JP2731498B2 - 気体冷却装置 - Google Patents

気体冷却装置

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JP2731498B2
JP2731498B2 JP5071954A JP7195493A JP2731498B2 JP 2731498 B2 JP2731498 B2 JP 2731498B2 JP 5071954 A JP5071954 A JP 5071954A JP 7195493 A JP7195493 A JP 7195493A JP 2731498 B2 JP2731498 B2 JP 2731498B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製貯氷用の製貯氷室
と、製貯氷室内に冷却流体を循環させて流体と氷との間
で熱交換を行うための手段と、製貯氷室内に被冷却流体
を循環させて流体と氷との間で熱交換を行うための手段
とを備える気体冷却装置に関する。
【０００２】また、本発明は、上述した流体冷却装置の
一部である製貯氷室と、冷却流体および被冷却流体と氷
との間で熱交換を行うための平管列群の管に関する。
【０００３】
【従来の技術】近年、例えば空気調和装置のような空気
を処理する装置内に冷却用の製貯氷室を備えて流体を冷
却する装置が開発されている。このような装置では、空
気は「冷却室」と呼ばれる熱交換器を通過し、グリコー
ルなどの不凍液との間で熱交換が行われる。この不凍液
の温度は室温以下であり、熱交換を行うためにポンプを
使用して冷却室と製貯氷室との間に不凍液を循環させ
る。このように製貯氷室内に不凍液を送って氷との間で
直接熱交換を行うが、この時、不凍液は流れるままにし
ておくか、またはバッフルによって誘導しながら流す。
すなわち、ここでの不凍液は製貯氷室内において氷との
間で熱交換を行うことで冷却される流体である。
【０００４】もちろん、最初に製氷しておかなければな
らない。製氷した氷は被冷却流体との間で熱交換を行う
ことによって溶解するため、製貯氷室に冷却流体を送る
ことによって氷を製氷することになるが、この方法とし
て２つの方法が可能である。
【０００５】第１の製氷方法では、製貯氷室を通る閉ル
ープ内に例えばフロン（Ｆｒｅｏｎ；米国Ｄｅｌａｗａ
ｒｅ州、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒ
ｓ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．製のフッ化物ガス）などの適当
な冷媒を冷却流体として送り、これを膨脹させている。
さらに、製貯氷室の他に、圧縮器、凝縮器、膨脹装置な
ど冷凍システムにおいて周知の構成要素も備えられてい
る。
【０００６】第２の製氷方法では、被冷却流体そのもの
を冷却流体として使用するものである。すなわち、グリ
コール化した水のような不凍液を製貯氷室外に備えられ
た、製貯氷室を通る閉ループからのフロンなどの気化冷
媒を利用して冷却する熱交換器に送るものである。ここ
でも製貯氷室の他に、圧縮器、凝縮器、膨脹装置など冷
凍システムにおいて周知の構成要素も備えられている。
冷却した流体を製貯氷室に送り、水を氷にする。
【０００７】消費エネルギの節約という面から、流体冷
却装置に製貯氷室を組み込むことに関心が持たれてい
る。というのも、流体冷却装置に製貯氷室を組み込むこ
とができれば、氷の製氷および貯蔵に必要なエネルギー
すなわち一般には冷凍システムの圧縮器を動作させるた
めの電気エネルギーの消費量を抑え、一昼夜または一週
間のうちのいわゆる「オフピーク時間」で製氷しながら
氷を貯蔵できるようになるためである。このように、一
昼夜または一週間のうちの他の時間に最大冷凍負荷を得
るようにして可能な限り圧縮器を動作させずに消費電力
を抑える一方で、エネルギー量を最大限にして冷凍効率
を高めることも可能なのである。空気調和装置の冷却室
に必要とされる冷凍能力は、殆どの場合、被冷却流体す
なわちグリコールなどの不凍液と、ある時間内に作られ
て貯蔵される氷との間で起こる熱交換量に左右される。
いうまでもないが、この期間内であっても必要に応じて
冷凍システムをさらに大きな冷凍能力で動作させること
も可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今のと
ころ製貯氷室を有する流体冷却システムには多くの問題
点がある。
【０００９】すなわち、上述した従来のシステムではグ
リコールなどの不凍液を製貯氷室用の冷却液や製氷用の
冷却流体として使用しているが、液体を使用する場合に
は必ず何らかの適当な耐漏水製パイプ系を備えなければ
ならない。さらに、例えば空調装置の冷却室と流体制御
部、安全弁、さらにループ内の他の機器装置とを接続し
なければならない上、複雑で高価な制御調節装置にも接
続しなければならない。また、パイプ系に定期的に不凍
液を補充して流体中の不凍液の比率を一定レベルに維持
しなければならない。点検修理の際にパイプ中の流体を
一旦排出して、再度充満させる場合もある。このような
点検修理には多大な労力を必要とする上、所要時間が長
くなりすぎると誤動作のために冷凍装置が動作を停止し
てしまったり、保守のため装置を停止させなければなら
ない場合もある。さらに、グリコールなどの不凍液の漏
洩によって装置周辺の環境をかなり汚染することも考え
られる。
【００１０】氷用冷却流体として使用される流体の中に
は、最初は液体であるがパイプの中で気化するものもあ
る。基本的に連続して製貯氷室の氷と共に配置されてい
るパイプの中で連続して流体が気化するような場合、膨
脹と気化とによって冷却を行うフロンなどの冷媒が漏洩
すると危険なのでパイプからの漏洩を防止するために多
くの注意を払わなければならない。さらに、実用上の問
題として、システムの他の場所で圧縮器用の潤滑油を保
持しておかなければならないが、この潤滑油は徐々にシ
ステム内に堆積してシステムの動作効率を悪くしてしま
い、膨脹気化システムの使用には問題がある。
【００１１】グリコールのような不凍液を冷却流体その
ものとして使用し、製貯氷室内で氷を作るような場合、
周知の冷凍装置では多数の構成部品を必要とし、個々の
部品の大きさも大きいので、冷凍装置を配置するために
広い空間を占めてしまう。
【００１２】欧州特許出願第０，４４１，５５３号に
は、被調温調湿空気そのものを被冷却流体として製貯氷
室内に循環させる空調装置が開示されている。この装置
において、流体と氷とは直接熱交換を行える関係におか
れている。膨脹時に液体から気体に変化する適当な流体
を直接膨脹させることによって製貯氷室の中で製氷す
る。空調に使う空気そのものを被冷却流体として製貯氷
室内に循環させ、直接熱交換を行って氷を作るので、グ
リコールのような不凍液の使用に伴う欠点は解決でき
る。しかしながら、直接的に膨張により冷気を生成させ
る不都合なについては未解決のままである。
【００１３】したがって、本発明の目的は、従来技術に
おける欠点を部分的に解決し、可能であるならば完全に
解決してしまうことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明によれば、被冷却流体は欧州特許出願第
０，４４１，５５３号において開示されているような周
知の気体であり、冷却流体も気体である流体冷却装置で
あって、好ましくは冷却流体及び被冷却流体の一方又は
双方が空気であるような流体冷却装置を提供できる。
【００１５】ここで、「気体」流体とはあらゆる温度条
件および圧力条件下で気体の状態を維持できる流体を意
味する。換言すれば、冷却流体および被冷却流体は少な
くとも製貯氷室を通る時には気体でなければならない。
気体はどのような気体であってもよく、複数の気体を混
合したものであってもよい。しかしながら、何らかの被
害を受けた場合でも危険を伴わない不活性ガスや空気の
ような気体または複数気体の混合物であることが好まし
い。可能なかぎり、冷却流体と被冷却流体のうち少なく
とも一方、好ましくは両方を空気にする。
【００１６】気体流体が漏洩したとしても、殆どの場
合、空気はグリコールのような不凍液やフロンなどの漏
洩物に比べると安全であるので、本発明による流体冷却
装置は周知の冷却装置よりも極めて安全性が高いといえ
る。もちろん、冷却装置を自由大気内で動作させる場合
に、冷却流体および被冷却流体に空気を利用することが
好ましい。このようにすれば、ループに充満しているの
