JPS63197854A

JPS63197854A - 製氷蓄冷機

Info

Publication number: JPS63197854A
Application number: JP2836187A
Authority: JP
Inventors: 亀田　是統; 舟橋　英樹; 毅浅野; 英雅生越
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1987-02-12
Filing date: 1987-02-12
Publication date: 1988-08-16

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〕この発明は製氷蓄冷機に関するものである。

〔従来の技術〕

物質の固相から液相に変わる時の潜熱を利用して蓄冷す
る直膨式の製氷蓄冷機が知られている。

このような蓄冷機の課題は、蓄熱効率の向上にある。

第４図は従来の潜熱を利用した製氷蓄冷機の一例を示す
系統図、第５図は蓄冷器の拡大縦断面図である。第４図
および第５図に示すように、圧縮機２３によって加圧さ
れ高圧ガス状となった冷媒は、導管２４内を通シ、凝縮
器２５によって高圧の液状となり１次いで、レシーバ−
２６を介して膨張弁２７によシ低王の液状となる。低圧
液状の冷媒は、熱交換器としての蓄冷コイル２８により
蒸発して、蓄冷器２９内の液体蓄熱材としての水３０ｔ
−凍らせ、これによシ蓄冷を行う。

しかしながら、蓄熱が進むと、蓄冷コイル２８に点線で
示す氷３１が付着し熱伝４を妨げる定め。

蓄熱効率が低下する問題がある。

第６図は従来の潜熱を利用した製氷蓄冷機の他の例を示
す系統図である。第６図に示すように、圧縮機３２によ
って加圧され高圧ガス状となった冷媒は、導管３３内を
通って凝縮器３４によって高圧の液状となり１次いで、
膨張弁３５によシ低王の液状となる。低圧液状の冷媒は
、熱交換器としての蓄冷コイル３６によって蒸発する。

一方、蓄熱槽３７は上面が開いた開放型であり、その内
部に供給された蓄熱材としての水３８は。

循環ポンプ３９により空調機４０を介して蓄冷コイル３
６の上方に配置されたスプレーノズル４１まで汲み上げ
られる。そして、汲み上げられた水はスプレーノズル４
１から蓄熱槽３７内および蓄冷コイル３６に向けて散布
され、蓄冷コイル３６内で蒸発した冷媒により蓄冷コイ
ル３６の表面で冷却されて結氷する。

蓄熱が進むと蓄冷コイル３６の周囲に氷が付着するので
、これを融解するために、導管３３の途中に凝縮器３４
および膨張弁２５を冷媒が通過しない支管４２を設け、
一定時間ごとに電磁弁４３を切り替えて、圧縮機３２に
よシ圧縮された高温の高圧ガス状の冷媒を支管４２経由
で蓄冷コイル３６に送シ込む。

これにより、蓄冷コイル３６の周囲に付着した氷を融解
して蓄熱槽３７内に落下させる。４４は氷である。

上述のように、蓄冷コイル３６の周囲に付着した氷は、
一定時間ごとに取シ除かれ、蓄冷コイル３６の製氷能力
は良好に保たれるので、蓄冷コイル３６に氷が付着する
ことによる蓄冷機の機能低下を防止することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来の製氷蓄冷機は。

蓄冷コイル３６に付着した氷を融解した後、その融解し
た分量の水を再結氷するだめに余分なエネルギーを必要
とする結果、エネルギーの得失を総合的にみると、蓄熱
効率は低い。

氷を融解させるために高温のガス状の冷媒の代わりに電
熱器を用いた製氷蓄冷機があるが、やはシ余分なエネル
ギーを必要とする。

従って、この発明の目的は、蓄熱効率の大幅な向上をエ
ネルギーのロスなく実現することができる製氷蓄冷機を
提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は、圧縮機と、前記圧縮機に導管によって接続
された凝縮器と、前記圧縮機および前記凝縮器の各々に
導管によって接続された蓄熱用の液体を製氷するだめの
２つの熱交換器と、前記２つの熱交換器を互いに連結す
る導管の途中に並列に設けられた２つの膨張弁と、前記
圧縮機および前記凝縮器の各々と前記２つの熱交換器の
各々とを接続する導管の途中に設けられた。前記導管を
通る冷媒の流れを切り換えて前記２つの熱交換器を交互
に過冷却器または蒸発器として機能させるための切替え
弁とからなることに特徴を有するものである。

次にこの発明を図面を参照しながら説明する。

第１図はこの発明の一実施態様を示す系統図である。第
１図に示すように圧縮機ｌおよび凝縮器３を冷媒が循゛
環する導管２ａ、２ｂには、四方切替弁４が設けられて
いる。四方切替弁４には、圧縮機１および凝縮器３の各
々に、コイル状の第１熱交換器１９および第２熱交換器
２０の各々を接続するための導管２ｃ、２ｄが接続され
ている。

第１熱交換器１９と第２熱交換器２０とを互いに連結す
る導管２ｅの途中には、第１膨張弁６および第２膨張弁
９が並列に設けられている。圧縮機１と凝縮器３とは導
管２によυ接続されている。

第１熱交換器１９と第１膨張弁６との間には第１逆止弁
５が、第２熱交換器２０と第２膨張弁９との間には第２
逆止弁８が各々接続されている。

第１逆止弁５は第２熱交換器２０から第１熱交換器１９
への冷媒の流れを、第２逆止弁８は第１熱交換器１９か
ら第２熱交換器２０への冷媒の流れを、各々制止する。

２１は第２膨張弁９の感温針。

２２は第１膨張弁６の感温針である。

第１熱交換器１９および第２熱交換器２０の下方には、
上部が開放された内部に蓄熱液としての水１２が供給さ
れる蓄熱槽１１が設置されている。

第１熱交換器１９および第２熱交換器２０の上方には、
スプレーノズル１６が設置されている。

蓄熱槽１１内の水１２は、循環ポンプ１４によシ冷水導
管１５を通って汲み上げられ、スプレーノズル１６に送
シ込まれ、スプレーノズル１６から第１熱交換器１９お
よび第２熱交換器２０に向けて散布され、再び蓄熱槽１
１内に落下する。

四方切替弁４は、導管２ａと２Ｃおよび導管２ｂと２ｄ
を接続し、または、導管２ａと２ｄおよび導管２ｂと２
０を接続する。

四方切替弁４によって導管２ａと２ｃおよび導管２ｂと
２ｄを接続した場合には、圧縮機１、凝縮器３．第１熱
交換器１９．第１膨張弁６および第２熱交換器２０ｔ−
この順序で通って圧縮機ｌに戻る循環管路が形成される
。

四方切替弁４によって、導管２ａと２ｄおよび導管２ｂ
と２０を接続した場合には、圧縮機１゜凝縮器３、第２
熱交換器２０．第２膨張弁９および第１熱交換器１９を
この順序で通って圧縮機１に戻る循環管路が形成される
。

〔作　用〕

第２図および第３図は冷媒の流れを示す系統図である。

冷媒の流れは、四方切替弁４によって導管２ａと２ｃお
よび導管２ｂと２ｄが接続された場合には次のように作
用する。

第２図に示すように、凝縮器３により高圧の液状となっ
た冷媒は、導管２ａおよび２Ｑｋ流れて第１熱交換器１
９に達し、第１熱交換器１９のコイルに付着した氷を過
冷却によって融解する。その後、導管２ｅを流れて第１
膨張弁６に達した冷媒は、第１膨張弁６によって低圧の
液状となり第２熱交換器２０に達する。そして、第２熱
交換器２０において蒸発し、スプレーノズル１６から散
布された水１２を結氷し、製氷された氷１３は蓄熱槽１
１内に貯氷される。

第２熱交換器２０のコイル内で蒸発したガス状の冷媒は
、導管２ｄおよび２ｂを通って圧縮機１に達し、再び循
環を繰り返す。

一方、第３図に示すように、四方切替弁４によって導管
２ａと２ｄおよび導管２ｂと２Ｃが接続された場合には
、冷媒の流れは四方切替弁４で切り替って逆にな力、冷
媒は第２熱交換器２ｏのコイルて付着した氷を過冷却に
よって融解し、第１熱交換器１９において製氷を行う。

このように、四方切替弁４を一定時間ごとに切フ替えれ
ば、第１熱交換器１９および第２熱交換器２０において
交替で製氷および融解が行われ。

高効率で製氷が進行する。

この際、過冷却が行なわれる熱交換器によって氷の融解
のために放出した熱量分は、蒸発が行われる熱交換器に
よって製氷する際に回収され、冷媒の熱の得失は同じと
なる。従って、氷の融解のための熱の損失はゼロとなシ
、無駄なエネルギーは一切使わずに連続して製氷を行う
ことができる。

なお、蓄冷の開始特等、氷を融解する必要のない場合に
は、２つの熱交換器２ｚずれも蒸発器として使うことが
できる。この場合は、２つの熱交換器にともに低圧液状
となった冷媒が凝縮器から膨張弁を弁して直接流れるよ
うな導管を設け、この管路を通って冷媒が流れるように
切替える。

次にこの発明を実施例によシ説明する。

〔実施例〕

四方切替え弁４によって導管２ａと２ｃおよび導管２ｂ
と２ｄを接続して本発明の製氷蓄冷機を稼動した場合の
冷媒の温度の変化を調べ、冷媒の流れとともに第２図に
示した。一方、同様に四方切替え弁４によって導管２ａ
と２ｄおよび導管２ｂと２Ｃを接続して本発明の製氷蓄
冷機を稼動した場合の冷媒の温度の変化を調べ冷媒の流
れとともに第３図に示した。

第２図および第３図に示すように、過冷却器としての第
２図に示す第１熱交換器１９および第３図に示す第２熱
交換器２０においては、冷媒の温度は５０℃を示し、前
記熱交換器は過冷却器としてコイルに付着した氷を完全
に融解した。蒸発器としての第２図に示す第２熱交換器
２０および第３図に示す第１熱交換器１９においては、
冷媒は０℃の温度で水を結氷した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の製氷蓄冷機によれば、
余分なエネルギーを消費することなく。

蓄熱効率を大幅に向上することができるので、コストの
低下、冷凍能力の上昇が図れる産業上有用な効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施態様を示す系統図、第２図お
よび第３図はこの発明の一実施例を示す系統図、第４図
は従来の製氷蓄冷機の一例を示す系統図、第５図は第４
図に示す蓄冷機の拡大縦断面図、第６図は従来の製氷蓄
冷機の他の例を示す系統図である。図面において。１・・・圧縮機。２　、２　ａ　、　２　ｂ　、　２　Ｃ）　２　ｄ　、
　２　ｅ　０９．導管、３・・・凝縮器、　　　　　４
・・・四方切替弁。５・・・第１逆止弁、　　　６・・・第１膨張弁。８・・・第２逆止弁、　　　９・・・第２膨張弁、１１
・・蓄熱槽、　　　　１２・・・水。１３・・・氷、　　　　　　１４・・・循環ポンプ。１５・・・冷水導！、　　　　　１６・・・スプレーノ
ズル。１９・・・第１熱交換器、　２０・・・第２熱交換器。２１．２２・・・感温計、　２３・・・圧縮機。２４・・・導管、　　　　　２５・・・凝縮器。２６・・・レシーバ−６２７・・・膨張弁。２８・・・蓄冷コイル、　　２９・・・蓄冷器。３０・・・水、　　　　　　３１・・・氷。３２・・・圧縮機、　　　　３３・・・導管。３４・・・凝縮器、　　　　３５・・・膨張弁。３６・・蓄冷コイル、　　３７・・・蓄熱槽、３８・・
・水、　　　　　　３９・・・循環ポンプ。４０・・・空Ｋ　ｅｋ　、　　　　　　４１・・・スプ
レーノズル。４２・・・支管、　　　　　４３・・・電磁弁。４４・・・氷。

Claims

【特許請求の範囲】

圧縮機と、前記圧縮機に導管によって接続された凝縮器
と、前記圧縮機および前記凝縮器の各々に導管によって
接続された蓄熱用の液体を製氷するための２つの熱交換
器と、前記２つの熱交換器を互いに連結する導管の途中
に並列に設けられた２つの膨張弁と、前記圧縮機および
前記凝縮器の各々と前記２つの熱交換器の各々とを接続
する導管の途中に設けられた、前記導管を通る冷媒の流
れを切り換えて前記２つの熱交換器を交互に過冷却器ま
たは蒸発器として機能させるための切替え弁とからなる
ことを特徴とする、製氷蓄冷機。