JP2006112652A - Ice making method and device for heat storage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水溶液を製氷する蓄熱用製氷方法と装置に関する。 The present invention relates to a heat storage ice making method and apparatus for making an aqueous solution.
近年、電力需要の昼夜平均化を図るために、夜間の余裕電力を利用して冷熱を貯蔵し、昼間に冷熱を取り出し冷房負荷などに利用する冷熱貯蔵システムが注目されている。 In recent years, in order to average power demand day and night, attention has been focused on a cold storage system that stores cold energy using surplus power at night and extracts cold energy during the day and uses it for cooling loads and the like.
冷熱の貯蔵には、いずれも水を使用する冷水蓄熱方法と氷蓄熱方法があるが、設備スペースの効率的利用等の面から、より省スペースで蓄熱が可能な氷蓄熱方法が多用されている。 There are cold water storage methods and ice storage methods that both use water for cold storage, but ice storage methods that can store heat more efficiently are used more frequently from the viewpoint of efficient use of equipment space. .
蓄熱用製氷方法には、スタティック方式とダイナミック方式がある。前者は、製氷用熱交換器の伝熱面に氷を着氷させ成長させる方式であるが、氷厚の増大に伴って伝熱効率が低下する。後者は、製氷用熱交換器の伝熱面に着氷した氷を間歇的に剥離させる剥離方式と、過冷却水を作り、過冷却状態を解除することにより相変化させ、氷を生成する過冷却方式がある。氷生成効率の有利性から過冷却方式が注目されている。 There are two types of ice storage methods for heat storage: static method and dynamic method. The former is a method of icing and growing ice on the heat transfer surface of the ice-making heat exchanger, but the heat transfer efficiency decreases as the ice thickness increases. The latter includes a peeling method that intermittently peels off the ice that has landed on the heat transfer surface of the ice-making heat exchanger, and a supercritical water that creates supercooled water and releases the supercooled state to change the phase and generate ice. There is a cooling system. The supercooling method is attracting attention because of the advantage of ice generation efficiency.
過冷却方式は、例えば、下記特許文献1〜3に開示されているように、蓄熱槽内に貯溜された水を取出し製氷熱交換器に導き、冷凍機で冷却された冷媒またはブライン(以下、冷媒と総称することもある)と熱交換して水を製氷熱交換器で凝固点温度以下の過冷却状態にまで冷却する。そして、この水を蓄熱槽内に戻すとき、槽内の液面との衝突により過冷却を解除して一部を氷に相変化し、シャーベット状の氷にするものである。
For example, as disclosed in
この蓄熱用製氷方法により得られる蓄熱媒体は、水を相変化させた氷であるため、0℃の温度を得る程度であるが、ビル空調などの冷房に利用する場合には問題はない。 Since the heat storage medium obtained by this heat storage ice making method is ice obtained by changing the phase of water, it can only obtain a temperature of 0 ° C., but there is no problem when it is used for cooling such as building air conditioning.
しかし、空調以外の分野で利用する場合、例えば、アルコール飲料、レトルト食品、乳製品などのような食品や飲料に関する分野では、さらに低温の冷熱源を必要とする場合がある。このような低温の冷熱源は、水の氷蓄熱媒体で得ることは難しい。 However, when used in fields other than air conditioning, for example, in fields related to foods and beverages such as alcoholic beverages, retort foods, and dairy products, a colder heat source may be required. Such a low-temperature cold heat source is difficult to obtain with water ice storage media.
そこで、本発明者らは、アルコールや塩化ナトリウムなどを含む水溶液を蓄熱媒体として利用することに着目した。このような水溶液は、凍結温度が−10℃程度になり、食品や飲料に関する分野の冷熱源としても利用できる。 Therefore, the present inventors have focused on using an aqueous solution containing alcohol, sodium chloride, and the like as a heat storage medium. Such an aqueous solution has a freezing temperature of about −10 ° C. and can be used as a cold heat source in the field of food and beverages.
ところが、水溶液は、その種類のみでなく個々の水溶液の濃度によっても凍結させる場合の温度が変化し、単純に前記蓄熱用製氷方法を水溶液の場合に転用することは困難である。水を相変化させる場合は、水の凝固点温度が大気圧下では0℃と常に一定であるため、0℃+α℃の一定温度に昇温(予熱)し製氷熱交換器に送水すれば、製氷熱交換器内で凍結することはなく、−2℃程度の過冷却水が安定的に得られる。また、この水を冷却するブラインについても、0℃−β℃(=−3℃)の一定温度にし、製氷熱交換器に送れば、製氷熱交換器内で過冷却水が凝固することなく安定的に流出させることができる。 However, the temperature in the case of freezing the aqueous solution varies depending not only on the type but also the concentration of each aqueous solution, and it is difficult to simply divert the ice storage method for heat storage to an aqueous solution. When water is phase-changed, the freezing point temperature of water is always constant at 0 ° C under atmospheric pressure, so if the temperature is raised (preheated) to a constant temperature of 0 ° C + α ° C and sent to an ice making heat exchanger, ice making There is no freezing in the heat exchanger, and supercooled water at about −2 ° C. is stably obtained. In addition, the brine for cooling the water is also kept at a constant temperature of 0 ° C.-β ° C. (= −3 ° C.) and sent to the ice making heat exchanger without the supercooling water solidifying in the ice making heat exchanger. Can be discharged.
ところが、水溶液を冷却すると、まず、水溶液中の水分のみが相変化することになり、このため、製氷量の増加に伴い水溶液が濃縮され、水溶液の凝固点が降下することになり、水のような画一的で安定的な過冷却状態を得ることが難しい。 However, when the aqueous solution is cooled, first, only the water in the aqueous solution undergoes a phase change. For this reason, the aqueous solution is concentrated as the amount of ice is increased, and the freezing point of the aqueous solution is lowered. It is difficult to obtain a uniform and stable supercooled state.
また、水溶液の濃縮と、凝固点の降下により水溶液の粘性も増大する。粘性の増大は、水溶液のみでなく、ブラインについても生じる。このため、蓄熱用製氷方法で水溶液を相変化させる場合は、水の場合を単純に流用できない。
本発明の目的は、水を相変化させた氷では得られない低温の蓄熱媒体を、水溶液を相変化させることにより安定的に得るための蓄熱用製氷方法と装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a heat storage ice making method and apparatus for stably obtaining a low-temperature heat storage medium that cannot be obtained by ice whose phase has been changed by changing the phase of an aqueous solution.
本発明者らは、凝固点の降下と粘性の増大の両面から水溶液を制御することにより上記目的を達成し、本発明を完成するに至ったのである。凝固点降下の対策としては、水溶液の凝固点温度をTg(℃)とすると、製氷量に伴う水溶液の濃縮によりTg(℃)は降下するが、このような温度降下の中で製氷熱交換器へ水溶液を供給する温度をTg+α(℃)に制御する必要がある。そのためには、ある製氷量の条件で、凝固点温度Tg(℃)を把握する必要があるが、蓄熱槽内で水溶液と氷が共存している場合の水溶液の温度Tk(℃)(以下、氷液共存温度Tk℃と略称する)が、製氷状態如何に拘わらず、まさにTg(℃)とイコールである点に着目し、この氷液共存温度Tk℃をベースにして製氷熱交換器へ水溶液を供給する温度、製氷熱交換器へ供給するブラインの温度が所定の設定値になるように制御することにより行なう。 The inventors of the present invention have achieved the above object by controlling the aqueous solution from both the lowering of the freezing point and the increase in viscosity, and have completed the present invention. As a countermeasure against the freezing point depression, if the freezing point temperature of the aqueous solution is Tg (° C.), the Tg (° C.) drops due to the concentration of the aqueous solution accompanying the amount of ice making. Must be controlled to Tg + α (° C.). For that purpose, it is necessary to grasp the freezing point temperature Tg (° C.) under a certain amount of ice making, but the temperature Tk (° C.) of the aqueous solution when the aqueous solution and ice coexist in the heat storage tank (hereinafter referred to as ice Focusing on the fact that the liquid coexistence temperature is abbreviated as Tk ° C), regardless of the ice making condition, it is exactly Tg (° C) and equal, and the aqueous solution is supplied to the ice making heat exchanger based on this ice liquid coexistence temperature Tk ° C. This is performed by controlling the temperature to be supplied and the temperature of the brine to be supplied to the ice making heat exchanger to be a predetermined set value.
一方、粘性増大の対策としては、水溶液およびブラインそれぞれにおいて、一定の循環量が確保されるように流量制御することにより行なう。 On the other hand, as a countermeasure against the increase in viscosity, the flow rate is controlled so that a constant circulation amount is secured in each of the aqueous solution and the brine.
このような制御を行なうと、製氷熱交換器内で過冷却された水溶液を、凝固させることなく安定的に液状態のままで製氷熱交換器から流出させることができることから、水溶液を相変化させて低温の蓄熱用氷を安定的に得ることができることになる。 If such control is performed, the aqueous solution supercooled in the ice-making heat exchanger can be allowed to flow out of the ice-making heat exchanger in a stable liquid state without being solidified. Thus, low-temperature heat storage ice can be stably obtained.
つまり、本発明の目的は、下に記する手段により達成される。 That is, the object of the present invention is achieved by the means described below.
(1) 蓄熱槽内からの製氷用流体と、冷凍機で冷却されたブラインとをそれぞれ製氷熱交換器に導いて両者を熱交換し、前記製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷方法であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記製氷熱交換器に導入される前記水溶液の温度が蓄熱槽内の水溶液の氷液共存温度より所定温度だけ高温となるように、また、前記製氷熱交換器に導かれるブラインの温度が前記氷液共存温度より所定温度だけ低温になるように、それぞれ制御し前記製氷熱交換器に導入することを特徴とする蓄熱用製氷方法。
(1) The ice making fluid from the inside of the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to thereby store the heat. An ice making method for heat storage that returns to the inside of the tank and produces sherbet-shaped ice,
An aqueous solution is used as the ice-making fluid, and the temperature of the aqueous solution introduced into the ice-making heat exchanger is higher by a predetermined temperature than the ice liquid coexisting temperature of the aqueous solution in the heat storage tank. An ice making method for heat storage, wherein the temperature is controlled so that the temperature of the brine guided to the vessel is lower than the ice liquid coexistence temperature by a predetermined temperature, and the brine is introduced into the ice making heat exchanger.
(2) 蓄熱槽内からの製氷用流体と、冷凍機で冷却されたブラインとをそれぞれ製氷熱交換器に導いて両者を熱交換し、前記製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷方法であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記蓄熱槽から製氷熱交換器に導かれる水溶液の流量が、前記水溶液の温度降下および濃縮による粘性増加に伴って所定流量以下になると、流量制御手段により前記所定流量に戻すことを特徴とする蓄熱用製氷方法。
(2) The ice making fluid from the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to store the heat. An ice making method for heat storage that returns to the inside of the tank and produces sherbet-shaped ice,
When an aqueous solution is used as the ice-making fluid, and the flow rate of the aqueous solution guided from the heat storage tank to the ice-making heat exchanger becomes equal to or less than a predetermined flow rate due to a temperature drop and concentration increase due to the concentration of the aqueous solution, An ice making method for heat storage, characterized by returning to a predetermined flow rate.
(3) 蓄熱槽内からの製氷用流体と、冷凍機で冷却されたブラインとをそれぞれ製氷熱交換器に導いて両者を熱交換し、前記製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷方法であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記冷凍機から製氷熱交換器に導かれるブラインの流量が温度降下に伴って所定流量以下になると、流量制御手段により前記所定流量に戻すことを特徴とする蓄熱用製氷方法。
(3) The ice making fluid from the inside of the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to thereby store the heat. An ice making method for heat storage that returns to the inside of the tank and produces sherbet-shaped ice,
An aqueous solution is used as the ice making fluid, and when the flow rate of the brine introduced from the refrigerator to the ice making heat exchanger becomes a predetermined flow rate or less with a temperature drop, the flow rate control means returns the flow rate to the predetermined flow rate. Ice making method for heat storage.
(4) 前記水溶液を氷液共存温度より高温にする温度は、0.5℃〜1.5℃であり、前記冷媒を氷液共存温度より低温状態とする温度は、3.5℃〜4.5℃である前記(1)の蓄熱用製氷方法。 (4) The temperature at which the aqueous solution is made higher than the ice liquid coexistence temperature is 0.5 ° C. to 1.5 ° C., and the temperature at which the refrigerant is at a temperature lower than the ice liquid coexistence temperature is 3.5 ° C. to 4 ° C. (1) The ice storage method for heat storage according to (1) above, which is 5 ° C.
(5) 前記水溶液は、アルコール水溶液である前記(1)〜(4)の蓄熱用製氷方法。 (5) The ice making method for heat storage according to (1) to (4), wherein the aqueous solution is an alcohol aqueous solution.
(6) 前記水溶液は、塩化ナトリウム水溶液である前記(1)〜(4)の蓄熱用製氷方法。 (6) The ice making method for heat storage according to (1) to (4), wherein the aqueous solution is a sodium chloride aqueous solution.
