JPH0451329Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案はリキツドアイス式蓄熱槽に関し、よ
り具体的には、製氷機の改良に関する。

《従来の技術》 住宅、ビル等の冷房システムについて、冷房用
熱源としての電力の使用時期を、電力需要のピー
ク時（一般には昼）からオフピーク時（一般には
夜）へ移行させるために、電力で発生させた冷熱
を水又は氷に蓄熱させる水蓄熱方式と氷蓄熱方式
とが開発されている。

これらの方式は、冷凍機等の冷熱発生装置と冷
水蓄熱槽又は氷蓄熱槽とからなり、夜間等の電力
を利用して冷熱を発生させ、この冷熱を冷水又は
氷として上記の蓄熱槽に貯留しておき、昼間等の
冷熱必要時に取出し冷房に使用するものである。
このように、これらの方式は冷熱の発生と需要と
に時間的ずれを生じさせ、電力需要の昼夜のアン
バランスの解消を図つている。

上記の冷水蓄熱方式と氷蓄熱方式とを比較した
場合、氷の潜熱を利用する後者は、前者と同量の
冷熱を、前者の蓄熱槽よりもはるかに小容量の蓄
熱槽で蓄熱できる利点を有するため、近年、この
氷蓄熱方式が広く利用されている。

この氷蓄熱方式は、氷を製造する立場から、一
般にスタテイツク型とダイナミツク型とに大別さ
れる。

スタテイツク型は、氷蓄熱槽内に冷媒流通用コ
イルを設置し、該コイルの周囲に氷を作るもの
で、ソリツドアイス方式とも呼ばれ、機構が単純
であることから、一般に広く採用されている。

一方、ダイナミツク型は、ハーベスト方式とリ
キツドアイス方式等の新方式が開発され、近年、
実用化に向けて開発活動が活発化している。

このハーベスト方式とは、製氷板に散水して板
状の氷を作り、これを砕いて破片状氷とし、この
破片状氷を氷蓄熱槽に貯留するものである。

また、リキツドアイス方式とは、水にグリコー
ル系等の不凍液を混合して、水を過冷却状態とし
たもので、この状態下で水は氷粒化し、いわりる
ミゾレ状となつてスラリー様の流動性を保持す
る。

《考案が解決しようとする問題点》 前記のスタテイツク型の場合、氷蓄熱槽内に設
置する冷媒流通コイルはコストが高く、特に氷蓄
熱槽が大型化するとイニシヤルコストの面で不利
となり、しかもこのコイルがあるために槽内清掃
が困難である。

これに対し、リキツドアイス方式の場合は、以
上のような問題は無いが、次のような問題があ
る。

すなわち、リキツドアイス方式は、例えば第２
図に示すように氷蓄熱槽１から液輸送用ポンプ３
にて製氷機２へ送られる水と不凍液との混合液
（グリコール系の水溶液）Ｌが、流路４内を流下
する間に、冷凍機５にて冷却され送られてきて流
路４の外側を流れる冷媒（例えば、フレオン）に
より冷却され、水と不凍液との混合液Ｌ中の水が
過冷却状態となつて氷粒化し、リキツドアイスＩ
が生成される。そして、リキツドアイスＩが氷蓄
熱槽１へ送られ、貯留される。

このように、従来のリキツドアイス式蓄熱槽
は、リキツドアイスを生成する製氷機２と、リキ
ツドアイスを貯留する氷蓄熱槽１とが分離して設
置されていたため、 (1) 製氷機２を断熱しなければならない、 (2) 製氷機２が大型化すれば、断熱面積が増加
し、設備コストが増加する、 (3) 製氷機２の設置スペースと、氷蓄熱槽１の設
置スペースとを要し、加えて製氷機２のメンテ
ナンス部分のスペースと氷蓄熱槽１のメンテナ
ンス部分のスペースをも要するため、極めて広
大なスペースが必要である、 (4) 小型の製氷機２を複数設置する場合、各製氷
機毎のメンテナンス部分をも含め、広大なスペ
ースが必要であり、また各製氷機毎の断熱が必
要であるため、イニシヤルコストが高くなる。

等の問題があつた。

本考案は、上記した問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は製氷機の断熱を不要とし、かつ
所要スペースが小さいリキツドアイス式蓄熱槽を
提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本考案では、リキ
ツドアイスにより冷熱を蓄熱するための氷蓄熱槽
と、該リキツドアイスを生成するための製氷機と
からなるリキツドアイス式蓄熱槽において、該氷
蓄熱槽の下方周辺部に外方に向けて突出させた突
出部を設け、該突出部内に該製氷機を少なくとも
１個内蔵させるとともに、該氷蓄熱槽の水位より
該製氷機の水位が低くなるように配置し、かつ、
該氷蓄熱槽の下部と該製氷機の上部とを連絡する
液輸送用パイプと、該製氷機の下部と該氷蓄熱槽
の上部とを連絡するリキツドアイス輸送用パイプ
を設けた。

《作用》 本考案では、昼間等の冷熱使用時に冷熱が取出
され、氷粒が融解して氷蓄熱槽に貯留されている
水と不凍液との混合液（以下、混合液）が、氷蓄
熱槽の下部とこの氷蓄熱槽に内蔵されている製氷
機の上部とを連絡する液輸送用パイプ内へ抜出さ
れ、氷蓄熱槽と製氷機との水位の水頭差を利用し
てこの液輸送用パイプ内を通り、製氷機の上部へ
送られる。

製氷機の上部へ送られた混合液は、製氷機内の
混合液流路を通つて製氷機の下部へ至る間に、冷
凍機にて冷却されて製氷機の冷媒流路を流れる冷
媒により冷却され、混合液中の水が過冷却状態と
なつて氷粒化し、リキツドアイスとなる。

このようにして生成されたリキツドアイスは、
製氷機の下部と氷蓄熱槽の上部とを連絡するリキ
ツドアイス輸送用パイプ内へ抜出され、このリキ
ツドアイス輸送用パイプを通り、氷蓄熱槽の上部
へ送られ、氷蓄熱槽内に貯留される。

本考案では、このリキツドアイスが貯留される
氷蓄熱槽に製氷機が内蔵されているため、冷熱発
生時、製氷機はリキツドアイスにより冷却された
状態となる。

また、冷熱取出終了時には、氷蓄熱槽内には混
合液や未融解の氷粒が貯留されているため、氷蓄
熱槽に内蔵されている製氷機は、特別の断熱手段
が設けられていなくても、この混合液や未融解氷
粒により外気温から遮断された状態となる。すな
わち、製氷機からの熱損失が氷蓄熱槽で吸収さ
れ、有効利用が図れる。

《実施例》 第１図は本考案の第１実施例に係るリキツドア
イス式蓄熱槽の好適な実施例を示している。

同図に示すように、氷蓄熱槽１の下方周縁部に
外方に向けて突出する突出部１′を形成している。
そして、この突出部１′内に製氷機２を１個内蔵
させている。

また、内蔵させる製氷機２は、氷蓄熱槽１の高
さより低いものを用いており、製氷機２を突出部
１′内に配置させた状態では、氷蓄熱槽１内の水
位と、製氷機２内の水位との間で、水頭差ｈが生
じるようになつている。ここが本考案の特徴の一
つである。

また、氷蓄熱槽１内の混合液Ｌを製氷機２の上
部へ導入するために、従来と同様に氷蓄熱槽１の
底部と製氷機２の上部とを液輸送用パイプ６で連
結しているが、本考案では上記した如く、水頭差
ｈを利用できるため従来例（第２図）の如く液輸
送用パイプ３を省略することができる。

すなわち、製氷機２の上部に空気流量制御バル
ブ１４付の空気用パイプ１５を設け、一方、液輸
送用パイプ６の途中に液量制御バルブ１６を設け
ている。そして、空気流量制御バルブ１４と空気
用パイプ１５とにより製氷機２内の気圧を調整す
れば、水頭差ｈの作用で氷蓄熱槽１内に混合液Ｌ
を液輸送用パイプ６を通して製氷機２内へ導入で
きる。このとき、混合液Ｌの導入量は液量制御バ
ルブ１６で調節すればよい。

また上記の空気流量制御バルブ１４並びに液量
制御バルブ１６の図示の如く、手動方式でもよ
く、あるいは各バルブ１４，１６を別途設けた空
気噴射装置に連結し、その噴射装置から噴射され
る空気の量により各バルブの開閉量を制御できる
ようにし、自動化を図る等種々の構造とすること
ができる。

そして、このように配設した氷蓄熱槽１と製氷
機２とを、従来とほぼ同様の構造で配管等を行な
う。

すなわち、製氷機２の下部と氷蓄熱槽１の上部
とをリキツドアイス用パイプ７で連結している。
そして、リキツドアイス用パイプ７の中間位置に
第１のポンプ３′を配設し、強制的に循環できる
ようになつている。

また、上記の製氷機２は、例えば、内部に複数
のチユーブ４を有する円筒形容器で、下部が円錘
形のリキツドアイス溜め部８となつており、チユ
ーブ４内が混合液Ｌの流路となり、チユーブ４の
外が冷凍機５で冷却されて送られてくる冷媒の流
路となつている。

さらに、この実施例では、氷蓄熱槽１の頂部、
側部および底部と、製氷機２のリキツドアイス溜
め部８とに断熱材９が設けられているが、リキツ
ドアイス溜め部８も氷蓄熱槽１内に内蔵されるよ
うにすれば、リキツドアイス溜め部８の断熱材は
不要となる。

