JP2000121107A - 氷蓄熱システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低温の不凍液を製氷面の内側に流し、製氷面の
外表面に水を流して製氷し、製氷量が規定値に達した
時、製氷面から氷を脱氷させる氷蓄熱システムにおい
て、少ないエネルギー損失にて氷を製氷面から離脱させ
る。 【解決手段】製氷運転中に当該のヒートポンプユニット
を運転することにより、高温不凍液槽の不凍液を加熱し
て、高温蓄熱槽１２に蓄えると共に、製氷面から氷を離
脱させる時にこの高温の不凍液を製氷熱交換器内側に循
環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】電力負荷平準化に対する要望
は、社会的にも強まっており、この一つの手段として、
夜間電力を利用して製氷し、昼間の空調運転時に氷を融
解して利用する氷蓄熱システムの需要が高まっている。

【０００２】本発明は、種々の氷蓄熱システムの中で、
製氷熱交換器の内側に不凍液、外側に水を流下させて製
氷し、製氷量が規定値に達した時に製氷面から氷を離脱
させる。製氷・脱氷を繰り返すハーベスト式氷蓄熱に関
する。

【０００３】

【従来の技術】従来ハーベスト式氷蓄熱の実施例として
は、直膨式すなわち製氷熱交換器の内側に低圧，低温の
冷媒を流し、この冷媒の蒸発潜熱によって、熱交換器の
外側表面に水を流下させて製氷する方法がある。この場
合においては、製氷量が規定値になると、冷凍サイクル
のバルブを切り替えることによって冷媒液の供給を停止
し、代わりに、圧縮機から出た高圧高温の冷媒ガスある
いは凝縮器，高圧レシーバ内の高温，高圧の冷媒ガスを
製氷熱交換器の内側に通して製氷熱交換外表面を加熱す
ることによって、熱交換器外表面に製氷された氷を離脱
させる方式，ホットガス脱氷方式が採用されている。

【０００４】また、間接冷却式すなわち製氷熱交換器の
内側に低温の不凍液を流し、製氷熱交換器の外表面に水
を流下させて製氷し、製氷量がある規定値に達した時に
製氷面の内側に加熱した不凍液を流して製氷面から氷を
離脱させる方式において、従来の実施例においては不凍
液を加熱する手段として電気ヒータ等の別の熱源を利用
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】製氷熱交換器の表面に
製氷した氷を製氷交換器の内側から加熱して、脱水する
いわゆるハーベスト方式においては、脱氷時に製氷面を
加熱し、氷を製氷面から離脱させるために供給する熱
は、無駄に消費されるばかりではなく、折角製氷した氷
を融解するため二重に無駄になっている欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、これらの問題点を解決す
るもので、蓄熱槽，冷水配管中の冷水を熱源として、ヒ
ートポンプにより不凍液を加熱し、この加熱された高温
の不凍液によって、製氷面の氷を脱氷するために、外部
から別の加熱熱源を必要としないばかりではなく、蓄熱
槽，冷水配管中の冷水を冷却した熱を利用するため、エ
ネルギーの無駄な消費をせずに、製氷面から脱氷を行う
ことが出来る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】エネルギーの無駄なく、
製氷面から脱氷させる目的を達成するため、蓄熱槽，冷
水配管中の冷水を熱源とする、ヒートポンプを運転する
ことにより低温不凍液を加熱して利用する。すなわち、
製氷運転中には、低温不凍液を製氷面内側に流して製氷
を行う。

【０００８】一方、低温不凍液の配管から切替バルブに
よって分離された高温不凍液槽と配管，ポンプから構成
される高温ラインと上記ヒートポンプを連通し、ヒート
ポンプを運転して蓄熱槽内及び、冷水配管中の冷水を冷
却すると共に、高温不凍液槽の不凍液を加熱することに
よって、効率の良い運転を行うことが出来る。

