JP2549208B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents
氷蓄熱装置Info
- Publication number
- JP2549208B2 JP2549208B2 JP3001747A JP174791A JP2549208B2 JP 2549208 B2 JP2549208 B2 JP 2549208B2 JP 3001747 A JP3001747 A JP 3001747A JP 174791 A JP174791 A JP 174791A JP 2549208 B2 JP2549208 B2 JP 2549208B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- ice
- water
- refrigerator
- water tank
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてビルなどの空
調（特に冷房）に使用される氷蓄熱装置を有する熱供給
システムに関する。
調（特に冷房）に使用される氷蓄熱装置を有する熱供給
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、工業プラントやビルなどに見られ
る空調を主目的とする熱供給システムでは、特に夏場の
冷房に対応して氷蓄熱装置を備える提案が増加しつつあ
る。これは、夜間に冷凍機にて氷を製造し、昼間の冷房
需要時にこの氷を溶かして冷熱を取出することにより、
夜間の割引き電力料金を活用すると共に、昼間の冷房用
の冷熱を製造する冷凍機（あるいはヒ―トポンプ。どち
らも原理・構成は全く同じ故以下冷凍機と称する）の容
量を低減させ設備負担を軽減させる等を目的としてい
る。この様な冷房空調に使用される氷蓄熱装置には各種
方式の提案がある。
る空調を主目的とする熱供給システムでは、特に夏場の
冷房に対応して氷蓄熱装置を備える提案が増加しつつあ
る。これは、夜間に冷凍機にて氷を製造し、昼間の冷房
需要時にこの氷を溶かして冷熱を取出することにより、
夜間の割引き電力料金を活用すると共に、昼間の冷房用
の冷熱を製造する冷凍機（あるいはヒ―トポンプ。どち
らも原理・構成は全く同じ故以下冷凍機と称する）の容
量を低減させ設備負担を軽減させる等を目的としてい
る。この様な冷房空調に使用される氷蓄熱装置には各種
方式の提案がある。
【０００３】これらの方式を大別すればスタテック方式
とダイナミック方式に分けられる。いずれの方式に於い
ても氷蓄熱水槽と製氷用の冷凍機はセットとして構成さ
れている。
とダイナミック方式に分けられる。いずれの方式に於い
ても氷蓄熱水槽と製氷用の冷凍機はセットとして構成さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の方式の場
合、製氷用の冷凍機により氷蓄熱水槽に氷でなく冷水を
製造貯蔵したり、他の冷水用水槽に氷を製造して氷蓄熱
水槽とするフレキシブルな運転はできない。本発明はこ
の様に従来の氷蓄熱装置では成し得なかったフレキシブ
ルな運転モ―ドを高効率に達成させ熱供給プラントの総
合効率を高めると共に設備の効率運用を可能ならしめる
ことを目的としている。 ［発明の構成］
合、製氷用の冷凍機により氷蓄熱水槽に氷でなく冷水を
製造貯蔵したり、他の冷水用水槽に氷を製造して氷蓄熱
水槽とするフレキシブルな運転はできない。本発明はこ
の様に従来の氷蓄熱装置では成し得なかったフレキシブ
ルな運転モ―ドを高効率に達成させ熱供給プラントの総
合効率を高めると共に設備の効率運用を可能ならしめる
ことを目的としている。 ［発明の構成］
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明においては、氷蓄熱水槽内にシャ―ベット状の
氷を形成させる為に、冷凍機でマイナス10℃程度に冷却
された非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を媒体循
環ポンプにて氷蓄熱水槽に導き噴出装置から噴出させ、
水との直接接触による熱交換を発生させ、これによりほ
ぼ０℃のシャ―ベット状態の氷の形成を行う製氷方式を
採用した氷蓄熱装置において、別置きの冷凍機にて冷却
された非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を氷蓄熱
水槽以外の冷水蓄熱水槽へ導く配管を設置すると共に、
この冷水蓄熱水槽へ冷却媒体を供給する際に冷凍機によ
る冷却媒体の製造温度をマイナス５℃程度まで上昇させ
る冷凍機温度設定変更機能を備えた構成とする。
め本発明においては、氷蓄熱水槽内にシャ―ベット状の
氷を形成させる為に、冷凍機でマイナス10℃程度に冷却