さらにまた、氷蓄熱槽１の下部から例えば空調
機等の冷房負荷１０の熱交換器１１を経てリキツ
ドアイス用パイプ７に連絡される冷熱取出用パイ
プ１２を配設するとともに、この冷熱取出しパイ
プ１２に第２のポンプ３″を設け、強制的に循環
させるようになつている。

さらに、この冷熱取出用パイプ１２とリキツド
アイス用パイプ７には第１の切替バルブ１３と第
２の切替バルブ１３′とがそれぞれ設けられてい
る。

この実施例においてリキツドアイスを生成する
には、氷蓄熱槽１に貯留されている混合液Ｌを上
記したように水頭差ｈを利用して液輸送用パイプ
６を通して製氷機２の上部へ導入する。そして、
混合液Ｌは、製氷機２内のチユーブ４の内面に沿
つて流下しチユーブ４の外側を流れる冷媒と間接
接触して冷却される。その結果混合液Ｌ中の水が
過冷却状態となつて氷粒化し、リキツドアイスＩ
を生成する。

このリキツドアイスＩは、製氷機２の下部に形
成されたリキツドアイス溜め部８に一旦貯留さ
れ、第１のポンプ３′によりリキツドアイス用パ
イプ７を通して氷蓄熱槽１の上部へ導入され、蓄
氷される。

なお、このとき、第１の切替バルブ１３は閉状
態、第２の切替バルブ１３′は開状態としておく。
そして、この第２の切替バルブ１３′は、蓄氷が
終了した時点で閉状態とする。

また、冷熱使用に際しては、まず、第１の切替
バルブ１３を開状態とし、次いで、氷蓄熱槽１の
下部から冷熱取出用パイプ１２内へ温度が低下し
ている混合液Ｌを抜出し、熱交換器１１にてこの
混合液Ｌの冷熱を取出し温度上昇した混合液Ｌを
リキツドアイスＩの層を通過する間にリキツドア
イスの潜熱を奪つて温度を低下させ、リキツドア
イスを一部融解させて氷蓄熱槽１の下部へいた
り、再度熱交換器１１へ送られる。この操作を繰
返して氷蓄熱槽１にリキツドアイスＩとして蓄熱
された冷熱が使用されていく。

なお、上記した実施例では、製氷機を１個内蔵
させるものについて説明したが、本考案はこれに
限ることなく、複数個内蔵するようにしてもよ
い。その場合には比較的少数のほぼ同一規格の製
氷機を大量生産し（コスト安となる）、氷蓄熱の
大きさに合わせて、必要数の製氷機を内蔵するよ
うにしてもよい。また、かかる場合の使用に際し
ては、全部の製氷機を同時に作動させる必要は必
ずしもなく、所望の製氷機（１個或いは２個以上
でも可）を運転させるようにしてもよい。

また、必ずしも氷蓄熱槽の実際の高さより製氷
機のそれの方が低い必要はなく、要は水頭差を生
じるように配置すればよい。

《考案の効果》 以上のように、本考案のリキツドアイス式氷蓄
熱槽によれば、氷蓄熱槽内に製氷機を挿入配置し
たため、製氷機の断熱が不要となる。

また、製氷機の外部へにげた冷熱は、氷蓄熱槽
にて受熱されるため、系全体での熱効率が向上す
る。

さらには、メンテナンス部を含め、製氷機の設
置スペースが不要となり、系全体が必要とするス
ペースを大幅に減少させることができる。そし
て、この効果は、複数個の製氷機を設置する場合
に顕著になる。

さらに、製氷機の水位より高い水位の氷蓄熱槽
を用いているため氷蓄熱槽から製氷機への混合液
の輸送は水頭差により行うことができ、液輸送用
パイプが省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るリキツドアイス式氷蓄熱
槽の一実施例を示す概略説明図、第２図は従来の
リキツドアイス方式における氷蓄熱槽と製氷機を
示す説明図である。 １……氷蓄熱槽、１′……突出部、２……製氷
機、４……チユーブ、５……冷凍機、６……液輸
送用パイプ、７……リキツドアイス輸送用パイ
プ、８……リキツドアイス溜め部、９……断熱
材、Ｉ……リキツドアイス、Ｌ……混合液。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. リキツドアイスにより冷熱を蓄熱するための氷
   蓄熱槽と、該リキツドアイスを生成するための製
   氷機とからなるリキツドアイス式蓄熱槽におい
   て、該氷蓄熱槽の下方周辺部に外方に向けて突出
   させた突出部を設け、該突出部内に該製氷機を少
   なくとも１個内蔵させるとともに、該氷蓄熱槽の
   水位より該製氷機の水位が低くなるように配置
   し、かつ、該氷蓄熱槽の下部と該製氷機の上部と
   を連絡する液輸送用パイプと、該製氷機の下部と
   該氷蓄熱槽の上部とを連絡するリキツドアイス輸
   送用パイプを備えてなることを特徴とするリキツ
   ドアイス式蓄熱槽。