JP2644013B2 - 冷熱利用装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷熱を、この冷熱を供給する高さ位置よりも
高い位置の上層階の高さ位置へ移行させて、この高い位
置でこの冷熱を利用する冷熱利用装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記の如き冷熱利用装置においては、冷却した
水をポンプにより揚送することで、冷熱をそれぞれ利用
する上層階の高さ位置へ移行させるようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の従来方式では、水の揚送に大きな動力
を要し、又、そのように大きな動力を要する割には、高
い位置へ移行できる冷熱量が少ない欠点があった。

本発明の目的は、必要動力を少なくしながら、大量の
冷熱を、この冷熱を利用する上層階の高さ位置へ送るこ
とができるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による冷熱利用装置の特徴構成は、冷熱を、こ
の冷熱を供給する高さ位置よりも高い位置の上層階の高
さ位置へ移行させて、この高い位置でこの冷熱を利用す
る冷熱利用装置において、冷熱を前記の高い位置へ移行
させる上昇流路を、水と氷とを共存させて、水の中で生
じる氷の浮力を冷熱の移行に利用する流路としたことに
あり、その作用・効果は次の通りである。

〔作用〕

（イ）つまり、氷は、上昇流路において水中で浮力を受
けるが、このように氷に作用する浮力は、氷とともに、
その氷が保有する冷熱を上昇移行させることに寄与す
る。

そして、上昇流路を、貯留する水の中で氷を浮力によ
り上昇させるものとする場合（請求項２に対応）には、
高い位置への冷熱の移行を浮力による氷の上昇のみによ
り行うから、外部から与える揚送動力は不要となる。

又、上昇流路を、水と氷とを混在状態で上昇流動させ
るものとする場合（請求項３に対応）には、氷と水との
混在物の見かけ上の比重が水そのものの比重よりも小と
なることにより冷熱揚送動力が軽減される。換言すれ
ば、前述の如く浮力が寄与する分だけ冷熱揚送動力が軽
減される。

（ロ）一方、氷は、冷熱を顕熱の形でのみ保有する水に
比して、単位重量比較ではるかに大量の冷熱を顕熱及び
潜熱の形で保有するから、冷却した水のみを揚送して冷
熱を移行させる従来方式に比して、媒体量の割に大量の
冷熱を移行させることができる。

〔発明の効果〕

以上要するに、氷が上昇流路における水中で受ける浮
力を高い位置への冷熱移行に利用することを最大特徴と
する本発明によれば、必要動力を少なくしながら、大量
の冷熱を、この冷熱を利用する上層階の高さ位置へ極め
て効率良く送ることが可能となった。

〔実施例〕

次に実施例を第１図に基づいて説明する。

図中（１）は、１階以上の各階にファンコイルユニッ
ト等の冷熱消費装置（２）を配設した建築物であり、
（３）は地階から最上層階にまでわたらせた立管状の水
槽である。

地階には、冷凍機（４）、及び、この冷凍機（４）か
らの供給冷熱により氷を生成する製氷器（５）を設けて
あり、水槽（３）における下層部の貯留水（Ｗ）を原料
水として製氷器（５）により生成した氷（Ａ）を水槽
（３）の下層部に供給するようにしてある。

つまり、水槽（３）の下層部に対して氷の形で冷熱を
供給するのであるが、氷（Ａ）が貯留水（Ｗ）との比重
差により槽内上昇することを利用して、氷（Ａ）が顕熱
及び潜熱として保有する冷熱を、冷熱消費装置（２）が
配設された上層の各階へ移送するようにしてある。

水槽（３）の内部は、氷（Ａ）を上昇させる上昇流路
部分（3a）と、多孔の仕切部材（６）により大径の氷
（Ａ）の侵入を阻止した環水部分（3b）とに区画してあ
り、冷熱消費装置（２）を配設した上層の各階では、氷
（Ａ）により冷却された冷水を上昇流路部分（3a）から
取出して冷水供給管（７）を介し冷熱消費装置（２）へ
供給し、冷熱消費装置（２）での冷熱消費により高温化
した水を冷水戻り管（８）を介して環水部分（3b）に戻
すようにしてある。

尚、この立管状の水槽（３）は、氷（Ａ）を貯留する
ことにより冷熱を蓄熱しておく蓄熱槽にも兼用されてお
り、夜間電力を利用した冷熱蓄熱や負荷のピークカット
等にも利用される。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（ａ）水及び氷は薬剤を混入したものであっても良い。

（ｂ）氷のみを上昇流路における貯留水中で浮力により
上昇させる方式と、上昇流路において水と氷とを混在状
態で上昇流動させる方式とのいずれを採用しても良い。

（ｃ）上昇流路において水と共存させる氷は、塊状のも
のやシャーベット状のもの等々どのような形態のもので
あっても良い。

（ｄ）上層階の高さ位置において上昇流路から冷熱を取
出すに、水のみを取出す方式、水と氷との混在物を取出
す方式、あるいは、上昇流路内の水・氷と別途熱運搬媒
体とを、熱交換させて、その熱運搬媒体により冷熱のみ
を取出す方式等々、種々の方式を適用できる。

（ｅ）前述実施例においては、冷熱消費装置からの戻り
水を、上昇流路（3a）を有する水槽（３）において多孔
仕切部材（６）により氷（Ａ）の侵入を阻止した環水部
分（3b）に還流したが、第２図に示すように、戻り水を
戻す別途の槽（９）を設けても良く、又、第３図に示す
ように槽内を２つの流路に仕切った槽や、あるいは、２
重管構成により２つの流路を形成した槽において、一方
の流路を、水と氷を共存させる冷熱移送用の上昇流路
（3a）とし、他方の流路を冷熱消費装置から戻り水を製
氷器（５）側へ戻す下降流路（3c）としても良い。

（ｆ）氷を生成する装置構成、及び、その氷を上昇流路
に供給する装置構成は種々の構成変更、改良が可能であ
る。

（ｇ）上昇流路において氷の上昇速度を調整する手段を
講じても良い。

（ｈ）上昇流路における氷の量を検出する手段を設け、
その検出手段の検出結果に基づいて上昇流路への氷供給
量を調整するようにしても良い。

（ｉ）本発明は建築物における冷房設備に限らず、種々
の冷熱利用分野で適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明の添付同図の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す設備構成図である。第２
図及び第３図は夫々、本発明の別実施例を示す設備構成
図である。 （３）……上昇流路、（Ｗ）……水、（Ａ）……氷。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷熱を、この冷熱を供給する高さ位置より
   も高い位置の上層階の高さ位置へ移行させて、この高い
   位置でこの冷熱を利用する冷熱利用装置であって、冷熱
   を前記の高い位置へ移行させる上昇流路（3a）を、水
   （Ｗ）と氷（Ａ）とを共存させて、水（Ｗ）の中で生じ
   る氷（Ａ）の浮力を冷熱の移行に利用する流路とした冷
   熱利用装置。
2. 【請求項２】前記上昇流路（3a）が、貯留する水（Ｗ）
   の中で氷（Ａ）を浮力により上昇させるものである請求
   項１記載の冷熱利用装置。
3. 【請求項３】前記上昇流路（3a）が、水（Ｗ）と氷
   （Ａ）とを混在状態で上昇流動させるものである請求項
   １記載の冷熱利用装置。