された非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を媒体循
環ポンプにて氷蓄熱水槽に導き噴出装置から噴出させ、
水との直接接触による熱交換を発生させ、これによりほ
ぼ０℃のシャ―ベット状態の氷の形成を行う製氷方式を
採用した氷蓄熱装置において、別置きの冷凍機にて冷却
された非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を氷蓄熱
水槽以外の冷水蓄熱水槽へ導く配管を設置すると共に、
この冷水蓄熱水槽へ冷却媒体を供給する際に冷凍機によ
る冷却媒体の製造温度をマイナス５℃程度まで上昇させ
る冷凍機温度設定変更機能を備えた構成とする。
【０００６】
【作用】通常、冷水蓄熱水槽の水を冷却する為には専用
の冷凍機（冷水用蓄熱水槽は冬期には暖房用の温水蓄熱
水槽を兼ねることが多く冷水と温水製造を兼用する場合
はダブルバンドルヒ―トポンプを使用）が使用される。
の冷凍機（冷水用蓄熱水槽は冬期には暖房用の温水蓄熱
水槽を兼ねることが多く冷水と温水製造を兼用する場合
はダブルバンドルヒ―トポンプを使用）が使用される。
【０００７】また、氷蓄熱水槽および冷水蓄熱水槽への
氷および冷水の製造・貯蔵は夜間電力を使用して行われ
る。これに対して、昼間の冷房空調時には蓄熱水槽から
冷熱を取出し使用するが、十分な蓄熱容量を確保する事
は現状の都市部熱供給プラントの制約から困難な為、昼
間には冷水製造用冷凍機を冷水製造の為追加運転するこ
とになる。
氷および冷水の製造・貯蔵は夜間電力を使用して行われ
る。これに対して、昼間の冷房空調時には蓄熱水槽から
冷熱を取出し使用するが、十分な蓄熱容量を確保する事
は現状の都市部熱供給プラントの制約から困難な為、昼
間には冷水製造用冷凍機を冷水製造の為追加運転するこ
とになる。
【０００８】昼間、氷蓄熱用の製氷用冷凍機は停止状態
であり、負荷の予想外の上昇に際しては、冷水製造用冷
凍機と同時に製氷用冷凍機を運転してやれば冷水製造用
冷凍機の容量を増大するのと同様な効果がある。
であり、負荷の予想外の上昇に際しては、冷水製造用冷
凍機と同時に製氷用冷凍機を運転してやれば冷水製造用
冷凍機の容量を増大するのと同様な効果がある。
【０００９】すなわち、冷水製造用冷凍機にて非水溶性
でかつ比重が１以上の冷却媒体をマイナス５℃程度に冷
却し水による蓄熱水槽に供給し直接接触によって冷却を
実施する。冷水製造用冷凍機に冷却媒体が流入しない様
に、互いの取水口を分離して設置する。
でかつ比重が１以上の冷却媒体をマイナス５℃程度に冷
却し水による蓄熱水槽に供給し直接接触によって冷却を
実施する。冷水製造用冷凍機に冷却媒体が流入しない様
に、互いの取水口を分離して設置する。
【００１０】非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を
循環する冷水製造用冷凍機の取水口は水槽底面の最も低
い位置に設置する必要が有る。これに対し、製氷用冷凍
機の取水口は蓄熱水槽の側面等に設置して冷却媒体の吸
込みが起きにくい位置に設置する。仮に、冷却媒体が冷
水製造用冷凍機に流れ込んだとしても性能上問題とはな
らない。
循環する冷水製造用冷凍機の取水口は水槽底面の最も低
い位置に設置する必要が有る。これに対し、製氷用冷凍
機の取水口は蓄熱水槽の側面等に設置して冷却媒体の吸
込みが起きにくい位置に設置する。仮に、冷却媒体が冷
水製造用冷凍機に流れ込んだとしても性能上問題とはな
らない。
【００１１】この様に氷蓄熱に使用する製氷用冷凍機を
冷水製造用冷凍機と同時に運転するので冷水製造用冷凍
機の冷却容量を増大するのと同様の効果をシステムに与
える事が可能となる。
冷水製造用冷凍機と同時に運転するので冷水製造用冷凍
機の冷却容量を増大するのと同様の効果をシステムに与
える事が可能となる。
【００１２】
【実施例】次に本発明の一実施例を図１を用いて説明す
る。
る。
【００１３】本氷蓄熱システムを有する熱供給プラント
の主要構成機器は氷蓄熱水槽１、冷水（または温水）蓄
熱水槽７、氷蓄熱用冷凍機３、冷水（あるいは温水）製
造用冷凍機（ヒ―トポンプ）９、需要家への熱媒体であ
る冷水（あるいは温水）を供給するポンプを主体とする
送水機構11および配管系統12等である。
の主要構成機器は氷蓄熱水槽１、冷水（または温水）蓄
熱水槽７、氷蓄熱用冷凍機３、冷水（あるいは温水）製
造用冷凍機（ヒ―トポンプ）９、需要家への熱媒体であ
る冷水（あるいは温水）を供給するポンプを主体とする
送水機構11および配管系統12等である。
【００１４】夜間の電力を活用して、氷蓄熱用冷凍機３
は氷蓄熱水槽１内にマイナス10℃程度まで冷却した非水
溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体４を媒体循環ポンプ
５を介して圧送する。この時、氷蓄熱用冷凍機３は製氷
