JPH01203832A

JPH01203832A - 地域冷房設備

Info

Publication number: JPH01203832A
Application number: JP2815088A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Saito; 正信斎藤
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1989-08-16
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820089B2

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、冷熱源センターと、負荷側熱交換器を備えた
複数の冷熱消費区域とを、冷熱媒循環路により並列的に
接続した地域冷房設備に関する。

（従来の技術〕従来、地域冷房においては、第３図や第４図に示すよう
に、冷熱源センター（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
した冷水を冷熱源センター（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、上述の如き従来の設備では、冷熱源センターと
各冷熱消費区域を結ぶ冷水配管（冷熱媒循環路）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りか
ら数十ｉ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
を可能とし、合わせて、システム全体の運転効率の向上
を図ると共に、個々の冷熱消費区域における冷房性能の
向上、並びに、負荷変動に対する対応性の向上を図る点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による地域冷房設備の特徴構成は、冷熱源センタ
ーと、負荷側熱交換器を備えた複数の冷熱消費区域とを
、冷熱媒循環路により並列的に接続する構成において、
前記冷熱源センターに、製氷手段、その製氷手段により
製造された氷と水とを所定比率に混合する混合手段、並
びに、その混合手段により混合された氷水混合流体を供
給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、前記冷熱源セ
ンターから供給される氷水混合流体を受入れ貯留すると
共に貯留冷水を前記負荷側熱交換器に循環供給し、かつ
、氷水混合流体の受入れに対しその受入れ量に応じた量
の貯留冷水を戻し冷熱媒として前記冷熱源センターに戻
す氷蓄熱槽を設け、その氷蓄熱槽に対して、氷の貯留量
を検出する氷量検出手段、並びに、その氷量検出手段の
検出情報に基づき、前記負荷側熱交換器での冷熱消費に
伴う貯留氷の融解に対し氷の貯留量を設定適正量に維持
するように前記冷熱源センターからの氷水混合流体の受
入れ量を自動調整する流量調整手段を設けたことにあり
、その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、冷熱源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。

氷とともに給送される水は氷の運搬流体としても機能し
、それによって、氷の配管・ポンプ輸送が円滑になる。

一方、個々の冷熱消費区域においては、氷蓄熱槽におけ
る貯留冷水を負荷側熱交換器に循環供給することにより
、氷蓄熱槽における貯留量を融解させながら氷蓄熱槽に
おける貯留氷水混合流体から氷の保有潜熱（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、そのような冷熱消費に伴う貯留量の
融解により、氷蓄熱槽からは氷水混合流体の受入れに対
しその受入れ量に応じた量の水（貯留冷水）のみを戻し
冷熱媒として冷熱源センターに戻すのであり、又、その
ように氷の融解により水のみを戻すにあたり、氷蓄熱槽
において氷量検出手段による氷貯留量の検出に基づき、
負荷側熱交換器での冷熱消費に伴う貯留量の融解に対し
氷の貯留量を設定適正量に維持するように流量調整手段
により冷熱源センターからの氷水混合流体の受入れ量を
自動調整することで、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、氷蓄熱槽の氷
貯留量を設定適正量に維持するように、換言すれば、冷
熱受入れ量が冷熱消費量に見合うように、氷水混合流体
の受入れ量を自動調整し、そして、氷水混合流体の受入
れに対し戻し冷熱媒としては水のみを冷熱源センターに
戻すことで、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、それによって、個々の冷熱消費区域での冷
房性能を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（負荷側熱交換器）の小型
化も可能となる。

（ｖｉ）個々の冷熱消費区域において氷蓄熱槽は、冷房
負荷の変動と氷水混合流体の受入れ量調整との間で熱量
面において緩衝装置的に機能し、それによって、負荷変
動に対する対応性を向上できて個々の冷熱消費区域での
冷房運転を安定化し得る。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図は地域冷房設備の構成を示し、冷熱源センター（
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。

冷熱源センター（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と水とを所定比率
に混合する混合設備（４）を設置してあり、その冷熱源
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、冷熱源センター（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）の相とし
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、冷房装置としての負荷側熱交換器（７）を設置し
た各冷熱消費区域（２）には、冷熱媒として冷熱源セン
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、冷熱消費装置である負荷側熱交換器（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）を介して冷熱源センター（１）
に戻すように、冷熱消費量に応じて冷熱源センター（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冷熱源センター（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！調整手段（１３）による自動流量調整により、冷
熱源センター（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。

冷熱源センター（１）に設置する製氷設備（３）及び混
合設備（４）の具体構成については、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
１１＜１５）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貯留槽（１７）、
その貯留槽（１７）の上層部の氷を再度枠いて粒径調整
しながら取出して貯留槽（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、各冷熱消費区域（２）に設置する熱交換設備（８
）の具体構成については、冷熱源センター（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
する密閉型氷蓄熱槽（２０）を設け、その氷蓄熱槽（２
０）の下層部から取出した冷水を負荷側熱交換器（７）
に循環供給すると共に、負荷側熱交換器（７）からの戻
り冷水を氷蓄熱槽（２０）の上層部に戻すようにしであ
る。

つまり、負荷側熱交換器（７）と氷蓄熱槽（２０）との
間で循環される冷水を媒体として、貯留水を融解させな
がら冷熱を取出し、その取出冷熱を負荷側熱交換器（７
）に付与するようにしである。

又、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）としては、氷量検出センサー（２１）によ
る水貯留量検出に基づき、氷蓄熱槽（２０）内の水貯留
量を設定された許容変動範囲内に維持するように氷蓄熱
槽（２０）内への冷熱媒受入れ流量を自動調整する自動
弁（２２）を設けである。

