JPH026976B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蓄熱した熱量をユーザ機器に対して
蓄熱効率が大で温度変化少なく長時間安定供給す
るようにした大型（大容量）のブライン用蓄熱タ
ンクに関するものである。

従来、水又はブラインを冷媒とするこの種大型
の蓄熱タンクとしては、一般に、建物の最下部二
重スラブ部分を利用した連続式平面形蓄熱タンク
が採用されている（例えば社団法人空気調和・衛
生工学会による昭和57年２月25日発行の「蓄熱式
空調システム」の90および91ページ参照）。この
ものは、蓄熱タンクを梁や梁壁等の仕切り壁で区
画して多槽とするとともに、該各仕切り壁に槽間
を連通する連通管を１槽毎に上下左右に設け、区
画した槽を上記連通管による相互連通により連続
槽とすることにより、蓄熱タンクに蓄熱した熱量
をユーザ機器に対して温度変化少なく長時間安定
供給するようにしている。そして、例えば蓄熱タ
ンクに蓄熱した熱量（冷熱）の供給によりユーザ
機器を冷却する場合には、低温槽の冷媒をユーザ
機器に送出して冷却したのち、高温となつた冷媒
を高温槽に戻す一方、この状態で蓄熱量が不足す
ると、高温槽の冷媒を熱源装置である冷凍機に送
出して冷却したのち低温槽に戻して冷熱を蓄熱補
給するようにしている。

しかしながら、上記従来のものでは、平面多槽
形式であるため広大な据付面積を要するという欠
点があるとともに、適正な流路が形成されるよう
上記梁等の仕切り壁に加えて別途多数の仕切り壁
やバツフル板を設ける必要があり、コストが高く
つくという欠点があつた。また、適正流路を形成
するためには連通管の位置、数、寸法等を適切に
選定する必要があり、その作業が繁雑である。し
かも、適正流路の形成上連通管を外部に配設する
必要が生じたときには、その連通管に対して防熱
および防水対策を施す必要があり、さらにコスト
が高くなるという欠点があつた。

そこで、蓄熱タンクとして一槽からなる竪形の
ブライン用蓄熱タンクを使用して蓄熱タンクの据
付面積を大幅に低減することが考えられるが、こ
のものでは据付面積の大幅低減を可能とする反
面、蓄熱時における蓄熱タンク内温度の勾配が時
間経過に応じて上方に平行移動する状態とはなら
ず、蓄熱効率が極めて悪いという欠点がある。し
かも高温層となる蓄熱タンクの最上部に連通させ
る配管（ブライン冷却用冷凍機へのブライン冷却
用配管およびユーザ機器からのブラインリターン
用配管）を蓄熱タンクの外部から配管すると、こ
の配管に対する防熱、防水対策が必要となるとと
もに、それに伴い現場での足場、配管ラツク等を
要し、不経済となる欠点が生じることになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、上
記の如く一層からなる竪形のブライン用蓄熱タン
クにおいて、該蓄熱タンクの内部をバツフル板に
より上下に高温層と低温層とに明確に分離して垂
直多層形式とするとともに、この高温層と低温層
との温度を計測把握し、さらに上記高温層に連通
すべき配管を蓄熱タンク内に上下に収納配置する
ことにより、蓄熱効率が高く且つ蓄熱量を容易に
確認し得、しかも配管に対する防熱、防水等を要
することなく、据付面積が可及的に少なくて済む
経済的な大型の蓄熱タンクを提供することを目的
とするものである。

この目的を達成するため、本発明の構成は、一
槽からなる竪形のブライン用蓄熱タンクであつ
て、該蓄熱タンクの内部を複数の層に仕切るバツ
フル板と、上記各層の少なくとも最上層および最
下層にそれぞれ設けられた温度センサと、蓄熱タ
ンクの下部に設けられブライン冷却用冷凍機のサ
クシヨンラインに接続されるサクシヨンノズル
と、蓄熱タンクの下部に設けられブラインユーザ
機器のリターンラインに接続されるリターンノズ
ルと、蓄熱タンク内に配設され一端が蓄熱タンク
内の最上層に開口し他端が上記サクシヨンノズル
に連通するブライン冷却用インターナル配管と、
蓄熱タンク内に配設され一端が蓄熱タンク内の最
上層に開口し他端が上記リターンノズルに連通す
るブラインリターン用インターナル配管とを備え
たものである。このことにより蓄熱タンクの内部
をバツフル板によつて垂直多層形式とし且つ蓄熱
量を温度センサで確認把握しつつ蓄熱効率を大に
し、さらに高温層に連通すべき配管を各インター
ナル配管で蓄熱タンク内に上下に収納配置したも
のである。

以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説
明する。

第１図は本発明に係るブライン用蓄熱タンクに
蓄熱した冷熱を発酵兼貯酒タンクに供給するよう
にした冷媒配管系統を示し、１は内部にブライン
が充満されたブライン用蓄熱タンク、２はユーザ
機器である発酵兼貯酒タンク、３はブライン冷却
用冷凍機である。上記ブライン用蓄熱タンク１は
一槽からなる竪形密閉式のもので構成され、該蓄
熱タンク１内部の所定高さ位置には、適宜箇所に
複数個の連通孔を有するバツフル板４ａ〜４ｄが
配設されて該タンク１の内部が上下に複数層（図
では５層）に仕切られているとともに、低温層と
なる最下層５ａには温度センサ６ａが、３つの中
間層５ｂ，５ｃおよび５ｄには対応して温度セン
サ６b₁と６b₂，６ｃおよび６ｄが、また高温層と
なる最上層５ｅには温度センサ６ｅがそれぞれ設
けられ、それぞれ設置した層内の温度を検出する
ようにしている。

また、上記蓄熱タンク１の下部すなわち最下層
５ａの図中右側部には、上記冷凍機３のサクシヨ
ン（吸込み）ライン７（例えば径が200A）に接
続されるサクシヨンノズル８が設けられていると
ともに、蓄熱タンク１内部には最下層５ａから最
上層５ｅに上下に立上るブライン冷却用インター
ナル配管９が配設されている。該インターナル配
管９の一端（上端）は最上層５ｅに開口し、他端
（下端）は図中右方向に折曲して上記サクシヨン
ノズル８に連通している。また、最下層５ａの下
部には上記冷凍機３のリターンライン１０が挿入
配置されている。よつて、冷凍機３のサクシヨン
ライン７に介設した１次ポンプ１１の駆動により
最上層５ｅの高温のブラインをブライン冷却用イ
ンターナル配管９から冷凍機３のサクシヨンライ
ン７を経て冷凍機３に圧送し、該冷凍機３で冷却
して低温としたのち、リターンライン１０を経て
最下層５ａに戻すことにより、蓄熱タンク１内に
冷熱を蓄熱するように構成されている。

さらに、蓄熱タンク１の下部（最下層５ａ）の
図中左側部には、上記発酵兼貯酒タンク２のリタ
ーンライン１２（例えば径が300A）に接続され
るリターンノズル１３が設けられているととも
に、蓄熱タンク１の内部には上記ブライン冷却用
インターナル配管９と平行に立上るブラインリタ
ーン用インターナル配管１４が設けられている。
該ブラインリターン用インターナル配管１４の一
端（上端）は最上層５ｅに開口し、他端（下端）
は図中左方に折曲して上記リターンノズル１３に
連通している。また、蓄熱タンク１の最下層５ａ
内には発酵兼貯酒タンク２の冷却ジヤケツト２
ａ，２ａに連通するサクシヨンライン１５が開口
している。よつて、該サクシヨンライン１５に介
設した２次ポンプ１６の駆動により最下層５ａの
低温のブラインを発酵兼貯酒タンク２のサクシヨ
ンライン１５から発酵兼貯酒タンク２の冷却ジヤ
ケツト２ａ，２ａに圧送して蓄熱タンク１に蓄熱
した冷熱を発酵兼貯酒タンク２に供給したのち、
高温となつたブラインをリターンライン１２から
ブラインリターン用インターナル配管１４を経て
蓄熱タンク１の最上層５ｅに戻すように構成され
ている。

