JPH0620036Y2 - 蓄熱システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は，ビル等の空調設備に使用される蓄熱システム
に関し，特に氷の潜熱を利用した氷蓄熱システムに関す
る。

（従来の技術） ビル等の空調設備に使用される蓄熱システムに，氷の潜
熱を利用する氷蓄熱システムがある。この氷蓄熱システ
ムでは、水が貯留された蓄熱槽に，冷媒が通流する循環
管を配設し，該循環管に冷媒を循環させることにより，
該循環管の周囲の水を氷結させて，該循環管に氷を付着
させ蓄熱する。この蓄熱は，例えば安価な夜間電力を利
用して行われる。そして、必要に応じて冷水を空調器に
循環して放熱する。

蓄熱槽内に配設される循環管は，従来，架橋ポリエチレ
ン管，銅管等をコイル状に巻回して使用されていた。し
かし，コイル状に巻回された循環管では，蓄熱槽に占め
る循環管の密度が小さいために，循環管に付着して形成
される氷の量が限られ，蓄熱量が小さいという問題があ
った。

このため，循環管が蓄熱槽内に占める密度を大きくする
べく，例えばそれぞれの各屈曲部が水平面内にてジグザ
グ状に位置するようにヘアピン状に連続的に屈曲された
複数の循環管を，蓄熱槽内に全てが鉛直方向に平行状態
となるように整然と配設し，各循環管に冷媒を同方向へ
通流させることが行われている。

（考案が解決しようとする問題点） このように，それぞれがヘアピン状に連続的に屈曲され
た複数の循環管を，蓄熱槽内に配設すれば，循環管をコ
イル状に巻回する場合に比して，蓄熱槽内にて循環管の
占める密度が大きくなり，蓄熱量を大幅に増加させるこ
とができる。しかし，各循環管は，全てが鉛直方向に平
行状態となっているため，蓄熱槽内に占める循環管の密
度を大きくすれば，相隣する循環管の間隔が小さくな
り，各循環管に付着した氷同士が合着するおそれがあ
る。また，冷媒は循環管を通流する間に温められるた
め，冷却能力が低下する。従って，各循環管は，冷媒が
導入される部分で冷却能力が大きく，冷媒が導出される
部分になるに連れて徐々に冷却能力が小さくなる。相隣
する循環管同士は鉛直方向に平行しているため，冷媒の
導入部分では，該多量の水が氷結するため，それぞれに
氷結した氷同士が合着するおそれがある。循環管同士の
間隙を小さくすれば氷同士が合着するおそれは一層大き
くなる。このような現象が起これば，氷を均一に融解さ
せることができず，また，蓄熱槽内の水が円滑に流れな
いために，蓄熱槽内の水の温度分布が均一にならない。

本考案は上記従来の問題を解決するものであり，その目
的は，蓄熱槽内における循環管を高密度に配設し得て，
また、相隣する循環管に付着する氷同士が合着するおそ
れがなく，蓄熱槽内の水を均一な温度分布とし得る蓄熱
システムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は，蓄熱槽内の水を，該蓄熱槽内に配設された循
環管を通流する冷媒にて氷結させて蓄熱する蓄熱システ
ムであり，複数の循環管を，それぞれの各屈曲部が平行
する平面内にてジグザグ状に位置するように連続的に屈
曲して，相隣する各循環管を千鳥状に配設すると共に，
相隣する各循環管の冷媒通流方向を逆方向にしたことを
特徴としており，そのことにより上記目的が達成され
る。

（実施例） 以下に本考案を，実施例について説明する。

本考案の蓄熱システムは，第２図に示すように，蓄熱槽
10内の水の一部を凍らせて蓄熱し，必要に応じて，蓄熱
槽10内の冷水をポンプ30にて，空調器20に送給すること
により，室内を空調する。蓄熱槽10内には，冷媒が通流
する複数の循環管11が配設されている。該循環管11内に
は，冷媒として例えばフロンが通流され，該フロンが膨
張蒸発することにより周囲から熱を奪い，循環管11の周
囲に水が氷結する。各循環管11を通流した冷媒はコンプ
レッサー40にて圧縮された後に凝縮器50にて凝縮され，
膨張弁60を介して，蓄熱槽10内の各循環管11内へ循環さ
れる。

各循環管11は，第１図，第３図および第４図に示すよう
に，例えば水平面内にて各屈曲部がジグザグ状に位置す
るように，ヘアピン状に連続的に屈曲されている。

そして，相隣する各循環管11は，上下方向に所定の間隔
をあけて，それぞれが千鳥状となるように，適当な支持
部材（図示せず）にて支持されている。各循環管11の各
端部は，膨張弁60から送給される冷媒を各循環管11内へ
分配する送給用ヘッダー12と，各循環管11を通流した冷
媒を一括してコンプレッサー40へ送給する排出用ヘッダ
ー13に接続されている。この場合，相隣する各循環管11
内を通流する冷媒の通流方向が逆方向となるように，そ
れぞれの循環管11の一方の端部が供給用ヘッダー12に接
続され，他方の端部が排出用ヘッダー13に接続される。

図示の例において，各ヘッダー12および13は，循環管11
の一側方に，並設されており，一つの循環管11には，各
ヘッダー12および13の配設側から冷媒が通流され，該循
環管11の連続的に屈曲された部分11aを通流したのち
に，並設された屈曲部に沿う直管部11bを介して排出用
ヘッダー13へ環流される。このように冷媒を通流させる
循環管11とは相隣する循環管11には，並設された屈曲部
に沿う直管部11cにより，冷媒が，ヘッダー12および13
配設側とは反対側に一旦通流されて該側部から該循環管
11の連続的に屈曲された部分11d内に通流された後に排
出用ヘッダー13に環流される。このような構成の本考案
の蓄熱システムは，凝集器50にて凝縮された冷媒（例え
ばフロン）が，供給用ヘッダー12を介して各循環管11内
に通流され，各循環管11内にて膨張蒸発される。これに
より，各循環管11の周囲の水が氷結されて，各循環管11
周面に付着する。冷媒は，循環管11内を通流する間に温
められて，その冷却能力が低下するため，第５図に示す
ように，供給用ヘッダー12の接続側では，循環管11外周
面に付着する氷15の量は多くなっている。しかし，冷媒
が通流することによりその冷却能力が低下するに連れ
て，循環管11に付着する氷15の量は順次低下する。

このとき，鉛直方向に相隣する各循環管11は，千鳥状に
配設されており，しかも各循環管11の冷媒通流方向が逆
方向となっているため，一方の循環管11の供給用ヘッダ
ー12接続側部分が，他方の循環管11の排出側ヘッダー13
接続側部分近傍に位置し，その結果，一方の循環管11に
多量の氷15が付着した部分の近傍には，他方の循環管11
の氷15の付着量が少ない部分が位置する。従って、各循
環管11に付着した氷15同士が合着するおそれがない。

このように，各循環管11に氷結した氷15は，空調器20の
熱負荷が大きくなれば，融解され，蓄熱槽10内の冷水が
空調器20へ送給される。

上記実施例では冷媒を凝縮器50にて凝縮し，膨張弁60で
膨張循環させる冷媒直膨型のシステムとして説明した
が，この考案では，エチレングリコール水溶液などの不
凍液を蒸発器で熱交換した低温の液体を循環管11内に循
環させる不凍液型であってもよい。

（考案の効果） 本考案の蓄熱システムは，このように，蓄熱槽内に配設
される循環管の密度を大きくすることができ，従って，
蓄熱槽内の蓄熱量を多くすることができる。相隣する循
環管の配設が千鳥状であり，しかも各循環管内を冷媒が
逆方向へ通流するため，蓄熱槽内に循環管を高密度に配
設しても各循環管に付着する氷同士が合着するおそれが
ない。その結果，蓄熱槽内において，各循環管に付着す
る氷量の分布が略均一にし得て，融解時に氷を均一に融
解させることができ，蓄熱槽内の水の温度分布を略均一
にし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の蓄熱システムの一例を示す要部斜視
図，第２図はその蓄熱システムの一例を示す模式図，第
３図はその要部平面図，第４図はその要部側面図，第５
図は第３図のＶ−Ｖ線における断面の概略図である。 10……蓄熱槽，11……循環管，12……供給用ヘッダー，
13……排出用ヘッダー，30……ポンプ，40……コンプレ
ッサー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄熱槽内の水を，該蓄熱槽内に配設された
   循環管を通流する冷媒にて氷結させて蓄熱する蓄熱シス
   テムであり， 複数の循環管を，それぞれの各屈曲部が平行する平面内
   にてジグザグ状に位置するように連続的に屈曲して，相
   隣する各循環管を千鳥状に配設すると共に，相隣する各
   循環管の冷媒通流方向を逆方向にしたことを特徴とする
   蓄熱システム。