JPH03186178A

JPH03186178A - 氷蓄熱冷却装置

Info

Publication number: JPH03186178A
Application number: JP1323860A
Authority: JP
Inventors: Tadatsune Kajimoto; 梶本　忠恒; Tsuneo Harukawa; 春川　恒雄
Original assignee: KAJIMOTO KIKAI KOGYO KK
Current assignee: KAJIMOTO KIKAI KOGYO KK
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1991-08-14

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】［産業上の利用分野］本発明は、空冷ヒートポンプ式のチラーユニットを用い
た氷蓄熱冷却装置に関するものである。

［従来の技術］従来より、空冷ヒートポンプ式のチラーユニットを使用
した氷蓄熱冷却装置は、冷却効率が高いため、多くの需
要を得ている。

一般に、このような氷蓄熱冷却装置は以下のような構成
を備えている。

すなわち、第６図に示すように、配管接続されたチラー
ユニット１４および製氷槽１６が設けられている。チラ
ーユニット１４にはブライン熱交換器１０が設けられ、
一方、製氷槽１６には槽内に清水２６が張られ、製氷用
熱交換器１５が配設されている。また、このブライン熱
交換器１０および製氷ｍ熱交換器１５はブラインポンプ
１７によって接続されている。さらに、製氷槽１６は工
１荷側熱交換器２３に接続されている。

以上のような構成を有する氷蓄熱冷却装置はチラーユニ
ット１４が冷却運転を行うと、ブライン熱交換器１０が
冷却モードをとる。この時、ブラインポンプ１７により
ブライン熱交換器１０に接続された製氷用熱交換器１５
は冷却モードになり、周囲の清水２６を冷却する。その
結果、清水２６が製氷用熱交換器１５に氷結して氷塊を
作る。

ところで、近年、化学薬品の反応熱の冷却や乳製品原料
の加熱殺菌後の冷却など、急速月、つ急激な冷却を要求
される場合が増大している。

しかしながら、上記の従来例においては、清水２６を製
氷用熱交換器１．５の外面に氷結させる方式であるため
、冷熱取出し時は製氷用熱交換器１５に付着している氷
塊の表面のみと熱交換しながら、氷塊が溶解されていく
。そのため、氷の溶解に多くの時間を要し、急激な人工
１荷に対応することができなかった。また、このような
不只合を解消するために単位時間当りの冷却熱容積を増
大させることが考えられるが、この場合、設備容量が膨
大となり、装置の人形化を１’／（いていた。

［発明が解決しようとする課題］以上のような従来技術においては、短い時間で大量の熱
量を冷却することが困難であった。また、設備容量を増
やすと装置が大形化し、スペース性が劣化した。

本発明は、以−にのような課題を解決するために提案さ
れたものであり、その目的は、急激な大１’を荷に十分
対応することができ、貝つ小形化が実現可能である優れ
た氷Ｒ１熱冷却装置を提（ｊ（することである。

［課題を解決するための手段］一、１．ｘ記のような課題を解決するために、本発明の
氷苗熱冷却装置は、製氷用熱交換器をａする製氷槽がチ
ラーユニットに配管接続され、製氷槽内に満たされる製
氷用液として、ポーラス状のリキ・ソドアイスに氷結す
るプロピレングリコール水溶ｌｌ＆　。

エチレングリコール水溶液、塩水などのリキッドアイス
用液が用いられ、さらに、このリキ・ノドアイス用液か
ら作られるリキッドアイスを蓄える氷蓄熱槽が設けられ
ており、この氷蓄熱槽に１１荷側熱交換器が配管接続さ
れていることを構成上の特徴とするものである。

［作用］以−Ｌのような構成をＦＴする本発明の作用は次の通り
である。

まず、チラーユニットが動作して、製氷用熱交換器が製
氷槽内の製氷用液を冷却し、氷塊を作る。

この時、製氷用液にはプロピレングリコール水溶液、エ
チレングリコール水溶液、塩水などのリキッドアイス用
液が用いられる。これらのリキ・ノドアイス用液は一定
の温度下でポーラス状のリキ・ンドアイスとなり、氷蓄
熱槽に蓄えられる。このリキッドアイスは脱水すると流
動性が高いシャーベット状になるため、氷蓄熱槽の形状
や設置場所を選ばず、大量のリキッドアイスを容易に蓄
えることができる。しかも、リキッドアイスはポーラス
状になっているため、表面積が大きく、短い時間で溶解
することができる。したがって、大きく急激なｆ１荷に
対しても十分に対応することができる。

［実施例］以−に説明したような本発明の一実施例を図面に基づい
て具体的に説明する。

なお、従来技術と同一の部利に関しては同符号を付し、
説明は省略する。

すなわち、第１図に示すように、本実施例はチラーユニ
ット１４、製氷槽１６および氷蓄熱槽１８を備えており
、各部材はポンプによって配管接続されている。

このうち、チラーユニット１４は次のように構成されて
いる。すなわち、圧縮機１−には吐出口１ａおよび吸入
口１ｂが設けられ、冷媒ガスを四方弁２に送出すように
なっている。四方弁２には入口通路２ａ、出口通路２ｂ
、第１切換通路２Ｃ及び第２切換通路２ｄという４つの
開口部が形成されている。このうち、入口通路２ａには
圧縮機１の吐出口１ａが、一方、出口通路２ｂにはアキ
ュムレータ１］、が接続されている。また、第１４ＪＪ
換通路２Ｃには空気熱交換器３が、第２切換通路２ｄに
はブライン熱交換器１０が各々接続されている。

また、空気熱交換器３には逆止弁１２、膨脹弁９および
回路切換用の電磁弁７が接続されている。

また、ブライン熱交換器１０には逆止弁１２、膨脹弁８
および回路切換用の電磁弁６が接続されている。さらに
電磁弁６．７は受液器４が接続されたストレーナ５につ
ながっている。また、受液器４は、逆止弁１２を介して
空気熱交換器３およびブライン熱交換器１０に繋がって
いる。さらに、アキュムレータ１１は圧縮機１の吸入口
１ｂに接続されている。なお、空気熱交換器３の近傍に
は送風機１３が配設されている。

ところで、製氷槽１６の槽内には製氷用液２４が満たさ
れている。この製氷用液２４はｌＱｗｔ％程度のエチレ
ングリコール水溶液からなり、この製氷用液２４は氷結
するとポーラス状のリキッドアイス２５となるリキッド
アイス用液となっている。

一方、氷蓄熱槽１８は製氷用液ポンプ１９およびリキッ
ドアイスポンプ２０を介して製氷槽１−６に接続されて
いる。リキッドアイスポンプ２０は製氷槽１６から氷蓄
熱槽１８に脱水されたリキッドアイス２５を移送するよ
うになっている。また、氷蓄熱槽］８にはあらかじめ製
氷用液２４が満たされており、製氷槽１６から移送され
たリキッドアイス２５が一定量以上になると、製氷用液
ポンプ１９によって製氷用液２４を製氷槽１６に補給す
るようになっている。また、製氷用液ポンプ１−９は氷
蓄熱槽１８内でリキッドアイス２５から溶解された製氷
用液２４を製氷槽１６に移送する役割も果たすようにな
っている。さらに、氷蓄熱槽１８には工１荷川ポンプ２
］−および三方弁２２によって１１荷側熱交換器２３が
接続されている。

以上のような構成をｈする本実施例の作用は次の通りで
ある。

すなわち、本実施例の氷蓄熱冷却装置は、第２図に示す
ように、チラーユニット１４が冷Ｊ：１１運転を行う場
合、電磁弁６は開いており、冷媒ガスは第２図に太線で
示すサイクルを形成する。そして、ブラインポンプ１７
を運転し、ブライン熱交換器】０により−１０〜−１５
℃に冷却したブラインを製氷用熱交換器１５に送込む。

したがって、製氷用熱交換器１５は周囲の製氷用液２４
を一３〜５℃に冷却して、リキッドアイス２５に製氷す
る。

そして、一定時間が経過して、ある程度のリキッドアイ
ス２５が作られると、チラーユニット１４は加熱運転に
切換わる。この時、電磁弁６が閉まり、電磁弁７が開い
て、第３図の太線に示すような冷媒ガスサイクルになる
。この場合、製氷用熱交換器１５は周囲の氷結したリキ
ッドアイス２５を脱水するよう加熱する。この時、リキ
ッドアイス２５はポーラス状になっているため、表面積
が大きく、矯時間で脱水することができる。そして、一
定時間が経過すると、チラーユニット１４は再び冷却運
転に切換わる。

さらに、以上のような冷却および加熱の運転切換を繰返
して、一定量以上の脱水されたリキッドアイス２５が溜
まると、第４図に示すように、リキッドアイスポンプ２
０によってリキッドアイス２５は製氷槽１６から氷蓄熱
槽１８に移送される。

しかも、脱水されたリキッドアイス２５は流動性が高い
シャーベット状になるため、小形のポンプでも容易に移
送することができる。また、リキッドアイス２５の流動
性が高いため、氷蓄熱槽１８の形状に制約がなく、装置
全体のスペース性が挿めて向」二する。

ところで、リキッドアイス２５が氷蓄熱槽１８に移送さ
れる時、製氷用液ポンプ１９が製氷用１１走２４を製氷
槽１６に補給する。したがって氷蓄熱槽１８は冷熱源と
なるリキッドアイス２５をできるだけ多く蓄えることが
できる。なお、このような製氷および脱水を夜間電力を
利用して行うと、経済的な効果は非常に高くなる。

そして、蓄熱された冷熱をリキッドアイス２５から取出
す場合、負荷運転モードになり、負荷用ポンプ２１およ
び三方弁２２により水蓄熱槽１８に接続された負荷側熱
交換器２３が運転される。

この時、製氷槽１６および氷蓄熱槽１８には大量のリキ
ッドアイス２５が蓄えられているため、大きい負荷に対
して十分に対応することができる。

しかも、リキッドアイス２５はポーラス状になっている
ため、溶解速度が極めて速く、急激な負荷変動に対して
も十分に対応することができる。

なお、本発明の氷帝熱冷却装置は、上記のような一実施
例に限定されるものではなく、例えば、脱水機能を備え
ておらず、製氷槽１６が製氷槽および氷蓄熱槽を兼ねて
いても、ｆ′Ｌ荷容徂が小さければ、十分に対応可能で
ある。また、脱水されたリキッドアイスは流動性が高い
ため、氷蓄熱槽の形状や設置場所を目出に選ぶことがで
きる。

［発明の効果］以−１−述べたように、本発明によれば、製氷用熱交換
器を有する製氷槽がヂラーユニットに配管接続され、製
氷槽内に満たされる製氷用液として、ポーラス状のリキ
ッドアイスに氷結するプロピレングリコール水溶液、エ
チレングリコール水溶液、塩水などのリキッドアイス用
液が用いられ、さらに、リキッドアイスを蓄える氷蓄熱
槽に１１荷側熱交換器が配管接続されているという簡単
な構成によって、リキッドアイス用液から作られるリキ
ッドアイスが高い流動性と広い表面積を有しており、蓄
積され易く且つ溶解速度が速いため、急速、急激な工１
荷に封して十分に対応可能であり、しかも冷却容量を大
幅に縮小することができ、装置の小形化に貢献できる優
れた水留熱冷７．１１装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例の冷凍サイクル配管
回路図であり、第１図はイニシャルモード回路図、第２
図は製氷モード回路図、第３図は脱水モード回路図、第
４図は水移送モード回路図、第５図は負荷運転モード回
路図、第６図は従来例の冷凍サイクルの説明概略図であ
る。１・・・圧縮機、２・・・四方弁、３・・・空気熱交換
器、４・・・受液器、５・・・ストレーナ、６．７・・
・回路切換用電磁弁、８．９・・・膨脹弁、１０・・・
ブライン熱交換器、１１・・・アキュムレータ、〕２・
・・逆止弁、］３・・・送風機、１４・・・ヂラーユニ
ット、１５・・・製氷用熱交換器、１６・・・製氷槽、
１７・・・ブラインポンプ、１８・・・氷帝熱槽、１９
・・・製氷用液ポンプ、２０・・・リキッドアイスポン
プ、２１・・・工１荷用ポンプ、２２・・・三方弁、２
３・・・負荷側熱交換器、２４・・・製氷用液、２５・・・リキソドアイス、２６・・・清水。出廟人梶本機械工業株式会社第図第２図４第図宵図３４第図４ノ

Claims

【特許請求の範囲】圧縮機、四方弁、空気熱交換器、受液器、膨脹弁、ブラ
イン熱交換器、アキュムレータ、回路切換用電磁弁およ
び逆止弁を主構成部材として配管接続された空冷ヒート
ポンプ式のチラーユニットが設置され、内部に製氷用液
が満たされ製氷用熱交換器を有する製氷槽が、前記チラ
ーユニットに配管接続された氷蓄熱冷却装置において、前記製氷用液に、ポーラス状のリキッドアイスに氷結す
るプロピレングリコール水溶液、エチレングリコール水
溶液、塩水などのリキッドアイス用液が用いられ、前記リキッドアイス用液から作られるリキッドアイスを
蓄える氷蓄熱槽が設けられ、該氷蓄熱槽に負荷側熱交換器が配管接続されている、以上のことを特徴とする氷畜熱冷却装置。