JP2000166422A - 水槽温度維持システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水槽の水の温度変動を小さくすることがで
き、且つ、ランニングコストを低くすることができる水
槽温度維持システムを提供する。 【解決手段】 水槽１の水を所定の温度に維持するため
に、熱交換用の水を貯蔵する蓄熱槽２と、蓄熱槽２の水
と水槽１の水を熱交換させる熱交換器３と、蓄熱槽２の
水を冷却するための冷却用熱交換器４及び冷凍機５と、
蓄熱槽の水を加温するための電気ヒータ１７とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、温度調整が必要
な水槽、特に、活魚等を出荷調整のために一時保管した
り、魚類等を養殖育成する等に使用される水槽の水温維
持システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、活魚等を生育させるための水
槽の温度を維持する水槽温度維持システムとして、直膨
式、または、冷水チラー方式の冷凍機及び電気ヒータに
よって水槽の水を冷却・加温させるものが知られてい
る。この水槽温度維持システムは、水槽温度をモニター
し、水槽の水の温度が設定温度以上に上昇すると冷凍機
を稼動し、水槽の水の温度が設定温度以下に下降すると
電気ヒータを稼動し、水槽の水の温度を一定範囲に維持
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の水槽
温度維持システムは、水槽の水の温度が予め設定した設
定温度を超えて冷却が必要になった場合に、冷凍機を作
動させ、冷凍機の作動により水の温度が設定温度よりも
下回ったところで冷凍機の作動を停止させる。そして、
この冷凍機の作動・停止を断続的に行うことにより水槽
の水の温度を維持するものである。しかし、上記の水槽
温度維持システムでは、冷凍機の出力は一定であり、ま
た、冷凍機のＯＮ・ＯＦＦ動作を頻繁に行うことは好ま
しくないので、冷凍機がＯＮする水の温度と冷凍機がＯ
ＦＦする水の温度との差をある程度大きくとる必要があ
る。

【０００４】また、水槽の水の温度が予め設定した設定
温度以下になり電気ヒータを作動される場合にも電気ヒ
ータの出力が一定であるため、電気ヒータの作動・停止
の断続運転をする際には、ある程度の温度変動を生じて
いた。

【０００５】このため、水の温度変動を好まない活魚
類、例えば、稚魚等は、このような温度差が原因となっ
て死滅してしまうという問題がある。

【０００６】また、水槽内の水の温度が大きく変動し、
水槽内の水を短時間で冷却または加温させなければなら
ない場合、上記の水槽温度維持システムに使用される冷
凍機または電気ヒータは、出力が一定であるため、短時
間で水槽内の水を冷却することができない場合があると
いう問題があった。

【０００７】一方、日中の電気料金は夜間の料金に比較
して高いので、コストの面からは夜間に冷凍機又は電気
ヒータを作動させる方が望ましい。しかし、上記の水温
維持システムは、水槽の温度が変動する都度作動するも
のであり、コストの安い夜間料金を効果的に利用するこ
とができず、ランニングコストの低下を図ることが困難
である。

【０００８】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、水槽内の水の温度を一定に保つことがで
き、且つ、ランニングコストを低くすることができる水
槽温度維持システムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、水槽内の水を所定の温度に維
持する温度維持手段を備えた水槽温度維持システムであ
って、前記温度維持手段は、熱交換用の水を貯蔵する蓄
熱槽と、前記蓄熱槽の水と前記水槽内の水とを熱交換さ
せる熱交換手段と、前記蓄熱槽内の水を所定温度にする
冷却・加熱手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、前記蓄熱槽と前記熱交
換手段とを結ぶ熱交換用循環経路と、前記蓄熱槽内の水
を前記熱交換用循環経路を循環させる熱交換用循環ポン
プと、前記熱交換循環経路を循環する水の流量を調整す
る電磁バルブを設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項３の発明は、前記水槽と前記熱交換
手段とを結ぶ水槽水循環経路と、前記水槽内の水を前記
水槽水循環経路に循環させる水槽水循環ポンプとを備
え、前記水槽水循環経路に設けた取水口から水を汲み上
げるとともにこの水を前記熱交換手段を介して水槽内に
取水可能にしたことを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、前記水槽水循環経路と
前記蓄熱槽とを連通する連通路を備え、前記水槽水循環
経路に設けた取水口から水を汲み上げるとともにこの水
を前記連通路を介して前記蓄熱槽に取水可能にしたこと
を特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、前記冷却・加熱手段
は、蓄熱槽内の水を加熱するヒータと、冷媒を有する冷
凍機と、該冷凍機の冷媒と蓄熱層内の水とで熱交換する
冷却用熱交換手段とを備えていることを特徴とする。

【００１４】請求項６の発明は、前記蓄熱槽と前記冷却
用熱交換手段とを結ぶ冷却循環経路と、前記蓄熱槽の水
を前記冷却循環経路に循環させる冷却循環経路用ポンプ
とを備えたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る水槽温度維
持システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１に示す水槽温度維持システムは、水槽
１と、熱交換用の冷水または温水を貯蔵した蓄熱槽２
と、水槽１の水と蓄熱槽２内の水とで熱交換させる熱交
換手段である熱交換器３と、蓄熱槽２の水を冷却する冷
却用熱交換手段である冷却用熱交換器４と、冷凍機５
と、蓄熱槽２の水を加温する電気ヒータ１７と、水槽１
と熱交換器３とを循環する循環経路６と，蓄熱槽２と熱
交換器３とを循環する循環経路７と、蓄熱槽２と冷却用
熱交換器４とを循環する循環経路８と、冷却用熱交換器
４と冷凍機５とを循環する循環経路９と、循環経路６と
取水口１５とを連通する電磁バルブ１０と水槽１の水を
循環経路６内に循環させるポンプ１１と、循環経路６と
蓄熱槽２の連通路１６とを連通する電磁バルブ１２と、
蓄熱槽２の水を循環経路７や循環経路８に循環させるポ
ンプ１３と、循環経路７と循環経路８とを連通する電磁
バルブ１４とから構成されている。

【００１７】ここで、冷却用熱交換器４と冷凍機５と電
気ヒータ１７とで蓄熱槽２の水を所定温度にする冷却・
加熱手段を構成する。

【００１８】また、蓄熱槽２と、熱交換器３と、冷却・
加熱手段である冷却用熱交換器４及び冷凍機５及び電気
ヒータ１７とで、水槽１の水を所定の温度に維持する温
度維持手段を構成する。

【００１９】水槽１は、淡水または海水を取り入れて、
活魚等の水生生物を一時保管、または、養殖等のために
生育させるものである。また、水槽１には、貯水量セン
サ１Ａと水温センサ１Ｂとが取り付けられている。

【００２０】蓄熱槽２は、水槽１と同様に淡水または海
水を取水し、熱交換用の水を貯蔵する。蓄熱槽２の周囲
は、貯蔵される水が外部と熱交換しないように断熱され
ている。また、蓄熱槽２には、貯水量センサ２Ａと水温
センサ２Ｂとが取り付けられている。

