JP2016008747A - Heat exchange system using massive ice - Google Patents

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真史 百田
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雄大 稲田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchange system using massive ice capable of providing cold water with stable temperatures without the need for a high output pump during transportation of iced water containing massive ice.SOLUTION: A heat exchange system 1 comprises: a main pipeline 2 through which iced water containing massive ice 5 flows; a branch-pipe conduit line 3 branched from the main pipeline 2; a tank 4 to which the iced water from the main pipeline 2 flows via the branch-pipe conduit line 3; a circulation path 7 through which coolant circulates so that a heat exchanger 8 through which the coolant heated-up by load side equipment 10 flows and the tank 4 are communicated with each other; a pump 15 disposed along the circulation path 7 for draining only cold water containing none of the massive ice 5; and a return conduit line 14 branched from the circulation path 7 on the downstream side of the heat exchanger 8 so as to communicate with the main pipeline 2.

Description

本発明は、塊状氷を含む氷水から得られる水によって熱交換を行う塊状氷を用いた熱交換システムに関するものである。   The present invention relates to a heat exchange system using block ice that performs heat exchange with water obtained from ice water containing block ice.

ビルの冷房用熱源として夜間電力を利用した蓄熱式熱源システムが採用される傾向にある。なかでも、コンパクト性、夜間稼働率の高さ、低水温を利用した大温度差によるポンプやファン等の搬送動力の低減といった利点から氷蓄熱タイプの空調システムが有効な方法として考えられている。これと同時に空調システムにも高密度冷熱搬送が求められており、氷の潜熱を付加する氷水搬送システムの実現が望まれている。氷水搬送システムは、水の顕熱のみを利用する水搬送方式と比べて、主配管系の縮小と搬送熱量あたりの動力縮減を図ることが可能と考えられ、システム導入及び運用時のCO排出量の削減が期待できる。 There is a tendency to adopt a heat storage type heat source system that uses nighttime power as a heat source for cooling the building. Among these, an ice heat storage type air conditioning system is considered as an effective method because of its advantages such as compactness, high nighttime operation rate, and reduction of transport power such as pumps and fans due to a large temperature difference using low water temperature. At the same time, the air conditioning system is also required to have high-density cold heat transfer, and it is desired to realize an ice water transfer system that adds latent heat of ice. Compared to the water transfer system that uses only sensible heat of water, the ice water transfer system is considered to be able to reduce the main piping system and power consumption per transfer heat amount, and CO 2 emissions during system introduction and operation A reduction in volume can be expected.

貯氷タンク内の氷水を取り出す方法が特許文献1に開示されている。特許文献1の方法は、氷水を熱交換器に向けて搬送している。すなわち、熱交換を行う配管内には氷が混ざった水が流れる。しかしながら、このような氷水の搬送のためには水のみを搬送するためのポンプは用いることはできず、例えばスラリーポンプ等、ある程度高出力のポンプを使用する必要がある。   Patent Document 1 discloses a method of taking out ice water from an ice storage tank. The method of patent document 1 is conveying ice water toward a heat exchanger. In other words, water mixed with ice flows in the pipe for performing heat exchange. However, a pump for transporting only water cannot be used for transporting such ice water. For example, it is necessary to use a pump with a somewhat high output such as a slurry pump.

特許第2804120号公報Japanese Patent No. 2804120

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、塊状氷を含む氷水を搬送するに際して高出力のポンプを必要とせず、安定した温度の冷水を提供することができる塊状氷を用いた熱交換システムを提供することを目的とする。   The present invention is based on the above prior art, and does not require a high-output pump when conveying ice water containing massive ice, and heat exchange using massive ice that can provide cold water at a stable temperature The purpose is to provide a system.

前記目的を達成するため、本発明では、塊状氷を含む氷水が流れる主配管と、該主配管から分岐する分岐管路と、該分岐管路を介して前記主配管からの前記氷水が流入するタンクと、負荷側機器により昇温した冷却水が流れる熱交換器と前記タンクとを互いに連通して循環する循環経路と、該循環経路に配され、前記タンクから前記塊状氷が非包含の冷水のみを流出させるポンプと、該熱交換器の下流側にて前記循環経路から分岐して前記主配管に連通する戻し管路とを備えたことを特徴とする塊状氷を用いた熱交換システムを提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, a main pipe through which ice water containing massive ice flows, a branch pipe branching from the main pipe, and the ice water from the main pipe flows through the branch pipe. A tank, a heat exchanger through which cooling water heated by a load-side device flows, and a circulation path that circulates the tank in communication with each other; a chilled water that is arranged in the circulation path and does not include the block ice from the tank A heat exchange system using lump ice, comprising: a pump for discharging only the gas; and a return pipe branched from the circulation path on the downstream side of the heat exchanger and communicating with the main pipe. provide.

