JPH0466854A - 氷含有流体供給システムにおける氷含有率測定方法およびそれに用いる装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、水やブラインなどの一部を氷結した水スラリ
ーといったように、氷を含をした氷含有流体を供給して
ビルの冷房や食品等の保管倉庫での冷凍などを行うとい
った氷含有流体供給システムに用いる水含有率測定方法
およびそれに用いる装置に関する。

〈従来の技術〉 上述のように氷含有流体を用いて冷房や冷凍を行う場合
、適量の氷を供給したり、また、氷の消費量を知るなど
のために、その氷含有流体における氷含有率を知る必要
がある。

そこで、従来では、氷含有率を測定するために、次のよ
うな方法を用いていた。

Ａ、第１従来例 氷による光の屈折があるために氷の含有率の違いに応じ
て光の透過度に変化を生じることに着目し、氷を供給す
る配管の途中に投光器と受光器とを設け、その投光量に
対する受光量の割合に基づいて透過度を測定していた。

Ｂ、第２従来例 氷を供給する配管の途中に、氷の通過を許容するに足る
大きさの網目を有する網体を設け、氷が網に引っ掛かる
ことによる流動抵抗を測定し、氷含有率が高くなるほど
流動抵抗が大きくなることを利用して氷含有率を測定し
ていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前述した第１および第２従来例では、そ
れぞれ次のような欠点があった。

ａ、第１従来例の欠点 氷の大きさや形が一律では無く、同し氷含有率であって
も、投射される光を受ける氷の面の角度の違いによって
、測定される透過度に違いを生じ、氷含有率を正確に測
定できない欠点があった。

ｂ、第２従来例の欠点 氷が通過する位置によって、同し大きさの氷であっても
、網への引っ掛かり具合が変わり、測定される流動抵抗
に違いを生し、氷含有率を正確に測定できない欠点があ
った。

また、この第２従来例の場合には、例えば、氷どうしが
付着して大きな塊になったときに、それが網体に引っ掛
かって通過せず、氷の供給に支障をきたす欠点があった
。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、氷の供給に支障をきたさずに氷含有率を正確に測定
できるようにすることを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の氷含有流体供給システムにおける水含有率測定
方法は、このような目的を達成するために、水含有流体
の一部を試ｔ４流体として取り出すとともに、取り出し
た試料流体の温度を測定し、試料流体を加熱して氷の全
量を融解し、その加熱後の試料流体の温度を測定すると
ともに、加熱に要した全加熱熱量を求め、加熱前の試ｉ
［体の温度と加熱後の加熱温度との差と取り出した試料
流体の量と全加熱熱量とに基づいて氷含有率を算出する
ことを特徴としている。

また、本発明の氷含有流体供給システムにおける水含有
率測定装置は、上述目的を達成するために、氷含有流体
の一部を試料流体として取り出すサンプル抽出管と、そ
のサンプル抽出管に取り出された試料流体を加熱する加
熱手段と、試料流体の温度を測定する温度測定手段と、
試料流体を氷の全量を融解する温度にまで加熱するに必
要な前記加熱手段の全加熱熱量を算出する必要熱量算出
手段と、温度測定手段によって測定された加熱前の試料
流体の温度と加熱後の温度との差と試料流体量と必要熱
量算出手段によって算出された全加熱熱量とに基づいて
氷含有率を算出する氷含有率算出手段とから構成する。

〈作用〉 本発明の氷含有流体供給ノステムにおける水含有率測定
方法の構成によれば、氷含有流体の一部を取り出して、
氷含有流体中の氷の全量を加熱融解し、その融解に必要
とした全加熱熱量と試料流体の量とに基づいて氷含有率
を求める。

また、本発明の氷含有流体供給システム乙こおける水含
有率測定装置の構成によれば、氷含有流体の供給管にサ
ンプル抽出管を接続することにより、試料流体を取り出
して加熱手段で加熱し、抽出した氷含有流体中の水の全
量を加熱融解し、その融解に必要とした全加熱熱量と試
＄４流体の量とに基づいて氷含有率を算出することがで
きる。

〈実施例〉 次に、本発明の実施例を図面乙こ基ついて詳細に説明す
る。

星土工施■ 第１図は、本発明の氷含有流体供給システムにおける水
含有率測定方法に用いる水含有率測定装置の第１実施例
を示す概略構成図であり、氷結可能な熱源用流体を製氷
機によって氷結した氷含有流体を供給する氷供給配管１
の途中箇所に、氷含有流体の一部を試料流体として取り
出すサンプル抽出管２が接続され、そのサンプル抽出管
２に、そこを流れる試料流体を加熱する加熱手段として
のヒータ３が設けられている。

ヒータ３の回路には、加熱ならびに加熱の停止を行う電
磁操作型のスイッチ４が設けられている。

サンプル抽出管２のヒータ３への入口側には、そこを流
れる加熱前の試料流体の温度Ｔ１を測定する温度測定手
段としての第１の温度計５が設けられ、一方、ヒータ３
からの出口側には、そこを流れる加熱後の試料流体の温
度ｔを測定する第２の温度計６が設けられている。

第２図に示すように、第１の温度計５および第２の温度
計６、ならびに、温度設定器７とカウンタ８とが演算装
置９に接続され、その演算装置９に、スイッチ４を開閉
操作するスイッチ駆動回路１０とが接続されている。

／ｊｉ算装置９には、温度差算出手段１１、比較手段１
２、必要熱量算出手段１３、試料流体量算出手段１４お
よび氷含有率算出手段１５が備えられている。

温度差算出手段１］は、第１の温度計５によって測定さ
れた加熱前の試料流体の温度Ｔ１と温度設定器７で設定
される設定温度Ｔ２とを入力し、その温度差（Ｔ、−Ｔ
、）を算出するようになっている。

比較手段１２は、温度設定器７で設定される、例えば、
１３°Ｃなどの設定温度Ｔ２と第２の温度計６によって
測定された加熱後の試料流体の温度ｔとを入力し、加熱
後の試料流体の温度ｔが設定温度Ｔ２になったことを判
断してカウンタ８およびスイッチ駆動回路１０それぞれ
に比較出力を出し、カウンタ８の計数を停止するととも
に、スイッチ４を開いてヒータ３への通電を停止するよ
うになっている。

必要熱量算出手段１３は、カウンタ８からのカウント値
を入力し、ヒータ３への通電時間りに基づき、試料流体
の温度を設定温度Ｔ２にまで上昇するのに必要とした全
加熱熱ｉｔＱを算出するようになっている。

試料流体量算出手段１４は、カウンタ８からのカウント
値を入力し、ヒータ３への通電時間りに基づき、ヒータ
３による加熱開始から加熱終了までに流れた試料流体の
量Ｆを算出するようになっている。

氷含有率算出手段１５は、温度差算出手段１１で算出さ
れた温度差（Ｔｚ　−７１）と、必要熱量算出手段１３
で算出された全加熱熱量Ｑと、試料流体量算出手段１４
で算出された試料流体の量Ｆとを入力し、それらの値を
計算式 ％式％ に代入し、氷含有率χを算出するようになっている。

次に、上記演算装置９による演算動作を、第３図のフロ
ーチャートを用いて説明する。

スイッチ４を閉じてヒータ３を○Ｎするに伴い（ステッ
プＳ１）、カウンタ８をスタートする（ステップＳ２）
とともに、第１および第２の温度計５．６で測定された
そのときの試料流体の温度Ｔ＋、ｔそれぞれを入力する
（ステップＳ３）。

その後、ステップＳ４に移行して、第２の温度計６で測
定された試ネ４流体の温度ｔが設定温度Ｔ２まで上昇し
たかどうかを判断し、設定温度Ｔ２まで上昇するに伴い
、スイッチ４を開いてヒータ３をＯＦＦにし、加熱を終
了する（ステ、ブＳ５）とともに、カウンタ８を停止し
て、加熱開始から加熱終了までの時間りを読み込む（ス
テップＳ６）。

次いで、試料流体量算出手段１４によってサンプル抽出
管２内を流れる単位時間当りの／ｉｔ量にその時間を乗
算して試料流体量を算出する（ステップＳ７）とともに
、その加熱時間と、ヒータ３の特性とに基づいて全加熱
熱量Ｑを算出する（ステップＳ８）。

そして、設定温度Ｔ２と加熱前の試料流体の温度Ｔ１と
の温度差（Ｔ２−Ｔ、）と、全加熱熱量Ｑと、試料流体
の量Ｆとを計算式 ％式％ に代入し、氷含有率Ｘを算出して（ステップＳ９）から
ステップＳｌに戻す。

以上の構成により、氷供給管１から取り出した試料流体
中に含有される氷の含有率を正確に測定することができ
る。

里Ｉ皇旌拠 第４図は、水含有率測定装置の第２実施例を示す概略構
成図であり、氷供給配管１の途中箇所に、電磁操作型の
第１の開閉弁】６とポンプ１７とを介装したサンプル抽
出管１８が接続され、そのサンプル抽出管１８乙こ連通
して、設定量Ｆの試料流体を溜める定量槽１９が設けら
れるとともに、その定量槽１９内に加熱手段としてのヒ
ータ２０が設けられている。

定量槽１９内に、そこに溜められた試料流体の温度ｔを
測定する温度計２１と撹拌具２２とが設けられるととも
に、定量槽１９の底部に、電磁操作型の第２の開閉弁２
３を介装した排出用配管２４、が連通接続されている。

以上の構成により、次のような手順で水含を率χを測定
するようになっている。

■第２の開閉弁２３を閉した状態で第１の開閉弁１６を
開くとともにポンプ１７を駆動して設定量Ｆの試料流体
を定量槽１９に供給する。

■第１の開閉弁１６を閉しるとともにポンプ１７を停止
し、温度計２１によって測定された温度りを加熱前の試
ネ４流体の温度Ｔ１として記憶してから、ヒータ２０を
ＯＮするとともに撹拌具２２を駆動する。

■温度計２１によって測定された温度もが設定温度Ｔ２
になった段階でヒータ２０をＯＦＦにし、加熱開始時か
ら加熱停止時までの時間りに基づいて、必要熱量算出手
段により全加熱熱量Ｑを求め、その全加熱熱量Ｑと、温
度差算出手段により求めた設定温度Ｔ２と加熱前の試料
流体の温度Ｔ１との温度差（Ｔ２−Ｔ１〕と、試料流体
の量Ｆとを計算式 ％式％ に代入し、氷含有率算出手段によって氷含有率Ｘを算出
する。

■その後、第２の開閉弁２３を開き、定量槽１９内の試
料流体を排出用配管２４を通して排出する。

これらの操作が、所定時間（ヒータ２０による熱の影響
が無くなるまでの時間）ごとに繰り返して行われる。

本発明ムこ係る水含有率測定方法および測定装置は、例
えば、氷含有流体を供給してビルの冷房や保管倉庫の冷
凍などを行う氷含有流体供給システムにおける氷供給量
の制御とか水消費量の算出などに使用される。

上述した氷結可能な熱源用流体としては、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とか水が用いられ、
ブライン中の水を凍結したシャーヘット状の氷とか水を
凍結した塊状の氷などが氷含有流体として用いられる。

〈発明の効果〉 本発明の氷含有流体供給システムにおりる水含有率測定
方法によれば、抽出した氷含有流体中の氷の融解熱量に
基づいて水含有率を測定するから、氷含有流体中の氷の
形や大きさ、更には、ンヤーヘット状の水といった氷の
性状による影響を受けず、氷含有率を正確に求めること
ができる。

また、氷含有流体中の一部を試料流体として取り出して
氷含有率を測定するから、従来の網体を設ける場合のよ
うに氷含有流体の供給に支障をきたすことが無く、氷含
有流体の供給を良好に行わせなから氷含有率を測定する
ことができる。

また、本発明の氷含有流体供給ノステムＧこおける氷含
有率の測定装置の構成によれば、水含有流体の供給管に
サンプル抽出管を接続するだけで氷含有率を測定できる
から、正確な氷含有率を容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る氷含有流体供給ンステムにおける
水含有率測定方法およびそれに用いる装置の実施例を示
し、第１図は、水含有率測定装置の第１実施例を示す概
略構成図、第２図はブロック図、第３回は、演算装置の
演算動作を説明するフローチャート、第４図は、水含有
率測定装置の第２実施例を示す概略構成図である。 ２・・・サンプル抽出管 ３・・・加熱手段としてのヒータ ５・・・温度測定手段を構成する第１の温度計６・・・
温度測定手段を構成する第２の温度計１３・・・必要熱
量算出手段 １５・・・氷含有率算出手段 １８・・・サンプル抽出管 ２０・・・加熱手段としてのヒータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）氷含有流体の一部を試料流体として取り出すとと
   もに、取り出した試料流体の温度を測定し、試料流体を
   加熱して氷の全量を融解し、その加熱後の試料流体の温
   度を測定するとともに、加熱に要した全加熱熱量を求め
   、加熱前の試料流体の温度と加熱後の加熱温度との差と
   取り出した試料流体の量と全加熱熱量とに基づいて氷含
   有率を算出することを特徴とする氷含有流体供給システ
   ムにおける氷含有率測定方法。
2. （２）氷含有流体の一部を試料流体として取り出すサン
   プル抽出管と、 そのサンプル抽出管に取り出された試料流体を加熱する
   加熱手段と、 試料流体の温度を測定する温度測定手段と、試料流体を
   氷の全量を融解する温度にまで加熱するに必要な前記加
   熱手段の全加熱熱量を算出する必要熱量算出手段と、 前記温度測定手段によって測定された加熱前の試料流体
   の温度と加熱後の温度との差と試料流体量と前記必要熱
   量算出手段によって算出された全加熱熱量とに基づいて
   氷含有率を算出する氷含有率算出手段とから構成してあ
   る氷含有流体供給システムにおける氷含有率測定装置。