JP3118616B2 - Cooling or cooling / heating device - Google Patents

Cooling or cooling / heating device

Info

Publication number
JP3118616B2
JP3118616B2 JP03348708A JP34870891A JP3118616B2 JP 3118616 B2 JP3118616 B2 JP 3118616B2 JP 03348708 A JP03348708 A JP 03348708A JP 34870891 A JP34870891 A JP 34870891A JP 3118616 B2 JP3118616 B2 JP 3118616B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling
heat
water
ice
load
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 - Fee Related
Application number
JP03348708A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05157296A (en
Inventor
康夫 小川
伸治 野路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP03348708A priority Critical patent/JP3118616B2/en
Publication of JPH05157296A publication Critical patent/JPH05157296A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3118616B2 publication Critical patent/JP3118616B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はヒートポンプや冷凍機を
用いた冷却又は冷却・加熱装置に関し、特に地域暖冷房
・給湯等を行なう大型冷却又は加熱装置に好適なヒート
ポンプを用いた冷却又は冷却・加熱装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling or cooling / heating device using a heat pump or a refrigerator, and more particularly to a cooling or cooling / heating device using a heat pump suitable for a large cooling or heating device for performing district heating / cooling / hot water supply. It relates to a heating device.

【0002】なお、本明細書における熱回収装置とは、
単に廃水などの人工的廃熱の回収装置だけではなく、井
戸水、海水等外部の外気より高温のエネルギー源からの
熱を回収する熱回収装置をも含むものとする。また、ヒ
ートポンプとは加熱用だけでなく、冷却用の冷凍機も含
む広義のヒートポンプである。
[0002] The heat recovery device in this specification is
Not only a device for recovering artificial waste heat such as wastewater but also a heat recovery device for recovering heat from an energy source having a higher temperature than external air such as well water or seawater is included. Further, the heat pump is a heat pump in a broad sense including not only a heater for heating but also a refrigerator for cooling.

【0003】[0003]

【従来技術】通常の地域暖冷房・給湯システムは、温流
体としてはボイラ等安価な化石燃料を燃焼させて、温水
や蒸気を用いる方法が主流である。この方式の場合は、
温熱の利用方法に多少無駄があってもボイラや燃料コス
トが安いので経済的である。また、冷流体側も吸収冷凍
機による方法や、ボイラにより蒸気タービンを駆動しこ
のタービンによりターボ冷凍機を運転する方法が多い。
2. Description of the Related Art In a general district heating / cooling / hot water supply system, a method of burning inexpensive fossil fuel such as a boiler as a hot fluid and using hot water or steam is mainly used. In this case,
Even if there is some waste in using the heat, it is economical because the boiler and fuel costs are low. In addition, there are many methods using an absorption refrigerator on the cold fluid side, and a method using a steam turbine driven by a boiler to operate a turbo refrigerator using this turbine.

【0004】しかしながら、最近、大気中に放出される
二酸化炭素等による温室効果により、地球の温暖化が問
題となっている。このため、化石燃料を大量に使用する
地域暖冷房・給湯においても、将来大幅に一次エネルギ
ーを削減することが要望されると思われる。この要望に
応えるものとして、電動ヒートポンプを用いた地域暖冷
房・給湯システムが推奨されている。
However, recently, global warming has become a problem due to the greenhouse effect of carbon dioxide and the like released into the atmosphere. For this reason, it is thought that there will be a demand for a drastic reduction of primary energy in the future even in regional heating / cooling / hot water supply using a large amount of fossil fuel. To meet this demand, a district heating / cooling / hot water supply system using an electric heat pump is recommended.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でに数多くのヒートポンプを用いた地域冷暖房システム
が提案されているにもかかわらず、従来システムに種々
の欠点があり、その普及はまだ十分とは言い難い。その
原因は地域暖房・給湯システムに必要な下記の6条件が
満足されていないということにある。
However, despite the fact that district heating and cooling systems using a large number of heat pumps have been proposed so far, the conventional systems have various disadvantages, and it cannot be said that their spread is still sufficient. hard. The cause is that the following six conditions required for the district heating and hot water supply system are not satisfied.

【0006】条件1、給湯負荷廃水や中、低温未利用熱
エネルギーを効率良く回収することによりヒートポンプ
の電力消費量を少なくできること。
Condition 1: The power consumption of the heat pump can be reduced by efficiently recovering the hot water supply load wastewater and the medium and low temperature unused thermal energy.

【0007】条件2、放熱や吸熱による温度損失が少な
いこと。
Condition 2: Temperature loss due to heat radiation or heat absorption is small.

【0008】条件3、夏季条件からも、冬季条件からも
蓄熱槽が小さいこと。そのためには夏季は氷を、冬季は
高温水を蓄える装置とする必要がある。
Condition 3: The heat storage tank is small both in summer and in winter. For that purpose, it is necessary to provide a device for storing ice in summer and storing high-temperature water in winter.

【0009】条件4、給湯負荷と冷房負荷が同時にある
ときは冷房負荷の廃熱が給湯加熱用エネルギーとして利
用可能なこと。
Condition 4: When the hot water supply load and the cooling load are simultaneously present, waste heat of the cooling load can be used as hot water heating energy.

【0010】条件5、氷水を高性能で、製造できるこ
と。
Condition 5: Ice water can be produced with high performance.

【0011】条件6、高密度冷熱輸送が高効率で可能な
こと。
Condition 6, high-density cold heat transport can be performed with high efficiency.

【0012】上記6つの条件の解決すべき課題について
説明する。条件1は重要である。厳寒時に外気から採熱
して、ヒートポンプを運転し、給湯用高温水を得るのは
温水ボイラーよりも一次エネルギー消費量が多くなる場
合が多い。従って、給湯負荷廃水、ごみ焼却設備の発電
用冷却水、下水等から熱回収することが重要であるが、
その際、効率良く行なう必要がある。
Problems to be solved by the above six conditions will be described. Condition 1 is important. It is often the case that primary heat consumption is higher in hot water boilers than in hot water boilers, in which heat is taken from outside air during severe cold and a heat pump is operated to obtain hot water for hot water supply. Therefore, it is important to recover heat from hot water supply load wastewater, cooling water for power generation in refuse incineration facilities, sewage, etc.
In that case, it is necessary to carry out efficiently.

【0013】条件2は当然の条件であるが、条件1を同
時に満足させ、且つこの条件も満足させるのが難しい。
但し、特願平3−45832号等により大略解決済みで
ある。
The condition 2 is a natural condition, but it is difficult to satisfy the condition 1 at the same time and to satisfy this condition.
However, this has been largely solved by Japanese Patent Application No. 3-45832.

【0014】また、条件3が難しいのは、高温水蓄熱の
場合と氷蓄熱の場合とで蓄熱槽の設計の基本的条件が異
なるからである。高温水蓄熱の場合は、温度差が例えば
10〜65℃のように非常に大きく、従って高温水と低
温水が混ざらないようにする所謂“押し出し流れ”形蓄
熱槽とする必要があり、一方氷蓄熱槽の場合は、氷を槽
内全体にできるだけスムーズに移動させることが重要と
なる。しかしながら、上述の2条件は相反する条件であ
り、例えば、多槽押し出し流れ形高温水蓄熱槽に氷を蓄
える場合には、氷が流れ難くなる。
The reason why the condition 3 is difficult is that the basic conditions for the design of the heat storage tank differ between the case of high-temperature water storage and the case of ice storage. In the case of high-temperature water heat storage, the temperature difference is very large, for example, 10 to 65 ° C., so that it is necessary to use a so-called “push flow” type heat storage tank in which high-temperature water and low-temperature water are not mixed. In the case of a heat storage tank, it is important to move ice as smoothly as possible throughout the tank. However, the above two conditions are contradictory conditions. For example, in the case where ice is stored in a multi-tank extruded flow type high-temperature water heat storage tank, it becomes difficult for ice to flow.

【0015】条件4は従来難しかった条件であるが、最
近、高温度のヒートポンプが開発されたので、この高温
度ヒートポンプを用いれば実現可能な条件である。
Condition 4 is a condition that has been difficult in the past, but since a high-temperature heat pump has recently been developed, it can be realized by using this high-temperature heat pump.

【0016】条件5はダイナミック形氷蓄熱システムの
場合は難しい条件である。即ち、地域冷房の場合は、製
氷部と蓄氷部とが別となるダイナミック形氷蓄熱システ
ムが推奨されるが、このシステムでは通常解氷のための
エネルギーが大きくなる。従って、性能の良いダイナミ
ック形氷蓄熱システムを発明する必要がある。
Condition 5 is a difficult condition for a dynamic ice thermal storage system. In other words, in the case of district cooling, a dynamic ice storage system in which the ice making unit and the ice storage unit are separated is recommended, but this system usually requires a large amount of energy for melting ice. Therefore, there is a need to invent a dynamic ice storage system with good performance.

【0017】条件6は地域冷房を更に普及させるための
条件である。従来の地域冷房システムの最大の欠点は冷
熱輸送量、即ち、単位流量当りの熱輸送量(kJ/k
g)が小さいということである。従って、氷片水を輸送
するシステムが考えられるが、このシステムの場合、氷
片が負荷の熱交換器側で閉塞する欠点がある。但し、こ
の問題点についても特願平3−45832号などにより
大略解決済みである。
Condition 6 is a condition for further promoting district cooling. The biggest drawback of the conventional district cooling system is that the amount of heat transported by cooling, ie, the amount of heat transported per unit flow (kJ / k)
g) is small. Therefore, a system for transporting ice chip water is conceivable, but this system has a drawback in that the ice chips are blocked on the heat exchanger side of the load. However, this problem has also been largely solved by Japanese Patent Application No. 3-45832.

【0018】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上記6つの条件を解決することにより、ヒートポン
プを用いた地域冷暖房システムに好適な冷却又は冷却・
加熱装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and by solving the above six conditions, a cooling or cooling / cooling system suitable for a district cooling / heating system using a heat pump is provided.
It is an object to provide a heating device.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、連絡通路により連絡された3以上の槽より構
成された蓄熱装置と、低温側ヒートポンプ装置と、高温
側ヒートポンプと、冷却及び/又は加熱負荷と、ヒート
ポンプの吸熱源、放熱源及びこれらを接続する配管、ポ
ンプ、バルブ等より構成される熱輸送システムを具備す
る冷却・加熱装置において、蓄熱水槽が少なくとも冷却
負荷とポンプを介して接続されている低温槽と、加熱負
荷とポンプを介して接続されている高温槽と、放熱源が
作動していない非放熱モード時にはヒートポンプ吸熱源
により最低温槽内流体が加熱され、放熱源が作動してい
る放熱モード時にはヒートポンプ吸熱源から吸熱しない
ように作動することができる切り換え手段とを設けたこ
とを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a heat storage device comprising three or more tanks connected by a communication passage, a low-temperature side heat pump device, a high-temperature side heat pump, In a cooling / heating device including a heat load, a heat transfer system including a heat load, a heat absorption source and a heat radiation source of a heat pump, and pipes, a pump, a valve, and the like for connecting the heat storage tank, a heat storage water tank is connected via at least the cooling load and the pump. In the non-radiation mode in which the heat radiation source is not operating, the heat pump heat absorption source heats the fluid in the lowest temperature bath, and the heat radiation source A switching means operable so as not to absorb heat from the heat pump heat absorbing source in the heat release mode in which the device is operating.

【0020】また、前記ヒートポンプ熱源が給湯負荷か
らの熱回収装置であることを特徴とする。
Further, the heat pump heat source is a device for recovering heat from a hot water supply load.

【0021】連絡通路により連絡される2以上の槽より
構成される蓄熱装置と、ヒートポンプ装置と、冷却負荷
及びこれらを接続する配管、ポンプ、バルブ等より構成
される熱輸送システムを具備する冷却又は冷却・加熱
置において、ヒートポンプ装置は、製氷用冷凍機、冷水
冷却用冷凍機、以上の水流下式熱交換器及びこれら
を連絡する配管、バルブポンプ、ポンプ等より構成さ
れるブライン循環経路とより構成され、蓄熱槽少なく
とも冷却負荷とポンプを介して接続されている低温槽と
冷却負荷と戻り配管により接続されている冷水槽を有
し、流下式熱交換器の製氷モードのときは低温槽の水
水流下式熱交換器の伝熱面に流下させ、製氷用冷凍
機で冷却されたブライン冷却して結氷させ、該流下
式熱交換器の解氷モードのときは冷水冷却用冷凍機で冷
却されたブラインを循環させ該水流下式熱交換器の伝熱
面を加熱して解氷させることを特徴とする。
A cooling or heating system comprising a heat storage device comprising two or more tanks connected by a communication passage, a heat pump device, a cooling load and a heat transport system comprising pipes, pumps, valves and the like connecting these. In the cooling / heating device, the heat pump device is an ice making refrigerator, a cold water
Cooling refrigerator, piping to contact two or more units of water under heat exchangers and these are more configuration and more composed brine circulation path to the valve pump, pump, heat storage tank is small <br/> least cooling has a cold water tank are connected by a cryostat cooling load and return pipe are connected through the load and the pump, the water flow under formula water cryostat when the ice mode water downflow heat exchanger Flow down to the heat transfer surface of the heat exchanger and freeze for ice making
Was ice cooled brine cooled in the machine, cold with cold water cooling the refrigerator when the de-ice mode of the water flow-down type heat exchanger
Circulates the rejected brine and transfers heat to the water-falling heat exchanger.
It is characterized in that the surface is heated and thawed .

【0022】また、前記冷却装置において、少なくとも
水流下式熱交換器の一部が水熱交換器も兼用するように
なっていることを特徴とする。
Further, in the above-mentioned cooling apparatus, at least a part of the water-flow-down type heat exchanger is also designed to double as the water heat exchanger.

【0023】蓄熱装置と、ヒートポンプと、冷却負荷
と、これらを接続する配管、ポンプ、バルブ等より構成
される氷水を輸送する熱輸送システムより構成される冷
却装置において、冷熱が少ないときは氷の混ざらない冷
水を送るようになっている冷水供給・氷水供給切替手段
を具備していることを特徴とする。
In a cooling apparatus including a heat storage system, a heat pump, a cooling load, and a heat transport system for transporting ice water, which includes piping, pumps, valves, and the like for connecting the same, when the amount of cold heat is small, ice It is characterized by comprising a cold water supply / ice water supply switching means adapted to send unmixed cold water.

【0024】蓄熱装置と、ヒートポンプと、冷却負荷
と、これらを接続する配管、ポンプ、バルブ等により構
成される熱輸送システムにより構成され、且つ、前記熱
輸送システムが冷却負荷に応じて冷流体供給量が可変と
なっている冷却装置において、冷却負荷からの冷流体戻
り温度関連物理量を検出し、該戻り温度が低下したとき
に冷流体として冷水を供給し、冷流体関連物理量が上昇
したときには冷流体として、氷水を送るよう構成したこ
とを特徴とする。
The heat transport system comprises a heat storage system, a heat pump, a cooling load, and a pipe, a pump, a valve, and the like for connecting them, and the heat transport system supplies a cold fluid according to the cooling load. In a cooling device having a variable amount, a cooling fluid return temperature-related physical quantity from a cooling load is detected, and when the return temperature decreases, cold water is supplied as a cooling fluid, and when the cooling fluid-related physical quantity increases, cooling is performed. It is characterized in that ice water is sent as the fluid.

【0025】複数の蓄熱槽を有する蓄熱装置と、ヒート
ポンプと、冷却負荷と、これらを接続する配管、ポン
プ、バルブ等より構成される熱輸送システムにより構成
されている冷却装置において、熱輸送システムが氷水を
送る遠距離負荷ゾーンと、冷水を送る近距離負荷ゾーン
を有し、且つ、蓄熱装置の氷水を送る蓄熱槽と冷水を送
る蓄熱槽が連絡管により一体に構成したことを特徴とす
る。
[0025] In a cooling device comprising a heat storage device having a plurality of heat storage tanks, a heat pump, a cooling load, and a pipe, a pump, a valve, and the like for connecting these components, the heat transport system has It has a long-distance load zone for sending ice water and a short-distance load zone for sending cold water, and the heat storage tank for sending ice water and the heat storage tank for sending cold water of the heat storage device are integrally formed by a communication pipe.

【0026】[0026]

【作用】冷却又は冷却・加熱装置を上記の如く構成する
ことにより、後に詳述するように、地域冷暖房システム
が普及するための上述6条件を満足する装置となる。
By configuring the cooling or cooling / heating device as described above, the device satisfies the above six conditions for disseminating the district cooling / heating system, as will be described in detail later.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明に係る冷却・加熱装置の全体構成
を示す図、図2はその中心部である蓄熱部とヒートポン
プから構成される熱供給センター部の構成を示す図、図
3は蓄熱槽の平面図である。なお、図2は図3のA−
A’線上断面矢視図とB−B’線上断面矢視図となって
いる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a cooling / heating device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a heat supply center portion composed of a heat storage section and a heat pump which are central portions thereof, and FIG. It is a top view. In addition, FIG.
They are a sectional view taken on line A 'and a sectional view taken on line BB'.

【0028】蓄熱槽100の上部には連絡管1、2、3
−1〜3−3、4〜5、6−1〜6−4、7−1〜7−
4、8〜18、19−1〜19−5、20−1、20−
2、20−3、20−4が装備されている。更に蓄熱槽
100の槽間には、図2,図3に示すように槽間を連絡
する連絡管19、20が設けられている。また、槽23
の連絡管20、21にはバルブ24,25が設けられて
おり、冬季はバルブ24が、夏季にはバルブ25が開け
られるようになっている。
In the upper part of the heat storage tank 100, connecting pipes 1, 2, 3
-1 to 3-3, 4 to 5, 6-1 to 6-4, 7-1 to 7-
4, 8-18, 19-1 to 19-5, 20-1, 20-
2, 20-3 and 20-4 are provided. Further, connecting pipes 19 and 20 are provided between the heat storage tanks 100, as shown in FIGS. In addition, tank 23
The communication pipes 20, 21 are provided with valves 24, 25, and the valve 24 is opened in winter and the valve 25 is opened in summer.

【0029】図4は冬季の蓄熱槽100の朝、昼、夕
方、夜間製氷湯運転モード時の温度変化を示す図であ
る。また、図5は夏季の蓄熱槽100の朝、昼、夕方、
夜間製氷湯運転モード時の温度変化を示す図である。以
下、図1乃至5を用いて熱供給センターの構成及び作用
を説明する。
FIG. 4 is a diagram showing the temperature change of the heat storage tank 100 in the morning, afternoon, evening and nighttime operation modes of the ice-making and hot water operation in winter. FIG. 5 shows the morning, noon, and evening of the heat storage tank 100 in summer.
It is a figure which shows the temperature change at the time of night ice making hot-water operation mode. Hereinafter, the configuration and operation of the heat supply center will be described with reference to FIGS.

【0030】冬季の朝の蓄熱槽温度変化状態は、図4
(イ)の状態となっている。なお、図中の温度は一例で
ある。昼間には図2のポンプ26,27が運転され、槽
28の高温水が連絡管1,2を経由して槽29に、また
冷温兼用槽30−1、30−2、30−3の冷流体が連
絡管3−1〜3−3を経由して負荷に送られ管4から槽
31に戻る。
FIG. 4 shows how the temperature of the heat storage tank changes in the winter morning.
(A). In addition, the temperature in the figure is an example. During the daytime, the pumps 26 and 27 shown in FIG. 2 are operated, and the high-temperature water in the tank 28 is supplied to the tank 29 via the connecting pipes 1 and 2 and the cold water in the cold / hot tanks 30-1, 30-2, and 30-3. The fluid is sent to the load via the connecting pipes 3-1 to 3-3 and returns to the tank 31 from the pipe 4.

【0031】なお、冷凍負荷が少ないときは図2の切替
バルブ32が切替えられ、槽35の中間水がポンプ33
→バルブ32→配管34→給湯廃水からの熱回収装置7
0→戻り管36を経由して、槽29に戻る。
When the refrigeration load is small, the switching valve 32 shown in FIG.
→ Valve 32 → Piping 34 → Heat recovery device 7 from hot water supply wastewater
0 → Return to the tank 29 via the return pipe 36.

【0032】また、ポンプ37により、槽35内の中間
水が管15→切替弁38→ポンプ37→吸熱源200→
切替弁39→配管40→管16→槽29と熱回収が行わ
れている。吸熱源200の温度が低くなると切替弁3
8,39は切替えられ、管17→切替弁38→吸熱源2
00→切替弁39→管41→管4と流れる。従って、図
4(ロ)に示すように蓄熱槽100内温度分布が変化す
る。
Further, the intermediate water in the tank 35 is supplied by the pump 37 to the pipe 15 → the switching valve 38 → the pump 37 → the heat absorbing source 200 →
Heat recovery is performed in the order of the switching valve 39 → pipe 40 → pipe 16 → tank 29. When the temperature of the heat absorption source 200 decreases, the switching valve 3
8 and 39 are switched, the pipe 17 → the switching valve 38 → the heat absorbing source 2
00 → switching valve 39 → pipe 41 → pipe 4 Therefore, the temperature distribution in the heat storage tank 100 changes as shown in FIG.

【0033】夜間には、先ず夜間製氷湯運転モードとな
る。即ち、高温側ヒートポンプ42と低温側ヒートポン
プシステムが運転される。槽29内の熱水源はポンプ4
4,45により配管12を通して汲み上げられ、ヒート
ポンプ42で加熱されて、配管13より槽28に、ま
た、冷却されて連絡管14より槽35に送られる。
At night, first, the ice making hot water operation mode is set. That is, the high-temperature side heat pump 42 and the low-temperature side heat pump system are operated. The hot water source in the tank 29 is the pump 4
Pumped by the pipes 4 and 45 through the pipe 12, heated by the heat pump 42 and sent to the tank 28 from the pipe 13 and cooled and sent to the tank 35 from the connecting pipe 14.

【0034】また、低温側ヒートポンプ装置は製氷用冷
凍機43、冷水冷却用冷凍機46、流下式熱交換器4
8、47−1、47−2・・・・ブラインポンプ49、
49’、及びブライン管50、50’、切替バルブ52
−1、52−2、52−3等により構成されている。但
し、通常11〜3月の冷房負荷の少ない期間には冷流体
槽31は冷水槽として作動するように制御装置150が
切替られる。
The low-temperature side heat pump device includes an ice making refrigerator 43, a cold water cooling refrigerator 46, and a falling heat exchanger 4.
8, 47-1, 47-2 ... brine pump 49,
49 ', the brine pipes 50 and 50', the switching valve 52
-1, 52-2, 52-3 and the like. However, the control device 150 is switched so that the cooling fluid tank 31 operates as a cooling water tank during a period in which the cooling load is small, usually in the period from January to March.

【0035】そして、冷水冷却用冷凍機46、同上ポン
プ49’、49”が運転される。ブラインは冷水冷却用
冷凍機46→管50→切替バルブ52−1→流下式熱交
換器48→切替バルブ52’−1→ポンプ49’→冷凍
機46と流れ流下式熱交換器48に散水される冷水を冷
却する。この冷水はポンプ51−1により熱交換器48
に散水される。高温側ヒートポンプ42及び低温側ヒー
トポンプ装置の運転により、蓄熱槽100内の温度は図
4の(ニ)に示すように変化する。
Then, the chilled water cooling refrigerator 46 and the pumps 49 'and 49 "are operated. The brine is switched from the chilled water cooling refrigerator 46 to the pipe 50 to the switching valve 52-1 to the falling heat exchanger 48 to switching. The valve 52'-1 → the pump 49 '→ cools the cold water sprayed to the refrigerator 46 and the flow-down heat exchanger 48. This cold water is cooled by the pump 51-1 in the heat exchanger 48.
Sprinkled on By operating the high-temperature side heat pump 42 and the low-temperature side heat pump device, the temperature in the heat storage tank 100 changes as shown in FIG.

【0036】次に、図4の(ホ)に示す夜間製氷モード
となる。即ち、低温側ヒートポンプ装置が停止し、高温
側ヒートポンプ42だけの運転となる。
Next, the night ice making mode shown in FIG. That is, the low-temperature side heat pump device stops, and only the high-temperature side heat pump 42 operates.

【0037】なお、熱源が不足し、中間熱源槽29内の
温度が下がる場合には、配管41からの熱源によるヒー
トポンプ運転となる。図4の(ヘ)はこのモードの蓄熱
槽温度変化を示す。
When the heat source is insufficient and the temperature in the intermediate heat source tank 29 is lowered, the heat pump is operated by the heat source from the pipe 41. FIG. 4F shows the temperature change of the heat storage tank in this mode.

【0038】図5は夏季の蓄熱槽100の温度変化を示
す。図3のバルブ24が閉められ、バルブ25が開けら
れる。図5の(イ)は朝の状態を示し、図5の(ロ)は
昼間の状態を示す。槽30−3、30−2、30−1は
氷片水が蓄えられている。氷片水は先ず、連結管3−1
よりバルブ54−1、ポンプ27、配管74を経由して
負荷に送られる。槽30−1内に氷片がなくなり、連絡
管19−1からの冷水だけになった時点で、次の槽30
−2内の氷片水が負荷に送られるよう切替弁54−1、
54−2が切替られる。
FIG. 5 shows a change in temperature of the heat storage tank 100 in summer. The valve 24 in FIG. 3 is closed and the valve 25 is opened. 5A shows a state in the morning, and FIG. 5B shows a state in the daytime. The tanks 30-3, 30-2, and 30-1 store ice water. First, the ice water is connected to the connecting pipe 3-1.
Then, it is sent to the load via the valve 54-1, the pump 27, and the pipe 74. When the ice pieces disappear from the tank 30-1 and only the cold water from the connecting pipe 19-1 is left, the next tank 30-1
-Switch valve 54-1 so that ice water in -2 is sent to the load.
54-2 is switched.

【0039】図5の(ニ)は夜間製氷湯運転モードの場
合を示す。但し、夏季は給湯負荷が小さいので、この運
転モードは短時間である。初めは槽30−3に蓄氷する
ように自動制御される。そして、槽30−3の蓄氷が完
了すると次の槽30−2に蓄氷されるよう制御される。
即ち蓄氷モードの時ポンプ51−3が運転され、熱交換
器47−2に散水され、熱交換器内部を流れるブライン
により冷却され、該伝熱面に着氷する。逆に、このブラ
インは加熱され、バルブ52”−3→ポンプ49→冷凍
機43→配管50→制御弁52’−3→熱交換器47−
2と循環し、冷凍機で冷却される。
FIG. 5 (d) shows the case of the night ice making operation mode. However, since the hot water supply load is small in summer, this operation mode is short. Initially, automatic control is performed so that ice is stored in the tank 30-3. When the ice storage in the tank 30-3 is completed, the ice is stored in the next tank 30-2.
That is, in the ice storage mode, the pump 51-3 is operated, water is sprayed on the heat exchanger 47-2, cooled by the brine flowing inside the heat exchanger, and iced on the heat transfer surface. Conversely, the brine is heated, and the valve 52 "-3 → the pump 49 → the refrigerator 43 → the pipe 50 → the control valve 52′-3 → the heat exchanger 47−
2 and is cooled by a refrigerator.

【0040】氷の厚みが或程度厚くなると次の冷水冷却
モードとなる。即ち、切替弁52−3、52’−3、5
2”−3が切替られ、ポンプ51−3の運転が停止す
る。一方、槽30−1の14℃程度の水はポンプ51−
2により熱交換器47−1の伝熱面に散水されていて、
内部の水を加熱している。加熱されたブラインは切替弁
52”−2→ポンプ49’→冷凍機46→配管50’→
切替弁52−2→熱交換器47−1と循環し、冷凍機4
6で冷却されている。槽30−1内の温度は14℃程度
なので、循環ブラインの温度も高い。従って、52−3
より熱交換器47−2にこのブラインが流入すると、前
述の伝熱面に結氷していた氷は、加熱され溶け、板状と
なって、槽30−2内に落下する。そして、再び切替弁
52−3、52−’3、52”−3が切替られポンプ5
1−3が運転され、再び製氷運転となる。
When the ice becomes thicker to some extent, the next cold water cooling mode is set. That is, the switching valves 52-3, 52'-3, 5
2 ″ -3 is switched, and the operation of the pump 51-3 is stopped.
2, water is sprayed on the heat transfer surface of the heat exchanger 47-1,
Heating the water inside. The heated brine is supplied to the switching valve 52 ″ -2 → the pump 49 ′ → the refrigerator 46 → the piping 50 ′ →
The switching valve 52-2 circulates through the heat exchanger 47-1 and the refrigerator 4
6 is cooled. Since the temperature in the tank 30-1 is about 14 ° C., the temperature of the circulation brine is also high. Therefore, 52-3
When the brine flows into the heat exchanger 47-2, the ice frozen on the heat transfer surface is heated and melted, becomes a plate shape, and falls into the tank 30-2. Then, the switching valves 52-3, 52-'3, and 52 "-3 are switched again and the pump 5
1-3 is operated, and the ice making operation starts again.

【0041】槽30−2内の蓄氷が完了すると、次は槽
30−1内の製氷と槽31内の冷水冷却モードとなる。
When the ice storage in the tank 30-2 is completed, the ice making in the tank 30-1 and the cold water cooling mode in the tank 31 are set.

【0042】次に、図1にて、負荷側を説明する。図1
において、90は給湯負荷があるビルを示す。
Next, the load side will be described with reference to FIG. FIG.
In the figure, 90 indicates a building having a hot water supply load.

【0043】冬季暖房用としては高温水が主管56→枝
管56’→ポンプ58→配管59→ファンコイルユニッ
ト60,60’,60”・・・→配管61→主管36と
流れ暖房が行われる。また、給湯用として、枝管66→
熱交換器67→配管68と流れる。給湯負荷69,6
9’,69”,・・・からの廃水は廃熱回収装置70に
送られ、必要時にはバルブ57からの冷水を加熱して配
管72により廃水される。一方加熱された冷水は管71
→バルブ81→熱交換器76→ポンプ58’→バルブ5
7と循環し、熱交換器76を介して熱回収される。
For winter heating, high-temperature water flows through the main pipe 56 → branch pipe 56 ′ → pump 58 → pipe 59 → fan coil units 60, 60 ′, 60 ″. Also, for hot water supply, branch pipe 66 →
It flows from the heat exchanger 67 to the pipe 68. Hot water supply load 69,6
The waste water from 9 ′, 69 ″,... Is sent to a waste heat recovery device 70, and if necessary, the cold water from the valve 57 is heated and discharged through a pipe 72.
→ Valve 81 → Heat exchanger 76 → Pump 58 ′ → Valve 5
7 and is recovered through the heat exchanger 76.

【0044】夏季は切換弁57及び切換弁62、81が
切替られ氷片水が主管74→枝管75→熱交換器76と
流れ、熱交換器76の上部の負荷還水管77より送られ
る還水により加熱されて溶け、更に加熱される。そして
自動温度調節弁78により、例えば14℃にコントロー
ルされて配管79→自動温度調節弁78→配管80を通
り主管34に戻る。一方、熱交換器76により冷却され
た負荷還水は、配管77→ポンプ58’を通りファンコ
イルユニット60,60’,60”,・・・に送られ、
冷房に供給される。
In the summer, the switching valve 57 and the switching valves 62 and 81 are switched, and ice water flows from the main pipe 74 to the branch pipe 75 to the heat exchanger 76, and is returned from the load return pipe 77 above the heat exchanger 76. It is heated and melted by water and further heated. Then, the temperature is controlled, for example, to 14 ° C. by the automatic temperature control valve 78 and returns to the main pipe 34 through the pipe 79 → the automatic temperature control valve 78 → the pipe 80. On the other hand, the load return water cooled by the heat exchanger 76 is sent to the fan coil units 60, 60 ′, 60 ″,.
It is supplied to cooling.

【0045】なお、図5において、82は給湯負荷のな
い場合である。なお、冬の冷房負荷は貴重な熱源であ
り、この場合は主管34に熱回収される。また、ビル9
0では、図2の放熱源300が、作動しない非放熱モー
ド時、主管に熱回収したが、低温でも大量に熱回収しな
ければならない場合は、主管74の冷流体を送り、主管
34に回収するようにする。
In FIG. 5, reference numeral 82 denotes a case where there is no hot water supply load. The cooling load in winter is a valuable heat source, and in this case, the heat is recovered by the main pipe 34. Building 9
At 0, the heat is recovered to the main pipe in the non-radiation mode in which the heat radiation source 300 of FIG. 2 does not operate. However, when a large amount of heat needs to be recovered even at a low temperature, the cold fluid of the main pipe 74 is sent and collected to the main pipe. To do it.

【0046】なお、図1において、200はヒートポン
プの熱源、300は放熱源である。また、図3の30−
1,30−2,30−3は夏氷片を冬は高温水を蓄える
中間槽である。
In FIG. 1, reference numeral 200 denotes a heat source of the heat pump, and 300 denotes a heat radiation source. In addition, FIG.
1, 30-2 and 30-3 are intermediate tanks for storing summer ice chips and high-temperature water in winter.

【0047】また、制御盤150にはモード切替装置が
装備されているが、通常4〜10月にはこの切替装置は
放熱モードになっている。即ち温熱より入熱の方が多い
ので、その差は放熱源300での放熱で調節される。放
熱モードのときに中間低温槽29の温度が低くなったと
きにはポンプ37又は33の運転により吸熱源200又
は図1、6の熱回収装置70より熱回収して熱のバラン
スを図る。
The control panel 150 is equipped with a mode switching device. Usually, the switching device is in the heat radiation mode in April to October. That is, since there is more heat input than warm heat, the difference is adjusted by heat radiation at the heat radiation source 300. When the temperature of the intermediate low-temperature tank 29 becomes low in the heat dissipation mode, the heat is recovered from the heat absorption source 200 or the heat recovery device 70 of FIGS. 1 and 6 by operating the pump 37 or 33 to balance the heat.

【0048】しかし、11〜3月の冬季には、これだけ
ではバランスが取れなくなる。従って、通常11月には
モード切替装置を吸熱源モードに切替る。そして、この
モードでは温熱と冷熱との熱量差は吸熱源200と熱回
収装置70からの吸熱量で調節される。そして、この時
は前述のように図1において冷流体が主管74→熱交換
器76→配管79→温度調節弁78→自動弁62→主管
34と流れ、熱交換器76を介して熱回収装置からの熱
で加熱される。即ち熱交換器76で冷却された冷水はポ
ンプ58’→バルブ57→熱回収装置70→バルブ81
→熱交換器76→と循環する。
However, in the winter months of January to March, this alone makes it impossible to achieve balance. Therefore, normally, in November, the mode switching device is switched to the heat absorption source mode. In this mode, the difference in heat between the hot heat and the cold heat is adjusted by the heat absorption from the heat absorption source 200 and the heat recovery device 70. At this time, as described above, in FIG. 1, the cold fluid flows through the main pipe 74 → the heat exchanger 76 → the pipe 79 → the temperature control valve 78 → the automatic valve 62 → the main pipe 34, and the heat recovery device passes through the heat exchanger 76. Heated by heat from That is, the cold water cooled by the heat exchanger 76 is supplied to the pump 58 ′ → the valve 57 → the heat recovery device 70 → the valve 81.
→ The heat exchanger 76 → circulates.

【0049】また、一般に11〜3月の冬季の冷房負荷
は配管設備容量の20%程度になることが多い。従っ
て、前述モード切替装置により吸熱モードに切替た場合
には冷流体主管74には氷片水でなく冷水を送るように
制御し、冷凍機動力の節減を図る。
In general, the cooling load in the winter season from January to March is often about 20% of the piping facility capacity. Therefore, when the mode is switched to the heat absorption mode by the mode switching device, the cold fluid main pipe 74 is controlled so as to send cold water instead of ice water, thereby saving the power of the refrigerator.

【0050】また、近距離負荷(図2の400、40
0’400”・・・・)については配管設備費は小さい
ので、この場合も氷片水でなく、冷水を送るようにシス
テム構成がなされている。
Further, short-distance loads (400, 40 in FIG. 2)
0′400 ″...), The piping equipment cost is small, so in this case also, the system is configured to send cold water instead of ice water.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように請求項1乃至5に
載の発明によれば、それぞれ下記のような優れた効果が
得られる。
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, the following excellent effects can be obtained.

【0052】(1)冷却装置を請求項1乃至2に記載の
ように構成することにより、効率良く氷片を製造するこ
とができる。即ち、冷水を冷却しながら解氷を行うこと
ができ、解氷のエネルギーを冷水冷却として回収でき、
従来装置のように解氷時間を短くするための種々の対策
が不要となる。
(1) By configuring the cooling device as described in claims 1 and 2, ice pieces can be efficiently manufactured. That is, the ice can be thawed while cooling the cold water, the energy of the ice can be recovered as cold water cooling,
Various countermeasures for shortening the thawing time as in the conventional apparatus are not required.

【0053】(2)冷却装置を請求項3乃至5に記載の
ように構成することにより、同一配管で大量の冷熱を効
率良く輸送することができる。即ち、負荷が少ないとき
や輸送距離が短い部分には冷水を送ることにより、総合
的にコスト低減を図ることができる。
(2) By configuring the cooling device as described in claims 3 to 5, it is possible to efficiently transport a large amount of cold heat through the same pipe. That is, the cost can be reduced comprehensively by sending chilled water when the load is small or when the transport distance is short.

【0054】なお、請求項1乃至5に記載の各発明は各
々単独でも上述の効果があるが、同時に実施することに
より、地域冷暖房装置を急速に普及させることができ
る。
Each of the first to fifth aspects of the present invention has the above-mentioned effects even when used alone. However, by implementing the invention at the same time, the district cooling and heating apparatus can be rapidly spread.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る冷却・加熱装置の全体構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a cooling / heating device according to the present invention.

【図2】本発明に係る冷却・加熱装置の熱供給センター
部の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a heat supply center portion of the cooling / heating device according to the present invention.

【図3】本発明に係る冷却・加熱装置の蓄熱槽の平面図
である。
FIG. 3 is a plan view of a heat storage tank of the cooling / heating device according to the present invention.

【図4】本発明に係る冷却・加熱装置の蓄熱槽の冬季の
朝、昼、夕方、夜間製氷湯運転モード時の温度変化を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a temperature change of a heat storage tank of the cooling / heating apparatus according to the present invention in winter morning, noon, evening, and night time in the ice making hot water operation mode.

