JPS61282739A - 氷スラリ−蓄熱装置 - Google Patents

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】 従来の氷により蓄熱し、この熱を昼間の冷房に用いる方
法には冷房用水の循環系中に設けた貯氷槽と、この貯氷
槽中に設けた、冷却凍結管内に冷房用水を冷却するため
の・冷媒を流し、冷却凍結管表面に、冷房用水を凍結さ
せ蓄熱し、この蓄熱エネルギーを使用する場合、冷房用
温水を貯氷槽中に戻し、氷と直接、熱交換し、水を冷却
し再度冷房に使用する。このような方法の場合、伝熱管
表面に氷が氷結すると、その厚さを増すにつれて、氷の
断熱効果により、水と管内の冷媒の熱交換が悪くなり、
氷の生成速度が遅くなる。これを補うために必然的に伝
熱管の表面積を大きくせねばならず、装置も大型となり
、その費用も増す、一方このような氷生成速度の不利を
改良するため竪型薄膜自然流下による熱交換器を用いて
、細氷を水中に生成させ、これをスラリー状にて冷房に
使う方法も提案されている。この方法は竪型薄膜自然流
下による熱交換器とこれにより生成した、細氷入リスラ
リー液を貯蔵するタンクと、この細氷入り水溶液を熱交
換器　より貯蔵タンクへ輸送する手段と、また貯蔵タン
ク内の水を熱交換器へ戻す手段とで主たる構成をなす、
この方法は熱交換器の伝熱面を水が流下してゆく際に冷
却され、その一部が細氷となり熱交換器外へ排出される
ため、伝熱面に氷が付着せず、常に次なる水に伝熱面が
接触するので氷の付着による伝熱効率の低下は防ぐこと
ができるがしかし、通常用いられている液化ガス、ブラ
イン等の冷媒を用いた場合、冷媒温度が低いため伝熱管
表面に水が氷結し、伝熱管を閉塞させたり、管を破損し
たりすることがある。これを防ぐため水の流量を増すと
、細氷が生成せず、細氷を発生させる運転方法が難かし
い。

このような問題を解決するため、水の中に塩化カルシウ
ム、エチレングリコール等を混入させた溶液を前記熱交
換器中に流すことにより、この水溶液の凍結点は０℃以
下となるため、氷の生成温度以下に過冷却することがで
き、管表面の凍結を防止することができると共に、この
溶液中の水分を結晶させることができるが、一般の冷房
に用いられている冷房用水は水道水や井戸水であり、前
記のような溶液を冷房用配管に直接流すことは腐食の原
因となり、更に溶液が水と混ざり希釈されるので、更に
アイススラリー液と冷房用循環水とを間接的に接触させ
る熱交換器が必要になり、装置も複雑、かつ費用も増す
欠点がある。

更に凍結熱交換器に液化ガス冷媒を流す場合、圧力容器
となり製作が難かしい。

このほかに運転中に溶液中の水分を氷結させこの氷を除
いた残りの水溶液を循環するため、溶液の濃度が徐々に
増し、溶液の氷結温度が下がり水が氷晶し難くなるので
、前記熱交換器内に流す溶液の流量を常に調整けねばな
らず手間がかかる。

このほかに密閉容器内に貯蔵した冷房用水中に液化ガス
冷媒液を噴入させ、水を直接、接触させて製氷する方法
もあるが、水中に冷媒が溶解したり、冷房用水を使用す
る際にガス化した冷媒が漏洩したりし、損失や危険を伴
うことがあり、また冷媒ガスに混入した水分が、冷媒ガ
スを圧縮する冷凍装置のコンプレッサーに入り、コンプ
レッサーを破損させる等の事故にもつながるため、好ま
しい方法ではない。

本発明は前記の問題点を解決した、氷入り水溶液を作る
ことにより蓄熱し、この蓄熱エネルギーを冷房等に利用
する蓄熱装置に関する。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明は通常用いられている液化ガス冷媒を用いた冷凍
装置の熱交換器により水性溶液をその氷結温度近くまで
冷却し、これを製氷槽内に貯蔵し、この冷却した水性溶
液中に冷房用水を散入させ、直接、水性溶液と熱交換を
□おこなわせることにより水を凍結させ、できた氷１ス
ラリー液中の氷を、製氷槽内より取り出し、貯氷し、こ
の氷で冷房用循環温水を直接又は間接に冷却し、冷房に
使用す□る。

図に従い本発明の詳細な説明する。

■はその外面を断熱■した貯氷槽■中に設置した製氷槽
である０本実施例では貯氷槽中に製氷槽を設けたがこれ
を別々にしてもよい。

製□氷槽上部にはモーター■に□より水平に旋回する氷
掻き取り羽根■を設けである。

■は過冷却した水性溶液であり、この水性溶液はその氷
結温度がマイナス３℃以下゛になるよう水に塩化カルシ
ウム、塩化ナトリウム、エチレングリコール、エチルア
ルコール等を混入した水溶液を用いる　　　゛　　　が
上記のものに限定されることはない。

