(57)【要約】【課題】  製氷装置では、夏場等の気温が高い場合、熱源装置とするヒートポンプにおける圧縮機の負荷が増大し、エネルギーの消費が増大する欠点が生じており、この欠点をなくすようにする。【解決手段】  熱源装置を備えた製氷機本体110と、蓄氷庫112及び前記熱源装置の放熱機120と、を有する製氷装置100であって、地下水の熱を熱源とするヒートポンプ181を備え、前記製氷機本体110に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプ181により１０℃前後に冷却することを可能とした製氷装置100とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源装置を備えた製氷機本体と、蓄氷庫及び前記熱源装置の放熱機と、を有する製氷装置であって、
地下水の熱を熱源とするヒートポンプを備え、前記製氷機本体に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプにより１０℃前後に冷却することを可能としたことを特徴とする製氷装置。
【請求項２】
地下水タンクと給水タンクとを備え、前記地下水タンクに蓄えた地下水を熱源水として前記ヒートポンプにより前記給水タンクに蓄える前記原料水を１０℃前後に冷却することを特徴とする請求項１に記載した製氷装置。
【請求項３】
前記ヒートポンプの前記熱源とする前記地下水を蓄える井戸を備え、前記放熱機と直列に接続可能とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環可能とする熱交換器を前記井戸に設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した製氷装置。
【請求項４】
前記地下水を蓄える井戸を備え、当該井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した製氷装置。
【請求項５】
地下水を蓄える２個の井戸を備え、前記２個の井戸の内の一方の井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えると共に、前記地下水タンクからの排水を前記２個の井戸の内の他方の井戸に排出する排水管を備え、前記放熱機と直列とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環させる熱交換機を前記２個の井戸の少なくとも一方に備えることを特徴とする請求項２に記載した製氷装置。
【請求項６】
前記ヒートポンプの熱源水とする地下水を蓄える２個の井戸を備え、一方の井戸に蓄えられた地下水の水熱により前記ヒートポンプに冷熱を供給し、前記ヒートポンプに冷熱を供給した地下水を他方の井戸に戻し、前記一方の井戸には前記放熱機から前記製氷機本体に戻る冷媒を通過させる熱交換器を、前記他方の井戸には前記製氷機本体から前記放熱機に送られる冷媒を通過させる熱交換器を、備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した製氷装置。
【請求項７】
熱源装置を備えた製氷機本体と、前記熱源装置の放熱機及び蓄氷庫と、を有する製氷装置を用いて製氷を行うに際し、
前記製氷機本体に供給する氷の原料水をヒートポンプにより１０℃前後に予め冷した後に前記製氷機本体に供給することを特徴とする氷の製造方法。
【請求項８】
前記ヒートポンプは地下水を熱源水として前記原料水の水温を１０℃前後の温度に予め冷すことを特徴とする請求項７に記載した氷の製造方法。
【請求項９】
前記熱源装置は、大気熱と地下水熱とを合わせて熱源熱とし、大気熱と合わせて地下水熱をも利用するヒートポンプ方式として前記原料水を氷結させることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載した氷の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚介類の冷蔵保存用又は空調冷暖房用の氷を製造する製氷装置及びこの氷の製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、魚介類の鮮度維持のために使用する氷として、シャーベット状又は雪状の氷が使用されることがある。この氷の製造に際し、冷凍機からの冷媒により熱交換器によって原料水の一部を氷結させ、一部が氷結した原料水を貯留部と熱交換器とを循環させることにより、シャーベット状又は雪状の氷を貯留部に蓄えるようにして製造する製氷装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、食品の冷蔵用などに使用するフレーク状の氷を製造する製氷装置としては種々の形式のものが使用されており、例えばオーガ式製氷装置がある。このオーガ式製氷装置では、製氷用の冷凍装置としてヒートポンプを用い、ヒートポンプに使用する冷媒よりも粘度が低い二次冷媒を冷却液化させ、この二次冷媒を冷却ケーシングの熱交換部で気化させて冷却ケーシング内で原料水を氷結させるものがある。そして、冷却ケーシング内の氷をオーガにより削り落として冷却ケーシングの下方に配置した貯氷庫に蓄えることとしている。このようにヒートポンプ及び二次冷媒を使用して、製氷効率を高め、消費電力を少なくしつつ、外気温等の環境変動による影響を小さくすることのできるオーガ式製氷装置が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００４】
更に、シャーベット状の氷を製造する製氷装置として、熱源装置により生成した低温の冷媒を用い、数気圧に圧縮された空気を空気冷却部で０℃以下に冷却し、この低温圧縮状態の空気を水槽中で断熱膨張させて水槽中の原料水を凍らせることにより、製氷効率を高め、且つ、信頼性が高く、保守等を容易とするダイナミック型製氷装置の提案もされている（例えば特許文献３）。
【０００５】
そして、食品冷蔵用又は空調用とする板状又はブロック状の氷を製造する製氷装置として、圧縮機、凝縮器、膨張弁を介した低温の冷媒をフラッシュタンクに蓄え、この低温の冷媒を製氷板に供給して板状又はブロック状の氷塊を効率良く製造するハーベスト式製氷装置の提案もされている（例えば特許文献４）。
【０００６】
このように、種々の形式の製氷装置においては製氷効率を高めるための多くの工夫がなされている。そして、原料水を氷結させるための冷媒、又は原料水を氷結させるための冷媒を冷却するための冷媒を、多くの場合ヒートポンプ方式により低温化させている。そして、冷熱の熱源装置として製氷装置に組み込むヒートポンプにおける凝縮器としては、室外機等を使用し、ヒートポンプにおける圧縮機で高温とされた冷媒の熱を屋外に配置した凝縮器により大気中に放出するようにして冷却した後、膨張弁に送るようにして冷却効率を高めるようにしているもの（例えば特許文献５）が、今日では多く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−２１５１４７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６２８６号公報
【特許文献３】特開平１０−１７０１１０号公報
【特許文献４】特開平８−２６１６１４号公報
【特許文献５】特開平１０−１０３８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の様に、製氷に際しての冷却効率を高め、消費電力を少なくする種々の工夫がなされているも、室外機を用いて大気熱を使用するヒートポンプ方式を採用した製氷装置では、夏場等の気温が高い場合、熱源装置とするヒートポンプにおける圧縮機の負荷が増大し、エネルギーの消費が増大する欠点を克服することが困難であった。
【０００９】
本発明は、このような欠点を排除し、エネルギー効率が高く、且つ、外気温が高い場合の消費エネルギーの増大を小さくすることができる製氷装置、及び、氷の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る製氷装置は、熱源装置を備えた製氷機本体と、蓄氷庫及び前記熱源装置の放熱機と、を有する製氷装置であって、地下水の熱を熱源とするヒートポンプを備え、前記製氷機本体に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプにより１０℃前後に冷却することを可能とするものである。
【００１１】
そして、この製氷装置は、地下水タンクと給水タンクとを備え、前記地下水タンクに蓄えた地下水を熱源水として前記ヒートポンプにより前記給水タンクに蓄える前記原料水を１０℃前後に冷却することがある。
【００１２】
更に、この製氷装置は、前記ヒートポンプの前記熱源とする前記地下水を蓄える井戸を備え、前記放熱機と直列に接続可能とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環可能とする熱交換器を前記井戸に設けることがある。
【００１３】
また、この製氷装置は、前記地下水を蓄える井戸を備え、当該井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えることがある。
【００１４】
そして、この製氷装置は、地下水を蓄える２個の井戸を備え、前記２個の井戸の内の一方の井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えると共に、前記地下水タンクからの排水を前記２個の井戸の内の他方の井戸に排出する排水管を備え、前記放熱機と直列とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環させる熱交換機を前記２つの井戸の少なくとも一方に備えることもある。
