JP3337783B2 - Ice heat storage system and its operation method - Google Patents
Ice heat storage system and its operation methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は氷蓄熱システムに関し、
特に氷蓄熱システムから安定的に冷熱を供給するための
装置およびその運転方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to ice heat storage systems.
In particular, the present invention relates to an apparatus for stably supplying cold heat from an ice heat storage system and an operation method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】水の顕熱を利用して冷熱を蓄える氷蓄熱
システムに対して、水の潜熱を利用して蓄熱密度を増加
させ、限られた容量の中により多くの冷熱を蓄える氷蓄
熱システムへの取り組みが、電力需要ピークの平滑化
や、土地の有効利用の観点から活性化している。2. Description of the Related Art In contrast to an ice heat storage system that stores cold heat using the sensible heat of water, an ice heat storage system that increases the heat storage density by using the latent heat of water to store more cold heat in a limited capacity. Efforts in the system have been activated from the viewpoint of smoothing the peak of power demand and effective use of land.
【０００３】氷蓄熱システムの種類には、大別して伝熱
面に着氷させるスタティック型と流動性のある氷を製氷
するダイナミック型がある。ダイナミック型氷蓄熱シス
テムは、システムの自由度が大きく、大規模設備への対
応や既設蓄熱槽の利用も可能なため、最近では実際の設
備への利用が検討されることが多くなっている。The types of ice heat storage systems are roughly classified into a static type in which ice is deposited on a heat transfer surface and a dynamic type in which ice having fluidity is produced. Since the dynamic ice thermal storage system has a large degree of freedom in the system and can be used for large-scale facilities and can use existing thermal storage tanks, use of the facilities for actual facilities has recently been considered in many cases.
【０００４】ダイナミック型氷蓄熱システムでは、流動
性に富む氷水二相混合体として蓄氷が行われるが、蓄氷
特性上重要な因子は、実用的には槽全体の到達ＩＰＦ
（氷充填率）、浮遊氷層の稠密度ならびに氷層の水平方
向分布である。本願出願人は、これまでにも、たとえば
特開昭６３−２１７１７１号公報、特開昭６３−２３１
１５７号公報、特開平１−１１４６８２号公報、特開平
３−１７７６９４号公報などにおいて、蓄氷特性に優れ
た様々なタイプの氷蓄熱システムを提案してきている。
しかし、いずれのタイプの氷蓄熱システムを使用したと
しても、本発明者らの知見によれば、槽全体の到達ＩＰ
Ｆを３０〜４０％程度に設定することによりシステム全
体の安定的な蓄氷運転が可能であることが判明してい
る。また氷層の稠密度は主に氷塊の自重と浮力によって
支配され、使用される氷蓄熱システムのタイプによる流
動の影響は少ないことが判明している。さらにまた氷層
の水平方向分布については、水平方向で６ｍ程度の領域
では、使用される氷蓄熱システムのタイプにかかわら
ず、氷層分布に大きな変形は現れないことが判明してい
る。このように氷蓄熱システムの蓄氷特性については、
実用規模の蓄氷槽を用いれば、氷水スラリーの供給方式
にかかわらず、槽全体の到達ＩＰＦを３０〜４０％程度
に設定することにより安定したシステムを構築すること
が可能である。[0004] In a dynamic type ice heat storage system, ice is stored as a two-phase mixture of ice and water which is rich in fluidity.
(Ice filling factor), density of suspended ice layer and horizontal distribution of ice layer. The applicant of the present application has disclosed, for example, JP-A-63-217171 and JP-A-63-231.
157, JP-A-1-114682 and JP-A-3-177694 have proposed various types of ice heat storage systems having excellent ice storage characteristics.
However, no matter which type of ice thermal storage system is used, according to the knowledge of the present inventors, the reaching IP of the entire tank is considered.
It has been found that a stable ice storage operation of the entire system is possible by setting F to about 30 to 40%. It has also been found that the density of the ice layer is mainly governed by the ice mass's own weight and buoyancy, and that the type of ice storage system used has little effect on flow. Furthermore, regarding the horizontal distribution of the ice layer, it has been found that in the region of about 6 m in the horizontal direction, no significant deformation appears in the ice layer distribution regardless of the type of the ice heat storage system used. As described above, regarding the ice storage characteristics of the ice storage system,
If a practical-scale ice storage tank is used, a stable system can be constructed by setting the reaching IPF of the entire tank to about 30 to 40% regardless of the method of supplying the ice water slurry.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これに対して、解氷時
には、必要とされる熱負荷にかかわらず、如何に低温の
熱を安定的に常時取り出せるかが課題である。この点、
ダイナミック型氷蓄熱システムでは冷熱は氷・水二相混
合体として蓄えられているので溶解が容易であり、した
がって二次側熱負荷への応答特性は良好である。しかし
ながら、冷熱源が氷・水混合体であるが故に、幾何学的
な形状が定まらないことを含めて、融解過程の熱流動解
析が難しく、常時冷熱利用システムに応じた温度の冷水
を安定的に供給することが可能なシステムを構築するの
が困難であった。On the other hand, a problem is how to stably extract low-temperature heat at all times, regardless of the required heat load at the time of thawing. In this regard,
In the dynamic ice heat storage system, the cold heat is stored as an ice-water two-phase mixture, so that it is easy to melt, and therefore, the response characteristic to the secondary heat load is good. However, since the cold heat source is an ice-water mixture, it is difficult to analyze the heat flow in the melting process, including the indeterminate geometrical shape. It is difficult to construct a system that can supply the information to the public.
【０００６】たとえば空調分野で必要とされる冷水温度
は７℃程度と比較的高いので、かかる温度領域の冷水を
供給するために、図４に示すように、蓄熱槽からの冷水
と二次側熱負荷からの暖かい還水とを混合するためのバ
イパス経路１０１を設け、三方弁１０２の開度調整によ
り混合量を調整することにより、取水温度を調整するシ
ステムが提案されている。しかしながら、より低温の冷
水を必要とするプロセスに対して安定的に冷熱を供給す
ることが可能な氷蓄熱システムは未だ提案されていなか
った。For example, since the temperature of the chilled water required in the field of air conditioning is relatively high at about 7 ° C., in order to supply chilled water in such a temperature range, as shown in FIG. A system has been proposed in which a bypass path 101 for mixing warm return water from a heat load is provided, and the intake amount is adjusted by adjusting the amount of mixing by adjusting the opening of a three-way valve 102. However, an ice heat storage system capable of stably supplying cold heat to a process requiring colder cold water has not been proposed yet.
【０００７】本発明は、このような技術的課題に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、二次側
プロセスで要求される熱負荷が変動しても、常時低温た
とえば３℃程度の冷水の供給を安定的に行うことが可能
な新規かつ改良された氷蓄熱システムを提供することで
ある。The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to always keep a low temperature, for example, 3 ° C. even if the heat load required in the secondary process fluctuates. An object of the present invention is to provide a new and improved ice heat storage system capable of stably supplying a small amount of cold water.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第１の観点によれば、冷熱を氷として蓄える
ための氷蓄熱槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上
方から散水することにより氷蓄熱槽内の氷を解かすため
の解氷装置と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の
下方から取水して負荷側に送るための取水装置とを備え
たダイナミック型氷蓄熱システムを解氷運転するにあた
り、氷蓄熱槽の水面上部に散水する前の負荷側からの還
水に対し、槽内の下方から取水された、負荷側を経ない
槽内水を流入させ、この槽内水の流入によって散水の温
度と水量を制御し、もって負荷側への取水温度を低温に
維持するようにした。このために、氷蓄熱槽の下方から
取水された槽内水を前記負荷側からの還水に流入させる
バイパス管路を設けている。According to a first aspect of the present invention, there is provided an ice heat storage tank for storing cold heat as ice, and a surface of the heat storage tank for storing return water from a load side. An ice melting device for melting ice in the ice heat storage tank by spraying water from above, and a water intake device for drawing cold water obtained by melting ice from below the ice heat storage tank and sending it to the load side. The ice- cooling operation of a dynamic ice storage system
Return from the load side before sprinkling water over the water surface of the ice storage tank.
Water is drawn from below in the tank and does not pass through the load side
The water in the tank is allowed to flow in, and the temperature of
Temperature and the amount of water to control the intake temperature to the load
I tried to keep it. For this purpose, a bypass pipe is provided to allow water in the tank taken from below the ice heat storage tank to flow into the return water from the load side.
【０００９】その際に、バイパス管路に取水温度に応じ
て負荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調整す
る流量制御手段、たとえば弁手段やインバータ制御ポン
プ手段を介挿する構成とすることが好ましい。At this time, a flow control means for adjusting the flow rate of the water in the tank to flow into the return water from the load side in accordance with the intake water temperature, for example, a valve means or an inverter control pump means is inserted into the bypass pipe. It is preferable that
【００１０】さらに上記課題を解決するために本発明の
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上部から散水す
ることにより氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷装置
と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の下方から取
水して負荷側に送るための取水装置とを備えたダイナミ
ック型氷蓄熱システムに、負荷側からの還水の温度を取
水温度に応じて調整する冷却手段を設けている。According to another aspect of the present invention, there is provided an ice heat storage tank for storing cold heat as ice, and water returned from the load side is sprinkled from above the water surface of the heat storage tank. dynamic comprising a thawing device for thawing ice ice thermal storage tank, and a water intake device for sending cold water obtained by de-ice the load side and intake from the lower side of the ice thermal storage tank
A cooling means for adjusting the temperature of the return water from the load side in accordance with the water temperature is provided in the rack- type ice heat storage system.
【００１１】さらに上記課題を解決するために本発明の
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散
水することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解
氷装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の
下方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを
備えたダイナミック型氷蓄熱システムを解氷運転するに
あたり、前記蓄熱槽の下方から取水される取水温度の変
化に応じて、前記解氷装置により散水される散水量およ
び散水温度の双方またはいずれか一方が調整される。According to another aspect of the present invention, there is provided an ice heat storage tank for storing cold heat as ice, and sprinkling return water from a load side from above the water surface of the heat storage tank. dynamic comprising a thawing device for thawing ice of the ice thermal storage tank, and a water intake device for sending cold water obtained by de-ice the load side and intake from below the ice heat storage tank by In performing the deicing operation of the ice ice storage system, in accordance with a change in the temperature of water taken from below the heat storage tank, the amount and / or temperature of water sprayed by the ice melting device is adjusted. You.
【００１２】[0012]
【作用】本発明者らの知見によれば、後に詳述するよう
に蓄熱槽の冷却能力は主に面積当たりの散水量および散
水温度に影響されるので、蓄熱槽の下方から取水された
槽内水を負荷側からの還水に流入させるバイパス管路を
設けることにより、二次側プロセスでの必要冷却能力に
応じて散水量を容易に増減させることが可能となり、安
定的に必要な冷熱を供給することができる。その際、本
発明構成によれば、二次側プロセスに余分の負荷および
設備を要求せず、省設備省動力のシステムを構築するこ
とができる。また本発明の構成によれば、バイパス管路
により還水に流入される冷水が散水位置から離れた蓄熱
槽の下方から取水されるので、バイパス用槽内水として
最適な低温の冷水を得ることができる。According to the knowledge of the present inventors, since the cooling capacity of the heat storage tank is mainly affected by the amount of water sprayed per area and the temperature of the water spray, as will be described in detail later, the tank taken from below the heat storage tank. By providing a bypass pipe that allows the internal water to flow into the return water from the load side, it is possible to easily increase or decrease the amount of water spray according to the required cooling capacity in the secondary side process, and stably maintain the required cooling heat Can be supplied. In this case, according to the configuration of the present invention, it is possible to construct an energy-saving and power-saving system without requiring an extra load and equipment for the secondary process. Further, according to the configuration of the present invention , since the cold water flowing into the return water by the bypass pipe is taken from below the heat storage tank remote from the watering position, it is possible to obtain optimal low-temperature cold water as water in the bypass tank. Can be.
