JPS6367631B2 - - Google Patents

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JPS6367631B2
JPS6367631B2 JP58145328A JP14532883A JPS6367631B2 JP S6367631 B2 JPS6367631 B2 JP S6367631B2 JP 58145328 A JP58145328 A JP 58145328A JP 14532883 A JP14532883 A JP 14532883A JP S6367631 B2 JPS6367631 B2 JP S6367631B2
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JP
Japan
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cold storage
ice
cold
evaporator
heat
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JP58145328A
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English (en)
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JPS6036836A (ja
Inventor
Koji Matsumoto
Shozo Yoshida
Shiro Kawakami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Konoike Construction Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd, Konoike Construction Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP58145328A priority Critical patent/JPS6036836A/ja
Publication of JPS6036836A publication Critical patent/JPS6036836A/ja
Publication of JPS6367631B2 publication Critical patent/JPS6367631B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0017Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/24Thermal storage element
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヒートパイプを用いた氷蓄冷式の空調
冷房システムにおいて、冷凍回路の蒸発器の取付
構造を改良した蓄冷装置の改良に関するものであ
る。
水の顕熱を利用した冷房システムに代り、近
年、水を凍らせて、氷の持つ融解熱を利用して、
蓄冷槽の容積を小さくした氷蓄冷式の空調冷房シ
ステムが検討されている。このシステムでは安価
な深夜電力を利用して夜間に蓄冷装置を運転して
製氷し、昼間の空調冷房時に氷と循環冷水を熱交
換し、これを室内に設置した空調機器に循環させ
て運転経費を安くすることができる利点がある。
この種の氷蓄冷式の空調調和システムでは、従
来種々の蓄冷装置が開発されているが、最も新し
いものとして、例えば第1図に示すヒートパイプ
を用いたものが開発されている。
この蓄冷装置1は、上部に蒸発器2が、下部に
蓄冷槽3が仕切板4を介して設けられ、これらの
外周は断熱材5により被覆されている。この蓄冷
槽3の内部には仕切板4を上下に貫挿して複数本
のヒートパイプ6…が挿着され、ヒートパイプ6
の上部6aは蒸発器2に、下部6bは蓄冷槽3内
に夫々配置されている。また蓄冷槽3内には、各
ヒートパイプ6…間に位置して、複数枚の邪魔板
7…が、上下方向に交互に間隔を設けて取付けら
れ、内部を流通する循環冷水8が上下に蛇行する
流水通路が形成されている。
蓄冷槽3の流水通路の入口側と出口側とには、
冷水8が循環する冷房用の冷水循環回路Aが設け
られている。この冷水循環回路Aには蓄冷時の冷
水8の流動と、空調時の冷熱取り出しを兼用する
循環ポンプ9とバルブ10aとが設けられ、これ
らは制御コントロール盤11に接続されている。
更に前記冷水循環回路Aはバルブ10b,10
cを介して、室内に設けた空調機器12…を通る
負荷側回路Bに接続されている。この負荷側回路
Bには空調ポンプ13が設けられ、冷水循環回路
Aから送られてきた冷水8を負荷側回路Bの空調
機器12に循環させるようになつている。
蒸発器2の冷媒流路の入口側の出口側とに接続
して冷凍回路Cが設けられ、この冷凍回路Cには
圧縮機14と凝縮器15および膨張装置16とが
設けられている。
上記ヒートパイプ6を用いた氷蓄冷式空調冷房
システムの動作について説明する。例えば深夜電
力を使つて氷蓄冷する場合、負荷側回路Bのバル
ブ10b,10cを閉じ、冷水循環回路Aのバル
ブ10aを閉放し、この状態で制御コントロール
盤11を操作して冷水循環回路Aと冷凍回路Cを
運転する。
冷凍回路Cでは、圧縮機14で圧縮された冷媒
ガス17は凝縮器15、膨張装置16を経て蒸発
器2に達し、ここでヒートパイプ2の上部6aと
熱交換して、再び冷媒ガス17は圧縮機14に戻
るようになつている。
一方、冷水循環回路Aでは循環ポンプ9の運転
により、冷水8は蓄冷槽入口から蓄冷槽3の内部
に流入し、ここに設けた邪魔板7により上下にジ
グザグに形成された流水通路を通つて槽内を一様
に流動する。
このとき、蒸発器2に流入した冷媒ガス17が
ヒートパイプ6の上部6aを冷却し、ヒートパイ
プ6の高速均一熱伝達作用により、蓄冷槽3内に
挿着された下部6bから吸熱して、この表面が冷
却される。この結果、蓄冷槽3内の冷水8がヒー
トパイプ6の下部6aに接して、この表面で着氷
し、次第に氷18が厚く成長して行く。
以上の動作により、蓄冷槽3内のヒートパイプ
6の表面に所要量の氷18が形成されると、制御
コントロール盤11から停止信号が出され、圧縮
機14と循環ポンプ9の運転が停止される。ここ
で着氷した氷18は断熱材5によつて保冷され、
空調運転開始時間になるまで蓄冷槽3内に保存さ
れる。
空調運転開始時間になつたとき、制御コントロ
ール盤11からのバルブ切換信号によつてバルブ
10aを閉じ、バルブ10b,10cを開放して
冷水循環回路Aと負荷側回路Bを接続し、切替完
了時点で循環ポンプ9と空調ポンプ13を運転開
始する。この結果、蓄冷槽3内の冷水8はヒート
パイプ6の表面に着氷した氷18と接触して、
徐々に溶かしながらジグザグ状の流水通路を通つ
て冷却され、冷水循環回路Aから負荷側回路Bに
流入して、室内に設けた空調機器12で熱交換し
て室内の冷房を行う。負荷側回路Bを循環する冷
水8は、空調機器の負荷変動に応じて作動するバ
ルブ10cの制御を受け、一部の冷水8は冷水循
環回路Aに戻されて蓄冷槽3に入り、氷18を
徐々に溶かして冷却され、残りの冷水8は負荷側
回路Bを循環する。
しかしながら上記の蓄冷装置では蒸発器2と蓄
冷槽3とが仕切板4を介して隔離されているた
め、着氷面は蓄冷槽3内に挿着されたヒートパイ
プ6の下部6bに限られ、全長に亘つて有効に利
用することができず、必要量の氷18を得るため
に装置を大型化しなければならない。また蒸発器
2はここに挿着されたヒートパイプ6の上部6a
と熱交換を行うだけで、外側は断熱材5で被覆す
る必要があり、しかもここからの冷熱損失がある
などの欠点があつた。
本発明はかかる点に鑑み種々研究を行つた結
果、蒸発器をヒートパイプと一体に形成して蓄冷
槽内に配置し、蒸発器の外面も着氷面と利用する
ことにより、急速な製氷を可能し、製氷量の増大
を図ると共に、冷熱損失を少なくし、しかも装置
の小型化と設備費の低減を図ることができる空調
冷房システムの蓄冷装置を開発したものである。
即ち本発明は冷媒ガスを循環させて凝縮・気化
を繰り返すことによつて冷却を行う冷凍回路の蒸
発器と、負荷側回路に選択的に接続遮断可能とし
た冷房用冷水循環回路の蓄冷槽とを複数本のヒー
トパイプで接続して、蓄冷槽内のヒートパイプ表
面に着氷させた氷と循環冷水とを熱交換させて蓄
冷・冷房を行う空調冷房システムの蓄冷装置にお
いて、前記ヒートパイプを蓄冷槽内の冷水中に配
置し、各ヒートパイプの上部にケーシングで形成
された蒸発器を夫々取付けたことを特徴とするも
のである。
以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
第2図は本発明の一実施例を示すもので、冷水
8が循環する蓄冷槽3内にヒートパイプ6が上下
方向に配置されている。このヒートパイプ6は内
部に減圧封入した作動液19の凝縮・気化を繰り
返すことによつて高速均一な熱伝達作用を行うこ
とができる。各ヒートパイプ6の上部6aの外周
には金属管などで形成された円筒状のケーシング
20が取付けられ、隣接するヒートパイプ6に取
付けたケーシング20と冷媒管21,21により
連通されて、内部に冷媒ガス17が流通する蒸発
器22を形成している。
なお他の構成部分は第1図に示すものと同一で
あるので、その説明を省略する。
上記構成の空調冷房システムの蓄冷装置では、
冷凍回路C内を流通する冷媒ガス17が膨張装置
16を経て、冷媒管21を通り、蒸発器22に導
かれ、ここでヒートパイプ6の上部6aと熱交換
し、ヒートパイプ6に封入した作動液19の凝縮
気化作用により、冷水8中に露出した下部6bを
冷却する。これと同時に蒸発器22はそのケーシ
ング20表面が冷水8と接触しているので、この
表面でも冷水8を冷却する。
上記本発明の装置では、蒸発器22に低温の冷
媒ガス17が導入され、ケーシング20を通して
直接冷水8を冷却するので、蒸発器外面は冷凍能
力の大きい直膨式の熱交換器として利用でき、冷
水8の急速に冷却して、氷形成温度にすることが
できる。このため、製氷時には冷凍能力が小さく
で済みヒートパイプ6の表面で氷成形できるの
で、ヒートパイプ6の全面を広い着氷面として利
用することができる。
従つて蒸発器22はヒートパイプ6の上部6a
にだけに取付け、着氷面の多くはヒートパイプ6
に形成するので、冷媒ガス17が流通する冷凍回
路Cの配管構造は複雑化せず、氷18の成長に伴
う熱抵抗の変動も大部分ヒートパイプ6に負担さ
せるので、冷凍機の負荷変動は少ない。またヒー
トパイプ6と蒸発器22の外面が冷水8と接して
着氷面となつているので、一定量の氷18を製造
する場合、従来の装置に比べて小型化でき、また
蒸発器22の外面断熱材5が不要となり設備費を
低減できると共に、冷熱損失も大幅に少なくする
ことができる。なお、ケーシング20の材質は金
属管など熱伝導の良いものを使用するが、ケーシ
ングの着氷量が多過ぎる場合は熱伝導を低下させ
るため、断熱層を設けたり、金属管に代えて、熱
伝導が低いプラスチツクなどを用いて着氷量を調
節する。
以上説明した如く本発明によれば、蒸発器によ
つて冷水を氷形成温度にまで急速に下げて、速や
かに製氷すると共に、蒸発器外面も着氷面として
有効に利用して製氷量の増大を図ると共に、冷熱
損失を少なくし、しかも装置の小型化と設備費の
低減を図れるなど顕著な効果を有するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のヒートパイプ式の蓄冷装置を用
いた空調冷房システムの系統図、第2図は本発明
の一実施例による蓄冷装置の要部を示す断面図で
ある。 1……蓄冷装置、2……蒸発器、3……蓄冷
槽、4……仕切板、5……断熱材、6……ヒート
パイプ、8……冷水、9……循環ポンプ、12…
…空調機器、14……圧縮機、15……凝縮器、
17……冷媒ガス、18……氷、20……ケーシ
ング、22……蒸発器、A……冷水循環回路、B
……負荷側回路、C……冷凍回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 冷媒ガスを循環させて、凝縮・気化を繰り返
    すことによつて冷却を行う冷凍回路の蒸発器と、
    負荷側回路に選択的に接続遮断可能とした冷房用
    冷水循環回路の蓄冷槽とを複数本のヒートパイプ
    で接続して、蓄冷槽内のヒートパイプ表面に着氷
    させた氷と循環冷水とを熱交換させて蓄冷・冷房
    を行う空調冷房システムの蓄冷装置において、前
    記ヒートパイプを蓄冷槽内の冷水中に配置し、各
    ヒートパイプの上部に、ケーシングで形成された
    蒸発器を夫々取付けたことを特徴とする空調冷房
    システムの蓄冷装置。
JP58145328A 1983-08-09 1983-08-09 空調冷房システムの蓄冷装置 Granted JPS6036836A (ja)

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JP58145328A JPS6036836A (ja) 1983-08-09 1983-08-09 空調冷房システムの蓄冷装置

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JPS6036836A JPS6036836A (ja) 1985-02-26
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JP58145328A Granted JPS6036836A (ja) 1983-08-09 1983-08-09 空調冷房システムの蓄冷装置

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CN104819528A (zh) * 2015-03-30 2015-08-05 四川远畅新能源科技有限公司 用于数据通信机房的分离式热管节能降温系统

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JPS6036836A (ja) 1985-02-26

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