は空気のみであるため、破損などの場合にも内容物の排
出や再充填を行う必要がなくなる。空気には不凍液を添
加しなくてよいので、かなり簡単な構成にできる上、点
検修理にかかる時間も削減できる。流体の流れを能動的
に発生させる装置は空気のような気体流体の場合にはフ
ァン、液体の場合にはポンプであり、出力を受動的に制
御する装置は空気の場合にはレジスタやダンパ、液体の
場合にはバルブであるが、このような流体の流れを能動
的に生成する装置であれ、出力を受動的に制御する装置
であれ、気体の制御装置、特に空気用のシステムは液体
用システムに比べて構成が簡単で信頼性は高く安価であ
る。さらに、回路の別々の場所を連結するために使用し
ても、気体用の装置の方が耐漏洩性を達成しやすいので
ある。
【００１７】本発明による装置は、構成が簡単で、経済
的かつ小型軽量である上、安全性も高く点検修理も楽で
ある。
【００１８】さらに、本発明による装置は、冷却流体か
ら氷に熱を伝える場合でも、氷から被冷却流体に熱を伝
える場合でも、熱の伝搬はすべて製貯氷室内で行うので
製貯氷室の壁を伝わる通常周囲で起こる損失以外には冷
凍能力の損失はないという最適効率を有する。
【００１９】冷却流体と被冷却流体とはいずれも空気で
あることが好ましいが、２種類の流体を使用するような
場合には、本発明は冷却流体と被冷却流体とを製貯氷室
内で互いに独立して循環させる手段を含んでいてもよ
い。また、冷却流体と被冷却流体とは異なっていてもよ
いが、好ましくは双方とも空気であることが好ましく、
これらの冷却流体と被冷却流体とを製貯氷室内で交互に
循環させる手段を含むことも可能であり、これらは互換
性があるものが用いられていても良く、また、同一のも
のが用いられても良い。
【００２０】本発明による装置では、冷却流体と被冷却
流体とが同一の流体である場合でも、流体と被冷却流体
とを互いに独立して製貯氷室内に送り、これらの流体同
士が混ざらないように各々閉ループ内を移動させる。こ
のようにすることで、氷に熱を伝えて被冷却流体を冷却
することとは独立して、冷却流体へと熱を伝導させて、
製貯氷室内で氷を作ることができるという利点がある。
このため、例えばオフピーク時間外で冷却して製貯氷室
の冷凍能力を一時的に越えてしまう場合などの一日のあ
る時間または一週間のある日などに基づく制御を行わな
くても、氷の製造および流体の冷却を同時に行うことが
できる。さらに、本発明による装置は被調温調湿空気を
特定の流路内の製貯氷室を通して被冷却流体として直接
利用する。冷却流体も好ましくは除湿して閉ループ内を
循環させる空気であるような空調装置での使用に特に適
したものである。調温調湿前の空気の水分含有量は極め
て大きく変化するが、この水分はかりに凝縮されたとし
ても実際には全く問題なく、また製貯氷室内の低温空気
から凝縮物を除去する手段を備えることも可能である。
【００２１】特に簡単で、経済的かつ効果的な方法とし
ては、製貯氷室内で冷却流体と被冷却流体との流路を隔
てるための手段として、互いに隣接して配置された製貯
氷室を貫通する少なくとも２つの平管列群を備えるもの
である。これらの平管列は製貯氷室内で少なくとも１つ
の製貯氷用空間を画定し、一方の平管列は冷却流体用平
管列であり、他方の平管列は被冷却流体用平管列であ
る。このように、氷と冷却流体または被冷却流体と氷と
の間で熱を交換するための特に小型軽量かつ効果的な装
置を提供できる。特に、冷却流体用平管列と被冷却流体
用平管列とを交差させている場合や同じ向きに配置して
いる場合、２つの流体が逆方向に平管列を通過する場合
などは特に効率的である。
【００２２】さらに、平管列を互いに重ね合わせ、これ
らのうちの１つの自由壁によって貯氷空間を形成するの
が好ましい。
【００２３】可能な限り、製貯氷室内の平管列を通過す
るあいだに冷却される流体での凝縮物が凍結するのを防
止することが好ましい。このような凝縮物の形成および
凍結の防止は、室内からの空気の相対的な湿度が広い範
囲にわたって変化する可能性がある場合に特に重要であ
る。上記したような群として平管列を配設するにあたっ
て、上記凍結を防止するために、上記冷却される流体、
すなわち冷却流体が流れる管を、被冷却流体の流される
平管列と製貯氷空間の間に配設するのである。さらに、
このような構成にすることで冷却流体と氷との間の熱交
換率を高めることができる。確かに氷と被冷却流体との
間での熱交換には、若干の悪影響を及ぼすことになる
が、これはさほど大きな問題とはならない。一般には、
被冷却流体の温度を氷と同程度の温度まで下げようとす
ることはないからである。
【００２４】本発明の第１の方式では、製貯氷室の壁に
沿って平管列を２つだけ備えて平管列群とする。２つの
平管列のうち一方は冷却流体用で貯氷空間に直接接触す
る。平管列のうち他方は被冷却流体用であり、好ましく
は熱絶縁状態で製貯氷室の壁の横に配置しておく。特に
簡単で経済的な方法において、このような２つの平管列
群を３枚の平壁によって形成することができる。３枚の
平壁は互いに平行で、このうち１枚は製貯氷室の壁であ
る。これらの壁は仕切板によって互いに連結されてい
る。仕切板は互いに平行であり、平壁間で冷却流体用平
管列や被冷却流体用平管列を形成する。本発明の第２の
方式では、平管群列を製貯氷室の壁から離す場合には平
管列群に１つの被冷却流体用平管列を備え、この平管列
を冷却流体用の２本の平管列の間に配置する。特に簡単
かつ経済的な方法において、このような３本の平管列を
４枚の平壁によって形成することができる。４枚の平壁
は互いに平行で仕切板によって互いに連結されている。
仕切板は互いに平行であり、平壁間で冷却流体用平管列
や被冷却流体用平管列を形成する。もちろん、この場合
にも、被冷却流体用平管列を冷却流体用の２本の平管列
に対して例えば９０゜で交差させて配置するか、または
３本の平管列を同じ向きに配置して被冷却流体の流動方
向と冷却流体の流動方向とを逆方向にすると好ましい。
【００２５】場合によっては、第２の方式を適用して、
例えば、２つの製貯氷空間の間、又は２つの平管列群の
間に製貯氷室の対称面に従って製貯氷室に１つの平管列
群を備えるものでもよい。また、第１の方式で平管列群
のうちの２つの平管列を互いに平行かつ１つの貯氷空間
の両側にある製貯氷室の２枚の壁に沿って備えてもよ
い。この配置は、製貯氷室が平管列に対して垂直な方向
に沿って狭まっているような場合に特に適している。
【００２６】しかしながら、平管列に対して垂直な空間
を製貯氷室用に十分確保できるのであれば、同一の製貯
氷室内に多数の平管列群を備えるのが好ましい。この場
合は第１の方式による平管列群を２つと第２の方式によ
る平管列群を１つ以上備えるが、冷却流体用のすべての
平管列を同じ方向に配置し、被冷却流体用のすべての平
管列も同じ方向に互いに平行に配置する。さらに、被冷
却流体用平管列と冷却流体用平管列とを交差させると好
ましい。この場合、冷却流体用平管列は冷却流体を集め
るための手段によって互いに連結され、被冷却流体用平
管列は被冷却流体を集めるための手段によって互いに連
結されている。
【００２７】もちろん、本発明による流体冷却装置とし
て使用する製貯氷室や、製貯氷室内で氷と冷却流体や氷
と被冷却流体の間で熱交換を行う熱交換用平管列群の最
低１つは新規性を有するものである。本発明は製貯氷室
にも関するものであり、この製貯氷室は好ましくは１つ
以上の被冷却流体用平管列から凝縮物を除去するための
手段を含む。さらに、本発明はこのような平管列群にも
関する。
【００２８】上述したように、冷却流体と被冷却流体と
を製貯氷室内で互いに独立して循環させる手段を本発明
による装置に備える場合、この手段は流体を冷却するた
めの閉ループを備えていることが好ましい。実際には、
この手段は製貯氷室の外で１本以上の冷却流体平管列群
の上に１つ以上の冷却流体用ループを備え、冷却流体と
冷媒との間で熱交換を行うための冷却室も備えると好ま
しい。さらに、冷却流体の流動方向に対して製貯氷室の
上流に冷却流体を循環させるためのファンを備える。冷
凍器（チラー）は、好ましくは冷却流体の流動方向に対
して１つ以上の冷却流体平管列のすぐ上流に備えてお
く。冷凍器と製貯氷室との配置をこのようにすること
で、製氷の際に最適な熱交換性を発揮することができ
る。
【００２９】閉ループ内での冷却流体の循環は被冷却流
体の循環とは独立して行われ、冷却流体と被冷却流体と
が例えば空気のような同一の物質であるような場合に
も、この冷却流体の閉ループ内に被冷却流体が混入する
ことはない。したがって、冷却後の流体湿度には関係な
く、冷却流体の湿度を制御して冷却流体ループ、特に上
記冷却機内での凝縮や凍結の危険を少なくすることがで
きる。湿度は大きく変化し、室内からの空気であっても
戸外から室内に入ってくる空気であっても、冷房装置に
おいても暖房能力もある空調装置においても湿度が高い
ときがある。被冷却流体は冷凍器を通過しないので、被
冷却流体での凝縮物凍結の危険性は極めて低い。凝縮物
は生成される可能性はあるが、１つ以上の被冷却流体用
平管列に連結した適当な手段によって収集手段で除去す
ることができる。
【００３０】本発明による装置は、冷却流体と被冷却流
体とを交互に流す手段を製貯氷室に備える。これらの流
体は空気であることが好ましく、このような装置は空気
を冷却する他に空気に含まれる水分を凝縮して除湿を行
うような場合には特に適している。この場合には、冷却
した流体から凝縮物を除去する適当な手段が製貯氷室に
備えられている。
【００３１】製貯氷室に冷却流体と被冷却流体とを交互
に流す手段は、少なくとも１つの平管列を備えることが
好ましい。この平管列は製貯氷室を通って製貯氷室内に
少なくとも１つの製貯氷空間を形成する。さらに平管列
内で冷却流体と被冷却流体とを交互に循環させる手段も
備える。管列は互いに平行な２枚の平壁によって特に簡
単かつ経済的な方法で形成されていることが好ましい。
この２枚の平壁は互いに平行な仕切板によって互いに連
結されている。本発明はこのような平管列と製貯氷室に
も関するものである。
【００３２】冷却流体および被冷却流体を交互に流す平
管列は１つであってもよい。この場合、平管列を製貯氷
室のどこかに配置し、製貯氷室内に２つの製貯氷空間を
形成する。したがって、この平管列を氷で囲むか多数の
ユニットとして備えて互いに平行に配置する。このよう
にして平管列を同じ方向に配置して２つの製貯氷空間を
形成する。平管列のいくつかの管を収集手段によって互
いに連結する。
【００３３】冷却流体および被冷却流体のうちの少なく
とも一方に水分を含み、平管列に流体を通過させる際に
この水分の凝縮が起こるからには、製貯氷室には１つ以
上の管列に形成された凝縮物を除去するための手段を備
えるのが好ましい。
【００３４】このような変形例において、本発明による
装置は、室内から再循環させる空気や戸外から室内に取
り入れる空気のような流体の冷却・除湿用の装置として
の使用に特に適している。本発明による装置は、例えば
テキスタイル工業や電子部品製造業などで使用する機械
など、調湿下で動作させる必要のある機械との併用また
はこのような機械の一部としての使用にも適している。
このような目的のために、平管列内で冷却流体と被冷却
流体とを交互に循環させる手段は、製貯氷室の外部に１
つの流体用の主ダクトを備える。この流体は、予め定め
られた方向に主ダクトを交互に通過する冷却流体と被冷
却流体である。主ダクトは流体と冷媒との間で熱交換を
するための冷凍器とファンとを含む。ファンは流体の移
動方向と同じ予め定められた方向に対して上流に位置
し、流体を循環させて排出する。平管列で冷却流体と被
冷却流体とを交互に循環させる手段は、製貯氷室の１つ
以上の平管列を含むバイパスダクトも備える。バイパス
ダクトは、第１の開口および第２の開口を介して主ダク
トの方に向いて開口している。第１の開口は、流体循環
用ファンの上流に位置しており、第２の開口は冷凍器の
下流に位置している。バイパスダクトと主ダクトの第２
の開口の間には通路を形成し、この通路の一端は、バイ
パスダクトの一端すなわち１つ以上の平管列とバイパス
ダクトとの間にある側と連結されている。また、通路の
他端は、主ダクトの一端すなわち（バイパスダクトに通
じる）第１の開口と循環用ファンとの間にある側と連結
されている。さらに、通路とバイパスダクトに通じる第
１の開口との間で主ダクト内に配置された第１の制御遮
断手段と、バイパスダクトに通じる第２の開口の下流で
主ダクト内に配置された第２の制御遮断手段と、バイパ
スダクトに通じる第２の開口内に配置された第３の制御
遮断手段と、通路に配置された第４の制御遮断手段とを
備える。
【０００３５】このような状態のもとでは、第２および
第４の制御遮断手段を閉じて第１および第３の遮断手段
を開けることにより、ファンから冷却室と製貯氷室内の
１つ以上の平管列を通ってファンまで流体を戻す循環は
このファンを使用して行われ、製貯氷室内での製氷は流
体によって達成できることは当業者によって容易に理解
できよう。さらに、第１の遮断手段を様々な程度に開
き、第３の遮断手段を完全に閉じて第２の遮断手段と第
４の遮断手段は様々な程度で開くことで、バイパスダク
トから製貯氷室内の１つ以上の平管列に流体を送ること
ができる。製貯氷室では、氷の冷却能力を利用して流体
を通過させる際にこの流体を冷却し、さらに平管列の冷
たい壁面上で凝縮を行なって流体の除湿をしてからこの
流体を主ダクトに戻す。主ダクトでは、例えば除湿した
冷風を送ろうとしている室内や機械などのある所望の方
向に向けてファンを動作させる。上述したような方法で
１つ以上の平管列から凝縮物を除去する。最後に、第３
および第４の遮断手段を閉じて第１および第２の遮断手
段を開くと、空気は主ダクトにしか流れない。すなわ
ち、空気はバイパスせずに目的地に向かって流れるので
除湿も行われない。しかしながら、空気は冷凍器を通過
するので冷却することが可能である。
【００３６】
【実施例】図１乃至図３を参照すると、本発明による冷
却装置１は水平なダクトの２つのセクション２ａと２ｂ
との間に位置していて例えばこのダクトは、戸外および
／または室内からセクション２ａを通って送られてくる
空気を被冷却流体として矢印３で示す水平方向に送るた
めのものである。調温調湿対象となる空気はダクトに流
入して再び室内に戻る前の空気であるが、空調には当業
者間で周知の方法を使用する。そのために必要な要素と
して図面にはファン４のみを示す。冷却後の空気はセク
ション２ｂを通って本発明による装置１から室内に送ら
れる。
【００３７】セクション２ａと２ｂとの間を通過する
際、被冷却空気は横道に迂回せずに、製貯氷室５を通っ
て一方向すなわち、この場合は水平方向に流れる。以
下、製貯氷室５の好ましい実施例について図３を参照し
て説明する。
【００３８】製貯氷室５は、一般的な矩形の平行管型の
ものであり以下のように構成される。各方向は矢印３で
示す方向すなわちここでは水平方向を基準にしたものと
する。
【００３９】１．互いに平行かつ長手方向に沿って鉛直
に配置された２枚の平側壁６で、これらの側壁６は連続
した防水性のものである。
【００４０】２．互いに平行かつ幅方向に沿って鉛直に
配置された２枚の平前壁７であって、セクション２ａと
対向する側およびセクション２ｂと対向する側で側壁６
と連結された平前壁７であって、これらの平前壁７はそ
れ自体防水性であり、かつ防水性を保持できるような状
態で平側壁６と連結されている。しかしながら、２枚の
側壁６の間には等間隔に形成した鉛直方向の平管列８の
開口部を有する。これらの平管列は互いに平行であり、
各列は鉛直方向に配置された長手方向にまっすぐな水平
管９からなる。したがって、これらの管列はいずれも壁
７の両側でセクション２ａと２ｂとに対向して開口した
状態になっている。
【００４１】３．長手方向に沿って水平に配置された防
水性の平底壁１０であって、この底壁は、防水性を保持
できるような状態で２枚の側壁６および２枚の前壁７に
連結してある。底壁１０は２枚の側壁６の間で長手方向
に等間隔に形成した平管列１１の開口端を有する。各列
は互いに平行関係にあり、長手方向に沿った多数の鉛直
管１２からなる。この管列の下端は製貯氷室５の平底壁
１０に向いて開口し、上端は製貯氷室の上壁１３に向い
て開口している。上壁１３は水平であり、側壁６と前壁
７との上部を規定している。
【００４２】平管列８は製貯氷室５の一方の前壁７から
他方の前壁まで遮断されずに延在し、平管列１１は、製
貯氷室の底壁１０から上端面１３まで遮断されずに延在
する。
【００４３】製貯氷室５の底壁１０から上端面１３まで
の長さは、ダクトセクション２ａ、２ｂの水平方向の下
壁１４から水平方向の上壁１５までの長さと同一であ
る。これらのダクトセクションは、製貯氷室５の側壁６
に対して長手方向に延在する２枚の水平壁１６によって
規定されている。セクション２ａ、２ｂと製貯氷室５は
いずれも同一の長方形断面を有する。この長方形断面は
正方形の場合もある。
【００４４】一方は水平で他方は垂直の平管列８および
平管列１１は、互いに平行とされ、かつ製貯氷室５の側
壁６に対しても平行であることに注意されたい。
【００４５】好ましくは、図示のように平管列８と１１
とを互いにグループとすることが好ましいが、製貯氷室
５の側壁６に隣接して配置されているか、または側壁６
の中間に配置されるかによって、配置方法は異なってい
てもよい。好ましい実施例は図３に示すような形のもの
であるが、他の実施例も本発明の範囲を逸脱せずに選択
することができる。
【００４６】図３を参照すると、製貯氷室５の各側壁６
に沿って２つの平管列８および１１の群１７が配置され
ている。水平に配置された管９を有する平管列８は側壁
６の一方に隣接している。垂直に配置された管１２を有
する平管列１１は平管列８に隣接している。もちろん、
どちらの場合も平管列は製貯氷室５の側壁６の間すなわ
ち壁の内側にある。各群１７は３枚の防水性平板から構
成されていることが好ましい。これらの平板は互いに平
行であり、側壁６と２枚の側壁６の間に位置する壁１
８、１９とに対応する。壁１８、１９の各々は、製貯氷
室の底壁１０と前壁７とに防水状態で連結されている。
これらの壁は製貯氷室の上端面１３の方にも延在してい
る。壁１９と側壁６との間に配置された壁１８は、多数
の長手方向に水平かつ平らな仕切板２０によって側壁６
に連結されている。これらの仕切板は互いに平行で防水
性であり、このうち２枚は管列８とは別の管９を規定す
る側壁６および１８としても使われている。同時に、壁
１９は多数の平らな横方向の仕切板２１によって壁１８
に連結されている。横方向の仕切板は互いに平行で鉛直
方向に配置された防水性のものであり、このうち２枚は
管列１１とは別の管１２を規定する壁１８および１９と
しても使われている。仕切板２０は、製貯氷室５の一方
の前壁７から他方の前壁まで延在し、仕切板２１は製貯
氷室の底壁１０から上端面１３まで延在している。
【００４７】側壁６に連結され、各々平管列８を１つと
平管列１１を１つ備える２つの群１７の間には、３つの
平管列からなる少なくとも群２２を少なくとも１つ配置
する。このうち２つの平管列１１は残りの１つの平管列
８を囲んでおり、各管列は互いに隣接している。図２に
示す実施例では７組の内側の管列群２２が備えられてい
る。もちろん、７組という数はほんの一例であって、こ
れに限定されるものではない。
【００４８】各管列群２２は、互いに平行な４枚の平板
によって規定されている。両端の２枚の壁２３と内側の
２枚の壁２４は各々防水性であり、一方の前壁７から他
方の前壁まで長手方向に延在している。さらに、これら
の４枚の壁は防水状態で両前壁に連結されている。さら
に、４枚の壁は防水状態で製貯氷室５の上端面１３と底
壁１０とに連結されている。両端の壁２３の各々は、多
数の平らな仕切板２５によって内側の壁２４の近い方と
連結されている。仕切板２５は互いに平行で、方向３に
対して横方向に延在した防水性の壁である。さらに、仕
切板２５は、製貯氷室の底壁１０から上端面１３まで延
在し、底壁と上端面との間かつ端部壁２３と内側の壁２
４との間で、平管列１１に対応する管１２を規定してい
る。同様に、２枚の内側の壁２４は、複数の平らな仕切
板２６によって互いに連結されている。これらの仕切板
は互いに平行で、長手方向かつ正確に水平に延在した防
水性の壁である。仕切板２６はさらに一方の前壁７から
他方の前壁まで延在し、これらの前壁間かつ２枚の内側
の壁２４の間で平管列８の別の管９を規定する。
【００４９】壁１８と６との間の横方向の空間は、仕切
板２０および２６と同じ方向であるが、これらの空間は
以下のように選択する。すなわち、セクション２ａから
２ｂまで空気が通過できる程度の大きさの横方向の断面
を管９によって提供できるように選択する。セクション
２ａおよび２ｂは、管に対する吸入側プレナムと排出側
プレナムとして機能する。本発明による装置によって冷
却する被冷却流体は、当業者によって容易に判断できる
ような空気とされる。
【００５０】同様に、管列群１７の壁１８と１９との間
の横方向の空間および管列群２２の壁２３とこの壁の近
い方の壁２４との間の横方向の空間を仕切板２１および
２５の方向と同じ方向にする。この時、管１２を垂直に
通ってすなわち実際には底から上まで閉じた流路を通っ
て製貯氷室５を通過する冷却流体が通過できる程度の大
きさの水平断面を管１２の群によって提供する。製貯氷
室５の内部で氷を作る閉じた流路について図２を参照し
て詳述する。被冷却流体、すなわちセクション２ａから
２ｂに流れる空気は、この氷と必要に応じて熱を伝導す
る。
【００５１】確実に貯氷するために、例えば水平横方向
に沿って管列群を等間隔に分散させるなどの方法で製貯
氷室内で管列群２２を互いに横方向に離間し、さらに管
列群２２と平管列群１７との間も離間させるようにす
る。互いに隣接した２つの平管列群２２の両外壁２３の
間、かつ隣接した平管列群２２の壁２３と管列群１７の
壁１９との間、製貯氷室５の２枚の前壁７の間、製貯氷
室の底壁１０と上端面１３との間の部分に空間２７を形
成する。このような製貯氷空間２７を備えることで氷に
変化する水を収容することができ、装置１は一層有益に
なる。この水は、熱の伝わり具合によって凍結して氷に
なったり、溶けて再凍結したりを繰り返す。
【００５２】管列群１７と管列群２２の各々において、
被冷却流体すなわち図示の例では空気を移動させる管９
と氷とは直接は接触せず、この管の間に介在する管１２
を介している。一方、冷却流体を移動させる管１２は製
貯氷室２７と直接接触されるようになっていることに注
意されたい。壁１８、１９、２３および２４は熱伝導性
の良い材料からなり、冷却流体と氷との間の熱交換だけ
でなく、氷と被冷却流体、すなわち空気との間の熱交換
も可能にする。一方、製貯氷室５の側壁６は好ましくは
熱絶縁しておく。ここでは除湿後の空気である冷却流体
を移動させる流路２８の閉ループの流動方向は矢印２９
で示す方向になる。このループは管１２の内側を通り、
横方向のハウジング３０によって製貯氷室５の外側を規
定している。ハウジング３０は防水状態で製貯氷室５に
連結されており、２つのプレナム３１および３２と導管
３３とを備える。底壁１０の下は吸入側プレナム３１で
あり、上面１８の上は排出側プレナム３２である。製貯
氷室５の一方の側壁６に沿って配置されているのは２つ
のプレナム３１および３２に通じた導管３３である。冷
却流体はこれらの中を垂直に下流に向けて流れる。
【００５３】循環用ファン３４を備えることで、閉ルー
プ２８内での流体の循環方向は２９で示す方向になる。
ファン３４は排出側プレナム３２内に備えられ、このプ
レナムから吸気して吸入側プレナム３１に向けて導管３
３に空気を排出する。
【００５４】吸入側プレナム３１内には、製貯氷室５の
底壁１０のすぐ下かつ方向２９に対して平管列１１の管
１２のすぐ上流に冷凍器（チラー）３５を備えている。
冷却室は冷却流体を管列１１の管１２に送る前に、冷凍
装置３６から冷凍器に送られてくる冷媒と冷却流体との
間で熱交換を行う。冷凍装置は、製貯氷室５と閉ループ
２８との外側に備えられ、冷凍器３５の冷媒排出口３７
と冷却室３５内の冷媒吸入口３８との間に連結された圧
縮器３９と凝縮器４０と、から構成されている。凝縮器
４０は当業者間で周知の方法によって熱交換を行うため
の回路４１に接続されている。
【００５５】ファン４および３４と冷凍装置３６とは、
例えば制御装置４２のメモリに格納されたプログラム機
能により自動制御される。制御装置４２は、冷却する室
内に備えられた温度センサなどのセンサ４３に応答す
る。制御装置はさらにタイマ４５および／または後述す
るようなサイクルによる手動制御装置４４などに応答す
る。
【００５６】ファン４および３４と冷凍装置３６の圧縮
器３９とは電気的に動作可能であるものとし、これらの
要素には、夜間や一週間の一定時間すなわちオフピーク
時に選択的な低価格で、オフピーク時以外の時間には通
常の高価格電力を供給する。オフピーク時においては、
冷凍能力を高めるために製貯氷室５で製氷を行う。この
目的のためにファン４を停止し、冷凍装置３６とファン
３４とを動作させる。このようにして底から上まで管１
２を介して空気を送り、冷凍器３５を通過させて冷却す
る。この時、冷却された空気は空間２７内の水から熱を
奪うので、水は凍結して氷になる。
【００５７】オフピーク時間外では通常圧縮器３９を停
止して定速または可変速でファン４を動作させる。ファ
ンの速度は、管９を通して製貯氷室５で冷却する空気の
移動に必要な関係に基づいて予め決めておく。空気は長
手方向３に沿って管の中を流動し、製貯氷室を通過する
際に、空間２７に存在する氷と熱交換を行って冷却され
る。ファン３４を動作させて、この空気が冷却されて室
内に送られるまでは常に管１２内を循環する。一方、可
変速度式ファン３４は製貯氷室の冷凍能力の関 数として
製貯氷室５からの出口空気の温度の安定に伴ない、被冷
却空気と氷との間の熱交換率を変えることができるとい
う利点がある。製貯氷室５の冷凍能力以上で室内または
装置を冷却する必要があるような場合には、圧縮器３９
を再度動作させて補助冷却を併用する。
【００５８】言うまでもないが、製貯氷室５の形状を変
えても同じように動作させることができる。図８に製貯
氷室の一例を示すが、これに限定されるものではない。
【００５９】図８において、図１乃至図３と同一の構成
要素にはこれらの図と同一の参照符号を付し、図１乃至
図３に示す構成要素の参照符号に１００を加えた参照符
号を付した要素は、図１乃至図３の類似の要素と対応し
ているが形状が異なるものである。
【００６０】したがって、図８において、参照符号１０
１、２ａ、２ｂ、３、４、１０５、６、１０７、８、
９、１１０、１１１、１１２、１１３、１４、１５、１
６、１１７、１８、１９、２０、１２１、１２２、２
３、２４、１２５、２６、２７、１２８、１２９、１３
０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、３６、
３７、３８、４２、４３、４４、４５は、図１乃至図３
において参照符号１〜３８および４２〜４５で示す構成
要素に対応する。
【００６１】図８に示す冷凍装置１０１と図１乃至図３
に示す冷凍装置１との相違点は、基本的には図８に示す
製貯氷室１０５と図１乃至３図に示す製貯氷室５との違
いにある。
【００６２】製貯氷室１０５において、仕切板１２１お
よび１２５は仕切板２１および２５のように鉛直ではな
く水平であり、各平管列群１１７および１２２において
１つ以上の管列１１１の管１１２も水平である。管は製
貯氷室１０５の底壁１１０や上端面１１３に向けて開口
していないので、製貯氷室の壁には開口は設けられてい
ない。管は各管列群１１７および１２２の上で防水性に
作られており、製貯氷室１０５の前壁１０７に向けて開
口している。これらの壁は貯氷空間２７以外は防水性で
はない。
【００６３】従って、平管列１１１の管１１２は製貯氷
室１０５内で冷却流体を水平に移動させるようになって
いる。
【００６４】この流れは被冷却流体の流れとは逆方向す
なわち方向３とは反対の水平方向１２９方向とすること
が好ましい。
【００６５】この目的のために、前壁１０７側かつ方向
３からみて下流側に冷却流体吸入側ダクト１３１が配置
されている。各ダクトは垂直管の形をとっており、上端
は閉じて下端は水平ダクト１３３に向けて開口してい
る。このダクトは、製貯氷室１０５の壁１１０に隣接し
たハウジング１３０によって規定され、ダクトセクショ
ン２ａ、２ｂの下側の壁１４に極めて近いところに位置
している。図示の実施例において、各ダクトは対応する
氷貯蔵空間２７を通ってダクトに隣接している平管列１
１１の管１１２に通じる防水通路を形成する。平管列８
とセクション２ａとの間は自由通路となっている。しか
しながら、例えばダクトを各管列１１１に備えるような
実施例とすることも可能である。同様に、製貯氷室１０
５の前壁１０７かつ方向３からみて上流側に排出側ダク
ト１３２を備える。各ダクト１３２は、吸入側ダクト１
３１を形成する管と同様の垂直管の形をとっている。吸
入側ダクトを形成する管の場合と同様に排出側プレナム
の管も上部を閉じてダクト１３３に通じる下側を開口し
ておく。さらに、吸入側ダクト１３１を形成する管の場
合と同様に、排出側ダクトの管も平管列８とセクション
２ａとの間を全く遮断しないようにされている。さら
に、この排出側ダクトの管は、図示の実施例では同じ貯
氷空間２７の両側に配置された２つの平管列１１１によ
って分岐しているが、吸入側ダクト１３１を形成する管
の場合と同様に他の形状とすることもできる。
【００６６】ダクト１３３を介し、吸入側ダクト１３
１、排出側ダクト１３２および平管列１１１に沿って、
ハウジング１３０は閉流路すなわち閉回路１２８を規定
する。空気は冷却室１３５を通過する際にこの回路によ
って冷却される。冷凍器１３５は冷凍器３５と全く同一
であるが、循環用ファン１３４の動作するハウジング１
３０内部に配置されている。循環用ファン１３４は循環
用ファン３４と全く同一であるが、ハウジング１３０内
部に配置されている。空気などの被冷却流体を移動させ
る管９は貯氷空間２７内の氷と直接接触してはいないこ
とに注意されたい。管１２または１１２が備えられてい
るため、管９は氷との熱交換効率はある程度低下する
が、管１２または１１２には被冷却流体を管９内に送る
のと同時に冷却流体が送られる。これにより、被冷却流
体に含まれる水蒸気の凝縮およびこの結果として発生し
得るシステムの冷凍能力の減少をかなり防止できる。被
冷却流体に残る凝縮物の量は少なくすべきである。しか
しながら、図１および図２において概略的に示すよう
に、方向３に対して製貯氷室５のすぐ下流にドレイン４
６を備えるのが好ましい。被冷却流体の流路内の製貯氷
室５の底壁１０または製貯氷室１０５の底壁１１０にお
いて、図示しない方法でドレインをほぼ水平に配置し、
製貯氷室の一方の側壁６から他方の側壁まで延在させ
る。すなわち、ドレインはすべての平管列８のすべての
管９の各々対応する開口の下に延在して凝縮物を収集
し、この凝縮物を製貯氷室５およびセクション２ｂから
適当な排水受けに排出するようにされていても良い。
【００６７】冷却流体そのものが閉ループ２８または１
２８内を流動するため、ループ２８または１２８内での
凝縮の危険性をなくすように湿度を制限することもでき
る。
【００６８】製貯氷室５または１０５の形状は、図１乃
至図３および図８を参照して上述したように、流体内に
おける凝縮物の形成を防止したいような場合に特に適し
ている。しかしながら、本発明による装置の製貯氷室
は、流体に含まれる水蒸気を空気調和させるべき空気か
ら凝縮させて流体の湿度を調節するように設計すること
もできる。したがって、本発明の図１乃至図３、又は図
８の装置は、単に室内の冷却を行うばかりでなく、室内
から冷却装置に送られて冷却後に室内に戻される空気
等、含まれる湿度が変動する場合等に特に好適である。
さらに、本発明の装 置は、特に空気冷却の他にも、製貯
氷室内での凝集による低湿度化のために特に好適である
といえる。
【００６９】図４乃至図６には、本発明による装置が参
照符号４７によって示されている。この装置は内側ダク
ト４８に一部収容されている。この内側ダクト４８は被
冷却被除湿流体用の主ダクト４９、すなわち主流路の一
部となっているとともに、部分的に主ダクト４９または
ダクト４８のバイパスダクト５０に連通している。主ダ
クト４９は、例えば室内および／または戸外から送られ
てくる空気のような被冷却被除湿流体を決められた方向
５１に移動させるためのものである。この被冷却被除湿
流体は調温調湿後に室内や機械装置に送り返される。
【００７０】方向５１に沿って主ダクト４９またはダク
ト４８は、連通したバイパスダクト５０の上流の開口５
２とバイパスダクト５０の下流の開口５３とを有してい
る。開口５２のすぐ下流すなわち開口５３の上流かつダ
クト４８の内部には、屋内遮断制御手段５４が備えられ
ている。屋内遮断制御手段５４は、例えばダンパ５５の
ような形をとり、ダクト４８内で制御して回動させるこ
とができる。より詳細に言えば、ダンパ５５は図４乃至
図６に示す水平軸５６を中心に図４および図６に示す位
置と少なくとも図５に示す位置との間を回動するように
されている。
【００７１】方向５１に対して遮断制御手段５４の下
流、かつバイパスダクト５０の開口５３の上流におい
て、ダクト４８は、速度可変型のファン５７を備え、被
冷却被除湿流体を上流から下流へ移動させるようになっ
ていることが好ましい。冷凍器５８は、方向５１に対し
て垂直に備えられ、ダクト４８の断面およびファン５７
の排出側断面全体にわたって延在している。被冷却被除
湿流体はファン５７によって強制的にダクトを通過し、
冷凍器５８を通過する際に循環冷媒との間での熱交換を
行う。この他、冷媒排出口５９と冷媒吸入口６０との間
には、冷凍システム６１が配設されている。システムは
