JPH0791693A - 氷蓄熱システムおよびその運転方法 - Google Patents
氷蓄熱システムおよびその運転方法Info
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- JPH0791693A JPH0791693A JP26434193A JP26434193A JPH0791693A JP H0791693 A JPH0791693 A JP H0791693A JP 26434193 A JP26434193 A JP 26434193A JP 26434193 A JP26434193 A JP 26434193A JP H0791693 A JPH0791693 A JP H0791693A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温の冷水を常時安定して供給するための氷
蓄熱システムおよびその運転方法を提供する。 【構成】 本発明によれば、蓄熱槽２の下方に設けられ
た取水口６から取水される冷水の温度を監視し、その温
度変化に応じて、バイパス管路１２または温調手段３０
を用いて、散水ノズル４から散水される還水の散水量お
よび散水温度の双方またはいずれか一方を調節すること
が可能である。その結果、二次側３において要求される
熱負荷の変動にかかわらず、上記の構成により蓄熱槽の
冷却能力を調整することにより常時安定的に冷熱を供給
すること可能となる。
蓄熱システムおよびその運転方法を提供する。 【構成】 本発明によれば、蓄熱槽２の下方に設けられ
た取水口６から取水される冷水の温度を監視し、その温
度変化に応じて、バイパス管路１２または温調手段３０
を用いて、散水ノズル４から散水される還水の散水量お
よび散水温度の双方またはいずれか一方を調節すること
が可能である。その結果、二次側３において要求される
熱負荷の変動にかかわらず、上記の構成により蓄熱槽の
冷却能力を調整することにより常時安定的に冷熱を供給
すること可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は氷蓄熱システムに関し、
特に氷蓄熱システムから安定的に冷熱を供給するための
装置およびその運転方法に関する。
特に氷蓄熱システムから安定的に冷熱を供給するための
装置およびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水の顕熱を利用して冷熱を蓄える水蓄熱
システムに対して、水の潜熱を利用して蓄熱密度を増加
させ、限られた容量の中により多くの冷熱を蓄える氷蓄
熱システムへの取り組みが、電力需要ピークの平滑化
や、土地の有効利用の観点から活性化している。
システムに対して、水の潜熱を利用して蓄熱密度を増加
させ、限られた容量の中により多くの冷熱を蓄える氷蓄
熱システムへの取り組みが、電力需要ピークの平滑化
や、土地の有効利用の観点から活性化している。
【０００３】氷蓄熱システムの種類には、大別して伝熱
面に着氷させるスタティック型と流動性のある氷を製氷
するダイナミック型がある。ダイナミック型氷蓄熱シス
テムは、システムの自由度が大きく、大規模設備への対
応や既設蓄熱槽の利用も可能なため、最近では実際の設
備への利用が検討されることが多くなっている。
面に着氷させるスタティック型と流動性のある氷を製氷
するダイナミック型がある。ダイナミック型氷蓄熱シス
テムは、システムの自由度が大きく、大規模設備への対
応や既設蓄熱槽の利用も可能なため、最近では実際の設
備への利用が検討されることが多くなっている。
【０００４】ダイナミック型氷蓄熱システムでは、流動
性に富む氷水二相混合体として蓄氷が行われるが、蓄氷
特性上重要な因子は、実用的には槽全体の到達ＩＰＦ
（氷充填率）、浮遊氷層の稠密度ならびに氷層の水平方
向分布である。本願出願人は、これまでにも、たとえば
特開昭６３−２１７１７１号公報、特開昭６３−２３１
１５７号公報、特開平１−１１４６８２号公報、特開平
３−１７７６９４号公報などにおいて、蓄氷特性に優れ
た様々なタイプの氷蓄熱システムを提案してきている。
しかし、いずれのタイプの氷蓄熱システムを使用したと
しても、本発明者らの知見によれば、槽全体の到達ＩＰ
Ｆを３０〜４０％程度に設定することによりシステム全
体の安定的な蓄氷運転が可能であることが判明してい
る。また氷層の稠密度は主に氷塊の自重と浮力によって
支配され、使用される氷蓄熱システムのタイプによる流
動の影響は少ないことが判明している。さらにまた氷層
の水平方向分布については、水平方向で６ｍ程度の領域
では、使用される氷蓄熱システムのタイプにかかわら
ず、氷層分布に大きな変形は現れないことが判明してい
る。このように氷蓄熱システムの蓄氷特性については、
実用規模の蓄氷槽を用いれば、氷水スラリーの供給方式
にかかわらず、槽全体の到達ＩＰＦを３０〜４０％程度
に設定することにより安定したシステムを構築すること
が可能である。
性に富む氷水二相混合体として蓄氷が行われるが、蓄氷
特性上重要な因子は、実用的には槽全体の到達ＩＰＦ
（氷充填率）、浮遊氷層の稠密度ならびに氷層の水平方
向分布である。本願出願人は、これまでにも、たとえば
特開昭６３−２１７１７１号公報、特開昭６３−２３１
１５７号公報、特開平１−１１４６８２号公報、特開平
３−１７７６９４号公報などにおいて、蓄氷特性に優れ
た様々なタイプの氷蓄熱システムを提案してきている。
しかし、いずれのタイプの氷蓄熱システムを使用したと
しても、本発明者らの知見によれば、槽全体の到達ＩＰ
Ｆを３０〜４０％程度に設定することによりシステム全
体の安定的な蓄氷運転が可能であることが判明してい
る。また氷層の稠密度は主に氷塊の自重と浮力によって
支配され、使用される氷蓄熱システムのタイプによる流
動の影響は少ないことが判明している。さらにまた氷層
の水平方向分布については、水平方向で６ｍ程度の領域
では、使用される氷蓄熱システムのタイプにかかわら
ず、氷層分布に大きな変形は現れないことが判明してい
る。このように氷蓄熱システムの蓄氷特性については、
実用規模の蓄氷槽を用いれば、氷水スラリーの供給方式
にかかわらず、槽全体の到達ＩＰＦを３０〜４０％程度
に設定することにより安定したシステムを構築すること
が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、解氷時
には、必要とされる熱負荷にかかわらず、如何に低温の
熱を安定的に常時取り出せるかが課題である。この点、
ダイナミック型氷蓄熱システムでは冷熱は氷・水二相混
合体として蓄えられているので溶解が容易であり、した
がって二次側熱負荷への応答特性は良好である。しかし
ながら、冷熱源が氷・水混合体であるが故に、幾何学的
な形状が定まらないことを含めて、融解過程の熱流動解
析が難しく、常時冷熱利用システムに応じた温度の冷水
を安定的に供給することが可能なシステムを構築するの
が困難であった。
には、必要とされる熱負荷にかかわらず、如何に低温の
熱を安定的に常時取り出せるかが課題である。この点、
ダイナミック型氷蓄熱システムでは冷熱は氷・水二相混
合体として蓄えられているので溶解が容易であり、した
がって二次側熱負荷への応答特性は良好である。しかし
ながら、冷熱源が氷・水混合体であるが故に、幾何学的
な形状が定まらないことを含めて、融解過程の熱流動解
析が難しく、常時冷熱利用システムに応じた温度の冷水
を安定的に供給することが可能なシステムを構築するの
が困難であった。
【０００６】たとえば空調分野で必要とされる冷水温度
は７℃程度と比較的高いので、かかる温度領域の冷水を
供給するために、図４に示すように、蓄熱槽からの冷水
と二次側熱負荷からの暖かい還水とを混合するためのバ
イパス経路１０１を設け、三方弁１０２の開度調整によ
り混合量を調整することにより、取水温度を調整するシ
ステムが提案されている。しかしながら、より低温の冷
水を必要とするプロセスに対して安定的に冷熱を供給す
ることが可能な氷蓄熱システムは未だ提案されていなか
った。
は７℃程度と比較的高いので、かかる温度領域の冷水を
供給するために、図４に示すように、蓄熱槽からの冷水
と二次側熱負荷からの暖かい還水とを混合するためのバ
イパス経路１０１を設け、三方弁１０２の開度調整によ
り混合量を調整することにより、取水温度を調整するシ
ステムが提案されている。しかしながら、より低温の冷
水を必要とするプロセスに対して安定的に冷熱を供給す
ることが可能な氷蓄熱システムは未だ提案されていなか
った。
【０００７】本発明は、このような技術的課題に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、二次側
プロセスで要求される熱負荷が変動しても、常時低温た
とえば３℃程度の冷水の供給を安定的に行うことが可能
な新規かつ改良された氷蓄熱システムを提供することで
ある。
なされたものであり、その目的とするところは、二次側
プロセスで要求される熱負荷が変動しても、常時低温た
とえば３℃程度の冷水の供給を安定的に行うことが可能
な新規かつ改良された氷蓄熱システムを提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の第１の観点によれば、冷熱を氷として蓄える
ための氷蓄熱槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上
方から散水することにより氷蓄熱槽内の氷を解かすため
の解氷装置と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の
下方から取水して負荷側に送るための取水装置とを備え
た氷蓄熱システムに、その氷蓄熱槽の下方から取水され
た槽内水を前記負荷側からの還水に流入させるバイパス
管路を設けている。
に本発明の第１の観点によれば、冷熱を氷として蓄える
ための氷蓄熱槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上
方から散水することにより氷蓄熱槽内の氷を解かすため
の解氷装置と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の
下方から取水して負荷側に送るための取水装置とを備え
た氷蓄熱システムに、その氷蓄熱槽の下方から取水され
た槽内水を前記負荷側からの還水に流入させるバイパス
管路を設けている。
【０００９】その際に、バイパス管路に取水温度に応じ
て負荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調整す
る流量制御手段、たとえば弁手段やインバータ制御ポン
プ手段を介挿する構成とすることが好ましい。
て負荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調整す
る流量制御手段、たとえば弁手段やインバータ制御ポン
プ手段を介挿する構成とすることが好ましい。
【００１０】さらに上記課題を解決するために本発明の
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上部から散水す
ることにより氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷装置
と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の下方から取
水して負荷側に送るための取水装置とを備えた氷蓄熱シ
ステムに、負荷側からの還水の温度を取水温度に応じて
調整する温調手段を設けている。
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を蓄熱槽の水面上部から散水す
ることにより氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷装置
と、解氷によって得られた冷水を氷蓄熱槽の下方から取
水して負荷側に送るための取水装置とを備えた氷蓄熱シ
ステムに、負荷側からの還水の温度を取水温度に応じて
調整する温調手段を設けている。
【００１１】さらに上記課題を解決するために本発明の
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散
水することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解
氷装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の
下方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを
備えた氷蓄熱システムを解氷運転するにあたり、前記蓄
熱槽の下方から取水される取水温度の変化に応じて、前
記解氷装置により散水される散水量および散水温度の双
方またはいずれか一方が調整される。
別の観点によれば、冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱
槽と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散
水することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解
氷装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の
下方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを
備えた氷蓄熱システムを解氷運転するにあたり、前記蓄
熱槽の下方から取水される取水温度の変化に応じて、前
記解氷装置により散水される散水量および散水温度の双
方またはいずれか一方が調整される。
【００１２】
【作用】本発明者らの知見によれば、後に詳述するよう
に蓄熱槽の冷却能力は主に面積当たりの散水量および散
水温度に影響されるので、蓄熱槽の下方から取水された
槽内水を負荷側からの還水に流入させるバイパス管路を
設けることにより、二次側プロセスでの必要冷却能力に
応じて散水量を容易に増減させることが可能となり、安
定的に必要な冷熱を供給することができる。その際、本
発明構成によれば、二次側プロセスに余分の負荷および
設備を要求せず、省設備省動力のシステムを構築するこ
とができる。また本発明構成によれば、バイパス管路に
より還水に流入される冷水が散水位置から離れた蓄熱槽
の下方から取水されるので、バイパス用槽内水として最
適な低温の冷水を得ることができる。
に蓄熱槽の冷却能力は主に面積当たりの散水量および散
水温度に影響されるので、蓄熱槽の下方から取水された
槽内水を負荷側からの還水に流入させるバイパス管路を
設けることにより、二次側プロセスでの必要冷却能力に
応じて散水量を容易に増減させることが可能となり、安
定的に必要な冷熱を供給することができる。その際、本
発明構成によれば、二次側プロセスに余分の負荷および
設備を要求せず、省設備省動力のシステムを構築するこ
とができる。また本発明構成によれば、バイパス管路に
より還水に流入される冷水が散水位置から離れた蓄熱槽
の下方から取水されるので、バイパス用槽内水として最
適な低温の冷水を得ることができる。
【００１３】特に、バイパス管路に取水温度に応じて負
荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調節する流
量制御手段、たとえば二方弁などの弁手段あるいはイン
バータ制御可能なポンプ手段を設けることにより、二次
側プロセスで要求される冷水量が増加し取水温度が上昇
した場合や、より低温の冷水が要求された場合には、そ
の温度上昇に応じて、あるいは下げたい温度に応じて流
量制御手段を調整し散水量を増加させるとともに散水温
度を下げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、所
望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能とな
る。またこれとは逆に、二次側負荷で要求される冷水量
が減少した場合や、より高温の冷水が要求された場合に
は、温度下降に応じて、あるいは上げたい温度に応じて
流量制御手段を調整し散水量を減少させるとともに散水
温度を上げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を下げ、
所望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能と
なる。
荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調節する流
量制御手段、たとえば二方弁などの弁手段あるいはイン
バータ制御可能なポンプ手段を設けることにより、二次
側プロセスで要求される冷水量が増加し取水温度が上昇
した場合や、より低温の冷水が要求された場合には、そ
の温度上昇に応じて、あるいは下げたい温度に応じて流
量制御手段を調整し散水量を増加させるとともに散水温
度を下げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、所
望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能とな
る。またこれとは逆に、二次側負荷で要求される冷水量
が減少した場合や、より高温の冷水が要求された場合に
は、温度下降に応じて、あるいは上げたい温度に応じて
流量制御手段を調整し散水量を減少させるとともに散水
温度を上げることにより、氷蓄熱槽の冷却能力を下げ、
所望の温度の冷水を二次側負荷に供給することが可能と
なる。
【００１４】さらに本発明の別の観点によれば、負荷側
からの還水の温度を取水温度に応じて調整する温調手段
を設け、二次側で要求される取水温度に応じて温調手段
により直接還水温度を下げ、より低温の還水を蓄熱槽に
散水することにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、二次
側プロセスにおける冷熱要求の変動にかかわらず、安定
した冷熱供給を行うことが可能となる。
からの還水の温度を取水温度に応じて調整する温調手段
を設け、二次側で要求される取水温度に応じて温調手段
により直接還水温度を下げ、より低温の還水を蓄熱槽に
散水することにより、氷蓄熱槽の冷却能力を高め、二次
側プロセスにおける冷熱要求の変動にかかわらず、安定
した冷熱供給を行うことが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された氷蓄熱システムの好適ないくつかの実
施例について詳細に説明する。
づいて構成された氷蓄熱システムの好適ないくつかの実
施例について詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明を適用する氷蓄熱システム
の一実施例を示したものであり、まずその全体構成につ
いて概説する。この氷蓄熱システム１は、図示しない過
冷却器などの製氷装置により生成された氷水スラリー、
すなわち氷水二相混合体を冷熱源として蓄熱するための
蓄熱槽２と、その蓄熱槽２内の氷の上部から二次側負荷
３からの暖かい還水を散水して解氷するための散水ノズ
ル４を備えた還水系５と、解氷により得られた冷水を再
び二次側負荷３に戻すための取水口６を有する取水系７
とから構成されている。
の一実施例を示したものであり、まずその全体構成につ
いて概説する。この氷蓄熱システム１は、図示しない過
冷却器などの製氷装置により生成された氷水スラリー、
すなわち氷水二相混合体を冷熱源として蓄熱するための
蓄熱槽２と、その蓄熱槽２内の氷の上部から二次側負荷
３からの暖かい還水を散水して解氷するための散水ノズ
ル４を備えた還水系５と、解氷により得られた冷水を再
び二次側負荷３に戻すための取水口６を有する取水系７
とから構成されている。
【００１７】還水系５は、二次側負荷３において熱交換
され暖かくなった温度Ｔｒを有する還水を戻すための戻
し管路８と、その戻し管路８の先端に設けられており、
蓄熱槽２に蓄氷された氷の上方において開口する散水ノ
ズル４を備えている。これに対して取水系７は、蓄熱槽
２の下方において開口する取水口６から取水された冷水
を取水ポンプ９により二次側負荷３に供給するための供
給管路１０を備えている。さらにこの供給管路１０には
取水温度を監視するための温度センサ１１が設けられて
おり、検出温度を適宜図示しない制御装置に送ることが
可能なように構成されている。
され暖かくなった温度Ｔｒを有する還水を戻すための戻
し管路８と、その戻し管路８の先端に設けられており、
蓄熱槽２に蓄氷された氷の上方において開口する散水ノ
ズル４を備えている。これに対して取水系７は、蓄熱槽
２の下方において開口する取水口６から取水された冷水
を取水ポンプ９により二次側負荷３に供給するための供
給管路１０を備えている。さらにこの供給管路１０には
取水温度を監視するための温度センサ１１が設けられて
おり、検出温度を適宜図示しない制御装置に送ることが
可能なように構成されている。
【００１８】さらに本発明によれば上記氷蓄熱システム
１にはバイパス系１２が設けられている。このバイパス
系１２は、蓄熱槽２の下方において開口する取水口１３
より取水された槽内水をポンプ１４により戻し管路８内
に流入させることが可能なバイパス管路１５を備えてい
る。このバイパス管路１５には二方弁１６が介挿されて
おり、取水系７に設けられた温度センサ１１により検出
された温度に応じて開閉制御されることにより、戻し管
路８内に流入させる槽内水の流量を調整することが可能
である。
１にはバイパス系１２が設けられている。このバイパス
系１２は、蓄熱槽２の下方において開口する取水口１３
より取水された槽内水をポンプ１４により戻し管路８内
に流入させることが可能なバイパス管路１５を備えてい
る。このバイパス管路１５には二方弁１６が介挿されて
おり、取水系７に設けられた温度センサ１１により検出
された温度に応じて開閉制御されることにより、戻し管
路８内に流入させる槽内水の流量を調整することが可能
である。
【００１９】上記のように構成された氷蓄熱システム１
の動作を理解するために、次に散水方式による解氷の伝
熱特性について説明する。
の動作を理解するために、次に散水方式による解氷の伝
熱特性について説明する。
【００２０】本発明者らの知見によれば、氷蓄熱システ
ム１の解氷特性は二次側の熱負荷（流量と散水温度）に
対しての蓄熱槽からの取水温度とその持続時間により決
定され、さらに二次側負荷応答性の優劣は、大きな熱負
荷に対しても如何に低温で安定な取水温度が保持できる
かにかかっている。かかる特性を評価するために、本発
明者らは多くの解氷運転結果から下記の実験整理式を得
た。その際に、（１）槽内では氷層域とその下部の水層
領域に完全分離、（２）氷層域の平均ＩＰＦは時間的に
一定、（３）水層域では水は完全混合、を仮定した。
ム１の解氷特性は二次側の熱負荷（流量と散水温度）に
対しての蓄熱槽からの取水温度とその持続時間により決
定され、さらに二次側負荷応答性の優劣は、大きな熱負
荷に対しても如何に低温で安定な取水温度が保持できる
かにかかっている。かかる特性を評価するために、本発
明者らは多くの解氷運転結果から下記の実験整理式を得
た。その際に、（１）槽内では氷層域とその下部の水層
領域に完全分離、（２）氷層域の平均ＩＰＦは時間的に
一定、（３）水層域では水は完全混合、を仮定した。
【００２１】氷層域の熱輸送（Ｑｉ：氷層冷却能力）と
散水面積および散水温度基準の総括熱伝達係数（αｉ）
は、 Ｑｉ＝αｉ・Ａ・Ｔｉｎ …（１） ただし、Ａ：散水面積［ｍ2］ Ｔｉｎ：散水温度［℃］（＜１４℃） とし、槽内水域を示す指標として、有効蓄熱比（η）と
して、
散水面積および散水温度基準の総括熱伝達係数（αｉ）
は、 Ｑｉ＝αｉ・Ａ・Ｔｉｎ …（１） ただし、Ａ：散水面積［ｍ2］ Ｔｉｎ：散水温度［℃］（＜１４℃） とし、槽内水域を示す指標として、有効蓄熱比（η）と
して、
【００２２】
【数１】
【００２３】ただし、Ｑｔ：熱負荷［Ｍｃａｌ／ｈ］ Ｑｉｃｅ：氷で蓄えた冷熱量［Ｍｃａｌ］ Ｃｐ：１［Ｍｃａｌ／ｔ℃］ ρ：１［ｔ／ｍ3］ Ｖ：水張量［ｍ3］ Ｔｏｕｔ（ｔ）：取水温度［℃］ を用いた。種々のηにおける取水温度（Ｔｏｕｔ）は、
【００２４】
【数２】
【００２５】より推測することができる。αｉ［Ｍｃａ
ｌ／ｍ2・ｈ・℃］を定める実験整理式は、 αｉ＝Ｃ・ｕO.8・（１−η）O.2 …（４） ただし、２＜ｕ＜２０ ［ｍ3／ｈ・ｍ2］、 ｕ：面積あたりの散水量［ｍ3／ｍ2・ｈ］ ｃ：１［（Ｍｃａｌ／ｈ）／（ｍ3／ｍ2・ｈ）］ であり、蓄熱槽の冷却能力は主に面積あたりの散水量お
よび散水温度に影響されることが判明した。
ｌ／ｍ2・ｈ・℃］を定める実験整理式は、 αｉ＝Ｃ・ｕO.8・（１−η）O.2 …（４） ただし、２＜ｕ＜２０ ［ｍ3／ｈ・ｍ2］、 ｕ：面積あたりの散水量［ｍ3／ｍ2・ｈ］ ｃ：１［（Ｍｃａｌ／ｈ）／（ｍ3／ｍ2・ｈ）］ であり、蓄熱槽の冷却能力は主に面積あたりの散水量お
よび散水温度に影響されることが判明した。
【００２６】以上の知見に基づいて、図１に示す氷蓄熱
システム１により安定的に約３℃で２〜３ｍ3／ｈの冷
水を負荷側に供給する場合の制御動作を説明する。なお
表１には運転条件と式（４）で算出したαｉおよび式
（１）で算出したＱｉを示す。
システム１により安定的に約３℃で２〜３ｍ3／ｈの冷
水を負荷側に供給する場合の制御動作を説明する。なお
表１には運転条件と式（４）で算出したαｉおよび式
（１）で算出したＱｉを示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】今、Ａのように解氷運転中期（η：０．
５）に、２ｍ3／ｈで約３℃（２．８℃）で一定温度
（ｄＴｏｕｔ／ｄｔ＝０）の冷水が得られているものと
する。ここで負荷側３への必要水量が２倍の４ｍ3／ｈ
となると、温度センサ１１により検出された冷水温度は
Ｂに示すように３．９℃まで上昇する。この温度上昇を
抑えるために、本発明によれば、バイパス管路１２の弁
１６を開放することにより、ＣおよびＤに示すように散
水量を増加させ、散水温度を低下させることが可能とな
る。その結果、Ｄに示すように、負荷側への水量と同量
のバイパス水量を還水側に加え、散水量を倍にしてやる
ことにより、負荷側への水量が２倍になっても、冷水温
度を低温の約３℃に維持する制御が可能になる。
５）に、２ｍ3／ｈで約３℃（２．８℃）で一定温度
（ｄＴｏｕｔ／ｄｔ＝０）の冷水が得られているものと
する。ここで負荷側３への必要水量が２倍の４ｍ3／ｈ
となると、温度センサ１１により検出された冷水温度は
Ｂに示すように３．９℃まで上昇する。この温度上昇を
抑えるために、本発明によれば、バイパス管路１２の弁
１６を開放することにより、ＣおよびＤに示すように散
水量を増加させ、散水温度を低下させることが可能とな
る。その結果、Ｄに示すように、負荷側への水量と同量
のバイパス水量を還水側に加え、散水量を倍にしてやる
ことにより、負荷側への水量が２倍になっても、冷水温
度を低温の約３℃に維持する制御が可能になる。
【００２９】以上のように本発明構成によれば、二次負
荷側で要求される熱負荷が変動した場合であっても、バ
イパス系１２を介して槽内水を還水系５側に流入させる
ことにより、散水ノズル４から散水される還水の流量お
よび散水温度を調整することが可能である。ここで本発
明者らの知見によれば、蓄熱槽の冷却能力は面積あたり
の散水量および散水温度の関数であり、散水量および散
水温度はバイパス系１２を通過する流量を制御すること
により調整することが可能なので、二次側で要求される
熱負荷に応じて、弁１６の開度を調整することにより、
常時安定した冷熱供給が可能となる。
荷側で要求される熱負荷が変動した場合であっても、バ
イパス系１２を介して槽内水を還水系５側に流入させる
ことにより、散水ノズル４から散水される還水の流量お
よび散水温度を調整することが可能である。ここで本発
明者らの知見によれば、蓄熱槽の冷却能力は面積あたり
の散水量および散水温度の関数であり、散水量および散
水温度はバイパス系１２を通過する流量を制御すること
により調整することが可能なので、二次側で要求される
熱負荷に応じて、弁１６の開度を調整することにより、
常時安定した冷熱供給が可能となる。
【００３０】図２には、本発明に基づいて構成された氷
蓄熱システム１の別の実施例が示されている。なおこの
実施例において、図１に示す実施例と同様の機能を有す
る構成部材については同一の参照番号を付して詳細な説
明は省略することにする。図示のようにこの実施例にお
いては、図１の実施例においてバイパス管路１５に介挿
された弁手段１６が省略され、その代わりに吐出量をイ
ンバータ制御可能なポンプ２０が介挿されている。かか
る構成により、温度センサ１１により検出された取水系
７の取水温度に応じてポンプ２０の出力を調整し、還水
系５にバイパス管路１５を介して流入する槽内水の流量
を調整することが可能である。その結果、図１の実施例
と同様に、二次側の熱負荷要求の変動に応じて、バイパ
ス系１２から還水系５に送られる槽内水の流量を容易に
制御することが可能となり、散水ノズル４から散水され
る散水量および散水温度を調整することにより、蓄熱槽
の冷却能力を調整し、安定した冷熱供給を達成すること
が可能である。
蓄熱システム１の別の実施例が示されている。なおこの
実施例において、図１に示す実施例と同様の機能を有す
る構成部材については同一の参照番号を付して詳細な説
明は省略することにする。図示のようにこの実施例にお
いては、図１の実施例においてバイパス管路１５に介挿
された弁手段１６が省略され、その代わりに吐出量をイ
ンバータ制御可能なポンプ２０が介挿されている。かか
る構成により、温度センサ１１により検出された取水系
７の取水温度に応じてポンプ２０の出力を調整し、還水
系５にバイパス管路１５を介して流入する槽内水の流量
を調整することが可能である。その結果、図１の実施例
と同様に、二次側の熱負荷要求の変動に応じて、バイパ
ス系１２から還水系５に送られる槽内水の流量を容易に
制御することが可能となり、散水ノズル４から散水され
る散水量および散水温度を調整することにより、蓄熱槽
の冷却能力を調整し、安定した冷熱供給を達成すること
が可能である。
【００３１】図３には、本発明に基づいて構成された氷
蓄熱システム１のさらに別の実施例が示されている。な
おこの実施例において、図１および図２に示す実施例と
同様の機能を有する構成部材については同一の参照番号
を付して詳細な説明は省略することにする。図示のよう
にこの実施例においては、図１および図２の実施例にお
いて設置されていたバイパス系１２が省略され、その代
わりに熱交換器３０が還水系５に介挿されている。かか
る構成により二次側で要求される熱負荷に対応して変化
する取水温度に応じて、熱交換器３０により還水の温度
を調整することが可能である。この実施例の場合には、
図１および図２に示す実施例とは異なり、バイパス系１
２が設置されていないので散水ノズル４から散水される
散水量を調整することができないが、式（１）に示すよ
うに、蓄熱槽の冷却能力は散水温度に比例するので、本
実施例のように熱交換器３０により直接還水の温度を調
整してやることにより、取水温度の変化にもかかわら
ず、二次側への冷熱供給を達成することが可能である。
蓄熱システム１のさらに別の実施例が示されている。な
おこの実施例において、図１および図２に示す実施例と
同様の機能を有する構成部材については同一の参照番号
を付して詳細な説明は省略することにする。図示のよう
にこの実施例においては、図１および図２の実施例にお
いて設置されていたバイパス系１２が省略され、その代
わりに熱交換器３０が還水系５に介挿されている。かか
る構成により二次側で要求される熱負荷に対応して変化
する取水温度に応じて、熱交換器３０により還水の温度
を調整することが可能である。この実施例の場合には、
図１および図２に示す実施例とは異なり、バイパス系１
２が設置されていないので散水ノズル４から散水される
散水量を調整することができないが、式（１）に示すよ
うに、蓄熱槽の冷却能力は散水温度に比例するので、本
実施例のように熱交換器３０により直接還水の温度を調
整してやることにより、取水温度の変化にもかかわら
ず、二次側への冷熱供給を達成することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
蓄熱槽の下方から取水された取水温度に応じて、蓄熱槽
の上部から散水される還水の散水量および散水温度の双
方またはいずれか一方を調整することにより、蓄熱槽の
冷却能力を制御することが可能なので、二次側で要求さ
れる熱負荷の変動にかかわらず、常時安定した冷熱供給
を達成することができる。その際、二次側においてはな
んら特定の設備を必要としないので、省設備省動力の氷
蓄熱システムを構築することができる。
蓄熱槽の下方から取水された取水温度に応じて、蓄熱槽
の上部から散水される還水の散水量および散水温度の双
方またはいずれか一方を調整することにより、蓄熱槽の
冷却能力を制御することが可能なので、二次側で要求さ
れる熱負荷の変動にかかわらず、常時安定した冷熱供給
を達成することができる。その際、二次側においてはな
んら特定の設備を必要としないので、省設備省動力の氷
蓄熱システムを構築することができる。
【図１】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
一実施例の概略的な構成図である。
一実施例の概略的な構成図である。
【図２】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
別の実施例の概略的な構成図である。
別の実施例の概略的な構成図である。
【図３】本発明に基づいて構成された氷蓄熱システムの
さらに別の実施例の概略的な構成図である。
さらに別の実施例の概略的な構成図である。
【図４】従来の氷蓄熱システムの概略的な構成図であ
る。
る。
１ 氷蓄熱システム ２ 蓄熱槽 ３ 二次側負荷 ４ 散水ノズル ５ 還水系 ６ 取水口 ７ 取水系 １１ 温度センサ １２ バイパス系 １５ バイパス管路 １６ 二方弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守屋 充 神奈川県座間市入谷４−６−１ 東建座間 ハイツ１−1218 (72)発明者 入部 真武 神奈川県厚木市愛甲710−１ コート・ア ムールＩＩ203号 (72)発明者 中野 一馬 神奈川県川崎市中原区下小山田４−17−５ セジュール447−Ｂ−203
Claims (6)
- 【請求項１】 冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱槽
と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上方から散水
することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷
装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の下
方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを備
えた氷蓄熱システムであって、 前記氷蓄熱槽の下方から取水された槽内水を前記負荷側
からの還水に流入させるバイパス管路を設けたことを特
徴とする氷蓄熱システム。 - 【請求項２】 前記バイパス管路に取水温度に応じて前
記負荷側からの還水に流入させる槽内水の流量を調整す
る流量制御手段が介挿されていることを特徴とする、請
求項１に記載の氷蓄熱システム。 - 【請求項３】 前記流量制御手段が弁手段であることを
特徴とする、請求項１または２に記載の氷蓄熱システ
ム。 - 【請求項４】 前記流量制御手段がインバータ制御ポン
プ手段であることを特徴とする、請求項１、２または３
のいずれかに記載の氷蓄熱システム。 - 【請求項５】 冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱槽
と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散水
することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷
装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の下
方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを備
えた氷蓄熱システムであって、前記負荷側からの還水の
温度を取水温度に応じて調整する温調手段が設けられて
いることを特徴とする氷蓄熱システム。 - 【請求項６】 冷熱を氷として蓄えるための氷蓄熱槽
と、負荷側からの還水を前記蓄熱槽の水面上部から散水
することにより前記氷蓄熱槽内の氷を解かすための解氷
装置と、解氷によって得られた冷水を前記氷蓄熱槽の下
方から取水して前記負荷側に送るための取水装置とを備
えた氷蓄熱システムを解氷運転するにあたり、前記蓄熱
槽の下方から取水される取水温度の変化に応じて、前記
解氷装置により散水される散水量および散水温度の双方
またはいずれか一方を調整することを特徴とする、氷蓄
熱システムの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26434193A JP3337783B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 氷蓄熱システムおよびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26434193A JP3337783B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 氷蓄熱システムおよびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791693A true JPH0791693A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3337783B2 JP3337783B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=17401827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26434193A Expired - Fee Related JP3337783B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 氷蓄熱システムおよびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337783B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243216A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | ダイナミック型氷蓄熱システム及びその運転方法と予測方法 |
| KR20200020716A (ko) | 2017-06-23 | 2020-02-26 | 도레이 카부시키가이샤 | 폴리우레탄·나일론6 편심 심초 복합 섬유 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP26434193A patent/JP3337783B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243216A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | ダイナミック型氷蓄熱システム及びその運転方法と予測方法 |
| KR20200020716A (ko) | 2017-06-23 | 2020-02-26 | 도레이 카부시키가이샤 | 폴리우레탄·나일론6 편심 심초 복합 섬유 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3337783B2 (ja) | 2002-10-21 |
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