【００１５】
更に、この製氷装置は、前記ヒートポンプの熱源水とする地下水を蓄える２個の井戸を備え、一方の井戸に蓄えられた地下水の水熱により前記ヒートポンプに冷熱を供給し、前記ヒートポンプに冷熱を供給した地下水を他方の井戸に戻し、前記一方の井戸には前記放熱機から前記製氷機本体に戻る冷媒を通過させる熱交換器を、前記他方の井戸には前記製氷機本体から前記放熱機に送られる冷媒を通過させる熱交換器を、備えることもある。
【００１６】
そして、本発明に係る氷の製造方法は、熱源装置を備えた製氷機本体と、前記熱源装置の放熱機及び蓄氷庫と、を有する製氷装置を用いて製氷を行うに際し、前記製氷機本体に供給する氷の原料水をヒートポンプにより１０℃前後に予め冷した後に前記製氷機本体に供給する氷の製造方法である。
【００１７】
また、この氷の製造方法は、前記ヒートポンプは地下水を熱源水として前記原料水の水温を１０℃前後の温度に予め冷す氷の製造方法とすることがある。
【００１８】
更に、この氷の製造方法は、前記熱源装置は、大気熱と地下水熱とを合わせて熱源熱とし、大気熱と合わせて地下水熱をも利用するヒートポンプ方式として前記原料水を氷結させる氷の製造方法とすることがある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る製氷装置は、熱源装置を有する製氷機本体により原料水を氷結させるに際し、ヒートポンプにより予め１０℃前後とするものであるため、１０℃以上の原料水を氷結させるとき、製氷装置における熱源装置よりもエネルギー消費の少ないヒートポンプにより原料水の温度を低下させるものであって、氷の製造に際してのエネルギー消費を少なくすることのできる製氷装置及び氷の製造法を提供することができる。
【００２０】
また、ヒートポンプと共に地下水タンクを備える製氷装置は、年間を通じて１０℃前後の地下水を地下水タンクに蓄えてヒートポンプに冷熱を供給することができるため、この地下水の熱によりヒートポンプの作動を安定させて効率良く作動させることができ、エネルギーの消費を少なくして原料水の温度を１０℃前後に保つことが容易な製氷装置の提供及び氷の製造方法を実施することができる。
【００２１】
そして、給水タンクを備え、原料水を一旦蓄えつつ製氷機本体に供給する製氷装置は、常に１０℃前後の温度とした原料水を安定して製氷機本体に供給することができ、製氷機本体によるエネルギー消費の変動や効率の変動を小さくし、少ないエネルギー消費での作動を持続させることが容易にできる。
【００２２】
更に、地下水を蓄える井戸を備えて放熱装置と直列に接続可能な熱交換器を井戸に配置する製氷装置は、放熱装置により大気熱を利用し、熱交換器により地下水熱を利用することができる。このため、製氷装置の熱源装置として使用するヒートポンプは大気熱と合わせて地下水熱を熱源とし、外気温が高い場合にも熱源装置の効率を低下させることなく製氷を行うことのできる製氷装置と、氷の製造方法とを提供することができる。
【００２３】
そして、大気熱と合わせて地下水熱を利用するため、地下水を蓄える井戸を大型化する必要がなく、製氷装置の設置、ひいては効率の良い氷の製造方法の実施を容易とすることができる。
【００２４】
また、地下水を蓄えて地下水タンクに地下水を送る井戸と送水ポンプとを備える製氷装置は、地下水タンクに地下水を安定して供給し、地下水タンクに蓄えた地下水を利用してヒートポンプを効率良く安定させて作動させることにより、エネルギー消費を小さく保つことが容易となる。
【００２５】
そして、地下水を蓄える井戸を２個備え、一方の井戸から地下水タンクに地下水を供給して他方の井戸に地下水タンクから排水を行う製氷装置は、地下水の汲み上げ等、地下水の利用に関して制限が行われている地域であっても、当該製氷装置の設置を可能とし、この井戸に熱交換器を配置して熱源装置の放熱装置と直列に接続可能とすれば、夏場等の外気温が高い場合にもエネルギー消費を増大させることを防止して製氷を行うことができる。
【００２６】
更に、井戸を２個備え、一方の井戸の地下水を地下水タンクに供給して他方の井戸に排水し、一方の井戸には放熱装置からの接続復路に接続される熱交換器を配置し、地下水タンクからの地下水が排出される他方の井戸には放熱装置への接続往路に接続される熱交換器を配置した製氷装置は、地下水熱の利用率を高めて製氷機本体の消費エネルギーの増大を防止しつつ、原料水を予め冷却するヒートポンプの作動効率も高く維持することが容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る製氷装置の第１の実施形態を示す概要図。
【図２】本発明に係る製氷装置の第２の実施形態を示す概要図。
【図３】本発明に係る製氷装置の第３の実施形態を示す概要図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る製氷装置100の第１の実施の形態は、図１に示すように、製氷機本体110と貯氷庫112とを備えると共に、製氷機本体110とは分離され、屋外等に配置される放熱機120を有するものである。
【００２９】
この放熱機120は、ファンモータ123及びファン125と凝縮器121とを内蔵し、この凝縮器121は、製氷機本体110に組み込まれる熱源装置としてのヒートポンプの凝縮器121であって、空気熱を採熱するようにしてヒートポンプの圧縮機で高温圧縮された冷媒の熱を放熱するものである。
【００３０】
そして、熱源装置としたヒートポンプの膨張弁により冷媒を膨張させてマイナス温度とし、この冷媒により直接に、又は他の冷媒を介して、製氷機本体110に給水管119から供給される原料水を氷結させ、この氷結により製造された氷を貯氷庫112に蓄えるものである。
【００３１】
更に、この製氷機本体110と放熱機120とを接続する接続往路127に開閉弁131を設け、接続復路129には冷媒ポンプ115を設けて凝縮器121により大気温度近くに冷却された冷媒を製氷機本体110に戻すようにしている。
【００３２】
尚、この冷媒ポンプ115は省略し、熱源装置としたヒートポンプにおける圧縮機の吐出圧により冷媒を放熱機120に送って製氷機本体110に戻すようにすることもある。尤も、後述する熱交換器を介して熱媒を熱交換器及び放熱機120を通して製氷機本体110に確実に戻すためには、冷媒ポンプ115を設けることが好ましい。
【００３３】
そして、接続往路127に設けた開閉弁131の製氷機本体110側で熱交換器往路133を接続往路127に接続し、開閉弁131の放熱機120側で熱交換器復路135を接続往路127に接続している。
【００３４】
この熱交換器往路133及び熱交換器復路135の他端は、熱交換器141に接続し、この熱交換器141は、第１の井戸171の水中に水没させているものである。
【００３５】
この熱交換器141は、取込みポンプ143と組み合わせて第１の井戸171の水中に配置するものであって、第１の井戸171に蓄えられた地下水を取込みポンプ143によって取込み口145から熱交換器141に取り込み、熱交換器141を通った井戸水を排出口147から第１の井戸171の中に戻すことができるようにしているものである。
【００３６】
従って、接続往路127に設けた開閉弁131を閉じたとき、熱交換器141と放熱機120とを直列とし、製氷機本体110から接続往路127に吐出される冷媒を、熱交換器141を介することにより第１の井戸171の地下水に放熱し、更に放熱機120における凝縮器121により大気中に放熱することにより冷却して、接続復路129により製氷機本体110に戻すことができる。
【００３７】
このため、夏場等の外気温が高い場合であっても、製氷機本体110に戻る冷媒の温度を十分に低下させることができる。
【００３８】
そして、この製氷装置100では、給水管119に給水タンク183を設け、給水タンク183に蓄えた原料水を給水管119に設けた給水ポンプ117により製氷機本体110に送るようにしている。
【００３９】
更に、給水タンク183を第１の熱交換器191と接続し、第１のポンプ195により給水タンク183に蓄えた原料水を第１の熱交換器191に送って給水タンク183に戻すことができるようにしている。
【００４０】
この第１の熱交換器191は、ヒートポンプ181に内蔵される蒸発器を介するヒートポンプ181の冷熱吐出口と接続されるものであり、第２のポンプ196によりヒートポンプ181が冷熱吐出口から吐出する５℃程度の冷媒が供給され、第１の熱交換器191を通った冷媒をヒートポンプ181に戻すことができるようにしている。
【００４１】
更に、このヒートポンプ181に内蔵される凝縮器を介するヒートポンプ181の温熱吐出口は、第３のポンプ197を介して第２の熱交換器192に接続され、この第２の熱交換器192は、ヒートポンプ181に接続されると共に、第４のポンプ198を介して地下水タンク185に接続される。
【００４２】
この地下水タンク185は、第１の井戸171の水中に水没させた送水ポンプ175の吸水口176から地下水を吸い上げ、送水管177により第１の井戸171に蓄えた地下水が供給され、地下水タンク185に蓄えられる井戸水が所定量を超えると、排水管178を介して第２の井戸172に戻すように排水口179から排出するものである。
【００４３】
従って、第４のポンプ198を駆動して地下水タンク185に蓄えた井戸水を第２の熱交換器192を通すように循環させ、第３のポンプ197を駆動して地下水で冷却された冷媒を温熱吐出口へ送りつつヒートポンプ181を作動させることにより、地下水熱を利用してヒートポンプ181の冷熱吐出口から５℃程度の冷媒を送出させることができる。
【００４４】
そして、第２のポンプ196及び第１のポンプ195を駆動し、給水タンク183に蓄えた水を第１の熱交換器191を介して循環させることにより、給水タンク183に蓄えた水を１０℃前後とすることが容易にできる。
【００４５】
このように、地下水熱を利用してヒートポンプ181により予め１０℃前後の温度とした給水タンク183に蓄えられた原料水を、給水ポンプ117を作動させて給水管119により製氷機本体110に供給し、製氷機本体110で氷結させ、製造された氷を貯氷庫112に蓄えて所要の目的に使用する際、貯氷庫112から搬出することができる。
【００４６】
従って、この製氷装置100は、地下水の水熱を利用するヒートポンプ181により、製氷機本体110に供給する原料水を予め１０℃程度の水温とした後に製氷機本体110で氷結させるため、夏場等の気温が高いために原料水の水温が十数℃を超えている場合であっても、製氷機本体110の消費エネルギーが増大することを防止することができる。
【００４７】
そして、製氷機本体110に内蔵される熱源装置としてのヒートポンプの様に、冷媒温度をマイナス温度とする圧縮機や膨張弁を組み込んだヒートポンプと異なり、地下水熱を利用して５℃程度の冷媒を外部循環させるヒートポンプ181は、エネルギー効率が高く、原料水を予め１０℃程度の一定温度として製氷機本体110に供給することにより、製氷装置100全体としての省エネルギー化を容易に行うことができる。
【００４８】
そして、この製氷装置100は、製氷機本体110と分離された放熱機120と直列として井戸に溜めた地下水の中に水没させた熱交換器141を有し、大気熱と地下水熱とを利用して製氷を行うため、外気温が高い場合でも冷熱の吸収を多くして効率良く製氷を行い、製氷機本体110の消費エネルギーの増大を防止することができる。
【００４９】
尚、上記実施の形態では、図１に示したように、地下水タンク185からの排水を第２の井戸172に戻しているも、地下水の汲み上げに関して規制が無い地域では、第２の井戸172を省略し、地下水タンク185からの排水は、下水として排水処理することもできる。
【００５０】
また、第２の実施の形態は、図２に示すように、前述の第１の井戸171に設けた取込みポンプ143を備える熱交換器141を、地下水タンク185の排水管178と共に第２の井戸172に設け、第１の井戸171には第２の井戸172に設けた熱交換器141と同様に取込みポンプ163を備えた追加の熱交換器161を設けるものである。
【００５１】
そして、熱交換器往路133は第２の井戸172に設けた熱交換器141に接続すると共に、熱交換器復路135は第１の井戸171に設けた追加の熱交換器161に接続し、第２の井戸172の熱交換器141と第１の井戸171の追加の熱交換器161とを接続管137で接続するものである。
【００５２】
従って、開閉弁131を閉じると、製氷機本体110から接続往路127に吐出される冷媒は、熱交換器141及び追加の熱交換器161を介して放熱機120に送られ、製氷機本体110に戻ることになる。
【００５３】
そして、第２の井戸172に配置した熱交換器141は、取込みポンプ143により取込み口145から第２の井戸172の地下水が供給されて排出口147から第２の井戸172に戻し、第１の井戸171に配置した追加の熱交換器161には、取込みポンプ163により取込み口165から第１の井戸171の地下水が供給されて排出口167から第１の井戸171に戻すことができる。
【００５４】
このため、製氷機本体110から吐出される冷媒は、第２の井戸172の地下水及び第１の井戸171の地下水により冷却された後、放熱機120で冷却されて製氷機本体110に戻るため、外気温が高くても十分に冷却されることになる。
【００５５】
また、製氷機本体110から吐出される例えば５０℃前後の高温の冷媒は、先ず第２の井戸172の地下水で冷却されてから第１の井戸171の地下水で冷却されるため、地下水タンク185に送る第１の井戸171の地下水温度の上昇を小さく押え、ヒートポンプ181の効率を低下させることなく放熱機120による冷媒の冷却を補助することができる。
【００５６】
そして、第１の井戸171に配置される追加の熱交換器161に供給する第１の井戸171の地下水は第１の井戸171に戻し、また、第２の井戸172に配置される熱交換器141に供給する第２の井戸172の地下水は第２の井戸172に戻し、第１の井戸171から地下水タンク185に供給する第１の井戸171の地下水は第２の井戸172に戻すものであるから、地下水の汲み上げが禁止された地域においても、地下水熱を利用することを可能とするものである。
【００５７】
また。図３に示す第３の実施形態は、第２の井戸172に配置する熱交換器141を接続する熱交換器往路133及び熱交換器復路135は接続往路127に設けた開閉弁131を挟んで接続往路127に接続するものである。そして、接続復路129に第２開閉弁151を設け、第２開閉弁151の放熱機120側において接続復路129に接続される第２熱交換器往路153と、第２開閉弁151の製氷機本体110側において接続復路129に接続される第２熱交換器復路155と、を設け、この第２熱交換器往路153と第２熱交換器復路155とを第１の井戸171に設けた追加の熱交換器161に接続するものである。
【００５８】
この第３の実施形態では、地下水タンク185に井戸水を供給する第１の井戸171に設けた追加の熱交換器161には、放熱機120を通った冷媒が通過するため、第１の井戸171の井戸水温度の上昇を少なくし、地下水タンク185に送る第１の井戸171の地下水温度の上昇をより小さく押え、ヒートポンプ181の効率低下を防止することができる。
【００５９】
尚、第１の熱交換器191や第２の熱交換器192、及び、井戸に配置する熱交換器141及び追加の熱交換器161は、プレート型熱交換器を用いて取込みポンプ143や163と組み合わせて使用することが、熱交換率が高く、且つ、小型で設置を容易とすることができ、熱源装置やヒートポンプ181の作動効率を高くしてエネルギー消費を少なくすることに適するものである。
【００６０】
尤も、前記各熱交換器は、プレート型熱交換器に限るものではない。井戸の配置する熱交換としては、例えばコイル形状等の熱交換パイプを、取込みポンプ143や163と組み合わせることなく第１の井戸171や第２の井戸172の地下水中に水没させることにより、又は地下水の水脈中に埋設して、地下水の熱を採熱することもある。
【００６１】
また、この製氷装置100は、製氷機本体110と放熱機120とを分離した形式のものを用いるため、井戸等に配置する熱交換器141や追加の熱交換器161を放熱機120と併設することが容易であり、放熱機120と熱交換器141や追加の熱交換器161とを直列に接続可能として製氷機本体110に接続するため、夏場等の大気が高温の時に地下水熱により製氷機本体110の消費エネルギーの増大を効果的に防止することができる。
【００６２】
そして、井戸等に配置する熱交換器141や追加の熱交換器161は、放熱機120と直列に接続可能とし、製氷機本体110から吐出される冷媒を放熱機120による空気熱と、熱交換器141や追加の熱交換器161による地下水熱と、により冷却するものであるから、地下水への放熱負荷を軽減し、井戸を深く、また、大型とする必要がなく、削井を含めた製氷装置100の設置を容易とすることができる。
【００６３】
尚、地下水の汲み上げが禁止されていない地域では、井戸を省略し、地下水を適宜汲み上げて放熱機120と直列とする熱交換器141や追加の熱交換器161に地下水を供給し、熱交換器141や追加の熱交換器161を通した地下水を排水溝などに流すこともある。
【００６４】
また、地下水タンク185を省略して地下水を直接に第２の熱交換器192に供給することにより、ヒートポンプ181で地下水熱を利用することもある。更に、第２の熱交換器192を省略して地下水によりヒートポンプ181に内蔵する凝縮器を冷却することもある。
【００６５】
尤も、第２の熱交換器192を用いることにより、ヒートポンプ181周辺の関連部品の保守を容易として、ヒートポンプ181の運転効率の低下を防止することができる。
【００６６】
そして、給水タンク183を省略して給水管119を通る原料水を第１の熱交換器191を介して製氷機本体110に供給することや、第１の熱交換器191も省略して原料水をヒートポンプ181の蒸発器を介して製氷機本体110に供給することも可能である。
【００６７】
尤も、第１の熱交換器191を省略することなく、原料水を第１の熱交換器191を通すことは、ヒートポンプ181の内部冷媒が原料水に混入すること等の防止を容易に行うことができる。また、給水タンク183を用いることは製氷機本体110に供給する原料水の温度管理を容易とすることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る製氷装置100は、製氷機本体110とは別に地下水熱を利用するヒートポンプ181を用いて製氷機本体110で氷結させる原料水を予め１０℃前後に冷却するものであるため、製氷装置100での消費エネルギーを少なくして氷を製造することができる。
【００６９】
そして、製氷機本体110とは分離された放熱機120と、井戸に配置する熱交換器141とによって、製氷機本体110の熱源装置で使用する冷媒の冷却を行うため、夏場等の高温時の消費電力の増大を防止することができ、効率の良い製氷を行うことのできる製氷装置100及び氷の製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１００  製氷装置
１１０  製氷機本体                    １１２  貯氷庫
１１５  冷媒ポンプ                    １１７  給水ポンプ
１１９  給水管
１２０  放熱機                        １２１  凝縮器
１２３  ファンモータ                  １２５  ファン
１２７  接続往路                      １２９  接続復路
１３１  開閉弁                        １３３  熱交換器往路
１３５  熱交換器復路                  １３７  接続管
１４１  熱交換器                      １４３  取込みポンプ
１４５  取込み口                      １４７  排出口
１５１  第２開閉弁                    １５３  第２熱交換器往路
１５５  第２熱交換器復路
１６１  追加の熱交換機                １６３  取込みポンプ
１６５  取込み口                      １６７  排出口
１７１  第１の井戸                    １７２  第２の井戸
１７５  送水ポンプ                    １７６  吸水口
１７７  送水管                        １７８  排水管
１７９  排水口
１８１  ヒートポンプ                  １８３  給水タンク
１８５  地下水タンク
１９１  第１の熱交換器                １９２  第２の熱交換器
１９５  第１のポンプ                  １９６  第２のポンプ
１９７  第３のポンプ                  １９８  第４のポンプ
【図１】
2018136075.tif 000003
【図２】
2018136075.tif 000004
【図３】
2018136075.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月16日(2018.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源装置を備えた製氷機本体と、貯氷庫及び前記熱源装置の放熱機と、を有する製氷装置であって、
地下水の熱を熱源とするヒートポンプを備え、
前記ヒートポンプの熱源とする前記地下水を蓄える井戸を備え、
前記放熱機と直列に接続可能とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環可能とする熱交換器を前記井戸に備え、
前記製氷機本体に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプにより１０℃前後に冷却することを可能としたことを特徴とする製氷装置。
【請求項２】
地下水タンクと給水タンクとを備え、前記地下水タンクに蓄えた地下水を熱源水として前記ヒートポンプにより前記給水タンクに蓄える前記原料水を１０℃前後に冷却することを特徴とする請求項１に記載した製氷装置。
【請求項３】
前記井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えることを特徴とする請求項２に記載した製氷装置。
【請求項４】
地下水を蓄える２個の井戸を備え、前記２個の井戸の内の一方の井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えると共に、前記地下水タンクからの排水を前記２個の井戸の内の他方の井戸に排出する排水管を備え、前記放熱機と直列とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環させる熱交換機を前記２個の井戸の少なくとも一方に備えることを特徴とする請求項２に記載した製氷装置。
【請求項５】
地下水を蓄える２個の井戸を備え、一方の井戸に蓄えられた地下水の水熱により前記ヒートポンプに冷熱を供給し、前記ヒートポンプに冷熱を供給した地下水を他方の井戸に戻し、前記一方の井戸には前記放熱機から前記製氷機本体に戻る冷媒を通過させる熱交換器を、前記他方の井戸には前記製氷機本体から前記放熱機に送られる冷媒を通過させる熱交換器を、備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載した製氷装置。
【請求項６】
熱源装置を備えた製氷機本体と、前記熱源装置の放熱機及び貯氷庫と、を有する製氷装置を用いて製氷を行うに際し、
地下水の熱を熱源とするヒートポンプを設け、前記ヒートポンプの熱源とする前記地下水を備える井戸を設け、前記井戸に熱交換器を設け、前記熱交換器と前記放熱器とを直列として前記熱源装置の冷媒を前記熱交換器と前記放熱器とを介して循環させ、
前記製氷機本体に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプにより１０℃前後に予め冷した後に前記製氷機本体に供給することを特徴とする氷の製造方法。
【請求項７】
前記製氷機本体の前記熱源装置は、大気熱と合わせて地下水熱をも利用するヒートポンプ方式として前記原料水を氷結させることを特徴とする請求項６に記載した氷の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る製氷装置は、熱源装置を備えた製氷機本体と、貯氷庫及び前記熱源装置の放熱機と、を有する製氷装置であって、地下水の熱を熱源とするヒートポンプを備え、前記製氷機本体に供給する氷の原料水を前記ヒートポンプにより１０℃前後に冷却することを可能とするものである。
そして、この製氷装置は、前記ヒートポンプの前記熱源とする前記地下水を蓄える井戸を備え、前記放熱機と直列に接続可能とされ、前記放熱機と合わせて前記熱源装置の冷媒を循環可能とする熱交換器を前記井戸に設けるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、この製氷装置は、地下水タンクと給水タンクとを備え、前記地下水タンクに蓄えた地下水を熱源水として前記ヒートポンプにより前記給水タンクに蓄える前記原料水を１０℃前後に冷却することがある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
更に、この製氷装置は、前記井戸に蓄えた地下水を前記地下水タンクに送る送水ポンプを備えることがある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
そして、本発明に係る氷の製造方法は、熱源装置を備えた製氷機本体と、前記熱源装置の放熱機及び貯氷庫と、を有する製氷装置を用いて製氷を行うに際し、地下水の熱を熱源とするヒートポンプを設け、前記ヒートポンプの熱源とする前記地下水を備える井戸を設け、前記井戸に熱交換器を設け、前記熱交換器と前記放熱器とを直列として前記熱源装置の冷媒を前記熱交換器と前記放熱器とを介して循環させ、前記製氷機本体に供給する氷の原料水をヒートポンプにより１０℃前後に予め冷した後に前記製氷機本体に供給する氷の製造方法である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
更に、この氷の製造方法は、前記製氷機本体の前記熱源装置は、大気熱と合わせて地下水熱をも利用するヒートポンプ方式として前記原料水を氷結させる氷の製造方法とすることがある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
更に、地下水を蓄える井戸を備えて放熱装置と直列に接続可能な熱交換器を井戸に配置する製氷装置とすることにより、放熱装置により大気熱を利用し、熱交換器により地下水熱を利用することができる。このため、製氷装置の熱源装置として使用するヒートポンプは大気熱と合わせて地下水熱を熱源とし、外気温が高い場合にも熱源装置の効率を低下させることなく製氷を行うことのできる製氷装置と、氷の製造方法とを提供することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
そして、大気熱と合わせて地下水熱を利用するため、地下水を蓄える井戸を大型化する必要がなく、製氷装置の設置、及び、効率の良い氷の製造方法の実施を容易とすることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、ヒートポンプと共に地下水タンクを備える製氷装置は、年間を通じて１０℃前後の地下水を地下水タンクに蓄えてヒートポンプに冷熱を供給することができるため、この地下水の熱によりヒートポンプの作動を安定させて効率良く作動させることができ、エネルギーの消費を少なくして原料水の温度を１０℃前後に保つことが容易な製氷装置の提供及び氷の製造方法を実施することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
そして、給水タンクを備え、原料水を一旦蓄えつつ製氷機本体に供給する製氷装置は、常に１０℃前後の温度とした原料水を安定して製氷機本体に供給することができ、製氷機本体によるエネルギー消費の変動や効率の変動を小さくし、少ないエネルギー消費での作動を持続させることが容易にできる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
従って、第４のポンプ198を駆動して地下水タンク185に蓄えた井戸水を第２の熱交換器192を通すように循環させ、第３のポンプ197を駆動して温熱吐出口からの冷媒を第２の熱交換器192に送り、地下水で冷却された冷媒をヒートポンプ181に戻しつつヒートポンプ181を作動させることにより、地下水熱を利用してヒートポンプ181の冷熱吐出口から５℃程度の冷媒を送出させることができる。