JP6028248B1 - 過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過冷却水を用いた製氷システムにおいて、コストを抑制しつつ、効率を向上させる。【解決手段】過冷却水を用いた製氷システム１００は、取水される冷水及び流入する氷が溜められる氷蓄熱水槽１０（蓄熱槽）と、冷水を加熱して冷水に混じった氷核を融解する氷核融解熱交換器４０（氷核融解装置）と、加熱された冷水から過冷却水を生成する過冷却器２０（過冷却装置）と、過冷却水から氷を生成する製氷器３０（製氷装置）と、を備え、氷核融解熱交換器４０は、氷核融解熱交換器４０による加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、過冷却器２０及び製氷器３０が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前は、冷水の加熱を停止するように制御されている。【選択図】図１

Description

本発明は、過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法に関する。

空気調和設備（以下、空調設備という。）等においては、過冷却水を用いた製氷システム（ダイナミック型製氷システムともいう。以下、単に、製氷システムという。）が用いられる場合がある。この製氷システムは、昼間に比べて料金が安い夜間（例えば、午後１０時から翌朝午前８時までの１０［時間］）の電力を利用して、水槽（蓄熱槽）に氷を生成するものである。空調設備等は、昼間（電力料金が高い時間）には冷水を生成する冷凍機等の機器を停止させ、製氷システムで夜間のうちに生成された氷で冷やされた蓄熱槽の冷水を用いて、昼間の空調等に利用する。

製氷システムは、蓄熱槽から冷水を取水し、取水した冷水を過冷却装置で過冷却水にし、過冷却水を製氷装置でシャーベット状の氷にし、得られたシャーベット状の氷を蓄熱槽に送って、蓄熱槽に氷を貯めるシステムとなっている。
このように、製氷システムはコストメリットを得ることを目的としている。また、電力需要のピーク（昼間）とベース（夜間）を均一にすることで電力平準化にも貢献できるシステムである。

ここで、蓄熱槽から取水された冷水の中に氷核（冷水に含まれる微小な氷の粒子）が混じっていると、過冷却装置の内部で過冷却水が凍結し、製氷装置に供給する過冷却水を安定して生成することができないという問題があった。
このため、製氷システムは、蓄熱槽から取水された冷水を例えば温度０．５［℃］まで加熱して冷水中の氷核を融解させるとともに、加熱された冷水を氷核除去フィルタに通して加熱で残った氷核を物理的に除去している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２０４１６２号公報

ところで、蓄熱槽から取水された温度０［℃］の冷水を０．５［℃］まで加熱することは、冷水を例えば−２［℃］まで冷やして過冷却水を生成する上で、製氷システムの効率を低下させることになる。
このため、冷水の加熱後の温度を０．４［℃］や０．３［℃］に低く抑えたり、併せて氷核除去フィルタの性能を向上させたりすることで、製氷システムの効率を向上させる試みがなされている。

しかし、加熱後の温度を低く抑える上記特許文献１に記載の試みでは、取水装置（水槽から冷水を取水する装置）の改造や、氷核と冷水を分離する装置の増設などを行う必要がある。このため、改造や増設に伴う動力の増加や、システムの煩雑化が問題となる。
また、加熱後の温度を低く抑えただけでは、過冷却水を安定して生成することができず、性能を向上させた氷核除去フィルタを用いたものではコストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明者は、過冷却水を安定して生成するための研究を鋭意進めた結果、従来は知られていなかった氷核の生成状況を解明するに至った。
すなわち、過冷却水から生成された直後の氷核（生成初期の氷核）は、平べったい２次元状の形状で、雪の結晶と同様、外方に向けて樹枝状に枝が伸びるように尖った形状となっている。

