JPH067014B2 - 氷蓄熱槽 - Google Patents
氷蓄熱槽Info
- Publication number
- JPH067014B2 JPH067014B2 JP16214285A JP16214285A JPH067014B2 JP H067014 B2 JPH067014 B2 JP H067014B2 JP 16214285 A JP16214285 A JP 16214285A JP 16214285 A JP16214285 A JP 16214285A JP H067014 B2 JPH067014 B2 JP H067014B2
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- Japan
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- container
- storage tank
- ice
- heat storage
- water
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍機を稼動させて蓄熱槽内の水を冷やし、
得られた冷水と氷を利用して冷房を行なう空調システム
用の氷蓄熱槽に関する。
得られた冷水と氷を利用して冷房を行なう空調システム
用の氷蓄熱槽に関する。
従来の技術 夜間電力を利用して冷凍機を稼動させ、蓄熱槽内に冷水
と氷を蓄えてこれを昼間の冷房に利用する空調システム
は、既によく知られている。この空調システムにおいて
は、冷凍機からの冷媒（あるいはブライン）をパイプを
通して蓄熱槽の中に導入し、この冷媒（あるいはブライ
ン）パイプをコイル状あるいはＵ字蛇行状に配設して冷
却器とし、この冷却器を通過した冷媒（あるいはブライ
ン）が再び冷凍機に戻る蓄熱槽内冷却装置を有してい
る。この蓄熱槽内冷却装置は、蓄熱槽内に冷却器を固定
し、冷凍機からの冷媒により冷却器外表面に着氷させ、
蓄熱槽内を氷と水の共存状態とするものである。この氷
と水により蓄えられた冷熱を配管を介して空調機へ冷水
として循環させるようにしたものが当該空調システムで
ある。
と氷を蓄えてこれを昼間の冷房に利用する空調システム
は、既によく知られている。この空調システムにおいて
は、冷凍機からの冷媒（あるいはブライン）をパイプを
通して蓄熱槽の中に導入し、この冷媒（あるいはブライ
ン）パイプをコイル状あるいはＵ字蛇行状に配設して冷
却器とし、この冷却器を通過した冷媒（あるいはブライ
ン）が再び冷凍機に戻る蓄熱槽内冷却装置を有してい
る。この蓄熱槽内冷却装置は、蓄熱槽内に冷却器を固定
し、冷凍機からの冷媒により冷却器外表面に着氷させ、
蓄熱槽内を氷と水の共存状態とするものである。この氷
と水により蓄えられた冷熱を配管を介して空調機へ冷水
として循環させるようにしたものが当該空調システムで
ある。
この空調システムでは、冷水だけでなく氷の融解潜熱も
利用しているので蓄熱槽の蓄熱容量が大となり、その結
果蓄熱槽をコンパクトなものに出来るという利点があ
る。しかしながら、従来の氷蓄熱槽では冷却器の電熱管
（冷媒あるいはブラインパイプ）の外面に氷を成長させ
ているため、氷の成長につれて熱抵抗が著しく増大し、
伝熱管内流体温度をさらに低くしなければならず冷凍機
の消費動力が増大するという問題点があった。また冷却
器に形成された氷は、一定厚さまでは定速成長するが、
２０〜３０mm厚さに達すると冷却器の冷却能力が低下す
るため氷の成長が著しく低下する。従って、製氷量を多
くするためには定期的に冷却器に付着した氷をはがす必
要があり、冷凍機をデフロストサイクル（霜取り）に切
換える等の操作を必要とし、蓄熱槽の効率が著しく低下
する欠点があった。さらに、槽内に浸漬できる伝熱管の
量をあまり多くできないため槽内水の製氷率を高めるこ
とができない。一方、槽内の伝熱管の量を多くしすぎた
り製氷率が５０％以上に高めると槽内水の流動性が悪く
なり、冷熱を取出すことができない等の問題点があっ
た。したがって従来の技術では製氷率３０％が限度であ
った。
利用しているので蓄熱槽の蓄熱容量が大となり、その結
果蓄熱槽をコンパクトなものに出来るという利点があ
る。しかしながら、従来の氷蓄熱槽では冷却器の電熱管
（冷媒あるいはブラインパイプ）の外面に氷を成長させ
ているため、氷の成長につれて熱抵抗が著しく増大し、
伝熱管内流体温度をさらに低くしなければならず冷凍機
の消費動力が増大するという問題点があった。また冷却
器に形成された氷は、一定厚さまでは定速成長するが、
２０〜３０mm厚さに達すると冷却器の冷却能力が低下す
るため氷の成長が著しく低下する。従って、製氷量を多
くするためには定期的に冷却器に付着した氷をはがす必
要があり、冷凍機をデフロストサイクル（霜取り）に切
換える等の操作を必要とし、蓄熱槽の効率が著しく低下
する欠点があった。さらに、槽内に浸漬できる伝熱管の
量をあまり多くできないため槽内水の製氷率を高めるこ
