JP2008082592A

JP2008082592A - 冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫

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Publication number: JP2008082592A
Application number: JP2006261722A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Shigeta; 達雄重田
Original assignee: WAKASAWAN ENERG KENKYU CT; Wakasa Wan Energy Research Center
Current assignee: WAKASAWAN ENERG KENKYU CT; Wakasa Wan Energy Research Center
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】利用できる冷熱エネルギーを有効かつ省力的に収集することができ、しかも、設置コストも経済的な冷熱エネルギーシステムに使用することができる雪貯蔵庫を提供すること。
【解決手段】積雪Ｓを長期間に渡って保存可能な断熱構造から成る貯雪槽１であって、当該貯雪槽１の側壁部に、ダンパー21・21を具備した給排気部２・２を設けると共に、前記貯雪槽１には、気温センサー31が０度以下の外気温を感知したとき、前記給排気部２・２におけるダンパー21・21の開閉を自動的に実行せしめる制御装置３を付設した。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫の改良、詳しくは、利用可能な冷熱エネルギーを、有効かつ省力的に収集することができて、しかも、設置コストも経済的な冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫に関するものである。

周知のとおり、冬季に沢山降り積もる雪を収集して蓄え、蓄えられた雪の冷熱（潜熱）を空気の冷却に利用して、その冷却した空気を夏季に冷房等で利用するシステムが、省エネルギー化を図る技術として注目されている。

そして、従来においては、このような積雪の冷熱を利用する方法として、貯雪槽に収容した雪に充分に水分を含ませた後、この水分を含ませた雪を圧縮することによって雪密度を高め、そして、より多くの雪を収集して収容することによって、利用可能な冷熱エネルギー量を増大させる技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記従来技術における方法では、貯雪槽として、収容した雪が圧縮される際に囲い壁体に圧力に耐え得るだけの強固な耐圧性が要求されたため、地中に埋設して土圧で囲い壁体の全周を支持する特殊な構造を採用せねばならず、貯雪槽の設置に多大な費用が必要であった。

加えて、上記の従来技術においては、積雪に対する散水及び圧雪の実行や管理に、労力を割かねばならなかった。

ところで、従来においては、降り積もった雪を密度の高い粒氷状にして貯蔵することによって、利用できる冷熱エネルギーを高めた技術も公知となっている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、この従来技術においても、雪を粒氷化するための製氷機に多額の費用がかかる等、とても経済的なシステムとは云えなかった。
特開２０００−２３０７９２号公報（第２−７頁、第１〜９図）特開２００１−１５３５０７号公報（第２−４頁、第１図）

本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、利用できる冷熱エネルギーを、有効かつ省力的に収集することができ、しかも、設置コストも経済的な冷熱エネルギーシステムに使用することができる雪貯蔵庫を提供することにある。

本発明者が、上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。

即ち、本発明は、積雪Ｓを長期間に渡って保存可能な断熱構造から成る貯雪槽１であって、当該貯雪槽１の側壁部に、ダンパー21・21を具備した給排気部２・２を設けるとともに、前記貯雪槽１には、気温センサー31が０度以下の外気温を感知したとき、前記給排気部２・２におけるダンパー21・21の開閉を自動的に実行せしめる制御装置３を付設した点に特徴がある。

また、本発明においては、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、給排気部２において、排気口Ｅに排気ファン22を設けるという技術的手段を採用することができる。

また、本発明においては、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、貯雪層１の底部を二重床とすると共に、上部の床には伝熱性に優れた床材を使用し、さらに、前記二重床の間に外気を通気できるように給排気部２・２を配設するという技術的手段を採用することができる。

また、本発明においては、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、貯雪槽１と冷房室Ｒとを冷気循環機構４における送風ダクト41及び還気ダクト42によって連繋すると共に、低温化された貯雪槽１内の空気を送風ファン43によって冷房室Ｒに送風し、それをダクトで循環させることで冷房効果を得られるようにするという技術的手段を採用することができる。

また、本発明においては、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、貯雪槽１に収容した雪の融解水を溜める貯水部12及び融解水の循環機構５を設け、前記融解水の循環機構５においては、ポンプ51によって貯水部12内の融解水をパイプ52に送出するとともに、パイプ52に接続された熱交換器53によって融解水の冷熱を回収できるようにするという技術的手段を採用することができる。

また、本発明においては、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、貯雪槽１内において雪Ｓと当接するように不凍液が循環するパイプを配設し、かつ、このパイプと接続された熱交換器から不凍液の冷熱を回収できるようにするという技術的手段を採用することができる。

本発明では、冷熱エネルギーシステムにおける貯蔵庫において、貯雪槽の側壁部に、ダンパーを具備した給排気部を設けたことにより、冬期における０度以下の外気を貯雪槽内に給気して積雪の含水分を凍結可能とし、それによって積雪の持つ冷熱エネルギーを増大できるようにした。

加えて、貯雪槽に、気温センサーにより０度以下の外気温を感知して給排気部におけるダンパーの開閉及びファンの作動停止を自動的に実行せしめる制御装置を付設したことにより、手動での貯蓄槽の開閉や外気温に対しての注意を払う必要もないため、非常に省力的である。

また、貯雪槽に関しては、断熱機能を有した簡素な構造物でよく、特殊な装置も必要ないため、設置コストが過大になるようなこともない。

したがって、本発明により、貯雪槽に蓄えられる雪から冷熱エネルギーを効率的に引き出すことができ、さらに、施設設置における経済的負担を軽減することも可能であることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。

『実施例１』
まず、本発明の実施例１について、図１から図３に基いて説明する。まず、符号１で指示するものは、貯雪槽であり、符号２で指示するものは、給排気部である。そして、符号３で指示するものは、制御装置であり、符号４で指示するものは、冷気循環機構である。

しかして、本実施例の構成を以下に説明する。まず、本実施例においては、側壁部を断熱パネルで形成することにより、断熱構造の貯雪槽１を設置した（図１参照）。これにより、冬季に収集して貯雪槽１に収容した雪Ｓを長期間に渡って保存することができる。

そして、この貯雪槽１には、収集した雪Ｓの搬入を行うための出入口11を設けるとともに、貯雪槽１の側壁上部には、ダンパー21・21を具備した給気口Ｉ及び排気口Ｅとから成る給排気部２・２を配設した（図２参照）。

なお、本実施例の給排気部２・２においては、排気口Ｅのみに排気ファン22を設けて強制排気を行い、給気口Ｉからは自然給気を行う一般的な換気構造を採用した。

そして更に、貯雪槽１には、気温センサー31により０度以下の外気温を感知して給排気部２・２におけるダンパー21・21の開閉及びファン22の作動停止を自動的に実行せしめる制御装置３を付設した。

上記のように構成したことによって、冬期においては０度以下の外気を貯雪槽１内に給気して収容した雪Ｓの含水分を凍結可能とし、それによって積雪Ｓの持つ冷熱エネルギーを増大できるようにした。

加えて、貯雪槽１には制御装置３を配設しているため、手動での貯蓄槽１の開閉や外気温に対しての注意を払う必要もなく、非常に省力的となる。

また、貯雪槽１に関しては、断熱機能を有した簡素な構造物で、特殊な装置も必要ないため、設置コストが過大になるようなこともない。

そして、本実施例の冷熱エネルギーシステムにおいては、貯雪槽１と冷房室Ｒとを冷気循環機構４における送風ダクト41及び還気ダクト42によって繋ぎ、夏季において、図３に示すように、冷熱エネルギーによって低温化された貯雪槽１内の空気を送風ファン43によって冷房室Ｒに送風し、それをダクトで循環させることによって冷房効果を得ることができる冷風循環方式を採用した。

『実施例２』
次に、本発明の実施例２について図４及び図５に基いて以下に説明する。まず、符号５で指示するものは、融解水循環機構である。本実施例においては、貯雪層１の底部を二重床とすると共に、上部の床材には伝熱性に優れた銅板を使用し、更に、この二重床の間に外気を通気できるように給排気部２・２を配設した（図４参照）。