そして、その氷核は、時間の経過とともに、他の樹枝状の氷核と、氷核の枝先（尖った部分）同士が接触して焼結することにより分子的に結合する。結合した氷核は、表面積を減らして安定した形になろうとするため、尖った部分が減って、全体として球状（３次元状）に変態することが判明した。
本発明は、上述した氷核の生成状況に関する知見に基づいてなされたものであり、コストを抑制しつつ、効率を向上させることができる過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、取水される冷水及び流入する氷が溜められる蓄熱槽と、前記冷水を加熱して前記冷水に混じった氷核を融解する氷核融解装置と、加熱された前記冷水から過冷却水を生成する過冷却装置と、前記過冷却水から前記氷を生成する製氷装置と、を備え、前記氷核融解装置は、前記氷核融解装置による加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、前記過冷却装置及び前記製氷装置が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前は、前記冷水の加熱を停止するように制御され、前記氷核融解装置は、前記過冷却装置及び前記製氷装置が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前に、前記蓄熱槽の氷充填率が予め設定された値を上回ったときは、前記氷核融解装置による加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、加熱を開始するように制御されている、過冷却水を用いた製氷システムである。

本発明の第２は、取水される冷水及び流入する氷が溜められる蓄熱槽から前記冷水を取水し、前記冷水を加熱して前記冷水に混じった氷核を融解し、加熱された前記冷水から過冷却水を生成するに際して、前記冷水の加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、前記過冷却水の生成を開始してから予め設定された時間が経過する前は加熱を停止し、前記過冷却水の生成を開始してから予め設定された時間が経過する前に、前記蓄熱槽の氷充填率が予め設定された値を上回ったときは、前記冷却水の加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、加熱を開始する過冷却水を用いた製氷方法である。

本発明に係る過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法によれば、コストを抑制しつつ、効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態である過冷却水を用いた製氷システムを示すブロック図である。 製氷システムが稼働し始めてから稼働が終了するまでの１０［時間］における、取水温度（ａ）、過冷却器入口温度（ｂ）、過冷却水の温度（ｃ）、ブライン入口温度（ｄ）、ブライン出口温度（ｅ）、製氷流量（ｆ）及び氷充填率（ｇ）を、稼働からの経過時間を横軸にしてそれぞれ示したグラフである。 先行技術の製氷システムにおける図２相当のグラフである。 稼働時間中にまったく加熱（熱交換）を行わない製氷システムにおける図２相当のグラフである。

以下、本発明に係る過冷却水を用いた製氷システム及び過冷却水を用いた製氷方法の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜製氷システムの全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態である過冷却水を用いた製氷システム１００を示すブロック図である。
図示の過冷却水を用いた製氷システム１００は、昼間に比べて料金が安い夜間（例えば、午後１０時から翌朝午前８時までの１０［時間］）の電力を利用して、この１０［時間］の稼働により氷蓄熱水槽１０に氷を生成するものである。
製氷システム１００は、氷蓄熱水槽１０（蓄熱槽の一例）、過冷却器２０（過冷却装置の一例）、製氷器３０（製氷装置の一例）、氷核融解熱交換器４０（氷核融解装置の一例）、氷核除去フィルタ５０、ブライン冷凍機６０及び冷却塔７０を備えている。

氷蓄熱水槽１０、氷核除去フィルタ５０、過冷却器２０及び製氷器３０は、製氷系統９１によって接続されている。製氷系統９１は、氷蓄熱水槽１０と氷核除去フィルタ５０との間で、加熱系統９４に接続されている。加熱系統９４には、氷核融解熱交換器４０が接続されている。ブライン冷凍機６０及び過冷却器２０は、ブライン系統９２によって接続されている。冷却塔７０、ブライン冷凍機６０及び氷核融解熱交換器４０は冷却水系統９３によって接続されている。

＜製氷系統＞
製氷系統９１には、取水装置９１ａ、製氷ポンプ９１ｂ、温度センサ９１ｃ，９１ｆ，９１ｇ、流量計９１ｅ及び製氷ノズル９１ｈが設けられている。
氷蓄熱水槽１０には、この製氷システム１００が稼働を開始する前は、温度約４［℃］程度の水が溜められていて、製氷システム１００が稼働を開始した後は、氷蓄熱水槽１０の上部に配置されている製氷ノズル９１ｈを通じて氷が流入する。

これにより、溜められている水は、温度約０［℃］まで冷やされる。氷蓄熱水槽１０の底部には、この冷やされた水（冷水）を取水する取水装置９１ａが配置されている。
製氷ノズル９１ｈは、製氷器３０により製氷されたシャーベット状の氷を供給する。氷は、氷蓄熱水槽１０の上部に溜められ、稼働時間の経過とともに溜められた氷の量が増加するにしたがって、底部に向かって徐々に押し下げられる。

製氷ポンプ９１ｂは、製氷系統９１での冷水及び氷の流れを制御し、取水装置９１ａから取水された冷水を氷核除去フィルタ５０に向けて送出する。
氷核除去フィルタ５０は、内部にメッシュ状のフィルタを備えていて、通過する冷水に含まれた氷核をろ過により除去する。
過冷却器２０は、ブライン系統９２を流れるブラインとの熱交換により、氷核除去フィルタ５０から送出された冷水から、例えば温度約−２［℃］の過冷却水を生成する。
製氷器３０は、過冷却器２０で生成された過冷却水から、温度約０［℃］のシャーベット状の氷を生成して製氷ノズル９１ｈに送出する。

＜加熱系統＞
加熱系統９４には、氷核融解ポンプ９１ｄが設けられている。
氷核融解ポンプ９１ｄは、製氷系統９１を流れる冷水を分岐させて加熱系統９４に引き込み、加熱系統９４での冷水の流れを制御し、氷蓄熱水槽１０から取水された温度約０［℃］の冷水の一部を、氷核融解熱交換器４０に向けて送出する。
氷核融解熱交換器４０は、冷水と冷却水系統９３を流れる冷却水との熱交換により、冷水を例えば温度約０．５［℃］まで加熱して冷水に混じった氷核を融解し、加熱された冷水を製氷系統９１に戻す。

氷核融解熱交換器４０は、氷核融解熱交換器４０による加熱で到達されるべき温度（約０．５［℃］）よりも低い温度の冷水に対して、この製氷システム１００（特に過冷却器２０及び製氷器３０）が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前は、冷水に対する加熱を停止するように制御されている。
氷核融解熱交換器４０による加熱を停止する制御は、氷核融解ポンプ９１ｄを停止する制御及び後述する冷却水系統９３における氷核融解熱交換器４０に接続された制御弁９３ｂの制御（流量をゼロにする制御）も併せて行う。

製氷システム１００が稼働を開始してから氷核融解熱交換器４０が停止するように制御されている予め設定されている時間は、例えば７［時間］である。
つまり、この製氷システム１００は、前述したように１０［時間］稼働するものであるため、予め設定された時間（本実施形態では７［時間］）は、製氷システム１００が稼働を開始してから稼働を終了するまでの時間として定められた稼働時間（本実施形態では１０［時間］）の半分以上が経過した時間であり、氷核融解熱交換器４０が稼働するのは、停止している時間を除いた３［時間］のみである。

＜ブライン系統＞
ブライン系統９２には、ブラインポンプ９２ａ、制御弁９２ｂ及び切換え弁９２ｃが設けられている。
ブラインポンプ９２ａは、ブライン系統９２でのブラインの流れを制御し、ブライン冷凍機６０で冷却された、例えば温度約−３．２［℃］のブラインを過冷却器２０に向けて送出する。過冷却器２０では、ブラインと冷水との熱交換により、ブラインは、例えば温度約−１．２［℃］まで温められて、ブライン冷凍機６０に戻される。ブライン冷凍機６０で冷やされたブラインを過冷却器２０に流すか又は止めるかは切換え弁９２ｃにより制御され、過冷却器２０に流す流量は制御弁９２ｂにより制御される。

＜冷却水系統＞
冷却水系統９３には、冷却水ポンプ９３ａ及び制御弁９３ｂ，９３ｃが設けられている。
冷却水ポンプ９３ａ及び制御弁９３ｂ，９３ｃは、冷却水系統９３での冷却水の流れを制御し、冷却塔７０で冷却された、例えば温度約３０［℃］の冷却水をブライン冷凍機６０及び氷核融解熱交換器４０に向けて送出する。ブライン冷凍機６０では、冷却水とブラインとの熱交換により、冷却水は温められて冷却塔７０に戻される。氷核融解熱交換器４０では、冷却水と冷水との熱交換により、冷却水は温められて冷却塔７０に戻される。

冷却水系統９３の全体の冷却水の流量は、制御弁９３ｃにより制御されている。冷却水系統９３のうち氷核融解熱交換器４０に接続された系統での冷却水の流量は、制御弁９３ｂにより制御されている。

＜製氷システムの作用＞
図２は、本実施形態の製氷システム１００が稼働し始めてから稼働が終了するまでの１０［時間］における、
（ａ）製氷ポンプ９１ｂの直後の冷水の温度（温度センサ９１ｃで検出された温度：取水温度）
（ｂ）過冷却器２０の入口での冷水の温度（温度センサ９１ｆで検出された温度：過冷却器入口温度）
（ｃ）過冷却器２０の出口での冷水の温度（温度センサ９１ｇで検出された温度：過冷却器出口温度＝過冷却水の温度）
（ｄ）過冷却器２０のブライン入口側でのブラインの温度（ブライン入口温度）
（ｅ）過冷却器２０のブライン出口側でのブラインの温度（ブライン出口温度）
（ｆ）製氷器３０で製氷されたシャーベット状の氷の流量（流量計９１ｅで検出された流量：製氷流量）
（ｇ）氷蓄熱水槽１０内の氷充填率（ＩＰＦ（Ice Packing Factor）
を、稼働からの経過時間（０〜１０［時間］）を横軸にしてそれぞれ示したグラフである。

なお、氷充填率は、下記式により算出される。
ただし、Ｑ_ＩＣＥ ：氷蓄熱水槽への投入熱量［ｋｃａｌ］
Ｔ_ＴＡＮＫ：製氷システムの稼働開始時の氷蓄熱水槽の温度［℃］
Ｔ_ＭＡＸ ：氷蓄熱水槽の利用限界温度［℃］
Ｖ_ＴＡＮＫ：氷蓄熱水槽の保有水量［ｍ^３］
ＴＥ_{（９１ｃ）}：温度センサ９１ｃによる検出温度［℃］
ＴＥ_{（９１ｇ）}：温度センサ９１ｇによる検出温度［℃］
ＦＥ_{（９１ｅ）}：流量計９１ｅによる検出流量［ｍ^３／ｈ］

上記（ａ）から（ｅ）の各温度は、グラフの縦軸の左側に示した温度に対応し、上記（ｆ）の流量は、グラフの縦軸の右側に示した流量に対応し、上記（ｇ）の氷充填率は、グラフの縦軸の右側に示したＩＰＦ（１０分の１％表記）に対応している。
なお、このグラフは、製氷システム１００が稼働を開始した時点（経過時間０［時間］のとき）において氷蓄熱水槽１０に残氷はないものとし、氷核除去フィルタ５０におけるフィルタの本数は３［本］で、フィルタ１［本］当たりの冷水の通過流量は４０［Ｌ（リットル）］であり、稼働を開始してから１０［時間］経過した時点（稼働の終了時点）で、氷蓄熱水槽１０が満蓄状態になるものとする。

図２に示したように、本実施形態の製氷システム１００によると、この製氷システム１００が稼働を開始した時点（過冷却器２０及び製氷器３０が稼働を開始した時点）で、取水温度（ａ）は約４［℃］であり、過冷却器入口温度（ｂ）は、取水温度（ａ）と略同じ温度４［℃］強である。製氷システム１００の稼働開始時点では、氷蓄熱水槽１０に残氷は無く、取水された冷水の温度が４［℃］と高いため、取水された冷水には氷核は存在しない。そして、この稼働開始時点では、氷核融解熱交換器４０は、取水された冷水を加熱する運転を停止している。したがって、取水された冷水は加熱されない。

製氷システム１００が稼働してからは、製氷器３０で生成され、氷蓄熱水槽１０に流入したシャーベット状の氷により、氷蓄熱水槽１０内の冷水の温度（取水温度（ａ））が徐々に低下し、稼働してから約１．５［時間］経過したとき、取水温度（ａ）は温度０［℃］に到達する。
そして、過冷却器入口温度（ｂ）も取水温度（ａ）と略同じ温度０［℃］強に到達する。

図３は、先行技術の製氷システムにおける図２相当のグラフである。
先行技術の製氷システムでは、図３に示すように、稼働を開始してから１［時間］強経過した時点（取水温度（ａ）が０［℃］に到達する以前）に、氷核融解熱交換器による加熱が開始される。氷核融解熱交換器は、過冷却器入口温度（ｂ）が０．５［℃］となるように、取水された冷水を加熱する。

氷核融解熱交換器は、その後も、過冷却器入口温度（ｂ）が０．５［℃］を下回らないように、製氷システムの稼働が終了する１０［時間］経過時点まで、取水された冷水に対する加熱を継続する。
この結果、加熱された冷水に混じった氷核は熱により融解し、また、熱で融解しきれなかった氷核も、氷核除去フィルタで除去されることで、過冷却器には氷核が流入せず、過冷却器は、過冷却水を安定して生成する。

一方、本実施形態の製氷システム１００は、取水温度（ａ）が０［℃］に到達した後も、氷核融解熱交換器４０は、予め設定された時間の一例である７［時間］が経過するまでは、取水された冷水を加熱する運転を停止し続ける。したがって、取水された冷水は加熱されず、過冷却器入口温度（ｂ）は、加熱が開始される７［時間］の経過前までは、約０［℃］を維持する。
そして、製氷システム１００が稼働を開始してから７［時間］経過後に、氷核融解熱交換器４０は、冷却水と冷水との熱交換を開始して、取水された冷水を加熱する。氷核融解熱交換器４０による加熱は、過冷却器入口温度（ｂ）が０．５［℃］となるように行われる。

氷核融解熱交換器４０は、その後も、過冷却器入口温度（ｂ）が０．５［℃］を下回らないように、製氷システム１００の稼働が終了する１０［時間］経過時点までの３［時間］に亘って、取水された冷水に対する加熱を継続する。
このように、本実施形態の製氷システム１００（製氷方法）は、氷核融解熱交換器４０が冷水の加熱を行うのが、取水温度（ａ）が氷核融解熱交換器４０による加熱で到達されるべき温度（０．５［℃］）よりも低くなってからであるため、取水温度（ａ）が氷核融解熱交換器４０による加熱で到達されるべき温度（０．５［℃］）よりも低くなる前から加熱を行う先行技術の製氷システムに対して、氷核融解熱交換器４０による加熱時間を短縮することができる。

したがって、製氷システム１００（製氷方法）の効率を向上させることができる。しかも、氷核除去フィルタ５０として、性能を向上させたもの等特別なものを用いることもないため、そのような特別な氷核除去フィルタを用いることによるコストの上昇を抑制することができる。
しかも、本実施形態の過冷却水を用いた製氷システム１００（製氷方法）は、氷核融解熱交換器４０が冷水の加熱を行うのが、製氷システム１００の予め定められた稼働時間（１０［時間］）の半分以上が経過した７［時間］経過後からであるため、氷核融解熱交換器４０による加熱時間を、先行技術に対して大幅に短縮する（９［時間］→３［時間］）ことができる。

＜氷核の生成に関する知見＞
本実施形態の過冷却水を用いた製氷システム１００は、本発明者らの研究により初めて得られた知見に基づいてなされたものである。すなわち、過冷却水から生成された直後の氷核（生成初期の氷核）は、平べったい２次元状の形状で、雪の結晶のように外方に向けて樹枝状の枝が伸びるように尖った形状となっていることが判明した。そして、その氷核は、時間の経過とともに、他の樹枝状の氷核と、氷核の枝先（尖った部分）同士が接触して焼結することにより分子的に結合する。結合した氷核は、表面積を減らして安定した形になろうとするため、尖った部分が減って、全体として球状（３次元状）に変態することが判明した。

この知見によると、製氷システム１００の稼働が開始されてからの経過時間が短い間は、氷蓄熱水槽１０で生成され冷水に含まれる氷核は、上述した生成初期の形状であるため、冷水の中で溶け易い。このため、氷蓄熱水槽１０から取水された冷水に氷核が混じっても、その冷水が氷核除去フィルタ５０に到達するまでの流れで、氷核は冷水に溶けて無くなる。さらに、氷核が解けずに氷核除去フィルタ５０に到達した場合であっても、尖った形状の氷核は、氷核除去フィルタ５０でろ過され易い。

この結果、製氷系統９１を流れる冷水を氷核融解熱交換器４０で加熱しなくても、氷核が混じった冷水が過冷却器２０に到達することが無い。
一方、氷蓄熱水槽１０で生成された氷核は時間が経過すると、立体的な球状の塊となるため、冷水の流れによっても溶けにくくなる。しかも、球状の氷核は尖った部分が減っていくため、氷核除去フィルタ５０を通過し易くなる。この結果、製氷系統９１を流れる冷水に混じった氷核は過冷却器２０に到達し易くなる。

図４は、本実施形態の製氷システム１００において、取水された冷水を、稼働時間中に一切加熱しない比較例における図２相当のグラフである。図４に示したグラフより介されるように、稼働開始から７［時間］を超えた後に、比較例の製氷システムは凍結による停止と運転再開とを交互に繰り返すサージングを起こしている。
このように、比較例の製氷システムは、稼働の開始から７［時間］経過した後は冷水に混じった氷核が立体的な球状に成長している。したがって、この立体的な球状の氷核が過冷却器２０に到達することで、過冷却器２０の内部で凍結が起こる。

以上の実験から、製氷システム１００（製氷方法）は、稼働を開始してから７［時間］を経過するまでは、製氷系統９１を流れる冷水を氷核融解熱交換器４０で加熱しなくても、氷核が混じった冷水が過冷却器２０に到達することが無く、過冷却器２０は凍結しないことが確認された。そして、稼働を開始してから７［時間］を経過した後は、図２に示すように氷核融解熱交換器４０を作動させて氷核を溶かすことで、過冷却器２０へ氷核が到達するのを阻止することができる。

上述した実施形態の製氷システム１００は、製氷システム１００が稼働を開始してからの経過時間が予め設定された時間（一例として７［時間］）に達するまでは、取水した冷水に対する加熱を行わないものであるが、氷蓄熱水槽１０における氷充填率（ＩＰＦ）が予め設定された値を超えたときは、経過時間が予め設定された時間に達する前に、氷核融解熱交換器４０が冷水に対する加熱を開始する。
すなわち、氷充填率は、稼働開始からの経過時間が同じであっても、氷蓄熱水槽１０の形状や冷水の水位等に応じて異なった値となる。

本発明者の研究によれば、稼働開始からの経過時間が予め設定された時間が経過する前は、冷水を加熱しなくても氷核が過冷却器に到達しないことが判明しているが、本発明者のさらなる研究によれば、氷充填率が高くなるにしたがって、取水された冷水に含まれる氷核が増えるため、加熱を開始するまでの予め設定された時間は、氷充填率の値によって調整する（補正する）のが好ましいことが判明した。
ここで、図２に示した本実施形態の製氷システム１００は、稼働を開始してからの経過時間が７［時間］を経過したときに、氷核融解熱交換器４０による冷水の加熱を開始するが、このときの氷充填率（ｇ）は２５［％］強である。

そこで、本実施形態の製氷システム１００における氷蓄熱水槽１０が、深さや形状等が異なる他の氷蓄熱水槽に置き換えられた変形例の製氷システム（製氷方法）では、稼働を開始してから予め設定された時間（一例として７［時間］）が経過するまでは、氷核融解熱交換器４０の運転を開始せずに冷水の加熱を行わず、予め設定された時間が経過した後に加熱を行うが、予め設定された時間が経過する前に、氷充填率が予め設定された値（一例として２５［％］）を超えたときは、その値を超えた時点で、氷核融解熱交換器４０の運転を開始して冷水の加熱を行う（氷核融解熱交換器４０がそのように制御されている）。

このように構成された実施形態の製氷システム（製氷方法）によれば、氷核融解熱交換器４０が、製氷システムが稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前であっても、氷蓄熱水槽１０の氷充填率が、過冷却器２０に氷核が到達すると想定される予め設定された値を超えたときは、氷核融解熱交換器４０が冷水を加熱することで、過冷却器２０に氷核が到達するのを阻止することができる。

本実施形態の製氷システム１００（製氷方法）は、氷核融解熱交換器４０が過熱を開始する、稼働開始からの予め設定された時間を７［時間］としたが、この時間は例示であり、５［時間］や６［時間］であってもよい。
なお、本実施形態の製氷システム１００（製氷方法）は、氷蓄熱水槽１０が満蓄状態になるまでの稼働時間が１０［時間］であるものとしたが、本発明に係る過冷却水を用いた製氷システムはこの形態に限定されるものではない。

したがって、例えば、満蓄状態になるまでの稼働時間が例えば７［時間］未満の製氷システムでは、製氷システムの稼働時間中に、氷核融解装置による加熱は一切行う必要が無い。よって、このような製氷システムでは、氷核融解装置を備える必要が無く、過冷却器が万一凍結した場合に備えて、この凍結を解除するための加熱装置を非常用として備えていれば足りる。
また、本実施形態の製氷システム（製氷方法）は、氷核融解熱交換器４０が過熱を開始する、氷充填率の予め設定された値を２５［％］としたが、この値は例示であり、２０［％］から２４［％］までの範囲の値であってもよい。

１０ 氷蓄熱水槽（蓄熱槽）
２０ 過冷却器（過冷却装置）
３０ 製氷器（製氷装置）
４０ 氷核融解熱交換器（氷核融解装置）
５０ 氷核除去フィルタ
６０ ブライン冷凍機
７０ 冷却塔
９１ 製氷系統
９１ａ 取水装置
９１ｄ 氷核融解ポンプ
９１ｈ 製氷ノズル
９２ ブライン系統
９３ 冷却水系統
９４ 加熱系統
１００ 製氷システム

Claims (4)

1. 取水される冷水及び流入する氷が溜められる蓄熱槽と、
   前記冷水を加熱して前記冷水に混じった氷核を融解する氷核融解装置と、
   加熱された前記冷水から過冷却水を生成する過冷却装置と、
   前記過冷却水から前記氷を生成する製氷装置と、を備え、
   前記氷核融解装置は、前記氷核融解装置による加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、前記過冷却装置及び前記製氷装置が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前は、前記冷水の加熱を停止するように制御され、
   前記氷核融解装置は、前記過冷却装置及び前記製氷装置が稼働を開始してから予め設定された時間が経過する前に、前記蓄熱槽の氷充填率が予め設定された値を上回ったときは、前記氷核融解装置による加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、加熱を開始するように制御されている過冷却水を用いた製氷システム。
2. 前記予め設定された時間は、前記過冷却装置及び前記製氷装置が稼働を開始してから稼働を終了するまでの時間として定められた稼働時間の半分以上が経過した時間である請求項１に記載の過冷却水を用いた製氷システム。
3. 取水される冷水及び流入する氷が溜められる蓄熱槽から前記冷水を取水し、
   前記冷水を加熱して前記冷水に混じった氷核を融解し、
   加熱された前記冷水から過冷却水を生成するに際して、
   前記冷水の加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、前記過冷却水の生成を開始してから予め設定された時間が経過する前は加熱を停止し、
   前記過冷却水の生成を開始してから予め設定された時間が経過する前に、前記蓄熱槽の氷充填率が予め設定された値を上回ったときは、前記冷却水の加熱で到達されるべき温度よりも低い温度の冷水に対して、加熱を開始する過冷却水を用いた製氷方法。
4. 前記予め設定された時間は、前記過冷却水に生成を開始してから終了するまでの時間として定められた稼働時間の半分以上が経過した時間である請求項３に記載の過冷却水を用いた製氷方法。