JPH03294730A - Heat accumulation type air-conditioning and cooling method - Google Patents

Heat accumulation type air-conditioning and cooling method

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JPH03294730A
JPH03294730A JP9473590A JP9473590A JPH03294730A JP H03294730 A JPH03294730 A JP H03294730A JP 9473590 A JP9473590 A JP 9473590A JP 9473590 A JP9473590 A JP 9473590A JP H03294730 A JPH03294730 A JP H03294730A
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pipe
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air
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Hifumi Imaizumi
今泉 一二三
Koji Matsumoto
厚二 松本
Shozo Yoshida
吉田 正三
Shiro Kawakami
川上 司郎
Kozo Maeda
前田 耕造
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Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a heat accumulation type air-conditioning and cooling method which allows an apparatus with a high performance to be sized down and produced at a low cost, by a method wherein ice making is carried out by the cooling action of a refrigerant around the heat releasing part of a heat pipe, and the cold water that flows along a cold water circulation path is returned to a load side air-conditioning circuit after cooled. CONSTITUTION:The refrigerant passes through a compressor 3 and a condenser 4 of a refrigerating machine 2 and is fed into the lower part of an evaporator 7 in a steel pipe pile heat accumulator 5 through a refrigerant pipe 9. Thereby, the upper end of a heat pipe 6 is cooled by the vaporization heat of the refrigerant, and a working fluid 19 evaporates, turns into an upward vapor stream, and comes into contact with the wall surface of a container 18, causing the refrigerant to release the latent heat. The released latent heat vigorously transfers to the evaporator 7 that is cooled by the refrigerant, and water 16 loses heat, reaches 0 deg.C, turns into ice and deposits on the surface of the heat pipe 6. Then, when ice making is completed, a cold water pump 15 is operated to circulate the water through a first air-conditioning branch pipe 20, a first air-conditioning main pipe 14, a first air-conditioning pipe 11, an air-conditioner 10, a second air-conditioning pipe 12, a second air-conditioning main pipe 14, a second air-conditioning branch pipe 21, and the steel pipe pile heat accumulation tank 5, and the circulating water absorbs the cooling load from the air-conditioner 10.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、鋼管杭を蓄熱槽に用いた蓄熱式空調冷房方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a thermal storage type air conditioning and cooling method using steel pipe piles as a thermal storage tank.

[従来の技術] 電力の需要と供給のバランスは昼間と夜間では大きな差
がある。特に、この差は、冷房を使用する夏期に顕著に
現れる。そこで、電力各社は、夜間に冷房に必要なエネ
ルギーを貯えて、これを昼間の冷房に用いる蓄熱システ
ムの普及に務めている。そして、電力各社は、自ら蓄熱
システムの研究開発を行っている。
[Prior Art] There is a large difference in the balance between power demand and supply between daytime and nighttime. This difference is particularly noticeable in the summer when air conditioning is used. Therefore, electric power companies are working to popularize thermal storage systems that store the energy needed for air conditioning at night and use it for daytime cooling. Electric power companies are also conducting research and development of heat storage systems on their own.

従来の蓄熱システムは、水の温度差を利用した水蓄熱シ
ステムが主流である。しがし、水蓄熱システムは、水を
貯えるための巨大な蓄熱槽が必要等の問題がある。
The mainstream of conventional heat storage systems is a water heat storage system that utilizes the temperature difference between water. However, water heat storage systems have problems such as the need for a huge heat storage tank to store water.

一方、近年では、氷の融解潜熱を利用した氷蓄熱システ
ムが使用されている。氷蓄熱システムに用いられる蓄熱
槽は、水蓄熱の蓄熱槽に比べて1/10程度の容積であ
り、非常に小さい。したがって、氷蓄熱システムは、小
さいスペースに適用できるので、水蓄熱システムに代っ
て主流になりつつある。
On the other hand, in recent years, ice heat storage systems that utilize the latent heat of melting ice have been used. The heat storage tank used in the ice heat storage system has a volume of about 1/10 of that of a water heat storage tank, and is extremely small. Therefore, the ice heat storage system is becoming mainstream instead of the water heat storage system because it can be applied in a small space.

氷蓄熱システムは、スタティック型(アイスオンコイル
型)とダイナミック型(リキッドアイス型)に大別でき
る。スタティック型は、蓄熱槽に設置された製氷管内に
冷凍機からの冷媒(一般に、フロンあるいはブライン)
を流して、管表面に氷を生長させるものである。代表的
なスタティック型システムには、冷凍機の冷媒を直接製
氷管に流して、製氷管の表面に氷を作る直膨式、−旦、
冷凍機で二次冷媒(ブライン等)を冷却し、その後、直
膨式と同様にして氷を作るブライン式、ヒートパイプ式
等がある。
Ice heat storage systems can be broadly divided into static types (ice-on-coil type) and dynamic types (liquid ice type). The static type uses refrigerant (generally Freon or brine) from the refrigerator in the ice making tube installed in the heat storage tank.
The ice is allowed to grow on the surface of the tube. Typical static systems include the direct expansion type, which creates ice on the surface of the ice tube by flowing the refrigerant from the refrigerator directly into the ice tube.
There are brine type, heat pipe type, etc. in which a secondary refrigerant (brine, etc.) is cooled with a refrigerator, and then ice is made in the same way as the direct expansion type.

