JP3870370B2 - 氷蓄熱システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の空調設備等に適用される氷蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水を０℃未満に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を製造しこれを氷蓄熱槽に貯蔵する氷蓄熱システムが知られている。
【０００３】
これを図１により説明すると、ブライン冷凍機１、２は、それぞれポンプＰを介して熱交換器３、４に接続され、また、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、それぞれポンプＰ、熱交換器３、４を介して並列に氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。さらに、氷蓄熱槽５の始端部Ｓは、ポンプＰ、負荷６を介して氷蓄熱槽５の終端部Ｅに接続されている。
【０００４】
氷蓄熱槽５の終端部Ｅから熱交換器３、４に流れる水は、ブライン冷凍機１、２により−２℃程度に過冷却された後、過冷却水解除装置（図示せず）にてシャーベット状の氷が製造され氷蓄熱槽５の始端部Ｓに供給されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の氷蓄熱システムにおいては、氷蓄熱槽５の終端部Ｅの温度にバラツキがあり、凍結防止のために、熱交換器３、４に流れる水の温度を０．５℃程度まで余熱する必要があるという問題を有している。また、このとき、氷蓄熱槽５に流入する水は−２℃程度であるから、温度差が２．５℃程度しかとれず、水搬送動力が増大するとともに、冷凍機の成績係数が低下するという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するものであって、氷蓄熱槽の始端・終端部で大きな温度差を確保し、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる氷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記載の氷蓄熱システムは、氷蓄熱槽の終端部と始端部との間に接続された冷凍機と、氷蓄熱槽の終端部に堰により区画形成された終端槽とを備え、前記冷凍機は、ブライン冷凍機と通常の冷凍機とからなり、ブライン冷凍機と通常の冷凍機を、開閉弁により直列運転または並列運転させ、前記堰には、隣接槽の上部から終端槽の下部に向けて連通路が形成されることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１記載の氷蓄熱システムにおいて、前記隣接槽が複数の槽からなり、これらの槽を前記堰を介して連結することを特徴とする。
以上
【０００８】
【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２は、本発明の氷蓄熱システムの１実施形態を示す構成図である。
【０００９】
ブライン冷凍機１は、ポンプＰを介して熱交換器３に接続されるとともに、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、開閉弁Ｖ１、ポンプＰ、熱交換器３を介して氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。また、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、ポンプＰ、通常の（ブラインを用いないで水を直接冷却するタイプ）冷凍機７、開閉弁Ｖ３を介して氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。さらに、開閉弁Ｖ１の下流側と開閉弁Ｖ３の上流側は開閉弁Ｖ２を介して接続されている。また、氷蓄熱槽５の始端部Ｓは、ポンプＰ、負荷６を介して氷蓄熱槽５の終端部Ｅに接続されている。
【００１０】
上記構成からなる氷蓄熱システムの作用について説明する。蓄熱運転時には、開閉弁Ｖ１、Ｖ３が閉、開閉弁Ｖ２が開で、氷蓄熱槽５内の水は、冷凍機７と熱交換器３に直列に流れる。すなわち、氷蓄熱槽５の終端部ＥからポンプＰ、冷凍機７、開閉弁Ｖ２、ポンプＰ、熱交換器３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れる。追掛（放熱）運転時には、開閉弁Ｖ１、Ｖ３が開、開閉弁Ｖ２が閉で、氷蓄熱槽５内の水は、冷凍機７と熱交換器３に並列すことも可能である。すなわち、氷蓄熱槽５の終端部ＥからポンプＰ、冷凍機７、開閉弁Ｖ３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れるとともに、開閉弁Ｖ１、ポンプＰ、熱交換器３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れる。
【００１１】
本発明においては、氷蓄熱槽５の終端部には、堰９が区画形成されこれにより終端槽５ｂが形成されている。堰９には、隣接槽５ａの上部から終端槽５ｂの下部に向けて連通路が形成されており、これにより、冷却された水が隣接槽５ａから終端槽５ｂに流れ、終端槽５ｂの下部から上部に向けて温度成層が形成される。さらに、蓄熱時に空調負荷があれば、終端槽５ｂの上部には負荷６からの暖かい水が戻されるため、終端槽５ｂから熱交換器３、冷凍機７に流れる温度は１４℃程度にまで上昇する。従って、氷蓄熱槽５の始端・終端部での温度差を１６℃程度確保することができ、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる。
【００１２】
図３は、本発明の他の実施形態を示し、氷蓄熱槽の模式的断面図である。本実施形態においては、氷蓄熱槽５の終端槽５ｂに隣接する隣接槽が、複数の槽５a1、５a2、5a3からなり、これらの槽を前記実施形態と同様の堰９を介して連結するようにしている。本実施形態によれば、放熱運転時に負荷から終端槽５ｂに戻ってきた戻り水は、それぞれの堰９を経て複数の槽5a3、５a2、５a1の順に氷を溶かしながら始端部Ｓから０℃近くで排出され、氷が溶けきってしまっても堰９による温度成層により全ての槽５a1、５a2、5a3、５ｂまで高効率で放熱させることができる。
【００１３】
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、ブライン冷凍機を採用しているが、これに限定されるものではなく、凍結防止機能のある冷凍機を採用するようにしてもよい。また、上記実施形態においては、２台の冷凍機を用いているが、１台の冷凍機でも、３台以上の冷凍機を用いるようにしてもよい。
【００１４】
【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、氷蓄熱槽の始端・終端部で大きな温度差を確保し、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる。また、その分だけ氷蓄熱槽の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の氷蓄熱システムの例を示す構成図である。
【図２】本発明の氷蓄熱システムの１実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示し、氷蓄熱槽の模式的断面図である。
【符号の説明】
１、７…冷凍機
５…氷蓄熱槽
５ａ…隣接槽
５ｂ…終端槽
９…堰
Ｅ…終端部
Ｓ…始端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の空調設備等に適用される氷蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水を０℃未満に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を製造しこれを氷蓄熱槽に貯蔵する氷蓄熱システムが知られている。
【０００３】
これを図１により説明すると、ブライン冷凍機１、２は、それぞれポンプＰを介して熱交換器３、４に接続され、また、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、それぞれポンプＰ、熱交換器３、４を介して並列に氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。さらに、氷蓄熱槽５の始端部Ｓは、ポンプＰ、負荷６を介して氷蓄熱槽５の終端部Ｅに接続されている。
【０００４】
氷蓄熱槽５の終端部Ｅから熱交換器３、４に流れる水は、ブライン冷凍機１、２により−２℃程度に過冷却された後、過冷却水解除装置（図示せず）にてシャーベット状の氷が製造され氷蓄熱槽５の始端部Ｓに供給されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の氷蓄熱システムにおいては、氷蓄熱槽５の終端部Ｅの温度にバラツキがあり、凍結防止のために、熱交換器３、４に流れる水の温度を０．５℃程度まで余熱する必要があるという問題を有している。また、このとき、氷蓄熱槽５に流入する水は−２℃程度であるから、温度差が２．５℃程度しかとれず、水搬送動力が増大するとともに、冷凍機の成績係数が低下するという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するものであって、氷蓄熱槽の始端・終端部で大きな温度差を確保し、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる氷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記載の氷蓄熱システムは、氷蓄熱槽の終端部と始端部との間に接続された冷凍機と、氷蓄熱槽の終端部に堰により区画形成された終端槽とを備え、前記冷凍機は、ブライン冷凍機と通常の冷凍機とからなり、ブライン冷凍機と通常の冷凍機を、開閉弁により直列運転または並列運転させ、前記堰には、隣接槽の上部から終端槽の下部に向けて連通路が形成されることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１記載の氷蓄熱システムにおいて、前記隣接槽が複数の槽からなり、これらの槽を前記堰を介して連結することを特徴とする。
以上
【０００８】
【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２は、本発明の氷蓄熱システムの１実施形態を示す構成図である。
【０００９】
ブライン冷凍機１は、ポンプＰを介して熱交換器３に接続されるとともに、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、開閉弁Ｖ１、ポンプＰ、熱交換器３を介して氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。また、氷蓄熱槽５の終端部Ｅは、ポンプＰ、通常の（ブラインを用いないで水を直接冷却するタイプ）冷凍機７、開閉弁Ｖ３を介して氷蓄熱槽５の始端部Ｓに接続されている。さらに、開閉弁Ｖ１の下流側と開閉弁Ｖ３の上流側は開閉弁Ｖ２を介して接続されている。また、氷蓄熱槽５の始端部Ｓは、ポンプＰ、負荷６を介して氷蓄熱槽５の終端部Ｅに接続されている。
【００１０】
上記構成からなる氷蓄熱システムの作用について説明する。蓄熱運転時には、開閉弁Ｖ１、Ｖ３が閉、開閉弁Ｖ２が開で、氷蓄熱槽５内の水は、冷凍機７と熱交換器３に直列に流れる。すなわち、氷蓄熱槽５の終端部ＥからポンプＰ、冷凍機７、開閉弁Ｖ２、ポンプＰ、熱交換器３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れる。追掛（放熱）運転時には、開閉弁Ｖ１、Ｖ３が開、開閉弁Ｖ２が閉で、氷蓄熱槽５内の水は、冷凍機７と熱交換器３に並列すことも可能である。すなわち、氷蓄熱槽５の終端部ＥからポンプＰ、冷凍機７、開閉弁Ｖ３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れるとともに、開閉弁Ｖ１、ポンプＰ、熱交換器３を経て氷蓄熱槽５の始端部Ｓに流れる。
【００１１】
本発明においては、氷蓄熱槽５の終端部には、堰９が区画形成されこれにより終端槽５ｂが形成されている。堰９には、隣接槽５ａの上部から終端槽５ｂの下部に向けて連通路が形成されており、これにより、冷却された水が隣接槽５ａから終端槽５ｂに流れ、終端槽５ｂの下部から上部に向けて温度成層が形成される。さらに、蓄熱時に空調負荷があれば、終端槽５ｂの上部には負荷６からの暖かい水が戻されるため、終端槽５ｂから熱交換器３、冷凍機７に流れる温度は１４℃程度にまで上昇する。従って、氷蓄熱槽５の始端・終端部での温度差を１６℃程度確保することができ、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる。
【００１２】
図３は、本発明の他の実施形態を示し、氷蓄熱槽の模式的断面図である。本実施形態においては、氷蓄熱槽５の終端槽５ｂに隣接する隣接槽が、複数の槽５a1、５a2、5a3からなり、これらの槽を前記実施形態と同様の堰９を介して連結するようにしている。本実施形態によれば、放熱運転時に負荷から終端槽５ｂに戻ってきた戻り水は、それぞれの堰９を経て複数の槽5a3、５a2、５a1の順に氷を溶かしながら始端部Ｓから０℃近くで排出され、氷が溶けきってしまっても堰９による温度成層により全ての槽５a1、５a2、5a3、５ｂまで高効率で放熱させることができる。
【００１３】
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、ブライン冷凍機を採用しているが、これに限定されるものではなく、凍結防止機能のある冷凍機を採用するようにしてもよい。また、上記実施形態においては、２台の冷凍機を用いているが、１台の冷凍機でも、３台以上の冷凍機を用いるようにしてもよい。
【００１４】
【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、氷蓄熱槽の始端・終端部で大きな温度差を確保し、水搬送動力を低減させるとともに冷凍機の成績係数を増大させることができる。また、その分だけ氷蓄熱槽の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の氷蓄熱システムの例を示す構成図である。
【図２】本発明の氷蓄熱システムの１実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示し、氷蓄熱槽の模式的断面図である。
【符号の説明】
１、７…冷凍機
５…氷蓄熱槽
５ａ…隣接槽
５ｂ…終端槽
９…堰
Ｅ…終端部
Ｓ…始端部
Claims (2)
- 氷蓄熱槽の終端部と始端部との間に接続された冷凍機と、氷蓄熱槽の終端部に堰により区画形成された終端槽とを備え、前記冷凍機は、ブライン冷凍機と通常の冷凍機とからなり、ブライン冷凍機と通常の冷凍機を、開閉弁により直列運転または並列運転させ、前記堰には、隣接槽の上部から終端槽の下部に向けて連通路が形成されることを特徴とする氷蓄熱システム。
- 前記隣接槽が複数の槽からなり、これらの槽を前記堰を介して連結することを特徴とする請求項１記載の氷蓄熱システム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002057161A JP3870370B2 (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 氷蓄熱システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002057161A JP3870370B2 (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 氷蓄熱システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254567A JP2003254567A (ja) | 2003-09-10 |
| JP3870370B2 true JP3870370B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002057161A Expired - Fee Related JP3870370B2 (ja) | 2002-03-04 | 2002-03-04 | 氷蓄熱システム |
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2002
- 2002-03-04 JP JP2002057161A patent/JP3870370B2/ja not_active Expired - Fee Related
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