JP2004028562A

JP2004028562A - 移動式高密度雪氷庫による冷房システム

Info

Publication number: JP2004028562A
Application number: JP2003126518A
Authority: JP
Inventors: Norie Kon; 今　紀衛
Original assignee: KONGUMI KK
Current assignee: KONGUMI KK
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: JP3850385B2

Abstract

【課題】この発明は、安価で効率よく冷房を行うことができる移動式高密度雪氷庫による冷房システムを提供することを課題とする。
【解決手段】冬期間に断熱構造物７を開放位置Ｂに移動させて基礎部１の上部を開放させ、重機により除雪または排雪された雪を集めて基礎部１の上に積み上げ、整形して比重０．７以上の雪塊２４を形成する。その後、断熱構造物７をレール６に沿って閉鎖位置Ａにまで移動させて基礎部１の上部を覆うことにより雪氷庫を形成する。雪塊２４からの融冷水は傾斜した基礎部１の床面２の上を流れて取水溝３から冷水ピット５に貯留され、ポンプの駆動により建造物の熱交換ユニットに送出されて冷房を行った後、基礎部１の床面２に戻される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、雪氷庫を利用して冷房を行う冷房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許文献１に開示されているように、従来から、雪氷庫を利用し、その冷気や冷水によって冷房を行う氷室形式の冷房システムの開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２１９４９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、雪を積み重ねて形成された従来の雪氷庫では、雪の比重が０．５５程度と低かったため、雪氷庫内の雪を貯蔵する容積が大きくなって建設コストが高くなると共に冷熱エネルギーの利用効率がよくないという問題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、安価で効率よく冷房を行うことができる移動式高密度雪氷庫による冷房システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動式高密度雪氷庫による冷房システムは、その上に雪塊が配置される基礎部と、基礎部の上部を覆って雪氷庫を形成する閉鎖位置と基礎部の上部を開放する開放位置との間で移動自在に設けられた断熱構造物と、所望の空間を冷房するための熱交換ユニットと、基礎部と熱交換ユニットとの間で冷水を循環させて熱交換ユニットにより冷房を行わせる冷水循環装置とを備え、断熱構造物を開放位置に位置させた状態で除雪または排雪された雪を所定の場所に堆積して整形することにより比重０．７以上の雪塊を基礎部の上に配置し、断熱構造物を閉鎖位置に移動して雪氷庫を形成し、冷水循環装置を作動させて所望の空間を冷房するものである。
【０００６】
所定の場所に堆積された雪に液体を散して加重することにより雪塊を形成することもできる。
好ましくは、断熱構造物は、反射式流雪シートからなる外面と防湿シートからなる内面との間に断熱材が挿入された断熱構造を有している。
また、基礎部が傾斜のある床面とこの床面を流れた冷水を集める取水溝とこの取水溝の上部に取り付けられたストレーナとを有し、取水溝で集められた冷水を貯留する冷水ピットをさらに備えて、冷水循環装置が冷水ピット内の冷水を熱交換ユニットへ供給するように構成することもできる。
【０００７】
冷水循環装置は、基礎部で得られた温度１〜２℃の冷水を熱交換ユニットへ供給し、熱交換により温度５〜７℃に昇温した水を基礎部へ戻すことが好ましい。
さらに、断熱構造物内に温度検出器を配設すると共に断熱構造物内の天井部に霧散布器を取り付けるか、あるいは断熱構造物の屋根の頂点部にスプリンクラーを取り付け、温度検出器で検出された温度が所定値を超えた場合に冷水ピット内の冷水を霧散布器またはスプリンクラーから散水するようにしてもよい。
なお、熱交換ユニットを使用しない期間は断熱構造物を開放位置に移動してスポーツ施設、イベント、駐車場、物置または倉庫として使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係る移動式高密度雪氷庫による冷房システムの雪氷庫部分の構造を示す。上方が開放された基礎部１がコンクリート等により形成されている。基礎部１の床面２はその一端から他端へ向かって傾斜しており、最も低くなった床面２の他端に取水溝３が形成され、この取水溝３に取水管４を介して接続された冷水ピット５が基礎部１に隣接して形成されている。基礎部１の両側部には互いに平行な一対のレール６が敷設されており、これらレール６上に断熱構造物７が設置されている。レール６は、基礎部１の上だけでなく、基礎部１に隣接した地面の上にまで基礎部１とほぼ同じ長さにわたって延在しており、断熱構造物７は図１に示されるように基礎部１の上部を覆う閉鎖位置Ａと基礎部１に隣接した地面の上に位置して基礎部１の上部を開放する開放位置Ｂとの間でレール６に沿って移動自在に設置されている。
