JP2838356B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

氷蓄熱装置

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JP2838356B2 JP34347293A JP34347293A JP2838356B2 JP 2838356 B2 JP2838356 B2 JP 2838356B2 JP 34347293 A JP34347293 A JP 34347293A JP 34347293 A JP34347293 A JP 34347293A JP 2838356 B2 JP2838356 B2 JP 2838356B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、氷蓄熱水槽内で生成し
た氷と熱交換した冷水を空調器の冷水コイルに送り出し
て空気調和を行なうための氷蓄熱装置に関し、特に氷蓄
熱水槽内の伝熱管の周囲に生成した氷を均一に解氷でき
るようにした装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】氷蓄熱装置を用いる空調装置では、夜間
に氷蓄熱槽水内で生成した氷を冷熱源とし、昼間の空調
時間帯に水槽内の氷と空調器の冷水コイルを流れる循環
水とを熱交換させて空調器が設置された室内の空気調和
を行なっている。
【0003】この氷蓄熱装置は大別して、水槽内の伝熱
管の周囲に氷が固まって固定状態となるスタティック型
と、氷が水槽内を自由に流動するダイナミック型とがあ
る。図5に、このスタティック型の氷蓄熱装置の概略的
な構成を示す。この図で、ブラインチリングユニットか
ら所定温度に冷却されて送り出されたブラインは、ブラ
イン入口21から入り、水槽20内にコイル状に配設さ
れた伝熱管22に供給されて、ブライン出口24から還
流される。これにより、伝熱管内部を流れる低温のブラ
インと水槽20内の水27とが熱交換して、伝熱管22
の周囲に氷23が生成される。
【0004】空調器の冷水コイルからの戻り水(還水)
は、水槽入口26から入り、水槽20内の伝熱管23の
周囲の氷23と熱交換される。これにより、冷却された
冷水(往水)は、冷水供給口25から空調器側に送り出
される。
【0005】このように構成されるスタティック型の氷
蓄熱装置は、ダイナミック型のものに比べて構成が簡単
であり、価格的にも安価であるという特長がある。しか
し、その反面、スタティック型では、性能および機能を
損なうことなく装置を運転・維持していくにあたり、夜
間に製氷した氷蓄熱水槽内の氷を昼間の空調時間帯に完
全に解氷する必要がある。このために、氷蓄熱装置の水
槽内において伝熱管の位置で満遍なく均等に製氷および
解氷されるような構成が望まれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにスタテ
ィック型の氷蓄熱装置では、空調器からの戻り水が水槽
20内の伝熱管22の周囲に生成した氷23と熱交換す
るが、このときの水槽20内の冷水の挙動を調べてみる
と、4℃に冷却された冷水の比重が一番重いため、水槽
底部に沈んでいき、一方1〜2℃に冷却された冷水の比
重はこれより小さいため、水槽上部へ上昇していくとい
う、対流現象を起こしていることが認められる。図5中
で、下に向く矢印は4℃の冷水の挙動を示し、上に向く
矢印は1〜2℃の冷水の挙動を示している。
【0007】この現象により、1〜2℃に冷却された冷
水と接触する水槽上部側の伝熱管部分は、氷の融解が遅
くなり、氷の融解量にばらつきが生じて、放熱運転が終
了しても氷蓄熱水槽内の一部に氷が残留したままとな
る。
【0008】このように、氷が残留したままつぎの蓄熱
運転が行なわれると、伝熱管の一部分に氷が多量に付着
するようになり、放熱運転の際に氷と水の熱伝導が悪化
したり、他の部分に比べて水流の流れ具合が悪くなり、