■はその水性溶液を製氷槽に送る管であり■はその製氷
槽入口ノズルであり■は温たまった水性溶液■を氷スラ
リー状溶液から抜き出すためのストレーナ−であり、氷
ス□゛ラリー溶液中の細氷が通り抜けられない網目の寸
□法を用いる。

［相］はその溶液の出口ノズルであり、ポンプ０により
、配管Ｏを通り、熱交換器Ｏへ送られる。＠ｌはフレオ
ン（商標）、アンモニア、等の液化冷媒ガスを圧縮する
コンプレッサーであり、熱交換器Ｏにて水性溶液■と熱
交換をおこない気化した液化ガスは配管［相］にてコン
プレッサー［相］へ送られここで圧縮され、その後凝縮
器Ｏで冷却され、液化し、ふたたびポンプＯにより配管
［相］′を経て熱交換器Ｏへ送られ、温たまった水性溶
液を冷却し、気化するような密閉冷凍サイクルを構成す
る。

Ｏは水の噴出ノズルであり、製氷槽代部に設は水を１一
方に向けて噴出するようにする。０は水のノズルＯへの
送水ポンプであり、貯氷槽中の水分を管ＩＪｎごて抜き
出し、管ＯにてノズルＯへ供給する。

０は温たまった冷房循環水の貯氷槽への戻り口であり０
は氷にて冷却された冷房水の出口である。

次に、このように構成した装置により製氷し、蓄熱し、
これを利用する方法について説明する。

先ず、製氷槽■中にあらかじめ溜めである水性溶液■を
ポンプ■を運転し、配管■、Ｏを通じ熱交換器Ｏへ送り
、更に配管のを経て、製氷槽■へ戻す循環運転をおこな
う。

次に冷凍サイクル中の液化ガスをコンプレッサー［相］
で圧縮し、凝縮器Ｏで液化し、送液ポンプ０にて配管０
“により熱交換器０へ送る液化ガスの冷凍サイクルの運
転をおこなう。

このようにして、水性溶液■を熱交換器Ｏにて凍結しな
いよう過冷却し、製氷槽■中に貯蔵する。

このようにして十分な冷熱を製氷槽中に蓄積した後、ポ
ンプＯを運転し、貯氷槽中の水を配管Ｏ５Ｏを通し、製
氷槽底部に設けた散水ノズル０より槽内の過冷却した水
性溶液中に散布する。

散布された水は直接、製氷槽中の水性溶液と接触し、冷
却され、マイナス温度となり、結氷し、細氷となって氷
はその浮力により、製氷槽−Ｌ方に浮−１ニし、集積す
る。

この細氷をモーター■により旋回する掻き取り羽根■に
より、掻き取り、槽外周へ移動させ、製氷槽頂端より槽
外へ排出する。

図面では製氷槽を貯氷槽中に設置した例を示したが、こ
れを別々に設けた場合、氷の搬送手段を設ける。

排出された細氷は製氷槽を取り囲むよう設けた貯氷槽中
へ集積される。

製氷槽中で水と熱交換をし、温たまった水性溶液■はポ
ンプ０の運転によりストレーナ−■にて溶液中の水分を
分離して、液のみ出口■より配管０を通じて再度熱交換
器Ｏへ送られ、ふたたび冷却された後製氷槽へ送られ、
常に水を冷却し充水させるに十分な冷熱を蓄積する。

このようにして製氷し、貯氷槽に十分な水分を貯めた後
製氷運転を止める。

このようにして蓄積した氷を利用して冷房水を冷却する
には貯氷槽■の冷房水戻り入口ノズル０より温たまった
冷房水を水中に流し、冷却した後、その水を出口０より
取り出し、冷房に用いる。

このようにしたため熱交換器の冷却管表面に氷が凍結し
ないので効率よく水性溶液を冷却することができると共
に、水性溶液と冷房用水とを直接接触させるため、製氷
用熱交換器を省くことができ装置を簡素化することがで
き、かつ効率よく製氷できるうえ、できた氷を直接貯氷
槽に入れるためその氷の移動に要する装置とエネルギー
を省くことができかつ、製氷槽外面よりの冷熱の放出を
貯氷槽内の水や氷の冷却に利用できる等の利点がある。

また貯蔵した氷を融解して利用する際には温たまった冷
房水を細氷萌に直接流すため効率よく冷却できると共に
温度のバラつきの少ない冷却ができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す系統図である。 ｌ）製氷槽 ２）貯氷槽 ５）掻き取り羽根 り）水性溶液 １１）ポンプ １３）熱交換器 １４）コンプレッサー 脅を褪巖又りわ截凍籍

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）製氷槽内の過冷却した水性溶液中に水を散入し、水
   性溶液と水を直接、接触させる手段と、できた細氷を貯
   氷槽に移す手段とにより、貯氷槽中に氷を蓄積させ、こ
   の貯氷槽中の氷により冷房水を冷却することを特徴とす
   る氷蓄熱装置 ２）貯氷槽中に製氷層を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第一項に記載の氷蓄熱装置