JP2000088297A - 氷蓄熱式空気調和装置及び氷蓄熱槽 - Google Patents

氷蓄熱式空気調和装置及び氷蓄熱槽

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JP2000088297A
JP2000088297A JP10262712A JP26271298A JP2000088297A JP 2000088297 A JP2000088297 A JP 2000088297A JP 10262712 A JP10262712 A JP 10262712A JP 26271298 A JP26271298 A JP 26271298A JP 2000088297 A JP2000088297 A JP 2000088297A
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ice
heat transfer
heat
transfer tube
storage tank
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Masao Imanari
正雄 今成
Toshihiko Fukushima
敏彦 福島
Sadao Sekiya
禎夫 関谷
Katsumi Matsubara
克躬 松原
Kenji Togusa
健治 戸草
Yoshihiko Mochizuki
佳彦 望月
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】氷の充填率を向上し、冷媒漏れを防ぎ、信頼性
を向上し、かつ低コスト化に適した氷蓄熱槽及び氷蓄熱
式空気調和装置を得る。 【解決手段】圧縮機12、室外熱交換器13を備えた室
外ユニット14と、室内熱交換器16、膨張弁18bを
備えた室内ユニット17と、内部に熱交換器が設置され
た氷氷蓄熱槽5とを有する氷蓄熱式空気調和装置におい
て、蓄熱利用の場合凝縮器とされる熱交換器と、熱交換
器を形成するパイプ状とされた伝熱管1及び該伝熱管に
設置された板状のフィン2と、フィン2の設置方向が垂
直に、かつ伝熱管1及びフィン2は複数列となるように
配置された氷蓄熱槽5とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱槽に設けら
れた伝熱管の内部に冷媒を流すことによって製氷あるい
は解氷を行う氷蓄熱式空気調和装置に係わり、特に氷蓄
熱槽の生産性を向上を図るものに好適である。
【0002】
【従来の技術】従来、氷蓄熱槽内の熱交換器を形成する
伝熱管の間の隙間を埋めるようにフィンを設け、製氷に
利用できなかった空間部を有効に活用し、氷充填率を上
げることが知られ、例えば特開平7−332711号公
報に記載されている。また、氷蓄熱槽にパネル型製氷コ
イルを充填し、製氷される氷の形状をパネル状となるよ
うにし、製氷の過程において水が閉じ込められることを
防止して伝熱管の破損を防ぐことが、特開平64−10
081号公報に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平7−33271
1号公報に記載の上記従来技術では、伝熱管の水平方向
にフィンが設置されているため、氷蓄熱槽内で製氷時に
水の対流が妨げられる。そして、そのため、水の閉じ込
めが生じ、それが着氷時に凍って膨張して伝熱管の破損
する恐れがある。
【0004】また、特開平64−10081号公報に記
載のものは解氷時にの水を循環させて空調を行う外融式
の氷蓄熱空調装置に対するもので、氷蓄熱槽を解氷時に
凝縮器の一部として扱う完全な内融式では製氷熱交換器
の伝熱管も高圧となり、あるいは非共沸混合冷媒を用い
たものではより一層に耐圧構造にする必要があり、パネ
ル型製氷コイルでは接合部の接合不良や腐食、冷媒漏れ
あるいは冷凍サイクル内への水の進入を考慮しなければ
ならない。
【0005】さらに、パネル型製氷コイルは専用に成形
しなければならず、低コスト化に適しているとは言い難
い。さらに、氷蓄熱槽の大きさに合わせて始めから製作
しなければならないため、共通化、汎用性等にも難点が
ある。
【0006】本発明の目的は上記従来技術の課題を解決
し、氷の充填率を向上させると共に、冷媒漏れあるいは
冷凍サイクル内への水の進入を防ぎ、かつ非共沸混合冷
媒、自然系冷媒などを用いた場合でもその信頼性を向上
し、かつ低コスト化に適した氷蓄熱槽及び氷蓄熱式空気
調和装置を提供することにある。なお、本発明は上記課
題の少なくとも一つを解決するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、圧縮機、室外熱交換器を備えた室外ユニ
ットと、室内熱交換器、膨張弁を備えた室内ユニット
と、内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽とを有する氷
蓄熱式空気調和装置において、蓄熱利用の冷凍サイクル
に切替えられた場合凝縮器とされる前記熱交換器と、前
記熱交換器を形成するパイプ状とされた伝熱管及び該伝
熱管に設置された板状のフィンと、前記フィンの設置方
向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前記フィンは複数列と
なるように配置された前記氷蓄熱槽とを備えたものであ
る。
【0008】これにより、伝熱管がパイプ状であるの
で、耐圧性に優れ冷媒漏れの恐れもなく、板状のフィン
が設置されているので、伝熱管の間の隙間を埋めて製氷
に利用できなかった空間部を有効に活用でき、さらに伝
熱管及びフィンは複数列に配置されるので、氷充填率を
上げることができる。また、フィンの設置方向が垂直に
なるように配置されるので、氷蓄熱槽内で製氷時に水の
対流が促進され伝熱管の破損を防止できる。さらに、氷
蓄熱槽の大きさに合わせて伝熱管及びフィンを組み合わ
せれば良いので、共通化、汎用性の点でも有利である。
【0009】以上より、冷媒漏れあるいは冷凍サイクル
内への水の進入を防ぎ、かつ非共沸混合冷媒、自然系冷
媒などを用いた場合でもその信頼性が向上されたものと
することができる。
【0010】また、本発明は上記において、伝熱管及び
フィンは前記氷蓄熱槽の底部から容器上端付近に至るま
で配置されたものである。
【0011】これにより、氷蓄熱槽の大きさを有効に使
えるのでより一層、氷充填率を上げることができる。
【0012】さらに、本発明は上記において、フィンは
半円状の溝とされた凹部を有し、該凹部で前記伝熱管が
固定されるものである。
【0013】これにより、フィンはプレス加工などで容
易に製作が可能となり、低コスト化に適したものとな
る。
【0014】さらに、本発明は上記において、伝熱管は
前記複数列の各列で一連となるように蛇腹状に折り曲げ
られて形成され、その直管部に前記フィンが設けられた
ものである。
【0015】さらに、本発明は圧縮機、室外熱交換器を
備えた室外ユニットと、室内熱交換器、膨張弁を備えた
室内ユニットと、内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽
とを有する氷蓄熱式空気調和装置において、蓄熱利用の
冷凍サイクルに切替えられた場合凝縮器とされる前記熱
交換器と、前記熱交換器を形成し、前記氷蓄熱槽の底部
から容器上端付近に至るまで高さ方向の大きさを持つ偏
平状のフィンと、前記フィンに固定されたパイプ状の伝
熱管と、前記フィンが垂直に設置され、かつ複数枚その
厚さ方向に積層されるように配置された前記氷蓄熱槽と
を備えたものである。
【0016】これにより、伝熱管がパイプ状であるの
で、耐圧性に優れ冷媒漏れの恐れもなく、偏平状のフィ
ンは氷蓄熱槽の底部から容器上端付近に至るまで高さ方
向の大きさを持ち、パイプ状の伝熱管を固定し、垂直に
設置されているので、伝熱管の間の隙間を埋めて製氷に
利用できなかった空間部を有効に活用できると共に、氷
充填率を上げることができる。また、氷蓄熱槽内で製氷
時に水の対流が促進され製氷時に水が閉じ込められるこ
とがない。
【0017】さらに、本発明は圧縮機、室外熱交換器を
備えた室外ユニットと、室内熱交換器、膨張弁を備えた
室内ユニットと、内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽
とを有する氷蓄熱式空気調和装置において、断面が円形
のパイプ状とされの外径が7〜9mmとされた伝熱管
と、前記伝熱管を固定するその厚さが3〜10mmとさ
れた板状のフィンと、前記フィンの設置方向が垂直に、
かつ前記伝熱管及び前記フィンを10〜50mmの間隔
で積層して配置された前記氷蓄熱槽とを備え、前記伝熱
管及び前記フィンの表面に氷を着氷させるものである。
【0018】伝熱管の断面が円形のパイプ状とされの外
径が7〜9mmであるので、非共沸混合冷媒、自然系冷
媒などを用いた場合でも耐圧性に優れ、板状のフィンは
伝熱管を固定し、その厚さが3〜10mmとされ、10
〜50mmの間隔で積層されので、伝熱管の強度を確保
でると共に、氷蓄熱槽内の空間部を有効に活用できる。
そして氷充填率を80〜90%程度まで向上することが
できる。
【0019】さらに、本発明は内部に水を蓄えその水内
に冷媒が流通する伝熱管が設置された氷蓄熱槽におい
て、前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた
入口側ヘッダ及び出口側ヘッダと、パイプ状とされた前
記伝熱管及び該伝熱管に設置された板状のフィンと、前
記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前記
フィンは複数列となるように配置されたものである。
【0020】入口側ヘッダ及び出口側ヘッダは氷蓄熱槽
の上部に水没しないように設けられているので、より一
層、氷充填率を向上したものとすることができる。
【0021】さらに、本発明は内部に水を蓄えその水内
に冷媒が流通する伝熱管が設置された氷蓄熱槽におい
て、前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた
入口側ヘッダ及び出口側ヘッダと、前記氷蓄熱槽の底部
から容器上端付近に至るまで高さ方向の大きさを持つ偏
平状のフィンと、前記フィンに固定されたパイプ状の伝
熱管と、前記フィンが垂直に設置され、かつ複数枚その
厚さ方向に積層されるように配置されたものである。
【0022】さらに、本発明は内部に水を蓄えその水内
に冷媒が流通する伝熱管が設置された氷蓄熱槽におい
て、前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた
入口側ヘッダ及び出口側ヘッダと、断面が円形のパイプ
状とされの外径が7〜9mmとされた伝熱管と、前記伝
熱管を固定するその厚さが3〜10mmとされた板状の
フィンと、前記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝
熱管及び前記フィンを10〜50mmの間隔で積層して
配置したものである。
【0023】さらに、本発明は上記において、フィンは
半円状の溝とされた凹部を有し、該凹部で前記伝熱管が
固定されるものである。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は、一実施例である氷蓄熱式空
気調和装置の基本構成図であり、図2及び図3は、それ
に用いられる製氷用の熱交換器を形成する伝熱管の部分
構成を示す斜視図である。
【0025】氷蓄熱式空気調和装置は、主に夜間、深夜
電力を利用して冷凍サイクルを動かし、冷熱を氷として
蓄えておき、昼間この冷熱を空調に利用する。氷蓄熱槽
に冷熱を蓄熱する際は、氷蓄熱槽5内の伝熱管1を冷凍
サイクルの蒸発器とすることにより、水槽内に収められ
ている熱交換器内に低温低圧の冷却用媒体を流して、そ
の表面に製氷して冷熱を蓄える。そして、この冷凍サイ
クルは、圧縮機12、凝縮器である室外熱交換器13、
開度が制御される膨張弁18a、蒸発器としての氷蓄熱
槽5内の伝熱管1及びバルブ19を通って圧縮機5に戻る
こととなる。
【0026】蓄熱した冷熱を空調に利用する際は、氷蓄
熱槽5内の熱交換器を冷凍サイクルの凝縮器の一部とす
ることにより、熱交換器内に高温高圧の冷却用媒体を流
して伝熱管1の製氷面側から氷11を解氷して冷熱を取
り出す。
【0027】従来の伝熱管1は、円形断面の銅パイプ
(外径約7〜9mm)を蛇腹状に折り曲げたものが用いられ
ため、表面に生成される氷も図19に示すごとく、断面
がほぼ円形のチュ−ブ状であり、上下左右に隣り合う伝
熱管1から生成される氷11との間に製氷できない未利
用部20が生じてしまう。よって、氷充填率(氷の体積/
全水はり量)は65%程度であり、氷の充填率を高めるた
めには、伝熱管1の表面に厚み60〜70mmの氷11を
製氷させなければならず、氷11の生成にしたがって伝
熱面表面から氷の生成面までの熱抵抗も増して、製氷完
了までには長時間を要していた。
【0028】さらに過剰製氷してしまった場合、隣り合
った伝熱管1から成長してくる氷11が未利用部20の
水を閉じ込めて水の逃げ場をなくしてしまうため、その
後、未利用部20の水が凍って膨張して伝熱管1を破損
させてしまう恐れもあった。
【0029】図1のものは、内融式の氷蓄熱式空気調和
装置の氷蓄熱槽にプレ−ト状の製氷熱交換器を用いたも
のであり、伝熱管1はパイプ状とされ、板状のフィン2
が伝熱管1に設置されている。そして、フィン2の設置
方向が垂直に、かつ伝熱管1及びフィン2は複数列とな
るように配置されている。
【0030】よって、伝熱管1群は、氷蓄熱槽5の底面
に対して垂直となるプレ−ト型氷熱交換器を配列させた
形状とほぼ同じとなるので、伝熱管1の伝熱面積を増す
ことができ、製氷量を増加させることができる。また、
同じ製氷量であればフィン2上にも氷が成長するため氷
の厚さを薄くでき、氷そのものによる熱抵抗も円管のみ
のときに比べて低く抑えることができる。さらに、製氷
形状も略プレ−ト状となるため、未利用部を減少して氷
の充填率を向上させることができる。
【0031】また、図1に示すように入口側ヘッダ22
と出口側ヘッダ23を氷蓄熱槽5の上部で水没しないよ
うに配置することにより、伝熱管3は、氷蓄熱槽5の上
部から挿入すれば良いので、製作性が向上され、入口側
ヘッダ11と出口側ヘッダ23は水没しないので、充填
率を高めることができる。さらに、過剰着氷時に未利用
部の水を閉じ込めることが防止できるので、伝熱管1の
破損も避けることができる。
【0032】具体的には、角型氷蓄熱槽(底面積0.33
3、上部面積0.39m3、槽高さ1.26m)のものに蛇管式
熱交換器を用いると、水張高さ1.21mの場合、氷充填率
は約53%である。これに対して同サイズの氷蓄熱槽
に、本実施例による板状のフィン2が設置された伝熱管
1を複数列のピッチつまり、プレ−ト間のピッチ25m
m(板状のフィン2の両面に10mm)で充填すると、
同じ水張り高さで充填率は約84%まで向上させること
ができる。
【0033】内融式の空気調和装置では、解氷時(蓄熱
利用時)に氷蓄熱槽内熱交換器を凝縮器の一部とした冷
凍サイクルに切り替えた場合、氷蓄熱槽5内の凝縮器は
高圧となり、耐圧性が必須条件となる。しかし、本実施
例による伝熱管1は、冷媒の流路が円管であるパイプ状
であり、このパイプ状の形態を骨格とした構成であるの
で、高耐圧なものとなり、非共沸混合冷媒、自然系冷媒
などを用いた場合でも信頼性を向上であきる。
【0034】さらに伝熱管1を氷蓄熱式空気調和装置の
製氷用熱交換器としているので、製氷は、製氷厚さに比
例した熱抵抗で済むため、伝熱管1内の冷媒の温度も従
来のように低温とする必要がない。そのため、冷凍サイ
クルの成績係数(COP)も高くでき、規定の製氷量に達す
るまでにかかる消費電力を低く抑えられる。
【0035】さらに、本実施例の伝熱管1は、二つのプ
レ−トを接合して冷媒の流路を形成させた接合タイプの
プレ−ト式熱交換器に比べ、高圧時の信頼性を向上させ
ることができる。
【0036】さらに、板状のフィン2はプレス加工等に
よって容易に製作できるので、熱交換器は簡素化され、
製作も容易となり、費用も安く抑えることができる。
【0037】さらに、フィン2とパイプ状の伝熱管1と
を組み合わせれば良いので、氷蓄熱槽5の大きさや形状
の異なる種々の氷蓄熱槽5への対応が容易で、部品の共
通化が図れる。
【0038】また図1においては、伝熱管1が水平設置
(氷蓄熱槽の底面に対して冷媒がほぼ水平に流れる)され
たものを示しているが、氷蓄熱槽の底面に対して伝熱管
1を垂直方向に設置しても良い。
【0039】図3は図2に示した伝熱管1の他の実施例
を示した構成図であり、本実施例は、フィン2を形成す
るプレ−トのパイプ1と接触する個所を伝熱管1の外形に
沿うように半円状の凹部4を設けて、伝熱管1を固定して
いる。これにより、伝熱管1とフィン2との接触面積が増
すため、伝熱管1内を流れる冷媒と伝熱管1の外側の水
(もしくは氷)との伝熱をより向上させることができる。
【0040】図4及び図5は、図2に示した伝熱管の他
の実施例を示した構成図であり、本実施例は一平面上に
蛇行するパイプ状の伝熱管1の片面側に伝熱管1の占有
面積よりも大きいフィン2を接合させている。図4では直
管部が水平タイプの蛇管について、図5は直管部が垂直
タイプの蛇管についての実施例を示している。
【0041】これにより、フィン2による製氷性能向上
のほかが伝熱管1の剛性を強化する役割も果たすため、
伝熱管1の支持部材等を設ける必要がなく、熱交換器の
構造をより簡素化させることができる。
【0042】図6は、図4に示したものの他の実施例を
示した構成図であり、フィン2を形成するプレ−トの伝
熱管1と接触する個所を伝熱管1の外形に沿う凹部4を設
けて固定させたものである。これにより、図4及び図5
のものに比較して伝熱性と剛性の両性能をより向上させ
ることができる。
【0043】図7は、図4、図5もしくは図6に示した
伝熱管1を用いた氷蓄熱槽の構成図であり、図4ないし
図6に示した伝熱管1の両端の余分なフィン部を氷蓄熱
槽5の側部の内壁に設けたガイド部6に勘合させて収め
たものである。これにより、熱交換器を形成する各々の
伝熱管1を間隙を保持させて支持する構造部材等を特に
設ける必要がない。
【0044】図8は、図6に示したものの他の実施例を
示した構成図であり、一平面上に蛇行する伝熱管1の片
面側にベント部7を除いた直管部分を覆うフィン2を接合
させたものである。これにより、フィン2と伝熱管1との
接合のための図6に示した凹部4を形成させるとき、曲
線部が省けて製作が容易となり、更に低コスト化に有利
である。
【0045】図9は、図8に示したものの他の実施例を
示した構成図であり、フィン2に覆われていない伝熱管1
のベント部7を断熱具8で覆ったものである。これによ
り、ベント部7への過剰着氷を回避することができる。
さらに、伝熱管1をフィン2相互が平行かつ氷蓄熱槽5
の底面に対して垂直となるようにすることにより、氷蓄
熱槽5の側面の断熱を兼ねることができる。なお本実施
例は直管部を水平にしたタイプの蛇管について示してい
るが、直管部を垂直にしたタイプの蛇管の場合には、ベ
ント部7が氷蓄熱槽5の底部と上部に配置されるため、
断熱具8は氷蓄熱槽5の底部と上部の断熱に利用でき
る。
【0046】図10は、図2に示した伝熱管1の他の実
施例を示した構成図であり、伝熱管1の折り返しのベン
ト部7一個所を含む一連のU字形伝熱管1の片面にそれ
らを覆うようにプレ−ト状のフィン2aを設けたもので
ある。これにより、図11に示すように種々の氷蓄熱槽
5の大きさに応じてこれらを取り付けベント9によって
組み合わせて熱交換器を組み立てることができる。よっ
て、様々なサイズの氷蓄熱槽5の熱交換器部品の共通化
が図れる。
【0047】また、図12に示すように図10に示した
伝熱管1を組み合わせたときの接続部を氷蓄熱槽5の水
面上に配置させることによって、接続部の接合不良や腐
食による冷凍サイクル内の冷媒漏れやサイクル内への水
の進入による故障などを防ぐことができ、信頼性をより
向上させることができる。
【0048】図13は、図10に示した伝熱管1の組み
合わせの変えた他の実施例を示した構成図であり、図1
0に示した実施例においてベント部7をプレ−ト状のフ
ィン2aで覆わずに露出させた伝熱管1複数個を取り付け
ベント9によって接合し、これら露出させたベント部7の
みを覆うフィン2bによって、新たに覆ったものである。
これにより、ベント部7への過剰着氷を防止することが
できる。また伝熱管1の曲がり形状にあわせた絞りなど
の複雑な形状加工を要するベント部7のフィン2を直管部
と切り離して連続加工することができ、生産性も向上で
きる。
【0049】図14は、図2に示した伝熱管の他の実施例
を示した構成図であり、一連の伝熱管1の複数パスの直
管部、あるいは全てのパスの直管部にまたがるように帯
状のフィン2cを少なくとも接触して固定したものであ
る。また、帯状のフィン2cを伝熱管1の直管部の長さよ
りも幅の狭いものを複数枚組み合わせた構成にすれば、
深さの異なる氷蓄熱槽5に対しても伝熱管1の直管部の
長さと帯状のフィン2cの枚数を変えることによって容易
に対応することができ、部品の共通化による低コスト化