運転である。
は氷蓄熱水槽１内にマイナス10℃程度まで冷却した非水
溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体４を媒体循環ポンプ
５を介して圧送する。この時、氷蓄熱用冷凍機３は製氷
運転である。
【００１５】水10は低温の冷却媒体４と接触し冷却さ
れ、一部が微細な氷２に変化する。微細な氷２は密度が
周囲の水10より小さい為、上昇し氷蓄熱水槽１の上部に
シャ―ベット状であたかも雲の如く集積する。一方、水
10を冷却した冷却媒体４は密度が周囲の水10より大きい
為、下降し氷蓄熱水槽１の底部に分離集積される。底部
に分離集積された冷却媒体４は底部の取水口より再度、
氷蓄熱用冷凍機３に送られ冷却され循環する。
れ、一部が微細な氷２に変化する。微細な氷２は密度が
周囲の水10より小さい為、上昇し氷蓄熱水槽１の上部に
シャ―ベット状であたかも雲の如く集積する。一方、水
10を冷却した冷却媒体４は密度が周囲の水10より大きい
為、下降し氷蓄熱水槽１の底部に分離集積される。底部
に分離集積された冷却媒体４は底部の取水口より再度、
氷蓄熱用冷凍機３に送られ冷却され循環する。
【００１６】昼間、蓄熱水槽からの冷熱の取出しが終了
したり、計画的取水の為に冷凍機９をクロ―ズド運転す
る場合等でさらに蓄熱水槽７に冷水を製造したい場合に
は、氷蓄熱用冷凍機３から供給される冷却媒体４を氷蓄
熱水槽１ではなく蓄熱水槽７に供給するように送水系統
を切替える。
したり、計画的取水の為に冷凍機９をクロ―ズド運転す
る場合等でさらに蓄熱水槽７に冷水を製造したい場合に
は、氷蓄熱用冷凍機３から供給される冷却媒体４を氷蓄
熱水槽１ではなく蓄熱水槽７に供給するように送水系統
を切替える。
【００１７】蓄熱水槽７への冷却媒体４の注入は、製氷
運転時とは異なり上部からの散布方式によって行う。散
布された冷却媒体４は周囲の水10の中を沈澱し蓄熱水槽
７の底部の取水口から再度氷蓄熱用冷凍機３に還流す
る。この様に蓄熱水槽７に冷水を製造する運転では冷凍
機３の作動温度を変化させ冷凍機の効率改善を実施する
ことが効果的である。本実施例では図示しないインバ―
タ制御装置により冷凍機３に用いられている圧縮機のモ
―タ回転数を制御することによって、温度制御を実施し
たが、圧縮機によっては圧縮比を容易に変えられるもの
も有るので、その場合にはその限りでは無い。
運転時とは異なり上部からの散布方式によって行う。散
布された冷却媒体４は周囲の水10の中を沈澱し蓄熱水槽
７の底部の取水口から再度氷蓄熱用冷凍機３に還流す
る。この様に蓄熱水槽７に冷水を製造する運転では冷凍
機３の作動温度を変化させ冷凍機の効率改善を実施する
ことが効果的である。本実施例では図示しないインバ―
タ制御装置により冷凍機３に用いられている圧縮機のモ
―タ回転数を制御することによって、温度制御を実施し
たが、圧縮機によっては圧縮比を容易に変えられるもの
も有るので、その場合にはその限りでは無い。
【００１８】この様に、氷蓄熱用の冷凍機３を循環する
冷却媒体４を氷蓄熱水槽１および冷水蓄熱水槽７にも切
替え供給出来る配管構成および各水槽の形状としたの
で、氷蓄熱用の冷凍機３を冷水の製造にも利用出来るこ
とになる。
冷却媒体４を氷蓄熱水槽１および冷水蓄熱水槽７にも切
替え供給出来る配管構成および各水槽の形状としたの
で、氷蓄熱用の冷凍機３を冷水の製造にも利用出来るこ
とになる。
【００１９】即ち、主に昼間、冷水製造用の冷凍機９が
クロ―ズド運転をしていたり、冷水蓄熱水槽７の蓄熱水
温が上昇している等で、これを冷却したい様な場合に氷
蓄熱用の冷凍機３を冷水製造の補助冷凍機として利用で
きる為、冷水製造用の冷凍機９の容量を増大するのと同
等の効果を有する事になる。
クロ―ズド運転をしていたり、冷水蓄熱水槽７の蓄熱水
温が上昇している等で、これを冷却したい様な場合に氷
蓄熱用の冷凍機３を冷水製造の補助冷凍機として利用で
きる為、冷水製造用の冷凍機９の容量を増大するのと同
等の効果を有する事になる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の氷蓄熱装置
は、非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を氷蓄熱用
の冷凍機にてマイナス10℃程度まで冷却し、これを氷蓄
熱水槽の底部から上方に向かって噴出する事によって周
囲の水と冷却媒体を直接接触させ、水の一部を微細な氷
の粒に変える製氷手法を用いる氷蓄熱装置を併用する熱
供給システムにおいて、冷却媒体を氷蓄熱水槽だけでは
なく冷水による蓄熱を目的とする蓄熱水槽にも供給する
ことが可能な構成としたので、従来、冷水製造には利用
出来なかった氷蓄熱用の冷凍機を冷水製造にも活用する
ことが可能となり、熱供給システムの熱源機器の容量ア
ップと同等の効果を得ることができる。
は、非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体を氷蓄熱用
の冷凍機にてマイナス10℃程度まで冷却し、これを氷蓄
熱水槽の底部から上方に向かって噴出する事によって周
囲の水と冷却媒体を直接接触させ、水の一部を微細な氷
の粒に変える製氷手法を用いる氷蓄熱装置を併用する熱
供給システムにおいて、冷却媒体を氷蓄熱水槽だけでは
なく冷水による蓄熱を目的とする蓄熱水槽にも供給する
ことが可能な構成としたので、従来、冷水製造には利用
出来なかった氷蓄熱用の冷凍機を冷水製造にも活用する
ことが可能となり、熱供給システムの熱源機器の容量ア
ップと同等の効果を得ることができる。
【図１】本発明による氷蓄熱装置を有する熱供給システ
ムの構成を示す概略図
ムの構成を示す概略図
１…氷蓄熱水槽 ２…シャ―ベット
状の氷 ３…製氷用冷凍機 ４…冷却媒体（ク
ラスレ―ト） ５…媒体循環ポンプ ６…噴出装置 ７…冷水蓄熱水槽 ８…冷水製造配管 ９…冷水製造用冷凍機 10…水 11…送水機構 12…配管系統 13…媒体配管
状の氷 ３…製氷用冷凍機 ４…冷却媒体（ク
ラスレ―ト） ５…媒体循環ポンプ ６…噴出装置 ７…冷水蓄熱水槽 ８…冷水製造配管 ９…冷水製造用冷凍機 10…水 11…送水機構 12…配管系統 13…媒体配管
Claims (3)
- 【請求項１】 冷房用蓄熱媒体として氷を用いる氷蓄熱
装置であって、別置きの冷凍装置により蓄熱水槽内に０
℃以下に冷却された非水溶性でかつ比重が１以上の冷却
媒体を供給し、水との直接接触により水を微細な氷粒に
する製氷手段を有する氷蓄熱装置に於いて、非水溶性で
かつ比重が１以上の冷却媒体を別の氷以外の蓄熱水槽に
供給可能とする配管を設置すると共に、冷凍装置の温度
設定変更機能を有することを特徴とする氷蓄熱装置。 - 【請求項２】 非水溶性でかつ比重が１以上の冷却媒体
としてフッ素系不活性液体を用いたことを特徴とする請
求項１記載の氷蓄熱装置。 - 【請求項３】 氷および冷水の蓄熱水槽の底部に傾斜を
与え、下部に沈降する非水溶性でかつ比重が１以上の冷
却媒体を少なくとも１か所の集液部に集めることを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の氷蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001747A JP2549208B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 氷蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001747A JP2549208B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 氷蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236032A JPH04236032A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2549208B2 true JP2549208B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=11510162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3001747A Expired - Lifetime JP2549208B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 氷蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549208B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5000042B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2012-08-15 | 高砂熱学工業株式会社 | ダイナミック型氷蓄熱システム及びその運転方法と予測方法 |
| JP7372166B2 (ja) * | 2020-02-03 | 2023-10-31 | 山梨県 | 水素供給システムおよび統合型熱コントロールシステム |
-
1991
- 1991-01-10 JP JP3001747A patent/JP2549208B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236032A (ja) | 1992-08-25 |
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