JP2003021367A - Method for controlling ice storage tank - Google Patents
Method for controlling ice storage tankInfo
- Publication number
- JP2003021367A JP2003021367A JP2001203541A JP2001203541A JP2003021367A JP 2003021367 A JP2003021367 A JP 2003021367A JP 2001203541 A JP2001203541 A JP 2001203541A JP 2001203541 A JP2001203541 A JP 2001203541A JP 2003021367 A JP2003021367 A JP 2003021367A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ice
- storage tank
- heat storage
- heat
- secondary side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱槽の制御方
法に係り、特に、蓄熱槽内の水を凍結させて氷として成
長させてその氷により熱媒を冷却する氷蓄熱槽の制御方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling an ice heat storage tank, and more particularly to a method for controlling an ice heat storage tank in which water in the heat storage tank is frozen to grow as ice and the heat medium is cooled by the ice. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】氷から水又は水から氷への状態変化に伴
う潜熱を利用し、蓄熱槽容積を大幅に圧縮できる氷蓄熱
装置が従来から知られている。このような氷蓄熱装置の
製氷部である氷蓄熱槽は、種々のタイプのものが存在
し、一例として、ダイナミック型氷蓄熱槽、外融式スタ
ティック型氷蓄熱槽、及び、内融式スタティック型氷蓄
熱槽がある。2. Description of the Related Art There has been known an ice heat storage device capable of significantly compressing the volume of a heat storage tank by utilizing latent heat associated with a state change from ice to water or from water to ice. There are various types of ice storage tanks that are the ice-making unit of such an ice storage device, and as an example, a dynamic type ice storage tank, an outer melting type static ice storage tank, and an inner melting type static type storage tank. There is an ice heat storage tank.
【０００３】先ず、図１により、氷蓄熱装置の一例とし
て、内融式スタティック型氷蓄熱装置を説明する。氷蓄
熱装置１は、冷凍機２及び氷蓄熱槽３を備え、これらが
空調機４に接続されている。また、氷蓄熱槽３内には、
蛇管状の蓄熱コイル５が配置されさらに、水６が満たさ
れている。また、氷蓄熱装置１において、冷却用熱媒及
び二次側用熱媒を兼用するブライン（凍結温度が０℃以
下の不凍液）が使用されている。ブラインの循環路８
は、流路８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，
８ｈ，８ｉから構成されている。また、ブラインの循環
路８の流路８ｄ，８ｅ，８ｇの分岐部には第１流路切換
弁９が取り付けられ、流路８ｃ，８ｄ，８ｉの分岐には
第２流路切換弁１０が取り付けられている。さらに、ブ
ラインの循環路８の流路８ｆには、ブラインを循環させ
るためのブライン循環ポンプ１１が取り付けられてい
る。First, referring to FIG. 1, an internal fusion static ice heat storage device will be described as an example of the ice heat storage device. The ice heat storage device 1 includes a refrigerator 2 and an ice heat storage tank 3, which are connected to an air conditioner 4. In addition, in the ice heat storage tank 3,
A snake-shaped heat storage coil 5 is arranged and further filled with water 6. In addition, in the ice heat storage device 1, a brine (an antifreeze liquid having a freezing temperature of 0 ° C. or lower) that also serves as a cooling heating medium and a secondary heating medium is used. Brine circuit 8
Are the flow paths 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g,
It is composed of 8h and 8i. Further, a first flow path switching valve 9 is attached to a branch portion of the flow paths 8d, 8e, 8g of the brine circulation path 8, and a second flow path switching valve 10 is attached to a branch of the flow paths 8c, 8d, 8i. It is installed. Further, a brine circulation pump 11 for circulating the brine is attached to the flow passage 8f of the brine circulation passage 8.
【０００４】この内融式スタティック型氷蓄熱装置１に
おいて、氷蓄熱槽３内の水６を製氷する場合には、第１
及び第２流路切換弁９，１０によりブラインの循環路８
を切り換えて、流路８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８
ｆとし、ブライン循環ポンプ１１を駆動して、冷凍機２
により０℃以下に冷却されたブラインをこの流路８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆにて、循環させる。これ
により、氷蓄熱槽３内で、蓄熱コイル５に流入した冷却
されたブラインと水６との間で熱交換がなされ、水が凍
結して氷として成長する。In this internal fusion static type ice heat storage device 1, when the water 6 in the ice heat storage tank 3 is made into ice,
And the second flow path switching valves 9 and 10 for the brine circulation path 8
To switch the flow paths 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8
f, the brine circulation pump 11 is driven, and the refrigerator 2
The brine cooled to 0 ° C. or less by this flow path 8a,
It circulates at 8b, 8c, 8d, 8e and 8f. As a result, heat is exchanged between the cooled brine flowing into the heat storage coil 5 and the water 6 in the ice heat storage tank 3, and the water freezes and grows as ice.
【０００５】また、氷蓄熱槽３内の氷により冷却された
ブラインを空調機４に供給する場合には、第１及び第２
流路切換弁９，１０によりブラインの循環路８を切り換
えて、流路８ａ，８ｂ，８ｄ，８ｇ，８ｈ，８ｆとし、
ブライン循環ポンプ１１を駆動して、ブラインをこの流
路８ａ，８ｂ，８ｄ，８ｇ，８ｈ，８ｆにて、循環させ
る。さらに、氷蓄熱槽３を使用せず、冷凍機２によりブ
ラインを冷却して空調機４に供給する場合には、第１及
び第２流路切換弁９，１０によりブラインの循環路８を
切り換えて、流路８ａ，８ｉ，８ｃ，８ｄ，８ｇ，８
ｈ，８ｆとし、ブライン循環ポンプ１１を駆動して、ブ
ラインをこの流路８ａ，８ｉ，８ｃ，８ｄ，８ｇ，８
ｈ，８ｆにて、循環させる。When supplying the brine cooled by the ice in the ice heat storage tank 3 to the air conditioner 4, the first and second
The brine circulation passage 8 is switched by the passage switching valves 9 and 10 to form the passages 8a, 8b, 8d, 8g, 8h and 8f,
The brine circulation pump 11 is driven to circulate the brine through the flow paths 8a, 8b, 8d, 8g, 8h, 8f. Further, when the brine is cooled by the refrigerator 2 and supplied to the air conditioner 4 without using the ice heat storage tank 3, the brine circulation passage 8 is switched by the first and second passage switching valves 9 and 10. And the flow paths 8a, 8i, 8c, 8d, 8g, 8
h, 8f, and the brine circulation pump 11 is driven to remove the brine from the flow passages 8a, 8i, 8c, 8d, 8g, 8
Circulate at h and 8f.
