JP2950091B2 - 空冷式氷蓄熱システム - Google Patents
空冷式氷蓄熱システムInfo
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- JP2950091B2 JP2950091B2 JP9342193A JP9342193A JP2950091B2 JP 2950091 B2 JP2950091 B2 JP 2950091B2 JP 9342193 A JP9342193 A JP 9342193A JP 9342193 A JP9342193 A JP 9342193A JP 2950091 B2 JP2950091 B2 JP 2950091B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば冷房等に必要な
冷熱を供給するための氷蓄熱装置に関する。
冷熱を供給するための氷蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば建物内部の冷房を行なうために、
深夜の電力を利用して製氷し、この氷を氷蓄熱槽内部に
水と共に蓄え、昼間は前記氷蓄熱槽内部の氷を冷媒とし
て空調機へ送るという技術が存在する。
深夜の電力を利用して製氷し、この氷を氷蓄熱槽内部に
水と共に蓄え、昼間は前記氷蓄熱槽内部の氷を冷媒とし
て空調機へ送るという技術が存在する。
【０００３】この技術は、氷蓄熱槽内に氷を水を混合状
態で蓄えるためＩＰＦ（アイスパッキングフアクター、
全水量に対する氷の充填率）が小さいという欠点があっ
た。即ち、破片状または粒状の氷を充填または水中に投
入するダイナミック型氷蓄熱層では氷を限界ぎりぎりま
で充填しても、氷と氷との間に多くの隙間を生じてしま
うものであった。
態で蓄えるためＩＰＦ（アイスパッキングフアクター、
全水量に対する氷の充填率）が小さいという欠点があっ
た。即ち、破片状または粒状の氷を充填または水中に投
入するダイナミック型氷蓄熱層では氷を限界ぎりぎりま
で充填しても、氷と氷との間に多くの隙間を生じてしま
うものであった。
【０００４】また、氷蓄熱槽内に設置した冷却コイルの
周囲に氷を凍結させるスタティック型氷蓄熱槽では、氷
は円筒形に成長するので、やはり隙間を生ずる。この隙
間部分の水まで凍結させることは、冷媒温度をさらに低
下させる必要があり、不経済である。さらに、成長した
氷の厚さが大きくなると冷却コイルから水への熱（冷
熱）の伝達が阻害される欠点があった。
周囲に氷を凍結させるスタティック型氷蓄熱槽では、氷
は円筒形に成長するので、やはり隙間を生ずる。この隙
間部分の水まで凍結させることは、冷媒温度をさらに低
下させる必要があり、不経済である。さらに、成長した
氷の厚さが大きくなると冷却コイルから水への熱（冷
熱）の伝達が阻害される欠点があった。
【０００５】これに対し、図２のように氷蓄熱槽１の底
部近くに給水管２を入れ、または上部から散水もしくは
注水により、水を徐々に供給していくことにより、氷を
層状態に形成する技術が提案されている（特開昭６０−
１４２１２９号）。
部近くに給水管２を入れ、または上部から散水もしくは
注水により、水を徐々に供給していくことにより、氷を
層状態に形成する技術が提案されている（特開昭６０−
１４２１２９号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記後
者の技術では確かにＩＰＦを大きくすることができるも
のの、冷却コイル２を氷蓄熱槽１の底部近くに設けるた
め、天然の寒気を利用するものであったので、冷房、と
りわけ、夏期の冷房には不適当であった。また、降水、
暖冬、異常乾燥などの天候に左右されやすく、適切な氷
量の制御が困難であった。
者の技術では確かにＩＰＦを大きくすることができるも
のの、冷却コイル２を氷蓄熱槽１の底部近くに設けるた
め、天然の寒気を利用するものであったので、冷房、と
りわけ、夏期の冷房には不適当であった。また、降水、
暖冬、異常乾燥などの天候に左右されやすく、適切な氷
量の制御が困難であった。
【０００７】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたもので、製氷を行なうための熱伝導率を向上で
き、ＩＰＦ（氷の充填率）をさらに大きくすることので
きる空冷式氷蓄熱装置を提供することを目的とする。
なされたもので、製氷を行なうための熱伝導率を向上で
き、ＩＰＦ（氷の充填率）をさらに大きくすることので
きる空冷式氷蓄熱装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は、水及び氷を入れることができる密閉状
の氷蓄熱槽と、氷蓄熱槽内を空気を介して冷却する冷却
装置と、氷蓄熱槽内へ水を供給する給水弁と、氷蓄熱槽
から水を排出する排水弁と、冷熱の蓄熱時には排水弁に
よって余分な水を排出し次に給水弁から水の供給を徐々
に行ない冷却装置によって氷蓄熱槽の底部から上部へ向
かって氷を積層状態に形成させる制御装置とを備えたこ
とを特徴とする。
めに、本発明は、水及び氷を入れることができる密閉状
の氷蓄熱槽と、氷蓄熱槽内を空気を介して冷却する冷却
装置と、氷蓄熱槽内へ水を供給する給水弁と、氷蓄熱槽
から水を排出する排水弁と、冷熱の蓄熱時には排水弁に
よって余分な水を排出し次に給水弁から水の供給を徐々
に行ない冷却装置によって氷蓄熱槽の底部から上部へ向
かって氷を積層状態に形成させる制御装置とを備えたこ
とを特徴とする。
【０００９】また、冷熱の供給開始時に上下方向に貫通
する水道を形成させるための、氷を部分的に解凍するヒ
ータを備えることもできる。
する水道を形成させるための、氷を部分的に解凍するヒ
ータを備えることもできる。
【００１０】
【作用】冷熱を蓄熱するときには、まず排水弁によって
氷蓄熱槽から余分な水を排出し、給水弁から水を徐々に
供給しながら、冷却装置によって空気を介して氷蓄熱槽
内を冷却する。これにより、氷は、氷蓄熱槽の底部から
上部へ向かって徐々に積層状態に形成されていく。
氷蓄熱槽から余分な水を排出し、給水弁から水を徐々に
供給しながら、冷却装置によって空気を介して氷蓄熱槽
内を冷却する。これにより、氷は、氷蓄熱槽の底部から
上部へ向かって徐々に積層状態に形成されていく。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。本実施例の空冷式氷蓄熱装置は、例えば夏季に
おいて建物内部の冷却を行なうために用いられる。そし
て、夜間の電力を利用して製氷し、昼間にこの氷を解凍
し冷水を作って冷房に用いる。
明する。本実施例の空冷式氷蓄熱装置は、例えば夏季に
おいて建物内部の冷却を行なうために用いられる。そし
て、夜間の電力を利用して製氷し、昼間にこの氷を解凍
し冷水を作って冷房に用いる。
【００１２】氷蓄熱槽１は水及び氷を入れることができ
る。氷蓄熱槽１の外周３は密閉状の二重構造となってお
り、間に断熱材が収納されている。一方、上下方向に貫
通する水道（みずみち）を形成させるため、槽内空間に
垂直に、および底部に水平に解凍用のヒータ５がはりめ
ぐらされている。このヒータ５はヒータ制御盤７によ
り、通電される電流値の値や、通電導水管等が制御され
る。更に氷蓄熱槽１の上面には逆Ｕ字状の配管９が連通
されている。この配管９の内部には空気を循環させるた
めのファン１１、及び冷却コイル１３が設けられてい
る。冷却コイル１３は前記循環される空気を冷却するた
めのものであり、低温型の冷凍機１５に接続され、冷媒
液が供給される。
る。氷蓄熱槽１の外周３は密閉状の二重構造となってお
り、間に断熱材が収納されている。一方、上下方向に貫
通する水道（みずみち）を形成させるため、槽内空間に
垂直に、および底部に水平に解凍用のヒータ５がはりめ
ぐらされている。このヒータ５はヒータ制御盤７によ
り、通電される電流値の値や、通電導水管等が制御され
る。更に氷蓄熱槽１の上面には逆Ｕ字状の配管９が連通
されている。この配管９の内部には空気を循環させるた
めのファン１１、及び冷却コイル１３が設けられてい
る。冷却コイル１３は前記循環される空気を冷却するた
めのものであり、低温型の冷凍機１５に接続され、冷媒
液が供給される。
【００１３】氷蓄熱槽１の上方には散水器１７が設置さ
れ、給水弁１９から給水が行なわれる。また氷蓄熱槽１
の底面は水管２４を介してポンプ２３に接続され、更に
水管２４を介して空気調和機２５に接続されている。空
気調和機２５は更に水管２７及び還流弁２９を介して前
記散水器１７に接続されている。空気調和機２５を出た
直後の水管２７には排水弁３１が設けられ、水管２１，
２３，２７を循環化する水を外部へ排水できるようにな
っている。
れ、給水弁１９から給水が行なわれる。また氷蓄熱槽１
の底面は水管２４を介してポンプ２３に接続され、更に
水管２４を介して空気調和機２５に接続されている。空
気調和機２５は更に水管２７及び還流弁２９を介して前
記散水器１７に接続されている。空気調和機２５を出た
直後の水管２７には排水弁３１が設けられ、水管２１，
２３，２７を循環化する水を外部へ排水できるようにな
っている。
【００１４】なお、前記給水弁１９、還流弁２９及び排
水弁３１は電磁弁であり、図示しない制御装置により、
自動的に開閉が行なわれる。そしてこの制御装置は、冷
凍機１５やファン１１の制御、更にはヒータ制御盤７を
介してヒータ５の制御を行なう。
水弁３１は電磁弁であり、図示しない制御装置により、
自動的に開閉が行なわれる。そしてこの制御装置は、冷
凍機１５やファン１１の制御、更にはヒータ制御盤７を
介してヒータ５の制御を行なう。
【００１５】以下、本実施例の作用を説明する。夏季の
深夜に電気の需要が減少した時間帯に、製氷を行ない冷
熱の蓄熱をする。即ち、まず排水弁３１を開き氷蓄熱槽
１から水を排水し、一旦空にする。次に排水弁３１を閉
じ、給水弁１９を開いて散水器１７から噴霧状で水の供
給を行なう。この供給は徐々に行ない、同時に冷却装置
である冷凍機１５を稼働し、ファン１１を回す。これに
より配管９内の空気はファン１１によって氷蓄熱槽１内
部との間で循環され、冷却コイル１３によって冷却され
る。冷却された空気を介して氷蓄熱槽１内は冷やされ、
底部の水が凍る。
深夜に電気の需要が減少した時間帯に、製氷を行ない冷
熱の蓄熱をする。即ち、まず排水弁３１を開き氷蓄熱槽
１から水を排水し、一旦空にする。次に排水弁３１を閉
じ、給水弁１９を開いて散水器１７から噴霧状で水の供
給を行なう。この供給は徐々に行ない、同時に冷却装置
である冷凍機１５を稼働し、ファン１１を回す。これに
より配管９内の空気はファン１１によって氷蓄熱槽１内
部との間で循環され、冷却コイル１３によって冷却され
る。冷却された空気を介して氷蓄熱槽１内は冷やされ、
底部の水が凍る。
【００１６】このとき、給水弁１９は、開閉を繰り返
し、前回供給した水が凍った後、次回の給水を行なう。
このようにして、氷３３は氷蓄熱槽１の底部から上部へ
向かって積層状態に形成される。このようにして深夜の
電力を利用して製氷が行なわれる。
し、前回供給した水が凍った後、次回の給水を行なう。
このようにして、氷３３は氷蓄熱槽１の底部から上部へ
向かって積層状態に形成される。このようにして深夜の
電力を利用して製氷が行なわれる。
【００１７】次に、昼間になり建物内の温度が上昇して
冷房が必要な温度になると、冷熱の供給が開始される。
まず、ヒータ制御盤７を介してヒータ５に通電が行なわ
れ、氷３３が部分的に解凍される。部分的な解凍によ
り、それまで氷３３だけであった氷蓄熱槽１の内部に冷
水が生じる。そこで還流弁２９を開け、水をポンプ２３
により空調機２５へ送る。空調機２５で暖められた水は
散水器１７から、積層状態の氷３３の上に散水される。
これにより氷３３は解け、より多くの冷水が作られる。
冷房が必要な温度になると、冷熱の供給が開始される。
まず、ヒータ制御盤７を介してヒータ５に通電が行なわ
れ、氷３３が部分的に解凍される。部分的な解凍によ
り、それまで氷３３だけであった氷蓄熱槽１の内部に冷
水が生じる。そこで還流弁２９を開け、水をポンプ２３
により空調機２５へ送る。空調機２５で暖められた水は
散水器１７から、積層状態の氷３３の上に散水される。
これにより氷３３は解け、より多くの冷水が作られる。
【００１８】このようにして、冷熱の供給が開始された
後は、ヒータ５への通電は停止され、通常の冷熱供給が
行なわれる。このとき、冷熱の供給が進むと、氷蓄熱槽
１内のＩＰＦが小さくなる。ＩＰＦが小さくなると冷た
い冷水を空調機２５へ供給しにくくなるので、ＩＰＦを
高めるため排水弁３１を開き暖められた冷水を雑用水槽
に放流し雑用水として再利用する。更に冷熱の供給が進
むと氷蓄熱槽１内部の氷と水の総量が小さくなる。そし
て、その日の深夜になると、排水弁３１を全開にしポン
プ２３により氷蓄熱槽１内部の余分な水を排水する。そ
の後、再び水を徐々に供給しつつ製氷を行なう。
後は、ヒータ５への通電は停止され、通常の冷熱供給が
行なわれる。このとき、冷熱の供給が進むと、氷蓄熱槽
１内のＩＰＦが小さくなる。ＩＰＦが小さくなると冷た
い冷水を空調機２５へ供給しにくくなるので、ＩＰＦを
高めるため排水弁３１を開き暖められた冷水を雑用水槽
に放流し雑用水として再利用する。更に冷熱の供給が進
むと氷蓄熱槽１内部の氷と水の総量が小さくなる。そし
て、その日の深夜になると、排水弁３１を全開にしポン
プ２３により氷蓄熱槽１内部の余分な水を排水する。そ
の後、再び水を徐々に供給しつつ製氷を行なう。
【００１９】以上説明したように本実施例によれば、冷
却コイル１３は配管９内部に位置し、氷蓄熱槽１内部の
水には接触していないので、製氷された氷が冷却コイル
１３の周囲に厚く成長形成し熱伝導率が低下してしまう
ということがない。
却コイル１３は配管９内部に位置し、氷蓄熱槽１内部の
水には接触していないので、製氷された氷が冷却コイル
１３の周囲に厚く成長形成し熱伝導率が低下してしまう
ということがない。
【００２０】また、空調機２５から還流し散水器１７か
ら散水された水は、ヒータ５により縦方向に貫通して形
成された水道（みずみち）を通って、換言すれば、常に
氷の表面に接触して流れることになるので、常に０度近
い低い温度で再び空調機２５へ供給できる。なお、従来
は氷蓄熱槽１内部には氷と水が混合状態で蓄えられたの
で、低い温度の冷水を得るためには氷蓄熱槽１内部を攪
拌装置により強制的に攪拌する必要があった。本実施例
では、このような攪拌装置を設けなくても、温度の低い
冷水を供給できる。
ら散水された水は、ヒータ５により縦方向に貫通して形
成された水道（みずみち）を通って、換言すれば、常に
氷の表面に接触して流れることになるので、常に０度近
い低い温度で再び空調機２５へ供給できる。なお、従来
は氷蓄熱槽１内部には氷と水が混合状態で蓄えられたの
で、低い温度の冷水を得るためには氷蓄熱槽１内部を攪
拌装置により強制的に攪拌する必要があった。本実施例
では、このような攪拌装置を設けなくても、温度の低い
冷水を供給できる。
【００２１】氷蓄熱槽１のＩＰＦを大きくすることによ
り、氷蓄熱槽１の必要な容量を小さくすることができ、
その結果、氷蓄熱槽１から熱が逃げることによって生じ
る熱損失も従来に比べて小さくできる。
り、氷蓄熱槽１の必要な容量を小さくすることができ、
その結果、氷蓄熱槽１から熱が逃げることによって生じ
る熱損失も従来に比べて小さくできる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空冷式氷
蓄熱装置によれば、冷却装置は空気を介して氷蓄熱槽内
の水を冷却し製氷を行なうので、従来のように冷却コイ
ルが直接水に接触し氷が冷却コイルの表面に厚く形成さ
れるということがないので、冷却装置の熱伝導率は低下
せず良好な製氷効率を維持できる。
蓄熱装置によれば、冷却装置は空気を介して氷蓄熱槽内