(7) 内部に製氷用流体が貯溜された蓄熱槽と、
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れる冷媒用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と製氷熱交換器との間で前記製氷用流体を循環させる製氷用流体循環回路と、
冷凍機で冷却されたブラインを前記製氷熱交換器に導く冷媒循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体と冷媒を熱交換することにより、製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用することとし、前記製氷熱交換器に流入する前記水溶液の温度を氷液共存温度より所定温度だけ高温に制御する水溶液制御部と、前記ブラインの温度を前記氷液共存温度より所定温度だけ低温に制御する冷媒温度制御部とを有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。
(7) a heat storage tank in which ice making fluid is stored;
A plate-type ice-making heat exchanger in which a flow path for refrigerant in which brine flows and a flow path for the ice-making fluid in which the ice-making fluid flows are formed between a plurality of opposed heat transfer plates;
An ice making fluid circulation circuit for circulating the ice making fluid between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A refrigerant circulation circuit for guiding brine cooled by a refrigerator to the ice making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device for producing a sherbet-like ice by cooling the ice making fluid to a supercooled state by exchanging heat between the ice making fluid and the refrigerant in the ice making heat exchanger. ,
An aqueous solution is used as the ice making fluid, and an aqueous solution control unit that controls the temperature of the aqueous solution flowing into the ice making heat exchanger to be higher than the ice solution coexistence temperature by a predetermined temperature; and the temperature of the brine is the ice solution An ice making device for heat storage, comprising: a refrigerant temperature control unit that controls a temperature lower than the coexistence temperature by a predetermined temperature.
(8) 内部に製氷用流体が貯溜された蓄熱槽と、
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れる冷媒用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が交互に形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と前記製氷熱交換器との間で前記製氷用流体が循環される製氷用流体循環回路と、
冷凍機と前記製氷熱交換器との間でブラインが循環されるブライン循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体とブラインを熱交換することにより製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記製氷用流体循環回路を循環する水溶液の流量が、前記水溶液の温度降下および濃縮による粘性増加に伴って所定流量より低下すると、前記所定流量に戻す流量制御手段を有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。
(8) a heat storage tank in which ice-making fluid is stored;
A plate-type ice making heat exchanger in which a refrigerant flow path through which brine flows and a flow path for ice making fluid through which the ice making fluid flows are alternately formed between a plurality of opposed heat transfer plates;
An ice making fluid circulation circuit in which the ice making fluid is circulated between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A brine circulation circuit in which brine is circulated between a refrigerator and the ice making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device for producing a sherbet-like ice by cooling the ice making fluid to a supercooled state by exchanging heat between the ice making fluid and brine in the ice making heat exchanger,
Flow control using an aqueous solution as the ice-making fluid, and returning the flow rate of the aqueous solution circulating through the ice-making fluid circulation circuit to the predetermined flow rate when the flow rate of the aqueous solution decreases below a predetermined flow rate due to a temperature drop and concentration increase due to concentration. An ice making apparatus for heat storage, characterized by comprising means.
(9) 内部に製氷用流体が貯溜された蓄熱槽と、
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れるブライン用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と製氷熱交換器との間で前記製氷用流体を循環させる製氷用流体循環回路と、
冷凍機で冷却されたブラインを前記製氷熱交換器に導くブライン循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体とブラインを熱交換することにより、製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記ブライン循環回路を循環するブライン量が、当該ブラインの温度の降下に伴って所定流量より低下すると、前記所定流量に戻す流量制御手段を有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。
(9) a heat storage tank in which ice making fluid is stored;
A plate-type ice making heat exchanger in which a brine flow path through which brine flows and a flow path for the ice making fluid through which the ice making fluid flows are formed between a plurality of heat transfer plates disposed opposite to each other;
An ice making fluid circulation circuit for circulating the ice making fluid between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A brine circulation circuit for guiding the brine cooled by the refrigerator to the ice-making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device that heats the ice making fluid and brine in the ice making heat exchanger to cool the ice making fluid to a supercooled state and return it to the heat storage tank to produce sherbet-like ice. ,
An aqueous solution is used as the ice-making fluid, and when the amount of brine circulating in the brine circulation circuit falls below a predetermined flow rate with a decrease in the temperature of the brine, the flow control means returns to the predetermined flow rate. Ice storage device for heat storage.
(10) 前記水溶液を氷液共存温度より高温にする温度は、0.5℃〜1.5℃であり、前記冷媒を氷液共存温度より低温状態とする温度は、3.5℃〜4.5℃である前記(7)の蓄熱用製氷装置。 (10) The temperature at which the aqueous solution is made higher than the ice-liquid coexistence temperature is 0.5 ° C. to 1.5 ° C., and the temperature at which the refrigerant is at a temperature lower than the ice-liquid coexistence temperature is 3.5 ° C. to 4 ° C. (5) The ice storage device for heat storage according to (7), which is 5 ° C.
(11) 前記水溶液は、アルコール水溶液である前記(7)〜(10)の蓄熱用製氷装置。 (11) The ice storage device for heat storage according to (7) to (10), wherein the aqueous solution is an alcohol aqueous solution.
(12) 前記水溶液は、塩化ナトリウム水溶液である前記(7)〜(10)の蓄熱用製氷装置。 (12) The heat storage ice making device according to any one of (7) to (10), wherein the aqueous solution is a sodium chloride aqueous solution.
本発明は、製氷用流体として水溶液を使用し、蓄熱槽内での氷液共存温度を基準に水溶液の温度を制御し、製氷するので、過冷却方式の有利性を生かしつつ、より低温の冷熱源を得ることができる。 The present invention uses an aqueous solution as an ice making fluid, controls the temperature of the aqueous solution based on the ice liquid coexisting temperature in the heat storage tank, and makes ice, making it possible to cool at lower temperatures while taking advantage of the supercooling method. You can get a source.
請求項1,7の発明は、製氷熱交換器に流入する水溶液の温度を、氷液共存温度を基準に制御し、また、冷媒に関しては冷凍機を制御して冷媒の温度を、氷液共存温度を基準に制御するので、簡単な制御で製氷熱交換器内の水溶液を安定的に過冷却とすることができ、蓄熱槽内に戻し過冷却を解除して相変化させ、シャーベット状の氷を得ることができる。
In the inventions of
請求項2,8の発明は、蓄熱槽から製氷熱交換器に導かれる水溶液の流量が温度降下および濃縮による粘性増加に伴って所定流量より低下すると、水溶液の流量を流量制御手段の調整により所定流量に戻すので、製氷量の増加に伴い水溶液が濃縮され、凝固点が降下し、水溶液の粘性が増大しても、水溶液の流量が確保され、安定的な過冷却状態を得ることができる。 According to the second and eighth aspects of the present invention, when the flow rate of the aqueous solution guided from the heat storage tank to the ice-making heat exchanger decreases from the predetermined flow rate due to the temperature drop and the increase in viscosity due to concentration, the flow rate of the aqueous solution is determined by adjusting the flow control means. Since the flow rate is restored, the aqueous solution is concentrated as the amount of ice is increased, the freezing point is lowered, and even when the viscosity of the aqueous solution is increased, the flow rate of the aqueous solution is secured and a stable supercooled state can be obtained.
請求項3,9の発明は、冷凍機から製氷熱交換器へのブラインの流量がブラインの温度降下に伴って所定流量より低下すると、ブラインの流量を流量制御手段の調整により所定流量に戻すので、ブラインの粘性が増大しても、ブラインの流量が確保され、安定的な過冷却状態を得ることができる。 According to the third and ninth aspects of the present invention, when the flow rate of the brine from the refrigerator to the ice making heat exchanger falls below the predetermined flow rate due to the temperature drop of the brine, the flow rate of the brine is returned to the predetermined flow rate by adjusting the flow rate control means. Even if the viscosity of the brine increases, the flow rate of the brine is secured and a stable supercooled state can be obtained.
請求項4,10の発明は、水溶液の温度を氷液共存温度より0.5〜1.5℃上昇させ、冷媒の温度を氷液共存温度より3.5℃〜4.5℃の低温状態にすれば、製氷熱交換器内で水溶液を安定的に過冷却とすることができる。
In the inventions of
請求項5,6,11,12の発明は、水溶液をアルコール水溶液あるいは塩化ナトリウム水溶液としたので、安価にかつ簡単に低温の冷熱源を得ることができる。 In the fifth, sixth, eleventh and twelfth inventions, since the aqueous solution is an alcohol aqueous solution or a sodium chloride aqueous solution, a low-temperature cold heat source can be obtained easily and inexpensively.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る蓄熱用製氷装置の概略を示す図、図2はプレート型熱交換器を示す概略斜視図である。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of an ice storage device for heat storage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a plate heat exchanger.
本実施形態に係る蓄熱用製氷装置は、図1に示すように、内部に製氷用流体としての水溶液Wが貯溜された蓄熱槽1と、製氷熱交換器10と、蓄熱槽1と製氷熱交換器10との間で水溶液Wを循環させる水溶液循環回路2と、冷凍機3からの冷媒で冷却されたブラインBを貯留するブラインタンク4と、ブラインタンク4と製氷熱交換器10との間でブラインBを循環させるブライン循環回路5と、を有している。
As shown in FIG. 1, the heat storage ice making device according to the present embodiment includes a
製氷熱交換器10は、図2に示すように、対向配置された複数の伝熱プレート11間に、ブラインBが流れるブライン用流路12と、ブライン用流路12間に形成された水溶液Wが流れる水溶液用流路13とを有するプレート型熱交換器である。このプレート型熱交換器は、ブラインBと水溶液Wとの伝熱面積が大きいので、熱交換性能に優れたものであり、伝熱プレート11の枚数の増減により能力調整が容易にでき、コンパクト化や省スペース化が図れ、伝熱プレート11の保守点検も容易となる等、多くの利点を有している。特に、プレート型熱交換器は、その構造上、液体の流路が狭く複雑なため、製氷には不向きであるが、前述したような温度や流量を制御することでこれを可能にしている。
As shown in FIG. 2, the ice making
水溶液循環回路2は、蓄熱槽1内の水溶液Wを製氷熱交換器10に導く流入側管路2aと、製氷熱交換器10から排出された水溶液Wを蓄熱槽1に導く排出側管路2bとを有している。
The aqueous
流入側管路2aには、蓄熱槽1内の水溶液Wの温度を検知する温度検知部材21と、水溶液Wを循環させる水溶液用のポンプP1と、流通する水溶液Wの量を制御する流量制御弁22と、蓄熱槽1から流出する水溶液Wの温度が氷液共存温度Tk℃以下になると、水溶液Wを予熱する予熱手段23と、製氷熱交換器10に流入する水溶液Wの温度T1℃を検知する流入温度検知部材24と、循環する水溶液Wの流量を検知する水溶液用の流量計25と、槽内温度検知部材21、流入温度検知部材24および流量計25からの測定データが入力され、これら測定データによりポンプP1や流量制御弁22あるいは予熱手段23を制御する水溶液制御部Cwと、が設けられている。
The inflow side duct 2a includes a temperature sensing member 21 for detecting the temperature of the aqueous solution W in the
排出側管路2bは、製氷熱交換器10内で過冷却状態にされた水溶液Wを蓄熱槽1内に戻す管路であるため、排出側管路2b自体は、内部を過冷却状態の水溶液Wが閉塞することなく円滑に流れるように、平滑形状でかつ樹脂材質とすることが好ましく、また、管路の曲り部の曲率半径は極力大きな値になるように設定し、過冷却状態の水溶液Wが刺激されることなく円滑に流れることが好ましい。排出側管路2bの蓄熱槽側の端部26は、蓄熱槽1の上部に臨まされた開放端部であり、過冷却状態にされた水溶液Wを蓄熱槽1に吐出することにより相変化させるようになっている。過冷却状態にされた水溶液Wは、蓄熱槽1内に戻るとき、液面と衝突することにより過冷却が解除され、一部が相変化し、シャーベット状の氷Kになる。
Since the
ブライン循環回路5は、ブラインタンク4に貯溜されたブラインBを製氷熱交換器10に導く流入側管路5aと、製氷熱交換器10から流出したブラインBをブラインタンク4に戻す排出側管路5bとを有している。
The
流入側管路5aには、ブラインタンク4からのブラインBを製氷熱交換器10に送るブライン用のポンプP2と、流通するブラインBの量を制御する流量制御弁52と、製氷熱交換器10に流入するブラインBの温度T2℃を検知する流入温度検知部材54と、循環するブラインBの流量を検知するブライン用の流量計55と、流入温度検知部材54および流量計55からの測定データが入力され、この測定データによりポンプP2や弁52あるいは冷凍機3を制御するブライン制御部Cbと、が設けられている。
The inflow side pipe 5a is provided with a pump P 2 for brine sending the brine B from the
次に、本実施形態に係る蓄熱用製氷方法を説明する。 Next, the ice storage method for heat storage according to the present embodiment will be described.
