JPH10185249A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過冷却器内の伝熱管に氷が析出して成長し冷
水が流れにくくなった場合、この氷を融解する熱源を既
存の熱源を用いてその氷を融解する。 【解決手段】 冷凍機３と、冷凍機３の冷媒を冷却水で
冷却する冷却塔１１と、氷蓄熱槽９と、冷水を過冷却水
にする過冷却器５と、蒸発器２１を経由するブラインが
過冷却器５との間で循環するブライン流路６３を備え、
過冷却水から氷を生成して氷蓄熱槽９に貯える氷蓄熱装
置１において、ブライン流路６３に接続され蒸発器２１
をバイパスしてブラインを流すブラインバイパス流路６
９と、冷却水でブラインバイパス流路６９を流れるブラ
インを加熱する加熱器１３と、ブラインバイパス流路６
９とブライン流路６３内のブラインの流れを変えるブラ
イン流路切換弁３１と、過冷却器５に流れる冷水の流れ
を変える冷水流路切換弁４３を備える。冷却水で加熱器
１３を経由するブラインを加熱し、この加熱されたブラ
インを過冷却器５に供給して伝熱管に付着した氷を溶か
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置に関
し、更に詳細には過冷却水を利用して氷蓄熱を行う氷蓄
熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和や産業プロセスにおいて、熱源
容量を小さくすることができ、安価な夜間電力の利用が
可能であり、運転管理の容易化を実現することができる
ことから、冷熱や温熱を蓄積する蓄熱システムは多く利
用されている。そして、その蓄熱媒体としては、安全で
且つ安価であり液体としては比熱が大きく取り扱いが容
易な、「水」が使用されている。

【０００３】しかし、冷熱蓄熱において、水の温度差に
よる顕熱を利用する水蓄熱は、都市の高層化による高負
荷化や産業プロセスの高密度化により、膨大な水の容量
が必要となり、また、建築的な制約で所望の水の容量を
確保できず十分な蓄熱量が得られないという問題が生じ
ていた。

【０００４】このため、例えば特開平８−１７８４８３
号公報に記載されたように、水蓄熱に比べ５〜７倍の蓄
熱量が得られる氷の潜熱を利用した氷蓄熱システムが開
発された。この氷蓄熱システムは、蒸発器と圧縮機と膨
張器と減圧装置から構成される冷凍機と、水の過冷却状
態を生成する過冷却器と、水の過冷却状態を解除して氷
に相変化させる過冷却解除器と、氷を貯える氷蓄熱槽、
から構成されている。

【０００５】この氷蓄熱システムは、過冷却器で生成さ
れた過冷却状態の水に落下エネルギーや過冷却解除器に
よる衝撃エネルギーを与えてシャーベット状の氷を生成
し、その流動性を利用して氷蓄熱槽に搬送して貯え、冷
熱の利用はシャーベット状の氷の溶け易い性質を利用し
て氷を０℃の冷水に相変化させ、この潜熱を空気調和等
に利用する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、氷蓄熱
槽から過冷却器へ戻る冷水中に微細な氷が混入すると、
それが核となり過冷却器の冷水流路内で過冷却の解除現
象を起こし、最終的にはその流路が閉塞してしまい氷蓄
熱システムの運転が不可能になるという問題が生じる。

【０００７】そこで、氷が過冷却器に供給されるのを防
止し、冷水のみを過冷却器に供給する氷蓄熱装置が開発
された。例えば、特開平６−３００３９８号公報に記載
された氷蓄熱装置は、氷蓄熱槽と製氷熱交換器（過冷却
器に相当する）とを接続した冷水流路に温水を供給する
温水槽を接続し、製氷熱交換器の入口側管路の圧力を検
出することにより冷水の一部が氷に相変化して流れ難く
なるのを検知し、正常圧力より上昇した時には温水を冷
水流路に供給して氷を融解させている。

【０００８】しかしながら、この場合には、冷水内の氷
を融解させるに別の熱源となる温水槽等の設備が必要で
あり、コストアップを招く。また、冷水流路にヒータを
設けたものも知られているが、同様の問題がある。

【０００９】一方、特開平７−４２９７５号公報に記載
されたものは、氷蓄熱槽と過冷却器とを接続した冷却管
の途中に氷捕集フィルタを設け、この氷捕集フィルタに
より冷却管内の氷を除去して過冷却器に冷水のみを供給
する。

【００１０】しかしながら、この場合には、氷捕集フィ
ルタにより０℃の柔らかい微細な氷を捕集する際に、氷
や冷水と一緒に混在するゴミ等により氷捕集フィルタに
目詰まりが生じ、所望の流量を確保するには循環ポンプ
の動力を増加させる必要があり、フィルタの洗浄や交換
等のメンテナンスが必要となり、実用化は困難である、
という問題が生じていた。

【００１１】また、前記したいずれの手段によっても、
冷水流路中の微細氷は融解できてたにしても過冷却器内
の凍結／閉塞の問題は完全に回避されたとはいえない。
もともと過冷却水は不安定な性状を有し、運転状況など
により不意に氷が析出することは避けられない。この過
冷却解除に至る条件は、現在は解明されていない。

【００１２】本発明の目的は、このような従来の技術の
問題点に鑑みてなされたものであり、既存の氷蓄熱装置
の熱源を利用して、氷蓄熱装置における過冷却器内の氷
析出による閉塞を融解し、良好な運転状態を回復するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。

【００１４】（１） 本発明は、蒸発器と圧縮機と凝縮
器と減圧装置を有する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却
水流路を介して冷却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する
冷却器と、水と氷を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽か
ら供給される冷水を分流して冷凍機における蒸発器で冷
却されたブラインにより過冷却状態に冷却する複数の過
冷却器と、前記ブラインを各過冷却器と蒸発器の間を循
環させるブライン流路とを備え、各過冷却器で生成した
過冷却水の過冷却状態を解除して氷を生成し、この氷を
前記氷蓄熱槽に蓄える氷蓄熱装置において、（イ）前記
ブライン流路に接続され前記蒸発器をバイパスしてブラ
インを循環させるバイパス流路と、（ロ）前記冷凍機の
凝縮器から冷却器に流れる冷却水により前記バイパス流
路を流れるブラインを加熱する加熱器と、（ハ）過冷却
器により過冷却水を生成する通常運転では過冷却器を流
れるブラインをブライン流路に流して加熱器をバイパス
させ、複数の過冷却器のうちいずれかの過冷却器内の冷
水流路での氷析出により当該過冷却器に冷水が流れにく
くなった場合にその氷析出部位を融解する融解運転で
は、この過冷却器を流れるブラインをバイパス流路に流
して蒸発器をバイパスさせ、冷水流路が氷析出していな
い他の過冷却器を流れるブラインをブライン流路に流し
て加熱器をバイパスさせる第１流路切換手段と、（ニ）
前記通常運転では過冷却器に冷水を供給し、前記融解運
転では前記冷水流路が氷析出した過冷却器への冷水の供
給を停止し冷水流路が氷析出していない他の過冷却器だ
けに冷水を供給する第２流路切換手段と、を備えること
を特徴とする氷蓄熱装置である。

【００１５】過冷却器により過冷却水を生成する通常運
転においては、加熱器は運転されず、第１流路切換手段
により、加熱器と過冷却器との間のバイパス流路を遮断
し、蒸発器と過冷却器との間のブライン流路を連通し
て、蒸発器を経由してブライン流路を流れるブラインを
過冷却器に供給する。

【００１６】また、氷蓄熱槽と過冷却器との間に設けら
れた第２流路切換手段により氷蓄熱槽と各過冷却器との
間の冷水流路を連通させて、過冷却器に冷水を供給す
る。そして、これらの過冷却器において、蒸発器で冷却
されたブラインはブライン流路と第１流路切換手段を介
して過冷却器に供給され冷水を過冷却水にした後、ブラ
イン流路を通って蒸発器に戻される。

【００１７】過冷却水は過冷却状態が解除されてシャー
ベット状の氷に相変化し、これを氷蓄熱槽に供給して貯
える。次に、過冷却器により過冷却水を生成する通常運
転の継続中にいずれかの過冷却器内の冷水流路に氷が析
出して成長し冷水が流れにくくなった時に、その氷を融
解して冷水の流れを回復するための融解運転は、次の通
りである。

【００１８】第１流路切替手段を切り換えて、蒸発器と
氷析出した過冷却器との間のブライン流路を遮断して蒸
発器を経由したブラインが当該過冷却器に流れないよう
にし、加熱器と氷析出した過冷却器との間のバイパス流
路を連通して加熱器を経由したブラインを氷により流路
が閉塞した過冷却器へ供給する。このため、当該過冷却
器に流れる冷水はブラインにより冷却されることはな
く、逆に加熱されることとなる。

【００１９】次に、第２流路切替手段により氷蓄熱槽か
ら氷析出した過冷却器に流れる冷水を遮断して、当該過
冷却器内への冷水の供給を停止させる。加熱器により加
熱されたブラインは氷析出した過冷却器内の冷水流路を
加熱して冷水流路の内部に付着して氷析出した氷を溶か
して冷水流路から剥離させる。

【００２０】次に、第２流路切替手段により氷蓄熱槽と
過冷却器との間を連通させて過冷却器に冷水を供給し、
剥離した氷をこの冷水の送水圧により押し流す。一方、
他方の氷析出をしていない過冷却器については、当該過
冷却器と加熱器との間のバイパス流路は第１流路切替手
段により遮断され、当該過冷却器と蒸発器とのブライン
流路は第１流路切替手段により連通し、当該過冷却器と
氷蓄熱槽との間の冷水流路は連通しており、第２流路切
替手段を介して当該過冷却器に供給された冷水は、通常
通りに蒸発器で冷却されたブラインにより過冷却状態に
されて過冷却水となり、過冷却器から流れ出した後、こ
の過冷却水は過冷却状態を解除して氷に生成され、この
氷を搬送して氷蓄熱槽に蓄える。

【００２１】融解運転をする場合には冷凍機の冷却能力
を低下させ、冷媒循環量を低減させる。

【００２２】（２） 本発明は、蒸発器と圧縮機と凝縮
器と減圧装置を有する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却
水流路を介して冷却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する
冷却器と、水と氷を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽か
ら供給される冷水を冷凍機における蒸発器で冷却された
ブラインにより過冷却状態に冷却する過冷却器と、前記
ブラインを過冷却器と蒸発器の間を循環させるブライン
流路とを備え、過冷却器で生成した過冷却水の過冷却状
態を解除して氷を生成し、この氷を前記氷蓄熱槽に蓄え
る氷蓄熱装置において、（イ）前記ブライン流路に接続
され前記蒸発器をバイパスしてブラインを循環させるバ
イパス流路と、（ロ）前記冷凍機の凝縮器から冷却器に
流れる冷却水により前記バイパス流路を流れるブライン
を加熱する加熱器と、（ハ）過冷却器により過冷却水を
生成する通常運転では過冷却器を流れるブラインをブラ
イン流路に流して加熱器をバイパスさせ、過冷却器内の
冷水流路での氷析出によりこの過冷却器に冷水が流れに
くくなった場合にその氷析出部位を融解する融解運転で
は、この過冷却器を流れるブラインをバイパス流路に流
して蒸発器をバイパスさせる第１流路切換手段と、
（ニ）前記通常運転では過冷却器に冷水を供給し、前記
融解運転では過冷却器への冷水の供給を停止する第２流
路切換手段と、を備えることを特徴とする氷蓄熱装置で
ある。

【００２３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明で過冷却器が複数基備えていたのを１基にしたも
のである。このため、過冷却器により過冷却水を生成す
る通常運転と過冷却器により過冷却水を生成する通常運
転の継続中に当該過冷却器内の冷水流路に氷が析出して
成長し冷水が流れにくくなった時に、その氷を融解して
冷水の流れを回復するための融解運転については、前記
に準じるので説明は省略する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る氷蓄熱装置の
実施の形態を図１，図２に基づいて説明する。

【００２５】〔第１の実施の形態〕本発明における第１
の実施の形態の氷蓄熱装置を図１に示す。氷蓄熱装置１
は冷凍機３と、２基の過冷却器５ａ，５ｂと、２基の過
冷却解除槽７ａ，７ｂと、氷蓄熱槽９と、冷却塔１１
と、加熱器１３から構成されている。

【００２６】氷蓄熱槽９から氷を濾過して分離した冷水
１７は冷水循環ポンプ１９を介して過冷却器５ａ，５ｂ
に送られる。この過冷却器５ａ，５ｂにおいて冷水を過
冷却状態（以下、「過冷却水」と記す。）にした後、過
冷却解除槽７ａ，７ｂに送り過冷却状態を解除してシャ
ーベット状の氷に相変化させ、この氷を含んだ冷水を氷
蓄熱槽９に移送して貯える。

【００２７】ここで、冷凍機３は蒸発器２１、圧縮機２
３、凝縮器２５及び減圧装置２７を備えており、この順
番に冷媒流路６１を介して閉回路に構成されている。冷
凍機３としてはターボ冷凍機を、冷却塔１１としては開
放型冷却塔を例示できる。また、過冷却器５としてはシ
ェルアンドチューブ型熱交換器を例示できる。

【００２８】蒸発器２１にはブライン流路６３を介して
過冷却器５ａ，５ｂが並列に接続されている。このブラ
イン流路６３にはブライン循環ポンプ２９とブライン流
路切替弁（第１流路切替手段）３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄが設けられている。このブライン流路切替弁
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの開閉により蒸発器２
１を経由したブラインを同時に過冷却器５ａ，５ｂに供
給したり、いずれか一方の過冷却器５ａ，５ｂのみにブ
ラインを供給するようになっている。

【００２９】凝縮器２５には冷却水流路６５を介して冷
却塔１１と冷却水循環ポンプ３３が接続されている。凝
縮器２５の上流であって冷却塔１１の下流に位置する冷
却水流路６５には、この冷却水流路６５をバイパスする
冷却水バイパス流路６７が接続されており、この冷却水
バイパス流路６７にはブラインを加熱する前記加熱器１
３と、凝縮器２５から冷却塔１１へ流れる冷却水を加熱
器１３に供給するため加熱用ポンプ３７が設けられてい
る。

【００３０】加熱器１３にはブラインバイパス流路６９
を介して２基の過冷却器５ａ，５ｂが並列に接続されて
おり、このブラインバイパス流路６９にはブライン流路
切換弁（第１流路切換手段）３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，
３１ｈと、加熱ブライン供給ポンプ３９が設けられてい
る。このブライン流路切換弁（第１流路切換手段）３１
ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈの開閉により、加熱器１３
を経由したブラインを過冷却器５ａ，５ｂのいずれか一
方に供給し、または、両方の冷却器５ａ，５ｂへの前記
ブラインの供給を停止する。

【００３１】過冷却器５ａ，５ｂには過冷却器５ａ，５
ｂ内における冷水流路内の圧力を検知するための圧力計
４１ａ，４１ｂが設けられている。氷蓄熱槽９には冷水
回路７１を介して冷水循環ポンプ１９と過冷却器５ａ，
５ｂが接続されており、この冷水回路７１には冷水流路
切換弁（第２流路切換手段）４３ａ，４３ｂが設けられ
ている。この冷水流路切換弁（第２流路切換手段）４３
ａ，４３ｂの開閉により、氷蓄熱槽９から流れる冷水を
過冷却器５ａ，５ｂのいずれか一方に供給し、または、
両方の過冷却器５ａ，５ｂに供給する。

【００３２】過冷却解除槽７ａ，７ｂは、氷水流路７３
を介して氷蓄熱槽９が接続されており、過冷却水を氷に
相変化させ、冷水と共に氷を一時的に貯える機能を有し
ている。次に、２基の過冷却器５ａ，５ｂにより過冷却
水を生成する通常運転について説明する。

【００３３】通常運転において加熱器１３と加熱ブライ
ン供給ポンプ３９は運転されず、またブライン流路切換
弁３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは閉じており、過冷
却器５ａ，５ｂに加熱器１３を経由したブラインは供給
されない。一方、蒸発器２１と過冷却器５ａ，５ｂとを
接続するブライン流路６３の途中に設けられた他のブラ
イン流路切換弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは開い
ており、蒸発器２１で冷却されたブラインは過冷却器５
ａ，５ｂに供給される。

【００３４】また、加熱用ポンプ３７は運転されず、凝
縮器２５から冷却塔１１へ流れる冷却水は加熱器１３に
供給されない。また、冷水流路切換弁４３ａ，４３ｂは
開いており、氷蓄熱槽９から過冷却器５ａ，５ｂに冷水
が供給される。

【００３５】このような条件のもとに、氷蓄熱槽９に貯
えられた氷１５から氷フィルタ（図示せず）によって分
離した冷水１７は冷水循環ポンプ１９を介し冷水流路切
換弁４３ａ，４３ｂを通って各過冷却器５ａ，５ｂに供
給される。

【００３６】そして、これらの過冷却器５ａ，５ｂにお
いて、蒸発器２１で冷却されたブラインはブライン流路
６３とブライン流路切換弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３
１ｄを介して過冷却器５ａ，５ｂに供給されて冷水を過
冷却水にした後、ブライン循環ポンプ２９によりブライ
ン流路６３を通って蒸発器２１に戻される。

【００３７】過冷却水は過冷却解除槽７ａ，７ｂに送ら
れて過冷却状態が解除されてシャーベット状の氷に相変
化し、この氷を含んだ冷水を氷水流路７３を介して氷蓄
熱槽９に供給して貯える。次に、２基の過冷却器５ａ，
５ｂにより過冷却水を生成する通常運転の継続中にいず
れか一方の過冷却器５ａ，５ｂ内の冷水流路の一部に氷
が析出して成長し冷水が流れにくくなった時に、その氷
を融解して冷水の流れを回復するための融解運転につい
て、過冷却器５ａ内の冷水流路の一部に氷が析出して成
長した場合を例として説明する。

【００３８】過冷却器５ａ内の冷水流路すなわち伝熱管
（図示せず）の一部に氷が析出して成長すると、この伝
熱管の内部圧力が上昇する。この圧力上昇を圧力計４１
ａによって検出し、設定圧力に達したらブライン流路６
３の途中に設けられている２つのブライン流路切替弁３
１ａ，３１ｂを閉じて、蒸発器２１を経由したブライン
の過冷却器５ａへの供給を停止する。このため、過冷却
器５ａに流れる冷水はこのブラインにより冷却されるこ
とはない。なお、伝熱管内の氷析出の検知は、圧力に替
えて流量の検出値によることもできる。

【００３９】次に、冷水流路切替弁４３ａを閉じ、過冷
却器５ａへの冷水の供給を停止させる。そして、加熱用
ポンプ３７を運転させ加熱器１３に冷却水を供給して、
この加熱器１３によりブラインバイパス流路６９内のブ
ラインを加熱するとともに、ブラインバイパス流路６９
に設けられた２つのブライン流路切替弁３１ｅ，３１ｆ
を開き、加熱ブライン供給ポンプ３９を運転させて前記
加熱されたブラインを過冷却器５ａに供給する。

【００４０】ブラインバイパス流路６９内の加熱された
ブラインは過冷却器５ａ内の伝熱管を加熱して伝熱管の
内部に付着して氷析出した氷を溶かして伝熱管から剥離
させる。

【００４１】次に、冷水流路切替弁４３ａを開き、剥離
した氷を冷水の送水圧により過冷却解除槽７ａに押し流
す。一方、他方の氷析出をしていない過冷却器５ｂにつ
いては前記過冷却器５ａの融解運転に係わらず通常運転
を継続している。即ち、他のブライン流路切替弁３１
ｃ，３１ｄは開き、ブライン流路切替弁３１ｇ，３１ｈ
は閉じられ、冷水流路切替弁４３ｂは開いている。

【００４２】従って、過冷却器５ｂに供給された冷水
は、通常通りに蒸発器２１を経由したブラインにより過
冷却状態にされて過冷却水となり、過冷却解除槽７ｂに
供給される。そして、この過冷却水は過冷却解除槽７ｂ
で過冷却状態を解除して氷に生成され、この氷を含んだ
冷水は氷水流路７３を介して氷蓄熱槽９に蓄えられる。

【００４３】前記融解運転は開始した後一定の時間が経
過すると、自動的にブライン流路切替弁３１が切替ら
れ、また、冷凍機３は通常の冷却能力に戻されて、通常
運転になる。

【００４４】尚、冷凍機３は過冷却器５ａ内の伝熱管の
内部に氷が析出して成長しても常に運転を継続している
が、この冷凍機３は通常の半分の冷却能力まで運転を低
下させることができる。これは、過冷却器５ａについて
は蒸発器２１を経由したブラインの循環を停止させるの
で、ブライン流路６３のブラインの循環量が半分に低下
して蒸発器２１におけるブラインからの熱の吸収量が半
分に低下するからである。

【００４５】また、過冷却器５ａ内の伝熱管の内部に氷
が析出して成長した場合の融解運転の手順（バルブ開閉
の順番やポンプの起動時期等）は上記に限るものではな
い。ところで、過冷却器５ｂ内の冷水流路すなわち伝熱
管（図示せず）の一部に氷が析出して成長した場合の融
解運転については前記した過冷却器５ａの融解運転に準
じるので説明は省略する。

【００４６】氷蓄熱装置１は、２基の過冷却器５ａ，５
ｂにより過冷却水を生成する通常運転の継続中にいずれ
か一方の過冷却器５ａ，５ｂ内の冷水流路（伝熱管）の
一部に氷が析出して成長し冷水が流れにくくなった時、
蒸発器２１を経由したブラインの供給を停止し、加熱器
１３により加熱されたブラインを流路が氷により閉塞し
た過冷却器５に供給して伝熱管を加熱し前記氷を融解す
ることから、即ち、氷蓄熱装置１の既存の熱源を利用す
ることから、氷蓄熱装置１とは別個の熱源を用いて氷を
融解する必要がないので極めて経済的である。

【００４７】また、伝熱管での氷析出・成長の除去をシ
ステムの稼動を停止することなく行うことができる。
尚、冷凍機３は運転を継続させたままの状態で加熱器４
３を運転させて前記氷を溶かし、他の１基の過冷却器５
は運転を継続している。このため、氷蓄熱槽９への氷の
蓄熱時間のロスを極めて短時間にすることができて極め
て経済的である。

【００４８】さらに、融解運転の際に、冷凍機３の冷却
能力を通常の半分に低下させて運転をすることができる
ので、消費電力の無駄を防止することができる。

【００４９】〔第２の実施の形態〕本発明における第２
の実施の形態の氷蓄熱装置を図２に示す。第２の実施の
形態の氷蓄熱装置５１は、第１の実施の形態で過冷却器
５ａ，５ｂと過冷却解除槽７ａ，７ｂを各々２基備えて
いたのを各１基としたものである。

【００５０】この氷蓄熱装置５１は冷凍機３と、過冷却
器５と、過冷却解除槽７と、氷蓄熱槽９と、冷却塔１１
と、加熱器１３から構成されており、他の構成は第１の
実施の形態の氷蓄熱装置１と同様なので同一符号を附し
て説明は省略する。

【００５１】また、過冷却器５により過冷却水を生成す
る通常運転と融解運転については、前記第１の実施の形
態に準じるので説明は省略する。氷蓄熱装置５１は、過
冷却器５により過冷却水を生成する通常運転の継続中に
過冷却器５内の冷水流路（伝熱管）の一部に氷が析出し
て成長し冷水が流れにくくなった時、蒸発器２１を経由
したブラインの供給を停止し、加熱器１３により加熱さ
れたブラインを過冷却器５に供給して伝熱管を加熱し前
記氷を融解することから、即ち、氷蓄熱装置１の既存の
熱源を利用することから、氷蓄熱装置１とは別個の熱源
を用いて氷を融解する必要がないので極めて経済的であ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１における
本発明によれば、蒸発器と圧縮機と凝縮器と減圧装置を
有する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却水流路を介して
冷却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する冷却器と、水と
氷を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽から供給される冷
水を分流して冷凍機における蒸発器で冷却されたブライ
ンにより過冷却状態に冷却する複数の過冷却器と、前記
ブラインを各過冷却器と蒸発器の間を循環させるブライ
ン流路とを備え、各過冷却器で生成した過冷却水の過冷
却状態を解除して氷を生成し、この氷を前記氷蓄熱槽に
蓄える氷蓄熱装置において、前記ブライン流路に接続さ
れ前記蒸発器をバイパスしてブラインを循環させるバイ
パス流路と、前記冷凍機の凝縮器から冷却器に流れる冷
却水により前記バイパス流路を流れるブラインを加熱す
る加熱器と、過冷却器により過冷却水を生成する通常運
転では過冷却器を流れるブラインをブライン流路に流し
て加熱器をバイパスさせ、複数の過冷却器のうちいずれ
かの過冷却器内の冷水流路での氷析出により当該過冷却
器に冷水が流れにくくなった場合にその氷析出部位を融
解する融解運転では、この過冷却器を流れるブラインを
バイパス流路に流して蒸発器をバイパスさせ、冷水流路
が氷析出していない他の過冷却器を流れるブラインをブ
ライン流路に流して加熱器をバイパスさせる第１流路切
換手段と、前記通常運転では過冷却器に冷水を供給し、
前記融解運転では前記冷水流路が氷析出した過冷却器へ
の冷水の供給を停止し冷水流路が氷析出していない他の
過冷却器だけに冷水を供給する第２流路切換手段と、を
備えることにより、融解運転の際に冷凍機の凝縮器から
冷却器へ流れる冷却水により加熱されたバイパス流路内
を流れるブラインを氷析出した過冷却器内に供給し、冷
水流路の外側から加熱して氷を融解するので、氷蓄熱装
置とは別個の熱源を用いて氷を融解する必要がなく極め
て経済的である。

【００５３】また、過冷却器内の冷水流路での氷析出・
成長の除去をシステムの稼動を停止することなく行うこ
とができる。冷凍機は運転を継続させたままの状態で加
熱器を運転させて過冷却器の冷水流路に氷析出して成長
した氷を溶かし、他の過冷却器は運転を継続している。
このため、氷蓄熱槽への氷の蓄熱時間のロスを極めて短
時間にすることができて極めて経済的であり、安定運転
に対する信頼性を十分に確保することができ、大規模シ
ステムの実用化を達成することができる。

【００５４】さらに、冷凍機の冷却能力を通常の半分に
低下させて運転をすることができるので、消費電力の無
駄を防止することができる。また、請求項２における本
発明によれば、蒸発器と圧縮機と凝縮器と減圧装置を有
する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却水流路を介して冷
却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する冷却器と、水と氷
を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽から供給される冷水
を冷凍機における蒸発器で冷却されたブラインにより過
冷却状態に冷却する過冷却器と、前記ブラインを過冷却
器と蒸発器の間を循環させるブライン流路とを備え、過
冷却器で生成した過冷却水の過冷却状態を解除して氷を
生成し、この氷を前記氷蓄熱槽に蓄える氷蓄熱装置にお
いて、前記ブライン流路に接続され前記蒸発器をバイパ
スしてブラインを循環させるバイパス流路と、前記冷凍
機の凝縮器から冷却器に流れる冷却水により前記バイパ
ス流路を流れるブラインを加熱する加熱器と、過冷却器
により過冷却水を生成する通常運転では過冷却器を流れ
るブラインをブライン流路に流して加熱器をバイパスさ
せ、過冷却器内の冷水流路での氷析出によりこの過冷却
器に冷水が流れにくくなった場合にその氷析出部位を融
解する融解運転では、この過冷却器を流れるブラインを
バイパス流路に流して蒸発器をバイパスさせる第１流路
切換手段と、前記通常運転では過冷却器に冷水を供給
し、前記融解運転では過冷却器への冷水の供給を停止す
る第２流路切換手段と、を備えることにより、融解運転
の際に冷凍機の凝縮器から冷却器へ流れる冷却水により
加熱されたバイパス流路内を流れるブラインを氷析出し
た過冷却器内に供給し、冷水流路の外側から加熱して氷
を融解するので、氷蓄熱装置とは別個の熱源を用いて氷
を融解する必要がなく極めて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態における氷蓄熱装
置を示す構成図である。

【図２】 本発明の第２の実施の形態における氷蓄熱装
置を示す構成図である。

【符号の説明】

１，５１ 氷蓄熱装置 ３ 冷凍機 ５，５ａ，５ｂ 過冷却器 ９ 氷蓄熱槽 １１ 冷却塔（冷却器） １３ 加熱器 １５ 氷 １７ 冷水（水） ２１ 蒸発器 ２３ 圧縮機 ２５ 凝縮器 ２７ 減圧装置 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３
１ｇ，３１ｈ ブライン流路切替弁（第１流路切替手
段） ４３ａ，４３ｂ 冷水流路切替弁（第２流路切替手段） ６３ ブライン流路 ６５ 冷却水流路 ６９ ブラインバイパス流路（バイパス流路） ７１ 冷水流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発器と圧縮機と凝縮器と減圧装置を有
   する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却水流路を介して冷
   却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する冷却器と、水と氷
   を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽から供給される冷水
   を分流して冷凍機における蒸発器で冷却されたブライン
   により過冷却状態に冷却する複数の過冷却器と、前記ブ
   ラインを各過冷却器と蒸発器の間を循環させるブライン
   流路とを備え、各過冷却器で生成した過冷却水の過冷却
   状態を解除して氷を生成し、この氷を前記氷蓄熱槽に蓄
   える氷蓄熱装置において、 前記ブライン流路に接続され前記蒸発器をバイパスして
   ブラインを循環させるバイパス流路と、 前記冷凍機の凝縮器から冷却器に流れる冷却水により前
   記バイパス流路を流れるブラインを加熱する加熱器と、 過冷却器により過冷却水を生成する通常運転では過冷却
   器を流れるブラインをブライン流路に流して加熱器をバ
   イパスさせ、複数の過冷却器のうちいずれかの過冷却器
   内の冷水流路での氷析出により当該過冷却器に冷水が流
   れにくくなった場合にその氷析出部位を融解する融解運
   転では、この過冷却器を流れるブラインをバイパス流路
   に流して蒸発器をバイパスさせ、冷水流路が氷析出して
   いない他の過冷却器を流れるブラインをブライン流路に
   流して加熱器をバイパスさせる第１流路切換手段と、 前記通常運転では過冷却器に冷水を供給し、前記融解運
   転では前記冷水流路が氷析出した過冷却器への冷水の供
   給を停止し冷水流路が氷析出していない他の過冷却器だ
   けに冷水を供給する第２流路切換手段と、 を備えることを特徴とする氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 蒸発器と圧縮機と凝縮器と減圧装置を有
   する冷凍機と、冷凍機の凝縮器に冷却水流路を介して冷
   却水を供給し冷凍機の冷媒を冷却する冷却器と、水と氷
   を貯える氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽から供給される冷水
   を冷凍機における蒸発器で冷却されたブラインにより過
   冷却状態に冷却する過冷却器と、前記ブラインを過冷却
   器と蒸発器の間を循環させるブライン流路とを備え、過
   冷却器で生成した過冷却水の過冷却状態を解除して氷を
   生成し、この氷を前記氷蓄熱槽に蓄える氷蓄熱装置にお
   いて、 前記ブライン流路に接続され前記蒸発器をバイパスして
   ブラインを循環させるバイパス流路と、 前記冷凍機の凝縮器から冷却器に流れる冷却水により前
   記バイパス流路を流れるブラインを加熱する加熱器と、 過冷却器により過冷却水を生成する通常運転では過冷却
   器を流れるブラインをブライン流路に流して加熱器をバ
   イパスさせ、過冷却器内の冷水流路での氷析出によりこ
   の過冷却器に冷水が流れにくくなった場合にその氷析出
   部位を融解する融解運転では、この過冷却器を流れるブ
   ラインをバイパス流路に流して蒸発器をバイパスさせる
   第１流路切換手段と、 前記通常運転では過冷却器に冷水を供給し、前記融解運
   転では過冷却器への冷水の供給を停止する第２流路切換
   手段と、 を備えることを特徴とする氷蓄熱装置。