【００２１】熱交換器３は、内部に導入された水槽１の
水と蓄熱槽２の水とを熱交換させて水槽１の水を冷却ま
たは加温するものである。

【００２２】冷却用熱交換器４は、蓄熱槽２の水をその
内部を通過させる過程で熱交換を行い、冷却するもので
ある。

【００２３】冷凍機５は、通常用いられている圧縮冷凍
機であって、前記冷却用熱交換器４に冷媒ガスを通過さ
せて蓄熱槽２の水と熱交換を行う。

【００２４】電磁バルブ１０は、図１に示すように、循
環経路６の管６ａと管６ｂとを連通させたり、取水口の
管１５ａと管６ｂとを連通させたりするものである。

【００２５】ポンプ１１は、循環経路６に水を循環させ
る他に、取水口１５から水を汲み上げるときに使用され
る。

【００２６】電磁バルブ１２は、循環経路６の管６ｃと
管６ｄとを連通させたり、循環経路６の管６ｃと連通路
１６の管１６ａとを連通させたりするものである。

【００２７】電磁バルブ１４は、循環経路７の管７ｂと
管７ｃとを連通させたり、循環経路７の管７ｂと循環経
路８の管８ａとを連通させたりするものである。ここ
で、電磁バルブの弁の開度は、自由に調整することがで
きるようになっており、この弁の調整によって、循環経
路７を流れる水の流量を自由に調整することができる。

【００２８】また、図２に示すように、水槽１に設けた
貯水量センサ１Ａ、水温センサ１Ｂは、水槽の水の貯水
量及び水温に関する情報を、また、蓄熱槽２に設けた貯
水量センサ２Ａ、水温センサ２Ｂは、蓄熱槽２の水の貯
水量及び水温に関する情報を制御回路２０に与え、制御
回路２０はこれらの情報と操作スイッチＳ１〜Ｓ６の操
作とに基づいて、循環経路６に設けた電磁バルブ１０、
ポンプ１１、電磁バルブ１２、循環経路７に設けたポン
プ１３、電磁バルブ１４、電気ヒータ１７及び冷凍機５
を制御する。操作スイッチＳ１〜Ｓ６は図示しない操作
パネルに設けられている。

【００２９】図３は、この発明に係る水槽温度維持シス
テムを備えた実際の活魚用水槽を示している。３１は水
槽１の隣りに設けたろ過槽、３２は機械室である。機械
室３２には、ポンプ１１とポンプ１３と熱交換器３と冷
却用熱交換器４と冷凍機５とが設けられている他、水槽
１内に設けられたエア給出口３３及び後述するろ過槽３
１のエアブロア４７にエアーを送り込むエアーポンプ３
４、後述の逆洗用エアブロア４８にエアを送り込む逆洗
用エアポンプ３５が設けられている。３６は水槽１を支
持する架台であり、ＳＵＳ型鋼から形成されている。

【００３０】ろ過槽３１には、図４に示すように、活性
炭層４１とサンゴ層４２とゼオライト層４３とが設けら
れている。ゼオライト層４３の下には、ゼオライト層を
通過する水を受ける受水部４５が形成されている。この
受水部４５には、エアブロア４７及び逆洗用エアブロア
４８が設けられている。エアブロア４７は、図５に示す
ように、ろ過槽３１を通る水のみを通し、小石状のゼオ
ライトを通さないようにメッシュを形成した筒状の外周
壁４７ａと、この外周壁４７ａ内に設けられるエア送出
管４７ｂとを備えている。

【００３１】エア送出管４７ｂは、例えば、塩化ビニル
を材質とする。管４７ｂには、エアを送り出すための穴
４７ｃが複数設けられている。逆洗用エアブロア４８
は、エアブロア４７と同様の構造を有しているが、エア
を通す穴がエアブロア４７よりも多数設けられていると
ともに多量のエアを噴出する点で異なっている。５０
は、受水部４５と水槽１側へ放水する放水口４６とを連
通する連通水路である。

【００３２】ろ過槽３１を通過する水は、受水部４５か
ら連絡水路５０を介して放水口４６を通って水槽１に流
入する。

【００３３】循環経路６を通ってきた水は、このろ過槽
３１中を通ることによって浄化される。即ち、活性炭層
４１は、水中の浮遊物等の微粒子を吸着し、サンゴ層４
２は、水槽の活魚等の排泄物であるアンモニアをサンゴ
層４２中に棲息する微生物に酸化的に処理させ、無害化
させる。ゼオライト層４３は、小石状のゼオライトを敷
き詰めたものである。

