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JP2680498B2 - Latent heat storage device - Google Patents
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JP2680498B2 - Latent heat storage device - Google Patents

Latent heat storage device

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JP2680498B2
JP2680498B2 JP4043720A JP4372092A JP2680498B2 JP 2680498 B2 JP2680498 B2 JP 2680498B2 JP 4043720 A JP4043720 A JP 4043720A JP 4372092 A JP4372092 A JP 4372092A JP 2680498 B2 JP2680498 B2 JP 2680498B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば大規模な地域熱
供給プラントや高層建物の空調設備、特に冷房空調設備
のエネルギー源として主に夜間の電力を使用し、蓄熱槽
にシャーベット状の氷を生成することにより冷蓄熱し、
これを昼間、解氷して取出される冷熱を冷房空調設備に
利用するようにした潜熱蓄熱装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly uses nighttime electric power as an energy source for large-scale district heat supply plants and air-conditioning equipment for high-rise buildings, especially cooling air-conditioning equipment, and uses sherbet-shaped ice in a heat storage tank. Cold storage by generating
The present invention relates to a latent heat storage device in which cold heat that is taken out by being thawed during the daytime is used for cooling and air conditioning equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、工業プラントや高層建物等におけ
る空調設備のエネルギー源として、夜間の割安な電力を
使用してヒートポンプ(冷凍機と同一)を運転すること
により冷水や温水を生成して蓄熱し、これを主に昼間の
冷房空調設備に利用することにより、経済性を向上させ
た蓄熱型の空調システムが提案されている。特に最近で
は夏期の昼間の冷房負荷が急速に増大し、電力の安定供
給が阻害される心配もあり、社会的にも夜間電力の活用
が望まれる状況となりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, as an energy source for air-conditioning equipment in industrial plants and high-rise buildings, a heat pump (same as a refrigerator) is operated by using cheap electric power at night to generate cold water or hot water to store heat. However, a heat storage type air conditioning system with improved economy has been proposed by mainly using this for a cooling and air conditioning system in the daytime. Particularly in recent years, there is a concern that the cooling load during the daytime in the summer will increase rapidly and the stable supply of electric power will be hindered.

【0003】このような背景から蓄熱装置を有する空調
設備が多数研究され、既に稼働状態にあるが、現在では
特に蓄熱容量が従来の水に比して飛躍的に増大する氷蓄
熱装置の実用化が着々と進められている。
From such a background, many air-conditioning systems having a heat storage device have been studied and are already in operation. At present, however, an ice heat storage device whose heat storage capacity is remarkably increased as compared with conventional water is put to practical use. Is steadily progressing.

【0004】この氷蓄熱装置の卑近な例としては、特開
昭56−25664号公報、特開平1−144721号
公報、特開平2−97845号公報、特開平2−195
136号公報、特開平3−140767号公報、米国特
許第2996894号公報、独国公開公報250844
7号等が挙げられる。
As a trivial example of this ice heat storage device, there are JP-A-56-25664, JP-A-1-144721, JP-A-2-97845, and JP-A-2-195.
136, JP-A-3-140767, U.S. Pat. No. 2,996,894, German Laid-Open Publication 250844.
No. 7 etc. are mentioned.

【0005】これらは何ずれも空調用潜熱蓄熱装置であ
り、潜熱蓄熱体(第1の液体)として水を用い、特にシ
ャーベット状態の氷を高効率に連続的に生成するもので
ある。即ち、冷凍機にて0℃以下に冷却された蓄熱冷却
体(第2の液体:主として油性液体)を熱媒体とし、こ
れを水中に噴出して水と直接接触させて熱交換する製氷
方式を採用している。
Any of these is a latent heat storage device for air conditioning, and it uses water as a latent heat storage body (first liquid) to continuously and efficiently generate ice in a sherbet state. That is, an ice making method in which a heat storage cooling body (second liquid: mainly oily liquid) cooled to 0 ° C. or less in a refrigerator is used as a heat medium, and the heat medium is jetted into water to directly contact with water for heat exchange It is adopted.

【0006】従って、このような潜熱蓄熱装置にあって
は、極めて熱伝達効率が高く、氷は微細な氷粒状態とな
り、浮力により上部へ移動するので、常に0℃の水に不
凍液が接触し、製氷を繰り返す。このため、製氷効率が
高いという点が最も優れた特徴がある。
Therefore, in such a latent heat storage device, the heat transfer efficiency is extremely high, the ice is in the form of fine ice particles, and the ice moves to the upper part due to buoyancy, so that the antifreeze liquid always comes into contact with water at 0 ° C. , Repeat ice making. Therefore, the most excellent feature is that the ice making efficiency is high.

【0007】しかしながら、これら各公報に示されてい
る潜熱蓄熱装置は、安定した状態で効率良く製氷を継続
したり、利用者の使い勝手の面で重要な蓄熱水槽からの
冷水の直接主水等に不具合があり、未だ広く受入れられ
ていないのが現状である。
However, the latent heat storage device disclosed in each of these publications continues to make ice efficiently in a stable state, or directly supplies cold water directly from the heat storage water tank, which is important for user convenience. There is a problem, and it is the current situation that it is not widely accepted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ここで、直接接触によ
る製氷方式によりシャーベット状態の氷を製造する潜熱
蓄熱装置の従来例としては、図9(米国特許第2996
894号公報より引用)や図10(特開平2−9784
5号公報より引用)に示されているものがある。この図
9および図10の潜熱蓄熱装置は、第1の液体として水
を、第2の液体として水より軽い油性液体を使用し、冷
凍機により冷却された第2の液体をポンプおよび配管に
より、蓄熱水槽底部に貯溜されている水の中に吹き出す
構成となっている。
Here, as a conventional example of a latent heat storage device for producing ice in a sherbet state by an ice making method by direct contact, there is shown in FIG. 9 (US Pat. No. 2,996).
894) and FIG. 10 (JP-A-2-9784).
There is one disclosed in Japanese Patent No. 5). The latent heat storage device of FIGS. 9 and 10 uses water as the first liquid, an oily liquid lighter than water as the second liquid, and uses the pump and piping to feed the second liquid cooled by the refrigerator. It is designed to blow out into the water stored at the bottom of the heat storage water tank.

【0009】しかし、このような構成であると、不凍液
である第2の液体の密度が水と余り差がなかったり、ま
た水よりも軽いため、製造されたシャーベット状態の氷
の中に油性液体が混入してしまう。このため、蓄熱水槽
から直接冷水を取水し、冷房負荷へ送水することが困難
となり、また蓄熱水槽から冷熱を取出すには冷熱取出し
用の熱交換器を必要となり、冷熱を短時間で取出す場合
や装置の簡潔性、直接取水等に問題がある。
However, with such a structure, the density of the second liquid, which is an antifreeze liquid, is not so different from that of water, and is lighter than that of water. Will be mixed. For this reason, it becomes difficult to take cold water directly from the heat storage water tank and send it to the cooling load, and in order to take out cold heat from the heat storage water tank, a heat exchanger for taking out cold heat is required. There are problems with the simplicity of the equipment and direct water intake.

【0010】このような問題点を改善するようにした潜
熱蓄熱装置としては、図11(特開昭56−25664
号公報)に示されているものがある。この図11の潜熱
蓄熱装置は、第1の液体(水)を貯溜する水槽下部より
冷凍機にて第1の液体(水)の凝固点以下に冷却された
第2の液体(やはり油性の液体で水および氷より軽い)
を上向きに流入させ、水と直接接触にて熱交換させる。
水の一部は凝固し、その中を第2の液体が上昇する。こ
の点については図9と同じであるが、さらに水槽の上部
には第2の液体(油性液体)を通過させ得るが氷は通過
させない分離膜(コアレッサーと呼ばれている)を設置
して第2の液体である油性液体の使用量を相対的に減少
させている。
As a latent heat storage device for solving such a problem, a latent heat storage device is shown in FIG. 11 (Japanese Patent Laid-Open No. 56-25664).
Japanese Patent Publication). The latent heat storage device of FIG. 11 has a second liquid (which is also an oily liquid) cooled below the freezing point of the first liquid (water) by the refrigerator from the lower part of the water tank for storing the first liquid (water). Lighter than water and ice)
Is allowed to flow upward and heat is exchanged by direct contact with water.
Part of the water solidifies and the second liquid rises in it. This point is the same as in FIG. 9, but a separation membrane (called a coalescer) that allows the second liquid (oil-based liquid) to pass through but does not allow ice to pass is installed above the water tank. The amount of the oily liquid that is the second liquid used is relatively reduced.

【0011】また、解氷時にはこの分離膜より下で、主
にシャーベット状態の第1の液体の氷が浮力により集合
する位置に、冷房負荷を吸収し暖まった第1の液体の還
流水の流出口を設置して還流させ、水槽下部の冷水取出
し口より、やはり分離膜(氷の分離が目的)を介して冷
水を取り出す構成とし、直接取水が可能な構成となって
いる。
At the time of thawing, the flow of the reflux liquid of the first liquid, which has absorbed the cooling load and has warmed up, is located below the separation membrane, mainly at the position where the ice of the first liquid in the sherbet state is gathered by buoyancy. An outlet is provided for reflux, and cold water is taken out from the cold water take-out port at the bottom of the water tank also through a separation membrane (for the purpose of separating ice), which allows direct water intake.

【0012】しかし、このような構成にあっては、冷凍
機への油性液体の流れに氷あるいは水を巻込む可能性が
減少したかのように考えられるが、第1の液体である水
中へ流出した第2の液体(油性液体)がエマルジョン化
したり、長時間浮遊する等のため、空調負荷への油性液
体の流出防止は十分でなく、分離技術に問題が残されて
いる。
However, in such a structure, it is considered that the possibility of involving ice or water in the flow of the oily liquid to the refrigerator is reduced. Since the second liquid (oil-based liquid) that has flown out is emulsified or floats for a long time, it is not sufficient to prevent the oil-based liquid from flowing out to the air conditioning load, and a problem remains in the separation technology.

【0013】一般的に第2の液体として油性液体を使用
する場合、第1の液体中で噴出した第2の液体がエマル
ジョン状態になったり、濁った状態になってしまい、分
離に長時間を要する場合が多いため、熱交換器を介して
の冷熱取出しや、分離のために大規模な装置が必要とな
る。このため、製氷効率が良好であるにもかかわらず、
使い勝手が悪いために、利用者に受入れられないことが
多い。
In general, when an oily liquid is used as the second liquid, the second liquid ejected in the first liquid becomes an emulsion state or becomes turbid, which requires a long time for separation. Since it is often necessary, a large-scale device is required for cold heat extraction through a heat exchanger and separation. Therefore, despite good ice-making efficiency,
Due to the poor usability, it is often not accepted by users.

【0014】一方、図12(特開平1−244225号
公報より引用)、図13(特開平2−110231号公
報より引用)、図14(特開平3−140767号公報
より引用)は、第2の液体として第1の液体より比重の
大きなものを利用した場合である。
On the other hand, FIG. 12 (cited from JP-A-1-244225), FIG. 13 (quoted from JP-A-2-110231), and FIG. 14 (cited from JP-A-3-140767) This is a case where a liquid having a larger specific gravity than the first liquid is used as the liquid.

【0015】しかし、これら第12図乃至図14に示さ
れている潜熱蓄熱装置は、何ずれも第2の液体を水槽底
部に貯溜し、この第2の液体を熱交換器又は冷凍機によ
り冷却し、低温となった第2の液体中に第1の液体であ
る水を水槽下部より流入させたり(図12,図14)、
第1の液体と第2の液体の界面部分で攪拌を実施し、界
面に形成される氷を微細化するような氷の製造法(図1
3)を有するものである。このため、冷凍機に導かれる
第2の液体の温度は第1の液体の凝固温度(水であれば
0℃)に比してかなり低温となり、直接接触による高熱
伝達特性が冷凍効率に反映されないという問題がある。
However, the latent heat storage devices shown in FIGS. 12 to 14 store the second liquid in the bottom of the water tank without any deviation, and cool the second liquid by the heat exchanger or the refrigerator. Then, water that is the first liquid is caused to flow into the second liquid that has become low temperature from the lower part of the water tank (FIGS. 12 and 14),
An ice production method in which stirring is performed at the interface between the first liquid and the second liquid to make the ice formed at the interface finer (see FIG. 1).
3). Therefore, the temperature of the second liquid guided to the refrigerator is considerably lower than the freezing temperature of the first liquid (0 ° C. for water), and the high heat transfer characteristics due to direct contact are not reflected in the refrigeration efficiency. There is a problem.