尚、図中１７は上記冷凍機３のサクシヨンライ
ン７から分岐した蓄熱タンク１の最下層５ａ内に
開口する分岐ラインであつて、該分岐ライン１７
の分岐部には冷凍機３のサクシヨンライン７と上
記ブライン冷却用インターナル配管９又は分岐ラ
イン１７との連通を選択的に又は混流するように
切換える三方弁１８が介設されており、冷凍機３
の運転開始直後の所定時間のあいだは三方弁１８
によりサクシヨンライン７を分岐ライン１７に連
通させ、上記所定時間経過後の通常運転時にはブ
ライン冷却用インターナル配管９に連通させるこ
とにより、冷凍機３の運転開始直後には蓄熱タン
ク１の最下層５ａのブラインを冷却して蓄熱タン
ク１下部の蓄熱量を早期に所定量だけ確保するよ
うにしている。また、１９は発酵兼貯酒タンク２
の冷却ジヤケツト２ａ，２ａにおいて所定圧以上
となつたブラインを膨張ライン２０を介して吸収
する膨張タンク、２１は内部にブラインを貯溜す
るブライン充填タンクであつて、蓄熱タンク１内
のブライン量が不足すると充填ポンプ２２の駆動
によりブラインを蓄熱タンク１の最下層５ａに充
填するとともに、上記膨張タンク１９の過剰ブラ
イン又は電磁弁２３の開作動に伴う膨張タンク１
９内の貯溜ブラインを受けて貯溜するものであ
る。さらに、２４は蓄熱タンク１頂部に開口する
リリーフライン２５に介設されたリリーフ弁より
なる安全弁であつて、蓄熱タンク１内のブライン
圧力が所定圧以上の高圧になると開作動して、そ
のブラインを上記ブライン充填タンク２１に戻す
ようにしている。

したがつて、上記実施例においては、低温層で
ある最下層５ａはバツフル板４ａにより、また高
温層である最上層５ｅはバツフル板４ｄによりそ
れぞれ区分され、且つバツフル板４ｂ，４ｃによ
り区分された３つの中間層５ｂ〜５ｄを介して相
互に明確に分離されているので、すなわち蓄熱タ
ンク１内は４枚のバツフル板４ａ〜４ｄにより垂
直多層状に分離されているので、蓄熱タンク１内
の温度分布は上層が高温、下層が低温となり、ま
た対流が生じることはない。しかも、発酵兼貯酒
タンク２への冷熱供給状態であつて蓄熱タンク１
への冷凍機３による冷熱補給時には、蓄熱タンク
１内の温度勾配は時間経過に従つて次第に上方に
ほぼ平行移動する状態の適切なものとなり、その
結果、発酵兼貯酒タンク２へのブライン出口温度
が長時間一定で安定し、蓄熱効率は高くなる。ま
た、少ないバツフル板４ａ〜４ｄでもつて垂直多
層状として対流の発生を防止し、且つ蓄熱タンク
１内の温度勾配を平行移動させることができるの
で、従来の如く広大な据付面積および多数のバツ
フル板を要する連続式平面形蓄熱タンクに比べ、
コストを大幅に低減することができる。さらに、
温度センサ６ａ〜６ｅによる各層５ａ〜５ｅ内の
温度検知に基づき蓄熱量を容易に確認把握するこ
とができるので、冷熱補給の適正制御が可能であ
る。

また、蓄熱タンク１は最上層５ｅに開口すべき
配管が２本のインターナル配管９，１４によつて
内部に収納配置されているので、これら配管９，
１４に対する防熱、防水設備が不要でかつこれら
の保守費用も不要となつて経済的である。さら
に、蓄熱タンク１の据置時には最上層５ｅへの配
管作業が不要で、冷凍機３のサクシヨンライン７
を蓄熱タンク１下部のサクシヨンノズル８に、ま
た発酵兼貯酒タンク２のリターンライン１２を蓄
熱タンク１下部のリターンノズル１３にそれぞれ
蓄熱タンク１外部から接続すればよいので、現場
での足場や配管ラツク等が不要で、作業性良く配
管接続を行うことができ、より経済的である。