【００３４】エアブロア４７は、ろ過槽３１の下方から
ろ過槽３１中へエアを送り込むものであり、ろ過槽３１
中へ送り込まれたエアはろ過槽３１を浸透する水を押し
上げように作用する。これにより、水がろ過槽３１中に
滞留する時間が長くなる。また、エアの送り込みにより
ろ過槽３１中の溶存酸素量が増加するのでサンゴ層４２
中の微生物の活性が高くなり、アンモニアの浄化を促進
する。それらの結果、水を充分に浄化することができ
る。

【００３５】逆洗用エアブロア４８は、ろ過槽３１の下
方から多量のエアを送り込むものであり、この多量のエ
アにより活性炭層４１、サンゴ層４２、ゼオライト層４
３をかき混ぜるような状態にしてろ過槽３１中に溜まっ
た排泄物等のゴミをろ過槽３１の上方に吹き上げさせ
て、排出管４９から流してろ過槽３１の洗浄を行うもの
である。この洗浄によりろ過槽３１の目詰まりの防止を
図られる。

【００３６】なお、排出管４９と連絡水路５０の下部に
設けた排出口５０ａには電磁バルブ４９ａと５０ｂが設
けられ、これらの電磁バルブを操作して弁を開にすると
排出管４９または排出口５０ａから水を排出することが
できる。

【００３７】以上の構成の水槽温度維持システムの作用
を説明する。

【００３８】まず、蓄熱槽２への給水運転について説明
する。

【００３９】蓄熱槽２への給水は、図示しない操作パネ
ルに設けた給水スイッチＳ１及び蓄熱槽連通スイッチＳ
２を投入する。このスイッチＳ１の投入により制御回路
２０は、電磁バルブ１０を制御して弁（図示せず）の切
換えを行うとともにポンプ１１を作動させて取水口１５
から水を汲み上げる。そして、蓄熱槽連通スイッチＳ２
の投入により制御回路２０は、電磁バルブ１２を制御し
て弁（図示せず）の切換をおこない取水口１５から汲み
上げた水を循環経路６を介して連通路１６の管１６ａに
通し蓄熱槽２に水を流入させる。

【００４０】蓄熱槽２に所定量の水が溜まると、蓄熱槽
２の貯水量センサ２Ａがこれを検知し、制御回路２０は
この検知に基づいてポンプ１１を停止させるとともに電
磁バルブ１０，１２の弁を切換える。ポンプ１１の停止
により水の汲み上げが停止され、電磁バルブ１０，１２
の切換により、取水口１５及び連通路１６を閉成する。

【００４１】次に、蓄熱槽２の水の冷却及び加温運転に
ついて説明する。

【００４２】蓄熱槽２の水の冷却及び加温は、蓄熱槽温
調スイッチＳ３を投入する。このスイッチＳ３の投入に
よって、制御回路２０は、電磁バルブ１４の弁を切換
え、この切換えによって循環経路８を連通させる。そし
て、ポンプ１３を作動して、蓄熱槽２の水を循環経路８
に循環させる。同時に、冷凍機５又は電気ヒータ１７を
作動させる。冷凍機５が作動した場合、冷凍機５の冷媒
ガスと蓄熱槽２の水とで熱交換させることにより、蓄熱
槽２の水は冷却される。また、電気ヒータ１７が作動し
た場合、蓄熱槽２の水は加温される。

【００４３】蓄熱槽２の水が所定の温度まで冷却又は加
温されると、蓄熱槽２の温度センサ２Ｂがこれを検知し
て、制御回路２０は、ポンプ１３及び冷凍機５又は電気
ヒータ１７を停止させる。

【００４４】次に、水槽１内への給水運転について説明
する。

【００４５】水槽１内へ給水するには、給水スイッチＳ
１と水槽水循環スイッチＳ４を投入する。このスイッチ
Ｓ１の投入により制御回路２０は、電磁バルブ１０を制
御して弁（図示せず）の切換えを行い、取水口１５の管
１５ａと循環経路６の管６ｂとを連通させる。そして、
水槽水循環スイッチＳ４の投入により、制御回路２０
は、電磁バルブ１２を制御して弁（図示せず）の切換を
おこなうとともにポンプ１１を作動させて取水口１５か
ら循環経路６、熱交換器３を介して水槽１に水を流入さ
せる。

【００４６】このとき、取水口１５から汲み上げられた
水を冷却又は加温するために蓄熱槽水循環スイッチＳ５
を投入する。このスイッチＳ５の投入によって、制御回
路２０は、電磁バルブ１４を制御して弁の切換えを行
い、管７ｂと管７ｃを連通させるとともにポンプ１３を
作動し、蓄熱槽２の水は循環経路７を介して蓄熱槽２と
熱交換器３との間を循環する。そして、熱交換器３にお
いて、水槽１の水と蓄熱槽２の水とが熱交換されること
により、水槽１へ流入される水は冷却又は加温される。

【００４７】なお、水槽１の水と蓄熱槽の水とが熱交換
されて蓄熱槽２の水の温度が上昇又は下降した場合に
は、水温センサ２Ｂがこれを検知し、制御回路２０は、
電磁バルブ１４を制御して弁の切換えをおこない管７ｂ
と管７ｃとを連通すると同時に管７ｂと管８ａとも連通
し蓄熱槽２の水を循環経路７と循環経路８との両方に循
環させ、温度上昇時には、冷凍機５の作動によって冷却
された冷媒ガスを冷却用熱交換器４に循環させて蓄熱槽
２の水を冷却する。または、温度下降時には、電気ヒー
タ１７の作動によって蓄熱槽２の水を加温する。

【００４８】次に、水槽１の水の温度維持について説明
する。

【００４９】水槽１の水の温度を維持させるには、水槽
温度制御スイッチＳ６を投入する。スイッチＳ６を投入
すると、制御回路２０は、水槽１に設けた貯水量センサ
１Ａ、水温センサ１Ｂと蓄熱槽２に設けた貯水量センサ
２Ａ、水温センサ２Ｂからの情報に基づき、電磁バルブ
１０，１２，１４、ポンプ１１，１３、冷凍機５、電気
ヒータ１７を制御する。

【００５０】即ち、水槽１の水の温度が上昇又は下降し
て設定温度を外れたとき、水温センサ１Ｂの検知によっ
て、制御回路２０は、電磁バルブ１０、電磁バルブ１
２、ポンプ１１を制御して水槽１の水を循環経路６に循
環させる。同時に、電磁バルブ１４、ポンプ１３を制御
して蓄熱槽２の水を循環経路７に循環させる。そして、
熱交換器３において、水槽１の水と蓄熱槽２の水とが熱
交換され、水槽１の水は冷却又は加温される。

【００５１】ここで、水槽１の水の冷却又は加温は、熱
交換器３を通過する蓄熱槽２の水との熱交換によってな
されており、電磁バルブ１４の弁の開度を調整すれば、
熱交換器３での熱交換量を自由に調節できる。

【００５２】また、蓄熱槽２の水の温度が水槽１との熱
交換によって上昇又は下降した場合、水温センサ２Ｂの
検知によって、制御回路２０は、電磁バルブ１４とポン
プ１３を制御して蓄熱槽２の水を循環経路８に循環させ
るとともに、冷凍機５を作動させ、冷却用熱交換器４に
おいて、蓄熱槽２の水を冷却するか、電気ヒータ１７の
作動により加温する。

【００５３】また、水槽１及び蓄熱槽２の貯水量に変動
があった場合には、制御回路２０は、電磁バルブ１０，
１２、ポンプ１１を制御して、取水口１５から水を水槽
１又は蓄熱槽２に給水する。

【００５４】このように、蓄熱槽２と熱交換器３とを設
け、蓄熱槽２の水と水槽１の水とを熱交換器３で熱交換
させることにより水槽１の水を冷却又は加温し、熱交換
器に流入する蓄熱層２の水の流量は、循環経路７に設け
た電磁バルブ１４によって調整できるようにしたので、
熱交換器３の熱交換量を自由に調整することができ、こ
のため、水槽１の水の温度変動を小さくすることがで
き、水槽１の水の温度を細かく制御することができる。
また、電磁バルブ１４の弁の開度を大きくすれば、熱交
換器３に流入する蓄熱槽２の水の流量を大きくすること
ができるので、水槽の水の温度が大きく上昇又は下降し
た場合でも短時間で水槽１の水を冷却又は加温すること
が可能である。

【００５５】また、蓄熱槽温調スイッチＳ３が夜間にな
ってから自動的に投入されるようにしておけば、蓄熱槽
２の水の冷却又は加温を電気料金の安い夜間に行う事が
でき、ランニングコストを低くすることが可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、水槽の水を細かく制御することができ、水槽内の水
の温度を一定に保つことができ、且つ、ランニングコス
トを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水槽温度維持システムを示す構成図で
ある。

【図２】本発明の水槽温度維持システムの制御系を示す
構成図である。

【図３】本発明の水槽温度維持システムを備えた水槽を
示す図である。

【図４】本発明の水槽温度維持システムに係わるろ過槽
を示す図である。

【図５】本発明に係わるろ過槽のエアブロアを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 水槽 ２ 蓄熱槽 ３ 熱交換器 ４ 冷却用熱交換器 ５ 冷凍機 １７ 電気ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 茂朝 香川県高松市丸の内２番５号 四国電力株 式会社内 (72)発明者 石塚 真司 香川県高松市亀井町７番地高松電気ビル 四電販売サービス株式会社内 (72)発明者 青野 恭二 徳島県徳島市川内町宮西231番地39 デジ タル・テクノ有限会社内 Ｆターム(参考） 2B104 BA08 BA16 CA01 CA09 EA01 EC01 EC03 EC11 EC20

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水槽内の水を所定の温度に維持する温度維
   持手段を備えた水槽温度維持システムであって、 前記温度維持手段は、熱交換用の水を貯蔵する蓄熱槽
   と、前記蓄熱槽の水と前記水槽内の水とを熱交換させる
   熱交換手段と、前記蓄熱槽内の水を所定温度にする冷却
   ・加熱手段とを備えたことを特徴とする水槽温度維持シ
   ステム。
2. 【請求項２】前記蓄熱槽と前記熱交換手段とを結ぶ熱交
   換用循環経路と、前記蓄熱槽内の水を前記熱交換用循環
   経路を循環させる熱交換用循環ポンプと、前記熱交換循
   環経路を循環する水の流量を調整する電磁バルブを設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の水槽温度維持シス
   テム。
3. 【請求項３】前記水槽と前記熱交換手段とを結ぶ水槽水
   循環経路と、前記水槽内の水を前記水槽水循環経路に循
   環させる水槽水循環ポンプとを備え、前記水槽水循環経
   路に設けた取水口から水を汲み上げるとともにこの水を
   前記熱交換手段を介して水槽内に取水可能にしたことを
   特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の水槽温度維持
   システム。
4. 【請求項４】前記水槽水循環経路と前記蓄熱槽とを連通
   する連通路を備え、前記水槽水循環経路に設けた取水口
   から水を汲み上げるとともにこの水を前記連通路を介し
   て前記蓄熱槽に取水可能にしたことを特徴とする請求項
   １乃至請求項３に記載の水槽温度維持システム。
5. 【請求項５】前記冷却・加熱手段は、蓄熱槽内の水を加
   熱するヒータと、冷媒を有する冷凍機と、該冷凍機の冷
   媒と蓄熱層内の水とで熱交換する冷却用熱交換手段とを
   備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記
   載の水槽温度維持システム。
6. 【請求項６】前記蓄熱槽と前記冷却用熱交換手段とを結
   ぶ冷却循環経路と、前記蓄熱槽の水を前記冷却循環経路
   に循環させる冷却循環経路用ポンプとを備えたことを特
   徴とする請求項５に記載の水槽温度維持システム。