JP3492062B2 - 氷−水熱交換システム - Google Patents
氷−水熱交換システムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ビルや建
物の冷房用熱源としての冷水を、夜間電力を利用するな
どにより製氷装置で製氷した氷を含む氷含有流体との熱
交換によって得られるようにした氷−水熱交換システム
に関する。 【０００２】 【従来の技術】上述のような氷−水熱交換システムとし
ては、従来、図７の（ａ）の概略構成図に示すように構
成されている。 【０００３】すなわち、熱交換器０１内に伝熱プレート
（図２参照）によって一次側流体流路Ｒ１と二次側流体
流路Ｒ２とが設けられ、一次側流体流路Ｒ１の一端側
に、製氷装置で作製された氷を含んだ氷含有流体の送り
配管０２が接続されるとともに、他端側に、熱交換によ
って氷が融解された流体の戻り配管０３が接続されてい
る。 【０００４】また、二次側流体流路Ｒ２に対し、一次側
流体流路Ｒ１と戻り配管０３との接続箇所に近接した一
端側に冷水の入口配管０４が接続されるとともに、一次
側流体流路Ｒ１と送り配管０２との接続箇所に近接した
他端側に冷水の出口配管０５が接続されている。すなわ
ち、水−水熱交換器におけると同様に向流式熱交換にし
て小型化できるように構成されている。 【０００５】送り配管０２と戻り配管０３が、バイパス
配管０７と三方弁０６とを介して接続され、三方弁０６
の開度を調整することにより、一次側流体流路Ｒ１に流
す氷含有流体の流量を調整できるように構成されてい
る。 【０００６】そして、一般に、出口配管０５に、取り出
される冷水の温度を測定する冷水温度測定手段（図示せ
ず）を設けるとともに、三方弁０６を制御するコントロ
ーラ（図示せず）を設け、取り出される冷水の温度に基
づいて、その冷水の温度が設定範囲から外れたかどうか
を判断し、冷水の温度が設定範囲よりも高くなったとき
には氷含有流体の流量を増加するように、そして、冷水
の温度が設定範囲よりも低くなったときには氷含有流体
の流量を減少するように三方弁０６を自動的に調整でき
るように流量制御手段を構成している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来例の氷−水熱交換システムでは、次のような
欠点があった。なお、図７において、Ａは一次側流体で
ある氷含有流体の熱交換器０１への入口部分を、Ｂは氷
の全量が融解する位置を、Ｃは氷が融解した後の一次側
流体の出口部分をそれぞれ示している。また、Ｄは二次
側流体である冷水の熱交換器０１への入口部分を、Ｅは
二次側流体の出口部分をそれぞれ示している。 【０００８】図７の（ｂ）の温度と位置との相対関係の
説明図に示すように、熱交換器０１の入口側の冷水に対
する一次側流体の冷却作用は、氷が融解した後の顕熱で
あるが、熱交換器０１からの出口側の冷水に対する一次
側流体の冷却作用は、氷を含んだ氷含有流体による潜熱
であり、この冷水の出口部分Ｅにおける一次側流体の温
度は０℃以下である。そのため、例えば、一点鎖線Ｌ１
で示すように、冷房負荷が急激に減少し、熱交換器０１
に戻されてくる冷水の温度が低くなったときに、二点鎖
線Ｌ２で示すように、流量制御の遅れなどがあると、冷
水が一次側流体の潜熱による冷却作用を受けて急激に冷
却され、熱交換器０１から出るまでに不測に０℃以下ま
で冷却されて二次側流体である冷水が氷結しやすく、二
次側流体の取り出し不良を招く欠点があった。 【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、氷含有流体の潜熱と顕熱とによって熱
交換される冷水を、不測の氷結を防止して二次側流体を
連続的に円滑に取り出せるようにすることを目的とす
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
目的を達成するために、伝熱プレートを間にした一方に
製氷装置で作製された氷を含有する氷含有流体を流す一
次側流体流路を、そして、他方に冷水を流す二次側流体
流路をそれぞれ流体流動方向が互いに平行になる状態で
設けて熱交換器を構成し、冷水の温度を測定する冷水温
度測定手段を設け、その冷水温度測定手段で測定される
冷水温度に基づいて、一次側流体流路での流動途中で氷
の全量が融解するとともに冷水の温度が設定範囲内に維
持されるように一次側流体の流量を制御する流量制御手
段を設けた氷−水熱交換システムにおいて、製氷装置か
らの氷含有流体を供給する送り配管を一次側流体流路に
接続する箇所に近接させて、冷水の入口配管を二次側流
体流路に接続し、氷含有流体と冷水とを同一方向に流動
させるように構成する。 【００１１】 【作用】本発明の氷−水熱交換システムの構成によれ
ば、水−水熱交換システムにおいて装置の小型化などの
面から優れていると観念されていたために氷−水熱交換
システムでも踏襲して採用されていた向流式熱交換に対
し、敢えて並流式熱交換の構成を採用し、氷結を防止し
て円滑な運転を行えるようにしたのである。 【００１２】次に、この作用につき、図３の（ａ）の概
略構成図、および、図３の（ｂ）の温度と位置との相対
関係の説明図を用いて詳述する。なお、図３において、
Ａは一次側流体である氷含有流体の熱交換器１７への入
口部分を、Ｂは氷の全量が融解する位置を、Ｃは氷が融
解した後の一次側流体の出口部分をそれぞれ示してい
る。また、Ｄは二次側流体である冷水の熱交換器１７へ
の入口部分を、Ｅは二次側流体の出口部分をそれぞれ示
している。 【００１３】熱交換器１７の入口側の冷水に対する一次
側流体の冷却作用を、氷を含んだ氷含有流体による潜熱
で行い、その熱交換に伴って氷の全量を融解させて、冷
却作用を潜熱から顕熱に移行させる。これにより、熱交
換器１７からの出口側の冷水に対して一次側流体が最も
高温になった状態で顕熱による冷却作用を与えることに
なり、熱交換器１７に急激に低温の冷水が戻されてきた
としても、破線Ｌで示すように、冷水の温度が初期では
急激に低下するが、氷の全量が融解した位置Ｂからは徐
々に低下する状態に変化し、一次側流体の出口部分Ｃに
おける一次側流体が最も高温になった状態の温度に冷水
温度が近づくものの、その温度以下に冷水が冷却される
ことを容易に防止することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。 【００１５】図１は、本発明に係る氷−水熱交換システ
ムの実施例を用いた空気調和システムを示す全体システ
ム構成図であり、氷点が約−５℃などの氷含有流体生成
用の被氷結液体を貯留する貯槽１とシャ−ベット状の氷
含有流体を作製する製氷装置２とが、第１のポンプＰ１
を介装したポンプ配管４を介して接続されるとともに、
貯槽１内の上方に設けたノズル配管５と製氷装置２とが
氷−水熱交換システム６を介して接続されている。 【００１６】また、氷−水熱交換システム６の冷水の出
口配管７および入口配管８それぞれに、ドームやビルな
どの建物９内に設けられた複数個の冷房用の室内側熱交
換器１０が互いに並列に接続されている。室内側熱交換
器１０は、ケーシング１１内に熱交換用コイル１２と送
風ファン１３とを備えて構成され、熱交換用コイル１２
の上部側の上側配管１４に出口配管７が、そして、下部
側の下側配管１６に入口配管８がそれぞれ接続されてい
る。下側配管１６には開閉可能な流量調整弁１５が介装
され、また、出口配管７には第２のポンプＰ２が介装さ
れている。 【００１７】氷−水熱交換システム６は、熱交換器１７
と、その熱交換器１７を製氷装置２に接続して製氷装置
２からの氷含有流体を供給する送り配管１８と、熱交換
器１７をノズル配管５に接続して氷が融解した被氷結液
体を貯槽１に戻す戻り配管１９と、一端側を送り配管１
８に接続するとともに他端側を分配量調整可能な三方弁
２０を介して戻り配管１９に接続したバイパス配管２１
と、流量制御手段２２とから構成されている。 【００１８】熱交換器１７は、図２の断面図に示すよう
に、複数の伝熱プレート２３を間にした一方に製氷装置
２で作製された氷を含有する氷含有流体を流す一次側流
体流路Ｒ１を、そして、他方に冷水を流す二次側流体流
路Ｒ２をそれぞれ流体流動方向が互いに平行になる状態
で設け、かつ、送り配管１８を一次側流体流路Ｒ１に接
