JP2574536B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents

氷蓄熱装置

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JP2574536B2 JP2315760A JP31576090A JP2574536B2 JP 2574536 B2 JP2574536 B2 JP 2574536B2 JP 2315760 A JP2315760 A JP 2315760A JP 31576090 A JP31576090 A JP 31576090A JP 2574536 B2 JP2574536 B2 JP 2574536B2
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正人 鈴木
滋郎 杉本
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、氷蓄熱装置に係り、冷水戻り温度を検出
し、空冷チラーを効果的に発停させるのに好適な氷蓄熱
装置に関するものである。
[従来の技術] 従来の氷蓄熱装置は、特開昭63-279042号公報に記載
されているように、冷房空調時の空冷チラーの発停は、
蓄熱消費速度から、その日の負荷を予測して運転,停止
を行う演算制御手段を用いていた。
従来の技術の概要を第2図を参照して説明する。
第2図は、従来の蓄熱空調装置の制御装置の構成図で
ある。
第2図において、1は、熱源機器である空冷チラー、
2は、空冷チラーにブライン配管系で接続する蓄熱槽、
3はブライン/水熱交換器、4は、ブライン循環ポン
プ、5は、蓄熱槽2と負荷側の空気調和機21とを循環す
る冷水の冷水配管、6はブライン配管、7は、蓄熱槽2
内の製氷コイルである。
15は、演算制御手段に係るマイクロコンピュータで、
このマイクロコンピュータ15は、枠内に示した各ブロッ
クのように、電源部11、記憶部12、演算部13、出力部14
を備えている。
17は、蓄熱槽2に具備された圧力式水位計、18は、蓄
熱槽2に具備された温度センサ、19は、冷水供給温度制
御用の二方弁、20は冷水循環ポンプ、21は空気調和機で
ある。
冷房運転時には、空気調和機21で吸熱し、冷水配管5
を通り、ブライン/水熱交換器3である程度冷却された
冷水が二方弁19によって制御され、約7℃の冷水が冷水
循環ポンプ20によって空気調和機21へ送水される。
ここで、空調時間帯に空冷チラー1をいつ運転するか
は、空調運転の開始後、蓄熱槽2内の蓄熱量および定格
蓄熱量と負荷熱量と空冷ヒートポンプ冷却能力と空調開
始からの経過時間によって算出される運転制御線との関
係で決定する。蓄熱槽2内の蓄熱量は、温度センサー1
8、圧力式水位計17により水量と水位の変化から着氷量
を換算し演算することにより連続的に検知するものであ
る。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、前述したように蓄熱量の消費速度に
より空冷チラー1の発停を決定しているため、制御装置
のマイクロコンピュータ15では、一日の空調時間帯の運
転制御線の記憶と蓄熱消費量の演算処理を必要とする。
運転制御線は、空冷チラー1の冷却能力、空調時間、
夜間の蓄熱量の諸条件が必要であり、蓄熱消費量は、蓄
熱槽の寸法および水量をあらかじめコンピュータに入力
しておかなければならない。したがって、演算制御のソ
フトウェアの容量が大きく複雑であり、コスト高となる
問題があった。
また、蓄熱槽2内の水温と水位とから検知する蓄熱残
量は、以下のような理由により必ずしも正確な値ではな
いのが実状である。
(1) 冷水循環量が変化した場合、着氷量に関係な
く、蓄熱槽2内の水位が変化してしまう。
(2) 二次側の冷水系の外乱、例えば、雨水の侵入、
冷水循環ポンプ20の漏れ等により、槽内の水位が変動す
る。
(3) 冷水循環ポンプ20の立上げ時、槽内の水位が急
激に減少する。
したがって、マイクロコンピュータ15に入力する蓄熱
消費量と実際の蓄熱消費量が食い違い、前述したように
蓄熱槽の氷が余ったり、逆の足らなくなるという不具合
が生じるという問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、空調等の負荷パターンがある程度予測で
きるような場合、簡易な制御ロジックで蓄熱槽の氷を空
調時間帯に使い切るという省エネルギ運転を可能にする
氷蓄熱装置を提供することを、その目的とするものであ
る。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明に係る氷蓄熱装置
の構成は、少なくとも、空冷チラーと、この空冷チラー
にブライン配管系で接続する蓄熱槽と、この蓄熱槽と負
荷側とを循環する冷水の冷水配管系と、この冷水配管系
の負荷側からの冷水戻り管に設けたブライン/水熱交換
器とを備えた氷蓄熱装置において、前記冷水配管系の、
前記ブライン/水熱交換器の出口側に、負荷側からの冷
水戻り温度を検出する手段を設け、負荷の増減にともな
う冷水戻り温度の検出温度の変化を設定温度と比較し
て、前記空冷チラーの起動,停止を行う制御手段を設け
たものである。
[作用] 上記技術的手段による働きは次のとおりである。
例えば空調運転中、二方弁の制御により氷蓄熱装置か
ら空気調和機へ送水する冷水の温度は常に7℃程度にコ
ントロールされる。したがって、冷水の循環量が一定で
あれば、空気調和機で吸熱し昇温して戻る冷水の温度が
直接負荷の大きさを表わすことになる。
そこで、冷水の戻り温度を検出する温度センサーをブ
ライン/水熱交換器の出口側の冷水配管に設け、空冷チ
ラーの起動・停止の判断に用いる。起動・停止の設定値
は空冷チラーの空冷能力を見込んだディファレンシャル
温度差を設けるが、ここで、起動時の設定温度をTon、
停止の設定温度をToffとして、以下本発明の作用を説明
する。
まず、空調負荷がある一定以下(冷水戻り温度がTon
以下)の場合、空冷チラーは停止の状態にある。空調負
荷が増加し、冷水戻り温度がTonを越えたら空冷チラー
を起動させる。このとき、冷水はブライン/水熱交換器
で冷却され、空冷チラーの冷却熱量の温度差分だけ温度
を下げる。空調負荷が減少してくると、戻り温度が低下
し、Toff以下となったところで空冷チラーを停止させ
る。空調負荷が増加すれば、空冷チラーで再起動し前述
の制御に戻る。
このように空調負荷の変動にも問題なく対応でき、か
つ空調負荷に見合った空冷チラー運転量となるため、省
エネルギー運転となる。また、従来技術よりも簡易な制
御ロジックとなり、コストの低減が可能である。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明す
る。
第1図は、本発明の一実施例に係る氷蓄熱装置の系統
図である。図中、第2図と同一符号のものは同等部を示
し、第1図では、負荷側(二次側)の空気調和機、冷水
循環ポンプの図示を省略している。
第1図において、1は空冷チラー、2は蓄熱槽、3は
ブライン/水熱交換器、4はブライン循環ポンプ、5
(5a,5b,5c,5dの総称)は、蓄熱槽2と負荷側(図示し
ない例えば空気調和機)とを循環する冷水の冷水配管
で、5aは、負荷側への冷水送り管、5bは、負荷側からの
冷水戻り管、5cは、蓄熱槽2内へ冷水を戻すスプレー
管、5dは、冷水送り管5aと冷水戻り管5dとの間に設けた
バイパス管である。また、6(6a,6bの総称)は、空冷
チラー1と蓄熱槽2とを循環するブラインのブライン配
管で、6aは、空冷チラー1と蓄熱槽2との間を接続する
ブライン配管、6bは、6aから分岐してブライン/水熱交
換器3に通じるブライン配管である。7は、ブライン配
管6が蓄熱槽2内で伝熱管群を構成する製氷コイルであ
る。
8は、冷水戻り管5bのブライン/水熱交換器3の出口
側に設けられた冷水戻り温度を検出する温度センサーで
あり、9は、バイパス管5dに具備されたバイパス量を調
整する制御弁に係る二方弁である。
10は、温度センサー8の検出信号に応じて空冷チラー
1の起動,停止を行う制御手段に係るコントローラであ
る。
このような構成の氷蓄熱装置の作用を説明する。
氷蓄熱装置は、夜間に空冷チラー1が運転され、空冷
チラー1によってブライン配管6を流れるブラインが約
−6℃に冷却される。ブラインはブライン循環ポンプ4
によって蓄熱槽2に送り込まれ、この低温ブラインにに
よって蓄熱槽内の製氷コイル7の回りに氷が貯えられ
る。
昼間の空調時には、負荷の大きさ、または負荷の時間
的変化によって蓄熱槽2のみ、または蓄熱槽2および空
冷チラー1の両方によって冷水配管5を流れる冷水が冷
却される。冷水の送り温度は二方弁9によってバイパス
量を調整し、常に一定温度となるように制御される。
蓄熱槽2のみで空調するか、蓄熱槽2および空冷チラ
ー1で空調するかは、温度センサー8で検出された温度
によってコントローラ10で判断される。
空調負荷の小さいときは、戻り冷水温度が低いため空
冷チラー1は停止の状態にある。空調負荷が増大し、温
度センサー8により検出される冷水戻り温度がある設定
温度を越えた場合、空冷チラーを起動させる。このと
き、温度センサー8で検出される冷水戻り温度は、ブラ
イン/水熱交換器3で冷却されるため、空冷チラー1の
冷却熱量分の温度差だけ低下する。停止の設定温度は、
起動の設定温度−ディファレンシャル温度とされるが、
このディファレンシャル温度は、前述の空冷チラー1の
冷却熱量による温度差よりも大きな値で設定されるた
め、同一の空調負荷が続けば空冷チラー1は停止しな
い。空調負荷が減少し、冷水戻り温度が設定温度−ディ
ファレンシャル温度より下がると空冷チラー1が停止す
る。空調負荷が増加すれば空冷チラー1が再起動し前述
の制御に戻る。以上のように、空調負荷の増減に合わ
せ、空冷チラーが発停される。
本実施例によれば、ある程度空調負荷の大きさとパタ
ーンが予測されるような場合、そのパターンと冷水循環
量とから、起動の設定値とディファレンシャル温度差設
定値とを決めておけば、効果的に空冷チラー1を運転で
きるので、空調負荷に見合った空冷チラーの運転量とな
り、蓄熱槽2の氷が余ったり不足したりせず、夜間貯え
た氷を無駄なく使いきるという省エネルギー運転ができ
る。
また、冷水の戻り温度のみで空冷チラー1の発停を判
断するため、従来技術のような複雑なソフトウェアは必
要とせず、簡易な制御ロジックの温度スイッチで対応可
能である。したがって、制御装置のコストの低減が可能
となる。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明によれば、空調等
の負荷パターンがある程度予測できるような場合、簡易
な制御ロジックで蓄熱槽の氷を空調時間帯に使い切ると
いう省エネルギ運転を可能にする氷蓄熱装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る氷蓄熱装置の系統
図、第2図は、従来の蓄熱空調装置の制御装置の構成図
である。 1……空冷チラー、2……蓄熱槽、3……ブライン/水
熱交換器、5……冷水配管、5a……冷水送り管、5b……
冷水戻り管、5d……バイパス管、6……ブライン配管、
7……製氷コイル、8……温度センサー、9……二方
弁、10……コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−115639(JP,A) 特開 平3−156241(JP,A) 特開 平3−291434(JP,A) 実開 平1−48526(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも、空冷チラーと、この空冷チラ
    ーにブライン配管系で接続する蓄熱槽と、この蓄熱槽と
    負荷側とを循環する冷水の冷水配管系と、この冷水配管
    系の負荷側からの冷水戻り管に設けたブライン/水熱交
    換器とを備えた氷蓄熱装置において、 前記冷水配管系の、前記ブライン/水熱交換器の出口側
    に、負荷側からの冷水戻り温度を検出する手段を設け、 負荷の増減にともなう冷水戻り温度の検出温度の変化を
    設定温度と比較して、前記空冷チラーの起動,停止を行
    う制御手段を設けた ことを特徴とする氷蓄熱装置。
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JPH0772632B2 (ja) * 1988-10-26 1995-08-02 株式会社日立製作所 蓄熱式熱源装置

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