JPS6341747A - Cold thermal energy storing system - Google Patents

Cold thermal energy storing system

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Publication number
JPS6341747A
JPS6341747A JP18514686A JP18514686A JPS6341747A JP S6341747 A JPS6341747 A JP S6341747A JP 18514686 A JP18514686 A JP 18514686A JP 18514686 A JP18514686 A JP 18514686A JP S6341747 A JPS6341747 A JP S6341747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
water
antifreeze
heat
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP18514686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahisa Fujimoto
雅久 藤本
Kazuo Takahashi
一夫 高橋
Shinichiro Hattori
服部 真一郎
Toshiya Takenawa
竹縄 敏也
Toyozo Oshige
大重 豊三
Kazuhito Onishi
大西 和仁
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP18514686A priority Critical patent/JPS6341747A/en
Publication of JPS6341747A publication Critical patent/JPS6341747A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To store a large quantity of cold thermal energy in a heat accumulating tank by suspending a container filled with water in the heat accumulating tank filled with antifreeze liquid and immersing a vaporizer of a freezer in the antifreezing liquid. CONSTITUTION:Refrigerant gas delivered by a compressor 2 is condensed by a condenser 3, and cools antifreezing liquid in a vaporizer 10 after going through an adiabtic expansion in an expansion valve 5. As the antifreeze liquid cooled in the vaporizer 10 descends through gaps between containers 11 and circulates in a heat accumulating tank 1 by convection, water in the container 11 is efficiently cooled and all of it become frozen to store cold thermal energy in the heat accumulating tank 1. In order to recover said cold thermal energy, a brine pump is operated. The antifreezing liquid is drawn by the brine pump 6 to enter a radiator 9 where it is heated by releasing the heat and returns to the upper part of the heat accumulating tank 1. As the ice in the container 11 is positioned higher due to a difference in the specific gravity from water, the temperature difference from the circulated antifeezing liquid becomes greater, thereby improving the heat exchanging efficiency.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は水を凍結させることによって冷熱エネルギーを
蓄えるようにした冷熱エネルギー貯蔵装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a cold energy storage device that stores cold energy by freezing water.

(従来の技術) 従来の冷熱エネルギー貯蔵装置の1例が第3図に示され
、密閉された蓄熱槽01内にエチレングリコールの水溶
液等からなるプラインを充填する。
(Prior Art) An example of a conventional cold energy storage device is shown in FIG. 3, in which a sealed heat storage tank 01 is filled with prine made of an aqueous solution of ethylene glycol or the like.

そして、夜間電力等を用いて圧tliI機02を駆動す
ると、圧縮機02から吐出されたフロン等の冷媒ガスは
凝縮器03に入り、ここで冷却ファン04によって送風
される外気に放熱して凝縮液化する。この冷媒液は膨張
弁05に入って断熱膨張した後、蓄熱槽01内に入って
その中に充填されているプラインと直接接触してブライ
ンを冷却することによって自身は蒸発気化した後圧縮機
02に戻る。
When the pressure tliI machine 02 is driven using nighttime electricity, etc., refrigerant gas such as fluorocarbons discharged from the compressor 02 enters the condenser 03, where it radiates heat to the outside air blown by the cooling fan 04 and condenses. liquefy. After this refrigerant liquid enters the expansion valve 05 and expands adiabatically, it enters the heat storage tank 01 and directly contacts the brine filled therein, cooling the brine and evaporating itself. Return to

ブラインは冷却されることによってシャーヘット状に凍
結してその上部から逐次リキッドアイスを形成して行く
As the brine is cooled, it freezes into a sherhet shape and gradually forms liquid ice from the top.

電力需要の多い昼間には、蓄熱槽01の下部からプライ
ンポンプ06により抽出されたブラインは熱交換器07
に入り、ここで水を冷却することによって昇温した積蓄
熱槽O1内に還流し、M熱槽01内のリキッドアイスを
次第に解凍させる。熱交換器07で冷却された水は水ポ
ンプ08によりファンコイル等の放熱器09に送られ、
ここで室内の空気と熱交換して冷房することによって昇
温した後熱交換器07に還流する。
During the day when electricity demand is high, the brine extracted from the lower part of the heat storage tank 01 by the prine pump 06 is transferred to the heat exchanger 07.
The liquid ice in the M heat tank 01 is gradually thawed by cooling the water and refluxing it into the heated heat storage tank O1. The water cooled by the heat exchanger 07 is sent to a radiator 09 such as a fan coil by a water pump 08.
Here, the air is heated by exchanging heat with indoor air for cooling, and then is returned to the heat exchanger 07.

(発明が解決しようとする問題点) 上記従来装置においては、蓄熱槽01内のシャーヘット
状のりキッドアイス中を冷媒が流過するため、リキッド
アイスの層厚の変化によって冷媒の流れ抵抗が変化する
ので、リキッドアイスの層厚に対応して冷凍機を制御す
る必要があるのみならずブラインの流水抵抗も変化する
のでこれを放熱器に直接循環させることができない。こ
の結果、冷媒の循環回路及びブラインの循環回路の他に
ブラインと水との熱交換器、水ポンプ等からなる水の循
環回路を設けなければならず、従って、装置が複雑で高
価となるという不具合があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned conventional device, since the refrigerant flows through the liquid ice in the form of a liquid ice in the heat storage tank 01, the flow resistance of the refrigerant changes depending on the change in the layer thickness of the liquid ice. Therefore, not only is it necessary to control the refrigerator in accordance with the layer thickness of the liquid ice, but also the flow resistance of the brine changes, making it impossible to circulate it directly to the radiator. As a result, in addition to the refrigerant circulation circuit and the brine circulation circuit, a water circulation circuit consisting of a brine-water heat exchanger, a water pump, etc. must be provided, which makes the equipment complex and expensive. There was a problem.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点に対処するために発明されたもので
あって、その要旨とするところは、蓄熱槽内に充填され
た不凍液中に水を封入した容器を吊装するとともに冷凍
機の蒸発器を上記不凍液中に浸漬したことを特徴とする
冷熱エネルギー貯蔵装置にある。
(Means for Solving the Problems) The present invention was invented to solve the above problems, and its gist is that water is sealed in an antifreeze solution filled in a heat storage tank. A cold energy storage device characterized in that a container is suspended and an evaporator of a refrigerator is immersed in the antifreeze solution.

(作用) 本発明においては上記構成を具えているため、冷凍機を
運転してその蒸発器により不凍液を冷却し、この不凍液
を介して容器内の水を凍結させることにより蓄熱槽内に
冷熱エネルギーを貯蔵する。
(Function) Since the present invention has the above configuration, the refrigerator is operated to cool the antifreeze liquid by its evaporator, and the water in the container is frozen through the antifreeze liquid, thereby generating cold energy in the heat storage tank. to store.

一方、不凍液を蓄熱槽内から抽出して冷熱エネルギーの
利用先に供給することによって蓄熱槽内に貯蔵された冷
熱エネルギーを取り出す。
On the other hand, the cold energy stored in the heat storage tank is taken out by extracting antifreeze from the heat storage tank and supplying it to a user of the cold energy.

(実施例) 本発明の第1の実施例が第1図に示されている。(Example) A first embodiment of the invention is shown in FIG.

第1図において、1は蓄熱槽で、その中にはエチレング
リコール、塩化カルシニーム、塩化ナトリウム等の水溶
液からなる不凍液が充填されている。この不凍液中には
水を封入したプラス千ツク、ゴム、皮革等の弾性材より
なる管状の容器11が複数個相互に所定間隔を隔てて蓄
熱槽1の上部に架設された枠12に吊り下げることによ
って吊装されている。また、不凍液の上部には蒸発器1
0が浸漬され、この蒸発器10、圧縮n2、凝縮器3、
膨張弁5を冷媒配管によってこの順に連結することによ
って冷凍機が構成されている。6は不凍液を抽出するブ
ラインポンプ、9は放熱器である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a heat storage tank, which is filled with an antifreeze solution consisting of an aqueous solution of ethylene glycol, calcium chloride, sodium chloride, and the like. In this antifreeze solution, a plurality of tubular containers 11 made of elastic materials such as plastic, rubber, and leather are filled with water and suspended from a frame 12 constructed above the heat storage tank 1 at a predetermined distance from each other. It is suspended by this. Also, there is an evaporator 1 at the top of the antifreeze.
0 is immersed, this evaporator 10, compressor n2, condenser 3,
A refrigerator is constructed by connecting the expansion valves 5 in this order through refrigerant piping. 6 is a brine pump for extracting antifreeze, and 9 is a radiator.

しかして、夜間電力により冷凍機の圧縮機2を駆動する
と、圧縮a2から吐出されたフロン等の冷媒ガスが凝縮
器3に入り、ここで冷却ファン4によって送風される外
気に放熱してam液化する。
When the compressor 2 of the refrigerator is driven by electricity at night, refrigerant gas such as fluorocarbons discharged from the compressor a2 enters the condenser 3, where it radiates heat to the outside air blown by the cooling fan 4 and becomes an am liquefier. do.

この冷媒液は膨張弁5に入って断熱膨張した積重発器1
0に入りここで不凍液を冷却することにより自身は蒸発
気化して冷媒ガスとなり圧縮機2に戻る。
This refrigerant liquid enters the expansion valve 5 and is adiabatically expanded in the stack generator 1.
By cooling the antifreeze liquid, it evaporates and becomes a refrigerant gas, which returns to the compressor 2.

不凍液は蒸発器10により冷却されると凍結することな
くその温度のみが低下し、その温度が0℃以下に低下す
ると、容器ll内の水が凍り始める。
When the antifreeze is cooled by the evaporator 10, only its temperature drops without freezing, and when the temperature drops below 0° C., the water in the container 11 begins to freeze.

その際、蒸発器lOが不凍液の上部に浸漬されているた
め、蒸発器10によって冷却された不凍液は容器11の
間隙を通って下縫し、対流によって蓄熱槽1内を回流す
るので、容器11内の水は効率良く冷却されてその全て
が凍結し、かくして、冷熱エネルギーが蓄熱槽1内に貯
蔵される。
At this time, since the evaporator IO is immersed above the antifreeze, the antifreeze cooled by the evaporator 10 passes through the gap in the container 11 and circulates in the heat storage tank 1 by convection. The water inside is efficiently cooled and all of it freezes, thus storing cold energy in the heat storage tank 1.

この冷熱エネルギーを取り出す場合にはブラインポンプ
6を運転する。すると、蓄熱槽1の下部から不凍液がブ
ラインポンプ6によって抽出されて放熱2:9に入り、
ここで放熱して昇温した後蓄熱槽1内の上部に戻る。容
器11内の氷は水との比重差により上部にあるので、還
流してきた不凍液との温度差が大きいため熱交換効率が
良く、しかも、容器11の体積はその中の氷の解凍が進
むに従って約10%減少するため、蓄熱槽l内の不凍液
は円滑に回流する。
When extracting this cold energy, the brine pump 6 is operated. Then, antifreeze is extracted from the lower part of the heat storage tank 1 by the brine pump 6 and enters the heat radiation 2:9,
After radiating heat and increasing the temperature, it returns to the upper part of the heat storage tank 1. The ice in the container 11 is located at the top due to the difference in specific gravity with water, so there is a large temperature difference with the refluxing antifreeze, so the heat exchange efficiency is good, and the volume of the container 11 increases as the ice inside it thaws. Since the amount decreases by about 10%, the antifreeze in the heat storage tank l circulates smoothly.

なお、冷熱エネルギーを取り出している間、冷凍機を運
転して、蓄熱槽1内に冷熱エネルギーを補給することが
でき、また、容器11の直径を変更することによってそ
の数を変更できるため、M熱槽lの容量が同一であって
もその蓄熱量を自由に変更できる。更に、水は弾性材よ
りなる容器11内に封入されているため、水の凍結、解
凍による体積変化に容易に追随することができ、また、
容器11を不凍液中に吊装することによって、容器11
の内外の圧力差をほぼ零とすることができ、従って、容
器11の肉厚を薄くできるので、内外の熱伝達率を向上
しうる。更に、容器11は不凍液中に吊装されているの
で、容器11内の水が凍結しても、従来のように氷によ
って冷媒や不凍液の流れを妨げることがないとともに氷
の凍結及び解凍時を通して不凍液の通路面積がほぼ一定
となり、その流れ砥抗がほぼ一定となる。従って、不凍
液を直接放熱器に供給することができるので冷水の循環
回路を省略することができ、この結果、装置が簡素化さ
れ、かつ、安価に製造しうる。
Note that while the cold energy is being taken out, the refrigerator can be operated to replenish the cold energy in the heat storage tank 1, and the number of cold energy can be changed by changing the diameter of the container 11. Even if the capacity of the heat tank l is the same, the amount of heat storage can be freely changed. Furthermore, since the water is sealed in the container 11 made of an elastic material, it can easily follow volume changes due to freezing and thawing of the water.
By suspending the container 11 in antifreeze, the container 11
Since the pressure difference between the inside and outside of the container 11 can be made almost zero, the wall thickness of the container 11 can be reduced, and the heat transfer coefficient between the inside and outside can be improved. Furthermore, since the container 11 is suspended in the antifreeze, even if the water in the container 11 freezes, the flow of the refrigerant and antifreeze will not be hindered by ice, unlike in the conventional case, and the antifreeze will flow throughout the freezing and thawing of the ice. The area of the passage is almost constant, and the flow resistance is almost constant. Therefore, since antifreeze can be directly supplied to the radiator, a cold water circulation circuit can be omitted, and as a result, the device can be simplified and manufactured at low cost.

本発明の第2の実施例が第2図に示されている。A second embodiment of the invention is shown in FIG.

M熱槽20は大気に開放されており、この蓄熱槽20に
充填された不凍液中に上部が開口する有底管状の金属又
はプラス千ツク等からなる容器21が複数個相互に所定
の間隔を隔てて蓄熱槽20の上部に架設された枠12に
吊装されている。
The M heat tank 20 is open to the atmosphere, and a plurality of containers 21 made of bottomed tubular metal or plastics, etc., each having an open top are placed at a predetermined distance from each other into the antifreeze filled in the heat storage tank 20. The heat storage tank 20 is suspended from a frame 12 that is placed above the heat storage tank 20 at a distance therebetween.

また、蓄熱槽20の中央部に上下に開口を有する隔壁2
2によって囲まれた空所23を設け、この空所23内に
冷凍機の蒸発器24が配設されている。25は防塵機能
を兼ねる断熱材からなるカバーである。
Also, a partition wall 2 having vertical openings in the center of the heat storage tank 20 is provided.
A space 23 surrounded by 2 is provided, and an evaporator 24 of the refrigerator is disposed within this space 23. 25 is a cover made of a heat insulating material that also has a dustproof function.

他の構成は第1図に示す第1の実施例と同様であり、対
応する部材には同じ符号が付されている。
The rest of the structure is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and corresponding members are given the same reference numerals.

しかして、夜間電力等を利用して冷凍機を運転すると、
蒸発器24によって不凍液が冷却される。
However, if you operate the refrigerator using electricity at night,
The antifreeze is cooled by the evaporator 24.

冷却された不凍液は比重が大きくなり空所23内を下降
してその下部の開口から外部に出る。この結果、空所2
3外の不凍液は容器21の隙間を上昇して空所23内に
その上部開口から流入するので==槽20内の不凍液の
温度分布は上高下低となる。これに伴って、容器21内
の水は下方から次第に凍結して氷となり、冷熱エネルギ
ーが蓄熱槽20内に貯溜される。
The cooled antifreeze has a higher specific gravity, descends within the cavity 23, and exits from the opening at the bottom thereof. As a result, empty space 2
Since the antifreeze liquid outside 3 rises through the gap in the container 21 and flows into the cavity 23 from its upper opening, the temperature distribution of the antifreeze liquid in the tank 20 becomes high and low. Along with this, the water in the container 21 gradually freezes from below and becomes ice, and cold energy is stored in the heat storage tank 20.

この冷熱エネルギーを利用するには、ブラインポンプ6
を運転するが、これによって、蓄熱槽20内下部の温度
が低いブラインが抽出され、放熱器9を経て温度が上昇
した後蓄熱槽20内に還流するので、この場合にも蓄熱
槽20内の不凍液の温度分布は上高下低となる。
To utilize this cold energy, the brine pump 6
As a result, the brine whose temperature is low in the lower part of the heat storage tank 20 is extracted, and after the temperature rises through the radiator 9, it flows back into the heat storage tank 20. The temperature distribution of antifreeze is high and low.

