JP3053975B2 - 氷蓄熱装置 - Google Patents
氷蓄熱装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蓄熱装置に関するもので
あり、特に、製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製
氷してその融解熱を利用した冷水を冷房に使用する氷蓄
熱装置に関するものである。
あり、特に、製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製
氷してその融解熱を利用した冷水を冷房に使用する氷蓄
熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、夏季の冷房運転に使用される電力
量は急速に増加しており、この電力需要に対応するため
に発電所を増設している。然し、電力需要に対して電力
供給量が追いつかず、最悪の場合には一部地域の送電が
停止されてしまうことがある。電力使用量は昼間と夜間
とでは大幅な格差があり、電力使用の少ない夜間電力の
使用が望まれてきている。
量は急速に増加しており、この電力需要に対応するため
に発電所を増設している。然し、電力需要に対して電力
供給量が追いつかず、最悪の場合には一部地域の送電が
停止されてしまうことがある。電力使用量は昼間と夜間
とでは大幅な格差があり、電力使用の少ない夜間電力の
使用が望まれてきている。
【０００３】このため、夜間電力を使用して蓄熱装置を
稼働し、昼間の冷房運転に蓄熱装置のエネルギを使用す
る方法が提案されている。蓄熱装置には水蓄熱装置と氷
蓄熱装置等がある。水蓄熱装置は、例えば１５℃の水を
７℃まで冷却し、水１ｋｇ当たり８ｋｃａｌの熱を蓄熱
できる。これに対して、氷蓄熱装置は、１５℃の水を０
℃まで冷却し、更に、凝固熱（８０ｋｃａｌ）を加え、
水１ｋｇ当たり９５ｋｃａｌの熱を蓄熱できる。従っ
て、水蓄熱装置は氷蓄熱装置と比較して設置スペースが
大形となる。
稼働し、昼間の冷房運転に蓄熱装置のエネルギを使用す
る方法が提案されている。蓄熱装置には水蓄熱装置と氷
蓄熱装置等がある。水蓄熱装置は、例えば１５℃の水を
７℃まで冷却し、水１ｋｇ当たり８ｋｃａｌの熱を蓄熱
できる。これに対して、氷蓄熱装置は、１５℃の水を０
℃まで冷却し、更に、凝固熱（８０ｋｃａｌ）を加え、
水１ｋｇ当たり９５ｋｃａｌの熱を蓄熱できる。従っ
て、水蓄熱装置は氷蓄熱装置と比較して設置スペースが
大形となる。
【０００４】氷蓄熱装置としては、夜間電力を使用して
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、昼間に
は蓄熱槽内の氷の融解熱を利用した冷水を空気調和機へ
送って冷房運転を行うスタテック形アイスオンコイル方
式の氷蓄熱装置が知られている。
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、昼間に
は蓄熱槽内の氷の融解熱を利用した冷水を空気調和機へ
送って冷房運転を行うスタテック形アイスオンコイル方
式の氷蓄熱装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のスタテック形ア
イスオンコイル方式の氷蓄熱装置は、冷房運転停止時に
蓄熱槽内に氷が残っている場合、そのまま夜間に製氷運
転を行うと蓄熱槽内には部分的に団塊状の氷ができ、製
氷コイル間の間隙がなくなって、所謂ブリッジングを生
じる。蓄熱槽内にブリッジングが生じると、昼間の冷房
運転中に蓄熱槽内の水の流通が阻害されて水の冷却作用
が悪くなり、蓄熱槽内の氷が融解しきれなくなって残
る。また、氷蓄熱装置の運転効率が低下する。更に、氷
の体積膨張を利用した蓄熱槽内の貯留水の水位の変化を
とらえて蓄氷量の把握を行っているため、一日一回、氷
が全て融解しきった後に水位校正が必要となる。水位校
正が行えないと蓄氷量の把握に誤差が生じ、氷蓄熱装置
の運転制御に支障を来すことになる。
イスオンコイル方式の氷蓄熱装置は、冷房運転停止時に
蓄熱槽内に氷が残っている場合、そのまま夜間に製氷運
転を行うと蓄熱槽内には部分的に団塊状の氷ができ、製
氷コイル間の間隙がなくなって、所謂ブリッジングを生
じる。蓄熱槽内にブリッジングが生じると、昼間の冷房
運転中に蓄熱槽内の水の流通が阻害されて水の冷却作用
が悪くなり、蓄熱槽内の氷が融解しきれなくなって残
る。また、氷蓄熱装置の運転効率が低下する。更に、氷
の体積膨張を利用した蓄熱槽内の貯留水の水位の変化を
とらえて蓄氷量の把握を行っているため、一日一回、氷
が全て融解しきった後に水位校正が必要となる。水位校
正が行えないと蓄氷量の把握に誤差が生じ、氷蓄熱装置
の運転制御に支障を来すことになる。
【０００６】従来の氷蓄熱装置は常に蓄熱槽内の貯留水
を製氷容量の１００％まで製氷し、冷房運転停止時に蓄
熱槽内に氷が残っている場合は次の製氷運転を行わず、
蓄熱槽内の氷がすべて融解した後に、再び夜間に製氷容
量の１００％まで製氷運転を行っているため、その日の
使用熱負荷量の変化に追従できなかった。そこで、本発
明の第１の目的とするところは、氷蓄熱装置に於て当日
の空気調和機の使用熱負荷量を正確に予測できるように
する点にあり、更に、第２の目的とするところは、氷蓄
熱装置に於て蓄熱槽内の氷を完全融解時刻に使いきるよ
うにする点にある。更に又、第３の目的とするところ
は、氷蓄熱装置に於て蓄熱槽内の氷の完全融解時刻以降
であっても、蓄熱槽内の冷水を利用することができるよ
うにした点にある。
を製氷容量の１００％まで製氷し、冷房運転停止時に蓄
熱槽内に氷が残っている場合は次の製氷運転を行わず、
蓄熱槽内の氷がすべて融解した後に、再び夜間に製氷容
量の１００％まで製氷運転を行っているため、その日の
使用熱負荷量の変化に追従できなかった。そこで、本発
明の第１の目的とするところは、氷蓄熱装置に於て当日
の空気調和機の使用熱負荷量を正確に予測できるように
する点にあり、更に、第２の目的とするところは、氷蓄
熱装置に於て蓄熱槽内の氷を完全融解時刻に使いきるよ
うにする点にある。更に又、第３の目的とするところ
は、氷蓄熱装置に於て蓄熱槽内の氷の完全融解時刻以降
であっても、蓄熱槽内の冷水を利用することができるよ
うにした点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、蓄熱槽内に製氷コイ
ルを配設し、圧縮機、凝縮器及び膨張弁よりなる冷凍機
によって冷却された冷媒を該製氷コイル内を通過させて
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、該蓄熱
槽内の氷の融解熱を利用した冷水を主冷水ポンプにて空
気調和機の入口側へ送って冷房運転するとともに、前記
冷凍機によって冷却された冷媒を水冷却器内にも通過さ
せ、空気調和機の出口側の戻り冷水を水冷却器により冷
却して再度主冷水ポンプにて空気調和機の入口側へ送っ
て冷房運転する氷蓄熱装置であって、前日使用した蓄熱
槽内の氷の融解熱量と水冷却運転の積算運転時間とから
前日の空気調和機の使用熱負荷量を算出し、前日の空気
調和機の使用熱負荷量を基準に夜間の製氷運転により蓄
熱槽内へ製氷する目標値を決定するように制御したこと
を特徴とする氷蓄熱装置を提供するものである。
するために提案されたものであり、蓄熱槽内に製氷コイ
ルを配設し、圧縮機、凝縮器及び膨張弁よりなる冷凍機
によって冷却された冷媒を該製氷コイル内を通過させて
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、該蓄熱
槽内の氷の融解熱を利用した冷水を主冷水ポンプにて空
気調和機の入口側へ送って冷房運転するとともに、前記
冷凍機によって冷却された冷媒を水冷却器内にも通過さ
せ、空気調和機の出口側の戻り冷水を水冷却器により冷
却して再度主冷水ポンプにて空気調和機の入口側へ送っ
て冷房運転する氷蓄熱装置であって、前日使用した蓄熱
槽内の氷の融解熱量と水冷却運転の積算運転時間とから
前日の空気調和機の使用熱負荷量を算出し、前日の空気
調和機の使用熱負荷量を基準に夜間の製氷運転により蓄
熱槽内へ製氷する目標値を決定するように制御したこと
を特徴とする氷蓄熱装置を提供するものである。
【０００８】また、当日の空気調和機の冷房運転開始時
の蓄熱槽内の氷の量を、氷の体積膨張を利用した水位の
変動を計測して蓄氷量を算出し、該蓄氷量から予め定め
られた完全融解時刻で蓄熱槽内の氷が全て融解するよう
な理想融解ラインを設定し、該理想融解ラインの下側に
一定の間隔をもって水冷却運転起動ラインを設定すると
ともに、該理想融解ラインの上側に漸次減少するような
間隔をもって水冷却運転停止ラインを設定し、完全融解
時刻までは水冷却運転起動ラインと水冷却運転停止ライ
ンとの間で蓄熱槽内の氷を融解させていくように水冷却
運転を制御していき、更に、蓄熱槽の下部位置に冷水取
り出し口を設け、比重の大なる水温の冷水を取り出すよ
うに温度成層を形成し、蓄熱槽の氷が全て融解した後に
空気調和機の冷房運転を行う場合には、蓄熱槽の冷水の
みで冷房運転を継続するように制御する。
の蓄熱槽内の氷の量を、氷の体積膨張を利用した水位の
変動を計測して蓄氷量を算出し、該蓄氷量から予め定め
られた完全融解時刻で蓄熱槽内の氷が全て融解するよう
な理想融解ラインを設定し、該理想融解ラインの下側に
一定の間隔をもって水冷却運転起動ラインを設定すると
ともに、該理想融解ラインの上側に漸次減少するような
間隔をもって水冷却運転停止ラインを設定し、完全融解
時刻までは水冷却運転起動ラインと水冷却運転停止ライ
ンとの間で蓄熱槽内の氷を融解させていくように水冷却
運転を制御していき、更に、蓄熱槽の下部位置に冷水取
り出し口を設け、比重の大なる水温の冷水を取り出すよ
うに温度成層を形成し、蓄熱槽の氷が全て融解した後に
空気調和機の冷房運転を行う場合には、蓄熱槽の冷水の
みで冷房運転を継続するように制御する。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明は、前日使用した蓄熱槽の
氷の融解熱量と水冷却運転の積算運転時間とから前日の
空気調和機の使用熱負荷量を算出する。この前日の空気
調和機の使用熱負荷量を基準にして、夜間の製氷運転に
より蓄熱槽内へ製氷する目標値を決定する。また、請求
項２記載の発明は、完全融解時刻で蓄熱槽内の氷が全て
融解し終わるように理想融解ラインを設定し、蓄熱槽内
の氷の融解熱を利用した冷水と水冷却運転によって生成
される冷水とをバランスよく使用する。
氷の融解熱量と水冷却運転の積算運転時間とから前日の
空気調和機の使用熱負荷量を算出する。この前日の空気
調和機の使用熱負荷量を基準にして、夜間の製氷運転に
より蓄熱槽内へ製氷する目標値を決定する。また、請求
項２記載の発明は、完全融解時刻で蓄熱槽内の氷が全て
融解し終わるように理想融解ラインを設定し、蓄熱槽内
の氷の融解熱を利用した冷水と水冷却運転によって生成
される冷水とをバランスよく使用する。
【００１０】更に、請求項３記載の発明は、蓄熱槽の下
部位置から冷水を取り出し、蓄熱槽内の氷が全て融解し
た後にも空気調和機の冷房運転を行えるようにする。
部位置から冷水を取り出し、蓄熱槽内の氷が全て融解し
た後にも空気調和機の冷房運転を行えるようにする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述
する。図１は氷蓄熱装置の全体の構成を示したものであ
り、圧縮機と凝縮器と膨張弁とから冷凍機が構成され凝
縮器は冷却塔にて排熱を行う。凝縮器の後段に二個の液
ライン電磁弁を設けて冷媒を分岐し、一方の液ライン電
磁弁に設けた膨張弁は蓄熱槽内に配設した製氷コイルへ
接続し、他方の液ライン電磁弁に設けた膨張弁は水冷却
器へ接続する。
する。図１は氷蓄熱装置の全体の構成を示したものであ
り、圧縮機と凝縮器と膨張弁とから冷凍機が構成され凝
縮器は冷却塔にて排熱を行う。凝縮器の後段に二個の液
ライン電磁弁を設けて冷媒を分岐し、一方の液ライン電
磁弁に設けた膨張弁は蓄熱槽内に配設した製氷コイルへ
接続し、他方の液ライン電磁弁に設けた膨張弁は水冷却
器へ接続する。
【００１２】蓄熱槽内の製氷コイルを通過した冷媒は、
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、冷媒三
方弁を通って再び圧縮機に戻る。また、水冷却器を通過
した冷媒は、昼間冷房運転中の空気調和機の出口側の戻
り冷水を冷却し、冷媒三方弁を通って再び圧縮機に戻
る。昼間は蓄熱槽側の液ライン電磁弁は閉止されてお
り、製氷運転は行われない。そして、蓄熱槽の下部位置
に設けた冷水取り出し口から冷水を取り出し、冷水三方
弁を介して主冷水ポンプへ導出し、主冷水ポンプにて空
気調和機の入口側へ冷水を送って冷房運転を行う。空気
調和機の出口側の戻り冷水はバイパスヘッダを介して、
蓄熱槽の上部位置に設けた戻し口から蓄熱槽内へ戻され
る。
製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、冷媒三
方弁を通って再び圧縮機に戻る。また、水冷却器を通過
した冷媒は、昼間冷房運転中の空気調和機の出口側の戻
り冷水を冷却し、冷媒三方弁を通って再び圧縮機に戻
る。昼間は蓄熱槽側の液ライン電磁弁は閉止されてお
り、製氷運転は行われない。そして、蓄熱槽の下部位置
に設けた冷水取り出し口から冷水を取り出し、冷水三方
弁を介して主冷水ポンプへ導出し、主冷水ポンプにて空
気調和機の入口側へ冷水を送って冷房運転を行う。空気
調和機の出口側の戻り冷水はバイパスヘッダを介して、
蓄熱槽の上部位置に設けた戻し口から蓄熱槽内へ戻され
る。
【００１３】後述するように、昼間の冷房運転中には水
冷却器側の液ライン電磁弁を開放して必要に応じ水冷却
運転を行い、空気調和機の出口側の戻り冷水をバイパス
ヘッダから水冷却器用冷水ポンプによって水冷却器へ取
り入れ、この冷水を冷却する。水冷却運転によって生成
された冷水は、冷水三方弁を介して主冷水ポンプへ導出
し、主冷水ポンプにて空気調和機の入口側へ冷水を送っ
て冷房運転を行う。また、蓄熱槽の内部に水位センサー
を設け、蓄熱槽内の水位の上下を計測することによって
蓄熱槽内の蓄氷量を算出し、更に、蓄熱槽内の冷水取り
出し口近傍に温度センサーを設け、蓄熱槽から取り出す
冷水の温度を計測する。
冷却器側の液ライン電磁弁を開放して必要に応じ水冷却
運転を行い、空気調和機の出口側の戻り冷水をバイパス
ヘッダから水冷却器用冷水ポンプによって水冷却器へ取
り入れ、この冷水を冷却する。水冷却運転によって生成
された冷水は、冷水三方弁を介して主冷水ポンプへ導出
し、主冷水ポンプにて空気調和機の入口側へ冷水を送っ
て冷房運転を行う。また、蓄熱槽の内部に水位センサー
を設け、蓄熱槽内の水位の上下を計測することによって
蓄熱槽内の蓄氷量を算出し、更に、蓄熱槽内の冷水取り
出し口近傍に温度センサーを設け、蓄熱槽から取り出す
冷水の温度を計測する。
【００１４】而して、夜間電力を使用して冷凍機を稼働
し、製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷するに
当たって、蓄熱槽内へ製氷する蓄氷目標値を決定する。
図２は蓄氷目標値を算出するフローチャートであり、前
記水位センサーによって蓄熱槽内の蓄氷量を監視すると
ともに、水冷却運転の積算運転時間を積算する（ステッ
プ１０１〜１０２）。そして、蓄氷目標値を算出すると
きはステップ１０３からステップ１０４へ進み、もし前
日に蓄熱槽内に氷が残っている場合、図３のグラフから
残蓄氷量に対する蓄氷目標補正値Ａ（マイナス値）を算
出する。次に、図４のグラフから前日の水冷却運転の積
算運転時間の積算値に対する蓄氷目標補正値Ｂ（プラス
値）を算出する（ステップ１０５）。
し、製氷コイル外周部に蓄熱槽内の貯留水を製氷するに
当たって、蓄熱槽内へ製氷する蓄氷目標値を決定する。
図２は蓄氷目標値を算出するフローチャートであり、前
記水位センサーによって蓄熱槽内の蓄氷量を監視すると
ともに、水冷却運転の積算運転時間を積算する（ステッ
プ１０１〜１０２）。そして、蓄氷目標値を算出すると
きはステップ１０３からステップ１０４へ進み、もし前
日に蓄熱槽内に氷が残っている場合、図３のグラフから
残蓄氷量に対する蓄氷目標補正値Ａ（マイナス値）を算
出する。次に、図４のグラフから前日の水冷却運転の積
算運転時間の積算値に対する蓄氷目標補正値Ｂ（プラス
値）を算出する（ステップ１０５）。
【００１５】そして、前日決定した蓄氷目標値Ｃを読み
込み（ステップ１０６）、当日の蓄氷目標値Ｄを決定す
る（ステップ１０７）。当日の蓄熱槽内へ製氷する蓄氷
目標値Ｄは前記蓄氷目標補正値Ａと蓄氷目標補正値Ｂ及
び蓄氷目標値Ｃの和で算出され、もし蓄氷目標値Ｄが１
００（％）を超えるときは、氷蓄熱装置の製氷容量をオ
ーバーすることになり、当日の蓄氷目標値Ｄは１００と
する（％）（ステップ１０８→１０９）。蓄氷目標値Ｄ
が１００（％）以下であるときは、そのまま当日の蓄氷
目標値Ｄを決定する（ステップ１０８→１１０）。
込み（ステップ１０６）、当日の蓄氷目標値Ｄを決定す
る（ステップ１０７）。当日の蓄熱槽内へ製氷する蓄氷
目標値Ｄは前記蓄氷目標補正値Ａと蓄氷目標補正値Ｂ及
び蓄氷目標値Ｃの和で算出され、もし蓄氷目標値Ｄが１
００（％）を超えるときは、氷蓄熱装置の製氷容量をオ
ーバーすることになり、当日の蓄氷目標値Ｄは１００と
する（％）（ステップ１０８→１０９）。蓄氷目標値Ｄ
が１００（％）以下であるときは、そのまま当日の蓄氷
目標値Ｄを決定する（ステップ１０８→１１０）。
【００１６】即ち、前日の蓄氷量より空気調和機の使用
熱負荷量が多く水冷却運転を行ったときは、当日の蓄氷
目標値Ｄをそれに見合う分だけ増加し、逆に前日の蓄氷
量が残ったときは、当日の蓄氷目標値Ｄをそれに見合う
分だけ減少する。次に、当日の冷房運転について説明す
る。例えば、就業開始の午前８時に冷房運転を開始し
て、就業終了の午後５時に完全融解時刻を設定するとす
れば、図５（Ａ）に示すように、冷房運転開始時には、
前述した当日の蓄氷目標値Ｄの蓄氷量がある。そして、
完全融解時刻で蓄熱槽内の氷を使いきるような理想融解
ラインＬR を設定する。この理想融解ラインＬR は次式
によって算出する。
熱負荷量が多く水冷却運転を行ったときは、当日の蓄氷
目標値Ｄをそれに見合う分だけ増加し、逆に前日の蓄氷
量が残ったときは、当日の蓄氷目標値Ｄをそれに見合う
分だけ減少する。次に、当日の冷房運転について説明す
る。例えば、就業開始の午前８時に冷房運転を開始し
て、就業終了の午後５時に完全融解時刻を設定するとす
れば、図５（Ａ）に示すように、冷房運転開始時には、
前述した当日の蓄氷目標値Ｄの蓄氷量がある。そして、
完全融解時刻で蓄熱槽内の氷を使いきるような理想融解
ラインＬR を設定する。この理想融解ラインＬR は次式
によって算出する。
【００１７】
【数１】
【００１８】蓄熱槽内の氷の融解熱を利用した冷水を使
用する冷房運転は、空気調和機の使用熱負荷量の急激な
変動に強く、大きな熱負荷に対応できる。従って、この
理想融解ラインＬR に沿って蓄熱槽内の氷を融解して冷
房運転できればよいのであるが、当日の外気温の上昇等
により蓄熱槽内の氷の融解熱を利用した冷水の使用量が
多くなると、蓄氷量の残量が理想融解ラインＬR より下
回り、完全融解時刻以前に蓄熱槽内の氷が全て融解する
ことがある。依って、蓄氷量の残量が理想融解ラインＬ
R より一定値以下に下回ったときは、水冷却運転を起動
し空気調和機の出口側の戻り冷水を冷却して空気調和機
の入口側へ送り、水冷却運転を行う。この水冷却運転起
動ラインＬONは次式によって算出する。
用する冷房運転は、空気調和機の使用熱負荷量の急激な
変動に強く、大きな熱負荷に対応できる。従って、この
理想融解ラインＬR に沿って蓄熱槽内の氷を融解して冷
房運転できればよいのであるが、当日の外気温の上昇等
により蓄熱槽内の氷の融解熱を利用した冷水の使用量が
多くなると、蓄氷量の残量が理想融解ラインＬR より下
回り、完全融解時刻以前に蓄熱槽内の氷が全て融解する
ことがある。依って、蓄氷量の残量が理想融解ラインＬ
R より一定値以下に下回ったときは、水冷却運転を起動
し空気調和機の出口側の戻り冷水を冷却して空気調和機
の入口側へ送り、水冷却運転を行う。この水冷却運転起
動ラインＬONは次式によって算出する。
【００１９】
【数２】
【００２０】ディファレンシャルα1 は５（％）程度が
好ましい。また、水冷却運転を継続し続けると、蓄氷量
の残量が理想融解ラインＬR を上回り、完全融解時刻に
蓄熱槽内の氷を使いきれなくなり、蓄熱槽内に氷が残る
ことがある。前述したように、完全融解時刻に蓄熱槽内
に氷が残ると次の製氷運転に悪影響を与えるため、蓄氷
量の残量が理想融解ラインＬR を一定値以上に上回った
ときは水冷却運転を停止する。この水冷却運転停止ライ
ンＬOFF は次式によって算出する。
好ましい。また、水冷却運転を継続し続けると、蓄氷量
の残量が理想融解ラインＬR を上回り、完全融解時刻に
蓄熱槽内の氷を使いきれなくなり、蓄熱槽内に氷が残る
ことがある。前述したように、完全融解時刻に蓄熱槽内
に氷が残ると次の製氷運転に悪影響を与えるため、蓄氷
量の残量が理想融解ラインＬR を一定値以上に上回った
ときは水冷却運転を停止する。この水冷却運転停止ライ
ンＬOFF は次式によって算出する。
【００２１】
【数３】
【００２２】ディファレンシャルα2 は５（％）程度が
好ましく、完全融解時刻に近づくに伴ってディファレン
シャルα2 を１（％）程度に小さくしていき、完全融解
時刻には蓄熱槽内の蓄氷量が零になるようにする。図６
は当日の冷房運転開始時から完全融解時刻までの、氷蓄
熱装置の運転制御のフローチャートであり、先ず冷房運
転を開始時（ステップ２０１）に、（１式）によって理
想融解ラインＬR を設定する（ステップ２０２）。次に
（２式）により水冷却運転起動ラインＬONを設定し（ス
テップ２０３）、（３式）により水冷却運転停止ライン
ＬOFF を設定する（ステップ２０４）。そして、前記水
位センサーによって常時蓄熱槽内の蓄氷量を監視し、図
５（Ａ）に示すように、時間経過に伴って変化する実際
の融解ラインＬM を求める（ステップ２０５）。
好ましく、完全融解時刻に近づくに伴ってディファレン
シャルα2 を１（％）程度に小さくしていき、完全融解
時刻には蓄熱槽内の蓄氷量が零になるようにする。図６
は当日の冷房運転開始時から完全融解時刻までの、氷蓄
熱装置の運転制御のフローチャートであり、先ず冷房運
転を開始時（ステップ２０１）に、（１式）によって理
想融解ラインＬR を設定する（ステップ２０２）。次に
（２式）により水冷却運転起動ラインＬONを設定し（ス
テップ２０３）、（３式）により水冷却運転停止ライン
ＬOFF を設定する（ステップ２０４）。そして、前記水
位センサーによって常時蓄熱槽内の蓄氷量を監視し、図
５（Ａ）に示すように、時間経過に伴って変化する実際
の融解ラインＬM を求める（ステップ２０５）。
【００２３】ここで、完全融解時刻になったか否かを判
断し（ステップ２０６）、完全融解時刻以前であればス
テップ２０７へ進む。ここでは、実際の融解ラインＬM
がディファレンシャルα1 に収まっているか否かを判断
し、実際の融解ラインＬM が水冷却運転起動ラインＬON
より大であるときはステップ２０７からステップ２０２
へ戻る。そして、実際の融解ラインＬM が水冷却運転起
動ラインＬONに達したときは、既に水冷却運転が実施中
であるか否かを判断し（ステップ２０８）、水冷却運転
をしていない場合は、図５（Ｂ）のａ点に示すように、
水冷却運転を起動する（ステップ２０８→２０９）。水
冷却運転を起動すると蓄熱槽内の氷の融解が遅延する。
断し（ステップ２０６）、完全融解時刻以前であればス
テップ２０７へ進む。ここでは、実際の融解ラインＬM
がディファレンシャルα1 に収まっているか否かを判断
し、実際の融解ラインＬM が水冷却運転起動ラインＬON
より大であるときはステップ２０７からステップ２０２
へ戻る。そして、実際の融解ラインＬM が水冷却運転起
動ラインＬONに達したときは、既に水冷却運転が実施中
であるか否かを判断し（ステップ２０８）、水冷却運転
をしていない場合は、図５（Ｂ）のａ点に示すように、
水冷却運転を起動する（ステップ２０８→２０９）。水
冷却運転を起動すると蓄熱槽内の氷の融解が遅延する。
【００２４】ステップ２０８で既に水冷却運転が実施中
であるとき、またはステップ２０９で水冷却運転を起動
した後はステップ２１０へ進み、実際の融解ラインＬM
がディファレンシャルα2 に収まっているか否かを判断
する。実際の融解ラインＬMが水冷却運転停止ラインＬ
OFF より小であるときは、ステップ２１０からステップ
２０２へ戻って水冷却運転を継続する。そして、実際の
融解ラインＬM が水冷却運転停止ラインＬOFF に達した
ときは、図５（Ｂ）のｂ点に示すように、水冷却運転を
停止して（ステップ２１０→２１１）、ステップ２０２
へ戻る。
であるとき、またはステップ２０９で水冷却運転を起動
した後はステップ２１０へ進み、実際の融解ラインＬM
がディファレンシャルα2 に収まっているか否かを判断
する。実際の融解ラインＬMが水冷却運転停止ラインＬ
OFF より小であるときは、ステップ２１０からステップ
２０２へ戻って水冷却運転を継続する。そして、実際の
融解ラインＬM が水冷却運転停止ラインＬOFF に達した
ときは、図５（Ｂ）のｂ点に示すように、水冷却運転を
停止して（ステップ２１０→２１１）、ステップ２０２
へ戻る。
【００２５】このように、蓄熱槽内の氷の融解熱を利用
した冷水を使用する冷房運転と、水冷却運転による冷房
運転とを併用しながら、空気調和機の使用熱負荷量に対
応しながら蓄熱槽内の冷水と水冷却運転によって生成さ
れる冷水とをバランスよく使用し、完全融解時刻までス
テップ２０２からステップ２１１の制御を繰り返し、完
全融解時刻になったときは、ステップ２０６から図７に
示す残業時の冷房運転に移行する。
した冷水を使用する冷房運転と、水冷却運転による冷房
運転とを併用しながら、空気調和機の使用熱負荷量に対
応しながら蓄熱槽内の冷水と水冷却運転によって生成さ
れる冷水とをバランスよく使用し、完全融解時刻までス
テップ２０２からステップ２１１の制御を繰り返し、完
全融解時刻になったときは、ステップ２０６から図７に
示す残業時の冷房運転に移行する。
【００２６】次に、予め定められた完全融解時刻以降
に、冷房運転を継続して行う場合について説明する。例
えば、完全融解時刻である午後５時以降に残業する場
合、前述した完全融解時刻以前に比較して、空気調和機
の使用熱負荷量が減少するので余り大きな冷房能力を必
要としない。ここで、図１に示したように、蓄熱槽の冷
水取り出し口は蓄熱槽の下部位置に設けられているた
め、空気調和機の入口側には比重の大なる水温の冷水を
取り出すように構成してある。依って、蓄熱槽内の氷が
なくなった後であっても、蓄熱槽の底部には低温の冷水
が残っており、この冷水を主冷水ポンプにて空気調和機
の入口側へ送って、冷房運転を継続することが可能であ
る。
に、冷房運転を継続して行う場合について説明する。例
えば、完全融解時刻である午後５時以降に残業する場
合、前述した完全融解時刻以前に比較して、空気調和機
の使用熱負荷量が減少するので余り大きな冷房能力を必
要としない。ここで、図１に示したように、蓄熱槽の冷
水取り出し口は蓄熱槽の下部位置に設けられているた
め、空気調和機の入口側には比重の大なる水温の冷水を
取り出すように構成してある。依って、蓄熱槽内の氷が
なくなった後であっても、蓄熱槽の底部には低温の冷水
が残っており、この冷水を主冷水ポンプにて空気調和機
の入口側へ送って、冷房運転を継続することが可能であ
る。
【００２７】図７は本装置による残業時の冷房運転のフ
ローチャートである。ここで、もし水冷却運転が実施中
であれば、一旦水冷却運転を停止する（ステップ３０
１）。そして、冷房運転を継続するか否かを求め（ステ
ップ３０２）、冷房運転を停止する場合は制御を終了す
る。冷房運転を継続させる場合は、残業時の冷房運転に
入る（ステップ３０２→３０３）。
ローチャートである。ここで、もし水冷却運転が実施中
であれば、一旦水冷却運転を停止する（ステップ３０
１）。そして、冷房運転を継続するか否かを求め（ステ
ップ３０２）、冷房運転を停止する場合は制御を終了す
る。冷房運転を継続させる場合は、残業時の冷房運転に
入る（ステップ３０２→３０３）。
【００２８】ここで、蓄熱槽内の水位センサーによって
蓄熱槽内の氷が完全融解していない場合は、蓄熱槽内の
冷水のみで冷房運転する（ステップ３０３→３０５）。
そして、ステップ３０５からステップ３０２へ戻る。ま
た、蓄熱槽内の氷が完全融解している場合は、ステップ
３０３からステップ３０４へ進み、蓄熱槽底部の水温を
温度センサーで測定し、設定温度（約４℃から１０℃程
度）以下であれば、蓄熱槽内の冷水のみで冷房運転する
（ステップ３０４→３０５）。
蓄熱槽内の氷が完全融解していない場合は、蓄熱槽内の
冷水のみで冷房運転する（ステップ３０３→３０５）。
そして、ステップ３０５からステップ３０２へ戻る。ま
た、蓄熱槽内の氷が完全融解している場合は、ステップ
３０３からステップ３０４へ進み、蓄熱槽底部の水温を
温度センサーで測定し、設定温度（約４℃から１０℃程
度）以下であれば、蓄熱槽内の冷水のみで冷房運転する
（ステップ３０４→３０５）。
【００２９】冷房運転時間の経過に伴って蓄熱槽の冷水
の温度が徐々に上昇し、蓄熱槽底部の水温が設定温度を
超えたときには、水冷却運転を起動する（ステップ３０
４→３０６）。然る後は、水冷却器が連続運転し、空気
調和機の出口側の戻り冷水を冷却して空気調和機の入口
側へ送り、冷房運転を継続する（ステップ３０７）。そ
して、残業が終了して冷房運転を停止するときは、水冷
却運転を停止する（ステップ３０７→３０８）。
の温度が徐々に上昇し、蓄熱槽底部の水温が設定温度を
超えたときには、水冷却運転を起動する（ステップ３０
４→３０６）。然る後は、水冷却器が連続運転し、空気
調和機の出口側の戻り冷水を冷却して空気調和機の入口
側へ送り、冷房運転を継続する（ステップ３０７）。そ
して、残業が終了して冷房運転を停止するときは、水冷
却運転を停止する（ステップ３０７→３０８）。
【００３０】このように、本装置によって残業時の冷房
運転を行った後には、蓄熱槽内の氷は全くなくなり、且
つ、蓄熱槽内の貯留水の温度も高くなるため次回の製氷
運転時の冷凍機の能率が向上し、蓄熱槽内の水の顕熱を
有効に利用できる。尚、本発明は、本発明の精神を逸脱
しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発
明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
運転を行った後には、蓄熱槽内の氷は全くなくなり、且
つ、蓄熱槽内の貯留水の温度も高くなるため次回の製氷
運転時の冷凍機の能率が向上し、蓄熱槽内の水の顕熱を
有効に利用できる。尚、本発明は、本発明の精神を逸脱
しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発
明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３１】
【発明の効果】本発明は上記一実施例に詳述したように
請求項１記載の発明は、前日の空気調和機の使用熱負荷
量を基準にして、夜間の製氷運転により蓄熱槽内へ製氷
する目標値を決定する。従って、当日の空気調和機の使
用熱負荷量を正確に予測できる。また請求項２記載の発
明は、理想融解ラインを設定し、蓄熱槽内の冷水と水冷
却運転によって生成される冷水とをバランスよく使用す
るため、完全融解時刻に蓄熱槽内の氷をちょうど使いき
るように制御され、翌日の製氷運転に支障を来たすこと
なく効率のよい冷房運転が実施できる。更に、請求項３
記載の発明は完全融解時刻以降であっても、蓄熱槽内の
冷水を利用することにより、残業時の冷房運転が行え
る。
請求項１記載の発明は、前日の空気調和機の使用熱負荷
量を基準にして、夜間の製氷運転により蓄熱槽内へ製氷
する目標値を決定する。従って、当日の空気調和機の使
用熱負荷量を正確に予測できる。また請求項２記載の発
明は、理想融解ラインを設定し、蓄熱槽内の冷水と水冷
却運転によって生成される冷水とをバランスよく使用す
るため、完全融解時刻に蓄熱槽内の氷をちょうど使いき
るように制御され、翌日の製氷運転に支障を来たすこと
なく効率のよい冷房運転が実施できる。更に、請求項３
記載の発明は完全融解時刻以降であっても、蓄熱槽内の
冷水を利用することにより、残業時の冷房運転が行え
る。
【００３２】斯くして、コンパクトな氷蓄熱装置を使用
することによって設置スペースが小となり、且つ、料金
の安い夜間電力を使用するため、冷房設備の維持費をコ
ストダウンできる等、正に諸種の効果を奏する発明であ
る。
することによって設置スペースが小となり、且つ、料金
の安い夜間電力を使用するため、冷房設備の維持費をコ
ストダウンできる等、正に諸種の効果を奏する発明であ
る。
【図１】氷蓄熱装置の全体の構成図。
【図２】蓄氷目標値を算出するフローチャート。
【図３】前日の残蓄氷量に対する蓄氷目標値Ａを算出す
るグラフ。
るグラフ。
【図４】前日の水冷却運転の積算運転時間の積算値に対
する蓄氷目標値Ｂを算出するグラフ。
する蓄氷目標値Ｂを算出するグラフ。
【図５】（Ａ）は冷房運転開始時から完全融解時刻まで
の蓄熱槽内の蓄氷量の変化を示すグラフ。（Ｂ）は冷房
