JP2000304308A - 内融式氷蓄熱装置 - Google Patents
内融式氷蓄熱装置Info
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Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱運転時の熱交換能力を促進し、単位時間
当りの放熱量を増大させた内融式氷蓄熱装置を提供す
る。 【解決手段】 水槽１内の垂直方向に設置した熱交換器
２の内部に熱媒体を流し、水槽内の保有水６を製氷・解
氷する内融式氷蓄熱槽において、前記水槽内保有水を攪
拌する手段を有することとしたものであり、前記水槽内
保有水を攪拌する手段が、水槽１内下部又は側面に設け
た空気の噴射ノズル３であるか、水槽下部又は上部より
取り出した水を、水槽内上部又は下部より噴射する噴射
装置とすることができ、該攪拌する手段には、該水槽内
保有水の攪拌を開始又は停止するタイミングを制御する
制御機構４，５を有するのがよい。
当りの放熱量を増大させた内融式氷蓄熱装置を提供す
る。 【解決手段】 水槽１内の垂直方向に設置した熱交換器
２の内部に熱媒体を流し、水槽内の保有水６を製氷・解
氷する内融式氷蓄熱槽において、前記水槽内保有水を攪
拌する手段を有することとしたものであり、前記水槽内
保有水を攪拌する手段が、水槽１内下部又は側面に設け
た空気の噴射ノズル３であるか、水槽下部又は上部より
取り出した水を、水槽内上部又は下部より噴射する噴射
装置とすることができ、該攪拌する手段には、該水槽内
保有水の攪拌を開始又は停止するタイミングを制御する
制御機構４，５を有するのがよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内融式氷蓄熱装置
に係り、特に建築物の室内空調機用、工場プロセス冷却
用、その他冷熱源に用いる水槽内の保有水を製氷・解氷
する内融式氷蓄熱装置に関する。
に係り、特に建築物の室内空調機用、工場プロセス冷却
用、その他冷熱源に用いる水槽内の保有水を製氷・解氷
する内融式氷蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放熱時の運転原理上、外融式氷蓄熱方式
又はダイナミック式氷蓄熱方式などの方式では、図３
（ｂ）に示されるように、氷蓄熱層内を流れる冷水と氷
との間で直接熱交換が行われるため、低温取り出しや短
時間での大容量取り出しが可能である。一方、内融式氷
蓄熱方式では、図３（ａ）に示されるように、放熱時に
蓄熱層内の氷及び保有水は静止したままであり、熱交換
器内を流れる熱媒体によって間接的に氷を融解させるた
めに、上記のような用途には不向きとされてきた。氷蓄
熱方式は、従来の水蓄熱方式に比べて体積効率が非常に
高く、その中でも、特に内融式氷蓄熱方式は、ダイナミ
ック方式や外融式等に比べて省スペースで大容量の蓄熱
を可能とする。しかし、内融式氷蓄熱方式では、放熱時
において、他の氷蓄熱方式に比べて低温取り出しが難し
いことや、単位時間当たりの放熱可能量が限定されるこ
とから、運用方法によっては、体積効率の高さを活かせ
ないことが弱点であった。
又はダイナミック式氷蓄熱方式などの方式では、図３
（ｂ）に示されるように、氷蓄熱層内を流れる冷水と氷
との間で直接熱交換が行われるため、低温取り出しや短
時間での大容量取り出しが可能である。一方、内融式氷
蓄熱方式では、図３（ａ）に示されるように、放熱時に
蓄熱層内の氷及び保有水は静止したままであり、熱交換
器内を流れる熱媒体によって間接的に氷を融解させるた
めに、上記のような用途には不向きとされてきた。氷蓄
熱方式は、従来の水蓄熱方式に比べて体積効率が非常に
高く、その中でも、特に内融式氷蓄熱方式は、ダイナミ
ック方式や外融式等に比べて省スペースで大容量の蓄熱
を可能とする。しかし、内融式氷蓄熱方式では、放熱時
において、他の氷蓄熱方式に比べて低温取り出しが難し
いことや、単位時間当たりの放熱可能量が限定されるこ
とから、運用方法によっては、体積効率の高さを活かせ
ないことが弱点であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、放熱運転時の熱交換能力を促進し、単位時間
当りの放熱可能量を増大させた内融式氷蓄熱装置を提供
することを課題とする。
術に鑑み、放熱運転時の熱交換能力を促進し、単位時間
当りの放熱可能量を増大させた内融式氷蓄熱装置を提供
することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、水槽内の垂直方向に設置した熱交換器
の内部に熱媒体を流し、水槽内の保有水を製氷・解氷す
る内融式氷蓄熱槽において、前記水槽内保有水を攪拌す
る手段を有することとしたものである。前記内融式氷蓄
熱装置において、水槽内保有水を攪拌する手段は、水槽
内下部又は側面に設けた空気の噴射ノズルであるか、又
は、水槽下部又は上部より取り出した水を、水槽内上部
又は下部より噴射する噴射装置とすることができる。ま
た、前記水槽内保有水を攪拌する手段には、該水槽内保
有水の攪拌を開始又は停止するタイミングを制御する制
御機能を有することができ、さらに、該攪拌する手段に
は、該水槽内保有水の攪拌を間欠的に行うための間隔を
制御する制御機構を有することもできる。
に、本発明では、水槽内の垂直方向に設置した熱交換器
の内部に熱媒体を流し、水槽内の保有水を製氷・解氷す
る内融式氷蓄熱槽において、前記水槽内保有水を攪拌す
る手段を有することとしたものである。前記内融式氷蓄
熱装置において、水槽内保有水を攪拌する手段は、水槽
内下部又は側面に設けた空気の噴射ノズルであるか、又
は、水槽下部又は上部より取り出した水を、水槽内上部
又は下部より噴射する噴射装置とすることができる。ま
た、前記水槽内保有水を攪拌する手段には、該水槽内保
有水の攪拌を開始又は停止するタイミングを制御する制
御機能を有することができ、さらに、該攪拌する手段に
は、該水槽内保有水の攪拌を間欠的に行うための間隔を
制御する制御機構を有することもできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、水槽内に垂直方向に配
置した熱交換器と水槽内の保有水を攪拌するための、空
気もしくは水の噴射ノズルと空気もしくは水の駆動装置
を発停させる制御装置とを備えた内融式氷蓄熱装置であ
る。次に、図面を用いて、本発明を詳細に説明する。図
１に、本発明の内融式氷蓄熱槽の概略構成図を示す。図
１において、１は水槽（蓄熱層）、２は熱交換器、３は
空気噴射ノズル、４はブロワー、５は制御装置（コント
ローラー）、６は保有水、７はブライン導入管、８はブ
ライン排出管である。蓄熱時には、ブライン導入管７よ
り冷却されたブラインが熱交換器２中に導入され、保有
水６を冷却して、水槽１中に氷として蓄熱する。
置した熱交換器と水槽内の保有水を攪拌するための、空
気もしくは水の噴射ノズルと空気もしくは水の駆動装置
を発停させる制御装置とを備えた内融式氷蓄熱装置であ
る。次に、図面を用いて、本発明を詳細に説明する。図
１に、本発明の内融式氷蓄熱槽の概略構成図を示す。図
１において、１は水槽（蓄熱層）、２は熱交換器、３は
空気噴射ノズル、４はブロワー、５は制御装置（コント
ローラー）、６は保有水、７はブライン導入管、８はブ
ライン排出管である。蓄熱時には、ブライン導入管７よ
り冷却されたブラインが熱交換器２中に導入され、保有
水６を冷却して、水槽１中に氷として蓄熱する。
【０００６】放熱運転時には、予め設定されたタイミン
グもしくは演算により求められたタイミングにより、コ
ントローラー５でブロワー４やポンプ等の攪拌用駆動装
置が発停される。発停タイミングの演算は、氷蓄熱層の
放熱特性をもとに、残氷量と要求熱量・温度から求めら
れる。駆動された空気又は水は、蓄熱層内上部又は下部
又は側面に設けられた噴射ノズル３より噴射され、槽内
の保有水６を攪拌・対流・振動させる。これにより、氷
蓄熱層１内に垂直方向に設置された熱交換器と、その周
囲の氷との間の水を流動させ、伝熱を促進させる。上記
の槽内攪拌手段により、向上した放熱特性を基にしてシ
ステム設計することにより、従来は内融式氷蓄熱槽には
不向きとされていた低温冷水供給や、短時間で蓄熱量を
使いきるような運転にも対応可能な、内融式氷蓄熱装置
を提供することが可能となった。
グもしくは演算により求められたタイミングにより、コ
ントローラー５でブロワー４やポンプ等の攪拌用駆動装
置が発停される。発停タイミングの演算は、氷蓄熱層の
放熱特性をもとに、残氷量と要求熱量・温度から求めら
れる。駆動された空気又は水は、蓄熱層内上部又は下部
又は側面に設けられた噴射ノズル３より噴射され、槽内
の保有水６を攪拌・対流・振動させる。これにより、氷
蓄熱層１内に垂直方向に設置された熱交換器と、その周
囲の氷との間の水を流動させ、伝熱を促進させる。上記
の槽内攪拌手段により、向上した放熱特性を基にしてシ
ステム設計することにより、従来は内融式氷蓄熱槽には
不向きとされていた低温冷水供給や、短時間で蓄熱量を
使いきるような運転にも対応可能な、内融式氷蓄熱装置
を提供することが可能となった。
【０００７】上記において、槽内攪拌用ノズルの形状・
配置及び攪拌流量は、装置の規模、要求性能により適宜
選定でき、特に限定しない。なお、図１では、攪拌用駆
動流体として空気を用いて説明しているが、駆動流体を
水として、水槽１内の保有水６を用いて攪拌してもよ
く、この場合は噴射ノズル３は水槽１の下部又は上部に
設け、逆側から水を取り出すことができる。図２に、本
発明の内融式氷蓄熱装置を用いた空調システムの全体構
成図を示す。図２において、図１と同じ符号は同じ意味
を有し、９は放熱用ブラインポンプ、１１は蓄熱用ブラ
イン冷凍機、１２はブラインポンプ、１３は放熱用ブラ
イン水熱交換機、１４は追掛け用ブライン水熱交換機、
１５は放熱用冷水ポンプ、１６は追掛け用冷水ポンプ、
ＥＣは空調機、Ｖ1〜Ｖ4は切換バルブを示す。
配置及び攪拌流量は、装置の規模、要求性能により適宜
選定でき、特に限定しない。なお、図１では、攪拌用駆
動流体として空気を用いて説明しているが、駆動流体を
水として、水槽１内の保有水６を用いて攪拌してもよ
く、この場合は噴射ノズル３は水槽１の下部又は上部に
設け、逆側から水を取り出すことができる。図２に、本
発明の内融式氷蓄熱装置を用いた空調システムの全体構
成図を示す。図２において、図１と同じ符号は同じ意味
を有し、９は放熱用ブラインポンプ、１１は蓄熱用ブラ
イン冷凍機、１２はブラインポンプ、１３は放熱用ブラ
イン水熱交換機、１４は追掛け用ブライン水熱交換機、
１５は放熱用冷水ポンプ、１６は追掛け用冷水ポンプ、
ＥＣは空調機、Ｖ1〜Ｖ4は切換バルブを示す。
【０００８】このシステムにおいて、蓄熱層１への蓄熱
運転時には、ブライン冷凍機１１を運転して、冷却した
ブラインをブライン導入管７から蓄熱槽１の熱交換器２
に通した後、ブライン排出管８を通り、ブライン冷凍機
１１に循環しながら、蓄熱層１の保有水６を氷結して蓄
熱する。この場合は、切換バルブのＶ3，Ｖ4は開、
Ｖ1，Ｖ2は閉である。放熱運転時には、切換バルブ
Ｖ3，Ｖ4を閉として、Ｖ1を開として、放熱用ブライン
ポンプ９を運転し、蓄熱槽１の氷水により冷却されたブ
ラインを熱交換器２から取り出して、ブライン排出管８
を通して放熱用ブライン水熱交換器１３に供給し、空調
機からの冷水を冷却し、冷房に供する。水熱交換器１３
からのブラインはブライン導入管７を通って、蓄熱槽１
の熱交換器２に導入されて、冷却されてブライン排出管
８を通って循環される。
運転時には、ブライン冷凍機１１を運転して、冷却した
ブラインをブライン導入管７から蓄熱槽１の熱交換器２
に通した後、ブライン排出管８を通り、ブライン冷凍機
１１に循環しながら、蓄熱層１の保有水６を氷結して蓄
熱する。この場合は、切換バルブのＶ3，Ｖ4は開、
Ｖ1，Ｖ2は閉である。放熱運転時には、切換バルブ
Ｖ3，Ｖ4を閉として、Ｖ1を開として、放熱用ブライン
ポンプ９を運転し、蓄熱槽１の氷水により冷却されたブ
ラインを熱交換器２から取り出して、ブライン排出管８
を通して放熱用ブライン水熱交換器１３に供給し、空調
機からの冷水を冷却し、冷房に供する。水熱交換器１３
からのブラインはブライン導入管７を通って、蓄熱槽１
の熱交換器２に導入されて、冷却されてブライン排出管
８を通って循環される。
【０００９】このような放熱運転において、予め設定さ
れたタイミング又は演算により求められたタイミングに
より、ブロワー４の攪拌用駆動装置が発停され、噴射ノ
ズル３から空気が噴射され、槽１内の保有水６を攪拌・
対流し、伝熱を促進させることができる。また、放熱運
転時において、空調機からの冷熱要求が、蓄熱槽１から
供給される冷熱量よりも多くなった場合は、ブライン冷
凍機１１を運転し、切換バルブＶ 2を開として、冷却し
たブライン導入管７から追掛け用ブライン水熱交換器１
４に導入し、空調機からの冷水と熱交換して冷熱を空調
機に補給する。
れたタイミング又は演算により求められたタイミングに
より、ブロワー４の攪拌用駆動装置が発停され、噴射ノ
ズル３から空気が噴射され、槽１内の保有水６を攪拌・
対流し、伝熱を促進させることができる。また、放熱運
転時において、空調機からの冷熱要求が、蓄熱槽１から
供給される冷熱量よりも多くなった場合は、ブライン冷
凍機１１を運転し、切換バルブＶ 2を開として、冷却し
たブライン導入管７から追掛け用ブライン水熱交換器１
４に導入し、空調機からの冷水と熱交換して冷熱を空調
機に補給する。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 （１）、内融式氷蓄熱方式において、放熱運転時に槽内
攪拌を行うことにより、低温冷水供給や短時間大容量放
熱時の放熱特性が、従来の槽内攪拌を行わない場合より
も大幅に向上し、内融式本来の体積効率の高さを活かせ
るようになった。 （２）、上記（１）により、低温プロセス冷却や空調ピ
ークカットなどの、従来は内融式氷蓄熱方式は不向きと
されていた用途に対しても、従来よりも大幅に低コスト
省スペースで内融式氷蓄熱装置の提供が可能となった。
ることができる。 （１）、内融式氷蓄熱方式において、放熱運転時に槽内
攪拌を行うことにより、低温冷水供給や短時間大容量放
熱時の放熱特性が、従来の槽内攪拌を行わない場合より
も大幅に向上し、内融式本来の体積効率の高さを活かせ
るようになった。 （２）、上記（１）により、低温プロセス冷却や空調ピ
ークカットなどの、従来は内融式氷蓄熱方式は不向きと
されていた用途に対しても、従来よりも大幅に低コスト
省スペースで内融式氷蓄熱装置の提供が可能となった。
【図１】本発明の内融式氷蓄熱装置の概略構成図。
【図２】本発明の氷蓄熱装置を用いた空調システムの全
体構成図。
体構成図。
【図３】氷蓄熱方式の違いを示す、（ａ）内融式、
（ｂ）外融式の説明図。
（ｂ）外融式の説明図。
１：水槽（蓄熱層）、２：熱交換器、３：空気噴射ノズ
ル、４：ブロワー、５：制御装置、６：保有水、７：ブ
ライン導入管、８：ブライン排出管、９：放熱用ブライ
ンポンプ、１１：蓄熱用ブライン冷凍機、１２：ブライ
ンポンプ、１３：放熱用ブライン水熱交換器、１４：追
掛け用ブライン水熱交換器、１５：放熱用冷水ポンプ、
１６：追掛け用冷水ポンプ、ＥＣ：空調機、Ｖ1〜Ｖ4：
切換バルブ
ル、４：ブロワー、５：制御装置、６：保有水、７：ブ
ライン導入管、８：ブライン排出管、９：放熱用ブライ
ンポンプ、１１：蓄熱用ブライン冷凍機、１２：ブライ
ンポンプ、１３：放熱用ブライン水熱交換器、１４：追
掛け用ブライン水熱交換器、１５：放熱用冷水ポンプ、
１６：追掛け用冷水ポンプ、ＥＣ：空調機、Ｖ1〜Ｖ4：
切換バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 林 芳 尚 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 青 山 淳 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 水槽内の垂直方向に設置した熱交換器の
内部に熱媒体を流し、水槽内の保有水を製氷・解氷する
内融式氷蓄熱槽において、前記水槽内保有水を攪拌する
手段を有することを特徴とする内融式氷蓄熱装置。 - 【請求項２】 前記水槽内保有水を攪拌する手段が、水
槽内下部又は側面に設けた空気の噴射ノズルであること
を特徴とする請求項１記載の内融式氷蓄熱装置。 - 【請求項３】 前記水槽内保有水を攪拌する手段が、水
槽下部又は上部より取り出した水を、水槽内上部又は下
部より噴射する噴射装置であることを特徴とする請求項
１記載の内融式氷蓄熱装置。 - 【請求項４】 前記水槽内保有水を攪拌する手段には、
該水槽内保有水の攪拌を開始又は停止するタイミングを
制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１，
２又は３記載の内融式氷蓄熱装置。 - 【請求項５】 前記水槽内保有水を攪拌する手段には、
該水槽内保有水の攪拌を間欠的に行うための間隔を制御
する制御機構を有することを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項記載の内融式氷蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113444A JP2000304308A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 内融式氷蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11113444A JP2000304308A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 内融式氷蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304308A true JP2000304308A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14612394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11113444A Pending JP2000304308A (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | 内融式氷蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000304308A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002250547A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-09-06 | Sekisui Plant Systems Co Ltd | 氷蓄熱装置 |
| CN109990417A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-09 | 李成军 | 整装成套式蓄冰槽设备 |
| CN111473442A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-31 | 杭州源牌环境设备有限公司 | 一种用于盘管外融冰的布水器 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113444A patent/JP2000304308A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002250547A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-09-06 | Sekisui Plant Systems Co Ltd | 氷蓄熱装置 |
| CN109990417A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-09 | 李成军 | 整装成套式蓄冰槽设备 |
| CN111473442A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-31 | 杭州源牌环境设备有限公司 | 一种用于盘管外融冰的布水器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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