好ましくは、前記循環経路は、前記熱交換器の上流側及び下流側に配されて前記タンクと前記熱交換器とを連通する往き管路及び還り管路とで形成され、前記往き管路は、前記タンクの下側に接続されている。   Preferably, the circulation path is formed by an outgoing line and a return line that are arranged on the upstream side and the downstream side of the heat exchanger and communicates the tank and the heat exchanger, and the outgoing line is , Connected to the lower side of the tank.

好ましくは、前記還り管路は、前記タンクの上側に接続されている。   Preferably, the return pipeline is connected to the upper side of the tank.

好ましくは、前記タンクには、その内部の上側から鉛直下方に延びる棒形状の発光体及び該発光体を撮影するカメラが配設され、前記カメラによる撮影画像を視認できるモニタが前記タンクの外側に配設されている。   Preferably, the tank is provided with a rod-shaped light emitter extending vertically downward from the upper side inside the tank and a camera for photographing the light emitter, and a monitor for visually recognizing an image taken by the camera is disposed outside the tank. It is arranged.

好ましくは、前記分岐管路及び前記循環経路が前記主配管に対して複数配設され、前記タンクの上側から延び、前記主配管と連通する補助管路が配設されている。   Preferably, a plurality of the branch pipes and the circulation paths are provided for the main pipe, and an auxiliary pipe extending from the upper side of the tank and communicating with the main pipe is provided.

本発明によれば、熱交換に用いられる冷水が流れる循環経路に、塊状氷のみが含まれている氷水が蓄えられているタンクが配設されているので、タンク内の氷水によって熱交換による急激な冷水の温度変化を緩和させることができる。このため、熱交換器に対して安定した温度の冷水を提供することができる。また、塊状氷は水中で上昇する(浮く)という性質に着目し、このような塊状氷を用いることでタンク内で容易に塊状氷と水とを分離させることができるので、タンクから循環経路に対して冷水を流出させる際には水のみを搬送可能な比較的低出力のポンプで足りる。このため、塊状氷を用いているにもかかわらず冷水搬送のためには高出力のポンプが不要となり、エネルギーやコストを低減させることができる。これに伴い、熱交換に用いられる冷水は塊状氷を非包含の冷水であるため、熱交換器も一般的に用いられている熱交換器で足りる。したがって、氷水(シャーベット状の氷、塊状氷のいずれかが含まれている水)にも適用できる高価な熱交換器を用いる必要がない。   According to the present invention, the tank in which the ice water containing only the lump ice is stored in the circulation path through which the cold water used for the heat exchange flows. It is possible to alleviate temperature changes in cold water. For this reason, the cold water of the stable temperature can be provided with respect to a heat exchanger. Also, paying attention to the property that lump ice rises (floats) in water, it is possible to easily separate lump ice and water in the tank by using such lump ice. On the other hand, a relatively low-power pump capable of transporting only water is sufficient when the cold water flows out. For this reason, in spite of using lump ice, a high output pump becomes unnecessary for cold water conveyance, and energy and cost can be reduced. Accordingly, since the cold water used for heat exchange is cold water that does not include lump ice, a heat exchanger that is generally used is sufficient. Therefore, there is no need to use an expensive heat exchanger that can be applied to ice water (water containing either sherbet-like ice or lump ice).

また、往き管路がタンクの下側に接続されていれば、塊状氷はタンクの上側に位置しているので、誤って循環経路内に塊状氷が流入することを防止できる。   Further, if the outgoing pipe is connected to the lower side of the tank, the massive ice is located on the upper side of the tank, so that it is possible to prevent the massive ice from flowing into the circulation path by mistake.

また、還り管路がタンクの上側に接続されていれば、塊状氷はタンクの上側に位置しているので、熱交換器により昇温した冷水を塊状氷が溜まっている領域に流入させることができ、昇温した冷水の流入によるタンク内の急激な温度変化を防止できる。   In addition, if the return pipe is connected to the upper side of the tank, the massive ice is located on the upper side of the tank, so that the cold water heated by the heat exchanger can flow into the area where the massive ice is accumulated. It is possible to prevent a sudden temperature change in the tank due to the inflow of the raised cold water.