の水を冷却し製氷を行なうので、従来のように冷却コイ
ルが直接水に接触し氷が冷却コイルの表面に厚く形成さ
れるということがないので、冷却装置の熱伝導率は低下
せず良好な製氷効率を維持できる。
【００２３】また、従来のように天然の冷気を利用する
ものではないので、天候に左右されず、かつ、夏期にお
いても、氷は氷蓄熱槽の底部から上部へ隙間なく積層状
態に形成でき、ＩＰＦ（氷の充填率）は１００％近いも
のにできる。
ものではないので、天候に左右されず、かつ、夏期にお
いても、氷は氷蓄熱槽の底部から上部へ隙間なく積層状
態に形成でき、ＩＰＦ（氷の充填率）は１００％近いも
のにできる。
【図１】本発明の第一実施例を示す全体概略図である。
【図２】従来例を示す図である。
１ 氷蓄熱槽 ５ ヒータ ７ ヒータ制御盤 ９ 配管 １１ ファン ２，１３ 冷却コイル １５ 低温型の冷凍機 １９ 給水弁 １７ 散水器 ２１，２４，２７ 水管 ２３ ポンプ ２５ 空調機 ２９ 還流弁 ３１ 排水弁
Claims (2)
- 【請求項１】 水及び氷を入れることができる密閉状の
氷蓄熱槽と、氷蓄熱槽内を空気を介して冷却する冷却装
置と、氷蓄熱槽内へ水を供給する給水弁と、氷蓄熱槽か
ら水を排出する排水弁と、冷熱の蓄熱時には排水弁によ
って余分な水を排出し次に給水弁から水の供給を徐々に
行ない冷却装置によって氷蓄熱槽の底部から上部へ向か
って氷を積層状態に形成させる制御装置とを備えたこと
を特徴とする空冷式氷蓄熱装置。 - 【請求項２】 冷熱の供給開始時に上下方向に貫通する
水道を形成させるための、氷を部分的に解凍するヒータ
を備えたことを特徴とする請求項１記載の空冷式氷蓄熱
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9342193A JP2950091B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 空冷式氷蓄熱システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9342193A JP2950091B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 空冷式氷蓄熱システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307682A JPH06307682A (ja) | 1994-11-01 |
| JP2950091B2 true JP2950091B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=14081843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9342193A Expired - Fee Related JP2950091B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 空冷式氷蓄熱システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950091B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107461855A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-12-12 | 哈尔滨工业大学建筑设计研究院 | 一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP9342193A patent/JP2950091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307682A (ja) | 1994-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |