JPH05773Y2 - - 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
ル係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、いわゆる
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
（以下、第１のポンプ）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、このリキツドアイス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
蓄熱槽に該製氷機を複数個内蔵させ、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、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、
製氷機に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、製氷機から生じる熱損失が氷蓄熱槽で吸収
され有効利用が計られる。

《実施例》 第１図は本考案に係るリキツドアイス式蓄熱槽
の好適な一実施例を示し、この実施例では氷蓄熱
槽１に製氷機２を内蔵し、氷蓄熱槽１の下部と製
氷機２に上部とを液輸送用パイプ６で連結してい
る。また、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、液輸送用パイプ６には第１のポンプ３を、
リキツドアイス用パイプ７にはリキツドアイス輸
送用ポンプ（以下、第２のポンプ）３′をそれぞ
れ設けている。

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、この冷熱取出用パイ
プ１２に第３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とに第１の切替バルブ１３と第
２の切替バルブ１３′とをそれぞれ設けている。

さらに本考案では上記した製氷機２が複数の製
氷機で構成されている。すなわち、氷蓄熱槽１内
に略同一形状・規格からなる３個の製氷機２ａ，
２ｂ，２ｃを内蔵させている。そして、各製氷機
２ａ，２ｂ，２ｃと液輸送用パイプ６とを第１の
分岐パイプ６ａ，６ｂ，６ｃをを介して連結し、
この第１の分岐パイプ６ａ，６ｂ，６ｃをそれぞ
れ各製氷機２ａ，２ｂ，２ｃの上部に連絡して、
氷蓄熱槽１の下部と製氷機２ａ，２ｂ，２ｃの上
部とを液輸送用パイプ６と第１の分岐パイプ６
ａ，６ｂ，６ｃとにより連絡している。

また同様に、リキツドアイス用パイプ７にも第
２の分岐パイプ７ａ，７ｂ，７ｃを配し、この第
２の分岐パイプ７ａ，７ｂ，７ｃをそれぞれ各製
氷機２ａ，２ｂ，２ｃの下部と連絡して、製氷機
２ａ，２ｂ，２ｃ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と第２の分岐パイプ７
ａ，７ｂ，７ｃとにより連絡している。

次にこの実施例における作用の基本動作につい
て説明すると、まず、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を第
１のポンプ３で液輸送用パイプ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２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。

尚、この実施例におけるリキツドアイスの生成
は、すべての製氷機２ａ，２ｂ，２ｃを一斉に運
転してもよいし、１個づつ順に、あるいは必要に
応じていずれか１個または２個を運転するように
してもよい。

なおまた各製氷機２ａ，２ｂ，２ｃ毎に冷凍機
５を設けてもよいし、冷凍機５は１個のみ設け、
切替バルブやパイプライン等により各製氷機と連
絡するようにしてもよい。

《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。

また、複数個の製氷機を内蔵するようにしたた
め、比較的大型な氷蓄熱槽に対して用いる場合で
も、各製氷機は小型のもので済むので、製氷機の
製造、取付作業を安価かつ容易に行なうことがで
きる。

さらに、各製氷機を同一規格のものとした場合
には小型の製氷機を大量に生産し、必要に応じて
内蔵する個数を変えればいいので、コスト安とな
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、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)

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、該氷蓄熱槽に該製氷機を複数個内蔵さ
   せ、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。 (2) 前記複数個の製氷機が略同一規格から形成さ
   れてなることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のリキツドアイス式蓄熱槽。