また、発光体をタンク内部に備えることで塊状氷により発光が視認できない位置まで塊状氷がタンク内に溜まっていることをモニタにより確認できる。   Further, by providing the light emitter inside the tank, it can be confirmed by the monitor that the block ice has accumulated in the tank up to a position where the light emission cannot be visually recognized by the block ice.

また、主配管に対して熱交換器を含む循環経路が複数備わっている場合に、タンクの上側から塊状氷を主配管に戻す補助管路を設けることで、タンクをサブプラントとして利用でき、例えば建物間熱融通を行うことができる。   In addition, when a plurality of circulation paths including a heat exchanger are provided for the main pipe, the tank can be used as a sub-plant by providing an auxiliary pipe that returns massive ice from the upper side of the tank to the main pipe. Heat interchange between buildings can be performed.

本発明に係る塊状氷を用いた熱交換システムの概略図である。It is the schematic of the heat exchange system using the lump ice which concerns on this invention. 本発明に係る別の塊状氷を用いた熱交換システムの概略図である。It is the schematic of the heat exchange system using another lump ice based on this invention. タンク内の塊状氷の量を確認するための構造の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the structure for confirming the quantity of the block ice in a tank.

図1に示すように、本発明に係る塊状氷を用いた熱交換システム1は、いわゆるシャーベット状の氷ではなく、固まった形状を有する塊状の氷のみが含まれている氷水を熱交換の冷水に用いるものである。したがって本発明では、シャーベット状の氷が含まれる氷水については適用外である。本発明は、塊状氷を用いた場合における特有の問題点を解決するためのものとして機能する。このため、本明細書では特に断わりがない場合、塊状氷のみが含まれている水を「氷水」と称する。   As shown in FIG. 1, the heat exchange system 1 using lump ice according to the present invention is not a so-called sherbet-like ice, but ice water containing only lump ice having a solid shape is used as cold water for heat exchange. It is used for. Therefore, the present invention is not applicable to ice water containing sherbet-like ice. The present invention functions as a solution for solving a specific problem in the case of using block ice. For this reason, in this specification, unless otherwise specified, water containing only massive ice is referred to as “ice water”.

システム1は主配管2を備えている。この主配管2内を氷水が矢印A方向に流れている。図示はしないが、主配管の上流端には氷水を蓄えているメインタンクが備わっていて、ここから主配管2に向けて氷水が供給される。主配管2はメインタンクに複数接続されている場合もある。主配管2から分岐して、分岐管路3が配設されている。分岐管路3はタンク4に接続されている。分岐管路3内は主配管2からの氷水が流れ、この氷水はタンク4内に流入する。したがって、タンク4内には塊状氷5が水6とともに蓄えられる。このタンク4内に蓄えられた水6が熱交換における冷水として用いられる。冷水(水6)はタンク4内の塊状氷5によって一定の温度とされるので、熱交換に供給する冷水の温度を安定させることができる。なお、分岐管路3には主配管2からの氷水の流入を制御するためのバルブ16が配されている。また、主配管2内の氷水が低流速の場合、あるいは主配管2内の塊状氷5が低密度の場合は、塊状氷5の浮力で主配管2の上部に塊状氷5が偏在することになる。このため、分岐管路3は主配管2の上部に接続されている。   The system 1 includes a main pipe 2. Ice water flows in the direction of arrow A in the main pipe 2. Although not shown, a main tank that stores ice water is provided at the upstream end of the main pipe, and ice water is supplied from here to the main pipe 2. A plurality of main pipes 2 may be connected to the main tank. A branch pipe 3 is provided branching from the main pipe 2. The branch pipe 3 is connected to the tank 4. Ice water from the main pipe 2 flows in the branch pipe 3, and this ice water flows into the tank 4. Therefore, massive ice 5 is stored in the tank 4 together with the water 6. The water 6 stored in the tank 4 is used as cold water in heat exchange. Since the cold water (water 6) is kept at a constant temperature by the block ice 5 in the tank 4, the temperature of the cold water supplied for heat exchange can be stabilized. The branch pipe 3 is provided with a valve 16 for controlling the inflow of ice water from the main pipe 2. Further, when the ice water in the main pipe 2 has a low flow rate or when the lump ice 5 in the main pipe 2 has a low density, the lump ice 5 is unevenly distributed above the main pipe 2 due to the buoyancy of the lump ice 5. Become. For this reason, the branch pipe 3 is connected to the upper part of the main pipe 2.

