JP2002098490A - 蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置 - Google Patents
蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置Info
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- JP2002098490A JP2002098490A JP2000292349A JP2000292349A JP2002098490A JP 2002098490 A JP2002098490 A JP 2002098490A JP 2000292349 A JP2000292349 A JP 2000292349A JP 2000292349 A JP2000292349 A JP 2000292349A JP 2002098490 A JP2002098490 A JP 2002098490A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷媒に非共沸混合冷媒を用いても氷により冷
熱を蓄えたり、或はこの冷熱を後で使う上での効率を向
上することができる蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイク
ル装置並びにこれを備える空調装置を提供する。 【解決手段】 水槽14の中に配置され内部に冷媒が通
ることにより外周面に接触する水Wを冷却して冷熱を蓄
える氷Kを外周面に生成させるパイプ状の熱交換器18
を有する蓄熱槽42であって、冷媒に非共沸混合冷媒を
用いると共に、熱交換器18の外周面に生成する氷Kの
成長度の、熱交換器18の一端部と他端部の間における
差を抑制する氷成長度差抑制手段としての循環水路44
及びポンプ46を設けた。
熱を蓄えたり、或はこの冷熱を後で使う上での効率を向
上することができる蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイク
ル装置並びにこれを備える空調装置を提供する。 【解決手段】 水槽14の中に配置され内部に冷媒が通
ることにより外周面に接触する水Wを冷却して冷熱を蓄
える氷Kを外周面に生成させるパイプ状の熱交換器18
を有する蓄熱槽42であって、冷媒に非共沸混合冷媒を
用いると共に、熱交換器18の外周面に生成する氷Kの
成長度の、熱交換器18の一端部と他端部の間における
差を抑制する氷成長度差抑制手段としての循環水路44
及びポンプ46を設けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも冷熱を
氷の形態で蓄えて必要なときにその蓄えた冷熱を例えば
部屋の冷房等に使用することができる蓄熱槽及びこれを
有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置に
関するものである。
氷の形態で蓄えて必要なときにその蓄えた冷熱を例えば
部屋の冷房等に使用することができる蓄熱槽及びこれを
有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の空調装置としては、例えば、図4
に示すようなものがある。同図に示す空調装置10は、
蓄熱槽12を有している。この蓄熱槽12は、水槽14
の中に水Wを満たし、この水Wの中には熱交換器として
の熱交換パイプ18が、図示するように、ほぼ等しい間
隔をおいて幾重にも蛇行して上から下に向かうよう配置
されている。
に示すようなものがある。同図に示す空調装置10は、
蓄熱槽12を有している。この蓄熱槽12は、水槽14
の中に水Wを満たし、この水Wの中には熱交換器として
の熱交換パイプ18が、図示するように、ほぼ等しい間
隔をおいて幾重にも蛇行して上から下に向かうよう配置
されている。
【0003】熱交換パイプ18の上方の入口部は冷媒循
環回路20を介して膨張弁22に連結され、熱交換パイ
プ18の下方の出口部は冷媒循環回路24を介して圧縮
機26に連結されている。圧縮機26の膨張弁22側に
はコンデンサー30(凝縮器)が連結されており、この
コンデンサー30は冷媒循環回路28を介して膨張弁2
2に連結されている。圧縮機26とコンデンサー30は
コンデンシングユニットとして構成されている。
環回路20を介して膨張弁22に連結され、熱交換パイ
プ18の下方の出口部は冷媒循環回路24を介して圧縮
機26に連結されている。圧縮機26の膨張弁22側に
はコンデンサー30(凝縮器)が連結されており、この
コンデンサー30は冷媒循環回路28を介して膨張弁2
2に連結されている。圧縮機26とコンデンサー30は
コンデンシングユニットとして構成されている。
【0004】水槽14の上部と下部の間には冷水循環回
路32が設けられ、この冷水循環回路32の下端部から
水槽14内の下部の冷たい水Wをポンプ34により吸い
出して、水Wが冷水循環回路32をすべて循環した後で
その上端部から水槽14内の上部に水Wを戻すようにな
っている。冷水循環回路32の途中には、建物の各部屋
に据え付けられた冷房装置36が連結されている。
路32が設けられ、この冷水循環回路32の下端部から
水槽14内の下部の冷たい水Wをポンプ34により吸い
出して、水Wが冷水循環回路32をすべて循環した後で
その上端部から水槽14内の上部に水Wを戻すようにな
っている。冷水循環回路32の途中には、建物の各部屋
に据え付けられた冷房装置36が連結されている。
【0005】このような空調装置10は、膨張弁22で
低圧になった冷媒が冷媒循環回路20を通って熱交換パ
イプ18の入口部に供給されると、冷媒は蒸発しながら
熱交換パイプ18を流れて行き、このときに蒸発熱を水
Wから奪うことにより水Wを冷却する。このため熱交換
パイプ18の外周面に接触する水Wは氷結して、熱交換
パイプ18の外周面に氷が付着して生成する。