【０００９】次に、製氷が完了し、脱氷するために、不
凍液配管のバルブを切り替えて、高温不凍液ラインと製
氷交換器を連通し、ポンプを運転することにより、高温
の不凍液を製氷交換器に供給する。以上の技術により、
エネルギーの無駄無く，効率良く，製氷面の氷を離脱す
ることが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１により全体構成を述べる。こ
こでは、蓄熱槽内の冷水をヒートポンプユニットの熱源
として利用して、不凍液を加熱する例を示す。圧縮機１
において圧縮機された高圧高温の冷媒ガスは、凝縮器２
にて凝縮液化し、膨張弁３を経て、蒸発器４に流入す
る。蒸発器に流入した冷媒が蒸発ガス化する過程にて、
蒸発器の管内又はシェル側を流れる不凍液が所定の温度
まで冷却される。製氷運転中には、低温不凍液槽１０に
溜まった低温不凍液は、ポンプ１１によって製氷熱交換
器５の内側に供給される。

【００１１】一方、蓄熱槽７内の水は、散水ポンプ８，
散水ノズル９を経て、製氷熱交換器５の製氷面６に散布
され製氷が行われる。この間、バルブ１４，１５，１８
は全開とし、バルブ１６，１７は全閉に保持され、ポン
プ１３，ヒートポンプユニット２１，冷水ポンプ２６を
運転することにより、高温不凍液槽１２内の不凍液はヒ
ートポンプユニット２１の凝縮器を通過することによっ
て、高温不凍液槽１２に戻る様に構成されている。

【００１２】尚、ヒートポンプユニットを運転すること
によって、圧縮機２２ににおいて圧縮された高温・高圧
の冷媒ガスは、凝縮器２３にて、凝縮器の管内又はシェ
ル側を流れる不凍液によって冷却されて凝縮液化し、不
凍液は加熱される。一方凝縮液は膨脹弁２４を経て、蒸
発器２５に流入し、蒸発器に流入した冷媒が蒸発ガス化
する過程にて、蒸発器の管内又は、シェル側を流れる冷
水が冷却される。

【００１３】次に、製氷熱交換６の製氷量が規定値（製
氷運転時間，不凍液の温度，氷の厚さ等によって規定す
る。）になったことを検出して、製氷運転から脱氷運転
に切り替えて製氷面の脱氷を行う。運転の切り替えの方
法としては、圧縮機の運転を継続しながら、複数個に分
割された製氷熱交を自動弁により切り替えて、製氷を継
続しながらブロック毎に脱氷を行う方式や、圧縮機を停
止して製氷面全体を一度に脱氷する方式等がある。ここ
では、圧縮機を停止して脱氷する例を示す。製氷量が規
定値に達すると圧縮機１が停止し、その後ポンプ１１が
停止する。

【００１４】次にバルブ１４，１５，１８を全閉とし、
バルブ１６，１７を全閉として、ポンプ１３を運転する
と、高温不凍液槽内の高温不凍液が製氷熱交換器５内に
流入、製氷面６を加熱することにより、氷を製氷面より
離脱させる。脱氷が完了すると、バルブ１４，１５，１
８を開とし、バルブ１６，１７を全閉するとして、圧縮
機を運転して製氷運転を繰り返す。

【００１５】

【発明の効果】本発明においては、脱氷のための不凍液
の加熱用熱源として、凝縮液の顕熱を利用したため、脱
水の為の熱ロスがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による製氷サイクル図。

【符号の説明】

１，２２…圧縮機、２，２３…凝縮器、３，２４…膨張
弁、４，２５…蒸発器、５…製氷熱交換器、６…製氷
面、７…蓄熱槽、８…散水ポンプ、９…散水ノズル、１
０…低温不凍液槽、１１，１３，２６，２７…ポンプ、
１２…高温不凍液槽、１４，１５，１６，１７，１８，
２９，３３，３４，３５，３６…バルブ、１９，２０…
エア抜きバルブ、２１…ヒートポンプユニット、２８…
空調負荷、３０…逆止弁、３１，３２…温度調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低温の不凍液を製氷面の内側に流し、同時
   に製氷面の外側に水を流して製氷し、製氷量が規定値に
   達した時に、製氷時の内側に、加熱した不凍液を流して
   氷片を離脱させる（脱氷），製氷，脱氷を繰り返す氷蓄
   熱システムにおいて、氷を製氷面から離脱させる熱源と
   して蓄熱槽，冷水配管中の冷水を熱源とし、ヒートポン
   プにより加熱昇温した高温不凍液を利用したことを特徴
   とする氷蓄熱システム。