とができない。一方、槽内の伝熱管の量を多くしすぎた
り製氷率が５０％以上に高めると槽内水の流動性が悪く
なり、冷熱を取出すことができない等の問題点があっ
た。したがって従来の技術では製氷率３０％が限度であ
った。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、従来よりもコンパクトで冷凍機の消費
動力が少ない高効率の氷蓄熱槽を提供することにある。
動力が少ない高効率の氷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とその作用 本発明の前述した目的は、断熱性を有する槽内に不凍液
を収容し、不凍液で満たされた槽内に水を入れた筒状の
コンテナを挿入し、電源装置に接続した２つの電極を用
いてコンテナ内の水に通電可能とした氷蓄熱槽によって
達成される。
を収容し、不凍液で満たされた槽内に水を入れた筒状の
コンテナを挿入し、電源装置に接続した２つの電極を用
いてコンテナ内の水に通電可能とした氷蓄熱槽によって
達成される。
コンテナ内には２つの電極を挿入するのが好適である
が、コンテナを導電材料で作り第１の電極だけをコンテ
ナ内の水中に挿入しコンテナ自体を第２の電極とするこ
とも出来る。これにより電極の構成が簡略化されコスト
ダウンとなる。
が、コンテナを導電材料で作り第１の電極だけをコンテ
ナ内の水中に挿入しコンテナ自体を第２の電極とするこ
とも出来る。これにより電極の構成が簡略化されコスト
ダウンとなる。
上記の構成によれば、不凍液が冷凍機によって冷却さ
れ、コンテナ内の水を氷に変えて蓄冷することが出来
る。従来、このようなコンテナ内の水を冷却した場合に
は、過冷却現象が生じて−５℃程度まで冷えても氷を生
成しないことが知られていた。本発明では、コンテナ内
の水温が０℃以下になっても氷結しない場合には、電源
装置のスイッチをＯＮにして通電させることにより過冷
却状態を解除させ、コンテナ内に強制的に氷を生成させ
るようにした点に特徴を有する。コンテナでは通電と同
時に水全体に板状の氷が発生し引続き筒の外側から中心
に向って氷が成長するため、伝熱特性が優れており、コ
ンテナ内の水はほぼ完全に氷になる。不凍液はコンテナ
外部の隙間を通って流れるので、氷の成長による流動性
の低下もなく、冷凍機の蒸発温度を従来の氷蓄熱槽より
も高目に保持することができ、冷凍機の消費動力が少な
くて済む。コンテナは単純な筒状でよいから、蓄熱槽内
に大量のコンテナを挿入して充填密度を高め、製氷率を
高くすることが可能である。従って、蓄熱槽をさらにコ
ンパクトなものにすることが出来る。コンテナの形状は
単純であり同一形状のものを量産すればよいから、コス
ト的な問題は生じない。
れ、コンテナ内の水を氷に変えて蓄冷することが出来
る。従来、このようなコンテナ内の水を冷却した場合に
は、過冷却現象が生じて−５℃程度まで冷えても氷を生
成しないことが知られていた。本発明では、コンテナ内
の水温が０℃以下になっても氷結しない場合には、電源
装置のスイッチをＯＮにして通電させることにより過冷
却状態を解除させ、コンテナ内に強制的に氷を生成させ
るようにした点に特徴を有する。コンテナでは通電と同
時に水全体に板状の氷が発生し引続き筒の外側から中心
に向って氷が成長するため、伝熱特性が優れており、コ
ンテナ内の水はほぼ完全に氷になる。不凍液はコンテナ
外部の隙間を通って流れるので、氷の成長による流動性
の低下もなく、冷凍機の蒸発温度を従来の氷蓄熱槽より
も高目に保持することができ、冷凍機の消費動力が少な
くて済む。コンテナは単純な筒状でよいから、蓄熱槽内
に大量のコンテナを挿入して充填密度を高め、製氷率を
高くすることが可能である。従って、蓄熱槽をさらにコ
ンパクトなものにすることが出来る。コンテナの形状は
単純であり同一形状のものを量産すればよいから、コス
ト的な問題は生じない。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面の実施例を参照
した以下の記載により明らかとなろう。
した以下の記載により明らかとなろう。
実施例 第１図は、本発明による氷蓄熱槽１０を含む空調システ
ムの例を表わしており、氷蓄熱槽１０は断熱性を有する
槽１２内に不凍液１４が満たされている。槽１２内には
蓄冷剤として水を入れた有底筒状のコンテナ（容器）１
６が多数鉛直方向に挿入され、槽１２のカバー（図示せ
ず）に固定されている。この実施例では、不凍液１４の
回路が開放回路となっており、コンテナ１６の口部は不
凍液の液面より上方に突出している。各コンテナ内の水
中には１つの棒状電極１８が挿入され、槽内の不凍液の
流れ方向に応じて３系統に分けられスイッチ２２を介し
て電源装置２４に接続されている。導電材料で作られた
コンテナ容器１６自体が第２の電極２０を構成し、電源
装置２４のアース側に接続されている。
ムの例を表わしており、氷蓄熱槽１０は断熱性を有する