低圧になった冷媒が冷媒循環回路20を通って熱交換パ
イプ18の入口部に供給されると、冷媒は蒸発しながら
熱交換パイプ18を流れて行き、このときに蒸発熱を水
Wから奪うことにより水Wを冷却する。このため熱交換
パイプ18の外周面に接触する水Wは氷結して、熱交換
パイプ18の外周面に氷が付着して生成する。
【0006】熱交換パイプ18内を上方から下方に流れ
る冷媒は途中で少しずつ蒸発し、熱交換パイプ18の出
口部に達するころはすべて気体状となり、この気体状の
冷媒は圧縮機26に送られてそこで圧縮される。この圧
縮された気体状の冷媒は高圧になっていて液化され易く
なっており、コンデンサー30に送られてそこで冷媒が
通るパイプの周面に20〜35℃位の風をファンで吹き
付けることにより、冷媒は容易に液化される。
る冷媒は途中で少しずつ蒸発し、熱交換パイプ18の出
口部に達するころはすべて気体状となり、この気体状の
冷媒は圧縮機26に送られてそこで圧縮される。この圧
縮された気体状の冷媒は高圧になっていて液化され易く
なっており、コンデンサー30に送られてそこで冷媒が
通るパイプの周面に20〜35℃位の風をファンで吹き
付けることにより、冷媒は容易に液化される。
【0007】冷媒はそれから膨張弁22に送られ、そこ
で膨張されて−10℃位の低温の液体となって熱交換パ
イプ18に送られる。そして冷媒はまた熱交換パイプ1
8の内部を上から下に向かって流れることにより、水W
の温度を奪って蒸発しながら熱交換パイプ18の外周面
に氷を付着させると共に、その氷を成長させていく。
で膨張されて−10℃位の低温の液体となって熱交換パ
イプ18に送られる。そして冷媒はまた熱交換パイプ1
8の内部を上から下に向かって流れることにより、水W
の温度を奪って蒸発しながら熱交換パイプ18の外周面
に氷を付着させると共に、その氷を成長させていく。
【0008】このように熱交換パイプ18の外周面の氷
が成長していくため、水Wは低温(0℃位)となり、こ
の低温の水Wをポンプ34により冷水循環回路32を通
って各部屋の冷房装置36に送り出すことにより、各冷
房装置36において低温の水Wを用いて各々の部屋の冷
房を行うことができるようになっている。
が成長していくため、水Wは低温(0℃位)となり、こ
の低温の水Wをポンプ34により冷水循環回路32を通
って各部屋の冷房装置36に送り出すことにより、各冷
房装置36において低温の水Wを用いて各々の部屋の冷
房を行うことができるようになっている。
【0009】このような空調装置10によれば、昼間の
冷房消費電力の最盛時期を避けて、夜間の電力料金の安
価な時期に蓄熱槽12の熱交換パイプ18内に膨張弁2
2からの冷媒を流すことにより、安い値段の余剰電力に
より熱交換パイプ18の外周面に、冷熱を蓄える氷を充
分に成長させることができる。そして、その夜間に成長
させて冷熱を蓄えた氷により冷やされた水Wを使って、
昼間に冷房装置36により各部屋の冷房を行うことがで
きる。
冷房消費電力の最盛時期を避けて、夜間の電力料金の安
価な時期に蓄熱槽12の熱交換パイプ18内に膨張弁2
2からの冷媒を流すことにより、安い値段の余剰電力に
より熱交換パイプ18の外周面に、冷熱を蓄える氷を充
分に成長させることができる。そして、その夜間に成長
させて冷熱を蓄えた氷により冷やされた水Wを使って、
昼間に冷房装置36により各部屋の冷房を行うことがで
きる。
【0010】このように、夜間に氷を作って蓄えた冷熱
を昼間使って各部屋の冷房を行うことにより、昼間に圧
縮機26、コンデンサー30及び膨張弁22を作動させ
て、冷媒により水槽14内の熱交換パイプ18の周りの
水Wを冷却して冷房装置36により各部屋を冷房する場
合に比べて、その電力消費量や電気代を著しく低減させ
ることができる。
を昼間使って各部屋の冷房を行うことにより、昼間に圧
縮機26、コンデンサー30及び膨張弁22を作動させ
て、冷媒により水槽14内の熱交換パイプ18の周りの
水Wを冷却して冷房装置36により各部屋を冷房する場
合に比べて、その電力消費量や電気代を著しく低減させ
ることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の空調
装置10において、熱交換パイプ18及び冷媒循環回路
24,28,20内を通る冷媒に、例えばフロンR22
のような単一冷媒を用いると、その単一冷媒の沸点(蒸
発温度)は熱交換パイプ18の入口部から出口部迄移動
する間に変わることなく一定であるため、熱交換パイプ
18の外周面に付着する氷の成長度も熱交換パイプ18
の入口部から出口部迄ほぼ均一となる。
装置10において、熱交換パイプ18及び冷媒循環回路
24,28,20内を通る冷媒に、例えばフロンR22
のような単一冷媒を用いると、その単一冷媒の沸点(蒸
発温度)は熱交換パイプ18の入口部から出口部迄移動
する間に変わることなく一定であるため、熱交換パイプ
18の外周面に付着する氷の成長度も熱交換パイプ18
の入口部から出口部迄ほぼ均一となる。
【0012】しかしながら、フロンR22は上空のオゾ
ン層の破壊を招くために問題となっており、オゾン層の
破壊を招かないフロンR407Cがその代りに用いられ
るケースが増えている。ところが、このフロンR407
Cは非共沸混合冷媒であるために、従来の空調装置10
の蓄熱槽12に用いるには問題を有している。
ン層の破壊を招くために問題となっており、オゾン層の
破壊を招かないフロンR407Cがその代りに用いられ
るケースが増えている。ところが、このフロンR407
Cは非共沸混合冷媒であるために、従来の空調装置10
の蓄熱槽12に用いるには問題を有している。
【0013】すなわち、フロンR407Cは、フロンR
32/R125/R134aが23/25/52の重量
%で混合されて構成され、フロンR32、R125、R
134aの各々の沸点が互いに異なっており、フロンR
407C全体が単一の沸点となるような単一の化合物に
はならない。
32/R125/R134aが23/25/52の重量
%で混合されて構成され、フロンR32、R125、R
134aの各々の沸点が互いに異なっており、フロンR
407C全体が単一の沸点となるような単一の化合物に
はならない。
【0014】このため、フロンR407Cの冷媒を蓄熱
槽12の熱交換パイプ18内に流すと、熱交換パイプ1
8の上部においては一番沸点の低いフロンが中心的に蒸
発し、熱交換パイプ18の上下中間部においては中間の
沸点のフロンが中心的に蒸発し、熱交換パイプ18の下
部においては一番沸点の高いフロンが中心的に蒸発する
ので、熱交換パイプ18の上部が一番低温となり、下方
に行くに従って温度が上昇して、熱交換パイプ18の下
部が一番高温となる。
槽12の熱交換パイプ18内に流すと、熱交換パイプ1
8の上部においては一番沸点の低いフロンが中心的に蒸
発し、熱交換パイプ18の上下中間部においては中間の
沸点のフロンが中心的に蒸発し、熱交換パイプ18の下
部においては一番沸点の高いフロンが中心的に蒸発する
ので、熱交換パイプ18の上部が一番低温となり、下方
に行くに従って温度が上昇して、熱交換パイプ18の下
部が一番高温となる。
【0015】このため、図5に示すように、互いに隣合
って並ぶ複数本の熱交換パイプ18の上部の氷Kの成長
度が最も大きくなり、熱交換パイプ18の上部から下部
に行くに従って氷Kの成長度が少しずつ小さくなり、熱
交換パイプ18の下部の氷Kの成長度が最も小さくなっ
てしまうという問題があった。
って並ぶ複数本の熱交換パイプ18の上部の氷Kの成長
度が最も大きくなり、熱交換パイプ18の上部から下部
に行くに従って氷Kの成長度が少しずつ小さくなり、熱
交換パイプ18の下部の氷Kの成長度が最も小さくなっ
てしまうという問題があった。
【0016】このため、氷Kの成長度が最も大きくなる
熱交換パイプ18の上部において、互いに隣合う熱交換
パイプ18の周りに成長した氷Kと氷Kの間の隙間が非
常に小さくなって(或は繋がって)しまう。すると、そ
の隙間内を通る水の流れが抑制されて氷を溶かすとき
(蓄えた冷熱を使うとき)に溶けにくくなるので、氷の
冷熱を効率よく使う上で障害となる。また、熱交換パイ
プ18の下部の外周面に氷が付きにくいので、氷により
冷熱を蓄える効率が低下する。
熱交換パイプ18の上部において、互いに隣合う熱交換
パイプ18の周りに成長した氷Kと氷Kの間の隙間が非
常に小さくなって(或は繋がって)しまう。すると、そ
の隙間内を通る水の流れが抑制されて氷を溶かすとき
(蓄えた冷熱を使うとき)に溶けにくくなるので、氷の
冷熱を効率よく使う上で障害となる。また、熱交換パイ
プ18の下部の外周面に氷が付きにくいので、氷により
冷熱を蓄える効率が低下する。
【0017】また、熱交換パイプ18の下部の周りの水
Wの温度が、熱交換パイプ18の上部の周りの水Wの温
度(0℃)より高く(例えば4℃位に)なって、その熱
交換パイプ18の下部の周りの水Wを冷房に用いるとそ
の冷房の効果を低下させるという問題が生じる。特に水
は温度が4℃位のときが最も比重が大きいので水槽14
の下方に溜まり易いため、冷房に用いる水Wの温度が0
℃より高くなって冷房の効果を低下させる。
Wの温度が、熱交換パイプ18の上部の周りの水Wの温
度(0℃)より高く(例えば4℃位に)なって、その熱
交換パイプ18の下部の周りの水Wを冷房に用いるとそ
の冷房の効果を低下させるという問題が生じる。特に水
は温度が4℃位のときが最も比重が大きいので水槽14
の下方に溜まり易いため、冷房に用いる水Wの温度が0
℃より高くなって冷房の効果を低下させる。
【0018】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、冷
媒に非共沸混合冷媒を用いても氷により冷熱を蓄えた
り、或はこの冷熱を後で使う上での効率を向上すること
ができる蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並び
にこれを備える空調装置を提供することを課題とするも
のである。
媒に非共沸混合冷媒を用いても氷により冷熱を蓄えた
り、或はこの冷熱を後で使う上での効率を向上すること
ができる蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並び
にこれを備える空調装置を提供することを課題とするも
のである。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による蓄熱槽は、水槽の中に配置され内部に
冷媒が通ることにより外周面に接触する水を冷却して冷
熱を蓄える氷を外周面に生成させるパイプ状の熱交換器
を有する蓄熱槽であって、前記冷媒に非共沸混合冷媒を
用いると共に、前記熱交換器の外周面に生成する氷の成
長度の、熱交換器の一端部と他端部の間における差を抑
制する氷成長度差抑制手段を設けた構成としたものであ
る。
に、本発明による蓄熱槽は、水槽の中に配置され内部に
冷媒が通ることにより外周面に接触する水を冷却して冷
熱を蓄える氷を外周面に生成させるパイプ状の熱交換器
を有する蓄熱槽であって、前記冷媒に非共沸混合冷媒を
用いると共に、前記熱交換器の外周面に生成する氷の成
長度の、熱交換器の一端部と他端部の間における差を抑
制する氷成長度差抑制手段を設けた構成としたものであ
る。
【0020】このような構成の蓄熱槽によれば、冷媒と
して非共沸混合冷媒を用いても、熱交換器の外周面に生
成する氷の成長度の、熱交換器の一端部と他端部の間に
おける差を抑制する氷成長度差抑制手段を設けたため、
氷により冷熱を蓄えたり、或はこの蓄えた冷熱を後で使
う上での効率を向上することができる。
して非共沸混合冷媒を用いても、熱交換器の外周面に生
成する氷の成長度の、熱交換器の一端部と他端部の間に
おける差を抑制する氷成長度差抑制手段を設けたため、
氷により冷熱を蓄えたり、或はこの蓄えた冷熱を後で使