解氷の進行状況が遅くなって、蓄熱の取り出しを有効に
行なえなくなる。
【0009】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、水槽内の
解氷効率を高め、蓄熱の取り出しを有効に行なうことが
できる氷蓄熱装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、低温のブラインが供給される伝熱管が氷蓄
熱水槽内に多層状に配設され、氷蓄熱水槽の下部に、水
槽内の伝熱管の周囲に生成した氷と熱交換した冷水を空
調器側に送り出す冷水供給管が接続され、氷蓄熱水槽の
上部に、空調器からの戻り水を水槽内に送り込む戻り水
送り管が接続されたスタティック型の氷蓄熱装置におい
て、氷蓄熱水槽内の上記戻り水送り管の先端部に、戻り
水を噴出する複数の分流孔が穿設された分流管を接続
し、この分流管に接続され、ノズル口から戻り水を噴出
する噴出ノズル管を、上記分流孔からの噴流によって水
槽内に引き起こされた渦流の停滞区域に延設した構成と
してある。
【0011】
【作用】分流管の分流孔から戻り水が噴出されて、氷蓄
熱水槽内の水面に渦流が引き起こされ、伝熱管周囲の氷
と効率よく熱交換する。また、渦流の停滞する区域に、
噴出ノズル管のノズル口から戻り水が噴出されること
で、水槽底部から上昇してくる低温の冷水と熱交換し、
低温の冷水がこの区域に停滞することがない。
【0012】
【実施例】以下、本発明による氷蓄熱装置の具体的な実
施例を図面に基づき詳細に説明する。図1にこの氷蓄熱
装置の一実施例の斜視図を示し、図2にこの装置の平面
図、図3にA−A線断面図を示す。これらの図で、ブラ
イン送り管3は、氷蓄熱水槽1の側板1a上部の一側よ
り引き込まれ、水槽1内の後部から立ち下がるように槽
内に挿入させている。また、ブライン戻り管8は、水槽
1内の前部に立ち上がり、側板1a上部の他側より外部
に引き出されている。水槽1内の前後位置には、伝熱管
取付け板4、5が配設されている。これら取付け板4、
5の下部は、水槽底部より隙間を空けて水槽底部に止め
金6により固定されている。ブライン送り管3の水槽埋
没部とブライン戻り管8の水槽埋没部との間には、取付
け板4、5によって支持された状態で伝熱管(ブライン
管)7がコイル状に多層に接続されている。
【0013】また、側板1a上部の中央部には、水槽1
内の水2に埋没するように戻り水送り管10が槽内に引
き込まれている。この戻り水送り管10の接続口10a
には、空調器の冷水コイルから延びる送水管が接続され
る。水槽1内の戻り水送り管10の側板1a寄り先端部
には、分流管11が送り管10に直交するように水平に
接続されている。この分流管11の先端縁には、冷水コ
イルからの戻り水(還水)を水槽1内に適当水量噴出す
るための複数の分流孔12が穿設されている。また、分
流管11の先端中央部には、先端のノズル口13aを下
方に向けて直角に屈曲させた噴出ノズル管13が接続さ
れている。噴出ノズル管13は、分流孔12から戻り水
が噴出されることによって水槽1内に形成される渦流1
4が停滞する区域まで延びている。
【0014】また、側板1a下部の中央部には、水槽1
内で熱交換した冷水を空調器側に送り出すための冷水供
給管9が接続されている。この冷水供給管9の供給口9
aには、冷水循環ポンプへ向かう送水管が接続され、こ
の冷水循環ポンプによって水槽1内の冷水(往水)が空
調器の冷水コイルに送り込まれる。
【0015】このように構成される氷蓄熱装置では、図
示しないブラインチリングユニットから所定温度に冷却
されたブラインがブライン送り管3に入口3aより送り
込まれると、伝熱管群にブラインが供給され、ブライン
戻り管8の出口8aからブラインチリングユニットに還
流される。このとき、伝熱管7の内部に流れる低温のブ
ラインと氷蓄熱水槽1内の水2とが熱交換して、伝熱管
7の周囲に氷が生成・付着される。
【0016】この付着した氷の冷熱を昼間の空調時間帯
に解氷して利用するために、氷蓄熱水槽下部の冷水供給
