JPH01147234A - Ice-based thermal storage apparatus - Google Patents
Ice-based thermal storage apparatusInfo
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- JPH01147234A JPH01147234A JP30522387A JP30522387A JPH01147234A JP H01147234 A JPH01147234 A JP H01147234A JP 30522387 A JP30522387 A JP 30522387A JP 30522387 A JP30522387 A JP 30522387A JP H01147234 A JPH01147234 A JP H01147234A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、冷熱を潜熱の形態で蓄熱し、空調等の冷熱源
として用いられる氷蓄熱設備で、詳しくは、蓄熱用のブ
ラインを貯留する蓄熱槽と、ブライン中の水分を凍結さ
せるようにブラインを冷却するための製氷機とを設け、
前記蓄熱槽から製氷機にブラインを取出す取出路と、製
氷機から蓄熱槽に冷却ブラインを供給する供給路と、前
記蓄熱槽から負荷装置へのブライン供給路とを設けてあ
る氷蓄熱設備に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is an ice heat storage facility that stores cold heat in the form of latent heat and is used as a cold heat source for air conditioning, etc. A heat storage tank and an ice maker for cooling the brine to freeze water in the brine are provided,
The present invention relates to an ice heat storage facility provided with a take-out path for taking brine from the heat storage tank to an ice maker, a supply path for supplying cooled brine from the ice maker to the heat storage tank, and a brine supply path from the heat storage tank to a load device.
従来のこの種の氷蓄熱設備では、第８図に示すように、
前記ブライン戻り路（７）の吐出口（７ａ）を蓄熱槽（
１）内の上部に設けて、負荷装置（５）からの高温戻り
ブラインを蓄熱槽（１）内に落し込みで戻すようにして
いた（文献を示すことができない）。In this type of conventional ice heat storage equipment, as shown in Figure 8,
The discharge port (7a) of the brine return path (7) is connected to the heat storage tank (
1), so that the high temperature return brine from the load device (5) is dropped back into the heat storage tank (1) (I cannot provide references).
しかし、前記従来設備によるときは、蓄熱した冷熱の取
出開始時には、ブライン戻り路の吐出口から蓄熱槽内の
ひとかたまりの蓄氷層（Ａ）の上面に落下した高温戻り
ブラインがその蓄氷層（Ａ）の上面全体に拡がって、蓄
氷層（Ａ、）を高温戻りブラインとの接触面積が大きい
ものの、蓄氷層（八）のうち高温戻りブラインの落下点
に位置する部分が他の部分よりも速く溶解することが不
可避で、前記の落下点に位置する蓄氷層部分に蓄氷層（
八）を上下に貫通する孔（ａ）が取出開始後の早い時期
に形成されてしまう。そして、そのような孔（、ｌ）が
−旦形成されてしまうと、吐出口からの落下してきた高
温戻りブラインは、その孔（ａ）を通して蓄氷層下部の
ブライン層内に直接に戻ってしまい、蓄氷層上面に供給
されなくなる。その結果、蓄氷層とブラインとの接触面
積が半減し、また、蓄氷層が溶解して貯留ブライン中に
浮遊する小さなかたまり状となった場合も、依然として
、蓄氷のうちブライン中に浸漬する部分のみがブライン
と接触するだけであるため、蓄氷を溶解しての蓄熱冷熱
の取出しを効率良く行えなかった。However, when using the conventional equipment, when the extraction of the stored cold heat starts, the high temperature return brine that has fallen from the discharge port of the brine return path onto the top surface of the lump of ice storage layer (A) in the heat storage tank is removed from the ice storage layer (A). Although the area of contact between the ice storage layer (A,) and the high temperature return brine is large, it spreads over the entire upper surface of A), but the part of the ice storage layer (8) located at the falling point of the high temperature return brine is the other part. It is unavoidable that the ice layer melts faster than the ice layer, and the ice layer (
8) The hole (a) that vertically penetrates is formed at an early stage after the start of extraction. Once such a hole (, l) is formed, the high-temperature return brine that has fallen from the discharge port returns directly into the brine layer below the ice storage layer through the hole (a). This prevents the ice from being supplied to the top of the ice storage layer. As a result, the contact area between the ice storage layer and the brine is halved, and even if the ice storage layer melts into small chunks floating in the stored brine, some of the ice storage still remains immersed in the brine. Since only the exposed portion comes into contact with the brine, it was not possible to melt the stored ice and extract the stored cold heat efficiently.
本発明の目的は、負荷装置からの高温戻りブラインの蓄
熱槽への還流を工夫することで、蓄氷を効率良く溶解さ
せて、蓄熱冷熱の取出し効果を向上する点にある。An object of the present invention is to improve the effect of extracting stored cold heat by efficiently melting stored ice by devising the flow of high-temperature return brine from a load device to a heat storage tank.
本発明による氷蓄熱設備の特徴構成は、前記蓄熱槽内の
貯留ブラインの上方箇所に、前記ブライン戻り路に接続
し、かつ、ブラインを水平方向に拡散吐出する複数のブ
ライン吐出部を平面視において蓄熱槽の全域またはほぼ
全域に分散配置したブライン吐出ヘッダを配設してある
点にあり、その作用・効果は次の通りである。A characteristic configuration of the ice heat storage equipment according to the present invention is that, in a plan view, a plurality of brine discharge portions are provided above the stored brine in the heat storage tank, connected to the brine return path, and configured to diffuse and discharge brine in a horizontal direction. The brine discharge headers are distributed over the entire area or almost the entire area of the heat storage tank, and their functions and effects are as follows.
ブライン吐出ヘッダにより、負荷装置からの高温戻りブ
ラインを平面視において蓄熱槽内の全域またはほぼ全域
に散布して上面全体にほぼ均等に接触させて、蓄氷層の
上面全体をほぼ均等に溶融させることができる。その結
果、高温戻りブラインを蓄氷層下のブライン中に直接に
戻すような孔をその蓄氷層に形成することがなく、高温
戻りブラインを蓄氷層へ上面全体にほぼ均等に接触させ
る作用を、蓄熱冷熱の取出開始時からその蓄氷が溶解し
終わるまでの全取出時間にわたって維持できる。Using the brine discharge header, the high-temperature return brine from the load device is distributed over the entire area or almost the entire area in the heat storage tank in plan view, and is brought into contact with the entire upper surface almost evenly, melting the entire upper surface of the ice storage layer almost evenly. be able to. As a result, holes are not formed in the ice storage layer that would allow the high temperature return brine to return directly into the brine below the ice storage layer, and the effect is to bring the high temperature return brine into contact with the ice storage layer almost uniformly over the entire upper surface. can be maintained over the entire extraction time from the start of extraction of stored cold heat until the ice storage finishes melting.
しかも、高温戻りブラインを蓄熱槽内の全体に散布する
手段としては、第９図に示すように、ブライン吐出孔（
１０’ ）を備えたヘッダ（９゛）を回転させて、蓄熱
槽（１１）内に高温戻りブラインを散布する手段も考え
られるが、これによる場合は、図示のように蓄熱槽を平
面視において作製有利な矩形状にすると、高温戻りブラ
インを蓄熱槽内のコーナ部に散布できないため、蓄熱槽
内の全体に高温戻りのブラインを散布するには蓄熱槽を
円形にしなければならず、蓄熱槽の形状に制約を受ける
。Moreover, as a means of dispersing high-temperature return brine throughout the heat storage tank, the brine discharge hole (
It is also conceivable to rotate the header (9゛) equipped with the heat storage tank (10') to spread high-temperature return brine into the heat storage tank (11). If the heat storage tank is made into a rectangular shape, which is advantageous in manufacturing, the high temperature return brine cannot be sprayed at the corners of the heat storage tank.In order to spread the high temperature return brine throughout the heat storage tank, the heat storage tank must be made circular. is constrained by the shape of
それに対し、本発明によれば、ブラインを水平方向に拡
散吐出する複数のブライン吐出部を平面視において蓄熱
槽内の全域またはほぼ全域に分散配置したブライン吐出
ヘッダにより散布するため、ブライン吐出ヘッダを固定
物とでき、その結果、ブライン吐出ヘッダを蓄熱槽の形
状に合わせて形成することにより、蓄熱槽の形状にかか
わらず、その蓄熱槽内の全域に高温戻りブラインを散布
できる。On the other hand, according to the present invention, a plurality of brine discharge units that spread and discharge brine in the horizontal direction are distributed over the entire area or almost the entire area in the heat storage tank in plan view. As a result, by forming the brine discharge header to match the shape of the heat storage tank, high-temperature return brine can be spread over the entire area inside the heat storage tank, regardless of the shape of the heat storage tank.
その結果、本発明によれば、蓄熱槽をそれの設置箇所に
適した形状や作製し易い形状に作製することによる蓄熱
槽設置面での合理化を図りつつ、その蓄熱槽内の蓄氷を
効率良く熔解させて、蓄熱冷熱の取出し効率を向上でき
るようになった。As a result, according to the present invention, ice storage in the heat storage tank can be efficiently stored while streamlining the installation of the heat storage tank by manufacturing the heat storage tank in a shape that is suitable for the installation location and in a shape that is easy to manufacture. By melting it well, it is now possible to improve the efficiency of extracting stored heat and cold.
次の本発明に実施例を示す。 Examples of the present invention are shown below.
空調設備の冷熱源となる氷蓄熱設備であって、これは、
第１図に示すように、蓄熱用のブラインを貯留する蓄熱
槽（１）と、ブライン中の水分を凍結させてブラインを
固液混相のシャーベット状態とさせるようにブラインを
冷却する製氷機（２）とを設け、前記蓄熱槽（１）から
前記製氷機（２）にブラインを取出すポンプ（３ａ）付
きの取出路（３）と、前記製氷ｍ（２）から蓄熱槽（１
）に固液混相シャーヘット状態の冷却ブラインを供給す
る供給路（４）とを設け、空調器（図示せず）への冷熱
運搬流体（水等）とブラインとを熱交換させて冷熱運搬
流体を冷却する熱交換器（５）（負荷装置の一例）にブ
ラインを前記蓄熱槽（１）から供給するポンプ（６ａ）
付きのブライン供給路（６）と、前記熱交換器（５）か
ら蓄熱槽（１）へのブライン戻り路（７）とを設けて構
成されている。This is ice heat storage equipment that serves as a cold source for air conditioning equipment.
As shown in Figure 1, there is a heat storage tank (1) that stores brine for heat storage, and an ice maker (2) that cools the brine so that the water in the brine is frozen and the brine becomes a solid-liquid mixed phase sherbet. ), a take-out passage (3) with a pump (3a) for taking brine from the heat storage tank (1) to the ice maker (2), and a take-out passage (3) with a pump (3a) for taking brine from the ice maker m(2) to the heat storage tank (1).
) is provided with a supply path (4) for supplying cooling brine in a solid-liquid mixed phase sherhet state, and heat is exchanged between the cold-heat transporting fluid (water, etc.) and the brine to supply the cold-heat transporting fluid to the air conditioner (not shown). A pump (6a) that supplies brine from the heat storage tank (1) to the heat exchanger (5) (an example of a load device) to be cooled.
A brine supply path (6) with attached brine, and a brine return path (7) from the heat exchanger (5) to the heat storage tank (1) are provided.
つまり、氷蓄熱設備は、製氷機（２）を作動させつつ蓄
熱槽（１）と製氷機（２）との間でブラインを取出路（
３）および供給路（４）を介して循環させることにより
、製氷機（２）においてブラインを固液混相のシャーヘ
ット状態にするとともに、蓄熱槽（１）でそのシャーベ
ット状態のブラインを貯留して、冷熱を潜熱の状態で蓄
熱する一方、ブライン供給路（６）およびブライン戻り
路（７）を介して蓄熱槽（１）と熱交換器（５）との間
でブラインを循環させることにより、熱交換器（５）で
のブラインと冷熱運搬流体との熱交換で蓄熱冷熱を取出
すとともに、蓄熱槽（１）内での氷の溶解によりブライ
ンを冷却するように構成されている。In other words, the ice thermal storage equipment operates the ice maker (2) and extracts the brine from the extraction channel (
3) and the supply path (4), the brine is made into a solid-liquid mixed phase sherhet state in the ice maker (2), and the sherbet state brine is stored in the heat storage tank (1), While cold heat is stored in the form of latent heat, the brine is circulated between the heat storage tank (1) and the heat exchanger (5) via the brine supply path (6) and the brine return path (7). It is configured to extract stored cold heat by heat exchange between the brine and the cold heat transport fluid in the exchanger (5), and to cool the brine by melting ice in the heat storage tank (1).
前記蓄熱槽（１）内の底部近くには、それよりも下方へ
の氷粒子の侵入を防止するネット（８）が張設されてお
り、前記取出路（３）およびブライン供給路（６）それ
ぞれの蓄熱槽（１）からのブライン吸入口（３ｂ） 、
（６ｂ）は、氷粒子を吸込まないように前記ネット（
８）の下方に配置されている。A net (8) is installed near the bottom of the heat storage tank (1) to prevent ice particles from entering below the net, and the net (8) prevents ice particles from entering below the bottom of the heat storage tank (1). Brine inlet (3b) from each heat storage tank (1),
(6b) The net (
8) is located below.
前記ブライン戻り路（７）から蓄熱槽（１）へのブライ
ン戻し部は、前記蓄熱槽（１）内の貯留ブラインの上方
に、前記ブライン戻り路（７）に接続するブライン吐出
ヘッダ（９）を配設し、このブライン吐出ヘッダ（９）
に、ブラインを水平方向に拡散して吐出するブライン吐
出部（１０）の複数を、平面視において蓄熱槽（１）の
ほぼ全域に分散形成して構成されている。つまり、蓄熱
槽（１）内の氷粒子層（八）の上面全体に、熱交換器（
５）での熱交換で昇温したブライン戻り路（７）からの
高温戻りブラインをほぼ均等に散布するように構成され
ている。従って、蓄熱層（１）内の蓄氷は、効率良く溶
解し、その結果、潜熱でブラインを効率良く冷却して潜
熱形態での蓄熱された冷熱を効率良く取出せるのである
。A brine return section from the brine return path (7) to the heat storage tank (1) includes a brine discharge header (9) connected to the brine return path (7) above the stored brine in the heat storage tank (1). This brine discharge header (9)
In addition, a plurality of brine discharge units (10) that spread and discharge brine in the horizontal direction are distributed over almost the entire area of the heat storage tank (1) in plan view. In other words, the heat exchanger (
The high temperature return brine from the brine return path (7) heated by the heat exchange in step 5) is distributed almost evenly. Therefore, the ice stored in the heat storage layer (1) is efficiently melted, and as a result, the brine can be efficiently cooled with latent heat, and the cold heat stored in the form of latent heat can be efficiently taken out.
前記ブライン吐出ヘッダ（９）は、第２図に示すように
、ブライン戻り路（７）に接続する主管（９Ａ）と、こ
の主管（９Ａ）の長平方向の複数箇所に分岐接続させた
複数の枝管（９Ｂ）とからなり、前記ブライン吐出部（
１０）は、前記枝管（９Ｂ）に形成されている。As shown in FIG. 2, the brine discharge header (9) includes a main pipe (9A) connected to the brine return path (7), and a plurality of branches connected to a plurality of locations in the longitudinal direction of this main pipe (9A). It consists of a branch pipe (9B), and the brine discharge part (
10) is formed in the branch pipe (9B).
前記ブライン吐出部（１０）は、第３図に示すように、
前記ブライン吐出ヘッダ（９）の枝管（９Ｂ）に下向き
姿勢の吐出管（ＩＯＡ）を接続し、その吐出管（ＩＯＡ
）の下端に、複数の噴出孔（１０ａ）を分散形成した半
球状の分散板（１０Ｂ）を取付けて構成されている。
□
〔別実施例〕
以下、本発明の別実施例を示す。The brine discharge section (10), as shown in FIG.
A downwardly facing discharge pipe (IOA) is connected to the branch pipe (9B) of the brine discharge header (9), and the discharge pipe (IOA) is
) is configured by attaching a hemispherical dispersion plate (10B) on which a plurality of ejection holes (10a) are distributed and formed at the lower end thereof.
□ [Another Example] Another example of the present invention will be shown below.
［１］ブライン吐出部（１０）としては、上記実施例で
示したものの他、第４図に示すように、吐出管（ＩＯＡ
）の下端に、吐出ブラインが衝突することにより回転し
てその吐出ブラインを拡散する羽根（ＩＯＣ）を設けた
ものや、第５図に示すように、吐出管（ＩＯＡ）の下端
に、吐出ブラインに衝突してその吐出ブラインを周囲に
拡散するほぼ円錐形の拡散具（１００）を吐出方向に位
置変更自在に設けて、拡散具（１００）の位置変更で拡
散範囲を調節できるようにしたものであっても良い。な
お、前記拡散具（１００）には、下方への噴出路（１０
ｂ）が形成されている。加えて、ブライン吐出部（１０
）としては、第６図、第７図に示すように、内部に噴出
路（ＩＯＦ）を形成し、かつ、先端に拡散噴射用のスリ
ン） （ＩＯＣ）を十字形配置に形成したノズルチップ
（ＩＯＥ）を前記吐出管（ＩＯＡ）の下端に接続して構
成したものであっても良い。この場合、ブラインは、十
字状に拡散吐出され、ノズルチップ（ＩＯＥ）の吐出管
（ＩＯＡ）への取付は姿勢の調整をもって吐出方向を調
節する。[1] As the brine discharge part (10), in addition to the one shown in the above embodiment, as shown in FIG.
) is provided with a vane (IOC) at the lower end of the discharge pipe (IOA) that rotates when the discharge brine collides with it and spreads the discharge brine, or as shown in Fig. 5, the discharge brine is installed at the lower end of the discharge pipe (IOA). A substantially conical diffuser (100) that collides with the brine and diffuses the discharged brine to the surroundings is provided so that the position can be freely changed in the discharge direction, so that the diffusion range can be adjusted by changing the position of the diffuser (100). It may be. Note that the diffuser (100) has a downward spout passage (10).
b) is formed. In addition, a brine discharge part (10
), as shown in Figs. 6 and 7, a nozzle chip (IOF) is formed inside the nozzle chip (IOF) and a cross-shaped IOC (IOC) for diffusive injection is formed at the tip. IOE) may be connected to the lower end of the discharge pipe (IOA). In this case, the brine is diffused and discharged in a cross shape, and the nozzle tip (IOE) is attached to the discharge pipe (IOA) so that the discharge direction is adjusted by adjusting the posture.
［２コ上記実施例では、負荷装置（５）として、空調器
への冷熱運搬流体とブラインとを熱交換させる熱交換器
を示したが、負荷装置（５）としては、空調器そのもの
であっても良い。[2] In the above embodiment, the load device (5) is a heat exchanger that exchanges heat between the cold and heat transport fluid to the air conditioner and the brine, but the load device (5) is not the air conditioner itself. It's okay.
［３］上記実施例では、空調設備の冷熱源としての適用
例を示したが、本発明の氷蓄熱設備は、空調設備以外の
他の各種産業分野の冷熱源として用いることができる。[3] In the above embodiment, an application example was shown as a cold source for air conditioning equipment, but the ice heat storage equipment of the present invention can be used as a cold source for various industrial fields other than air conditioning equipment.
［４］尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
する為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面
の構造に限定されるものではない。[4] Note that although reference numerals are written in the claims section for convenient comparison with the drawings, the present invention is not limited to the structure shown in the accompanying drawings.
第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し第１図は概
略縦断面図、第２図は概略平面図、第３図は要部の拡大
側面図であり、第４図ないし第７図は夫々、本発明の別
実施例を示し、第４図、第５図、第６図は夫々要部の拡
大縦断側面図、第７図は要部の底面図である。第８図は
従来例を示す概略縦断面図であり、第９図は比較例を示
す平面図である。
（１）・・・・・・蓄熱槽、（２）・・・・・・製氷機
、（３）・旧・・取出路、（４）・・・・・・供給路、
（５）・・・・・・負荷装置、（６）・・・・・・ブラ
イン供給路、 （７）・・・・・・ブライン戻り路、（
１０）・・・・・・ブライン吐出部、 （９）・・・・
・・ブライン吐出ヘッダ。1 to 3 show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a schematic vertical sectional view, FIG. 2 is a schematic plan view, FIG. 3 is an enlarged side view of the main parts, and FIGS. 7 shows another embodiment of the present invention, FIGS. 4, 5, and 6 are enlarged longitudinal sectional side views of the main parts, and FIG. 7 is a bottom view of the main parts. FIG. 8 is a schematic vertical sectional view showing a conventional example, and FIG. 9 is a plan view showing a comparative example. (1)...Thermal storage tank, (2)...Ice maker, (3) Old...takeout path, (4)...Supply path,
(5) Load device, (6) Brine supply path, (7) Brine return path, (
10)...Brine discharge part, (9)...
...Brine discharge header.
Claims (1)
中の水分を凍結させるようにブラインを冷却するための
製氷機（２）とを設け、前記蓄熱槽（１）から製氷機（
２）にブラインを取出す取出路（３）と、製氷機（２）
から蓄熱槽（１）に冷却ブラインを供給する供給路（４
）と、前記蓄熱槽（１）から負荷装置（５）へのブライ
ン供給路（６）と、負荷装置（５）から蓄熱槽（１）へ
のブライン戻り路（７）とを設けてある氷蓄熱設備であ
って、前記蓄熱槽（１）内の貯留ブラインの上方箇所に
、前記ブライン戻り路（７）に接続し、かつ、ブライン
を水平方向に拡散吐出する複数のブライン吐出部（１０
）を平面視において蓄熱槽（１）の全域またはほぼ全域
に分散配置したブライン吐出ヘッダ（９）を配設してあ
る氷蓄熱設備。A heat storage tank (1) for storing brine for heat storage and an ice maker (2) for cooling the brine so as to freeze water in the brine are provided.
2), a take-out path (3) for taking out the brine, and an ice maker (2)
A supply path (4) that supplies cooling brine from the heat storage tank (1) to the heat storage tank (1).
), a brine supply path (6) from the heat storage tank (1) to the load device (5), and a brine return path (7) from the load device (5) to the heat storage tank (1). The heat storage equipment includes a plurality of brine discharge units (10) connected to the brine return path (7) above the stored brine in the heat storage tank (1), and configured to diffuse and discharge brine in a horizontal direction.
An ice heat storage facility in which brine discharge headers (9) are arranged such that brine discharge headers (9) are distributed over the entire area or almost the entire area of the heat storage tank (1) in plan view.
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1987
- 1987-12-01 JP JP62305223A patent/JP2512772B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5598712A (en) * | 1992-02-28 | 1997-02-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Latent heat accumulation system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2512772B2 (en) | 1996-07-03 |
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