JP3309282B2 - 蓄熱槽を備える空調システムの設計方法 - Google Patents
蓄熱槽を備える空調システムの設計方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オフィスビル等に適用
される蓄熱槽を備える空調システムの設計方法に関す
る。
される蓄熱槽を備える空調システムの設計方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】空調システムの設計者は、自分で設計し
たシステムにおいて、各機器がどのように運転され、空
調負荷を賄い得るのか、それとも過剰能力であるのかを
設計段階で定量的に把握する必要があり、従来から、設
計者は経験値や定常計算から建物負荷に必要な構成機器
の容量、種類を決定している。
たシステムにおいて、各機器がどのように運転され、空
調負荷を賄い得るのか、それとも過剰能力であるのかを
設計段階で定量的に把握する必要があり、従来から、設
計者は経験値や定常計算から建物負荷に必要な構成機器
の容量、種類を決定している。
【０００３】一方、近年、ピーク負荷を安価な夜間電力
で補う蓄熱式空調システムの採用が増大している。蓄熱
槽は構造によって以下の３つに分類される。
で補う蓄熱式空調システムの採用が増大している。蓄熱
槽は構造によって以下の３つに分類される。
【０００４】 連結完全混合型 我国で最も多く採用されている形式であり、通常は建物
の二重スラブを利用して構築され、建物の基礎部におけ
る地中梁、杭柱等を利用した蓄熱槽で、建物のデッドス
ペースを有効に利用する方式である。図８Ａは蓄熱槽の
平面図、図８Ｂは断面図である。図に示すように、数多
くの槽５１を直列に連結することにより蓄熱槽を構成
し、それぞれの分割槽内では完全混合であっても、蓄熱
槽全体として高温側と低温側に分離しようとするもので
ある。この方式で注意する点は、槽内の死水域をなくす
ために、連通管５２を上下左右に千鳥配管することによ
り流水経路をできるだけ長くすることである。また、槽
数は少なくとも１５槽以上とする。
の二重スラブを利用して構築され、建物の基礎部におけ
る地中梁、杭柱等を利用した蓄熱槽で、建物のデッドス
ペースを有効に利用する方式である。図８Ａは蓄熱槽の
平面図、図８Ｂは断面図である。図に示すように、数多
くの槽５１を直列に連結することにより蓄熱槽を構成
し、それぞれの分割槽内では完全混合であっても、蓄熱
槽全体として高温側と低温側に分離しようとするもので
ある。この方式で注意する点は、槽内の死水域をなくす
ために、連通管５２を上下左右に千鳥配管することによ
り流水経路をできるだけ長くすることである。また、槽
数は少なくとも１５槽以上とする。
【０００５】 単独温度成層型 図９に示すように、この蓄熱槽では往きと返りの水温差
に伴う密度差を利用して、利用できる水と利用済みの水
を上下に分離する方式である。この方式で注意する点を
以下に挙げる。
に伴う密度差を利用して、利用できる水と利用済みの水
を上下に分離する方式である。この方式で注意する点を
以下に挙げる。
【０００６】１）温度成層を維持するために、二次側の
温度差をできるだけ大きく、かつ、安定させる必要があ
る。
温度差をできるだけ大きく、かつ、安定させる必要があ
る。
【０００７】２）高温側と低温側が固定しているために
（低温側が常に下）、冷水と温水では配管を逆転させる
必要がある。
（低温側が常に下）、冷水と温水では配管を逆転させる
必要がある。
【０００８】 連結温度成層型（押し出し型） 図１０に示すように、温度成層を利用しつつ槽を連結す
る方式であり、槽数があまり多くとれない場合（１０槽
以下）に有効な方式である。この方式で注意する点は単
独温度成層型と同様である。
る方式であり、槽数があまり多くとれない場合（１０槽
以下）に有効な方式である。この方式で注意する点は単
独温度成層型と同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記した蓄熱槽を用い
る蓄熱式空調システムにおいては、初期の設備費が高い
ため、高いイニシャルコストを安価な夜間電力利用によ
るランニングコストで賄うことが重要となる。最適な蓄
熱槽と熱源機の容量とは、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱
源機の熱をフルに利用し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱
をフルに利用し、熱源機の台数制御等により熱源機側の
熱利用を最小限になるように制御可能にすることであ
る。
る蓄熱式空調システムにおいては、初期の設備費が高い
ため、高いイニシャルコストを安価な夜間電力利用によ
るランニングコストで賄うことが重要となる。最適な蓄
熱槽と熱源機の容量とは、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱
源機の熱をフルに利用し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱
をフルに利用し、熱源機の台数制御等により熱源機側の
熱利用を最小限になるように制御可能にすることであ
る。
【００１０】しかしながら、例えば、連結完全混合型蓄
熱槽においては、利用側の負荷変動により、図８におい
て、蓄熱槽に入ってくるＥ槽の冷水温度が変動し、これ
が槽５１内を流れる過程で蓄熱槽から出て行くＳ槽の冷
水温度も変動する。この温度変動は従来の計算方法によ
っては把握できないため、過剰かつ不足でない最適な蓄
熱温度、冷水製造温度および利用側送水温度を把握でき
ず、その結果、前記した蓄熱槽と熱源機の容量をピーク
負荷に対応でき、かつ、最適な容量に設計することがで
きないという問題を有している。
熱槽においては、利用側の負荷変動により、図８におい
て、蓄熱槽に入ってくるＥ槽の冷水温度が変動し、これ
が槽５１内を流れる過程で蓄熱槽から出て行くＳ槽の冷
水温度も変動する。この温度変動は従来の計算方法によ
っては把握できないため、過剰かつ不足でない最適な蓄
熱温度、冷水製造温度および利用側送水温度を把握でき
ず、その結果、前記した蓄熱槽と熱源機の容量をピーク
負荷に対応でき、かつ、最適な容量に設計することがで
きないという問題を有している。
【００１１】本発明は、上記問題を解決するものであっ
て、蓄熱槽を備える空調システムにおいて、蓄熱槽と熱
源機の容量をピーク負荷に対応でき、かつ、最適な容量
に設計することができる設計方法を提供することを目的
とする。
て、蓄熱槽を備える空調システムにおいて、蓄熱槽と熱
源機の容量をピーク負荷に対応でき、かつ、最適な容量
に設計することができる設計方法を提供することを目的
とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の蓄熱槽を備える空調システムの設計方法は、
蓄熱槽２と、該蓄熱槽２の一方の端部Ｅの水を冷却また
は加熱し蓄熱槽２の他方の端部Ｓに送水する１以上の熱
源機Ｒｉと、蓄熱槽２の他方の端部Ｓの水が送水され蓄
熱槽２の一方の端部Ｅに送水される１以上の利用側熱交
換器ＡＨＵｊと、前記熱源機の出口側の水を前記蓄熱槽
の一方の端部Ｅに送水し混合可能にするバイパス管６お
よび制御弁５、９と、前記利用側熱交換器の出口側の水
を前記蓄熱槽の他方の端部Ｓに送水し混合可能にするバ
イパス管８および制御弁７、１０とを有する空調システ
ムであって、建物負荷および蓄熱分から運転熱源機台数
を計算する熱源側の計算手段と、負荷割合により利用側
熱交換器の送水温度および熱交換器の流入側と流出側の
送水温度差を計算する利用側の計算手段と、前記蓄熱槽
に流れてくる水の温度、流量から蓄熱槽の水出入口部の
温度および槽内流量を計算する蓄熱槽の計算手段とを備
え、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱源機の熱をフルに利用
し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱をフルに利用し、熱源
機の熱利用が最小限になるように熱源機と蓄熱槽の容量
を決定することを特徴とする。なお、上記構成に付加し
た番号は、本発明の理解を容易にするために図面と対比
させるもので、これにより本発明が何ら限定されるもの
ではない。
に本発明の蓄熱槽を備える空調システムの設計方法は、
蓄熱槽２と、該蓄熱槽２の一方の端部Ｅの水を冷却また
は加熱し蓄熱槽２の他方の端部Ｓに送水する１以上の熱
源機Ｒｉと、蓄熱槽２の他方の端部Ｓの水が送水され蓄
熱槽２の一方の端部Ｅに送水される１以上の利用側熱交
換器ＡＨＵｊと、前記熱源機の出口側の水を前記蓄熱槽
の一方の端部Ｅに送水し混合可能にするバイパス管６お
よび制御弁５、９と、前記利用側熱交換器の出口側の水
を前記蓄熱槽の他方の端部Ｓに送水し混合可能にするバ
イパス管８および制御弁７、１０とを有する空調システ
ムであって、建物負荷および蓄熱分から運転熱源機台数
を計算する熱源側の計算手段と、負荷割合により利用側
熱交換器の送水温度および熱交換器の流入側と流出側の
送水温度差を計算する利用側の計算手段と、前記蓄熱槽
に流れてくる水の温度、流量から蓄熱槽の水出入口部の
温度および槽内流量を計算する蓄熱槽の計算手段とを備
え、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱源機の熱をフルに利用
し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱をフルに利用し、熱源
機の熱利用が最小限になるように熱源機と蓄熱槽の容量
を決定することを特徴とする。なお、上記構成に付加し
た番号は、本発明の理解を容易にするために図面と対比
させるもので、これにより本発明が何ら限定されるもの
ではない。
【００１３】
【作用】本発明においては、外気温度等の外乱要素と建
物の空調負荷が与えられると、対象空調システムがどの
ように運転されるのかを数値計算し、各部の温度や蓄熱
量等を年間に渡り時々刻々とシミュレーションするもの
で、その計算結果から、データを加工処理して、蓄熱槽
温度、蓄熱量、１次、２次側冷温水温度、流量、熱源能
力の過不足チェック、熱源機・ポンプの消費電力、熱負
荷等を出力する。
物の空調負荷が与えられると、対象空調システムがどの
ように運転されるのかを数値計算し、各部の温度や蓄熱
量等を年間に渡り時々刻々とシミュレーションするもの
で、その計算結果から、データを加工処理して、蓄熱槽
温度、蓄熱量、１次、２次側冷温水温度、流量、熱源能
力の過不足チェック、熱源機・ポンプの消費電力、熱負
荷等を出力する。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明が適用される蓄熱槽を備える空調シ
ステムの１実施例を示し、連結完全混合型蓄熱槽を使用
する例の構成図である。
する。図１は本発明が適用される蓄熱槽を備える空調シ
ステムの１実施例を示し、連結完全混合型蓄熱槽を使用
する例の構成図である。
【００１５】建物の基礎部空間には、図８で説明したよ
うに、多数の蓄熱槽Ｓ槽、１、１、…、Ｅ槽が直列に接
続されるようにして連結完全混合型蓄熱槽２が構築され
る。連結完全混合型蓄熱槽２の両端におけるＥ槽（一方
の端部）およびＳ槽（他方の端部）間には、ポンプＰ１
および熱源機Ｒ１が１次側配管３により接続されるとと
もに、ポンプＰ２および利用側熱交換器ＡＨＵ１が２次
側配管４により接続されている。熱源機Ｒ１は冷房また
は暖房専用機、或いは冷暖房兼用機であるが、以下の説
明では熱源機Ｒ１が冷凍機の場合について説明する。
うに、多数の蓄熱槽Ｓ槽、１、１、…、Ｅ槽が直列に接
続されるようにして連結完全混合型蓄熱槽２が構築され
る。連結完全混合型蓄熱槽２の両端におけるＥ槽（一方
の端部）およびＳ槽（他方の端部）間には、ポンプＰ１
および熱源機Ｒ１が１次側配管３により接続されるとと
もに、ポンプＰ２および利用側熱交換器ＡＨＵ１が２次
側配管４により接続されている。熱源機Ｒ１は冷房また
は暖房専用機、或いは冷暖房兼用機であるが、以下の説
明では熱源機Ｒ１が冷凍機の場合について説明する。
【００１６】Ｅ槽の水は図示矢印の如く、熱源機Ｒ１に
より冷却されＳ槽に送水され、Ｓ槽の冷水は利用側熱交
換器ＡＨＵ１にて利用された後、Ｅ槽に送水される。１
次側配管３の熱源機Ｒ１の出口側とＥ槽との間には、制
御弁５を有するバイパス管６が接続され、熱源機Ｒ１で
製造された冷水をＥ槽に送水してＥ槽の冷水と混合させ
るミキシング手段を構成し、熱源機Ｒ１への送水温度が
設定値以上の場合には、制御弁５、９により熱源機Ｒ１
で製造された冷水をＥ槽に送水して熱源機Ｒ１への送水
温度を設定値に保持するようにしている。
より冷却されＳ槽に送水され、Ｓ槽の冷水は利用側熱交
換器ＡＨＵ１にて利用された後、Ｅ槽に送水される。１
次側配管３の熱源機Ｒ１の出口側とＥ槽との間には、制
御弁５を有するバイパス管６が接続され、熱源機Ｒ１で
製造された冷水をＥ槽に送水してＥ槽の冷水と混合させ
るミキシング手段を構成し、熱源機Ｒ１への送水温度が
設定値以上の場合には、制御弁５、９により熱源機Ｒ１
で製造された冷水をＥ槽に送水して熱源機Ｒ１への送水
温度を設定値に保持するようにしている。
【００１７】また、２次側配管４の利用側熱交換器ＡＨ
Ｕ１の出口側とＳ槽との間には、制御弁７を有するバイ
パス管８が接続され、利用側熱交換器ＡＨＵ１で温度上
昇した冷水をＳ槽に送水してＳ槽の冷水と混合させるミ
キシング手段を構成し、負荷の変動に応じて、制御弁
７、１０により利用側熱交換器ＡＨＵ１で温度上昇した
冷水をＳ槽に送水して、利用側熱交換器ＡＨＵ１への送
水温度を制御するようにしている。
Ｕ１の出口側とＳ槽との間には、制御弁７を有するバイ
パス管８が接続され、利用側熱交換器ＡＨＵ１で温度上
昇した冷水をＳ槽に送水してＳ槽の冷水と混合させるミ
キシング手段を構成し、負荷の変動に応じて、制御弁
７、１０により利用側熱交換器ＡＨＵ１で温度上昇した
冷水をＳ槽に送水して、利用側熱交換器ＡＨＵ１への送
水温度を制御するようにしている。
【００１８】前記した熱源機Ｒ１および利用側熱交換器
ＡＨＵ１は、建物の規模に応じて空調すべき幾つかのゾ
ーンに複数の熱源機Ｒｉおよび利用側熱交換器ＡＨＵｊ
が配設され、それぞれの熱源機Ｒｉおよび利用側熱交換
器ＡＨＵｊが、図１に示す機器、配管構成となる。ま
た、連結完全混合型蓄熱槽２は一つに限定されるもので
はなく、冷房および暖房を同時に行う場合には、冷房用
および暖房用の蓄熱槽が必要であり、さらに、建物の負
荷を複数のゾーンに分けそれぞれのゾーンに図１で示し
た機器、配管構成を有する完全混合型連結蓄熱槽２を設
けてもよい。
ＡＨＵ１は、建物の規模に応じて空調すべき幾つかのゾ
ーンに複数の熱源機Ｒｉおよび利用側熱交換器ＡＨＵｊ
が配設され、それぞれの熱源機Ｒｉおよび利用側熱交換
器ＡＨＵｊが、図１に示す機器、配管構成となる。ま
た、連結完全混合型蓄熱槽２は一つに限定されるもので
はなく、冷房および暖房を同時に行う場合には、冷房用
および暖房用の蓄熱槽が必要であり、さらに、建物の負
荷を複数のゾーンに分けそれぞれのゾーンに図１で示し
た機器、配管構成を有する完全混合型連結蓄熱槽２を設
けてもよい。
【００１９】次に、上記構成からなる空調システムの設
計方法について説明する。図２および図３は設計方法を
示すフロー図である。
計方法について説明する。図２および図３は設計方法を
示すフロー図である。
【００２０】図２において、初期設定、データ読込、計
算開始日の指定、計算終了日までの繰り返し処理、冷房
・暖房の期替りの判定を経て、ステップＳ１で利用側熱
交換器、ポンプの能力等の空調システムの設定を行う。
次にステップＳ２で、蓄熱槽の数、容量、熱損失等から
蓄熱槽の熱解析モデルの自動作成を行う。次に、建物の
負荷データ、気象データ（外気温湿度）を読み込み、後
述する計算結果のデータは、１０分毎に作成され、１時
間分、１日分、１か月分と集計されてゆく。
算開始日の指定、計算終了日までの繰り返し処理、冷房
・暖房の期替りの判定を経て、ステップＳ１で利用側熱
交換器、ポンプの能力等の空調システムの設定を行う。
次にステップＳ２で、蓄熱槽の数、容量、熱損失等から
蓄熱槽の熱解析モデルの自動作成を行う。次に、建物の
負荷データ、気象データ（外気温湿度）を読み込み、後
述する計算結果のデータは、１０分毎に作成され、１時
間分、１日分、１か月分と集計されてゆく。
【００２１】図３において、ステップＳ３で空調時であ
るか（負荷があるか）否かの判定を行い、負荷があれば
ステップＳ４で蓄熱時（午後１０時〜午前８時）である
か否かの判定を行い、蓄熱時でなければ、ステップＳ５
で熱源機器の運転台数を決定する。運転台数の決定は負
荷予測制御により決定するもので、例えば３０分毎に残
りの空調時間内の負荷と残蓄熱量、熱源機の能力から蓄
熱を空調時間内に使いきるように運転台数を決定する。
るか（負荷があるか）否かの判定を行い、負荷があれば
ステップＳ４で蓄熱時（午後１０時〜午前８時）である
か否かの判定を行い、蓄熱時でなければ、ステップＳ５
で熱源機器の運転台数を決定する。運転台数の決定は負
荷予測制御により決定するもので、例えば３０分毎に残
りの空調時間内の負荷と残蓄熱量、熱源機の能力から蓄
熱を空調時間内に使いきるように運転台数を決定する。
【００２２】次に、ステップＳ６において、運転される
各熱源機Ｒｉ側の計算を行う。ここでは、建物負荷、蓄
熱量、蓄熱槽温度等から運転熱源機器を決定し、外気温
湿度、冷温水温度、部分負荷特性から熱源機器の消費電
力を計算する。ステップＳ４で蓄熱時であれば、蓄熱槽
の熱量が満タンであるか否かを判定し、満タンでなけれ
ば熱源機を全てオンしてステップＳ６に進み、満タンで
あれば熱源機をオフしてステップＳ７に進む。
各熱源機Ｒｉ側の計算を行う。ここでは、建物負荷、蓄
熱量、蓄熱槽温度等から運転熱源機器を決定し、外気温
湿度、冷温水温度、部分負荷特性から熱源機器の消費電
力を計算する。ステップＳ４で蓄熱時であれば、蓄熱槽
の熱量が満タンであるか否かを判定し、満タンでなけれ
ば熱源機を全てオンしてステップＳ６に進み、満タンで
あれば熱源機をオフしてステップＳ７に進む。
【００２３】ステップＳ７においては利用側の計算を行
う。ここでは、図４に示すデータから、利用側熱交換器
ＡＨＵｊにおける負荷割合により送水温度並びに送水温
度差（熱交換器の流入側と流出側の温度差）を計算し、
蓄熱槽への流量・温度を計算する。また、ポンプの消費
電力は、インバータ制御、すきま制御、台数制御の３通
りについてポンプ効率、インバータ効率等を考慮して計
算し、ポンプによる冷温水温度上昇を計算する。
う。ここでは、図４に示すデータから、利用側熱交換器
ＡＨＵｊにおける負荷割合により送水温度並びに送水温
度差（熱交換器の流入側と流出側の温度差）を計算し、
蓄熱槽への流量・温度を計算する。また、ポンプの消費
電力は、インバータ制御、すきま制御、台数制御の３通
りについてポンプ効率、インバータ効率等を考慮して計
算し、ポンプによる冷温水温度上昇を計算する。
【００２４】次に、ステップＳ８において蓄熱槽の出入
口温度の計算を行う。これは、ある時刻において１次側
配管３および２次側配管４から蓄熱槽に流れてくる温
度、流量からＳ槽およびＥ槽の温度および槽内流量を収
束計算により計算する。次にステップＳ９において、各
ゾーン（利用側熱交換器ＡＨＵｊ）への送水温度が設定
値を満足しているか否かを判定し、満足していなけれ
ば、熱源機を１台追加してステップＳ６に戻り、再度計
算をしなおす。次に、ステップＳ１０において、熱回路
網法計算による動的解析で蓄熱槽内の温度分布および蓄
熱量を計算する。
口温度の計算を行う。これは、ある時刻において１次側
配管３および２次側配管４から蓄熱槽に流れてくる温
度、流量からＳ槽およびＥ槽の温度および槽内流量を収
束計算により計算する。次にステップＳ９において、各
ゾーン（利用側熱交換器ＡＨＵｊ）への送水温度が設定
値を満足しているか否かを判定し、満足していなけれ
ば、熱源機を１台追加してステップＳ６に戻り、再度計
算をしなおす。次に、ステップＳ１０において、熱回路
網法計算による動的解析で蓄熱槽内の温度分布および蓄
熱量を計算する。
【００２５】ステップＳ３で空調負荷がない場合は、ス
テップＳ１１で蓄熱時（午後１０時〜午前８時）である
か否かの判定を行い、蓄熱時でなければ、停止時処理を
行い前記ステップＳ１０と同様の槽の回路網計算を行
い、蓄熱時で、蓄熱槽の熱量が満タンでなければ、前記
ステップＳ６の処理と同様に熱源側の計算を行い、さら
に、ステップＳ８、Ｓ１０と同様に蓄熱槽の出入口温度
の計算、槽の回路網計算を行う。以上の計算は、１０分
毎に行い、１時間分のデータを集計すると図２に戻り、
再び上記処理を繰り返し、１日分、１か月分と集計され
てゆく。
テップＳ１１で蓄熱時（午後１０時〜午前８時）である
か否かの判定を行い、蓄熱時でなければ、停止時処理を
行い前記ステップＳ１０と同様の槽の回路網計算を行
い、蓄熱時で、蓄熱槽の熱量が満タンでなければ、前記
ステップＳ６の処理と同様に熱源側の計算を行い、さら
に、ステップＳ８、Ｓ１０と同様に蓄熱槽の出入口温度
の計算、槽の回路網計算を行う。以上の計算は、１０分
毎に行い、１時間分のデータを集計すると図２に戻り、
再び上記処理を繰り返し、１日分、１か月分と集計され
てゆく。
【００２６】図５は、上記処理をまとめた全体フロー図
である。本発明は、外気温度等の外乱要素と建物の空調
負荷が与えられると、対象空調システムがどのように運
転されるのかを数値計算し、各部の温度や蓄熱量等を年
間に渡り時々刻々とシミュレーションするもので、その
計算結果から、データを加工処理して、蓄熱槽温度、蓄
熱量、１次、２次側冷温水温度、流量、熱源能力の過不
足チェック、熱源機・ポンプの消費電力、熱負荷等を各
種グラフ・表として出力する。そして、設計者は出力デ
ータから運転状況を判断し、構成機器の容量等のデータ
を変化させ最適構成の空調システムを決定することがで
きる。図６および図７は出力データの例を示している。
である。本発明は、外気温度等の外乱要素と建物の空調
負荷が与えられると、対象空調システムがどのように運
転されるのかを数値計算し、各部の温度や蓄熱量等を年
間に渡り時々刻々とシミュレーションするもので、その
計算結果から、データを加工処理して、蓄熱槽温度、蓄
熱量、１次、２次側冷温水温度、流量、熱源能力の過不
足チェック、熱源機・ポンプの消費電力、熱負荷等を各
種グラフ・表として出力する。そして、設計者は出力デ
ータから運転状況を判断し、構成機器の容量等のデータ
を変化させ最適構成の空調システムを決定することがで
きる。図６および図７は出力データの例を示している。
【００２７】なお、上記説明においては、連結完全混合
型蓄熱槽を例にして説明したが、図９および図１０で説
明した単独温度成層型蓄熱槽および連結温度成層型蓄熱
槽にも本発明の適用は可能である。すなわち、図９に示
すように温度成層型の場合、混合域は数十ｃｍ前後の層
となり、これが１層となるように成層型蓄熱層を分割す
ると、各層間では混合の考え方が適用でき、連結完全混
合型蓄熱槽の場合と同様の設計手法を適用できる。例え
ば混合域が２０ｃｍとすると、単独温度成層型蓄熱層の
高さが１０ｍとすれば５０層とみなし、連結温度成層型
蓄熱層の高さが２ｍとすれば、１０層×連結する槽の数
とみなすものである。
型蓄熱槽を例にして説明したが、図９および図１０で説
明した単独温度成層型蓄熱槽および連結温度成層型蓄熱
槽にも本発明の適用は可能である。すなわち、図９に示
すように温度成層型の場合、混合域は数十ｃｍ前後の層
となり、これが１層となるように成層型蓄熱層を分割す
ると、各層間では混合の考え方が適用でき、連結完全混
合型蓄熱槽の場合と同様の設計手法を適用できる。例え
ば混合域が２０ｃｍとすると、単独温度成層型蓄熱層の
高さが１０ｍとすれば５０層とみなし、連結温度成層型
蓄熱層の高さが２ｍとすれば、１０層×連結する槽の数
とみなすものである。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、蓄熱槽と、該蓄熱槽の一方の端部の水を冷却ま
たは加熱し蓄熱槽の他方の端部に送水する１以上の熱源
機と、蓄熱槽の他方の端部の水が送水され蓄熱槽の一方
の端部に送水される１以上の利用側熱交換器と、前記熱
源機の出口側の水を前記蓄熱槽の一方の端部に送水し混
合可能にするバイパス管および制御弁と、前記利用側熱
交換器の出口側の水を前記蓄熱槽の他方の端部に送水し
