JP2020026924A - Operation control method for ice maker - Google Patents

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Koichi Kita
宏一 北
東 近藤
Azuma Kondo
東 近藤
昇平 安田
Shohei Yasuda
昇平 安田
貴仁 中山
Takahito Nakayama
貴仁 中山
植野 武夫
Takeo Ueno
武夫 植野
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Abstract

To provide an operation control method for an ice maker that can omit a dedicated sensor for controlling an ice packing factor.SOLUTION: An operation control method for an ice maker 1 for generating ice by cooling a medium to be cooled by exchanging heat with a refrigerant is provided. A temperature of the medium to be cooled at an inlet of the ice maker 1 is detected, and operation of the ice maker 1 is turned on and off on the basis of an ice packing factor calculated from a concentration of a circulating medium to be cooled calculated from the detected temperature of the medium to be cooled in accordance with a predetermined formula, and an initial concentration of the medium to be cooled at the start of ice making.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は製氷機の運転制御方法に関する。さらに詳しくは、シャーベット状の氷スラリーを製造する製氷機の運転制御方法に関する。   The present disclosure relates to an operation control method for an ice maker. More specifically, the present invention relates to an operation control method of an ice maker for producing a sherbet-like ice slurry.

魚等を冷蔵するためにシャーベット状の氷スラリーを用いる場合がある。かかる氷スラリーを製造する装置として、従来、例えば内管と外管とを備えた二重管式製氷機が知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる製氷機を備えた製氷システムは、海水等の被冷却媒体を収容するタンクを有しており、当該タンクから製氷機の内管に供給された被冷却媒体は、当該製氷機の外管と内管との環状スペースに供給される冷媒との熱交換により氷スラリーを生成し、生成された氷スラリーはタンクに戻される。   In some cases, a sherbet-shaped ice slurry is used to refrigerate fish and the like. As an apparatus for producing such an ice slurry, a double-pipe ice maker provided with, for example, an inner pipe and an outer pipe is known (for example, see Patent Document 1). The ice making system provided with such an ice maker has a tank that stores a medium to be cooled such as seawater, and the medium to be cooled supplied from the tank to the inner tube of the ice maker is connected to the outer tube of the ice maker. Ice slurry is generated by heat exchange with the refrigerant supplied to the annular space with the inner tube, and the generated ice slurry is returned to the tank.

特許第3888789号明細書Patent No. 3888789

前記のような製氷機を備えた製氷システムにおいて、タンク内に収容される氷の割合(氷/(氷+被冷却媒体))である氷充填率IPF(Ice Packing Factor)が多くなりすぎると、当該製氷システムの配管に詰まりが生じたり、また、製氷効率が低下したりするので、タンク内の氷充填率を一定範囲内に収めることが行われている。このため、従来、タンク内の製氷量を当該タンクに設けた水位センサや超音波センサ等の専用センサを用いて推定していた。なお、本明細書において「専用センサ」とは、従来の製氷システムにおいて用いられていた水位センサや超音波センサ等の、IPF制御のための専用のセンサのことをいい、後述する本開示の実施形態における温度を検知する手段である温度センサは含まない。   In the ice making system provided with the ice making machine as described above, if the ice filling factor IPF (Ice Packing Factor), which is the ratio of ice contained in the tank (ice / (ice + cooling medium)), becomes too large, Since clogging occurs in the piping of the ice making system and the ice making efficiency is reduced, the ice filling rate in the tank is kept within a certain range. Therefore, conventionally, the amount of ice making in the tank has been estimated using a dedicated sensor such as a water level sensor or an ultrasonic sensor provided in the tank. In the present specification, the “dedicated sensor” refers to a dedicated sensor for IPF control, such as a water level sensor and an ultrasonic sensor, used in a conventional ice making system, and will be described later. It does not include a temperature sensor as a means for detecting the temperature in the embodiment.

しかし、前述した水位センサや超音波センサは高価であり、特に漁船等の小規模の製氷システムでは、当該センサのコスト比率が大きく、その対策が望まれている。   However, the above-mentioned water level sensor and ultrasonic sensor are expensive, and especially in a small-scale ice making system such as a fishing boat, the cost ratio of the sensor is large, and measures for it are desired.

本開示は、氷充填率を制御するための専用センサを省略することができる製氷機の運転制御方法を提供することを目的としている。   An object of the present disclosure is to provide an operation control method of an ice maker that can omit a dedicated sensor for controlling an ice filling rate.

本開示の製氷機の運転制御方法(以下、単に「運転制御方法」ともいう)は、
(1)冷媒との熱交換により被冷却媒体を冷却して氷を生成する製氷機の運転制御方法であって、
前記製氷機の入口における被冷却媒体の温度を検知し、検知された被冷却媒体の温度から所定の式に従い算出される循環被冷却媒体の濃度と、製氷開始時における初期の被冷却媒体の濃度とから算出される氷充填率に基づいて前記製氷機の運転のオンオフを行う。
The operation control method of the ice making machine of the present disclosure (hereinafter, also simply referred to as “operation control method”)
(1) An operation control method for an ice making machine that generates ice by cooling a medium to be cooled by heat exchange with a refrigerant,
The temperature of the cooling medium at the inlet of the ice making machine is detected, and the concentration of the circulating cooling medium calculated from the detected temperature of the cooling medium according to a predetermined formula, and the concentration of the initial cooling medium at the start of ice making. The operation of the ice making machine is turned on / off based on the ice filling rate calculated from the above.

本開示の運転制御方法では、製氷機の入口における被冷却媒体の温度を検知することで、当該温度から算出される循環被冷却媒体の濃度と、予め求めておいた初期の被冷却媒体の濃度とから氷充填率を算出することができ、この算出された氷充填率に基づいて製氷機の運転の停止又は再開をしている。製氷機の入口における被冷却媒体の温度を検知する手段(例えば、温度センサ)は、冷媒の蒸発温度の制御を含む製氷機の運転制御を行うために、従来の製氷機においても設けられていることから、IPF制御のための専用センサを設けることなく、本開示の運転制御方法を実行することができる。換言すれば、従来の製氷システムにおいて用いられていた水位センサや超音波センサ等の、IPF制御のための専用センサを省略することができる。   In the operation control method according to the present disclosure, by detecting the temperature of the cooling medium at the inlet of the ice making machine, the concentration of the circulating cooling medium calculated from the temperature and the concentration of the initial cooling medium determined in advance are determined. From this, the ice filling rate can be calculated, and the operation of the ice making machine is stopped or restarted based on the calculated ice filling rate. A means (for example, a temperature sensor) for detecting the temperature of the medium to be cooled at the inlet of the ice maker is also provided in a conventional ice maker in order to control the operation of the ice maker including controlling the evaporation temperature of the refrigerant. Therefore, the operation control method of the present disclosure can be executed without providing a dedicated sensor for IPF control. In other words, a dedicated sensor for IPF control, such as a water level sensor and an ultrasonic sensor, used in the conventional ice making system can be omitted.

(2)前記(1)の運転制御方法において、算出される氷充填率が所定の上限値に達したときに製氷機の運転を停止し、算出される氷充填率が所定の下限値に達したときに製氷機の運転を再開することができる。この場合、予め設定した氷充填率の範囲内に収まるように製氷機を運転することができる。   (2) In the operation control method of (1), when the calculated ice filling rate reaches a predetermined upper limit, the operation of the ice making machine is stopped, and the calculated ice filling rate reaches a predetermined lower limit. Then, the operation of the ice maker can be restarted. In this case, the ice maker can be operated so as to be within the range of the preset ice filling rate.

(3)前記(1)又は(2)の運転制御方法において、前記被冷却媒体は海水であり、前記所定の式は、前記検知された被冷却媒体の温度をTi(℃)、前記循環被冷却媒体の濃度をC(wt%)とすると、
Ti=−3700×C/{58.5×(100−C)}
とすることができる。この場合、所定の式にしたがって、被冷却媒体(海水)の温度から循環被冷却媒体の濃度を算出することができる。
(3) In the operation control method according to the above (1) or (2), the cooling medium is seawater, and the predetermined equation is that the detected temperature of the cooling medium is Ti (° C.), Assuming that the concentration of the cooling medium is C (wt%),
Ti = -3700 × C / {58.5 × (100-C)}
It can be. In this case, the concentration of the circulating cooling medium can be calculated from the temperature of the cooling medium (seawater) according to a predetermined formula.

(4)前記(1)〜(3)の運転制御方法において、前記製氷機は、外管と当該外管内に設けられる内管とを有しており、前記内管内に被冷却媒体を流し、前記内管と外管との間のスペースに冷媒を流す二重管式の製氷機とすることができる。この場合、氷充填率算出のための専用センサを省略して、氷充填率の制御を行うことができる。 (4) In the operation control method according to any one of (1) to (3), the ice making machine has an outer tube and an inner tube provided in the outer tube, and allows a medium to be cooled to flow through the inner tube. It is possible to provide a double-pipe type ice making machine for flowing a refrigerant into a space between the inner pipe and the outer pipe. In this case, the ice filling rate can be controlled by omitting the dedicated sensor for calculating the ice filling rate.

本開示の一実施形態に係る運転制御方法が適用される製氷機を備えた製氷システムの一例の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an example of an ice making system including an ice machine to which an operation control method according to an embodiment of the present disclosure is applied. 図1に示される製氷機の側面説明図である。FIG. 2 is an explanatory side view of the ice making machine shown in FIG. 1. 図2に示される製氷機におけるブレード機構の断面説明図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view of a blade mechanism in the ice making machine shown in FIG. 2. 氷充填率と海水濃度との関係を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the relationship between an ice filling rate and seawater concentration.

以下、添付図面を参照しつつ、本開示の運転制御方法を詳細に説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Hereinafter, the operation control method of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present disclosure is not limited to these exemplifications, but is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims.

〔製氷システム〕
まず、本開示の運転制御方法が適用される製氷機を備えた製氷システムの一例について説明する。
図1は、本開示の一実施形態に係る運転制御方法が適用される製氷機1を備えた製氷システムAの概略構成図であり、図2は、図1に示される製氷機1の側面説明図である。製氷システムAは、後述する海水タンクに貯めた海水を原料として製氷機1で氷スラリーを連続的に生成し、生成した氷スラリーを海水タンクに戻すシステムである。氷スラリーとは、水又は水溶液に微細な氷が混濁したシャーベット状の氷のことをいい、スラリー氷、アイススラリー、スラリーアイス、スラッフアイス、リキッドアイスとも呼ばれる。製氷システムAは、海水をベースとした氷スラリーを連続的に生成可能である。このため、製氷システムAは、例えば漁船や漁港等に設置され、海水タンクに戻された氷スラリーは鮮魚の保冷等に利用される。
[Ice making system]
First, an example of an ice making system including an ice machine to which the operation control method according to the present disclosure is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ice making system A including an ice making machine 1 to which an operation control method according to an embodiment of the present disclosure is applied, and FIG. 2 is a side view of the ice making machine 1 shown in FIG. FIG. The ice making system A is a system in which ice slurry is continuously generated by the ice maker 1 using seawater stored in a seawater tank described later as a raw material, and the generated ice slurry is returned to the seawater tank. The ice slurry refers to sherbet-like ice in which fine ice is turbid in water or an aqueous solution, and is also referred to as slurry ice, ice slurry, slurry ice, sluff ice, and liquid ice. The ice making system A can continuously generate an ice slurry based on seawater. For this reason, the ice making system A is installed in, for example, a fishing boat or a fishing port, and the ice slurry returned to the seawater tank is used for keeping fresh fish cool.

製氷システムAは海水を被冷却媒体としており、利用側熱交換器を構成する製氷機1以外に、圧縮機2、熱源側熱交換器3、四路切換弁4、利用側膨張弁5、熱源側膨張弁6、過熱器7、レシーバ8、海水タンク(貯留タンク)9、及びポンプ10を備えている。製氷機1、圧縮機2、熱源側熱交換器3、四路切換弁4、利用側膨張弁5、熱源側膨張弁6、過熱器7、及びレシーバ8により冷凍装置が構成され、これらの機器又は部材は配管により接続されて冷媒回路を構成している。また、製氷機1、海水タンク9、及びポンプ10も同じく配管により接続されて海水循環路を構成している。   The ice making system A uses seawater as a medium to be cooled, and in addition to the ice making machine 1 constituting the use side heat exchanger, a compressor 2, a heat source side heat exchanger 3, a four-way switching valve 4, a use side expansion valve 5, a heat source A side expansion valve 6, a superheater 7, a receiver 8, a seawater tank (storage tank) 9, and a pump 10 are provided. The ice maker 1, the compressor 2, the heat source side heat exchanger 3, the four-way switching valve 4, the use side expansion valve 5, the heat source side expansion valve 6, the superheater 7, and the receiver 8 constitute a refrigerating apparatus. Alternatively, the members are connected by piping to form a refrigerant circuit. The ice maker 1, the seawater tank 9, and the pump 10 are also connected by piping to form a seawater circulation path.

また、製氷システムAは制御装置30を備えている。制御装置30は、CPUと、RAM、ROM等のメモリとを備えている。制御装置30は、メモリに格納されたコンピュータプログラムをCPUが実行することにより、本開示の運転制御を含む、製氷システムAの運転に関する各種の制御を実現する。   Further, the ice making system A includes a control device 30. The control device 30 includes a CPU and memories such as a RAM and a ROM. The control device 30 realizes various controls related to the operation of the ice making system A, including the operation control according to the present disclosure, by the CPU executing the computer program stored in the memory.

通常の製氷運転時には、四路切換弁4が、図1において実線で示される状態に保持される。圧縮機2から吐出された高温高圧のガス状冷媒は四路切換弁4を経て凝縮器として機能する熱源側熱交換器3に流入し、送風ファン11の作動により空気と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、全開状態の熱源側膨張弁6及びレシーバ8を経て利用側膨張弁5に流入する。冷媒は、利用側膨張弁5により所定の低圧に減圧され、後述する冷媒入口管から当該製氷機1の蒸発器Eを構成する内管12と外管13との間の環状スペース14内に供給される。   During a normal ice making operation, the four-way switching valve 4 is maintained in a state shown by a solid line in FIG. The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the heat source side heat exchanger 3 functioning as a condenser via the four-way switching valve 4, and exchanges heat with air by the operation of the blower fan 11 to condense and condense. Liquefy. The liquefied refrigerant flows into the use-side expansion valve 5 via the heat-source-side expansion valve 6 and the receiver 8 in the fully opened state. The refrigerant is decompressed to a predetermined low pressure by the use-side expansion valve 5 and supplied from a refrigerant inlet pipe, which will be described later, into the annular space 14 between the inner pipe 12 and the outer pipe 13 constituting the evaporator E of the ice making machine 1. Is done.

環状スペース14内に噴出された冷媒は、ポンプ10により内管12内に流入された海水と熱交換して蒸発する。冷媒の蒸発により冷却された海水は、内管12から流出して海水タンク8に戻る。製氷機1で蒸発して気化した冷媒は圧縮機2に吸い込まれる。その際、製氷機1で蒸発しきれずに液体を含んだ状態の冷媒が圧縮機2に入ると、急激な圧縮機シリンダー内部圧力上昇(液圧縮)や冷凍機油の粘度低下により圧縮機2が故障する原因となることから、当該圧縮機2を保護するために製氷機1を出た冷媒は、過熱器7により加熱して圧縮機2に戻すようにしている。過熱器7は二重管式であり、製氷機1を出た冷媒は、過熱器7の内管と外管との間のスペースを通る間に過熱され、圧縮機2に戻る。   The refrigerant jetted into the annular space 14 exchanges heat with seawater flowing into the inner pipe 12 by the pump 10 and evaporates. The seawater cooled by the evaporation of the refrigerant flows out of the inner pipe 12 and returns to the seawater tank 8. The refrigerant evaporated and vaporized in the ice making machine 1 is sucked into the compressor 2. At that time, when the refrigerant containing liquid without being completely evaporated by the ice making machine 1 enters the compressor 2, the compressor 2 fails due to a sudden increase in the pressure inside the compressor cylinder (liquid compression) and a decrease in the viscosity of the refrigerating machine oil. Therefore, the refrigerant that has exited the ice maker 1 in order to protect the compressor 2 is heated by the superheater 7 and returned to the compressor 2. The superheater 7 is of a double tube type, and the refrigerant exiting the ice making machine 1 is superheated while passing through the space between the inner tube and the outer tube of the superheater 7 and returns to the compressor 2.

また、製氷機1の内管12内の海水の流れが滞り、内管12内に氷が蓄積される(アイスアキュームレーション)と、当該製氷機1が運転できなくなる。この場合、内管12内の氷を溶かすためにデフロスト運転(暖房運転)が行われる。このとき、四路切換弁4は、図1において破線で示される状態に保持される。圧縮機2から吐出された高温高圧のガス状冷媒は四路切換弁4を経て製氷機1の内管12と外管13との間の環状スペース14内に流入し、内管12内の氷を含む海水と熱交換して凝縮・液化する。液化した冷媒は、全開状態の利用側膨張弁5及びレシーバ8を経て熱源側膨張弁6に流入し、当該熱源側膨張弁6により所定の低圧に減圧され、蒸発器として機能する熱源側熱交換器3に流入する。デフロスト運転時には蒸発器として機能する熱源側熱交換器3に流入した冷媒は送風ファン11の作動により空気と熱交換して気化し、圧縮機2に吸い込まれる。   In addition, when the flow of seawater in the inner pipe 12 of the ice maker 1 is interrupted and ice is accumulated in the inner pipe 12 (ice accumulation), the ice maker 1 cannot be operated. In this case, a defrost operation (heating operation) is performed to melt the ice in the inner pipe 12. At this time, the four-way switching valve 4 is maintained in the state shown by the broken line in FIG. The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor 2 flows into the annular space 14 between the inner pipe 12 and the outer pipe 13 of the ice making machine 1 via the four-way switching valve 4, and the ice in the inner pipe 12. Condensed and liquefied by heat exchange with seawater containing. The liquefied refrigerant flows into the heat-source-side expansion valve 6 via the use-side expansion valve 5 and the receiver 8 in the fully-open state, and is depressurized to a predetermined low pressure by the heat-source-side expansion valve 6, and the heat-source-side heat exchange functioning as an evaporator It flows into the vessel 3. During the defrost operation, the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 3 functioning as an evaporator exchanges heat with air by the operation of the blower fan 11, is vaporized, and is sucked into the compressor 2.

製氷機1は、内管12と外管13とからなる蒸発器Eと、後述するブレード機構とを備えており、内管12及び外管13の各軸が水平になるように配置される横置き型の二重管式製氷機である。蒸発器Eは、内管12と外管13との間の環状スペース14の大部分が液冷媒とされる満液式蒸発器であり、冷媒と海水との熱交換効率を高めることができる。また、環状スペース14の大部分を液冷媒とすることによって、満液式蒸発器内の冷凍機油を当該満液式蒸発器から排出させやすくすることができ、排出された冷凍機油を圧縮機2に戻すことによって当該圧縮機2の潤滑不足を抑制し、信頼性を高めることができる。   The ice making machine 1 is provided with an evaporator E including an inner tube 12 and an outer tube 13 and a blade mechanism described later. It is a standing type double tube ice maker. The evaporator E is a liquid-filled evaporator in which most of the annular space 14 between the inner pipe 12 and the outer pipe 13 is used as a liquid refrigerant, and can increase the heat exchange efficiency between the refrigerant and seawater. Further, by making most of the annular space 14 a liquid refrigerant, the refrigerating machine oil in the liquid-filled evaporator can be easily discharged from the liquid-filled evaporator. By returning to, the insufficient lubrication of the compressor 2 can be suppressed, and the reliability can be improved.

内管12は、内部を被冷却媒体である海水が通過する要素であり、ステンレスや鉄等の金属材料で作製されている。内管12は円筒形状を呈しており、外管13内に配設される。内管12の両端は閉止されており、その内部には当該内管12の内周面に生成されたシャーベット状の氷スラリーを掻き上げて内管12内に分散させるブレード機構15が配設されている。内管12の軸方向一端側(図2において右側)に海水が当該内管12内に供給される海水入口管16が設けられており、内管12の軸方向他端側(図2において左側)に内管12から海水が排出される海水出口管17が設けられている。海水入口管16における内管12との接続部の近傍には、当該内管12内に供給される海水の温度を検知する温度センサ31が設けられている。なお、この温度センサ31は、蒸発器Eにおいて冷媒と熱交換される前の海水の温度を検知することができればよく、例えば図2において一点鎖線で示される箇所S(内管12の内部)に設けることもできる。   The inner tube 12 is an element through which seawater as a medium to be cooled passes, and is made of a metal material such as stainless steel or iron. The inner tube 12 has a cylindrical shape and is disposed inside the outer tube 13. Both ends of the inner tube 12 are closed, and a blade mechanism 15 for scraping the sherbet-like ice slurry generated on the inner peripheral surface of the inner tube 12 and dispersing the same in the inner tube 12 is provided therein. ing. A seawater inlet pipe 16 through which seawater is supplied into the inner pipe 12 is provided at one axial end (right side in FIG. 2) of the inner pipe 12, and the other axial end of the inner pipe 12 (left side in FIG. 2). ) Is provided with a seawater outlet pipe 17 through which seawater is discharged from the inner pipe 12. A temperature sensor 31 for detecting the temperature of seawater supplied into the inner pipe 12 is provided near the seawater inlet pipe 16 near the connection with the inner pipe 12. The temperature sensor 31 only needs to be able to detect the temperature of seawater before heat exchange with the refrigerant in the evaporator E. It can also be provided.

外管13は円筒形状を呈しており、内管12と同様にステンレスや鉄等の金属材料で作製されている。外管13の下部には複数の(本実施形態では3つ)冷媒入口管18が設けられており、外管13の上部には複数の(本実施形態では2つ)の冷媒出口管19が設けられている。冷媒入口管18の上端に環状スペース14内に冷媒を供給する冷媒供給口20が形成され、冷媒出口管19の下端に環状スペース14内の冷媒が排出される冷媒排出口21が形成されている。   The outer tube 13 has a cylindrical shape, and is made of a metal material such as stainless steel or iron like the inner tube 12. A plurality (three in this embodiment) of refrigerant inlet pipes 18 are provided in a lower portion of the outer tube 13, and a plurality (two in this embodiment) of refrigerant outlet tubes 19 are provided in an upper portion of the outer tube 13. Is provided. A refrigerant supply port 20 for supplying a refrigerant into the annular space 14 is formed at an upper end of the refrigerant inlet pipe 18, and a refrigerant outlet 21 for discharging the refrigerant in the annular space 14 is formed at a lower end of the refrigerant outlet pipe 19. .

ブレード機構15は、図2〜3に示されるように、回転軸22と、支持バー23と、ブレード24と、モータ26とを備えている。回転軸22の軸方向の他端は内管12の軸方向他端に設けられたフランジ25から外部に延びて設けられ、回転軸22を駆動させる駆動部を構成するモータ26に接続されている。回転軸22の周面には所定間隔で支持バー23が立設されており、この支持バー23の先端にブレード24が取り付けられている。ブレード24は、例えば合成樹脂で作製された帯板状の部材からなり、回転方向の前方側の側縁は先細形状とされている。   The blade mechanism 15 includes a rotating shaft 22, a support bar 23, a blade 24, and a motor 26, as shown in FIGS. The other end of the rotating shaft 22 in the axial direction is provided to extend to the outside from a flange 25 provided at the other end of the inner tube 12 in the axial direction, and is connected to a motor 26 that constitutes a driving unit that drives the rotating shaft 22. . Support bars 23 are erected at predetermined intervals on the peripheral surface of the rotating shaft 22, and a blade 24 is attached to the tip of the support bar 23. The blade 24 is made of, for example, a band-shaped member made of a synthetic resin, and has a tapered shape at the side edge on the front side in the rotation direction.

内管12の外周面と外管13の内周面との間に形成される環状のスペース14により、当該外管13の下部に形成された冷媒供給口20から、当該外管13の上部に形成された冷媒排出口21に至る冷媒の経路が構成される。   Due to the annular space 14 formed between the outer peripheral surface of the inner tube 12 and the inner peripheral surface of the outer tube 13, a refrigerant supply port 20 formed at a lower portion of the outer tube 13 is connected to an upper portion of the outer tube 13. A refrigerant path to the formed refrigerant outlet 21 is formed.

〔運転制御方法〕
つぎに前述した製氷システムAにおける製氷機1の運転制御方法について説明する。より詳細には、海水タンク9内の氷充填率に基づいて製氷機1の運転の停止又は再開を行う運転制御方法について説明する。
本開示の運転制御方法で用いる「氷充填率」は、IPF(Ice Packing Factor)とも称され、海水タンク9内の水位が一定であるとすると、製氷量(kg)をmiとし、供給海水量(kg)をm0とすると
氷充填率IPF=mi/m0
で表される。なお、供給海水量は、製氷前の初期状態の海水タンク内に供給されている海水量のことである。
(Operation control method)
Next, an operation control method of the ice making machine 1 in the ice making system A described above will be described. More specifically, an operation control method for stopping or restarting the operation of the ice maker 1 based on the ice filling rate in the seawater tank 9 will be described.
The “ice filling factor” used in the operation control method of the present disclosure is also referred to as IPF (Ice Packing Factor). If the water level in the seawater tank 9 is constant, the ice making amount (kg) is set to mi, and the supplied seawater amount is set. (Kg) as m0 Ice filling factor IPF = mi / m0
It is represented by Note that the supplied seawater amount is the amount of seawater supplied to the seawater tank in an initial state before ice making.

図4は、氷充填率と海水濃度との関係を説明するための模式図であり、左側が初期状態(製氷前)の海水タンク、右側が製氷中の海水タンクを示している。初期状態の海水の質量はm0(kg)であり、海水の塩分濃度はC0である。このC0(wt%)は予め測定しておくことができる。また、海水濃度に大きな変動がない場合には、定数としておくこともできる。
製氷中の氷の質量をmi(kg)とし、そのときの海水タンク9内の海水の塩分濃度をC(wt%)とすると、製氷前後の塩の量は等しいので、
m0・C0/100=(m0−mi)・C/100
である。これを変形すると、
m0・C0=m0・C−mi・C
(mi/m0)・C=C−C0 ・・・・・・(1)
となる。IPF=mi/m0であるので、式(1)の両辺をCで除すると、
IPF=(C−C0)/C=1−C0/C ・・・・・・(2)
となり、氷充填率IPFは、初期の供給海水濃度と、製氷中の海水濃度(循環海水濃度)とが分かれば、式(2)より推定することができる。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the relationship between the ice filling rate and the seawater concentration. The left side shows a seawater tank in an initial state (before ice making), and the right side shows a seawater tank during ice making. The mass of seawater in the initial state is m0 (kg), and the salt concentration of seawater is C0. This C0 (wt%) can be measured in advance. If there is no significant change in the seawater concentration, it can be set as a constant.
If the mass of ice during ice making is mi (kg) and the salt concentration of seawater in the seawater tank 9 at that time is C (wt%), the amount of salt before and after ice making is equal,
m0 · C0 / 100 = (m0−mi) · C / 100
It is. If you transform this,
m0 · C0 = m0 · C−mi · C
(Mi / m0) · C = C−C0 (1)
Becomes Since IPF = mi / m0, dividing both sides of equation (1) by C gives
IPF = (C−C0) / C = 1−C0 / C (2)
If the initial supply seawater concentration and the seawater concentration during ice making (circulating seawater concentration) are known, the ice filling rate IPF can be estimated from equation (2).

また、製氷機1にて氷が生成された後の当該製氷機1の入口海水温度、すなわち、本実施形態において海水入口管16に設けられた温度センサ31で検知される海水温度(氷結温度)と、循環海水濃度との間には以下の相関式が成り立つことから、温度センサ31で検知される海水温度(℃)から循環海水濃度(wt%)を算出することができる。
氷結温度=−3700×循環海水濃度/{58.5×(100−循環海水濃度)}
・・・・・・(3)
In addition, the seawater temperature at the inlet of the icemaker 1 after the ice is generated by the icemaker 1, that is, the seawater temperature (freezing temperature) detected by the temperature sensor 31 provided in the seawater inlet pipe 16 in the present embodiment. And the circulating seawater concentration, the following correlation formula holds, so that the circulating seawater concentration (wt%) can be calculated from the seawater temperature (° C) detected by the temperature sensor 31.
Freezing temperature = -3700 × circulating seawater concentration / {58.5 × (100−circulating seawater concentration)}
・ ・ ・ ・ ・ ・ (3)

循環海水濃度が分かれば、この循環海水濃度と、予め分かっている初期の供給海水濃度とから、式(2)よりIPFを求めることができる。
換言すれば、初期の供給海水濃度を予め求めておけば、目標とするIPFになるときの氷結温度、すなわち製氷機1の入口海水温度を求めることができる。例えば、IPFが0.5で製氷機の運転を停止し、IPFが0.3で製氷機の運転を再開するとした場合、供給海水濃度が3.5wt%であるとすると、それぞれのIPFに相当する氷結温度は、−4.8℃、及び−3.3℃となる。
したがって、海水入口管16に設けられた温度センサ31で海水温度を検知し、この温度が−4.8℃より低くなったときに製氷機の運転を停止し、前記温度が−3.3℃より高くなったときに製氷機の運転を再開することで、海水タンクにIPF制御のための専用センサを設けなくても、IPFを制御することができる。
If the circulating seawater concentration is known, the IPF can be obtained from the equation (2) from the circulating seawater concentration and a known initial supply seawater concentration.
In other words, if the initial supplied seawater concentration is obtained in advance, the freezing temperature at which the target IPF is reached, that is, the inlet seawater temperature of the ice making machine 1 can be obtained. For example, when the operation of the ice maker is stopped at an IPF of 0.5 and the operation of the ice maker is restarted at an IPF of 0.3, if the supplied seawater concentration is 3.5 wt%, the respective IPFs are equivalent. The freezing temperatures are -4.8C and -3.3C.
Therefore, the seawater temperature is detected by the temperature sensor 31 provided in the seawater inlet pipe 16, and when the temperature becomes lower than −4.8 ° C., the operation of the ice making machine is stopped, and the temperature becomes −3.3 ° C. By restarting the operation of the ice maker when it becomes higher, the IPF can be controlled without providing a dedicated sensor for IPF control in the seawater tank.

製氷機1の入口海水温度を検知する温度センサは、冷媒の蒸発温度の制御を含む製氷機1の運転制御に用いるために、従来の製氷機においても設けられていることから、IPF制御のための専用センサを設けることなく、本実施形態に係る運転制御方法を実行することができる。また、海水温度でIPFを制御することができるので、温度設定の機能を有する、冷凍空調装置の一般的なリモコンを利用することができる。この場合、予め分かっている初期の海水濃度と、目標とするIPFの値とから算出される温度(氷結温度)をリモコンにて、上限温度及び下限温度として設定する。   Since the temperature sensor for detecting the inlet seawater temperature of the ice maker 1 is used in the operation control of the ice maker 1 including the control of the evaporation temperature of the refrigerant, it is also provided in the conventional ice maker. The operation control method according to the present embodiment can be executed without providing the dedicated sensor of the present embodiment. In addition, since the IPF can be controlled based on the seawater temperature, a general remote controller for a refrigerating air conditioner having a temperature setting function can be used. In this case, the temperature (freezing temperature) calculated from the known initial seawater concentration and the target IPF value is set as the upper limit temperature and the lower limit temperature by the remote controller.

〔その他の変形例〕
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、被冷却媒体である海水を冷却して氷を生成する製氷機として、内管と外管とを備えた、いわゆるかき取り方式の二重管式製氷機を例示しているが、本開示は、かかる二重管式製氷機以外に、例えば過冷却方式の二重管式製氷機や、ハーベスト方式の製氷機にも適用することができる。
[Other modifications]
The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, in the above-described embodiment, a so-called scraping-type double-pipe ice maker having an inner pipe and an outer pipe is exemplified as an ice maker that cools seawater as a medium to be cooled and generates ice. However, the present disclosure can be applied to, for example, a supercooled double-pipe ice maker and a harvest-type ice maker other than the double-pipe ice maker.

また、前述した実施形態では、IPFの上限値及び下限値として、それぞれ0.5及び0.3としているが、これらの値は適宜変更することができ、本開示において特に限定されるものではない。
また、前述した実施形態では、被冷却媒体として海水を用いているが、これに限らず、エチレングリコールやブライン等を被冷却媒体とすることもできる。
Further, in the above-described embodiment, the upper limit value and the lower limit value of the IPF are 0.5 and 0.3, respectively, but these values can be appropriately changed and are not particularly limited in the present disclosure. .
In the above-described embodiment, seawater is used as the medium to be cooled. However, the invention is not limited to this, and ethylene glycol, brine, or the like may be used as the medium to be cooled.

1 : 製氷機
2 : 圧縮機
3 : 熱源側熱交換器
4 : 四路切換弁
5 : 利用側膨張弁
6 : 熱源側膨張弁
7 : 過熱器
8 : レシーバ
9 : 海水タンク
10 : ポンプ
11 : 送風ファン
12 : 内管
13 : 外管
14 : 環状スペース
15 : ブレード機構
16 : 海水入口管
17 : 海水出口管
18 : 冷媒入口管
19 : 冷媒出口管
20 : 冷媒供給口
21 : 冷媒排出口
22 : 回転軸
23 : 支持バー
24 : ブレード
25 : フランジ
26 : モータ
30 : 制御装置
31 : 温度センサ
A : 製氷システム
E : 蒸発器
1: Ice machine 2: Compressor 3: Heat source side heat exchanger 4: Four-way switching valve 5: Usage side expansion valve 6: Heat source side expansion valve 7: Superheater 8: Receiver 9: Seawater tank 10: Pump 11: Ventilation Fan 12: Inner tube 13: Outer tube 14: Annular space 15: Blade mechanism 16: Seawater inlet tube 17: Seawater outlet tube 18: Refrigerant inlet tube 19: Refrigerant outlet tube 20: Refrigerant supply port 21: Refrigerant discharge port 22: Rotation Shaft 23: Support bar 24: Blade 25: Flange 26: Motor 30: Control device 31: Temperature sensor A: Ice making system E: Evaporator

Claims (4)

冷媒との熱交換により被冷却媒体を冷却して氷を生成する製氷機(1)の運転制御方法であって、
前記製氷機(1)の入口における被冷却媒体の温度を検知し、検知された被冷却媒体の温度から所定の式に従い算出される循環被冷却媒体の濃度と、製氷開始時における初期の被冷却媒体の濃度とから算出される氷充填率に基づいて前記製氷機(1)の運転のオンオフを行う、製氷機(1)の運転制御方法。
An operation control method for an ice making machine (1) for generating ice by cooling a medium to be cooled by heat exchange with a refrigerant,
The temperature of the medium to be cooled at the inlet of the ice making machine (1) is detected, and the concentration of the circulating medium to be calculated calculated from the detected temperature of the medium to be cooled according to a predetermined formula, and the initial cooling at the start of ice making. An operation control method for the ice maker (1), wherein the operation of the ice maker (1) is turned on and off based on an ice filling rate calculated from the concentration of the medium.
算出される氷充填率が所定の上限値に達したときに製氷機(1)の運転を停止し、算出される氷充填率が所定の下限値に達したときに製氷機(1)の運転を再開する、請求項1に記載の制御方法。   The operation of the ice making machine (1) is stopped when the calculated ice filling rate reaches a predetermined upper limit, and the operation of the ice making machine (1) is performed when the calculated ice filling rate reaches a predetermined lower limit. The control method according to claim 1, wherein the control is restarted. 前記被冷却媒体は海水であり、前記所定の式は、前記検知された被冷却媒体の温度をTi(℃)、前記循環被冷却媒体の濃度をC(wt%)とすると、
Ti=−3700×C/{58.5×(100−C)}
である、請求項1又は請求項2に記載の制御方法。
The medium to be cooled is seawater, and the predetermined equation is as follows: When the detected temperature of the medium to be cooled is Ti (° C.) and the concentration of the circulating medium to be cooled is C (wt%),
Ti = -3700 × C / {58.5 × (100-C)}
The control method according to claim 1 or 2, wherein
前記製氷機(1)は、外管(13)と当該外管(13)内に設けられる内管(12)とを有しており、前記内管(12)内に被冷却媒体を流し、前記内管(12)と外管(13)との間のスペース(14)に冷媒を流す二重管式の製氷機(1)である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の制御方法。   The ice making machine (1) has an outer pipe (13) and an inner pipe (12) provided in the outer pipe (13), and allows a cooling medium to flow through the inner pipe (12). The ice making machine (1) according to any one of claims 1 to 3, wherein the ice making machine (1) is a double-pipe type ice-flowing machine that flows a refrigerant into a space (14) between the inner pipe (12) and the outer pipe (13). The control method described.
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