う上での効率を向上することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図1は、本発明
の第1の実施の形態に係る蓄熱槽42を有する冷凍サイ
クル装置及びそれを備えた空調装置40について説明す
るために参照する図である。前記従来の空調装置10と
同様の部品には同じ符号を付して説明し、従来と同様の
構成、動作についてはその詳しい説明を省略する。
て、図面に基づいて具体的に説明する。図1は、本発明
の第1の実施の形態に係る蓄熱槽42を有する冷凍サイ
クル装置及びそれを備えた空調装置40について説明す
るために参照する図である。前記従来の空調装置10と
同様の部品には同じ符号を付して説明し、従来と同様の
構成、動作についてはその詳しい説明を省略する。
【0022】図1に示す空調装置40は、蓄熱槽42を
有し、この蓄熱槽42の水槽14の上部と下部の間には
循環水路44が設けられ、この循環水路44の途中には
ポンプ46(循環駆動ポンプ)が設けられている。この
ため、循環水路44の下端部から水槽14内の水Wをポ
ンプ46により吸い出して、循環水路44の上端部から
水槽14内に水Wを戻すように、ポンプ46により水W
を水槽14の下部から上部に循環させることができるよ
うになっている。この循環水路44とポンプ46は両方
で、請求項1における氷成長度差抑制手段を構成してい
る。
有し、この蓄熱槽42の水槽14の上部と下部の間には
循環水路44が設けられ、この循環水路44の途中には
ポンプ46(循環駆動ポンプ)が設けられている。この
ため、循環水路44の下端部から水槽14内の水Wをポ
ンプ46により吸い出して、循環水路44の上端部から
水槽14内に水Wを戻すように、ポンプ46により水W
を水槽14の下部から上部に循環させることができるよ
うになっている。この循環水路44とポンプ46は両方
で、請求項1における氷成長度差抑制手段を構成してい
る。
【0023】圧縮機26とコンデンサー30は、従来と
同様にコンデンシングユニットとして構成されている。
そして、このコンデンシングユニット、膨張弁22、蓄
熱槽42、及び冷媒循環回路20,24,28は、全体
として冷凍サイクル装置を構成している。さらに、この
冷凍サイクル装置、冷水循環回路32、ポンプ34、及
び冷房装置36は、全体として空調装置40を構成して
いる。
同様にコンデンシングユニットとして構成されている。
そして、このコンデンシングユニット、膨張弁22、蓄
熱槽42、及び冷媒循環回路20,24,28は、全体
として冷凍サイクル装置を構成している。さらに、この
冷凍サイクル装置、冷水循環回路32、ポンプ34、及
び冷房装置36は、全体として空調装置40を構成して
いる。
【0024】このような空調装置40によれば、昼間の
冷房消費電力の最盛時期を避けて、夜間の電力料金の安
価な時期に蓄熱槽12の熱交換パイプ18内に冷媒を流
すことにより、安い値段の余剰電力により熱交換パイプ
18の外周面に、冷熱を蓄える氷を充分に成長させるこ
とができる。そして、その夜間に成長させて冷熱を蓄え
た氷により冷やされた水Wを使って、昼間に冷房装置3
6により各部屋の冷房を行うことができる。
冷房消費電力の最盛時期を避けて、夜間の電力料金の安
価な時期に蓄熱槽12の熱交換パイプ18内に冷媒を流
すことにより、安い値段の余剰電力により熱交換パイプ
18の外周面に、冷熱を蓄える氷を充分に成長させるこ
とができる。そして、その夜間に成長させて冷熱を蓄え
た氷により冷やされた水Wを使って、昼間に冷房装置3
6により各部屋の冷房を行うことができる。
【0025】このように、夜間に氷を作って蓄えた冷熱
を昼間使って各部屋の冷房を行うことにより、昼間にお
いてのみ圧縮機26、コンデンサー30及び膨張弁22
を作動させて、冷媒により水槽14内の熱交換パイプ1
8の周りの水Wを冷却するのと併行して冷房装置36に
より各部屋を冷房する場合に比べて、その電力消費量や
電気代を著しく低減させることができる。
を昼間使って各部屋の冷房を行うことにより、昼間にお
いてのみ圧縮機26、コンデンサー30及び膨張弁22
を作動させて、冷媒により水槽14内の熱交換パイプ1
8の周りの水Wを冷却するのと併行して冷房装置36に
より各部屋を冷房する場合に比べて、その電力消費量や
電気代を著しく低減させることができる。
【0026】このような本発明の第1の実施の形態に係
る空調装置40において、熱交換パイプ18及び冷媒循
環回路24,28,20内を通る冷凍サイクル装置の冷
媒には、例えば、オゾン層の破壊を防止することができ
るフロンR407Cのような非共沸混合冷媒を用いる。
る空調装置40において、熱交換パイプ18及び冷媒循
環回路24,28,20内を通る冷凍サイクル装置の冷
媒には、例えば、オゾン層の破壊を防止することができ
るフロンR407Cのような非共沸混合冷媒を用いる。
【0027】ところでフロンR407Cは、前述のよう
に全体が単一の沸点となるような単一の化合物にはなら
ないため、図5に示すように、互いに隣合って並ぶ複数
本の熱交換パイプ18の上部の氷Kの成長度が最も大き
くなり、熱交換パイプ18の上部から下部に行くに従っ
て氷Kの成長度が少しずつ小さくなり、熱交換パイプ1
8の下部の氷Kの成長度が最も小さくなってしまう傾向
がある。
に全体が単一の沸点となるような単一の化合物にはなら
ないため、図5に示すように、互いに隣合って並ぶ複数
本の熱交換パイプ18の上部の氷Kの成長度が最も大き
くなり、熱交換パイプ18の上部から下部に行くに従っ
て氷Kの成長度が少しずつ小さくなり、熱交換パイプ1
8の下部の氷Kの成長度が最も小さくなってしまう傾向
がある。
【0028】このため、熱交換パイプ18に非共沸混合
冷媒を流して熱交換パイプ18の外周面に氷を生成する
ときは、循環水路44の下端部から水槽14内の底部
の、水槽14内の上部より温度が高め(4℃位)の水W
をポンプ46により吸い出して、循環水路44の上端部
