JP3318372B2 - 蓄熱システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱効率及び氷の充填
効率を向上させることができる蓄熱システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、夜間電力を利用して冷熱源を蓄積
する蓄熱システムの一形態として、製氷機を利用したも
のがあり、同蓄熱装置は、氷を製造する製氷機と、熱源
としての氷水を蓄積する蓄熱槽と、製氷用冷媒を供給す
る冷凍機とからなり、蓄熱槽中に氷として蓄え、そし
て、昼間において、蓄熱槽からの冷水をエアーコンデシ
ョナ等に送って、その冷水によってビル等における空調
を行うようにしていた。

【０００３】かかる蓄熱装置は、水を製氷機の製氷板に
供給しながら同製氷板に、冷凍機からの製氷用冷媒を送
り、その冷媒によって同製氷板を冷却して、その表面で
水を凍らせるようにしていた。そして、製氷板で形成さ
れた氷は、蓄熱槽内において、冷熱として蓄熱されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の蓄熱シ
ステムは、以下のような課題を有していた。即ち、冷凍
機からの冷媒を製氷板に供給して、同製氷板をその冷媒
で冷却し、同製氷板の表面において、散布する常温水を
凍らせていたが、常温水を直接的に製氷すると、蒸発温
度を低くして冷却することから、C.O.P(冷凍機の成績係
数) が低下して、製氷効率の向上を図ることができなか
った。

【０００５】また、製氷板からの氷を蓄熱槽で溜める場
合、一定の大きさの塊としていたので、蓄熱槽内に多量
の氷が蓄熱できない為に、従って、畜熱システムとして
の全体の畜熱効率を向上することができなかった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決することがで
きる蓄熱システムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決しようとする手段】本発明では、製氷板を
具備する製氷機と、氷を溜める蓄熱槽とを接続して、同
蓄熱槽に溜めた常温水を循環させながら製氷板に冷媒を
供給して、まず、その水を２〜５℃の水温に冷却し、次
いで、水温２〜５℃とした水を製氷機に供給して氷を形
成し、その氷を蓄熱槽に蓄積することを特徴とする蓄熱
システムを提供するものである。

【０００８】また、本発明は、上記の蓄熱システムにお
いて、製氷機の製氷板への冷媒の供給を停止しながら、
同冷媒を製氷板から吸引して製氷板を急速冷却を行っ
て、製氷板に形成された氷を細かく砕くことを特徴とし
ている。

【０００９】

【実施例】以下_、本発明の実施例を参照しながら説明す
る。図１において、１は本発明に係る蓄熱装置を示し、
同蓄熱装置１は、氷を製造する製氷機２と、水ｗを溜め
て同水ｗを氷ａとして蓄積する蓄熱槽３とから構成され
ており、機枠の下部に蓄熱槽３を配設し、同蓄熱槽３の
上方に、製氷機２が載置されている。

【００１０】まず、製氷機２の構成について詳説する。
即ち、製氷機２は、複数の製氷板４と、製氷板４に冷媒
を供給する冷凍機５とからなり、同製氷板４と冷凍機５
とを冷媒用循環パイプ６で接続して、同冷凍機５に具備
した凝縮器によって液化された冷媒を膨脹弁を通り、低
温で冷媒を蒸発させて、同パイプ６の供給パイプ6aを介
してそのガスを製氷板４に送り、同製氷板４を冷却し、
その後に、同パイプ６の戻りパイプ6bを介して製氷板４
から冷凍機５に吸入するようにしている。そして、冷凍
機５から送る液冷媒によって同製氷板４の表面で水ｗの
熱を吸収して、氷ａを形成する。

【００１１】さらに、冷凍機５には、温水タンク７が具
備されており、熱媒体を冷却して冷媒とする際に、圧縮
機で冷媒を圧縮すると、約90℃の吐出ガスとなるので、
同ガスを温水タンク７に供給して、約40℃の温水を溜め
ている。また、かかる冷凍機５には、高温ガス吐出管８
を介して温水タンク７と接続し、同タンク７において、
高温ガスを供給して、同タンク７内の水を約40℃の温水
としている。

【００１２】かかる温水タンク７には、ポンプ7bを具備
する温水供給パイプ7aを介して製氷板４内と接続して、
同製氷板４の内部に温水を供給して、同温水で製氷板４
を加温して、それに付着した氷ａを解凍して、同製氷板
４の表面から氷ａを剥離するようにしている。なお、7c
は製氷板７の一側部に配設した温水パンを示し、製氷板
４から流出される温水を同パン7cで受けて温水タンク７
に戻すものである。

【００１３】本実施例では、蓄熱槽３に、給水パイプ９
を介して各製氷板４の表面に、水ｗを供給しており、同
パイプ９の基端部に、畜熱槽３内に配設したポンプ10を
接続し、同ポンプ10によって、同蓄熱槽３内に溜めた水
ｗを吸込み、同パイプ９の先端部に設けたノズルから同
製氷板４の表面に吹付けるようにしている。しかも、製
氷板４の表面に吹付けられた水は、その表面を伝わっ
て、その下方に配設した蓄熱槽３に戻して徐々に冷却さ
れ、同製氷板４の表面で氷ａとなり、その氷ａを蓄熱槽
３に落下させて同蓄熱槽３内に溜めるようにしている。

【００１４】また、蓄熱槽３の内部には、氷ａと水ｗと
を分ける為の仕切板11が設けられ、氷水畜熱部12と、冷
水部13とに区画して、冷水部13側の側壁に、冷水を空調
機器に供給する流出口14を設けるとともに、氷水畜熱部
12側の側壁に、空調機器から戻る流入口15を設けてい
る。なお、16は畜熱槽３に設けた給水口、17は給水口16
に設けた自動給水バルブ、18は冷媒用循環パイプ６中に
設けた膨脹弁、19は同パイプ６中に設けた電磁弁を示
す。