槽１２内に不凍液１４が満たされている。槽１２内には
蓄冷剤として水を入れた有底筒状のコンテナ（容器）１
６が多数鉛直方向に挿入され、槽１２のカバー（図示せ
ず）に固定されている。この実施例では、不凍液１４の
回路が開放回路となっており、コンテナ１６の口部は不
凍液の液面より上方に突出している。各コンテナ内の水
中には１つの棒状電極１８が挿入され、槽内の不凍液の
流れ方向に応じて３系統に分けられスイッチ２２を介し
て電源装置２４に接続されている。導電材料で作られた
コンテナ容器１６自体が第２の電極２０を構成し、電源
装置２４のアース側に接続されている。
不凍液１４はポンプ２６の作動により冷凍機２８へと送
られ、冷却された後に槽内に戻される。冷凍機２８は圧
縮機ａ、凝縮器ｂ、膨張弁ｃ、蒸発器ｄを含んでいる。
られ、冷却された後に槽内に戻される。冷凍機２８は圧
縮機ａ、凝縮器ｂ、膨張弁ｃ、蒸発器ｄを含んでいる。
空調システムの二次側回路には空調器３０その他の負荷
が接続され、氷蓄熱槽で冷却された不凍液がポンプ３２
により循環させられて冷却作用を行なう。
が接続され、氷蓄熱槽で冷却された不凍液がポンプ３２
により循環させられて冷却作用を行なう。
本発明による氷蓄熱槽１０を含んだ空調システムは上記
のように構成されており、冷凍器２８の作用により冷却
された不凍液１４がコンテナ１６を冷却し、コンテナ１
６内の水は外側から冷却されて０℃に達すると氷結を開
始するかあるいは過冷却状態になってさらに水温が低下
する。過冷却状態になった場合は、スイッチ２２をＯＮ
にして水中に通電し過冷却状態を解除させる。これによ
りコンテナ１６内の水は氷結を開始し、やがて完全に氷
結する。コンテナ内の水が完全に氷結しても不凍液の流
動性には影響がないから、二次側への流れを開始するこ
とが出来る。
のように構成されており、冷凍器２８の作用により冷却
された不凍液１４がコンテナ１６を冷却し、コンテナ１
６内の水は外側から冷却されて０℃に達すると氷結を開
始するかあるいは過冷却状態になってさらに水温が低下
する。過冷却状態になった場合は、スイッチ２２をＯＮ
にして水中に通電し過冷却状態を解除させる。これによ
りコンテナ１６内の水は氷結を開始し、やがて完全に氷
結する。コンテナ内の水が完全に氷結しても不凍液の流
動性には影響がないから、二次側への流れを開始するこ
とが出来る。
スイッチ２２は、不凍液の流れ方向及び電気容量に応じ
て電極を複数の系統に分けてＯＮ−ＯＦＦを行なわせる
ことが望ましい。電源は交流でも直流でも利用すること
が出来る。
て電極を複数の系統に分けてＯＮ−ＯＦＦを行なわせる
ことが望ましい。電源は交流でも直流でも利用すること
が出来る。
第２図は、不凍液１４の回路が閉回路になっていて、水
を入れた多数のコンテナ１６が槽１２の底部より下方ま
で延伸している実施例を表わしている。各コンテナ１６
内には２個の棒状電極４０，４２が挿入されている。変
形例として、コンテナ１６の下方に水槽４４を配置し、
各コンテナの底部を水槽４４に接続させて連通させるこ
とも出来る。このような連通水槽４４を設けると、コン
テナ内の水面の高さを一定にできるので、各コンテナ内
の水の量を調節する必要がなくなるという利点がある。
を入れた多数のコンテナ１６が槽１２の底部より下方ま
で延伸している実施例を表わしている。各コンテナ１６
内には２個の棒状電極４０，４２が挿入されている。変
形例として、コンテナ１６の下方に水槽４４を配置し、
各コンテナの底部を水槽４４に接続させて連通させるこ
とも出来る。このような連通水槽４４を設けると、コン
テナ内の水面の高さを一定にできるので、各コンテナ内
の水の量を調節する必要がなくなるという利点がある。
第２図の例では、二次側回路に熱交換器４６が挿入され
ており、ポンプ４８の作動により空調機３０側には水が
循環するように構成されている。
ており、ポンプ４８の作動により空調機３０側には水が
循環するように構成されている。
一般に蓄熱槽は建物の地下に設置されており、夜間に運
転されるものであるから、コンテナ内で過冷却現象が生
じているかどうかを確認するのは容易でない。従って、
コンテナ内又は不凍液の水温をセンサーで検出し、水温
が０℃以下になった時はコンテナ内の水は過冷却状態に
あるものと考え、自動的にスイッチ２２を断続的にＯＮ
−ＯＦＦ作動させるようにして自動制御を行なうことが
好ましい。
転されるものであるから、コンテナ内で過冷却現象が生
じているかどうかを確認するのは容易でない。従って、
コンテナ内又は不凍液の水温をセンサーで検出し、水温
が０℃以下になった時はコンテナ内の水は過冷却状態に
あるものと考え、自動的にスイッチ２２を断続的にＯＮ
−ＯＦＦ作動させるようにして自動制御を行なうことが
好ましい。
本発明による氷蓄熱槽を実際の建物に適用した場合の効
果は次のようになる。延床面積１００００m2で冷房最大
負荷が３００冷凍トンの建物に蓄熱槽を設置し、冷凍機
容量を１５０冷凍トンに減らすとすると、蓄熱槽の所要
