(57)【要約】【課題】冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる冷媒回路装置を提供すること。【解決手段】蒸発器１４、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３を冷媒配管１５で順次接続した冷媒回路１０を備え、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材に蓄熱する高温蓄熱槽１６と、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材に蓄熱する低温蓄熱槽１７と、高温熱取得部２１と高温熱放出部２２１〜２２３との間で封入された作動流体を循環させることで高温蓄熱材の熱を輸送する高温熱輸送ユニット２０と、低温熱取得部３１と低温熱放出部３２１〜３２３との間で封入された作動流体を循環させることで低温蓄熱材の熱を輸送する低温熱輸送ユニット３０とを備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発器と、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒配管で順次接続して構成され、かつ封入された冷媒を循環させる冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、
前記圧縮機で圧縮した冷媒の熱を自身の高温蓄熱材と熱交換して蓄熱する高温蓄熱槽と、
前記膨張機構で断熱膨張した冷媒の熱を自身の低温蓄熱材と熱交換して蓄熱する低温蓄熱槽と、
前記高温蓄熱材に熱的に接続させた高温熱取得部と、高温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された高温熱放出部とを備え、これら高温熱取得部と高温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで前記高温蓄熱材の熱を輸送する高温熱輸送手段と、
前記低温蓄熱材に熱的に接続させた低温熱取得部と、低温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された低温熱放出部とを備え、これら低温熱取得部と低温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで前記低温蓄熱材の熱を輸送する低温熱輸送手段と
を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。
【請求項２】
前記蒸発器又は前記蒸発器が配設された室から生じたドレン水を前記低温蓄熱槽に輸送して、前記低温蓄熱材に該ドレン水の熱を蓄熱させるドレン水輸送手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路装置に関し、より詳細には、蒸発器と、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒配管で順次接続して構成され、かつ封入された冷媒を循環させる冷媒回路を備えた冷媒回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷媒回路装置は冷媒回路を備えている。冷媒回路は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張機構が冷媒配管で順次接続されて構成されており、内部に冷媒が封入されている。蒸発器は、所定の冷却対象室の内部に配設されており、供給された冷媒を蒸発させることにより、冷却対象室の内部雰囲気を冷却するものである。圧縮機は、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。凝縮器は、圧縮機から吐出された冷媒を周囲空気で冷却することにより凝縮させるものである。膨張機構は、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧して断熱膨張させるためのものである。
【０００３】
このような冷媒回路装置においては、冷媒の熱を有効に活用するべく、冷媒回路に蓄熱槽を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した特許文献１に提案されているような冷媒回路装置では、低温の蓄熱槽しか設けられておらず、冷媒の低温熱のみしか蓄熱することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる冷媒回路装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒回路装置は、蒸発器と、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒配管で順次接続して構成され、かつ封入された冷媒を循環させる冷媒回路を備えた冷媒回路装置において、前記圧縮機で圧縮した冷媒の熱を自身の高温蓄熱材と熱交換して蓄熱する高温蓄熱槽と、前記膨張機構で断熱膨張した冷媒の熱を自身の低温蓄熱材と熱交換して蓄熱する低温蓄熱槽と、前記高温蓄熱材に熱的に接続させた高温熱取得部と、高温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された高温熱放出部とを備え、これら高温熱取得部と高温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで前記高温蓄熱材の熱を輸送する高温熱輸送手段と、前記低温蓄熱材に熱的に接続させた低温熱取得部と、低温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された低温熱放出部とを備え、これら低温熱取得部と低温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで前記低温蓄熱材の熱を輸送する低温熱輸送手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る冷媒回路装置は、上述した請求項１において、前記蒸発器又は前記蒸発器が配設された室から生じたドレン水を前記低温蓄熱槽に輸送して、前記低温蓄熱材に該ドレン水の熱を蓄熱させるドレン水輸送手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高温蓄熱槽が、圧縮機で圧縮した冷媒の熱を自身の高温蓄熱材と熱交換して蓄熱し、低温蓄熱槽が、膨張機構で断熱膨張した冷媒の熱を自身の低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するので、冷媒回路を循環する冷媒の高温熱及び低温熱を蓄熱することが可能になる。高温蓄熱材に熱的に接続させた高温熱取得部と、高温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された高温熱放出部とを備えた高温熱輸送手段が、これら高温熱取得部と高温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで高温蓄熱材の熱を輸送し、かつ低温蓄熱材に熱的に接続させた低温熱取得部と、低温熱負荷に熱的に接続可能な放熱部位に配設された低温熱放出部とを備えた低温熱輸送手段が、これら低温熱取得部と低温熱放出部との間で封入された作動流体を循環させることで低温蓄熱材の熱を輸送するので、高温蓄熱槽及び低温蓄熱槽に蓄熱した熱を有効に利用することができ、高温熱負荷や低温熱負荷に要する電力の低減化を図ることができる。従って、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置を模式的に示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置の第１変形例を模式的に示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置の第２変形例を模式的に示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２である冷媒回路装置を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷媒回路装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置を模式的に示す模式図である。ここで例示する冷媒回路装置は、冷媒回路１０と、高温熱輸送ユニット２０と、低温熱輸送ユニット３０とを備えて構成してある。
【００１３】
冷媒回路１０は、内部に冷媒（例えば二酸化炭素、Ｒ１３４ａ等）が封入してあり、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４が冷媒配管１５にて順次接続して環状に構成してある。
【００１４】
圧縮機１１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。この圧縮機１１は、例えば、火力発電所、風力発電所等の発電所、あるいは太陽光発電、地熱発電等の発電設備から発電電力の余剰時に投入される電力により駆動するものである。
【００１５】
凝縮器１２は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機１１で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管１５を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。
【００１６】
膨張機構１３は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、凝縮器１２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００１７】
蒸発器１４は、所定の冷却対象室に配設してあり、通過する冷媒を蒸発させるものである。より詳細に説明すると、蒸発器１４は、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒を蒸発させることで冷却対象室の内部雰囲気を冷却するものである。
【００１８】
このような冷媒回路１０には、高温蓄熱槽１６、低温蓄熱槽１７、第１バイパス経路１８及び第２バイパス経路１９が設けてある。
【００１９】
高温蓄熱槽１６は、内部に例えば水等の高温蓄熱材が貯留してあり、かかる高温蓄熱材が、圧縮機１１から凝縮器１２に至る冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような高温蓄熱槽１６は、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００２０】
低温蓄熱槽１７は、内部に例えば水やブライン等の低温蓄熱材が貯留してあり、かかる低温蓄熱材が、膨張機構１３から蒸発器１４に至る冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような低温蓄熱槽１７は、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００２１】
第１バイパス経路１８は、高温蓄熱槽１６の下流側にある第１分岐点Ｐ１から分岐し、凝縮器１２の下流側にある第１合流点Ｐ２に合流する態様で配設してある。かかる第１分岐点Ｐ１から凝縮器１２に至る経路途中には、第１切換弁１５１が設けてあり、上記第１バイパス経路１８の途中には、第１バイパスバルブ１８１が設けてある。
【００２２】
第１切換弁１５１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１切換弁１５１は、開成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを規制するものである。
【００２３】
第１バイパスバルブ１８１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１バイパスバルブ１８１は、開成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを許容する一方、閉成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを規制するものである。
【００２４】
第２バイパス経路１９は、低温蓄熱槽１７の下流側にある第２分岐点Ｐ３から分岐し、蒸発器１４の下流側にある第２合流点Ｐ４に合流する態様で配設してある。かかる第２分岐点Ｐ３から蒸発器１４に至る経路途中には、第２切換弁１５２が設けてあり、上記第２バイパス経路１９の途中には、第２バイパスバルブ１９１が設けてある。
【００２５】
第２切換弁１５２は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２切換弁１５２は、開成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを規制するものである。
【００２６】
第２バイパスバルブ１９１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２バイパスバルブ１９１は、開成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを許容する一方、閉成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを規制するものである。
【００２７】
高温熱輸送ユニット２０は、高温熱取得部２１と、複数の高温熱放出部２２１，２２２，２２３とを高温熱輸送配管２３で環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【００２８】
高温熱取得部２１は、高温蓄熱槽１６における高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。
【００２９】
高温熱放出部２２１，２２２，２２３は、それぞれ対応する高温熱負荷２４１，２４２，２４３の所定の放熱部位に配設してあり、直列に接続してある。これら高温熱放出部２２１，２２２，２２３は、上流側から下流側に向けて高温熱負荷２４１，２４２，２４３の大きさが小さくなるように接続してある。つまり、高温熱取得部２１の出口側に接続された高温熱輸送配管２３に接続された高温熱放出部２２１の高温熱負荷２４１が最も大きく、高温熱取得部２１の入口側に接続された高温熱輸送配管２３に接続された高温熱放出部２２３の高温熱負荷２４３が最も小さい。
【００３０】
低温熱輸送ユニット３０は、低温熱取得部３１と、複数の低温熱放出部３２１，３２２，３２３とを低温熱輸送配管３３で環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【００３１】
低温熱取得部３１は、低温蓄熱槽１７における低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。
【００３２】
低温熱放出部３２１，３２２，３２３は、それぞれ対応する低温熱負荷３４１，３４２，３４３の所定の放熱部位に配設してあり、直列に接続してある。これら低温熱放出部３２１，３２２，３２３は、上流側から下流側に向けて低温熱負荷３４１，３４２，３４３の大きさが小さくなるように接続してある。つまり、低温熱取得部３１の出口側に接続された低温熱輸送配管３３に接続された低温熱放出部３２１の低温熱負荷３４１が最も大きく、低温熱取得部３１の入口側に接続された低温熱輸送配管３３に接続された低温熱放出部３２３の低温熱負荷３４３が最も小さい。
【００３３】
以上の構成を有する冷媒回路装置では、次のようにして高温熱負荷２４１，２４２，２４３及び低温熱負荷３４１，３４２，３４３に対して熱を輸送することができる。
【００３４】
冷媒回路１０においては、第１切換弁１５１及び第２切換弁１５２が開成し、かつ第１バイパスバルブ１８１及び第２バイパスバルブ１９１が閉成した状態で圧縮機１１が駆動することで、圧縮機１１で圧縮された冷媒が、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４を経て圧縮機１１に吸引されて循環することになる。これにより、高温蓄熱槽１６では、圧縮機１１で圧縮された冷媒の熱が高温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができ、低温蓄熱槽１７では、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱が低温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができる。
【００３５】
このように冷媒回路１０に冷媒を循環させる場合において、高温蓄熱槽１６における蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第１切換弁１５１を閉成させるとともに第１バイパスバルブ１８１を開成させることで、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を通過するようにすることができる。これにより、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【００３６】
また、低温蓄熱槽１７における蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第２切換弁１５２を閉成させるとともに第２バイパスバルブ１９１を開成させることで、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を通過するようにすることができる。これにより、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【００３７】
上記高温熱輸送ユニット２０においては、高温熱取得部２１の出口側に接続した高温熱輸送配管２３の途中に設けたポンプＰが駆動することで、高温熱取得部２１で高温蓄熱材より高温熱と熱交換した作動流体が各高温熱放出部２２１，２２２，２２３を順次通過して高温熱取得部２１に戻って循環することになる。これにより、高温蓄熱材の高温熱を輸送して、各高温熱負荷２４１，２４２，２４３に対して高温蓄熱槽１６の高温熱を伝達することができる。
【００３８】
また、上記低温熱輸送ユニット３０においては、低温熱取得部３１の出口側に接続した低温熱輸送配管３３の途中に設けたポンプＰが駆動することで、低温熱取得部３１で低温蓄熱材より低温熱と熱交換した作動流体が各低温熱放出部３２１，３２２，３２３を順次通過して低温熱取得部３１に戻って循環することになる。これにより、低温蓄熱材の低温熱を輸送して、各低温熱負荷３４１，３４２，３４３に対して低温蓄熱槽１７の低温熱を伝達することができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態１である冷媒回路装置においては、高温蓄熱槽１６が、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱し、かつ低温蓄熱槽１７が、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するので、冷媒回路１０を循環する冷媒の高温熱及び低温熱を蓄熱することが可能になる。特に、圧縮機１１の駆動を発電所や発電設備における発電電力の余剰時に投入される電力により行うことで、電力の有効活用を行うことができる。
【００４０】
そして、高温熱輸送ユニット２０が、高温熱取得部２１と高温熱放出部２２１，２２２，２２３との間で作動流体を循環させることで高温蓄熱材の高温熱を輸送して、各高温熱負荷２４１，２４２，２４３に対して高温蓄熱槽１６の高温熱を伝達し、かつ低温熱輸送ユニット３０が、低温熱取得部３１と低温熱放出部３２１，３２２，３２３との間で作動流体を循環させることで低温蓄熱材の低温熱を輸送して、各低温熱負荷３４１，３４２，３４３に対して低温蓄熱槽１７の低温熱を伝達するので、高温蓄熱槽１６及び低温蓄熱槽１７に蓄熱した熱を有効に利用することができ、高温熱負荷２４１，２４２，２４３や低温熱負荷３４１，３４２，３４３に要する電力の低減化を図ることができる。
【００４１】
従って、上記冷媒回路装置によれば、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施の形態１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のように種々の変更を行うことができる。
【００４３】
図２は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置の第１変形例を模式的に示す模式図である。尚、以下においては、上述した実施の形態１である冷媒回路装置と同一の構成を有するものについては同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００４４】
図２に例示する冷媒回路装置は、冷媒回路１０と、高温熱輸送ユニット４０と、低温熱輸送ユニット５０とを備えて構成してある。
【００４５】
高温熱輸送ユニット４０は、高温熱取得部４１と、高温熱放出部４２とを高温熱輸送配管４３で環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【００４６】
高温熱取得部４１は、高温蓄熱槽１６における高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。
【００４７】
高温熱放出部４２は、所定の放熱部位に配設してあり、各高温熱負荷４４３，４５３，４６４に設けられた加熱器４４２，４５２，４６３と個別に回路を構成する複数の熱交換部４４５，４５５，４６１と一つの熱交換器を構成している。つまり、この熱交換器は、高温熱放出部４２、第１高温熱交換部４４５、第２高温熱交換部４５５及び第３高温熱交換部４６１が図示せぬフィンを介して互いに熱交換可能に配設して構成してある。
【００４８】
第１高温熱交換部４４５は、高温熱放出部４２に隣接配置しており、第１圧縮機１１、第１加熱器及び第１膨張機構１３とともに環状の第１冷媒循環回路４４を構成している。第１圧縮機４４１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。第１加熱器４４２は、第１高温熱負荷４４３に配設してあり、通過する冷媒を凝縮させることで第１高温熱負荷４４３を加熱するものである。
【００４９】
第１膨張機構４４４は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、第１加熱器４４２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００５０】
第１高温熱交換部４４５は、第１膨張機構４４４で断熱膨張した冷媒と、高温熱放出部４２を通過する作動流体とを熱交換させて該冷媒を蒸発させるものである。
【００５１】
第２高温熱交換部４５５は、第１高温熱交換部４４５に隣接配置しており、第２圧縮機４５１、第２加熱器４５２及び第２膨張機構４５４とともに環状の第２冷媒循環回路４５を構成している。第２圧縮機４５１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。第２加熱器４５２は、第２高温熱負荷４５３に配設してあり、通過する冷媒を凝縮させることで第２高温熱負荷４５３を加熱するものである。
【００５２】
第２膨張機構４５４は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、第２加熱器４５２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００５３】
第２高温熱交換部４５５は、第２膨張機構４５４で断熱膨張した冷媒と、第１高温熱交換部４４５を通過する冷媒とを熱交換させて蒸発させるものである。
【００５４】
第３高温熱交換部４６１は、第２高温熱交換部４５５に隣接配置しており、ボイラ４６２及び第３加熱器４６３とともに内部に封入された水を循環させる環状の循環回路４６を構成している。第３高温熱交換部４６１は、自身を通過する水と、第２高温熱交換部４５５を通過する冷媒とを熱交換させて加熱させるものである。ボイラ４６２は、所定の燃料を燃焼することで自身の密閉空間内にある水を加熱して蒸気を生成するものであるが、該密閉空間内に供給される水は、第３高温熱交換部４６１で加熱されたものである。第３加熱器４６３は、第３高温熱負荷４６４に配設してあり、ボイラ４６２から供給された蒸気により第３高温熱負荷４６４を加熱するものである。
【００５５】
低温熱輸送ユニット５０は、低温熱取得部５１と、低温熱放出部５２とを低温熱輸送配管５３で環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【００５６】
低温熱取得部５１は、低温蓄熱槽１７における低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。
【００５７】
低温熱放出部５２は、所定の放熱部位に配設してあり、各低温熱負荷５４５，５５５，５６５に設けられた冷却器５４４，５５４，５６４と個別に回路を構成する複数の熱交換部５４２，５５２，５６２と一つの熱交換器を構成している。つまり、この熱交換器は、低温熱放出部５２、第１低温熱交換部５４２、第２低温熱交換部５５２及び第３低温熱交換部５６２が図示せぬフィンを介して互いに熱交換可能に配設して構成してある。
【００５８】
第１低温熱交換部５４２は、低温熱放出部５２に隣接配置しており、第３圧縮機５４１、第３膨張機構５４３及び第１冷却器５４４とともに環状の第３冷媒循環回路５４を構成している。第３圧縮機５４１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。第１低温熱交換部５４２は、第３圧縮機５４１で圧縮した冷媒と、低温熱放出部５２を通過する作動流体とを熱交換させて該冷媒を凝縮させるものである。第３膨張機構５４３は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、第１低温熱交換部５４２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。第１冷却器５４４は、第１低温熱負荷５４５に配設してあり、通過する冷媒を蒸発させることで第１低温熱負荷５４５を冷却するものである。
【００５９】
第２低温熱交換部５５２は、第１低温熱交換部５４２に隣接配置しており、第４圧縮機５５１、第４膨張機構５５３及び第２冷却器５５４とともに環状の第４冷媒循環回路５５を構成している。第４圧縮機５５１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。第２低温熱交換部５５２は、第４圧縮機５５１で圧縮した冷媒と、第１低温熱交換部５４２を通過する冷媒とを熱交換させて該冷媒を凝縮させるものである。第４膨張機構５５３は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、第２低温熱交換部５５２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。第２冷却器５５４は、第２低温熱負荷５５５に配設してあり、通過する冷媒を蒸発させることで第２低温熱負荷５５５を冷却するものである。
【００６０】
第３低温熱交換部５６２は、第２低温熱交換部５５２に隣接配置しており、第５圧縮機５６１、第５膨張機構５６３及び第３冷却器５６４とともに環状の第５冷媒循環回路５６を構成している。第５圧縮機５６１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。第３低温熱交換部５６２は、第５圧縮機５６１で圧縮した冷媒と、第２低温熱交換部５５２を通過する冷媒とを熱交換させて該冷媒を凝縮させるものである。第５膨張機構５６３は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、第３低温熱交換部５６２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。第３冷却器５６４は、第３低温熱負荷５６５に配設してあり、通過する冷媒を蒸発させることで第３低温熱負荷５６５を冷却するものである。
【００６１】
このような構成を有する第１変形例の冷媒回路装置においても、高温蓄熱槽１６が、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱し、かつ低温蓄熱槽１７が、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するので、冷媒回路１０を循環する冷媒の高温熱及び低温熱を蓄熱することが可能になる。特に、圧縮機１１の駆動を発電所や発電設備における発電電力の余剰時に投入される電力により行うことで、電力の有効活用を行うことができる。
【００６２】
そして、高温熱輸送ユニット４０が、高温熱取得部４１と高温熱放出部４２との間で作動流体を循環させることで高温蓄熱材の高温熱を輸送して、各高温熱負荷４４３，４５３，４６４に対して高温蓄熱槽１６の高温熱を伝達し、かつ低温熱輸送ユニット５０が、低温熱取得部５１と低温熱放出部５２との間で作動流体を循環させることで低温蓄熱材の低温熱を輸送して、各低温熱負荷５４５，５５５，５６５に対して低温蓄熱槽１７の低温熱を伝達するので、高温蓄熱槽１６及び低温蓄熱槽１７に蓄熱した熱を有効に利用することができ、高温熱負荷４４３，４５３，４６４や低温熱負荷５４５，５５５，５６５に要する電力の低減化を図ることができる。
【００６３】
従って、上記冷媒回路装置によれば、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる。
【００６４】
図３は、本発明の実施の形態１である冷媒回路装置の第２変形例を模式的に示す模式図である。尚、以下においては、上述した実施の形態１である冷媒回路装置と同一の構成を有するものについては同一の符号を付してその説明を適宜省略する。
【００６５】
図３に例示する冷媒回路装置は、冷媒回路１００と、第１高温熱輸送ユニット２０ａと、第２高温熱輸送ユニット２０ｂ、第３高温熱輸送ユニット２０ｃと、第１低温熱輸送ユニット３０ａと、第２低温熱輸送ユニット３０ｂと、第３低温熱輸送ユニット３０ｃとを備えて構成してある。
【００６６】
冷媒回路１００は、内部に冷媒（例えば二酸化炭素、Ｒ１３４ａ等）が封入してあり、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４が冷媒配管１５にて順次接続して環状に構成してある。
【００６７】
このような冷媒回路１００には、第１高温蓄熱槽１６ａ、第２高温蓄熱槽１６ｂ、第３高温蓄熱槽１６ｃ、第１低温蓄熱槽１７ａ、第２低温蓄熱槽１７ｂ、第３低温蓄熱槽１７ｃ、第１バイパス経路１８及び第２バイパス経路１９が設けてある。
【００６８】
第１高温蓄熱槽１６ａは、内部に例えば水等の高温蓄熱材が貯留してあり、かかる高温蓄熱材が、圧縮機１１から吐出されて冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような第１高温蓄熱槽１６ａは、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００６９】
第２高温蓄熱槽１６ｂは、第１高温蓄熱槽１６ａの下流側に配設してある。この第２高温蓄熱槽１６ｂは、内部に例えば水等の高温蓄熱材が貯留してあり、かかる高温蓄熱材が、第１高温蓄熱槽１６ａを通過した冷媒と熱的に接続してある。このような第２高温蓄熱槽１６ｂは、圧縮機１１で圧縮し、かつ第１高温蓄熱槽１６ａを通過した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００７０】
第３高温蓄熱槽１６ｃは、第２高温蓄熱槽１６ｂの下流側に配設してある。この第３高温蓄熱槽１６ｃは、内部に例えば水等の高温蓄熱材が貯留してあり、かかる高温蓄熱材が、第２高温蓄熱槽１６ｂを通過した冷媒と熱的に接続してある。このような第３高温蓄熱槽１６ｃは、圧縮機１１で圧縮し、かつ第１高温蓄熱槽１６ａ及び第２高温蓄熱槽１６ｂを通過した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００７１】
これら第１高温蓄熱槽１６ａ、第２高温蓄熱槽１６ｂ及び第３高温蓄熱槽１６ｃでは、最も上流側に配設された第１高温蓄熱槽１６ａの蓄熱温度が最も高くなり、第２高温蓄熱槽１６ｂ、第３高温蓄熱槽１６ｃの順に蓄熱温度が低くなる。
【００７２】
第１低温蓄熱槽１７ａは、内部に例えば水やブライン、相変化蓄熱材等の低温蓄熱材が貯留してあり、かかる低温蓄熱材が、膨張機構１３から吐出されて冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような第１低温蓄熱槽１７ａは、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００７３】
第２低温蓄熱槽１７ｂは、第１低温蓄熱槽１７ａの下流側に配設してある。この第２低温蓄熱槽１７ｂは、内部に例えば水やブライン等の低温蓄熱材が貯留してあり、かかる低温蓄熱材が、第１低温蓄熱槽１７ａを通過した冷媒と熱的に接続してある。このような第２低温蓄熱槽１７ｂは、膨張機構１３で断熱膨張し、かつ第１低温蓄熱槽１７ａを通過した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００７４】
第３低温蓄熱槽１７ｃは、第２低温蓄熱槽１７ｂの下流側に配設してある。この第３低温蓄熱槽１７ｃは、内部に例えば水やブライン等の低温蓄熱材が貯留してあり、かかる低温蓄熱材が、第２低温蓄熱槽１７ｂを通過した冷媒と熱的に接続してある。このような第３低温蓄熱槽１７ｃは、膨張機構１３で断熱膨張し、かつ第１低温蓄熱槽１７ａ及び第２低温蓄熱槽１７ｂを通過した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【００７５】
これら第１低温蓄熱槽１７ａ、第２低温蓄熱槽１７ｂ及び第３低温蓄熱槽１７ｃでは、最も上流側に配設された第１低温蓄熱槽１７ａの蓄熱温度が最も低くなり、第２低温蓄熱槽１７ｂ、第３低温蓄熱槽１７ｃの順に蓄熱温度が高くなる。
【００７６】
第１バイパス経路１８は、第３高温蓄熱槽１６ｃの下流側にある第１分岐点Ｐ１から分岐し、凝縮器１２の下流側にある第１合流点Ｐ２に合流する態様で配設してある。かかる第１分岐点Ｐ１から凝縮器１２に至る経路途中には、第１切換弁１５１が設けてあり、上記第１バイパス経路１８の途中には、第１バイパスバルブ１８１が設けてある。
【００７７】
第１切換弁１５１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１切換弁１５１は、開成する場合には、第３高温蓄熱槽１６ｃを通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、第３高温蓄熱槽１６ｃを通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを規制するものである。
【００７８】
第１バイパスバルブ１８１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１バイパスバルブ１８１は、開成する場合には、第３高温蓄熱槽１６ｃを通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを許容する一方、閉成する場合には、第３高温蓄熱槽１６ｃを通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを規制するものである。
【００７９】
第２バイパス経路１９は、第３低温蓄熱槽１７ｃの下流側にある第２分岐点Ｐ３から分岐し、蒸発器１４の下流側にある第２合流点Ｐ４に合流する態様で配設してある。かかる第２分岐点Ｐ３から蒸発器１４に至る経路途中には、第２切換弁１５２が設けてあり、上記第２バイパス経路１９の途中には、第２バイパスバルブ１９１が設けてある。
【００８０】
第２切換弁１５２は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２切換弁１５２は、開成する場合には、第３低温蓄熱槽１７ｃを通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、第３低温蓄熱槽１７ｃを通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを規制するものである。
【００８１】
第２バイパスバルブ１９１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２バイパスバルブ１９１は、開成する場合には、第３低温蓄熱槽１７ｃを通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを許容する一方、閉成する場合には、第３低温蓄熱槽１７ｃを通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを規制するものである。
【００８２】
第１高温熱輸送ユニット２０ａは、第１高温熱取得部２１ａと、第１高温熱放出部２２ａとを第１高温熱輸送配管２３ａで環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【００８３】
第１高温熱取得部２１ａは、第１高温蓄熱槽１６ａにおける高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第１高温熱放出部２２ａは、第４高温熱負荷２４ａの所定の放熱部位に配設してある。
【００８４】
第２高温熱輸送ユニット２０ｂは、第２高温熱取得部２１ｂと、第２高温熱放出部２２ｂとを第２高温熱輸送配管２２ｃで環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【００８５】
第２高温熱取得部２１ｂは、第２高温蓄熱槽１６ｂにおける高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第２高温熱放出部２２ｂは、第５高温熱負荷２４ｂの所定の放熱部位に配設してある。
【００８６】
第３高温熱輸送ユニット２０ｃは、第３高温熱取得部２１ｃと、第３高温熱放出部２２ｃとを第３高温熱輸送配管２３ｃで環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【００８７】
第３高温熱取得部２１ｃは、第３高温蓄熱槽１６ｃにおける高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第３高温熱放出部２２ｃは、第６高温熱負荷２４ｃの所定の放熱部位に配設してある。
【００８８】
第１低温熱輸送ユニット３０ａは、第１低温熱取得部３１ａと、第１低温熱放出部３２ａとを第１低温熱輸送配管３３ａで環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【００８９】
第１低温熱取得部３１ａは、第１低温蓄熱槽１７ａにおける低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第１低温熱放出部３２ａは、第４低温熱負荷３４ａの所定の放熱部位に配設してある。
【００９０】
第２低温熱輸送ユニット３０ｂは、第２低温熱取得部３１ｂと、第２低温熱放出部３２ｂとを第２低温熱輸送配管３３ｂで環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【００９１】
第２低温熱取得部３１ｂは、第２低温蓄熱槽１７ｂにおける低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第２低温熱放出部３２ｂは、第５低温熱負荷３４ｂの所定の放熱部位に配設してある。
【００９２】
第３低温熱輸送ユニット３０ｃは、第３低温熱取得部３１ｃと、第３低温熱放出部３２ｃとを第３低温熱輸送配管３３ｃで環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【００９３】
第３低温熱取得部３１ｃは、第３低温蓄熱槽１７ｃにおける低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。第３低温熱放出部３２ｃは、第６低温熱負荷３４ｃの所定の放熱部位に配設してある。
【００９４】
以上の構成を有する第２変形例の冷媒回路装置では、次のようにして第４〜第６高温熱負荷２４ａ〜２４ｃ及び第４〜第６低温熱負荷３４ａ〜３４ｃに対して熱を輸送することができる。
【００９５】
冷媒回路１００においては、第１切換弁１５１及び第２切換弁１５２が開成し、かつ第１バイパスバルブ１８１及び第２バイパスバルブ１９１が閉成した状態で圧縮機１１が駆動することで、圧縮機１１で圧縮された冷媒が、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４を経て圧縮機１１に吸引されて循環することになる。これにより、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃでは、それぞれ冷媒の熱が高温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができ、第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃでは、冷媒の熱が低温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができる。
【００９６】
このように冷媒回路１００に冷媒を循環させる場合において、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃにおける蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第１切換弁１５１を閉成させるとともに第１バイパスバルブ１８１を開成させることで、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃを通過した冷媒が第１バイパス経路１８を通過するようにすることができる。これにより、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃを通過した冷媒が凝縮器１２を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【００９７】
また、第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃにおける蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第２切換弁１５２を閉成させるとともに第２バイパスバルブ１９１を開成させることで、第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃを通過した冷媒が第２バイパス経路１９を通過するようにすることができる。これにより、第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃを通過した冷媒が蒸発器１４を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【００９８】
上記第１高温熱輸送ユニット２０ａにおいては、第１高温熱取得部２１ａの出口側に接続した第１高温熱輸送配管２３ａの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第１高温熱取得部２１ａで高温蓄熱材より高温熱と熱交換した作動流体が第１高温熱放出部２２ａを通過して第１高温熱取得部２１ａに戻って循環することになる。これにより、高温蓄熱材の高温熱を輸送して、第４高温熱負荷２４ａに対して第１高温蓄熱槽１６ａの高温熱を伝達することができる。
【００９９】
上記第２高温熱輸送ユニット２０ｂにおいては、第２高温熱取得部２１ｂの出口側に接続した第２高温熱輸送配管２２ｃの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第２高温熱取得部２１ｂで高温蓄熱材より高温熱と熱交換した作動流体が第２高温熱放出部２２ｂを通過して第２高温熱取得部２１ｂに戻って循環することになる。これにより、高温蓄熱材の高温熱を輸送して、第５高温熱負荷２４ｂに対して第２高温蓄熱槽１６ｂの高温熱を伝達することができる。
【０１００】
上記第３高温熱輸送ユニット２０ｃにおいては、第３高温熱取得部２１ｃの出口側に接続した第３高温熱輸送配管２３ｃの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第３高温熱取得部２１ｃで高温蓄熱材より高温熱と熱交換した作動流体が第３高温熱放出部２２ｃを通過して第３高温熱取得部２１ｃに戻って循環することになる。これにより、高温蓄熱材の高温熱を輸送して、第６高温熱負荷２４ｃに対して第３高温蓄熱槽１６ｃの高温熱を伝達することができる。
【０１０１】
また、上記第１低温熱輸送ユニット３０ａにおいては、第１低温熱取得部３１ａの出口側に接続した第１低温熱輸送配管３３ａの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第１低温熱取得部３１ａで低温蓄熱材より低温熱と熱交換した作動流体が第１低温熱放出部３２ａを通過して第１低温熱取得部３１ａに戻って循環することになる。これにより、低温蓄熱材の低温熱を輸送して、第４低温熱負荷３４ａに対して第１低温蓄熱槽１７ａの低温熱を伝達することができる。
【０１０２】
上記第２低温熱輸送ユニット３０ｂにおいては、第２低温熱取得部３１ｂの出口側に接続した第２低温熱輸送配管３３ｂの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第２低温熱取得部３１ｂで低温蓄熱材より低温熱と熱交換した作動流体が第２低温熱放出部３２ｂを通過して第２低温熱取得部３１ｂに戻って循環することになる。これにより、低温蓄熱材の低温熱を輸送して、第５低温熱負荷３４ｂに対して第２低温蓄熱槽１７ｂの低温熱を伝達することができる。
【０１０３】
上記第３低温熱輸送ユニット３０ｃにおいては、第３低温熱取得部３１ｃの出口側に接続した第３低温熱輸送配管３３ｃの途中に設けたポンプＰが駆動することで、第３低温熱取得部３１ｃで低温蓄熱材より低温熱と熱交換した作動流体が第３低温熱放出部３２ｃを通過して第３低温熱取得部３１ｃに戻って循環することになる。これにより、低温蓄熱材の低温熱を輸送して、第６低温熱負荷３４ｃに対して第３低温蓄熱槽１７ｃの低温熱を伝達することができる。
【０１０４】
このような第２変形例の冷媒回路装置においては、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃが、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱し、かつ第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃが、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するので、冷媒回路１００を循環する冷媒の高温熱及び低温熱を蓄熱することが可能になる。特に、圧縮機１１の駆動を発電所や発電設備における発電電力の余剰時に投入される電力により行うことで、電力の有効活用を行うことができる。
【０１０５】
そして、第１〜第３高温熱輸送ユニット２０ｃが、それぞれ作動流体を循環させることで高温蓄熱材の高温熱を輸送して、第４〜第６高温熱負荷２４ａ〜２４ｃに対して第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃの高温熱を伝達し、かつ第１〜第３低温熱輸送ユニット３０ｃが、作動流体を循環させることで低温蓄熱材の低温熱を輸送して、第４〜第６低温熱負荷３４ａ〜３４ｃに対して第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃの低温熱を伝達するので、第１〜第３高温蓄熱槽１６ａ〜１６ｃ及び第１〜第３低温蓄熱槽１７ａ〜１７ｃに蓄熱した熱を有効に利用することができ、第４〜第６高温熱負荷２４ａ〜２４ｃや第４〜第６低温熱負荷３４ａ〜３４ｃに要する電力の低減化を図ることができる。
【０１０６】
従って、上記冷媒回路装置によれば、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる。
【０１０７】
＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２である冷媒回路装置を模式的に示す模式図である。尚、上述した実施の形態１である冷媒回路装置と同一の構成を有するものには同一の符号を付して説明する。ここで例示する冷媒回路装置は、冷媒回路１０と、高温熱輸送ユニット６０と、低温熱輸送ユニット７０とを備えて構成してある。
【０１０８】
冷媒回路１０は、内部に冷媒（例えば二酸化炭素、Ｒ１３４ａ等）が封入してあり、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４が冷媒配管１５にて順次接続して環状に構成してある。
【０１０９】
圧縮機１１は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出口より吐出するものである。この圧縮機１１は、例えば、火力発電所、風力発電所等の発電所、あるいは太陽光発電、地熱発電等の発電設備から発電電力の余剰時に投入される電力により駆動するものである。
【０１１０】
凝縮器１２は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機１１で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管１５を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。
【０１１１】
膨張機構１３は、例えば膨張弁やキャピラリーチューブにより構成してあり、凝縮器１２から供給された冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【０１１２】
蒸発器１４は、所定の冷却対象室に配設してあり、通過する冷媒を蒸発させるものである。より詳細に説明すると、蒸発器１４は、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒を蒸発させることで冷却対象室の内部雰囲気を冷却するものである。
【０１１３】
このような冷媒回路１０には、高温蓄熱槽１６、低温蓄熱槽１７、第１バイパス経路１８及び第２バイパス経路１９が設けてある。
【０１１４】
高温蓄熱槽１６は、内部に例えば水等の高温蓄熱材が貯留してあり、かかる高温蓄熱材が、圧縮機１１から凝縮器１２に至る冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような高温蓄熱槽１６は、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【０１１５】
低温蓄熱槽１７は、内部に例えば水やブライン等の低温蓄熱材が貯留してあり、かかる低温蓄熱材が、膨張機構１３から蒸発器１４に至る冷媒配管１５を通過する冷媒と熱的に接続してある。このような低温蓄熱槽１７は、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するものである。
【０１１６】
第１バイパス経路１８は、高温蓄熱槽１６の下流側にある第１分岐点Ｐ１から分岐し、凝縮器１２の下流側にある第１合流点Ｐ２に合流する態様で配設してある。かかる第１分岐点Ｐ１から凝縮器１２に至る経路途中には、第１切換弁１５１が設けてあり、上記第１バイパス経路１８の途中には、第１バイパスバルブ１８１が設けてある。
【０１１７】
第１切換弁１５１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１切換弁１５１は、開成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２に向けて流れることを規制するものである。
【０１１８】
第１バイパスバルブ１８１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第１バイパスバルブ１８１は、開成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを許容する一方、閉成する場合には、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を流れることを規制するものである。
【０１１９】
第２バイパス経路１９は、低温蓄熱槽１７の下流側にある第２分岐点Ｐ３から分岐し、蒸発器１４の下流側にある第２合流点Ｐ４に合流する態様で配設してある。かかる第２分岐点Ｐ３から蒸発器１４に至る経路途中には、第２切換弁１５２が設けてあり、上記第２バイパス経路１９の途中には、第２バイパスバルブ１９１が設けてある。
【０１２０】
第２切換弁１５２は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２切換弁１５２は、開成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを許容する一方、閉成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４に向けて流れることを規制するものである。
【０１２１】
第２バイパスバルブ１９１は、例えば電磁弁のような開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御手段からの開閉指令に応じて開閉するものである。第２バイパスバルブ１９１は、開成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを許容する一方、閉成する場合には、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を流れることを規制するものである。
【０１２２】
高温熱輸送ユニット６０は、高温熱取得部６１と、高温熱放出部６２とを高温熱輸送配管６３で環状に接続して構成したものであり、内部に水等の作動流体が封入してある。
【０１２３】
高温熱取得部６１は、高温蓄熱槽１６における高温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該高温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に高温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。高温熱放出部６２は、高温熱負荷６４の所定の放熱部位に配設してある。
【０１２４】
低温熱輸送ユニット７０は、低温熱取得部７１と、低温熱放出部７２とを低温熱輸送配管７３で環状に接続して構成したものであり、内部に水やアルコール等の作動流体が封入してある。
【０１２５】
低温熱取得部７１は、低温蓄熱槽１７における低温蓄熱材に浸漬した状態で配設してあり、該低温蓄熱材に熱的に接続されることで、自身を通過する作動流体に低温蓄熱材の熱と熱交換させるものである。低温熱放出部７２は、低温熱負荷７４の所定の放熱部位に配設してある。
【０１２６】
このような冷媒回路装置においては、ドレン水輸送手段８０が設けてある。ドレン水輸送手段８０は、ドレン皿８１と、ドレン水輸送配管８２とを備えて構成してある。ドレン皿８１は、蒸発器１４が配設された冷却対象室１４１に配設してあり、蒸発器１４あるいは冷却対象室１４１から生ずる結露水等のドレン水を貯留するものである。ドレン水輸送配管８２は、ドレン皿８１に貯留されたドレン水を低温蓄熱槽１７まで輸送するものである。
【０１２７】
以上の構成を有する冷媒回路装置では、次のようにして高温熱負荷６４及び低温熱負荷７４に対して熱を輸送することができる。
【０１２８】
冷媒回路１０においては、第１切換弁１５１及び第２切換弁１５２が開成し、かつ第１バイパスバルブ１８１及び第２バイパスバルブ１９１が閉成した状態で圧縮機１１が駆動することで、圧縮機１１で圧縮された冷媒が、凝縮器１２、膨張機構１３及び蒸発器１４を経て圧縮機１１に吸引されて循環することになる。これにより、高温蓄熱槽１６では、圧縮機１１で圧縮された冷媒の熱が高温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができ、低温蓄熱槽１７では、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱が低温蓄熱材に伝達されることで蓄熱することができる。
【０１２９】
このように冷媒回路１０に冷媒を循環させる場合において、高温蓄熱槽１６における蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第１切換弁１５１を閉成させるとともに第１バイパスバルブ１８１を開成させることで、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が第１バイパス経路１８を通過するようにすることができる。これにより、高温蓄熱槽１６を通過した冷媒が凝縮器１２を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【０１３０】
また、低温蓄熱槽１７における蓄熱負荷が大きいときには、制御手段からの指令により第２切換弁１５２を閉成させるとともに第２バイパスバルブ１９１を開成させることで、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が第２バイパス経路１９を通過するようにすることができる。これにより、低温蓄熱槽１７を通過した冷媒が蒸発器１４を通過することを回避することができ、圧力損失の増大を防止することができる。
【０１３１】
上記高温熱輸送ユニット６０においては、高温熱取得部６１の出口側に接続した高温熱輸送配管６３の途中に設けたポンプＰが駆動することで、高温熱取得部６１で高温蓄熱材より高温熱と熱交換した作動流体が高温熱放出部６２を通過して高温熱取得部６１に戻って循環することになる。これにより、高温蓄熱材の高温熱を輸送して、高温熱負荷６４に対して高温蓄熱槽１６の高温熱を伝達することができる。
【０１３２】
また、上記低温熱輸送ユニット７０においては、低温熱取得部７１の出口側に接続した低温熱輸送配管７３の途中に設けたポンプＰが駆動することで、低温熱取得部７１で低温蓄熱材より低温熱と熱交換した作動流体が低温熱放出部７２を通過して低温熱取得部７１に戻って循環することになる。これにより、低温蓄熱材の低温熱を輸送して、低温熱負荷７４に対して低温蓄熱槽１７の低温熱を伝達することができる。
【０１３３】
以上説明したように、本実施の形態２である冷媒回路装置においては、高温蓄熱槽１６が、圧縮機１１で圧縮した冷媒の熱を高温蓄熱材と熱交換して蓄熱し、かつ低温蓄熱槽１７が、膨張機構１３で断熱膨張した冷媒の熱を低温蓄熱材と熱交換して蓄熱するので、冷媒回路１０を循環する冷媒の高温熱及び低温熱を蓄熱することが可能になる。特に、圧縮機１１の駆動を発電所や発電設備における発電電力の余剰時に投入される電力により行うことで、電力の有効活用を行うことができる。
【０１３４】
そして、高温熱輸送ユニット６０が、高温熱取得部６１と高温熱放出部６２との間で作動流体を循環させることで高温蓄熱材の高温熱を輸送して、高温熱負荷６４に対して高温蓄熱槽１６の高温熱を伝達し、かつ低温熱輸送ユニット７０が、低温熱取得部７１と低温熱放出部７２との間で作動流体を循環させることで低温蓄熱材の低温熱を輸送して、低温熱負荷７４に対して低温蓄熱槽１７の低温熱を伝達するので、高温蓄熱槽１６及び低温蓄熱槽１７に蓄熱した熱を有効に利用することができ、高温熱負荷６４や低温熱負荷７４に要する電力の低減化を図ることができる。
【０１３５】
従って、上記冷媒回路装置によれば、冷媒の低温熱及び高温熱を蓄熱してこれらを利用することで省エネルギー化を図ることができる。
【０１３６】
しかも、ドレン水輸送手段８０により、冷却対象室１４１に貯留されたドレン水を低温蓄熱槽１７まで輸送することで、ドレン水の冷熱も低温蓄熱材で蓄熱することができ、更なる省エネルギー化を図ることができる。
【０１３７】
以上、本発明の好適な実施の形態２について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【０１３８】
上述した実施の形態２では、ドレン水を低温蓄熱槽１７に輸送していただけであるが、本発明においては、かかるドレン水を低温蓄熱槽１７に貯留してもよいし、低温蓄熱槽１７に輸送後に排出してもよい。
【０１３９】
上述した実施の形態２では、高温蓄熱槽１６は凝縮器１２と別個のものであったが、本発明においては、高温蓄熱槽と凝縮器とを同一の構成体として用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  冷媒回路
１１  圧縮機
１２  凝縮器
１３  膨張機構
１４  蒸発器
１５  冷媒配管
１５１  第１切換弁
１５２  第２切換弁
１６  高温蓄熱槽
１７  低温蓄熱槽
１８  第１バイパス経路
１８１  第１バイパスバルブ
１９  第２バイパス経路
１９１  第２バイパスバルブ
２０  高温熱輸送ユニット
２１  高温熱取得部
２２１  高温熱放出部
２２２  高温熱放出部
２２３  高温熱放出部
２３  高温熱輸送配管
２４１  高温熱負荷
２４２  高温熱負荷
２４３  高温熱負荷
３０  低温熱輸送ユニット
３１  低温熱取得部
３２１  低温熱放出部
３２２  低温熱放出部
３２３  低温熱放出部
３３  低温熱輸送配管
３４１  低温熱負荷
３４２  低温熱負荷
３４３  低温熱負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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