混合可能にするバイパス管および制御弁とを有する空調
システムであって、建物負荷および蓄熱分から運転熱源
機台数を計算する熱源側の計算手段と、負荷割合により
利用側熱交換器の送水温度および熱交換器の流入側と流
出側の送水温度差を計算する利用側の計算手段と、前記
蓄熱槽に流れてくる水の温度、流量から蓄熱槽の水出入
口部の温度および槽内流量を計算する蓄熱槽の計算手段
とを備え、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱源機の熱をフル
に利用し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱をフルに利用
し、熱源機の熱利用が最小限になるように熱源機と蓄熱
槽の容量を決定するので、蓄熱槽と熱源機の容量をピー
ク負荷に対応することができ、かつ、最適な容量に設計
することができる。
よれば、蓄熱槽と、該蓄熱槽の一方の端部の水を冷却ま
たは加熱し蓄熱槽の他方の端部に送水する１以上の熱源
機と、蓄熱槽の他方の端部の水が送水され蓄熱槽の一方
の端部に送水される１以上の利用側熱交換器と、前記熱
源機の出口側の水を前記蓄熱槽の一方の端部に送水し混
合可能にするバイパス管および制御弁と、前記利用側熱
交換器の出口側の水を前記蓄熱槽の他方の端部に送水し
混合可能にするバイパス管および制御弁とを有する空調
システムであって、建物負荷および蓄熱分から運転熱源
機台数を計算する熱源側の計算手段と、負荷割合により
利用側熱交換器の送水温度および熱交換器の流入側と流
出側の送水温度差を計算する利用側の計算手段と、前記
蓄熱槽に流れてくる水の温度、流量から蓄熱槽の水出入
口部の温度および槽内流量を計算する蓄熱槽の計算手段
とを備え、ピーク負荷時には蓄熱槽と熱源機の熱をフル
に利用し、負荷が減少すれば蓄熱槽の熱をフルに利用
し、熱源機の熱利用が最小限になるように熱源機と蓄熱
槽の容量を決定するので、蓄熱槽と熱源機の容量をピー
ク負荷に対応することができ、かつ、最適な容量に設計
することができる。
【図１】本発明が適用される蓄熱槽を備える空調システ
ムの１実施例を示し、 連結完全混合型蓄熱
槽を使用する例の構成図
ムの１実施例を示し、 連結完全混合型蓄熱
槽を使用する例の構成図
【図２】本発明の設計方法を示すフロー図
【図３】図２に続くフロー図
【図４】負荷割合と送水温度および送水温度差を示す図
【図５】本発明の設計方法を示す概略フロー図
【図６】本発明における出力データの例を示す図
【図７】本発明における出力データの例を示す図
【図８】連結完全混合型蓄熱槽を示す図
【図９】単独温度成層型蓄熱槽を示す図
【図１０】連結温度成層型蓄熱槽を示す図
１、Ｓ、Ｅ…蓄熱槽、２…連結完全混合型蓄熱槽、Ｐ１
…ポンプ Ｒ１、Ｒｉ…熱源機、３…１次側配管、ＡＨＵ１、ＡＨ
Ｕｊ…利用側熱交換器 ４…２次側配管、５、７、９、１０…制御弁、６、８…
バイパス管
…ポンプ Ｒ１、Ｒｉ…熱源機、３…１次側配管、ＡＨＵ１、ＡＨ
Ｕｊ…利用側熱交換器 ４…２次側配管、５、７、９、１０…制御弁、６、８…
バイパス管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野勝弘 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−18604（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−63432（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】蓄熱槽と、該蓄熱槽の一方の端部の水を冷
却または加熱し蓄熱槽の他方の端部に送水する１以上の
熱源機と、蓄熱槽の他方の端部の水が送水され蓄熱槽の
一方の端部に送水される１以上の利用側熱交換器と、前
記熱源機の出口側の水を前記蓄熱槽の一方の端部に送水
し混合可能にするバイパス管および制御弁と、前記利用
側熱交換器の出口側の水を前記蓄熱槽の他方の端部に送
水し混合可能にするバイパス管および制御弁とを有する
空調システムであって、 建物負荷および蓄熱分から運転熱源機台数を計算する熱
源側の計算手段と、 負荷割合により利用側熱交換器の送水温度および熱交換
器の流入側と流出側の送水温度差を計算する利用側の計
算手段と、 前記蓄熱槽に流れてくる水の温度、流量から蓄熱槽の水
出入口部の温度および槽内流量を計算する蓄熱槽の計算
手段とを備え、 ピーク負荷時には蓄熱槽と熱源機の熱をフルに利用し、
負荷が減少すれば蓄熱槽の熱をフルに利用し、熱源機の
熱利用が最小限になるように熱源機と蓄熱槽の容量を決
定することを特徴とする蓄熱槽を備える空調システムの
設計方法。 - 【請求項２】前記蓄熱槽が、多数の蓄熱槽を直列に接続
した連結完全混合型蓄熱槽であることを特徴とする請求
項１記載の蓄熱槽を備える空調システムの設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14954992A JP3309282B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 蓄熱槽を備える空調システムの設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14954992A JP3309282B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 蓄熱槽を備える空調システムの設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340570A JPH05340570A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3309282B2 true JP3309282B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=15477589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14954992A Expired - Fee Related JP3309282B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 蓄熱槽を備える空調システムの設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309282B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442772B1 (ko) * | 2000-07-26 | 2004-08-04 | 한국에너지기술연구원 | 축열식 연소기용 세라믹하니컴을 이용한 축열/재생기의표준화 수단 |
| JP4577835B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2010-11-10 | 財団法人電力中央研究所 | 蓄熱槽群の熱流動の解析方法 |
| JP5016385B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2012-09-05 | 積水化学工業株式会社 | 蓄熱装置及びこれを用いた空調装置 |
| JP5214278B2 (ja) * | 2008-03-03 | 2013-06-19 | 高砂熱学工業株式会社 | 熱源システムおよび熱源システムの制御方法 |
| JP6234780B2 (ja) * | 2013-11-06 | 2017-11-22 | 株式会社ササクラ | 空調システム |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14954992A patent/JP3309282B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05340570A (ja) | 1993-12-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |