JPS6021302B2 - 潜熱交換方式による融雪，蓄熱，冷房装置 - Google Patents
潜熱交換方式による融雪，蓄熱，冷房装置Info
- Publication number
- JPS6021302B2 JPS6021302B2 JP55077934A JP7793480A JPS6021302B2 JP S6021302 B2 JPS6021302 B2 JP S6021302B2 JP 55077934 A JP55077934 A JP 55077934A JP 7793480 A JP7793480 A JP 7793480A JP S6021302 B2 JPS6021302 B2 JP S6021302B2
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- Japan
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- heat
- snow
- heat exchanger
- cooling
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、冬期には蓄熱水槽内の凍結潜熱を融雪用熱源
として用い、夏期には凍結した蓄熱水槽内の氷の融解潜
熱を冷房用冷熱源として用い、年周期の潜熱利用による
エネルギー交換を行うことにより低密度な雪の自然エネ
ルギーの有効利用を目的とする潜熱交換方式による融雪
、蓄熱、冷房装置に係るものにして、一実施例を示す添
付図面を参照にしてその構成を詳述すると次の通りであ
る。
として用い、夏期には凍結した蓄熱水槽内の氷の融解潜
熱を冷房用冷熱源として用い、年周期の潜熱利用による
エネルギー交換を行うことにより低密度な雪の自然エネ
ルギーの有効利用を目的とする潜熱交換方式による融雪
、蓄熱、冷房装置に係るものにして、一実施例を示す添
付図面を参照にしてその構成を詳述すると次の通りであ
る。
地下に断熱材壁で形成した蓄熱水槽１を設ける。この蓄
熱水槽１内に王熱交換器２を設ける。この王熱交換器２
に冷媒が循環する融雪系サイクル日を付設する。この雛
雪系サイクル日を圧縮機３と葛虫雪用熱交換器４と受液
器５と膨張弁６とで構成する。
熱水槽１内に王熱交換器２を設ける。この王熱交換器２
に冷媒が循環する融雪系サイクル日を付設する。この雛
雪系サイクル日を圧縮機３と葛虫雪用熱交換器４と受液
器５と膨張弁６とで構成する。
且つ蓄熱水槽１に冷煤（Ｒ−１２，Ｒ一５０３、アンモ
ニヤなど）若しくは水（水または不凍液など）が循環す
る冷房系サイクルＲを付設する。この冷房系サイクルＲ
を液ポンプ７と冷房用熱交換器８とで構成する。
ニヤなど）若しくは水（水または不凍液など）が循環す
る冷房系サイクルＲを付設する。この冷房系サイクルＲ
を液ポンプ７と冷房用熱交換器８とで構成する。
符号９，１０，１１，１２，１３は止め弁、１４は雪、
１５，１６は循環ポンプ、１７は従熱交換器、１８は融
雪用富山熱交換器、１９は冷房用副熱交換器である。
１５，１６は循環ポンプ、１７は従熱交換器、１８は融
雪用富山熱交換器、１９は冷房用副熱交換器である。
第１図、第２図、第６図は夫々本発明の実施例を示した
ものである。
ものである。
次に本発明の作用を説明する。
先ず第１図の場合を説明する。
冬期においては融雪系サイクル日を使用する。
このとき止め弁９，１０は開き、止め弁１１，１２は閉
じて置く。圧縮機３を作動させて冷煤ガスを圧縮し、圧
縮吐出された高温高圧冷煤ガスは融雪用熱交換器４に導
入され、この融雪用熱交換器４を通過する間に冷媒ガス