から水槽14内の上部に水Wを戻すよう循環させる。
冷媒を流して熱交換パイプ18の外周面に氷を生成する
ときは、循環水路44の下端部から水槽14内の底部
の、水槽14内の上部より温度が高め(4℃位)の水W
をポンプ46により吸い出して、循環水路44の上端部
から水槽14内の上部に水Wを戻すよう循環させる。
【0029】このような水Wの循環は、短時間に水槽1
4内の水を全量循環させることができるので、間欠的に
行うだけでも充分である。このため、ポンプ46の電気
代もあまりかからない。
4内の水を全量循環させることができるので、間欠的に
行うだけでも充分である。このため、ポンプ46の電気
代もあまりかからない。
【0030】このように水槽14内の上部と下部の間で
水Wを循環させることにより、水槽14内の上部と下部
の水Wの温度差を低減させて水槽14内の水Wの温度を
0℃近くで一定にすることができるため、熱交換パイプ
18の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換パイプ1
8の上部と下部における差を抑制することができる。
水Wを循環させることにより、水槽14内の上部と下部
の水Wの温度差を低減させて水槽14内の水Wの温度を
0℃近くで一定にすることができるため、熱交換パイプ
18の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換パイプ1
8の上部と下部における差を抑制することができる。
【0031】また上記循環させる水Wは、氷の成長度が
比較的大きい水槽14の上部では氷と氷の間の隙間が比
較的狭いので水の流速が大きくなって氷の成長を遅ら
せ、氷の成長度が大きくない水槽14の下方では氷と氷
の間の隙間が比較的大きいので水の流速が小さくなって
氷の成長を遅らせることはなくなるため、氷の成長度
の、熱交換パイプ18の上部と下部における差を抑制す
ることができる。
比較的大きい水槽14の上部では氷と氷の間の隙間が比
較的狭いので水の流速が大きくなって氷の成長を遅ら
せ、氷の成長度が大きくない水槽14の下方では氷と氷
の間の隙間が比較的大きいので水の流速が小さくなって
氷の成長を遅らせることはなくなるため、氷の成長度
の、熱交換パイプ18の上部と下部における差を抑制す
ることができる。
【0032】このため、従来のように、水槽14の上部
の互いに隣合う熱交換パイプ18の周りに成長した氷と
氷の間の隙間が小さくなって(或は繋がって)、その隙
間の水の流れが抑制されて氷を溶かすときに溶けにくく
なるということを防止できると共に、熱交換パイプ18
の下部の周りの水Wの温度が熱交換パイプ18の上部の
周りの水Wの温度より高くなってその水Wを冷房に用い
るとその冷房の効果を低下させるようなことを防止する
ことができる。
の互いに隣合う熱交換パイプ18の周りに成長した氷と
氷の間の隙間が小さくなって(或は繋がって)、その隙
間の水の流れが抑制されて氷を溶かすときに溶けにくく
なるということを防止できると共に、熱交換パイプ18
の下部の周りの水Wの温度が熱交換パイプ18の上部の
周りの水Wの温度より高くなってその水Wを冷房に用い
るとその冷房の効果を低下させるようなことを防止する
ことができる。
【0033】ちなみに実験において、循環水路44を通
って水槽14の下部から上部に水を循環させることによ
り、水槽14の上部と下部の水の温度が同じ0.5〜1
℃位になった。このため、熱交換パイプ18の上部の氷
の成長度が上記水の循環をしない場合よりも抑えられ、
熱交換パイプ18の中間部及びその下部の氷の成長度が
上記水の循環をしない場合よりも促進される結果が出
た。
って水槽14の下部から上部に水を循環させることによ
り、水槽14の上部と下部の水の温度が同じ0.5〜1
℃位になった。このため、熱交換パイプ18の上部の氷
の成長度が上記水の循環をしない場合よりも抑えられ、
熱交換パイプ18の中間部及びその下部の氷の成長度が
上記水の循環をしない場合よりも促進される結果が出
た。
【0034】図2は、本発明の第2の実施の形態に係る
蓄熱槽52について説明するために参照する図である。
同図において、蓄熱槽52の水槽54内には、図示して
いないが、前記第1の実施の形態における熱交換パイプ
18と同様の幾重にも蛇行する熱交換パイプが設けられ
ている。
蓄熱槽52について説明するために参照する図である。
同図において、蓄熱槽52の水槽54内には、図示して
いないが、前記第1の実施の形態における熱交換パイプ
18と同様の幾重にも蛇行する熱交換パイプが設けられ
ている。
【0035】水槽54の上方には循環水路58が配置さ
れており、この循環水路58は吸入水路58aと放出水
路58b、及びポンプ61から構成されている。循環水
路58の吸入水路58aからは4本の吸入パイプ60が
下垂しており、この吸入パイプ60は水槽54の四隅部
に熱交換パイプを避けて下垂している。また、放出水路
58bには水槽54内の水面上に水を吐出する吐出口が
水槽54側に向けて形成されている。
れており、この循環水路58は吸入水路58aと放出水
路58b、及びポンプ61から構成されている。循環水
路58の吸入水路58aからは4本の吸入パイプ60が
下垂しており、この吸入パイプ60は水槽54の四隅部
に熱交換パイプを避けて下垂している。また、放出水路
58bには水槽54内の水面上に水を吐出する吐出口が
水槽54側に向けて形成されている。
【0036】上記循環水路58、吸入パイプ60、及び
ポンプ61は、全体として請求項1における氷成長度差
抑制手段を構成している。
ポンプ61は、全体として請求項1における氷成長度差
抑制手段を構成している。
【0037】このような第2の実施の形態によれば、ポ
ンプ61を駆動することにより、吸入パイプ60から水
槽54内の下部の水を吸入水路58aに吸い上げて、放
出水路58bの吐出口から水槽54内の水面上に散水し
て水を戻すよう、水を循環させるように作動させる。