管9から3〜4℃に冷却された冷水(往水)が送り出さ
れ、還水と混合されて7〜8℃となった冷水が、冷水循
環ポンプにより空調器へと供給される。これにより、空
調器の冷水コイルと空調室内の空気とが熱交換して、1
2℃程度に暖められた戻り水(還水)が氷蓄熱水槽上部
の戻り水送り管10により水槽1内に戻される。
【0017】このとき、戻り水送り管10の先端部に設
けられた分流管11の複数の分流孔12から、戻り水が
噴出され、その噴流が図4に示すように氷蓄熱水槽1内
の水面2aに渦流14を引き起こして、伝熱管7の周囲
に生成した氷と効率よく熱交換する。
【0018】さらに、分流管11から延びる噴出ノズル
管13のノズル口13aからは、渦流の停滞する区域1
5に戻り水が噴出されるので、水槽底部からこの区域に
上昇してくる2〜3℃に冷却された低温の冷水と熱交換
し、この部分に冷水が停滞するのを防止することができ
る。
【0019】したがって、氷蓄熱水槽1内の氷を満遍な
く均等に解氷することができ、夜間の蓄熱時にも、伝熱
管の周囲に均等に氷を生成することができる。
【0020】なお、上述した実施例では、戻り水送り管
10の先端部に分流管11を水平に設けた例を説明した
が、この分流管11を送り管10の先端部に垂直その他
の姿勢で設けても同様な効果を期待できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、空
調器からの戻り水を分流管と噴出ノズル管を用いて氷蓄
熱水槽内に戻すようにしたので、伝熱管の周囲に生成し
た氷を均一に溶かすことができ、安定した温度の冷水を
空調器側に供給することができる。
【0022】また、空調時間帯の放熱運転が終了しても
氷蓄熱水槽内の一部に氷が残留したままという状態がな
くなり、夜間の蓄熱運転時には伝熱管の周囲に均等に氷
が生成されるようになる。これにより放熱運転時には、
氷と水の熱伝導が悪化したり、水流の流れ具合が悪化す
るような不具合が生ぜず、安定した運転を行なえること
で、蓄熱の取り出しを有効に行なえる。
【0023】さらに、分流管を設けたことで、水槽内を
攪拌する装置を付設する必要がなく、余分な装置および
動力が不要となるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による氷蓄熱装置の一実施例を示す斜視
図。
【図2】図1の氷蓄熱装置の平面図。
【図3】図2のA−A線断面図。
【図4】分流管から噴出される戻り水の渦流を示す説明
図。
【図5】従来の氷蓄熱装置の概略的構成をしめす構成
図。
【符号の説明】
1 氷蓄熱水槽 2 水 2a 水面 3 ブライン送り管 3a ブライン入口 4、5 伝熱管取付け板 6 止め金 7 伝熱管 8 ブライン戻り管 8a ブライン出口 9 冷水供給管 9a 冷水供給口 10 戻り水送り管 10a 戻り水接続口 11 分流管 12 分流孔 13 噴出ノズル管 13a ノズル口 14 渦流 15 停滞区域

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】低温のブラインが供給される伝熱管が氷蓄
    熱水槽内に多層状に配設され、氷蓄熱水槽の下部に、水
    槽内の伝熱管の周囲に生成した氷と熱交換した冷水を空
    調器側に送り出す冷水供給管が接続され、氷蓄熱水槽の
    上部に、空調器からの戻り水を水槽内に送り込む戻り水
    送り管が接続されたスタティック型の氷蓄熱装置におい
    て、氷蓄熱水槽内の上記戻り水送り管の先端部に、戻り
    水を噴出する複数の分流孔が穿設された分流管を接続
    し、この分流管に接続され、ノズル口から戻り水を噴出
    する噴出ノズル管を、上記分流孔からの噴流によって水
    槽内に引き起こされた渦流の停滞区域に延設したことを
    特徴とする氷蓄熱装置。
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