【００１３】特に、バイパス管路に取水温度に応じて負
荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調節する流
量制御手段、たとえば二方弁などの弁手段あるいはイン
バータ制御可能なポンプ手段を設けることにより、二次
側プロセスで要求される冷水量が増加し取水温度が上昇
した場合や、より低温の冷水が要求された場合には、そ
の温度上昇に応じて、あるいは下げたい温度に応じて流
量制御手段を調整し散水量を増加させるとともに散水温
度を下げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、所
望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能とな
る。またこれとは逆に、二次側負荷で要求される冷水量
が減少した場合や、より高温の冷水が要求された場合に
は、温度下降に応じて、あるいは上げたい温度に応じて
流量制御手段を調整し散水量を減少させるとともに散水
温度を上げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を下げ、
所望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能と
なる。In particular, flow control means for adjusting the flow rate of water in the tank to flow into the return water from the load side according to the temperature of water taken into the bypass pipe, for example, valve means such as a two-way valve or pump means which can be controlled by an inverter. In the case where the amount of chilled water required in the secondary process increases and the intake temperature rises, or if lower-temperature chilled water is required, By adjusting the flow control means accordingly to increase the amount of water spray and lower the water spray temperature, it is possible to increase the cooling capacity of the ice heat storage tank and supply cold water at a desired temperature to the secondary load. Conversely, when the amount of chilled water required at the secondary load decreases or when higher temperature chilled water is required, the flow rate control is performed according to the temperature decrease or the temperature to be increased. By adjusting the means and reducing the amount of water spray and raising the temperature of water spray, the cooling capacity of the ice storage tank was reduced,
Cold water at a desired temperature can be supplied to the secondary load.
【００１４】さらに本発明の別の観点によれば、負荷側
からの還水の温度を取水温度に応じて調整する温調手段
を設け、二次側で要求される取水温度に応じて温調手段
により直接還水温度を下げ、より低温の還水を蓄熱槽に
散水することにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、二次
側プロセスにおける冷熱要求の変動にかかわらず、安定
した冷熱供給を行うことが可能となる。According to still another aspect of the present invention, a temperature control means for adjusting the temperature of the return water from the load side according to the water temperature is provided, and the temperature is controlled according to the water intake temperature required on the secondary side. By directly lowering the return water temperature by means and spraying cooler return water into the heat storage tank, the cooling capacity of the ice heat storage tank is increased, and a stable cold heat supply is provided regardless of fluctuations in the cold heat demand in the secondary process. It is possible to do.
【００１５】[0015]
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された氷蓄熱システムの好適ないくつかの実
施例について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an ice heat storage system constructed according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【００１６】図１は、本発明を適用する氷蓄熱システム
の一実施例を示したものであり、まずその全体構成につ
いて概説する。この氷蓄熱システム１は、図示しない過
冷却器などの製氷装置により生成された氷水スラリー、
すなわち氷水二相混合体を冷熱源として蓄熱するための
蓄熱槽２と、その蓄熱槽２内の氷の上部から二次側負荷
３からの暖かい還水を散水して解氷するための散水ノズ
ル４を備えた還水系５と、解氷により得られた冷水を再
び二次側負荷３に戻すための取水口６を有する取水系７
とから構成されている。FIG. 1 shows an embodiment of an ice heat storage system to which the present invention is applied. First, the overall configuration will be outlined. The ice heat storage system 1 includes an ice water slurry generated by an ice making device such as a supercooler (not shown),
That is, a heat storage tank 2 for storing heat using an ice-water two-phase mixture as a cold heat source, and a water spray nozzle for spraying warm return water from the secondary load 3 from above the ice in the heat storage tank 2 to melt the ice. And a water intake system 7 having an intake 6 for returning the cold water obtained by thawing to the secondary load 3 again.
It is composed of
【００１７】還水系５は、二次側負荷３において熱交換
され暖かくなった温度Ｔｒを有する還水を戻すための戻
し管路８と、その戻し管路８の先端に設けられており、
蓄熱槽２に蓄氷された氷の上方において開口する散水ノ
ズル４を備えている。これに対して取水系７は、蓄熱槽
２の下方において開口する取水口６から取水された冷水
を取水ポンプ９により二次側負荷３に供給するための供
給管路１０を備えている。さらにこの供給管路１０には
取水温度を監視するための温度センサ１１が設けられて
おり、検出温度を適宜図示しない制御装置に送ることが
可能なように構成されている。The return water system 5 is provided at a leading end of the return line 8 for returning the return water having the temperature Tr that has been warmed by heat exchange in the secondary load 3,
The water storage nozzle 2 is provided with a watering nozzle 4 opening above the ice stored in the heat storage tank 2. On the other hand, the water intake system 7 is provided with a supply pipe 10 for supplying cold water from a water intake port 6 opened below the heat storage tank 2 to the secondary load 3 by a water pump 9. Further, the supply line 10 is provided with a temperature sensor 11 for monitoring the water intake temperature, so that the detected temperature can be appropriately sent to a control device (not shown).
【００１８】さらに本発明によれば上記氷蓄熱システム
１にはバイパス系１２が設けられている。このバイパス
系１２は、蓄熱槽２の下方において開口する取水口１３
より取水された槽内水をポンプ１４により戻し管路８内
に流入させることが可能なバイパス管路１５を備えてい
る。このバイパス管路１５には二方弁１６が介挿されて
おり、取水系７に設けられた温度センサ１１により検出
された温度に応じて開閉制御されることにより、戻し管
路８内に流入させる槽内水の流量を調整することが可能
である。Further, according to the present invention, the ice heat storage system 1 is provided with a bypass system 12. The bypass system 12 has a water intake 13 opening below the heat storage tank 2.
A bypass pipe 15 is provided, which allows the pumped water to flow into the return pipe 8 by the pump 14. A two-way valve 16 is interposed in the bypass line 15. The two-way valve 16 is opened / closed in accordance with the temperature detected by the temperature sensor 11 provided in the water intake system 7, and flows into the return line 8. It is possible to adjust the flow rate of the water in the tank.
【００１９】上記のように構成された氷蓄熱システム１
の動作を理解するために、次に散水方式による解氷の伝
熱特性について説明する。The ice heat storage system 1 configured as described above
Next, in order to understand the operation of the present invention, the heat transfer characteristics of the ice melting by the water spray method will be described.
【００２０】本発明者らの知見によれば、氷蓄熱システ
ム１の解氷特性は二次側の熱負荷（流量と散水温度）に
対しての蓄熱槽からの取水温度とその持続時間により決
定され、さらに二次側負荷応答性の優劣は、大きな熱負
荷に対しても如何に低温で安定な取水温度が保持できる
かにかかっている。かかる特性を評価するために、本発
明者らは多くの解氷運転結果から下記の実験整理式を得
た。その際に、（１）槽内では氷層域とその下部の水層
領域に完全分離、（２）氷層域の平均ＩＰＦは時間的に
一定、（３）水層域では水は完全混合、を仮定した。According to the knowledge of the present inventors, the thawing characteristics of the ice heat storage system 1 are determined by the temperature of water intake from the heat storage tank and the duration of the heat load (flow rate and water sprinkling temperature) on the secondary side. Further, the superiority of the secondary-side load response depends on how low and stable water intake temperature can be maintained even under a large heat load. In order to evaluate such characteristics, the present inventors obtained the following experimental arrangement formula from many results of the de-icing operation. At this time, (1) the ice layer area and the lower water layer area are completely separated in the tank, (2) the average IPF of the ice layer area is constant over time, and (3) the water is completely mixed in the water layer area. , Was assumed.
【００２１】氷層域の熱輸送（Ｑｉ：氷層冷却能力）と
散水面積および散水温度基準の総括熱伝達係数（αｉ）
は、 Ｑｉ＝αｉ・Ａ・Ｔｉｎ …（１） ただし、Ａ：散水面積［ｍ2］ Ｔｉｎ：散水温度［℃］（＜１４℃） とし、槽内水域を示す指標として、有効蓄熱比（η）と
して、Heat transfer (Qi: ice layer cooling capacity) in the ice layer area, and the total heat transfer coefficient (αi) based on the watering area and watering temperature
Qi = αi · A · Tin (1) where A: watering area [m 2 ] Tin: watering temperature [° C.] (<14 ° C.), and an effective heat storage ratio (η )
【００２２】[0022]
【数１】 (Equation 1)
【００２３】ただし、Ｑｔ：熱負荷［Ｍｃａｌ／ｈ］ Ｑｉｃｅ：氷で蓄えた冷熱量［Ｍｃａｌ］ Ｃｐ：１［Ｍｃａｌ／ｔ℃］ ρ：１［ｔ／ｍ3］ Ｖ：水張量［ｍ3］ Ｔｏｕｔ（ｔ）：取水温度［℃］ を用いた。種々のηにおける取水温度（Ｔｏｕｔ）は、Where Qt: heat load [Mcal / h] Qice: cold energy stored on ice [Mcal] Cp: 1 [Mcal / t ° C] ρ: 1 [t / m 3 ] V: water filling [m] 3 ] Tout (t): Water intake temperature [° C.] was used. The intake temperature (Tout) at various η is
【００２４】[0024]
【数２】 (Equation 2)
【００２５】より推測することができる。αｉ［Ｍｃａ
ｌ／ｍ2・ｈ・℃］を定める実験整理式は、 αｉ＝Ｃ・ｕO.8・（１−η）O.2 …（４） ただし、２＜ｕ＜２０ ［ｍ3／ｈ・ｍ2］、 ｕ：面積あたりの散水量［ｍ3／ｍ2・ｈ］ ｃ：１［（Ｍｃａｌ／ｈ）／（ｍ3／ｍ2・ｈ）］ であり、蓄熱槽の冷却能力は主に面積あたりの散水量お
よび散水温度に影響されることが判明した。It can be more inferred. αi [Mca
1 / m 2 · h · ° C.] is αi = C · u O.8 · (1-η) O.2 (4) where 2 <u <20 [m 3 / h · m 2 ], u: water spray amount per area [m 3 / m 2 · h] c: 1 ((Mcal / h) / (m 3 / m 2 · h)], and the cooling capacity of the heat storage tank is mainly It was found that the watering rate was affected by the watering rate per area and the watering temperature.
