JP2921667B2 - 氷蓄熱制御装置 - Google Patents
氷蓄熱制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、夜間電力で製氷す
ることによって冷熱を水の潜熱および顕熱として蓄積
し、昼間の冷房に利用する氷蓄熱装置が適正に製氷を行
うように制御する氷蓄熱制御装置に関する。
ることによって冷熱を水の潜熱および顕熱として蓄積
し、昼間の冷房に利用する氷蓄熱装置が適正に製氷を行
うように制御する氷蓄熱制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、氷蓄熱装置は、比較的安価な
夜間電力を有効に利用して、昼間の冷房に要するエネル
ギコストを削減するために用いられる。社会的にも、夏
場の電力ピーク負荷低減の一解決策として寄与する。
夜間電力を有効に利用して、昼間の冷房に要するエネル
ギコストを削減するために用いられる。社会的にも、夏
場の電力ピーク負荷低減の一解決策として寄与する。
【０００３】氷蓄熱装置では、エネルギの有効利用やシ
ステムとしてのエネルギ効率の観点から、蓄積した氷は
翌日の昼間に全量を冷熱として使い切る必要がある。氷
蓄熱槽の構造上、残氷がある状態で製氷を開始すると、
氷がブロック化しやすくなり、冷水の循環に支障が生
じ、エネルギ効率が低下するからである。また蓄積され
ている氷を単に保持しているだけでも冷熱は消費され、
冷房を必要としない時間帯でも冷熱が失われる。
ステムとしてのエネルギ効率の観点から、蓄積した氷は
翌日の昼間に全量を冷熱として使い切る必要がある。氷
蓄熱槽の構造上、残氷がある状態で製氷を開始すると、
氷がブロック化しやすくなり、冷水の循環に支障が生
じ、エネルギ効率が低下するからである。また蓄積され
ている氷を単に保持しているだけでも冷熱は消費され、
冷房を必要としない時間帯でも冷熱が失われる。
【０００４】蓄熱装置の効率が悪くなるのを防止するた
めの先行技術は、たとえば特開平２−３０９１４０に開
示されている。この先行技術では、日付と曜日と予め定
めたスケジュールとに基づいて、翌日の製氷量を決定す
る。さらにそのときの蓄熱槽内の残氷の有無および水温
・外気温度によって補正を加える。このような補正によ
って、蓄熱量が過大になったり熱損失が増加したりし
て、熱源機器の効率が低下することを防ぐ。
めの先行技術は、たとえば特開平２−３０９１４０に開
示されている。この先行技術では、日付と曜日と予め定
めたスケジュールとに基づいて、翌日の製氷量を決定す
る。さらにそのときの蓄熱槽内の残氷の有無および水温
・外気温度によって補正を加える。このような補正によ
って、蓄熱量が過大になったり熱損失が増加したりし
て、熱源機器の効率が低下することを防ぐ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平２−３０９１４
０の先行技術では、日付毎に翌日の製氷量を決め、曜日
による補正を加えて基本設定量とし、実際に蓄熱槽内に
残っている氷の量や水の温度、さらには外気温による補
正を加えて蓄熱量を決定している。すなわち、翌日の冷
熱負荷の時間的変化を考慮した積極的な予測は行われて
いないので、実際の冷熱負荷と蓄熱量との間に誤差が生
じ、蓄熱量に過不足を生じやすい。蓄熱能力に余裕があ
っても蓄熱量が不足するときには、蓄熱によるエネルギ
の有効利用を十分に図ることができない。蓄熱量が過大
になると、残氷の発生によって、熱損失が増え、システ
ムの効率低下を招く。特開平２−３０９１４０の先行技
術では、ある程度残氷の発生を想定し、翌日には残氷が
発生しないように製氷量を補正するようにしているけれ
でも、補正の結果翌日には残氷が無くなれば、その翌日
には再び製氷量が増加して残氷が発生する可能性もあ
る。
０の先行技術では、日付毎に翌日の製氷量を決め、曜日
による補正を加えて基本設定量とし、実際に蓄熱槽内に
残っている氷の量や水の温度、さらには外気温による補
正を加えて蓄熱量を決定している。すなわち、翌日の冷
熱負荷の時間的変化を考慮した積極的な予測は行われて
いないので、実際の冷熱負荷と蓄熱量との間に誤差が生
じ、蓄熱量に過不足を生じやすい。蓄熱能力に余裕があ
っても蓄熱量が不足するときには、蓄熱によるエネルギ
の有効利用を十分に図ることができない。蓄熱量が過大
になると、残氷の発生によって、熱損失が増え、システ
ムの効率低下を招く。特開平２−３０９１４０の先行技
術では、ある程度残氷の発生を想定し、翌日には残氷が
発生しないように製氷量を補正するようにしているけれ
でも、補正の結果翌日には残氷が無くなれば、その翌日
には再び製氷量が増加して残氷が発生する可能性もあ
る。
【０００６】本発明の目的は、氷蓄熱装置を有効に運用
するための適正な蓄熱を行うことができる氷蓄熱制御装
置を提供することである。
するための適正な蓄熱を行うことができる氷蓄熱制御装
置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、夜間電力で製
氷して冷熱を蓄積し、冷熱源として他の冷熱源とともに
昼間に放出させて冷房を行うための氷蓄熱制御装置にお
いて、予め算出される１日分の冷熱負荷予測値の時間的
変化に基づき、予め設定される優先度に従って各冷熱源
の運転スケジュールを作成するスケジュール作成手段
と、スケジュール作成手段によって作成された各冷熱源
の運転スケジュールに従い、運転される冷熱源の組合わ
せに対応して、冷熱区間を設定する区間設定手段と、区
間設定手段によって設定された冷熱区間の冷熱負荷予測
値から、前記運転スケジュールに従って運転される冷熱
源の定格能力と氷蓄熱の定格放出能力との比に従って氷
放熱予測量を算出する氷放熱予測量算出手段と、区間設
定手段によって設定された冷熱区間毎に、予め設定され
る基準に従って氷放熱の優先度を割当てる優先度割当手
段と、優先度割当手段によって割当てられた優先度の高
い順に、冷熱区間の氷放熱予想量を氷放熱予想量算出手
段によって算出させ、氷放熱予想量の積算値が製氷によ
る冷熱の蓄積能力以上となるときは蓄積能力を目標値と
して、全冷熱区間の氷放熱予想量の積算値が蓄積能力を
越えないときは積算値を目標値として、製氷を行うよう
にそれぞれ制御する製氷制御手段とを含むことを特徴と
する氷蓄熱制御装置である。本発明に従えば、氷蓄熱装
置と他の冷熱源とは、予め運転する優先度が設定され
る。スケジュール作成手段は、予め算出される１日分の
冷熱負荷予測値の時間的変化に基づき、冷熱器の運転ス
ケジュールを作成する。運転スケジュールに従って運転
される冷熱源の組合わせに対応して、区間設定手段は冷
熱区間を設定する。冷熱区間の冷熱負荷予測値から、運
転スケジュールに従って運転される冷熱源の定格能力と
氷蓄熱設備の定格能力との比に従って、氷放熱予想量が
算出される。製氷制御手段は、優先度割当手段によって
割当てられる優先度の高い順に、冷熱区間の氷放熱予想
量を積算し、積算値が氷蓄熱装置の定格能力以上となる
ときは、定格能力を目標値として、全冷熱区間の積算値
が定格能力を越えないときは積算値を目標値として、製
氷を行うようにそれぞれ制御する。冷熱負荷の予測値の
時間的変化を基に製氷量を制御するので、製氷量を精度
よく予測し、氷蓄熱による夜間電力の有効利用を達成
し、省エネルギを図ることができる。さらに安価な夜間
電力を有効に利用して昼間の冷熱を供給することができ
るので、電力使用コストの削減を図ることができる。ス
ケジュール作成手段によって作成される運転スケジュー
ルを利用すれば、氷蓄熱装置を自動的に運転することも
可能となり、適切なタイミングで冷熱源を運転し省力化
も図ることができる。
氷して冷熱を蓄積し、冷熱源として他の冷熱源とともに
昼間に放出させて冷房を行うための氷蓄熱制御装置にお
いて、予め算出される１日分の冷熱負荷予測値の時間的
変化に基づき、予め設定される優先度に従って各冷熱源
の運転スケジュールを作成するスケジュール作成手段
と、スケジュール作成手段によって作成された各冷熱源
の運転スケジュールに従い、運転される冷熱源の組合わ
せに対応して、冷熱区間を設定する区間設定手段と、区
間設定手段によって設定された冷熱区間の冷熱負荷予測
値から、前記運転スケジュールに従って運転される冷熱
源の定格能力と氷蓄熱の定格放出能力との比に従って氷
放熱予測量を算出する氷放熱予測量算出手段と、区間設
定手段によって設定された冷熱区間毎に、予め設定され
る基準に従って氷放熱の優先度を割当てる優先度割当手
段と、優先度割当手段によって割当てられた優先度の高
い順に、冷熱区間の氷放熱予想量を氷放熱予想量算出手
段によって算出させ、氷放熱予想量の積算値が製氷によ
る冷熱の蓄積能力以上となるときは蓄積能力を目標値と
して、全冷熱区間の氷放熱予想量の積算値が蓄積能力を
越えないときは積算値を目標値として、製氷を行うよう
にそれぞれ制御する製氷制御手段とを含むことを特徴と
する氷蓄熱制御装置である。本発明に従えば、氷蓄熱装
置と他の冷熱源とは、予め運転する優先度が設定され
る。スケジュール作成手段は、予め算出される１日分の
冷熱負荷予測値の時間的変化に基づき、冷熱器の運転ス
ケジュールを作成する。運転スケジュールに従って運転
される冷熱源の組合わせに対応して、区間設定手段は冷
熱区間を設定する。冷熱区間の冷熱負荷予測値から、運
転スケジュールに従って運転される冷熱源の定格能力と
氷蓄熱設備の定格能力との比に従って、氷放熱予想量が
算出される。製氷制御手段は、優先度割当手段によって
割当てられる優先度の高い順に、冷熱区間の氷放熱予想
量を積算し、積算値が氷蓄熱装置の定格能力以上となる
ときは、定格能力を目標値として、全冷熱区間の積算値
が定格能力を越えないときは積算値を目標値として、製
氷を行うようにそれぞれ制御する。冷熱負荷の予測値の
時間的変化を基に製氷量を制御するので、製氷量を精度
よく予測し、氷蓄熱による夜間電力の有効利用を達成
し、省エネルギを図ることができる。さらに安価な夜間
電力を有効に利用して昼間の冷熱を供給することができ
るので、電力使用コストの削減を図ることができる。ス
ケジュール作成手段によって作成される運転スケジュー
ルを利用すれば、氷蓄熱装置を自動的に運転することも
可能となり、適切なタイミングで冷熱源を運転し省力化
も図ることができる。
【０００８】また本発明で前記優先度割当手段によって
割当てられる優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最
大となる冷熱区間を第１位とし、第１位の冷熱区間の次
に後続する冷熱区間の優先度を第２位とすることを特徴
とする。本発明に従えば、冷熱の放出予測量が最大とな
る冷熱区間の優先度を第１位とするので、冷熱の需要の
ピークに氷蓄熱による冷熱を有効に利用し、夏場の電力
ピーク時の負荷低減などに起用することができる。第１
位の冷熱区間の次に後続する冷熱区間の優先度を第２位
とするので、その区間で氷蓄熱を利用することができれ
ば、他の冷熱源の能力には余裕が生じ、実際の冷熱負荷
が予測を越えて増大しても容易に対応することができ
る。
割当てられる優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最
大となる冷熱区間を第１位とし、第１位の冷熱区間の次
に後続する冷熱区間の優先度を第２位とすることを特徴
とする。本発明に従えば、冷熱の放出予測量が最大とな
る冷熱区間の優先度を第１位とするので、冷熱の需要の
ピークに氷蓄熱による冷熱を有効に利用し、夏場の電力
ピーク時の負荷低減などに起用することができる。第１
位の冷熱区間の次に後続する冷熱区間の優先度を第２位
とするので、その区間で氷蓄熱を利用することができれ
ば、他の冷熱源の能力には余裕が生じ、実際の冷熱負荷
が予測を越えて増大しても容易に対応することができ
る。
【０００９】また本発明で前記優先度割当手段によって
割当てられる優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最
大となる冷熱区間に対して先行する側の冷熱区間の方
を、後続する側の冷熱区間よりも第３位以下では高い優
先度が設定されることを特徴とする。本発明に従えば、
第３位以下の優先度は、冷熱の放出予測量が最大となる
冷熱区間より先行する側の冷熱区間の方に設定されるの
で、予測値のずれによる残氷があっても後続する冷熱区
間の冷熱利用によって、次の製氷開始時点までに使い切
ることが容易である。
割当てられる優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最
大となる冷熱区間に対して先行する側の冷熱区間の方
を、後続する側の冷熱区間よりも第３位以下では高い優
先度が設定されることを特徴とする。本発明に従えば、
第３位以下の優先度は、冷熱の放出予測量が最大となる
冷熱区間より先行する側の冷熱区間の方に設定されるの
で、予測値のずれによる残氷があっても後続する冷熱区
間の冷熱利用によって、次の製氷開始時点までに使い切
ることが容易である。
【００１０】また本発明は、蓄積された冷熱を間接的に
取出すための冷水熱交換器と、冷水熱交換器および他の
冷熱源と冷熱負荷との間に、一定流量の冷水を循環させ
る定量循環手段とを含むことを特徴とする。本発明に従
えば、製氷して蓄積された冷熱は冷水熱交換器を介して
間接的に取出され、冷水熱交換器および他の冷熱源と冷
熱負荷との間には一定流量の冷水が循環するように定量
循環手段が設けられるので、冷熱負荷に循環する冷水と
冷熱を蓄積するための氷とは直接に触れることはなく、
氷蓄熱装置を精度よく制御することができる。
取出すための冷水熱交換器と、冷水熱交換器および他の
冷熱源と冷熱負荷との間に、一定流量の冷水を循環させ
る定量循環手段とを含むことを特徴とする。本発明に従
えば、製氷して蓄積された冷熱は冷水熱交換器を介して
間接的に取出され、冷水熱交換器および他の冷熱源と冷
熱負荷との間には一定流量の冷水が循環するように定量
循環手段が設けられるので、冷熱負荷に循環する冷水と
冷熱を蓄積するための氷とは直接に触れることはなく、
氷蓄熱装置を精度よく制御することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
よる氷蓄熱制御のための構成を示す。氷蓄熱制御装置１
は、冷熱負荷予測データ２に基づいて、氷蓄熱装置３の
動作を制御する。氷蓄熱装置３は、冷水熱交換器４を介
して氷として蓄積された冷熱を放出する。冷熱負荷予測
データ２は、たとえば特開平７−４３０００や特開平７
−４３００１などの明細書中に記載されている装置や方
法によって算出され、翌日の冷熱負荷の時間的変動が予
測されている。
よる氷蓄熱制御のための構成を示す。氷蓄熱制御装置１
は、冷熱負荷予測データ２に基づいて、氷蓄熱装置３の
動作を制御する。氷蓄熱装置３は、冷水熱交換器４を介
して氷として蓄積された冷熱を放出する。冷熱負荷予測
データ２は、たとえば特開平７−４３０００や特開平７
−４３００１などの明細書中に記載されている装置や方
法によって算出され、翌日の冷熱負荷の時間的変動が予
測されている。
【００１２】氷蓄熱制御装置１は、コンピュータ装置と
して構成され、予め設定されるプログラムに従って動作
するスケジュール作成手段５、区間設定手段６、氷放熱
予想量算出手段７、優先度割当手段８および製氷制御手
段９を含む。
して構成され、予め設定されるプログラムに従って動作
するスケジュール作成手段５、区間設定手段６、氷放熱
予想量算出手段７、優先度割当手段８および製氷制御手
段９を含む。
【００１３】地域冷暖房における冷房装置や、ビルの集
中冷暖房装置における冷房装置などの冷熱負荷１０は、
冷水熱交換器４および他の冷熱源機器１１，１２，１３
を冷熱源として冷却される。冷熱源機器１１，１２，１
３は、たとえばヒートポンプによって実現され、冷暖房
に兼用することができる。冷却のためには、送り冷水管
１５と還り冷水管１６とが、冷熱負荷１０と冷水熱交換
器４および冷熱源機器１１，１２，１３との間に設けら
れ、冷水が循環する。送り冷水管１５の冷水の温度はた
とえば７℃であり、還り冷水管１６内の冷水の温度はた
とえば１２℃である。冷水熱交換器４および各冷熱源機
器１１，１２，１３への冷水の入口側には、冷水ポンプ
２０および冷温水ポンプ２１，２２，２３がそれぞれ設
けられる。送り冷水管１５と還り冷水管１６との間に
は、バイパス弁２５が設けられ、送り冷水管１５内の圧
力を検出する圧力検出器２６が検出する圧力が一定値以
下となるように、コントローラ２７はバイパス弁２５の
開閉度合いを制御する。
中冷暖房装置における冷房装置などの冷熱負荷１０は、
冷水熱交換器４および他の冷熱源機器１１，１２，１３
を冷熱源として冷却される。冷熱源機器１１，１２，１
３は、たとえばヒートポンプによって実現され、冷暖房
に兼用することができる。冷却のためには、送り冷水管
１５と還り冷水管１６とが、冷熱負荷１０と冷水熱交換
器４および冷熱源機器１１，１２，１３との間に設けら
れ、冷水が循環する。送り冷水管１５の冷水の温度はた
とえば７℃であり、還り冷水管１６内の冷水の温度はた
とえば１２℃である。冷水熱交換器４および各冷熱源機
器１１，１２，１３への冷水の入口側には、冷水ポンプ
２０および冷温水ポンプ２１，２２，２３がそれぞれ設
けられる。送り冷水管１５と還り冷水管１６との間に
は、バイパス弁２５が設けられ、送り冷水管１５内の圧
力を検出する圧力検出器２６が検出する圧力が一定値以
下となるように、コントローラ２７はバイパス弁２５の
開閉度合いを制御する。
【００１４】図２に示すように、氷蓄熱装置３には、製
氷された氷を蓄積するための氷蓄熱槽３０、氷蓄熱槽３
０と冷水熱交換器４との間で冷水を循環させるための冷
水ポンプ３１、冷水ポンプ３１によって循環される冷水
が冷水熱交換器４をバイパスするように設けられるバイ
パス弁３２、冷水熱交換器４の負荷側の出口で冷水の温
度を検出する温度検出器３３、温度検出器３３が検出す
る温度に基づいてバイパス弁３２の開度を制御するコン
トローラ３４が設けられる。氷蓄熱槽３０内に氷を蓄積
するための製氷は、送りブライン管３５に冷熱源機器１
１，１２，１３の少なくとも１つである冷熱源機器３８
から熱交換媒体としてブラインを供給して行う。還りブ
ライン管３６はブラインポンプ３７を介して冷熱源機器
３８にブラインを戻す。ブラインは、たとえば４０〜５
０％のエチレングリコール水溶液など、０℃以下でも凍
らない液体を利用する。
氷された氷を蓄積するための氷蓄熱槽３０、氷蓄熱槽３
０と冷水熱交換器４との間で冷水を循環させるための冷
水ポンプ３１、冷水ポンプ３１によって循環される冷水
が冷水熱交換器４をバイパスするように設けられるバイ
パス弁３２、冷水熱交換器４の負荷側の出口で冷水の温
度を検出する温度検出器３３、温度検出器３３が検出す
る温度に基づいてバイパス弁３２の開度を制御するコン
トローラ３４が設けられる。氷蓄熱槽３０内に氷を蓄積
するための製氷は、送りブライン管３５に冷熱源機器１
１，１２，１３の少なくとも１つである冷熱源機器３８
から熱交換媒体としてブラインを供給して行う。還りブ
ライン管３６はブラインポンプ３７を介して冷熱源機器
３８にブラインを戻す。ブラインは、たとえば４０〜５
０％のエチレングリコール水溶液など、０℃以下でも凍
らない液体を利用する。
【００１５】図３は、図１の氷蓄熱制御装置１の動作を
示す。ステップａ１から動作を開始し、ステップａ２で
は翌日１日分の冷熱負荷予測データが入力される。ステ
ップａ３では入力された冷熱負荷予測データに基づいて
冷熱源機器の運転スケジュールが作成される。ステップ
ａ４では、作成された運転スケジュールに基づいて、運
転される冷熱源機器の組合わせ毎に冷熱区間が設定され
る。ステップａ５で優先度を第１位とし、ステップａ６
では優先度が第１位の冷熱区間の氷放熱予想量が算出さ
れる。氷放熱予想量の算出の詳細については後述する。
ステップａ７では、氷放熱予想量を冷熱区間毎に積算す
る。優先度が第１位の冷熱区間では、より上位の優先度
の冷熱区間がないので、氷放熱予想量の算出値がそのま
ま積算値となる。ステップａ８では、氷放熱予想量の積
算値と氷蓄熱装置３の定格能力値との比較が行われ、積
算値が定格能力よりも低いときにはステップａ９で次の
優先度に移行し、ステップａ６に戻る。
示す。ステップａ１から動作を開始し、ステップａ２で
は翌日１日分の冷熱負荷予測データが入力される。ステ
ップａ３では入力された冷熱負荷予測データに基づいて
冷熱源機器の運転スケジュールが作成される。ステップ
ａ４では、作成された運転スケジュールに基づいて、運
転される冷熱源機器の組合わせ毎に冷熱区間が設定され
る。ステップａ５で優先度を第１位とし、ステップａ６
では優先度が第１位の冷熱区間の氷放熱予想量が算出さ
れる。氷放熱予想量の算出の詳細については後述する。
ステップａ７では、氷放熱予想量を冷熱区間毎に積算す
る。優先度が第１位の冷熱区間では、より上位の優先度
の冷熱区間がないので、氷放熱予想量の算出値がそのま
ま積算値となる。ステップａ８では、氷放熱予想量の積
算値と氷蓄熱装置３の定格能力値との比較が行われ、積
算値が定格能力よりも低いときにはステップａ９で次の
優先度に移行し、ステップａ６に戻る。
【００１６】ステップａ８で積算値が氷蓄熱装置３の定
格能力よりも小さくないときには、ステップａ１０で全
冷熱区間についての積算が行われているか否かを判断す
る。全冷熱区間についての積算が行われていないときに
は、ステップａ１１で氷蓄熱装置３の能力値を目標値と
する。この場合は、氷蓄熱装置３の全能力を使用しても
冷熱負荷の予測値を満たすことができないけれども、最
大限度に氷蓄熱による省エネルギ化を図ることができ
る。ステップａ１０で全冷熱区間についての積算が行わ
れていると判断されるときには、ステップａ１２で目標
値として積算値を設定する。この場合は、氷蓄熱装置３
の能力には余裕があり、精度良く目標値を設定しないと
過大な蓄熱を行ってしまう。最後にステップａ１３で動
作を終了する。
格能力よりも小さくないときには、ステップａ１０で全
冷熱区間についての積算が行われているか否かを判断す
る。全冷熱区間についての積算が行われていないときに
は、ステップａ１１で氷蓄熱装置３の能力値を目標値と
する。この場合は、氷蓄熱装置３の全能力を使用しても
冷熱負荷の予測値を満たすことができないけれども、最
大限度に氷蓄熱による省エネルギ化を図ることができ
る。ステップａ１０で全冷熱区間についての積算が行わ
れていると判断されるときには、ステップａ１２で目標
値として積算値を設定する。この場合は、氷蓄熱装置３
の能力には余裕があり、精度良く目標値を設定しないと
過大な蓄熱を行ってしまう。最後にステップａ１３で動
作を終了する。
【００１７】図４（１）は、図３のステップａ２におい
て入力される１日分の冷熱負荷予測データの例を示す。
解氷開始可能時刻ｔ１から解氷完了目標時刻ｔ２までの
区間で解氷が行われ、夜間電力を利用して製氷が行われ
る。図３のステップａ３の運転スケジュール作成では、
図４（２）の仮想線で示す冷熱負荷予測データに余裕を
見込んだ実線で示す冷熱負荷予測値を算出し、予め設定
される優先順位に従って冷熱源機器を割当てる。本実施
形態では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４の優
先順位を第１位とし、冷熱源機器１１，１２，１３の優
先順位を第２位、第３位および第４位とする。図４
（２）の縦軸に優先順位に従って下から各冷熱源機器の
定格能力Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を積み重ねていき、横
軸に平行な直線を引いて冷熱負荷予測値を表す曲線との
交点を求めれば、運転する冷熱源機器の組合わせに基づ
く冷熱区間を設定することができる。
て入力される１日分の冷熱負荷予測データの例を示す。
解氷開始可能時刻ｔ１から解氷完了目標時刻ｔ２までの
区間で解氷が行われ、夜間電力を利用して製氷が行われ
る。図３のステップａ３の運転スケジュール作成では、
図４（２）の仮想線で示す冷熱負荷予測データに余裕を
見込んだ実線で示す冷熱負荷予測値を算出し、予め設定
される優先順位に従って冷熱源機器を割当てる。本実施
形態では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４の優
先順位を第１位とし、冷熱源機器１１，１２，１３の優
先順位を第２位、第３位および第４位とする。図４
（２）の縦軸に優先順位に従って下から各冷熱源機器の
定格能力Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を積み重ねていき、横
軸に平行な直線を引いて冷熱負荷予測値を表す曲線との
交点を求めれば、運転する冷熱源機器の組合わせに基づ
く冷熱区間を設定することができる。
【００１８】図５は、図３のステップａ４に基づいて設
定される冷熱区間に優先度を割当て、氷放熱予想量を算
出した状態を示す。冷熱区間は、冷熱源の運転台数、た
とえば４に応じて、１から７まで７つの区間が設定され
る。冷熱区間１および７では、氷蓄熱装置３を利用する
冷水熱交換器４のみの１台が運転される。冷熱区間２お
よび６では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と
冷熱源機器１１との２台が運転される。冷熱区間３およ
び５では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と冷
熱源機器１１，１２との３台が運転される。冷熱区間４
では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と冷熱源
機器１１，１２，１３との４台が運転される。各冷熱区
間の予測冷熱需要量をＱｒ１，Ｑｒ２，Ｑｒ３，Ｑｒ
４，Ｑｒ５，Ｑｒ６，Ｑｒ７とし、各冷熱区間の氷放熱
予想量をＱｒ１，ｉｃｅ，Ｑｒ２，ｉｃｅ，Ｑｒ３，ｉ
ｃｅ，Ｑｒ４，ｉｃｅ，Ｑｒ５，ｉｃｅ，Ｑｒ６，ｉｃ
ｅ，Ｑｒ７，ｉｃｅとする。
定される冷熱区間に優先度を割当て、氷放熱予想量を算
出した状態を示す。冷熱区間は、冷熱源の運転台数、た
とえば４に応じて、１から７まで７つの区間が設定され
る。冷熱区間１および７では、氷蓄熱装置３を利用する
冷水熱交換器４のみの１台が運転される。冷熱区間２お
よび６では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と
冷熱源機器１１との２台が運転される。冷熱区間３およ
び５では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と冷
熱源機器１１，１２との３台が運転される。冷熱区間４
では、氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４と冷熱源
機器１１，１２，１３との４台が運転される。各冷熱区
間の予測冷熱需要量をＱｒ１，Ｑｒ２，Ｑｒ３，Ｑｒ
４，Ｑｒ５，Ｑｒ６，Ｑｒ７とし、各冷熱区間の氷放熱
予想量をＱｒ１，ｉｃｅ，Ｑｒ２，ｉｃｅ，Ｑｒ３，ｉ
ｃｅ，Ｑｒ４，ｉｃｅ，Ｑｒ５，ｉｃｅ，Ｑｒ６，ｉｃ
ｅ，Ｑｒ７，ｉｃｅとする。
【００１９】各冷熱区間１〜７の優先度は、予測冷熱需
要が最大となる冷熱区間４を第１位とし、次に後続する
冷熱区間５を第２位とする。第３位以下の優先度は、優
先度が第１位の冷熱区間４に先行する冷熱区間３，２，
１に割当てる。第２位の優先度の冷熱区間５に後続する
冷熱区間６，７には、低い優先度６，７を割当てる。予
測冷熱需要が最大となる冷熱区間４に第１位の優先度を
割当てるので、氷蓄熱をピーク負荷低減に有効に利用す
ることができる。第２位の優先度を第１位の優先度の次
の冷熱区間５に割当てるので、冷熱区間４による予測値
に誤差が生じても、変動に対応させることができる。す
なわち、冷熱区間４で予測を越える冷熱負荷が発生して
も、冷熱区間５用の冷熱で補うことができる。冷熱区間
４で予測を下回る冷熱負荷しか発生しない場合は、冷熱
区間５で冷熱を多く取出し、残氷が生じないように放熱
を行うことができる。冷熱区間４に先行する冷熱区間
３，２，１に次の優先度を割当てているので、氷蓄熱に
よる冷熱を少しでも早めに使って残氷の発生を防ぐこと
ができる。
要が最大となる冷熱区間４を第１位とし、次に後続する
冷熱区間５を第２位とする。第３位以下の優先度は、優
先度が第１位の冷熱区間４に先行する冷熱区間３，２，
１に割当てる。第２位の優先度の冷熱区間５に後続する
冷熱区間６，７には、低い優先度６，７を割当てる。予
測冷熱需要が最大となる冷熱区間４に第１位の優先度を
割当てるので、氷蓄熱をピーク負荷低減に有効に利用す
ることができる。第２位の優先度を第１位の優先度の次
の冷熱区間５に割当てるので、冷熱区間４による予測値
に誤差が生じても、変動に対応させることができる。す
なわち、冷熱区間４で予測を越える冷熱負荷が発生して
も、冷熱区間５用の冷熱で補うことができる。冷熱区間
４で予測を下回る冷熱負荷しか発生しない場合は、冷熱
区間５で冷熱を多く取出し、残氷が生じないように放熱
を行うことができる。冷熱区間４に先行する冷熱区間
３，２，１に次の優先度を割当てているので、氷蓄熱に
よる冷熱を少しでも早めに使って残氷の発生を防ぐこと
ができる。
【００２０】本実施形態では、図１に示すように、冷熱
負荷１０に供給する送り冷水管１５の圧力が一定となる
ように、バイパス弁２５の開度がコントローラ２７によ
って制御される。送り冷水管１５の圧力が一定であるの
で、冷水の流量が一定となり、送り冷水管１５の冷水温
度を一定に制御することによって、氷蓄熱装置３を利用
する冷水熱交換器４の能力と各冷熱源機器１１，１２，
１３の能力とを有効に調整することができる。
負荷１０に供給する送り冷水管１５の圧力が一定となる
ように、バイパス弁２５の開度がコントローラ２７によ
って制御される。送り冷水管１５の圧力が一定であるの
で、冷水の流量が一定となり、送り冷水管１５の冷水温
度を一定に制御することによって、氷蓄熱装置３を利用
する冷水熱交換器４の能力と各冷熱源機器１１，１２，
１３の能力とを有効に調整することができる。
【００２１】氷蓄熱装置３を利用する冷水熱交換器４お
よび各冷熱源機器１１，１２，１３の入口側は還り冷水
管１６に、出口側は送り冷水管１５にそれぞれ接続さ
れ、入出の冷水温度は同じである。冷熱源の定格能力と
その流量とは、比例する。この前提で、氷蓄熱装置３の
放熱予想量は、運転される冷熱源機器１１，１２，１３
を含めた全体の定格能力に対する氷蓄熱装置３を利用す
る冷水熱交換器４の定格能力の比に比例する。すなわち
氷蓄熱装置３の各冷熱区間における放熱予想量は、次の
第１式のようにして算出される。
よび各冷熱源機器１１，１２，１３の入口側は還り冷水
管１６に、出口側は送り冷水管１５にそれぞれ接続さ
れ、入出の冷水温度は同じである。冷熱源の定格能力と
その流量とは、比例する。この前提で、氷蓄熱装置３の
放熱予想量は、運転される冷熱源機器１１，１２，１３
を含めた全体の定格能力に対する氷蓄熱装置３を利用す
る冷水熱交換器４の定格能力の比に比例する。すなわち
氷蓄熱装置３の各冷熱区間における放熱予想量は、次の
第１式のようにして算出される。
【００２２】
【数１】
【００２３】ここでＱｒｊは各冷熱区間の予測冷熱需要
であり、ｊは冷熱区間の番号であり、Ｈｉは立上げ優先
順位がｉ番目の冷熱源の定格能力であり、Ｎｍａｘは冷
熱源の総台数である。図５では、氷蓄熱装置３に対する
予測冷熱需要Ｑｒｊ，ｉｃｅの部分に斜線を施して示
す。
であり、ｊは冷熱区間の番号であり、Ｈｉは立上げ優先
順位がｉ番目の冷熱源の定格能力であり、Ｎｍａｘは冷
熱源の総台数である。図５では、氷蓄熱装置３に対する
予測冷熱需要Ｑｒｊ，ｉｃｅの部分に斜線を施して示
す。
【００２４】以上説明した実施形態では、図４（２）に
示すようにして冷熱区間を設定しているけれども、立上
げ基準値と立下げ基準値に基づいて冷熱源の立上げおよ
び立下げをそれぞれ決定することもできる。
示すようにして冷熱区間を設定しているけれども、立上
げ基準値と立下げ基準値に基づいて冷熱源の立上げおよ
び立下げをそれぞれ決定することもできる。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、１日分の
冷熱負荷予測値の時間的変化に基づいて、氷蓄熱量の決
定を精度よく行うことができるので、製氷のために使用
する夜間電力を有効に利用することができ、省エネルギ
にも寄与させることができる。さらに安価な夜間電力を
昼間に有効利用することができるので、電力コストの低
減も図ることができる。冷熱源の運転スケジュールが設
定されるので、冷熱源を自動的に運転し、省力化を図る
こともできる。
冷熱負荷予測値の時間的変化に基づいて、氷蓄熱量の決
定を精度よく行うことができるので、製氷のために使用
する夜間電力を有効に利用することができ、省エネルギ
にも寄与させることができる。さらに安価な夜間電力を
昼間に有効利用することができるので、電力コストの低
減も図ることができる。冷熱源の運転スケジュールが設
定されるので、冷熱源を自動的に運転し、省力化を図る
こともできる。
【００４２】また本発明によれば、冷熱負荷のピーク時
に氷蓄熱による冷熱を優先的に利用することができるの
で、電力消費のピーク値を削減し、平準化を図ることが
できる。特に社会的に問題となっている夏場の電力ピー
ク負荷の低減にも大きく寄与することができる。
に氷蓄熱による冷熱を優先的に利用することができるの
で、電力消費のピーク値を削減し、平準化を図ることが
できる。特に社会的に問題となっている夏場の電力ピー
ク負荷の低減にも大きく寄与することができる。
【００４３】また本発明によれば、冷熱負荷の予測値が
最大となる冷熱区間に先行する冷熱区間での優先度を高
くするので、残氷が生じても後続する冷熱区間で冷熱と
して利用し、次の製氷時点までに残氷を解消させること
ができ、夜間電力の有効利用を図ることができる。
最大となる冷熱区間に先行する冷熱区間での優先度を高
くするので、残氷が生じても後続する冷熱区間で冷熱と
して利用し、次の製氷時点までに残氷を解消させること
ができ、夜間電力の有効利用を図ることができる。
【図１】本発明の実施の一形態における氷蓄熱制御のた
めの構成を示すブロック図である。
めの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の氷蓄熱装置３の構成の一例を示す系統図
である。
である。
【図３】図１の氷蓄熱制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】図１の冷熱負荷予測データの一例とこれに基づ
いて設定される運転スケジュールとを示すグラフであ
る。
いて設定される運転スケジュールとを示すグラフであ
る。
【図５】図３の運転スケジュールに基づいて算出される
氷放熱予想量を示すグラフである。
氷放熱予想量を示すグラフである。
１ 氷蓄熱制御装置 ２ 冷熱負荷予測データ ３ 氷蓄熱装置 ４ 冷水熱交換器 ５ スケジュール作成手段 ６ 区間設定手段 ７ 氷放熱予想量算出手段 ８ 優先度割当手段 ９ 製氷制御手段 １０ 冷熱負荷 １１，１２，１３ 冷熱源機器 １５ 送り冷水管 １６ 還り冷水管 ２０ 冷水ポンプ ２１，２２，２３ 冷温水ポンプ ３０ 氷蓄熱槽
フロントページの続き (72)発明者 三浦 徹郎 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (56)参考文献 特開 昭64−38544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−38543（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24F 11/02
Claims (4)
- 【請求項１】 夜間電力で製氷して冷熱を蓄積し、冷熱
源として他の冷熱源とともに昼間に放出させて冷房を行
うための氷蓄熱制御装置において、 予め算出される１日分の冷熱負荷予測値の時間的変化に
基づき、予め設定される優先度に従って各冷熱源の運転
スケジュールを作成するスケジュール作成手段と、 スケジュール作成手段によって作成された各冷熱源の運
転スケジュールに従い、運転される冷熱源の組合わせに
対応して、冷熱区間を設定する区間設定手段と、 区間設定手段によって設定された冷熱区間の冷熱負荷予
測値から、前記運転スケジュールに従って運転される冷
熱源の定格能力と氷蓄熱の定格放出能力との比に従って
氷放熱予測量を算出する氷放熱予測量算出手段と、 区間設定手段によって設定された冷熱区間毎に、予め設
定される基準に従って氷放熱の優先度を割当てる優先度
割当手段と、 優先度割当手段によって割当てられた優先度の高い順
に、冷熱区間の氷放熱予想量を氷放熱予想量算出手段に
よって算出させ、氷放熱予想量の積算値が製氷による冷
熱の蓄積能力以上となるときは蓄積能力を目標値とし
て、全冷熱区間の氷放熱予想量の積算値が蓄積能力を越
えないときは積算値を目標値として、製氷を行うように
それぞれ制御する製氷制御手段とを含むことを特徴とす
る氷蓄熱制御装置。 - 【請求項２】 前記優先度割当手段によって割当てられ
る優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最大となる冷
熱区間を第１位とし、第１位の冷熱区間の次に後続する
冷熱区間の優先度を第２位とすることを特徴とする請求
項１記載の氷蓄熱制御装置。 - 【請求項３】 前記優先度割当手段によって割当てられ
る優先度の基準では、冷熱の放出予測量が最大となる冷
熱区間に対して先行する側の冷熱区間の方を、後続する
側の冷熱区間よりも第３位以下では高い優先度が設定さ
れることを特徴とする請求項２記載の氷蓄熱制御装置。 - 【請求項４】 蓄積された冷熱を間接的に取出すための
冷水熱交換器と、 冷水熱交換器および他の冷熱源と冷熱負荷との間に、一
定流量の冷水を循環させる定量循環手段とを含むことを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の氷蓄熱制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8101663A JP2921667B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 氷蓄熱制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8101663A JP2921667B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 氷蓄熱制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287796A JPH09287796A (ja) | 1997-11-04 |
| JP2921667B2 true JP2921667B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14306620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8101663A Expired - Fee Related JP2921667B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 氷蓄熱制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2921667B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104110782A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-10-22 | 深圳市作夏科技有限公司 | 一种水蓄冷中央空调节能管理系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6413761B2 (ja) * | 2014-12-25 | 2018-10-31 | 富士電機株式会社 | 雪氷利用空調システム、その制御装置 |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP8101663A patent/JP2921667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104110782A (zh) * | 2013-11-30 | 2014-10-22 | 深圳市作夏科技有限公司 | 一种水蓄冷中央空调节能管理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09287796A (ja) | 1997-11-04 |
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Legal Events
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