JP2810183B2 - 蓄熱式熱源装置 - Google Patents
蓄熱式熱源装置Info
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- JP2810183B2 JP2810183B2 JP2006102A JP610290A JP2810183B2 JP 2810183 B2 JP2810183 B2 JP 2810183B2 JP 2006102 A JP2006102 A JP 2006102A JP 610290 A JP610290 A JP 610290A JP 2810183 B2 JP2810183 B2 JP 2810183B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄熱式熱源装置に係り、特に蓄熱槽の温度
成層を利用することにより暖房時の蓄熱分熱量を有効に
取り出して容量を増大する蓄熱式熱源装置に関する。
成層を利用することにより暖房時の蓄熱分熱量を有効に
取り出して容量を増大する蓄熱式熱源装置に関する。
従来の蓄熱式熱源装置は、冷房時には製氷率の向上に
より、その効果が十分に発揮されるのに対し、暖房時に
は顕熱のみの蓄熱となるため蓄熱密度の向上が難しく、
空調可能な一日加熱能力も、冷房能力に比べ著しく劣
る。
より、その効果が十分に発揮されるのに対し、暖房時に
は顕熱のみの蓄熱となるため蓄熱密度の向上が難しく、
空調可能な一日加熱能力も、冷房能力に比べ著しく劣
る。
従来の蓄熱式熱源装置の運転フローは、特開昭64−48
526号に記載のように冷房時、暖房時とも同一フローを
構成し、空調運転時は、ブライン水熱交→蓄熱槽（上部
から導入，下部取出し）の順に冷温水を流している。
526号に記載のように冷房時、暖房時とも同一フローを
構成し、空調運転時は、ブライン水熱交→蓄熱槽（上部
から導入，下部取出し）の順に冷温水を流している。
上記フローにおいて暖房時の場合について考慮する
と、負荷側からの戻り温水は、ブライン水熱交で一旦加
熱され、更に蓄熱槽で加熱され、高温水として負荷側へ
供給される。蓄熱槽に導入する時は、槽上部から入り下
部より出る。槽内の温水の温度分布は、明らかに上部の
方が高温であるから、上部から下部へ温水を流すこと
は、槽内の温度利用幅を狭めていることになる。また、
ブライン水熱交である温度まで昇温された後、槽内に導
入するため、取出最低温度も有効な関係とは言えない。
と、負荷側からの戻り温水は、ブライン水熱交で一旦加
熱され、更に蓄熱槽で加熱され、高温水として負荷側へ
供給される。蓄熱槽に導入する時は、槽上部から入り下
部より出る。槽内の温水の温度分布は、明らかに上部の
方が高温であるから、上部から下部へ温水を流すこと
は、槽内の温度利用幅を狭めていることになる。また、
ブライン水熱交である温度まで昇温された後、槽内に導
入するため、取出最低温度も有効な関係とは言えない。
上記従来技術は、冷房時と暖房時に同一の冷温水フロ
ーを構成しているため、蓄熱時相変化を利用する冷房に
対し、顕熱のみの蓄熱を行なう暖房時は著しく能力が劣
る問題があつた。
ーを構成しているため、蓄熱時相変化を利用する冷房に
対し、顕熱のみの蓄熱を行なう暖房時は著しく能力が劣
る問題があつた。
本発明の目的は、上記のような問題点を改善し、暖房
容量を増大させる蓄熱式熱源装置を提供することにあ
る。
容量を増大させる蓄熱式熱源装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明は、熱源機器と、
この熱源機器の出力を蓄えるための蓄熱槽と、前記熱源
機器の出力を伝えるための熱交換器を備え、冷房時は相
変化を利用して蓄熱を行い、暖房時は顕熱で蓄熱を行う
蓄熱式熱源装置において、冷房空調運転機は、負荷側へ
供給する冷水が蓄熱槽の上部から入り、下部からでるフ
ローと、暖房空調運転時は、流入方向を逆転させ、蓄熱
槽の下部から入り、上部から取り出すフローとし、暖房
蓄熱運転時に、蓄熱終了に近い時間では、熱源機器を小
容量で運転し、徐々に加熱することにより、槽内全域に
わたり均一な温度分布の状態で規定の温水温度の蓄熱を
完了する、ものである。
この熱源機器の出力を蓄えるための蓄熱槽と、前記熱源
機器の出力を伝えるための熱交換器を備え、冷房時は相
変化を利用して蓄熱を行い、暖房時は顕熱で蓄熱を行う
蓄熱式熱源装置において、冷房空調運転機は、負荷側へ
供給する冷水が蓄熱槽の上部から入り、下部からでるフ
ローと、暖房空調運転時は、流入方向を逆転させ、蓄熱
槽の下部から入り、上部から取り出すフローとし、暖房
蓄熱運転時に、蓄熱終了に近い時間では、熱源機器を小
容量で運転し、徐々に加熱することにより、槽内全域に
わたり均一な温度分布の状態で規定の温水温度の蓄熱を
完了する、ものである。
また上記目的を達成するために、本発明は、熱源機器
と、この熱源機器の出力を蓄えるための蓄熱槽と、前記
熱源機器の出力を伝えるための熱交換器を備え、冷房時
は相変化を利用して蓄熱を行い、暖房時は顕熱で蓄熱を
行う蓄熱式熱源装置において、暖房空調運転時に、空調
開始後一定時間は熱源機器の併用運転をするかしないか
を判断する槽内の温水温度の設定を高くし、それ以降は
設定温度を低くする設定を備える、ものである。
と、この熱源機器の出力を蓄えるための蓄熱槽と、前記
熱源機器の出力を伝えるための熱交換器を備え、冷房時
は相変化を利用して蓄熱を行い、暖房時は顕熱で蓄熱を
行う蓄熱式熱源装置において、暖房空調運転時に、空調
開始後一定時間は熱源機器の併用運転をするかしないか
を判断する槽内の温水温度の設定を高くし、それ以降は
設定温度を低くする設定を備える、ものである。
暖房空調運転時、温水は、冷房時とは逆に水槽の下部
から導入し上部より出るフローとする。蓄熱された槽内
の温水の温度分布は、上側程温度が高いので、下部→上
部のフローは、低温側→高温側への流れになるため、加
熱動作において最も好適なフローとなり、槽内の熱を有
効に取り出すことが出来る。
から導入し上部より出るフローとする。蓄熱された槽内
の温水の温度分布は、上側程温度が高いので、下部→上
部のフローは、低温側→高温側への流れになるため、加
熱動作において最も好適なフローとなり、槽内の熱を有
効に取り出すことが出来る。
また、一般に暖房負荷は、朝の立上がり負荷が著しく
大きく、それ以降はそれ程大きくない傾向にある。従つ
て空調開始後一定時間は熱源機器の併用運転をするかし
ないかを判断する槽内の温水温度の設定を高くし、それ
以降は設定温度を低くするような制御を設けることによ
り、必要以上の冷凍機運転を避け、効率低下を低減する
ことが出来る。
大きく、それ以降はそれ程大きくない傾向にある。従つ
て空調開始後一定時間は熱源機器の併用運転をするかし
ないかを判断する槽内の温水温度の設定を高くし、それ
以降は設定温度を低くするような制御を設けることによ
り、必要以上の冷凍機運転を避け、効率低下を低減する
ことが出来る。
また、空調立上がりの時負荷が大きい原因の一つは、
二次側（負荷側）の配管が冷えきつていることにある。
暖房空調運開始数分前に冷凍機を運転し、温水配管を加
熱し暖めておく作業を行なえば、朝の立上がり負荷に対
して、楽に対処出来る。従つて、前述の予熱運転は蓄熱
動作と同じ意味を持ち、結局蓄熱量の増大につながるも
のである。
二次側（負荷側）の配管が冷えきつていることにある。
暖房空調運開始数分前に冷凍機を運転し、温水配管を加
熱し暖めておく作業を行なえば、朝の立上がり負荷に対
して、楽に対処出来る。従つて、前述の予熱運転は蓄熱
動作と同じ意味を持ち、結局蓄熱量の増大につながるも
のである。
以下、本発明の実施例を第１図及び第２図により説明
する。
する。
第１図は、蓄熱式熱源装置の基本フローであり、１は
熱源機器、２は空調時に併用運転する場合に熱源機器出
力と冷温水を熱交換行なうブライン／水熱交換器、３は
蓄熱槽、４は製氷熱交換器、５は負荷からの冷温水を導
く配管、６は熱源機器とブライン／水熱交換器および製
氷熱交４とを結ぶブライン配管、７が負荷側の空調機器
である。また８は、冷房時と暖房時の冷温水系統を切替
えるための四方弁である。９は冷温水ポンプ、10はブラ
インポンプ、11は蓄熱運転と空調運転時、熱源機器から
のブラインの流れを切替えるバルブ、12は冷温水の負荷
側へ供給する温度をコントロールするバルブである。
熱源機器、２は空調時に併用運転する場合に熱源機器出
力と冷温水を熱交換行なうブライン／水熱交換器、３は
蓄熱槽、４は製氷熱交換器、５は負荷からの冷温水を導
く配管、６は熱源機器とブライン／水熱交換器および製
氷熱交４とを結ぶブライン配管、７が負荷側の空調機器
である。また８は、冷房時と暖房時の冷温水系統を切替
えるための四方弁である。９は冷温水ポンプ、10はブラ
インポンプ、11は蓄熱運転と空調運転時、熱源機器から
