JPH06307684A - 氷含有流体供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱源用流体における溶液の濃度低下の検出を
安価にかつ精度良く行うことができるようにする。 【構成】 熱源用流体の一部を氷結して氷含有流体を生
成する製氷機と蓄熱槽とを第１の供給側配管と第１の戻
し側配管とを介して接続し、第１の供給側配管の製氷機
への入口箇所に熱源用流体の温度を測定する入口温度セ
ンサ１１を設けるとともに、第１の戻し側配管の製氷機
からの出口箇所に熱源用流体の温度を測定する出口温度
センサ１２を設け、両温度センサ１１，１２で計測され
た熱源用流体の温度差を温度差算出手段１５によって算
出し、その算出された温度差Δｔが設定範囲内かどうか
を判別し、その温度差が設定範囲内になったときに警報
制御手段１６により警報信号を出力し、警報ランプ１４
によって熱源用流体の溶液の濃度が低下したことを知ら
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱源用流体の一部を氷
結して氷含有流体を生成する製氷機と蓄熱槽または熱交
換器とを供給側配管と戻し側配管とを介して接続し、製
氷機で製造した氷含有流体を蓄熱槽または熱交換器に供
給するように構成した氷含有流体供給システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の氷含有流体供給システムでは、
例えば、ポンプや配管系のシール箇所などにおける漏れ
の発生を避けることができない。その漏れ量がたとえ少
量であっても、運転時間が長期にわたると多大な量にな
る。

【０００３】しかも、この種の熱源用流体として、一般
に、特殊溶液を溶質に、そして、水を溶媒とした、水よ
りも凝固点が低くかつ氷よりも比重が大きい水溶液であ
るブラインを用いており、氷のある状態で漏れるので、
漏れた溶液の濃度が高いために、製氷機に供給される熱
源用流体の濃度が低下し、それに起因して製氷機の内面
に氷が付着しやすくなり、製氷機のモータの駆動に大動
力を要するとともに破損に至ることもある。

【０００４】そこで、従来では、濃度と導電率とが比例
的な関係にあることを利用し、その導電率を測定するこ
とによって熱源用流体の濃度を測定して濃度が低下した
ことを検出するとか、あるいは、一部をサンプルとして
採取し、そのサンプルを分析して熱源用流体の濃度を測
定して濃度が低下したことを検出するなどし、その測定
結果に基づいて漏れの発生箇所の補修を行ったり、特殊
溶液の原液を補充するなどしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電率
を測定する方法の場合には、その測定設備や機器が大掛
かりで高価になる欠点があった。一方、サンプルを分析
する方法の場合には、その分析を専門会社などに委託し
ているのが実情であり、濃度測定が高価になる欠点があ
り、そのうえ、サンプルを採取するためには、熱源用流
体中に氷が含まれないように氷を全て溶かし切らなけれ
ばならず、濃度低下の検出に手間と時間を要するととも
に、運転を中断しなければならない欠点があった。

【０００６】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであって、請求項１に係る発明の氷含有流体供
給システムは、熱源用流体における溶液の濃度低下の検
出を安価にかつ精度良く行うことができるようにするこ
とを目的とし、また、請求項２に係る発明の氷含有流体
供給システムは、濃度低下の検出精度を向上できるよう
にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の氷
含有流体供給システムは、上述のような目的を達成する
ために、熱源用流体の一部を氷結して氷含有流体を生成
する製氷機と蓄熱槽または熱交換器とを供給側配管と戻
し側配管とを介して接続し、製氷機で製造した氷含有流
体を蓄熱槽または熱交換器に供給するように構成した氷
含有流体供給システムにおいて、供給側配管の製氷機へ
の入口箇所での熱源用流体の温度を測定する入口温度セ
ンサと、戻し側配管の製氷機からの出口箇所での熱源用
流体の温度を測定する出口温度センサと、入口温度セン
サで計測された熱源用流体の温度と出口温度センサで計
測された熱源用流体の温度との温度差を算出する温度差
算出手段と、温度差算出手段で算出された温度差が設定
範囲内かどうかを判別し、その温度差が設定範囲内にな
ったときに警報信号を出力する警報制御手段とを備えて
構成する。

【０００８】請求項２に係る発明の氷含有流体供給シス
テムは、上述のような目的を達成するために、請求項１
に記載の警報制御手段を、温度差算出手段で算出された
温度差が設定範囲内かどうかを判別し、その温度差が設
定範囲内になり、かつ、入口温度センサまたは出口温度
センサで計測された熱源用流体の温度が設定温度よりも
高いかどうかを判別する温度判別手段において設定温度
よりも高いと判別したときに警報信号を出力するように
構成する。

