JPH10205834A - Cold heat apparatus and refrigerating equipment - Google Patents

Cold heat apparatus and refrigerating equipment

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Publication number
JPH10205834A
JPH10205834A JP9006302A JP630297A JPH10205834A JP H10205834 A JPH10205834 A JP H10205834A JP 9006302 A JP9006302 A JP 9006302A JP 630297 A JP630297 A JP 630297A JP H10205834 A JPH10205834 A JP H10205834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
cooling
water
cold
medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP9006302A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Yanatori
美智雄 梁取
Kenji Sumitomo
健次 住友
Toshisuke Onoda
利介 小野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9006302A priority Critical patent/JPH10205834A/en
Publication of JPH10205834A publication Critical patent/JPH10205834A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a cold heat apparatus which accomplishes a cycle motion smoothly by eliminating the accumulation of a refrigerant within a cycle to enable proper selection of ice making operation, chilled water making operation or hot water making operation. SOLUTION: An evaporator 3 and a water heat exchanger 1 of a refrigerating plant 100 are linked by a cold temperature transportation circuit comprising a pump 7, a heat exchanger 13-a, pipes 13, 14, 15 and 17, valves 10 and 12. A condenser 2 and a water heat exchange means 1 are linked by a hot heat transportation circuit comprising a pump 8, a heat exchanger 17-a, pipes 15, 16 and 17 and valves 9 and 11. The opening or closing of the valves and the operation of the pumps 7 and 8 is controlled to supply cold heat or hot heat to the water heat exchanger 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、間接水熱交換器と
冷凍装置から成る冷熱装置と冷凍設備に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration system and a refrigeration system comprising an indirect water heat exchanger and a refrigeration system.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷凍機により氷をつくり、その潜熱を冷
熱源として冷房を行うようにした冷熱装置が開発されて
いる。これは、例えば夏期などに、安価な夜間電力を利
用して製氷して貯蔵し、その冷熱を昼間の冷房のための
電力ピーク時に利用することにより、電力ピーク対策と
同時に冷房コストの低減をはかるのに用いられる。
2. Description of the Related Art A cooling apparatus has been developed in which ice is produced by a refrigerator and cooling is performed using the latent heat of the ice as a cooling source. This means that, for example, in the summertime, ice is stored using inexpensive nighttime power and stored, and the cold energy is used at the time of power peak for cooling in the daytime, thereby reducing the cooling cost at the same time as the power peak countermeasure. Used for

【0003】このような冷熱装置の公知例としては、例
えば特開平3−230035号に開示されたものがあ
る。この装置は、冷凍サイクルに接続された水流下式熱
交換器に散水して製氷を行なうとともに、冷凍サイクル
の逆サイクル運転により温水を作れるようにした装置で
ある。冷凍サイクルの冷媒としてはフロンを用いてお
り、水流下式熱交換器には直接フロンが流入してそれを
冷却または加熱する、いわゆる直膨形の構成となってい
る。
A known example of such a cooling / heating device is disclosed in, for example, JP-A-3-230035. This apparatus is an apparatus that sprinkles water on a water-flow type heat exchanger connected to a refrigeration cycle to make ice, and that can generate hot water by a reverse cycle operation of the refrigeration cycle. Freon is used as the refrigerant of the refrigeration cycle, and the refrigerant has a so-called direct expansion type in which Freon flows directly into the water-flow type heat exchanger to cool or heat it.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したような、従来
の直膨形の構成では、冷熱装置が大型化すると、サイク
ル内に冷媒溜りが生じてサイクルの運転が円滑に行なわ
れないという難点があり、また冷凍サイクルに大型のア
キュムレータが必要となり不都合であるという問題があ
った。また、製氷部が腐食等により補修を必要とする場
合、冷媒としてのフロンが漏れ出さないような処置を必
要とし、保守性の上でも難点があった。
In the conventional direct expansion type configuration as described above, when the size of the cooling / heating device is increased, a refrigerant pool is generated in the cycle, and the operation of the cycle is not performed smoothly. In addition, there is a problem that a large accumulator is required for the refrigeration cycle, which is inconvenient. Further, when the ice making section needs repair due to corrosion or the like, it is necessary to take measures to prevent leakage of Freon as a refrigerant, and there is also a problem in terms of maintainability.

【0005】本発明の目的は、製氷機の交互加熱を行う
ダイナミック型製氷装置が大形となっても、冷凍サイク
ル内において冷媒溜りが生ぜず、サイクルの運転がいつ
も円滑に行え、かつ製氷部が腐食等によって破損した場
合においても冷凍サイクル自体の冷媒はもれ出さないよ
うにして保守性を向上し、かつ現地での組立ても容易に
行えるようにした冷熱装置と、その装置に用いるのと同
じ熱媒体を利用した冷凍設備を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a refrigerating cycle in which even if a dynamic type ice making apparatus for alternately heating an ice making machine becomes large, a refrigerant pool does not occur in the refrigerating cycle, and the operation of the cycle can always be carried out smoothly. If the refrigeration cycle is damaged due to corrosion, etc., the refrigerant of the refrigeration cycle itself does not leak out, improving maintainability and making it easy to assemble on site. An object of the present invention is to provide a refrigeration facility using the same heat medium.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、圧縮機、蒸発器、凝縮器、減圧機構及
びそれらを冷媒が循環するように構成された循環路を備
えた冷凍手段と、熱媒体の有する冷熱または温熱と水と
の間の熱交換を行って冷水または氷または温水を生成す
るための水熱交換手段と、前記蒸発器の発生する冷熱を
前記熱媒体へ与えるための第1の熱交換手段、熱媒体の
流路開閉用の弁、及び熱媒体の流量を制御可能なポンプ
を備え、前記第1の熱交換手段で熱媒体に与えられた冷
熱を前記水熱交換手段へ輸送するための冷熱輸送回路
と、前記凝縮器の発生する温熱を前記熱媒体へ与えるた
めの第2の熱交換手段、熱媒体の流路開閉用の弁、及び
熱媒体の流量を制御可能なポンプを備え、前記第2の熱
交換手段で熱媒体に与えられた温熱を前記水熱交換手段
へ輸送するための温熱輸送回路と、前記冷熱輸送回路及
び温熱輸送回路の弁及びポンプを制御するための制御手
段と、を備えたことを特徴とする冷熱装置を開示する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a compressor, an evaporator, a condenser, a pressure reducing mechanism, and a circulation path through which a refrigerant circulates. Refrigeration means, water heat exchange means for performing heat exchange between cold or hot heat of the heat medium and water to generate cold water or ice or hot water, and cold heat generated by the evaporator to the heat medium A first heat exchange means for providing, a valve for opening and closing the flow path of the heat medium, and a pump capable of controlling a flow rate of the heat medium, wherein the cold heat given to the heat medium by the first heat exchange means is A cold heat transport circuit for transporting the heat medium to the water heat exchange means, a second heat exchange means for applying the heat generated by the condenser to the heat medium, a valve for opening and closing a flow path of the heat medium, and a heat medium A pump capable of controlling the flow rate is provided. A heat transfer circuit for transferring the obtained heat to the water heat exchange means, and control means for controlling valves and pumps of the cold heat transfer circuit and the heat transfer circuit; An apparatus is disclosed.

【0007】更に本発明は、冷凍サイクルで生成された
冷熱を熱交換により熱媒体に与え、該熱媒体の冷熱によ
り製氷もしくは対象設備の冷凍を行う冷凍設備であっ
て、前記熱媒体としてフロリナートもしくはエタノール
水溶液を用いたことを特徴とする冷凍設備を開示する。
Further, the present invention relates to a refrigeration facility for applying cold heat generated in a refrigeration cycle to a heat medium by heat exchange, and for making ice or freezing a target facility by the cold heat of the heat medium. A refrigeration facility characterized by using an aqueous ethanol solution is disclosed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1(a)は本発明になる冷熱装置の構成例を示
すもので、冷凍装置100は、圧縮機4、凝縮器2、蒸
発器3、減圧機構(膨張弁)5、それらを連結して循環
路を構成するパイプ6、内部に封入された冷媒(フロ
ン)によって構成されている。圧縮機4で断熱圧縮され
た冷媒は、凝縮器2内に到達して凝縮熱を放出して液化
した後、減圧機構5内に入り、ここで断熱膨張して低温
度となる。この冷媒は凝縮器3内に入って外部より熱を
取得して蒸発し、圧縮機4内に戻り、前と同じサイクル
をくり返す。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1A shows an example of the configuration of a cooling device according to the present invention. A refrigerating device 100 includes a compressor 4, a condenser 2, an evaporator 3, a pressure reducing mechanism (expansion valve) 5, and a connection among them. It is constituted by a pipe 6 constituting a circulation path, and a refrigerant (CFC) sealed inside. The refrigerant adiabatically compressed by the compressor 4 reaches the condenser 2 and releases heat of condensation to be liquefied. Then, the refrigerant enters the pressure reducing mechanism 5 where it is adiabatically expanded to a low temperature. This refrigerant enters the condenser 3, obtains heat from the outside, evaporates, returns to the compressor 4, and repeats the same cycle as before.

【0009】水熱交換器1は、縦型のシェルチューブ式
の構造となっており、そのA−A’断面が図1(b)に
示されている。容器21の上下両端に付いている板21
−aの間に多数本のチューブ22が設けられ、容器21
の上端部には枠23が取付けてある。バルブ24の付い
たパイプ25部より枠23内に水が投入され、その水の
投入量は必要に応じてバルブ24の開度を変えて制御さ
れる。投入された水は多数本のチューブ22の壁部にお
いて流下液膜26となって流下する間に、容器21内の
熱媒体40によって冷却される。
The water heat exchanger 1 has a vertical shell tube type structure, and its AA 'cross section is shown in FIG. 1 (b). Plates 21 attached to upper and lower ends of container 21
-A, a number of tubes 22 are provided between
A frame 23 is attached to the upper end of the frame. Water is injected into the frame 23 from the pipe 25 with the valve 24, and the amount of water is controlled by changing the opening of the valve 24 as needed. The supplied water is cooled by the heat medium 40 in the container 21 while flowing down as the falling liquid film 26 on the walls of the multiple tubes 22.

【0010】前記冷凍装置100とこの水熱交換器1の
熱結合は以下のようにして行なわれる。水熱交換器1の
容器21に連なるパイプ17、バルブ10の付いたパイ
プ13、熱交換器13−a、パイプ14、ポンプ7、バ
ルブ12、容器21に連なるパイプ15によって冷熱輸
送回路を構成している。またパイプ15に連なるパイプ
16、バルブ11、ポンプ8、熱交換器17−a、バル
ブ9、パイプ17とによって温熱輸送回路を構成してい
る。これら冷熱輸送回路、温熱輸送回路、及び容器21
内には熱媒体40が封入されている。この熱媒体40と
しては従来より用いられているエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール系の不凍液でもよいが、後に詳
しく述べるように、ポンプ7、8による流量制御及びそ
の動力損失を小さくするにはフロリナートやエチルアル
コール水溶液が、その動粘度が極めて小さいので本目的
に適していることが明らかとなった。またポンプ7、8
はインバータを用いてその回転数制御により流量制御を
行うか、あるいはバルブ9、10、11、12として電
動型開度調整弁を用いてその開度を変えることにより流
量制御を行う。
The thermal connection between the refrigerating apparatus 100 and the water heat exchanger 1 is performed as follows. The pipe 17 connected to the container 21 of the water heat exchanger 1, the pipe 13 with the valve 10, the heat exchanger 13-a, the pipe 14, the pump 7, the valve 12, and the pipe 15 connected to the container 21 constitute a cooling and heat transfer circuit. ing. The pipe 16 connected to the pipe 15, the valve 11, the pump 8, the heat exchanger 17-a, the valve 9, and the pipe 17 constitute a heat transfer circuit. These cold heat transport circuit, hot heat transport circuit, and container 21
A heat medium 40 is sealed inside. The heat medium 40 may be a conventionally used antifreeze of ethylene glycol or polypropylene glycol, but as will be described in detail later, to control the flow rate by the pumps 7 and 8 and to reduce the power loss thereof, use Fluorinert or ethyl alcohol. The aqueous solution was found to be suitable for this purpose because its kinematic viscosity was extremely small. Pumps 7 and 8
Controls the flow rate by controlling the rotation speed using an inverter, or controls the flow rate by changing the opening degree by using an electric opening degree adjustment valve as the valves 9, 10, 11, and 12.

【0011】上記の冷熱輸送回路は次のように動作す
る。この回路動作時は、図1(a)の墨塗りのバルブ
9、11は閉、白抜きのバルブ10、12が開とされ、
白抜きのポンプ7が駆動され、黒塗りのポンプ8は停止
されている状態となっている。容器21内の熱媒体40
は、パイプ15、バルブ12、パイプ14、ポンプ7を
介して熱交換器13−a内に導入され、ここで冷凍装置
100を構成している蒸発器3で発生する冷熱によって
冷却され、パイプ13、バルブ10、パイプ17を通っ
て容器21内に戻される。これによってチューブ22内
を流下する液膜は冷却される。減圧機構5の絞り具合い
を調節すれば、液膜26の温度は0℃に近い冷水とする
ことができる。さらに減圧機構5の絞り具合いを深くす
れば液膜26を氷結させることができる。この減圧機構
5としては、コイル状のパイプで構成したもの、あるい
はその弁開度が電子的に制御可能な電子膨張弁を用い
る。
[0011] The above-described cold and heat transport circuit operates as follows. In this circuit operation, the black-painted valves 9 and 11 in FIG. 1A are closed, the white valves 10 and 12 are opened,
The white pump 7 is driven and the black pump 8 is stopped. Heat medium 40 in container 21
Is introduced into the heat exchanger 13-a via the pipe 15, the valve 12, the pipe 14, and the pump 7, where it is cooled by cold generated by the evaporator 3 constituting the refrigeration system 100, and the pipe 13 , Through the valve 10 and the pipe 17, and returned into the container 21. Thereby, the liquid film flowing down in the tube 22 is cooled. If the degree of throttling of the pressure reducing mechanism 5 is adjusted, the temperature of the liquid film 26 can be cold water close to 0 ° C. Further, the liquid film 26 can be frozen by increasing the degree of squeezing of the pressure reducing mechanism 5. As the pressure reducing mechanism 5, a member constituted by a coiled pipe or an electronic expansion valve whose valve opening can be electronically controlled is used.

【0012】次に、液膜26が氷結して適当な厚さにな
った時には、脱氷して輸送し、貯氷庫や蓄熱槽にて保存
をするが、このときは温熱輸送回路が用いられる。図2
はそのときのサイクル構成を示しており、黒塗りのバル
ブ10、12は閉じられ、白塗りのバルブ9、11は開
かれている。またポンプ7は停止してポンプ8が駆動さ
れる。これにより容器21内の熱媒体40は、パイプ1
5、バルブ11、ポンプ8、パイプ16を通って熱交換
器17a内に導入される。この熱媒体40は凝縮器2で
発生する温熱を受けて温度上昇し、パイプ17,バルブ
9を通って容器21内に戻される。これによってチュー
ブ22の内壁に付いていた氷の内壁側の部分が融解し、
下方部に氷27として落下する。
Next, when the liquid film 26 freezes and becomes an appropriate thickness, it is deiced and transported, and stored in an ice storage or a heat storage tank. In this case, a thermal transport circuit is used. . FIG.
Shows the cycle configuration at that time, where the black painted valves 10 and 12 are closed and the white painted valves 9 and 11 are open. Further, the pump 7 is stopped and the pump 8 is driven. As a result, the heat medium 40 in the container 21 is
5. The heat is introduced into the heat exchanger 17a through the valve 11, the pump 8, and the pipe 16. The heat medium 40 receives the heat generated in the condenser 2, rises in temperature, and is returned into the container 21 through the pipe 17 and the valve 9. Thereby, the portion of the inner wall side of the ice attached to the inner wall of the tube 22 is melted,
It falls down as ice 27.

【0013】尚、暖房時・給湯時のように温熱が連続的
に必要な時には、図2の状態、即ち温熱輸送回路として
連続的に運転する。また夏場に氷が多量に必要な時に
は、図1の冷熱輸送回路としての運転状態で製氷をし、
図2の温熱輸送回路としての運転状態にして脱氷する操
作を交互に繰り返す必要がある。このためにはタイマー
81を用いてコントローラ80を駆動し、これによって
バルブ9、11とバルブ10、12を交互に開閉し、ま
たポンプ7、8を交互に駆動する。0℃に近い冷水製造
運転を行うには冷熱輸送回路のポンプ7の流量制御を行
うか、減圧機構5の絞り具合を変えることによって達成
できる。また前記流量制御としてはポンプ8のON−O
FF制御でもよく、また温熱輸送回路も同時に動作させ
て、ポンプ8による温熱をポンプ7による冷熱に混合し
てもよい。製氷運転時及び0℃に近い冷水製造運転時に
おいて、凝縮器2で発生した熱を除去する方法としては
種々あるが、図1、図2の構成ではファン2aを駆動し
て外気の保有する熱を利用している。また温熱製造運転
時において、蒸発器3に熱を与える方法も種々あるが、
図2の構成ではファン3aを用いて外気の保有する熱を
利用する。
When heating is required continuously, such as during heating and hot water supply, the apparatus is continuously operated as shown in FIG. 2, that is, as a heating transport circuit. In addition, when a large amount of ice is required in summer, ice is made in the operation state of the cold heat transport circuit shown in FIG.
It is necessary to alternately repeat the operation for deicing while operating as the thermal transport circuit in FIG. For this purpose, the controller 80 is driven by using the timer 81, whereby the valves 9, 11 and the valves 10, 12 are alternately opened and closed, and the pumps 7, 8 are alternately driven. A cold water production operation close to 0 ° C. can be achieved by controlling the flow rate of the pump 7 of the cold heat transport circuit or by changing the degree of throttling of the pressure reducing mechanism 5. In addition, as the flow rate control, the ON-O
FF control may be used, and the heat transport circuit may be operated at the same time to mix the heat generated by the pump 8 with the cold generated by the pump 7. There are various methods for removing the heat generated in the condenser 2 during the ice making operation and the cold water production operation close to 0 ° C. In the configurations shown in FIGS. 1 and 2, the fan 2a is driven to drive the heat held by the outside air. I use. There are various methods for applying heat to the evaporator 3 during the heat production operation.
In the configuration of FIG. 2, the heat held by the outside air is used by using the fan 3a.

【0014】以上の構成によると、冷凍サイクルの冷熱
の伝熱手段としては、冷凍サイクル内の冷媒そのものを
水熱交換器へ送るのではなく、熱媒体を介して冷熱を伝
えている。このために、動作状態の制御や切り換え等は
主に熱媒体の流量、流路を制御することによって行うこ
とができ、冷凍サイクル自体は簡単な構造とすることが
でき、冷媒溜り発生もなくなる。また、熱媒体として低
蒸気圧のものを用いることで、圧力容器を用いる必要も
なくなる。また、水熱交換器には蒸気圧の高い冷媒(フ
ロン)が直接循環しないから、水熱交換器の補修や組み
立て等の作業も容易になる利点がある。
According to the above arrangement, as a means for transferring cold heat of the refrigeration cycle, the cold in the refrigeration cycle is not transmitted to the water heat exchanger, but is transmitted through the heat medium. For this reason, the control and switching of the operating state can be performed mainly by controlling the flow rate and the flow path of the heat medium, and the refrigeration cycle itself can have a simple structure, and the generation of the refrigerant pool does not occur. Further, by using a heat medium having a low vapor pressure, it is not necessary to use a pressure vessel. Further, since the refrigerant having a high vapor pressure (Freon) does not directly circulate in the water heat exchanger, there is an advantage that work such as repairing and assembling the water heat exchanger becomes easy.

【0015】図3は、本発明になる冷熱装置の他の構成
例を示すもので、図1の構成における冷熱輸送回路のパ
イプ14に容器30を設けるとともに、温熱輸送回路の
パイプ16に容器31を設けて、熱媒体40を余分に溜
め、熱媒体40が回路内を円滑に循環できるようにした
ものである。さらに、パイプ14に分岐してバルブ32
の付いたパイプ33を設け、水熱交換器1の容器21内
の低温度の熱媒体40をパイプ15、バルブ12、パイ
プ14、バルブ32、パイプ33を通して容器30内に
回収し易くしている。これはポンプ7内にて熱媒体40
がポンプ7内をスムーズに重力によって流下できないの
で、ポンプ7をバイパスするために設けられている。こ
の構成によると、冷熱輸送回路を運転して容器21の冷
却操作が終了しポンプ7が停止すると、温度の低い熱媒
体40がバルブ12、32を介して重力により容器30
内に回収され、また温熱輸送回路を運転して容器21の
加熱操作が終了しポンプ8が停止すると、温度の高い熱
媒体40がバルブ11を介して重力により容器31内に
回収される。こうして、温度の高い熱媒体と低い熱媒体
とができるだけ混合しないようにすることができるの
で、冷、温熱輸送回路切り換えに伴う熱損失を少なくす
ることができる。
FIG. 3 shows another example of the configuration of the cooling device according to the present invention. In the configuration of FIG. 1, a vessel 30 is provided on the pipe 14 of the cooling and heat transporting circuit, and a vessel 31 is provided on the pipe 16 of the heating and heat transporting circuit. Is provided so that the heat medium 40 is stored in excess, so that the heat medium 40 can be smoothly circulated in the circuit. Further, the valve branches to a pipe 14 and a valve 32
Is provided to facilitate recovery of the low-temperature heat medium 40 in the container 21 of the water heat exchanger 1 into the container 30 through the pipe 15, the valve 12, the pipe 14, the valve 32, and the pipe 33. . This is a heating medium 40 in the pump 7.
Is provided to bypass the pump 7 because it cannot flow down smoothly in the pump 7 due to gravity. According to this configuration, when the cooling operation of the container 21 is completed by operating the cold heat transport circuit and the pump 7 is stopped, the heat medium 40 having a low temperature is supplied to the container 30 by gravity via the valves 12 and 32.
When the heating operation of the container 21 is completed by operating the heat transport circuit and the pump 8 is stopped, the heat medium 40 having a high temperature is collected in the container 31 via the valve 11 by gravity. In this way, the heat medium having a high temperature and the heat medium having a low temperature can be prevented from being mixed as much as possible, so that the heat loss accompanying the switching of the cooling / heating heat transfer circuit can be reduced.

【0016】尚、図3の構成については、熱交換器17
ーaは、凝縮器2から切離されているが、その周辺より
熱を受けるように配置されている。ファン2aを駆動す
れば、凝縮器2で放熱する熱は熱交換器17ーaに伝わ
り易くなる。熱媒体40はこの熱を受けて温度上昇し、
パイプ16を通って容器21内の上部より流入してチュ
ーブ22を暖める。但しこの熱交換器17−aの構成は
図1に示した一体型のものでもよい。また、図3でポン
プ7の向きが図1とは逆になっているが、これも図1と
同一方向であってもよいことは明らかである。
In the configuration of FIG. 3, the heat exchanger 17
Although -a is separated from the condenser 2, it is arranged to receive heat from its periphery. When the fan 2a is driven, the heat radiated by the condenser 2 is easily transmitted to the heat exchanger 17-a. The heat medium 40 receives this heat and rises in temperature.
The tube 22 flows from the upper portion of the container 21 through the pipe 16 to warm the tube 22. However, the configuration of the heat exchanger 17-a may be the integral type shown in FIG. Further, although the direction of the pump 7 in FIG. 3 is opposite to that in FIG. 1, it is obvious that the direction may be the same as that in FIG.

【0017】図4は、本発明になる冷熱装置の他の構成
例を示すもので、図3の構成例とは、水熱交換器の構成
及び減圧機構の構成が異なっている。板状の複数枚の水
熱交換器28、28−a、28−bが平行配置されてい
て、この上部に散水管25、25−aが図のように配置
されている。散水管25、25−aより噴出する水は水
熱交換器28、28−a、28−bを流下する間に低温
度となって別置の蓄熱槽(図示せず)に溜められる。こ
のように水熱交換器が複数存在するので、それに接続さ
れている冷熱用のパイプもパイプ14、14−a、14
−bと複数本に分けられ、またそれらに分岐して複数の
温熱用のパイプ16、16−a、16−bが設けられて
いる。パイプ14、14a、14−bにはそれぞれバル
ブ12、12−a、12−bが、パイプ16、16−
a、16−bにもバルブ11、11−a、11bがそれ
ぞれ設けられている。また水熱交換器の上方部のパイプ
も、パイプ17、17ーa、17ーbと複数本設けられ
ている。一方、冷凍装置100の減圧機構が2つ設けら
れている。すなわちパイプ6には減圧機構5が、またパ
イプ6に分岐したパイプ6ーaには減圧機構5ーaが設
けられていて、その絞り具合が減圧機構5より大きくな
るように設定されている。
FIG. 4 shows another example of the configuration of the refrigeration apparatus according to the present invention. The configuration of the water heat exchanger and the configuration of the pressure reducing mechanism are different from those of the example of FIG. A plurality of plate-shaped water heat exchangers 28, 28-a, 28-b are arranged in parallel, and sprinkling pipes 25, 25-a are arranged as shown in the figure. The water spouting from the water sprinkling pipes 25, 25-a has a low temperature while flowing down the water heat exchangers 28, 28-a, 28-b and is stored in a separate heat storage tank (not shown). Since there are a plurality of water heat exchangers in this way, the pipes for cooling and heating connected thereto are also pipes 14, 14-a and 14-a.
-B, and a plurality of pipes for heating, 16-a, 16-b are provided. Valves 12, 12-a and 12-b are provided on pipes 14, 14a and 14-b, respectively, and pipes 16 and 16-
Valves 11, 11-a, and 11b are also provided in a and 16-b, respectively. A plurality of pipes 17, 17-a and 17-b are also provided at the upper part of the water heat exchanger. On the other hand, two pressure reducing mechanisms of the refrigeration apparatus 100 are provided. That is, the pipe 6 is provided with the pressure reducing mechanism 5, and the pipe 6 -a branched from the pipe 6 is provided with the pressure reducing mechanism 5 -a, which is set so that the degree of throttle is larger than that of the pressure reducing mechanism 5.

【0018】このような構成において、0℃に近い冷水
を水熱交換器28、28−a、28−b部にて作る時に
は、パイプ6部のバルブ18を開いて減圧機構5を利用
し、水熱交換器28、28−a、28−b部にて製氷を
する時には、バルブ18を閉じてパイプ6−a部のバル
ブ18−aを開き、減圧機構5ーaを利用する。またこ
のような操作以外にポンプ7の回転数を制御するか、あ
るいはバルブ12、12−a、12−bの開度を変えて
熱媒体の流量制御を行ってもよいし、それらを併用して
もよい。また温熱を製造する時にはポンプ8の回転数を
変える方法、あるいはバルブ9、バルブ11、11−
a、11−bの開度を変える方法によって行う。またそ
れらを併用して行うこともできる。また、減圧機構5及
び5−aを1つの電子膨張弁に置き換え、電子的にその
絞り具合を制御してもよい。尚、図4にはタイマ81、
コントローラ80は図示はしていないが、それらを用い
てポンプ7、8及びバルブ9、10、11、11−a、
11−b、12、12−a、12−bを制御するように
してもよい。
In such a configuration, when cold water close to 0 ° C. is produced in the water heat exchangers 28, 28-a and 28-b, the valve 18 of the pipe 6 is opened and the pressure reducing mechanism 5 is used. When making ice in the water heat exchangers 28, 28-a and 28-b, the valve 18 is closed, the valve 18-a of the pipe 6-a is opened, and the pressure reducing mechanism 5-a is used. In addition to such operations, the flow rate of the heat medium may be controlled by controlling the rotation speed of the pump 7, or by changing the opening degrees of the valves 12, 12-a, and 12-b. You may. When producing heat, a method of changing the number of revolutions of the pump 8 or a method of changing the valve 9, the valve 11, 11-
a, 11-b by changing the opening degree. They can also be used in combination. Further, the pressure reducing mechanisms 5 and 5-a may be replaced with one electronic expansion valve, and the degree of throttle may be electronically controlled. FIG. 4 shows a timer 81,
The controller 80 is not shown, but uses them for pumps 7 and 8 and valves 9, 10, 11, 11-a,
11-b, 12, 12-a, and 12-b may be controlled.

【0019】図5は、本発明になる冷熱装置の別の構成
例を示すもので、凝縮器2の冷却に冷却塔50を利用す
るようにした構成である。冷却塔50は、液溜51、外
囲器52、その中につめられているパッキン61、ファ
ン53より構成されている。液溜51内の液体(水な
ど)60はポンプ54によって、パイプ55を通して熱
交換器17−a内に導入され、その後熱交換器57の熱
交換器17−b、パイプ56を通って散水管58より散
水される。この水はパッキン部の間隙を通る間にファン
53により導入される空気によって冷却される。すなわ
ち凝縮器2によって発生する熱は熱交換器17−aを介
して大気に放熱される。一方温熱輸送回路内のパイプ1
6、17間に設けてある熱交換器17−cは、熱交換器
17−bより熱を受けることができるので、凝縮器2で
発生する熱の一部はポンプ8によって送られる熱媒体4
0に伝わり、水熱交換器1のチューブ22を加熱するこ
とができる。さらに冷凍装置100の圧縮機4近傍には
四方弁4−aが設けられており、この四方弁4−aを切
り換えることによって、凝縮器2は蒸発器、蒸発器3は
凝縮器として作用させることができる。このようにする
と冷却塔50はヒーティングタワーとして作用し、ヒー
ティングタワー50部で取得した熱は蒸発器2から凝縮
器3に昇温されて伝わり、今まで冷熱輸送回路に利用さ
れていたポンプ7によって温熱が容器21に伝わり、チ
ューブ22から流下する液を温水に変えることが可能と
なる。このような操作は主として冬場行い、蓄熱槽に温
水を蓄えることにより暖房の熱源として利用できる。
FIG. 5 shows another example of the configuration of the cooling device according to the present invention, in which a cooling tower 50 is used for cooling the condenser 2. The cooling tower 50 is composed of a liquid reservoir 51, an envelope 52, a packing 61 packed therein, and a fan 53. The liquid (water or the like) 60 in the liquid reservoir 51 is introduced into the heat exchanger 17-a through the pipe 55 by the pump 54, and then is passed through the heat exchanger 17-b of the heat exchanger 57 and the pipe 56 to be sprinkled. Water is sprayed from 58. This water is cooled by air introduced by the fan 53 while passing through the gap of the packing portion. That is, the heat generated by the condenser 2 is radiated to the atmosphere via the heat exchanger 17-a. On the other hand, pipe 1 in the heat transport circuit
Since the heat exchanger 17-c provided between the heat exchangers 6 and 17 can receive heat from the heat exchanger 17-b, a part of the heat generated in the condenser 2 is transferred to the heat medium 4 sent by the pump 8.
0, the tube 22 of the water heat exchanger 1 can be heated. Further, a four-way valve 4-a is provided in the vicinity of the compressor 4 of the refrigerating apparatus 100. By switching the four-way valve 4-a, the condenser 2 can function as an evaporator and the evaporator 3 can function as a condenser. Can be. In this way, the cooling tower 50 functions as a heating tower, and the heat obtained in the heating tower 50 is transferred from the evaporator 2 to the condenser 3 by being heated, and the pump used in the cooling and heat transport circuit is used. The heat is transmitted to the container 21 by 7 and the liquid flowing down from the tube 22 can be changed to hot water. Such an operation is mainly performed in winter, and can be used as a heat source for heating by storing hot water in a heat storage tank.

【0020】図6は、図5の構成の変形例を示すもの
で、図5の熱交換器57を蓄熱槽59に変え、この中に
蓄熱材59−a(水など)を入れたものである。熱交換
器17−b、17−cは蓄熱材59−aの中に浸漬され
ているので、水熱交換器1の脱氷運転時には、熱交換器
17−bから、一度蓄熱材59−aに蓄熱された熱を熱
交換器17−cが受け取り、その後ポンプ8によって送
られる熱媒体40に伝えられ、さらにチューブ22に伝
熱するという過程を経る。この操作において蓄熱材59
−aに十分な熱が貯えられている時にはポンプ54を停
止しておくことができる。
FIG. 6 shows a modification of the configuration of FIG. 5, in which the heat exchanger 57 of FIG. 5 is replaced with a heat storage tank 59 in which a heat storage material 59-a (such as water) is placed. is there. Since the heat exchangers 17-b and 17-c are immersed in the heat storage material 59-a, during the deicing operation of the water heat exchanger 1, the heat storage material 59-a is once released from the heat exchanger 17-b. The heat stored in the heat exchanger 17-c receives the heat, and then is transferred to the heat medium 40 sent by the pump 8 and further transferred to the tube 22. In this operation, the heat storage material 59
The pump 54 can be stopped when sufficient heat is stored in -a.

【0021】図7は、図5の構成の別の変形例を示すも
ので、熱交換器57を冷却塔50の外囲器52内に設
け、温熱輸送回路を構成しているパイプ16、17をこ
れに接続したものである。このようにすると熱交換器5
7は直接冷却塔50の熱を受けることができるので、ポ
ンプ8により輸送される熱媒体40は速やかに昇温し、
したがって水熱交換器1を構成するチューブ22は効率
よく加熱される。またこの構成例においては、容器31
と容器30がバルブ71の付いたパイプ70によって連
結されている。このため容器31内に熱媒体40が多く
溜った時にバルブ71を開いて、容器30に移すことが
できる。これにより温熱輸送回路と冷熱輸送回路内の熱
媒体40の流れの円滑化を図ることができる。
FIG. 7 shows another modification of the configuration of FIG. 5, in which a heat exchanger 57 is provided in an envelope 52 of a cooling tower 50, and pipes 16 and 17 constituting a heat transport circuit are provided. Is connected to this. In this way, the heat exchanger 5
Since the heat medium 7 can directly receive the heat of the cooling tower 50, the heat medium 40 transported by the pump 8 quickly rises in temperature,
Therefore, the tube 22 constituting the water heat exchanger 1 is efficiently heated. In this configuration example, the container 31
And the container 30 are connected by a pipe 70 having a valve 71. Therefore, when a large amount of the heat medium 40 accumulates in the container 31, the valve 71 can be opened and transferred to the container 30. Thus, the flow of the heat medium 40 in the warm heat transport circuit and the cold heat transport circuit can be smoothed.

【0022】図8は、図7の構成の変形例を示すもの
で、熱交換器57を冷却塔50の液溜51内の液体60
部に浸漬したものである。このようにすると液体60と
熱交換器57との間の熱伝達がさらに良好となり、温熱
輸送回路に大量の熱を速やかに流入させることができ
る。
FIG. 8 shows a modification of the configuration shown in FIG. 7, in which the heat exchanger 57 is connected to the liquid 60 in the liquid reservoir 51 of the cooling tower 50.
It was immersed in the part. By doing so, the heat transfer between the liquid 60 and the heat exchanger 57 is further improved, and a large amount of heat can be quickly made to flow into the heat transport circuit.

【0023】図9は、図5の構成の変形例を示すもの
で、ポンプ8を省略しポンプ7によって温熱と冷熱の両
方を輸送するようにしたものである。このためにポンプ
7の吸込み側のパイプ15に分岐して、バルブ11の付
いたパイプ16を設け、このパイプ16を容器31に結
合したものである。尚、この構成例において、ポンプ7
は容器30、31より上部に配設されているが、ポンプ
7を容器30、31より低位置に配設してもよく、この
場合にはポンプ7内に気泡が入りにくくなり、運転が良
好に行える。
FIG. 9 shows a modification of the configuration of FIG. 5, in which the pump 8 is omitted and both hot and cold heat are transported by the pump 7. For this purpose, a pipe 16 with a valve 11 is provided by branching to a pipe 15 on the suction side of the pump 7, and this pipe 16 is connected to a container 31. In this configuration example, the pump 7
Is disposed above the containers 30 and 31. However, the pump 7 may be disposed at a lower position than the containers 30 and 31. In this case, air bubbles hardly enter the pump 7 and the operation is good. Can be done.

【0024】図10は、本発明になる冷熱装置の他の構
成例を示すもので、熱冷媒を貯えるのは容器30の1
つ、熱冷媒を送るのはポンプ7の1つだけとし、水熱交
換器として符号28、28−aで示した2枚を設置して
いる。これは3枚あるいはそれ以上であってもよい。ま
たバルブ10、10−aとしては電動弁を用い、その開
度を連続的に変えることができるようになっている。
FIG. 10 shows another example of the configuration of the refrigeration apparatus according to the present invention.
Only one of the pumps 7 sends the heat refrigerant, and two water heat exchangers indicated by reference numerals 28 and 28-a are installed. This may be three or more. In addition, electric valves are used as the valves 10 and 10-a, and their opening degrees can be continuously changed.

【0025】この図では水熱交換器28−aに冷熱を供
給し、水熱交換器28に温熱を供給している状態を示し
ている。容器30内の熱媒体40はポンプ7によってパ
イプ14を介して熱交換器13−aに供給されて蒸発器
3から冷熱を取得し、パイプ13、82、バルブ10−
a、バルブ11−aを通って水熱交換器28−a内に入
り、注水管25−aから流下する液膜26を冷却する。
その後パイプ85を通って容器30に戻される。一方、
熱交換器13−aからでてきた熱媒体40の一部は、絞
られて開度が小さくなったバルブ10を通ってパイプ8
0、バルブ9、パイプ16を通り、その後熱交換器17
−aを通りながら、凝縮器2より温熱を取得し、その後
パイプ17、バルブ12、パイプ81を通って水熱交換
器28に流入する。これによって水熱交換器28は加熱
され、水熱交換器28に付着している氷27を加熱し、
それをはぎとる。逆に水熱交換器28を冷却し、水熱交
換器28−aを加熱する場合には、バルブ9−a、1
1、12−aを開き、バルブ9、11−a、12を閉じ
る。その後バルブ10を全開し、バルブ10−aの開度
を小さくすることによって、上記とは逆に水熱交換器2
8が冷却されて製氷を行い、水熱交換器28−aが加熱
されて脱氷が行える。従って、本構成によると、2つの
水熱交換器を交互に用いて連続的に冷水の発生あるいは
製氷が行えるようになる。
FIG. 2 shows a state in which cold heat is supplied to the water heat exchanger 28-a and warm water is supplied to the water heat exchanger 28. The heat medium 40 in the container 30 is supplied to the heat exchanger 13-a by the pump 7 through the pipe 14 to obtain cold heat from the evaporator 3, and the pipes 13, 82, the valve 10-
a, enters the water heat exchanger 28-a through the valve 11-a and cools the liquid film 26 flowing down from the water injection pipe 25-a.
Thereafter, it is returned to the container 30 through the pipe 85. on the other hand,
A part of the heat medium 40 coming out of the heat exchanger 13-a passes through the valve 10 that has been throttled and has a small opening, and the pipe 8
0, valve 9, pipe 16 and then heat exchanger 17
While passing through -a, heat is obtained from the condenser 2 and then flows into the water heat exchanger 28 through the pipe 17, the valve 12, and the pipe 81. This heats the water heat exchanger 28 and heats the ice 27 attached to the water heat exchanger 28,
Strip it off. Conversely, when cooling the water heat exchanger 28 and heating the water heat exchanger 28-a, the valves 9-a, 1
1, 12-a is opened and valves 9, 11-a, 12 are closed. Thereafter, the valve 10 is fully opened, and the opening of the valve 10-a is reduced, whereby the water heat exchanger 2
8 is cooled to perform ice making, and the water heat exchanger 28-a is heated to perform de-icing. Therefore, according to this configuration, it is possible to continuously generate cold water or make ice by alternately using two water heat exchangers.

【0026】尚、図10では水熱交換器としては図4の
場合と同様の板状のものを図示しているが、これは図1
に用いた水熱交換器、すなわち図1aのような断面構造
のものでもよい。
FIG. 10 shows a plate-like water heat exchanger similar to that shown in FIG.
May be used, that is, the cross-sectional structure as shown in FIG. 1A.

【0027】図11は、図1の構成の変形例を示すもの
で、水熱交換器1として水平型のものを用いた構成例で
ある。水熱交換器1に取り付けられた枠23は密閉ジャ
ケット構造となっていて、この枠23内へ注水管25よ
り水が導入される。図11(b)は、水平のチューブ2
2の間に生成される氷27を示しているが、脱氷時には
注水管25へ注入された水によりチューブ22内の氷2
7は圧送されてチューブの外側(右側)へ押し出され
る。この押し出された位置には砕氷機90が設けられて
いる。
FIG. 11 shows a modification of the configuration of FIG. 1, which is a configuration example using a horizontal type heat exchanger 1. The frame 23 attached to the water heat exchanger 1 has a closed jacket structure, and water is introduced into the frame 23 from the water injection pipe 25. FIG. 11B shows a horizontal tube 2.
2 shows the ice 27 generated during the deicing, but the ice 2 in the tube 22 is removed by the water injected into the water injection pipe 25 during deicing.
7 is pumped out and pushed out of the tube (right side). An ice crusher 90 is provided at the pushed position.

【0028】図11(c)は砕氷機90の構造例を示し
ており、軸91、リム93、リング94からなっていて
軸91の周りに回転している。チューブ22から押し出
された長い氷27は、砕氷機のリム93の間の空間92
へ入るとリム93に衝突し、破砕されて細かな氷とな
る。図11(d)は砕氷機90の別の構造例であり、リ
ム93の数を増加し、これによって空間92の数を多く
したものである。尚、これのような砕氷機は、図1〜図
10に示した構成例にも適用可能なことは云うまでもな
い。
FIG. 11 (c) shows an example of the structure of the ice crusher 90, which comprises a shaft 91, a rim 93, and a ring 94, and rotates around the shaft 91. The long ice 27 extruded from the tube 22 forms a space 92 between the rims 93 of the ice breaker.
When it enters, it collides with the rim 93 and is crushed into fine ice. FIG. 11D shows another example of the structure of the ice crusher 90, in which the number of rims 93 is increased and thereby the number of spaces 92 is increased. It is needless to say that such an ice crusher can be applied to the configuration examples shown in FIGS.

【0029】また図11の構成例で、温熱輸送回路のパ
イプ17には蓄熱材59−a(水など)を充填した蓄熱
槽59が設けられている。これは図6の構成例と同様
に、熱交換器17−aにて温熱を得た熱媒体の温熱を熱
交換器17−cから蓄熱材59−aに与えて蓄熱を行っ
ておくものであり、脱水運転時において、それに必要な
温熱が不足しないようにしたものである。このため、蓄
熱槽59には別個の熱交換器59ーbを設けておくとさ
らに効果が高められる。この熱交換器59ーb内には排
熱で昇温した温水などを導入するのがよく、時にはヒー
ターを用いて製造した温水であってもかまわない。ある
いは熱交換器59ーbの代わりに、ヒーターを直接蓄熱
材59ーaの中に設けてもよい。
In the configuration example of FIG. 11, a heat storage tank 59 filled with a heat storage material 59-a (such as water) is provided in the pipe 17 of the heat transport circuit. This is similar to the configuration example of FIG. 6, in which the heat of the heat medium obtained in the heat exchanger 17-a is given from the heat exchanger 17-c to the heat storage material 59-a to store heat. In the dehydration operation, the necessary heat is prevented from being insufficient. Therefore, if the heat storage tank 59 is provided with a separate heat exchanger 59-b, the effect is further enhanced. It is preferable to introduce hot water or the like heated by exhaust heat into the heat exchanger 59-b, and in some cases, hot water produced using a heater may be used. Alternatively, instead of the heat exchanger 59-b, a heater may be provided directly in the heat storage material 59-a.

【0030】以上で本発明になる冷熱装置の種々の構成
例を説明したが、これらに用いられるシェルチューブ型
の水熱交換器1あるいは板型の水熱交換器28等は、冷
熱装置の大形化に伴い大形になり易いが、内部に用いる
熱媒体40として低蒸気圧のものを選べば、水熱交換器
を圧力容器として構成する必要はない。このためには、
前述したように熱媒体40として従来から用いられてい
る、蒸気圧の低いエチレングリコールやプロプレングリ
コールが利用できる。しかしこれらの物質は粘度が極め
て高いので、熱交換器13−a、17−a、水熱交換器
1のチューブ22内等における熱伝達率が小さくなり、
製氷に時間がかかり熱制御性がよくないという難点があ
る。このため本発明では、低蒸気圧でかつ粘度の小さい
フロリナート(三井フロロケミカル製:商品名FC−7
5、PF−5050など)や、エチルアルコール水溶液
を用いることとした。これらの物質は蒸発性であるた
め、冷熱輸送回路及び温熱輸送回路を密閉構造として真
空にした後、これらの熱媒体を封入すれば、熱媒体40
の蒸発と凝縮作用を利用できるので熱交換器13−a、
17−a、チューブ22等での熱伝達率は極めて高いも
のとなり、製氷速度,冷水製造速度,温熱製造速度も高
めることができる。また本発明のように、製氷の目的以
外に給湯・暖房時の温熱製造に共用可能なシステムにお
いては、前述したように低蒸気圧の液体を用いること
が、内部の圧力を高めない重要技術となる。ここでエタ
ノール水溶液を用いる場合、製氷運転時において凝固し
ないようにするにはエタノール濃度を高める必要があ
る。しかし高濃度になると引火性が生じる。そこで実験
的に検討を行った結果、5〜50重量パーセントの範囲
の濃度のエタノール水溶液が実用性があることが分っ
た。また、この水溶液の難燃度を高めるには、難燃剤を
添加するのがよく、その材料としては、ハロゲン化合物
(ヘキサブロモベンゼン、テトラブロモビスフェノール
など)リン系化合物(リン酸アンモニュウム、トリクレ
ジルホスフェートなど)がよい。またその添加量として
は、0.1〜10重量%の範囲が適当である。
Although various examples of the configuration of the cooling apparatus according to the present invention have been described above, the shell tube type water heat exchanger 1 or the plate type water heat exchanger 28 and the like used in these apparatuses are the same as those of the cooling apparatus. Although it is easy to increase the size with the shape, if the heat medium 40 used inside has a low vapor pressure, the water heat exchanger does not need to be configured as a pressure vessel. To do this,
As described above, ethylene glycol or propylene glycol having a low vapor pressure and conventionally used as the heat medium 40 can be used. However, since these substances have extremely high viscosities, the heat transfer coefficient in the heat exchangers 13-a and 17-a, the tube 22 of the water heat exchanger 1, and the like becomes small,
There is a drawback that ice making takes a long time and heat controllability is not good. Therefore, in the present invention, Fluorinert having a low vapor pressure and a small viscosity (manufactured by Mitsui Fluorochemicals, trade name: FC-7)
5, PF-5050) and an aqueous solution of ethyl alcohol. Since these substances are evaporable, the cold and hot transport circuits are evacuated in a sealed structure, and if these thermal media are sealed, the thermal medium 40
The heat exchanger 13-a,
17-a, the heat transfer coefficient in the tube 22 and the like becomes extremely high, and the ice making speed, the cold water production speed, and the warm heat production speed can be increased. Also, in a system such as the present invention that can be used for hot water production and heating during heating and heating other than the purpose of ice making, it is important to use a liquid having a low vapor pressure as described above. Become. Here, when an aqueous ethanol solution is used, it is necessary to increase the ethanol concentration in order to prevent coagulation during the ice making operation. However, flammability occurs at high concentrations. Thus, as a result of an experimental study, it was found that an aqueous ethanol solution having a concentration in the range of 5 to 50% by weight was practical. In order to increase the flame retardancy of this aqueous solution, it is preferable to add a flame retardant, and the material may be a halogen compound (such as hexabromobenzene or tetrabromobisphenol) or a phosphorus compound (such as ammonium phosphate or tricresyl). Phosphate). The addition amount is suitably in the range of 0.1 to 10% by weight.

【0031】尚、ここで述べたフロリナートやエタノー
ル水溶液は、本発明の冷熱装置以外の冷凍設備、例えば
低温倉庫用冷凍装置、食品プロセス冷却用冷凍装置、あ
るいはアイススケートリンク用冷凍装置等の不凍液とし
ても好適である。
The florinate and ethanol aqueous solution described herein can be used as an antifreeze for refrigeration equipment other than the refrigeration equipment of the present invention, for example, refrigeration equipment for low-temperature warehouses, refrigeration equipment for food process cooling, or refrigeration equipment for ice skating rinks. Are also suitable.

【0032】また、以上に説明した、水熱交換器は、空
気中に配設されるものを示したが、水槽の中に水熱交換
器が配置されていて、氷を水中で熱交換面より脱氷する
ような場合にも、本発明は有効であることは言うまでも
ない。
Although the above-described water heat exchanger has been described as being disposed in the air, a water heat exchanger is disposed in a water tank, and ice is transferred underwater to a heat exchange surface. It is needless to say that the present invention is effective even in the case of more deicing.

【0033】また、図1〜図11を用いて説明した種々
の構成例において、凝縮器の構成、熱媒体容器や冷却塔
の設置、減圧機構の構成、水熱交換器の構成やその個数
を複数として製氷と脱氷を交互に行うシステム等々を示
してきたが、これらの種々の組合せにより得られる構成
の冷熱装置で、図示及び説明しなかったものもすべて本
発明に関わるものであることは云うまでもない。
Also, in the various configuration examples described with reference to FIGS. 1 to 11, the configuration of the condenser, the installation of the heat medium container and the cooling tower, the configuration of the pressure reducing mechanism, the configuration of the water heat exchanger and the number thereof are described. Although a plurality of systems for alternately performing ice making and deicing have been shown, it is understood that all cooling / heating devices having configurations obtained by various combinations thereof, which are not shown and described, are also related to the present invention. Needless to say.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、水熱交換器の交互加熱
を行なう冷熱装置において、(1)冷凍サイクル内に冷
媒溜りが生ぜず、サイクルの構成が簡単となり、また圧
力容器とならず、これにより設計が容易となり、(2)
サイクルの運転が円滑となり、(3)保守性が向上し、
(4)現地での組立て性も容易となり、(5)また製氷
運転、0℃に近い冷水製造運転,温水製造運転を適宜選
択して運転が行えるという効果がある。
According to the present invention, in a refrigeration apparatus for alternately heating a water heat exchanger, (1) refrigerant pools do not occur in the refrigeration cycle, the cycle configuration is simplified, and the pressure vessel does not become a pressure vessel. This facilitates the design, and (2)
Cycle operation is smooth, (3) maintainability is improved,
(4) It is easy to assemble on site, and (5) there is an effect that the operation can be performed by appropriately selecting an ice making operation, a cold water production operation close to 0 ° C., and a hot water production operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の冷熱装置の一構成例を示す図で、
(a)は全体構成図、(b)はA−A’断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing one configuration example of a cooling and heating device of the present invention;
(A) is an overall configuration diagram, and (b) is an AA ′ cross-sectional view.

【図2】図1の装置で脱氷運転をしている状態を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which a deicing operation is being performed by the apparatus of FIG. 1;

【図3】本発明の冷熱装置の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing another configuration example of the cooling / heating device of the present invention.

【図4】本発明の冷熱装置の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration example of the cooling / heating device of the present invention.

【図5】本発明の冷熱装置の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration example of the cooling / heating device of the present invention.

【図6】図5の構成の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 5;

【図7】図5の構成の他の変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another modification of the configuration of FIG. 5;

【図8】図7の構成変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 7;

【図9】図5の構成の他の変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another modification of the configuration of FIG. 5;

【図10】本発明の冷熱装置の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the cooling / heating device of the present invention.

【図11】図1の構成の変形例を示す図であって、
(a)は水熱交換器の部分拡大図、(b)は砕氷機の詳
細図、(c)は砕氷機の詳細図である。
11 is a diagram showing a modification of the configuration of FIG. 1,
(A) is a partial enlarged view of a water heat exchanger, (b) is a detailed view of an ice crusher, and (c) is a detailed view of an ice crusher.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水熱交換器 2 凝縮器 3 蒸発器 4 圧縮機 5 減圧機構 7、8、54 ポンプ 9、10、11、12 バルブ 13−a、17−a、熱交換器 21 容器 22 チューブ 25 注水管 26 液膜 27 氷 28 水熱交換器 30、31 容器 40 熱媒体 50 冷却塔 51 液溜 52 外囲器 53 ファン 57 熱交換器 58 散水管 59 蓄熱槽 60 液体 61 パッキン 80 コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water heat exchanger 2 Condenser 3 Evaporator 4 Compressor 5 Decompression mechanism 7, 8, 54 Pump 9, 10, 11, 12 Valve 13-a, 17-a, Heat exchanger 21 Container 22 Tube 25 Water injection pipe 26 Liquid film 27 Ice 28 Water heat exchanger 30, 31 Vessel 40 Heat medium 50 Cooling tower 51 Liquid reservoir 52 Envelope 53 Fan 57 Heat exchanger 58 Sprinkler pipe 59 Thermal storage tank 60 Liquid 61 Packing 80 Controller

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機、蒸発器、凝縮器、減圧機構及び
それらを冷媒が循環するように構成された循環路を備え
た冷凍手段と、 熱媒体の有する冷熱または温熱と水との間の熱交換を行
って冷水または氷または温水を生成するための水熱交換
手段と、 前記蒸発器の発生する冷熱を前記熱媒体へ与えるための
第1の熱交換手段、熱媒体の流路開閉用の弁、及び熱媒
体の流量を制御可能なポンプを備え、前記第1の熱交換
手段で熱媒体に与えられた冷熱を前記水熱交換手段へ輸
送するための冷熱輸送回路と、 前記凝縮器の発生する温熱を前記熱媒体へ与えるための
第2の熱交換手段、熱媒体の流路開閉用の弁、及び熱媒
体の流量を制御可能なポンプを備え、前記第2の熱交換
手段で熱媒体に与えられた温熱を前記水熱交換手段へ輸
送するための温熱輸送回路と、 前記冷熱輸送回路及び温熱輸送回路の弁及びポンプを制
御するための制御手段と、 を備えたことを特徴とする冷熱装置。
1. A refrigeration unit having a compressor, an evaporator, a condenser, a decompression mechanism, and a circulation path configured to circulate a refrigerant through the refrigeration means; A water heat exchange means for performing heat exchange to generate cold water or ice or hot water; a first heat exchange means for applying cold heat generated by the evaporator to the heat medium; A cold heat transport circuit for transporting cold heat given to the heat medium by the first heat exchanging means to the water heat exchanging means, the condenser comprising: A second heat exchange means for giving the heat generated by the heat medium to the heat medium, a valve for opening and closing the flow path of the heat medium, and a pump capable of controlling the flow rate of the heat medium, wherein the second heat exchange means Heat for transporting the heat given to the heat medium to the water heat exchange means A cooling device comprising: a transport circuit; and control means for controlling valves and pumps of the cold transport circuit and the hot transport circuit.
【請求項2】 前記冷熱輸送回路及び温熱輸送回路のそ
れぞれに、あるいは両回路兼用の、熱媒体を溜めるため
の容器を設けたことを特徴とする請求項1に記載の冷熱
装置。
2. The cooling / heating apparatus according to claim 1, wherein a container for storing a heat medium is provided in each of the cooling / heating transportation circuit and the heating / heating transportation circuit, or both of them.
【請求項3】 前記冷熱輸送回路及び温熱輸送回路のそ
れぞれに熱媒体をためるための容器を設け、かつその2
つの容器をバルブ付きのパイプで連結したことを特徴と
する請求項1に記載の冷熱装置。
3. A container for storing a heating medium is provided in each of the cold transport circuit and the hot transport circuit;
The cooling device according to claim 1, wherein the two containers are connected by a pipe with a valve.
【請求項4】 前記冷熱輸送回路及び温熱輸送回路のポ
ンプを1つのポンプで兼用した構造としたことを特徴と
する請求項1に記載の冷熱装置。
4. The cooling / heating apparatus according to claim 1, wherein a single pump is used as the pump of the cooling / heating transport circuit and the pump of the heating / heat transporting circuit.
【請求項5】 前記第2の熱交換手段は、前記凝縮器と
液体との熱交換を行うための第3の熱交換手段と、前記
液体と前記媒体との熱交換を行うための第4の熱交換手
段と、該手段により熱交換された後の液体の冷却を行う
ための冷却塔とを備えたことを特徴とする請求項1に記
載の冷熱装置。
5. The second heat exchange means includes a third heat exchange means for exchanging heat between the condenser and the liquid, and a fourth heat exchange means for exchanging heat between the liquid and the medium. 2. The cooling apparatus according to claim 1, further comprising: a heat exchange unit, and a cooling tower for cooling the liquid after the heat exchange by the unit.
【請求項6】 前記第4の熱交換手段は、前記凝縮器と
冷却塔との間に蓄熱材を充填した蓄熱槽としての機能を
有する手段であることを特徴とする請求項5に記載の冷
熱装置。
6. The apparatus according to claim 5, wherein the fourth heat exchange means is a means having a function as a heat storage tank filled with a heat storage material between the condenser and the cooling tower. Cooling equipment.
【請求項7】 前記第2の熱交換手段は、前記凝縮器と
熱的に結合された冷却塔と、該冷却塔周りの熱を前記温
熱輸送回路に伝える第5の熱交換手段とから構成したこ
とを特徴とする請求項1に記載の冷熱装置。
7. The second heat exchanging means includes a cooling tower thermally coupled to the condenser, and a fifth heat exchanging means for transmitting heat around the cooling tower to the heat transport circuit. The cooling and heating device according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記水熱交換手段を複数台設置すると共
に、それら水熱交換手段の一部を前記冷熱輸送回路に、
他の水熱交換手段を前記温熱輸送回路に同時接続して両
回路の運転を同時に行えるように構成したことを特徴と
する請求項1に記載の冷熱装置。
8. A plurality of the water heat exchanging means are installed, and a part of the water heat exchanging means is provided in the cold heat transport circuit,
2. The cooling device according to claim 1, wherein another water heat exchanging means is connected to the heat transport circuit at the same time so that both circuits can be operated at the same time.
【請求項9】 前記熱媒体を、フロリナートあるいはエ
タノール水溶液としたことを特徴とする請求項1に記載
の冷熱装置。
9. The cooling / heating apparatus according to claim 1, wherein the heat medium is florinate or an aqueous ethanol solution.
【請求項10】 前記温熱輸送回路及び冷熱輸送回路を
真空密閉構造としたことを特徴とする請求項9に記載の
冷熱装置。
10. The cooling and heating device according to claim 9, wherein the hot and cold transport circuits have a vacuum sealed structure.
【請求項11】 冷凍サイクルで生成された冷熱を熱交
換により熱媒体に与え、該熱媒体の冷熱により製氷もし
くは対象設備の冷凍を行う冷凍設備であって、前記熱媒
体としてフロリナートもしくはエタノール水溶液を用い
たことを特徴とする冷凍設備。
11. A refrigeration facility which applies cold heat generated in a refrigeration cycle to a heat medium by heat exchange and performs ice making or freezing of a target facility by the cold heat of the heat medium, wherein florinert or an aqueous ethanol solution is used as the heat medium. A refrigeration facility characterized by being used.
【請求項12】 前記熱媒体がエタノール水溶液である
場合に、そのエタノール水溶液に難燃剤を添加したこと
を特徴とする請求項11に記載の冷凍設備。
12. The refrigeration system according to claim 11, wherein when the heat medium is an aqueous ethanol solution, a flame retardant is added to the aqueous ethanol solution.
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