製氷用流体としての水溶液Wが常温の状態にあり、この状態で冷凍機3とポンプP1,P2を作動すると、冷凍機3で冷却されたブラインBがブラインタンク4に貯留され、ブラインタンク4からポンプP2により取出されたブラインBと、ポンプP1により取出された蓄熱槽1内の水溶液Wが、製氷熱交換器10に流入し、相互に熱交換し、低温になった水溶液Wは、排出側管路2bを通って蓄熱槽1に戻され、ブラインBもブラインタンク4に戻される。
When the aqueous solution W as the ice making fluid is in a normal temperature state and the
運転開始後間もない時間帯は、蓄熱槽1内では、水溶液W中の水分が、次第に凝固されて小さな粒のシャーベット状の氷Kが増加するが、この氷Kの増加に伴って水溶液Wの濃度も次第に増大し、水溶液Wの凝固点温度Tg℃も低下することになる。
In the time zone shortly after the start of operation, the water in the aqueous solution W is gradually solidified in the
しかし、本実施形態では、氷液混在する蓄熱槽1から流出する水溶液Wの温度、氷液共存温度Tk℃が凝固点Tg℃と同じである点を利用し、この氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)を基準にして、製氷熱交換器10に流入する水溶液Wの温度T1℃を制御し、水溶液Wであっても正常な過冷却状態で製氷熱交換器10から流出させるようにしている。
However, in this embodiment, the temperature of the aqueous solution W flowing out from the
また、水溶液Wの濃縮と温度低下に伴って水溶液Wの流体粘性が増加するが、この粘性の増加によるものと思われる、製氷熱交換器10に流入する水溶液Wの流量低下が生じる。この流量低下にも対処しなければ、水溶液Wを正常な過冷却状態で流すことはできないので、水溶液Wの流量も制御している。
In addition, the fluid viscosity of the aqueous solution W increases as the aqueous solution W concentrates and the temperature decreases, but the flow rate of the aqueous solution W flowing into the ice-making
ブラインBは、氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)より所定温度低い状態を維持しなければならず、しかも、ブラインBに関しても水溶液Wと同様、ブラインBの温度降下により粘性が増加し、これに伴ってブライン循環回路5を流通するブラインBの流量低下が生じるので、ブラインBの流量低下に対しても対処している。
The brine B must maintain a predetermined temperature lower than the ice liquid coexistence temperature Tk ° C. (= Tg ° C.), and the viscosity of the brine B increases as the temperature of the brine B decreases, as with the aqueous solution W. Along with this, a decrease in the flow rate of the brine B flowing through the
したがって、本実施形態の蓄熱用製氷方法では、水溶液Wを過冷却状態のまま製氷熱交換器10から流出させ、蓄熱槽1内で円滑に相変化させるために、水溶液WやブラインBの温度制御と流量低下の防止を行なっている。水溶液の温度制御と流量制御、ブラインの温度制御と流量制御を項分けて説明する。
Therefore, in the ice storage method for heat storage according to the present embodiment, the temperature control of the aqueous solution W or brine B is performed in order to cause the aqueous solution W to flow out of the ice making
<水溶液の温度制御>
冷凍機3とポンプP1の運転を継続すると、蓄熱槽1内の水溶液Wは次第に冷却され、氷の量も増加する。これに伴って蓄熱槽1内の水溶液Wの濃度も増大し、水溶液Wの凝固点温度Tgが低下することになり、蓄熱槽1内での水溶液Wの温度も低下する。
<Temperature control of aqueous solution>
With continued operation of the
しかし、水溶液Wと氷Kが共存している状態の蓄熱槽1内から流出された水溶液Wの温度である氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)は、凝固点Tg℃と同じ温度であるため、本実施形態では、この氷液共存温度Tk℃を基準として水溶液制御部Cwと水溶液制御部CwがブラインBの温度と水溶液Wの温度を制御している。
However, the ice liquid coexistence temperature Tk ° C. (= Tg ° C.), which is the temperature of the aqueous solution W flowing out from the
水溶液制御部Cwは、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する直前の温度T1を流入温度検知部材24により検知し、槽内温度検知部材21により検知した氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)と比較し、T1がTkより高温であればそのまま流し、低温であれば、予熱手段33を作動して水溶液Wを加熱し、水溶液Wの温度T1をTk+αの一定温度にまで高めた後に、製氷熱交換器10に流入させる。
Aqueous controller Cw is the temperature T 1 of the immediately before flowing into the ice making
T1=Tk+α……………(1)
の関係で温度制御を行なう。
T 1 = Tk + α (1)
Temperature control is performed in relation to
ここにおいて、「α」は、0.5℃〜1.5℃の範囲であればよいことが実験により立証されている。この値は、製氷熱交換器10に氷液共存温度Tk℃の水溶液Wが流入した場合において、水溶液Wが凍結せず、正常な過冷却状態となって安定的に製氷熱交換器10から流出する場合を実験により求めたものである。
Here, it has been proved by experiments that “α” may be in the range of 0.5 ° C. to 1.5 ° C. This value indicates that when the aqueous solution W having the ice liquor coexistence temperature Tk ° C. flows into the ice making
したがって、本実施形態では、氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)を基準として、製氷熱交換器10に流入する直前の水溶液Wの温度を制御するので、水溶液Wは、製氷熱交換器10でブラインBにより冷却され、過冷却状態になり易く、液状態のまま製氷熱交換器10から流出され、蓄熱槽1内で相変化し、貯留されることになる。
Therefore, in this embodiment, the temperature of the aqueous solution W immediately before flowing into the ice making
<ブラインの温度制御>
一方、水溶液Wの温度は、ブラインBの温度によっても変化するので、ブラインBの温度も制御する必要がある。ブラインBの温度T2は、水溶液Wの氷液共存温度Tk=Tg℃より所定温度βだけ低温である必要がある。
<Brine temperature control>
On the other hand, since the temperature of the aqueous solution W also changes depending on the temperature of the brine B, the temperature of the brine B needs to be controlled. The temperature T 2 of the brine B needs to be lower than the ice liquid coexistence temperature Tk = Tg ° C. of the aqueous solution W by a predetermined temperature β.
T2=Tk−β……………(2)
の関係が必要である。
T 2 = Tk−β (2)
Is necessary.
ここにおいて、「β」は、3.5℃〜4.5℃の範囲あればよいことが実験により立証されている。この値も、製氷熱交換器10に氷液共存温度Tk℃の水溶液Wが流入した場合において、水溶液Wが凍結せず、正常な過冷却状態となって製氷熱交換器10から流出する場合を実験により求めたものである。
Here, it has been proved by experiments that “β” may be in the range of 3.5 ° C. to 4.5 ° C. This value is also obtained when the aqueous solution W having the ice liquor coexistence temperature Tk ° C. flows into the ice making
ブライン制御部Cbは、流入温度検知部材54が検知したブラインBの温度T2が、前記(2)式を充足するように、冷凍機3の作動状態を制御し、製氷熱交換器10に流入するブラインBの温度T2が水溶液Wの氷液共存温度Tk℃(=Tg℃)より3.5℃〜4.5℃低い温度になるように制御する。
Brine controller Cb the temperature T 2 of the brine B in which the inlet temperature detecting member 54 detects that, so as to satisfy the equation (2), and controls the operation state of the
この結果、ブラインBは、水溶液Wが製氷熱交換器10内で凍結せず、過冷却状態を保持した状態で円滑に流出するように、水溶液Wを冷却することになる。
As a result, the brine B cools the aqueous solution W so that the aqueous solution W does not freeze in the ice making
<水溶液の流量制御>
水溶液Wは、濃縮と凝固点温度Tgの低下に伴って水溶液Wの流体粘性が増加し、製氷熱交換器10に流入する水溶液Wの流量低下が生じる。水溶液Wが流量低下し、ブラインBが正常に流れていると、水溶液Wの温度が低下し、製氷熱交換器10内で過冷却状態を保持しつつ円滑に流れない虞がある。
<Flow control of aqueous solution>
As the aqueous solution W concentrates and the freezing point temperature Tg decreases, the fluid viscosity of the aqueous solution W increases, and the flow rate of the aqueous solution W flowing into the ice-making
このため、本実施形態では、水溶液Wが製氷熱交換器10内で過冷却状態を保持しつつ円滑に流れている正常な状態の流量を予め水溶液制御部Cwに入力しておき、水溶液循環回路2に設けられた流量計25からの測定データと比較し、水溶液Wの流量が低下したと判断すれば、流量制御弁22の開度を大きくし、水溶液Wの流量を増大している。なお、水溶液制御部Cwからの信号によりポンプP1の回転数を高め、水溶液Wの流量を増大してもよい。
For this reason, in this embodiment, a normal state flow rate in which the aqueous solution W smoothly flows while maintaining the supercooled state in the ice making
これにより製氷熱交換器10に流入する水溶液Wは、所定流量が確保され、水溶液Wを正常な過冷却状態で流すことができる。
As a result, a predetermined flow rate of the aqueous solution W flowing into the ice making
<ブラインの流量制御>
ブラインBに関しても、その温度降下により粘性が増加する。特に、ブラインタンクに一旦貯留されるブラインBは、外気温の影響を受け易く、外気温が低下すると、これに伴って粘性が増加する。
<Brine flow rate control>
As for brine B, the viscosity increases due to the temperature drop. In particular, the brine B once stored in the brine tank is easily affected by the outside air temperature, and when the outside air temperature decreases, the viscosity increases accordingly.
ブラインBの粘性が増加すれば、ブライン循環回路5を流通するブラインBの流量が低下することになり、水溶液Wの冷却能力が低下する虞がある。
If the viscosity of the brine B increases, the flow rate of the brine B flowing through the
このため、本実施形態では、水溶液Wが製氷熱交換器10内で過冷却状態を保持しつつ円滑に流れている正常な状態の流量を予め水溶液制御部Cwに入力しておき、ブライン循環回路5に設けられた流量計55からの測定データと比較し、ブラインBの流量が低下したと判断すれば、流量制御弁52の開度を大きくし、ブラインBの流量を増大している。なお、ブライン制御部Cbからの信号によりポンプP2の回転数を高め、ブラインBの流量を増大してもよい。
For this reason, in the present embodiment, a normal state flow rate in which the aqueous solution W smoothly flows while maintaining the supercooled state in the ice making
これにより製氷熱交換器10に流入するブラインBは、ブラインBの粘性が増加しても、正常な熱交換が行われる所定流量が確保され、正常な過冷却状態の水溶液Wにすることができる。
As a result, the brine B flowing into the ice-making
<実験例1>
図3は0.80容量%のアルコール水溶液の実験結果を示す測定データ表、図4は同測定データ表に基づいて作成したグラフである。
<Experimental example 1>
FIG. 3 is a measurement data table showing the experimental results of 0.80 vol% alcohol aqueous solution, and FIG. 4 is a graph created based on the measurement data table.
水溶液Wとして0.80容量%のアルコールを、ブラインBとしてエチレングリコール溶液を使用した。水溶液Wの循環流量を、1.00m3/h、ブラインBの循環流量を、1.40m3/hで一定とした。水溶液Wの蓄熱槽1から流出する温度Tk℃(=Tg℃)と、溶液の製氷熱交換器10に流入する温度T1℃を測定し、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する温度がT1=Tk+α℃になるように制御した。αは1.5℃とした。
As aqueous solution W, 0.80% by volume of alcohol was used, and as brine B, an ethylene glycol solution was used. The circulation flow rate of the aqueous solution W was kept constant at 1.00 m 3 / h, and the circulation flow rate of the brine B was kept constant at 1.40 m 3 / h. The temperature Tk ° C. (= Tg ° C.) of the aqueous solution W flowing out from the
一方、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度T2を測定し、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度がT2=Tk−β℃になるように制御した。βは4.5℃とした。
On the other hand, the temperature T 2 flowing into the ice making
この結果、図3に示すように、製氷熱交換器10の出口における水溶液Wの温度は、略−1.34℃〜−1.49℃であり、安定した過冷却状態の水溶液Wが流れ、これが蓄熱槽1内に送られて相変化し、シャーベット状の氷になった。蓄熱槽1内の温度も、略−0.22℃〜−0.27℃という安定した温度状態となった。
As a result, as shown in FIG. 3, the temperature of the aqueous solution W at the outlet of the ice making
<実験例2>
図5は1.20容量%のアルコール水溶液の実験結果を示す測定データ表、図6は同測定データ表に基づいて作成したグラフである。
<Experimental example 2>
FIG. 5 is a measurement data table showing experimental results of 1.20 vol% alcohol aqueous solution, and FIG. 6 is a graph created based on the measurement data table.