【0016】そこで、この問題点を改善するようにした
潜熱蓄熱装置としては、図15(特開平3−14076
7号公報より引用)に示すようなものがある。図15の
潜熱蓄熱装置は、蓄熱水槽の下部より第2の液体を回収
し、これを冷凍機により第1の液体である水の凝固点以
下に冷却し、これを水槽上部の空中より水槽中に噴出す
るものである。この場合、水より重い第2の液体(油性
液体)が水中を落下沈殿する際、十分水と熱交換し、水
槽下部より回収されるまでにほぼ水温まで温度上昇す
る。従って、冷凍機での冷凍効率を高く維持することが
可能となる。
Therefore, as a latent heat storage device for solving this problem, FIG. 15 (JP-A-3-14076) is used.
There is one as shown in (cited from Japanese Patent Publication No. 7). The latent heat storage device of FIG. 15 recovers the second liquid from the lower part of the heat storage water tank, cools it by a refrigerator to a temperature below the freezing point of water which is the first liquid, and transfers it to the water tank from the air above the water tank. It is something that erupts. In this case, when the second liquid (oil-based liquid), which is heavier than water, falls down and settles in the water, it exchanges heat with the water sufficiently, and the temperature rises to almost the water temperature before being recovered from the lower part of the water tank. Therefore, it is possible to maintain high refrigeration efficiency in the refrigerator.

【0017】しかしながら、低温である第2の液体を第
1の液体のシャベート状の氷(液との共存状態で水であ
れば0℃)の温度をさらに低下させ、且つ第2の液体が
内部に含有される解氷性が悪く、固く、重い氷の塊を形
成してしまう。通常、このような氷は第2の液体と第1
の液体との界面に沈殿してしまい浮上できない。かかる
不具合は前述しなかったが、図12、図13、図14に
おいても同様である。本発明は、利用者にとって扱い易
く、しかも高効率で熱交換して得られる潜熱を有効に蓄
熱することができる潜熱蓄熱装置を提供することを目的
とする。
However, the temperature of the low-temperature second liquid is further lowered to the temperature of the chabate-like ice of the first liquid (0 ° C. for water in the coexistence state with the liquid), and the second liquid is inside. It has poor deicing properties and forms a solid, heavy ice mass. Usually, such ice is made up of a second liquid and a first liquid.
It cannot settle because it precipitates at the interface with the liquid. Although such a problem has not been described above, the same applies to FIGS. 12, 13, and 14. An object of the present invention is to provide a latent heat storage device that is easy for a user to handle and that can effectively store latent heat obtained by heat exchange with high efficiency.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では次のような手段を講じたものである。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following means.

【0019】請求項1に対応する発明は、空調用蓄熱媒
体として液体の凝固時の潜熱を用いる蓄熱装置であっ
て、蓄熱槽内の第1の液体より凝固点が低く且つお互い
に混合、化合することのない不溶性で第1の液体より比
重の大きい第2の液体を第1の液体の凝固点以下に冷却
する冷凍手段と、この冷凍手段により冷却された第2の
液体を前記蓄熱槽内の第1の液体中に噴出させる流出手
段と、この流出手段により蓄熱槽内に流出した第2の液
体を回収する手段とを備え、前記蓄熱槽内に流出した第
2の液体との熱交換により第1の液体を冷却凝固させ、
その凝固時の潜熱を蓄熱するようにした潜熱蓄熱装置に
おいて、前記回収手段は前記蓄熱槽の底部に一か所以上
の回収部を設けると共に、底面形状を該回収部に対して
は第2の液体の回収時に第1の液体の吸引を防止する渦
発生防止手段を設けたものである。
The invention corresponding to claim 1 is a heat storage device that uses latent heat at the time of solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, and has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is mixed and combined with each other. Freezing means for cooling a second liquid, which is insoluble and has a specific gravity larger than that of the first liquid, to a temperature below the freezing point of the first liquid, and a second liquid cooled by the freezing means to a first liquid in the heat storage tank. The first liquid is ejected into the heat storage tank, and the second liquid that has flowed out into the heat storage tank is recovered by the outflow means. The heat is exchanged with the second liquid flowing out into the heat storage tank. 1 liquid is cooled and solidified,
In the latent heat storage device for storing the latent heat at the time of solidification, the recovery means has one or more recovery parts at the bottom of the heat storage tank, and the bottom surface has a second shape for the recovery part. A vortex generation preventing means for preventing suction of the first liquid at the time of collecting the liquid is provided.

【0020】[0020]

【0021】請求項2に対応する発明は、空調用蓄熱媒
体として液体の凝固時の潜熱を用いる蓄熱装置であっ
て、蓄熱槽内の第1の液体より凝固点が低く且つお互い
に混合、化合することのない不溶性で第1の液体より比
重の大きい第2の液体を第1の液体の凝固点以下に冷却
する冷凍手段と、この冷凍手段により冷却された第2の
液体を前記蓄熱槽内の第1の液体中に噴出させる流出手
段と、この流出手段により蓄熱槽内に流出した第2の液
体を回収する手段とを備え、前記蓄熱槽内に流出した第
2の液体との熱交換により第1の液体を冷却凝固させ、
その凝固時の潜熱を蓄熱するようにした潜熱蓄熱装置に
おいて、前記蓄熱槽上部に浮上して滞留する第1の液体
の凝固物と対応する位置に第1の液体のみを吸引する吸
引部を設け、この吸引部に第1の液体の凝固物を分離す
る分離手段を設けると共に、この分離手段を通して吸引
部に吸引された第1の液体を第2の液体の吹出し口の設
置位置より下方の蓄熱槽内に吹出し口を上向きにして供
給する循環手段を設けたものである。
The invention according to claim 2 is a heat storage device that uses latent heat during solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, and has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is mixed and combined with each other. Freezing means for cooling a second liquid, which is insoluble and has a specific gravity larger than that of the first liquid, to a temperature below the freezing point of the first liquid, and a second liquid cooled by the freezing means to a first liquid in the heat storage tank. The first liquid is ejected into the heat storage tank, and the second liquid that has flowed out into the heat storage tank is recovered by the outflow means. The heat is exchanged with the second liquid flowing out into the heat storage tank. 1 liquid is cooled and solidified,
In a latent heat storage device configured to store latent heat during solidification, a suction unit for sucking only the first liquid is provided at a position corresponding to a solidified product of the first liquid that floats and stays above the heat storage tank. The suction unit is provided with a separating means for separating the solidified product of the first liquid, and the first liquid sucked by the suction unit through the separating unit is stored under the heat of the second liquid outlet. A circulation means for supplying the air with its outlet facing upward is provided in the tank.

【0022】[0022]

【0023】請求項3に対応する発明は、空調用蓄熱媒
体として液体の凝固時の潜熱を用いる蓄熱装置であっ
て、蓄熱槽内の第1の液体より凝固点が低く且つお互い
に混合、化合することのない不溶性で第1の液体より比
重の大きい第2の液体を第1の液体の凝固点以下に冷却
する冷凍手段と、この冷凍手段により冷却された第2の
液体を前記蓄熱槽内の第1の液体中に噴出させる流出手
段と、この流出手段により蓄熱槽内に流出した第2の液
体を回収する手段とを備え、前記蓄熱槽内に流出した第
2の液体との熱交換により第1の液体を冷却凝固させ、
その凝固時の潜熱を蓄熱するようにした潜熱蓄熱装置に
おいて、前記流出手段は前記回収手段により回収された
第2の液体を前記冷凍手段により冷却された第2の液体
を流出させる中心ノズルとこの中心ノズルを流出する第
2の液体より温度の高い前記回収手段により回収された
第2の液体を流出させる外周ノズル及びこの外周ノズル
と一体で各流出ノズルの吹出し口と同一面となるように
設けられた対流防止板とから構成されたものである。
The invention corresponding to claim 3 is a heat storage device that uses latent heat at the time of solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, and has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is mixed and combined with each other. Freezing means for cooling a second liquid, which is insoluble and has a specific gravity larger than that of the first liquid, to a temperature below the freezing point of the first liquid, and a second liquid cooled by the freezing means to a first liquid in the heat storage tank. The first liquid is ejected into the heat storage tank, and the second liquid that has flowed out into the heat storage tank is recovered by the outflow means. The heat is exchanged with the second liquid flowing out into the heat storage tank. 1 liquid is cooled and solidified,
In the latent heat storage device configured to store the latent heat at the time of solidification, the outflow means includes a central nozzle for outflowing the second liquid recovered by the recovery means into the second liquid cooled by the freezing means. An outer peripheral nozzle for flowing out the second liquid recovered by the recovery means having a temperature higher than that of the second liquid flowing out of the central nozzle, and an outer peripheral nozzle integrally provided with the outer peripheral nozzle so as to be flush with the outlets of the respective outflow nozzles. And a convection prevention plate that is provided.

【0024】[0024]

【作用】従って、請求項1の対応する発明にあっては、
蓄熱槽の底部に設けられた一か所以上の回収部に第2の
液体が重力により集合するように適度な傾斜面が形成さ
れているので、この回収部に第2の液体を効率的に回収
することができる。また、回収部には第2の液体の回収
時に第1の液体の吸引を防止する渦発生防止手段が設け
られているので、第2の液体を回収する際に吸込み流れ
による渦流の発生がなくなり、第1の液体を吸込むとい
う不具合を防止することができる。
Therefore, in the corresponding invention of claim 1,
Since an appropriate inclined surface is formed in one or more collecting parts provided at the bottom of the heat storage tank so that the second liquid collects by gravity, the second liquid can be efficiently collected in this collecting part. Can be collected. Further, since the vortex generation preventing means for preventing the suction of the first liquid at the time of recovering the second liquid is provided in the recovery unit, the generation of the vortex due to the suction flow at the time of recovering the second liquid is eliminated. Therefore, it is possible to prevent the problem of sucking the first liquid.

【0025】[0025]

【0026】請求項2に対応する発明にあっては、蓄熱
槽上部に浮上して滞留する第1の液体の凝固物と対応す
る位置に設けられた吸引部に第1の液体の凝固物を分離
する分離手段を通して吸引された第1の液体を循環手段
により第2の液体の吹出し口の設置位置より下方の蓄熱
槽内に上向き供給されるので、蓄熱槽内で製造された微
細な氷は水槽内部を浮遊している間に互いに接触し、綿
状の氷になって最終的に上部に集積する。次々に上昇す
る綿状の氷により上部にある氷は氷充填率が低いままで
ある。そこで、氷の充填率を向上させる手段として、第
1の液体を水槽底部から上部に向けて流し、浮遊する綿
状の氷を上部に集めると共に、上部より第1の液体のみ
を分離して配管にて水槽底部に戻し、水槽底部より再度
上部に向けて循環させることにより、水槽内部での氷充
填率を向上させることができる。
In the invention corresponding to claim 2, the first liquid coagulated product is provided in the suction portion provided at a position corresponding to the first liquid coagulated product floating and staying above the heat storage tank. Since the first liquid sucked through the separating means for separating is supplied upward by the circulation means into the heat storage tank below the installation position of the outlet of the second liquid, the fine ice produced in the heat storage tank is While floating inside the aquarium, they come into contact with each other and become flocculent ice that eventually accumulates on top. The ice on top remains low due to the rising cotton flocs. Therefore, as a means for improving the filling rate of ice, the first liquid is made to flow from the bottom of the water tank to the upper part, and the floating cotton-like ice is collected at the upper part, and only the first liquid is separated from the upper part so that the piping By returning to the bottom of the water tank and circulating from the bottom of the water tank toward the upper part again, the ice filling rate inside the water tank can be improved.

