JPS6036835A - 氷蓄冷式空調冷房システム - Google Patents

氷蓄冷式空調冷房システム

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JPS6036835A
JPS6036835A JP58144565A JP14456583A JPS6036835A JP S6036835 A JPS6036835 A JP S6036835A JP 58144565 A JP58144565 A JP 58144565A JP 14456583 A JP14456583 A JP 14456583A JP S6036835 A JPS6036835 A JP S6036835A
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厚二 松本
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吉田 正三
Shiro Kawakami
川上 司郎
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Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
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    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は氷蓄冷と冷水製造機構とを組合せた氷蓄冷式の
空調は房システムに関するものである。
水の顕熱を利用した冷房システムに代り、近年、水を凍
らせて、氷の持つ融解熱を利用して、蓄冷槽の容私を小
さくした氷蓄冷式の空調冷房システムが検討されている
。このシステムでは安価な深夜電力を利用1〜て、技量
に蓄冷装置を運転して製氷し、昼間の空調冷房時に氷と
循環冷水を熱交換し、これを空調機器に循Jλさせて運
転経費を安くすることができる利点がある。
この種の氷蓄冷式の空気調和システムでは、従来種々の
蓄冷装置が開発されている。最も新しい蓄冷装置として
は、冷媒ガスを循環させて凝縮・気化を繰シ返すことに
よって冷却を行う冷凍回路の蒸発器と、負荷側回路に選
択的に接続遮断可能とした冷房用冷水循環回路の蓄冷槽
とを複数本のヒートツクイブで接続したものがある。こ
の装置では蓄冷槽内に4重着したヒートパイプの表面部
に着氷させて、ここに厚く氷を形成し、冷房時に冷水を
通して氷を融解させて循環冷水とするものである。この
構造では冷凍回路の冷媒管の表面に直接製氷するものに
比べ、ヒートツヤイア09表面を着氷面として利用でき
る之め冷凍機の負荷変動も少なく、冷媒管路の簡略化も
図ることができる。
しかしながら、このような氷蓄冷式による空調冷房シス
テムでは、夏期の冷房をまかなうだけの十分な量の氷を
製造するには装置を大型化しなければならない。例えば
第1図のグラフに曲線で示すように1昼間にピークのあ
る空調負荷があるとすると、これに見合う冷房能力が必
要となる。従来の装置で夜間に冷凍機を運転して製氷し
、昼間に氷を融解して冷熱を取り出すとすると、第2図
に示すように夜間の製氷による氷蓄冷量a + bと、
昼間に放出する冷熱取出し量Cとは等しくなる必要があ
る。このため空調負荷の大きい夏期の昼間に十分な冷房
を行うためには、運転能力の大きい大型の冷凍機を必要
とする上、十分な量の氷を製氷するため大容量の氷蓄冷
槽が必要となシ設備が大型化しこれに上って電力消費量
も大きく、設備費も高くなる欠点があった。
本発明はかかる点に艦み稀々研究を行った結果、氷蓄冷
と冷水製造機構とを併設し、空調負荷の大きい昼間に両
者を同時に運転して、設備の小型化を図ると共に、設備
費と運転経費の低減を図った氷蓄冷式空調冷房システム
を開発したものである。
即ち本発明は冷媒力ヌを7j1環させて凝縮・気化を繰
シ返すことによって冷却を行う冷凍回路の蒸発器と、負
荷側回路に選択的に接舷遮断可能とした冷房用冷水循環
回路の蓄冷槽とを複数本のヒートパイプで接続して、蓄
冷槽内のヒートパイプ表面に着氷させた氷と循環冷水と
をt込交換させて蓄冷、冷房を行う永蓄冷式空閂冷iカ
システムにおいて、前記冷凍回路の圧縮機と凝縮器に接
続する別個の蒸発器を設けた冷凍パイプやス回路を形成
すると共に、この蒸発器を通り負荷側回路に接続する負
荷バイパス回路を形成したことを特徴とするものである
以下本発明の実施例を1面を参+!Q Lで計測に説明
する。
第4図は本発明の一実施例による空調冷房システムを示
すものである。
図において1は蓄冷装置を示すもので、上部に蒸発器2
が、下部に蓄冷槽3が仕切板4を介して設けられ、これ
らの外周は断熱材5により被覆されている。この蓄冷装
置1の内部には仕切板4を上下に貫挿して複数本のヒー
トバイブロが挿着され、ヒートノやイブ6の上部6aは
蒸発器2に、下部6bは蓄冷槽3内に夫々配置されてい
る。また蓄冷槽3内には各ヒートバイブロ・・・間に位
置して復数枚の邪魔板7・・・が、上下方向に交互に間
隔を設けて取付けられ、内部を流通する循環冷水8が上
下に蛇行する流水通路が形成されている。
蓄冷槽3の流水通路の入口側と出口側とには、冷水8が
循環する冷水循環回路Aが設けられている。この冷水循
環口MAには蓄冷時の冷水8の流動と空調時の冷熱数シ
出し、を兼用する循環ポンプ9と、バルブ10aとが設
けられ、これ更に前記冷水循環回路Aはバルブ10b、
1θCを介して、室内に設けた空調機器12・・・を通
る負荷側回路Bが接続されている。この負荷側回路Bに
は空調ボンf13が設けられ、冷水循環回路Aから送ら
れてきた冷水8を、負荷側回路Bの空調機器12に循環
させるようになっている。
蒸発器2の冷媒流路の入口側と出口側とに接続して冷凍
回路Cが設けられ、この冷凍回路Cには圧縮機14と凝
縮器15および膨張装置d16とが設けられている。
また前記冷凍回路Cに設けられた圧縮機14と凝縮器1
5と全通って、別に設けた膨張装置17と水冷却器18
とを通る冷凍パイ・ぐス回路りが設けられている。更に
この冷凍バイパス回路りの水冷却器18を通シ前記負荷
側回路I3に接続する負荷側バイパス回路Eが形成され
ている。19はこの負荷側パイ・ぐス回路Eに設けられ
た循環ポンプで冷水8を循環させるものであなお図にお
いて20は蓄冷槽3内のヒートバイブロの表面に形成さ
れ氷、10d、10e。
10f、logは切替えバルブを夫々示す。
次に上記構成を成す蓄冷式空調冷房装置を運転する場合
の動作を説明する。
まず、蓄冷運転動作について説明する。例えば深夜電力
を使って氷蓄冷する場合、負荷側回路Bのパルプ10b
、10cを閉じ、冷凍パイ・ぐス回路りのパルプ10f
plOgを閉じ、他は開放しておく。この状態で冷房用
冷水循環回路Aと、冷凍回路Cの運転を行う。
冷凍回路Cでは圧縮機14で圧縮された冷媒がスは凝縮
器15、膨張装置16を経て蒸発器2に達し、ここでヒ
ートパイゾロの上部6aと熱交換して、再び冷媒ガスは
圧縮機14に戻されるようになっている・ 一方、冷房用冷水循環回路人では循環ポンプ9の運転に
よシ冷水8は蓄冷槽入口から蓄冷槽3の内部に流入し、
蓄冷槽3内に設けた邪魔板7によりト下にジグザグに形
成された流水通路を通って槽内を一様に流動する。
このとき、蒸発器′2に流入した冷媒がスがヒート・ヤ
イプ6の上部6aを冷却し、ヒートバイブロの高速均一
熱伝達作用によシ、苓冷槽3内に挿着されたf部6bか
ら吸熱して、この表面が冷却される。この結果、蓄冷槽
3内を停止又は流動する冷水8がヒートバイア6の下部
6ムに接して、この表面で着氷し、次第に氷20が厚く
成長して行く。
以上の動作により、蓄冷槽3内のヒート・ぐイア66の
表面に所要仕の氷20が形成されると、制御コントロー
ル盤1ノから停止信号が出され、圧縮機14と循環、+
9ンプ9の運転が停止される。
ここで着氷した氷20け断熱拐5によって保冷され、空
調運転開始時間になるまで蓄冷(・33内に保存される
空調運転開始時間となったとき、制御コントロール盤1
1からの・ぐルプ切換信号によって・ぐルグ10a、1
0d110eを閉じ、iZルブ10b、IOC,10f
、10gを開放して、冷却用冷水循環回路Aと負荷側回
路Bとを接続すると共に、冷凍パイ・ぞス回路りと、負
荷側バイパス回路Eとを運転する。この切替えが完了し
た時点で空調ポンプ13、循環ポンプ9,19と圧縮機
14とを運転開始する。
この結果、循環ポンプ9と空調ポンプ13の運転によシ
、蓄冷槽3内の冷水8はヒートバイア″6の表面に着氷
した氷20と接触して徐々に溶かしながら、ソグデグ状
の流水通路を通って冷却され、冷水循環回路Aから負荷
側回路Bに流入して、室内に設けた空調機器12で熱交
換して室内の冷房を行う。負荷側回路Bを循環する冷水
8は、空調機器12の負荷変動に応じて作動するバルブ
10cの制御を受け、一部の冷水8は冷水循環回路Aに
樽かれて蓄冷槽3に入り、氷20を徐々に溶かして冷却
され、残りの冷水8は負荷側回路Bを循環する。
一方、圧縮機14と凝縮器15との運転により、冷凍パ
イAス回路りが運転され、冷媒がスは圧縮機14と凝縮
器15とを通シ、膨張装置17を経て別に設けた水冷却
器18に電力・れる。またこの水冷却器18を通る負荷
側・々イ・ぐス回路Eには負荷側回路Bから分岐した管
路を通って冷水8が水冷却器18に導かれ、ここで前記
冷凍・ぐイパス回路りを通る冷媒ガスと熱交換を行って
冷却され、循環ポンプ19により負荷側回路Bに戻され
る。
この運転動作による蓄冷と放冷との間係を示すと、第3
図のグラフに示すように、夜間に冷凍機を運転して、製
氷した氷蓄冷量a + bとすると、昼間の空調負荷時
には氷蓄冷f< a + bに見合う冷熱取出し曖Cと
冷凍・々イノ4ス回路りの運転によシ製造された冷水の
冷熱ffl’ dとの合計管を放冷することになる。
従って昼間の空調負荷時には、氷蓄冷された冷熱を取出
して冷房すると同時に、冷凍・々イ・eス回路りの水冷
却器18を運転して冷水8を製造するので、夜間に蓄冷
された氷2θの時間当りの消費量を少なくすることがで
きる。このため第2図および第3図のグラフから明らか
なように、従来のものに比べて消費する氷20が少ない
ので、冷凍機は小さい能力で十分であり、しかも蓄冷槽
3を小型化できると共に、冷凍回路Cの圧縮機14と凝
縮器15を冷凍バイパス回路りで共用して込るので、設
備費が従来のシステムに比べて約40%低減できると共
に、消費電力量も約15%低減することができる。
また冷凍回路Cの蒸発器2か、冷凍パイ・ぐス回路りの
水冷却器18の何れか一方が故障や修理の場合でも完全
に運転を停止することなく、冷房が可能である。
なお上記実施例では、昼間の空調負荷時の氷蓄冷からの
冷熱取出しと、冷凍パイノやス回路りによる冷水の製造
とを同時に行なう場合について示したが、空調負荷が少
ない場合には氷蓄冷からの冷熱取出しのみを行って冷房
を行っても良い。
また上記実施例では蓄冷槽3と蒸発器2とを仕切板4を
介して隔離し、ここにヒートバイブロを貫挿した場合に
ついて示したが、蓄冷槽3内にヒートノやイゾ6を配置
し、ヒートパイゾロの上部に夫々蒸発器2を取付けた構
造のものでも良い。
以上説明した如く、本発明に係る氷蓄冷式空調冷房シス
テムによれば、氷蓄冷と冷水製造装置とを併設し、空調
負荷の大きい昼間に両者を同時に運転し、水消費を少な
くして、設備の小型化を図り、設備費を低減すると共に
、運転経費を低減することができるなど顕著な効果を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は空調負荷の時間の経過による変局を示すグラフ
、第2図は従来の氷蓄冷方式による氷蓄冷量と冷熱取出
し量との関係を示すグラフ、第3図は本発明の一実施例
による空調冷房システムの氷蓄冷量と、冷熱取出し量お
よび冷水の冷熱量との関係を示すグラフ、第4図は本発
明の一実施例による空調冷房システムを示す系統図であ
る。 1・・・蓄冷装置、2・・・蒸発器、3・・・蓄冷槽、
6・・・ヒートパイゾ、8・・・冷水、9.19・・・
循環ポンプ、1θa〜10g・・・パルプ、12・・・
空調機器、” ”’ 圧1m 機、’ 5・= ?lF
: ml eG、16.17・・・膨張装置、18・・
・水冷却器、2o・・・氷、A・・・冷水循環回路、B
・・・負荷側回路、C・・・冷凍回路、D・・・冷凍バ
イパス回路、E・・・負荷「1σバイパス回路O

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 冷媒ガスを循環させて凝縮・気化を繰シ返すことKよっ
    て冷却を行う冷凍回路の蒸発器と、負荷側回路に選択的
    に接続連断可能とした冷房用冷水循環回路の蓄冷槽とを
    複数本のヒート・やイブで接続して、蓄冷槽内のヒート
    パイプ表面に着氷させた氷と循環冷水とを熱交換させて
    蓄冷、冷房を行う氷蓄冷式空調冷房システムにおいて、
    前記冷凍回路の圧縮機と凝縮器に接続する別個の蒸発器
    を設けた冷凍パイ・やス回路を形成すると共に、この蒸
    発器を通シ負荷側回路に接続する負荷バイパス回路を形
    成したことを特徴とする氷蓄冷式空調冷房システム。
JP58144565A 1983-08-08 1983-08-08 氷蓄冷式空調冷房システム Granted JPS6036835A (ja)

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