【００２６】以上の知見に基づいて、図１に示す氷蓄熱
システム１により安定的に約３℃で２〜３ｍ3／ｈの冷
水を負荷側に供給する場合の制御動作を説明する。なお
表１には運転条件と式（４）で算出したαｉおよび式
（１）で算出したＱｉを示す。Based on the above findings, a description will be given of a control operation when the ice heat storage system 1 shown in FIG. 1 stably supplies cold water of about 2 to 3 m 3 / h at about 3 ° C. to the load side. Table 1 shows the operating conditions, αi calculated by equation (4), and Qi calculated by equation (1).
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】今、Ａのように解氷運転中期（η：０．
５）に、２ｍ3／ｈで約３℃（２．８℃）で一定温度
（ｄＴｏｕｔ／ｄｔ＝０）の冷水が得られているものと
する。ここで負荷側３への必要水量が２倍の４ｍ3／ｈ
となると、温度センサ１１により検出された冷水温度は
Ｂに示すように３．９℃まで上昇する。この温度上昇を
抑えるために、本発明によれば、バイパス管路１２の弁
１６を開放することにより、ＣおよびＤに示すように散
水量を増加させ、散水温度を低下させることが可能とな
る。その結果、Ｄに示すように、負荷側への水量と同量
のバイパス水量を還水側に加え、散水量を倍にしてやる
ことにより、負荷側への水量が２倍になっても、冷水温
度を低温の約３℃に維持する制御が可能になる。Now, as shown in FIG.
5) It is assumed that cold water at a constant temperature (dTout / dt = 0) is obtained at about 3 ° C. (2.8 ° C.) at 2 m 3 / h. Here, the required amount of water to the load side 3 is doubled to 4 m 3 / h
Then, the cold water temperature detected by the temperature sensor 11 rises to 3.9 ° C. as shown in B. In order to suppress this temperature rise, according to the present invention, by opening the valve 16 of the bypass line 12, it is possible to increase the watering amount and reduce the watering temperature as shown in C and D. . As a result, as shown in D, by adding the same amount of bypass water to the return side as the amount of water to the load side and doubling the amount of water sprayed, even if the amount of water to the load side doubles, Control that maintains the temperature at a low temperature of about 3 ° C. becomes possible.
【００２９】以上のように本発明構成によれば、二次負
荷側で要求される熱負荷が変動した場合であっても、バ
イパス系１２を介して槽内水を還水系５側に流入させる
ことにより、散水ノズル４から散水される還水の流量お
よび散水温度を調整することが可能である。ここで本発
明者らの知見によれば、蓄熱槽の冷却能力は面積あたり
の散水量および散水温度の関数であり、散水量および散
水温度はバイパス系１２を通過する流量を制御すること
により調整することが可能なので、二次側で要求される
熱負荷に応じて、弁１６の開度を調整することにより、
常時安定した冷熱供給が可能となる。As described above, according to the configuration of the present invention, even if the heat load required on the secondary load side fluctuates, the water in the tank flows into the return water system 5 via the bypass system 12. Thereby, it is possible to adjust the flow rate and the water spray temperature of the return water sprayed from the water spray nozzle 4. Here, according to the knowledge of the present inventors, the cooling capacity of the heat storage tank is a function of the amount of water sprayed per area and the temperature of the water spray, and the amount of water sprayed and the temperature of the water spray are adjusted by controlling the flow rate passing through the bypass system 12. By adjusting the opening of the valve 16 according to the heat load required on the secondary side,
It is possible to always supply stable cold heat.
【００３０】図２には、本発明に基づいて構成された氷
蓄熱システム１の別の実施例が示されている。なおこの
実施例において、図１に示す実施例と同様の機能を有す
る構成部材については同一の参照番号を付して詳細な説
明は省略することにする。図示のようにこの実施例にお
いては、図１の実施例においてバイパス管路１５に介挿
された弁手段１６が省略され、その代わりに吐出量をイ
ンバータ制御可能なポンプ２０が介挿されている。かか
る構成により、温度センサ１１により検出された取水系
７の取水温度に応じてポンプ２０の出力を調整し、還水
系５にバイパス管路１５を介して流入する槽内水の流量
を調整することが可能である。その結果、図１の実施例
と同様に、二次側の熱負荷要求の変動に応じて、バイパ
ス系１２から還水系５に送られる槽内水の流量を容易に
制御することが可能となり、散水ノズル４から散水され
る散水量および散水温度を調整することにより、蓄熱槽
の冷却能力を調整し、安定した冷熱供給を達成すること
が可能である。FIG. 2 shows another embodiment of the ice heat storage system 1 constructed according to the present invention. In this embodiment, components having the same functions as those of the embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown, in this embodiment, the valve means 16 inserted in the bypass line 15 in the embodiment of FIG. 1 is omitted, and a pump 20 capable of inverter control of the discharge amount is inserted instead. . With such a configuration, the output of the pump 20 is adjusted according to the intake temperature of the intake system 7 detected by the temperature sensor 11, and the flow rate of the tank water flowing into the return system 5 via the bypass pipe 15 is adjusted. Is possible. As a result, similarly to the embodiment of FIG. 1, it becomes possible to easily control the flow rate of the water in the tank sent from the bypass system 12 to the return water system 5 in accordance with the fluctuation of the heat load requirement on the secondary side, By adjusting the amount of water sprayed and the temperature of water sprayed from the water spray nozzle 4, it is possible to adjust the cooling capacity of the heat storage tank and achieve stable cold heat supply.
【００３１】図３には、本発明に基づいて構成された氷
蓄熱システム１のさらに別の実施例が示されている。な
おこの実施例において、図１および図２に示す実施例と
同様の機能を有する構成部材については同一の参照番号
を付して詳細な説明は省略することにする。図示のよう
にこの実施例においては、図１および図２の実施例にお
いて設置されていたバイパス系１２が省略され、その代
わりに熱交換器３０が還水系５に介挿されている。かか
る構成により二次側で要求される熱負荷に対応して変化
する取水温度に応じて、熱交換器３０により還水の温度
を調整することが可能である。この実施例の場合には、
図１および図２に示す実施例とは異なり、バイパス系１
２が設置されていないので散水ノズル４から散水される
散水量を調整することができないが、式（１）に示すよ
うに、蓄熱槽の冷却能力は散水温度に比例するので、本
実施例のように熱交換器３０により直接還水の温度を調
整してやることにより、取水温度の変化にもかかわら
ず、二次側への冷熱供給を達成することが可能である。FIG. 3 shows still another embodiment of the ice heat storage system 1 constructed according to the present invention. In this embodiment, components having the same functions as those in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown, in this embodiment, the bypass system 12 provided in the embodiment of FIGS. 1 and 2 is omitted, and a heat exchanger 30 is inserted in the return water system 5 instead. With this configuration, the temperature of the return water can be adjusted by the heat exchanger 30 in accordance with the intake water temperature that changes according to the heat load required on the secondary side. In this example,
Unlike the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the bypass system 1
2 is not installed, the amount of water sprayed from the water spray nozzle 4 cannot be adjusted. However, as shown in equation (1), the cooling capacity of the heat storage tank is proportional to the water spray temperature. By adjusting the temperature of the return water directly by the heat exchanger 30 in this manner, it is possible to achieve the supply of cold heat to the secondary side despite the change in the intake water temperature.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓄熱槽の下方から取水された取水温度に応じて、蓄熱槽
の上部から散水される還水の散水量および散水温度の双
方またはいずれか一方を調整することにより、蓄熱槽の
冷却能力を制御することが可能なので、二次側で要求さ
れる熱負荷の変動にかかわらず、常時安定した冷熱供給
を達成することができる。その際、二次側においてはな
んら特定の設備を必要としないので、省設備省動力の氷
蓄熱システムを構築することができる。As described above, according to the present invention,
The cooling capacity of the heat storage tank is controlled by adjusting the amount and / or temperature of the return water sprinkled from the upper part of the heat storage tank according to the temperature of water taken from below the heat storage tank. Therefore, a stable and stable supply of cold heat can be achieved regardless of fluctuations in the heat load required on the secondary side. At that time, no specific equipment is required on the secondary side, so that an ice heat storage system with reduced equipment and power can be constructed.
【図１】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
一実施例の概略的な構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an ice heat storage system configured according to the present invention.
【図２】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
別の実施例の概略的な構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another embodiment of an ice heat storage system configured according to the present invention.
【図３】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
さらに別の実施例の概略的な構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of an ice heat storage system configured according to the present invention.
【図４】従来の氷蓄熱システムの概略的な構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional ice heat storage system.
１ 氷蓄熱システム ２ 蓄熱槽 ３ 二次側負荷 ４ 散水ノズル ５ 還水系 ６ 取水口 ７ 取水系 １１ 温度センサ １２ バイパス系 １５ バイパス管路 １６ 二方弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ice thermal storage system 2 Thermal storage tank 3 Secondary load 4 Sprinkler nozzle 5 Return water system 6 Intake port 7 Intake system 11 Temperature sensor 12 Bypass system 15 Bypass line 16 Two-way valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 充 神奈川県座間市入谷４−６−１ 東建座 間ハイツ１−1218 (72)発明者 入部 真武 神奈川県厚木市愛甲710−１ コート・ アムールＩＩ203号 (72)発明者 中野 一馬 神奈川県川崎市中原区下小山田４−17− ５ セジュール447−Ｂ−203 (56)参考文献 特開 平５−240538（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−231679（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F25C 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuru Moriya 4-6-1 Iriya, Zama City, Kanagawa Prefecture 1-118 Higashi-Kenza Heights (72) Inventor Matake 710-1 Aiko Atsugi-shi, Kanagawa Court Amur No. II203 (72) Inventor Kazuma Nakano 4-17-5 Shimo-Koyamada, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-240538 (JP, A) 231679 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F24F 5/00 102 F25C 1/00
Claims (2)
と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散水
することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷
装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の下
方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを備
えたダイナミック型氷蓄熱システムであって、前記負荷
側からの還水の温度を取水温度に応じて調整する冷却手
段が設けられていることを特徴とする氷蓄熱システム。An ice heat storage tank for storing cold heat as ice, and an ice melting device for melting ice in the ice heat storage tank by spraying return water from a load side from above the water surface of the heat storage tank. And a water intake device for taking in cold water obtained by thawing from below the ice heat storage tank and sending the water to the load side, wherein the return water from the load side is provided. An ice heat storage system comprising cooling means for adjusting the temperature according to the water temperature.
と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散水
することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷
装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の下
方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを備
えたダイナミック型氷蓄熱システムを解氷運転するにあ
たり、氷蓄熱槽の水面上部に散水する前の負荷側からの
還水に対し、槽内の下方から取水された、負荷側を経な
い槽内水を流入させ、この槽内水の流入によって散水の
温度と水量を制御し、もって負荷側への取水温度を低温
に維持することを特徴とする氷蓄熱システムの運転方
法。2. An ice heat storage tank for storing cold heat as ice, and an ice melting device for melting ice in the ice heat storage tank by spraying return water from a load side from above the water surface of the heat storage tank. If, near the thawing operation of the dynamic type ice storage system comprising a water intake system for delivering chilled water obtained by de-ice the load side and intake from below the ice heat storage tank
From the load side before spraying water over the water surface of the ice storage tank.
Returned water is drawn from the lower part of the tank and passed through the load side.
The water in the tank, and the water in the tank
Controls temperature and water volume, thereby lowering the intake temperature to the load side
The method of operating an ice thermal storage system that and maintains the.
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|---|---|---|---|
| JP26434193A JP3337783B2 (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Ice heat storage system and its operation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26434193A JP3337783B2 (en) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | Ice heat storage system and its operation method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0791693A JPH0791693A (en) | 1995-04-04 |
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|---|---|---|---|---|
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- 1993-09-27 JP JP26434193A patent/JP3337783B2/en not_active Expired - Fee Related
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