JPH01256773A

JPH01256773A - 地下鉄車両冷房システム

Info

Publication number: JPH01256773A
Application number: JP8346688A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aizawa; 和夫相沢; Yuzo Tanaka; 田中　雄三
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1989-10-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野〕本発明は、地下鉄車両の冷房方法に関する。

［従来技術］従来の地下鉄車両の冷房装置としては、フロンを作動冷
媒とする冷凍機付き冷房ユニットを各車両毎に設けるの
が一般的である。以下その概要について、第３図を用い
て説明する。第３図において、３１は冷凍機付き冷房ユ
ニット、３２は圧縮器、３３は車外熱交換器、３４は車
内熱交換器、３５は車外ブロワ、３６は車内ブロワであ
る。

冷凍機付き冷房ユニット３１の中には、圧縮機３２、車
外熱交換器３３、車内熱交換器３４、車外ブロワ３５、
車内ブロワ３６が主なものとして組み込まれている。車
内熱交換器３４は冷凍機の中の蒸発器に相当するもので
あり、フロンがここで蒸発する際に、車内ブロワ３６に
よって循環している車内の空気から熱を奪い、空気を冷
却する。一方、車外熱交換器３３は、冷凍機の中の凝縮
器に相当するものであって、車外の空気５０を車外ブロ
ワ３５によって循環送風させてトンネル等の車外に放出
し、冷凍機の作動媒体であるフロンを凝縮させる０以上
のように、従来技術である冷凍機付き冷房ユニットは、
車両内の熱を、熱媒体と圧縮機の動力を用いて、車外の
トンネル、ホームへ放出することにより、車内を冷房す
る方法を用いている。

［発明が解決しようとする課題］前述のように、従来技術である冷凍機付き冷房ユニット
は、車両内の熱をトンネルやホームへ放出する。そのた
めに、トンネルやホームの温度が上昇して、その温熱環
境は著しく悪いものとなる。この問題点を解決するため
には、トンネルやホームを冷房する冷房装置を設置し、
その熱をさらに外部の大気中へ放出しなければならない
、このため、電力消費は著しく増大する。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、車内の熱をトンネルやホーム内に放出すること
なく、車両の冷房を行う技術を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段］前記目的は、地上あるいは特定の駅にセンターステーシ
ョンを設け、このセンターステーションにおいて、流動
性の潜熱蓄冷剤を、シャーベット状に製氷して貯蔵し、
一方、各車両には、前記シャーベット状の潜熱蓄冷剤を
積載する蓄冷槽を装備して、定期的に前記センターステ
ーションにおいて、前記各車両の蓄冷槽に積載されてい
る潜熱蓄冷剤を、前記シャーベット状に製氷された潜熱
蓄冷剤と交換出来るようにし、各車両においては、この
シャーベット状の潜熱蓄冷剤を蓄冷槽より車内熱交換器
に循環させ、この熱交換器の前部または後部に車内空気
源環ブロワを装備して車内冷房することを特徴とする地
下鉄車両冷房システムにより達成される。

［作用］センターステーションにおいて、定期的に帰還する車両
から、車両内の空気が持っていた熱によって融解し、使
用済みとなった潜熱蓄冷剤を降ろし、その代わりに、製
氷した潜熱蓄冷剤を積み込む、車両から降ろした潜熱蓄
冷剤は、周知の製氷装置を使用して、好ましくは、電力
料金の安い夜間電力を利用して製氷する。この製氷装置
は、地上に設置することができるので、トンネルやホー
ムに放熱されることがない。

車両を冷房する熱は、潜熱蓄冷剤の溶解熱として使用さ
れるので、やはり、トンネルやホームに放熱されること
がない。

また、潜熱蓄冷剤をシャーベット状に製氷するのは、流
動性を良くし、各車両において、車内熱交換器への供給
が容易なようにするためである。

潜熱蓄冷剤としては、水その他の熱媒体が使用される。

［発明の実施例］以下、本発明の地下鉄車両冷房システムの一実施例を第
１図および第２図により説明する。

第１図は、センターステーションの構成を示すもので、
１は車両、１３は蓄冷槽、３は、流動性の潜熱蓄冷剤の
シャーベット氷を作るためのフロン冷媒冷凍機ユニット
、４はシャーベット氷の製造機、５は融解液剤貯蔵タン
ク、６は流動性の潜熱蓄冷剤貯蔵タンクである。

地下鉄運行終了後、各車両１の蓄冷槽１３内より、車両
内の空気と熱交換を行って融解した潜熱蓄冷剤を降ろし
て、融解液剤貯蔵タンク５に貯蔵する。深夜電力を利用
して冷凍機ユニット３を運転して、シャーベット氷の製
造機により、融解液剤貯蔵タンク５に貯蔵された融解潜
熱蓄冷剤を製氷し、氷化率５０％のシャーベット状の潜
熱蓄冷剤を作り、潜熱蓄冷剤貯蔵タンク６で蓄えるよう
にする。

運行に先立ち各車両１は、−編成ずつ、センターステー
ションにおいて、潜熱蓄冷剤貯蔵タンク６より潜熱蓄冷
剤を蓄冷槽１３に積載し、運行開始に備える゛、この手
順は、先ず、各編成車両１の最後端部に設けられた積載
バルブ９ａと、シャーベット供給管９を接続して、シャ
ーベット供給ポンプ７により各車両１の蓄冷槽１３に並
列同時に圧送積載する。所定時間運行後、各車両１はそ
の都度センターステーションへ帰還する。そのとき、戻
り管１０を各編成車両１の最後端部に設けられた積載バ
ルブ９ａに接続した後、分岐管１２により各車両１の蓄
冷槽１３内に融解液剤排出用の空気を送り、各車両１の
蓄冷槽１３内に積載された融解潜熱蓄冷剤を、受は槽１
８に排出し、ポンプ８によって融解液剤貯蔵タンク５に
蓄える。その後、各車両１は、前記記載の方法により、
再度新しい潜熱蓄冷剤を積載して運行に従事する。

本実施例では、は９３時間に一回の割合で潜熱蓄冷剤を
交換することで諸設備を設計している。

次に第２図により、各車両に搭載される蓄冷式冷房ユニ
ットの詳細を説明する。

蓄冷式冷房ユニット２は、蓄冷槽１３、スラリーポンプ
１４、熱交換器１５、車内ブロワ１６、車内送風ダクト
１７より構成されており、各車両１に二台ずつ設置され
ている。蓄冷式冷房ユニット２全体の概略寸法は、長さ
；２．４ｍ。

幅；２．１５ｍ、高さ；０．４５ｍとなり、この中に、
はぐ３時間の冷房負荷をまかなうための潜熱蓄冷剤を積
載する約１．２Ｍの蓄冷槽１３が格納される。車両運行
中は、車内ブロワ１６により車内の空気を循環させると
共に、スラリーポンプ１４で蓄冷槽１３内の潜熱蓄冷剤
を熱交換器１５に循環させて、車両内の空気が持ってい
る熱を潜熱蓄冷剤へ融解熱として蓄え、車内を冷房する
。

［発明の効果］以下、本発明の効果の一例として、１５０車両を有する
地下鉄一系統あたりについて試算してみる。

車両−両あたりの冷房負荷を４’Ｏ，０ＯＯＫ　ｃ、Ｉ
Ｉ７　ｈとし、この熱を外気に排熱するのに必要な電力
を、従来型冷凍機付き冷房ユニットの場合と、本発明に
よる蓄冷式冷房ユニットの場合について比較する。

従来型冷凍機付き冷房ユニットを用いる場合は、トンネ
ルやホーム内冷房を使用することが必要であり、その熱
の流れは第４図で示すようになる。外気温度を３０℃と
し、ホーム等の内気温度を２７℃に保持するものとして
、車両およびホーム等の冷凍機の成績係数を４．０とす
ると、車両１内の熱をホーム２等へ排熱するに必要な圧
縮機電力Ｅ、は１１．６ＫＷ、ホーム２等から外気３に
排熱するのに要する圧縮機電力Ｅ２は１４，５ＫＷとな
る。従って、−両あたり４０，０ＯＯＫ　ｃａ９／　ｈ
の車内発生熱を外気まで排熱するに要する全電力は、Ｅ
ｓ　＝Ｅｔ　＋　　Ｅ２＝２６．ＩＫＷとなり、一系統
あたりの全車両について考えると、所要電力は、２６．
１Ｘ１５０＝３，９１５ＫＷとなる。

次に、本発明による蓄冷式冷房ユニットを用いる場合の
熱の流れを第５図に示す。

本発明において、運行中の冷房用電力消費は発生しない
が、夜間に流動性の潜熱蓄冷剤をシャーベット状に製氷
するために消費される電力は第５図の様になる。即ち、
夜間外気温度を２５℃と仮定し、センターステーション
における冷凍機の成績係数を３，０とすると、車両１の
熱を直接外気３に放出するための圧縮機電力Ｅ４は１５
，５ＫＷとなり、一系統あたりの全車両について考える
と、２，３２５ＫＷとなる。

以上の比較から、本発明による蓄冷式冷房ユニットを用
いることにより、従来の装置により消費される電力の約
６０％の電力で車内の冷房を実施することが出来る。さ
らに、夜間電力料金（円／　ｋ　ｗ　ｈ　）を昼間の半
額と仮定すると、昼間の車両冷房に要する電力料金は、
従来の約３０％で済むことになる。また、本発明の蓄冷
式冷房ユニット作動させるのに必要な電力は、夜間等の
、ラッシュ時以外の時間に給電される。従って、ラッシ
ュ時のピーク電力を大幅に削減することができる。この
結果、基本電力料金を大幅に下げることが可能で、この
面においても運転費の節減が計れる。　以上のように、
本発明の地下鉄車両冷房システムによれば、（１）トンネルやホームの温熱環境を悪くすることなく
、車両内の冷房を効果的に実施できる。

（２）深夜電力を使用して潜熱蓄冷剤を製氷するので、
冷房用の電気料金を大幅に低減できる。

（３）ピーク電力を削減できるので、基本電力料金を削
減できる。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の地下鉄車両冷房システムの一実施例
を示すセンターステーション側の構成図、第２図は、車
両側の冷房ユニットの構成図、第３図は、従来の冷凍機
付き車両の冷房ユニットの構成図、第４図は、従来の冷
凍機付き車両の冷房ユニットを使用した際の熱の流れを
示す図、第５図は、本発明の蓄冷式車両冷房ユニットを
使用した際の熱の流れを示す図である。１・・・車両、２・・・蓄冷式冷房ユニット、３・・・
冷凍機ユニット、４・・・シャーベット氷の製造機、５
・・・融解液剤貯蔵タンク、６・・・潜熱蓄冷剤貯蔵タ
ンク、７・・・シャーベット供給ポンプ、８・・・ポン
プ、９・・・シャーベット供給管、９ａ・・・積載バル
ブ、１０・・・戻り管、１２・・・分岐管、１３・・・
蓄冷槽、１４・・・スラリーポンプ、１５・・・熱交換
器、１６・・・車内ブロワ、１７・・・車内送風ダクト
、１８・・・受は槽

Claims

【特許請求の範囲】

センターステーションにおいて流動性の潜熱蓄冷剤を、
シャーベット状に製氷して貯蔵し、各車両に前記シャー
ベット状の潜熱蓄冷剤を積載する蓄冷槽を装備して、定
期的に前記センターステーションにおいて、前記各車両
の蓄冷槽に積載されている潜熱蓄冷剤を前記シャーベッ
ト状に製氷された潜熱蓄冷剤と交換出来るようにし、各
車両においては、このシャーベット状の潜熱蓄冷剤を蓄
冷槽より車内熱交換器に循環させ、この熱交換器の前部
または後部に車内空気循環ブロワを装備して車内冷房す
ることを特徴とする地下鉄車両冷房システム。