氷蓄熱槽（２０）への冷熱媒（氷水混合体）の受入れに
対し、氷蓄熱槽（２０）からは冷熱媒の受入れ量に応じ
た量の貯留冷水が氷蓄熱槽（２０）の下部に接続の還り
管（９）を介して冷熱源センター（１）に戻される。

又、氷蓄熱槽（２０）には、負荷側熱交換器（７）に循
環供給する冷水、及び、戻し冷熱媒として冷熱源センタ
ー（１）に戻す冷水を貯留量と分離して取出すための多
孔性セパレーター（２３）を内装しである。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（イ）　　第２図に示すように、冷熱消費区域（２）に
おいて冷熱源センター（１）からの氷水混合流体を受入
れ貯留する氷蓄熱槽（２０）を開放型槽としても良い。

（０）　　又、同第２図に示すように、その開放型の氷
蓄熱槽（２０）に対して、貯留する氷水混合流体のレベ
ルを検出するレベル検出手段（２４）、並びに、そのレ
ベル検出手段（２４）の検出情報に基づき、貯留する氷
水混合流体のレベルを設定レベルに維持するように冷熱
源センター（１）への貯留冷水戻し量を自動調整する還
流量調整手段（２５）を具備しても良い。

（ハ）冷熱源センター（１）において製造する氷は塊状
の氷、あるいは、シャーベット状の氷等々、どのような
形態の氷であっても良く、製氷手段（３）の具体的装置
形式は種々の構成変更が可能である。

（ニ）　冷熱源センター（１）において氷と水とを所定
比率に混合するための具体的装置構成は種々の構成変更
が可能であり、それら混合のための手段を総称して混合
手段と称する。

（杓　冷熱消費図゛域（２）に設けた氷蓄熱槽（２０）
において氷の貯留量を検出する具体的検出構成は種々の
構成変更が可能であり、それら検出構成を総称して氷量
検出手段と称する。

（へ）　冷熱源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。

（））　　冷熱源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、そ
の混合比を適宜設定変更調整するようにしても良い。

（チ）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（冷熱）のみを主とし
て取出すようにしても良い。

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図は本発明の実施例を示す設備構成図であり、第２
図は本発明の別実施例を示す部分構成図である。第３図
及び第４図は夫々、従来例を示す概略構成図である。（１）・・・・・・冷熱源センター、（２）・・・・・
・冷熱消費区域、（３）・・・・・・製氷手段、（４）
・・・・・・混合手段、（５）　、　（６）　、　（９
）・・・・・・冷熱媒循環路、（７）・・・・・・負荷
側熱交換器、（１０）・・・・・・流量調整手段、（１
１）・・・・・・給送手段、（１７）・・・・・・貯留
槽、（１９）・・・・・・弁装置、（２０）・・・・・
・氷蓄熱槽、（２１）・・・・・・氷量検出手段、（２
３）・・・・・・分離手段、（２４）・・・・・・レベ
ル検出手段、（２５）・・・・・・還流１調整手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、冷熱源センター（１）と、負荷側熱交換器（７）を
備えた複数の冷熱消費区域（２）とを、冷熱媒循環路（
５）、（６）、（９）により並列的に接続した地域冷房
設備であって、前記冷熱源センター（１）に、製氷手段
（３）、その製氷手段（３）により製造された氷と水と
を所定比率に混合する混合手段（４）、並びに、その混
合手段（４）により混合された氷水混合流体を供給冷熱
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
、前記冷熱源センター（１）から供給される氷水混合流
体を受入れ貯留すると共に貯留冷水を前記負荷側熱交換
器（７）に循環供給し、かつ、氷水混合流体の受入れに
対しその受入れ量に応じた量の貯留冷水を戻し冷熱媒と
して前記冷熱源センター（１）に戻す氷蓄熱槽（２０）
を設け、その氷蓄熱槽（２０）に対して、氷の貯留量を
検出する氷量検出手段（２１）、並びに、その氷量検出
手段の検出情報に基づき、前記負荷側熱交換器（７）で
の冷熱消費に伴う貯留氷の融解に対し氷の貯留量を設定
適正量に維持するように前記冷熱源センター（１）から
の氷水混合流体の受入れ量を自動調整する流量調整手段
（１０）を設けた地域冷房設備。２、前記氷蓄熱槽（２０）を開放型槽とし、その氷蓄熱
槽（２０）に対して、貯留する氷水混合流体のレベルを
検出するレベル検出手段（２４）、並びに、そのレベル
検出手段（２４）の検出情報に基づき、貯留する氷水混
合流体のレベルを設定レベルに維持するように前記冷熱
源センター（１）への貯留冷水戻し量を自動調整する還
流量調整手段（２５）を設けた請求項１記載の地域冷房
設備。３、前記氷蓄熱槽（２０）に、戻り冷熱媒としての貯留
冷水を貯留氷と分離した状態で取出すための分離手段（
２３）を設けた請求項１又は２記載の地域冷房設備。４、前記冷熱源センター（１）に、前記製氷手段（３）
により製造された氷と前記冷熱消費区域（２）の夫々か
ら戻された水とを貯留する貯留槽（１７）を設け、前記
混合手段（４）として、前記貯留槽（１７）の上層部か
ら貯留氷を取出してその取出し氷を前記冷熱媒循環路（
５）に供給する流路と、前記貯留槽（１７）の下層部か
ら貯留水を取出してその取出し水を前記冷熱媒循環路（
５）に供給する流路とを設けると共に、それら流路から
の氷と水との取出し量比を規定する弁装置（１９）を設
けた請求項１、２又は３記載の地域冷房設備。