タンク4は冷水が循環する循環経路7の一部として形成されている。循環経路7には熱交換器8が配設されている。熱交換器8にはさらに冷却水管路9が通っている。循環経路7を通る冷水は冷却水管路9を通る冷却水と熱交換器8内で熱交換される。冷却水管路9には負荷側機器10が配されている。冷却水は負荷側機器10に使用されて昇温し、熱交換器8にて冷水により冷却される。そして再び負荷側機器10に使用される。すなわち冷却水は冷却水管路9を矢印D方向に流れる。この冷却水の流れはポンプ11で制御されている。   The tank 4 is formed as a part of a circulation path 7 through which cold water circulates. A heat exchanger 8 is disposed in the circulation path 7. A cooling water pipe 9 further passes through the heat exchanger 8. The cold water passing through the circulation path 7 is heat-exchanged with the cooling water passing through the cooling water pipe 9 in the heat exchanger 8. A load side device 10 is disposed in the cooling water pipe 9. The cooling water is used in the load-side device 10 to increase the temperature, and is cooled by the cold water in the heat exchanger 8. And it is used for the load side apparatus 10 again. That is, the cooling water flows in the direction of arrow D through the cooling water pipe 9. The flow of this cooling water is controlled by the pump 11.

一方で循環経路7を換言すれば、タンク4と熱交換器8とを互いに連通する2本の管路とも言える。すなわち、循環経路7は、熱交換器8の上流側に配された熱交換器8とタンク4とを連通する往き管路12と、熱交換器8の下流側に配された熱交換器8とタンク4とを連通する還り管路13とを有していると言える。タンク4内の水6は冷水として往き管路12内を熱交換器8に向けて矢印B方向に流れ、熱交換器8で熱交換された後、還り管路13内をタンク4に向けて矢印C方向に流れていく。なお、水6はタンク4内に配されたフィルタ27を通って往き管路12に流出する。この循環経路7の冷水の流れは、循環経路7に配されたポンプ15により実現されている。なお、主配管2内の氷水はポンプ15の駆動及び後述する三方弁17の働きにより分岐管路3内に流入する。また図の例では、往き管路12に冷水の流量を計測するための流量計18が配されている。   On the other hand, in other words, the circulation path 7 can be said to be two pipe lines that allow the tank 4 and the heat exchanger 8 to communicate with each other. That is, the circulation path 7 includes a forward conduit 12 that communicates the heat exchanger 8 disposed upstream of the heat exchanger 8 and the tank 4, and a heat exchanger 8 disposed downstream of the heat exchanger 8. It can be said that it has a return conduit 13 communicating with the tank 4. The water 6 in the tank 4 flows as cold water in the outgoing pipe 12 toward the heat exchanger 8 in the direction of the arrow B, and after heat exchange is performed in the heat exchanger 8, the inside of the return pipe 13 is directed to the tank 4. It flows in the direction of arrow C. The water 6 flows out to the outgoing pipe 12 through the filter 27 disposed in the tank 4. The flow of cold water in the circulation path 7 is realized by a pump 15 disposed in the circulation path 7. The ice water in the main pipe 2 flows into the branch pipe 3 by driving the pump 15 and the action of a three-way valve 17 described later. In the example shown in the figure, a flow meter 18 for measuring the flow rate of the cold water is disposed in the forward pipeline 12.

上述した構造を備えることで、熱交換に用いられる冷水が流れる循環経路7の一部として、塊状氷5を含む氷水が蓄えられているタンク4が配設されているので、タンク4内の氷水によって熱交換による急激な冷水の温度変化を緩和させることができる。このため、熱交換器8に対して安定した温度の冷水を提供することができる。また、塊状氷5は水中で上昇する(浮く)という性質を有するため、タンク4内では塊状氷5は上昇して上側に位置し、タンク4の下側には水6が位置することになる。このような塊状氷5の性質に着目することでタンク4内で容易に塊状氷5と水6とを分離させることができる。これにより、タンク4から循環経路7に対して冷水を流出させる際には水6のみを搬送可能な比較的低出力のポンプ15で足りる。すなわち本システム1では塊状氷5を用いているにもかかわらず、冷水搬送のためには高出力のポンプが不要であり、エネルギーやコストを低減させることができている。熱交換に用いられる冷水は塊状氷5を非包含の水であるため、熱交換器8も一般的に用いられている熱交換器8で足りる。したがって、氷水(シャーベット状の氷、塊状氷のいずれかが含まれている水)にも適用できる高価な熱交換器を用いる必要がない。つまり、従来用いられている配管、バルブ、熱交換器にて塊状氷の搬送が可能となる構造を有しているので、コスト以外にも信頼性、施工性の観点からも有利である。氷水を搬送するために複雑で高価な構造、部品等を用いる必要がないからである。   By providing the structure described above, the tank 4 in which the ice water including the block ice 5 is stored is disposed as a part of the circulation path 7 through which the cold water used for heat exchange flows. Can alleviate sudden temperature changes in cold water due to heat exchange. For this reason, cold water having a stable temperature can be provided to the heat exchanger 8. In addition, since the lump ice 5 has the property of rising (floating) in water, the lump ice 5 rises and is located on the upper side in the tank 4, and the water 6 is located on the lower side of the tank 4. . By paying attention to such a property of the lump ice 5, the lump ice 5 and the water 6 can be easily separated in the tank 4. As a result, when the cold water is allowed to flow out from the tank 4 to the circulation path 7, a relatively low output pump 15 that can transport only the water 6 is sufficient. That is, in the present system 1, despite the use of the block ice 5, a high-power pump is not required for conveying cold water, and energy and cost can be reduced. Since the cold water used for heat exchange is water that does not include the lump ice 5, the heat exchanger 8 that is generally used is also sufficient. Therefore, there is no need to use an expensive heat exchanger that can be applied to ice water (water containing either sherbet-like ice or lump ice). That is, since it has the structure which can convey lump ice with the piping, valve | bulb, and heat exchanger which are used conventionally, it is advantageous from a viewpoint of reliability and workability besides cost. This is because it is not necessary to use complicated and expensive structures, parts, etc. for conveying ice water.

一方で、本発明に係る塊状氷を用いた熱交換システム1は、主配管2から抜き取られた氷水は再びすべて主配管2に戻るようになっていて、開放された箇所がないいわゆる密閉回路(管路)となっている。すなわち熱交換システム1は主配管2のみに接続されていて、他の配管等とは非接続である。換言すれば、熱交換システム1は氷水が流通する管路の開放端として分岐管路3と戻し管路14を有し、これらが有する開放端はすべて主配管2に接続されている。これにより高圧力を得ることができ、塊状氷5の流通を効率よく行うことができる。なお、システム1に後述する補助管路23のような開放端を有する管路が設けられたとしても、すべて主配管2に接続される。   On the other hand, in the heat exchange system 1 using block ice according to the present invention, all the ice water extracted from the main pipe 2 is returned to the main pipe 2 again, and there is no so-called closed circuit (no open circuit) Pipe). That is, the heat exchange system 1 is connected only to the main pipe 2 and is not connected to other pipes. In other words, the heat exchange system 1 has the branch line 3 and the return line 14 as the open ends of the pipes through which the ice water flows, and all the open ends of these lines are connected to the main pipe 2. Thereby, a high pressure can be obtained and the circulation of the block ice 5 can be performed efficiently. In addition, even if the system 1 is provided with a pipeline having an open end such as an auxiliary pipeline 23 described later, all are connected to the main pipeline 2.

還り管路13からはさらに戻し管路14が分岐している。戻し管路14は主配管2に接続されている。すなわち戻し管路14は、熱交換器8の下流側にて循環経路7から分岐し、主配管2に連通している。これにより、循環経路7内の冷水を主配管2に戻して新たな氷水をタンク4に供給することができる。還り管路13と戻し管路14との分岐点には三方弁17が配されている。この三方弁17を用いることで冷水をタンク4に戻すか、主配管2に戻すか、あるいは両方にどのくらいの割合で戻すかを制御できる。   A return line 14 further branches from the return line 13. The return line 14 is connected to the main pipe 2. That is, the return pipe line 14 branches off from the circulation path 7 on the downstream side of the heat exchanger 8 and communicates with the main pipe 2. Thereby, the cold water in the circulation path 7 can be returned to the main pipe 2 and new ice water can be supplied to the tank 4. A three-way valve 17 is disposed at a branch point between the return line 13 and the return line 14. By using this three-way valve 17, it is possible to control how much cold water is returned to the tank 4, the main pipe 2, or both.

ここで、往き管路12は、タンク4の下側に接続されている。図の例では、タンク4の下端に往き管路12が接続されている。これにより、塊状氷5はタンク4の上側に位置しているので、誤って循環経路7内に塊状氷5が流入することを防止できる。したがって、水6のみからなる冷水を確実に循環経路7に供給することができる。このため水のみを流通させるためのポンプ15に対して過大な負荷を与えることが防止できる。   Here, the outgoing pipe 12 is connected to the lower side of the tank 4. In the example shown in the figure, the forward pipe 12 is connected to the lower end of the tank 4. Thereby, since the lump ice 5 is located on the upper side of the tank 4, it is possible to prevent the lump ice 5 from flowing into the circulation path 7 by mistake. Therefore, cold water consisting only of water 6 can be reliably supplied to the circulation path 7. For this reason, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the pump 15 for circulating only water.

また、還り管路13は、タンク4の上側に接続されている。これにより、塊状氷5はタンク4の上側に位置しているので、熱交換器8により昇温した冷水を塊状氷5が溜まっている領域に流入させることができ、昇温した冷水の流入によるタンク4内の急激な温度変化を防止できる。換言すれば、昇温した冷水を直接塊状氷5に当てるので、塊状氷5を用いて効率よく昇温した冷水を冷却することができる。   Further, the return conduit 13 is connected to the upper side of the tank 4. Thereby, since the lump ice 5 is located on the upper side of the tank 4, the cold water heated by the heat exchanger 8 can be flown into the area where the lump ice 5 is accumulated. A sudden temperature change in the tank 4 can be prevented. In other words, since the raised cold water is directly applied to the block ice 5, the cold water heated efficiently using the block ice 5 can be cooled.

本システム1の使用方法を簡単に説明する。主配管2からの氷水を分岐管路3にて抜き取り、タンク4で塊状氷5と水6とに分離し、水6のみを冷水として熱交換器8に供給する。塊状氷5が蓄えられているタンク4はいわゆるバッファタンクとなり、冷水の温度を安定させることができるので、タンク4内に所定量の塊状氷5が蓄えられた場合にはバルブ16を閉じてバッファタンク(タンク4)を用いた循環運転とできる。このときはタンク4内の塊状氷を解かしながらの運転となるので解氷運転とも称することができる。主配管2からの抜き取り量については、流量計18等を参照してポンプ15の送り出し量を負荷側機器10に応じて三方弁17にて制御する。なお循環経路7や戻し管路14には、適宜冷水の流量を調整するためのバルブ19〜22が配設されている。また、主配管2にシャーベット状の氷を流して実験した結果、分岐管路3にシャーベット状の氷が入りにくいことが分かったため、上述したように本発明では主配管2内に流れる氷を塊状氷5に限定している。   A method of using the system 1 will be briefly described. Ice water from the main pipe 2 is extracted at the branch pipe 3, separated into bulk ice 5 and water 6 by the tank 4, and only the water 6 is supplied to the heat exchanger 8 as cold water. The tank 4 in which the lump ice 5 is stored becomes a so-called buffer tank, and the temperature of the cold water can be stabilized. Therefore, when a predetermined amount of lump ice 5 is stored in the tank 4, the valve 16 is closed and the buffer ice is stored. Circulation operation using a tank (tank 4) can be performed. At this time, since the operation is performed while melting the block ice in the tank 4, it can also be called an ice-free operation. With respect to the amount of extraction from the main pipe 2, the delivery amount of the pump 15 is controlled by the three-way valve 17 according to the load side device 10 with reference to the flow meter 18 and the like. The circulation path 7 and the return pipe line 14 are provided with valves 19 to 22 for appropriately adjusting the flow rate of the cold water. In addition, as a result of experimenting with flowing sherbet-like ice through the main pipe 2, it was found that sherbet-like ice would not easily enter the branch pipe 3. Therefore, in the present invention, the ice flowing into the main pipe 2 is lumped as described above. Limited to ice 5.

上記のような熱交換器8を含む循環経路7を主配管2に対して複数備え、それぞれの循環経路7に分岐管路3を備えた場合、タンク4の上側と主配管2とを連通する補助管路23を設けることが好ましい。この場合、負荷側機器10を建物や需要家と捉えることができる。主配管2に対して熱交換器8を含む循環経路7が複数備わっている場合に、タンク4の上側から塊状氷5を主配管2に戻す補助管路23を設けることで、タンク4をサブプラントとして利用でき、例えば建物間熱融通を行うことができる。なお、補助管路23には適宜ポンプ24と二方弁25、バルブ26を配してもよい。なお、図の例では補助管路23はタンク4の上端に接続されていて、この補助管路23に塊状氷5が導入されやすいようにタンク4の上側は逆テーパ状に形成されている。このテーパ面に沿って塊状氷5はタンク4の上端に集められる。   When a plurality of circulation paths 7 including the heat exchanger 8 as described above are provided for the main pipe 2 and each of the circulation paths 7 is provided with the branch pipe 3, the upper side of the tank 4 and the main pipe 2 are communicated. It is preferable to provide an auxiliary line 23. In this case, the load side device 10 can be regarded as a building or a consumer. When a plurality of circulation paths 7 including the heat exchanger 8 are provided for the main pipe 2, the auxiliary pipe 23 for returning the block ice 5 from the upper side of the tank 4 to the main pipe 2 is provided, so that the tank 4 It can be used as a plant, and for example, heat interchange between buildings can be performed. In addition, you may arrange | position the pump 24, the two-way valve 25, and the valve | bulb 26 suitably to the auxiliary pipeline 23. FIG. In the example shown in the figure, the auxiliary pipeline 23 is connected to the upper end of the tank 4, and the upper side of the tank 4 is formed in a reverse taper shape so that the block ice 5 can be easily introduced into the auxiliary pipeline 23. The lump ice 5 is collected at the upper end of the tank 4 along the tapered surface.

タンク4をサブプラントとして用いる場合は図2に示すような構造としてもよい。すなわち、分岐管路3から分岐する連結管路33を設け、この連結管路33をタンク4の下部に接続する。この連結管路33にはストレーナ34、バルブ35、ポンプ36が配される。そして、補助管路23にはバルブ26のみが配される。図1の例では、タンク4から抜き出した塊状氷5を補助管路23内に流通させるために、ポンプ24はスラリーポンプが必要であったが、図2のような構造とすることで、ポンプ36として水のみを搬送可能な通常の比較的低出力のポンプで足りることになる。タンク4をサブプラントとして用いる場合、通常は主配管2内は水のみが流れている状態であると思われるが、ストレーナ34を配しておくことで塊状氷5が流れている状態でも利用することができる。   When the tank 4 is used as a subplant, a structure as shown in FIG. 2 may be used. That is, a connecting pipe 33 that branches from the branch pipe 3 is provided, and the connecting pipe 33 is connected to the lower portion of the tank 4. A strainer 34, a valve 35, and a pump 36 are disposed in the connection pipe line 33. In addition, only the valve 26 is disposed in the auxiliary pipeline 23. In the example of FIG. 1, a slurry pump is necessary for the pump 24 in order to circulate the lump ice 5 extracted from the tank 4 into the auxiliary conduit 23, but the structure shown in FIG. A normal relatively low-power pump capable of transporting only water as 36 is sufficient. When the tank 4 is used as a sub-plant, it is normally considered that only water is flowing in the main pipe 2, but it is also used in a state where the block ice 5 is flowing by arranging a strainer 34. be able to.

図3に示すように、タンク4には、その内部の上側から鉛直下方に延びる棒形状の発光体28が配されている。この発光体28は例えばLEDライトである。タンク4内には、さらに発光体28を撮影するためのカメラ29が配設されている。カメラ29はタンク4の外側に配設されているモニタ30と接続されている。カメラ29による撮影画像はモニタ30により視認可能である。このような構成により、タンク4内の塊状氷5の量を目視により確認することができる。すなわち、発光体28が発光していても、塊状氷5が蓄えられている部分ではその発光は塊状氷5に遮られるためカメラ29ではその光を捉えることができない。したがって発光を確認できるレベルまで塊状氷5が蓄えられていることを画像検知することができる。図の例ではEで示すレベルまで塊状氷5が蓄えられている。このように塊状氷5が蓄えられているレベルを視認するために、発光体28としては棒形状が好ましいと言える。   As shown in FIG. 3, the tank 4 is provided with a rod-shaped light emitter 28 extending vertically downward from the upper side inside the tank 4. The light emitter 28 is, for example, an LED light. In the tank 4, a camera 29 for photographing the light emitter 28 is further provided. The camera 29 is connected to a monitor 30 disposed outside the tank 4. An image captured by the camera 29 can be visually recognized by the monitor 30. With such a configuration, the amount of massive ice 5 in the tank 4 can be confirmed visually. That is, even if the light emitter 28 emits light, the light is blocked by the block ice 5 in the portion where the block ice 5 is stored, and the camera 29 cannot capture the light. Therefore, it is possible to detect the image that the block ice 5 has been stored up to a level where light emission can be confirmed. In the illustrated example, the block ice 5 is stored up to a level indicated by E. Thus, in order to visually recognize the level at which the lump ice 5 is stored, it can be said that the light emitter 28 preferably has a rod shape.

ここで、発光体28を制御リレー31を介して電源接続部32及びモニタ30と接続してもよい。これにより、モニタ30により画像認識する場合にのみ発光体28を発光するように制御することができるので、発光体28の発光時間を最小限に抑えることができ、節電に寄与することができる。   Here, the light emitter 28 may be connected to the power supply connection portion 32 and the monitor 30 via the control relay 31. Thus, since the light emitter 28 can be controlled to emit light only when the monitor 30 recognizes an image, the light emission time of the light emitter 28 can be minimized, which contributes to power saving.

1:塊状氷を用いた熱交換システム、2:主配管、3:分岐管路、4:タンク、5:塊状氷、6:水、7:循環経路、8:熱交換器、9:冷却水管路、10:負荷側機器、11:ポンプ、12:往き管路、13:還り管路、14:戻し管路、15:ポンプ、16:バルブ、17:三方弁、18:流量計、19:バルブ、20:バルブ、21:バルブ、22:バルブ、23:補助管路、24:ポンプ、25:二方弁、26:バルブ、27:フィルタ、28:発光体、29:カメラ、30:モニタ、31:制御リレー、32:電源接続部、33:連結管路、34:ストレーナ、35:バルブ、36:ポンプ 1: heat exchange system using block ice, 2: main pipe, 3: branch pipe, 4: tank, 5: block ice, 6: water, 7: circulation path, 8: heat exchanger, 9: cooling water pipe Path, 10: load side device, 11: pump, 12: forward line, 13: return line, 14: return line, 15: pump, 16: valve, 17: three-way valve, 18: flow meter, 19: Valve: 20: Valve, 21: Valve, 22: Valve, 23: Auxiliary line, 24: Pump, 25: Two-way valve, 26: Valve, 27: Filter, 28: Luminescent body, 29: Camera, 30: Monitor , 31: control relay, 32: power supply connection part, 33: connecting line, 34: strainer, 35: valve, 36: pump

Claims (5)

塊状氷を含む氷水が流れる主配管と、
該主配管から分岐する分岐管路と、
該分岐管路を介して前記主配管からの前記氷水が流入するタンクと、
負荷側機器により昇温した冷却水が流れる熱交換器と前記タンクとを互いに連通して循環する循環経路と、
該循環経路に配され、前記タンクから前記塊状氷が非包含の冷水のみを流出させるポンプと、
該熱交換器の下流側にて前記循環経路から分岐して前記主配管に連通する戻し管路とを備えたことを特徴とする塊状氷を用いた熱交換システム。
Main piping through which ice water containing massive ice flows,
A branch pipe branching from the main pipe;
A tank into which the ice water from the main pipe flows through the branch pipe;
A circulation path for circulating the heat exchanger through which the cooling water heated by the load side device flows and the tank in communication with each other;
A pump that is arranged in the circulation path and that causes only the cold water that does not contain the lump of ice from the tank to flow out;
A heat exchange system using block ice, comprising a return pipe branching from the circulation path downstream of the heat exchanger and communicating with the main pipe.
前記循環経路は、前記熱交換器の上流側及び下流側に配されて前記タンクと前記熱交換器とを連通する往き管路及び還り管路とで形成され、
前記往き管路は、前記タンクの下側に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の塊状氷を用いた熱交換システム。
The circulation path is formed by an outgoing line and a return line that are arranged on the upstream side and the downstream side of the heat exchanger and communicate with the tank and the heat exchanger,
2. The heat exchange system using lump ice according to claim 1, wherein the forward pipe is connected to a lower side of the tank.
前記還り管路は、前記タンクの上側に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の塊状氷を用いた熱交換システム。   The heat exchange system using lump ice according to claim 2, wherein the return pipeline is connected to an upper side of the tank. 前記タンクには、その内部の上側から鉛直下方に延びる棒形状の発光体及び該発光体を撮影するカメラが配設され、
前記カメラによる撮影画像を視認できるモニタが前記タンクの外側に配設されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の塊状氷を用いた熱交換システム。
The tank is provided with a rod-shaped light emitter extending vertically downward from the upper side of the tank and a camera for photographing the light emitter,
The heat exchange system using lump ice according to any one of claims 1 to 3, wherein a monitor capable of visually recognizing an image taken by the camera is disposed outside the tank.
前記分岐管路及び前記循環経路が前記主配管に対して複数配設され、
前記タンクの上側から延び、前記主配管と連通する補助管路が配設されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の塊状氷を用いた熱交換システム。
A plurality of the branch pipes and the circulation path are arranged with respect to the main pipe,
The heat exchange system using lump ice according to any one of claims 1 to 4, wherein an auxiliary pipe line extending from an upper side of the tank and communicating with the main pipe is disposed.
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