は雪により冷却されて即ち雪に熱を放出して凝縮する。
じて置く。圧縮機３を作動させて冷煤ガスを圧縮し、圧
縮吐出された高温高圧冷煤ガスは融雪用熱交換器４に導
入され、この融雪用熱交換器４を通過する間に冷媒ガス
は雪により冷却されて即ち雪に熱を放出して凝縮する。
このとき反対に雪は融解潜熱を吸収して融解し、換言す
れば雪の融解潜熱と冷煤の凝縮潜熱とが交換されたこと
になり、従って融雪を行うことになる。
れば雪の融解潜熱と冷煤の凝縮潜熱とが交換されたこと
になり、従って融雪を行うことになる。
そして凝縮した袷媒液は受液器５に貯えられる。
更にこの高圧袷煤液は膨張弁６に導入され、膨張弁６に
より減圧されて王熱交換器２に導入される。主熱交換器
２で冷煤液は周囲即ち蓄熱水槽１内の水より蒸発潜熱を
吸収して蒸発する。このとき反対に篭熱水槽１内の水は
冷媒液に熱を放出して冷却される。そして蒸発した冷煤
ガスは再び圧縮機３に吸い込まれ「１サイクルは完了す
る。
より減圧されて王熱交換器２に導入される。主熱交換器
２で冷煤液は周囲即ち蓄熱水槽１内の水より蒸発潜熱を
吸収して蒸発する。このとき反対に篭熱水槽１内の水は
冷媒液に熱を放出して冷却される。そして蒸発した冷煤
ガスは再び圧縮機３に吸い込まれ「１サイクルは完了す
る。
このサイクルが順次繰り返されると遂には蓄熱水槽１内
の水は凍結することになる。
の水は凍結することになる。
夏期においては冷房系サイクルＲを使用する。
このとき止め弁９，１０は閉じ、止め弁１１，１２は開
いて置く。液ポンプ７を作動させると水は循環する。
いて置く。液ポンプ７を作動させると水は循環する。
すると蓄熱水槽１内の従熱交換器１７を通過するときは
水は蓄熱水槽１内の氷により冷却さされて冷水となり反
対に氷は融解され、この冷水は冷房用熱交換器８を通過
するとき周囲より熱を吸収して冷房を行えることになる
。
水は蓄熱水槽１内の氷により冷却さされて冷水となり反
対に氷は融解され、この冷水は冷房用熱交換器８を通過
するとき周囲より熱を吸収して冷房を行えることになる
。
従って上述のように冬期はヒートポンプを媒介として蓄
熱水槽１内の水の凍結潜熱と雪の融解潜熱とを交換し、
即ち葛虫雪過程で蓄熱水槽１内の水を凍結させて凍結潜
熱として貯え、夏期に蓄熱水槽１内の氷の融解潜熱を冷
房用冷熱源として利用することになる。
熱水槽１内の水の凍結潜熱と雪の融解潜熱とを交換し、
即ち葛虫雪過程で蓄熱水槽１内の水を凍結させて凍結潜
熱として貯え、夏期に蓄熱水槽１内の氷の融解潜熱を冷
房用冷熱源として利用することになる。
次に第２図の場合を説明する。
第１図と第２図の相違点は、冷房系サイクルの違いのみ
で、即ち動作物質として第１図は水を使用していたが第
２図では冷嬢を用い、且つ主熱交換器２が従熱交換器１
７の代替をしている点である。
で、即ち動作物質として第１図は水を使用していたが第
２図では冷嬢を用い、且つ主熱交換器２が従熱交換器１
７の代替をしている点である。
従って冬期において使用する敵雪系サイクル日の作用は
第１図の融雪系サイクルと全く同じので説明を省略する
。このとき止め弁９，１０は開き、止め弁１１，１２，
１３は閉じて置く。
第１図の融雪系サイクルと全く同じので説明を省略する
。このとき止め弁９，１０は開き、止め弁１１，１２，
１３は閉じて置く。
夏期において使用する冷房系サイクルを説明する。
尚、この場合蓄熱水槽１が冷熱源であるから冷煤を凝縮
させるための圧縮機３は不要である。このとき止め弁９
，１０は閉じ、止め弁１１，１２．１３は開いて置く。
液ポンプ７を作動させると袷媒は循環する。
させるための圧縮機３は不要である。このとき止め弁９
，１０は閉じ、止め弁１１，１２．１３は開いて置く。
