JP5875925B2 - Thermal storage system and thermal storage method for thermal storage system - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍機で冷却した冷熱を蓄冷する蓄熱槽を備え、蓄熱槽に蓄冷された冷熱を冷熱負荷に供給する蓄熱システムおよび蓄熱システムの蓄熱方法に関する。 The present invention relates to a heat storage system that includes a heat storage tank that stores cold heat cooled by a refrigerator, and that supplies cold heat stored in the heat storage tank to a cold load, and a heat storage method of the heat storage system.
蓄熱システムは、電力の安価な時間帯(例えば、夜間)に、冷水を冷却する冷凍機と、冷凍機と蓄熱槽との間で冷水を循環させるポンプと、を運転して蓄熱槽に蓄冷し、別の時間帯(例えば、昼間)に蓄熱槽から冷熱負荷(例えば、冷房運転する空調機器)に冷熱を供給することにより、電力コストを低減させるシステムである。 The heat storage system operates a refrigerator that cools chilled water and a pump that circulates the chilled water between the refrigerator and the heat storage tank to store the cold in the heat storage tank during an inexpensive period of power (for example, at night). In another system (for example, daytime), the power cost is reduced by supplying cold heat from a heat storage tank to a cold load (for example, an air conditioner that performs cooling operation).
または、蓄熱システムは、単位時間当たりの電力使用量が少ない時間帯に冷凍機およびポンプを運転して蓄熱槽に蓄冷し、単位時間当りの電力使用量が多い時間帯に蓄熱槽から冷熱負荷に冷熱を供給することにより、単位時間当りの電力使用量の最大値の増大を抑制するシステムである。なお、業務用電力の電気料金は、単位時間当りの電力使用量が最も大きい値を最大需用電力として基本料金が設定されるようになっている(例えば、"業務用電力(契約電力500kW未満)"、[online]、東京電力株式会社、[平成24年2月29日検索]、インターネット〈URL:http://www.tepco.co.jp/e-rates/corporate/charge/c
harge09-j.html〉参照)。即ち、単位時間当りの電力使用量の最大値を低減することにより、電力コストを低減させることができる。
Alternatively, the heat storage system operates the refrigerator and pump during a time period when the amount of power used per unit time is low, stores the cold in the heat storage tank, and changes the heat load from the heat storage tank to the cooling load during a time period when the amount of power used per unit time is large. It is a system that suppresses an increase in the maximum value of power consumption per unit time by supplying cold heat. In addition, the basic charge is set for the electricity charge for commercial power, with the largest amount of power used per unit time being the maximum demand power (for example, “commercial power (contract power less than 500kW) ) ", [Online], Tokyo Electric Power Co., Inc. [Search February 29, 2012], Internet <URL: http://www.tepco.co.jp/e-rates/corporate/charge/c
harge09-j.html>). That is, the power cost can be reduced by reducing the maximum value of the power consumption per unit time.
蓄熱システムとして、特許文献1には、潜熱蓄熱槽を用いた潜熱蓄熱式冷房システムが開示されている。特許文献1に開示された潜熱蓄熱槽の内部には、潜熱蓄熱材が備えられ、蓄熱槽の容積当りの蓄熱効率を高くすることができるようになっている。 As a heat storage system, Patent Document 1 discloses a latent heat storage type cooling system using a latent heat storage tank. A latent heat storage material is provided inside the latent heat storage tank disclosed in Patent Document 1, so that the heat storage efficiency per volume of the heat storage tank can be increased.
このような蓄熱システムにおいて、蓄冷時の消費エネルギ(例えば、冷凍機やポンプが消費する電力)の更なる低減が求められている。 In such a heat storage system, further reduction in energy consumption during cold storage (for example, electric power consumed by a refrigerator or a pump) is required.
そこで、本発明は、蓄冷時の消費エネルギを低減させる蓄熱システムおよび蓄熱システムの蓄熱方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the thermal storage system and the thermal storage method of a thermal storage system which reduce the energy consumption at the time of cold storage.
このような課題を解決するために、本発明は、熱媒体を冷却する冷凍機と、冷熱を蓄冷するために、少なくとも、第1蓄熱材が配置された第1蓄熱槽と、前記第1蓄熱材より融点が高い第2蓄熱材が配置された第2蓄熱槽と、前記第2蓄熱材より融点が高い第3蓄熱材が配置された第3蓄熱槽とを有し、前記第1蓄熱槽から前記第2蓄熱槽へと前記熱媒体が流れ、前記第2蓄熱槽から前記第3蓄熱槽へと前記熱媒体が流れるように配置された蓄熱槽と、前記冷凍機および前記蓄熱槽の間で前記熱媒体を循環させるポンプと、前記第3蓄熱材が固体状態であるか否かを判定する状態判定手段と、前記冷凍機で冷却された前記熱媒体の温度である冷凍機出口温度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記冷凍機出口温度が第1目標温度となるように制御した後に、前記状態判定手段が前記第3蓄熱材は固体状態であると判定すると、前記冷凍機出口温度が前記第1目標温度よりも低い第2目標温度となるように制御することを特徴とする蓄熱システムである。 In order to solve such problems, the present invention provides a refrigerator that cools a heat medium, a first heat storage tank in which at least a first heat storage material is disposed, and the first heat storage for storing cold heat. A first heat storage tank having a second heat storage tank in which a second heat storage material having a higher melting point than the material is disposed; and a third heat storage tank in which a third heat storage material having a higher melting point than the second heat storage material is disposed. The heat medium flows from the second heat storage tank to the second heat storage tank and the heat medium flows from the second heat storage tank to the third heat storage tank, and between the refrigerator and the heat storage tank. A pump that circulates the heat medium, a state determination unit that determines whether or not the third heat storage material is in a solid state, and a refrigerator outlet temperature that is a temperature of the heat medium cooled by the refrigerator. and a control means for controlling the said control means, said refrigerator outlet temperature first target temperature If the state determination means determines that the third heat storage material is in a solid state after the control so that the temperature of the refrigerator becomes the second target temperature lower than the first target temperature. It is the heat storage system characterized by doing.
また、本発明は、熱媒体を冷却する冷凍機と、冷熱を蓄冷するために、少なくとも、第1蓄熱材が配置された第1蓄熱槽と、前記第1蓄熱材より融点が高い第2蓄熱材が配置された第2蓄熱槽と、前記第2蓄熱材より融点が高い第3蓄熱材が配置された第3蓄熱槽とを有し、前記第1蓄熱槽から前記第2蓄熱槽へと前記熱媒体が流れ、前記第2蓄熱槽から前記第3蓄熱槽へと前記熱媒体が流れるように配置された蓄熱槽と、前記冷凍機および前記蓄熱槽の間で前記熱媒体を循環させるポンプと、前記第3蓄熱材が固体状態であるか否かを判定する状態判定手段と、前記冷凍機で冷却された前記熱媒体の温度である冷凍機出口温度を制御する制御手段と、を備える蓄熱システムの蓄熱方法であって、前記制御手段は、前記冷凍機出口温度が第1目標温度となるように制御するステップと、前記状態判定手段が前記第3蓄熱材は固体状態であると判定すると、前記冷凍機出口温度が前記第1目標温度よりも低い第2目標温度となるように制御するステップと、を実行することを特徴とする蓄熱システムの蓄熱方法である。 In addition, the present invention provides a refrigerator that cools the heat medium, a first heat storage tank in which at least the first heat storage material is disposed in order to store cold heat, and a second heat storage that has a higher melting point than the first heat storage material. A second heat storage tank in which a material is disposed, and a third heat storage tank in which a third heat storage material having a higher melting point than the second heat storage material is disposed, from the first heat storage tank to the second heat storage tank. A heat storage tank arranged so that the heat medium flows and the heat medium flows from the second heat storage tank to the third heat storage tank, and a pump for circulating the heat medium between the refrigerator and the heat storage tank And a state determination unit that determines whether or not the third heat storage material is in a solid state, and a control unit that controls a refrigerator outlet temperature that is a temperature of the heat medium cooled by the refrigerator. A heat storage method for a heat storage system, wherein the control means has a first outlet temperature of the refrigerator. And controlling such that the target temperature, when the state determining means is the third heat storage material is determined to be in the solid state, the lower second target temperature than the freezer outlet temperature is the first target temperature And a step of controlling the heat storage system.
本発明によれば、蓄冷時の消費エネルギを低減させる蓄熱システムおよび蓄熱システムの蓄熱方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal storage system and the thermal storage method of a thermal storage system which reduce the energy consumption at the time of cold storage can be provided.
以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
≪第1実施形態≫
図1を用いて、第1実施形態に係る蓄熱システムS1について説明する。図1は、第1実施形態に係る蓄熱システムS1の構成図である。
蓄熱システムS1は、冷水を冷却する冷凍機1と、冷水が供給される冷水コイル2(冷熱負荷)と、蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)と、ポンプ31,32と、インバータ41,42と、ECU(Electronic Control Unit;電子制御装置)50と、各種温度センサ(60,61,62,71,72,73)と、冷水が流通可能な配管3,4a,5a,5b,7a,7b,8を備えている。
<< First Embodiment >>
The heat storage system S1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a heat storage system S1 according to the first embodiment.
The heat storage system S1 includes a refrigerator 1 that cools cold water, a cold water coil 2 (cooling load) to which cold water is supplied, heat storage tanks (first
冷凍機1の出口と接続された配管3は、第1蓄熱槽21の下部に接続されている。第1蓄熱槽21の上部と接続された配管4aは、第2蓄熱槽22の下部に接続されている。第2蓄熱槽22の上部と接続された配管5aは、ポンプ31の入口に接続されている。ポンプ31の出口に接続された配管5bは、冷凍機1の入口に接続されている。
このように、冷水が流通可能な配管3,4a,5a,5bが接続されることにより、冷凍機1の出口から配管3、第1蓄熱槽21、配管4a、第2蓄熱槽22、配管5a、ポンプ31、配管5bを介して冷凍機1の入口に接続する第1冷水回路が形成されている。
The
Thus, by connecting the
また、第1蓄熱槽21の下部と接続された配管7aは、ポンプ32の入口に接続されている。ポンプ32の出口と接続された配管7bは、冷水コイル2の入口に接続されている。冷水コイル2の出口と接続された配管8は、第2蓄熱槽22の上部に接続されている。
このように、冷水が流通可能な配管7a,7b,8が接続されることにより、第1蓄熱槽21の下部から、配管7a、ポンプ32、配管7b、冷水コイル2、配管8、第2蓄熱槽22、配管4aを介して第1蓄熱槽21の上部に接続する第2冷水回路が形成されている。
The pipe 7 a connected to the lower part of the first
Thus, by connecting the
冷凍機1は、配管5bが接続された冷凍機1の入口から流入した冷水を冷却して、配管3が接続された冷凍機1の出口から流出させることができるようになっている。なお、冷凍機1は、ECU50により、その動作が制御されるようになっている。
The refrigerator 1 can cool the cold water flowing in from the inlet of the refrigerator 1 to which the
冷水コイル2は、例えば、冷水コイル2の設置された空調空間内の室内空気9を冷却する空気調和機(図示せず)の熱交換器であり、配管7bが接続された冷水コイル2の入口から流入した冷水と、室内空気9とを熱交換させることにより、室内空気9を冷却し、空調空間内を冷房することができるようになっている。そして、室内空気9と熱交換することにより吸熱した冷水は、配管8が接続された冷水コイル2の出口から流出させることができるようになっている。
The
第1蓄熱槽21には、蓄熱材が封入された蓄熱材容器11が複数個配置されており、蓄熱材の潜熱により蓄冷することができるようになっている。蓄熱材容器11に封入された蓄熱材は、例えば、融点が8℃の蓄熱材である。
第2蓄熱槽22には、蓄熱材が封入された蓄熱材容器12が複数個配置されており、蓄熱材の潜熱により蓄冷することができるようになっている。蓄熱材容器12に封入された蓄熱材は、例えば、融点が10℃の蓄熱材であり、蓄熱材容器11に封入された蓄熱材よりも高い融点を有する蓄熱材を用いる。
The first
The second
ポンプ31は、第1冷水回路において、冷凍機1と蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)との間で冷水を循環させることができるようになっている。なお、ポンプ31は、インバータ41を介して、ECU50により、その回転速度が制御され、流量を制御することができるようになっている。
なお、ポンプ31は、蓄熱槽(第2蓄熱槽22)の上部から冷凍機1の入口へと接続する配管5a,5bに配置するものとして説明するが、これに限られるものではなく、冷凍機1の出口から蓄熱槽(第1蓄熱槽21)の下部へと接続する配管3に配置するものであってもよい。
In the first cold water circuit, the
In addition, although the
ポンプ32は、第2冷水回路において、蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)と冷水コイル2との間で冷水を循環させることができるようになっている。なお、ポンプ32は、インバータ42を介して、ECU50により、その回転速度が制御され、流量を制御することができるようになっている。
なお、ポンプ32は、蓄熱槽(第1蓄熱槽21)の下部から冷水コイル2の入口へと接続する配管7a,7bに配置するものとして説明するが、これに限られるものではなく、冷水コイル2の出口から蓄熱槽(第2蓄熱槽22)の上部へと接続する配管8に配置するものであってもよい。
The
In addition, although the
ECU50は、各種温度センサ(60,61,62,71,72,73)の検出温度に基づいて、冷凍機1の動作を制御するとともに、インバータ41,42を介してポンプ31,32の流量を制御することにより、蓄熱システムS1の運転を制御することができるようになっている。
The
温度センサ60は、配管5aに設けられ、冷凍機1の入口に流入する冷水の温度(冷凍機入口温度)を検出することができるようになっている。なお、温度センサ60は、配管5bに設けられていてもよい。
温度センサ61は、配管3に設けられ、冷凍機1の出口から流出する冷水の温度(冷凍機出口温度)を検出することができるようになっている。
温度センサ62は、配管4aに設けられ、ポンプ31が動作する際の第1蓄熱槽21から第2蓄熱槽22に流入する冷水の温度(第1蓄熱槽出口温度)を検出することができるようになっている。また、温度センサ62は、ポンプ32が動作する際の第2蓄熱槽22から第1蓄熱槽21に流入する冷水の温度を検出することができるようになっている。
The
The
The
温度センサ71は、配管7bに設けられ、冷水コイル2の入口に流入する冷水の温度を検出することができるようになっている。なお、温度センサ71は、配管7aに設けられていてもよい。
温度センサ72は、配管8に設けられ、冷水コイル2の出口から流出する冷水の温度を検出することができるようになっている。
温度センサ73は、空気調和機(図示せず)に設けられ、冷水コイル2で冷却された室内空気9の温度(空調空気温度)を検出することができるようになっている。
The
The
The
次に、ECU50が実行する蓄熱システムS1の運転制御について説明する。
ECU50は、冷凍機1およびポンプ31を動作させて蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)に蓄冷する蓄冷運転と、ポンプ32を動作させて蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)に蓄冷された冷熱を冷水コイル2(冷熱負荷)に供給する冷熱供給運転と、をすることができるようになっている。
Next, operation control of the heat storage system S1 executed by the
The
<蓄冷運転>
まず、蓄熱材容器11の蓄熱材および蓄熱材容器12の蓄熱材が液体の状態であり、第1蓄熱槽21および第2蓄熱槽22に蓄冷された冷熱が全て使用された状態から、冷凍機1およびポンプ31を動作させて蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)に蓄冷する蓄冷運転について説明する。
<Cool storage operation>
First, from the state where the heat storage material of the heat
第1蓄熱槽21および第2蓄熱槽22に蓄冷された冷熱が全て使用された状態では、第1蓄熱槽21の内部の冷水の温度は蓄熱材容器11の蓄熱材の融点8℃より高くなっており、また、第2蓄熱槽22の内部の冷水の温度は蓄熱材容器12の蓄熱材の融点10℃より高くなっている。
In a state where all the cold energy stored in the first
ECU50はポンプ31を動作させて、配管5a,5bを介して、第2蓄熱槽22の上部から冷凍機1の入口に冷水を流入させる。この際、冷凍機入口温度は、10℃以上となる。
ECU50は温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させる。
これにより、冷凍機1およびポンプ31は、第2蓄熱槽22の上部から供給された10℃以上の冷水を5.0℃まで冷却し、配管3を介して、第1蓄熱槽21の下部に供給する。
The
The
Thereby, the refrigerator 1 and the
第1蓄熱槽21の下部から供給された5.0℃の冷水は、蓄熱材容器11の蓄熱材(融点8℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器11の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約7.5℃まで上昇する。
そして、約7.5℃の冷水は、配管4aを介して、第1蓄熱槽21の上部から第2蓄熱槽22の下部へと供給される。
The cold water of 5.0 ° C. supplied from the lower part of the first
And about 7.5 degreeC cold water is supplied to the lower part of the 2nd
第2蓄熱槽22の下部から供給された約7.5℃の冷水は、蓄熱材容器12の蓄熱材(融点10℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器12の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約9.5℃まで上昇する。
そして、約9.5℃の冷水は、第2蓄熱槽22の上部から冷凍機1の入口へと供給される。冷凍機1は、第2蓄熱槽22の上部から供給された約9.5℃の冷水を5.0℃まで冷却し、再び、第1蓄熱槽21の下部に供給する。
The cold water of about 7.5 ° C. supplied from the lower part of the second
Then, cold water at about 9.5 ° C. is supplied from the upper part of the second
なお、蓄熱材容器11の蓄熱材および蓄熱材容器12の蓄熱材が固体の状態となり、第1蓄熱槽21および第2蓄熱槽22の蓄冷が完了すると、冷凍機入口温度が冷凍機入口温度と略等しくなる。ECU50は、温度センサ60で検出した冷凍機入口温度と温度センサ61で検出した冷凍機出口温度とが略等しくなったら(温度センサ60で検出した冷凍機入口温度と温度センサ61で検出した冷凍機出口温度との温度差が所定の閾値未満となったら)、第1蓄熱槽21および第2蓄熱槽22の蓄冷が完了したと判定して、冷凍機1およびポンプ31を停止させて蓄冷運転を終了する。
When the heat storage material of the heat
<冷熱供給運転>
次に、蓄熱材容器11の蓄熱材および蓄熱材容器12の蓄熱材が固体の状態であり、ポンプ32を動作させて蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22)に蓄冷された冷熱を冷水コイル2に供給する冷熱供給運転について説明する。
<Cooling supply operation>
Next, the heat storage material of the heat
ECU50はポンプ32を動作させて、配管7a,7bを介して、第1蓄熱槽21の下部から冷水コイル2の入口に冷水を流入させる。この際、第1蓄熱槽21および第2蓄熱槽22の内部の冷水の温度は、冷熱が蓄冷された状態では、約5.0℃〜8℃であり、この温度の冷水が冷水コイル2に供給される。
The
冷水コイル2に供給された冷水は室内空気9を冷却することにより吸熱して、14℃程度となって、配管8を介して、第2蓄熱槽22の上部に流入する。
The cold water supplied to the
第2蓄熱槽22の上部から供給された14℃程度の冷水は、蓄熱材容器12の蓄熱材(融点10℃)と熱交換することにより、約10.5℃まで冷却される。
そして、約10.5℃の冷水は、配管4aを介して、第2蓄熱槽22の下部から第1蓄熱槽21の上部へと供給される。
The cold water of about 14 ° C. supplied from the upper part of the second
And about 10.5 degreeC cold water is supplied to the upper part of the 1st
第1蓄熱槽21の上部から供給された約10.5℃の冷水は、蓄熱材容器11の蓄熱材(融点8℃)と熱交換することにより、約8.5℃まで冷却される。
そして、約8.5℃の冷水は、第1蓄熱槽21の下部から冷水コイル2の入口へと供給される。
The cold water of about 10.5 ° C. supplied from the upper part of the first
And about 8.5 degreeC cold water is supplied to the inlet_port | entrance of the
<効果>
図7に示す比較例に係る蓄熱システムScと対比しつつ、図1に示す第1実施形態に係る蓄熱システムS1の効果について説明する。
図7は、比較例に係る蓄熱システムScの構成図である。比較例に係る蓄熱システムScは、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と比較して、融点8℃の蓄熱材が封入された蓄熱材容器11が蓄熱槽(第1蓄熱槽21)に複数個配置されており、蓄熱材の融点が1種類のみである点で相違する。また、配管5aは、第1蓄熱槽21の上部とポンプ31の入口とを接続するようになっている。また、配管8は、冷水コイル2の出口と第1蓄熱槽21の上部とを接続するようになっている。その他の構成は、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と同様であり、説明を省略する。
<Effect>
The effects of the heat storage system S1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described while comparing with the heat storage system Sc according to the comparative example shown in FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of the heat storage system Sc according to the comparative example. As compared with the heat storage system S1 according to the first embodiment, the heat storage system Sc according to the comparative example includes a plurality of heat
比較例に係る蓄熱システムScの蓄冷運転において、ECU50はポンプ31を動作させるとともに、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させる。
ここで、第1蓄熱槽21の下部から供給された5.0℃の冷水は、蓄熱材容器11の蓄熱材(融点8℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器11の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約7.5℃まで上昇する。
In the cold storage operation of the heat storage system Sc according to the comparative example, the
Here, the cold water of 5.0 ° C. supplied from the lower part of the first
このように、比較例に係る蓄熱システムScの蓄冷運転において、冷凍機1は約7.5℃の冷水を5.0℃まで冷却するように動作する。これに対し、第1実施形態に係る蓄熱システムS1の蓄冷運転において、冷凍機1は約9.5℃の冷水を5.0℃まで冷却するように動作する。 Thus, in the cold storage operation of the heat storage system Sc according to the comparative example, the refrigerator 1 operates to cool the cold water at about 7.5 ° C. to 5.0 ° C. On the other hand, in the cold storage operation of the heat storage system S1 according to the first embodiment, the refrigerator 1 operates to cool approximately 9.5 ° C. cold water to 5.0 ° C.
ここで、配管や蓄熱槽壁面からの放熱等によるロスを無視するものとして、冷凍機1で生成した冷熱の全量が蓄熱槽に蓄熱されたとすると、冷凍機1が蓄熱槽に蓄熱した冷熱の熱量(蓄冷熱量)は、以下の式(1)で表すことができる。 Here, assuming that the total amount of cold generated by the refrigerator 1 is stored in the heat storage tank, assuming that the loss due to heat radiation from the piping or the wall of the heat storage tank is ignored, the amount of cold heat stored in the heat storage tank by the refrigerator 1 (Cool storage heat amount) can be expressed by the following equation (1).
蓄冷熱量=(冷凍機入口温度−冷凍機出口温度)×冷凍機ポンプ31の流量 …(1) Cold storage heat amount = (freezer inlet temperature−refrigerator outlet temperature) × flow rate of refrigerator pump 31 (1)
第1実施形態に係る蓄熱システムS1と、比較例に係る蓄熱システムScとを比較する。比較例に係る蓄熱システムScは、冷凍機入口温度を高くすることができない、即ち、「冷凍機入口温度−冷凍機出口温度」を大きくすることができない。このため、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と、比較例に係る蓄熱システムScとにおいて、同量の蓄冷熱量を蓄冷する場合、比較例に係る蓄熱システムScは、冷凍機ポンプ31の流量(回転速度)を高くする必要がある。換言すれば、第1実施形態に係る蓄熱システムS1は、「冷凍機入口温度−冷凍機出口温度」を大きくすることにより、冷凍機ポンプ31の流量を小さくすることができる。
これにより、冷凍機ポンプ31で消費されるエネルギを削減することができる。また、高価な大流量ポンプを必要としないため、その点において、蓄熱システムS1を安価に構成することができる。また、ランニングコストの低減、即ち、CO2 の排出抑制にもなる。
The heat storage system S1 according to the first embodiment is compared with the heat storage system Sc according to the comparative example. The heat storage system Sc according to the comparative example cannot increase the refrigerator inlet temperature, that is, cannot increase “refrigerator inlet temperature−refrigerator outlet temperature”. For this reason, in the heat storage system S1 according to the first embodiment and the heat storage system Sc according to the comparative example, when the same amount of cold storage heat is stored, the heat storage system Sc according to the comparative example has a flow rate of the refrigerator pump 31 ( (Rotational speed) needs to be increased. In other words, the heat storage system S1 according to the first embodiment can reduce the flow rate of the
Thereby, the energy consumed by the
ここで、前述した温度を例に説明する。
第1実施形態に係る蓄熱システムS1の冷凍機出口温度が5.0℃であり、冷凍機入口温度が約9.5℃であったとすると、冷凍機1の出入口の温度差は約4.5℃となる。
これに対し、比較例に係る蓄熱システムS1の冷凍機出口温度が5.0℃であったとすると、冷凍機入口温度は約7.5℃となり、冷凍機1の出入口の温度差は約2.5℃となる。
Here, the above-described temperature will be described as an example.
If the refrigerator outlet temperature of the heat storage system S1 according to the first embodiment is 5.0 ° C. and the refrigerator inlet temperature is about 9.5 ° C., the temperature difference between the inlet and outlet of the refrigerator 1 is about 4.5. It becomes ℃.
On the other hand, if the refrigerator outlet temperature of the heat storage system S1 according to the comparative example is 5.0 ° C., the refrigerator inlet temperature is about 7.5 ° C., and the temperature difference between the inlet and outlet of the refrigerator 1 is about 2. 5 ° C.
このように、第1実施形態に係る蓄熱システムS1は、比較例に係る蓄熱システムScと比較して、温度差を約2倍にすることができるので、冷凍機ポンプ31の流量を約1/2とすることができる。
なお、ポンプの流量が50%〔1/2〕となると、ポンプの消費エネルギは12.5%〔(1/2)3〕まで減少することが知られている。比較例に係る蓄熱システムScにおいて蓄熱時に消費するエネルギ(冷凍機1の消費エネルギ、冷凍機ポンプ31の消費エネルギ等の総和)のうち冷凍機ポンプ31の消費エネルギが占める割合が10%であったとした場合、第1実施形態に係る蓄熱システムS1はシステム全体の消費エネルギを約9%削減することができる。
As described above, the heat storage system S1 according to the first embodiment can make the temperature difference about twice as high as that of the heat storage system Sc according to the comparative example. 2 can be used.
It is known that when the flow rate of the pump reaches 50% [1/2], the energy consumption of the pump decreases to 12.5% [(1/2) 3 ]. In the heat storage system Sc according to the comparative example, the proportion of the energy consumed by the
さらに、冷凍機出口温度が同じ場合、冷凍機入口温度が高いほど、冷凍機1のCOP(Coefficient Of Performance;成績係数)が向上することが知られている。このため、冷凍機1においても消費エネルギを削減することができる。また、CO2 の排出抑制にもなる。 Furthermore, when the refrigerator outlet temperature is the same, it is known that the COP (Coefficient Of Performance) of the refrigerator 1 is improved as the refrigerator inlet temperature is higher. For this reason, also in the refrigerator 1, energy consumption can be reduced. It also reduces CO 2 emissions.
このように、第1実施形態に係る蓄熱システムS1によれば、蓄冷運転時の消費エネルギを削減して、蓄熱システムS1全体の運転効率を向上させることができる。 Thus, according to heat storage system S1 which concerns on 1st Embodiment, the energy consumption at the time of cold storage operation can be reduced, and the operating efficiency of heat storage system S1 whole can be improved.
≪第2実施形態≫
次に、図2を用いて、第2実施形態に係る蓄熱システムS2について説明する。図2は、第2実施形態に係る蓄熱システムS2の構成図である。なお、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と共通する点については、説明を省略する。
蓄熱システムS2は、蓄熱槽として3つの蓄熱槽を備えている。即ち、第1実施形態に係る蓄熱システムS1(図1参照)に加え、第3蓄熱槽23と、配管4bと、温度センサ63と、を更に備えている。
<< Second Embodiment >>
Next, the heat storage system S2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of a heat storage system S2 according to the second embodiment. In addition, description is abbreviate | omitted about the point which is common in heat storage system S1 which concerns on 1st Embodiment.
The heat storage system S2 includes three heat storage tanks as heat storage tanks. That is, in addition to the heat storage system S1 (refer FIG. 1) which concerns on 1st Embodiment, the 3rd
第2蓄熱槽22の上部と接続された配管4bは、第3蓄熱槽23の下部に接続されている。また、配管5aは、第3蓄熱槽23の上部とポンプ31の入口とを接続するようになっている。また、配管8は、冷水コイル2の出口と第3蓄熱槽23の上部とを接続するようになっている。
The
第3蓄熱槽23には、蓄熱材が封入された蓄熱材容器13が複数個配置されており、蓄熱材の潜熱により蓄冷することができるようになっている。蓄熱材容器13に封入された蓄熱材は、例えば、融点が13℃の蓄熱材であり、蓄熱材容器12に封入された蓄熱材よりも高い融点を有する蓄熱材を用いる。
In the third
温度センサ63は、配管4bに設けられ、ポンプ31が動作する際の第2蓄熱槽22から第3蓄熱槽23に流入する冷水の温度(第2蓄熱槽出口温度)を検出することができるようになっている。また、温度センサ63は、ポンプ32が動作する際の第3蓄熱槽23から第2蓄熱槽22に流入する冷水の温度を検出することができるようになっている。
The
<蓄冷運転>
次に、ECU50が実行する蓄熱システムS2の蓄冷運転制御について説明する。図3は、第2実施形態に係る蓄熱システムS2の蓄冷運転処理のフローチャートである。
<Cool storage operation>
Next, the cold storage operation control of the heat storage system S2 executed by the
第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22および第3蓄熱槽23に蓄冷された冷熱が全て使用された状態では、第1蓄熱槽21の内部の冷水の温度は蓄熱材容器11の蓄熱材の融点8℃より高くなっており、また、第2蓄熱槽22の内部の冷水の温度は蓄熱材容器12の蓄熱材の融点10℃より高くなっており、また、第3蓄熱槽23の内部の冷水の温度は蓄熱材容器13の蓄熱材の融点13℃より高くなっている。
In the state in which all the cold energy stored in the first
ステップS101において、ECU50は、冷凍機1およびポンプ31を動作させる。ここで、ECU50は温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度T1(例えば、8.5℃)となるように冷凍機1を動作させる。ここで、所定の温度T1は、蓄熱材容器11の蓄熱材の融点(8℃)より高く、かつ、蓄熱材容器12の蓄熱材の融点(10℃)および蓄熱材容器13の蓄熱材の融点(13℃)よりも低い温度が設定される。
In step S101, the
ステップS102において、ECU50は、温度センサ60で検出した冷凍機入口温度と温度センサ63で検出した第2蓄熱槽出口温度との温度差が所定の閾値X1未満であるか否かを判定する。ここで、所定の閾値X1は、冷凍機入口温度(第3蓄熱槽出口温度)と第2蓄熱槽出口温度(第3蓄熱槽入口温度)とが略等しいか否かを判定するための閾値である。
In step S102, the
温度差が所定の閾値X1未満でない場合(S102・No)、ECU50の処理は、ステップS102を繰り返す。温度差が所定の閾値X1未満である場合(S102・Yes)、ECU50の処理は、ステップS103に進む。
When the temperature difference is not less than the predetermined threshold value X1 (S102, No), the process of the
ステップS103において、ECU50は温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度T2(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させる。ここで、所定の温度T2は、蓄熱材容器11の蓄熱材の融点(8℃)よりも低い温度が設定される。
In step S103, the
ステップS104において、ECU50は、温度センサ60で検出した冷凍機入口温度と温度センサ61で検出した冷凍機出口温度との温度差が所定の閾値X2未満であるか否かを判定する。ここで、所定の閾値X2は、冷凍機入口温度と冷凍機出口温度とが略等しいか否かを判定するための閾値である。
In step S104, the
温度差が所定の閾値X2未満でない場合(S104・No)、ECU50の処理は、ステップS104を繰り返す。温度差が所定の閾値X2未満である場合(S104・Yes)、ECU50の処理は、ステップS105に進む。
When the temperature difference is not less than the predetermined threshold value X2 (No in S104), the process of the
ステップS105において、ECU50は、冷凍機1およびポンプ31を停止させて蓄冷運転を終了する。
In step S105, the
<効果>
図2および図3に示す第2実施形態に係る蓄熱システムS2の効果について説明する。
<Effect>
The effect of heat storage system S2 which concerns on 2nd Embodiment shown in FIG. 2 and FIG. 3 is demonstrated.
ステップS101に示すように、ECU50は、ポンプ31を動作させるとともに、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度がT1(例えば、8.5℃)となるように冷凍機1を動作させるようになっている。
As shown in step S101, the
第1蓄熱槽21の下部から供給された8.5℃の冷水は、蓄熱材容器11の蓄熱材の融点(8℃)より高温であるため、第1蓄熱槽21では、蓄熱材の潜熱による温度上昇はしないで、配管4aを介して、第1蓄熱槽21の上部から第2蓄熱槽22の下部へと供給される。
Since the 8.5 degreeC cold water supplied from the lower part of the 1st
第2蓄熱槽22の下部から供給された冷水は、蓄熱材容器12の蓄熱材(融点10℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器12の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約9.5℃まで上昇する。
そして、約9.5℃の冷水は、配管4bを介して、第2蓄熱槽22の上部から第3蓄熱槽23の下部へと供給される。
The cold water supplied from the lower part of the second
And about 9.5 degreeC cold water is supplied to the lower part of the 3rd
第3蓄熱槽23の下部から供給された約9.5℃の冷水は、蓄熱材容器13の蓄熱材(融点13℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器13の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約12.5℃まで上昇する。
そして、約12.5℃の冷水は、第3蓄熱槽23の上部から冷凍機1の入口へと供給される。冷凍機1は、第3蓄熱槽23の上部から供給された約12.5℃の冷水を8.5℃まで冷却し、再び、第1蓄熱槽21の下部に供給する。
The cold water of about 9.5 ° C. supplied from the lower part of the third
Then, the cold water of about 12.5 ° C. is supplied from the upper part of the third
ステップS102に示すように、ECU50は、冷凍機入口温度(第3蓄熱槽出口温度)と第2蓄熱槽出口温度(第3蓄熱槽入口温度)とが略等しいか否かを判定することにより、蓄熱材容器13の蓄熱材(融点13℃)が全て固体の状態へと相変化したか否かを判定するようになっている。ここで、蓄熱材容器13の蓄熱材(融点13℃)が全て固体の状態へと相変化すると、蓄熱材容器12の蓄熱材の潜熱のみにより冷水の温度が上昇することとなるため、冷凍機入口温度を高くすることができず、即ち、「冷凍機入口温度−冷凍機出口温度」を大きくすることができない。このため、ECU50は、ステップS102・Yesと判定して、ステップS103の処理に進み、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度がT2(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させるようになっている。
As shown in step S102, the
第1蓄熱槽21の下部から供給された5.0℃の冷水は、蓄熱材容器11の蓄熱材(融点8℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器11の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約7.5℃まで上昇する。
そして、約7.5℃の冷水は、配管4aを介して、第1蓄熱槽21の上部から第2蓄熱槽22の下部へと供給される。
The cold water of 5.0 ° C. supplied from the lower part of the first
And about 7.5 degreeC cold water is supplied to the lower part of the 2nd
第2蓄熱槽22の下部から供給された約7.5℃の冷水は、蓄熱材容器12の蓄熱材(融点10℃)を冷却して、蓄熱材を液体の状態から固体の状態へと相変化させる。冷水の温度は、蓄熱材容器12の蓄熱材に冷熱を供給したことにより約9.5℃まで上昇する。
そして、約9.5℃の冷水は、配管4bを介して、第2蓄熱槽22の上部から第3蓄熱槽23の下部へと供給される。
The cold water of about 7.5 ° C. supplied from the lower part of the second
And about 9.5 degreeC cold water is supplied to the lower part of the 3rd
第3蓄熱槽23の下部から供給された約9.5℃の冷水は、蓄熱材容器13の蓄熱材(融点13℃)が全て固体の状態へと相変化しているため、蓄熱材の潜熱による温度上昇はしない。
そして、約9.5℃の冷水は、第3蓄熱槽23の上部から冷凍機1の入口へと供給される。冷凍機1は、第3蓄熱槽23の上部から供給された約9.5℃の冷水を5.0℃まで冷却し、再び、第1蓄熱槽21の下部に供給する。
The cold water of about 9.5 ° C. supplied from the lower part of the third
Then, the cold water of about 9.5 ° C. is supplied from the upper part of the third
そして、ステップS104に示すように、ECU50は、冷凍機入口温度と冷凍機出口温度とが略等しいか否かを判定することにより、蓄熱材容器11の蓄熱材、蓄熱材容器12の蓄熱材および蓄熱材容器13の蓄熱材が固体の状態となり、蓄熱槽(第1蓄熱槽21、第2蓄熱槽22および第3蓄熱槽23)の蓄冷が完了したか否かを判定して、蓄冷運転を終了するようになっている。
Then, as shown in step S104, the
ここで、冷凍機出口温度を高くすると、冷凍機1のCOP(Coefficient Of Performance;成績係数)が向上することが知られている。このため、第2実施形態に係る蓄熱システムS2によれば、冷凍機出口温度をT1およびT2の2段階で制御して蓄冷することができるため、冷凍機出口温度をT2のみで制御して蓄冷する蓄熱システムと比較して、冷凍機1の消費エネルギを削減することができる。 Here, it is known that when the refrigerator outlet temperature is increased, the COP (Coefficient Of Performance) of the refrigerator 1 is improved. For this reason, according to the heat storage system S2 according to the second embodiment, the refrigerator outlet temperature can be controlled and stored in two stages of T1 and T2, so that the refrigerator outlet temperature is controlled only by T2 and stored. The energy consumption of the refrigerator 1 can be reduced as compared with the heat storage system.
また、T1は、蓄熱材容器12の蓄熱材の融点(10℃)および蓄熱材容器13の蓄熱材の融点(13℃)より小さくなるように設定される。このようにT1を設定することにより、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と同様に「冷凍機入口温度−冷凍機出口温度」を大きくして、ポンプ31の消費エネルギを削減することができる。
Further, T1 is set to be smaller than the melting point (10 ° C.) of the heat storage material of the heat
また、蓄熱材容器13の蓄熱材(融点13℃)が全て固体の状態へと相変化したと判定すると(S102・Yes参照)、ECU50は冷凍機出口温度がT1からT2となるように制御するので、第1実施形態に係る蓄熱システムS1と同様に「冷凍機入口温度−冷凍機出口温度」を大きくして、ポンプ31の消費エネルギを削減することができる。
When it is determined that the heat storage material (
このように、第2実施形態に係る蓄熱システムS2によれば、蓄冷運転時の消費エネルギを削減して、蓄熱システムS2全体の運転効率を向上させることができる。 Thus, according to the heat storage system S2 which concerns on 2nd Embodiment, the energy consumption at the time of cool storage operation can be reduced, and the operating efficiency of the heat storage system S2 whole can be improved.
≪第3実施形態≫
次に、図4を用いて、第3実施形態に係る蓄熱システムS3について説明する。図4は、第3実施形態に係る蓄熱システムS3の構成図である。なお、第1実施形態に係る蓄熱システムS1および第2実施形態に係る蓄熱システムS2と共通する点については、説明を省略する。
«Third embodiment»
Next, the heat storage system S3 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a configuration diagram of a heat storage system S3 according to the third embodiment. In addition, description is abbreviate | omitted about the point which is common in heat storage system S1 which concerns on 1st Embodiment, and heat storage system S2 which concerns on 2nd Embodiment.
蓄熱システムS3は、冷凍機1の出口と第1蓄熱槽21の下部とを接続する配管3に替えて、配管3aと、第1バルブ81と、配管3bとを備えている。
また、蓄熱システムS3は、配管6aと、第2バルブ82と、配管6bとを備え、配管3aと第2蓄熱槽22の下部とを接続するようになっている。
また、蓄熱システムS3は、第3蓄熱槽23の上部とポンプ31の入口とを接続する配管5aに替えて、配管5aaと、第3バルブ83と、配管5abとを備えている。
また、蓄熱システムS3は、配管6cと、第4バルブ84と、配管6dとを備え、配管4と配管5abとを接続するようになっている。
The heat storage system S3 includes a
The heat storage system S3 includes a pipe 6a, a
The heat storage system S3 includes a pipe 5aa, a
The heat storage system S3 includes a pipe 6c, a
第1バルブ81は、ECU50により開閉が制御される電磁弁であり、開弁状態で配管3aと配管3bを流通可能とし、閉弁状態で配管3aと配管3bの流通を閉塞するようになっている。
第2バルブ82は、ECU50により開閉が制御される電磁弁であり、開弁状態で配管6aと配管6bを流通可能とし、閉弁状態で配管6aと配管6bの流通を閉塞するようになっている。
第3バルブ83は、ECU50により開閉が制御される電磁弁であり、開弁状態で配管5aaと配管5abを流通可能とし、閉弁状態で配管5aaと配管5abの流通を閉塞するようになっている。
第4バルブ84は、ECU50により開閉が制御される電磁弁であり、開弁状態で配管6cと配管6dを流通可能とし、閉弁状態で配管6cと配管6dの流通を閉塞するようになっている。
The
The
The
The
<蓄冷運転>
次に、ECU50が実行する蓄熱システムS3の蓄冷運転制御について説明する。図5は、第3実施形態に係る蓄熱システムS3の蓄冷運転処理のフローチャートである。
ここで、蓄熱システムS3の蓄冷運転処理(図4参照)は、蓄熱システムS2の蓄冷運転処理(図2参照)と比較して、S101およびS103に替えて、S101AおよびS103Aを実行する点で異なっている。他の点は同様であり説明を省略する。
<Cool storage operation>
Next, cold storage operation control of the heat storage system S3 executed by the
Here, the cool storage operation process (see FIG. 4) of the heat storage system S3 is different from the cool storage operation process (see FIG. 2) of the heat storage system S2 in that S101A and S103A are executed instead of S101 and S103. ing. The other points are the same and will not be described.
ステップS101Aにおいて、ECU50は、第1バルブ81および第4バルブ84を閉弁し、第2バルブ82および第3バルブ83を開弁し、冷凍機1およびポンプ31を動作させる。ここで、ECU50は温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度T1(例えば、8.5℃)となるように冷凍機1を動作させる。
In step S101A, the
ステップS103Aにおいて、ECU50は、第1バルブ81および第4バルブ84を開弁し、第2バルブ82および第3バルブ83を閉弁し、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度が所定の温度T2(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させる。
In step S103A, the
<効果>
図4および図5に示す第3実施形態に係る蓄熱システムS3の効果について説明する。
<Effect>
The effect of the heat storage system S3 according to the third embodiment shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
ステップS101Aに示すように、ECU50は、第1バルブ81および第4バルブ84を閉弁し、第2バルブ82および第3バルブ83を開弁し、ポンプ31を動作させるとともに、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度がT1(例えば、8.5℃)となるように冷凍機1を動作させるようになっている。
As shown in step S101A, the
このように、第1〜第4バルブ81〜84を切り替えることにより、冷凍機1の出口から配管3a、配管6a、第2バルブ82、配管6b、第2蓄熱槽22、配管4b、第3蓄熱槽23、配管5aa、第3バルブ83、配管5ab、ポンプ31、配管5bを介して冷凍機1の入口に接続する冷水回路が形成され、温度T1の冷水では蓄熱材が固体状態とならない第1蓄熱槽21をバイパスするようになっている。
これにより、冷水が第1蓄熱槽21を流れる際の圧損を低減して、ポンプ31の負荷を低減し、ポンプ31の効率を向上させることができる。
In this way, by switching the first to
Thereby, the pressure loss at the time of cold water flowing through the 1st
ステップS103Aに示すように、ECU50は、第1バルブ81および第4バルブ84を開弁し、第2バルブ82および第3バルブ83を閉弁し、ポンプ31を動作させるとともに、温度センサ61で検出した冷凍機出口温度がT2(例えば、5.0℃)となるように冷凍機1を動作させるようになっている。
As shown in step S103A, the
このように、第1〜第4バルブ81〜84を切り替えることにより、冷凍機1の出口から配管3a、第1バルブ81、配管3b、第1蓄熱槽21、配管4a、第2蓄熱槽22、配管4b、配管6c、第4バルブ84、配管6d、配管5ab、ポンプ31、配管5bを介して冷凍機1の入口に接続する冷水回路が形成され、既に蓄熱材が固体状態となっている第3蓄熱槽23をバイパスするようになっている。
これにより、冷水が第1蓄熱槽21を流れる際の圧損を低減して、ポンプ31の負荷を低減し、ポンプ31の効率を向上させることができる。
Thus, by switching the first to
Thereby, the pressure loss at the time of cold water flowing through the 1st
このように、第3実施形態に係る蓄熱システムS3によれば、第1実施形態に係る蓄熱システムS1および第2実施形態に係る蓄熱システムS2の効果に加え、蓄冷運転時のポンプ31の負荷を低減できるので、蓄冷運転時の消費エネルギを削減して、蓄熱システムS3全体の運転効率を向上させることができる。
Thus, according to heat storage system S3 concerning a 3rd embodiment, in addition to effect of heat storage system S1 concerning a 1st embodiment, and heat storage system S2 concerning a 2nd embodiment, load of
≪変形例≫
なお、本実施形態(第1〜第3実施形態)に係る蓄熱システム(S1〜S3)は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
≪Modification≫
In addition, the heat storage system (S1 to S3) according to the present embodiment (first to third embodiments) is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. Is possible.
第1に係る蓄熱システムS1は2つの蓄熱槽を備え、第2,第3実施形態に係る蓄熱システムS2,S3は3つの蓄熱槽を備えるものとして説明したが、これに限られるものではなく、複数あってもよい。 The heat storage system S1 according to the first has two heat storage tanks, and the heat storage systems S2 and S3 according to the second and third embodiments have been described as having three heat storage tanks, but are not limited thereto. There may be multiple.
第1〜第3実施形態に係る蓄熱システムS1〜S3は、独立した蓄熱槽を配管で接続するものとして説明したが、これに限られるものではない。
例えば、図6に示す第4実施形態に係る蓄熱システムS4のように、もぐりぜき式蓄熱槽20に、もぐりぜきで区切られた蓄熱槽21a,21b,22a,22b,23a,23bに蓄熱材が封入された蓄熱材容器11,12,13を配置するものであってもよい。なお、図6に示す第4実施形態に係る蓄熱システムS4の運転は、第2実施形態に係る蓄熱システムS2の運転(図3参照)と同様であり、説明を省略する。
Although heat storage system S1-S3 which concerns on 1st-3rd embodiment demonstrated as what connected an independent heat storage tank with piping, it is not restricted to this.
For example, as in the heat storage system S4 according to the fourth embodiment shown in FIG. 6, the heat storage is performed in the
S1,S2,S3,S4 蓄熱システム
1 冷凍機
2 冷水コイル(冷熱負荷)
6a,6b 配管(第1バイパス流路)
6c,6d 配管(第2バイパス流路)
11,12,13 蓄熱材容器
20 もぐりぜき式蓄熱槽
21 第1蓄熱槽
22 第2蓄熱槽
23 第3蓄熱槽
21a,21b,22a,22b,23a,23b 蓄熱槽
31,32 ポンプ
41,42 インバータ
50 ECU(制御手段、状態判定手段)
60,61,62,63 温度センサ(状態判定手段)
71,72,73 温度センサ
81 第1バルブ
82 第2バルブ(第1作動手段)
83 第3バルブ(第2作動手段)
84 第4バルブ
S1, S2, S3, S4 Thermal storage system 1
6a, 6b piping (first bypass flow path)
6c, 6d piping (second bypass flow path)
11, 12, 13 Heat storage material container 20 Muguri-type
60, 61, 62, 63 Temperature sensor (state determination means)
71, 72, 73
83 Third valve (second actuating means)
84 4th valve
Claims (5)
冷熱を蓄冷するために、少なくとも、第1蓄熱材が配置された第1蓄熱槽と、前記第1蓄熱材より融点が高い第2蓄熱材が配置された第2蓄熱槽と、前記第2蓄熱材より融点が高い第3蓄熱材が配置された第3蓄熱槽とを有し、前記第1蓄熱槽から前記第2蓄熱槽へと前記熱媒体が流れ、前記第2蓄熱槽から前記第3蓄熱槽へと前記熱媒体が流れるように配置された蓄熱槽と、
前記冷凍機および前記蓄熱槽の間で前記熱媒体を循環させるポンプと、
前記第3蓄熱材が固体状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
前記冷凍機で冷却された前記熱媒体の温度である冷凍機出口温度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記冷凍機出口温度が第1目標温度となるように制御した後に、前記状態判定手段が前記第3蓄熱材は固体状態であると判定すると、前記冷凍機出口温度が前記第1目標温度よりも低い第2目標温度となるように制御する
ことを特徴とする蓄熱システム。 A refrigerator that cools the heat medium;
In order to store cold heat , at least a first heat storage tank in which the first heat storage material is disposed, a second heat storage tank in which a second heat storage material having a higher melting point than the first heat storage material is disposed, and the second heat storage A third heat storage tank in which a third heat storage material having a melting point higher than that of the material is disposed, the heat medium flows from the first heat storage tank to the second heat storage tank, and the third heat storage tank from the second heat storage tank to the third heat storage tank. A heat storage tank arranged such that the heat medium flows to the heat storage tank;
A pump for circulating the heat medium between the refrigerator and the heat storage tank;
State determination means for determining whether or not the third heat storage material is in a solid state;
Control means for controlling the outlet temperature of the refrigerator, which is the temperature of the heat medium cooled by the refrigerator;
With
When the control means determines that the third heat storage material is in a solid state after controlling the refrigerator outlet temperature to be the first target temperature, the refrigerator outlet temperature is the first temperature. It controls so that it may become 2nd target temperature lower than 1 target temperature, The heat storage system characterized by the above-mentioned .
前記第1蓄熱材の融点より高く、かつ、前記第2蓄熱材の融点より低く、
前記第2目標温度は、
前記第1蓄熱材の融点より低い
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱システム。 The first target temperature is
Higher than the melting point of the first heat storage material and lower than the melting point of the second heat storage material,
The second target temperature is
The heat storage system according to claim 1 , wherein the heat storage system is lower than a melting point of the first heat storage material.
前記第1バイパス流路を作動させる第1作動手段と、を更に備え、
前記制御手段が前記冷凍機出口温度を前記第1目標温度となるように制御する際に、前記第1作動手段は前記第1バイパス流路を作動させる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の蓄熱システム。 A first bypass flow path that bypasses the first heat storage tank;
First operating means for operating the first bypass flow path,
In controlling said control means the refrigerator outlet temperature such that the first target temperature, wherein the first actuating means to claim 1 or 2, characterized in that actuating the first bypass passage The described heat storage system.
前記第2バイパス流路を作動させる第2作動手段と、を更に備え、
前記制御手段が前記冷凍機出口温度を前記第2目標温度となるように制御する際に、前記第2作動手段は前記第2バイパス流路を作動させる
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の蓄熱システム。 A second bypass flow path for bypassing the third heat storage tank;
Second operating means for operating the second bypass flow path,
In controlling said control means the refrigerator outlet temperature such that the second target temperature, the second actuating means of claims 1 to 3, characterized in that actuating said second bypass passage The heat storage system as described in any one .
冷熱を蓄冷するために、少なくとも、第1蓄熱材が配置された第1蓄熱槽と、前記第1蓄熱材より融点が高い第2蓄熱材が配置された第2蓄熱槽と、前記第2蓄熱材より融点が高い第3蓄熱材が配置された第3蓄熱槽とを有し、前記第1蓄熱槽から前記第2蓄熱槽へと前記熱媒体が流れ、前記第2蓄熱槽から前記第3蓄熱槽へと前記熱媒体が流れるように配置された蓄熱槽と、
前記冷凍機および前記蓄熱槽の間で前記熱媒体を循環させるポンプと、
前記第3蓄熱材が固体状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
前記冷凍機で冷却された前記熱媒体の温度である冷凍機出口温度を制御する制御手段と、
を備える蓄熱システムの蓄熱方法であって、
前記制御手段は、
前記冷凍機出口温度が第1目標温度となるように制御するステップと、
前記状態判定手段が前記第3蓄熱材は固体状態であると判定すると、前記冷凍機出口温度が前記第1目標温度よりも低い第2目標温度となるように制御するステップと、
を実行する
ことを特徴とする蓄熱システムの蓄熱方法。 A refrigerator that cools the heat medium;
In order to store cold heat , at least a first heat storage tank in which the first heat storage material is disposed, a second heat storage tank in which a second heat storage material having a higher melting point than the first heat storage material is disposed, and the second heat storage A third heat storage tank in which a third heat storage material having a melting point higher than that of the material is disposed, the heat medium flows from the first heat storage tank to the second heat storage tank, and the third heat storage tank from the second heat storage tank to the third heat storage tank. A heat storage tank arranged such that the heat medium flows to the heat storage tank;
A pump for circulating the heat medium between the refrigerator and the heat storage tank;
State determination means for determining whether or not the third heat storage material is in a solid state;
Control means for controlling the outlet temperature of the refrigerator, which is the temperature of the heat medium cooled by the refrigerator;
A heat storage method for a heat storage system comprising:
The control means includes
Controlling the refrigerator outlet temperature to be a first target temperature;
If the state determination means determines that the third heat storage material is in a solid state, the step of controlling the refrigerator outlet temperature to be a second target temperature lower than the first target temperature;
The heat storage method of the heat storage system characterized by performing this.
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