次に、本発明に係るブライン用蓄熱タンクへの
冷熱補給状態での時間に対するタンク内温度の実
測結果を第２図に示す。測定条件は以下の通りで
ある。すなわち蓄熱タンクの容量160m³、高さ
（内寸）16.87ｍ、冷凍機平均負荷1035.7Mcal／
Ｈ、２次ポンプ平均負荷566.4Mcal／Ｈ、冷凍機
平均ブライン流量254m³／Ｈ、２次ポンプ平均ブ
ライン流量167m³／Ｈ、４枚のバツフル板の高さ
位置２ｍ、６ｍ、12ｍ、14ｍである。図から明ら
かなように、時間の経過にしたがつて温度勾配が
上方にほぼ平行移動しており、このことにより発
酵兼貯酒タンク２へのブライン出口温度（−5.5
℃）を所定温度に長時間安定保持できることが判
る。

尚、上記実施例では、蓄熱タンク１内を４枚の
バツフル板４ａ〜４ｄにより高温層となる最上層
５ｅと低温層となる最下層５ａと３つの中間層５
ｂ〜５ｄとに分離したが、本発明は最小限２枚の
バツフル板により最上層と最下層とに分離すれば
蓄熱タンク１内の温度勾配を時間経過に従つて上
方にほぼ平行移動させて蓄熱効率を高めることが
できる。しかし、上記実施例の如く４枚のバツフ
ル板を用いれば蓄熱効率を顕著に高めることがで
きより好ましい。

また、上記実施例では、各層５ａ〜５ｅに対し
それぞれ温度センサ６ａ，６b₁，６b₂，６ｃ〜６
ｅを設けて蓄熱量を確認把握するようにしたが、
最小限最上層５ｅと最下層５ａとに設ければ蓄熱
量の把握が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、一槽か
らなる竪形のブライン用蓄熱タンクの内部をバツ
フル板により複数の層に仕切るとともに、最小限
最上層と最下層の温度を温度センサにより計測
し、さらに最上層に開口すべき配管を予め上記蓄
熱タンク内部に配設するインターナル配管とした
ので、可及的に少ない据付面積でもつて、蓄熱量
を容易に確認把握しつつ適切な温度勾配により蓄
熱効率を顕著に高めることができるとともに、最
上層に開口すべき配管に対する防熱、防水設備、
これらの保守費用および現場での足場、配管ラツ
ク等を不要にでき、低コスト化を図ることがで
き、よつて経済的で蓄熱効率の優れた大型のブラ
イン用蓄熱タンクを提供することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はブライ
ン用蓄熱タンクに蓄熱した冷熱を発酵兼貯酒タン
クに供給するようにしたシステム系統図、第２図
は蓄熱時における蓄熱タンク内温度の時間に対す
る変化状況を示す測定結果図である。 ２……発酵兼貯酒タンク（ブラインユーザ機
器）、３……ブライン冷却用冷凍機、４ａ〜４ｄ
……バツフル板、５ａ……最下層、５ｅ……最上
層、６ａ，６ｅ……温度センサ、７……ブライン
冷却用冷凍機のサクシヨンライン、８……サクシ
ヨンノズル、９……ブライン冷却用インターナル
配管、１２……発酵兼貯酒タンクのリターンライ
ン、１３……リターンノズル、１４……ブライン
リターン用インターナル配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一槽からなる竪形のブライン用蓄熱タンクで
   あつて、該蓄熱タンクの内部を複数の層５ａ，５
   ｂ…に仕切るバツフル板４ａ，４ｂ…と、上記各
   層５ａ，５ｂ…の少なくとも最上層５ｅおよび最
   下層５ａにそれぞれ設けられた温度センサ６ｅ，
   ６ａ…と、蓄熱タンクの下部に設けられブライン
   冷却用冷凍機３のサクシヨンライン７に接続され
   るサクシヨンノズル８と、蓄熱タンクの下部に設
   けられブラインユーザ機器２のリターンライン１
   ２に接続されるリターンノズル１３と、蓄熱タン
   ク内に配設され一端が蓄熱タンク内の最上層５ｅ
   に開口し他端が上記サクシヨンノズル８に連通す
   るブライン冷却用インターナル配管９と、蓄熱タ
   ンク内に配設され一端が蓄熱タンク内の最上層５
   ｅに開口し他端が上記リターンノズル１３に連通
   するブラインリターン用インターナル配管１４と
   を備えたことを特徴とするブライン用蓄熱タン
   ク。