一方、ダイナミック型は、製氷装置で別途に氷を作り、
これを蓄熱槽で貯蔵するものである。代表的なダイナミ
ック型システムには、製氷装置でシャーベット状の氷を
作り、これを蓄熱槽に貯えるシャーベット式や、製氷板
で薄い板状の氷を生長させ、これを氷片に破砕して蓄熱
槽に貯えるハーベスト式、濃度の薄いブラインを冷却し
て、ブライン中の水を粒子状の氷にするもの等がある。
On the other hand, the dynamic type makes ice separately with an ice making device.
This is stored in a heat storage tank. Typical dynamic systems include the sherbet type, which uses an ice-making device to make sherbet-like ice and stores it in a heat storage tank, and the ice-making system, which grows thin sheets of ice on an ice-making plate and crushes them into ice pieces to store heat. There is a harvest type that is stored in a tank, and a type that cools brine with a low concentration and turns the water in the brine into granular ice.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、スタティック型では、製氷管を蓄熱槽に
設置するので、製氷管を蓄熱槽の形状に合わせる必要が
ある。このため、製氷管は、蓄熱槽底部から上層部の方
向にコイル状に巻き上げた形状のものか、複数本の直管
状のパイプを蓄熱槽の鉛直方向に配列した形状のものか
、いずれかのものになる。このような形状の製氷管を使
用すると、製氷管に供給された冷媒は、製氷管の冷媒供
給口付近で盛んに氷を生長させる。しかし、冷媒は、製
氷管内を通流するに従い、温度か上昇する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the static type, since the ice making tube is installed in the heat storage tank, it is necessary to match the shape of the ice making tube to the shape of the heat storage tank. For this reason, ice-making tubes are either shaped like a coil wound from the bottom of the heat storage tank toward the top, or made of multiple straight pipes arranged in the vertical direction of the heat storage tank. Become something. When an ice making tube having such a shape is used, the refrigerant supplied to the ice making tube actively grows ice near the refrigerant supply port of the ice making tube. However, as the refrigerant flows through the ice-making tube, its temperature increases.

このため、製氷管の冷媒排出口付近は、冷媒供給口付近
よりも氷が生長しない。したがって、氷は、製氷管の全
長にわたって均一に得られない。この結果、氷の融解時
、いわゆる冷房運転時で次のような問題が起こる。
Therefore, ice grows less near the refrigerant outlet of the ice-making tube than near the refrigerant supply port. Therefore, ice is not obtained uniformly over the entire length of the ice-making tube. As a result, the following problems occur when ice melts, ie during so-called cooling operation.

通常、冷房運転は、まず、蓄熱槽の未凍結部分の水をポ
ンプで取りだす。この水の持つ冷熱を負荷側で消費する
。次に、冷熱を奪われた水を再び蓄熱槽に戻す。次いで
、蓄熱槽に戻った水の水温上昇分の氷を溶かす。そこで
、製氷管の全長に均一に氷が得られていない場合は、製
氷管の冷媒供給口付近では氷の生長が著しい。この氷は
、氷塊となる。氷塊は、蓄熱槽内の水と接触する表面積
が小さい。このため、氷塊は、充分に融解されない。そ
の結果、負荷側で要求する充分な冷熱を供給できない。
Normally, during cooling operation, water from the unfrozen portion of the heat storage tank is first removed by a pump. The cold energy of this water is consumed on the load side. Next, the water that has been deprived of cold energy is returned to the heat storage tank. Next, the ice that returns to the heat storage tank is melted by the increase in temperature of the water. Therefore, if ice is not uniformly obtained over the entire length of the ice-making tube, ice will grow significantly near the refrigerant supply port of the ice-making tube. This ice becomes an ice block. The ice blocks have a small surface area that comes into contact with the water in the heat storage tank. For this reason, the ice blocks are not sufficiently melted. As a result, sufficient cooling and heat required by the load cannot be supplied.

また、複数本の製氷管が蓄熱槽に配列されている場合に
は、製氷管相互に生長した氷同士が連結する。氷蓄熱で
は、この氷同士が連結することをブリジングと呼んでい
る。また、コイル状の製氷管の場合では、コイル上下で
ブリジングが起こる。このブリジングは、冷房運転時の
大きな障害であり、冷房運転時のみならす、製氷管に氷
を生長させる際の冷凍機性能にも悪影響を与える。
Furthermore, when a plurality of ice-making tubes are arranged in a heat storage tank, the ice that has grown from one ice-making tube to another is connected to each other. In ice heat storage, this connection between ice cubes is called bridging. Furthermore, in the case of a coiled ice making tube, bridging occurs above and below the coil. This bridging is a major hindrance during cooling operation, and adversely affects the performance of the refrigerator not only during cooling operation but also when growing ice in the ice-making tube.