これにより、貯雪槽１に収容した雪Ｓを底面から冷やすことができるため、雪塊下部に集中する含水分を効率良く凍結することができる。

また、本実施例の給排気部２・２に関しては、ファン等の機械を用いることなく風圧等を利用して自然給気及び自然排気が行える経済的な構造とした。

そしてまた、本実施例の冷熱エネルギーシステムにおいては、貯雪槽１に収容した雪の融解水を溜める貯水部12及び融解水の循環機構５を設け、貯水部12内の融解水をポンプ51でパイプ52に送出し、パイプ52に接続された熱交換器53によって融解水の冷熱を回収することができる冷水循環方式を採用した（図５参照）。

なお、回収した冷熱は、冷房室Ｒ内のファンコイルユニットＦで再度熱交換して、室内に冷気を送り出せるようにしており、また、冷熱を回収した後の融解水は、散水器54から貯雪槽１内に戻されて融雪を促進している。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、貯雪槽１を利用する冷熱エネルギーシステムは、融解水を用いた冷水循環方式でなくとも、貯雪槽１内に雪Ｓと当接するようにパイプを配設し、このパイプ中に不凍液を循環させて熱交換器から冷熱を回収するものであってもよい。

また、給排気部２のダンパー21についても、貯雪槽１内への通気とその遮断を行えるものであればどんな形態であってもよく、何れも本発明の技術的範囲に属する。

最近では、石油資源の枯渇や化石燃料の消費によって生じる地球温暖化が問題となっており、これらを抑止するための省エネルギーシステムの開発が早急に求められている。そして特に、冷熱エネルギーシステムは、省エネルギーを実現するだけでなく、今まで何の役にも立たなかった冬季の積雪を有効に利用することもできる画期的なエネルギーシステムとしてその期待は非常に大きい。

そのような中で、本発明の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫は、冷熱エネルギーシステムにおいて最も重要となる積雪の冷熱エネルギーを自然力によってさらに増大させることができ、しかも、省力的で経済性にも富んだ実用的な技術であることから、本発明の産業上の利用価値は非常に高いと云える。

本発明の実施例１における貯雪槽を表わす説明断面図である。本発明の実施例１における冬季における冷熱エネルギーシステムを表わす説明断面図である。本発明の実施例１における夏季における冷熱エネルギーシステムを表わす説明断面図である。本発明の実施例２における貯雪槽を表わす説明断面図である。本発明の実施例２における冷熱エネルギーシステムを表わす説明断面図である。

符号の説明

１貯雪槽
11 出入口
12 貯水部
２給排気部
21 ダンパー
22 ファン
３制御装置
31 気温センサー
４冷気送風機構
41 送風ダクト
42 還気ダクト
43 送風ファン
５融解水循環機構
51 ポンプ
52 パイプ
53 熱交換器
54 散水器
Ｓ雪
Ｉ給気口
Ｅ排気口
Ｒ冷房室
Ｆファンコイルユニット

Claims

積雪Ｓを保存可能な断熱構造から成る貯雪槽１であって、当該貯雪槽１の側壁部に、ダンパー21・21を具備した給排気部２・２が設けられ、かつ、前記貯雪槽１には、気温センサー31が０度以下の外気温を感知したとき、前記給排気部２・２におけるダンパー21・21の開閉を自動的に実行せしめる制御装置３が付設されていることを特徴とする冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。
給排気部２・２において、排気口Ｅに排気ファン22が設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。
貯雪層１の底部が二重床であると共に、上部の床には伝熱性に優れた床材が使用されており、更に、貯雪槽１には、二重床の間を外気が通気するように給排気部２・２が配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。
貯雪槽１と冷房室Ｒとが冷気循環機構４における送風ダクト41及び還気ダクト42によって連繋されていると共に、低温化された貯雪槽１内の空気が設置された送風ファン43によって冷房室Ｒに送風され、その空気がダクトで循環することによって冷房効果が得られることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。
貯雪槽１に収容した雪の融解水を溜める貯水部12及び融解水の循環機構５が設けられ、前記融解水の循環機構５においては、ポンプ51によって貯水部12内の融解水がパイプ52に送出されると共に、パイプ52に接続された熱交換器53で融解水の冷熱が回収可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。
貯雪槽１内において雪Ｓと当接するように不凍液が循環するパイプが配設され、かつ、このパイプと接続された熱交換器から不凍液の冷熱を回収可能であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の冷熱エネルギーシステムにおける雪貯蔵庫。