JPH0293234A - 空調システムの制御方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は夜間に蓄熱槽内に氷を生成する空調システムの
制御方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 一般に夜間に蓄熱を行ない昼間に放冷を行なうように成
したシステムの従来技術としては特公昭５９−１７３３
２号公報に記載されているようなものがあった。この公
報に記載されたものは「深夜電力を利用して蓄熱槽内に
熱量を温水あるいは冷水の形で蓄え、昼間の空調が必要
なときに蓄熱熱量を取り出して空調に供する」ものであ
り、１空調が終了したときに蓄熱槽内の利用可能な熱量
（残熱ｆｔ）を最少にするように過去の外気温度と残熱
量の関係から昼間の空調に必要な熱量を予測し、更に昼
間の外気温度によって上記予測熱量を修正して蓄熱運転
を行なう」ものであった。このような制御を行なうこと
によって、蓄熱槽内に残熱量の残らないような運転が行
なえるものであった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 このような従来の蓄熱式空調システムでは、深夜電力が
供給されている間に熱媒体を冷却又は加熱する運転時間
を設定するものであり、昼間に利用する蓄熱量を全て深
夜電力にて得ることを前提としているものであった。従
って、蓄熱槽に収容される熱媒体の量は昼間の利用に耐
える分必要であり、熱源機としては深夜電力が供給きれ
ている時間内に蓄熱槽内に収容されている熱媒体を全て
所定の温度まで冷却もしくは加熱できるだけの能力が必
要であるため、システムとしての小型化には限度がある
ものであった。

また、このような蓄熱式空調システムを小型化（主に小
能力の熱源機）にした場合、昼間の熱消費量が多い時で
は深夜電力の供給時間内に蓄熱槽内の熱媒体の温度が充
分に冷却又は加熱され得ず、次の日の冷房運転又は暖房
運転の使方が低下す条問題があった。

斯かる問題点に鑑み、本発明は蓄熱槽内に常に残熱量が
なくなるようにすると共に熱量の不足時には熱源機の運
転を行なってシステムの小型化と高効率化を図ったもの
を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は蓄熱槽に氷を生成させる冷却装置と、蓄熱槽内
の蓄熱を負荷へ放熱させる装置とを有する空調システム
において、現時刻の蓄熱槽内の氷の量が所定の関数を用
いて現時刻毎に定まる全量下の時に冷却装置の運転を開
始させるものである。

また、現時刻の蓄熱槽内の氷の量が所定の関数を用いて
現時刻毎に定まる量になるように冷却装置の運転能力を
変えるものである。

さらには前記所定の関数は所定時刻の蓄熱槽内の氷の量
に基づいて定数を変えるものである。

（＊）作用 このように構成された空調システムの制御方法を用いる
ことによって、システムの運転中には常に残氷量が確保
されており、過負荷を氷の量から判断して冷却装置によ
る能力補助が行なわれるものである。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
は本システムの概略図である。図中１．２は蓄熱槽であ
り、この蓄熱槽は熱媒体として用いる冷水を収容する製
氷部とこの製氷部内の水を冷却して氷を生成する熱交換
器４，５を有している。蓄熱槽１，２内の水はポンプ１
０を駆動することによって放熱器１１（被調和室に設け
られたファンコイルユニット）を循環して再び蓄熱槽１
，２へ戻って来る。９はミキシングパルプであり、ポン
プ１０から吐出される冷水の温度をセンサ１２で検出し
、この温度が常にほぼ一定（約７℃）になるように放熱
器１１から戻って来る冷水と蓄熱槽１，２から供給され
る冷水とを混合して出すものである。３は冷却装置（チ
ラーユニットなど）でありブラインポンプ８を駆動して
ブラインを蓄熱槽１，２の熱交換器４，５に循環させて
、製氷部内の温度を下げて製氷部内に氷を生成させるも
のである。６．７は蓄熱槽１，２に設けられた水位検出
器であり、冷却装置３を用いて氷を生成する際の製氷量
を検出するためのものである。この製氷運転は、まずポ
ンプ１０の運転を停止した後、蓄熱槽内の水位が基準水
位になるように排水又は給水する。この後、冷却装置を
用いて製氷運転を行なえば製氷量に応じて蓄熱槽内の水
位が変化するので製氷量を知ることができる。

また１３．１４は温度センサであり、夫々蓄熱槽１から
出る冷水の温度と蓄熱槽１に戻る冷水の温度を検出して
いる。１５は流量センサであり、蓄熱槽１から出る冷水
のｉ量を測定できるように設けられている。この温度セ
ンサ１３，１４の検出する温度差と流量センサ１５の検
出するｆｉＥ量とから蓄熱槽１の放出した熱量を求め、
この熱量を氷の潜熱におき換えて溶けた氷の量を求める
。この後、全体の氷の生成量からこの溶けた氷の量を減
算することによって蓄熱槽１内の氷の量を求めることが
できる、尚、蓄熱槽２内の氷の量も同様にして温度セン
サ１６，１７及び流量センサ１８を用いて求めることが
できる。

１９は本システムの制御部であり、外気温度を検出する
外気温センサ２０、水位検出器６，７、温度検出器１３
，１４，１６．１？、流量センサ１５．１８からの検出
に基づいて時刻毎に第２図に示すようなモードに基づく
運転を行なう、製氷モードは夜の２２：００〜朝の８：
００までの間に行なわれる。この製氷モードにおける製
氷量の設定は、蓄熱槽１，２内の残氷量、外気温度から
翌日の負荷量を予測して、必要量の製氷を行なう、冷房
モードは朝の８：００〜冷房運転の終了する時刻Ｔ、ま
での間で行なわれる。この冷房モードにおける運転は、
第３図に示すような関数に基づいて行なわれる。第３図
において“Ｐ”は朝８：ＯＯすなわち冷房運転の開始時
における残氷量（蓄熱槽１，２の残氷量の合計）であり
、Ｔ８は冷房運転を終了させる予定時刻である０図中ａ
は運転開始時の残氷量Ｐが時刻Ｔ８で零になるように想
定して求めた関数の特性である。各々の時刻において前
記した計算方法で求めた残氷量（蓄熱槽１，２の残氷量
の合計）がこの特性で示される残氷量の値を下回った時
、すなわち負荷が増加し放熱器１１での熱使用量が予測
より増加した時に冷却装置３の運転を行なって蓄熱槽１
，２内の冷却を行ない負荷の増加に対応する。（この特
性は冷却装置３の運転開始を示すものであり、冷却装置
３の運転停止は、この特性から所定のディファレンシャ
ルを設けた残氷量に設定している。）このような冷房運
転を開始した後、時刻１０：００の段階で外気温を検出
し、この温度値と予め定めた値との関係から第３図に示
す特性ａを維持するか又は特性ｂ、特性Ｃに変更する６
例えば、朝８：００の残氷量が設計上の１００％であり
、かつ外気温度が２２°Ｃ以下の時は特性ａを特性Ｃに
変更し、又朝８：００の残氷量が設計上の６０％であり
、かつ外気温度が２９°Ｃ以上の時は特性ａを特性すに
変更する。この特性すは朝８：００の残氷量を見かけ上
増加させた時の特性であり特性ａに用いた関数の定数を
増加させて得られるものである。また特性Ｃは同様に定
数を減らして得られるものである。特性ａを特性すに変
更することによって冷却装置３の実質的な運転を減らし
、蓄熱槽１．２内の氷の利用を高め、冷房終了時刻Ｔ７
の時に蓄熱槽１，２内に氷が残らないようする。また特
性ａを特性Ｃに変更した場合は冷却装置３の実質的な運
転を増加させ、蓄熱槽１，２内の氷が冷房終了時刻Ｔ、
に達する前に早々と無くならないようにする。

このように特性ａに補正を加えることによって、冷房運
転中は蓄熱槽内に常に氷があり、かつ冷房運転終了時刻
には蓄熱槽内に氷が残らないような制御が行なえる。従
って、冷房運転中に負荷のピークが来た時には常に氷と
冷却装置との２本立で負荷に対応することができる。

第４図は本発明に用いる特性の他の実施例を示す特性図
であり、特性ａ゛は第３図に示した特性ａが一次関数で
あるのに対して、高次関数を用いた実施例である。この
特性は負荷のピーク予測や、冷却装置の能力や、蓄熱量
から適切なものを選択する。

尚、本発明では蓄熱槽を２槽で構成したが、蓄熱槽は１
槽又は２槽以上としても本発明の効果に変りはない。

また、本実施例では冷却装置を０Ｎ１０ＦＦ制御したが
能力可変形の冷却装置を用いて、蓄熱槽内の残氷量が予
定値になるように能力制御してもよい。

（ト）発明の効果 以上のように本発明は蓄熱槽に氷を蓄える空調システム
において、現時刻の蓄熱槽内の氷の量が所定の関数を用
いて現時刻毎に定まる量以下の時に冷却装置の運転を開
始させるので、蓄熱槽内の氷の量が常にこの関数で求め
られる量以下にならないようにすることができる。すな
わち、負荷のピークが来た時にも氷があるので、氷と冷
却装置との２本立で負荷に対応することができる。すな
わち、冷却装置の能力を通常より小さく設定でき、かつ
冷房運転中は常に氷を用いた冷却運転が可能になり、高
効率化と省スペース化とが同時に行なえるものである。

また、冷却装置の運転を開始させるための関数を所定時
刻に補正するので、予測外の負荷の変動に対しても常に
ピーク負荷に備えて蓄熱槽内に氷が残るようにすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた空調システムの概略図、第２図
は運転モードの説明図、第３図は冷却装置の運転開始を
決める関数の特性図、第４図は第３図に用いた関数と異
なる他の関数の特性図である。 １．２・・・蓄熱槽、　　３・・・冷却装置、　　１９
・・・制御部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄熱槽に氷を生成させる冷却装置と、蓄熱槽内の
   蓄熱を負荷へ放熱させる装置とを有する空調システムに
   おいて、現時刻の蓄熱槽内の氷の量が所定の関数を用い
   て現時刻毎に定まる量以下の時に冷却装置の運転を開始
   させることを特徴とする空調システムの制御方法。
2. （２）蓄熱槽に氷を生成させる冷却装置と、蓄熱槽内の
   蓄熱を負荷へ放熱させる装置とを有する空調システムに
   おいて、現時刻の蓄熱槽内の氷の量が所定の関数を用い
   て現時刻毎に定まる量になるように冷却装置の運転能力
   を変えることを特徴とする空調システムの制御方法。
3. （３）前記所定の関数は所定時刻の蓄熱槽内の氷の量又
   は外気温に基づいて定数を変えることを特徴とする請求
   項（１）、（２）に記載の空調システムの制御方法。
4. （４）蓄熱槽内の氷の量は生成した氷量から負荷へ放熱
   した熱量を減算して求めることを特徴とする請求項（１
   ）、（２）、（３）に記載の空調システムの制御方法。