ダイナミック型では、製氷管が蓄熱槽に設けられていな
いので、製氷管でのブリジングの心配はない。このシス
テムでは、氷は、各々の製氷プロセスで作られる。この
氷は、それをポンプあるいはコンベア等の搬送手段を用
いて蓄熱槽に運ばれ、貯えられる。蓄熱槽に運ばれた氷
の形態は、氷片あるいは粒子状である。この氷は、蓄熱
槽の表面で浮遊する。したがって、蓄熱槽の氷の浮遊面
積が狭いと、蓄熱槽に運ばれてきた氷が一ケ所に集まる
。この結果、氷片あるいは粒状の氷が、浮力により圧密
されてスタティック型と同様に氷塊を作る。このため、
製氷した氷を蓄熱槽に貯える場合、蓄熱槽の形状を、あ
る程度平面的に広いものにする必要がある。
In the dynamic type, the ice making tube is not installed in the heat storage tank, so there is no need to worry about bridging in the ice making tube. In this system, ice is made in each ice making process. This ice is transported to a heat storage tank using a conveying means such as a pump or a conveyor and stored therein. The ice transported to the heat storage tank is in the form of ice chips or particles. This ice floats on the surface of the heat storage tank. Therefore, if the floating area of ice in the heat storage tank is small, the ice transported to the heat storage tank will gather in one place. As a result, ice chips or granular ice are compacted by buoyancy and form an ice block similar to the static type. For this reason,
When storing manufactured ice in a heat storage tank, the shape of the heat storage tank needs to be somewhat wide in plan.

氷蓄熱シ゛ステムは、従来の水蓄熱システムに比べて、
蓄熱槽の容量を10分の1に大幅に縮小できる。この結
果、氷蓄熱システムは、蓄熱槽を屋上に設置することが
できる。そして、水蓄熱システムの建物地階の二重スラ
ブ下に、蓄熱槽を構築する必要がなくなる。なお、建物
地階の二重スラブ下に、蓄熱槽を構築するのは、二重ス
ラブ下以外に巨大な蓄熱槽を設けるスペースを備えた建
物が少なく、しかも、専用の蓄熱槽を構築する費用が高
くなるからである。
Compared to conventional water heat storage systems, ice heat storage systems have
The capacity of the heat storage tank can be significantly reduced to one-tenth. As a result, in the ice heat storage system, the heat storage tank can be installed on the rooftop. In addition, there is no need to construct a heat storage tank under a double slab in the basement of a building with a water heat storage system. In addition, constructing a heat storage tank under a double slab in the basement of a building is difficult because there are few buildings that have space to install a huge heat storage tank other than under the double slab, and the cost of constructing a dedicated heat storage tank is low. This is because it becomes expensive.

しかしながら、氷蓄熱システムの蓄熱槽容積が10分の
1になっても、建物全体を空調できる蓄熱槽は相当大き
なものとなる。このため、この蓄熱槽は、建築構造上無
視することができない。したがって、蓄熱槽の重量を考
慮すると建物の建設費は、高価になる。これに加えて、
最近の建物は、狭い敷地面積を有効に利用するので高層
化が進み、窓の開閉のできないものもある。そこで、空
調装置によって室内環境を調整することがさらに重要視
されている。しかし、空調機器を設置するスペスは、居
住面積確保のために最小限にする必要がある。このよう
に、氷蓄熱システムは、依然、できるだけ小型化が可能
な縦型氷蓄熱システムにすることが切望されている。
However, even if the volume of the heat storage tank in an ice heat storage system is reduced to one-tenth, the heat storage tank that can air condition the entire building will be considerably large. Therefore, this heat storage tank cannot be ignored in terms of architectural structure. Therefore, considering the weight of the heat storage tank, the construction cost of the building becomes high. In addition to this,
Modern buildings are becoming taller and taller in order to make effective use of their narrow lot space, and some windows cannot be opened or closed. Therefore, it is becoming more important to adjust the indoor environment using air conditioners. However, the space required to install air conditioning equipment must be kept to a minimum in order to secure living space. Thus, there is still a strong desire for an ice heat storage system to be a vertical ice heat storage system that can be made as compact as possible.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高性
能で小型化が可能であり、しかも低価格である縦型氷蓄
熱システムを利用した蓄熱式空調冷房方法を提供するも
のである。
The present invention has been made in view of these points, and provides a thermal storage type air conditioning method using a vertical ice thermal storage system that has high performance, can be miniaturized, and is inexpensive.

