JPH0395363A

JPH0395363A - 蓄熱式熱供給システムにおける蓄熱消費量の判定方法

Info

Publication number: JPH0395363A
Application number: JP23260789A
Authority: JP
Inventors: Susumu Katou; 加藤　駸; Kaoru Hamada; 薫浜田; Takao Yamada; 山田　隆生
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-04-19
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083376B2

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〕本発明は夜間電力を利用して熱源装置等のヒートポンプ
を運転して蓄熱し、昼間にその蓄熱を使用すると共に、
熱源装置等を併用運転して空調負荷に給熱するヒートポ
ンプシステムであって、詳しくは熱源装置の出口より熱
負荷及び蓄熱槽を経て前記熱源装置に帰る熱媒流体循環
経路を設けると共に、前記蓄熱槽のみを迂回するバイパ
ス路を設け、前記バイパス路と蓄熱槽とに熱媒流体を分
配する分流弁を設けてあるヒートポンプシステムに関す
る。

〔従来の技術〕

上記ヒートポンプシステムでは、蓄熱槽に対してバイパ
ス路を設け、バイパス路への分岐流量を調節することに
よって蓄熱槽に流入する熱媒流体の量を空調負荷に応じ
て調節可能に構成してあり、このものにおいて、ヒート
ポンプの運転停止及び熱媒流体の循環を停止して蓄熱装
置の運転停止を行・う際に、運転中の蓄熱量を把握する
ことが必要である。

そこで、蓄熱量を知るに、従来は、蓄熱槽に流入する熱
媒流体の流量を発信器付流量計で測定しその測定値を制
御装置に送り込むとともに蓄熱槽出入口で熱媒流体温度
差より、蓄熱量を求める方法を採っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このように蓄熱槽を流れる流量を逐時測定する
必要がある為に流量計として発信器が必要であり、流量
計としてコストの高いものになっていた。

本発明の目的は流量計として簡易なものを利用し乍ら、
蓄熱槽を流れる熱媒流体の流量を想定して、蓄熱量を把
握できる方法を提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による特徴構或は、 ■　前記熱源装置に投入される熱媒流体の循環量を所定
値に設定する簡易流量調節機構を設ける点と、 ■　前記蓄熱槽と前記バイパス路とからの熱媒流体が合
流する前記熱源装置入口での熱媒流体の入口温度を設定
値に維持するように、前記バイパス路と蓄熱槽とを流れ
る熱媒流体の割合を前記分流弁で可変する制御装置を設
ける点と、 ■　前記熱源装置入口に流入する熱媒流体量、前記バイ
パス路を流れる熱媒流体の温度、前記蓄熱槽出口での熱
媒流体温度、及び、熱源装置入口での熱媒流体温度より
蓄熱槽内流量を推定する点と、にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

■　分流弁の調節機構を前記熱源装置入口での熱媒流体
の温度が設定値となるように自動調節して、蓄熱槽を流
れる熱媒流体量と前記バイパス路を流れる熱媒流体量の
割合を調節する。すると、熱源装置入口において、蓄熱
槽からの熱媒流体と前記バイパス路から流入する熱媒流
体が合流混合されて所定値になる。

これは熱源装置としてのヒートポンプ等を効率よく運転
するのに必要な条件である。つまり、蓄熱槽を流れる熱
媒流体は熱負荷に応じて調節される。

■　熱源装置に投入される熱媒流体量も一定値であるこ
とが熱源装置を効率よく運転する上で必要な条件であり
、ここでは、例えば第２図で示すようなフロート式面積
流量計（１５）を熱源装置（１）への熱媒流体循環経路
（３）に装入して、前記循環経路内の仕切弁等の開度調
節によって、前記フロート式面積流量計の指示が所定値
となるように調節する。一度調節すると熱媒流体循環経
路は閉回路であるから、再調節の必要性は小さい。した
がって、熱源装置入口での熱媒流体流量は一定とするこ
とができる。

以上の前提より、前記バイパス路出口での熱媒流体温度
（ｔｂ）前記蓄熱槽出口での熱媒流体温度（【，）前記熱源装置入口での熱媒流体温度（ｔ。）前記熱源装置入口での熱媒流体量（Ｑ。）前記蓄熱槽での熱媒流体量（Ｑｂ）とすると、■前記バイパス路を流れる熱媒流体の保有熱
量と前記蓄熱槽を流れる熱媒流体の保有熱量との合計が
熱源装置入口での熱媒流体の保有熱量になる点と、■前
記バイパス路での熱媒流体量と前記蓄熱槽内を流れる熱
媒流体量との合計が前記熱源装置入口での熱媒流体量に
なる点との２つの条件より、蓄熱槽内を流れる熱媒流体
量（Ｑｂ）は次のように表わされる。

したがって、マイコンを備えた制御装置内に上記の演算
式をプログラムし、前記した３つの測定温を随時に前記
制御装置に与え、演算処理させることによって、演算時
点での蓄熱量を想定でき、熱源装置等の発停を適確に行
なえる。

〔発明の効果〕

その結果、発信器付の高価な流量計を使用することなく
、蓄熱量を把握できるに至り、熱源装置及び熱媒流体循
環ポンプ等の発停制御を適確に行なえる。

〔実施例〕

ヒートポンプシステムについて説明する。蒸発器（ｌａ
）、圧縮機（ｌｂ）、凝縮器（１ｃ）、膨張弁（１ｄ）
を装備した熱源装置としてのヒートポンプ（１）、及び
、前記凝縮器＜Ｉｃ）と、空調負荷用熱交換器（４Ａ）
、及び、蓄熱槽（２）との順に流れるように熱媒流体循
環経路（３）を形或すると共に、蓄熱槽（２）を流れる
循環経路と並列に第１バイパス路（ｌＯ）を、及び、前
記空調負荷用熱交換器（４Ａ）を流れる循環経路と並列
に第２バイパス路（９）を設け、これら分岐経路（９）
，　（１０）に対応して仕切弁（５）を複数箇所に配し
て設けてある。

又、前記循環経路内で熱媒流体を循環駆動する循環ポン
プ（１１）を設けると共に、前記第１バイパス路（１０
）を流れる熱媒流体と蓄熱槽（２）を流れる熱媒流体と
を所定の流量割合いに設定する分流弁（１２）とを設け
、蓄熱槽（２）を流れる熱媒流体量を可変できるように
してある。つまり、前記凝縮器（１ｃ）への入口に熱媒
流体温度（１，）を測定する第１温度計（１３）を設け
、この第ｌ温度計（１３）の検出値が設定値となるよう
に、この検出値をマイコン内蔵の制御装置（６）に入力
して前記分流弁（１２）の絞り度合を変更して、蓄熱槽
（２）を流れる熱媒流体量を調節する。例えば、暖房状
態であるから、前記第１温度計（１３）の検出温度が設
定値より低下した場合には空調負荷（４）が大きくなっ
たと仮定できるので、蓄熱槽（２）での流量を増やして
空調負荷（４）に与える全体熱量を増大させるべく、前
記分流弁（１２）を操作する。そして、この蓄熱槽（２
）を流れる熱媒流体量を把握する手段として次のような
構或を採る。

蓄熱槽（２）の出口熱媒流体温度（ｔｂ）を測定する第
２温度計（７）を設けると共に、前記バイパス路（ｌＯ
）出口での熱媒流体温度（ｔａ）を測定する第３温度計
（１４）を設け、更に、前記ヒートポンプ（１）入口で
の熱媒流体量つまり全体循環量を表示する流量計（１５
）を設けてある。

第２図に示すように、前記流量計（１５）はロータメー
タと呼ばれるフロート式面積流量計であって、上下方向
姿勢の容器（ｌ６）を上方程断面積が大なるテーパ内面
を有し、その容器（１６）内にフロート（１７）を配し
、底面より上面に抜ける熱媒流体の流れ抵抗とフロー１
・自重とのつり合いによるフロート（１７）位置によっ
て熱媒流体の流量を表示する。従って、容器（１６）壁
面に刻設された目盛とフロー１−（１７）の位置とを対
比させることによって、熱媒流体量を目視で把握できる
。

したがって、蓄熱運転を行う前に、この流量計（ｌ５）
の指示を見ながら、前記した仕切弁（５）の開度調節を
行うことによって、熱媒流体量を一定にでき、蓄熱槽（
２）を流れる熱媒流体量を算出する場合は、ヒートポン
プ（１）に流入する熱媒流体量（Ｑｃ）を一定として計
算する。

前記分流弁（１２）と仕切弁（５）とを簡易流量調節機
構と称する。

ここに、〔作　用〕の項で示｛，ように、前記蓄熱槽出
口での熱媒流体温度（ｔｂ）、前記バイパス路出口での
熱媒流体温度（ｔ２）、前記ヒートポンプ入口での熱媒
流体温度（ｔ。）によって、蓄熱槽（１）を流れる熱媒
流体量（Ｑｂ）を、より算出する。この計算処理は制御
装置（６）内のマイコンで処理され、運転中常時、熱媒
流体Ｊｌ（Ｑ．）が算出される。したがって、この熱媒
流体量（Ｑ．）がわかると蓄熱槽（１）の出入口での温
度差の測定値より単位時間当りの蓄熱量がわかり、この
単位時間当りの蓄熱量を積算することによって、現状の
蓄熱残量を知ることができる。

この蓄熱量が所定値になると蓄熱運転を停止し、又反対
に、蓄熱量が所定値を下回ると空調負荷（４）への給熱
運転を停止する。

ただし、蓄熱運転を行う場合には、蓄熱を早期に完了さ
せる為に熱媒流体全量を蓄熱槽（２）に流して行う。

〔別実施例〕

■　前記ヒートボンプシステムとして暖房時の場合につ
いて説明したが、勿論冷房時においても前記したと同様
に蓄熱槽（２）を流れる熱媒流体量を算出して、蓄熱量
を把握することができる。

■　熱源装置（１）としてはビートポンプとボイラを併
用したもの、或いは、ボイラ単独のものであってもよい
。

■　簡易流量調節機構としては、管路に配置したオリフ
ィスの前後の差圧より流量を間接的に知ることのできる
ものであってもよい。

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】

図面は本発明に係るヒー１・ポンプシステムの蓄熱装置
における蓄熱量把握方法の実施例を示し、第１図は熱媒
流体循環経路を示す構或図、第２図はフロート式面積流
量計を示す縦断面図である。＜１）・・・・・・熱源装置、（２）・・・・・・蓄熱
槽、（３）・・・・・・熱媒流体循環経路、（４）・・
・・・・熱負荷、（６）・・・・・・制御装置、（１０
）・・・・・・バイパス路、（１２）・・・・・・分流
弁、（Ｑ。）・・・・・・熱源装置入口に流入する熱媒
流体量、（Ｑｂ）・・・・・・蓄熱槽内流量、（ｔｂ）
・・・・・・バイパス路を流れる熱媒流体の温度、（ｔ
ｂ）・・・・・・蓄熱槽出口での熱媒流体温度、（（。）・・・・・・熱源装置入口での熱媒流体の温度。

Claims

【特許請求の範囲】熱源装置（１）の出口より熱負荷（４）及び蓄熱槽（２
）を経て前記熱源装置（１）に帰る熱媒流体循環経路（
３）を設けると共に、前記蓄熱槽（２）のみを迂回する
バイパス路（１０）を設け、前記バイパス路（１０）と
蓄熱槽（２）とに熱媒流体を分配する分流弁（１２）を
設けてあるヒートポンプシステムであって、前記熱源装置（１）に投入される熱媒流体の循環量を所
定値に設定する簡易流量調節機構を設け、前記蓄熱槽（
２）と前記バイパス路（１０）とからの熱媒流体が合流
する前記熱源装置（１）入口での熱媒流体の入口温度（
ｔｃ）を設定値に維持するように、前記バイパス路（１
０）と蓄熱槽（２）とを流れる熱媒流体の割合を前記分
流弁（１２）で可変する制御装置（６）を設けると共に
、前記熱源装置（１）入口に流入する熱媒流体量（Ｑｃ
）、前記バイパス路（１０）を流れる熱媒流体の温度（
ｔ＿ａ）、前記蓄熱槽（２）出口での熱媒流体温度（ｔ
＿ｂ）、及び、熱源装置（１）入口での熱媒流体温度（
ｔ＿ｃ）より蓄熱槽内流量（Ｑ＿ｂ）を推定するヒート
ポンプシステムの蓄熱装置における蓄熱量把握方法。