JPS6069470A - カプセルを利用した蓄冷熱槽 - Google Patents
カプセルを利用した蓄冷熱槽Info
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- JPS6069470A JPS6069470A JP17632183A JP17632183A JPS6069470A JP S6069470 A JPS6069470 A JP S6069470A JP 17632183 A JP17632183 A JP 17632183A JP 17632183 A JP17632183 A JP 17632183A JP S6069470 A JPS6069470 A JP S6069470A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は氷の融解潜熱？利用した蓄冷熱槽に関するもの
で、冷却用水の冷熱源として、或はヒートポンプに対し
ての熱源として小容積で大容隈の冷熱を蓄えることが出
来るものである。
で、冷却用水の冷熱源として、或はヒートポンプに対し
ての熱源として小容積で大容隈の冷熱を蓄えることが出
来るものである。
周知のよ５に氷より水に、水より氷に相変軽が行はれる
場合には８０ｍ／ｆｆｌの熱の授受が行はれる。これは
同一容積の水に較べ、その潜熱利用により８０倍の熱容
酔ヲ保有させることが出来、極わけである。このために
従来は冷却水を冷却管面に結氷させ、この融解時の氷の
ｚ名ＭＹ利用することが行はれ、所謂アイスバンクと称
せられるものであるが、冷却管面に成長する結氷の厚さ
が増すにしたがい、結氷面に至る熱の伝導が次第に減少
し、結氷速度は基だしく低下する。また結氷、融氷面と
冷却面とは結氷層ケ透して行はれるので、熱伝導が悪（
、これを促進させるためには冷却水と冷却面との温度勾
配を増大させること欠要する。
場合には８０ｍ／ｆｆｌの熱の授受が行はれる。これは
同一容積の水に較べ、その潜熱利用により８０倍の熱容
酔ヲ保有させることが出来、極わけである。このために
従来は冷却水を冷却管面に結氷させ、この融解時の氷の
ｚ名ＭＹ利用することが行はれ、所謂アイスバンクと称
せられるものであるが、冷却管面に成長する結氷の厚さ
が増すにしたがい、結氷面に至る熱の伝導が次第に減少
し、結氷速度は基だしく低下する。また結氷、融氷面と
冷却面とは結氷層ケ透して行はれるので、熱伝導が悪（
、これを促進させるためには冷却水と冷却面との温度勾
配を増大させること欠要する。
このような低温度の冷凍機の運転〃Ｊ率は著しく低い値
になってしまうものである。また、冷却管面の結氷は州
庁に橋絡したりすれば拮水衣面積は却って減少し、冷水
供給のための熱交喚率が低下し、負荷の変動に対する追
従性も低下する。また冷却管面に成長する結氷層の検出
、測定端Ｉｆを高めることは難しく運転制御の誤動作な
どが生じた場合の過剰ン巾結のために冷却管や、蓄熱槽
の損傷は皆無とは云い難い。
になってしまうものである。また、冷却管面の結氷は州
庁に橋絡したりすれば拮水衣面積は却って減少し、冷水
供給のための熱交喚率が低下し、負荷の変動に対する追
従性も低下する。また冷却管面に成長する結氷層の検出
、測定端Ｉｆを高めることは難しく運転制御の誤動作な
どが生じた場合の過剰ン巾結のために冷却管や、蓄熱槽
の損傷は皆無とは云い難い。
他の方法として水滴カプセルによって生ずる蓄冷凱糟ｒ
ついでは索より栄のＪ４１壺曲１殊の休矛口ｌ隆によっ
て生ずるカプセル破損の懸念、運転中におけるカプセル
と冷却水との熱交換、カプセル内の結氷の姿帖、結氷量
に対する蓄冷熱槽の運転制剣ζ保膿等の点が明らかでな
いため、その活用が、阻まれていたものである。
ついでは索より栄のＪ４１壺曲１殊の休矛口ｌ隆によっ
て生ずるカプセル破損の懸念、運転中におけるカプセル
と冷却水との熱交換、カプセル内の結氷の姿帖、結氷量
に対する蓄冷熱槽の運転制剣ζ保膿等の点が明らかでな
いため、その活用が、阻まれていたものである。
周知のように水より氷の相変態時の潜熱の活用が蓄冷熱
槽の本質的のものであるが、同時に相変態時の氷の密度
は０．９１７であるから、その比体積は１．０９０５と
なり、体積膨張が行はれる。氷の圧縮力は極めて大きな
値なので、結氷時には普通の容器がこれに耐えることが
出□来ず、これに追従するか、追従出来ないときは破十
ｉしてしまう。
槽の本質的のものであるが、同時に相変態時の氷の密度
は０．９１７であるから、その比体積は１．０９０５と
なり、体積膨張が行はれる。氷の圧縮力は極めて大きな
値なので、結氷時には普通の容器がこれに耐えることが
出□来ず、これに追従するか、追従出来ないときは破十
ｉしてしまう。