[課題を解決するための手段] 本発明は、冷媒を循環させて凝縮、気化を繰り返すこと
によって冷却を行う冷凍回路と、該冷凍回路の冷熱を冷
水循環路に流れる冷水と熱交換して該冷水により負荷型
空調回路を介して空調冷房を行う方法において、該冷凍
回路を長尺のヒートパイプで形成し、該ヒートパイプを
長尺の鋼管杭蓄熱槽内に収容すると共に、前記ヒートパ
イプの放熱部を囲繞する冷熱源部を設け、前記冷熱源部
に冷媒を循環させ、次いで、前記ヒートパイプ放熱部の
周囲の冷媒による冷却作用により製氷を施し、次に、冷
水循環路を流れる冷水を低温化した後、該冷水を負荷型
空調回路に帰還させることを特徴とする蓄熱式空調冷房
方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a refrigeration circuit that performs cooling by repeatedly condensing and vaporizing a refrigerant by circulating a refrigerant, and a refrigeration circuit that performs cooling by repeatedly condensing and vaporizing a refrigerant, and a cooling system that exchanges cold heat of the refrigeration circuit with cold water flowing through a cold water circulation path. In a method of performing air conditioning and cooling via a load type air conditioning circuit using cold water, the refrigeration circuit is formed of a long heat pipe, the heat pipe is housed in a long steel pipe pile heat storage tank, and the heat pipe is A cold heat source surrounding the heat radiating part is provided, a refrigerant is circulated through the cold heat source, ice is made by the cooling action of the refrigerant around the heat pipe heat radiating part, and then the cold water flowing through the cold water circulation path is This is a regenerative air conditioning and cooling method characterized by returning the cold water to a load type air conditioning circuit after the temperature has been lowered.

[作用] 本発明の蓄熱式空調冷房方法は、鋼管杭を蓄熱槽として
用いている。このため、蓄熱槽のスペースが不要である
。また、鋼管杭の周りの土は、熱容量の大きな蓄熱材と
して作用する。したがって、製氷運転時に、ヒートパイ
プによって蓄熱槽内の水が冷却されるのと同時に、土も
同様に冷やされる。その結果、空調運転で氷がすべて融
解した時に、充分に冷却された土は、冷熱源として働き
、鋼管杭内部の水温を低下させて、冷房空調に寄与する
[Function] The heat storage type air conditioning and cooling method of the present invention uses steel pipe piles as a heat storage tank. Therefore, space for a heat storage tank is not required. In addition, the soil around the steel pipe piles acts as a heat storage material with a large heat capacity. Therefore, during ice-making operation, the water in the heat storage tank is cooled by the heat pipe, and the soil is also cooled at the same time. As a result, when all the ice melts during air conditioning operation, the sufficiently cooled soil acts as a cold heat source, lowering the water temperature inside the steel pipe pile and contributing to air conditioning.

また、本発明の蓄熱式空調冷房方法では、充分に長いヒ
ートパイプを製氷管として用いている。
Further, in the regenerative air conditioning method of the present invention, a sufficiently long heat pipe is used as the ice making tube.

ヒートパイプの熱交換は、作動液の蒸発、凝縮潜熱を利
用して行う。このため、ヒートパイプ全体の表面温度は
、はぼ内部の作動液の蒸気温度に近い温度になる。つま
り、放熱部を充分に長くして実質上ヒートパイプのほぼ
全長にわたって均一な厚みの氷層が得られる。この結果
、鋼管杭内の過剰の着氷を防止して、充分な着氷量を確
保することができ、昼間の空調運転を効率よく行うこと
ができる。
Heat exchange in the heat pipe is performed using the latent heat of evaporation and condensation of the working fluid. Therefore, the surface temperature of the entire heat pipe becomes close to the vapor temperature of the working fluid inside the tube. That is, by making the heat dissipation section sufficiently long, it is possible to obtain an ice layer having a uniform thickness over substantially the entire length of the heat pipe. As a result, excessive icing inside the steel pipe pile can be prevented, a sufficient amount of icing can be ensured, and daytime air conditioning operation can be performed efficiently.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

第1図は、本発明を適用して地上4階地下1階のビルの
冷房を行うシステムを示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a system to which the present invention is applied to cool a building with four floors above ground and one floor underground.

図中1は、ビルである。ビル1の外部の地表面上には、
冷凍装置2が設置されている。冷凍装置2は、圧縮機3
と凝縮器4で構成されている。ビル1の底部には、複数
本の長尺の鋼管杭が取り付けられている。この鋼管杭は
、建物基礎部材であると共に蓄熱槽として作用する(以
下、鋼管杭蓄熱槽5と省略する)。鋼管杭蓄熱槽5は、
地中深く埋設されている。また、それぞれの鋼管杭蓄熱
槽5には、著しく長いヒートバイブロと、ヒートバイブ
ロの上端に取り付けられた蒸発器7が内包されている。
1 in the figure is a building. On the ground surface outside Building 1,
A refrigeration device 2 is installed. The refrigeration device 2 includes a compressor 3
and a condenser 4. A plurality of long steel pipe piles are attached to the bottom of the building 1. This steel pipe pile serves as a building foundation member and also acts as a heat storage tank (hereinafter abbreviated as steel pipe pile heat storage tank 5). The steel pipe pile heat storage tank 5 is
It is buried deep underground. Further, each steel pipe pile heat storage tank 5 includes an extremely long heat vibro and an evaporator 7 attached to the upper end of the heat vibro.

圧縮機3には、第1の冷媒配管8が取り付けられている
。凝縮機4には、第2の冷媒配管9が取り付けられてい
る。各々の冷媒配管8゜9は、分岐してそれぞれの鋼管
杭蓄熱槽5まで延出されており、それぞれの鋼管杭蓄熱
槽5内の蒸発器7と連結されている。また、冷凍装置2
、蒸発器7、第1の冷媒配管8、並びに第2の冷媒配管
9により冷凍回路を構成している。
A first refrigerant pipe 8 is attached to the compressor 3 . A second refrigerant pipe 9 is attached to the condenser 4 . Each refrigerant pipe 8.9 is branched and extends to each steel pipe pile heat storage tank 5, and is connected to the evaporator 7 in each steel pipe pile heat storage tank 5. In addition, the refrigeration device 2
, an evaporator 7, a first refrigerant pipe 8, and a second refrigerant pipe 9 constitute a refrigeration circuit.

一方、各階には、空調機10が設置されている。On the other hand, an air conditioner 10 is installed on each floor.

各空調機10には、第1の空調配管11および第2の空
調配管12が取り付けられている。容筒1の空調配管1
1は、第1の空調配管主管13に連結されている。第1
の空調配管主管]3は、各々0 の鋼管杭蓄熱槽5内部にさらに分岐して延出されている
。すなわち、第1の空調配管主管13と各鋼管杭蓄熱槽
5内部は、第1の分岐空調配管20により連通されてい
る。各節2の空調配管12も第1の空調配管11と同様
にして、第2の空調配管主管14を経て第2の分岐空調
配管21により各々の鋼管杭蓄熱槽5内部に延出されて
いる。また、第1の空調配管主管13には、冷水ポンプ
15が取り付けられている。空調機10、鋼管杭蓄熱槽
5、第1の空調配管11、第1の空調配管主管13、第
1の分岐空調配管20、冷水ポンプ15、第2の空調配
管12、第2の空調配管主管14、並びに第2の分岐空
調配管21により負荷型空調回路を構成している。
A first air conditioning pipe 11 and a second air conditioning pipe 12 are attached to each air conditioner 10. Air conditioning piping 1 for container 1
1 is connected to a first air conditioning piping main pipe 13. 1st
The air conditioning piping main pipes 3 are further branched and extended into the steel pipe pile heat storage tank 5, respectively. That is, the first air conditioning piping main pipe 13 and the inside of each steel pipe pile heat storage tank 5 are communicated through the first branch air conditioning piping 20. Similarly to the first air conditioning piping 11, the air conditioning piping 12 of each node 2 is extended into the inside of each steel pipe pile heat storage tank 5 by a second branch air conditioning piping 21 via the second air conditioning piping main pipe 14. . Furthermore, a cold water pump 15 is attached to the first air conditioning main pipe 13 . Air conditioner 10, steel pipe pile heat storage tank 5, first air conditioning piping 11, first air conditioning piping main pipe 13, first branch air conditioning piping 20, cold water pump 15, second air conditioning piping 12, second air conditioning piping main pipe 14 and the second branch air conditioning pipe 21 constitute a load type air conditioning circuit.

第2図は、本発明にて用いる鋼管杭蓄熱槽5の要部の説
明図である。鋼管杭蓄熱槽5の内部には、ヒートバイブ
ロおよびヒートバイブロの上端に取り付けられた冷熱源
部として作用する蒸発器7が内包されている。また、鋼
管杭蓄熱槽5の内部には、水16が収容されている。ヒ
ートバイブロお1 よび蒸発器7の表面には、所定の厚さの氷17が着氷さ
れている。蒸発器7の頂部には、第1の冷媒配管8が連
結されている。また、蒸発器7の下部には、第2の冷媒
配管9が連結されている。鋼管杭蓄熱槽5には、第1の
分岐空調配管20が挿入されている。第1の分岐空調配
管20は、鋼管杭蓄熱槽5の底部近傍まで延出している
。また、鋼管杭蓄熱槽5には、第2の分岐空調配管21
も挿入されている。第2の分岐空調配管21は、蒸発器
7の近傍まで延出している。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the main parts of the steel pipe pile heat storage tank 5 used in the present invention. The steel pipe pile heat storage tank 5 includes a heat vibro and an evaporator 7 that functions as a cold heat source attached to the upper end of the heat vibro. Moreover, water 16 is accommodated inside the steel pipe pile heat storage tank 5 . Ice 17 of a predetermined thickness is deposited on the surfaces of the heat vibro 1 and the evaporator 7. A first refrigerant pipe 8 is connected to the top of the evaporator 7 . Further, a second refrigerant pipe 9 is connected to the lower part of the evaporator 7. A first branch air conditioning pipe 20 is inserted into the steel pipe pile heat storage tank 5 . The first branch air conditioning pipe 20 extends to the vicinity of the bottom of the steel pipe pile heat storage tank 5 . In addition, the steel pipe pile heat storage tank 5 includes a second branch air conditioning pipe 21.
is also inserted. The second branch air conditioning pipe 21 extends to the vicinity of the evaporator 7.