運転開始時から完全融解時刻までの水冷却運転の起動と
停止とを示すグラフ。
の蓄熱槽内の蓄氷量の変化を示すグラフ。（Ｂ）は冷房
運転開始時から完全融解時刻までの水冷却運転の起動と
停止とを示すグラフ。
【図６】氷蓄熱装置の運転制御のフローチャート、その
１。
１。
【図７】氷蓄熱装置の運転制御のフローチャート、その
２。
２。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−3832（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 F25C 1/00
Claims (3)
- 【請求項１】 蓄熱槽内に製氷コイルを配設し、圧縮
機、凝縮器及び膨張弁よりなる冷凍機によって冷却され
た冷媒を該製氷コイル内を通過させて、製氷コイル外周
部に蓄熱槽内の貯留水を製氷し、該蓄熱槽内の氷の融解
熱による冷水を主冷水ポンプにて空気調和機の入口側へ
送って冷房運転するとともに、前記冷凍機によって冷却
された冷媒を水冷却器内にも通過させ、空気調和機の出
口側の戻り冷水を水冷却器により冷却して再度主冷水ポ
ンプにて空気調和機の入口側へ送って冷房運転する氷蓄
熱装置であって、前日使用した蓄熱槽内の氷の融解熱量
と水冷却運転の積算運転時間とから前日の空気調和機の
使用熱負荷量を算出し、前日の空気調和機の使用熱負荷
量を基準に夜間の製氷運転により蓄熱槽内へ製氷する目
標値を決定するように制御したことを特徴とする氷蓄熱
装置。 - 【請求項２】 当日の空気調和機の冷房運転開始時の蓄
熱槽内の氷の量を、氷の体積膨張を利用した水位の変動
を計測して蓄氷量を算出し、該蓄氷量から予め定められ
た完全融解時刻で蓄熱槽内の氷が全て融解するような理
想融解ラインを設定し、該理想融解ラインの下側に一定
の間隔をもって水冷却運転起動ラインを設定するととも
に、該理想融解ラインの上側に漸次減少するような間隔
をもって水冷却運転停止ラインを設定し、完全融解時刻
までは水冷却運転起動ラインと水冷却運転停止ラインと
の間で蓄熱槽内の氷を融解させていくように水冷却運転
を制御した請求項１記載の氷蓄熱装置。 - 【請求項３】 蓄熱槽の下部位置に冷水取り出し口を設
け、比重の大なる水温の冷水を取り出すように温度成層
を形成し、蓄熱槽の氷が全て融解した後に空気調和機の
冷房運転を行う場合には、蓄熱槽の冷水のみで冷房運転
を継続するように制御した請求項１又は２記載の氷蓄熱
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4226263A JP3053975B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 氷蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4226263A JP3053975B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 氷蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674499A JPH0674499A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3053975B2 true JP3053975B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=16842465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4226263A Expired - Fee Related JP3053975B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 氷蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053975B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257384A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-11 | Hitachi Ltd | 氷蓄熱式熱源装置 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP4226263A patent/JP3053975B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674499A (ja) | 1994-03-15 |
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