JPH1096544A - 蓄熱水槽の冷水温度と冷水量の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蓄熱水槽の低温槽と高温槽の水温の差を常に一
定に保ち、高温槽冷水冷却手段を単位時間当たり常に高
負荷率で運転を可能とし、設備規模の縮小と運転動力費
の低減を可能にした。 【解決手段】高温槽２、低温槽３及び高温水と低温水と
が貯水される貯水槽４とを備えた蓄熱水槽１の前記高温
槽２の水を高温槽冷水冷却手段５で冷却して前記低温槽
３に移し前記低温槽３の冷水を冷水供給手段８によって
負荷装置６に供給し前記負荷装置６で熱交換した水を前
記高温槽２に戻流するようにした空気調和の冷熱源を蓄
熱、供給する装置において、前記負荷装置６の負荷容量
を負荷装置６の出口水温の変化で検出し、その容量を冷
水量に変換して負荷装置６の冷水出口温度を常に一定に
保持する手段７と、前記負荷装置６の冷水量変化を検出
し前記冷水供給手段８に指示を与えて前記冷水供給手段
８の冷水供給量を変化させる手段９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和の冷熱源
を蓄熱、供給する装置における蓄熱水槽の冷水温度と冷
水量の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気調和の冷熱源を蓄熱、供給す
る装置として図３の該略図で示すように、７〜８℃の冷
水を収容する蓄熱水槽２０と、この蓄熱水槽２０から冷
水が供給され熱交換する負荷装置２３と、この負荷装置
２３から高温水が戻流され１０〜１６℃の水を収容する
戻り側蓄熱水槽２１と、前記負荷等装置２３を迂回して
蓄熱水槽２０と戻り側蓄熱水槽２１とを連絡するバイパ
ス流路２４と、前記戻り側蓄熱水槽２１の１０〜１６℃
の水を７〜８℃に冷却して蓄熱水槽２０に供給する冷凍
機２５とから構成されている。

【０００３】前記従来装置は負荷装置２３へ冷水を供給
する冷水供給手段の水量は単位時間当たり最大の負荷に
見合う能力を持たせて常に最大水量を供給し、負荷が最
大でないときは負荷で余分な水量ををバイパス流路２４
でバイパスして負荷装置２３を迂回させ温度上昇した水
と戻り側蓄熱水槽２１で混合し、最大負荷時と比較して
低い温度で戻り側蓄熱水槽２１に貯水している。

【０００４】そのため、戻り側蓄熱水槽２１の水温は負
荷の変動により変化し、負荷が少ない場合は、戻り側蓄
熱水槽２１の水温が低くなり、低温の蓄熱水槽２０と高
温の戻り側蓄熱水槽２１との水温の差が減少する。

【０００５】このように低温の蓄熱水槽２０と高温の戻
り側蓄熱水槽２１との水温の差が減少すると、蓄熱水槽
の活用できる蓄熱量は、保有水量と低温の蓄熱水槽２０
と高温の戻り側蓄熱水槽２１の水温の差の積であるか
ら、活用できる蓄熱量は負荷が消費した熱量よりも大き
く減少する。

【０００６】従って、蓄熱水槽の蓄熱量が減少して行く
段階で、負荷の単位時間当たり要求熱量以上の蓄熱量が
なければ負荷装置２３の冷却を満足させることができな
い。

【０００７】そのため、高温の蓄熱水槽２１の水を低温
の蓄熱水槽２０の７〜８℃の水温まで冷凍機２５で冷却
して低温の蓄熱水槽２０へ移し貯水している。

【０００８】その結果、１周期中の冷凍機２５の冷却容
量は負荷の容量と同等以上であり、冷凍機２５の単位時
間当たりの冷却能力を１周期の時間で按分した場合に単
位時間当たりの最大負荷容量の方が大きいため、冷凍機
２５の水量より負荷装置２３への冷水供給手段の水量が
大である。

【０００９】単位時間当たりの冷凍機２５と負荷装置２
３への冷水供給手段の水量差と運転時間の積が蓄熱水槽
の保有水量以上になると、低温の蓄熱水槽２０の水温が
上昇し負荷装置２３が要求する低水温を供給することが
できない。

【００１０】これを避け、低温の蓄熱水槽２０の水温を
満足できるように冷凍機２５の冷却能力を１周期の時間
で按分した能力より大きくする方法を採用している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来で
は、高温の戻り側蓄熱水槽と低温の蓄熱水槽の水温の差
が規定した数値以下になると、高温槽冷水冷却手段（冷
凍機）の負荷率が下がり、半面１周期の時間内の負荷の
冷却容量が不変であると高温槽冷水冷却手段（冷凍機）
の負荷率が下がった分を他の時間に補充する必要が生じ
る。

【００１２】この補充分が、高温槽冷水冷却手段（冷凍
機）の能力増強や蓄熱水槽の保有水量増加が要求される
ことになり、また、さらに独立した多数の負荷装置に対
応する必要があり、その結果、設備費、運転動力費が増
大する問題があり、これを改善することが課題になって
いた。

【００１３】本発明の目的は、蓄熱水槽の低温槽と高温
槽の水温の差を常に一定に保ち、高温槽冷水冷却手段の
単位時間当たり常に高負荷率で運転を可能とし、設備規
模の縮小と運転動力費の低減を可能にした蓄熱水槽の冷
水温度と冷水量の制御装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成は、高温槽、低温槽及び高温水と低温
水とが貯水される貯水槽とを備えた蓄熱水槽と、前記高
温槽の水を冷却して前記低温槽に移す高温槽冷水冷却手
段と、前記低温槽の冷水を負荷装置に供給する冷水供給
手段と、前記負荷装置で熱交換した水を前記高温槽に戻
流するようにした空気調和の冷熱源を蓄熱、供給する装
置において、前記負荷装置の負荷容量を検出しその容量
を冷水量に変換して負荷装置の冷水出口温度を常に一定
に保持する手段と、前記負荷装置の冷水量変化を検出し
前記冷水供給手段に指示を与えて前記冷水供給手段の冷
水供給量を変化させる手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。図１において、１は蓄熱水槽である。この蓄熱水槽
１は高温槽２、低温槽３及び高温水と低温水とが貯水さ
れる貯水槽４とを備えている。前記貯水槽４は高温槽２
から溢流する高温水が上層に溜まり、低温槽３の低温水
が下部より流入して下層に溜められる層状で貯水され
る。

【００１６】前記高温槽２の水は高温槽冷水冷却手段５
により冷却して前記低温槽３に移され、前記低温槽３の
冷水は冷水供給手段８により負荷装置６に供給し、前記
負荷装置６で熱交換した水を前記高温槽２に戻流するよ
うになっている。

【００１７】これは、例えば、自動車製造工場あるいは
その他の空気調和の冷熱源を蓄熱、供給する装置に使用
される。

【００１８】本発明は上記の構成において、前記負荷装
置６の負荷容量を検出しその容量を冷水量に変換して負
荷装置６の冷水出口温度を常に一定に保持する手段７
と、前記負荷装置６の冷水量変化を検出し前記冷水供給
手段８に指示を与えて前記冷水供給手段８の冷水供給量
を変化させる手段９とを備えたものである。尚、負荷装
置６は多数で独立し、１個別に制御される。

【００１９】上記の構成の具体的な実施例を図２で説明
する。高温槽冷水冷却手段５は例えば吸収式冷凍機が適
当であり、蓄熱水槽１の高温槽２からポンプ１０で汲み
上げた高温水を管路１２ａにより高温槽冷水冷却手段５
に供給し、高温槽冷水冷却手段５で冷却した冷水を管路
１２ｂにより蓄熱水槽１の低温槽３に移すようになって
いる。

【００２０】負荷装置６は冷水コイルと送風機をを有
し、冷水コイルの間を通風して風の温度を下げ冷風を要
求する場所へ供給する。

【００２１】前記負荷装置６の負荷容量を検出しその容
量を冷水量に変換して負荷装置６の冷水出口温度を常に
一定に保持する手段７は、負荷装置６の入口側の冷水供
給管路１３に自動で水量を調整することができるバル
ブ、例えば水量調整電動弁７ｃを配置し、負荷装置６の
出口側の高温水戻流管１５に、この高温水戻流管１５を
流れる高温水の温度を検出する水温センサ７ａ（測温抵
抗体）を配置して水温センサ７ａで検出した温度信号を
指示調節器７ｂ（電気的変換器）で電気信号に変換して
前記水量調整電動弁７ｃを制御するようにした構成であ
る。

【００２２】冷水供給手段８は蓄熱水槽１の低温槽３か
ら冷水を汲み上げて冷水供給管路１３に送るポンプ１１
である。

【００２３】前記多数の負荷装置６の冷水量変化を検出
し前記冷水供給手段８に指示を与えて前記冷水供給手段
８の冷水供給量を変化させる手段９は、前記水量調整電
動弁７ｃより下流の冷水供給管路１３に圧力センサ９ａ
を配置し、この圧力センサ９ａで検出した信号をインバ
ータ９ｂを介してポンプ１１の回転数を制御し、ポンプ
１１の吐出流量の余剰流量を還流管１４によって蓄熱水
槽１の低温槽３に戻すようにした構成である。

【００２４】本発明は上記の通りの構成であるから、蓄
熱水槽１の高温槽２には負荷装置６によって熱交換した
１０〜１６℃の任意の温度に上昇した高温水が受け入れ
られ、この高温槽２の高温水はポンプ１０によって高温
槽冷水冷却手段５で７〜８℃の任意の温度の低温水に冷
却して蓄熱水槽１の低温槽３に移される。

【００２５】蓄熱水槽１の低温槽３の冷水はポンプ１１
によって汲み上げられ冷水供給管路１３を介して負荷装
置６に供給される。

【００２６】負荷装置６の入口側の水温は常に一定と
し、かつ出口側の水温も一定とするために負荷装置６の
熱量変化に水量の可変調整で対応する。

【００２７】すなわち、負荷装置６の熱量が増加し、負
荷装置６の出口側の高温水戻流管１５を流れる高温水の
温度が高くなると、それを水温センサ７ａが感知して負
荷装置６の入口側の水量調整電動弁７ｃに対し冷水増加
の指令を出し、負荷装置６に対する冷水供給量を増量す
ることにより負荷装置６の出口側の水温の上昇を抑制し
て負荷装置６の出口側の水温を一定に制御する。

【００２８】また、逆に負荷装置６の熱量が減少した場
合は、それを水温センサ７ａが感知して負荷装置６の入
口側の水量調整電動弁７ｃに対し冷水減少の指令を出
し、負荷装置６に対する冷水供給量を減量することによ
り負荷装置６の出口側の水温の下降を抑制して負荷装置
６の出口側の水温を一定に制御する。

【００２９】また、負荷装置６への冷水供給量の変化を
検出し、適量の冷水供給量に制御される。これは、冷水
供給管路１３を通る冷水の圧力変動を圧力センサ９ａに
よって検知し、その信号をインバータ９ｂを介してポン
プ１１の回転数を制御し、ポンプ１１の吐出流量の余剰
流量を還流管１４して負荷装置６への冷水供給量を適量
に制御するのである。前記還流管１４は負荷容量が少な
くポンプ１１の正常運転可能な下限以下まで回転数を下
げなければならない時に、それを避けるために還流管１
４で余剰流量を低温槽３に戻す。

【００３０】上記の各制御により蓄熱水槽１の高温槽２
には常に一定水温（１０〜１６℃の任意の温度）の水が
戻され、かつ一定水温（１０〜１６℃の任意の温度）で
貯水されるため、高温槽冷水冷却手段５（例えば吸収式
冷凍機）の入口水温が常に前記一定水温（１０〜１６℃
の任意の温度）の上限で運転することができ、高温槽冷
水冷却手段５の能力増強や蓄熱水槽の保有水量増加をす
ることなく高温槽冷水冷却手段５の能力を最大に利用で
きる。

【００３１】また、冷水供給手段８、すなわち、ポンプ
１１の供給水量を所要水量に応じた適量に制御するた
め、供給水量が少ないときはポンプ１１の運転動力を減
少させることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、高温
槽冷水冷却手段の入口水温を常に一定に保つことにより
高温槽冷水冷却手段の能力増強や蓄熱水槽の保有水量増
加をすることなく能力が最大に利用することができ、設
備費を低減すると共に、冷水供給手段の冷水供給水量を
負荷装置の容量変化に対応して適量に変化させるため、
冷水供給手段の運転動力費（ランニングコスト）を低減
することができる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロック図

【図２】本発明の各手段の具体的構成図

【図３】従来装置の概略構成図

【符号の説明】

１ 蓄熱水槽 ２ 高温槽 ３ 低温槽 ４ 貯水槽 ５ 高温槽冷水冷却手段 ６ 負荷装置 ７ 負荷容量を検出しその容量を冷水量に変換して
負荷装置の冷水出口温度を常に一定に保持する手段 ７ａ 水温センサ ７ｂ 指示調節器（電気的変換器） ７ｃ 水量調整電動弁 ８ 冷水供給手段 ９ 負荷装置の冷水量変化を検出し冷水供給手段に
指示を与えて冷水供給手段の冷水供給量を変化させる手
段 ９ａ 圧力センサ ９ｂ インバータ １０ ポンプ １１ ポンプ １２ａ 管路 １２ｂ 管路 １３ 冷水供給管路 １４ 還流管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温槽、低温槽及び高温水と低温水とが
   貯水される貯水槽とを備えた蓄熱水槽と、前記高温槽の
   水を冷却して前記低温槽に移す高温槽冷水冷却手段と、
   前記低温槽の冷水を負荷装置に供給する冷水供給手段
   と、前記負荷装置で熱交換した水を前記高温槽に戻流す
   るようにした空気調和の冷熱源を蓄熱、供給する装置に
   おいて、 前記負荷装置の負荷容量を検出しその容量を冷水量に変
   換して負荷装置の冷水出口温度を常に一定に保持する手
   段と、 前記負荷装置の冷水量変化を検出し前記冷水供給手段に
   指示を与えて前記冷水供給手段の冷水供給量を変化させ
   る手段とを備えたことを特徴とする蓄熱水槽の冷水温度
   と冷水量の制御装置。