容積は次のようになる。
果は次のようになる。延床面積１００００m2で冷房最大
負荷が３００冷凍トンの建物に蓄熱槽を設置し、冷凍機
容量を１５０冷凍トンに減らすとすると、蓄熱槽の所要
容積は次のようになる。
１）氷蓄熱槽で製氷率６０％（本発明） ５４m3 ２）氷蓄熱槽で製氷率３０％（従来） １００m3 ３）水蓄熱槽の場合 ６００m3 容積５４m3の氷蓄熱槽を設置した場合の冷凍機の年間運
転費は、蓄熱槽なしの場合を１００として、製氷率３０
％（従来）の場合で８６％、製氷率６０％（本発明）の
場合で７５％となる。これは夜間の安い電気料金を利用
できるためである。
転費は、蓄熱槽なしの場合を１００として、製氷率３０
％（従来）の場合で８６％、製氷率６０％（本発明）の
場合で７５％となる。これは夜間の安い電気料金を利用
できるためである。
発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明によれば従来よりも製
氷率を高めることができるので、氷蓄熱槽がコンパクト
になり、周囲に逃げる熱量が減少するので効率が高めら
れる。槽内液は常に流動性を保持しているので、冷凍機
の蒸発温度を従来よりも高目に保持することができ、冷
凍機の消費動力が減少する等、その作用効果には極めて
顕著なものがある。
氷率を高めることができるので、氷蓄熱槽がコンパクト
になり、周囲に逃げる熱量が減少するので効率が高めら
れる。槽内液は常に流動性を保持しているので、冷凍機
の蒸発温度を従来よりも高目に保持することができ、冷
凍機の消費動力が減少する等、その作用効果には極めて
顕著なものがある。
第１図は本発明による氷蓄熱槽を含んだ空調システムの
系統図、第２図は空調システム及び氷蓄熱槽の他の実施
例を表わす系統図である。 １０……氷蓄熱槽、１２……槽 １４……不凍液、１６……コンテナ １８，２０……電極、２４……電源装置 ２８……冷凍機、３０……空調機
系統図、第２図は空調システム及び氷蓄熱槽の他の実施
例を表わす系統図である。 １０……氷蓄熱槽、１２……槽 １４……不凍液、１６……コンテナ １８，２０……電極、２４……電源装置 ２８……冷凍機、３０……空調機
Claims (3)
- 【請求項１】断熱性を有する槽内に不凍液を収容し、不
凍液で満たされた槽内に水を入れた筒状のコンテナを挿
入し、電源装置に接続した２つの電極を用いて前記コン
テナ内の水に通電可能としたことを特徴とする氷蓄熱
槽。 - 【請求項２】前記コンテナ内の水中に２つの電極が挿入
されている特許請求の範囲第１項記載の氷蓄熱槽。 - 【請求項３】前記コンテナは導電材料で作られ、第１の
電極がコンテナ内の水中に挿入され、第２の電極がコン
テナ自体である特許請求の範囲第１項記載の氷蓄熱槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16214285A JPH067014B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 氷蓄熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16214285A JPH067014B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 氷蓄熱槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6226432A JPS6226432A (ja) | 1987-02-04 |
| JPH067014B2 true JPH067014B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=15748831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16214285A Expired - Fee Related JPH067014B2 (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | 氷蓄熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067014B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5464947B2 (ja) * | 2009-09-02 | 2014-04-09 | 三菱電機株式会社 | 氷蓄熱ユニットの蓄熱制御方法 |
-
1985
- 1985-07-24 JP JP16214285A patent/JPH067014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6226432A (ja) | 1987-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |