JPS6329171A - 氷蓄熱システム - 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） 本発明は氷蓄熱システムに関するもので、より具体的に
は冷凍機と氷蓄熱槽との間にブラインを循環させて氷蓄
熱槽内の水を一部氷結させて冷却し、氷蓄熱槽内の冷却
された水を冷房負荷に循環させるようにしてなる氷蓄熱
システムにｒ！Ａスるものである。

（従来の技術） 住宅、ピルなどの冷房・給冷水利用について、水蓄熱方
式または氷蓄熱方式の蓄熱式冷房システムがある。この
システムは冷凍機と冷水蓄熱槽または氷蓄熱槽とからな
り、熱の発生と需要の時間的ずれを調整するため、夜間
電力を利用して冷水または氷の貯留を行ない、この冷蓄
熱を昼間等の必要時に取り出して冷房、給冷水に用いて
省エネルギー化を図ったものである。水蓄熱方式と氷蓄
熱方式とを比較した場合、氷蓄熱方式の方が水蓄熱方式
よりも冷蓄熱容量を大幅に縮小できると言った利点を有
し、この氷蓄熱方式が広く採用されるに至っている。

この氷蓄熱方式はソリッドアイス方式とリキッドアイス
方式との２種類に大別される。リキッドアイス方式は冷
媒と冷水を直接もしくはそれに近い形で接触させ、みぞ
れ状の氷（スラリー）を作り、これを蓄熱槽に蓄える方
式であるが現在のところ実用に供するシステムはまだ完
成されていない。これに対し、現在一般に採用されてい
るソリッドアイス方式は、冷媒もしくはブラインを氷蓄
熱槽内部に設けられたコイル孔内に通し、このコイル外
表面に氷を生成し、これによる冷熱を冷房負荷に供給し
て冷房を行なうものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のソリッドアイス方式に係る氷蓄熱
システムでは、コイルの外表面に氷が生成するに従って
コイル内のブラインの冷熱が氷蓄熱槽内の水に伝導しに
くくなり、氷結能力が低下して冷凍機の成績係数が徐々
に低下する欠点がある。また、蓄熱槽内部にコイルを設
ける構造のため水充填率（氷体積／水体積）を大ぎくで
きない欠点があり、従って、設置コストも割高なものと
なっている。

本発明は上記のような従来のソリッドアイス方式の問題
点に鑑みてなされたもので、その目的はブラインの冷熱
が氷蓄熱槽内の水に良好に伝達されて氷結能力が向上さ
れ、しかも水充填率を大ぎくすることができ、設備コス
トの低い氷蓄熱システムを提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明では冷凍機と氷蓄熱
槽との間にブラインを循環させて氷蓄熱槽内の水を一部
氷結させて冷却し、氷蓄熱槽内の冷却された水を冷房負
荷に循環させるようにしてなる氷蓄熱システムにおいて
、この水蓄熱槽の下方に凹凸部が交互に連続して形成さ
れてなる上下方向に変形可能な伝熱プレートを渡設して
、このプレートの上方を木釘留苗とするとともにプレー
トの下方をブライン循環室として仕切り、このブライン
循環室内を通してブラインを冷凍機へ帰還する循環路を
形成している。そして、循環路中に加圧ポンプ及び開閉
弁を設け、所要の場合に開閉弁を閏じてブライン循環室
内の圧力を上昇させることによって前記プレートを上方
に弯曲させ、プレートの凹部内にて氷結されている氷を
プレートから離脱して浮上させ氷蓄熱槽の上方部に氷を
蓄積させるようにしてなるのである。

（作　用） 冷凍機を作動させてブラインを氷蓄熱槽の下方のブライ
ン循環室を通して循環させると、ブラインの冷熱が伝熱
プレート直上の水に伝導されてプレートの凹部内の水が
氷結されて凹部内に氷が生成される。この状態において
、ブライン循環路中の開閉弁を閉じて加圧ポンプによっ
てブラインをブライン循環室に圧送すると、上記プレー
トが−Ｌ方に弯曲して凹部内の氷が凹部から離脱し、比
重差によって氷蓄熱槽の上方部に浮上してここに蓄積さ
れる。その後、開閉弁を開くとブライン循環室を通して
再びブラインが流通し、プレートが平常状態に復帰し、
再びこのプレートの凹部内に氷が生成されると、上記動
作を繰り返し順次氷が蓄積されていく。