当業者間で周知の方法で圧縮器６２、凝縮器１６２、放
熱回路６３を備えている。さらに、方向５１に対してバ
イパス５０の開口５３のすぐ下流において、ダクト４８
は、主ダクト４９内に遮断制御手段６４を備えている。
手段６４は、例えば、手段５４と同様に、図４に示すよ
うに極めて近接しているダクト４８および主ダクト４９
の間で各々対応する水平軸６６を中心として制御可能に
回動するダンパ６５の形状とされている。さらに、図５
および図６においては、ダクト４８の開口断面は上流か
ら下流に空気を送るために完全に開いているのが示され
ている。
【００７２】また、本発明の装置は、バイパスダクト５
１に通じる開口５３の遮断状態を調節するための遮断制
御手段６７を備える。この手段は、例えば軸６９を中心
として制御可能に回動するダンパ６８の形状とされてい
る。図４において示すように、本実施例では、バイパス
ダクト５０とダクト４８との間で開口５３を通っての流
体の流れを遮断しないような位置でダクト４８のすぐ上
にバイパスダクト５０を備えていることを考慮して軸６
９を水平にしてある。さらに、バイパスダクト５０とダ
クト４８または主ダクト４９の間での流体通路は、図５
および図６において示すように完全に遮断されている。
【００７３】バイパスダクト５０は、上流側開口５２と
下流側開口５３とを連通し、ダクト４８および主ダクト
４９に通じている。バイパスダクト５０にはさらに、フ
ァン５７を介さなければ冷凍器５８に通じないような形
としうる、上流側開口５２とファン５７の吸入側との間
において、方向５１に対して冷凍器５８のすぐ上流にあ
り、ダクト４８および主ダクト４９に向いた補助開口７
０が設けられている。この補助開口７０は、開口５３と
同様に、遮断手段７１と共に配設されている。遮断手段
７１は、図示の実施例では、図４及び図６に示すように
開口７０を完全に閉じる位置と図５に示すように開口７
０を開く位置との間で水平軸７３を中心として制御可能
に回動するダンパ７２の形状を有している。
【００７４】上流側開口５２と補助開口７０との間でバ
イパス５０は水平領域７４を有する。却被除湿流体は、
後述するようにこの水平領域を介して水平方向に移動で
きる。水平領域７４は好ましくは正方形の断面を有し、
製貯氷室７５によって完全に占められている。これにつ
いては図７を参照して後述する。
【００７５】上流側開口５２と下流側開口５３または補
助開口７０の間のバイパスダクト５０の水平領域７４に
おける流体流路の水平方向７６を長手方向の基準方向と
して考えると、方向７６は好ましくは被冷却被除湿流体
用の主ダクト４９における流動方向５１に対して平行で
ある。製貯氷室７５は２枚の平側壁７７によって規定さ
れている。平らな側壁７７は互いに平行であり、垂直か
つ長手方向に熱絶縁されている。さらに、好ましくは側
壁７７をバイパスダクト５０の壁によって規定する。底
壁７８は平らで長手方向かつ水平方向に熱絶縁され、バ
イパスダクト５０とダクト４９及び主ダクト４８の間に
規定されることが好ましい。製貯氷室はさらに２枚の平
壁７９によって規定されている。これらの平壁７９は互
いに平行であり、垂直かつ極めて正確に横方向に配置さ
れている。製貯氷室７５は最上部において平らな上端壁
１８０によって遮断されている。上端壁１８０は長手方
向に水平であり、熱絶縁されていることが好ましい。バ
イパスダクト５０の壁を上端壁１８０とすることも可能
である。
【００７６】壁７７、７８、７９は防水性であり、防水
状態で互いに連結されている。壁１８０も防水性である
が、壁７７にのみ防水状態で連結されている。前壁７９
に対して垂直方向のクリアランスが形成され、製貯氷室
７５はバイパスダクト５０の内部において図示しないが
当業者間で周知の方法で上向きに開口している。
【００７７】製貯氷室５の前壁７と同様に、製貯氷室７
５の前壁７９も平管列８１の長手方向の管８０の開口部
を備えている。これらは垂直かつ好ましくは側壁７７上
で等間隔に形成されている。平管列８１の一端は製貯氷
室７５の底壁７８から上壁１８０まで長手方向かつ垂直
に延在し、他端は前壁７９の一方から他方に延在してい
る。
【００７８】平管列８１の各々は、図３において上述し
たような平管列８と同様の構成要素を有することが好ま
しい。
【００７９】換言すれば、これらの管列のうち２つを製
貯氷室７５の側壁７７に隣接して配置し、２つの管列を
側壁７７と側壁７７に平行な防水性平壁８２とによって
規定する。壁８２は壁７８、７９、８０に防水状態で連
結されている。２つの管列はさらに水平方向の平らな仕
切板８３によって規定される。仕切板は防水性であり、
壁７７および８２に連結されて管８０を形成する。これ
ら外側の管列８１と内側の管列８１の間にはさらに幾つ
かの管列が配設されているが、図７には１つだけが例示
されている。また、内側の管列８１の各々、２枚の防水
性平壁８４によって規定されている。壁８４は互いに平
行であり、長手方向かつ垂直方向に延在し、壁７８およ
び８０に防水状態で連結されている。この２枚の壁８４
は、仕切板８３と同じ位置で仕切板８５によって互いに
連結され、仕切板８３と同様に製貯氷室７５の前壁７９
の一方から他方に延在している。
【００８０】言うまでもないが、管８０は、壁８２、８
３、８４によって互いに離間できるような大きさおよび
形状に形成され、後述するような動作に適した横方向の
通路断面を提供する。
【００８１】さらに、２つの隣接した管列８１の壁８４
と、製貯氷室の側壁７７に隣接した各管列８１の壁８２
と、管列８１の壁８４とは互いに離間し、管列８１の間
に空間８６を形成している。管列８１は水を通すための
ものであり、前壁７９と上壁８０との間の上部に向けて
開口した部分以外は防水性である。この水を凍結させて
氷にすると、氷を溶かすことによって冷却できるので製
貯氷室は冷凍能力を発揮できる。冷凍は以下に述べるシ
ーケンスに基づいて電子制御装置８７のメモリに格納さ
れたプログラムの機能として行うことも可能である。電
子制御装置８７は、温度センサや湿度センサのようなセ
ンサ８８、タイマ８９および／または手動制御装置９０
に応答する。センサ８８は、冷却除湿後の空気などの流
体を送る室内や機械に備えられた温度センサや湿度セン
サなどである。一方、タイマ８９はファン５７および圧
縮器６２に供給する電力の電気料金が最低限である時間
を知るために備えられている。
【００８２】図４は、オフピーク時間などにおける製貯
氷室７５での製氷・貯氷モードで動作している状態の装
置４７を示す。
【００８３】このモードでは、ダンパ５５および６８は
ダクト４８の主ダクト４９およびバイパス５０の下流側
開口５３を全開にする位置にあり、ダンパ６５および７
２はダクト４８内の主ダクト４９およびバイパスの補助
開口７０を完全に閉じる位置にある。圧縮器６２は動作
状態にあって冷凍器５８から低温冷媒を循環させ、ファ
ン５７も動作して被冷却被除湿流体を循環させている。
被冷却被除湿流体は閉ループ９１に沿ってダクト４８に
戻され、方向５１に沿って制御遮断手段５４、ファン５
７、冷凍器５８を介して循環する。冷凍器５８で流体を
冷却して冷却流体とする。ダンパ６５は閉じているの
で、冷却後の流体はバイパスダクト５０の下流側開口５
３を介して移動する。さらに、この流体は、方向５１と
は逆の長手方向９２に沿ってバイパスダクト５０の水平
領域７４すなわち製貯氷室７５の上壁８０を通過する。
製貯氷室７５を通過する際、冷凍器５８で冷却された流
体は空間８６にある水から熱を奪う。この結果、水は凍
結する。続いて流体は製貯氷室７５から出て温まり、バ
イパスダクト５０の上流側開口５２を通ってダンパ５４
を介してファン５７まで戻る。
【００８４】冷却能力は製貯氷室７５の氷の形で蓄積さ
れ、図５を参照して述べるようにオフピーク時間外の時
にはこの氷（蓄積した冷凍能力）を使用する。
【００８５】図５において、装置４７のダンパ５５はダ
クト４８内の主ダクト４９を幾分遮断した状態にある。
したがって、被冷却被除湿流体は、参照符号９３で概略
的に示すように主ダクト４９とバイパスダクト５０とに
分かれて流れる。ダンパ７２は開口７０を完全に開く位
置にあり、ダンパ６８は開口５３を完全に遮断している
ので、流体は製貯氷室７５の管８０を通った後、ファン
５７によって強制的に移動させられて開口７０を介して
バイパスダクト５０を通り主ダクト４９に戻る。ダンパ
６５は主ダクト４９およびダクト４８の内部を完全に開
いているので、この流体は冷凍器５８を通過する。この
ような状態で、被冷却被除湿流体の一部は主ダクト４９
およびダクト４８の内部を流れる。この時の流量はダン
パ５５の閉じ具合によって調節可能である。さらに、電
子制御手段８７によってファン５７を制御することで、
この流体は製貯氷室７５の管８０を方向９２とは逆の方
向に流れる。管８０において流体は冷却され、除湿され
る。流体の管８０に送られなかった方は主ダクト４９を
通過するが、主ダクト内でファン５７によって強制的に
移動させられる。管８０を通過する際に被冷却被除湿流
体は冷却され、凝縮された状態の水を生成する。この水
は適当なドレイン９４に溜められる。ドレインは、側壁
７７の両側の前壁７９の底の例えばダクト４８の外側の
ようにバイパス５０の外で開口している部分に略水平か
つ横方向に備えられ、適当な量の排水を溜める。二方向
に分かれる被冷却被除湿流体の流れは、方向５１に対し
て冷凍器５８のすぐ上流のファン５７の位置で合流し、
冷凍器５８においてさらに冷却される。この目的のため
に、圧縮器６２を要求機能として電子制御装置８７によ
って制御して動作させる。流体は、図５において矢印９
６で概略的に示すように主ダクト４９へ流れる。
【００８６】言うまでもないが、図６において示すよう
に、センサ８８によって被冷却流体の除湿を行う必要は
ないと判定された場合などには、気体冷却装置４７を被
動作状態にすることもできる。この場合、ダンパ５５お
よび６５はダクト４８内の主ダクト４９を完全に開くよ
うな位置にし、ダンパ７２および６８によって補助開口
７０および下流側開口６３を完全に遮断すると、除湿の
必要のない被冷却流体はバイパスダクト５０には流れず
に主ダクト４９、循環用ファン５７、冷凍器５８を流れ
る。圧縮器６２を動作させて冷凍器５８で流体を冷却す
る。圧縮器６２は必要に応じて電子制御装置８７によっ
て動作させることも可能である。
【００８７】この場合、装置４７は冷凍器５８と類似の
熱交換器によって冷却および除湿を行う周知の冷却除湿
装置と同様に動作する。しかしながら、冷凍能力すなわ
ち与えられた湿度を有する与えられた温度の流体を冷
却、除湿する能力について考えれば、流体の冷却や除湿
が全く必要ない低電力消費時間内であるか、又は冷却や
除湿を必要とする低電力消費時間内であるかに応じて図
４および図５において説 明した状態のいずれかで装置４
７を動作させることにより、電気料金の安い時間以外に
はエネルギを浪費せずにエネルギコストを削減できる
上、電力および冷凍システム６１を備えるのに必要なス
ペースを削減できることは当業者によれば容易に理解で
きよう。さらに、本発明によれば、製貯氷室７５を通過
させることで除湿を行うことができるので、冷凍器５８
は単に冷却能力だけを備えればよく、除湿能力は必要な
い。したがって、比較的高い温度でも動作させることが
できる上、冷凍システム６１を最適な状態で動作させる
ことができる。
【００８８】以上、本発明による２つの好ましい実施例
について述べてきたが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。本発明の趣旨を逸脱することなく当業者によ
って様々な応用が可能である。同様に、本発明の特徴と
するところの１つである製貯氷室は当業者によって様々
な形式に改良することができるものである。管列の形状
を変えて冷却流体と間の熱交換を行って製氷することも
可能であり、氷と被冷却流体流体、場合によっては被冷
却被除湿流体との間で熱交換を行うこともできる。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エネルギコストを削減できる上、省電力省スペースを達
成できる流体冷却装置が得られるという効果を奏する。
さらに、本発明によれば、製貯氷室を通過させて除湿を
行うので、冷凍機には除湿能力を必要とせず、比較的高
い温度でも動作させることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】製貯氷室を使用して例えば空気などの冷却流体
と被冷却流体とを互いに独立して循環させる本発明によ
る装置を備える空調システムを示す部分切欠概略正面図
である。
【図２】図１において線ＩＩ−ＩＩによって規定される
部分の断面図である。
【図３】製貯氷室内に備えられ、冷却流体と被冷却流体
とを互いに独立して循環させる平管列群を示す部分斜視
図である。
【図４】空気などの流体の冷却および除湿を行う本発明
による装置を示す図であり、オフピーク時間などにおけ
る製貯氷室での製氷・貯氷モードで動作している状態を
示す断面図である。
【図５】空気などの流体の冷却および除湿を行う本発明
による装置を示す図であり、蓄積した氷を使用するため
にダンパを幾分遮断した状態を示す断面図である。
【図６】空気などの流体の冷却および除湿を行う本発明
による装置を示す図であり、被冷却流体の除湿を行う必
要のない場合に装置を被動作状態にした状態を示す断面
図である。
【図７】上述した実施例の製貯氷室内に備えられた平管
列の斜視図である。
【図８】図３に示す平管列群の他の実施例を示す斜視図
である。
【符号の説明】
１…冷却装置 ４…ファン ５…製貯氷室 ６…側壁 ７…前壁 ８…平管列 ９…管 １０…底壁 １１…平管列 １２…管 １３…上端面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−106237（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−58560（ＪＰ，Ｕ)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、を
    有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前 記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被
    冷却気体とを熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室
    内流路と 、前記被冷却流体のための主流路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 さらに、前記製貯氷室内において、前記冷却流体第２流
    路は、前記製貯氷空間と前記被冷却気体用製貯氷室内流
    路の間に配設されていることを特徴とする気体冷却装
    置。
  2. 【請求項２】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、を
    有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被
    冷却気体とを熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室
    内流路と 、前記被冷却流体のための主施路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 前記冷却流体は、 空気であることを特徴とする気体冷却
    装置。
  3. 【請求項３】 前記被冷却気体は、空気であることを特
    徴とする請求項１に記載の気体冷却装置。
  4. 【請求項４】 前記製貯氷室内において、前記冷却流体
    第２流路内の流れ方向は、前記被冷却気体の製貯氷室内
    流路内における流れ方向と逆方向とされていることを特
    徴とする請求項１に記載の気体冷却装置。
  5. 【請求項５】 前記製貯氷室内において、前記冷却流体
    第２流路が、前記被冷却気体用製貯氷室内流路内の空気
    と交差することを特徴とする請求項１に記載の気体冷却
    装置。
  6. 【請求項６】 前記蒸発器と前記製貯氷室の間の前記冷
    却流体第２流路では、前記冷却流体が再循環されるよう
    にされ、かつ、前記被冷却気体の前記流れとは分離され
    ていることを特徴とする請求項１に記載の気体冷却装
    置。
  7. 【請求項７】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、を
    有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷
    室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被冷却気体と
    を熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室内流路と 、前記被冷却流体のための主流路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間の前記冷却流体第２流路
    では、前記冷却流体が 再循環されるようにされ、かつ、
    前記被冷却気体の前記流れとは分離されていて、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間における前記冷却流体の
    再循環は、ファンにより行われるようになっていること
    を特徴とする気体冷却装置。
  8. 【請求項８】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、を
    有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被
    冷却気体とを熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室
    内流路と、 前記被冷却流体のための主流路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 前記装置を通して冷却され、前記主流路を通るすべての
    前記被冷却気体は、前記被冷却気体用のための前記製貯
    氷室内流路を通されるようになっていることを特徴とす
    る気体冷却装置。
  9. 【請求項９】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、を
    有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被
    冷却気体とを熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室
    内流路と 、前記被冷却流体のための主流路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 前記装置にはさらに、前記被冷却気体から凝縮される水
    分を除去するため、前記被冷却気体用流路と連通する排
    水手段を備えていること を特徴とする気体冷却装置。
  10. 【請求項１０】 冷媒と、この冷媒が流れる蒸発器と、
    を有する蒸気圧縮冷凍装置と、 冷却流体と、前記冷媒とを、前記蒸発器内で熱交換させ
    るための冷却流体第１流路と、 氷が貯蔵される製貯氷空間を内部に有する製貯氷室と、 前記蒸発器と前記製貯氷室の間に配設され、さらに前記
    製貯氷室を通されて前記製貯氷空間と前記冷却流体の間
    で熱交換させるための冷却流体第２流路と、 前記製貯氷室内部を通され、かつ、前記製貯氷空間と被
    冷却気体とを熱交換させるための被冷却気体用製貯氷室
    内流路と 、前記被冷却流体のための主流路と、を有し、 前記被冷却流体のための前記主流路は、気体冷却装置の
    気体入口からこの気体冷却装置の気体出口の間に延在
    し、かつ、前記冷却流体第２流路とは別に構成されてい
    るとともに、互いに別々の流れを形成し、 前記製貯氷室内において、前記冷却流体第２流路と、前
    記被冷却気体用の製貯氷室内流路と、が組み合わされて
    前記製貯氷室を通した一体型冷却流体流路を形成するこ
    とを特徴とする気体冷却装置。
  11. 【請求項１１】 前記製貯氷室を通る一体型冷却流体流
    路内の流れは、前記装置が第１の動作モードで動作中に
    は、第１の方向の流れとされ、前記装置が第２の動作モ
    ードで動作中には第２の方向の流れとされていることを
    特徴とする請求項１０に記載の気体冷却装置。
  12. 【請求項１２】 前記装置は、さらに、前記被冷却気体用流路に開口する第１の開口部と、 前記被冷却気体用流路内において、前記第１の開口部の
    下流に配置され、この第１の開口部と連通する第２の開
    口部と、 前記被冷却気体用流路の流路内の前記第２の開口部の下
    流に配置する第３の開口部と、を有するバイパス流路
    と、 前記第１の開口部の下流、かつ、前記第２の開口部の上
    流に配置して、前記被冷却流体用流路の流れを制御する
    第１のダンパ手段と、 前記第３の開口部の下流に配置されて、前記被冷却気体
    用流路の流れを制御する第２のダンパ手段と、 前記第３の開口部を通る流れを制御する第３のダンパ手
    段と、 前記第２の開口部を通る流れを制御する第４のダンパ手
    段と、前記被冷却気体用流路に流れを生じさせ、前記第２の開
    口部の下流側、かつ、前記第３の開口部の上流側に配設
    された第１のファンと、から構成され、 前記バイパス流路は、前記製貯氷室を通る少なくとも一
    つの流路を有し、前記蒸発器は、前記被冷却気体用流路内の 前記第１のフ
    ァンの下流であって、 前記第３の開口部の上流に配置することを特徴とする請
    求項１１に記載の気体冷却装置。
  13. 【請求項１３】 前記装置にはさらに、前記被冷却気体
    から凝縮される水分を除去するため、前記被冷却気体用
    流路と連通する排水手段を備えていることを特徴とする
    請求項１２に記載の気体冷却装置。
  14. 【請求項１４】 前記装置が、製氷モードである第１の
    動作モードと、貯蔵された氷による空気冷却モードであ
    る第２の動作モードと、蒸発器による換気又は冷却モー
    ドである第３の動作モードを有し、 前記第１の動作モードでは、前記第１のダンパ手段が空
    気の流れを全開にする位置に配置し、前記第２のダンパ
    手段が空気の流れを止める位置に配置し、前記第３のダ
    ンパ手段が空気の流れを全開にする位置に配置し、前記
    第４のダンパ手段が空気の流れを止める位置に配置し
    て、前記冷却流体 が、前記第１のファンから排出され、次に
    前記蒸発器を通り、次に前記蒸発器と前記第２のダンパ
    手段との間の主流路部分を通り、次に第３の開口部を通
    り、次に前記第３の開口部と前記製貯氷室との間の前記
    バイパス流路の部分を通り、次ぎに前記製貯氷室を介し
    て前記一体型冷却流体流路を通り、次ぎに前記製貯氷室
    と前記第１の開口部との間の前記バイパス流路の部分を
    通り、次ぎに前記主流路部分及び前記第１のダクトを通
    って、前記第１のファンの吸込口まで再循環されて、気
    体冷却装置の気体出口から空気が出ないようにされるも
    のであり、 前記第２の動作モードでは、前記第１のダンパ手段が空
    気の流れを全開よりも少なくする位置に配置し、前記第
    ２のダンパ手段が空気の流れを全開にする位置に配置
    し、前記第３のダンパ手段が空気の流れを止める位置に
    配置し、前記第４のダンパ手段が空気の流れを全開にす
    る位置に配置されて、 調和される空気が、気体冷却装置の気体入口から前記気
    体冷却装置の前記気体出口へと流れ、前記第１のダンパ
    手段の位置によって決定される調和空気の第１の部分
    が、前記気体入口から、前記第１のダンパ手段を通り、
    次ぎに前記第１のファンを通り、次ぎに前記蒸発器を通
    り、次ぎに前記第２のダンパ手段を通って前記気体出口
    まで流れ、前記調和空気の第２の部分が、前記被冷却気
    体用流路へと迂回され、前記第１の開口部を通り、次ぎ
    に前記製貯氷室を介して前記一体型冷却流体流路を通る
    ように前記バイパス流路に流れ、次ぎに前記第３の開口
    部を介して前記バイパス流路から出て、前記気体出口か
    ら出る前に前記第１の部分と合流するようにし、 前記第３の動作モードでは、前記第１及び第２のダンパ
    手段が、流れを全開にする位置に配置し、前記第３及び
    第４のダンパ手段が流れを止める位置に配置して、前記
    調和空気が、前記主流路を介して前記気体入口を通過
    し、前記第１のファン及び前記蒸発器を通って前記気体
    出口まで流され、かつ、前記バイパス流路を流れないよ
    うにすることを特徴とする請求項１２に記載の気体冷却
    装置。
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