JP3305549B2 - 氷蓄熱式空気調和設備 - Google Patents
氷蓄熱式空気調和設備Info
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Description
係り、特に氷蓄熱槽を備えオフィスビル等の一般のビル
に好適に使用される氷蓄熱式空気調和設備に関する。
力を利用する冷房システムとして開発されており、省エ
ネルギ、省スペースのビル冷房として利用されている。
従来の氷蓄熱式空気調和設備においては、負荷計測およ
び負荷予測を高度なコンピュータを用いて複雑な制御を
コストをかけて行っていた。また、冷凍機を主体として
運転し、蓄熱槽は補助的に使用して蓄熱槽を最大限に利
用していなかった。
の氷蓄熱式空気調和設備においては、負荷計測および負
荷予測を高度なコンピュータを用いて複雑な制御を行っ
ていたため、コスト高になるという問題点があった。ま
た、冷凍機を主体として蓄熱槽を補助的に使用するとい
う方式をとっていたため、蓄熱槽を有効に利用していな
いという問題点があった。
で、簡易な手段又は設備で蓄熱槽を最大限に有効利用で
きる省エネルギで低コストの氷蓄熱式空気調和設備を提
供することを目的とする。
ため、本発明は、冷凍機、氷蓄熱槽、水熱交換器、ブラ
イン循環ポンプ及び調節弁を配管で接続したブライン経
路と、氷蓄熱槽を迂回する調節弁を備えたブライン経路
と、水熱交換器を迂回する調節弁を備えたブライン経路
と、水熱交換器、複数台の空気調和機及び冷水ポンプを
配管で接続した冷水経路とを有し、前記冷凍機でブライ
ンを冷却し、該ブラインにて氷蓄熱槽の水を凍結させて
蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱槽の氷の融解熱にて
前記ブラインを冷却し、該ブラインを水熱交換器に導
き、冷水を冷却して冷房能力を取り出す氷蓄熱式空気調
和設備であって、所定の時刻の冷房負荷の予測を行う手
段と、氷蓄熱槽の残蓄熱量を検出する手段と、予測した
冷房負荷及び氷蓄熱槽の残蓄熱量から氷蓄熱槽の所定の
時刻での許容放熱量を所定の時間ごとに繰り返し算出す
る手段とを備えたことを特徴とするものである。また、
本発明の他の態様は、前記空気調和機の運転状態を予測
する手段が、各空気調和機のスケジュール運転のために
備えられたスケジュールタイマに従って運転および運転
停止を行っている場合、所定の時刻がスケジュールタイ
マの運転スケジュール上運転中である時、各空気調和機
が所定の時刻に運転中であると予測するものである。さ
らに本発明の他の態様は、前記空気調和機の運転状態を
予測する手段が、各空気調和機のスケジュール運転のた
めに備えられたスケジュールタイマに従わずにその他の
手段によって運転あるいは停止している場合、現在運転
中の空気調和機を所定の時刻にも運転中であると予測す
るものである。
蓄熱された熱は、夜間電力使用の観点からできるだけ
使い尽くすこと、設備容量削減のため昼間、冷凍機で
不足の熱量を補うことの2点の要素を満足するように負
荷に応じて対処する必要がある。
主体に運転すると蓄熱槽の熱が余り、負荷が大きい時
に、蓄熱槽の熱を使い過ぎると最大負荷時に対処できな
くなってしまう。この兼ね合いが制御のポイントにな
り、このため、従来、コンピュータを駆使して負荷予
測、負荷計算などして複雑に高価になり過ぎていた。
槽の残蓄熱量から、氷蓄熱槽の所定時刻での許容放熱量
が決定できる。例えば、昼間の冷房負荷の大きい時間帯
に、氷蓄熱槽に蓄えた冷熱を有効に利用するように放熱
量を決定することにより、設備の容量削減ができ、ま
た、氷蓄熱槽に蓄熱された熱を使い尽くすことができ
る。
一実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明の氷
蓄熱式空気調和設備のフロー構成図を示す。図1に示す
ように、氷蓄熱式空気調和設備は、冷凍機1、氷蓄熱槽
2、水熱交換器3、ブライン循環ポンプ4及び調節弁5
を配管6で接続したブライン経路と、氷蓄熱槽2を迂回
する調節弁7を備えたブライン経路と、水熱交換器3を
迂回する調節弁8を備えたブライン経路と、水熱交換器
3、複数の空気調和機(空調機)9及び冷水ポンプ10
を配管11で接続した冷水経路とを有している。
の冷房負荷の予測を行う手段12と、氷蓄熱槽2の残蓄
熱量を検出する手段13と、予測した冷房負荷及び氷蓄
熱槽2の残蓄熱量から氷蓄熱槽2の所定の時刻での許容
放熱量を算出する手段14とを備えている。
13は、氷蓄熱槽2の出入口ブライン温度を検出する温
度センサS1,S2と、氷蓄熱槽2を通過するブライン
流量を測定する流量センサS3とを備え、ブライン出入
口温度及びブライン流量から氷蓄熱槽2に出入りする熱
量を演算及び積算するように構成されている。
Tに従って運転/停止が可能であるとともに、スケジュ
ールタイマに従わずに手元スイッチRにて運転/停止が
可能になっている。そして、冷房負荷を予測する手段1
2は運転状態を予測する手段12aを含んでおり、この
手段12aが各空調機9のスケジュールタイマTおよび
手元スイッチRに接続されている。前記冷房負荷を予測
する手段12及び残蓄熱量を検出する手段13は、それ
ぞれ許容放熱量を算出する手段14に接続されている。
は、冷凍機1を運転してブラインを冷却し、該ブライン
を調節弁8により水熱交換器3をバイパスする経路を経
由して氷蓄熱槽2に導き、氷蓄熱槽2内に氷を作ること
で蓄熱を行う。また、昼間の冷房運転を行う時には、氷
蓄熱槽2内の氷の融解熱を利用してブラインを冷却し、
該ブラインを水熱交換器3に導き、冷水を冷却し、該冷
水を空調機9に導き、各空調機9にて居室の冷房を行
う。
12と、残蓄熱量を検出する検出手段13と、許容放熱
量を算出する手段14とを備えている。この構成によっ
て、許容放熱量をあらかじめ設定し、所定時間内での氷
蓄熱槽2からの放熱量を許容放熱量以下になるように、
ブラインの氷蓄熱槽2の出入口温度とブライン流量から
放熱量を演算し、許容放熱量となるように氷蓄熱槽2を
バイパスするブライン経路の調節弁7にて氷蓄熱槽2を
バイパスする流量を制御している。また、冷房負荷が大
きく氷蓄熱槽2からの放出熱だけでは冷房負荷に対応で
きなくなった場合、すなわちブラインの氷蓄熱槽2の出
口温度が所定の温度(例えば4℃)以上になった場合
に、冷凍機1を運転して冷房負荷に対応している。
放熱量以下になるように制御することで、氷蓄熱槽2に
蓄えた蓄熱を1日を通して計画的に最後まで使用するこ
とができるとともに、冷凍機1の運転を最低限に抑える
ことができ、電力消費のピークカットを図ることが可能
となる。
例を示す図である。図2においては、22時〜8時まで
が蓄熱運転(斜線で示された部分)であり、8時〜18
時までが放熱運転(白ぬき部分)である。8時〜18時
までの間の曲線が実際の空調負荷である。
る午前8時)での許容放熱量は、所定時刻(午前8時)
以降の冷房負荷予測を行い、該冷房負荷予測から許容放
熱量を算出している。
時刻(例えば1時間)ごとの各空調機の運転/停止の状
態をスケジュールタイマの設定及び現在の運転/停止状
態から予測し、所定の時間ごとの各時刻において運転中
であると予測した空調機の定格冷房能力を合算したもの
を各時刻の予測冷房負荷とする。
は、空調機がスケジュールタイマに従って運転/停止し
ている場合は、各時刻がスケジュールタイマの設定上運
転であれば運転していると予測し、設定上停止であれば
停止していると予測を行う。また、空調機がスケジュー
ルタイマに従わずに手元スイッチ等での運転/停止して
いる場合には、現在運転中であれば各時刻においても運
転していると予測し、現在停止中であれば各時刻におい
ても停止していると予測を行うものである。
時刻での氷蓄熱槽の残蓄熱量を所定の時間ごとの各時刻
の予測冷房負荷に応じて比例配分したものをその時刻で
の許容放熱量とする。図2においては、(午前8時にお
ける残蓄熱量)×((各時刻の予測冷房負荷)/(8時
〜18時までの予測冷房負荷の合算値))によって各時
刻での許容放熱量を算出したものである。
(例えば1時間)ごとに繰り返し行うことで、実際の空
調負荷と蓄熱槽の残蓄熱量の状態で最適値に更新するこ
とができる。例えば、許容放熱量より実際の冷房負荷が
小さい場合、実際に使用される蓄熱は許容放熱量以下と
なり、使用されなかった蓄熱量(図2の黒い点の部分)
は、所定の時間後の許容放熱量の再算出で再配分される
ことになる。
温度と、氷蓄熱槽2を通過するブライン流量をセンサS
1〜S3により測定し、ブライン出入口温度及びブライ
ン流量から氷蓄熱槽2に出入りする熱量を演算し、それ
を積算することで常時算出することができる。
しての氷蓄熱について説明したが、冬期において温水を
蓄熱する場合についても同様に適用できる。
測した冷房負荷及び氷蓄熱槽の残蓄熱量から、氷蓄熱槽
の所定時刻での許容放熱量を設定できるため、昼間の冷
房負荷の大きい時間帯に、氷蓄熱槽の蓄熱冷熱を有効に
利用するように、放熱量を決定することにより、設備の
容量削減ができるとともに氷蓄熱槽に蓄熱された熱を所
望の時間に使い尽くすことができる。したがって、氷蓄
熱槽を最大限に有効利用することができ、省エネルギで
低コストの設備とすることができる。
を示すフロー構成図である。
容放熱量の算出例を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 冷凍機、氷蓄熱槽、水熱交換器、ブライ
ン循環ポンプ及び調節弁を配管で接続したブライン経路
と、氷蓄熱槽を迂回する調節弁を備えたブライン経路
と、水熱交換器を迂回する調節弁を備えたブライン経路
と、水熱交換器、複数台の空気調和機及び冷水ポンプを
配管で接続した冷水経路とを有し、前記冷凍機でブライ
ンを冷却し、該ブラインにて氷蓄熱槽の水を凍結させて
蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱槽の氷の融解熱にて
前記ブラインを冷却し、該ブラインを水熱交換器に導
き、冷水を冷却して冷房能力を取り出す氷蓄熱式空気調
和設備であって、 所定の時刻の冷房負荷の予測を行う手段と、氷蓄熱槽の
残蓄熱量を検出する手段と、予測した冷房負荷及び氷蓄
熱槽の残蓄熱量から氷蓄熱槽の所定の時刻での許容放熱
量を所定の時間ごとに繰り返し算出する手段とを備えた
ことを特徴とする氷蓄熱式空気調和設備。 - 【請求項2】 前記冷房負荷の予測を行う手段が、空気
調和機の運転状態を予測する手段によって所定の時刻に
運転中であると予測された各空気調和機の定格冷房能力
を合算したものを所定の時刻の予測冷房負荷とするもの
であることを特徴とする請求項1記載の氷蓄熱式空気調
和設備。 - 【請求項3】 前記許容放熱量を算出する手段が、所定
の時刻での残蓄熱量を、その時刻以降の予測冷房負荷に
応じて比例配分したものを所定の時刻以降の許容放熱量
とするものであることを特徴とする請求項1記載の氷蓄
熱式空気調和設備。 - 【請求項4】 前記氷蓄熱槽の残蓄熱量を検出する手段
が、氷蓄熱槽の出入口ブライン温度を検出する手段と、
氷蓄熱槽を通過するブライン流量を測定する手段とを備
え、ブライン出入口温度及びブライン流量から氷蓄熱槽
に出入りする熱量を演算及び積算するものであることを
特徴とする請求項1記載の氷蓄熱式空気調和設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29341895A JP3305549B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 氷蓄熱式空気調和設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29341895A JP3305549B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 氷蓄熱式空気調和設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09112975A JPH09112975A (ja) | 1997-05-02 |
JP3305549B2 true JP3305549B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17794518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29341895A Expired - Fee Related JP3305549B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 氷蓄熱式空気調和設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3305549B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011052901A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 氷蓄熱ユニット |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP29341895A patent/JP3305549B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09112975A (ja) | 1997-05-02 |
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