(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒供給装置と、該冷媒供給装置からの冷媒の供給を受けて製氷による蓄熱を行う氷蓄熱槽と、該氷蓄熱槽内に冷水を供給して解氷による放熱を行う放熱装置とを有してなり、前記氷蓄熱槽は、氷蓄熱槽本体と、該氷蓄熱槽本体内に配設されて製氷を行う複数の氷蓄熱コイルと、前記氷蓄熱槽本体の上流側に接続されて解氷用の前記冷水を導き入れる第１の連通管と、前記氷蓄熱槽本体の下流側に接続されて解氷後の前記冷水を送り出す第２の連通管とを具備してなる氷蓄熱システムにおいて、複数の前記氷蓄熱コイルは、複数列、並列配置されており、前記氷蓄熱コイルと氷蓄熱槽本体の内壁面との間には、この間からの冷水の通過を阻止する第１のバイパス防止板が設けられ、前記各氷蓄熱コイル間には、この間からの冷水の通過を阻止する第２のバイパス防止板が設けられていることを特徴とする氷蓄熱システム。
【請求項２】
請求項１に記載の氷蓄熱システムにおいて、前記第１のバイパス防止板及び前記第２のバイパス防止板は、前記氷蓄熱コイルの上流側部分に位置した状態で固定されていることを特徴とする氷蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビルの冷房装置等に使用され、製氷による蓄熱と解氷による放熱とを行う氷蓄熱システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
氷蓄熱システムは、ビルのインテリジェント化や冷房の普及による電力需要の急増と、昼夜間や季節間による電力需要格差の増大といった問題に対する電力負荷標準化の切り札として、空調設備、生産設備等において急速に普及している。従来のこの種の氷蓄熱システムについて、図面を参照しながら以下に説明する。
図３に示すように、氷蓄熱システムには、冷媒供給装置１と、該冷媒供給装置１からの冷媒Ｃの供給を受けて製氷による蓄熱を行う氷蓄熱槽２と、該氷蓄熱槽２内に冷水Ｗを供給して解氷による放熱を行う放熱装置３とが備えられている。
【０００３】
図４に示すように、氷蓄熱槽２には、氷蓄熱槽本体４と、該氷蓄熱槽本体４内に配設されて製氷を行う複数の氷蓄熱コイル５と、氷蓄熱槽本体４の上流側に接続されて解氷用の冷水Ｗを導き入れる第１の連通管６と、氷蓄熱槽本体４の下流側に接続されて解氷後の冷水Ｗを送り出す第２の連通管７とが具備されている。
氷蓄熱槽本体４内には、図示されない製氷用水が貯留されており、この製氷用水内に、複数の氷蓄熱コイル５を直列に配置したものが、複数列、並列配置されている。
図３に示すように、各氷蓄熱コイル５は伝熱配管であり、その内部に冷媒供給装置１から供給される冷媒Ｃであるブラインが流されるようになっている。
放熱装置３には、冷水Ｗを循環させる循環ポンプ８と、氷蓄熱槽２で冷却された解氷後の冷水Ｗを受け入れて、これにより図示されない冷房装置とのあいだで熱交換を行うための熱交換器９とが設けられている。
【０００４】
上記の氷蓄熱槽システムは、以下に示す工程に沿って夜間に蓄熱、昼間に放熱を行う。
まず、夜間において、冷水Ｗを循環させない状態で、冷媒供給装置１からの冷媒Ｃを各氷蓄熱コイル５内に供給する。すると、冷媒Ｃは、氷蓄熱コイル５を介して前記製氷用水を冷却し、これを凍らせる。このようにして前記製氷用水は、各氷蓄熱コイル５を覆うように凍結して図示されない氷となる。凍結が完了した時点で冷媒Ｃの供給を止め、蓄熱工程が完了する。
【０００５】
次に、昼間において、循環ポンプ８を起動し、冷水Ｗを第１の連通管６から氷蓄熱槽本体４内へと供給する。すると、冷水Ｗは、前記氷を溶かすと同時に冷却される。このようにして冷却された冷水Ｗは、第２の連通管７から熱交換器９へと送られ、ここで熱交換が行われる。熱交換が済んだ冷水Ｗは、再び第１の連通管６を通って氷蓄熱槽本体４内へと供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の氷蓄熱システムは、下記のような問題を有していた。
すなわち、放熱時において、第１の連通管６から供給される冷水Ｗの一部が、氷蓄熱槽本体４の内壁面４ａと各氷蓄熱コイル５との間や、各氷蓄熱コイル５間の間を通って第２の連通管７から出てしまい、各氷蓄熱コイル５と冷水Ｗとの間で十分な熱交換が行われていないという問題である。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、以下の目的を達成しようとするものである。
すなわち、放熱時において、氷蓄熱槽本体内を流れる冷水を無駄なく各氷蓄熱コイルに接触させ、熱効率の高い氷蓄熱システムの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の氷蓄熱システムは、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわち、請求項１記載の氷蓄熱システムは、冷媒供給装置と、該冷媒供給装置からの冷媒の供給を受けて製氷による蓄熱を行う氷蓄熱槽と、該氷蓄熱槽内に冷水を供給して解氷による放熱を行う放熱装置とを有してなり、前記氷蓄熱槽は、氷蓄熱槽本体と、該氷蓄熱槽本体内に配設されて製氷を行う複数の氷蓄熱コイルと、前記氷蓄熱槽本体の上流側に接続されて解氷用の前記冷水を導き入れる第１の連通管と、前記氷蓄熱槽本体の下流側に接続されて解氷後の前記冷水を送り出す第２の連通管とを具備してなる氷蓄熱システムにおいて、複数の前記氷蓄熱コイルは、複数列、並列配置されており、前記氷蓄熱コイルと氷蓄熱槽本体の内壁面との間には、この間からの冷水の通過を阻止する第１のバイパス防止板が設けられ、前記各氷蓄熱コイル間には、この間からの冷水の通過を阻止する第２のバイパス防止板が設けられていることを特徴とする。上記請求項１記載の氷蓄熱システムによれば、氷蓄熱槽本体の内壁面と氷蓄熱槽コイルとの間を通過しようとする冷媒は、第１のバイパス防止板によってその通過が阻止される。また、各氷蓄熱コイル間を通過しようとする冷媒は、第２のバイパス防止板によってその通過が阻止される。
【０００９】
請求項２記載の氷蓄熱システムは、請求項１に記載の氷蓄熱システムにおいて、前記第１のバイパス防止板及び前記第２のバイパス防止板は、前記氷蓄熱コイルの上流側部分に位置した状態で固定されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる氷蓄熱システムの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の氷蓄熱システムは、従来に比較して特に氷蓄熱槽に特徴があるので、この点について説明する。
【００１１】
図１に示すように、氷蓄熱槽１０には、氷蓄熱槽本体１１と、該氷蓄熱槽本体１１内に配設されて製氷を行う複数の氷蓄熱コイル１２と、氷蓄熱槽本体１１の上流側に接続されて解氷用の冷水Ｗを導き入れる第１の連通管１３と、氷蓄熱槽本体１１の下流側に接続されて解氷後の冷水Ｗを送り出す第２の連通管１４とが具備されている。
氷蓄熱槽本体１１内には、図示されない製氷用水が貯留されており、この製氷用水内に複数の氷蓄熱コイル１２を直列に配置したものが、複数列、並列配置されている。各氷蓄熱コイル１２は伝熱配管であり、その内部に前記冷媒供給装置１から供給される冷媒Ｃであるブラインが流されるようになっている。
【００１２】
さらに、各氷蓄熱コイル１２の内、氷蓄熱槽本体１１の内壁面１１ａに面するものは、該内壁面１１ａとの間に、これらの間から冷水Ｗが通過することを阻止する第１のバイパス防止板１５が設けられている。また、各氷蓄熱コイル１２間には、この間からの冷水Ｗの通過を阻止する第２のバイパス防止板１６が設けられている。
【００１３】
図１、２に示すように、これら第１のバイパス防止板１５は板体であり、氷蓄熱コイル１２の上流側部分に位置した状態でボルト固定されている。なお、図２では、説明のために氷蓄熱コイル１２を第１のバイパス防止板１５から離間させた状態の図となっているが、実際には、この図において氷蓄熱コイル１２は右側に移動し、第１のバイパス防止板１５と互いにその一部を重ね合わせた状態でボルト固定されるものである。