ンプ61を駆動することにより、吸入パイプ60から水
槽54内の下部の水を吸入水路58aに吸い上げて、放
出水路58bの吐出口から水槽54内の水面上に散水し
て水を戻すよう、水を循環させるように作動させる。
【0038】このため、水槽54内の下部の水をその上
部に移動させることができるので、水槽54内の上部と
下部の水の温度差が少なくなるため、熱交換パイプの外
周面に生成する氷の成長度の、熱交換パイプの上部と下
部における差を抑制することができる。
部に移動させることができるので、水槽54内の上部と
下部の水の温度差が少なくなるため、熱交換パイプの外
周面に生成する氷の成長度の、熱交換パイプの上部と下
部における差を抑制することができる。
【0039】図3は、本発明の第3の実施の形態に係る
蓄熱槽62及びこれを含む冷凍サイクル装置について説
明するために参照する図である。同図において、蓄熱槽
62の水槽64内には、前記第1,第2の実施の形態に
おけるような幾重にも蛇行する熱交換パイプ18の代り
に、図示するような、垂直に配置された二重管66(熱
交換器)が複数本並べて設けられている。
蓄熱槽62及びこれを含む冷凍サイクル装置について説
明するために参照する図である。同図において、蓄熱槽
62の水槽64内には、前記第1,第2の実施の形態に
おけるような幾重にも蛇行する熱交換パイプ18の代り
に、図示するような、垂直に配置された二重管66(熱
交換器)が複数本並べて設けられている。
【0040】二重管66は、その半径方向においては内
側管66aと外側管66bは遮断されているが、二重管
66の下端部においてのみ内側管66aと外側管66b
は互いに連通する構造となっている。そして、外側管6
6bの上端部の側部には出口パイプ66cが連通してい
て、複数の二重管66の出口パイプ66cの各々は水槽
64上の1本のパイプ状のヘッダー70内に集結するよ
う連通している。
側管66aと外側管66bは遮断されているが、二重管
66の下端部においてのみ内側管66aと外側管66b
は互いに連通する構造となっている。そして、外側管6
6bの上端部の側部には出口パイプ66cが連通してい
て、複数の二重管66の出口パイプ66cの各々は水槽
64上の1本のパイプ状のヘッダー70内に集結するよ
う連通している。
【0041】ヘッダー70は冷媒循環回路72を介して
圧縮機26と連結している。そして、膨張弁22は冷媒
循環回路20を介してディストリビュータ74と連結し
ており、このディストリビュータ74から複数に分岐し
た分岐管76の先端部は、各二重管66の内側管66a
の上端開口内に挿入するよう設けられている。
圧縮機26と連結している。そして、膨張弁22は冷媒
循環回路20を介してディストリビュータ74と連結し
ており、このディストリビュータ74から複数に分岐し
た分岐管76の先端部は、各二重管66の内側管66a
の上端開口内に挿入するよう設けられている。
【0042】上記二重管66、ヘッダー70及びディス
トリビュータ74は、全体として請求項1における氷成
長度差抑制手段を構成している。
トリビュータ74は、全体として請求項1における氷成
長度差抑制手段を構成している。
【0043】このような第3の実施の形態によれば、膨
張弁22で低圧、低温になった非共沸混合冷媒は、ディ
ストリビュータ74により複数の分岐管76に分岐して
送られ、その分岐管76から複数の二重管66の内側管
66a内に供給される。二重管66の内側管66aに入
った非共沸混合冷媒は二重管66の下端部に送られ、内
側管66aから外側管66bに入ってUターンして上昇
する。
張弁22で低圧、低温になった非共沸混合冷媒は、ディ
ストリビュータ74により複数の分岐管76に分岐して
送られ、その分岐管76から複数の二重管66の内側管
66a内に供給される。二重管66の内側管66aに入
った非共沸混合冷媒は二重管66の下端部に送られ、内
側管66aから外側管66bに入ってUターンして上昇
する。
【0044】この冷媒の下降,上昇時に、沸点の低い冷
媒、沸点が中間の冷媒、沸点の高い冷媒の順に冷媒が蒸
発することにより、外側管66bの外周面に氷を生成さ
せていく。そして蒸発した非共沸混合冷媒はヘッダー7
0に集結し、冷媒循環回路72を通って圧縮機26に送
られる。
媒、沸点が中間の冷媒、沸点の高い冷媒の順に冷媒が蒸
発することにより、外側管66bの外周面に氷を生成さ
せていく。そして蒸発した非共沸混合冷媒はヘッダー7
0に集結し、冷媒循環回路72を通って圧縮機26に送
られる。
【0045】非共沸混合冷媒が上記のように沸点の低い
順に蒸発することにより二重管66の内側管66aの上
部は下部より低温となり、外側管66bの上部は下部よ
り高温となるので、二重管66の上部と下部の温度差は
互いに相殺されて温度差がなくなるため、二重管66の
外周面に生成する氷の成長度の、二重管66の上部と下
部における差を抑制することができる。
順に蒸発することにより二重管66の内側管66aの上
部は下部より低温となり、外側管66bの上部は下部よ
り高温となるので、二重管66の上部と下部の温度差は
互いに相殺されて温度差がなくなるため、二重管66の
外周面に生成する氷の成長度の、二重管66の上部と下
部における差を抑制することができる。
【0046】なお、前記第1,第2の実施の形態におい
ては熱交換パイプ18が上方から下方に向って蛇行する
ように形成されていたが、このような形態に限定する必
要はなく、熱交換パイプは一側部(一端部)から他側部
(他端部)に横方向に向って蛇行すよるように形成され
てもよく、その他熱交換パイプはどのような形態で実施
してもよい。
ては熱交換パイプ18が上方から下方に向って蛇行する
ように形成されていたが、このような形態に限定する必
要はなく、熱交換パイプは一側部(一端部)から他側部
(他端部)に横方向に向って蛇行すよるように形成され
てもよく、その他熱交換パイプはどのような形態で実施
してもよい。
【0047】また、前記実施の形態においては熱交換パ
イプ18の上方に入口部を有し、その下方に出口部を有
していたが、それとは逆に熱交換パイプ18の下方に入
口部を有し、その上方に出口部を有する熱交換パイプを
用いてもよい。
イプ18の上方に入口部を有し、その下方に出口部を有
していたが、それとは逆に熱交換パイプ18の下方に入
口部を有し、その上方に出口部を有する熱交換パイプを
用いてもよい。
【0048】また、前記第2の実施の形態において吸入
パイプ60は水槽54の四隅部に計4本配置したが、熱
交換パイプを避けた位置であれば、吸入パイプ60は水
槽54の中央に1本だけ設けてもよく、或は他のどのよ
うな位置に、何本設けてもよい。
パイプ60は水槽54の四隅部に計4本配置したが、熱
交換パイプを避けた位置であれば、吸入パイプ60は水
槽54の中央に1本だけ設けてもよく、或は他のどのよ
うな位置に、何本設けてもよい。
【0049】また、前記実施の形態においては本発明を
冷房専用の空調装置に用いた場合について説明したが、
本発明は冷暖房共用の空調装置の冷房作動モードに用い
ることもできることはいうまでもない。
冷房専用の空調装置に用いた場合について説明したが、
本発明は冷暖房共用の空調装置の冷房作動モードに用い
ることもできることはいうまでもない。
【0050】以上、本発明の実施の形態について具体的
に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その
他にも各種の変更が可能なものである。
に述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の技術的思想に基づいて、その
他にも各種の変更が可能なものである。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄熱槽に
よれば、冷媒として非共沸混合冷媒を用いても、熱交換
器の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換器の一端部
と他端部の間における差を抑制する氷成長度差抑制手段
を設けたため、氷により冷熱を蓄えたり、或はこの蓄え
た冷熱を後で使う上での効率を向上することができる。
よれば、冷媒として非共沸混合冷媒を用いても、熱交換
器の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換器の一端部
と他端部の間における差を抑制する氷成長度差抑制手段
を設けたため、氷により冷熱を蓄えたり、或はこの蓄え
た冷熱を後で使う上での効率を向上することができる。
【0052】すなわち、蓄熱槽の上部の互いに隣合う熱
交換器の周りに成長した氷と氷の間の隙間が小さくなっ
て(或は繋がって)その隙間の水の流れが抑制されて氷
を溶かすときに溶けにくくなることを防止できると共
に、熱交換器の下部の周りの水の温度が熱交換器の上部
の周りの水の温度より高くなってその水を冷房に用いる
ことによりその冷房の効果を低下させるようなことを防
止することができる。
交換器の周りに成長した氷と氷の間の隙間が小さくなっ
て(或は繋がって)その隙間の水の流れが抑制されて氷
を溶かすときに溶けにくくなることを防止できると共
に、熱交換器の下部の周りの水の温度が熱交換器の上部
の周りの水の温度より高くなってその水を冷房に用いる
ことによりその冷房の効果を低下させるようなことを防
止することができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る空調装置40
の構成を示す概略図である。
の構成を示す概略図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る蓄熱槽52及
び循環水路58を示す概略斜視図である。
び循環水路58を示す概略斜視図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る蓄熱槽62及
びそれを含む冷凍サイクル装置を示す概略図である。
びそれを含む冷凍サイクル装置を示す概略図である。
【図4】従来の空調装置10の構成を示す概略図であ
る。
る。
【図5】図4の空調装置10の蓄熱槽12が有する問題
を説明するための熱交換パイプ18の部分断面図であ
る。
を説明するための熱交換パイプ18の部分断面図であ
る。
10 空調装置 12 蓄熱槽 14 水槽 18 熱交換パイプ 20 冷媒循環回路 22 膨張弁 24 冷媒循環回路 26 圧縮機 28 冷媒循環回路 30 コンデンサー 32 冷水循環回路 34 ポンプ 36 冷房装置 40 空調装置 42 蓄熱槽 44 循環水路 46 ポンプ 52 蓄熱槽 54 水槽 58 循環水路 58a 吸入水路 58b 放出水路 60 吸入パイプ 61 ポンプ 62 蓄熱槽 64 水槽 66 二重管 66a 内側管 66b 外側管 66c 出口パイプ 70 ヘッダー 72 冷媒循環回路 74 ディストリビュータ 76 分岐管 K 氷 W 水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古橋 治 静岡県浜松市馬郡町3762番地43 株式会社 東洋冷熱内 Fターム(参考) 3L103 AA35 BB42 CC02 CC28 DD10 DD38
Claims (5)
- 【請求項1】 水槽の中に配置され内部に冷媒が通るこ
とにより外周面に接触する水を冷却して冷熱を蓄える氷
を外周面に生成させるパイプ状の熱交換器を有する蓄熱
槽であって、 前記冷媒に非共沸混合冷媒を用いると共に、 前記熱交換器の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換
器の一端部と他端部の間における差を抑制する氷成長度
差抑制手段を設けたことを特徴とする蓄熱槽。 - 【請求項2】 水槽の中に配置され内部に冷媒が通るこ
とにより外周面に接触する水を冷却して冷熱を蓄える氷
を外周面に生成させるパイプ状の熱交換器を有する蓄熱
槽であって、 前記冷媒に非共沸混合冷媒を用いると共に、 前記熱交換器の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換
器の一端部と他端部の間における差を抑制する氷成長度
差抑制手段を設けた蓄熱槽と、 前記熱交換器を通って蒸発した前記冷媒を圧縮して液化
するコンデンシングユニットと、 前記コンデンシングユニットから前記熱交換器に送られ
る液化冷媒を膨張させて温度を低下させる膨張弁とを備
えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 【請求項3】 水槽の中に配置され内部に冷媒が通るこ
とにより外周面に接触する水を冷却して冷熱を蓄える氷
を外周面に生成させるパイプ状の熱交換器を有する蓄熱
槽であって、 前記冷媒に非共沸混合冷媒を用いると共に、 前記熱交換器の外周面に生成する氷の成長度の、熱交換
器の一端部と他端部の間における差を抑制する氷成長度
差抑制手段を設けた蓄熱槽と、 前記熱交換器を通って蒸発した前記冷媒を圧縮して液化
するコンデンシングユニットと、 前記コンデンシングユニットから前記熱交換器に送られ
る液化冷媒を膨張させて温度を低下させる膨張弁とを有
する冷凍サイクル装置と、 前記蓄熱槽内の冷水を用いて部屋の冷房を行う冷房装置
とを備えたことを特徴とする空調装置。 - 【請求項4】 前記氷成長度差抑制手段として、 前記蓄熱槽の一端部と他端部の間で水を循環させる循環
水路と、 前記循環水路の途中に設けられ前記水の循環を駆動する
循環駆動ポンプとを備えたことを特徴とする請求項1記
載の蓄熱槽。 - 【請求項5】 前記氷成長度差抑制手段として、 前記熱交換器を二重構造の管状に形成して垂直に配置し
複数本並べて前記蓄熱槽内に設け、 熱交換を行う前の前記冷媒を熱交換器の内側管を通って
前記蓄熱槽の下部に導いた後、 冷媒が前記内側管の下端部から折り返して入る熱交換器
の外側管を冷媒が上昇するときに熱交換を行なうように
したことを特徴とする請求項1記載の蓄熱槽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000292349A JP2002098490A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000292349A JP2002098490A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002098490A true JP2002098490A (ja) | 2002-04-05 |
Family
ID=18775305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000292349A Pending JP2002098490A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 蓄熱槽及びこれを有する冷凍サイクル装置並びにこれを備える空調装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002098490A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100365353C (zh) * | 2005-07-07 | 2008-01-30 | 虞海灿 | 蓄能热泵热水系统 |
JP2011133201A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Rion Tech:Kk | 温排水回収熱交換器及び温排水回収熱交換装置 |
CN103510573A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 杨志良 | 一种收集空气中水资源的冷冻制水装置及制水方法 |
KR101757106B1 (ko) * | 2016-01-26 | 2017-07-13 | 트윈에너지(주) | 축열 및 방열용 열교환기와 히터가 내장된 빙축열용 축열조 |
KR102562102B1 (ko) * | 2023-03-02 | 2023-08-02 | (주)본씨앤아이 | 친환경 냉매를 사용하는 반도체 설비용 냉각 시스템 |
-
2000
- 2000-09-26 JP JP2000292349A patent/JP2002098490A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100365353C (zh) * | 2005-07-07 | 2008-01-30 | 虞海灿 | 蓄能热泵热水系统 |
JP2011133201A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Rion Tech:Kk | 温排水回収熱交換器及び温排水回収熱交換装置 |
CN103510573A (zh) * | 2012-06-27 | 2014-01-15 | 杨志良 | 一种收集空气中水资源的冷冻制水装置及制水方法 |
CN103510573B (zh) * | 2012-06-27 | 2015-06-24 | 杨志良 | 一种收集空气中水资源的冷冻制水装置及制水方法 |
KR101757106B1 (ko) * | 2016-01-26 | 2017-07-13 | 트윈에너지(주) | 축열 및 방열용 열교환기와 히터가 내장된 빙축열용 축열조 |
KR102562102B1 (ko) * | 2023-03-02 | 2023-08-02 | (주)본씨앤아이 | 친환경 냉매를 사용하는 반도체 설비용 냉각 시스템 |
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