【０００９】

【作用】本発明者らは、鋭意研究の結果、製氷機におけ
る次のような特性を見出すに至った。すなわち、図４の
概略構成図に示すように、製氷機２においては、一般
に、その製氷部２ａが多段に直列接続されていて、その
製氷機２への入口ｉから出口ｏまでの流路が長く形成さ
れ、しかも、製氷に伴って入口ｉでの熱源用流体におけ
る溶液の濃度よりも出口ｏでの溶液の濃度が高くなり、
製氷温度が低下することになる。そのため、図５のグラ
フに示すように、運転開始初期の濃度が低い状態（例え
ば、６％）では、その入口温度ｔｉと出口温度ｔｏとで
大きな温度差を生じ、しかも、製氷が完了して濃度が高
くなった正常時の安定運転状態（例えば、12％）でも、
0.5℃程度の温度差を生じる。これに対して、溶液の漏
れが発生してその濃度が低下すると、製氷に伴う濃度の
変化が小さくなって入口温度ｔｉと出口温度ｔｏとの温
度差が小さくなるという特性を有する。

【００１０】請求項１に係る発明の氷含有流体供給シス
テムの構成によれば、上述特性に着目して、製氷機への
入口と出口とでの温度差が設定範囲内かどうかを判別
し、温度差が設定範囲内になったことを判別するに伴
い、濃度が低下したと判断して警報を発生させ、原液を
補充したり、漏れ発生箇所に対する補修を行うなど適切
な処置を促すことができる。

【００１１】また、前述した特性に加え、溶液の濃度低
下に伴い、図５に一点鎖線で示すように、製氷機への入
口と出口とでの温度差が設定範囲内になるのみならず、
その状態での入口での溶液の温度が正常時に比べて高く
なることをも見出すに至り、請求項２に係る発明の氷含
有流体供給システムの構成によれば、この特性にも着目
し、温度差が設定範囲内になり、しかも、製氷機への入
口または製氷機からの出口での熱源用流体の温度が設定
温度よりも高いときに、濃度が低下したと判断して警報
を発生させ、原液を補充したり、漏れ発生箇所に対する
補修を行うなど適切な処置を促すことができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明に係る氷含有流体供給シス
テムの実施例を示す全体システム構成図であり、１は、
氷含有流体としての氷が混入した冷水を蓄える蓄熱槽を
示し、この蓄熱槽１に、熱源用流体の一部を氷結して氷
含有流体を生成する製氷機２が、第１のポンプ３を介装
した第１の供給側配管４と第１の戻し側配管５とを介し
て連通接続されている。

【００１３】また、蓄熱槽１には、第２のポンプ６を介
装した冷水取り出し用の第２の供給側配管７と第２の戻
し側配管８とを介して熱交換器９が連通接続されるとと
もに、その熱交換器９に二次側配管１０が接続され、二
次側配管１０によって、例えば、ビル内に設けられた冷
房用の熱交換器などに冷水を供給するように構成されて
いる。

【００１４】第１の供給側配管４の製氷機２への入口箇
所に、そこを流れる熱源用流体の温度（入口温度ｔｉ）
を測定する入口温度センサ１１が設けられ、かつ、第１
の戻し側配管５の製氷機２からの出口箇所に、そこを流
れる熱源用流体の温度（出口温度ｔｏ）を測定する出口
温度センサ１２が設けられている。

【００１５】入口温度センサ１１および出口温度センサ
１２がマイクロコンピュータ１３に接続され、そのマイ
クロコンピュータ１３に製氷機２に付設された警報ラン
プ１４が接続されている。警報ランプ１４としては、異
常発生に伴って点灯するものでも点滅するものでも良
く、また、この警報ランプ１４に代えて警報ブザーを用
いても良く、それらをして警報手段と総称する。マイク
ロコンピュータ１３には、図２のブロック図に示すよう
に、温度差算出手段１５と警報制御手段１６と入口温度
判別手段１７とが備えられている。

【００１６】前記温度差算出手段１５では、入口温度セ
ンサ１１で計測された熱源用流体の入口温度ｔｉと、出
口温度センサ１２で計測された熱源用流体の出口温度ｔ
ｏとの温度差Δｔを算出するようになっている。前記警
報制御手段１６では、温度差算出手段１５で算出された
温度差Δｔが設定範囲内かどうかを判別し、その温度差
Δｔが設定範囲内になったときに警報信号を出力するよ
うになっている。前記入口温度判別手段１７では、入口
温度センサ１１で計測された熱源用流体の入口温度ｔｉ
が設定温度ｔｓよりも高いかどうかを判別し、入口温度
ｔｉが設定温度ｔｓよりも高いと判別したときに警報信
号を出力するようになっている。

【００１７】次に、上記マイクロコンピュータ１３によ
る動作につき、図３のフローチャートを用いて説明す
る。先ず、温度差算出手段１５により、熱源用流体の入
口温度ｔｉと出口温度ｔｏとの温度差Δｔを算出し（Ｓ
１）、その温度差が設定範囲内かどうか、すなわち、
0.3℃よりも小さいかどうかを判断する（Ｓ２）。

【００１８】温度差が 0.3℃よりも小さくなければ、正
常状態であると判断してステップＳ１に戻り、一方、温
度差が 0.3℃よりも小さいときには、ステップＳ３に移
行して10分間経過するのを待ち、10分間経過後に、入口
温度ｔｉが設定温度ｔｓよりも高いかどうかを判別する
（Ｓ４）。

【００１９】ステップＳ４において、入口温度ｔｉが設
定温度ｔｓよりも高くなければ、正常状態であると判断
してステップＳ１に戻り、一方、入口温度ｔｉが設定温
度ｔｓよりも高いときには警報信号を出力し、警報ラン
プ１４を点灯あるいは点滅して濃度が低下したことを知
らせる（Ｓ５）。

【００２０】以上の構成により、熱源用流体において、
その溶液の濃度が所定以上に低下しているかどうかを連
続的にかつ自動的に監視し、溶液の濃度が所定以上に低
下した場合には、そのことを検出して異常であることを
知らせ、原液を補充したり、漏れの発生箇所の補修を行
うなど、適切な処置を早期に施すことができる。

【００２１】氷含有流体としては、例えば、エチレング
リコール、グリセリン、プロピレングリコール、エタノ
ール、塩化カルシウムなどの特殊溶液を溶質とし、水を
溶媒とした、水よりも凝固点が低くかつ氷よりも比重が
大きい水溶液であるブラインを用い、製氷機によりブラ
イン中の水を凍結してシャーベット状の氷スラリーを生
成するものが使用される。

【００２２】上記実施例では、製氷機２で得られた氷含
有流体を蓄熱槽１に供給し、その蓄熱槽１から熱交換器
９に取り出すようにしているが、本発明としては、蓄熱
槽１を設けずに、製氷機２で得られた氷含有流体を熱交
換器９に直接供給するように構成するものでも良い。

【００２３】上記実施例では、製氷機２の入口および出
口の熱源用流体の温度の差に加えて、入口温度判別手段
１７によって入口温度が設定温度よりも高いかどうかを
判別し、濃度低下をより精度良く検出できるようにして
いるが、請求項１に係る発明としては、入口温度判別手
段１７を備えないものでも良い。また、入口温度に代え
て出口温度が設定温度よりも高いかどうかを判別する出
口温度判別手段を設け、濃度低下をより精度良く検出で
きるようにしても良く、入口温度判別手段１７または出
口温度判別手段をして温度判別手段と総称する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の氷含有流体供給システムによれば、製氷機の特性に
着目し、製氷機の入口および出口それぞれでの熱源用流
体の温度を測定する出口温度センサおよび入口温度セン
サを設けるだけで、その温度差に基づいて濃度が低下し
たかどうかを判断するから、機器構成が簡単で安価にで
き、また、低温域の温度のみを測定するだけであるか
ら、精度の高い温度センサを容易に用いて濃度低下の検
出精度を向上できる。しかも、濃度が低下したことを警
報の発生によって知らせるから、異常状態を不測に継続
させることが無く、原液を補充したり、漏れ発生箇所に
対する補修を行うなど適切な処置を促し、良好な運転を
行うことができる。

【００２５】また、請求項２に係る発明の氷含有流体供
給システムによれば、製氷機の入口と出口とでの温度差
が設定範囲内になったことのみならず、製氷機への入口
または製氷機からの出口での熱源用流体の温度が設定温
度よりも高いことをも加えて、濃度が低下したことを判
断して警報を発生させるから、濃度低下の検出精度を一
層向上してより良好な運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る氷含有流体供給システムの実施例
を示す全体システム構成図である。

【図２】ブロック図である。

【図３】フローチャートである。

【図４】製氷機の概略構成図である。

【図５】溶液の温度の経時的変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１…蓄熱槽 ２…製氷機 ４…第１の供給側配管 ５…第１の戻し側配管 ９…熱交換器 １１…入口温度センサ １２…出口温度センサ １５…温度差算出手段 １６…警報制御手段 １７…入口温度判別手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱源用流体の一部を氷結して氷含有流体
   を生成する製氷機と蓄熱槽または熱交換器とを供給側配
   管と戻し側配管とを介して接続し、前記製氷機で製造し
   た氷含有流体を前記蓄熱槽または熱交換器に供給するよ
   うに構成した氷含有流体供給システムにおいて、 前記供給側配管の前記製氷機への入口箇所での熱源用流
   体の温度を測定する入口温度センサと、 前記戻し側配管の前記製氷機からの出口箇所での熱源用
   流体の温度を測定する出口温度センサと、 前記入口温度センサで計測された熱源用流体の温度と前
   記出口温度センサで計測された熱源用流体の温度との温
   度差を算出する温度差算出手段と、 前記温度差算出手段で算出された温度差が設定範囲内か
   どうかを判別し、その温度差が設定範囲内になったとき
   に警報信号を出力する警報制御手段と、を備えたことを
   特徴とする氷含有流体供給システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の警報制御手段が、 温度差算出手段で算出された温度差が設定範囲内かどう
   かを判別し、その温度差が設定範囲内になり、かつ、入
   口温度センサまたは出口温度センサで計測された熱源用
   流体の温度が設定温度よりも高いかどうかを判別する温
   度判別手段において設定温度よりも高いと判別したとき
   に警報信号を出力するものである氷含有流体供給システ
   ム。