【図5】本発明に係る冷却・加熱装置の蓄熱槽の夏季の
朝、昼、夕方、夜間製氷湯運転モード時の温度変化を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a temperature change of the heat storage tank of the cooling / heating apparatus according to the present invention in the summertime, noon, evening, and nighttime operation mode of the ice making hot water in the summer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−255831(JP,A) 特開 昭53−120833(JP,A) 特開 平3−230035(JP,A) 特開 昭60−155891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 5/00 F28D 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-255831 (JP, A) JP-A-53-120833 (JP, A) JP-A-3-230035 (JP, A) JP-A-60-1985 155891 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F24F 5/00 F28D 3/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 連絡通路により連絡される2以上の槽よ
り構成される蓄熱装置と、ヒートポンプ装置と、冷却負
荷及びこれらを接続する配管、ポンプ、バルブ等より構
成される熱輸送システムを具備する冷却又は冷却・加熱
装置において、 前記ヒートポンプ装置は、製氷用冷凍機、冷水冷却用冷
凍機、二台以上の水流下式熱交換器及びこれらを連絡す
る配管、バルブポンプ、ポンプ等より構成されるブラ
イン循環経路とより構成され、 前記蓄熱槽少なくとも冷却負荷とポンプを介して接続
されている低温槽と冷却負荷と戻り配管により接続され
ている冷水槽を有し、前記 水流下式熱交換器の製氷モードのときは前記低温槽
の水を水流下式熱交換器の伝熱面に流下させ、前記製
氷用冷凍機で冷却されたブライン冷却して結氷させ、
該水流下式熱交換器の解氷モードのときは前記冷水冷却
用冷凍機で冷却されたブラインを循環させ該水流下式熱
交換器の伝熱面を加熱して解氷させることを特徴とする
冷却又は冷却・加熱装置。
1. A heat storage device including two or more tanks connected by a communication passage, a heat pump device, and a heat transfer system including a cooling load and piping, a pump, a valve, and the like connecting the cooling loads. In the cooling or cooling / heating device, the heat pump device is an ice making refrigerator,
Freezing machine, piping to contact two or more units of water under heat exchangers and these, valves pumps are more configuration and more composed brine circulation path in the pump or the like, the heat storage tank via at least a cooling load and the pump has a cold water tank are connected by a cryostat cooling load and return pipe being connected, when the ice making mode of the water flow under the heat exchanger water of the cryostat of the water flow under the heat exchanger It caused to flow down to the heat transfer surface, the steel
Was cooled with ice for refrigeration brine is cooled by ice,
When the water-fall type heat exchanger is in the deicing mode, the cooling water cooling is performed.
Circulates brine cooled by a water cooler
A cooling or cooling / heating device characterized in that a heat transfer surface of an exchanger is heated to melt ice .
【請求項2】 請求項1に記載の冷却又は冷却・加熱装
置において、 前記水流下式熱交換器は冷水によりブラインを加熱する
水熱交換器であること を特徴とする冷却又は冷却・加熱
装置。
2. A cooling or cooling / heating device according to claim 1.
In location, the water flow under heat exchanger to heat the brine by cold water
A cooling or cooling / heating device , which is a water heat exchanger .
【請求項3】 請求項1に記載の冷却又は冷却・加熱装
置において、 冷却負荷 が少ないときは氷の混ざらない冷水を前記冷却
負荷に送るようになっている冷水供給・氷水供給手段を
具備することを特徴とする冷却又は冷却・加熱装置。
(3)The cooling or cooling / heating device according to claim 1.
In place Cooling load When water is low, use cold water that does not mix with ice.The cooling
To loadCold water / ice water supply means
PreparationDoCharacterized by coolingOr cooling / heatingapparatus.
【請求項4】 請求項3に記載の冷却又は冷却・加熱装
置において、 前記冷水供給・氷水供給手段は冷却負荷からの戻り冷水
の温度が所定以下の場合は前記冷却負荷に送り氷の混ざ
らない冷水を供給し、温度が所定以上の場合は氷の混ざ
った氷水を供給する ことを特徴とする冷却又は冷却・加
装置。
4. A cooling or cooling / heating device according to claim 3.
In location, the cold water supply and ice water supply means return chilled water from the cooling load
If the temperature is lower than a predetermined value, the ice is mixed with the cooling load.
Supply cold water, and mix with ice if the temperature is
Cooling or cooling and pressurizing, characterized in that for supplying the ice water Tsu
Thermal equipment.
【請求項5】 請求項1に記載の冷却又は冷却・加熱装
置において、 前記熱輸送システムは遠距離領域内に存在する冷却負荷
に氷の混ざった氷水を供給する氷水輸送システムと近距
離領域内に存在する冷却負荷に冷水を供給する冷水輸送
システムを具備し、前記蓄熱装置氷水を蓄える蓄熱槽
と冷水を蓄える蓄熱槽が連絡管により一体に構成され
いることを特徴とする冷却又は冷却・加熱装置。
5. The cooling or cooling / heating device according to claim 1.
In location, the heat transport system cooling load present in the long range
Water transport system to supply ice water mixed with ice to ice and short distance
Cold water transportation for supplying cold water to the cooling load existing in the remote area
Comprising a system, the heat storage device is formed integrally heat storage tank for storing the heat storage tank and the cold water storing ice water by connecting pipe
Cooling or cooling and heating device, characterized in that there.
JP03348708A 1991-12-05 1991-12-05 Cooling or cooling / heating device Expired - Fee Related JP3118616B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03348708A JP3118616B2 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Cooling or cooling / heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03348708A JP3118616B2 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Cooling or cooling / heating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05157296A JPH05157296A (en) 1993-06-22
JP3118616B2 true JP3118616B2 (en) 2000-12-18

Family

ID=18398833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03348708A Expired - Fee Related JP3118616B2 (en) 1991-12-05 1991-12-05 Cooling or cooling / heating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3118616B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05157296A (en) 1993-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102239372B (en) System for providing steam compression circulation and method for controlling steam compression circulation
KR101985134B1 (en) Hot water and supercooling heat pump system using a thermal stratification type hot water tank
KR100630361B1 (en) An air-conditioning system using geothermal and chill in ice storage
US8151586B2 (en) Hot water supply and air conditioning system using CO2 heat pump
CN102753916B (en) Air-conditioning hot-water-supply system
CN109883082A (en) A kind of no frosting air source energy-saving formula heat pump system and its application method
CN210345955U (en) Frostless air source energy storage type heat pump system
JP3118616B2 (en) Cooling or cooling / heating device
CN101545696B (en) Absorption type water cooling and warming machine
CN101545695B (en) Absorption type water cooling and warming machine
JPH08247496A (en) Heat pump utilizing system using underground water as heat source, and district heat supplying system incorporating the system
JP2992707B2 (en) Cooling or cooling / heating device
JP3445410B2 (en) Ice storage system
CN2324525Y (en) Thermal storage battery of return loop heat pipe
JP3273734B2 (en) Cold / hot heat supply device
JP2005344953A (en) Hybrid type geothermal heat utilization system
JP3516314B2 (en) Ice heat storage device using supercooled water
JP2000130899A (en) Cold heat system
KR200384638Y1 (en) An air-conditioning system using geothermal and chill in ice storage
JP3464267B2 (en) Gas turbine intake cooling system
JP2827078B2 (en) Ice water cooling system
JPH0445336A (en) Cooling or cooling/heating device
JPS58150733A (en) Solar cooling/heating device
JPH0370945A (en) Heat pump system
JPH0484050A (en) Heating system and heating and cooling system using heat pump

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees