JPS6314021A - 冷熱蓄熱設備 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、昼間等の冷房時における冷凍機の運転負荷を
軽減するため、夜間等の非冷房時に製氷、蓄氷して冷熱
を潜熱の形態で蓄熱する設備で、詳しくは、上部に空調
負荷からの還水口が、底部に空調負荷への出水口が形成
された蓄熱槽を設け、この蓄熱槽に氷塊群を供給する製
氷機を設けてある空調用冷熱蓄熱設備に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の空調用冷熱蓄熱設備においては、第５図
に示すように、前記還水口（３）が、還水を蓄熱槽（６
）に集束した流れとして落し込むものであった。（５）
は出水口、（７）は製氷機である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、夜間等の非冷房時において製氷機を作動させて
蓄熱槽内に氷塊を蓄える蓄氷運転の初期においては、氷
塊が少なく、各氷塊が小さな塊として分離した状態で蓄
熱槽内の水に浮いているが、蓄氷運転の終期においては
、移しい数の氷塊が上下に重なり、それらが自重と浮力
とで上下方向から圧搾されて融着し、１つの巨大氷塊が
形成される。したがって、従来の設備においては、蓄氷
運転終了後に蓄熱槽内の冷水を空調負荷に象っての冷房
運転を行った場合、第５図に示すように、還水口から蓄
熱槽内への還水の流下に伴って、前記巨大氷塊のうち、
還水口からの流下水が当る還水口付近の部分のみがその
流下水との接触で溶解し、最終的には、その付近部分に
下方の水層に達する穴（Ａ）が形成される。そして、こ
のような穴（Ａ）が一旦形成されると、流下水が氷に接
触せずに穴を通して直接に木下の水層に至り、出水口か
ら取出されるショートパスが生じる。このようなショー
トパスが発生すると、蓄氷による還水の冷却は、巨大氷
塊底面への水の接触のみに依存することになるため、氷
との接触による水の冷却効率が低下して、出水口温度が
蓄氷量の割には高（なるのみならず、出水口温度が変動
する。

本発明の目的は、前記のショートパスを防止し、蓄氷に
よる水の冷却を効率良く、安定して行えるようにする点
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による空調用冷熱蓄熱設備の特徴構成は、前記還
水口を、前記蓄熱槽内のほぼ全域に還水を散布する散水
ノズルから構成してある点にある。そして、それによる
作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

製氷機の運転によって蓄熱槽に蓄えられた氷は１つの巨
大氷塊となっているものの、その巨大氷塊は、製氷機に
より作られた多数の小さな氷塊が自重と浮力で上下方向
から圧搾されて融着した小氷塊の集合であるため、巨大
氷塊には、上下方向に貫通する多数の微細隙間が全体に
万遍なく分散形成されている。この点に着目して、空調
負荷からの還水口をノズルから構成することにより、還
水を蓄熱槽内のほぼ全域に万遍なく散布するようにして
あるため、還水時、つまり、冷房運転時において、蓄氷
が巨大氷塊の状態にあるときには、遣水がその巨大氷塊
の上面全体に万遍なく散布され、巨大氷塊の全体に万遍
なく存在する多数の微細隙間それぞれを通して木下の水
層に流下する。その結果、還水についてみれば、巨大氷
塊の上面と、微細隙間周りの氷壁面、巨大氷塊の下面と
に接触することになって、氷との接触面が大きく、効率
良く冷却される。他方、蓄氷についてみれば、巨大氷塊
の上面全体が均等に遣水と接触して溶解し、各微細隙間
が均等に太き（なり、ついには、巨大氷塊が隙間から分
断して多数の小氷塊に分離することになる。そして、こ
のように小氷塊に分離した後においても、還水が小氷塊
混在水層の上面全体にほぼ均等に散布されるため、還水
が小氷塊の全体によって効率良（冷却される。

要するに、還水を蓄熱槽内の全体に分散供給するように
したため、還水によって巨大氷塊の状態にある蓄氷を多
数の小氷塊に分断でき、そして、巨大氷塊の状態、小氷
塊の状態のいずれにおいても、還水を蓄氷に十分に接触
させて効率の良い遣水冷却を行い、遣水が蓄氷で冷却さ
れずに、出水口に至るショートパスを防止できるのであ
る。

〔発明の効果〕

その結果、本発明によれば、蓄氷により、冷房用の水を
効率良く、しかも、確実に冷却して、出水口温度を十分
に低くし、かつ、安定させることができ、冷房温度の制
御を簡単、かつ、確実、正確に行わせ得る空調用冷熱蓄
熱設備を提供できるに至った。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、上部に空調負荷（１）の還水路（
２）からの還水口（３）が、底部に空調負荷（１）の往
水路（４）への出水口（５）が形成された蓄熱槽（６）
を設け、この蓄熱槽（６）の上部に、この蓄熱槽（６）
に氷塊群を落下供給する製氷機（７）を配置して、空調
用冷熱蓄熱設備を構成する。

