯水槽４０内の水を冷却することにより貯水槽４０内の水を温熱源として利用することができるので、冷却システムの冷却効率を向上させることができ、室内Ｂで消費されるエネルギーの低減を図ることができる。
【００４７】
さらに、前記第１実施形態乃至第６実施形態は、図９に示すように、貯水槽４０の水を強制対流させる撹拌機８２を備えていてもよい。これにより、貯水槽４０内の水の温度を均一にすることができ、冷却システムの冷却効率を一層向上させることができる。
【００４８】
また、前記第１実施形態乃至第６実施形態は、貯水槽４０を断熱材で覆ってもよい。これにより、夏期等において貯水槽４０内の水の温度が外気温の影響を受けることを抑制し、貯水槽４０内の水の温度が変化することを防止できるので、冷却システムの冷却効率を一層向上させることができる。
【００４９】
さらに、前記第１実施形態乃至第６実施形態は、蒸発器２２を冷蔵ショーケース２０の内部に設置したが、これに限らない。例えば、蒸発器２２を空気調和装置、冷凍・冷蔵庫等の冷熱機器の冷却器として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図２】第１実施形態に係る制御系を示すブロック図
【図３】本発明の第２実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図４】本発明の第３実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図５】本発明の第４実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図６】本発明の第５実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図７】本発明の第６実施形態に係る冷却システムの概略構成図
【図８】第４実施形態に係る冷却システムの変形例を示す概略構成図
【図９】本発明に係る貯水槽の変形例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００５１】
１０…室外ユニット、１１…圧縮機、１２…凝縮器、２０…冷蔵ショーケース、２１…膨張弁、２２…蒸発器、３０…冷媒回路、３１…バイパス流路、３２…切替弁、４０…貯水槽、４１ａ…水タンク、Ａ…室外、Ｂ…室内、Ｃ…地中。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007127335.tif 000009
【図８】
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【図９】
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