続する箇所に近接させて、冷水の入口配管８を二次側流
体流路Ｒ２に接続し、氷含有流体と冷水とを同一方向に
流動させて並流式熱交換を行うように構成されている。 【００１９】流量制御手段２２は、冷水の温度を測定す
る冷水温度測定手段としての冷水温度センサ２４を出口
配管７の熱交換器１７からの出口箇所に設け、その冷水
温度センサ２４にコントローラ２５を接続するととも
に、コントローラ２５を三方弁２０に接続して構成さ
れ、コントローラ２５において、冷水温度センサ２４で
測定される冷水温度が設定範囲内にあるかどうかを判断
し、冷水温度が設定範囲の温度よりも高いときには、一
次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流量が増加する
ように、そして、冷水温度が設定範囲の温度よりも低い
ときには、一次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流
量が減少するように三方弁２０を自動的に操作し、一次
側流体流路Ｒ１での流動途中で氷の全量が融解するとと
もに冷水の温度を設定範囲内に維持するようになってい
る。この流量制御手段２２において、冷水温度に基づい
て一次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流量を調整
するのに、三方弁２０とバイパス配管２１とから成る構
成に代えて、送り配管１８または戻り配管１９に流量調
整弁を設ける構成を採用しても良い。 【００２０】図４は、氷含有流体を送り配管１８に供給
する構成の第１変形例を示す概略縦断面図であり、製氷
装置２に第３のポンプＰ３を介装した第１の配管２６と
第２の配管２７とを介して氷蓄熱槽２８が接続され、夜
間に深夜電力などにより製氷装置２で安価に作製した氷
を氷蓄熱槽２８内に蓄えておけるように構成されてい
る。氷蓄熱槽２８内の底部の横一側方に、第４のポンプ
Ｐ４を介装する状態で、熱交換器１７に氷含有流体を供
給する送り配管１８が接続されている。氷蓄熱槽２８内
の送り配管１８との接続箇所の上方相当箇所に縦向きの
電動スクリュ−２９が設けられるとともに、その電動ス
クリュ−２９と反対側の周壁に電動型の送り羽根３０が
設けられ、製氷装置２から氷蓄熱槽２８に供給されてく
る氷を電動スクリュ−２９側に移送するとともに、送り
配管１８側に移送し、氷の含有率が極力高くなる状態で
送り配管１８に氷含有流体を供給するようになってい
る。この図において、熱交換器１７からの戻り配管１９
は省略している。 【００２１】図５の（ａ）は、氷含有流体を送り配管１
８に供給する構成の第２変形例を示す概略縦断面図、図
５の（ｂ）は要部の横断面図であり、第１変形例と異な
るところは次の通りである。すなわち、円形の氷蓄熱槽
２８の上部に、電動モータ３１によって駆動される掻き
寄せ羽根３２が設けられ、かつ、氷蓄熱槽２８の上部の
周方向の所定箇所にシュ−ト３３が設けられ、このシュ
ート３３と送り配管１８とが水平型のスクリュ−コンベ
ア３４を介して接続され、氷蓄熱槽２８内で浮上したシ
ャーベット状の氷を掻き寄せてシュート３３およびスク
リュ−コンベア３４を介して送り配管１８に送り、氷の
含有率が極力高くなる状態で送り配管１８に氷含有流体
を供給するようになっている。他の構成は第１変形例と
同一であり、同一図番を付してその説明は省略する。 【００２２】図６は、氷含有流体を送り配管１８に供給
する構成の第３変形例を示す概略縦断面図であり、第１
変形例と異なるところは次の通りである。すなわち、氷
蓄熱槽２８内の底部の中央箇所に、第５のポンプＰ５を
介装する状態で、熱交換器１７に氷含有流体を供給する
送り配管１８が接続されている。氷蓄熱槽２８内の第２
の配管２７からの氷供給箇所の下方に傾斜回転軸周りで
回転する電動型の送り羽根３５が設けられ、氷蓄熱槽２
８内に供給されてくる氷、ならびに、浮上する氷の下部
側に流動性を与えて撹拌し、氷を送り配管１８側に移送
供給するようになっている。他の構成は第１変形例と同
一であり、同一図番を付してその説明は省略する。 【００２３】前記実施例における貯槽１および製氷装置
２は、建物９の屋上や上部の機械室とか地下ピットなど