【００１５】次いで、本発明に係る蓄熱装置１による蓄
熱方法について詳説する。即ち、まず、蓄熱槽３に水道
の水ｗ (約18℃) を溜めて、給水ポンプ９を作動させ
て、同水ｗを製氷板４に吹付ける。その吹付の際に、冷
凍機５を駆動して、製氷用冷媒を製氷板４に送り、同製
氷板４の表面で水ｗを冷却して、畜熱槽３内に戻し、そ
の水ｗを循環させる。

【００１６】しかも、冷凍機３からの冷媒が冷媒循環パ
イプ６中に設けた膨脹弁18を通過することにより、低温
状態において、冷媒が気化蒸発し、その低温冷媒を製氷
板４に導くことによって、同製氷板４で水ｗの熱を奪
い、畜熱槽３内の常温の水ｗを２〜５℃まで冷却する。
そして、水ｗを２〜５℃に冷却すると、同製氷板４の表
面において製氷が開始される。

【００１７】次いで、製氷板４の表面に、５〜15mm程度
の氷ａを生成した後に、同製氷板４に温水タンク７の温
水を供給して、製氷板４を加熱して、製氷板４の表面か
ら氷ａを剥離して、畜熱槽３内に落下させる。そして、
この氷ａを畜熱槽３内に溜める。

【００１８】さらに、本発明における製氷板４から氷ａ
を剥離する方法について詳説すると、即ち、製氷板４の
表面に氷ａが形成された際に、水ｗの供給と、製氷用冷
媒の供給とを停止させた状態で冷凍機５をプルダウンさ
せて、製氷板４内を更に冷却して、製氷板４を-25 〜-3
5 ℃とし、その冷却によって同製氷板４を収縮され、そ
の収縮によって、プレート状の氷ａにひびを入れて細か
く砕いた状態とし、それと同時に温水の供給によって製
氷板４を加熱して、製氷板４の表面から氷ａを容易に剥
離するようにている。

【００１９】本実施例では、製氷板４の表面に氷ａを形
成し、脱氷する直前に、製氷板４を冷却しており、冷媒
用循環パイプ６中の電磁弁19を閉止し、圧縮器の方へ冷
媒を吸入させると、製氷板４内部の冷媒を急速に蒸発
し、急冷される。この時に、結氷した氷が製氷板４の収
縮によって氷ａ自体に歪みが起こり、瞬時にその表面に
付着したプレート状の氷ａが小さく割れる。

【００２０】また、図１に示すように、冷媒用循環パイ
プ６と高温ガス吐出管８との間に、バイパス管20を接続
して、同製氷板４中に高温ガス吐出管８からの吐出ガス
を送るようにしている。そして、プレート状の氷ａを割
る為に、製氷板４内のガス抜き (プルダウン) を行う際
に、同製氷板４中に高温ガス吐出管８からの吐出ガスを
供給することによって、10〜20秒の間、プルダウンさせ
ることにより、冷媒用循環パイプ６の霜取りを行うとと
もに、氷ａの充分なひび入れを行うようにしている。な
お、21はバイパス管20の電磁弁を示す。

【００２１】本発明によれば、特に、製氷板４に形成さ
れるプレート状の氷ａを細かく砕くことによって、蓄熱
槽３への氷ａの収納容量を増大させることができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明では、畜熱槽に溜めた常温水を氷
として蓄熱する際に、まず、製氷板に供給する常温の水
を、製氷板に送り、２〜５℃の水温として、蓄熱槽に溜
し、次いで、水温２〜５℃の水を製氷板に給水して、同
製氷板の表面において製氷を開始する。そして、製氷板
で氷が形成された後に、製氷板から氷を畜熱槽に溜め
て、氷として蓄熱するものである。

【００２３】さらに、製氷機に氷を形成した後に、製氷
機中のプルダウンを行うことによって同製氷機を更に冷
却して、同製氷機を収縮させ、その表面に形成された氷
にひびを入れることにより、氷を細か砕き、蓄熱槽への
収納容量を増大させることができる。

【００２４】以上のように、本発明によれば、蓄熱槽に
溜めた常温の水を、まず、水温２〜５℃前後として、そ
れから、その水温の水を氷とすることによって、C.O.P
(冷凍機の成績係数) を向上させて、高い蒸発温度での
製氷が行えるので、製氷効率が向上でき、更に、製氷板
で形成されるプレート状の氷を細かく砕いて、蓄熱槽へ
の収納容量を増大させることによって、全体の畜熱効率
を向上させることができる。また、本発明の蓄熱システ
ムでは、C.O.P を向上させることによって、その装置の
小型化ができ、システムの建設費用の軽減、及び省スペ
ース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱システムの模式図である。

【符号の説明】

１ 蓄熱装置 ２ 製氷機 ３ 畜熱槽 ４ 製氷板 ５ 冷凍機

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F25C 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製氷板(4)を具備する製氷機(2)と、氷を
   溜める蓄熱槽(3)とを接続して、同蓄熱槽(3)に溜めた常
   温水を循環させながら製氷板(4)に冷媒を供給して、ま
   ず、その水を２〜５℃の水温に冷却し、次いで、水温２
   〜５℃とした水を製氷機(2)に供給して氷を形成し、そ
   の氷を蓄熱槽(3)に蓄積する蓄熱システムであって、 製氷機(2)の製氷板(4)への冷媒の供給を停止しながら、
   同冷媒を製氷板(4)から吸引して製氷板(4)を急速冷却を
   行って、製氷板(4)に形成された氷を細かく砕く ことを
   特徴とする蓄熱システム。