液ポンプ７を作動させると袷媒は循環する。
すると受液器５内の冷媒液は冷房用熱交換器８を通過す
る間に冷煤液は周囲より蒸発潜熱を吸収して蒸発する。
このとき反対に冷房用熱交換器８の周囲は熱を奪われて
冷房される。
る間に冷煤液は周囲より蒸発潜熱を吸収して蒸発する。
このとき反対に冷房用熱交換器８の周囲は熱を奪われて
冷房される。
そして蒸発した冷媒ガスは蓄熱水槽１内の王熱交換器２
に導入され、王熱交換器２を通過する間に冷嫌ガスは蓄
熱水糟１内の氷により冷却され則ち氷に熱を放出して凝
縮する。
に導入され、王熱交換器２を通過する間に冷嫌ガスは蓄
熱水糟１内の氷により冷却され則ち氷に熱を放出して凝
縮する。
このとき反対に氷は融解潜熱を得て融解することになる
。
。
そして冷煤液は受液器５に貯えられ、再び冷房用熱交換
器８で冷房を行うことになる。
器８で冷房を行うことになる。
次に第５図の場合を説明する。
第２図と第５図との相違点は第２図の融雪系サイクル日
の融雪用熱交換器４と冷房系サイクルＲの冷房用熱交換
器８とにブラィンサィクルを夫々付設したものである。
の融雪用熱交換器４と冷房系サイクルＲの冷房用熱交換
器８とにブラィンサィクルを夫々付設したものである。
融雪系サイクル印こおいては第２図の場合と同じ作用を
行い、循環ポンプ１５により循環するブライン（水、不
凍液若しくは食塩水などの２次冷媒）を藤雪用劉熱交換
器１８で温め、この温ブラィンを融雪用熱交換器４に導
入させて敵雪させるようにしたものである。冷房用サイ
クルＲ‘こおいても第２図の場合と同じ作用を行い、循
環ポンプ１６により循環するブラィンを冷房用副熱交換
器１９で冷却し、袷ブラィンを冷房用熱交換器８に導入
させて冷房を行うようにしたものである。
行い、循環ポンプ１５により循環するブライン（水、不
凍液若しくは食塩水などの２次冷媒）を藤雪用劉熱交換
器１８で温め、この温ブラィンを融雪用熱交換器４に導
入させて敵雪させるようにしたものである。冷房用サイ
クルＲ‘こおいても第２図の場合と同じ作用を行い、循
環ポンプ１６により循環するブラィンを冷房用副熱交換
器１９で冷却し、袷ブラィンを冷房用熱交換器８に導入
させて冷房を行うようにしたものである。
即ち、第１図、第２図のものを直庚式とすれば第５図の
ものは間接式と区分される。
ものは間接式と区分される。
第３図は第２図に融雪系サイクル日のモリエール線図（
圧力：Ｐｋ９／地とェンタルピ；ｉＫｃａｌ／ｋ９のＰ
−ｉ線図）で、ａ→ｂ間は圧縮機３による圧縮行程、ｂ
→ｃ→ｄ間は雪による凝縮行程、ｄ→ｅ間は膨張弁６に
よる膨張行程、ｅ→ａ間は王熱交換器２による蒸発行程
である。
圧力：Ｐｋ９／地とェンタルピ；ｉＫｃａｌ／ｋ９のＰ
−ｉ線図）で、ａ→ｂ間は圧縮機３による圧縮行程、ｂ
→ｃ→ｄ間は雪による凝縮行程、ｄ→ｅ間は膨張弁６に
よる膨張行程、ｅ→ａ間は王熱交換器２による蒸発行程
である。
ここで例えばａ点のェンタルピをｉａと表示すれば、ち
：凝縮温度（融雪温度） Ｐ，；凝縮圧力ら；蒸発温
度（凍結温度） Ｐ２；蒸発圧力ｌｂ−ｉｄ＝Ｑ，；
雪を融かす熱量ｌａ−ｌｅ＝Ｑ２：蓄熱水槽の水を凍結
させる熱量（冷凍効果）ｌｂ一１．＝ＡＬ；圧縮機の仕
事量（Ａ；仕事の熱当量、Ｌ；仕事量）Ｑ，＝Ｑ２十Ａ
Ｌ（熱力学等の第１法則）とすればヒートポンプの成績
係数（ｃ，ｏ，ｐ）；ど＝Ｑ，／ＡＬとなる。
：凝縮温度（融雪温度） Ｐ，；凝縮圧力ら；蒸発温
度（凍結温度） Ｐ２；蒸発圧力ｌｂ−ｉｄ＝Ｑ，；
雪を融かす熱量ｌａ−ｌｅ＝Ｑ２：蓄熱水槽の水を凍結
させる熱量（冷凍効果）ｌｂ一１．＝ＡＬ；圧縮機の仕
事量（Ａ；仕事の熱当量、Ｌ；仕事量）Ｑ，＝Ｑ２十Ａ
