JPH01184354A

JPH01184354A - 氷水混合流体使用の冷熱媒循環設備

Info

Publication number: JPH01184354A
Application number: JP1034188A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Saito; 正信斎藤
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-07-24
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2593502B2

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、エネルギー供給センターから複数の冷熱消費
区域へ冷熱媒を並列的に循環供給する地域冷房における
冷熱媒循環方法、及び、冷熱媒循環装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、地域冷房においては、第６図や第７図に示すよう
に、エネルギー供給センター（１）に備えた冷凍機（Ｒ
）や蓄熱槽（Ｗ）から所定温度の低温冷水を冷熱媒とし
てビルや工場等の冷熱消費区域（２）の夫々に給送し、
そして、個々の冷熱消費区域（２）からは冷熱消費によ
り高温化した冷水をエネルギー供給センター（１）に戻
すようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述の如き従来の方法・装置では、エネルギー
供給センターと各冷熱消費区域を結ぶ冷水配管の管径や
、ポンプ容量を冷水供給量に応じて選定すると極めて大
口径の配管、並びに、大容量のポンプを必要とすること
が多く、殊に、地域冷房では配管の施設長さが数すから
数十−にも及ぶことも相俟って、設備コストが高く付く
問題があり、又、大容量のポンプを必要とすることでラ
ンニングコストも高く付く問題があった。

本発明の目的は、合理的な冷熱媒循環形態を採ることに
より、冷熱媒配管の小径化、及び、ポンプ容量の小型化
を可能とすると共に、システム全体の運転効率の向上を
図り、又、個々の冷熱消費区域における冷房性能の向上
を合わせ図る点に有る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による、地域冷房における冷熱媒循環方法の特徴
構成は、エネルギー供給センターから複数の冷熱消費区
域へ冷熱媒を並列的に循環供給するに、前記エネルギー
供給センターからは冷熱媒として水と氷とを所定比率に
混合した混合流体を前記冷熱消費区域の夫々へ給送し、
前記冷熱消費区域の夫々においては、冷熱消費に伴う氷
の融解により水のみを前記エネルギー供給センターへ戻
すように、冷熱消費量に応じて前記エネルギー供給セン
ターからの供給冷熱媒の受入流量を調整することにあり
、又、本発明による、地域冷房における冷熱媒循環装置の
特徴構成は、前記エネルギー供給センターに、水と氷と
を所定比率に混合する混合手段、及び、その混合手段に
より混合された混合流体を冷熱媒として前記冷熱消費区
域の夫々に給送する給送手段を設け、前記冷熱消費区域
の夫々に、冷熱消費に伴う氷の融触により水のみを前記
エネルギー供給センターへ戻すように冷熱消費量に応じ
て前記エネルギー供給センターからの供給冷熱媒の受入
流量を調整する流量調整手段を設けたことにあり、作用
・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、エネルギー供給センターからは冷熱媒として氷
と水とを所定比率で混合した混合流体を供給することに
より、冷熱を氷の保有潜熱（冷熱）と水（冷水）の保有
顕熱（冷熱）の和として各冷熱消費区域へ供給するので
あり、それによって、従来のように単に所定温度の低温
冷水を供給するだけで冷熱を水の保有顕熱（冷熱）の形
でのみ供給するに比して、同量の冷熱を供給する場合、
各冷熱消費区域へ供給する冷熱媒の必要流量、即ち、冷
熱媒の必要循環流量を少量化することができる。

又、氷と共に送出する水は氷の運搬流体としても機能し
、氷を水との混合状態で送出することにより氷の配管輸
送が円滑となる。

一方、個々の冷熱消費区域においては、氷を融解させな
がら供給冷熱媒から氷の保有潜熱（冷熱）と水の保有顕
熱（冷熱）とを取出して、その取出冷熱を冷房に消費し
、そして、そのような冷熱の取出消費に伴う氷の融解に
より戻し冷熱媒として水のみをエネルギー供給センター
に戻すように、冷熱消費量に応じてエネルギー供給セン
ターからの供給冷熱媒の受入れ流量を調整することで、
氷の保有潜熱（冷熱）と水の保有顕熱（冷熱）との和の
形で供給される冷熱の受入れ量が必要冷熱量（すなわち
冷房負荷）に見合うようにするのである。

〔発明の効果〕

その結果、（ｉ）冷熱媒の必要循環流量が少量化されることで、冷
熱媒配管の管径をシステム全体において小径化でき、又
、ポンプ容量をも小型化でき、それによって、設備コス
トが大巾に低減される。

（ｉｉ　）ポンプ容量が小型化されることにより、又、
冷熱媒（氷と水との混合流体）の配管輸送が円滑である
ことも相俟って、必要ポンプ動力が低減される。

（ｉｉｉ　）個々の冷熱消費区域において水のみをエネ
゛　　ルギー供給センターに戻すことを目安として、冷
熱消費量に応じて供給冷熱媒の受入れ流量を調整するこ
とにより、冷熱媒の循環供給において熱的な面、及び、
輸送動力面の両面において無駄が省かれ、システム全体
の運転効率が高く維持される。

（ｉｖ）上記（ｉｉ）と（ｉｉｉ）のことからランニン
グコストが大巾に低減される。

（ｖ）氷を融解させながら氷の保有潜熱（冷熱）と水の
保有顕熱（冷熱）とを取出して消費するから、従前の如
く低温冷水の保有顕熱（冷熱）のみを取出して消費する
に比して、冷熱の取出・消費過程での冷熱媒の温度変化
を抑制でき、又、氷の保有潜熱（冷熱）だけを取出して
、それだけで消費冷熱を賄うようにすれば、冷熱取出消
費過程での冷熱媒の温度変化をほとんど皆無にすること
もでき、そして、そのように冷熱媒の温度変化を抑制で
きることで、個々の冷熱消費区域での冷房性能を安定性
並びに恒温性の面で向上し得ると共に、個々の冷熱消費
区域における設置冷房設備の小型化も可能となる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は地域冷房設備の概略システムを示し、エネルギ
ー供給センター（１）から複数の冷熱消費区域（２）に
冷熱媒を並列的に循環供給し、個々の冷熱消費区域（２
）において供給された冷熱媒の保有冷熱により冷房を実
施するようになっている。

個々の冷熱消費区域（２）は、ビル、工場、倉庫、ビル
における特定階層、あるいは、階層内の特定区域等々で
あり、又、それら個々の冷熱消費区域（２）で実施する
冷房は、人間に対する空調に限定されるものでは無く、
発熱機器の冷却、諸物の冷蔵等々であっても良い。

エネルギー供給センター（１）には、製氷設備（３）、
及び、その製氷設備（３）により製造された氷（粒状や
シャーベット状等々）と水とを混合する混合設備（４）
を設置してあり、そのエネルギー供給センター（１）か
らは冷熱媒として混合設備（４）により混合した氷と水
との所定混合比の混合流体を供給主管（５）及び供給分
岐管（６）を介して冷熱消費区域（２）の夫々へ給送す
る。

すなわち、エネルギー供給センター（１）からは冷熱を
氷の保有潜熱（冷熱）と水（冷水）の保有顕熱（冷熱）
の和として各冷熱消費区域（２）へ供給するのであり、
又、氷を水とともに送出することにより、水を氷の運搬
流体として機能させて氷のポンプ・配管輸送を円滑にす
るのである。

一方、冷房装置（７）を設置した各冷熱消費区域（２）
には、冷熱媒としてエネルギー供給センター（１）から
供給された氷と水との混合流体から冷熱を取出して、そ
の冷熱を冷熱消費装置である冷房装置（７）に供給する
熱交換設備（８）を設置してあり、個々の冷熱消費区域
（２）においては、この熱交換設備（８）において氷を
融解させながら氷の保有潜熱（冷熱）と水の保有顕熱（
冷熱）とを取出して、その取出冷熱を冷房に消費する形
態を採る。

又、個々の冷熱消費区域（２）においては、上述の如き
冷熱の取出し消費に伴う氷の融解により戻し冷熱媒とし
て水のみを還り管（９）を介してエネルギー供給センタ
ー（１）に戻すように、冷熱消費量に応じてエネルギー
供給センター（１）からの供給冷熱媒（氷と水との所定
混合比の混合流体）の受入れ流量を流量調整手段（１０
）により調整し、それによって、氷の保有潜熱（冷熱）
と水（冷水）の保有顕熱（冷熱）との和の形で供給され
る冷熱の受入れ量を必要冷熱量、すなわち、冷房負荷に
見合うように調整する。

図中（１１）　、　（１２）は冷熱媒循環用のポンプで
ある。

又、（１３）は、圧力センサー（１４）により検出され
る供給主管（５）の圧力（氷と水との給圧元圧）を所定
値に維持するようにエネルギー供給センター（１）から
の冷熱媒給送量を自動調整する主管流量調整手段であり
、この主管流量調整手段（１３）による自動流量調整に
より、エネルギー供給センター（１）からの冷熱媒給送
量は各冷熱消費区域（２）の必要冷熱媒量の総和に見合
う量に調整維持される。

第２図及び第３図は、エネルギー供給センター（１）に
設置する製氷設備（３）及び混合設備（４）の構成例を
示し、第２図に示すものでは、製氷設備（３）として、
塊状の氷を製造する製氷機（１５）と、その製氷機（１
５）により製造された塊状の氷を砕いて所定平均粒径の
粒状氷にする第１クラツシヤー（１６）とを設け、そし
て、混合設備（４）として、第１クラツシヤー（１６）
から落下供給される粒状氷を各冷熱消費区域（２）から
の戻り冷水とともに貯留する氷蓄熱槽（１７）、その氷
蓄熱槽（１７）の上層部の氷を再度砕いて粒径調整しな
がら取出して氷蓄熱槽（１７）の下層部からの取出冷水
に合流させる第２クラツシヤー（１８）、並びに、その
第２クラツシヤー（１８）からの氷供給量を調整し冷熱
消費区域（２）へ供給する氷と水との混合比を所定の値
に調整維持する弁装置（１９）を設けである。

一方、第３図に示すものでは、製氷設備（３）として、
シャーベット状の氷の製造する製氷機（２０）を設け、
そして、混合設備（４）としては、前述と同様に、製氷
機（２０）で製造されたシャーベット状の氷を各冷熱消
費区域（２）からの戻り冷水とともに貯留する氷蓄熱槽
（２１）を設けると共に、その氷蓄熱槽（２１）の上層
部から取出したシャーベット軟水と氷蓄熱槽（２１）の
下層部から取出した冷水とを所定の割合で合流させる合
流弁装置（２２）を設けである。

第４図、及び第５図は、各冷熱消費区域（２）に設置す
る熱交換設備（８）の構成例を示し、第４図に示すもの
では、エネルギー供給センター（１）から冷熱媒として
供給される氷と水との混合流体を受入れ貯留する補助氷
蓄熱槽（２３）を設け、その補助氷蓄熱槽（髄）の下層
部から取出した冷水を冷房装置（７）に供給すると共に
、冷房装Ｗ（７）からの戻り冷水を補助氷蓄熱槽（２３
）の上層部に戻すようにしである。

つまり、冷房装置（７）と補助氷蓄熱槽（２３）との間
で循環される冷水を媒体として、貯留氷を融解させなが
ら冷熱を取出し、その取出冷熱を冷房装置（７）に付与
するようにしである。

尚、この例においては供給冷熱媒の受入れ流量を調整す
る前述の流量調整手段（１０）として、水量検出センサ
ー（２４）による水貯留量検出に基づき、補助氷蓄熱槽
（２３）内の氷貯留量を設定された許容変動範囲内に維
持するように補助氷蓄熱槽（２３）内への冷熱媒受入れ
流量を自動調整する自動弁（２５）を設けてあり、それ
によって、水のみをエネルギー供給センター（１）に戻
すようにしである。

又、第４図に示すものでは補助氷蓄熱槽（２３）を密閉
型としたが、補助氷蓄熱槽（２３）は開放型であっても
良い。

一方、第５図に示すものでは、冷房装置（７）に対して
循環供給する適宜冷媒とエネルギー供給センター（１）
から冷熱媒として供給された氷水混合流体とを間接熱交
換させる熱交換器（２６）を設けてあり、その間接熱交
換により氷を融解させながら冷熱を取出して、その取出
冷熱を冷房装置（７）に付与するようにしである。

尚、この例においては前述の流量調整手段（１０）とし
て、温度センサー（２７）による戻り冷熱媒の温度検出
に基づき、熱交換器（２６）から送出される戻り冷熱媒
の温度を氷の融点よりも多少高い所定の温度に維持する
ように熱交換器（２６）への冷熱媒流入量を自動調整す
る自動弁（２８）を設けである。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（イ）　エネルギー供給センターから氷と共に給送する
水を、適宜添加剤を溶解させた水溶液としても良い。

（０）　　エネルギー供給センターから給送する氷水混
合流体における氷と水との混合比は適宜決定すれば良く
、又、季節や１日のうちの時間帯によって混合比を適宜
設定変更するようにしても良い。

（ハ）個々の冷熱消費区域において供給冷熱媒から冷熱
を取出すに、氷の保有潜熱（冷熱）の取出しと共に水（
冷水）の保有顕熱（冷熱）をどの程度取出すかは適宜決
定すれば良く、又、氷の保有潜熱のみを主として取出す
ようにしても良い。

（ニ）　　エネルギー供給センターにおいて氷を製造す
ると共に、その氷と水とを所定比率に混合するには、種
々の手法、並びに、種々の型式の装置を適用できる。

（本）又、冷熱消費区域において、冷熱消費に伴う氷の
融解により水のみをエネルギー供給センターへ戻すよう
に、冷熱消費量に応じてエネルギー供給センターからの
供給冷熱媒の受入れ流量を調整するに、その調整手法、
及び、調整装置には種々の方式、型式を適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、第１図は
全体系統図、第２図及び第３図は夫々、エネルギー供給
センターにおける設備構成図、第４図及び第５図は夫々
、冷熱消費区域における設備構成図である。第６図及び
第７図は夫々、従来方法における全体系統図である。（１）・・・・・・エネルギー供給センター、　（２）
・・・・・・冷熱消費区域、（１０）・・・・・・流量
調整手段、（１１）・・・・・・給送手段、（１９）、
　（２２）・・・・・・混合手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、エネルギー供給センター（１）から複数の冷熱消費
区域（２）へ冷熱媒を並列的に循環供給する地域冷房に
おける冷熱媒循環方法であって、前記エネルギー供給セ
ンター（１）からは冷熱媒として水と氷とを所定比率に
混合した混合流体を前記冷熱消費区域（２）の夫々へ給
送し、前記冷熱消費区域（２）の夫々においては、冷熱
消費に伴う氷の融解により水のみを前記エネルギー供給
センター（１）へ戻すように、冷熱消費量に応じて前記
エネルギー供給センター（１）からの供給冷熱媒の受入
流量を調整する地域冷房における冷熱媒循環方法。２、エネルギー供給センター（１）から複数の冷熱消費
区域（２）へ冷熱媒を並列的に循環供給する地域冷房に
おける冷熱媒循環装置であって、前記エネルギー供給セ
ンター（１）に、水と氷とを所定比率に混合する混合手
段（１９）、（２２）、及び、その、混合手段（１９）
、（２２）により混合された混合流体を冷熱媒として前
記冷熱消費区域（２）の夫々に給送する給送手段（１１
）を設け、前記冷熱消費区域（２）の夫々に、冷熱消費
に伴う氷の融触により水のみを前記エネルギー供給セン
ター（１）へ戻すように冷熱消費量に応じて前記エネル
ギー供給センター（１）からの供給冷熱媒の受入流量を
調整する流量調整手段（１０）を設けた地域冷房におけ
る冷熱媒循環装置。