JPH0451747B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、空気調和装置の冷水冷却用に使用
される熱交換装置の技術分野に属する。

而して、この出願の発明は、熱交換槽内にエチ
レングリコール溶液等の結氷用の冷媒用配管が配
設され、該冷媒配管の各１対が長手方向側面で１
体化されてユニツト化され、そして、上記熱交換
槽が冷水循環回路で空気調和装置に接続される熱
交換用結氷装置に関する発明であり、特に、上記
各１対の冷媒配管が上記熱交換槽内を平面的に蛇
行して配設され、又は、コイル状に配設されて、
且つ、該１対の冷媒配管の第１冷媒配管の上流側
が第２冷媒配管の下流側に配設されると共に、該
第１冷媒配管の下流側が第２冷媒配管の上流側に
配設された熱交換用結氷装置に係る発明である。

＜従来技術＞ 周知の如く、近時、居住用住宅等は居住環境の
向上等のために、各種環境装置が設置されること
が多く、該環境装置の一つである冷房用の空気調
和装置は個人住宅にも設置される程、その需要は
大であり、大容量で、熱交換効率が良く、且つ、
昼夜電気エネルギー有効利用型の自動制御が容易
な冷水循環式の冷房用の空気調和装置が採用され
ている。

而して、上記冷水循環式の空気調和装置の冷水
は熱交換用結氷装置の熱交換槽から該空気調和装
置に送水され、空気調和装置に於いて空気と熱交
換を行い、昇温された該冷水は再び上記熱交換槽
に返送される。

そして、上記熱交換槽にはエチレングリコール
溶液等の冷媒が流過される配管が所定に配設され
ていて、上記昇温された冷水は設定温度に冷却さ
れ、上記空気調和装置に再循環使用される。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 而しながら、上述従来の熱交換用結氷装置にお
いては、上記熱交換槽に配設された冷媒配管の配
列が冷媒の流れ方向を同一にして配設されている
ために、冷水との熱交換に伴い、冷媒配管の下流
側は上流側に比べて高温となつて温度勾配が生
じ、熱交換槽全体としての冷却効率が低下される
という欠点があり、したがつて、冷水を設定温度
に低下させるためには、冷媒を急速に循環させな
ければならず極めて不経済であるという不利点も
あつた。

又、空気調和装置の高負荷時に備えて、夜間等
の低負荷時に熱交換槽内の冷媒配管廻りの冷水を
凍結させる場合にも、結氷状態が不均一化し、空
気調和装置の高負荷運転時における冷水の冷却が
非効率的であるという欠点もあつた。

この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
熱交換用結氷装置の問題点を解決すべき技術的課
題とし、空気調和装置の冷水と冷媒との熱交換を
効率良く行わせると共に、熱交換槽内の冷水の結
氷を均一化させるようにして、環境装置産業にお
ける空気調和技術利用分野に益する優れた熱交換
用結氷装置を提供せんとするものである。

＜問題点を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は、前述問題点を解決す
るために、熱交換用結氷装置の熱交換槽内に滞留
する冷水の冷却用冷媒配管を２本ごと１対にし
て、該冷媒配管の長手方向側面で１体ユニツト化
し、該１対の冷媒配管を上記熱交換槽内に於い
て、平面的に蛇行して配設させ、或いは、コイル
状に配設させ、更に、該１対の冷媒配管の第１冷
媒配管の上流側が第２冷媒配管の下流側になるよ
うに配設させて、各冷媒配管に冷媒を流過させた
際に、各冷媒配管が長手方向に沿い均一温度分布
となるようにして、上記熱交換槽内の冷水に対す
る冷却効率を向上させ、又、各冷媒配管廻りの冷
水を結氷させる場合にも、結氷状態が均一化する
ようにし、その結果、上記冷水と空気調和装置と
の熱交換が効率良く行われるようにした技術的手
段を講じたものである。

＜実施例−構成＞ 次に、この出願の発明の１実施例を第１図以下
の図面に基づいて説明すれば以下の通りである。

第１図に示す流れ図において、１は熱交換用結
氷装置であり、該熱交換用結氷装置１の熱交換槽
２は空気調和装置３との間に冷水４の循環回路５
が形成され、又、上記冷水４を冷却するために、
冷媒としてのエチレングリコール溶液を流過させ
る配管モジユール６，６が上記熱交換槽２に内設
されている。

更に、上記冷媒用の各配管モジユール６は冷媒
冷却器７との間に循環回路が形成され、エチレン
グリコール溶液は上記冷媒冷却器７に於いて、冷
凍機８、蒸発式凝縮器９、及び、冷媒冷却器７で
形成される冷凍回路を介し、熱交換され冷却され
る。

尚、１０はエアレータであり、熱交換槽２に敷
設された配管を介して、冷水４をエアレーシヨン
するものであり、又、１１は膨脹タンクである。

而して、上記冷媒用の各配管モジユール６は第
２図に示す様に、フレーム１２の図上左上方、及
び、右下方に各々サプライヘツダ１３とリターン
ヘツダ１４とが１対にされ配設されており、各サ
プライヘツダ１３、及び、リターンヘツダ１４は
それぞれ上記冷媒用の循環回路に対し、上流側、
及び、下流側とされ、上記冷媒冷却器７に接続さ
れている。

更に、１対の冷媒配管１５，１５′が長手方向
側面を当接させて、１体ユニツト化され、第２図
に示す様に、上記フレーム１２の垂直平面上を横
方向に蛇行し配設されており、該１対の冷媒配管
のうち第１冷媒配管１５は図上右下方に於いてサ
プライヘツダ１３に接続されると共に、図上左上
方に於いてリターンヘツダ１４に接続され、又、
第２冷媒配管１５′は図上右下方に於いてリター
ンヘツダ１４に接続されると共に、図上左上方に
於いてサプライヘツダ１３に接続されている。

そして、第３，４図に示す様に、上述の如く一
体ユニツト化された冷媒配管１５，１５′が所定
組数、各々平行に所定間隔でフレーム１２に配設
されている。

＜実施例−作用＞ 上述構成において、冷媒としてのエチレングリ
コール溶液は冷媒冷却器７に於いて、所定温度に
冷却され、配管を介して熱交換用結氷装置１の各
配管モジユール６の各サプライヘツダ１３に送給
され、更に、第２図の図上右下方のサプライヘツ
ダ１３に流入したエチレングリコール溶液は各第
１冷媒配管１５を流過して、図上左上方のリター
ンヘツダ１４に送給され、配管を介して、再び上
記冷媒冷却器７にリサイクルされ、又、一方、図
上左上方のサプライヘツダ１３に流入したエチレ
ングリコール溶液は各第２冷媒配管１５′を流過
して、図上右下方のリターンヘツダ１４に送給さ
れ、上述同様に、冷媒冷却器７にリサイクルされ
る。

したがつて、一体ユニツト化された第１冷媒配
管１５と第２冷媒配管１５′とはエチレングリコ
ール溶液の流れ方向が逆になり、熱交換槽２内に
於いて該エチレングリコール溶液と冷水４との間
で熱交換がされ、各冷媒配管１５，１５′が各々
長手方向に沿つて温度勾配が生ずるような場合に
も、ユニツト化され当接する各冷媒配管１５，１
５′が互いに熱交換することにより、該冷媒配管
１５，１５′は長手方向に対して、均一温度分布
となり、上記の様な温度勾配を生ずることがな
い。

更に、上記第１冷媒配管１５、第２冷媒配管１
５′は各配管モジユール６に規則的に、且つ、緻
密に配設されているために、熱交換槽２内の各部
位に於いても冷媒配管廻りの温度分布が均一化さ
れ、その結果、該熱交換槽２内に於いて冷水４は
極めて効率的に冷却される。

又、夜間等の冷水４の消費量が低下した際に冷
熱を蓄熱するために行う、熱交換槽２内の冷水４
を結氷させる場合にも、上述の如く、熱交換槽２
内の温度分布が均一化されるので、各冷媒配管１
５，１５′の廻りに均一に結氷が行われ、したが
つて、熱交換槽２内の結氷状態が均一になり、冷
水４の消費量が増加してきた場合に冷水４は熱交
換槽２の氷の溶解熱を利用して、極めて効率的に
冷却される。

而して、上述の如く冷却された冷水４は循環回
路５を介して熱交換槽２から空気調和装置３に送
給され、所定に空気との熱交換に供され、再び、
上記熱交換槽２にリサイクルされる。

＜他の実施例＞ 尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に
限るものでないことは勿論であり、例えば、第１
冷媒配管と第２冷媒配管から成る１対の冷媒配管
は垂直平面上でなく、水平平面上に蛇行して配設
しても良いし、或いは、該１対の冷媒配管を熱交
換槽内に於いて、コイル状に配設しても良い等
種々の態様が採用可能である。

又、冷媒はエチレングリコール溶液に限るもの
でないことも勿論である。

更に、１本の冷媒配管を一平面内で蛇行等さ
せ、各折り返された冷媒配管を互いに近接させて
熱交換槽内に配設するようにしても、この発明の
応用例として可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、熱交換用結氷
装置の熱交換槽に配設された各１対の冷媒配管を
長手方向側面で１体ユニツト化させ、該１対の冷
媒配管の第１冷媒配管の上流側を第２冷媒配管の
下流側に配設させて、第１冷媒配管と第２冷媒配
管を流過する冷媒の流れ方向を逆にしたことによ
り、各１体ユニツト化された冷媒配管の長手方向
に対して温度分布が均一化され、結果的に、熱交
換槽内の温度分布が均一化されて、熱交換用結氷
装置の冷水に対する冷却効率が極めて向上される
という優れた効果が奏される。

又、上述の如く、熱交換槽内の温度分布が均一
にされることにより、冷媒配管廻りの冷水を結氷
させる場合にも、熱交換槽内の結氷状態は均一化
され、その結果、該熱交換槽内の氷の溶解熱を利
用して冷水を冷却する場合にも、極めて効率の良
い熱交換を行うことができるという優れた効果も
奏される。

更に、上記１体ユニツト化した各１対の冷媒配
管を熱交換槽内に於いて、平面的に蛇行させ配設
し、或いは、コイル状に配設したことにより、上
記冷媒配管は熱交換槽内に極めて密に配設するこ
とができ、設置スペースの小さい割に熱交換容量
の大きい熱交換用結氷装置を提供することができ
るという優れた効果が奏される。

その上、上述の如く、冷水と冷媒との熱交換が
効率良く行われることにより、結果的に、空気調
和装置に於いて、空気は上記冷水により効果的に
冷却され、したがつて、経済的であるという優れ
た効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実施例を示すもので
あり、第１図は熱交換用結氷装置の使用態様概略
流れ図、第２図は熱交換用結氷装置の要部正面
図、第３図は第２図−矢視図、第４図は第２
図−矢視図である。 ３……空気調和装置、５……冷水循環回路、２
……熱交換槽、１５，１５′……冷媒配管、１…
…熱交換用結氷装置、１５……第１冷媒配管、１
５′……第２冷媒配管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気調和装置との間に冷水循環回路が形成さ
   れる熱交換槽内に結氷用の冷媒配管が配設され該
   冷媒配管の各１対が長手方向側面で１体ユニツト
   化された熱交換用結氷装置において、上記各１対
   の冷媒配管の第１冷媒配管の上流側が第２冷媒配
   管の下流側に配設されていることを特徴とする熱
   交換用結氷装置。 ２ 空気調和装置との間に冷水循環回路が形成さ
   れる熱交換槽内に結氷用の冷媒配管が配設され該
   冷媒配管の各１対が長手方向側面で１体ユニツト
   化された熱交換用結氷装置において、上記各１対
   の冷媒配管が上記熱交換槽内を平面的に蛇行して
   配設されると共に、該１対の冷媒配管の第１冷媒
   配管の上流側が第２冷媒配管の下流側に配設され
   ていることを特徴とする熱交換用結氷装置。 ３ 空気調和装置との間に冷水循環回路が形成さ
   れる熱交換槽内に結氷用の冷媒配管が配設され該
   冷媒配管の各１対が長手方向側面で１体ユニツト
   化された熱交換用結氷装置において、上記各１対
   の冷媒配管が上記熱交換槽内をコイル状に配設さ
   れると共に、該１対の冷媒配管の第１冷媒配管の
   上流側が第２冷媒配管の下流側に配設されている
   ことを特徴とする熱交換用結氷装置。