JP3811844B2

JP3811844B2 - 空調用氷蓄熱装置

Info

Publication number: JP3811844B2
Application number: JP2000340451A
Authority: JP
Inventors: 栗原　　隆; 実川島
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2002147798A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の過冷却現象を利用して氷を製造する空調用氷蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水を０℃以下まで冷却して得られる過冷却水から相変化によってシャーベット状の氷混じりの水を製造しこれを蓄熱槽に貯蔵する空調用氷蓄熱装置が知られている。この氷混じりの水の蓄熱槽への供給方法としては、蓄熱槽上部から１箇所か２箇所以上に分岐して蓄える方法や、蓄熱槽下部から配管を用いて水面上部に噴水状に吹き出して蓄える方法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方式においては、蓄熱槽に吐き出された氷水が槽内を撹拌して、氷混じりの水が熱源機（チラー）に吸い込まれ、熱源機の入口温度が低下し、その結果、熱源機内部の凍結により熱源機が停止してしまうという問題を有している。そのため、熱源機の入口温度を一定温度以上に加熱することが多く、蓄熱槽に氷を蓄える適切な方法の採用が望まれている。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、蓄熱槽に供給される氷水の撹拌を防止し、熱源機の凍結を防止することができる空調用氷蓄熱装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の空調用氷蓄熱装置は、過冷却解除された氷水を氷蓄熱槽に供給するために氷蓄熱槽に上下方向に配設された垂直管と、該垂直管の上下方向に接続された複数の供給管とを備え、前記複数の供給管の吐出位置を吐き出される氷水が均一に広がるように異なる位置に配置すると共に、下端の供給管以外の供給管を水平または上方に傾斜させ、下端の供給管の吐出口を氷蓄熱槽の水面近傍または若干水面に浸る位置に配置し、前記複数の供給管の吐出口にカット面を形成したことを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記複数の供給管の少なくとも１つ以上を樋状にしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図３は、本発明が適用される空調用氷蓄熱装置の１例を示す構成図である。
【０００７】
図３において、冷凍機１により冷却されたブラインは、ブライン循環ポンプ２により熱交換器３に供給、循環される。熱交換器３には、氷蓄熱槽４内の水が配管を介して水循環ポンプ５により濾過装置６を経て供給され、熱交換器３にて水が氷点下（過冷却）まで冷却された後、過冷却水解除装置７にてシャーベット状の氷水が製造され氷蓄熱槽４内に供給される。氷蓄熱槽４の下部の氷水は、ポンプ８により空調用熱交換器９を循環し氷蓄熱槽４に戻される。前記濾過装置６においては、水中の氷核物質を除去し、水の純度を高めることにより過冷却水の製造を容易にしている。
【０００８】
図１は、本発明の空調用氷蓄熱装置の１実施形態を示し、図１（Ａ）は氷水の配管系を示す氷蓄熱槽の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の配管の一部を示す斜視図、図１（Ｃ）は同平面図である。
【０００９】
図１（Ａ）において、氷蓄熱槽４の上方には、過冷却解除された氷水を氷蓄熱槽４に貯蔵するための主配管１０ａが氷蓄熱槽４の略中央部まで配設されている。主配管１０ａの先端にはこれと直交する方向に第１の水平分岐管１０ｂが接続され、第１の水平分岐管１０ｂの両端は垂直に下方に延び、その先端に第２の水平分岐管１０ｃが接続され氷蓄熱槽４の壁方向に沿って配設されている。
【００１０】
第２の水平分岐管１０ｃの両端は、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、上下方向に延びる垂直管１０ｄとなって曲折され、この垂直管１０ｄに下部から順に、第１の供給管１１ａ、第２の供給管１１ｂ、第３の供給管１１ｃが接続されている。
【００１１】
第１の供給管１１ａは、水平方向に配設されると共にその中央部が垂直管１０に接続され、両端に吐出口１２を備えている。この第１の供給管１１ａは、氷の融解時に回転して破損することがあるので、氷蓄熱槽４の壁面に固定する。或いは、氷蓄熱槽４の中央部に吐出口１２を配置する場合には、上部から強固に固定する。また、この吐出口１２は、水面に若干浸る位置か水面近傍に配置する。
【００１２】
第２の供給管１１ｂおよび第３の供給管１１ｃは、第１の供給管１１ａに氷水が供給されているときに、第２の供給管１１ｂおよび第３の供給管１１ｃの吐出口１３、１４から氷水が出ないように、水平または上方に傾斜するようにして配設されている。また、第３の供給管１１ｃの吐出口１４は、氷蓄熱槽４の天板４ａの直下に配置する。
【００１３】
上記第１〜第３の供給管１１ａ、１１ｂ、１１ｃの吐出口１２、１３、１４の吐出位置は、図１（Ａ）の一点鎖線で示すように、吐き出される氷水が均一に広がるように、異なる位置になるように配置されている。なお、図１（Ｃ）において４ｂは氷蓄熱槽４の底壁である。
【００１４】
図２は、本発明の変形例を示す図である。図２（Ａ）においては、各吐出口１２、１３、１４の開口形状を３０°〜４５°程度のカット面１５にしてもよく、その場合には、ＩＰＦ（氷充填率）を上げることができる。また、図２（Ｂ）に示すように、第２の水平分岐管１０ｃ、第１の供給管１１ａ、第２の供給管１１ｂおよび第３の供給管１１ｃを樋状に開放してもよく、その場合には、ＩＰＦ（氷充填率）を上げることができる。さらに、図２（Ｃ）に示すように、第２の水平分岐管１０ｃ、第１の供給管１１ａ、第２の供給管１１ｂおよび第３の供給管１１ｃの上面に穴１６を形成してもよい。
【００１５】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。過冷却解除された氷水は、主は移管１０ａ、第１および第２の水平分岐管１０ｂ、１０ｃを通り、さらに垂直管１０ｄを経て第１の供給管１１ａの吐出口１２から氷蓄熱槽４内に吐き出される。吐出口１２は、水面に若干水没するか水面近傍に配置されているため、しばらくすると氷が水面上部に一面に積層され、やがて吐出口１２は閉塞する。吐出口１２の閉塞後は、氷水は第２の供給管１１ｂの吐出口１３から吐き出され、やがて、第２の供給管１１ｂも閉塞される。吐出口１３の閉塞後は、氷水は第３の供給管１１ｃの吐出口１４から吐き出され、順次氷蓄熱槽４の一面に広がり均一に氷が形成される。
【００１６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、４本の垂直管１０ｄと、この垂直管１０ｄに３本の供給管１１ａ〜１１ｃを設けているが、氷蓄熱槽４の容量により適宜その数を調整する。また、吐出口１２〜１４の平面視での配置も任意に調整される。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、氷水を蓄える初期時に氷蓄熱槽内部を撹拌することがないので、熱源機の入口温度の著しい低下が無くなり、熱源機の凍結を防止することができる。
以上
【００１８】
また、氷蓄熱槽上部に均一に氷を蓄えて、氷の上面はもちろん下面がほぼ平らになるので、氷が一律に沈み込むと同時に、氷蓄熱槽の天板近くまで氷を蓄えることができるので、氷充填率を増大させることができる。
【００１９】
さらに、水面（近傍を含む）か溜まった氷の上に氷水を落とし込むので、水中への酸素溶存量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空調用氷蓄熱装置の１実施形態を示し、図１（Ａ）は氷水の配管系を示す氷蓄熱槽の平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の配管の一部を示す斜視図、図１（Ｃ）は同平面図である。
【図２】本発明の変形例を示す図である。
【図３】本発明が適用される空調用氷蓄熱装置の１例を示す構成図である。
【符号の説明】
４…氷蓄熱槽
１０ｄ…垂直管
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…供給管
１２、１３、１４…吐出口
１５…カット面

Claims

過冷却解除された氷水を氷蓄熱槽に供給するために氷蓄熱槽に上下方向に配設された垂直管と、該垂直管の上下方向に接続された複数の供給管とを備え、前記複数の供給管の吐出位置を吐き出される氷水が均一に広がるように異なる位置に配置すると共に、下端の供給管以外の供給管を水平または上方に傾斜させ、下端の供給管の吐出口を氷蓄熱槽の水面近傍または若干水面に浸る位置に配置し、前記複数の供給管の吐出口にカット面を形成したことを特徴とする空調用氷蓄熱装置。
前記複数の供給管の少なくとも１つ以上を樋状にしたことを特徴とする請求項１に記載の空調用氷蓄熱装置。