第3図は、本発明にて用いるヒートバイブロの説明図で
ある。ヒートバイブロは、熱媒体となる少量の作動液1
9をコンテナ18内部に収容してその両端を封止したも
のである。また、コンテナ18の内側には、毛細管現象
を呈するウィックが設けられている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the heat vibro used in the present invention. Heat Vibro uses a small amount of working fluid 1 as a heat medium.
9 is housed inside a container 18 and both ends thereof are sealed. Furthermore, a wick exhibiting capillary action is provided inside the container 18.

ヒートパイプの作動は、次のようにして行われる。まず
、ヒートパイプの一端を加熱し、内部の作動液を蒸発さ
せる。このとき、作動液は、比較的低圧の他端に向い、
蒸気流が発生する。蒸気流2 は、ヒートパイプの他端の管内壁に接触し、潜熱を放出
して凝縮する。凝縮した作動液は、管内壁を伝ってもと
の蒸発部分に帰還する。ヒートパイプは、このような動
作を繰り返して熱伝達を行う。
The heat pipe operates as follows. First, one end of the heat pipe is heated to evaporate the working fluid inside. At this time, the hydraulic fluid is directed to the other end with relatively low pressure,
A steam flow is generated. The vapor flow 2 contacts the inner wall of the heat pipe at the other end, releases latent heat, and condenses. The condensed working fluid flows along the inner wall of the pipe and returns to the evaporation part. The heat pipe transfers heat by repeating this operation.

このため、ポンプ等の搬送機器を不要にできるものであ
る。
Therefore, conveyance equipment such as a pump can be made unnecessary.

上述のように構成された蓄熱式空調冷房システムにより
、次のように冷房を行う。
The heat storage air conditioning system configured as described above performs cooling as follows.

このシステムは、ヒートパイプ表面に氷を生長させるた
めの冷凍装置を具備する冷凍回路と、鋼管杭蓄熱槽の氷
の冷熱を利用するための負荷型空調回路が構成されてい
る。
This system consists of a refrigeration circuit equipped with a refrigeration device to grow ice on the surface of the heat pipe, and a load-type air conditioning circuit to utilize the cold heat of the ice in the steel pipe pile heat storage tank.

まず、一般に深夜電力と呼ぶ安価な電力を用いて、夜間
冷凍回路を作動させ、−日の冷房に必要な製氷を鋼管杭
蓄熱槽のヒートパイプ表面に生長させ貯える製氷運転を
行う。製氷運転は、電力会社の深夜電力が供給される夜
22時から翌朝8時までの10時間で行う。
First, a night-time refrigeration circuit is operated using cheap electricity, generally called late-night electricity, and an ice-making operation is performed in which the ice necessary for cooling on -day is grown and stored on the surface of the heat pipe of the steel pipe pile heat storage tank. The ice-making operation will be carried out for 10 hours from 10pm to 8am the next morning, when late-night power is supplied by the power company.

ヒートパイプの製氷は、まず、冷凍装置2の圧縮機3お
よび凝縮器4を通過した冷媒(以下、冷3 凍冷媒と省略する)を蒸発器7に送る。このとき、冷凍
冷媒は、第2図に示すように第2の冷媒配管9を通り、
鋼管杭蓄熱槽5内の蒸発器7の下部に供給される。これ
により、ヒートバイブロの上端を冷凍冷媒の気化熱で冷
却する。
To make ice using a heat pipe, first, the refrigerant (hereinafter abbreviated as refrigeration refrigerant) that has passed through the compressor 3 and condenser 4 of the refrigeration device 2 is sent to the evaporator 7 . At this time, the frozen refrigerant passes through the second refrigerant pipe 9 as shown in FIG.
It is supplied to the lower part of the evaporator 7 in the steel pipe pile heat storage tank 5. Thereby, the upper end of the heat vibro is cooled by the heat of vaporization of the freezing refrigerant.