図２に示すように、これら第１のバイパス防止板１５と氷蓄熱槽本体１１の床面１１ｂとの間には、冷水Ｗと氷蓄熱コイル１２との熱交換に支障を及ぼさない程度の間隙１７が設けられている。この間隙１７は、冷水Ｗ中に含まれるゴミ等の不純物を通すためのものである。
図１に示す各第２のバイパス防止板１６も、各第１のバイパス防止板１５と同様の板体であり、氷蓄熱コイル１２間かつその上流側部分に位置した状態でボルト固定されている。そしてこの第２のバイパス防止板１６にも、床面１１ｂとの間に間隙１７が設けられている。
【００１４】
上記の氷蓄熱槽１０内では、以下に示す工程に沿って解氷が行われる。
まず、冷水Ｗを第１の連通管１３から氷蓄熱槽本体１１内へと供給する。すると、冷水Ｗは、氷蓄熱コイル１２に向かうが、一部は氷蓄熱槽本体１１の内壁面１１ａと氷蓄熱コイル１２との間や、各氷蓄熱コイル１２間を通過しようとする。このうち、内壁面１１ａと氷蓄熱コイル１２との間に向かうものは第１のバイパス防止板１５によってその通過が阻止され、各氷蓄熱コイル１２間を通過しようとするものは第２のバイパス防止板１６によってその通過が阻止される。氷蓄熱コイル１２に向かった冷水Ｗは、各氷蓄熱コイル１２周りの前記氷と接触してこれを溶かすと同時に冷却される。
【００１５】
以上に説明したように、本発明の氷蓄熱システムでは、内壁面１１ａと氷蓄熱コイル１２との間を通過しようとする冷水Ｗは、第１のバイパス防止板１５によってその通過が阻止されるので、氷蓄熱槽本体１１内を流れる冷水Ｗを無駄なく各氷蓄熱コイル１２に接触させることが可能となり、熱効率の高い氷蓄熱システムの提供が可能となる。
また、各氷蓄熱コイル１２間を通過しようとする冷水Ｗについても、第２のバイパス防止板１６によってその通過が阻止されるので、より多くの冷水Ｗを各氷蓄熱コイル１２に接触させ、さらに熱効率を上げることも可能となる。
【００１６】
なお、上記の実施形態では、第１のバイパス防止板１５と第２のバイパス防止板１６の両方を設ける構成としたが、これに限らず、設置のための隙間がない場合などには、どちらか一方のみを設ける構成としても良い。
また、上記の実施の形態では、上流側から下流側の全てに第１のバイパス防止板１５と第２のバイパス防止板１６とを設ける構成としたが、一部だけに設ける構成としても良い。この場合、最上流側部分に第１のバイパス防止板１５と第２のバイパス防止板１６とを設けると効果的である。
また、上記の実施形態では、氷蓄熱コイル１２はブラインにより冷却されるものとしたが、これに限らず、他の冷却方式による氷蓄熱コイル１２を採用しても良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、内壁面と氷蓄熱コイルとの間を通過しようとする冷水は、第１のバイパス防止板によってその通過が阻止されるので、氷蓄熱槽本体内を流れる冷水を無駄なく各氷蓄熱コイルに接触させることが可能となり、熱効率の高い氷蓄熱システムの提供が可能となる。
また、各氷蓄熱コイル間を通過しようとする冷水についても、第２のバイパス防止板によってその通過が阻止されるので、より多くの冷水を各氷蓄熱コイルに接触させ、さらに熱効率を上げることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す図であって、氷蓄熱システムの氷蓄熱槽の概略構成図である。
【図２】  同氷蓄熱システムの氷蓄熱槽の第１のバイパス防止板と氷蓄熱コイルとを上流側から見た図であって、正面図である。
【図３】  従来の氷蓄熱システムを示す図であって、概略構成図である。
【図４】  同氷蓄熱システムの氷蓄熱槽の概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・冷媒供給装置
３・・・放熱装置
１０・・・氷蓄熱槽
１１・・・氷蓄熱槽本体
１１ａ・・・内壁面
１２・・・氷蓄熱コイル
１３・・・第１の連通管
１４・・・第２の連通管
１５・・・第１のバイパス防止板
１６・・・第２のバイパス防止板
Ｃ・・・冷媒
Ｗ・・・冷水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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