Ｌ（熱力学等の第１法則）とすればヒートポンプの成績
係数（ｃ，ｏ，ｐ）；ど＝Ｑ，／ＡＬとなる。
第４図は第２図の冷房系サイクルＲのモリエール線図で
、ｆ→ｇ間は冷房用熱交換器８による蒸発行程、ｇ→ｆ
間は主熱交換器２による凝縮工程である。
、ｆ→ｇ間は冷房用熱交換器８による蒸発行程、ｇ→ｆ
間は主熱交換器２による凝縮工程である。
尚第３図、第４図とも標準的サイクルを示したものであ
る。
る。
第５図のブラィン式（間接式）の場合、ブラィンは碗熱
の形で冷力を運搬し、常に状態変化をすることなく液体
であるから、温度、液量などのコントロールが容易であ
る。
の形で冷力を運搬し、常に状態変化をすることなく液体
であるから、温度、液量などのコントロールが容易であ
る。
尚、冬期において融雪用熱交換器４を雛雪の目的に使用
したが、室内に設置すれば冬期の暖房にも使用できる。
したが、室内に設置すれば冬期の暖房にも使用できる。
以上で作用の説明を終わる。従来融雪、冷房を年周期の
蓄熱によって行う技術に地下帯水槽を蓄熱槽とするもの
がある。
蓄熱によって行う技術に地下帯水槽を蓄熱槽とするもの
がある。
即ち、夏期に冷房並びに太陽熱受熱により得られる温水
を地下帯水槽に滴養し、冬期にこの温水を吸上げて融雪
を行い、その冷水を再び地下に滴養して夏期に用いよう
とするものである。然しながら、この技術には先ず適切
な地質構造を選定しなければならないこと、それに規模
に制限があること、蓄熱が頭熱で行なわれるため蓄熱密
度（Ｋｃａｌ／ｋ９）が低いこと、人工滴義による地下
水質への影響などの問題が内在する。一方多雪地域にお
ける積雪の除去は生活の確保であり、また多量の雪の冷
熱エネルギー利用は省エネルギーに資するものである。
を地下帯水槽に滴養し、冬期にこの温水を吸上げて融雪
を行い、その冷水を再び地下に滴養して夏期に用いよう
とするものである。然しながら、この技術には先ず適切
な地質構造を選定しなければならないこと、それに規模
に制限があること、蓄熱が頭熱で行なわれるため蓄熱密
度（Ｋｃａｌ／ｋ９）が低いこと、人工滴義による地下
水質への影響などの問題が内在する。一方多雪地域にお
ける積雪の除去は生活の確保であり、また多量の雪の冷
熱エネルギー利用は省エネルギーに資するものである。
而して冬期の融雪、夏期の冷房というそれ程高密度なエ
ネルギーを必要としない挙動では低密度な雪の冷熱エネ
ルギーで充分可能である。
ネルギーを必要としない挙動では低密度な雪の冷熱エネ
ルギーで充分可能である。
本発明はこのような点に着眼し、且つ従来の技術的問題
に鑑み上述のように構成したから次のような特長を有す
るものである。
に鑑み上述のように構成したから次のような特長を有す
るものである。
１ 冬期において敵雪サイクル日を使用すれば融雪用熱
交換器４で融雪が行える。
交換器４で融雪が行える。
而かも雪の潜熱をヒートポンプ作用により蓄熱水糟１内
に輸送し、水を冷却凍結させて潜熱として貯えることが
できる。
に輸送し、水を冷却凍結させて潜熱として貯えることが
できる。
即ち蓄熱水槽１内の水の凍結潜熱と積雪の融解潜熱とを
ヒートポンプを媒介として交換し得ることになる。
ヒートポンプを媒介として交換し得ることになる。
また夏期において冷房系サイクルＲを使用すれば、蓄熱
水槽１内の氷を冷房用冷熱源として冷房用熱交換器８で
冷房が行える。
水槽１内の氷を冷房用冷熱源として冷房用熱交換器８で
冷房が行える。
従って冬乃至夏は氷の状態で、夏乃至冬は水の状態で蓄
熱し得ることになる。
熱し得ることになる。
２ 融雪用熱源は水の凍結潜熱でまかなえるので、他の
熱源は熱輸送用動力（ヒートポンプ動力：圧縮機の仕事
量）のみで済み、エネルギー効率は高いづ３ 審熱りＫ
槽１内の水若しくは氷と積雪とはどちらも０℃で凍結、
融解する物質であり、即ち０℃で凍結、融解する物質（
双方とも水）間の潜熱交換であるため、熱輸送に要する
温度差は僅かでよく、即ち第８図のモリエール線図上の
凝縮温鏡耳，と蒸発温度らとの差が小さくなり、ヒート
ポンプの成績係数ご＝Ｑ，／ＡＬは極めて高く、従って
従来技術の頭熱型と較べエネルギー効率は著しく増大す
る。
熱源は熱輸送用動力（ヒートポンプ動力：圧縮機の仕事
量）のみで済み、エネルギー効率は高いづ３ 審熱りＫ
槽１内の水若しくは氷と積雪とはどちらも０℃で凍結、
融解する物質であり、即ち０℃で凍結、融解する物質（
双方とも水）間の潜熱交換であるため、熱輸送に要する
温度差は僅かでよく、即ち第８図のモリエール線図上の
凝縮温鏡耳，と蒸発温度らとの差が小さくなり、ヒート
ポンプの成績係数ご＝Ｑ，／ＡＬは極めて高く、従って
従来技術の頭熱型と較べエネルギー効率は著しく増大す
る。
４ 更に潜熱による蓄熱（一部頭熱、即ち例えば一１ぴ
０〜十１０００の顕熱も利用できる）であるため、蓄熱
密度は従来の顕熟考熱に較べ大幅に上昇する。
０〜十１０００の顕熱も利用できる）であるため、蓄熱
密度は従来の顕熟考熱に較べ大幅に上昇する。
５ 蓄熱水槽１の容積を従来の顕熱篭熱槽の容積に較べ
小型化できる。
小型化できる。
０６ 従来の地下帯水槽利用と異なり、規模の選択が自
由である。
由である。
７ 冷房用冷熱源を有するため、夏期冷房用電力は循環
ポンプ１５，１６の電力のみで済む。
ポンプ１５，１６の電力のみで済む。
８ 産業上の利用分野として空気調和はもとよりタ 交
通、建築あるいは汚泥の凍結処理等にも応用できる。
通、建築あるいは汚泥の凍結処理等にも応用できる。
以上のように本発明によれば、年周期の潜熱利用により
低密度な雪の自然エネルギーの有効利用が図れる等の画
期的な効果を奏する潜熱交換方式による融雪、蓄熱、冷
房装置を提供することとなる。
低密度な雪の自然エネルギーの有効利用が図れる等の画
期的な効果を奏する潜熱交換方式による融雪、蓄熱、冷
房装置を提供することとなる。
図面は本発明の一実施例を示すものにして、第１図は全
体説明図、第２図は別例図、第３図は敷雪系サイクルの
モリエール線図、第４図は冷房系サイクルのモリエール
線図、第５図は別例図である。 Ｈ…・・・融雪系サイクル、Ｒ……冷房系サィクル、１
・・・・・・篭熱りＫ槽、２・・・・・・三重熱交換器
、３・・・・・・圧縮機、４・・…・敵雪用熱交換器、
５・・・・・・受液器、６…・・・膨張弁、７・・・・
・・液ポンプ、８・・・・・・冷房用熱交換器。 フノ碁２ 冬期‐‐， 夏 期 −一 ヌそ汐ａ 冬 史８ｍ， 夏 期−→ ツａ核ａ ヌゲ々乙 ヌグああ 冬期−‐， 麦畑′，
体説明図、第２図は別例図、第３図は敷雪系サイクルの
モリエール線図、第４図は冷房系サイクルのモリエール
線図、第５図は別例図である。 Ｈ…・・・融雪系サイクル、Ｒ……冷房系サィクル、１
・・・・・・篭熱りＫ槽、２・・・・・・三重熱交換器
、３・・・・・・圧縮機、４・・…・敵雪用熱交換器、
５・・・・・・受液器、６…・・・膨張弁、７・・・・
・・液ポンプ、８・・・・・・冷房用熱交換器。 フノ碁２ 冬期‐‐， 夏 期 −一 ヌそ汐ａ 冬 史８ｍ， 夏 期−→ ツａ核ａ ヌゲ々乙 ヌグああ 冬期−‐， 麦畑′，
Claims (1)
- １ 地下に断熱材壁で形成した蓄熱水槽を設け、この蓄
熱水槽内に主熱交換器を設け、この主熱交換器に冷媒が
循環する融雪系サイクルを付設し、この融雪系サイクル