【０００９】
図２に示されるように、レール６はＨ鋼からなり、断熱構造物７の下部に取り付けられた滑車８がこのＨ鋼の上を転動することにより断熱構造物７が移動できるようになっている。
断熱構造物７は、トラス構造を有すると共に、反射式流雪シート９からなる外面と防湿シート１０からなる内面との間に１００ｍｍ以上の厚さの断熱材１１が挿入された断熱構造を有している。また、断熱構造物７の天井部には複数の霧散布器１２が取り付けられ、断熱構造物７の屋根の頂点部には複数のスプリンクラー１３が取り付けられている。
【００１０】
図３及び４に示されるように、基礎部１の床面２のうち最も高い位置を占める床面２の一端には、床面２に水を流すための複数の注出口１４を有するトラフ１５が形成されている。なお、複数の注出口１４は互いに同じ高さに形成されている。また、床面２の他端に形成された取水溝３の上に冷水に混在されたゴミを集め取るためのストレーナ１６が配置されると共に冷水ピット５内にも取水溝３に接続された取水管４の出口端にストレーナ１７が配置されている。さらに、冷水ピット５には、冷水を後述する熱交換ユニットへ送出するための冷水循環装置となるポンプ１８と、冷水を霧散布器１２及びスプリンクラー１３へそれぞれ送出するためのポンプ１９及び２０と、排水用のポンプ２１とが設置されている。
【００１１】
図５に示されるように、ポンプ１８は、基礎部１に近接して構築された建造物２２内の熱交換ユニット２３の入口側に配管を介して接続され、熱交換ユニット２３の出口側は配管を介して基礎部１のトラフ１５に接続されている。
【００１２】
次に、この実施の形態の動作について説明する。まず、冬期間に断熱構造物７をレール６に沿って開放位置Ｂにまで移動させて基礎部１の上部を開放させ、重機により除雪または排雪された雪を集めて基礎部１の上に積み上げる。このとき、重機で雪を均しつつ整形して比重０．７以上の雪塊２４を形成する。なお、雪の含水量が低いために雪を均しただけではその比重が０．７以上にまで高まらない場合には、雪に水等の液体を散しながら重機で加重することにより比重０．７以上の高密度の雪塊２４を形成する。このようにして、所定の大きさの雪塊２４が形成されると、断熱構造物７をレール６に沿って閉鎖位置Ａにまで移動させて基礎部１の上部を断熱構造物７で覆う。これにより、雪氷庫が形成される。
【００１３】
そして、春あるいは夏になり、雪氷庫内の雪塊２４が融解し始めると、雪の融冷水が傾斜した基礎部１の床面２の上を流れて取水溝３に集められ、取水管４を通って冷水ピット５に貯留される。そこで、ポンプ１８を駆動して、図５に一点鎖線で示されるように冷水ピット５内の例えば温度１〜２℃の冷水を建造物２２の熱交換ユニット２３に送出する。これにより、建造物２２において、冷房を行うことができる。熱交換ユニット２３で熱交換されることにより例えば温度５〜６℃に昇温した水は、図５に破線で示されるように熱交換ユニット２３から配管を介して基礎部１のトラフ１５に送られ、複数の注出口１４から基礎部１の床面２に流出する。このとき、複数の注出口１４は互いに同じ高さに形成されているため、水は基礎部１の床面２の一部に偏ることなく、床面２の全面にわたって一様に流れる。この水は基礎部１の床面２を流れる間に雪塊２４により冷却され、新たな雪の融冷水と共に冷水ピット５に戻され、再びポンプ１８によって建造物２２の熱交換ユニット２３に送出される。
【００１４】
以上のようにして、春、夏及び秋に必要に応じて建造物２２内の冷房が行われる。
断熱構造物７を閉鎖位置Ａに位置させて冷房システムが稼働し得る状態にある場合に、断熱構造物７の天井面の温度が高くなった場合は、ポンプ１９を駆動して冷水ピット５内の冷水を霧散布器１２に送り、冷水を霧状にして散布させることにより温度を下げることができる。同様に、断熱構造物７の外面の温度が高くなった場合は、ポンプ２０を駆動して冷水ピット５内の冷水をスプリンクラー１３に送り、冷水を断熱構造物７の屋根に散水させることにより温度を下げることができる。
【００１５】
なお、図６に示されるように、断熱構造物７の天井部と屋根の上にそれぞれ温度センサ２５及び２６を取り付け、温度センサ２５により検出された温度が予め設定された値以上になったときに自動的に霧散布器１２からの冷水の散布を行い、同様に温度センサ２６により検出された温度が予め設定された値以上になったときに自動的にスプリンクラー１３からの散水を行うように構成することもできる。
【００１６】
熱交換ユニット２３を使用する春、夏あるいは秋の期間には断熱構造物７を閉鎖位置Ａに位置させ、熱交換ユニット２３を使用しない冬期間には断熱構造物７を開放位置Ｂに位置させるため、例えば図７に示すように、開放位置Ｂに相当する土地にテニスコートやグラウンド等のスポーツ施設を作れば、春、夏あるいは秋には断熱構造物７が閉鎖位置Ａに移動してこのスポーツ施設を屋外施設として使用し、基礎部１に雪を積み上げる冬期間には図８に示すように断熱構造物７が開放位置Ｂに移動してスポーツ施設を屋内施設として使用することが可能となる。同様にして、断熱構造物７を開放位置Ｂに移動して、厳寒期における駐車場、物置または倉庫として使用することもできる。
【００１７】
なお、除雪または排雪された雪を集めて雪塊２４を形成するため、雪の融冷水にゴミが混在するおそれがあるが、ゴミは取水溝３の上に配置されたストレーナ１６及び冷水ピット５内に配置されたストレーナ１７により集め取られ、ポンプ１８〜２０に至ることが防止されるので、ポンプ１８〜２０の故障等を引き起こすことが回避される。
【００１８】
断熱構造物７は軽量に形成されているため、レール６に沿って容易に移動することができる。また、外面が反射式流雪シート９からなるので、夏は日射光を反射し、冬は雪が降っても積もることがなく滑り落ちるようになっている。さらに、内面が防湿シート１０から形成されているため、湿気が遮断され、断熱材１１による断熱効果が助長されるようになっている。
さらに、図９に示されるように、比重０．７以上とされた雪塊２４の上にシート２７を掛けて断熱構造物７の断熱材１１との間に空間２８を形成することにより、この空間２８が断熱空間となり、断熱効果を一段と向上させることが可能となる。なお、シート２７は防湿性を有していればよく、ビニールシート等各種のシートを使用することができる。
【００１９】
基礎部１の床面２を傾斜させ、最も高い位置にトラフ１５を形成して互いに同じ高さに位置する複数の注出口１４から水を流すため、融雪が平均化し、雪塊２４にクレパスが発生することが防止される。
なお、基礎部１が大規模になった場合には、床面２を一方向に傾斜させるのではなく、床面２の中央を最も低くしてそこに取水溝３を形成することもできる。例えば、四方にトラフ１５を設置して多数の注出口１４から水を流すようにすれば、雪塊２４のクレパスを効果的に防ぐことができる。
【００２０】
上記の実施の形態においては、断熱構造物７の下部に取り付けられた滑車８がＨ鋼からなるレール６の上を転動することによって断熱構造物７が移動し得るように構成されていたが、必ずしもレール６をＨ鋼から形成する必要はなく、他の断面形状を有するようなレールを使用したり、またレールの代わりに基礎部１の両側部にそれぞれロール溝等の溝を形成し、断熱構造物７の下部に取り付けられた車輪がこの溝に沿って転動するような構造とすることもできる。
【００２１】
上記の実施の形態では、断熱構造物７が断面５角形状のトラス構造を有していたが、これに限るものではなく、例えば図１０（ａ）〜（ｃ）に示される断熱構造物２９〜３１のように種々の断面形状のトラス構造や図１０（ｄ）に示される断熱構造物３２のようなドーム構造等、各種の構造を採用することができる。
【００２２】
なお、上記の説明では、断熱構造物７が移動自在に設置されていたが、基礎部１の上に雪塊２４を形成した後にさらにその上に断熱構造物を組み立てて固設することもできる。この場合、基礎部１の所定箇所に予め柱を立てておき、断熱構造物の屋根部分を別途地上で組立て、クレーンで吊り上げて柱の上に仕上ることができる。
さらに、断熱構造物が大規模になって内部に柱が必要になった場合には、雪塊２４の上から液体をゆっくり流すことによって雪塊２４に穴を明けることができ、必要な柱部分にだけ穴を明けてそこに柱を取り付けることが可能となる。
【００２３】
また、雪氷庫を形成する断熱構造物の内部に貯蔵室を設ければ、野菜や穀物等の低温貯蔵を併せて行うこともできる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、除雪または排雪された雪を所定の場所に堆積して整形することにより比重０．７以上の雪塊を基礎部の上に配置し、基礎部の上部を断熱構造物で覆って雪氷庫を形成するので、雪氷庫の容積が小さくても効率のよい冷房を行うことができる。
また、除雪または排雪された雪を利用することによりライニングコストが格段に安価となり、断熱構造物を移動式とすることによってイニシャルコストも従来の１／３〜１／４に抑えることができると共に断熱構造物の移動により厳寒期のスポーツ施設、イベント、駐車場、物置、倉庫、その他の用途に使用することができ、極めて有用な冷房システムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る移動式高密度雪氷庫による冷房システムの雪氷庫部分の構造を示す側面断面図である。
【図２】実施の形態における雪氷庫部分の構造を示す正面断面図である。
【図３】基礎部の構造を示す側面断面図である。
【図４】基礎部を示す平面図である。
【図５】実施の形態に係る冷房システムの冷水循環系統図である。
【図６】変形例における雪氷庫部分の構造を示す正面断面図である。
【図７】実施の形態に係る冷房システムの冷房稼働期間の様子を概略的に示す斜視図である。
【図８】実施の形態に係る冷房システムの冷房停止期間の様子を概略的に示す斜視図である。
【図９】他の変形例における雪氷庫部分の構造を示す正面断面図である。
【図１０】さらに他の変形例における断熱構造物の断面形状を示す概略正面断面図である。
【符号の説明】
１　基礎部、２　床面、３　取水溝、４　取水管、５　冷水ピット、６　レール、７，２９〜３２　断熱構造物、８　滑車、９　反射式流雪シート、１０　防湿シート、１１　断熱材、１２　霧散布器、１３　スプリンクラー、１４　注出口、１５　トラフ、１６，１７　ストレーナ、１８〜２１　ポンプ、２２　建造物、２３　熱交換ユニット、２４　雪塊、２５，２６　温度センサ、２７　シート、２８　空間、Ａ　閉鎖位置、Ｂ　開放位置。