の点で有利である。
【0050】図15は図10に示すものの他の実施例を
示した構成図であり、フィン2におけるパイプ1の納まる
凹部4をフィン2自体を折り曲げたときの谷部10で代用
し、ベント部7はこのフィン2に切れ目を入れて両側から
このベント部7を挟み込むことでフィン2を作成したもの
であり、低コスト化に有利である。
【0051】図16は伝熱管1の氷蓄熱槽5内での配置
についての他の実施例を示したものであり、氷蓄熱槽5
の高さ方向に対して伝熱管1が千鳥配列となるように配
置したものである。これにより、碁盤目状に配列とした
ときよりもフィン2aの厚み方向の充填枚数を多くでき
るため、氷11の充填率を向上させることができる。
【0052】図17は伝熱管1とフィン2の固定方法を
示す他の実施例を示した構成図であり、プレ−ト状のフ
ィン2の伝熱管1を固定する凹部4をフィン2の表側と裏
側交互に形成させることによって伝熱管1を固定する面
を互い違いとしたものである。これにより、凹部4を形
成させるときの加工による変形と伝熱管1の重量配分を
見かけ状均一とすることができ、熱交換器の剛性を向上
させることができる。
【0053】図18は、伝熱管1とフィン2の固定方法
の他の実施例を示した構成図であり、伝熱管1の直管部
を水平に設置した場合にプレ−ト両端部の伝熱管1の配
列を中央部に比較して密としたものである。パイプの配
列を均一とした場合、製氷時に周囲の水の自然対流で氷
11の断面は両端において先細りとなった流線形となり
易い。本実施例ににより、プレ−ト両端部への冷熱の分
配を密にして、両端においてより氷11をでき易くでき
る。よって、見かけ上の氷11の断面厚さを一様にするこ
とができ、氷蓄熱槽の上部と下部の局所におけるスペ−
スファクタ−を向上させることができる。
【0054】図19は図2に示した伝熱管の他の実施例
を示した構成図であり、伝熱管1の外表面の半周面を2
方向からのプレ−ト状のフィン2の端部でくるむように
固定したものである。これにより、伝熱管1とフィン2と
の接触面積を増やすことができフィン2への伝熱がより
良好となり、規定量を製氷する場合の製氷時間を短縮す
ることができる。
【0055】なお、伝熱管1の直管部の間隔(パイプピッ
チ)は、フィン2の板厚の20〜400倍が製氷能力上
で好適であり、望ましくは30〜50倍が良い。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、伝熱管がパイプ状であ
り耐圧性に優れ、板状のフィンが設置され、伝熱管及び
フィンは複数列に配置されるので、伝熱管の間の空間部
を有効に活用でき氷充填率を上げることができる。ま
た、フィンの設置方向が垂直であるので、製氷時に氷蓄
熱槽内で水の対流が促進され伝熱管の破損を防止でき
る。よって、非共沸混合冷媒、自然系冷媒などを用いた
場合でもその信頼性が向上された氷蓄熱式空気調和装置
及び氷蓄熱槽を得ることができる。
【0057】また、本発明によれば伝熱管がパイプ状で
あるので、冷媒漏れの恐れもなく、偏平状のフィンは氷
蓄熱槽の底部から容器上端付近に至るまで高さ方向の大
きさを持ち、垂直に設置されているので、伝熱管の間の
空間部を有効に活用でき、氷蓄熱槽内で製氷時に水の対
流が促進され製氷時に水が閉じ込められることがない氷
蓄熱式空気調和装置及び氷蓄熱槽を得ることができる。
【0058】さらに、本発明によれば伝熱管の断面が円
形のパイプ状とされの外径が7〜9mmであるので、非
共沸混合冷媒、自然系冷媒などを用いた場合でも耐圧性
に優れ、板状のフィンはその厚さが3〜10mmとさ
れ、10〜50mmの間隔で積層されので、伝熱管の強
度を確保でると共に、氷蓄熱槽内の空間部を有効に活用
して氷充填率を80〜90%程度まで向上した氷蓄熱式
空気調和装置及び氷蓄熱槽を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す氷蓄熱式空気調和装置
の基本構成図である。
【図2】図1に示す一実施例に用いられる伝熱管の部分構
成を示す斜視図である。
【図3】伝熱管の他の実施例による部分構成を示す斜視
図である。
【図4】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンの他の実
施例による構成図である。
【図5】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図6】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図7】氷蓄熱槽の他の実施例による構成を示す斜視図
である。
【図8】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図9】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図10】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図11】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図12】氷蓄熱槽のさらに他の実施例による構成図であ
る。
【図13】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図14】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図15】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図16】他の実施例における伝熱管及びフィンを氷蓄熱
槽内に収めた状態を示す配置図である。
【図17】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図18】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図19】熱交換器を形成する伝熱管及びフィンのさらに
他の実施例による構成図である。
【図20】従来の伝熱管の製氷時の様子を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1…伝熱管、 2…フィン、 2a…プレ−ト状のフィン、
2b…ベント部のみを覆うフィン、 2c…帯状のフィ
ン、4…凹部、 5…氷蓄熱槽、6…ガイド部、 7…ベン
ト部、8…断熱具、12…圧縮機、13…室外熱交換器、14
…室外ユニット、16…室内熱交換器、17…室内ユニッ
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関谷 禎夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 松原 克躬 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 戸草 健治 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 (72)発明者 望月 佳彦 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3L092 TA02 TA11 TA20 UA31 UA34

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、室外熱交換器を備えた室外ユニッ
    トと、室内熱交換器、膨張弁を備えた室内ユニットと、
    内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽とを有する氷蓄熱
    式空気調和装置において、 蓄熱利用の冷凍サイクルに切替えられた場合凝縮器とさ
    れる前記熱交換器と、 前記熱交換器を形成するパイプ状とされた伝熱管及び該
    伝熱管に設置された板状のフィンと、 前記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前
    記フィンは複数列となるように配置された前記氷蓄熱槽
    とを備えたことを特徴とする氷蓄熱式空気調和装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のものにおいて前記伝熱管
    及びフィンは前記氷蓄熱槽の底部から容器上端付近に至
    るまで配置されたことを特徴とする氷蓄熱式空気調和装
    置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のものにおいて、前記フィ
    ンは半円状の溝とされた凹部を有し、該凹部で前記伝熱
    管が固定されることを特徴とする氷蓄熱式空気調和装
    置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載のものにおいて、前記伝熱
    管は前記複数列の各列で一連となるように蛇腹状に折り
    曲げられて形成され、その直管部に前記フィンが設けら
    れたことを特徴とする氷蓄熱式空気調和装置。
  5. 【請求項5】圧縮機、室外熱交換器を備えた室外ユニッ
    トと、室内熱交換器、膨張弁を備えた室内ユニットと、
    内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽とを有する氷蓄熱
    式空気調和装置において、 蓄熱利用の冷凍サイクルに切替えられた場合凝縮器とさ
    れる前記熱交換器と、 前記熱交換器を形成し、前記氷蓄熱槽の底部から容器上
    端付近に至るまで高さ方向の大きさを持つ偏平状のフィ
    ンと、 前記フィンに固定されたパイプ状の伝熱管と、 前記フィンが垂直に設置され、かつ複数枚その厚さ方向
    に積層されるように配置された前記氷蓄熱槽とを備えた
    ことを特徴とする氷蓄熱式空気調和装置。
  6. 【請求項6】圧縮機、室外熱交換器を備えた室外ユニッ
    トと、室内熱交換器、膨張弁を備えた室内ユニットと、
    内部に熱交換器が設置された氷蓄熱槽とを有する氷蓄熱
    式空気調和装置において、 断面が円形のパイプ状とされの外径が7〜9mmとされ
    た伝熱管と、 前記伝熱管を固定するその厚さが3〜10mmとされた
    板状のフィンと、 前記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前
    記フィンを10〜50mmの間隔で積層して配置された
    前記氷蓄熱槽とを備え、 前記伝熱管及び前記フィンの
    表面に氷を着氷させることを特徴とする氷蓄熱式空気調
    和装置。
  7. 【請求項7】内部に水を蓄えその水内に冷媒が流通する
    伝熱管が設置された氷蓄熱槽において、 前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた入口
    側ヘッダ及び出口側ヘッダと、 パイプ状とされた前記伝熱管及び該伝熱管に設置された
    板状のフィンと、 前記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前
    記フィンは複数列となるように配置されたことを特徴と
    する氷蓄熱槽。
  8. 【請求項8】内部に水を蓄えその水内に冷媒が流通する
    伝熱管が設置された氷蓄熱槽において、 前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた入口
    側ヘッダ及び出口側ヘッダと、 前記氷蓄熱槽の底部から容器上端付近に至るまで高さ方
    向の大きさを持つ偏平状のフィンと、 前記フィンに固定されたパイプ状の伝熱管と、 前記フィンが垂直に設置され、かつ複数枚その厚さ方向
    に積層されるように配置されたことを特徴とする氷蓄熱
    槽。
  9. 【請求項9】内部に水を蓄えその水内に冷媒が流通する
    伝熱管が設置された氷蓄熱槽において、 前記氷蓄熱槽の上部に水没しないように設けられた入口
    側ヘッダ及び出口側ヘッダと、 断面が円形のパイプ状とされの外径が7〜9mmとされ
    た伝熱管と、 前記伝熱管を固定するその厚さが3〜10mmとされた
    板状のフィンと、 前記フィンの設置方向が垂直に、かつ前記伝熱管及び前
    記フィンを10〜50mmの間隔で積層して配置したこ
    とを特徴とする氷蓄熱槽。
  10. 【請求項10】請求項7ないし9に記載のいずれかのも
    のにおいて、前記フィンは半円状の溝とされた凹部を有
    し、該凹部で前記伝熱管が固定されることを特徴とする
    氷蓄熱槽。
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