【０００６】次に、図２乃至図４を参照して、ダイナミ
ック型氷蓄熱槽、外融式スタティック型氷蓄熱槽、及
び、内融式スタティック型氷蓄熱槽の原理を説明する。
先ず、図２により、ダイナミック型氷蓄熱槽の原理を説
明する。ダイナミック型氷蓄熱槽２０は、水２１を冷却
用熱媒２２により過冷却して過冷却水２３とし、過冷却
熱交換器（蓄熱コイル）２４の外部で、連続的に、シャ
ーベット状の氷２５を生成するようにしたものである。Next, the principles of the dynamic ice heat storage tank, the outer melting static ice storage tank, and the inner melting static ice storage tank will be described with reference to FIGS.
First, the principle of the dynamic ice heat storage tank will be described with reference to FIG. The dynamic ice heat storage tank 20 supercools the water 21 by the heating medium 22 for cooling into the supercooled water 23, and continuously outside the supercooling heat exchanger (heat storage coil) 24, the sherbet-shaped ice 25. Is generated.
【０００７】次に、図３により、外融式スタティック型
氷蓄熱槽の原理を説明する。外融式スタティック型氷蓄
熱槽３０は、製氷用熱交換器（蓄熱コイル）３１内に冷
却用熱媒（ブライン等）３２が導入されて、熱交換器３
１の周囲にある二次側用熱媒でもある水３３を冷却して
氷３４として成長させる。製氷過程では、水３３と氷３
４の界面が増大する。また、解氷過程では、水３３と氷
３４の界面は減少する。Next, the principle of the external melting static type ice heat storage tank will be described with reference to FIG. In the external melting type static ice heat storage tank 30, a cooling heat medium (brine or the like) 32 is introduced into a heat exchanger (heat storage coil) 31 for ice making, and the heat exchanger 3
Water 33, which is also a secondary side heat medium around 1, is cooled to grow as ice 34. In the ice making process, water 33 and ice 3
The interface of 4 increases. In the deicing process, the interface between the water 33 and the ice 34 decreases.
【０００８】次に、図４により、内融式スタティック型
氷蓄熱槽の原理を説明する。内融式スタティック型氷蓄
熱槽４０は、製氷用熱交換器（蓄熱コイル）４１内に冷
却用熱媒及び二次側用熱媒兼用のブライン４２が導入さ
れて、熱交換器４１の周囲にある水４３を冷却して氷４
４として成長させる。製氷過程では、水３３と氷３４の
界面が増大する。また、解氷過程では、水４３に対する
氷３４の内側界面４４ａは増大するが外側界面４４ｂは
固定である。Next, the principle of the internal melting static type ice heat storage tank will be described with reference to FIG. In the internal melting type static ice heat storage tank 40, a cooling heat medium and a brine 42 that also serves as a secondary side heat medium are introduced into an ice making heat exchanger (heat storage coil) 41 to surround the heat exchanger 41. Cool some water 43 and ice 4.
Grow as 4. In the ice making process, the interface between the water 33 and the ice 34 increases. Further, in the deicing process, the inner interface 44a of the ice 34 with respect to the water 43 increases, but the outer interface 44b is fixed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述した氷蓄熱槽（ダ
イナミック型若しくはスタティック型）において、放熱
すなわち氷の融解が進み氷の量が少なくなると、冷却さ
れるべき二次側用熱媒である水（冷水）又はブラインの
温度が上昇する。具体的に言えば、ダイナミック型氷蓄
熱槽や外融式スタティック型氷蓄熱槽においては、氷の
量が少なくなると熱交換のための氷の伝熱面積が小さく
なり冷水の取出し温度が上昇する。また、内融式スタテ
ィック型氷蓄熱槽においては、コイル（ブライン配管）
と氷との距離が広がり総括熱伝達率が小さくなるため伝
熱性能が下がり、ブラインの取出し温度が上昇する。も
っとも、従来においては、空調における氷蓄熱利用温
度、即ち、二次側用熱媒の氷蓄熱糟からの出口温度が４
℃〜７℃程度であったため、氷蓄熱槽内の氷の全てが融
けきっても、利用温度以下の冷水又はブラインが取出せ
ることができたので、実用上問題はなかった。In the above-mentioned ice heat storage tank (dynamic type or static type), when heat is dissipated, that is, melting of ice progresses and the amount of ice decreases, water which is the heat medium for the secondary side to be cooled. The temperature of (cold water) or brine rises. Specifically, in the dynamic type ice heat storage tank and the external melting static type ice heat storage tank, when the amount of ice decreases, the heat transfer area of ice for heat exchange becomes small and the temperature at which cold water is taken out rises. In addition, in the internal fusion static ice storage tank, the coil (brine piping)
Since the distance between the ice and ice increases and the overall heat transfer coefficient decreases, the heat transfer performance decreases and the temperature at which brine is taken out increases. However, in the conventional case, the temperature of ice storage used in air conditioning, that is, the outlet temperature of the secondary side heat medium from the ice storage tank is 4
Since the temperature was about 7 ° C to 7 ° C, even if all of the ice in the ice heat storage tank was melted, cold water or brine below the utilization temperature could be taken out, so there was no practical problem.
【００１０】一方、近年において、空調における氷蓄熱
利用温度（氷蓄熱糟出口温度）が４℃〜７℃程度よりも
低い温度、具体的には、利用温度が２℃〜４℃と低い大
温度差空調が要望されるようになってきている。しかし
ながら、この場合には、放熱後期において、二次側用熱
媒である冷水又はブラインの温度が利用温度以上とな
り、冷水又はブラインの氷蓄熱糟出口温度を利用温度以
下に維持することが困難であった。このため、従来の方
法では、二次側用熱媒体の利用温度が２℃〜４℃と低い
場合には、利用温度以下の冷水又はブラインを必要時間
取出すことが不可能となる場合が生じていた。On the other hand, in recent years, the ice storage utilization temperature in air conditioning (ice storage storage outlet temperature) is lower than about 4 ° C to 7 ° C, specifically, the utilization temperature is as low as 2 ° C to 4 ° C. The demand for differential air conditioning is increasing. However, in this case, in the latter stage of heat dissipation, the temperature of the cold water or brine as the heat medium for the secondary side becomes the use temperature or higher, and it is difficult to maintain the ice storage tank outlet temperature of the cold water or brine at the use temperature or lower. there were. Therefore, in the conventional method, when the usage temperature of the heat medium for the secondary side is as low as 2 ° C. to 4 ° C., it may be impossible to take out cold water or brine below the usage temperature for the required time. It was
【００１１】このため、本発明者らは、氷蓄熱槽の放熱
特性を誠意研究し、氷蓄熱槽内の氷の全てが融けきるま
で氷蓄熱槽を使用するという従来の方法に問題があるこ
とを見出した。本発明者らは、この知見に基づき、利用
温度が２℃〜４℃と低い大温度差空調においても、氷蓄
熱槽内の氷を有効に利用することにより、利用温度以下
の冷水又はブラインを必要時間取出すことが可能な方法
を発明するに至ったのである。Therefore, the present inventors have sincerely studied the heat dissipation characteristics of the ice heat storage tank, and have a problem with the conventional method of using the ice heat storage tank until all of the ice in the ice heat storage tank is completely melted. Found. Based on this finding, the inventors of the present invention effectively use the ice in the ice heat storage tank even in a large temperature difference air conditioning where the use temperature is as low as 2 ° C. to 4 ° C. They have invented a method that can take out the required time.
【００１２】そこで、本発明は、利用温度（氷蓄熱糟出
口温度）が従来よりも低い温度である場合でも、利用温
度以下の水又はブライン（二次側用熱媒）を必要時間取
出すことが可能な氷蓄熱槽の制御方法を提供することを
目的としている。Therefore, according to the present invention, even if the utilization temperature (ice storage tank outlet temperature) is lower than the conventional temperature, water or brine (secondary side heat medium) having a utilization temperature or lower can be taken out for a required time. It is an object of the present invention to provide a possible method of controlling an ice heat storage tank.
【００１３】[0013]
【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、本発明は、蓄熱槽内の水を凍結させて氷として
成長させてその氷により熱媒を冷却する氷蓄熱槽の制御
方法であって、外部に配置された冷却手段により冷却さ
れた冷却用熱媒を蓄熱槽内に受け入れてこの冷却用熱媒
により水を凍結させて氷として成長させる工程と、蓄熱
槽の入口から昇温した二次側用熱媒を受け入れこの二次
側用熱媒を成長した氷を融解させて冷却し蓄熱槽の出口
から外部に供給する工程と、二次側用熱媒を冷却すると
きに、蓄熱槽内の氷充填率が所定値となったことを条件
として、二次側用熱媒の冷却を中止して蓄熱槽内に所定
値の氷充填率の氷を残す工程と、を有することを特徴と
している。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for controlling an ice heat storage tank in which water in a heat storage tank is frozen to grow as ice and the heat medium is cooled by the ice. That is, the step of receiving the cooling heat medium cooled by the cooling means disposed outside in the heat storage tank and freezing the water by this cooling heat medium to grow it as ice, and the step of rising from the inlet of the heat storage tank. A step of receiving the heated heat medium for the secondary side, melting the cooled ice for the secondary side heat medium and cooling it, and supplying it to the outside from the outlet of the heat storage tank, and when cooling the heat medium for the secondary side And, on condition that the ice filling rate in the heat storage tank reaches a predetermined value, stopping the cooling of the heat medium for the secondary side and leaving ice having a predetermined ice filling rate in the heat storage tank. It is characterized by that.
【００１４】このように構成された本発明においては、
二次側用熱媒を冷却するときに、蓄熱槽内の氷充填率が
所定値となったことを条件として、二次側用熱媒の冷却
を中止して蓄熱槽内に所定値の氷充填率の氷を残すよう
にしているため、利用温度（氷蓄熱糟出口温度）が従来
よりも低い温度である場合でも、利用温度以下の水又は
ブライン（二次側用熱媒）を必要時間取出すことが可能
となる。In the present invention thus constructed,
When cooling the heat medium for the secondary side, the cooling of the heat medium for the secondary side is stopped and the ice of the predetermined value is stored in the heat storage tank, provided that the ice filling rate in the heat storage tank reaches the predetermined value. Since the filling rate of ice is left, even if the usage temperature (ice storage tank outlet temperature) is lower than before, water or brine below the usage temperature (heat medium for the secondary side) is required for the required time. It is possible to take it out.
【００１５】また、本発明において、好ましくは、氷充
填率の所定値は、二次側用熱媒の蓄熱槽の出口での温度
に基づいて設定されている。また、本発明において、好
ましくは、蓄熱槽は、ダイナミック型、又は、スタティ
ック型である。さらに、本発明において、好ましくは、
蓄熱槽は、外融式スタティック型又は内融式スタティッ
ク型である。Further, in the present invention, preferably, the predetermined value of the ice filling rate is set based on the temperature of the secondary side heat medium at the outlet of the heat storage tank. Further, in the present invention, preferably, the heat storage tank is a dynamic type or a static type. Furthermore, in the present invention, preferably,
The heat storage tank is an external fusion static type or an internal fusion static type.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明の氷蓄熱槽の制御方法の実施形態を説明する。先ず、
図５及び図６により、本発明をダイナミック型氷蓄熱槽
に適用した第１実施形態を説明する。図５は、ダイナミ
ック型氷蓄熱槽の放熱特性を示す線図である。具体的に
は、図５には、ダイナミック型氷蓄熱槽において、放熱
時における、冷水入口温度、冷水出口温度、氷充填率
（ＩＰＦ）、放熱熱量の関係が時系列的に示めされてい
る。ここで、冷水入口温度は、蓄熱槽により冷却される
二次側用熱媒である水の蓄熱糟の入口温度であり、冷水
出口温度は、蓄熱槽内で冷却された後の二次側用熱媒で
ある水の蓄熱糟の出口温度であり、氷充填率（ＩＰＦ）
は、蓄熱槽の水量に対する氷量の割合（Ice Packing Fa
ctor）であり、放熱熱量は、「（入口温度−出口温度）
×流量」で表される熱量である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of a method for controlling an ice heat storage tank according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First,
A first embodiment in which the present invention is applied to a dynamic ice heat storage tank will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram showing the heat radiation characteristics of the dynamic ice heat storage tank. Specifically, FIG. 5 shows a time-series relationship between the cold water inlet temperature, the cold water outlet temperature, the ice filling rate (IPF), and the amount of heat radiated during heat dissipation in the dynamic ice heat storage tank. . Here, the cold water inlet temperature is the inlet temperature of the heat storage tank of water, which is the heat medium for the secondary side cooled by the heat storage tank, and the cold water outlet temperature is for the secondary side after being cooled in the heat storage tank. It is the outlet temperature of the heat storage tank of water, which is the heat medium, and the ice filling rate (IPF).
Is the ratio of the amount of ice to the amount of water in the heat storage tank (Ice Packing Fa
ctor) and the amount of heat radiated is "(inlet temperature-outlet temperature)
It is the amount of heat expressed by “flow rate”.
【００１７】図５に示すように、放熱が進むにつれて蓄
熱糟内の氷が融解するので、それに従って、氷充填率
（ＩＰＦ）が低下する。利用温度に基づき基準温度２℃
とした場合、氷充填率（ＩＰＦ）が７．５％となった時
点で、冷水出口温度が基準温度（２℃）以上に上昇する
ことが判明した。As shown in FIG. 5, as the heat radiation progresses, the ice in the heat storage tank melts, so that the ice filling rate (IPF) decreases accordingly. Standard temperature of 2 ℃ based on usage temperature
In such a case, it was found that when the ice filling rate (IPF) reached 7.5%, the cold water outlet temperature increased to the reference temperature (2 ° C.) or higher.
【００１８】この図５に示す氷蓄熱槽の放熱特性から、
本実施形態では、以下のように、氷蓄熱槽を制御するよ
うにしている。先ず、放熱時において、放熱時において
は、氷の量を放熱熱量や水位の変化等で計測し、現状の
氷の量と必要な残氷量から演算して放熱熱量が過大とな
らないように残氷を維持する制御を行う。次に、氷充填
率（ＩＰＦ）が所定値である７．５％となった時点で、
二次側用熱媒である水の冷却を中止し、蓄熱槽内に、所
定値（７．５％）の氷を残こすようにしている。この状
態で、放熱を中止し、次の蓄熱を開始するようにしてい
る。なお、多数の氷蓄熱糟を使用する場合には、それぞ
れの蓄熱糟毎に氷量を把握放熱量を制御する。そして、
残氷の量が少なくなって氷充填率（ＩＰＦ）が所定値に
到達した蓄熱糟から放熱を順次停止させるようにする。From the heat dissipation characteristics of the ice heat storage tank shown in FIG.
In the present embodiment, the ice heat storage tank is controlled as follows. First, at the time of heat dissipation, at the time of heat dissipation, the amount of ice is measured by the amount of heat released and the water level changes, etc. Take control to maintain ice. Next, when the ice filling rate (IPF) reaches a predetermined value of 7.5%,
The cooling of water, which is the heat medium for the secondary side, is stopped, and a predetermined value (7.5%) of ice is left in the heat storage tank. In this state, the heat radiation is stopped and the next heat storage is started. When a large number of ice storage cups are used, the amount of ice is grasped and the amount of heat released is controlled for each storage cup. And
The heat release is sequentially stopped from the heat storage tank when the amount of remaining ice becomes small and the ice filling rate (IPF) reaches a predetermined value.
【００１９】また、蓄熱時においては、残氷の上から製
氷を行ない、熱量、水位の変化等により、氷の量を把握
し、氷が必要以上に製氷されないようにして、冷凍機を
停止する。この結果、本実施形態によれば、放熱時にお
いて、利用温度の低い冷水又はブライン（二次側用熱
媒）を確実に必要時間取出すことができる。Further, during heat storage, ice is made from above the remaining ice, the amount of ice is grasped by changes in heat quantity, water level, etc., and the refrigerator is stopped so that ice is not made more than necessary. . As a result, according to the present embodiment, at the time of heat dissipation, cold water or brine (secondary side heat medium) having a low utilization temperature can be reliably taken out for the required time.
【００２０】次に、図６は、放熱時に必要な氷を残した
状態で運転を停止したダイナミック型氷蓄熱糟における
残氷の容積等を模式的に示した図である。図６に示すよ
うに、蓄熱糟５０内には、上部空間が１７９ｍ3、残氷
が１３１ｍ3、放熱に利用された氷（実際は水として残
っている）が４９５ｍ3、残水が１１１６ｍ3が残ってお
り、この状態で放熱が中止される。ここで、残氷の量１
３１ｍ3は、蓄熱糟内の全水の量（残氷１３１ｍ3＋水４
９５ｍ3＋残水１１１６ｍ3の合計値）に対して、約７．
５％となっている。Next, FIG. 6 is a diagram schematically showing the volume of residual ice and the like in the dynamic type ice heat storage tank in which the operation is stopped with the necessary ice remaining during heat dissipation. As shown in FIG. 6, in the heat storage cake 50, 179m 3 headspace, Zankori is 131m 3, is utilized to heat dissipation ice (actually remains as water) 495m 3, the remaining water is the 1116M 3 It remains, and heat dissipation is stopped in this state. Here, the amount of remaining ice 1
31m 3 is the total amount of water in the heat storage tank (residual ice 131m 3 + water 4
95 m 3 + total amount of residual water 1116 m 3 ), about 7.
It is 5%.
【００２１】次に、図７及び図８により、本発明を外融
式スタティック型氷蓄熱槽に適用した第２実施形態を説
明する。図７は、外融式スタティック型氷蓄熱槽の放熱
特性を示す線図である。図７においても、図５と同様
に、外融式スタティック型氷蓄熱槽の放熱時における、
冷水入口温度、冷水出口温度、氷充填率（ＩＰＦ）、放
熱熱量の関係が時系列的に示めされている。図７に示す
ように、外融式スタティック型氷蓄熱槽においても同様
に、放熱が進むにつれて蓄熱糟内の氷が融解するので、
それに従って、氷充填率（ＩＰＦ）が低下する。利用温
度に基づき基準温度２℃とした場合、氷充填率（ＩＰ
Ｆ）が７．５％となった時点で、冷水出口温度が基準温
度（２℃）以上に上昇することが判明した。Next, a second embodiment in which the present invention is applied to an external melting static type ice heat storage tank will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a diagram showing the heat radiation characteristics of the external melting static ice storage tank. Also in FIG. 7, as in the case of FIG. 5, at the time of heat dissipation of the external melting static type ice heat storage tank,
The relationship among the cold water inlet temperature, the cold water outlet temperature, the ice filling rate (IPF), and the heat radiation amount is shown in time series. As shown in FIG. 7, in the external melting type static ice heat storage tank as well, as the heat radiation progresses, the ice in the heat storage tank melts,
Accordingly, the ice fill factor (IPF) decreases. If the reference temperature is 2 ° C based on the usage temperature, the ice filling rate (IP
It was found that the chilled water outlet temperature rises above the reference temperature (2 ° C.) when F) reaches 7.5%.
【００２２】この図７に示す氷蓄熱槽の放熱特性から、
本実施形態では、以下のように、氷蓄熱槽を制御するよ
うにしている。先ず、放熱時において、放熱時において
は、氷の量を放熱熱量や水位の変化等で計測し、現状の
氷の量と必要な残氷量から演算して放熱熱量が過大とな
らないように残氷を維持する制御を行う。次に、氷充填
率（ＩＰＦ）が所定値である７．５％となった時点で、
二次側用熱媒である水の冷却を中止し、蓄熱槽内に、所
定値（７．５％）の氷を残こすようにしている。この状
態で、放熱を中止し、次の蓄熱を開始するようにしてい
る。なお、多数の氷蓄熱糟を使用する場合には、それぞ
れの蓄熱糟毎に氷量を把握放熱量を制御する。そして、
残氷の量が少なくなって氷充填率（ＩＰＦ）が所定値に
到達した蓄熱糟から放熱を順次停止させるようにする。From the heat dissipation characteristics of the ice heat storage tank shown in FIG. 7,
In the present embodiment, the ice heat storage tank is controlled as follows. First, at the time of heat dissipation, at the time of heat dissipation, the amount of ice is measured by the amount of heat released and the water level changes, etc., and is calculated from the current amount of ice and the required amount of remaining ice so that the amount of remaining heat does not exceed Take control to maintain ice. Next, when the ice filling rate (IPF) reaches a predetermined value of 7.5%,
The cooling of water, which is the heat medium for the secondary side, is stopped, and a predetermined value (7.5%) of ice is left in the heat storage tank. In this state, the heat radiation is stopped and the next heat storage is started. When a large number of ice storage cups are used, the amount of ice is grasped and the amount of heat released is controlled for each storage cup. And
The heat release is sequentially stopped from the heat storage tank when the amount of remaining ice becomes small and the ice filling rate (IPF) reaches a predetermined value.
【００２３】また、蓄熱時においては、残氷の上から製
氷を行ない、熱量、水位の変化等により、氷の量を把握
し、氷が必要以上に製氷されないようにして、冷凍機を
停止する。この結果、本実施形態によれば、放熱時にお
いて、利用温度の低い冷水（二次側用熱媒）を確実に必
要時間取出すことができる。Further, during heat storage, ice making is performed from the top of the remaining ice, the amount of ice is grasped by the change of heat quantity, water level, etc., and the refrigerator is stopped so that the ice is not made more than necessary. . As a result, according to the present embodiment, cold water (secondary side heating medium) having a low utilization temperature can be reliably taken out during the required time during heat dissipation.
【００２４】次に、図８は、放熱時に必要な氷を残した
状態で運転を停止した外融式スタティック型氷蓄熱糟に
おける残氷の容積等を模式的に示した図である。図８に
示すように、蓄熱糟６０内には、上部メンテナンス・配
管空間が４１０ｍ3、残水が２９８ｍ3、放熱に利用され
た氷（実際は水として残っている）が４９５ｍ3、残氷
が６４ｍ3、蓄熱コイル（製氷用熱交換器）９５ｍ3 が
残っており、この状態で放熱が中止される。ここで、残
氷の量６４ｍ3は、蓄熱糟内の全水の量（残氷６４ｍ3＋
水４９５ｍ3＋残水２９８ｍ3の合計値）に対して、約
７．５％となっている。Next, FIG. 8 is a diagram schematically showing the volume of residual ice and the like in the external melting static type ice heat storage tank in which the operation was stopped with the necessary ice remaining during heat dissipation. As shown in FIG. 8, in the heat storage cake 60, the upper maintenance piping space 410m 3, the remaining water is 298m 3, ice was used to the heat radiation (in fact remains an water) 495m 3, is Zankori 64m 3, the heat storage coil (ice heat exchanger) 95 m 3 is
It remains, and heat dissipation is stopped in this state. Here, the amount of residual ice 64 m 3 is the amount of total water in the heat storage tank (residual ice 64 m 3 +
It is approximately 7.5% of the total value of water (495 m 3 + remaining water 298 m 3 ).
【００２５】次に、図９及び図１０により、本発明を内
融式スタティック型氷蓄熱槽に適用した第３実施形態を
説明する。図９は、内融式スタティック型氷蓄熱槽の放
熱特性を示す線図である。図９においても、同様に、内
融式スタティック型氷蓄熱槽の放熱時における、冷水入
口温度、冷水出口温度、氷充填率（ＩＰＦ）、放熱熱量
の関係が時系列的に示めされている。図９に示すよう
に、内融式スタティック型氷蓄熱槽においても同様に、
放熱が進むにつれて蓄熱糟内の氷が融解するので、それ
に従って、氷充填率（ＩＰＦ）が低下する。利用温度に
基づき基準温度２℃とした場合、氷充填率（ＩＰＦ）が
３２％となった時点で、冷水出口温度が基準温度（２
℃）以上に上昇することが判明した。Next, a third embodiment in which the present invention is applied to an internal melting static type ice heat storage tank will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a diagram showing the heat dissipation characteristics of the internal melting static ice storage tank. In FIG. 9 as well, the relation among the cold water inlet temperature, the cold water outlet temperature, the ice filling rate (IPF), and the radiated heat amount during heat dissipation of the internal melting type static ice heat storage tank is similarly shown in time series. . As shown in FIG. 9, also in the internal melting type static ice heat storage tank,
As the heat dissipation progresses, the ice in the heat storage tank melts, and the ice filling rate (IPF) decreases accordingly. When the reference temperature is set to 2 ° C. based on the usage temperature, the chilled water outlet temperature is set to the reference temperature (2
It has been found that the temperature rises above (° C).
【００２６】この図９に示す氷蓄熱槽の放熱特性から、
本実施形態では、以下のように、氷蓄熱槽を制御するよ
うにしている。先ず、放熱時において、放熱時において
は、氷の量を放熱熱量や水位の変化等で計測し、現状の
氷の量と必要な残氷量から演算して放熱熱量が過大とな
らないように残氷を維持する制御を行う。次に、氷充填
率（ＩＰＦ）が所定値である３２％となった時点で、二
次側用熱媒である水の冷却を中止し、蓄熱槽内に、所定
値（３２％）の氷を残こすようにしている。この状態
で、放熱を中止し、次の蓄熱を開始するようにしてい
る。なお、多数の氷蓄熱糟を使用する場合には、それぞ
れの蓄熱糟毎に氷量を把握放熱量を制御する。そして、
残氷の量が少なくなって氷充填率（ＩＰＦ）が所定値に
到達した蓄熱糟から放熱を順次停止させるようにする。From the heat dissipation characteristics of the ice heat storage tank shown in FIG.
In the present embodiment, the ice heat storage tank is controlled as follows. First, at the time of heat dissipation, at the time of heat dissipation, the amount of ice is measured by the amount of heat released and the water level changes, etc., and is calculated from the current amount of ice and the required amount of remaining ice so that the amount of remaining heat does not become excessive. Take control to maintain ice. Next, when the ice filling rate (IPF) reaches the predetermined value of 32%, the cooling of the water as the heat medium for the secondary side is stopped, and the ice of the predetermined value (32%) is stored in the heat storage tank. I try to leave. In this state, the heat radiation is stopped and the next heat storage is started. When a large number of ice storage cups are used, the amount of ice is grasped and the amount of heat released is controlled for each storage cup. And
The heat release is sequentially stopped from the heat storage tank when the amount of remaining ice becomes small and the ice filling rate (IPF) reaches a predetermined value.
【００２７】また、蓄熱時においては、残氷の上から製
氷を行ない、熱量、水位の変化等により、氷の量を把握
し、氷が必要以上に製氷されないようにして、冷凍機を
停止する。この結果、本実施形態によれば、放熱時にお
いて、利用温度の低いブライン（二次側用熱媒）を確実
に必要時間取出すことができる。During heat storage, ice is made from above the residual ice, the amount of ice is grasped by changes in the amount of heat and the water level, etc., and ice is prevented from being made more than necessary, and the refrigerator is stopped. . As a result, according to the present embodiment, at the time of heat dissipation, it is possible to reliably take out the brine (secondary side heat medium) having a low utilization temperature for the required time.
【００２８】次に、図１０は、放熱時に必要な氷を残し
た状態で運転を停止した内融式スタティック型氷蓄熱糟
における残氷の容積等を模式的に示した図である。図１
０に示すように、蓄熱糟７０内には、上部メンテナンス
・配管空間が４１０ｍ3、残水が８６ｍ3、残氷が２７４
ｍ3、放熱に利用された氷（実際は水として残ってい
る）が４９５ｍ3、蓄熱コイル（製氷用熱交換器）９８
ｍ3 が 残っており、この状態で放熱が中止される。こ
こで、残氷の量２７４ｍ3は、蓄熱糟内の全水の量（残
氷２７４ｍ3＋水４９５ｍ3＋残水８６ｍ3の合計値）に
対して、約３２％となっている。Next, FIG. 10 is a diagram schematically showing the volume of residual ice and the like in the internal melting static type ice storage tank which has stopped operation with the necessary ice remaining during heat dissipation. Figure 1
As shown in 0, in the heat storage cake 70, the upper maintenance piping space 410m 3, the remaining water is 86m 3, Zankori 274
m 3 , ice used for heat dissipation (actually remaining as water) 495 m 3 , heat storage coil (heat exchanger for ice making) 98
m 3 and remains, heat radiation is stopped in this state. Wherein the amount 274m 3 of Zankori, relative to the amount of total water in the heat storage dregs (sum of Zankori 274m 3 + water 495m 3 + residue water 86m 3), is about 32%.
【００２９】さらに、外融式スタティック型氷蓄熱糟で
は、蓄熱時において、各製氷用熱交換器である蓄熱コイ
ルの周囲に成長した氷が隣接する他の蓄熱コイルの周囲
の氷と結合する所謂ブリッジングが発生することがあ
る。このブリッジングが発生した場合には、蓄熱糟内の
氷を完全に融解したから製氷する必要があり、このた
め、上述したように、利用温度以下の冷水が取り出せな
い場合がある。しかしながら、内融式スタティック型氷
蓄熱糟においては、このようなブリジングが発生するこ
とがないため、氷量の管理が水位で行うことができ、制
御方法がより簡単となる。さらに、内融式スタティック
型氷蓄熱糟では、残氷に対して、製氷用熱交換器（蓄熱
コイル）の表面側の薄い氷で製氷を行うため、外融式ス
タティック型氷蓄熱糟と比べて伝熱性能が良く、製氷時
のブライン温度を高くすることができ、冷凍機の蒸発温
度が高くなり冷凍機の成績係数が良くなり、効率よく製
氷することができる。Further, in the external melting type static ice heat storage tank, at the time of heat storage, the so-called ice, which grows around the heat storage coil which is the heat exchanger for ice making, is combined with the ice around other heat storage coils adjacent to each other. Bridging may occur. When this bridging occurs, it is necessary to make ice because the ice in the heat storage tank has been completely melted, and as a result, cold water below the utilization temperature may not be taken out, as described above. However, in the internal melting static type ice heat storage tank, since such bridging does not occur, the amount of ice can be controlled at the water level, and the control method becomes simpler. Furthermore, in the internal melting type static ice heat storage tank, the residual ice is made with thin ice on the surface side of the heat exchanger (heat storage coil) for ice making. The heat transfer performance is good, the brine temperature at the time of ice making can be raised, the evaporation temperature of the refrigerator becomes high, the coefficient of performance of the refrigerator becomes good, and ice can be efficiently made.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明した本発明の氷蓄熱糟の制御方
法によれば、二次側用熱媒を冷却するとき（放熱時）、
蓄熱糟内の氷充填率が所定値となったときに、放熱を中
止するようにしたので、利用温度（氷蓄熱糟出口温度）
が従来よりも低い温度である場合でも、利用温度以下の
水又はブライン（二次側用熱媒）を必要時間取出すこと
が可能となる。According to the method for controlling the ice storage tank of the present invention described above, when the heat medium for the secondary side is cooled (at the time of heat radiation),
When the ice filling rate in the heat storage tank reaches a specified value, heat dissipation is stopped, so the usage temperature (ice storage tank outlet temperature)
Even if the temperature is lower than the conventional temperature, it is possible to take out water or brine (heat medium for the secondary side) having a temperature not higher than the use temperature for a required time.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】氷蓄熱装置の一例である内融式スタティック型
氷蓄熱装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an internal fusion static ice heat storage device which is an example of an ice heat storage device.
【図２】ダイナミック型氷蓄熱槽の原理を説明するため
の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of a dynamic ice heat storage tank.
【図３】外融式スタティック型氷蓄熱槽の原理を説明す
るための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle of an external melting static ice storage tank.
【図４】内融式スタティック型氷蓄熱槽の原理を説明す
るための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of an internal melting type static type ice heat storage tank.
【図５】本発明の第１実施形態が適用されたダイナミッ
ク型氷蓄熱槽の放熱特性を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing heat dissipation characteristics of the dynamic ice storage tank to which the first embodiment of the present invention is applied.
【図６】本発明の第１実施形態が適用されたダイナミッ
ク型氷蓄熱糟における残氷の容積等を示したを模式図で
ある。FIG. 6 is a schematic diagram showing the volume of residual ice and the like in the dynamic ice storage tank to which the first embodiment of the present invention is applied.
【図７】本発明の第２実施形態が適用された外融式スタ
ティック型氷蓄熱槽の放熱特性を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing heat dissipation characteristics of an external melting type static type ice storage tank to which a second embodiment of the present invention is applied.
【図８】本発明の第２実施形態が適用された外融式スタ
ティック型氷蓄熱糟における残氷の容積等を示したを模
式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the volume of residual ice and the like in the external melting type static ice storage tank to which the second embodiment of the present invention is applied.
【図９】本発明の第３実施形態が適用された内融式スタ
ティック型氷蓄熱槽の放熱特性を示す線図である。FIG. 9 is a diagram showing heat dissipation characteristics of an internal melting static ice storage tank to which a third embodiment of the present invention is applied.
【図１０】本発明の第３実施形態が適用された内融式ス
タティック型氷蓄熱糟における残氷の容積等を示したを
模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a volume of residual ice and the like in an internal melting type static type ice storage tank to which a third embodiment of the present invention is applied.
１ 氷蓄熱装置 ２ 冷凍機 ３ 氷蓄熱槽（蓄熱糟） ４ 空調機 ５ 蓄熱コイル（製氷用熱交換器） ６ 水 ８ ブラインの循環路 ９ 第１流路切換弁 １０ 第２流路切換弁 ２０ ダイナミック型氷蓄熱槽 ３０ 外融式スタティック型氷蓄熱槽 ４０ 内融式スタティック型氷蓄熱槽 ５０，６０，７０ 氷蓄熱糟（蓄熱糟） 1 Ice heat storage device 2 refrigerator 3 Ice heat storage tank (heat storage tank) 4 air conditioner 5 Heat storage coil (heat exchanger for ice making) 6 water 8 brine circuit 9 First flow path switching valve 10 Second flow path switching valve 20 Dynamic ice storage tank 30 External melting static ice storage tank 40 Inner melting static ice storage tank 50,60,70 Ice heat storage tank (heat storage tank)
フロントページの続き (72)発明者 畔蒜 鏡一郎 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Ｆターム(参考） 3L054 BG04 BH02 Continued front page (72) Inventor Kagami Kuroichiro 3-1, Asahi-cho, Nishibiwajima-cho, Nishikasugai-gun, Aichi Address Mitsubishi Heavy Industries Co., Ltd. F-term (reference) 3L054 BG04 BH02
Claims (4)
させてその氷により熱媒を冷却する氷蓄熱槽の制御方法
であって、 外部に配置された冷却手段により冷却された冷却用熱媒
を蓄熱槽内に受け入れてこの冷却用熱媒により水を凍結
させて氷として成長させる工程と、 蓄熱槽の入口から昇温した二次側用熱媒を受け入れこの
二次側用熱媒を上記成長した氷を融解させて冷却し蓄熱
槽の出口から外部に供給する工程と、 上記二次側用熱媒を冷却するときに、蓄熱槽内の氷充填
率が所定値となったことを条件として、上記二次側用熱
媒の冷却を中止して蓄熱槽内に所定値の氷充填率の氷を
残す工程と、 を有することを特徴とする氷蓄熱槽の制御方法。1. A method of controlling an ice heat storage tank in which water in a heat storage tank is frozen to grow as ice and the heat medium is cooled by the ice, which is for cooling by an externally arranged cooling means. The step of receiving the heat medium in the heat storage tank and freezing the water by this heat medium for growth to grow it as ice, and the heat medium for the secondary side heated from the inlet of the heat storage tank and receiving this heat medium for the secondary side The step of melting and cooling the grown ice and supplying it from the outlet of the heat storage tank to the outside, and when the heat medium for the secondary side is cooled, the ice filling rate in the heat storage tank reaches a predetermined value. Under the condition, the step of stopping the cooling of the secondary side heat medium to leave ice having a predetermined value of the ice filling rate in the heat storage tank is included.
の蓄熱槽の出口での温度に基づいて設定されている請求
項１記載の氷蓄熱槽の制御装置。2. The ice heat storage tank control device according to claim 1, wherein the predetermined value of the ice filling rate is set based on the temperature of the secondary side heat medium at the outlet of the heat storage tank.
スタティック型である請求項１又は請求項２記載の氷蓄
熱槽の制御方法。3. The heat storage tank is a dynamic type, or
The method for controlling an ice heat storage tank according to claim 1 or 2, which is of a static type.
は内融式スタティック型である請求項３記載の氷蓄熱槽
の制御方法。4. The method of controlling an ice heat storage tank according to claim 3, wherein the heat storage tank is an external melting static type or an internal melting static type.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203541A JP2003021367A (en) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Method for controlling ice storage tank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001203541A JP2003021367A (en) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Method for controlling ice storage tank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003021367A true JP2003021367A (en) | 2003-01-24 |
Family
ID=19040154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001203541A Pending JP2003021367A (en) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | Method for controlling ice storage tank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003021367A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033279A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Tokyo Denki Univ | Ice thermal storage device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1183090A (en) * | 1997-07-08 | 1999-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Ice heat storage system |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001203541A patent/JP2003021367A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1183090A (en) * | 1997-07-08 | 1999-03-26 | Mitsubishi Electric Corp | Ice heat storage system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033279A (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Tokyo Denki Univ | Ice thermal storage device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20150081090A (en) | Thermal storage air-conditioning system using a different phase change materials. | |
| JP2003021367A (en) | Method for controlling ice storage tank | |
| JP2003185287A (en) | Manufacturing system for supercooled water and hot water | |
| JP4964439B2 (en) | Operation method of heat storage enhancement system by cooling coil | |
| JP3870370B2 (en) | Ice heat storage system | |
| JP3731121B2 (en) | Ice heat storage device | |
| JP4399309B2 (en) | Ice heat storage device | |
| JPH09159232A (en) | Controlling method for ice storage type water chiller | |
| JP3742043B2 (en) | Apparatus and method for removing frost and ice from cooler in cooling facility | |
| JPS59158989A (en) | Heat regenerator by frozen latent heat | |
| JP2004233009A (en) | Operation control method of ice storage type water cooler | |
| JP2002098490A (en) | Heat storage tank and refrigeration cycle device having the same, and air conditioner equipped with the same | |
| JPH08270989A (en) | Regenerator and operating method for the same | |
| JP2003202135A (en) | Regenerative air-conditioning device | |
| JP3272146B2 (en) | Ice storage system | |
| JP2000065401A (en) | Heat accumulating system | |
| JPH10238828A (en) | Ice heat reserve system and ice heat reserve cooling method using the system | |
| JP4549518B2 (en) | Thermal storage tank and thermal storage device provided with the same | |
| JP3053975B2 (en) | Ice storage device | |
| JP2508240B2 (en) | Ice heat storage device and ice heat storage type air conditioner equipped with the ice heat storage device | |
| JP3788391B2 (en) | Ice heat storage device | |
| JP2515606B2 (en) | A heat source system for air conditioning that stores ice and hot water | |
| JP2009204162A (en) | Ice making system using supercooled water | |
| JPH085108A (en) | Ice heat accumulation system | |
| JP3639422B2 (en) | Air conditioner with ice heat storage unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080626 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101005 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101007 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110414 |