【0027】[0027]

【0028】請求項3に対応する発明にあっては、中心
ノズルより冷凍手段により冷却された第2の液体を流出
させ、その周囲を取囲むように設けられた外周ノズルよ
り温度の高い回収手段により回収された第2の液体を流
出させ、且つこれら中心ノズル及び外周ノズルの吹出し
口と同一面となるように設けられた対流防止板によりノ
ズル先端の低温部が冷水と接触しないように作用するの
で、冷水の付着に伴うノズル部の凍結を防止することが
できる。従って、第1の液体の凝固点以下に冷却された
第2の液体を流出させる中心ノズルの流出口周辺におい
て、第1の液体の凝結、成長に伴って安定した製氷が維
持できなくなったり、第2の液体の循環系のポンプを停
止させた場合等でも重力の要因でこの循環系に第1の液
体が逆流するようなことがなくなり、循環系内部で第1
の液体が凝固する等の不具合を防止することができる。
In the invention corresponding to claim 3, the second liquid cooled by the refrigerating means is caused to flow out from the central nozzle, and the temperature of the collecting means is higher than that of the outer peripheral nozzle provided so as to surround the second liquid. The convection prevention plate provided so as to allow the second liquid recovered by the above to flow out and be flush with the outlets of the central nozzle and the outer peripheral nozzle acts so that the low temperature part at the tip of the nozzle does not come into contact with cold water. Therefore, it is possible to prevent the nozzle portion from freezing due to the attachment of cold water. Therefore, stable ice making cannot be maintained due to the condensation and growth of the first liquid around the outlet of the central nozzle that causes the second liquid cooled below the freezing point of the first liquid to flow out. Even if the pump of the liquid circulation system is stopped, the first liquid will not flow back into the circulation system due to gravity, and the first liquid will not flow back inside the circulation system.
It is possible to prevent problems such as solidification of the liquid.

【0029】[0029]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1乃至図4は本発明による潜熱蓄熱装置
の第1の実施例を説明するための図であり、図1は氷蓄
熱装置を高層ビルの地下にある地域熱供給プラントに設
置した状態を示す断面図、図2は氷蓄熱装置の主要部断
面図、図3は蓄熱水槽の底部中央部の拡大断面図、図4
は遠心力応用の蓄熱冷媒液分離回収装置の拡大断面図を
それぞれ示している。
1 to 4 are views for explaining a first embodiment of a latent heat storage device according to the present invention. FIG. 1 shows an ice heat storage device installed in a district heat supply plant underground in a high-rise building. 2 is a cross-sectional view showing the state, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the ice heat storage device, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the bottom center part of the heat storage water tank, and FIG.
Are enlarged sectional views of the heat storage refrigerant liquid separation and recovery device for centrifugal force application, respectively.

【0031】図1において、1は高層建物であり、この
高層建物1の各階層の各部屋2には、収納室3が仕切板
4によりそれぞれ区分して形成されている。この各収納
室3には、冷却用ファン5を備えた室内熱交換器6がそ
れぞれ設置されている。また、この各室内熱交換器6に
は吹出し口7aを有する冷風供給管7がそれぞれ連結さ
れ、この各冷風供給管7は上記各部屋2の天井側に沿っ
て設けられている。さらに、上記各収納室3の近傍の上
記高層建物1には、貫通空孔8が垂直方向に穿設されて
おり、この貫通空孔8に冷水の供給管9aと戻り管9b
とが配管されている。この供給管9aと戻り管9bは各
室内熱交換器6に接続され、この各室内熱交換器6は供
給管9aからの冷水を各冷却用ファン5によって熱交換
して冷却空気を生成するものである。この冷却空気は各
冷風供給管7を通して上記各部屋2へ供給して室内を冷
房すると共に、他方熱交換した冷水は上記戻り管9bを
通して高層建物1の地下室1aに形成された詳細を後述
する氷蓄熱水槽10へ還流するようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a high-rise building, and each room 2 of each floor of the high-rise building 1 is formed with a storage room 3 divided by a partition plate 4. An indoor heat exchanger 6 having a cooling fan 5 is installed in each of the storage chambers 3. A cold air supply pipe 7 having an outlet 7a is connected to each indoor heat exchanger 6, and each cold air supply pipe 7 is provided along the ceiling side of each room 2. Further, a through hole 8 is vertically formed in the high-rise building 1 near each of the storage chambers 3, and a cold water supply pipe 9a and a return pipe 9b are provided in the through hole 8.
And are piped. The supply pipe 9a and the return pipe 9b are connected to each indoor heat exchanger 6, and each indoor heat exchanger 6 exchanges heat with the cooling water from the supply pipe 9a by each cooling fan 5 to generate cooling air. Is. This cooling air is supplied to each room 2 through each cold air supply pipe 7 to cool the room, while the cold water that has undergone heat exchange is formed in the basement 1a of the high-rise building 1 through the return pipe 9b. It is designed to be returned to the heat storage water tank 10.

【0032】この氷蓄熱水槽10は図2に示すように高
層建物1の地下室1aを連通孔を有する仕切板11によ
り区分された複数の水槽ユニットに連通している。また
蓄熱水槽10の底部はその周囲部より中央部に向かって
下方に傾斜する傾斜面に形成されると共に、底部中央部
に第2の液体Waの凹部が溜り部10aとして形成され
ている。氷蓄熱水槽10の底部と内側面および仕切板1
1には断熱材12が貼設されている。この氷蓄熱水槽1
0は、図1に示すように建屋1外部の地中に埋設された
共同溝14に配設されている商用の水道管13に開閉弁
を介して連結されている。
As shown in FIG. 2, this ice heat storage water tank 10 connects the basement 1a of the high-rise building 1 to a plurality of water tank units divided by a partition plate 11 having a communication hole. Further, the bottom portion of the heat storage water tank 10 is formed into an inclined surface that is inclined downward from the peripheral portion toward the center portion, and the recessed portion of the second liquid Wa is formed as the reservoir portion 10a in the center portion of the bottom portion. The bottom and inner surfaces of the ice storage water tank 10 and the partition plate 1
A heat insulating material 12 is attached to 1. This ice storage water tank 1
As shown in FIG. 1, 0 is connected to a commercial water pipe 13 arranged in a common groove 14 buried in the ground outside the building 1 through an on-off valve.

【0033】一方、氷蓄熱水槽10内には第1の液体と
して冷水Wおよび第2の液体として大きな比重の蓄熱冷
媒液Waが混合して貯溜されている。本実施例では蓄熱
冷媒液Waとして例えば比重が第1の液体の1.5倍以
上で、凝固点が第1の液体より大きな比重の蓄熱冷媒液
Waが図2および図3に示すように氷蓄熱水槽10の底
部に沈殿すると、この蓄熱冷媒液Waは氷蓄熱水槽10
の底部の傾斜面に沿って溜り部10aに自重により流下
し、この溜り部10aに溜まることになる。
On the other hand, in the ice heat storage water tank 10, cold water W as a first liquid and heat storage refrigerant liquid Wa having a large specific gravity as a second liquid are mixed and stored. In this embodiment, as the heat storage refrigerant liquid Wa, for example, the heat storage refrigerant liquid Wa whose specific gravity is 1.5 times or more that of the first liquid and whose freezing point is larger than that of the first liquid is ice heat storage as shown in FIGS. 2 and 3. When the heat storage refrigerant liquid Wa is deposited on the bottom of the water tank 10, the ice storage water tank 10
Along the sloped surface of the bottom of the tank, it flows down to the pool 10a by its own weight and collects in the pool 10a.

【0034】また、15は高層建物1の地下室1aの上
部に氷蓄熱水槽10を覆うように水平に設けられた偏平
な基板であり、この基板15上に冷温水供給系を構成す
るポンプ16およびヒートポンプ17が設置されると共
に、これらは上記供給管9aと戻り管9bに切換弁を介
して連結されている。
Further, reference numeral 15 denotes a flat substrate horizontally provided on the basement 1a of the high-rise building 1 so as to cover the ice heat storage water tank 10, and a pump 16 and a pump 16 constituting a cold / hot water supply system are provided on the substrate 15. A heat pump 17 is installed, and these are connected to the supply pipe 9a and the return pipe 9b through a switching valve.

【0035】さらに、18は基板15上に設置された冷
凍機で、この冷凍機18の吸込み側18aに供給管19
が接続される。この供給管19は蓄熱冷媒液の吸込口1
9aを有し、この吸込口19aは氷蓄熱水槽10の底部
に形成された溜り部10aに連通させて配設されてい
る。この場合、溜り部10aの上部には図3に示すよう
に多孔性の板からなる渦発生防止部10bが設けられて
いる。この渦発生防止部10bは溜り部10aに流入す
る蓄熱冷媒液Waにより発生する渦を防止するものであ
る。また、供給管19の端部に有する吸込み口19aに
は吸入方向を規定するガイド19cが設けられ、蓄熱冷
媒液Waに冷水Wが混入しないようにしてある。また、
冷凍機18の吸込み側18aにつながる供給管19にス
トレーナ20、吸上げポンプ21および水液分離装置2
2が順に接続して設けられている。
Further, 18 is a refrigerator installed on the substrate 15, and a supply pipe 19 is provided on the suction side 18a of the refrigerator 18.
Is connected. This supply pipe 19 is a suction port 1 for the heat storage refrigerant liquid.
9a, and this suction port 19a is arranged in communication with a reservoir 10a formed at the bottom of the ice heat storage water tank 10. In this case, a vortex generation preventing portion 10b made of a porous plate is provided above the reservoir portion 10a as shown in FIG. The vortex generation preventing portion 10b prevents a vortex generated by the heat storage refrigerant liquid Wa flowing into the reservoir 10a. Further, a guide 19c that defines the suction direction is provided at the suction port 19a provided at the end of the supply pipe 19 so that the cold water W does not mix with the heat storage refrigerant liquid Wa. Also,
The strainer 20, the suction pump 21, and the water-liquid separator 2 are connected to the supply pipe 19 connected to the suction side 18a of the refrigerator 18.
2 are connected and provided in order.

【0036】上記冷凍機18は蒸発器18bを有し、こ
の蒸発器18bに吐出管23が接続されている。この吐
出管23は氷蓄熱水槽10内の冷水W中に没入させると
共に、吐出管23の端部側が氷蓄熱水槽10の底部側で
水平状態になるように配設され、この吐出管23の端部
側に複数の噴射ノズル24が付設されている。
The refrigerator 18 has an evaporator 18b, and a discharge pipe 23 is connected to the evaporator 18b. The discharge pipe 23 is immersed in the cold water W in the ice heat storage water tank 10 and is arranged such that the end side of the discharge pipe 23 is horizontal at the bottom side of the ice heat storage water tank 10. A plurality of injection nozzles 24 are attached to the section side.

【0037】他方、28は図1に示すように上記冷凍機
18の近傍の基板15に設置された空気調和制御装置
で、この空気調和制御装置28は上記高層建物1内の空
気調和および熱供給プラント内の各機器を運転管理する
運転管理装置として用いられる。
On the other hand, 28 is an air conditioning controller installed on the substrate 15 near the refrigerator 18 as shown in FIG. 1. The air conditioning controller 28 supplies air conditioning and heat in the high-rise building 1. It is used as an operation management device that manages the operation of each device in the plant.

【0038】また、29は冷水を吸込むための吸込口2
9aを有する冷水供給管2であり、この吸込口29aは
氷蓄熱水槽10内の冷水中に没入させて設けられてい
る。この冷水供給管29は、図1に示す供給管9aの下
端部に図示しない開閉弁を介して連結されている。
29 is a suction port 2 for sucking cold water.
It is the cold water supply pipe 2 having 9a, and this suction port 29a is provided by being immersed in the cold water in the ice heat storage water tank 10. The cold water supply pipe 29 is connected to the lower end of the supply pipe 9a shown in FIG. 1 via an open / close valve (not shown).

【0039】さらに、30は図1に示す戻り管9bの下
端部に接続された還流管で、この還流管30には氷蓄熱
水槽10と基板15との間に存する空間部に配設された
散水管30aが接続されている。この散水管30aは氷
蓄熱水槽10内に冷水を還流させるための複数の冷水流
出口を有している。
Further, 30 is a reflux pipe connected to the lower end of the return pipe 9b shown in FIG. 1, and this reflux pipe 30 is arranged in a space existing between the ice heat storage water tank 10 and the substrate 15. The sprinkler pipe 30a is connected. The sprinkling pipe 30a has a plurality of cold water outlets for circulating cold water in the ice heat storage water tank 10.

【0040】ここで、上記冷凍機18は空気調和制御装
置28の運転管理に基いて制御され、蓄熱冷媒液が冷凍
機18より氷蓄熱水槽10の複数の水槽ユニットに同時
あるいは時間をずらせて供給されるようになっている。
また、上記水液分離装置22は、図4に示すように構成
されている。
Here, the refrigerator 18 is controlled based on the operation management of the air conditioning controller 28, and the heat storage refrigerant liquid is supplied from the refrigerator 18 to a plurality of water tank units of the ice heat storage water tank 10 at the same time or at different times. It is supposed to be done.
The water-liquid separation device 22 is configured as shown in FIG.

【0041】即ち、水液分離装置22は、タンク22a
により構成され、このタンク22aの側面部には流入口
22bおよびこの流入口22bよりも高い位置に吐出口
22cがそれぞれ設けられ、またタンク22aの上面部
には排水口22dが設けられている。このタンク22a
の流入口22bは、上記吸込みポンプ21に連通管を介
して連結され、また吐出口22cは冷凍機18の吸込み
側18aに連結され、さらに排水口22dは冷水を排出
する排水管22fに電磁開閉弁22eを介して連結され
ている。吐出口22cよりも上位のタンク22aの内側
面に一対の電気抵抗センサ32a,32bが上下方向に
離間して設けられている。この電気抵抗センサ32a,
32bは、冷水Wと蓄熱冷媒液Waとの電気抵抗の差を
利用してこれら両者の境界位置を検出するもので、この
検出信号は上記空気調和制御装置28にケーブルを介し
て送信される。
That is, the water-liquid separation device 22 includes the tank 22a.
The tank 22a is provided with an inflow port 22b and a discharge port 22c at a position higher than the inflow port 22b, and a drain port 22d is provided on the upper surface of the tank 22a. This tank 22a
22b is connected to the suction pump 21 via a communication pipe, the discharge port 22c is connected to the suction side 18a of the refrigerator 18, and the drain port 22d is electromagnetically opened / closed to a drain pipe 22f for discharging cold water. They are connected via a valve 22e. A pair of electric resistance sensors 32a and 32b are provided vertically spaced apart from each other on the inner surface of the tank 22a above the discharge port 22c. This electric resistance sensor 32a,
32b detects the boundary position between the cold water W and the heat storage refrigerant liquid Wa by utilizing the difference in electric resistance between them, and this detection signal is transmitted to the air conditioning control device 28 via a cable.

【0042】上記空気調和制御装置28は、電気抵抗セ
ンサ32a,32bの検出信号をもとに電磁開閉弁22
eを開閉してタンク22a内の冷水Wと蓄熱冷媒液Wa
とが基準境界面で分離されるように冷水の排出量を制御
する機能を有している。
The air conditioning control device 28 uses the electromagnetic opening / closing valve 22 based on the detection signals of the electric resistance sensors 32a and 32b.
By opening and closing e, the cold water W in the tank 22a and the heat storage refrigerant liquid Wa
It has the function of controlling the discharge amount of cold water so that and are separated at the reference boundary surface.

【0043】つまり、上記水液分離装置22のタンク2
2a内に水が蓄熱冷媒液から分離して蓄積されると、こ
れら両者の境界位置が上記電気抵抗センサ32a,32
bにより検出され、その検出信号が空気調和制御装置2
8に送出される。この空気調和制御装置28はこの検出
信号をもとに上記電磁開閉弁22eを開弁し、タンク2
2a内に新たに流入する蓄熱冷媒液の圧力によりタンク
22a内の水を排出管22fを通して排出する。これに
より、冷水Wと蓄熱冷媒液Waとの境界面が上昇し、電
気抵抗センサ32a,32bにより基準境界面が検出さ
れると、その検出信号が空気調和制御装置28に送出さ
れる。すると、この空気調和制御装置28は電磁開閉弁
22eを閉弁して自動的に水位が基準境界面になるよう
に制御する。
That is, the tank 2 of the water / liquid separation device 22.
When water is separated from the heat storage refrigerant liquid and accumulated in 2a, the boundary position between the two is changed to the electric resistance sensors 32a, 32.
b, and the detection signal is detected by the air conditioning controller 2
8 is sent. Based on this detection signal, the air conditioning control device 28 opens the electromagnetic on-off valve 22e to open the tank 2
The water in the tank 22a is discharged through the discharge pipe 22f by the pressure of the heat storage refrigerant liquid newly flowing into 2a. As a result, the boundary surface between the cold water W and the heat storage refrigerant liquid Wa rises, and when the reference boundary surface is detected by the electric resistance sensors 32a and 32b, the detection signal is sent to the air conditioning controller 28. Then, the air conditioning control device 28 closes the electromagnetic opening / closing valve 22e and automatically controls the water level to be the reference boundary surface.

【0044】次にこのように構成された第1の実施例に
よる潜熱蓄熱装置の作用について述べる。図1および図
2において、主に夜間の割安な電力を使用して汲み上げ
ポンプ21を駆動すると、氷蓄熱水槽10の底部の溜り
部10aに溜っている第2の液体である蓄熱冷媒液(フ
ロリナート)Waが供給管19を通して汲上げられ、水
液分離装置22に供給される。この水液分離装置22で
は蓄熱冷媒液Waに僅かに混合されている第1の液体で
ある冷水Wを分離し、この冷水Wは図4の構成で説明し
たように排出管22fを通して氷蓄熱水槽10に還流さ
せると共に、高純度の蓄熱冷媒液Waが冷凍機18に送
られる。この冷凍機18では水液分離装置22から供給
される蓄熱冷媒液Waを水の凝固点(0℃)より低温に
冷却した後、氷蓄熱水槽10の複数のユニットに同時あ
るいは時間的にずらせて各吐出管23を通して噴射ノズ
ル24より各ユニット内の冷水W中に噴射させる。従っ
て、冷水Wは噴射ノズル24より噴射される極低温の蓄
熱冷媒液Waに保有する冷熱と熱交換される。
Next, the operation of the latent heat storage device according to the first embodiment constructed as described above will be described. In FIG. 1 and FIG. 2, when the pump 21 is driven mainly by using cheap electric power at night, the heat storage refrigerant liquid (Fluorinert) which is the second liquid stored in the pool 10 a at the bottom of the ice storage water tank 10 is used. ) Wa is pumped through the supply pipe 19 and supplied to the water-liquid separator 22. The water-liquid separator 22 separates the cold water W, which is the first liquid slightly mixed with the heat storage refrigerant liquid Wa, and the cold water W passes through the discharge pipe 22f as described in the configuration of FIG. The high-purity heat storage refrigerant liquid Wa is sent to the refrigerator 18 while being returned to 10. In this refrigerator 18, after the heat storage refrigerant liquid Wa supplied from the water liquid separation device 22 is cooled to a temperature lower than the freezing point (0 ° C.) of water, it is simultaneously or temporally shifted to a plurality of units of the ice heat storage water tank 10. The water is sprayed from the spray nozzle 24 into the cold water W in each unit through the discharge pipe 23. Therefore, the cold water W is heat-exchanged with the cold heat contained in the cryogenic heat storage refrigerant liquid Wa jetted from the jet nozzle 24.

【0045】この場合、氷蓄熱水槽10内での噴射ノズ
ル24の位置を蓄熱冷媒液Waが噴出後に冷水Wと十分
な熱交換を実施するために必要な高さ、つまり第1の液
体と第2の液体の界面位置から0.5m以上に確保して
おくことにより、蓄熱冷媒液Waは氷蓄熱水槽10の底
部の溜り部10aに到達するまでにほぼ水温までに温度
上昇し、蓄熱冷媒液Waによる熱交換効率を95%以上
確保できる。
In this case, at the position of the injection nozzle 24 in the ice heat storage water tank 10, the height required to carry out sufficient heat exchange with the cold water W after the heat storage refrigerant liquid Wa is ejected, that is, the first liquid and the first liquid By keeping at least 0.5 m from the interface position of the second liquid, the heat storage refrigerant liquid Wa rises in temperature to almost the water temperature by the time it reaches the pool portion 10a at the bottom of the ice heat storage water tank 10, and the heat storage refrigerant liquid Wa The heat exchange efficiency by Wa can be secured at 95% or more.

【0046】また、氷蓄熱水槽10内部ではこの噴射ノ
ズル24の位置より上部に氷が貯溜されるが、氷蓄熱水
槽10内部で、不必要に各噴射ノズル24の設置位置を
高く取っていないので、水槽内部の氷の充填量が確保で
きると共に、解氷性の良いシャーベット状態の氷を安定
に製造することができる。
Although ice is stored in the ice heat storage water tank 10 above the position of the injection nozzle 24, the installation positions of the injection nozzles 24 are not unnecessarily set high in the ice heat storage water tank 10. In addition, it is possible to secure a sufficient amount of ice to be filled in the water tank, and it is possible to stably produce ice in a sherbet state with good deicing property.

【0047】さらに、図4に示すように水液分離装置2
2のタンク22aには流入口22bとこれよりも高い位
置に流出口22cが設けられ、氷蓄熱水槽10の溜り部
10aより蓄熱冷媒液Waが供給管19を通して流入口
22bよりタンク22a内に流入すると、この蓄熱冷媒
液Waがタンク22内部で渦流を形成しながら流出口2
2cより流出する構成となっているため、遠心分離作用
でまず比重の小さな冷水Wが渦の中心に集められた後、
浮力により上部に上昇し、タンク22aの流出口22c
より冷凍機18側へ流出する。従って、特別な分離膜や
装置を必要とせずに高効率に蓄熱冷媒液Waと水Wの分
離が自動的に実施される。
Further, as shown in FIG. 4, the water-liquid separation device 2
The second tank 22a is provided with an inflow port 22b and an outflow port 22c at a position higher than the inflow port 22b, and the heat storage refrigerant liquid Wa flows into the tank 22a from the inflow port 22b through the supply pipe 19 from the reservoir 10a of the ice heat storage water tank 10. Then, the heat storage refrigerant liquid Wa forms an eddy current inside the tank 22 and forms an outlet 2
Since it is configured to flow out from 2c, cold water W having a small specific gravity is first collected in the center of the vortex by the centrifugal action, and then
It rises to the top due to buoyancy, and the outlet 22c
More outflow to the refrigerator 18. Therefore, the heat storage refrigerant liquid Wa and the water W are automatically separated with high efficiency without requiring a special separation membrane or device.

【0048】一方、図3に示すように供給管19にて氷
蓄熱水槽10の溜り部10aより蓄熱冷媒液Waを汲上
げる際、吸込み部で発生する渦流を防止するため、氷蓄
熱水槽10の溜り部10aの上部に、多孔板により形成
された渦発生防止部10bが設けられ、また供給管19
の先端部に蓄熱冷媒液Waの流入方向を規定するガイド
19aが設けられているので、溜り部10aの必要深さ
を低減すると共に、供給管19に流入する蓄熱冷媒液W
a中の冷水Wの量を大幅に低減することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the heat storage refrigerant liquid Wa is pumped up from the reservoir 10a of the ice heat storage water tank 10 through the supply pipe 19, in order to prevent a vortex from occurring in the suction portion, A vortex generation preventing portion 10b formed of a perforated plate is provided above the reservoir 10a, and the supply pipe 19
Since the guide 19a that defines the inflow direction of the heat storage refrigerant liquid Wa is provided at the tip of the heat storage refrigerant liquid Wa, the heat storage refrigerant liquid W flowing into the supply pipe 19 is reduced while reducing the required depth of the reservoir 10a.
The amount of cold water W in a can be reduced significantly.

【0049】また、図1および図2に示すように、氷蓄
熱水槽10内には解氷性に優れたシャーベット状の氷が
貯溜され、建物や各部屋の冷房負荷を吸収して温度上昇
した水を氷蓄熱水槽10に貯溜しているシャーベット状
の氷の上部より散布することにより、速やかに氷が解
け、且つ直ぐに氷が下方から浮上するため、冷水の急速
製造が可能である。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, sherbet-like ice having an excellent deicing property is stored in the ice heat storage water tank 10 to absorb the cooling load of the building or each room to raise the temperature. By spraying water from the upper part of the sherbet-shaped ice stored in the ice heat storage water tank 10, the ice is quickly melted and the ice immediately floats from below, so that the cold water can be rapidly produced.

【0050】以上述べたように第1の実施例によれば、
大規模な地域熱供給プラントにおける氷蓄熱装置として
不可欠な条件である高効率性、安定運転性、高制御性、
簡潔性、高速解氷性、直接取水性などを満たすことがで
きる。
As described above, according to the first embodiment,
High efficiency, stable operability, high controllability, which are indispensable conditions as an ice heat storage device in a large-scale district heat supply plant.
It can meet simplicity, high-speed deicing, direct water intake, etc.

【0051】即ち、都心部の地下等に設置され、大容量
のヒートポンプ、蓄熱水槽、送水配管ポンプ、流量制御
弁、熱量計等から構成される大規模の地域熱プラントに
て、従来の氷蓄熱水槽を改造することにより、プラント
の使い勝手を悪化させることなく、蓄熱容量を従来の数
倍に増大させることができる。また、新規プラントで
は、プラントの必要面積を減少させたりするなどの総合
的な効果を発揮することができる。
That is, in a large-scale district heat plant which is installed underground in the center of the city and is composed of a large capacity heat pump, a heat storage water tank, a water supply pipe pump, a flow control valve, a calorimeter, etc. By modifying the water tank, the heat storage capacity can be increased several times as much as before without deteriorating the usability of the plant. Further, in the new plant, it is possible to exert comprehensive effects such as reducing the required area of the plant.

【0052】このように従来の氷蓄熱装置に比較して製
氷効率が20〜40%程度改善され、解氷速度も十分に
高く、蓄熱水槽からの直接取水、直接還流が可能である
等使い勝手も向上し、制御性も良好で追加製氷も可能で
ある。また春や秋の中間期においても冷水製造が可能で
あり、従来と同様の効率を確保し、装置構成も極めて簡
潔で保守性に優れたものとなる。
As described above, the ice making efficiency is improved by about 20 to 40% as compared with the conventional ice heat storage device, the deicing rate is sufficiently high, and direct water intake from the heat storage water tank and direct recirculation are possible. Improved, good controllability, and additional ice making is possible. In addition, cold water can be produced in the middle of spring and autumn, the same efficiency as before can be secured, and the equipment configuration is extremely simple and maintainability is excellent.

【0053】また、ビル単位での氷蓄熱システムとして
も従来の水循環方式への追加が可能であり、この場合に
も追加製氷が可能となるばかりでなく、特殊な制御が全
く不要で保守点検が容易になる等の効果が得られる。次
に本発明による潜熱蓄熱装置の第2の実施例を図5を参
照して説明する。
Further, as an ice heat storage system for each building, it is possible to add to the conventional water circulation system, and in this case not only additional ice making becomes possible, but also special control is not required at all and maintenance inspection is required. It is possible to obtain effects such as ease. Next, a second embodiment of the latent heat storage device according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0054】図5は建物の屋上に設置される氷蓄熱装置
の構成を示すものである。図5において、50は建物の
屋上に設置され、且つ内部に第1の液体として冷水Wお
よび第2の液体として大きな比重の蓄熱冷媒液Waを貯
溜する氷蓄熱水槽で、この氷蓄熱水槽50は高さ方向に
長形な形状に構成され、水槽底部は傾斜面に形成される
と共に、その傾斜下端部側には蓄熱冷媒液Waの溜り部
50aが設けられている。この溜り部50aには蓄熱冷
媒液Waの流入により発生する渦を防止するための一対
の多孔板からなる渦発生防止部50bが上下方向に段違
いにして取付けられている。また、氷蓄熱水槽50の上
部には複数の取水部51が設けられ、この取水部51の
水槽内側の開口面に氷と水とを分離して水のみを取出す
金網からなる分離体51aが設けられている。なお、こ
の取水部51は水槽周面に環状に形成するようにしても
よい。
FIG. 5 shows the structure of an ice heat storage device installed on the roof of a building. In FIG. 5, reference numeral 50 denotes an ice heat storage water tank which is installed on the roof of the building and stores therein the cold water W as the first liquid and the heat storage refrigerant liquid Wa having a large specific gravity as the second liquid. The water tank bottom portion is formed in an elongated shape in the height direction, the water tank bottom portion is formed into an inclined surface, and a pool portion 50a for the heat storage refrigerant liquid Wa is provided on the inclined lower end portion side. A vortex generation preventing portion 50b formed of a pair of perforated plates for preventing vortices generated by the inflow of the heat storage refrigerant liquid Wa is attached to the reservoir portion 50a in a stepwise manner in the vertical direction. Further, a plurality of water intake portions 51 are provided on the upper portion of the ice heat storage water tank 50, and a separator 51a made of a wire net that separates ice and water to extract only water is provided on the opening surface of the water intake portion 51 inside the water tank. Has been. The water intake portion 51 may be formed in an annular shape on the circumferential surface of the water tank.

【0055】この取水部51の流出口に水槽外部に垂直
に配設された配管53の一端部が連結され、この配管5
3の他端部側に制御弁54を介してポンプ55が接続さ
れ、さらにこのポンプ55には水槽内の底部近傍で蓄熱
冷媒液Waと冷却水との境界面より上方に設けられた水
吹出し装置56が水槽底部を水密に貫通する配管を介し
て接続されている。
One end of a pipe 53, which is vertically arranged outside the water tank, is connected to the outlet of the water intake unit 51.
A pump 55 is connected to the other end side of 3 through a control valve 54, and a water discharge provided above the boundary surface between the heat storage refrigerant liquid Wa and the cooling water in the vicinity of the bottom of the water tank in the pump 55. The device 56 is connected via a pipe that penetrates the bottom of the water tank in a watertight manner.

【0056】また、57は溜り部50aに連通する供給
管58にポンプ59を介して連結された水液分離装置
で、この水液分離装置57は溜り部50aより蓄熱冷媒
液Waを回収してポンプ59により加圧した後、この蓄
熱冷媒液Waから水分を除去して冷凍機60に供給する
ものである。この場合、水液分離装置57により分離さ
れた水分は制御弁61を介して水槽内に戻されるように
ようになっている。
Reference numeral 57 is a water-liquid separator connected to a supply pipe 58 communicating with the reservoir 50a via a pump 59. The water-liquid separator 57 collects the heat storage refrigerant liquid Wa from the reservoir 50a. After being pressurized by the pump 59, water is removed from the heat storage refrigerant liquid Wa and supplied to the refrigerator 60. In this case, the water separated by the water-liquid separator 57 is returned to the water tank via the control valve 61.

【0057】上記冷凍機60は氷蓄熱水槽50と同レベ
ル位置に設置され、水液分離装置57により水分が除去
された蓄熱冷媒液Waを冷却するものであり、この冷凍
機60には水槽側面部を水密に貫通させて配設された吐
出管62が接続されている。この吐出管62には流量計
63、流量制御弁64および逆止弁65が順に設けら、
また水槽内部側の吐出管62の端部にはノズル66が連
結されている。この場合、ノズル66は1つ以上の吹出
し口を有し、且つこの吹出し口を該吹出し口より流出し
て水の中を落下する蓄熱冷媒液Waが到達する蓄熱水槽
下部の底面あるいは水と蓄熱冷媒液の界面位置より少な
くとも0.5m以上で、水吹き出し装置56より上方に
設けられている。また、蓄熱水槽側面から吹出した蓄熱
冷媒液Waが水吹き出し装置56に到達することのない
方向あるいは流出速度となるようにしてある。
The refrigerator 60 is installed at the same level as the ice heat storage water tank 50 and cools the heat storage refrigerant liquid Wa from which water has been removed by the water-liquid separator 57. A discharge pipe 62, which is arranged so as to penetrate the portion in a watertight manner, is connected. The discharge pipe 62 is provided with a flow meter 63, a flow control valve 64 and a check valve 65 in order,
A nozzle 66 is connected to the end of the discharge pipe 62 inside the water tank. In this case, the nozzle 66 has one or more outlets, and the bottom surface of the lower portion of the heat storage water tank or the water and the heat storage portion where the heat storage refrigerant liquid Wa which flows out from the outlets and drops in the water reaches It is provided at least 0.5 m or more from the interface position of the refrigerant liquid and above the water blowing device 56. Further, the heat storage refrigerant liquid Wa blown from the side surface of the heat storage water tank has a direction or an outflow speed in which it does not reach the water blowing device 56.

【0058】従って、冷凍機60にて冷却された蓄熱冷
媒液Waは、流量計63、流量制御弁64および逆止弁
65を介して噴射ノズル66より氷蓄熱水槽50内部の
冷水中に噴出されることになる。
Therefore, the heat storage refrigerant liquid Wa cooled in the refrigerator 60 is jetted from the injection nozzle 66 into the cold water in the ice heat storage water tank 50 through the flow meter 63, the flow control valve 64 and the check valve 65. Will be.

【0059】ここで、上記逆止弁65は、冷凍機60が
何等かの理由により蓄熱冷媒液Waの送液ポンプ59が
停止したような場合、噴射ノズル66より氷蓄熱水槽5
0内の冷水Wが低温の蓄熱冷媒液Waの循環系に逆流す
ると、循環系内部が凝固するという不具合をなくす目的
で設けられている。
Here, the check valve 65 is arranged so that when the refrigerator 60 stops the liquid transfer pump 59 for the heat storage refrigerant liquid Wa due to some reason, the check valve 65 causes the injection heat storage tank 5 to discharge the ice heat storage water tank 5 from the injection nozzle 66.
It is provided for the purpose of eliminating the problem that the inside of the circulation system is solidified when the cold water W in 0 flows back into the circulation system of the low temperature heat storage refrigerant liquid Wa.

【0060】一方、67は氷蓄熱水槽50の上面部を貫
通させて水槽内に垂下させて設けられた冷水供給管で、
この冷水供給管67の水槽内の挿入端に取水ポンプ68
が取り付けられ、また冷水供給管67の水槽外側端部は
分離装置69に連結されている。この分離装置69は水
液分離装置57と同様に遠心力による密度差分離作用を
利用したものであり、取水ポンプ68により吸上げられ
た水槽内の冷水が冷水供給管67を通して流入すると、
この冷水中に含まれる蓄熱冷媒液Waを除去し、空調負
荷70に送水管71を通して供給する。この場合、送水
管71には空調負荷70が消費する熱量を計測するため
の熱量計72が設けられている。なお、空調負荷70は
必ずしも1系統に限らず、複数系統がそれぞれ独立して
設置される場合が多い。
On the other hand, 67 is a cold water supply pipe which is provided by penetrating the upper surface of the ice heat storage water tank 50 and hung down in the water tank.
At the insertion end of the cold water supply pipe 67 in the water tank, a water intake pump 68
Is attached, and the outer end of the cold water supply pipe 67 is connected to the separator 69. This separating device 69 utilizes a density difference separating action by centrifugal force similarly to the water-liquid separating device 57, and when the cold water in the water tank sucked up by the water intake pump 68 flows in through the cold water supply pipe 67,
The heat storage refrigerant liquid Wa contained in the cold water is removed and supplied to the air conditioning load 70 through the water supply pipe 71. In this case, the water supply pipe 71 is provided with a calorimeter 72 for measuring the amount of heat consumed by the air conditioning load 70. The air conditioning load 70 is not necessarily limited to one system, and a plurality of systems are often installed independently.

【0061】また、上記氷蓄熱水槽50内の上部空間に
は空調負荷70により熱交換された冷水を水槽内に還流
させる還流管73を介して散水装置74が配設され、こ
の散水装置74には複数の冷水流出口が設けられてい
る。
In the upper space of the ice heat storage water tank 50, a water sprinkler device 74 is provided via a reflux pipe 73 for returning the cold water, which has been heat-exchanged by the air conditioning load 70, into the water tank. Is equipped with multiple cold water outlets.

【0062】さらに、分離装置69と空調負荷70との
間を結ぶ送水管71の途中が分岐され、この分岐部と還
流管73との間をバイパスする配管75で接続し、この
配管75に流量制御弁76およびポンプ77がそれぞれ
設けられている。これら配管75,流量制御弁76およ
びポンプ77は送水温度調節ラインを構成している。
Further, a water supply pipe 71 connecting the separating device 69 and the air conditioning load 70 is branched in the middle, and a pipe 75 for bypassing the branching portion and the return pipe 73 is connected. A control valve 76 and a pump 77 are provided respectively. The pipe 75, the flow rate control valve 76, and the pump 77 form a water temperature adjusting line.

【0063】他方、78は空気調和制御装置で、この空
気調和制御装置78は前述した各ポンプ類、制御弁、分
離機、冷凍機を各部の温度や蓄熱冷媒液Waと水の界面
位置などを基に監視制御して高層建物内の空気調和およ
び熱供給プラント内の各機器を運転管理するものであ
る。また、本実施例では、空気調和制御装置78により
制御弁54を開閉制御して取水部51を一定時間毎に切
替え、水槽内部にまんべんなく氷が蓄えられるように制
御したり、また図には示されていない補充装置等から蓄
熱冷媒液Waを自動的に補充することも実施できるよう
にしている。
On the other hand, reference numeral 78 is an air-conditioning control device, which controls the temperature of each part of the pumps, control valves, separators, and refrigerators described above and the position of the interface between the heat storage refrigerant liquid Wa and water. Based on this, it monitors and controls the air conditioning in the high-rise building and the operation management of each equipment in the heat supply plant. Further, in this embodiment, the air conditioning control device 78 controls the opening / closing of the control valve 54 to switch the water intake part 51 at regular intervals so that ice is evenly stored in the water tank. It is also possible to automatically replenish the heat storage refrigerant liquid Wa from a replenishing device or the like not provided.

【0064】次にこのように構成された氷蓄熱装置の作
用を述べるに、ここでは第1の実施例と同様の作用につ
いてはその説明を省略し、第2の実施例特有の作用につ
いてのみ述べる。第2の実施例に示す構成の氷蓄熱装置
においては、氷蓄熱水槽50が高さ方向に長形になって
いるので、建物の屋上等で高さの制限が厳しくない場合
に有効であり、水槽内部での製氷部(噴射ノズル66よ
り下方部分)の容積を貯氷部(噴射ノズル66より上方
部)に比して相対的に小さくでき、氷充填率を向上させ
ることができる。
Next, the operation of the ice heat storage device configured as described above will be described. Here, description of the same operation as that of the first embodiment will be omitted, and only the operation unique to the second embodiment will be described. . In the ice heat storage device having the configuration shown in the second embodiment, since the ice heat storage water tank 50 is elongated in the height direction, it is effective when the height limit is not severe on the roof of a building, The volume of the ice making portion (the portion below the injection nozzle 66) inside the water tank can be made relatively smaller than that of the ice storage portion (the portion above the injection nozzle 66), and the ice filling rate can be improved.

【0065】また、流量制御弁54が開かれ、ポンプ5
5が運転されると、水槽上部の取水部51より分離体5
1aを介して取水されたシャーベット状の氷W1部分の
水が水槽下部の水吹き出し装置56より水槽内に吹出さ
れ、水槽内の水は上向きの流れが形成される。
Further, the flow control valve 54 is opened and the pump 5
5 is operated, the separator 5 is removed from the water intake 51 at the upper part of the water tank.
The water in the sherbet-shaped ice W1 portion taken through 1a is blown into the water tank by the water blowing device 56 at the lower portion of the water tank, and the water in the water tank forms an upward flow.

【0066】従って、水槽下部の噴射ノズル66より噴
射する蓄熱冷媒液Waとの熱交換により製造された微小
な氷の粒は、水吹き出し装置56より吹出される水の流
れによって水槽上部へ浮上し、シャーベット状に形成さ
れている氷の集合体W1と一体化する。
Therefore, the minute ice particles produced by heat exchange with the heat storage refrigerant liquid Wa jetted from the jet nozzle 66 in the lower part of the water tank float to the upper part of the water tank by the flow of water blown out from the water blowing device 56. , Is integrated with the ice aggregate W1 formed in a sherbet shape.

【0067】このように氷の集合体W1が成長するが、
この氷の集合体W1の内部を還流管74より散水される
水が通過することにより、各氷の集合密度が高められ
る。これにより、氷の充填率が向上し、装置のスペース
効率が改善される。
The ice aggregate W1 grows in this way,
As the water sprinkled from the reflux pipe 74 passes through the inside of the ice aggregate W1, the ice gathering density is increased. This improves the ice filling rate and improves the space efficiency of the device.

【0068】一方、取水ポンプ68より汲上げた冷水が
供給管67を通して分離装置69に流入すると、この分
離装置69では水液分離装置57と同様に遠心力の応用
により冷水中に僅かながら混入している蓄熱冷媒液Wa
を分離回収し、純度の高い冷水が空調負荷70に供給さ
れる。これにより、空調負荷70への蓄熱冷媒液Waの
流出をほぼ防止できるので、長期間の安定運転が可能と
なる。
On the other hand, when the cold water pumped up from the water intake pump 68 flows into the separation device 69 through the supply pipe 67, the separation device 69 slightly mixes into the cold water by the application of centrifugal force like the water-liquid separation device 57. Heat storage refrigerant liquid Wa
Is separated and collected, and cold water having high purity is supplied to the air conditioning load 70. As a result, it is possible to substantially prevent the heat storage refrigerant liquid Wa from flowing out to the air conditioning load 70, so that stable operation for a long period of time becomes possible.

【0069】また、空調負荷70で熱交換されて温度上
昇した水は還流管73を介して氷蓄熱水槽50の上部に
設けられた散水装置74に戻されて氷の集合体W1に対
して広範囲に散水し、また取水ポンプ68による取水位
置が噴射ノズル66の設置位置とほぼ同一位置として取
水する構成となっているので解氷効率を高く維持するこ
とができる。
The water whose temperature has risen due to heat exchange by the air-conditioning load 70 is returned to the water sprinkler 74 provided at the upper portion of the ice heat storage water tank 50 through the reflux pipe 73, and the water gathers over a wide range with respect to the ice aggregate W1. Since the water is sprinkled in and the water is taken in by the water intake position of the water intake pump 68 almost at the same position as the installation position of the injection nozzle 66, the high deicing efficiency can be maintained.

【0070】さらに、循環ポンプ59の運転により水槽
下部の溜り部50aより蓄熱冷媒液Waを水液分離装置
56を通して冷凍機60に供給し、この冷凍機60によ
り冷却された蓄熱冷媒液Waが噴射ノズル66より噴射
されているとき、何等かの理由により循環ポンプ59が
停止しても、冷凍機60と噴射ノズル66との間の吐出
管62に設けられた逆止弁65の作用により、水槽内の
冷水が循環系に流入することがなく、循環系内部での凍
結を防止することができる。
Further, by operating the circulation pump 59, the heat storage refrigerant liquid Wa is supplied to the refrigerator 60 through the water-liquid separator 56 from the reservoir 50a at the bottom of the water tank, and the heat storage refrigerant liquid Wa cooled by the refrigerator 60 is injected. Even if the circulation pump 59 is stopped for some reason while being jetted from the nozzle 66, the check valve 65 provided in the discharge pipe 62 between the refrigerator 60 and the jet nozzle 66 acts to prevent the water tank. The cold water inside does not flow into the circulation system, and it is possible to prevent freezing inside the circulation system.

【0071】このように第2の実施例においては、第1
の実施例と同様に装置を高効率で安全運転することがで
き、しかも制御性が良いばかりでなく簡潔な構成にして
保守が容易で且つ解氷性に優れた、所謂使い勝手に優れ
た氷蓄熱装置となし得る。特に本実施例装置は建物の屋
上や、屋外等で高さ制限の厳しくないような場所での使
用に対して有効であり、設置面積の縮小化を図る上で効
果的がある。
As described above, in the second embodiment, the first
Similar to the above example, the device can be operated with high efficiency and safety, the controllability is good, the structure is simple, the maintenance is easy, and the deicing property is excellent. It can be a device. In particular, the device of this embodiment is effective for use on a rooftop of a building or in a place where height restrictions are not severe, such as outdoors, and is effective in reducing the installation area.

【0072】次に上記第2の実施例において、冷凍機6
0により冷却された蓄熱冷媒液Waを吐出管62を通し
て噴射ノズル66より噴射させる部分の凍結防止対策に
ついて図6乃至図8について述べる。
Next, in the second embodiment, the refrigerator 6
Measures for preventing freezing of the portion where the heat storage refrigerant liquid Wa cooled by 0 is jetted from the jet nozzle 66 through the discharge pipe 62 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

【0073】既に述べたように第1の液体(冷水)の凝
固点より低温に冷却された第2の液体(蓄熱冷媒液)を
冷水中に流出させる場合、流出部ノズルの流出端部の温
度は何もしなければ、蓄熱冷媒液の温度となり、隣接す
る冷水が当然この部分で凝固する。
As described above, when the second liquid (heat storage refrigerant liquid) cooled to a temperature lower than the freezing point of the first liquid (cold water) is caused to flow into the cold water, the temperature at the outflow end of the outflow nozzle is If nothing is done, the temperature of the heat storage refrigerant liquid is reached, and adjacent cold water naturally solidifies in this portion.

【0074】その結果、この冷水を核として蓄熱冷媒液
の流路に沿い、冷水の氷は管状に成長を開始する。この
状態のままであれば、さほど問題はないが、水槽中に形
成され、浮遊する微小な氷の粒やそれらの綿状の結合体
が浮遊の途中で管状の氷に付着するとさらに成長する。
As a result, ice of the cold water starts to grow in a tubular shape along the flow path of the heat storage refrigerant liquid with the cold water as the nucleus. If this state is maintained, there is no problem, but if the minute particles of ice that are formed in the aquarium and float and their cotton-like combination adhere to the tubular ice during the suspension, they grow further.

【0075】これにより、ノズル部を中心に大きな氷の
塊が形成され、その内部を低温の蓄熱冷媒液が染み出す
ようになる。この氷は温度も低く且つ堅いものとなり、
冷熱として蓄積できるものの製氷効率が悪化し、解氷性
も得られない。従って、ノズル部での冷水の凝固を防止
することは極めて重要であり、どのような場合で実冷水
の凝固による固着が発生しないようにする必要がある。
As a result, a large lump of ice is formed around the nozzle portion, and the low temperature heat storage refrigerant liquid oozes out inside the lump. This ice has a low temperature and becomes hard,
Although it can be stored as cold heat, the ice making efficiency is deteriorated and the deicing property cannot be obtained. Therefore, it is extremely important to prevent the freezing of the cold water at the nozzle portion, and it is necessary to prevent sticking due to the freezing of the actual cold water in any case.

【0076】図6は噴射ノズルとして対流防止板付き2
重吹出しノズルの構造とし、この2重吹出しノズルに対
する蓄熱冷媒液の供給経路の概略構成を示したものであ
る。図6に示すように水槽下部の溜り部50aより回収
される蓄熱冷媒液Waの供給系として、蓄熱冷媒液をポ
ンプ59により加圧した後、冷凍機(図示せず)へ向か
うライン58aと水槽へ向かうライン58bの2つの分
流ラインに構成する。また、噴射ノズル66は冷凍機か
らの冷却された蓄熱冷媒液を流出させる中心ノズル66
aと水槽ラインに分流させた比較的温度の高い蓄熱冷媒
液を流出させる外周ノズル66bおよび外周ノズル66
bと一体で各蓄熱冷媒液の流出ノズルと同一面となるよ
うに設けられた対流防止板66cにより構成される。こ
の場合、噴射ノズル66は水槽内に複数設置されるが、
各ノズルへの蓄熱冷媒液の供給ヘッダ66d,66eは
各ノズル群につき各1本でよい。また、冷凍機より低温
の蓄熱冷媒液を供給するラインとノズル部は断熱が施さ
れている。
FIG. 6 shows an injection nozzle with a convection prevention plate 2
The structure of a double-blowing nozzle is shown, and the schematic structure of the supply path of the heat storage refrigerant liquid to this double-blowing nozzle is shown. As shown in FIG. 6, as a supply system of the heat storage refrigerant liquid Wa recovered from the reservoir 50a at the bottom of the water tank, a line 58a heading to a refrigerator (not shown) after pressurizing the heat storage refrigerant liquid by a pump 59 and a water tank. It is composed of two shunt lines of a line 58b directed to. Further, the injection nozzle 66 is a central nozzle 66 for letting out the cooled heat storage refrigerant liquid from the refrigerator.
outer peripheral nozzle 66b and outer peripheral nozzle 66 for letting out the heat storage refrigerant liquid having a relatively high temperature, which is divided into a and the water tank line
It is constituted by a convection prevention plate 66c which is provided integrally with b to be flush with the outflow nozzle of each heat storage refrigerant liquid. In this case, a plurality of injection nozzles 66 are installed in the water tank,
The heat storage refrigerant liquid supply headers 66d and 66e to each nozzle may be one for each nozzle group. Further, the line for supplying the heat storage refrigerant liquid having a temperature lower than that of the refrigerator and the nozzle portion are insulated.

【0077】従って、噴射ノズル66に対してこのよう
な凍結防止手段を施すことにより、ノズル部に低温の蓄
熱冷媒液を取り囲むように温度の比較的高い蓄熱冷媒液
が流出し、ノズル先端の低温部が冷水と接触しないよう
に作用するので、冷水の付着に伴うノズル部の凍結を防
止することができる。
Therefore, by providing such freezing prevention means to the injection nozzle 66, the heat storage refrigerant liquid having a relatively high temperature flows out to the nozzle portion so as to surround the low temperature heat storage refrigerant liquid, and the low temperature at the tip of the nozzle is maintained. Since the portion does not come into contact with cold water, it is possible to prevent the nozzle portion from freezing due to the attachment of cold water.

【0078】図7は噴射ノズルの凍結防止手段として、
電気ヒータ66hを組込んだ構造を示すものである。図
7において、蓄熱冷媒液の流出ノズルと同一面となるよ
うに対流防止板66cを設ける点については図6と同じ
であるが、ノズル先端部の水槽面側に電気ヒータ66h
を設け、この電気ヒータ66hにケーブル66iを接続
して図示しない外部電源より通電できるようにしてい
る。この場合、電気ヒータ66hおよびケーブル66i
は水中にて使用されるため、防水処理が施されており、
ケーブル66iは主に配管ラインの断熱材66fの内側
に設置し、外部に導出される。
FIG. 7 shows, as means for preventing the injection nozzle from freezing,
It shows a structure incorporating an electric heater 66h. 7 is the same as FIG. 6 in that the convection prevention plate 66c is provided so as to be flush with the outflow nozzle of the heat storage refrigerant liquid, but an electric heater 66h is provided on the water tank surface side of the nozzle tip.
A cable 66i is connected to the electric heater 66h so that it can be energized by an external power source (not shown). In this case, the electric heater 66h and the cable 66i
Is used underwater, so it is waterproof.
The cable 66i is mainly installed inside the heat insulating material 66f of the piping line and led out to the outside.

【0079】このような凍結防止手段を施すことによ
り、電気ヒータ66hを通電してノズル先端部を電気加
熱することで、この部分の温度を常に冷水の凝固点より
高く維持できるので、冷水の凝結の発生を防止すること
ができる。この場合、電気加熱は常時あるいは定期的に
実施してもよいが、強度の加熱は製氷ロスとなるので、
電気ヒータ66hの表面温度が冷水の凝固温度より数度
(℃)高い状態に調整することが望ましい。
By providing such an anti-freezing means to electrically energize the electric heater 66h to electrically heat the nozzle tip portion, the temperature of this portion can always be kept higher than the freezing point of the cold water, so that the condensation of the cold water is prevented. Occurrence can be prevented. In this case, electric heating may be carried out constantly or periodically, but strong heating causes ice-making loss, so
It is desirable to adjust the surface temperature of the electric heater 66h to be several degrees (° C.) higher than the freezing temperature of cold water.

【0080】図8は噴射ノズルの凍結防止手段として、
ノズル先端面を機械的に掻き落とす機構を設けた構造を
示すものである。図8に示すように基本的には自動車の
フロントガラスをワイプする機構と同様の凍結防止用の
ワイパー機構66jを噴射ノズル66の前面の対流防止
板66c上に設けたものである。
FIG. 8 shows an injection nozzle freeze prevention means.
It shows a structure provided with a mechanism for mechanically scraping off the tip surface of the nozzle. As shown in FIG. 8, basically, a freezing preventive wiper mechanism 66j similar to a mechanism for wiping a windshield of an automobile is provided on a convection preventive plate 66c in front of the injection nozzle 66.

【0081】このような凍結防止手段を施した噴射ノズ
ルとすれば、常時ワイパー機構66jを動作させること
により、ノズル部に冷水が凝結し、成長する以前にこの
氷を機械的に掻き落とすことができるので、冷水の凝固
による氷の固着を防止することができる。特にこのワイ
パー機構は、電気的加熱を実施しない場合に有効であ
る。なお、このワイパー機構66jは図6または図7に
示す構成と併用すれば、より大きな効果を発揮させるこ
とができる。
With the spray nozzle provided with such anti-freezing means, by constantly operating the wiper mechanism 66j, cold water is condensed in the nozzle portion, and this ice can be mechanically scraped off before it grows. Therefore, it is possible to prevent the ice from sticking due to the coagulation of cold water. This wiper mechanism is particularly effective when electric heating is not performed. If the wiper mechanism 66j is used in combination with the configuration shown in FIG. 6 or 7, a greater effect can be exhibited.

【0082】このように図6乃至図8に示すように、流
体的、電気的、機械的に噴射ノズルの冷水による凍結を
防止できる構成とすることにより、高効率で安定したシ
ャーベツト状の氷を連続して生成することが可能であ
る。
Thus, as shown in FIGS. 6 to 8, by providing a structure capable of fluidly, electrically, and mechanically preventing freezing of the injection nozzle by cold water, highly efficient and stable sherbet-like ice can be obtained. It is possible to generate continuously.

【0083】この他、本発明は上述した第1の実施例お
よび第2の実施例に示された構成に限定されるものでは
なく、その構成の一部を他の物に置換えたり、あるいは
他の構成を付加して機能アップさせる等種々変形して実
施できるものである。ここで、その一例について述べる
と次の通りである。
Besides, the present invention is not limited to the configurations shown in the above-described first and second embodiments, and a part of the configuration may be replaced with another one, or another one. The present invention can be implemented with various modifications such as the addition of the configuration to improve the function. Here, an example thereof will be described below.

【0084】(1)第1および第2の実施例において、
第2の液体として、水素および塩素を含まない弗素系の
不活性液体で比重が0℃で1.7以上、凝固点が−30
℃以下、沸点が75℃以上の特性を有するものを用いて
もよい。
(1) In the first and second embodiments,
The second liquid is a fluorine-based inert liquid containing no hydrogen and chlorine, having a specific gravity of 1.7 or more at 0 ° C. and a freezing point of −30.
You may use the thing which has the characteristic of boiling point or less and boiling point of 75 degreeC or more.

【0085】(2)第1および第2の実施例において、
第2の液体として、水素および塩素を含まない弗素系の
不活性液体で比重が0℃において1.7以上、凝固点が
−30℃以下、沸点が75℃以上の特性を有する磁性流
体を用い、この磁性流体と水との分離促進のために、噴
出ノズルの近傍に磁場発生装置を設けるようにしてもよ
い。
(2) In the first and second embodiments,
As the second liquid, use is made of a fluorine-based inert liquid containing no hydrogen and chlorine, which has a specific gravity of 1.7 or more at 0 ° C., a freezing point of −30 ° C. or less, and a boiling point of 75 ° C. or more. A magnetic field generator may be provided in the vicinity of the ejection nozzle to promote the separation of the magnetic fluid and water.

【0086】(3)第1および第2の実施例において、
氷蓄熱水槽内の水の温度を計測し、その計測温度を基に
氷蓄熱水槽より冷凍機へ送水、冷却、回収する第1の液
体専用の循環系を設けるようにしてもよい。
(3) In the first and second embodiments,
You may make it provide the circulation system only for the 1st liquid which measures the temperature of the water in an ice heat storage water tank, and transmits, cools, and collects water from an ice heat storage water tank to a refrigerator based on the measured temperature.

【0087】(4)第1の実施例において、冷凍機にて
冷却された蓄熱冷媒液を複数の氷蓄熱水槽に供給する供
給/回収系を主として配管、ポンプ、切替制御弁により
構成し、この供給/回収系を空気調整制御装置により制
御して複数の氷蓄熱水槽に同時、あるいは時間をずらせ
て蓄熱冷媒液を供給し、回収するようにしてもよい。ま
たこの場合、供給/回収系の切替えを各氷蓄熱水槽に製
造、貯溜されている氷の量、あるいは水の温度を計測す
る測定器からの信号により自動的に行えるようにしても
よい。
(4) In the first embodiment, the supply / recovery system for supplying the heat storage refrigerant liquid cooled in the refrigerator to the plurality of ice heat storage water tanks is mainly constituted by the pipe, the pump and the switching control valve. The supply / recovery system may be controlled by the air conditioning control device to supply and recover the heat storage refrigerant liquid to a plurality of ice heat storage water tanks simultaneously or at different times. Further, in this case, the supply / recovery system may be switched automatically by a signal from a measuring instrument that measures the amount of ice stored in or stored in each ice heat storage water tank or the temperature of water.

【0088】(5)第1および第2の実施例において、
氷蓄熱水槽内部に製造された氷の集積機構を設け、この
氷集積機構により集積された比較的氷充填率の高い水と
氷の混合物を配管およびポンプ等から構成された搬送系
に移送して任意の目的地に2相流の状態で搬送するよう
にしてもよい。このようにすれば、遠隔地あるいは高い
位置にある貯溜水槽あるいは冷房負荷に氷と水を2相流
の状態で搬送することができる。
(5) In the first and second embodiments,
An ice accumulating mechanism is provided inside the ice heat storage water tank, and the mixture of water and ice having a relatively high ice filling rate accumulated by the ice accumulating mechanism is transferred to a transport system including pipes and pumps. The two-phase flow may be carried to an arbitrary destination. With this configuration, ice and water can be transported in a two-phase flow state to a storage water tank or a cooling load at a remote location or at a high position.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、例え
ば氷を凍らせてその潜熱により冷熱蓄熱を行う氷蓄熱装
置において、比重が第1の液体より大きく、凝固点が第
1の液体より低い特性を有する液体を蓄熱冷媒液とし
て、冷凍機により氷点下に冷却し、これをあるある最低
限度以上(0.5m)の距離を確保し、凍結防止対策を
十分に施して氷蓄熱水槽内の水中に複数のノズルから流
出させ、氷蓄熱水槽の下部に効率的に蓄熱冷媒液の回収
ができるように設けられた回収部より蓄熱冷媒液を汲上
げて再度冷凍機にて冷却した後、氷蓄熱水槽内に連続的
に循環させることにより、水を冷却してシャーベット状
の氷を製造するようにしたので、製氷効率が向上すると
共に、蓄熱冷媒液の分離回収が容易になり、しかも水槽
からの直接取水ができるばかりでなく、高速解氷性に優
れた潜熱蓄熱装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, for example, in an ice heat storage device that freezes ice and stores cold heat by its latent heat, the specific gravity is larger than that of the first liquid, and the freezing point is higher than that of the first liquid. A liquid with low characteristics is used as a heat storage refrigerant liquid, and it is cooled to below freezing point by a refrigerator, and this is secured at a certain minimum distance (0.5 m) or more, and sufficient anti-freezing measures are taken to ensure that the ice storage water tank The heat storage refrigerant liquid is pumped out from the multiple nozzles into the water, and the heat storage refrigerant liquid is pumped from the recovery unit provided in the lower part of the ice heat storage water tank so that the heat storage refrigerant liquid can be efficiently recovered and cooled by the refrigerator again. By continuously circulating in the heat storage water tank to cool the water to produce sherbet-like ice, the ice-making efficiency is improved, and the heat storage refrigerant liquid can be separated and collected easily, and moreover, from the water tank. Direct water intake Not Rubakari, it is possible to provide an excellent latent heat storage device in a high speed de-ice properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例である氷蓄熱装置を高層
ビルの地下にある地域熱供給プラントに設置した場合を
示す断面図。
[1] The ice heat storage device according to a first embodiment of the present invention high-rise
Sectional drawing which shows the case where it installs in the district heat supply plant in the basement of a building .

【図2】同実施例の潜熱蓄熱装置の主要部を示す断面
図。
FIG. 2 is a sectional view showing a main part of the latent heat storage device of the embodiment.

【図3】図2に示す蓄熱水槽の底部中央部の拡大断面
図。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the central portion of the bottom of the heat storage water tank shown in FIG.

【図4】図2に示す遠心力応用の蓄熱冷媒液分離回収装
置の拡大断面図。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the heat storage refrigerant liquid separation and recovery device for centrifugal force application shown in FIG.

【図5】本発明の第2の実施例である氷蓄熱装置をビル
屋上に設置した場合の主要部を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part when the ice heat storage device according to the second embodiment of the present invention is installed on the rooftop of a building.

【図6】同実施例の氷蓄熱装置に使用される蓄熱冷媒液
の流出ノズル部の第1の構成例を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first configuration example of an outflow nozzle portion of a heat storage refrigerant liquid used in the ice heat storage device of the embodiment.

【図7】同じく蓄熱冷媒液の流出ノズル部の第2の構成
例を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a second configuration example of the outflow nozzle portion for the heat storage refrigerant liquid.

【図8】同じく蓄熱冷媒液の流出ノズル部の第3の構成
例を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a third configuration example of an outflow nozzle portion for the heat storage refrigerant liquid.

【図9】従来の主要非水溶性不凍液を用いた直接接触方
式の氷蓄熱装置の第1の構成例を示す図。
FIG. 9 is a view showing a first configuration example of a conventional direct contact type ice heat storage device using a main non-water-soluble antifreeze liquid.

【図10】同じく従来の氷蓄熱装置の第2の構成例を示
す図。
FIG. 10 is a diagram showing a second configuration example of the conventional ice heat storage device.

【図11】同じく従来の氷蓄熱装置の第3の構成例を示
す図。
FIG. 11 is a diagram showing a third configuration example of a conventional ice heat storage device.

【図12】同じく従来の氷蓄熱装置の第4の構成例を示
す図。
FIG. 12 is a diagram showing a fourth configuration example of the conventional ice heat storage device.

【図13】同じく従来の氷蓄熱装置の第5の構成例を示
す図。
FIG. 13 is a diagram showing a fifth configuration example of a conventional ice heat storage device.

【図14】同じく従来の氷蓄熱装置の第6の構成例を示
す図。
FIG. 14 is a diagram showing a sixth configuration example of a conventional ice heat storage device.

【図15】同じく従来の氷蓄熱装置の第7の構成例を示
す図。
FIG. 15 is a diagram showing a seventh configuration example of a conventional ice heat storage device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,50……氷蓄熱水槽、18,60……冷凍機、1
9,57……供給管、21,59……汲上げポンプ、2
2,57……水液分離装置、23,62……吐出管、2
4,66……噴射ノズル、28,78……空気調和制御
装置、29,67……冷水汲上げ管、69……分離装
置、51……冷水取水部、51a……氷分離体、56…
…水噴出装置、65……逆止弁。
10,50 ... Ice heat storage water tank, 18,60 ... Refrigerator, 1
9,57 ... Supply pipe, 21,59 ... Pumping pump, 2
2, 57 ... Water-liquid separator, 23, 62 ... Discharge pipe, 2
4, 66 ... Injection nozzle, 28, 78 ... Air conditioning control device, 29, 67 ... Cold water pumping pipe, 69 ... Separation device, 51 ... Cold water intake part, 51a ... Ice separator, 56 ...
… Water ejector, 65 …… Check valve.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 勝也 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番 地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 野間 毅 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番 地 株式会社東芝京浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭48−47158(JP,A) 特開 昭64−57068(JP,A) 特開 平3−70928(JP,A) 実開 昭52−112147(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Katsuya Yamashita 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Office (72) Inventor Takeshi Noma 2-Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa No. 4 in Toshiba Keihin Office (56) References JP-A-48-47158 (JP, A) JP-A-64-57068 (JP, A) JP-A-3-70928 (JP, A) 52-112147 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 空調用蓄熱媒体として液体の凝固時の潜
熱を用いる蓄熱装置であって、蓄熱槽内の第1の液体よ
り凝固点が低く且つお互いに混合、化合することのない
不溶性で第1の液体より比重の大きい第2の液体を第1
の液体の凝固点以下に冷却する冷凍手段と、この冷凍手
段により冷却された第2の液体を前記蓄熱槽内の第1の
液体中に噴出させる流出手段と、この流出手段により蓄
熱槽内に流出した第2の液体を回収する手段とを備え、
前記蓄熱槽内に流出した第2の液体との熱交換により第
1の液体を冷却凝固させ、その凝固時の潜熱を蓄熱する
ようにした潜熱蓄熱装置において、前記回収手段は前記
蓄熱槽の底部に一か所以上の回収部を設けると共に、底
面形状を該回収部に対しては第2の液体の回収時に第1
の液体の吸引を防止する渦発生防止手段を設けた構成と
したことを特徴とする潜熱蓄熱装置。
1. A heat storage device that uses latent heat during solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, which has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is insoluble and does not mix or combine with the first liquid. The second liquid, which has a larger specific gravity than
Freezing means for cooling to below the freezing point of the liquid, outflow means for ejecting the second liquid cooled by the freezing means into the first liquid in the heat storage tank, and outflow into the heat storage tank by this outflow means. And a means for collecting the second liquid,
In the latent heat storage device in which the first liquid is cooled and solidified by heat exchange with the second liquid flowing out into the heat storage tank, and the latent heat at the time of solidification is stored, the recovery means is a bottom portion of the heat storage tank. In addition to providing one or more recovery parts on the bottom surface, the bottom surface shape of the recovery part can be the first when collecting the second liquid.
A latent heat storage device, characterized in that it is provided with a vortex generation preventing means for preventing the suction of the liquid.
【請求項2】 空調用蓄熱媒体として液体の凝固時の潜
熱を用いる蓄熱装置であって、蓄熱槽内の第1の液体よ
り凝固点が低く且つお互いに混合、化合することのない
不溶性で第1の液体より比重の大きい第2の液体を第1
の液体の凝固点以下に冷却する冷凍手段と、この冷凍手
段により冷却された第2の液体を前記蓄熱槽内の第1の
液体中に噴出させる流出手段と、この流出手段により蓄
熱槽内に流出した第2の液体を回収する手段とを備え、
前記蓄熱槽内に流出した第2の液体との熱交換により第
1の液体を冷却凝固させ、その凝固時の潜熱を蓄熱する
ようにした潜熱蓄熱装置において、前記蓄熱槽上部に浮
上して滞留する第1の液体の凝固物と対応する位置に第
1の液体のみを吸引する吸引部を設け、この吸引部に第
1の液体の凝固物を分離する分離手段を設けると共に、
この分離手段を通して吸引部に吸引された第1の液体を
第2の液体の吹出し口の設置位置より下方の蓄熱槽内に
吹出し口を上向きにして供給する循環手段を設けたこと
を特徴とする潜熱蓄熱装置。
2. A heat storage device that uses latent heat at the time of solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, which has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is insoluble and does not mix or combine with the first liquid. The second liquid, which has a larger specific gravity than
Freezing means for cooling to below the freezing point of the liquid, outflow means for ejecting the second liquid cooled by the freezing means into the first liquid in the heat storage tank, and outflow into the heat storage tank by this outflow means. And a means for collecting the second liquid,
In a latent heat storage device in which the first liquid is cooled and solidified by heat exchange with the second liquid flowing into the heat storage tank, and latent heat during solidification is stored, the latent heat storage apparatus floats above the heat storage tank and stays there. A suction unit for sucking only the first liquid at a position corresponding to the solidified product of the first liquid, and a separation means for separating the solidified product of the first liquid is provided in the suction unit,
A circulation means is provided for supplying the first liquid sucked by the suction part through the separating means into the heat storage tank below the installation position of the outlet of the second liquid with the outlet upward. Latent heat storage device.
【請求項3】 空調用蓄熱媒体として液体の凝固時の潜
熱を用いる蓄熱装置であって、蓄熱槽内の第1の液体よ
り凝固点が低く且つお互いに混合、化合することのない
不溶性で第1の液体より比重の大きい第2の液体を第1
の液体の凝固点以下に冷却する冷凍手段と、この冷凍手
段により冷却された第2の液体を前記蓄熱槽内の第1の
液体中に噴出させる流出手段と、この流出手段により蓄
熱槽内に流出した第2の液体を回収する手段とを備え、
前記蓄熱槽内に流出した第2の液体との熱交換により第
1の液体を冷却凝固させ、その凝固時の潜熱を蓄熱する
ようにした潜熱蓄熱装置において、前記流出手段は前記
回収手段により回収された第2の液体を前記冷凍手段に
より冷却された第2の液体を流出させる中心ノズルとこ
の中心ノズルを流出する第2の液体より温度の高い前記
回収手段により回収された第2の液体を流出させる外周
ノズル及びこの外周ノズルと一体で各流出ノズルの吹出
し口と同一面となるように設けられた対流防止板とによ
り構成されたことを特徴とする潜熱蓄熱装置。
3. A heat storage device that uses latent heat at the time of solidification of a liquid as a heat storage medium for air conditioning, which has a lower freezing point than the first liquid in the heat storage tank and is insoluble and does not mix or combine with each other. The second liquid, which has a larger specific gravity than
Freezing means for cooling to below the freezing point of the liquid, outflow means for ejecting the second liquid cooled by the freezing means into the first liquid in the heat storage tank, and outflow into the heat storage tank by this outflow means. And a means for collecting the second liquid,
In the latent heat storage device in which the first liquid is cooled and solidified by heat exchange with the second liquid flowing out into the heat storage tank, and the latent heat during solidification is stored, the outflow means is recovered by the recovery means. A central nozzle that causes the second liquid that has been cooled by the freezing means to flow out the second liquid and a second liquid that has a higher temperature than the second liquid that flows out of the central nozzle and that has been recovered by the recovery means. A latent heat storage device comprising: an outer peripheral nozzle to be discharged, and a convection prevention plate provided integrally with the outer peripheral nozzle so as to be flush with the outlets of the respective outflow nozzles.
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