を圧縮機と融雪用熱交換器と受液器と膨張弁とで構成し
、且つ蓄熱水槽に冷媒若しくは水が循環する冷房系サイ
クルを付設し、この冷房系サイクルを液ポンプと冷房用
熱交換器とで構成し、冬期は融雪系サイクルを使用して
融雪用熱交換器で融雪を行うと同時に主熱交換器で蓄熱
水槽内の水を冷却凍結させ、夏期は冷房系サイクルを使
用して蓄熱水槽内の氷を冷熱源として冷房用熱交換器で
冷房を行うようにしたことを特徴とする潜熱交換方式に
よる融雪、蓄熱、冷房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55077934A JPS6021302B2 (ja) | 1980-06-09 | 1980-06-09 | 潜熱交換方式による融雪，蓄熱，冷房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55077934A JPS6021302B2 (ja) | 1980-06-09 | 1980-06-09 | 潜熱交換方式による融雪，蓄熱，冷房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS572943A JPS572943A (en) | 1982-01-08 |
| JPS6021302B2 true JPS6021302B2 (ja) | 1985-05-27 |
Family
ID=13647905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55077934A Expired JPS6021302B2 (ja) | 1980-06-09 | 1980-06-09 | 潜熱交換方式による融雪，蓄熱，冷房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021302B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5635852A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-08 | Bando Chem Ind Ltd | Belt type steplessly variable speed change gear having clutch function |
| JPS58217133A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Yazaki Corp | ヒ−トポンプシステム |
| JPS59183267A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | 斉藤 俊郎 | 降雪の自動消雪貯冷法 |
| JPS60226957A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-12 | 松下電器産業株式会社 | 融雪装置 |
| JPS60233259A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-19 | 松下電器産業株式会社 | ヒ−トポンプ式融雪装置 |
-
1980
- 1980-06-09 JP JP55077934A patent/JPS6021302B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS572943A (en) | 1982-01-08 |
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