Claims

その上に雪塊が配置される基礎部と、
前記基礎部の上部を覆って雪氷庫を形成する閉鎖位置と前記基礎部の上部を開放する開放位置との間で移動自在に設けられた断熱構造物と、
所望の空間を冷房するための熱交換ユニットと、
前記基礎部と前記熱交換ユニットとの間で冷水を循環させて前記熱交換ユニットにより冷房を行わせる冷水循環装置と
を備え、前記断熱構造物を開放位置に位置させた状態で除雪または排雪された雪を所定の場所に堆積して整形することにより比重０．７以上の雪塊を前記基礎部の上に配置し、前記断熱構造物を閉鎖位置に移動して雪氷庫を形成し、前記冷水循環装置を作動させて所望の空間を冷房することを特徴とする移動式高密度雪氷庫による冷房システム。
所定の場所に堆積された雪に液体を散して加重することにより雪塊を形成する請求項１に記載の冷房システム。
前記断熱構造物は、反射式流雪シートからなる外面と防湿シートからなる内面との間に断熱材が挿入された断熱構造を有する請求項１または２に記載の冷房システム。
前記基礎部は傾斜のある床面とこの床面を流れた冷水を集める取水溝とこの取水溝の上部に取り付けられたストレーナとを有し、
前記取水溝で集められた冷水を貯留する冷水ピットをさらに備え、
前記冷水循環装置は前記冷水ピット内の冷水を前記熱交換ユニットへ供給する請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷房システム。
前記冷水循環装置は、前記基礎部で得られた温度１〜２℃の冷水を前記熱交換ユニットへ供給し、熱交換により温度５〜７℃に昇温した水を前記基礎部へ戻す請求項４に記載の冷房システム。
前記断熱構造物内に配設された温度検出器と、
前記断熱構造物内の天井部に取り付けられた霧散布器または前記断熱構造物の屋根の頂点部に取り付けられたスプリンクラーと
を備え、前記温度検出器で検出された温度が所定値を超えた場合に前記冷水ピット内の冷水を前記霧散布器またはスプリンクラーから散水する請求項４または５に記載の冷房システム。
前記熱交換ユニットを使用しない期間は前記断熱構造物を開放位置に移動してスポーツ施設、イベント、駐車場、物置または倉庫として使用する請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷房システム。