前述の冷水製造用の水冷却器の制御の誤動作などで発生
する破裂事故はこれによるものである。カプセルの弾性
比例限界が氷の体積膨張より仮りに大きな値であっても
、結氷、融氷が繰返して行はれる場合には融氷部分に融
けた水が入り込み結氷し、遂には容器の弾性比例限界を
越して容器を破壌してしまうことになる。
する破裂事故はこれによるものである。カプセルの弾性
比例限界が氷の体積膨張より仮りに大きな値であっても
、結氷、融氷が繰返して行はれる場合には融氷部分に融
けた水が入り込み結氷し、遂には容器の弾性比例限界を
越して容器を破壌してしまうことになる。
本発明はこれらの点に鑑み行はれたカプセル乞使用した
蓄冷熱槽である。
蓄冷熱槽である。
カプセルに充填される水については気泡などは勿論、水
中に溶存する空気や他のガスを真空ボンダなどで脱気す
ることが望ましく、このような水をカプセルに完全に充
満させて後にカプセルを密封する。
中に溶存する空気や他のガスを真空ボンダなどで脱気す
ることが望ましく、このような水をカプセルに完全に充
満させて後にカプセルを密封する。
カプセルは任意の形状、多面体であっても差支はなく、
その表面積の最も小さな形状は球状カプセルとなり、そ
のものの容積対内容積の比よりみれば最も経済的型状で
ある。これを例に採れば球状カプセル構成の材質の線膨
張はｒ「「丁了了＝１．０２９３以上であれば差支はな
い。カプセルの材質は熱伝導の良い弾性材とすれば金属
カプセルとなるが、低温度で硬化変質のない樹脂であっ
ても差支はない。このようにして作られたカプセルは結
氷、融氷の繰返しが行はれる過程で、融氷された部分に
融けた水が他から新たに入り込むようなことはカプセル
内では融氷が全表面で行はれ、水が充満されているので
、そのような事は行はれない。即ちカプセルの結氷、融
氷の繰返しが幾度も行はれても相変態による体積膨張以
上の膨張はあり得ないので、カプセル破損は起り得ない
。
その表面積の最も小さな形状は球状カプセルとなり、そ
のものの容積対内容積の比よりみれば最も経済的型状で
ある。これを例に採れば球状カプセル構成の材質の線膨
張はｒ「「丁了了＝１．０２９３以上であれば差支はな
い。カプセルの材質は熱伝導の良い弾性材とすれば金属
カプセルとなるが、低温度で硬化変質のない樹脂であっ
ても差支はない。このようにして作られたカプセルは結
氷、融氷の繰返しが行はれる過程で、融氷された部分に
融けた水が他から新たに入り込むようなことはカプセル
内では融氷が全表面で行はれ、水が充満されているので
、そのような事は行はれない。即ちカプセルの結氷、融
氷の繰返しが幾度も行はれても相変態による体積膨張以
上の膨張はあり得ないので、カプセル破損は起り得ない
。
カプセルは前述のように構成されるので、結氷融氷の過
程における体積変化即ちカプセル外経変化を直接実測を
行ってもよいが、液ブライン中にカプセルは浸漬されて
熱交換が行はれるので、浸漬中のカプセルの全数、或は
代表の標準カプセルの液プライ／に対する比重をめ、更
に水に対する液ブラインの比重より換算すれば、結氷厭
ヲ容易に検出、計測し、蓄冷熱槽の制御を行はせること
が出来るものである。
程における体積変化即ちカプセル外経変化を直接実測を
行ってもよいが、液ブライン中にカプセルは浸漬されて
熱交換が行はれるので、浸漬中のカプセルの全数、或は
代表の標準カプセルの液プライ／に対する比重をめ、更
に水に対する液ブラインの比重より換算すれば、結氷厭
ヲ容易に検出、計測し、蓄冷熱槽の制御を行はせること
が出来るものである。
このカプセル比重計測装置の一例を第１図に示す。第２
図は結氷、融氷の特性曲線の一例、第３図は蓄冷熱槽の
制御の系統図を示す。
図は結氷、融氷の特性曲線の一例、第３図は蓄冷熱槽の
制御の系統図を示す。
第１図において（１）は水Ｚ充満し密封した結氷検出球
状カプセル、（２）は液ブライン、（３）はカプセル重
量釣合ばね、（４）はバネ指標検出用鉄心、（５）は励
磁線輪、（６）は線輪導線とした球状カプセル比重計側
装置である。第２図の（ａ）は液ブラインの冷却経過時
間ｆＴ１に対するカプセル内の結氷−μ申ｅｋ普Ｍの変
化乞示す曲線、（ｂ）は（ａ）に対するカプセル内の温
度（１）と冷却経過時間α）の変化曲線で、前記球状カ
プセル比重計測装置による実測値の一例である。
状カプセル、（２）は液ブライン、（３）はカプセル重
量釣合ばね、（４）はバネ指標検出用鉄心、（５）は励
磁線輪、（６）は線輪導線とした球状カプセル比重計側
装置である。第２図の（ａ）は液ブラインの冷却経過時
間ｆＴ１に対するカプセル内の結氷−μ申ｅｋ普Ｍの変
化乞示す曲線、（ｂ）は（ａ）に対するカプセル内の温
度（１）と冷却経過時間α）の変化曲線で、前記球状カ
プセル比重計測装置による実測値の一例である。
（８１図は冷却経過時間（ｒ）に対するカプセル内部の
結氷量（■が増加している状態、更に冷却水使用時のカ
プセル内での融氷状態が明らに示されている。
結氷量（■が増加している状態、更に冷却水使用時のカ
プセル内での融氷状態が明らに示されている。
（ｂ）は（ａｌの状態が進行しているときのカプセル内
の温度ｆｔｌの変化である。（Ｓ）点は結氷時のカプセ
ル内で生ずる水の過冷却現象が現れたものである。第３
図において（７）はブライ／比重測定用の球状浮子、（
８）は球状浮子による検出部、（９）は前記ブライン比
重検出部導線、（１０）は比屯検出演轢装置６、（１１
）は蓄冷熱槽、（１２）は蓄冷熱用弾性球状カプセル、
（１３）は冷却装置、（１４）は液フライン冷却管、（
１５）は空気冷却器、（１６）は液ブライン循環ボ／グ
である。
の温度ｆｔｌの変化である。（Ｓ）点は結氷時のカプセ
ル内で生ずる水の過冷却現象が現れたものである。第３
図において（７）はブライ／比重測定用の球状浮子、（
８）は球状浮子による検出部、（９）は前記ブライン比
重検出部導線、（１０）は比屯検出演轢装置６、（１１
）は蓄冷熱槽、（１２）は蓄冷熱用弾性球状カプセル、
（１３）は冷却装置、（１４）は液フライン冷却管、（
１５）は空気冷却器、（１６）は液ブライン循環ボ／グ
である。
次にこの運転について述べる。蓄冷熱槽（１１）内には
結氷検出球状カプセル（１）、ブライ／比＠測定球状浮
子（７）が液ブライン（２）に浸漬され、これらの浮子
の浮沈は前記検出部（３１、（４） 、 （５）及び（
８）から第２図特性曲線のような出力とし、比重検出演
算装置（１０）に人力され、その演算結果より蓄冷熱槽
（１１）内の蓄冷熱用弾性球状カプセル（１２）内に結
氷されている全結氷喰が算出される。このような制御系
を有する蓄熱槽（１）は冷却装置（１３）で液ブライ／
冷却管（１４）ｖ介してｌ夜ブライン（２）が零度以下
に冷却され、前記弾性球状カプセル（Ｊ２）内に充満さ
れた水は凍結する。水の凍結される間はその温度は零度
を保持し、潜熱としてカプセル内に結氷状態で蓄熱され
、その結氷倹は前記比重検出装＋＃（１０）で検出され
゛る。１１ヒの出力で冷却装置（１３）の運転開始、停
止などの制御が行はれる。例えば翌日の気象条件の推定
より空気冷却器（１５）の蓄冷熱の必要喰に基き、予め
結氷させて置くことにより、極めて経済的な運転を容易
に行うことが出来るものである。
結氷検出球状カプセル（１）、ブライ／比＠測定球状浮
子（７）が液ブライン（２）に浸漬され、これらの浮子
の浮沈は前記検出部（３１、（４） 、 （５）及び（
８）から第２図特性曲線のような出力とし、比重検出演
算装置（１０）に人力され、その演算結果より蓄冷熱槽
（１１）内の蓄冷熱用弾性球状カプセル（１２）内に結
氷されている全結氷喰が算出される。このような制御系
を有する蓄熱槽（１）は冷却装置（１３）で液ブライ／
冷却管（１４）ｖ介してｌ夜ブライン（２）が零度以下
に冷却され、前記弾性球状カプセル（Ｊ２）内に充満さ
れた水は凍結する。水の凍結される間はその温度は零度
を保持し、潜熱としてカプセル内に結氷状態で蓄熱され
、その結氷倹は前記比重検出装＋＃（１０）で検出され
゛る。１１ヒの出力で冷却装置（１３）の運転開始、停
止などの制御が行はれる。例えば翌日の気象条件の推定
より空気冷却器（１５）の蓄冷熱の必要喰に基き、予め
結氷させて置くことにより、極めて経済的な運転を容易
に行うことが出来るものである。
以上は結氷検出球状カプセルとして代表的な標準カプセ
ルによる全結氷ｔを演算、検出した例について述べたが
、全カプセルより結氷緊の検出、測定の行えることはい
うまでもない。本発明は以上のように弾性カプセル内に
充填した水の潜熱乞利用した蓄冷熱装置であるために、
その蓄冷熱箭は極めて大きく、カプセルを使用しても結
氷時の破壌の行はれることがな（、凍結、融氷の行はれ
ろ面と凍結面とが同一であり、ｇ１度勾配は小さくても
よく、従って冷却温度ヲ大きく低下させる必要もな（、
冷却装置の運転効率がよく、結氷、融氷の検出にヒステ
リシスの生ずることがないので、結氷状袢の検出精度も
高（、運転制御が容易である。
ルによる全結氷ｔを演算、検出した例について述べたが
、全カプセルより結氷緊の検出、測定の行えることはい
うまでもない。本発明は以上のように弾性カプセル内に
充填した水の潜熱乞利用した蓄冷熱装置であるために、
その蓄冷熱箭は極めて大きく、カプセルを使用しても結
氷時の破壌の行はれることがな（、凍結、融氷の行はれ
ろ面と凍結面とが同一であり、ｇ１度勾配は小さくても
よく、従って冷却温度ヲ大きく低下させる必要もな（、
冷却装置の運転効率がよく、結氷、融氷の検出にヒステ
リシスの生ずることがないので、結氷状袢の検出精度も
高（、運転制御が容易である。
また保縛の見地よりは基本的なフェール・セーフ型で運
転は安全に行うことが出来るものである。
転は安全に行うことが出来るものである。
第１図はカプセル比重計測装置の一例、第２図は結氷、
帥氷の特性曲線の一例、第３図は蓄冷熱槽の制御の系統
図で１：結氷検出球状カプセル、２：液ブライン、７：
ブライン比ｉ′ｌｉ測定球状浮子、１０：比重検出演算
装置、１１：蓄冷熱槽、１２：蓄冷熱用弾性球状カプセ
ル、１３：冷却装置、１４：液ブライン冷却管、１５：
空気冷却器、１６：液ブライン循環ポンプっ
帥氷の特性曲線の一例、第３図は蓄冷熱槽の制御の系統
図で１：結氷検出球状カプセル、２：液ブライン、７：
ブライン比ｉ′ｌｉ測定球状浮子、１０：比重検出演算
装置、１１：蓄冷熱槽、１２：蓄冷熱用弾性球状カプセ
ル、１３：冷却装置、１４：液ブライン冷却管、１５：
空気冷却器、１６：液ブライン循環ポンプっ
Claims (1)
- 氷の潜熱を利用する蓄冷熱槽において、脱気し水を充満
し、密封させた天竜の弾性カプセルをブライン液中に浸
漬し、前記カプセルの全数、若しくは代表の標準的カプ
セルの秤旨値の演算出力で、前記蓄冷熱槽の運転制御乞
行はせることを特徴とするカプセルを使用した蓄冷熱槽
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17632183A JPS6069470A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | カプセルを利用した蓄冷熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17632183A JPS6069470A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | カプセルを利用した蓄冷熱槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069470A true JPS6069470A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0377433B2 JPH0377433B2 (ja) | 1991-12-10 |
Family
ID=16011535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17632183A Granted JPS6069470A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | カプセルを利用した蓄冷熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069470A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6383564A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-14 | 東洋エンジニアリング株式会社 | フリゴリ−蓄積装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57122265A (en) * | 1981-01-23 | 1982-07-30 | Maekawa Seisakusho Kk | Frozen ice level measuring apparatus |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17632183A patent/JPS6069470A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57122265A (en) * | 1981-01-23 | 1982-07-30 | Maekawa Seisakusho Kk | Frozen ice level measuring apparatus |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6383564A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-14 | 東洋エンジニアリング株式会社 | フリゴリ−蓄積装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377433B2 (ja) | 1991-12-10 |
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