（実施例） 以下に本発明の好適な実施例について添附図面を参照に
して説明する。

第１図は本発明の第１実ｆＩＩＡＶ／４に係る氷蓄熱シ
ステムを利用した氷蓄熱式冷房システムを示し、このシ
ステムでは冷凍機１と氷蓄熱槽２の下方に形成されたブ
ライン循環室３との間に冷凍力伝達媒体であるブライン
を循環させるブライン循環路４が形成され、この循環路
４内のブラインは圧送ポンプ５によって冷凍機１とブラ
イン循環室３との間を強制的に循環されるようになって
いる。一方、氷蓄熱槽２の上方部には氷と冷水とが貯留
される木釘留室６が形成され、この冷水は冷水循環路７
を介してポンプ８により冷房負荷９に供給され、室内冷
房、冷飲料水等に利用される。

本発明では氷蓄熱槽２内において、ブライン循環室３と
木釘留室６とを仕切る上下方向に変形可能な肉薄な伝熱
プレート１０が氷蓄熱槽２の下方部に水平方向全面に亘
って設けられ、ブライン循環室３と木釘留室６とを液密
に仕切っている。このプレート材１０は第２図に示すよ
うに、凹凸部が交互に連続して形成された折版構造とな
っており、各凹凸部の両側面はテーパー状に形成され、
また凸部上面にはこの部分に氷結が生じないように断熱
材１１が固着されている。

また、このプレート材１０の下面とブライン循環室３の
底面との間には引張りスプリング１２が介装され、後述
するようにプレート材１０が上方に撓んだ時にこれを下
方の水平状態に復帰させるように作用するものである。

また、ブライン循環室３の出口側のブライン循環路４に
は電磁弁１３が設けられており、また前記圧送ポンプ５
はブライン循環室３の入口側に設けられている。

次に、上記システムの作用について述べると、製氷時に
は電磁弁１３は開状態となっており、冷凍遭１によって
所定の温度に冷却されたブラインが圧送ポンプ５にって
よってブライン循環室３に送られ、ここから電磁弁１３
を通って冷凍機１に帰還される。このブラインの循環に
よってプレー！−材１０を介してその上方に冷熱が伝導
され、プレート材１０の凹部１４に入っている冷水が氷
結される。この氷結が凹部１４の上方部まで成長した時
期に電磁弁１３を閉じると、ブライン循環室３内の圧力
が上昇し、これによってプレート材１０が上方に円弧状
に弯曲する。この弯曲により、第３図に示すように、プ
レート材１０の凹部１４の内側壁は拡間し、この凹部内
において氷結された氷塊１５が凹部１４から′分離する
と、この上方の新たな冷水が凹部１４内に侵入し、氷塊
１５は比重差によって木釘留学６の上方に浮上して蓄積
される。このようにして、氷塊１５をプレート材１ｏか
ら分離した後に再び電磁弁１３は開とされ、これによっ
てブライン循環室３内の圧力が低下すると、引張りスプ
リング１２の作用によりプレート材１０は第１図及び第
２図の略水平状態を占め、再び凹部１４内の冷水の氷結
を開始する。

上記のような作動を繰り返して、木釘留室６には順次氷
塊が蓄積されるわけであるが、この氷蓄積は主に夜間電
力を利用して行なう。

一方、冷房を要する場合には、冷水循環路７のポンプ８
を作動させて木釘留室６内の冷水を冷房負荷９に循環さ
せてやれば良い。

第４図は本発明の第２実施例に係る氷蓄熱システムを示
し、この実施例の第１実施例と相違する点について説明
すると、この実施例では冷凍様１と氷蓄熱槽２との間に
ブライン蓄熱槽１６を設りている。

そして、冷凍機１とブライン蓄熱槽１６との間は１次側
ブライン循環路４ａによって連通され、この間にブライ
ンを強制循環させる１次側ポンプ１７が設けられている
。また、ブライン蓄熱槽１６と氷蓄熱ＷＩ６のブライン
循環室３との間は２次側ブライ〕、・循環路４ｂによっ
て連通され、ブライン蓄熱槽１６からブライン循環室３
に至るブライン循環路中には２次側ポンプ５ａと逆止弁
１８が設）ノられている。その他の構成は第１実施例の
場合と実質的に同じである。

この第２実施例においては夜間の製氷時に１次側ポンプ
１７及び２次側ポンプ５ａが駆動され、前記第１実施例
と同様に順次氷塊が生成されて氷蓄熱槽２に蓄積される
一方、低温のブラインがブライン蓄熱槽１６内に貯留さ
れる。昼間の冷房負荷が極めて大きくかつ長時間に亘る
場合、第１実施例のシステムではこの冷房負荷に対応で
きなくなる場合が生じ得るが、第２実施例では予め冷ｕ
１されたブラインがブライン蓄熱槽１６に貯留されてお
り、このブラインが氷蓄熱槽２の氷生成に利用されると
ともに冷凍機によって順次冷部されるため大きな長時間
に亘る冷房負荷に対応することができる。逆に言うと、
同一な冷房負荷に対しては第２実施例の場合には冷凍機
１の能力を第１実施例のものに比べて小さなものとする
ことができる。

（効　果） 以上のように本発明に係る水蓄熱システムでは、氷蓄熱
槽の下方に設けられた変形可能な伝熱プレート１０の凹
部内に氷塊１５が順次生成され、そしてこの氷塊１５は
ブライン循環室の圧力が上野されてプレート１０が上方
に弯曲されるとこの凹部から離脱して氷蓄熱槽の上方に
浮上するため、氷塊は順次プレートの製氷凹部から離れ
るため氷結能力は極めて良くしかも生成された氷塊は上
方に浮上して蓄積されるためその水充填率も極めて高い
ものとなり、製氷能力に比べて設備コストは低いものと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る氷蓄熱システムを示
すダイヤグラム、第２図は第１実施例の氷蓄熱槽におけ
る製氷部を示す部分断面図、第３図は第２図に示すよう
に製氷された氷塊を分離する状態を示す部分断面図、第
４図は本発明の第２実施例に係る氷蓄熱システムを示す
ダイヤフラムである。 １・・・・・・・・・冷ｌ！ｌｌ傭　　　　２・・・・
・・・・・氷蓄熱槽３・・・・・・・・・ブライン循環
室 ４・・・・・・・・・ブライン循環路 ９・・・・・・・・・冷房負荷 １０・・・・・・変形可能な伝熱プレート１３・・・・
・・開閉弁　　　　１４・・・・・・凹　部１５・・・
・・・氷　塊 特許出願人　　　　　　　　　株式会社　大林組代　理
　人　　　　　　　　　弁理士　−色健輔同　　　　　
　　　　　　弁理士　松本雅利第１図 第４図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷凍機と氷蓄熱槽との間にブラインを循環させて該氷蓄
   熱槽内の水を一部氷結させて冷却し、該氷蓄熱槽内の冷
   却された水を冷房負荷に循環させるようにしてなる氷蓄
   熱システムにおいて、該氷蓄熱槽の下方に凹凸部が交互
   に連続して形成されてなる上下方向に変形可能な伝熱プ
   レートを渡設して、該プレートの上方を氷貯留室とする
   とともに該プレートの下方をブライン循環室として仕切
   り、該ブライン循環室内を通して該ブラインを該冷凍機
   へ帰還する循環路を形成し、該循環路中に加圧ポンプ及
   び開閉弁を設け、所要の場合に該開閉弁を閉じて該ブラ
   イン循環室内の圧力を上昇させることによって該プレー
   トを上方に弯曲させ、該プレートの凹部内にて氷結され
   ている氷を該プレートから離脱して浮上させ該氷蓄熱槽
   の上方部に氷を蓄積させるようにしてなることを特徴と
   する氷蓄熱システム。