かくして、蓄冷時及び冷熱利用時、蓄熱槽20内の不凍
液の温度分布は上高下低となるので、蓄熱槽20の上部
から外気の熱エネルギーの流入は極少に維持される。
Thus, during cold storage and cold energy utilization, the temperature distribution of the antifreeze in the heat storage tank 20 is high and low, so that the inflow of thermal energy from the outside air from the upper part of the heat storage tank 20 is kept to a minimum.

また、容器21は上部が開口しているので、水の凍結、
解凍に伴う体積の変化によって何等の支障を受けること
はなく、また、容器21内の水位を図示のように不凍液
の液面より高くしておけば、容器21の破損を目視によ
り容易に確認できる。更に、容器21の断面を偏平とす
れば、その伝熱面積を拡大して伝熱効率を向上しうる。
In addition, since the container 21 is open at the top, water can be prevented from freezing.
There is no problem due to changes in volume due to thawing, and damage to the container 21 can be easily confirmed visually if the water level in the container 21 is set higher than the antifreeze liquid level as shown in the figure. . Furthermore, if the cross section of the container 21 is made flat, the heat transfer area can be expanded and the heat transfer efficiency can be improved.

なお、上記実施例においては冷熱エネルギーを冷房に利
用しているが、食品の保管、低温栽壇、低温養殖等に利
用できることは勿論である。
In the above embodiments, cold energy is used for air conditioning, but it can of course be used for food storage, low-temperature cultivation, low-temperature aquaculture, etc.

(発明の効果) 本発明においては、蓄熱槽内に充填された不凍液中に水
を封入した容器を吊装するとともに冷凍機の蒸発器を上
記不凍液中に浸漬したため、容器内の水を凍結させるこ
とにより大量の冷熱エネルギーを蓄熱槽内に貯蔵するこ
とができ、更に、水の凍結又は解凍に拘らず不凍液のた
めの一定の流通面積を確保することができる。従って、
不凍液の流通抵抗をほぼ一定に保つことができるため、
従来のように氷の厚層に応じて冷凍機の能力を制御する
必要がなくなるのみならず不凍液を直接冷熱エネルギー
の利用先に供給できるため装置が簡素化され、かつ、そ
の製造及び運転コストが軽減される。
(Effects of the Invention) In the present invention, a container filled with water in an antifreeze solution filled in a heat storage tank is suspended, and the evaporator of the refrigerator is immersed in the antifreeze solution, so that the water in the container cannot be frozen. This allows a large amount of cold energy to be stored in the heat storage tank, and furthermore, a constant flow area for the antifreeze can be ensured regardless of whether the water is frozen or thawed. Therefore,
Since the antifreeze flow resistance can be kept almost constant,
This not only eliminates the need to control the capacity of the refrigerator depending on the thickness of the ice layer as in the past, but also allows antifreeze to be supplied directly to the cooling energy user, simplifying the equipment and reducing manufacturing and operating costs. Reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す図式系統図、第2
図は本発明の第2の実施例を示す図式系統図、第3図は
従来の冷熱エネルギー貯蔵装置の図式系統図である。 蓄熱槽・1120、容器−11,21、茶発器−40,
24第3図
FIG. 1 is a diagrammatic system diagram showing the first embodiment of the present invention;
The figure is a diagrammatic system diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagrammatic system diagram of a conventional cold energy storage device. Heat storage tank 1120, container 11, 21, tea generator 40,
24Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 蓄熱槽内に充填された不凍液中に水を封入した容器を吊
装するとともに冷凍機の蒸発器を上記不凍液中に浸漬し
たことを特徴とする冷熱エネルギー貯蔵装置。
A cold energy storage device characterized in that a container filled with water is suspended in an antifreeze solution filled in a heat storage tank, and an evaporator of a refrigerator is immersed in the antifreeze solution.
JP18514686A 1986-08-08 1986-08-08 Cold thermal energy storing system Pending JPS6341747A (en)

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JP18514686A JPS6341747A (en) 1986-08-08 1986-08-08 Cold thermal energy storing system

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0278839A (en) * 1988-09-16 1990-03-19 Chiyoda Corp Ice heat accumulation tank
US5036904A (en) * 1989-12-04 1991-08-06 Chiyoda Corporation Latent heat storage tank

Cited By (3)

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