に設けるものでも、また、建物９に近接して設けるもの
でも良い。また、本発明の氷−水熱交換システムは、冷
房用の熱源として用いる場合に限らず、例えば、冷蔵倉
庫の熱源とか単に冷水を得るだけなどの各種の用途に適
用できる。更に、地域冷房システムを構築するときに、
メインの氷含有流体の輸送配管から分岐して取り出した
氷含有流体を利用するように構成する場合などにも適用
できる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の氷−水熱
交換システムによれば、並流式熱交換の構成を採用し、
熱交換器からの出口側の冷水に対し、氷が融解して一次
側流体が最も高温になった状態で顕熱による冷却作用を
与えるから、一次側流体の熱交換器からの出口部分にお
ける最も高温になった状態の温度以下に冷水が冷却され
ることを容易に防止することができ、熱交換器に戻され
る冷水の温度が急激に低くなったような場合でも不測に
氷結が発生することを防止し、氷結に起因する流動性の
低下や流動停止を招かずに二次側流体を連続的に円滑に
取り出せるようになった。
物の冷房用熱源としての冷水を、夜間電力を利用するな
どにより製氷装置で製氷した氷を含む氷含有流体との熱
交換によって得られるようにした氷−水熱交換システム
に関する。 【０００２】 【従来の技術】上述のような氷−水熱交換システムとし
ては、従来、図７の（ａ）の概略構成図に示すように構
成されている。 【０００３】すなわち、熱交換器０１内に伝熱プレート
（図２参照）によって一次側流体流路Ｒ１と二次側流体
流路Ｒ２とが設けられ、一次側流体流路Ｒ１の一端側
に、製氷装置で作製された氷を含んだ氷含有流体の送り
配管０２が接続されるとともに、他端側に、熱交換によ
って氷が融解された流体の戻り配管０３が接続されてい
る。 【０００４】また、二次側流体流路Ｒ２に対し、一次側
流体流路Ｒ１と戻り配管０３との接続箇所に近接した一
端側に冷水の入口配管０４が接続されるとともに、一次
側流体流路Ｒ１と送り配管０２との接続箇所に近接した
他端側に冷水の出口配管０５が接続されている。すなわ
ち、水−水熱交換器におけると同様に向流式熱交換にし
て小型化できるように構成されている。 【０００５】送り配管０２と戻り配管０３が、バイパス
配管０７と三方弁０６とを介して接続され、三方弁０６
の開度を調整することにより、一次側流体流路Ｒ１に流
す氷含有流体の流量を調整できるように構成されてい
る。 【０００６】そして、一般に、出口配管０５に、取り出
される冷水の温度を測定する冷水温度測定手段（図示せ
ず）を設けるとともに、三方弁０６を制御するコントロ
ーラ（図示せず）を設け、取り出される冷水の温度に基
づいて、その冷水の温度が設定範囲から外れたかどうか
を判断し、冷水の温度が設定範囲よりも高くなったとき
には氷含有流体の流量を増加するように、そして、冷水
の温度が設定範囲よりも低くなったときには氷含有流体
の流量を減少するように三方弁０６を自動的に調整でき
るように流量制御手段を構成している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来例の氷−水熱交換システムでは、次のような
欠点があった。なお、図７において、Ａは一次側流体で
ある氷含有流体の熱交換器０１への入口部分を、Ｂは氷
の全量が融解する位置を、Ｃは氷が融解した後の一次側
流体の出口部分をそれぞれ示している。また、Ｄは二次
側流体である冷水の熱交換器０１への入口部分を、Ｅは
二次側流体の出口部分をそれぞれ示している。 【０００８】図７の（ｂ）の温度と位置との相対関係の
説明図に示すように、熱交換器０１の入口側の冷水に対
する一次側流体の冷却作用は、氷が融解した後の顕熱で
あるが、熱交換器０１からの出口側の冷水に対する一次
側流体の冷却作用は、氷を含んだ氷含有流体による潜熱
であり、この冷水の出口部分Ｅにおける一次側流体の温
度は０℃以下である。そのため、例えば、一点鎖線Ｌ１
で示すように、冷房負荷が急激に減少し、熱交換器０１
に戻されてくる冷水の温度が低くなったときに、二点鎖
線Ｌ２で示すように、流量制御の遅れなどがあると、冷