水溶液Wとして1.20容量%のアルコールを使用し、ブラインBとしては、前記同様のエチレングリコール溶液を使用した。水溶液Wの循環流量も、1.00m3/h、ブラインBの循環流量も、1.40m3/hと、同様とした。水溶液Wの蓄熱槽1から流出する温度Tk℃(=Tg℃)と、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する温度T1を測定し、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する温度がT1-=Tg+αになるように制御した。αは1.5℃とした。
As the aqueous solution W, 1.20 vol% alcohol was used, and as the brine B, the same ethylene glycol solution as described above was used. The circulation flow rate of the aqueous solution W was 1.00 m 3 / h, and the circulation flow rate of the brine B was also 1.40 m 3 / h. The temperature Tk ° C. (= Tg ° C.) of the aqueous solution W flowing out of the
一方、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度T2を測定し、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度がT2=Tk−βになるように制御した。βは4.5℃とした。
On the other hand, the temperature T 2 flowing into the ice making
この結果、図5に示すように、製氷熱交換器10の出口温度は、略−1.36℃〜−1.59℃であり、安定した過冷却状態の水溶液Wが流れ、これが蓄熱槽1内に送られて相変化し、シャーベット状の氷になった。蓄熱槽1内の温度も、略−0.32℃〜−0.44℃という安定した温度状態となった。
As a result, as shown in FIG. 5, the outlet temperature of the ice making
<実験例3>
図7は3.38重量%の塩化ナトリウム水溶液の実験結果を示す測定データ表、図8は同測定データ表に基づいて作成したグラフである。
<Experimental example 3>
FIG. 7 is a measurement data table showing experimental results of a 3.38 wt% sodium chloride aqueous solution, and FIG. 8 is a graph created based on the measurement data table.
水溶液Wとして3.38重量%の塩化ナトリウム溶液を使用し、ブラインBとして塩化ナトリウム溶液を使用した。水溶液Wの循環流量を、1.00m3/h、ブラインBの循環流量を、1.10m3/hで一定とした。水溶液Wの蓄熱槽1から流出する温度がTk℃(=Tg℃)と、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する温度T1を測定し、水溶液Wの製氷熱交換器10に流入する温度がT1=Tk+αになるように制御した。αは1.5℃とした。
A 3.38 wt% sodium chloride solution was used as aqueous solution W, and a sodium chloride solution was used as brine B. The circulation flow rate of the aqueous solution W was kept constant at 1.00 m 3 / h, and the circulation flow rate of the brine B was kept constant at 1.10 m 3 / h. The temperature at which the aqueous solution W flows out from the
一方、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度T2を測定し、ブラインBの製氷熱交換器10に流入する温度がT2=Tk−βになるように制御した。βは4.5℃とした。
On the other hand, the temperature T 2 flowing into the ice making
この結果、図7に示すように、製氷熱交換器10の出口温度は、略−1.36℃〜−1.59℃であり、安定した過冷却状態の水溶液Wが流れ、これが蓄熱槽1内に送られて相変化し、シャーベット状の氷になった。蓄熱槽1内の温度も、略−2.06℃〜−2.52℃という安定した温度状態となった。
As a result, as shown in FIG. 7, the outlet temperature of the ice making
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。例えば、前記実施形態では、水溶液の温度制御と流量制御、ブラインの温度制御と流量制御を全て行なっているが、必ずしも全ての制御を行なうことはなく、水溶液WとブラインBの温度制御、水溶液Wの流量制御あるいはブラインBの流量制御をそれぞれ個別に行なってもよい。水溶液WとブラインBの温度制御のみを行なうと、水溶液Wの凝固点温度Tg℃が低下しても、水溶液Wを正常な過冷却状態で流すことができる。また、水溶液Wの流量制御あるいはブラインBの流量制御のみを行なうと、水溶液WやブラインBの凝固点温度Tg℃の低下に伴う粘性の増大に対処でき、水溶液Wを使用して製氷する場合に有効性を発揮するものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the embodiment, the temperature control and flow rate control of the aqueous solution and the temperature control and flow rate control of the brine are all performed, but not all the control is performed, the temperature control of the aqueous solution W and the brine B, the aqueous solution W Or the brine B flow control may be performed individually. If only the temperature control of the aqueous solution W and the brine B is performed, the aqueous solution W can be allowed to flow in a normal supercooled state even if the freezing point temperature Tg ° C. of the aqueous solution W decreases. Moreover, if only the flow rate control of the aqueous solution W or the flow rate control of the brine B is performed, it is possible to cope with an increase in viscosity accompanying a decrease in the freezing point temperature Tg ° C. of the aqueous solution W or the brine B. Effective when making ice using the aqueous solution W It demonstrates the nature.
また、本実施形態では、ブラインBとして、例えば、エチレングリコール溶液などを使用しているが、これのみでなく、塩化カリウム、アンモニア、塩化マグネシウム、炭酸カリウム、塩化カルシウムなど種々の溶液を使用することができることは言うまでもない。 In this embodiment, for example, an ethylene glycol solution is used as the brine B. However, not only this but also various solutions such as potassium chloride, ammonia, magnesium chloride, potassium carbonate, calcium chloride are used. Needless to say, you can.
本発明にかかる蓄熱用製氷方法と装置は、食品や飲料に関する分野での低温の冷熱源を得るものに適している。 The ice storage method and apparatus for heat storage according to the present invention are suitable for obtaining a low-temperature cold heat source in the field of food and beverages.
1…蓄熱槽、
2…製氷用流体循環回路、
3…冷凍機、
5…冷媒循環回路、
10…プレート型の製氷熱交換器(製氷熱交換器)、
11…伝熱プレート、
12…冷媒用流路、
13…製氷用流体用流路、
22…流量制御弁(流量制御手段)、
23…予熱手段、
52…流量制御弁(流量制御手段)、
B…ブライン(冷媒)、
Cb…冷媒温度制御部、
Cw…水溶液制御部、
K…氷、
T1…水溶液の温度、
T2…ブライン(冷媒)の温度、
Tg…水溶液の凝固点温度、
Tk…氷液共存温度、
W…水溶液。
1 ... thermal storage tank,
2 ... Fluid circulation circuit for ice making,
3 ... Refrigerator,
5 ... refrigerant circulation circuit,
10. Plate type ice making heat exchanger (ice making heat exchanger),
11 ... Heat transfer plate,
12 ... Flow path for refrigerant,
13 ... Flow path for ice making fluid,
22 ... Flow control valve (flow control means),
23. Preheating means,
52 ... Flow control valve (flow control means),
B ... Brine (refrigerant),
Cb: refrigerant temperature control unit,
Cw: aqueous solution control unit,
K ... ice,
T 1 ... temperature of the aqueous solution,
T 2 ... temperature of brine (refrigerant),
Tg: freezing point temperature of aqueous solution,
Tk ... Ice liquid coexistence temperature,
W: Aqueous solution.
Claims (12)
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記製氷熱交換器に導入される前記水溶液の温度が蓄熱槽内の水溶液の氷液共存温度より所定温度だけ高温となるように、また、前記製氷熱交換器に導かれるブラインの温度が前記氷液共存温度より所定温度だけ低温になるように、それぞれ制御し前記製氷熱交換器に導入することを特徴とする蓄熱用製氷方法。 The ice making fluid from the inside of the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to enter the heat storage tank. An ice-making method for storing heat that returns and produces sherbet-shaped ice,
An aqueous solution is used as the ice-making fluid, and the temperature of the aqueous solution introduced into the ice-making heat exchanger is higher by a predetermined temperature than the ice liquid coexisting temperature of the aqueous solution in the heat storage tank. An ice making method for heat storage, wherein the temperature is controlled so that the temperature of the brine guided to the vessel is lower than the ice liquid coexistence temperature by a predetermined temperature, and the brine is introduced into the ice making heat exchanger.
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記蓄熱槽から製氷熱交換器に導かれる水溶液の流量が、前記水溶液の温度降下および濃縮による粘性増加に伴って所定流量以下になると、流量制御手段により前記所定流量に戻すことを特徴とする蓄熱用製氷方法。 The ice making fluid from the inside of the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to enter the heat storage tank. An ice-making method for storing heat that returns and produces sherbet-shaped ice,
When an aqueous solution is used as the ice-making fluid, and the flow rate of the aqueous solution guided from the heat storage tank to the ice-making heat exchanger becomes equal to or less than a predetermined flow rate due to a temperature drop and concentration increase due to the concentration of the aqueous solution, An ice making method for heat storage, characterized by returning to a predetermined flow rate.
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記冷凍機から製氷熱交換器に導かれるブラインの流量が温度降下に伴って所定流量以下になると、流量制御手段により前記所定流量に戻すことを特徴とする蓄熱用製氷方法。 The ice making fluid from the inside of the heat storage tank and the brine cooled by the refrigerator are each led to an ice making heat exchanger to exchange heat, and the ice making fluid is cooled to a supercooled state to enter the heat storage tank. An ice-making method for storing heat that returns and produces sherbet-shaped ice,
An aqueous solution is used as the ice making fluid, and when the flow rate of the brine introduced from the refrigerator to the ice making heat exchanger becomes a predetermined flow rate or less with a temperature drop, the flow rate control means returns the flow rate to the predetermined flow rate. Ice making method for heat storage.
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れる冷媒用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と製氷熱交換器との間で前記製氷用流体を循環させる製氷用流体循環回路と、
冷凍機で冷却されたブラインを前記製氷熱交換器に導く冷媒循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体と冷媒を熱交換することにより、製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用することとし、前記製氷熱交換器に流入する前記水溶液の温度を氷液共存温度より所定温度だけ高温に制御する水溶液制御部と、前記ブラインの温度を前記氷液共存温度より所定温度だけ低温に制御する冷媒温度制御部とを有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。 A heat storage tank in which ice-making fluid is stored;
A plate-type ice-making heat exchanger in which a flow path for refrigerant in which brine flows and a flow path for the ice-making fluid in which the ice-making fluid flows are formed between a plurality of opposed heat transfer plates;
An ice making fluid circulation circuit for circulating the ice making fluid between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A refrigerant circulation circuit for guiding brine cooled by a refrigerator to the ice making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device for producing a sherbet-like ice by cooling the ice making fluid to a supercooled state by exchanging heat between the ice making fluid and the refrigerant in the ice making heat exchanger. ,
An aqueous solution is used as the ice making fluid, and an aqueous solution control unit that controls the temperature of the aqueous solution flowing into the ice making heat exchanger to be higher than the ice solution coexistence temperature by a predetermined temperature; and the temperature of the brine is the ice solution An ice making device for heat storage, comprising: a refrigerant temperature control unit that controls a temperature lower than the coexistence temperature by a predetermined temperature.
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れる冷媒用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が交互に形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と前記製氷熱交換器との間で前記製氷用流体が循環される製氷用流体循環回路と、
冷凍機と前記製氷熱交換器との間でブラインが循環されるブライン循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体とブラインを熱交換することにより製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記製氷用流体循環回路を循環する水溶液の流量が、前記水溶液の温度降下および濃縮による粘性増加に伴って所定流量より低下すると、前記所定流量に戻す流量制御手段を有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。 A heat storage tank in which ice-making fluid is stored;
A plate-type ice making heat exchanger in which a refrigerant flow path through which brine flows and a flow path for ice making fluid through which the ice making fluid flows are alternately formed between a plurality of opposed heat transfer plates;
An ice making fluid circulation circuit in which the ice making fluid is circulated between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A brine circulation circuit in which brine is circulated between a refrigerator and the ice making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device for producing a sherbet-like ice by cooling the ice making fluid to a supercooled state by exchanging heat between the ice making fluid and brine in the ice making heat exchanger,
Flow control using an aqueous solution as the ice-making fluid, and returning the flow rate of the aqueous solution circulating through the ice-making fluid circulation circuit to the predetermined flow rate when the flow rate of the aqueous solution decreases below a predetermined flow rate due to a temperature drop and concentration increase due to concentration. An ice making apparatus for heat storage, characterized by comprising means.
対向配置された複数の伝熱プレート間に、ブラインが流れるブライン用流路および、前記製氷用流体が流れる前記製氷用流体用流路が形成されたプレート型の製氷熱交換器と、
前記蓄熱槽と製氷熱交換器との間で前記製氷用流体を循環させる製氷用流体循環回路と、
冷凍機で冷却されたブラインを前記製氷熱交換器に導くブライン循環回路と、
を有し、
前記製氷熱交換器で製氷用流体とブラインを熱交換することにより、製氷用流体を過冷却状態に冷却して前記蓄熱槽内に戻し、シャーベット状の氷を製造する蓄熱用製氷装置であって、
前記製氷用流体として水溶液を使用し、前記ブライン循環回路を循環するブライン量が、当該ブラインの温度の降下に伴って所定流量より低下すると、前記所定流量に戻す流量制御手段を有することを特徴とする蓄熱用製氷装置。 A heat storage tank in which ice-making fluid is stored;
A plate-type ice making heat exchanger in which a brine flow path through which brine flows and a flow path for the ice making fluid through which the ice making fluid flows are formed between a plurality of heat transfer plates disposed opposite to each other;
An ice making fluid circulation circuit for circulating the ice making fluid between the heat storage tank and the ice making heat exchanger;
A brine circulation circuit for guiding the brine cooled by the refrigerator to the ice-making heat exchanger;
Have
A heat storage ice making device for producing a sherbet-like ice by cooling the ice making fluid to a supercooled state by exchanging heat between the ice making fluid and brine in the ice making heat exchanger. ,
An aqueous solution is used as the ice-making fluid, and when the amount of brine circulating in the brine circulation circuit falls below a predetermined flow rate with a decrease in the temperature of the brine, the flow control means returns to the predetermined flow rate. Ice storage device for heat storage.
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