前記還水口（３）は、蓄熱槽（６）内の上部に分散配置
されて蓄熱槽（６）内のほぼ全域に還水を散布する複数
の散水ノズルから構成されている。

前記製氷機（７）は、結氷面を０℃以下に冷却しながら
水を供給して結氷させるフロストと、水供給を停止して
結氷面を加熱して結氷面から結氷を分離させるデフロス
トとを繰返すことにより、キューブ状、板状、管状、棒
状の水氷塊を作るものであり、氷の材料となる水は、ポ
ンプ（Ｐｌ）により汲上げられた蓄熱槽（６）内の水で
ある。なお、製氷機（７）としては、大きな塊の氷を作
り、これを削る、あるいは、割って小氷塊とするもので
あっても良い。

（８）は前記各散水ノズル（３）への給水管であり、（
９）は各給水管（８）に還水を分配するヘッダであり、
（ｌＯ）は空調用の冷凍機であり、（Ｐ２）は蓄熱槽（
６）かつ冷凍機（１０）に冷水を圧送するポンプである
。加えて、（１１）は、前記空調負荷（１）を通さずに
前記冷凍機（１０）からの冷水を前記還水路（２）に供
給するように、空調負荷（１）に対して並列接続させた
バイパス路であり、（１２）は、流路を切替弁であり、
これらは、蓄熱槽（６）内の水を製氷機（７）で凍らせ
ての蓄氷運転の際、空調負荷（１）を通さずに蓄熱槽（
６）と冷凍機（１０）との間で水を循環させて、蓄熱槽
（６）内の水を予冷することによって、蓄氷効率の向上
を図ることを目的としたものである。

上記のように構成された空調用冷熱蓄熱設備は、夜間等
の非冷房時に、冷凍機（１０）を運転して蓄熱槽（６）
内の水を予冷したのち、製氷機（７）を運転して蓄熱槽
（６）内に蓄氷し、冷房運転時に、その蓄氷で水を冷却
する、あるいは、蓄氷で冷凍機（１０）による冷却を補
助するのである。

そして、蓄氷運転の初期においては、製氷量が少なく、
小氷塊が分散して水に浮いているだけであるが、蓄氷運
転の終期においては、製氷量が多く、小氷塊が上下に重
なり、その自重と浮力で圧搾されて融着し、巨大氷塊と
して蓄氷される。

次に、蓄熱槽（６）内の冷水を空調負荷（１）に供給し
、空調負荷（１）からの還水を蓄熱ｔｒ！　（６）内に
返しての冷房運転を行うと、還水が巨大氷塊の上面全体
に分散供給され、巨大氷塊に万遍なく分散形成されてい
る微細隙間の全部を通って、木下の水層に至ることとな
る。その結果、還水は、巨大氷塊の上面との接触、微細
隙間流下時における周りの氷との接触、巨大氷塊の下面
との接触によって効率良く冷却される一方、巨大氷塊の
上面が全体的に万遍なく溶解するとともに、各微細隙間
が次第に広がり、ついには、巨大氷塊が微細隙間におい
て分断し、多数の小氷塊となる。

そして、それ以後においては、還水が小氷塊混在水層の
上面全体に分散供給されて、各小氷塊が還水の冷却に寄
与し、効率良く冷却されるのである。

〔別実施例〕

以下、本発明の実施例を示す。

散水ノズル（３）として、第３図に示すように、首振り
式のものを設けたり、あるいは、第４図に示すように、
回転式のものを設ける。これによるときは、散水ノズル
（３）の数を少なくできる。

なお、本発明は、散水により、空中の炭酸ガスが水に溶
は込み易くなるため、水の炭酸化による腐食防止対策を
施して実施することが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の実施例を示す縦断面図と、横
断平面図であり、第３図と第４図はそれぞれ、本発明の
別実施例を示す横断平面図である。第５図は従来例を示
す縦断側面図である。 （１）・・・・・・空調負荷、（３）・・・・・・還水
口、（５）・・・・・・出水口、（７）・・・・・・製
氷機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部に空調負荷（１）からの還水口（３）が、底部に空
   調負荷（１）への出水口（５）が形成された蓄熱槽（６
   ）を設け、この蓄熱槽（６）に氷塊群を供給する製氷機
   （７）を設けてある空調用冷熱蓄熱設備であって、前記
   還水口（３）を、前記蓄熱槽（６）内のほぼ全域に還水
   を散布する散水ノズルから構成してある空調用冷熱蓄熱
   設備。