水が一次側流体の潜熱による冷却作用を受けて急激に冷
却され、熱交換器０１から出るまでに不測に０℃以下ま
で冷却されて二次側流体である冷水が氷結しやすく、二
次側流体の取り出し不良を招く欠点があった。 【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、氷含有流体の潜熱と顕熱とによって熱
交換される冷水を、不測の氷結を防止して二次側流体を
連続的に円滑に取り出せるようにすることを目的とす
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
目的を達成するために、伝熱プレートを間にした一方に
製氷装置で作製された氷を含有する氷含有流体を流す一
次側流体流路を、そして、他方に冷水を流す二次側流体
流路をそれぞれ流体流動方向が互いに平行になる状態で
設けて熱交換器を構成し、冷水の温度を測定する冷水温
度測定手段を設け、その冷水温度測定手段で測定される
冷水温度に基づいて、一次側流体流路での流動途中で氷
の全量が融解するとともに冷水の温度が設定範囲内に維
持されるように一次側流体の流量を制御する流量制御手
段を設けた氷−水熱交換システムにおいて、製氷装置か
らの氷含有流体を供給する送り配管を一次側流体流路に
接続する箇所に近接させて、冷水の入口配管を二次側流
体流路に接続し、氷含有流体と冷水とを同一方向に流動
させるように構成する。 【００１１】 【作用】本発明の氷−水熱交換システムの構成によれ
ば、水−水熱交換システムにおいて装置の小型化などの
面から優れていると観念されていたために氷−水熱交換
システムでも踏襲して採用されていた向流式熱交換に対
し、敢えて並流式熱交換の構成を採用し、氷結を防止し
て円滑な運転を行えるようにしたのである。 【００１２】次に、この作用につき、図３の（ａ）の概
略構成図、および、図３の（ｂ）の温度と位置との相対
関係の説明図を用いて詳述する。なお、図３において、
Ａは一次側流体である氷含有流体の熱交換器１７への入
口部分を、Ｂは氷の全量が融解する位置を、Ｃは氷が融
解した後の一次側流体の出口部分をそれぞれ示してい
る。また、Ｄは二次側流体である冷水の熱交換器１７へ
の入口部分を、Ｅは二次側流体の出口部分をそれぞれ示
している。 【００１３】熱交換器１７の入口側の冷水に対する一次
側流体の冷却作用を、氷を含んだ氷含有流体による潜熱
で行い、その熱交換に伴って氷の全量を融解させて、冷
却作用を潜熱から顕熱に移行させる。これにより、熱交
換器１７からの出口側の冷水に対して一次側流体が最も
高温になった状態で顕熱による冷却作用を与えることに
なり、熱交換器１７に急激に低温の冷水が戻されてきた
としても、破線Ｌで示すように、冷水の温度が初期では
急激に低下するが、氷の全量が融解した位置Ｂからは徐
々に低下する状態に変化し、一次側流体の出口部分Ｃに
おける一次側流体が最も高温になった状態の温度に冷水
温度が近づくものの、その温度以下に冷水が冷却される
ことを容易に防止することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。 【００１５】図１は、本発明に係る氷−水熱交換システ
ムの実施例を用いた空気調和システムを示す全体システ
ム構成図であり、氷点が約−５℃などの氷含有流体生成
用の被氷結液体を貯留する貯槽１とシャ−ベット状の氷
含有流体を作製する製氷装置２とが、第１のポンプＰ１
を介装したポンプ配管４を介して接続されるとともに、
貯槽１内の上方に設けたノズル配管５と製氷装置２とが
氷−水熱交換システム６を介して接続されている。 【００１６】また、氷−水熱交換システム６の冷水の出
口配管７および入口配管８それぞれに、ドームやビルな
どの建物９内に設けられた複数個の冷房用の室内側熱交
換器１０が互いに並列に接続されている。室内側熱交換
器１０は、ケーシング１１内に熱交換用コイル１２と送
風ファン１３とを備えて構成され、熱交換用コイル１２
の上部側の上側配管１４に出口配管７が、そして、下部
側の下側配管１６に入口配管８がそれぞれ接続されてい
る。下側配管１６には開閉可能な流量調整弁１５が介装
され、また、出口配管７には第２のポンプＰ２が介装さ
れている。 【００１７】氷−水熱交換システム６は、熱交換器１７
と、その熱交換器１７を製氷装置２に接続して製氷装置
２からの氷含有流体を供給する送り配管１８と、熱交換
器１７をノズル配管５に接続して氷が融解した被氷結液
体を貯槽１に戻す戻り配管１９と、一端側を送り配管１
８に接続するとともに他端側を分配量調整可能な三方弁
２０を介して戻り配管１９に接続したバイパス配管２１
と、流量制御手段２２とから構成されている。 【００１８】熱交換器１７は、図２の断面図に示すよう
に、複数の伝熱プレート２３を間にした一方に製氷装置
２で作製された氷を含有する氷含有流体を流す一次側流
体流路Ｒ１を、そして、他方に冷水を流す二次側流体流
路Ｒ２をそれぞれ流体流動方向が互いに平行になる状態
で設け、かつ、送り配管１８を一次側流体流路Ｒ１に接
続する箇所に近接させて、冷水の入口配管８を二次側流
体流路Ｒ２に接続し、氷含有流体と冷水とを同一方向に
流動させて並流式熱交換を行うように構成されている。 【００１９】流量制御手段２２は、冷水の温度を測定す
る冷水温度測定手段としての冷水温度センサ２４を出口
配管７の熱交換器１７からの出口箇所に設け、その冷水
温度センサ２４にコントローラ２５を接続するととも
に、コントローラ２５を三方弁２０に接続して構成さ
れ、コントローラ２５において、冷水温度センサ２４で
測定される冷水温度が設定範囲内にあるかどうかを判断
し、冷水温度が設定範囲の温度よりも高いときには、一
次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流量が増加する
ように、そして、冷水温度が設定範囲の温度よりも低い
ときには、一次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流
量が減少するように三方弁２０を自動的に操作し、一次
側流体流路Ｒ１での流動途中で氷の全量が融解するとと
もに冷水の温度を設定範囲内に維持するようになってい
る。この流量制御手段２２において、冷水温度に基づい
て一次側流体流路Ｒ１に流れる氷含有流体の流量を調整
するのに、三方弁２０とバイパス配管２１とから成る構
成に代えて、送り配管１８または戻り配管１９に流量調
整弁を設ける構成を採用しても良い。 【００２０】図４は、氷含有流体を送り配管１８に供給
する構成の第１変形例を示す概略縦断面図であり、製氷
装置２に第３のポンプＰ３を介装した第１の配管２６と
第２の配管２７とを介して氷蓄熱槽２８が接続され、夜
間に深夜電力などにより製氷装置２で安価に作製した氷
を氷蓄熱槽２８内に蓄えておけるように構成されてい
る。氷蓄熱槽２８内の底部の横一側方に、第４のポンプ
Ｐ４を介装する状態で、熱交換器１７に氷含有流体を供
給する送り配管１８が接続されている。氷蓄熱槽２８内
の送り配管１８との接続箇所の上方相当箇所に縦向きの
電動スクリュ−２９が設けられるとともに、その電動ス
クリュ−２９と反対側の周壁に電動型の送り羽根３０が
設けられ、製氷装置２から氷蓄熱槽２８に供給されてく
る氷を電動スクリュ−２９側に移送するとともに、送り
配管１８側に移送し、氷の含有率が極力高くなる状態で
送り配管１８に氷含有流体を供給するようになってい
る。この図において、熱交換器１７からの戻り配管１９
は省略している。 【００２１】図５の（ａ）は、氷含有流体を送り配管１
８に供給する構成の第２変形例を示す概略縦断面図、図
５の（ｂ）は要部の横断面図であり、第１変形例と異な
るところは次の通りである。すなわち、円形の氷蓄熱槽
２８の上部に、電動モータ３１によって駆動される掻き
寄せ羽根３２が設けられ、かつ、氷蓄熱槽２８の上部の
周方向の所定箇所にシュ−ト３３が設けられ、このシュ
ート３３と送り配管１８とが水平型のスクリュ−コンベ
ア３４を介して接続され、氷蓄熱槽２８内で浮上したシ
ャーベット状の氷を掻き寄せてシュート３３およびスク
リュ−コンベア３４を介して送り配管１８に送り、氷の
含有率が極力高くなる状態で送り配管１８に氷含有流体
を供給するようになっている。他の構成は第１変形例と
同一であり、同一図番を付してその説明は省略する。 【００２２】図６は、氷含有流体を送り配管１８に供給
する構成の第３変形例を示す概略縦断面図であり、第１
変形例と異なるところは次の通りである。すなわち、氷
蓄熱槽２８内の底部の中央箇所に、第５のポンプＰ５を
介装する状態で、熱交換器１７に氷含有流体を供給する
送り配管１８が接続されている。氷蓄熱槽２８内の第２
の配管２７からの氷供給箇所の下方に傾斜回転軸周りで
回転する電動型の送り羽根３５が設けられ、氷蓄熱槽２
８内に供給されてくる氷、ならびに、浮上する氷の下部
側に流動性を与えて撹拌し、氷を送り配管１８側に移送
供給するようになっている。他の構成は第１変形例と同
一であり、同一図番を付してその説明は省略する。 【００２３】前記実施例における貯槽１および製氷装置
２は、建物９の屋上や上部の機械室とか地下ピットなど
に設けるものでも、また、建物９に近接して設けるもの
でも良い。また、本発明の氷−水熱交換システムは、冷
房用の熱源として用いる場合に限らず、例えば、冷蔵倉
庫の熱源とか単に冷水を得るだけなどの各種の用途に適
用できる。更に、地域冷房システムを構築するときに、
メインの氷含有流体の輸送配管から分岐して取り出した
氷含有流体を利用するように構成する場合などにも適用
できる。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の氷−水熱
交換システムによれば、並流式熱交換の構成を採用し、
熱交換器からの出口側の冷水に対し、氷が融解して一次
側流体が最も高温になった状態で顕熱による冷却作用を
与えるから、一次側流体の熱交換器からの出口部分にお
ける最も高温になった状態の温度以下に冷水が冷却され
ることを容易に防止することができ、熱交換器に戻され
る冷水の温度が急激に低くなったような場合でも不測に
氷結が発生することを防止し、氷結に起因する流動性の
低下や流動停止を招かずに二次側流体を連続的に円滑に
取り出せるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る氷−水熱交換システムの実施例を
用いた空気調和システムを示す全体システム構成図であ
る。 【図２】要部の断面図である。 【図３】（ａ）は実施例の概略構成図、（ｂ）は、実施
例の温度と位置との相対関係の説明図である。 【図４】第１変形例の概略縦断面図である。 【図５】（ａ）は第２変形例を示す概略縦断面図、
（ｂ）は要部の横断面図である。 【図６】第３変形例の概略縦断面図である。 【図７】（ａ）は従来例の概略構成図、（ｂ）は、従来
例の温度と位置との相対関係の説明図である。 【符号の説明】 ２…製氷装置 ６…氷−水熱交換システム ８…入口配管 １７…熱交換器 １８…送り配管 ２２…流量制御手段 ２３…伝熱プレート ２４…冷水温度測定手段としての冷水温度センサ Ｒ１…一次側流体流路 Ｒ２…二次側流体流路
用いた空気調和システムを示す全体システム構成図であ
る。 【図２】要部の断面図である。 【図３】（ａ）は実施例の概略構成図、（ｂ）は、実施
例の温度と位置との相対関係の説明図である。 【図４】第１変形例の概略縦断面図である。 【図５】（ａ）は第２変形例を示す概略縦断面図、
（ｂ）は要部の横断面図である。 【図６】第３変形例の概略縦断面図である。 【図７】（ａ）は従来例の概略構成図、（ｂ）は、従来
例の温度と位置との相対関係の説明図である。 【符号の説明】 ２…製氷装置 ６…氷−水熱交換システム ８…入口配管 １７…熱交換器 １８…送り配管 ２２…流量制御手段 ２３…伝熱プレート ２４…冷水温度測定手段としての冷水温度センサ Ｒ１…一次側流体流路 Ｒ２…二次側流体流路
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フロントページの続き
(72)発明者 吉竹 裕二
大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式
会社 竹中工務店 大阪本店内
(72)発明者 藤原 均
東京都中央区日本橋本町１丁目７番４号
アルファ・ラバル株式会社内
(56)参考文献 特開 平７−190422（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−332391（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−172477（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−190421（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−28911（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−323701（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−63451（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−229617（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25C 1/00 - 5/18
F24F 5/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 伝熱プレートを間にした一方に製氷装置
で作製された氷を含有する氷含有流体を流す一次側流体
流路を、そして、他方に冷水を流す二次側流体流路をそ
れぞれ流体流動方向が互いに平行になる状態で設けて熱
交換器を構成し、冷水の温度を測定する冷水温度測定手
段を設け、その冷水温度測定手段で測定される冷水温度
に基づいて、一次側流体流路での流動途中で氷の全量が
融解するとともに冷水の温度が設定範囲内に維持される
ように一次側流体の流量を制御する流量制御手段を設け
た氷−水熱交換システムにおいて、 前記製氷装置からの氷含有流体を供給する送り配管を前
記一次側流体流路に接続する箇所に近接させて、冷水の
入口配管を前記二次側流体流路に接続し、氷含有流体と
冷水とを同一方向に流動させるように構成したことを特
徴とする氷−水熱交換システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34632995A JP3492062B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 氷−水熱交換システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34632995A JP3492062B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 氷−水熱交換システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159330A JPH09159330A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3492062B2 true JP3492062B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=18382679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34632995A Expired - Fee Related JP3492062B2 (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 氷−水熱交換システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492062B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-11 JP JP34632995A patent/JP3492062B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09159330A (ja) | 1997-06-20 |
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