JPH0285627A

JPH0285627A - 氷水利用冷房方式の二次側システム

Info

Publication number: JPH0285627A
Application number: JP23367588A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fukushima; 福島　正之; Sadao Tomizuka; 冨家　貞男; Yasushi Takemoto; 靖竹本
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1990-03-27
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0635894B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、氷水利用冷房方式に関するもので、特に冷房
負荷回りの最適運転を行う氷水利用冷房方式に関するも
のである。

（従来の技術）住宅、ビル等の冷房および除湿を行う冷房方式において
、近年、冷熱としての氷の潜熱を利用する方式が増大し
ている。

この方式では、氷蓄熱槽内に氷塊や水片として冷熱を蓄
積し、この冷熱を冷水あるいは木片混合水として取出し
、これを冷房機や熱交換器等の冷房負荷に循環させてい
る。

このうち、氷片を氷蓄熱槽内に蓄積し、木片混合水を冷
房負荷に直接循環する方式が、氷の潜熱を冷房負荷で直
接利用できるため、冷房負荷の冷熱利用温度差（冷房負
荷入口温度と出口温度の差）を大きくでき、この結果と
して配管やポンプ等を大幅に縮小できるという利点があ
る。

この方式を第２図に示す。

同図において、氷蓄熱Ｉ！ｌ内に蓄積された氷片は、ポ
ンプ２により氷蓄熱槽１内の冷水と共に取出され、この
氷片と冷水との混合体すなわち氷片混へ水が冷房負荷３
に送られ、冷熱として利用される。この後、湿度計４か
らの信号で作動する開閉弁５′を介して氷蓄熱槽１へ返
送される。

そして、冷房負荷３の出口水が所定温度（１２〜１５℃
）を越えると開閉弁５′が開き氷蓄熱槽１に返送され、
同時に、氷片混合水が氷蓄熱槽１から冷房負荷３へ送ら
れる。

逆に出口温度が所定温度以下となると開閉弁５′を閉と
し、氷片混合水を冷房負荷３内にとどまらせ、そこにお
いて熱交換をするようになっている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記した従来の氷片混合水を直接冷房負荷３に
循環させる方式では、氷片が冷房負荷３内の配管の内部
あるいは配管の接続部でつまり、冷却能力を低下させた
り、時には装置運転を停止させる事故を起こす等の問題
がある。

このような問題を未然に防ぐために、冷房負荷３内のコ
イル管径を大きくすることが考えられるが、この方策で
は前記した配管やポンプを大幅に縮小できるという氷片
混合水の直接循環方式の利点を没却する。

そこで、本出願人は、先に、上記の利点を保持したまま
、上記の氷片の詰まりの問題を解消するために、冷房負
荷の上流側に氷水分離手段（特願昭６３−９３５９７号
）を設け、冷房負荷へは冷水のみを循環させる技術を提
案した。

本発明は、これらの技術を更に発展させて、効果的に冷
房運転を行うことが出来る冷房方式を提案することを目
的としてなされたものである。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明に係る氷水利用冷房方
式の二次側システムでは冷房負荷の入口側に接続され、
その冷房負荷に冷水を供給可能とする第１の経路と、該
冷房負荷の出口側に接続され、熱交換後の水を搬出する
第２の経路とを有し、該第１の経路の途中に氷水分離可
能な解氷装置を配設するとともに該第２の経路の途中に
流量調節手段を配設し、かつ、前記第２の経路の流Ｑ調
節手段設置位置より上流側から分岐しポンプを介して前
記解氷装置に至る第３の経路と、前記流量調節手段をバ
イパスする第４の経路とを備えてなり、前記解氷装置の
出口温度が所定温度以下の時は前記冷房負荷から流出さ
れた水を前記第３の経路を介して該解氷装置へ戻し、一
方、該冷房負荷の出口側温度に応じて該流量調節手段を
開閉作動するようにした。

（作　用）本発明に係る冷房方式は、全体としては、第１の経路中
を流れる氷片混合水を解氷装置で冷水のみとし、これを
冷房負荷へ送り、冷熱取出しの後、第２の経路を介して
これを返送するものである。

このような系において、解氷装置の出口温度と冷房負荷
の出口温度の任意の点を各々定め、これらの所定温度を
基準として次のような運転を行う。

先ず、解氷装置の出口温度≦所定温度のときは、第３の
経路を使用し、氷蓄熱槽から予め所定量の氷片混合水が
送り込まれている解氷装置と、冷房負荷との間で、ポン
プを介して水を循環させ、解氷装置内を融解させる。

次に、解氷装置の出口温度〉所定温度のときは、解氷装
置内の氷片が融解し終わった状況にある。

そこで、ポンプを停止し、第３の経路の使用を止める。

一方、冷房負荷の出口温度に応じて流量調節手段を開閉
し、冷房負荷から流出する水量を調節する。すなわち、
その出口温度が高いときには流量調節手段を開として冷
房負荷より水を流出させその水を第２の経路に流す。逆
に出口温度が低いときには流量調節手段を閉とする。

そして、たとえ上記ポンプ停止時に、流量調節手段が全
開状態となったとしても、第４の経路を介して所定量の
水量が常時冷房負荷より流出する。

（実　施　例）第１図は本発明に係る冷房方式の二次側システムの好適
な実施例を示す系統図であり、第２図と同一符号は第２
図と同−機能部を示す。

同図において、氷蓄熱槽１と冷房負荷３の入口を解氷装
置６を介して結ぶ第１の経路Ａと、冷房負荷３の出口と
氷蓄熱槽１を流量調節弁５を介して結ぶ第２の経路Ｂと
を設け、これら第１．第２の経路Ａ、Ｂが基本的な循環
路となる。そして第２の経路Ｂの流量調節弁５の上流側
の任意の点αから分岐して前記解氷装置６へ至る第３の
経路Ｃを設け、この第３の経路Ｃ中にはポンプ７並びに
逆止弁８を配設している。これにより第３の経路Ｃ内の
水を強制的に解氷装置６側へ送るとともに、解氷装置６
内の水等が第３の経路Ｃを介して冷房負荷３をバイパス
するのを防止している。

さらに、第３の経路Ｃのポンプ７の上流側の任意の点β
から分岐して前記流量調節弁５をバイパスして第２の経
路Ｂ中の点γに至る第４の経路りを設けている。そして
、この第４の経路り中にはオリフィス９を配設している
。

また、上記の解氷装置６としては、例えばこの装置出口
にフィルタを備え、氷塊は装置内に残り、冷水のみが流
出する構成のものを使用する。

なお、上記の第４の経路りは、第２の経路Ｂの流量調節
弁５をバイパスする経路で、かつオリフィス９を有する
のものであれば、上記の点βと点７間に限らず、例えば
流量調節弁５近傍の上流の点と下流の点の間等に設ける
こともできる。

なお、本実施例では、第４の経路にオリフィスを設けて
いるが、少量の流量を常時通す機能を有するものであれ
ば、別の装置（バルブなど）でも良い。

さらに、冷房負荷３の出口近傍には第１の温度計４を取
付け、また解氷装置６の出口近傍には第２の温度計１０
を取付けている。そして、第１の温度計４からの信号に
より流量調節弁５の弁開度の調整を行い、第２の温度計
１０からの信号によりポンプ７の作動・停止を行うよう
になっている。

以上の構成において、第２の温度計１０で測定された解
氷装置６の出口温度が第１の所定温度（本例では２℃）
以下のときは、ポンプ７を作動させ、冷房負荷３の出口
水を第３の経路Ｃに吸引し、逆止弁８を通して解氷装置
６へ戻す。そして、この解氷装置６には、予め氷蓄熱槽
１からポンプ２により所定量の氷片混合水が送られてい
る。この氷片混合水中の氷片が、上記の戻り水により徐
々に融解され、冷水のみが冷房負荷３へ送られる。

この運転を続行し、解氷装置６内の氷片の融解が進み、
木片が少なくなると、解氷装置６の出口温度が上昇し、
２℃を上回るようになる。すると、それを検知した第２
の温度計１０からの信号によリボンブ７が停止し第３の
経路Ｃの使用が止まる。

なお、逆上弁８の作用により、解氷装置６内の冷水が第
３の経路Ｃへ逆流するのは阻止されている。

一方、冷房負荷３の出口に設けた第１の温度計４からの
信号により次のような運転を行う。

すなわち、冷房負荷３の出口温度が第２の所定温度（本
例では１２〜１４℃）より高い（１４℃以上）場合、流
量調節弁５を全開とし、比較的大量の水が冷房負荷３よ
り流出し、第２の経路Ｂを介して氷蓄熱槽に戻る。そし
て、その水量にみあった氷片混合水が氷蓄熱槽１から解
氷装置６へ供給される。

また、冷房負荷３の出口温度が第２の所定の温度内の場
合には、その温度に応じて流量調節弁５の開閉度を制御
し、適度な水量を冷房負荷３より流出させるようにする
。

そしてさらに、第２の所定温度より低い場合には、流量
調節弁５を全開とする。

また、上記したポンプ７の作動・停止と、流量調節弁５
の弁開度の制御は夫々独立して行なわれるため、冷房負
荷３から流出する水が第２．第３の経路Ｂ、Ｃの両方に
流れることもあり、逆にポンプ７が停止するとともに゛
流量調節弁５も全開となることもある。そして、後者の
場合には、そのままではシステム全体が停止するおそれ
があるが、本実施例では第４の経路りを設けているので
、冷房質ｉＷ３から流出した水がその第４の経路りを介
して氷蓄熱槽１に戻ることになる。

このように、解氷装置６内に氷片がある間は解氷装置６
と冷房負荷３との間で水を循環させるため、氷片を有効
利用できる。

一方、冷房負荷が大負荷となった場合には、温度計にて
それを検出し、多量の氷片混合水を氷蓄熱槽１から供給
でき、しかも流量調節弁５の開閉調整によって、上記供
給量を調節できるため、負荷変動に追従して、確実に冷
房運転を行える。

尚、上記した実施例では、解氷装置６の入力側に接続さ
れる氷水搬出部として、氷蓄熱槽１を用いたものについ
て説明したが、これ以外にも例えば製氷機や氷水混合装
置など、種々のものに取付けることができる。

また、本明細書でいう冷房負荷とは、空調機やファンコ
イルユニット等を含む広い概念である。

（発明の効果）以上詳述した本発明に係る冷房方式によれば、次のよう
な効果を奏することができる。

（１）氷片は解氷装置に止どまり、冷房負荷へは冷水の
みが送られるため、冷房負荷のコイルの内部や接続部で
の氷片のっまりが生ぜず、冷却能力の低下や、装置運転
の停止といった事態は発生しない。

（２）上記（１）により従来の冷房負荷をそのまま利用
することができる。

（３）冷房負荷へは、低温かつ一定温度の冷水（例えば
０〜２℃の冷水）を安定して供給できる。

（４）上記（１）と（３）により、冷房負荷のコイル管
径を従来のものより小さくでき、この結果、冷房負荷全
体を小型化できる。

（５）上記（１）と（３）により、冷房負荷に対する信
頼性が増大する。

（６）制御は、温度によるポンプの作動・停止並びに流
量調節手段の調整のみでよく、簡便である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷房方式の一実施例を示す系統図
、第２図は従来の冷房方式を示す系統図である。３・・・・・・冷房負荷６・・・・・・解氷装置Ａ・・・・・・第１の経路Ｂ・・・・・・第２の経路Ｃ・・・・・・第３の経路Ｄ・・・・・・第４の経路

Claims

【特許請求の範囲】

冷房負荷の入口側に接続され、その冷房負荷に冷水を供
給可能とする第１の経路と、該冷房負荷の出口側に接続
され、熱交換後の水を搬出する第２の経路とを有し、該
第１の経路の途中に氷水分離可能な解氷装置を配設する
とともに該第２の経路の途中に流量調節手段を配設し、
かつ、前記第２の経路の流量調節手段設置位置より上流
側から分岐しポンプを介して前記解氷装置に至る第３の
経路と、前記流量調節手段をバイパスする第４の経路と
を備えてなり、前記解氷装置の出口温度が所定温度以下
の時は前記冷房負荷から流出された水を前記第３の経路
を介して該解氷装置へ戻し、一方、該冷房負荷の出口側
温度に応じて該流量調節手段を開閉作動するようにした
ことを特徴とする氷水利用冷房方式の二次側システム。