JPH09159231A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高さ寸法が短い蓄熱槽でも不凍液噴射ノズルの
ノズル噴射口での氷結が確実に防止でき、万一何等かの
原因で同部位に氷結が生じても即座に対処でき、安定的
な製氷運転が行える氷蓄熱装置を提供する。 【解決手段】蓄熱槽２１の底部から不凍液を取出して０
℃以下に冷却し蓄熱槽上部の不凍液噴射ノズル３０に還
流させる不凍液冷熱供給系統Ａ１と、蓄熱槽底部から不
凍液を取出し不凍液を蓄熱槽上部の不凍液噴射ノズルに
非冷却状態で還流させる不凍液バイパス系統Ｂ１とを備
える。不凍液噴射ノズルは不凍液冷熱供給系統の不凍液
を水２４に噴射させて氷を生成する内管と、これを覆い
不凍液バイパス系統を経由した不凍液を水に噴射させて
不凍液の膜を形成する外管とからなる。不凍液バイパス
系統の配管２９に、不凍液噴射ノズルの外管のノズル噴
射口部位が異常低温となる状態を検出する検出手段３９
と、異常低温状態が検出された場合に不凍液バイパス系
統を流動する不凍液をノズル噴射口部位で加温する温熱
源４０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱槽内でシャー
ベット状の氷を生成して冷熱を蓄熱し、昼間等に解氷し
て冷房等に利用する氷蓄熱装置に係り、特に冷熱媒体と
して不凍液を使用するとともに、その不凍液を蓄熱槽内
の水中に直接噴射する製氷運転を行う氷蓄熱装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、氷蓄熱装置として、主に夜間の電
力を利用して蓄熱槽内でシャーベット状の氷を生成し、
この生成した氷の冷熱を蓄熱槽内に蓄熱し、昼間等の冷
熱使用時にこの氷を急速解氷して冷熱を電力の冷却装置
や冷房装置等に供給するようにしたものが知られてい
る。この氷蓄熱装置によると、氷の生成を安価な深夜電
力を利用して行うことで、昼間に集中する冷房用電力需
要を低減することができるとともに、氷の解ける潜熱を
利用することにより熱源機器の負荷を軽減することがで
きるため、空気調和分野、特にビルディング用空気調和
システムや、地域熱供給システムのような比較的大容量
のシステムにおいて大きな期待が持たれている。

【０００３】図５は、このような氷蓄熱装置の従来例を
示すシステム構成図である。

【０００４】この氷蓄熱装置は、例えば水よりも比重が
大きい不凍液を冷熱媒体として使用している。すなわ
ち、一定の上下高さを有する蓄熱槽１の底部が不凍液貯
溜部２とされており、この不凍液貯溜部２内に冷熱媒体
として水よりも比重が大きい不凍液３が貯溜され、その
上方に蓄熱媒体としての水４が貯溜されている。

【０００５】この蓄熱槽１の底部に不凍液を流出するた
めの第１不凍液配管５が接続され、この第１不凍液配管
５に不凍液ポンプ６が設けられている。第１不凍液配管
５は不凍液ポンプ６の下流側で二手に分岐しており、一
方の分岐管は第２不凍液配管７とされ、不凍液冷却用の
冷凍機８に接続された後、還流配管部７ａにより蓄熱槽
１の上部の不凍液噴射ノズル１０に導かれ、不凍液冷熱
供給系統Ａを構成している。他方の分岐管は、冷凍機８
を迂回するバイパス配管９とされ、不凍液噴射ノズル１
０に導かれて不凍液バイパス系統Ｂを構成している。

【０００６】なお冷凍機８は、不凍液冷熱供給系統Ａと
別の閉ループ状の冷却水配管１１に接続されており、こ
の冷却水配管１１に冷却塔１２および冷却水ポンプ１３
が設けられ、不凍液冷却用の冷却水が冷凍機８に循環す
るようになっている。

【０００７】運転時には、蓄熱槽１の底部に貯溜された
不凍液が、不凍液ポンプ６の運転によって第１不凍液配
管５に流出した後、不凍液冷熱供給系統Ａでは冷凍機８
により冷却されて低温となり、蓄熱槽１の上部の不凍液
噴射ノズル１０に供給される一方、不凍液バイパス系統
Ｂでは冷却されないまま不凍液噴射ノズル１０に供給さ
れる。

【０００８】図６は、不凍液ノズル１０の構成およびそ
の作用を示している。この不凍液ノズル１０は、不凍液
冷熱供給系統Ａの第２不凍液配管７に接続された小径な
内管１４と、この内管１４を覆う配置で設けられ不凍液
バイパス系統Ｂのバイパス配管９に接続された大径な外
管１５とを有している。そして内管１４には、冷凍機８
にて０℃以下に冷却された不凍液３ａが供給され、この
低温の不凍液３ａがノズル噴射口１６から蓄熱槽１の水
４中に噴射されることにより、その不凍液３ａと蓄熱槽
１内の水４とが直接接触して熱交換され、これにより水
４が流動状態で凍結してシャーベット状の氷１７が生成
される。熱交換により冷熱を失った不凍液は、蓄熱槽１
の内底部の不凍液貯溜部２に戻る。このサイクルが連続
的に繰り返される。

【０００９】一方、外管１５には不凍液バイパス系統Ｂ
からの温かい不凍液３ｂが供給され、この不凍液３ｂは
ノズル噴射口１６において、内管１４から噴射された０
℃以下の不凍液３ａの外側に噴射されて外周膜１８を形
成しながら、蓄熱槽１内に噴射される。

【００１０】この外周膜１６により、内管１４から噴射
された０℃以下の不凍液３ａは、ノズル噴射口１６から
の噴射直後位置で直接水４と接することなく水中に噴射
されることになり、ノズル噴射口１６での氷着の発生が
防止される。通常、温かい不凍液３ｂは０℃以下の不凍
液３ａに比べて流量を少なくしており、ノズル噴射口１
６直後の位置では外周膜を形成するが、ノズル噴射口１
６から十分離れた位置に達すると拡散するので、０℃以
下の不凍液による氷生成を妨げることがない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の氷蓄熱装置においては、蓄熱槽１の設置スペースが
十分広く、蓄熱槽１の高さ寸法が十分にとれる場合には
問題ないが、蓄熱槽１の設置スペースが不十分であるな
ど、蓄熱槽１の高さ寸法が小さくなる場合には問題が生
じる。

【００１２】すなわち、蓄熱槽１の高さ寸法が小さい場
合には、蓄熱槽１に設置する不凍液噴射ノズル１０の取
付け高さが低くなり、不凍液蓄熱槽１の０℃以下の水中
に噴射されてから水４と熱交換しながら落下していく距
離が短くなるため、０℃以下のままで蓄熱槽１の底部の
不凍液貯溜部２に回収されることが有り得る。

【００１３】この場合、不凍液液貯溜部２から取り出さ
れて不凍液バイパス配管９から蓄熱槽１に循環する不凍
液３ｂが、０℃以下のままで不凍液噴射ノズル１０の外
管１５に送水されると、不凍液バイパス配管９内の不凍
液自体が氷生成能力を有することになり、ノズル噴射口
１６で氷結が生じ、製氷運転に支承をきたす可能性があ
る。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、高さ寸法が短い蓄熱槽でも不凍液噴射ノズルの
ノズル噴射口での氷結が確実に防止でき、万一何等かの
原因で同部位に氷結が生じても即座に対処でき、安定的
な製氷運転を行うことができる氷蓄熱装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、蓄熱媒体としての水とこれよ
りも比重が大きい冷熱媒体としての不凍液とが貯溜され
た蓄熱槽と、この蓄熱槽の底部から不凍液を取出し、そ
の不凍液を冷凍機で０℃以下に冷却した後、前記蓄熱槽
の上部に設けた不凍液噴射ノズルに還流させる不凍液冷
熱供給系統と、前記蓄熱槽の底部から不凍液を取出し、
その不凍液を前記冷凍機を迂回させて前記蓄熱槽の上部
に設けた不凍液噴射ノズルに非冷却状態で還流させる不
凍液バイパス系統とを備え、前記不凍液噴射ノズルは、
前記不凍液冷熱供給系統を経由した０℃以下の不凍液を
前記蓄熱槽内の水に噴射させて熱交換によりシャーベッ
ト状の氷を生成する小径な内管と、この内管を覆う配置
で設けられ、前記不凍液バイパス系統を経由した非冷却
の不凍液を前記蓄熱槽内の水に噴射させて前記内管から
噴出される０℃以下の不凍液の外周側に温かな不凍液の
膜を形成する外管とからなるものにおいて、前記不凍液
バイパス系統の配管に、前記不凍液噴射ノズルの外管の
ノズル噴射口部位が異常低温となる状態を検出する検出
手段と、この検出手段によって異常低温状態が検出され
た場合に前記不凍液バイパス系統を流動する不凍液を当
該ノズル噴射口部位で非凍結となる温度まで加温する温
熱源を設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載の氷蓄熱
装置において、検出手段は不凍液噴射ノズルのノズル噴
射口に設けられた温度センサであり、温熱源は外気との
熱交換により不凍液バイパス系統の不凍液温度を加温す
る外気熱交換器であることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１記載の氷蓄熱
装置において、検出手段は不凍液バイパス系統の配管温
度を検出する温度センサまたは圧力を検出する圧力セン
サであり、温熱源は外気との熱交換により不凍液バイパ
ス系統の不凍液温度を加温する外気熱交換器であること
を特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、請求項２または３記載
の氷蓄熱装置において、不凍液バイパス系統の温熱源を
外気熱交換器に代え、不凍液冷熱供給系統の不凍液を冷
却するための冷凍機で使用される冷媒との熱交換を行う
熱交換器としたことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る氷蓄熱装置の
第１〜第３実施形態について、図１〜図４を参照して説
明する。

【００２０】図１は第１実施形態による氷蓄熱装置のシ
ステム構成を示す系統図であり、図２は同装置に設けら
れる不凍液噴射ノズルの構成を示す図である。

【００２１】図１に示すように、本実施形態では、一定
の上下高さを有する蓄熱槽２１の底部が不凍液貯溜部２
２とされており、この不凍液貯溜部２２内に冷熱媒体と
して水よりも比重が大きい不凍液２３が貯溜され、その
上方に蓄熱媒体としての水２４が貯溜されている。

【００２２】この蓄熱槽２１の底部に不凍液を流出する
ための第１不凍液配管２５が接続され、この第１不凍液
配管２５に不凍液ポンプ２６が設けられている。第１不
凍液配管２５は不凍液ポンプ２６の下流側で二手に分岐
しており、一方の分岐管は第２不凍液配管２７とされ、
不凍液冷却用の冷凍機２８に接続された後、還流配管部
２７ａにより蓄熱槽２１の上部の不凍液噴射ノズル３０
に導かれ、不凍液冷熱供給系統Ａ１を構成している。他
方の分岐管は、冷凍機２８を迂回するバイパス配管２９
とされ、不凍液噴射ノズル３０に導かれて不凍液バイパ
ス系統Ｂ１を構成している。

【００２３】冷凍機２８は、不凍液冷熱供給系統Ａ１と
別の閉ループ状の冷却水配管３１に接続されており、こ
の冷却水配管３１に冷却塔３２および冷却水ポンプ３３
が設けられ、不凍液冷却用の冷却水が冷凍機２８に循環
するようになっている。

【００２４】不凍液噴射ノズル３０は図２に示すよう
に、不凍液冷熱供給系統Ａ１の第２不凍液配管２７に接
続された小径な内管３４と、この内管３４を覆う配置で
設けられ不凍液バイパス系統Ｂ１のバイパス配管２９に
接続された大径な外管３５とを有している。そして内管
３４には、冷凍機２８にて０℃以下に冷却された不凍液
２３ａが供給され、この低温の不凍液２３ａがノズル噴
射口３６から蓄熱槽２１の水２４中に噴射されることに
より、その不凍液２３ａと蓄熱槽２１内の水２４とが直
接接触して熱交換され、これにより水２４が流動状態で
凍結してシャーベット状の氷３７が生成される。熱交換
により冷熱を失った不凍液は、蓄熱槽２１の内底部の不
凍液貯溜部２２に戻る。このサイクルが連続的に繰り返
される。

【００２５】一方、外管３５には不凍液バイパス系統Ｂ
１からの温かい不凍液２３ｂが供給され、この不凍液２
３ｂはノズル噴射口３６において、内管３４から噴射さ
れた０℃以下の不凍液２３ａの外側に噴射されて外周膜
３８を形成しながら、蓄熱槽２１内に噴射される。そし
て、この外周膜３６により、内管３４から噴射された０
℃以下の不凍液２３ａは、ノズル噴射口３６からの噴射
直後位置で直接水２４と接することなく水中に噴射され
ることになり、ノズル噴射口３６での氷着を発生するこ
となく、氷が生成されるようになっている。

【００２６】このものにおいて、図１に示すように、不
凍液バイパス系統Ｂ１のバイパス配管２９に、不凍液噴
射ノズル３０の外管３５のノズル噴射口３６部位が異常
低温となる状態を検出する検出手段３９と、この検出手
段３９によって異常低温状態が検出された場合に不凍液
バイパス系統Ｂ１を流動する不凍液２３ｂをノズル噴射
口３６部位で非凍結となる温度まで加温する温熱源４０
とが設けられている。

【００２７】検出手段３９は、本実施形態においては不
凍液噴出ノズル３０のノズル噴出口３６部位の温度を検
出する温度センサ３９ａとされている。そして、この温
度センサ３９ａでの検出信号Ｓ１が制御器４１に入力さ
れるようになっている。

【００２８】また、温熱源４０は、外気との熱交換によ
ってバイパス配管２９に流れる不凍液を加温する外気熱
交換器４０ａとされている。この外気熱交換器４０ａ
は、制御器４１から出力される制御信号Ｓ２によってオ
ン，オフ制御されるようになっている。そして、例えば
温度センサ３９ａによって、不凍液噴出ノズル３０の噴
出口３６部位の温度が０℃以下となったことが検出され
た場合に、制御器４１から出力される起動指令に基づい
て外気熱交換器４０ａが起動し、外気との熱交換によ
り、バイパス配管２９に流れる不凍液を加温するように
なっている。

【００２９】このような本実施形態の構成によると、運
転時には、蓄熱槽２１の底部に貯溜された不凍液２３
が、不凍液ポンプ２６の運転によって第１不凍液配管２
５に流出した後、不凍液冷熱供給系統Ａ１では冷凍機２
８により冷却されて０℃以下の低温となり、蓄熱槽２１
の上部の不凍液噴射ノズル３０に供給される一方、不凍
液バイパス系統Ｂ１では冷却されないまま不凍液噴射ノ
ズル３０に供給される。この場合、外管３５から噴出さ
れる不凍液２３ｂが十分に温かい状態である時は、外気
熱交換器４０ａがオフ状態とされているが、不凍液噴射
ノズル３０のノズル噴射口３６に設けられた温度センサ
３９ａが０℃以下の温度検出を行うようになっているの
で、不凍液噴射ノズル３０のノズル噴射口３６で氷結が
生じ、かつ氷結が成長した場合には、ノズル噴射口３０
に設けられた温度センサ３９ａが成長した氷に覆われ、
これによって０℃の温度が検される。

【００３０】そこで、温度センサ３９ａからの検出信号
Ｓ１に基づいて制御器４１からの制御信号Ｓ２が起動指
令として出力され、外気熱交換器４０ａが起動して不凍
液バイパス配管２９内の不凍液２３ｂが加温される。こ
れにより、暖められた不凍液２３ｂが不凍液噴射ノズル
に供給され、ノズル噴射口３６の氷が解氷される。その
後、ノズル噴射口３６部位の解氷が進んで周辺の温度が
０℃を超えた場合には、温度センサ３９ａからの検出信
号Ｓ１に基づいて制御器４１から停止指令が出力され、
外気熱交換器４０ａの運転が停止する。

【００３１】以上の第１実施形態によれば、外気熱交換
器４０ａでの外気と不凍液２３ｂとの熱交換作用によ
り、蓄熱槽２１内の水２４および不凍液２３よりも高温
の不凍液２３ｂを不凍液噴射ノズル３０の外管３５に供
給することができ、不凍液噴射ノズル３０のノズル噴射
口３６で生成される氷をより効果的に解氷させることが
できる。

【００３２】また、不凍液噴射ノズル３０のノズル噴射
口３６に温度センサ３９ａを設けることによって、氷結
が生じた時のみ不凍液の温熱作用が働き、氷を解氷させ
ることができ、ノズル噴射口３６の内管３４から噴射さ
れる不凍液２３ａによる氷３７の生成作用を妨げること
なく、効率的に蓄熱槽２１内に氷３７を貯蔵することが
できる。

【００３３】図３は本発明の第２実施形態のシステム構
成を示す系統図である。

【００３４】本実施形態による氷蓄熱装置が前記第１実
施形態のものと異なる点は、検出手段３９を不凍液バイ
パス系統Ｂ１のバイパス配管２９内の圧力を検出する圧
力センサ３９ｂとした点にある。すなわち、冷凍機２８
の手前で分岐している不凍液バイパス配管２９は外気と
の熱交換を行う外気熱交換器４０ａに接続され、冷凍機
２８を通さずに直接不凍液噴射ノズル３０に通水できる
ように配管構成されている。この圧力センサ３９ｂの検
出信号Ｓ３が制御器４１に入力され、制御器４１から熱
交換器４０ａに制御信号Ｓ４が出力されるようになって
いる。その他の構成は第１実施形態と略同様であるか
ら、図３に図１と同一符号を付し、説明を省略する。な
お、図２は本実施形態でもそのまま参照する。

【００３５】このような第２実施形態の構成によると、
製氷運転時には第１実施形態と同様の作用で蓄熱槽２１
内で氷が生成され、貯蔵される。一方、不凍液噴射ノズ
ル３０のノズル噴射口３６で氷結が生じ、かつ氷結が成
長した場合には、成長した氷がノズル噴射口３６を塞ぐ
ため、不凍液バイパス配管２９内の圧力が異常に上昇す
る。

【００３６】そこで、不凍液バイパス配管２９内に設け
られた圧力センサ３９ｂが作動して、制御器４１を介し
て外気熱交換器４０ａが起動し、不凍液バイパス配管２
９内の不凍液２３ｂへの温熱供給量が増加する。そこ
で、暖められた不凍液が供給されることによって、ノズ
ル噴射口３６の氷が解氷される。ノズル噴射口３６の氷
が解氷した後は、不凍液バイパス配管２９内の圧力は正
常に戻るので、外気熱交換器４０ａの運転が停止する。

【００３７】なお、ノズル噴射口３６で氷結が生じる条
件は、不凍液バイパス配管２９内の不凍液温度が０℃以
下となることであるから、第２実施形態では圧力センサ
３９ｂに代えて、温度センサ（図示せず）を設けてもよ
い。これにより不凍液バイパス配管２９内の不凍液温度
が０℃以下である時のみ、その温度センサを作動させ、
制御器４１を介して熱交換器４０ａを運転させて不凍液
バイパス配管２９内の不凍液への温熱供給量を増加さ
せ、不凍液温度を０℃以上とする一方、不凍液温度が０
℃を超えた場合には、熱交換器４０を停止させることが
できる。

【００３８】以上の第２実施形態によれば、不凍液バイ
パス配管２９内に圧力センサ３９ａを設けることによっ
て、氷結による不凍液バイパス配管２９内の圧力上昇時
にのみ不凍液の温熱作用が働き、効率的に氷を解氷させ
ることができる。これにより、不凍液配管２９の異常圧
力上昇を防止することができ、不凍液噴射ノズル３０お
よび不凍液配管２９の破損を未然に防止することができ
る。なお、圧力センサ３９ａに代えて温度センサを設け
た場合には、不凍液バイパス配管２９内の不凍液温度を
常に０℃より高く保つことができ、ノズル噴射口３６で
の氷結を未然に防ぐことができる。

【００３９】図４は本発明の第３実施形態のシステム構
成を示す系統図である。

【００４０】本実施形態による氷蓄熱装置が前記第１，
第２実施形態のものと異なる点は、不凍液バイパス系統
Ｂ１の温熱源４０としての外気熱交換器４０ａに代え、
不凍液冷熱供給系統Ａ１の不凍液２２ａを冷却するため
の冷凍機２８で使用される冷媒としての冷却水４２と熱
交換を行う系内の熱交換器４０ｂを使用する構成とした
点にある。

【００４１】すなわち本実施形態においても、不凍液冷
熱供給系統Ａ１の不凍液２２ａを冷却するための冷凍機
２８は、その不凍液冷熱供給系統Ａ１と別の閉ループ状
の冷却水配管３１に接続されており、この冷却水配管３
１に冷却塔３２および冷却水ポンプ３３が設けられ、不
凍液冷却用の冷却水が冷凍機２８に循環するようになっ
ている。

【００４２】この冷却水配管３１の冷却水ポンプ３３下
流側に電動式の三方弁４３が設けられ、この三方弁４３
がモータ４４で駆動されるようになっている。この三方
弁４３に冷却水バイパス配管４５が接続され、この冷却
水バイパス配管４５は冷却水配管３１と異なるルートで
冷却塔３２の上流側に接続されている。そして、三方弁
４３の弁路が冷却水バイパス配管４５側で開となった場
合には、冷凍器２８で不凍液２２ａと熱交換されて昇温
された冷却水４２が冷却水バイパス配管４５を介して冷
却塔３２に還流するようになっている。

【００４３】本実施形態では、この冷却水バイパス配管
４５が不凍液バイパス配管２９の熱交換器４０ｂの二次
側に接続され、冷却水４２との熱交換によって不凍液が
加温されるようになっている。

【００４４】そして、例えば第１実施形態と同様に、不
凍液噴出ノズル３０の噴出口３６部位の温度を検出する
温度センサ３９ａ、およびこの温度センサ３９ａからの
検出信号Ｓ１を入力して制御動作を行う制御器４１が設
けられている。この制御器４１から出力される制御信号
Ｓ２が三方弁４３の動作用モータ４４に入力され、これ
によって三方弁４３が駆動されるようになっている。

【００４５】例えば、不凍液噴射ノズル３０の外管３５
のノズル噴射口３６部位が０℃以下の異常低温となり、
ノズル噴射口３６部位で氷結が生じたような場合には、
温度センサ３９ａによる温度検出および制御器４１から
の指令出力によってモータ４４が駆動され、三方弁４３
の弁路が冷却水バイパス配管４５側で開となる。これに
より、冷却水バイパス配管４５に暖かい冷却水４２が流
通し、熱交換器４０ｂで不凍液２３ｂとの熱交換によ
り、この不凍液２３ｂを加温するようになっている。加
温によりノズル噴射口３６の氷が解氷された後は、三方
弁４３が弁路を切り換え、冷却水バイパス配管４５への
冷却水供給は停止し、冷却水配管３１側での本来の冷却
水循環となる。

【００４６】なお、他の構成は前記第１実施形態と略同
様であるから、図４に図１と同符号を付して、説明を省
略する。また、図２は本実施形態でもそのまま参照す
る。

【００４７】以上の第３実施形態によると、前記各実施
形態と同様の作用効果が奏されるのは勿論であるが、熱
交換器４０ｂで不凍液バイパス配管２９内の不凍液２２
ｂと冷凍器２８の二次側冷却系の冷却水４２とを熱交換
させることによって、外部温熱を取り込む必要なく、高
温の不凍液２２ｂを不凍液噴射ノズル３０に供給するこ
とができ、不凍液噴射ノズル３０のノズル噴射口３６部
位で生じる氷結をより効果的に解氷させることができ
る。また、同一システム内での熱の供給作用によるもの
であるため、システム系内の冷熱損失がなく、蓄熱効率
を低下させることがないという利点も得られる。しか
も、不凍液噴射ノズル３０のノズル噴射口３６部位で温
度センサ３９ａを用いた直接的な温度検出を行うことに
よって、氷結が生じた時のみ不凍液の温熱作用が働き、
過不足ない動作で氷を確実に解氷することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、不凍液
バイパス配管内に熱交換器を設け、かつ不凍液噴射ノズ
ルの外管から噴射される不凍液を熱交換器で暖めること
によって、蓄熱槽内で０℃以下の不凍液と水との直接接
触熱交換による氷生成作用を損なうことなく、ノズル噴
射口での氷結を防止することができ、安定的な製氷運転
が可能となる。また、不凍液噴射ノズルのノズル噴射口
に温度センサを設け、または不凍液バイパス配管に温度
センサもしくは圧力センサを設けてノズル噴射口で氷結
を検出し、制御器を介して熱交換器への温熱供給量を制
御することによって、氷結が生じた時のみ熱交換器へ温
熱源を供給することができ、氷蓄熱装置の高効率化が図
れるようになる。しかも、不凍液バイパス配管内の熱交
換器の温熱源として、冷凍器の二次側冷却系の冷却水を
用いて不凍液を暖めることによって、蓄熱効率を低下さ
せることなく、さらに高効率の氷蓄熱を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る氷蓄熱装置の第１実施形態を示す
系統構成図。

【図２】図１で示す不凍液噴射ノズルの構成を拡大して
示す断面図。

【図３】本発明に係る氷蓄熱装置の第２実施形態を示す
系統構成図。

【図４】本発明に係る氷蓄熱装置の第３実施形態を示す
系統構成図。

【図５】従来の氷蓄熱装置を示す系統構成図。

【図６】図５で示す不凍液噴射ノズルの構成を拡大して
示す断面図。

【符号の説明】

２１ 蓄熱槽 ２２ 不凍液貯溜部 ２３ 不凍液 ２３ａ 不凍液 ２３ｂ 不凍液 ２４ 水 ２５ 第１不凍液配管 ２６ 不凍液ポンプ ２７ 第２不凍液配管 ２７ａ 還流配管部 ２８ 冷凍機 ２９ バイパス配管 ３０ 不凍液噴射ノズル ３１ 冷却水配管 ３２ 冷却塔 ３３ 冷却水ポンプ ３４ 内管 ３５ 外管 ３６ ノズル噴射口 ３７ 氷 ３８ 外周膜 ３９ 検出手段 ３９ａ 温度センサ ３９ｂ 圧力センサ ４０ 温熱源 ４０ａ 外気熱交換器 ４０ｂ 熱交換器 ４１ 制御器 ４２ 冷却水 ４３ 三方弁 ４４ モータ ４５ 冷却水バイパス配管 Ａ１ 凍液冷熱供給系統 Ｂ１ 不凍液液バイパス系統 Ｓ１ 検出信号 Ｓ２ 制御信号 Ｓ３ 検出信号 Ｓ４ 制御信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱媒体としての水とこれよりも比重が
   大きい冷熱媒体としての不凍液とが貯溜された蓄熱槽
   と、この蓄熱槽の底部から不凍液を取出し、その不凍液
   を冷凍機で０℃以下に冷却した後、前記蓄熱槽の上部に
   設けた不凍液噴射ノズルに還流させる不凍液冷熱供給系
   統と、前記蓄熱槽の底部から不凍液を取出し、その不凍
   液を前記冷凍機を迂回させて前記蓄熱槽の上部に設けた
   不凍液噴射ノズルに非冷却状態で還流させる不凍液バイ
   パス系統とを備え、前記不凍液噴射ノズルは、前記不凍
   液冷熱供給系統を経由した０℃以下の不凍液を前記蓄熱
   槽内の水に噴射させて熱交換によりシャーベット状の氷
   を生成する小径な内管と、この内管を覆う配置で設けら
   れ、前記不凍液バイパス系統を経由した非冷却の不凍液
   を前記蓄熱槽内の水に噴射させて前記内管から噴出され
   る０℃以下の不凍液の外周側に温かな不凍液の膜を形成
   する外管とからなるものにおいて、前記不凍液バイパス
   系統の配管に、前記不凍液噴射ノズルの外管のノズル噴
   射口部位が異常低温となる状態を検出する検出手段と、
   この検出手段によって異常低温状態が検出された場合に
   前記不凍液バイパス系統を流動する不凍液を当該ノズル
   噴射口部位で非凍結となる温度まで加温する温熱源を設
   けたことを特徴とする氷蓄熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、検
   出手段は不凍液噴射ノズルのノズル噴射口に設けられた
   温度センサであり、温熱源は外気との熱交換により不凍
   液バイパス系統の不凍液温度を加温する外気熱交換器で
   あることを特徴とする氷蓄熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の氷蓄熱装置において、検
   出手段は不凍液バイパス系統の配管温度を検出する温度
   センサまたは圧力を検出する圧力センサであり、温熱源
   は外気との熱交換により不凍液バイパス系統の不凍液温
   度を加温する外気熱交換器であることを特徴とする氷蓄
   熱装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の氷蓄熱装置にお
   いて、不凍液バイパス系統の温熱源を外気熱交換器に代
   え、不凍液冷熱供給系統の不凍液を冷却するための冷凍
   機で使用される冷媒との熱交換を行う熱交換器としたこ
   とを特徴とする氷蓄熱装置。