(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮装置、放熱装置、減圧装置、吸熱装置を環状に接続し、ＣＯ２を作動媒体として循環させるＣＯ２給湯器の吸熱装置からなる低温発生部で冷却した空気を低温発生部から離間している室内に設けられた貯冷箱内にダクトを介して供給し、貯冷箱内を冷却するダクト式貯冷システムにおいて、作動媒体のＣＯ２循環回路に、介在する第１の熱交換器でＣＯ２が外気と熱交換して吸熱する第１のＣＯ２回路と、介在する第２の熱交換器でＣＯ２が蓄冷剤と熱交換して吸熱する第２のＣＯ２回路とを流量比が調節可能に並列に設けると共に、貯冷箱内に冷気を循環供給する冷気回路に、第２の熱交換器を構成する蓄冷剤と循環空気が熱交換可能な第１の空気回路と、第２の熱交換器を構成する蓄冷剤を循環空気が迂回して流れる第２の空気回路とを流量比が調節可能に並列に設けたことを特徴とするダクト式貯冷システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部が低温に維持される貯冷箱に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部を低温度に維持するものとしては、冷蔵庫や冷凍庫が周知である。これらの冷蔵冷凍庫は冷媒の圧縮／膨張時の熱の出し入れを利用して低温を作り出すものであり、冷媒の圧縮行程で電力などの動力が消費される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
乾物、ビン詰め、缶詰めなどの貯蔵においては、著しい低温が得られなくても、また正確な温度調節ができなくてもよいから消費エネルギーの少ない方法で冷却しておきたいと云った要望があり、このような要求に応える必要があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するための具体的手段として、圧縮装置、放熱装置、減圧装置、吸熱装置を環状に接続し、ＣＯ２を作動媒体として循環させるＣＯ２給湯器の吸熱装置からなる低温発生部で冷却した空気を低温発生部から離間している室内に設けられた貯冷箱内にダクトを介して供給し、貯冷箱内を冷却するダクト式貯冷システムにおいて、作動媒体のＣＯ２循環回路に、介在する第１の熱交換器でＣＯ２が外気と熱交換して吸熱する第１のＣＯ２回路と、介在する第２の熱交換器でＣＯ２が蓄冷剤と熱交換して吸熱する第２のＣＯ２回路とを流量比が調節可能に並列に設けると共に、貯冷箱内に冷気を循環供給する冷気回路に、第２の熱交換器を構成する蓄冷剤と循環空気が熱交換可能な第１の空気回路と、第２の熱交換器を構成する蓄冷剤を循環空気が迂回して流れる第２の空気回路とを流量比が調節可能に並列に設けるようにしたダクト式貯冷システムを提供することにより、前記した従来技術の課題を解決するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
給湯器本体１の下部には減圧弁２を備えた市水導入管３が接続され、給湯器本体１の上部には圧力調整弁４を備えた温水供給管５が接続されている。
【００１１】
また、給湯器本体１には途中にポンプ６と熱交換器７とが介在する加熱配管８が接続されている。加熱配管８の一端は給湯器本体１の下部に、他端は給湯器本体１の上部に接続され、給湯器本体１の略中段部に設けた温度計測手段Ｓ１が計測する水の温度が所定の温度、例えば９０℃未満の時に運転されるポンプ６により、給湯器本体１内の水は下側から出て上側から流入するように循環する。
【００１２】
冷凍サイクルを形成するＣＯ２配管１０は、管内に作動媒体として封入されているＣＯ２をポンプ６と同期して運転されるポンプ（圧縮機）１１が圧縮し、その１段目で圧縮されたＣＯ２が空冷器１２で一旦冷却された後、後述する熱交換器１４を経由し戻ってきたＣＯ２と合流してポンプ１１により２段目の圧縮が行われる。高温高圧に圧縮されたＣＯ２が放熱装置としての熱交換器７に至り、加熱配管８から供給される水と対向流で熱交換し、これを加熱するように設けられている。
【００１３】
また、熱交換器７で水と熱交換し、温度が低下したＣＯ２の一部、例えば１０〜２０％のＣＯ２は、膨張弁１３、熱交換器１４を経由し、前記したように空冷器１２を経由したものと合流してポンプ１１の２段目に供給される。
【００１４】
膨張弁１３および熱交換器１４の側に流れない残りのＣＯ２は、膨張弁１３で絞られ熱交換器１４で蒸発するＣＯ２で冷却され、一部が液状化した気液混合状態となって三方弁１５に至る。
【００１５】
三方弁１５を出た気液混合状態のＣＯ２は、減圧装置としての膨張弁１６を経由して吸熱装置としての熱交換器１７で蒸発するものと、減圧装置としての膨張弁１８を経由して吸熱装置としての熱交換器１９で蒸発するものとに分流され、三方弁２０で合流してポンプ１１に戻り、再び圧縮されて前記循環が継続される。なお、熱交換器１７は、ＣＯ２配管１０の一部を構成する伝熱管１０Ａと、その周囲に設置されたパラフィン系水和物（例えば、スクアラン水和物、酢酸ナトリウム水和物などの５℃〜１０℃で凝固するもの）などの比熱の大きい蓄冷剤２６とからなる。
【００１６】
また、膨張弁１６および熱交換器１７を経由して蒸発するＣＯ２と膨張弁１８および熱交換器１９を経由して蒸発するＣＯ２の流量比は、蓄冷剤２６の蓄冷量が上限に達する（熱交換器１７を出たＣＯ２の温度が所定温度以下になる）までは全て、もしくは殆どを熱交換器１７を経由する側へ流し、それ以外は熱交換器１９を経由する側に流すものである。なお、蓄冷剤２６の蓄冷量が上限に近づくにつれて熱交換器１９を経由するＣＯ２の流量を増加させても良い。
【００１７】
送風機２７が途中に介在するダクト２８は、途中で熱交換器１７の蓄冷剤２６の部分を経由するダクト２８Ａと、蓄冷剤２６の部分を経由しないダクト２８Ｂとに分岐し、ダンパー２９を介して合流するように設けられ、その後断熱材製の貯冷箱３０を経由して送風機２７の吸込み側に至るように設けられている。
【００１８】
したがって、送風機２７が送る空気の内、ダクト２８Ａに流れる空気はフィン６Ａを介して熱交換器１７の蓄冷剤（放熱用のフィンを有する）２６と熱交換してダンパー２９に至り、ダクト２８Ｂに流れる空気は熱交換することなくダンパー２９に至り、ダクト２８Ａを流れる空気とダクト２８Ｂを流れる空気との流量比は、ダンパー２９の下流側に設置した温度計測手段Ｓ２が計測する温度が所定温度、例えば１５℃となるように、ダンパー２９により制御される。
【００１９】
送風機２７は、温度計測手段Ｓ３が計測する貯冷箱３０内の温度が、例えば１８℃以上のときに起動し、１５℃以下になったときに停止するように運転される。なお、送風機２７の起動／停止制御を行うための前記温度は変更可能であり、これに限定されるものではない。
【００２０】
上記構成のダクト式貯冷システムにおいては、上記したように温度計測手段Ｓ１が９０℃未満の低い温度を計測しているときにはポンプ１１が運転され、そのポンプ１１の運転により圧縮され、高温高圧になったＣＯ２が熱交換器７に流れ、ポンプ６により供給されて熱交換器７の部分を流れる水を加熱する。
【００２１】
熱交換器７においてＣＯ２により加熱された水は、温度計測手段Ｓ１が９０℃を計測するまで給湯器本体１に上部から流入し続けるので、給湯器本体１内の水は加熱され続けて所定の高温水になる。なお、給湯器本体１の蓄湯温度および蓄湯量はこれに限定されるものではなく、例えばもう一つの温度計測手段を下部に追加して蓄湯量を変更することもできる。
【００２２】
一方、熱交換器７で水を加熱して温度を下げ、さらに熱交換器１４で蒸発するＣＯ２により冷却されて気液混合状態になったＣＯ２は分流して熱交換器１７、１９に流れ、熱交換器１７に流れたＣＯ２はそこで蓄冷剤２６から熱を奪って完全な気体に復元され、熱交換器１９に流れたＣＯ２はそこでファン１９Ａが供給する外気から熱を奪って完全な気体に復元され、三方弁２０で合流した気体のＣＯ２がポンプ１１により再び圧縮されて前記循環が継続する。
【００２３】
送風機２７の運転により送られ、ダクト２８Ａを流れて蓄冷剤２６とフィン２６Ａを介して熱交換し冷却される空気と、熱交換することなくダクト２８Ｂを通って流れる空気とは前記したように所定の１５℃となるようにダンパー２９により流量比が制御される。このため、断熱材製の貯冷箱３０には常に１５℃に冷却された空気が供給されるので、貯冷箱３０の内部は所定の低温度に保冷される。
【００２４】
貯冷箱３０の内部を冷却して温度上昇した空気は、送風機２７により再び蓄冷剤２６があるダクト２８Ａと、蓄冷剤２６がないダクト２８Ｂとに分流供給され、所定の１５℃に調整されて前記循環が継続される。
【００２５】
給湯器本体１が容量の小さい家庭用であっても、十分な量の蓄冷剤２６を設置しておくことにより、温水供給管５を介して温水を風呂に供給する際にＣＯ２配管１０の熱交換器１７で発生した多量の冷熱が蓄冷剤２６に蓄えられるので、給湯器本体１で給湯していないときにも所定の１５℃の空気を貯冷箱３０に送って内部を冷却することができる。
【００２６】
なお、貯冷箱３０としては、例えば図２（Ａ）に示したように、システムキッチン３１の下部側などに設けて乾物、ビン詰め、缶詰めなどを貯蔵するための、引き出し式貯冷箱であっても良いし、図２（Ｂ）のようにバクテリア式生ごみ処理機（図示せず）を内蔵してシステムキッチン３１に組み込まれたものであっても良い。
【００２７】
生ごみ処理機を内蔵した貯冷箱３０においては、悪臭が発生しないように保冷する必要があるが、冷やし過ぎるとバクテリアの活性を下げ、生ごみの分解を妨げるので、一般的には２０℃以下にならないように保冷することが好ましい。
【００２８】
また、貯冷箱３０は、図２（Ｃ）に示したように、シンク３２の下側空間全体などであっても良い。シンク下は周知のように高温多湿で食品の保管に向かないとされているが、蓄冷剤２６との熱交換により冷却され、同時に除湿された空気をこの部分に供給することにより、シンク下の空間が冷却されると共に乾燥されるので、食品なども保管できるようになる。
【００２９】
また、貯冷箱３０をシステムキッチン３１の一収納庫などとして組み込むときには、ダクト２８は例えば図２（Ｃ）に示したように、冷気の出入孔が開口したシステムキッチン３１の背面板３３と家屋の壁３４に取り付け、屋外に設置する給湯器本体１、加熱配管８、ＣＯ２配管１０、送風機２７を起動して貯冷箱３０に冷気を循環供給するようにする。また、ダクト２８は、冷気の出入孔(図示せず)を備えて設ける底板３５などに取り付けることも可能である。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３１】
例えば、貯冷箱３０には温度計測手段Ｓ３を設置せず、送風機２７を常時運転するように構成することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダクト式貯冷システムは給湯器で温水を作るときに得られる低温を利用して得た冷気を箱内にダクトを介して供給し冷却するものであるから、極めてコストパフォーマンスが優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置構成を示す説明図である。
【図２】貯冷箱の具体例を示す説明図であり、（Ａ）は乾物、ビン詰め、缶詰めなどを貯蔵するための引き出し式貯冷箱、（Ｂ）はバクテリア式生ごみ処理機を内蔵した貯冷箱、（Ｃ）はシンク下空間を貯冷箱としたものである。
【符号の説明】
１  給湯器本体
２  減圧弁
３  市水導入管
４  圧力調整弁
５  温水供給管
６  ポンプ
７  熱交換器
８  加熱配管
１０  ＣＯ２配管
１０Ａ  伝熱管
１１  ポンプ
１２  空冷器
１３  膨張弁
１４  熱交換器
１５  三方弁
１６  膨張弁
１７  熱交換器
１８  膨張弁
１９  熱交換器
２０  三方弁
２６  蓄冷剤
２７  送風機
２８、２８Ａ、２８Ｂ  ダクト
２９  ダンパー
３０  貯冷箱
３１  システムキッチン
３２  シンク
３３  背面板
３４  壁
３５  底板
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  温度計測手段
【図１】
0003749100.tif 000002
【図２】
0003749100.tif 000003