ヒートバイブロの上端を冷却すると、第3図に示すよう
に、鋼管杭蓄熱槽5内の水16がヒートバイブロの加熱
源となる。このため、コンテナ18内の作動液19は、
蒸発して、′上方に向かう蒸気流となる。この蒸気流は
、コンテナ18の壁面に接触して潜熱を放出し、再び凝
縮されて下部に戻る。放出された潜熱は、冷媒により冷
却している蒸発器7に積極的に移動する。このため、水
16は、熱を奪われてやがて0℃になる。これによって
、水16は、氷17となりヒートバイブロの表面に着氷
する。このようにして、ヒートバイブロのほぼ全長にわ
たって均一な厚さの氷層を生長させる。
When the upper end of the Heat Vibro is cooled, the water 16 in the steel pipe pile heat storage tank 5 becomes a heating source for the Heat Vibro, as shown in FIG. Therefore, the hydraulic fluid 19 in the container 18 is
It evaporates into an upward vapor stream. This vapor stream contacts the walls of the container 18, releases latent heat, is condensed again, and returns to the bottom. The released latent heat actively moves to the evaporator 7, which is cooled by a refrigerant. Therefore, the water 16 loses heat and eventually reaches 0°C. As a result, the water 16 becomes ice 17 and forms ice on the surface of the heat vibro. In this way, an ice layer of uniform thickness is grown over almost the entire length of the heat vibro.

一方、蒸発器7で気化した冷媒は、第1図に示すように
第1の冷媒配管8により冷凍装置2の圧4 縮機3に供給される。その後、冷媒は、凝縮器4に導入
され、吸収した熱を放熱して冷凍冷媒となる。
On the other hand, the refrigerant vaporized in the evaporator 7 is supplied to the compressor 3 of the refrigeration system 2 through a first refrigerant pipe 8, as shown in FIG. Thereafter, the refrigerant is introduced into the condenser 4, radiates the absorbed heat, and becomes a frozen refrigerant.

このようにして、冷凍回路作動を深夜電力の供給が終了
する朝8時まで行い、ヒートパイプの表面に所要の氷を
生長させ、冷熱を貯える。
In this way, the refrigeration circuit continues to operate until 8 a.m., when the late-night power supply ends, and the required amount of ice grows on the surface of the heat pipe to store cold heat.

次に、製氷運転が完了する朝8時から負荷型空調回路を
作動させ、冷房運転を行う。まず、冷水ポンプ15を運
転することにより、第1の分岐空調配管20、第1の空
調配管主管13、第1の空調配管11、空調機10、空
調機10.第2の空調配管12、第2の空調配管主管1
4、第2の分岐空調配管2]、並びに鋼管杭蓄熱槽5内
の水が循環する。この循環により、循環水は、空調機1
0からの冷房負荷を吸収する。冷房負荷で温められた循
環水(例えば、12℃)は、第2図に示すように、第2
の分岐空調配管21を経て鋼管杭蓄熱槽5の上部近傍に
流入される。この循環水は、ヒートバイブロの表面に生
長した氷を融解することによって冷される(例えば、4
〜7°C)。冷却5 された循環水は、第1の分岐空調配管20を経て再び空
調機10に送水される。このようにして、ビルの室内環
境を良好な空調状態に保つ。なお、この冷房運転は、製
氷運転を開始する夜22時まで続けることができる。も
し、その間に鋼管杭蓄熱槽5の氷17がすべて消費され
、さらに大きな空調負荷が生じた場合は、再び冷凍回路
を作動させて、バックアップ運転を行うことができる。
Next, from 8 a.m., when the ice-making operation is completed, the load-type air conditioning circuit is activated to perform cooling operation. First, by operating the cold water pump 15, the first branch air conditioning piping 20, the first air conditioning piping main pipe 13, the first air conditioning piping 11, the air conditioner 10, the air conditioner 10. Second air conditioning pipe 12, second air conditioning pipe main pipe 1
4, second branch air conditioning piping 2] and the water in the steel pipe pile heat storage tank 5 circulates. Through this circulation, the circulating water is transferred to the air conditioner 1.
Absorbs the cooling load from 0. The circulating water heated by the cooling load (e.g. 12°C) is transferred to the second tank as shown in Figure 2.
It flows into the vicinity of the upper part of the steel pipe pile heat storage tank 5 through the branch air conditioning piping 21 . This circulating water is cooled by melting the ice that has grown on the surface of the Heat Vibro (for example, 4
~7°C). The cooled circulating water is sent to the air conditioner 10 again through the first branch air conditioning pipe 20. In this way, the indoor environment of the building is maintained in a good air-conditioned condition. Note that this cooling operation can be continued until 22:00 at night when the ice making operation starts. If all the ice 17 in the steel pipe pile heat storage tank 5 is consumed during that time and an even larger air conditioning load occurs, the refrigeration circuit can be operated again to perform backup operation.

このようにして、夜間の製氷運転と昼間の冷房運転を良
好に行うことができる。
In this way, the ice making operation at night and the cooling operation during the day can be performed satisfactorily.

また、従来の蓄熱システムでは不可欠であった蓄熱槽の
断熱を不要にして、施工費用を低減させることができる
Furthermore, it is possible to reduce construction costs by eliminating the need for thermal insulation of the heat storage tank, which is essential in conventional heat storage systems.

[発明の効果] 以上説明した如く、本発明の蓄熱式空調冷房方法は、鋼
管杭を蓄熱槽と兼用することができるので蓄熱槽のスペ
ースを省くことができる。また、直接水を融解して最も
安定な4℃前後の冷水を長時間取り出せるので、空調機
の送水量を少なくすることができ、エネルギーの節減を
図ることかで6 きる。さらに、本発明の蓄熱式空調冷房方法では、蓄熱
槽の熱損失を防止することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, in the heat storage type air conditioning and cooling method of the present invention, the steel pipe pile can also be used as a heat storage tank, so that the space for the heat storage tank can be saved. In addition, since it is possible to directly melt water and extract cold water at the most stable temperature of around 4°C for a long period of time, the amount of water supplied by the air conditioner can be reduced, resulting in energy savings. Furthermore, in the heat storage type air conditioning and cooling method of the present invention, heat loss in the heat storage tank can be prevented.

このように、本発明の蓄熱式空調冷房方法は、小型化の
設備を用いることができ、しかもイニシャルコストおよ
びランニングコストを低減できるものである。
As described above, the regenerative air conditioning method of the present invention allows the use of smaller equipment and reduces initial costs and running costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用して地上4階地下1階のビルの冷
房を行うシステムを示す説明図、第2図は本発明にかか
る方法に用いられる鋼管杭蓄熱槽の要部の説明図、第3
図は本発明にて用いるヒートパイプの説明図である。 1・・・ビル、2・・・冷凍装置、3・・・圧縮機、4
・・・凝縮器、5・・・鋼管杭蓄熱槽、6・・・ヒート
パイプ、7・・・蒸発器、8・・・第1の冷媒配管、9
・・・第2の冷媒配管、10・・・空調機、11・・・
第1の空調配管、12・・・第2の空調配管、13・・
・第1の空調配管主管、14・・・第2の空調配管主管
、15・・・冷水ポンプ、16・・・水、17・・・氷
、18・・・コンテナ、1つ・・・作動液、20・・・
第1の分岐空調配管、21・・・第2の7 分岐空調配管。  8 191−
Figure 1 is an explanatory diagram showing a system for cooling a building with four floors above ground and one floor underground by applying the present invention, and Figure 2 is an explanatory diagram of the main parts of a steel pipe pile heat storage tank used in the method according to the present invention. , 3rd
The figure is an explanatory diagram of a heat pipe used in the present invention. 1... Building, 2... Refrigeration equipment, 3... Compressor, 4
...Condenser, 5... Steel pipe pile heat storage tank, 6... Heat pipe, 7... Evaporator, 8... First refrigerant piping, 9
...Second refrigerant pipe, 10...Air conditioner, 11...
First air conditioning pipe, 12... Second air conditioning pipe, 13...
・First air conditioning piping main pipe, 14...Second air conditioning piping main pipe, 15...Cold water pump, 16...Water, 17...Ice, 18...Container, one...Operation Liquid, 20...
First branch air conditioning piping, 21...Second 7 branch air conditioning piping. 8 191-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  冷媒を循環させて凝縮、気化を繰り返すことによって
冷却を行う冷凍回路と、該冷凍回路の冷熱を冷水循環路
に流れる冷水と熱交換して該冷水により負荷型空調回路
を介して空調冷房を行う方法において、該冷凍回路を長
尺のヒートパイプで形成し、該ヒートパイプを長尺の鋼
管杭蓄熱槽内に収容すると共に、前記ヒートパイプの放
熱部を囲繞する冷熱源部を設け、前記冷熱源部に冷媒を
循環させ、次いで、前記ヒートパイプ放熱部の周囲の冷
媒による冷却作用により製氷を施し、次に、冷水循環路
を流れる冷水を低温化した後、該冷水を負荷型空調回路
に帰還させることを特徴とする蓄熱式空調冷房方法。
A refrigeration circuit that performs cooling by repeatedly condensing and vaporizing refrigerant by circulating a refrigerant, and the cold heat of the refrigeration circuit is exchanged with cold water flowing in a chilled water circulation path, and the chilled water performs air conditioning and cooling via a load type air conditioning circuit. In the method, the refrigeration circuit is formed of a long heat pipe, the heat pipe is housed in a long steel pipe pile heat storage tank, and a cold heat source part surrounding a heat radiation part of the heat pipe is provided, A refrigerant is circulated through the heat pipe source, and then ice is made by the cooling action of the refrigerant around the heat pipe heat dissipation section.Next, after the cold water flowing through the cold water circulation path is lowered in temperature, the cold water is sent to a load type air conditioning circuit. A heat storage type air conditioning cooling method characterized by returning heat.
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