JPH0796942B2 - Cold storage system - Google Patents

Cold storage system

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JPH0796942B2
JPH0796942B2 JP1024481A JP2448189A JPH0796942B2 JP H0796942 B2 JPH0796942 B2 JP H0796942B2 JP 1024481 A JP1024481 A JP 1024481A JP 2448189 A JP2448189 A JP 2448189A JP H0796942 B2 JPH0796942 B2 JP H0796942B2
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cold storage
gas
gas clathrate
clathrate
storage tank
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Sanki Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄冷熱システム、詳しくはホスト剤とゲスト
剤の反応により生成されるガスクラスレートを蓄冷熱剤
として用いる蓄冷熱システムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cold storage heat system, and more particularly, to a cold storage heat system that uses a gas clathrate generated by a reaction between a host agent and a guest agent as the cold storage heat agent.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、ヒートポンプ式の冷房装置が普及し、オフィスば
かりでなく、家庭や電車にまで浸透している。真夏に
は、電力需要に極端なピークが起こることもある。そこ
で、このような観点からも冷源を蓄えておき使用したい
時に使用する蓄冷熱システムが要求されている。
Recently, heat pump type air conditioners have become widespread, and have spread not only to offices but also to homes and trains. Extreme peaks in power demand can occur in midsummer. From this point of view, therefore, there is a demand for a cold storage heat system that is used when a cold source is stored and used.

蓄冷装置として潜熱を利用した氷蓄冷熱システムもある
が、氷よりも高い温度で相変化し蓄冷容量の大きいガス
クラスレートを利用する蓄冷熱システムが注目を浴びて
いる。このガスクラスレートは、水等のホスト剤の原子
または分子が結合して出来た三次元構造の骨組の内部に
形成された空隙内に、メタン,エタン,プロパン等の炭
化水素やR11,R12,R21等のフロン系冷媒のガス状ゲスト
剤を取り込んで構成される特定の結晶構造である。
There is an ice cold storage system that uses latent heat as a cold storage device, but a cold storage system that uses a gas clathrate that has a large cold storage capacity and undergoes a phase change at a temperature higher than ice is drawing attention. This gas clathrate is a hydrocarbon such as methane, ethane or propane, or R11, R12, or R11, R12, in the voids formed inside the framework of the three-dimensional structure formed by binding the atoms or molecules of the host agent such as water. It has a specific crystal structure formed by incorporating a gaseous guest agent such as a R21 refrigerant.

ガスクラスレートを利用した蓄冷熱システムとして、例
えば、特開昭61-125550号公報に示すものが知られてい
る(第2図図示)。
As a cold storage heat system using a gas clathrate, for example, one shown in JP-A-61-125550 is known (shown in FIG. 2).

図において、21は圧縮機、22は凝縮器、23は膨張弁、24
は蓄冷槽、25は整流器で、これらを記述した順番に配管
で連結することによって蓄冷サイクル系26が構成されて
いる。
In the figure, 21 is a compressor, 22 is a condenser, 23 is an expansion valve, 24
Is a cold storage tank, 25 is a rectifier, and a cold storage cycle system 26 is configured by connecting these with piping in the order described.

27は循環ポンプ、28は利用側熱交換器、29は絞り弁等の
絞り装置、30は蓄冷槽24内のガス域に配設された噴霧ノ
ズル、31は蓄冷槽24内の液体中に浸漬されたフィルタ
で、これらを記述した順番に配管で連結することによっ
て放冷サイクル系32が構成されている。
27 is a circulation pump, 28 is a heat exchanger on the use side, 29 is a throttle device such as a throttle valve, 30 is a spray nozzle arranged in a gas region in the cold storage tank 24, and 31 is immersed in the liquid in the cold storage tank 24. The cooling cycle system 32 is configured by connecting these with the pipes in the order described in the described filters.

蓄冷槽24は、耐減圧力構造で、その内部には、ホスト剤
としての水と、ゲスト剤としてのフロンとが収容されて
いる。
The cold storage tank 24 has a decompression-resistant structure, and inside thereof, water as a host agent and CFCs as a guest agent are contained.

蓄冷熱運転時には、循環ポンプ27を停止することによっ
て放冷サイクル系32の運転を停止し、圧縮機21を起動す
ることによって蓄冷サイクル系26を運転する。この運転
状態において、蓄冷槽24のガス域から整流器25を介して
フロンガスが取り出され、圧縮機21で圧縮される。圧縮
されたフロンガスは凝縮器22内に入り、ここで凝縮して
フロン液となって膨張弁23に入り、ここで断熱膨張して
蓄冷槽24に入る。そして、蓄冷槽24内で、フロン(ゲス
ト剤)を蒸発させることによりこの蒸発したフロンと水
(ホスト剤)とが反応してガスクラスレートが生成され
る。
During the cold storage heat operation, the circulation pump 27 is stopped to stop the operation of the cold discharge cycle system 32, and the compressor 21 is started to operate the cold storage cycle system 26. In this operating state, the chlorofluorocarbon gas is taken out from the gas region of the cold storage tank 24 via the rectifier 25 and compressed by the compressor 21. The compressed Freon gas enters the condenser 22, where it is condensed and becomes Freon liquid and enters the expansion valve 23, where it adiabatically expands and enters the cold storage tank 24. Then, in the cold storage tank 24, by evaporating the fluorocarbon (guest agent), the vaporized fluorocarbon reacts with water (host agent) to generate a gas clathrate.

放冷熱運転時には、圧縮機21を停止して蓄冷サイクル系
26の運転を停止し、循環ポンプ27を起動して放冷サイク
ル32を運転する。循環ポンプ27により蓄冷槽24内の冷却
されたフロン液をフィルタ31を介して取り出して利用側
熱交換器28に送り、ここで放冷させる。放冷した後のフ
ロン液を絞り装置29を経て噴霧ノズル30から蓄冷槽24内
に噴出させる。蓄冷槽24内では、ガスクラスレートは循
環するフロン液の熱を吸収して分解し、このフロン液を
冷却する。
During cold heat operation, the compressor 21 is stopped and the cool storage cycle system
The operation of 26 is stopped, the circulation pump 27 is started, and the cooling cycle 32 is operated. The chlorofluorocarbon liquid cooled in the regenerator 24 is taken out through the filter 31 by the circulation pump 27, sent to the heat exchanger 28 on the use side, and allowed to cool there. The CFC liquid after being cooled is ejected from the spray nozzle 30 into the cold storage tank 24 through the expansion device 29. In the cold storage tank 24, the gas clathrate absorbs the heat of the circulating CFC liquid and decomposes it to cool the CFC liquid.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来の蓄冷熱システムにあっては、蓄冷槽24内には、ホ
スト剤としての水と、ゲスト剤としてのフロンとが収容
されている。
In the conventional cold storage system, the cold storage tank 24 contains water as a host agent and CFCs as a guest agent.

ここで、ゲスト剤として種々のものがあるが、例えばフ
ロン系冷媒R11(トリクロロフルオロメタン)は、難水
溶性,蒸発圧力が低い(10℃で約0.62kg/cm2abs)とい
う性質を有するため、ホスト剤としての水と約8℃のガ
スクラスレート(氷状物質)を作り、蓄冷剤として適当
である。このR11をゲスト剤として採用した場合、蓄冷
槽24内で液体状態のR11を蒸発させることによりホスト
剤の水と反応させてガスクラスレートを生成させるため
には、蓄冷槽24内での液体状態のR11にかかる圧力を低
くし、このR11を蒸発させ易くする必要がある。
Here, there are various guest agents, but for example, the CFC-based refrigerant R11 (trichlorofluoromethane) has the property of being poorly water-soluble and having a low evaporation pressure (about 0.62 kg / cm 2 abs at 10 ° C). It is suitable as a cold storage agent by making water as a host agent and gas clathrate (ice-like substance) at about 8 ° C. When this R11 is adopted as the guest agent, in order to generate the gas clathrate by reacting with the water of the host agent by evaporating R11 in the liquid state in the cold storage tank 24, the liquid state in the cold storage tank 24 is generated. It is necessary to lower the pressure applied to R11 in order to facilitate evaporation of this R11.

ところが、蓄冷槽24内では、液体のR11の比重(10℃で
1.51g/cm3)が水の比重より大きいため、R11が最下層に
溜まり、その上の層にガスクラスレートが溜まり、さら
に、このガスクラスレートの上の最上層に水が溜まった
状態となっている。
However, in the cold storage tank 24, the specific gravity of liquid R11 (at 10 ° C
Since 1.51 g / cm 3 ) is larger than the specific gravity of water, R11 accumulates in the bottom layer, gas clathrate accumulates in the layer above it, and water accumulates in the top layer above this gas clathrate. Has become.

従って、蓄冷槽24内の最下層のR11には、最上層に溜ま
っている水の水圧が掛り、この状態でのR11にかかる圧
力が高くなるので、R11が蒸発し難くなり、ガスクラス
レートの生成効率が落ち、ひいては蓄冷効率が悪くなる
という問題がある。
Therefore, the lowest layer R11 in the cold storage tank 24, the water pressure of the water accumulated in the uppermost layer is applied, the pressure applied to R11 in this state becomes high, R11 becomes difficult to evaporate, the gas clathrate of There is a problem that the production efficiency is lowered and the cold storage efficiency is deteriorated.

なお、蓄冷槽24の深さを低くして、ホスト剤として収容
されている水の水深を浅くすれば、R11にかかる水の圧
力も低くなり、R11が蒸発し易くなり、ガスクラスレー
トの生成効率を良くすることができるが、蓄冷槽24内に
収容されるホスト剤としての水の量が少ないので、ガス
クラスレートの生成量が少なく、小容量の蓄冷しか出来
ない。大容量の蓄冷を得ようとすれば、蓄冷槽24の床面
積を広くしなければならず、いたずらにスペースを取り
好ましくない。
In addition, if the depth of the cold storage tank 24 is made low and the depth of the water contained as the host agent is made shallow, the pressure of the water applied to R11 also becomes low, R11 easily evaporates, and gas clathrate is generated. Although the efficiency can be improved, since the amount of water as a host agent contained in the cold storage tank 24 is small, the amount of gas clathrate produced is small and only a small amount of cold storage can be performed. If a large amount of cold storage is to be obtained, the floor area of the cold storage tank 24 must be widened, which is unpreferable because it requires a lot of space.

また、従来の蓄冷熱システムでは、蓄冷槽24の構造は、
耐減圧力構造となっているが、これにより、ガスクラス
レートの生成時に、蓄冷槽24内への外気の浸入を防止
し、蓄冷槽24内のR11の圧力を低い状態に保持すること
ができるが、蓄冷槽24を大容量にすると、大規模の耐減
圧力構造を施すことが余儀なくされ、高価になる。
Further, in the conventional cold storage heat system, the structure of the cold storage tank 24 is
Although it has a decompression resistant structure, this can prevent the outside air from entering the cold storage tank 24 and maintain the pressure of R11 in the cold storage tank 24 at a low state when the gas clathrate is generated. However, if the cold storage tank 24 has a large capacity, a large-scale decompression resistant structure is inevitably provided, which is expensive.

そして、上述のように、フロン系冷媒として低蒸発圧力
のR11を利用した場合について説明したが、フロン系冷
媒として大気圧よりも蒸発圧力の高いものを利用する場
合には、蓄冷槽24からフロン系冷媒が漏洩しないように
蓄冷槽24の構造を、耐圧力構造とする必要があるが、蓄
冷槽24を大容量にすると、大規模の耐圧力構造を施すこ
とが余儀なくされ、高価になる。
Then, as described above, the case where R11 having a low evaporation pressure is used as the CFC-based refrigerant has been described, but when a refrigerant having a higher evaporation pressure than the atmospheric pressure is used as the CFC-based refrigerant, the CFC from the cold storage tank 24 is used. It is necessary to make the structure of the cold storage tank 24 a pressure resistant structure so that the system refrigerant does not leak, but if the cold storage tank 24 has a large capacity, a large-scale pressure resistant structure is inevitably applied, which is expensive.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、蓄冷槽の床面積が小さくても、ガスク
ラスレートの生成効率を良くするとともに、大容量の蓄
冷が可能で、しかも、大容量の蓄冷槽に対して、大規模
の耐圧力構造または耐減圧力構造を施さなくて済む蓄冷
熱システムを提供することである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to improve the gas clathrate generation efficiency and to store a large amount of cold energy even if the floor area of the cold energy storage tank is small. Moreover, it is an object of the present invention to provide a cold storage heat system in which a large-scale cold storage tank does not have to be provided with a large-scale pressure resistance structure or pressure reduction resistance structure.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本発明は、蓄冷槽,圧縮
機,凝縮器,膨張弁を有する蓄冷サイクル系と、この蓄
冷サイクル系にその蓄冷槽を介して接続する放冷サイク
ル系とから構成され、蓄冷槽内に、ホスト剤及びこのホ
スト剤に溶け難いゲスト剤を収容し、蓄冷槽内のゲスト
剤を蓄冷サイクル系に循環させ、蓄冷槽内でゲスト剤を
蒸発させることによりこの蒸発したゲスト剤とホスト剤
とが反応してガスクラスレートを生成し、このガスクラ
スレートを放冷サイクル系の蓄冷熱剤として用いる蓄冷
熱システムにおいて、前記蓄冷槽は、ガスクラスレート
を生成するガスクラスレート生成部と、ガスクラスレー
トを溜めるとともに内部のガス域を大気圧近辺に制御す
る圧力調整管が設けられた貯蔵部とを備え、ガスクラス
レート生成部を蓄冷サイクル系の途中に配するととも
に、貯蔵部を放冷サイクル系の途中に配し、ガスクラス
レート生成部と貯蔵部とをガスクラスレート移送管を介
して連結し、ガスクラスレート移送管の途中に、シール
バルブまたは容積型ポンプを介装したものである。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a cold storage cycle system having a cold storage tank, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and a cold discharge cycle system connected to the cold storage cycle system via the cold storage tank. The host agent and the guest agent that is difficult to dissolve in the host agent are stored in the cool storage tank, the guest agent in the cool storage tank is circulated in the cool storage cycle system, and the guest agent is evaporated in the cool storage tank. In a cold storage heat system in which a guest agent and a host agent react to generate a gas clathrate, and the gas clathrate is used as a cold heat storage agent in a cooling cycle system, the cold storage tank is a gas class that produces a gas clathrate. The gas clathrate generator is equipped with a rate generator and a storage unit that stores a gas clathrate and also has a pressure adjustment tube that controls the internal gas region to near atmospheric pressure. In addition to arranging in the middle of the icle system, the storage part is arranged in the middle of the cooling cycle system, and the gas clathrate generation part and the storage part are connected via the gas clathrate transfer pipe, and in the middle of the gas clathrate transfer pipe. In addition, a seal valve or a positive displacement pump is interposed.

〔作用〕[Action]

本発明において、蓄冷熱運転時、蓄冷サイクル系の液体
状態のゲスト剤が蓄冷槽のガスクラスレート生成部に入
る。ガスクラスレート生成部内でゲスト剤が蒸発し、こ
の蒸発熱により蓄冷槽内のホスト剤及びゲスト剤が冷却
され、蒸発したゲスト剤とホスト剤とが反応してガスク
ラスレートが生成される。このガスクラスレート生成
時、シールバルブを閉じるか或いは容積型ポンプを停止
させることにより、ガスクラスレート生成部のガス域と
貯蔵部のガス域を遮断する。この時、ガスクラスレート
生成部のガス域は所定の圧力となっている。一方、貯蔵
部のガス域は、圧力調整管によって窒素等の適当な気体
を供給され、或いは、ガスを抜かれて大気圧に近い圧力
に保持されている。
In the present invention, during the cold storage heat operation, the guest agent in the liquid state of the cold storage cycle system enters the gas clathrate generator of the cold storage tank. The guest agent evaporates in the gas clathrate generator, the host agent and the guest agent in the regenerator are cooled by the heat of evaporation, and the evaporated guest agent reacts with the host agent to generate gas clathrate. When the gas clathrate is generated, the gas region of the gas clathrate generation unit and the gas region of the storage unit are shut off by closing the seal valve or stopping the positive displacement pump. At this time, the gas region of the gas clathrate generator is at a predetermined pressure. On the other hand, the gas region of the storage unit is maintained at a pressure close to the atmospheric pressure by supplying an appropriate gas such as nitrogen through the pressure adjusting pipe or by removing the gas.

そして、ガスクラスレート生成部にガスクラスレートが
溜まると、シールバルブを開くか或いは容積型ポンプを
作動させることにより、ガスクラスレート生成部から、
ガスクラスレートが、ガスクラスレート移送管を介して
貯蔵部に送られる。
Then, when the gas clathrate is accumulated in the gas clathrate generator, the seal valve is opened or the positive displacement pump is operated, whereby the gas clathrate generator generates,
The gas clathrate is sent to the storage via the gas clathrate transfer pipe.

一方、放冷熱運転時、シールバルブを開くか或いは容積
型ポンプを作動させ、これにより、放冷サイクル系にゲ
スト剤が循環する準備が整う。
On the other hand, during the cooling heat operation, the seal valve is opened or the positive displacement pump is operated, whereby the guest agent is ready to circulate in the cooling cycle system.

そして、蓄冷槽の貯蔵部で、蓄冷剤としてのガスクラス
レートと、放冷サイクル系を循環するゲスト剤とが熱交
換され、ガスクラスレートが分解し、ゲスト剤が冷却さ
れる。この冷却されたゲスト剤が放冷サイクル系を循環
し、負荷が冷却される。
Then, in the storage part of the cold storage tank, heat exchange is performed between the gas clathrate as the cold storage agent and the guest agent circulating in the cooling cycle system, the gas clathrate is decomposed, and the guest agent is cooled. This cooled guest agent circulates in the cooling cycle system, and the load is cooled.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例に係る蓄冷熱システムを示す。FIG. 1 shows a cold heat storage system according to an embodiment of the present invention.

図において、1は蓄冷サイクル系で、その途中には、圧
縮機2,凝縮器3,膨張弁4,蓄冷槽5を構成するガスクラス
レート生成部6が順番に配されている。蓄冷槽5のガス
クラスレート生成部6は、床面積が小さく、その内部に
は、ホスト剤としての水と、ゲスト剤としてのフロン系
冷媒R11(トリクロロフルオロメタン)とが収容されて
いる。また、クラスレート生成部6内には、攪拌器7が
設けられている。
In the figure, reference numeral 1 is a cold storage cycle system, and a compressor 2, a condenser 3, an expansion valve 4, and a gas clathrate generator 6 constituting a cold storage tank 5 are sequentially arranged in the middle thereof. The gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 has a small floor area, and contains water as a host agent and a CFC-based refrigerant R11 (trichlorofluoromethane) as a guest agent therein. A stirrer 7 is provided in the clathrate generator 6.

8は放冷サイクル系で、その途中には、循環ポンプ9,開
閉バルブ10,負荷と熱交換される熱交換器11,開閉バルブ
12,蓄冷槽5のガスクラスレート生成部6,蓄冷槽5を構
成する貯蔵部13が順番に配されている。貯蔵部13内には
フィルタ13Aが配設されており、このフィルタ13Aから循
環ポンプ9にR11が流れるようになっている。なお、貯
蔵部13には、パージガス供給管13Bが設けられている。
ガスクラスレート生成部6と貯蔵部13がガスクラスレー
ト移送管14で連結され、ガスクラスレート移送管14の一
端側はクラスレート生成部6内に所定の高さで開口して
いる。ガスクラスレート移送管14の途中には、ロータリ
バルブの如きシールバルブ14Bが介装されている。
8 is a cooling cycle system, in the middle of which a circulation pump 9, an on-off valve 10, a heat exchanger 11 for exchanging heat with a load, an on-off valve
12, a gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 and a storage 13 of the cold storage tank 5 are arranged in order. A filter 13A is arranged in the storage unit 13, and R11 flows from the filter 13A to the circulation pump 9. The storage unit 13 is provided with a purge gas supply pipe 13B.
The gas clathrate generation unit 6 and the storage unit 13 are connected by a gas clathrate transfer pipe 14, and one end side of the gas clathrate transfer pipe 14 opens in the clathrate generation unit 6 at a predetermined height. A seal valve 14B such as a rotary valve is provided in the middle of the gas clathrate transfer pipe 14.

そして、放冷サイクル系8の開閉バルブ10の上流側と開
閉バルブ12の下流側とに、バイパス通路15が接続し、こ
のバイパス通路15の途中には切換えバルブ15Aが介装さ
れている。
A bypass passage 15 is connected to the upstream side of the on-off valve 10 and the downstream side of the on-off valve 12 of the cooling cycle system 8, and a switching valve 15A is interposed in the middle of the bypass passage 15.

また、貯蔵部13の上部側と、放冷サイクル系8の循環ポ
ンプ9と開閉バルブ10の途中とに、配管16が接続されて
いる。
A pipe 16 is connected to the upper side of the storage unit 13 and to the circulation pump 9 and the opening / closing valve 10 of the cooling cycle system 8.

なお、図中、17はガスクラスレート生成部6内の液面を
検出する液面スイッチである。
In the figure, 17 is a liquid level switch for detecting the liquid level in the gas clathrate generator 6.

次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

蓄冷熱運転時には、開閉バルブ10,12を閉状態にすると
ともに切換えバルブ15Aを開状態にして循環ポンプ9を
起動させ、実線矢印で示すように熱交換器11を作用させ
ないように放冷サイクル系8を部分的に用いるととも
に、圧縮機2を起動することによって蓄冷サイクル系1
を運転する。この運転状態において、蓄冷槽5のガスク
ラスレート生成部6のガス域から気体のR11が取り出さ
れ、圧縮機2で圧縮される。圧縮されたR11は凝縮器3
内に入り、ここで凝縮してフロン液となって膨張弁4に
入り、ここで断熱膨張してガスクラスレート生成部6に
入る。
During the cold storage heat operation, the open / close valves 10 and 12 are closed and the switching valve 15A is opened to start the circulation pump 9, and the cooling cycle system is arranged so that the heat exchanger 11 does not act as indicated by the solid arrow. 8 is partially used and the compressor 2 is started to cool the cold storage cycle system 1
To drive. In this operating state, gas R11 is taken out from the gas region of the gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 and compressed by the compressor 2. Compressed R11 is condenser 3
It enters into the inside, condenses here, becomes a Freon liquid, enters the expansion valve 4, and here adiabatically expands and enters the gas clathrate generator 6.

ガスクラスレート生成時、ガスクラスレートの生成量が
少ない時には、ガスクラスレート生成部6の液面6Aが下
がった位置にあり、この液面6Aの位置を液面スイッチ17
で検出してシールバルブ14Bが閉じており、ガスクラス
レート生成部6のガス域と貯蔵部13のガス域を遮断す
る。この時、ガスクラスレート生成部6のガス域は低い
圧力となっている。一方、貯蔵部13のガス域は、パージ
ガス供給管13Bから窒素ガスを供給することにより大気
圧に近い圧力に保持されている。
At the time of gas clathrate generation, when the amount of gas clathrate generated is small, the liquid level 6A of the gas clathrate generator 6 is at a lowered position, and the position of this liquid level 6A is set to the liquid level switch 17
Then, the seal valve 14B is closed and the gas region of the gas clathrate generator 6 and the gas region of the storage unit 13 are shut off. At this time, the gas region of the gas clathrate generator 6 has a low pressure. On the other hand, the gas region of the storage unit 13 is maintained at a pressure close to the atmospheric pressure by supplying the nitrogen gas from the purge gas supply pipe 13B.

そして、ガスクラスレート生成部6内で、R11を蒸発さ
せ、この蒸発熱によりクラスレート生成部6内の水及び
R11が冷却されるとともに、蒸発したR11とホスト剤とし
ての水が反応してガスクラスレートが生成される。攪拌
器7でガスクラスレート生成部6の内部を攪拌すること
により、水とR11との接触面積が大きくなり、ガスクラ
スレートの生成効率が高くなっている。
Then, R11 is evaporated in the gas clathrate generator 6, and the heat of evaporation causes water and water in the clathrate generator 6 to be generated.
While R11 is cooled, the evaporated R11 reacts with water as a host agent to generate a gas clathrate. By stirring the inside of the gas clathrate generator 6 with the stirrer 7, the contact area between water and R11 is increased, and the gas clathrate generation efficiency is increased.

そして、蓄冷槽5のガスクラスレート生成部6で生成さ
れたガスクラスレートは、液体状態のR11,水とともにガ
スクラスレート移送管14の頂部14Aからオーバーフロー
してガスクラスレート移送管14の中に零れ落ち、貯蔵部
13に運ばれる。
Then, the gas clathrate generated in the gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 overflows from the top 14A of the gas clathrate transfer pipe 14 together with the liquid R11 and water into the gas clathrate transfer pipe 14. Spilled, storage
Transported to 13.

貯蔵槽13内では、その最下層Aに最も比重の大きい液体
状態のR11が溜まり、このR11の上の層Bにシャーベット
状のガスクラスレートが溜まり、さらにこのガスクラス
レートの上の層Cに水が溜まっている。貯蔵部13から
は、最下層Aに位置する液体状態のR11がフィルタ13Aを
介して、又、最上層Cに位置する水がフィルタ13Cを介
して循環ポンプ9に運ばれ、この液体状態のR11及び水
がガスクラスレート生成部6に運ばれ、ガスクラスレー
トが生成される。このように、貯蔵部13では、液体のR1
1及び水がガスクラスレートから分離されるので、液体
状態のR11及び水の量が少なくなり、ガスクラスレート
の貯蔵量が大きくなっている。
In the storage tank 13, R11 in the liquid state having the highest specific gravity is accumulated in the lowermost layer A, a sherbet-like gas clathrate is accumulated in the layer B above this R11, and further in the layer C above this gas clathrate. Water is accumulated. From the storage unit 13, the liquid state R11 located in the lowermost layer A is carried to the circulation pump 9 through the filter 13A, and the water located in the uppermost layer C is carried to the circulation pump 9 through the filter 13C, and the liquid state R11 is carried out. And water are carried to the gas clathrate generator 6, and the gas clathrate is generated. Thus, in the storage unit 13, the liquid R1
Since 1 and water are separated from the gas clathrate, the amount of R11 and water in the liquid state is small, and the storage amount of gas clathrate is large.

ガスクラスレート生成部6でガスクラスレートが生成さ
れ、ガスクラスレート生成部6の液面6Aが上がり、ガス
クラスレートの生成量が所定の量より多くなると、この
液面6Aの位置を液面スイッチ17で検出してシールバルブ
14Bが開く。これにより、ガスクラスレート生成部6か
ら、ガスクラスレートが、ガスクラスレート移送管14を
介して貯蔵部13に送られる。
When the gas clathrate is generated in the gas clathrate generator 6, the liquid level 6A of the gas clathrate generator 6 rises, and when the amount of gas clathrate generated exceeds a predetermined amount, the position of this liquid level 6A is changed to the liquid level. Seal valve detected by switch 17
14B opens. As a result, the gas clathrate generation unit 6 sends the gas clathrate to the storage unit 13 via the gas clathrate transfer pipe 14.

一方、放冷熱運転時には、シールバルブ14Bを開き、こ
れにより、放冷サイクル系8にR11が循環する準備が整
う。圧縮機2を停止して蓄冷サイクル系1の運転を停止
し、開閉バルブ10,12を開状態にするとともに切換えバ
ルブ15Aを閉状態にして循環ポンプ9を起動して点線矢
印で示すように放冷サイクル8を運転する。循環ポンプ
9により貯蔵部13内の冷却された液体状態のR11をフィ
ルタ13Aを介して取り出して熱交換器11に送り、ここで
放冷させ、負荷と熱交換される。放冷した後の液体状態
のR11はガスクラスレート生成部6に戻り、さらに貯蔵
部13に流れる。
On the other hand, during the cooling heat operation, the seal valve 14B is opened, whereby R11 is ready to circulate in the cooling cycle system 8. The compressor 2 is stopped to stop the operation of the cold storage cycle system 1, the open / close valves 10 and 12 are opened, the switching valve 15A is closed, and the circulation pump 9 is started to release as shown by a dotted arrow. Run the cold cycle 8. The circulation pump 9 takes out the cooled liquid state R11 in the storage unit 13 through the filter 13A and sends it to the heat exchanger 11, where it is allowed to cool and is heat-exchanged with the load. After being left to cool, R11 in a liquid state returns to the gas clathrate generator 6 and further flows to the storage 13.

貯蔵部13では、蓄冷剤としてのガスクラスレートと、放
冷サイクル系を循環する液体状態のR11とが熱交換さ
れ、ガスクラスレートが分解し、液体状態のR11が冷却
される。
In the storage unit 13, heat exchange is performed between the gas clathrate as a regenerator and the liquid state R11 circulating in the cooling cycle system, the gas clathrate is decomposed, and the liquid state R11 is cooled.

以上の如き構成によれば、ガスクラスレート生成部6
に、その最下層に比重の大きいゲスト剤としてのR11
が、このR11の上層に浅い水深でホスト剤としての水が
溜まるので、R11に作用する水の圧力が小さく、従っ
て、R11が蒸発し易くなり、ガスクラスレートの生成効
率を良くし、蓄冷効率を向上させることができる。
According to the above configuration, the gas clathrate generator 6
In addition, R11 as a guest agent with a large specific gravity in its bottom layer
However, since water as a host agent accumulates in the upper layer of this R11 at a shallow water depth, the pressure of the water acting on R11 is small, so that R11 easily evaporates, improving the gas clathrate generation efficiency, and the cold storage efficiency. Can be improved.

また、ガスクラスレート生成部6で生成されたガスクラ
スレートは、貯蔵部13に運ばれるので、ガスクラスレー
ト生成部6では、常にガスクラスレートを生成するスペ
ースがあり、ガスクラスレート生成部6の床面積が小さ
くても、ガスクラスレートの生成の制限を受けず、貯蔵
部13に大量のガスクラスレートを貯蔵することができ、
従って、蓄冷容量を大きくすることができる。
In addition, since the gas clathrate generation unit 6 carries the gas clathrate to the storage unit 13, the gas clathrate generation unit 6 always has a space for generating the gas clathrate. Even if the floor area of is small, the generation of gas clathrate is not limited, and a large amount of gas clathrate can be stored in the storage unit 13,
Therefore, the cold storage capacity can be increased.

要するに、ガスクラスレート生成部6の床面積が小さく
ても、ガスクラスレートの生成効率を良くするととも
に、大容量の蓄冷を可能にすることができる。
In short, even if the floor area of the gas clathrate generator 6 is small, it is possible to improve the gas clathrate generation efficiency and enable large-capacity cold storage.

さらに、ガスクラスレート生成時、シールバルブ14Bを
閉じ、シールバルブ14Bにより、ガスクラスレート生成
部6のガス域と貯蔵部13のガス域を遮断することによ
り、ガスクラスレート生成部6内のガス域を、低い圧力
に保持することができ、一方、パージガス供給管13Bか
ら窒素ガスを貯蔵部13の内部のガス域に供給することに
より、貯蔵部13内のガス域の圧力を大気圧近くの圧力に
保持することができ、従って、貯蔵部13の構造を、耐減
圧力構造とする必要がなくなる効果を奏する。
Further, at the time of gas clathrate generation, the seal valve 14B is closed, and the seal valve 14B shuts off the gas region of the gas clathrate generation unit 6 and the gas region of the storage unit 13. The region can be maintained at a low pressure, while the nitrogen gas is supplied from the purge gas supply pipe 13B to the gas region inside the storage unit 13, so that the pressure in the gas region inside the storage unit 13 is close to the atmospheric pressure. Since the pressure can be maintained, the structure of the storage unit 13 does not need to be a pressure reduction resistant structure.

なお、本実施例においては、フロン系冷媒として、R11
を挙げて説明したが、R11に限定されることはない。例
えば、フロン系冷媒R11とR114(1,2ジクロロ−1,1,2,2
テトラフルオロエタン)を混ぜたものやフロン系冷媒R2
1(ジクロロモノフルオロメタン)を使用することもで
きる。ここで、R114の蒸発圧力は10℃で1.3kg/cm2 ab
s、R21の蒸発圧力は10℃で1.08kg/cm2 absである。ま
た、フロン系冷媒として、R11とR12(ジクロロジフルオ
ロメタン)を混ぜたものでも良い。
In this embodiment, R11-based refrigerant is R11.
However, the present invention is not limited to R11. For example, fluorocarbon refrigerants R11 and R114 (1,2 dichloro-1,1,2,2
A mixture of tetrafluoroethane) and a fluorocarbon refrigerant R2
It is also possible to use 1 (dichloromonofluoromethane). Here, the evaporation pressure of R114 is 1.3 kg / cm 2 ab at 10 ° C.
The evaporation pressure of s and R21 is 1.08 kg / cm 2 abs at 10 ° C. Further, a mixture of R11 and R12 (dichlorodifluoromethane) may be used as the chlorofluorocarbon refrigerant.

また、本実施例においては、貯蔵部13には、パージガス
供給部13Bが接続しているが、フロン系冷媒として高圧
のものを利用する場合には、このパージガス供給部13B
に代えて、ガス抜き管を接続し、このガス抜き管により
貯蔵部13内のガス域空間を減圧し、大気圧近辺の値にす
ることもできる。
Further, in the present embodiment, the purge gas supply unit 13B is connected to the storage unit 13. However, when a high pressure refrigerant is used as the fluorocarbon refrigerant, the purge gas supply unit 13B is used.
Instead of this, a gas vent pipe may be connected and the gas vent space in the storage unit 13 may be decompressed by this gas vent pipe to a value near atmospheric pressure.

さらに、本実施例においては、ガスクラスレート移送管
14の途中には、シールバルブ14Bが介装されているが、
シールバルブ14Bに代えて容積型のポンプを用いること
もできる。
Further, in this embodiment, the gas clathrate transfer pipe is used.
A seal valve 14B is provided in the middle of 14,
A positive displacement pump can be used instead of the seal valve 14B.

そして、本実施例においては、パージガスとして窒素ガ
スが使用されているが、これに限定されることはない。
Further, in this embodiment, nitrogen gas is used as the purge gas, but the purge gas is not limited to this.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明に係る蓄冷熱システムによれ
ば、ガスクラスレート生成部に、その最下層に比重の大
きいゲスト剤が、このゲスト剤の上層に浅い水深でホス
ト剤が溜まるので、ゲスト剤に作用するホスト剤の液圧
が小さく、従って、ゲスト剤が蒸発し易くなり、ガスク
ラスレートの生成効率を良くし、蓄冷効率を向上させる
ことができる。
As described above, according to the cold storage heat system of the present invention, in the gas clathrate generating part, the guest agent having a large specific gravity in the lowermost layer, the host agent is accumulated in the upper layer of this guest agent at a shallow water depth, Since the liquid pressure of the host agent acting on the guest agent is small, the guest agent is easily evaporated, the efficiency of gas clathrate generation can be improved, and the cold storage efficiency can be improved.

また、ガスクラスレート生成部で生成されたガスクラス
レートは、貯蔵部に運ばれるので、ガスクラスレート生
成部では、常にガスクラスレートを生成するスペースが
あり、ガスクラスレート生成部の床面積が小さくても、
ガスクラスレートの生成の制限を受けず、貯蔵部に大量
のガスクラスレートを貯蔵することができ、従って、蓄
冷容量を大きくすることができる。
Moreover, since the gas clathrate generated by the gas clathrate generator is carried to the storage unit, the gas clathrate generator always has a space for generating the gas clathrate, and the floor area of the gas clathrate generator is small. Small,
A large amount of gas clathrate can be stored in the storage unit without being restricted by the generation of gas clathrate, and thus the cold storage capacity can be increased.

要するに、ガスクラスレート生成部の床面積が小さくて
も、ガスクラスレートの生成効率を良くとともに、大容
量の蓄冷を可能にすることができる効果を奏する。
In short, even if the floor area of the gas clathrate generator is small, the gas clathrate can be efficiently generated and a large amount of cold can be stored.

さらに、ガスクラスレート生成時、シールバルブを閉じ
るか或いは容積型ポンプを停止させ、シールバルブまた
は容積型ポンプにより、ガスクラスレート生成部のガス
域と貯蔵部のガス域を遮断することにより、ガスクラス
レート生成部内のガス域を、所定の圧力に保持すること
ができ、一方、貯蔵部内のガス域に、圧力調整管を介し
てパージガスを供給するかガスを抜くことにより、貯蔵
部内のガス域の圧力を大気圧近くの圧力に保持すること
ができ、従って、貯蔵部の構造を、耐圧力或いは耐減圧
力構造とする必要がなくなる効果を奏する。
Further, when the gas clathrate is generated, the seal valve is closed or the positive displacement pump is stopped, and the gas region of the gas clathrate generation unit and the gas region of the storage unit are shut off by the seal valve or the positive displacement pump. The gas area in the clathrate generator can be maintained at a predetermined pressure, while the gas area in the storage section can be supplied by supplying a purge gas or degassing the gas area in the storage section. The pressure can be maintained at a pressure close to the atmospheric pressure, and therefore, there is an effect that it is not necessary to make the structure of the storage section a pressure resistant or pressure reducing resistant structure.

〔主要な部分の符号の説明〕[Explanation of symbols of main parts]

1……蓄冷サイクル系 2……圧縮機 3……凝縮器 4……膨張弁 5……蓄冷槽 6……ガスクラスレート生成部 8……放冷サイクル系 13……貯蔵部 13B……パージガス供給管 14……ガスクラスレート移送管 14B……シールバルブ。 1 ... Cool storage cycle system 2 ... Compressor 3 ... Condenser 4 ... Expansion valve 5 ... Cool storage tank 6 ... Gas clathrate generator 8 ... Cooling cycle system 13 ... Storage unit 13B ... Purge gas Supply pipe 14 …… Gas clathrate transfer pipe 14B …… Seal valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】蓄冷槽,圧縮機,凝縮器,膨張弁を有する
蓄冷サイクル系と、この蓄冷サイクル系にその蓄冷槽を
介して接続する放冷サイクル系とから構成され、蓄冷槽
内に、ホスト剤及びこのホスト剤に溶け難いゲスト剤を
収容し、蓄冷槽内のゲスト剤を蓄冷サイクル系に循環さ
せ、蓄冷槽内でゲスト剤を蒸発させることによりこの蒸
発したゲスト剤とホスト剤とが反応してガスクラスレー
トを生成し、このガスクラスレートを放冷サイクル系の
蓄冷熱剤として用いる蓄冷熱システムにおいて、前記蓄
冷槽は、ガスクラスレートを生成するガスクラスレート
生成部と、ガスクラスレートを溜めるとともに内部のガ
ス域を大気圧近辺に制御する圧力調整管が設けられた貯
蔵部とを備え、ガスクラスレート生成部を蓄冷サイクル
系の途中に配するとともに、貯蔵部を放冷サイクル系の
途中に配し、ガスクラスレート生成部と貯蔵部とをガス
クラスレート移送管を介して連結し、ガスクラスレート
移送管の途中に、シールバルブまたは容積型ポンプを介
装したことを特徴とする蓄冷熱システム。
1. A cold storage cycle system having a cold storage tank, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and a cold discharge cycle system connected to the cold storage cycle system via the cold storage tank. A host agent and a guest agent that is difficult to dissolve in the host agent are housed, the guest agent in the cold storage tank is circulated in the cold storage cycle system, and the guest agent is evaporated in the cold storage tank so that the evaporated guest agent and the host agent are separated from each other. In the cold storage heat system that reacts to generate a gas clathrate and uses this gas clathrate as a cold storage heat agent of a cooling cycle system, the cold storage tank includes a gas clathrate generator that generates a gas clathrate, and a gas clathrate. A gas clathrate generator is provided in the middle of the cold storage cycle system, with a storage unit provided with a pressure adjusting pipe that stores the rate and controls the internal gas region near atmospheric pressure. In both cases, the storage part is arranged in the middle of the cooling cycle system, the gas clathrate generation part and the storage part are connected via a gas clathrate transfer pipe, and a seal valve or positive displacement type is provided in the middle of the gas clathrate transfer pipe. A cold storage heat system characterized by having a pump interposed.
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