のブラインの流れを切替えるバルブ、12は冷温水の負荷
側へ供給する温度をコントロールするバルブである。
次に本発明の動作について説明する。
冷房時、四方弁８は矢印点線で示す流れをつくる。配
管５を通つて空調機器７から戻つてきた冷水は装置内の
四方弁８を通り、ブライン／水熱交２で所定の温度まで
冷やされ、蓄熱槽３に入り、氷の融解熱により更に温度
を下げて蓄積槽３を出る。蓄熱槽３を出た冷水はコント
ロールバルブ12により、蓄熱槽３を通らないで流れてく
る冷水と混合され、四方弁８を通り、冷温水ポンプ９に
より空調機器へ送水される。
管５を通つて空調機器７から戻つてきた冷水は装置内の
四方弁８を通り、ブライン／水熱交２で所定の温度まで
冷やされ、蓄熱槽３に入り、氷の融解熱により更に温度
を下げて蓄積槽３を出る。蓄熱槽３を出た冷水はコント
ロールバルブ12により、蓄熱槽３を通らないで流れてく
る冷水と混合され、四方弁８を通り、冷温水ポンプ９に
より空調機器へ送水される。
これに対し、暖房時は四方弁８が矢印実線の流れをつ
くる。空調機器７から配管５を通つて戻つてきた温水
は、四方弁８を通り、蓄熱槽３の下部へ入る。加熱され
た温水は蓄熱槽３の上部から出て、ブライ／水熱交で更
に加熱され、四方弁８を通り、冷温水ポンプ９により、
空調機器７へ送水される。この様に暖房時は、冷房時と
全く逆に、蓄熱槽３からブライン／水熱交の順序で、か
つ蓄熱槽３の下部から上部というフローで構成される。
くる。空調機器７から配管５を通つて戻つてきた温水
は、四方弁８を通り、蓄熱槽３の下部へ入る。加熱され
た温水は蓄熱槽３の上部から出て、ブライ／水熱交で更
に加熱され、四方弁８を通り、冷温水ポンプ９により、
空調機器７へ送水される。この様に暖房時は、冷房時と
全く逆に、蓄熱槽３からブライン／水熱交の順序で、か
つ蓄熱槽３の下部から上部というフローで構成される。
また、空調開始数分前の夜間電力割引料金時間帯を利
用し、熱源機器１を運転し、切替えバルブ11を空調運転
の状態にし、ブライン／水熱交換器２により、予め冷温
水ポンプ９を運転して、冷えきつている冷温水配管５を
加熱する。
用し、熱源機器１を運転し、切替えバルブ11を空調運転
の状態にし、ブライン／水熱交換器２により、予め冷温
水ポンプ９を運転して、冷えきつている冷温水配管５を
加熱する。
第２図は、負荷に応じて熱源機器の発停を判断するた
めの槽内の温水温度設定値の時間経過の例を示す。負荷
の大きい朝の立上り時は槽内の温度が45℃まで下がつた
時点で、熱源機器１を強制的に起動させ、負荷が減少し
安定すると入思われる時間より設定値を下げる。これに
より、空調運転時の熱源機器１の必要以上の運転を避け
ることが出来る。
めの槽内の温水温度設定値の時間経過の例を示す。負荷
の大きい朝の立上り時は槽内の温度が45℃まで下がつた
時点で、熱源機器１を強制的に起動させ、負荷が減少し
安定すると入思われる時間より設定値を下げる。これに
より、空調運転時の熱源機器１の必要以上の運転を避け
ることが出来る。
更に詳細には、例えば、槽内の水温が、下側40℃，上
側45℃の範囲で成層されている場合、取出温度は出口側
に支配されるため、従来のフローで温水を流すと取出温
度は40℃であるが、本発明のフローを用いると45℃で取
出しとなる。この場合、同じ温度成層の状態で５℃高温
の温水取出しが実現し、逆に言えば、槽内の温水を５℃
を低温まで有効的に利用出来ることになる。すなわち蓄
熱量の増加を意味し、暖房容量増大の効果がある。
側45℃の範囲で成層されている場合、取出温度は出口側
に支配されるため、従来のフローで温水を流すと取出温
度は40℃であるが、本発明のフローを用いると45℃で取
出しとなる。この場合、同じ温度成層の状態で５℃高温
の温水取出しが実現し、逆に言えば、槽内の温水を５℃
を低温まで有効的に利用出来ることになる。すなわち蓄
熱量の増加を意味し、暖房容量増大の効果がある。
また、蓄熱槽からブライン／水熱交の順で温水を流す
ので、槽内の温水を極力低温まで利用することが可能で
ある。例えば、40℃で戻り、45℃まで温水を加熱して、
空調機７へ送水する場合、従来フローで温水を流すと、
ブライン／水熱交で40℃→42.5℃、蓄熱槽で42.5℃→45
℃といった加熱分配となる。この時、蓄熱槽内の利用で
きる温水下限温度は45℃である。これに対し、本実施例
の加熱分配は、フローの逆転により、蓄熱槽40℃→42.5
℃、ブライン／水熱交42.5℃→45℃となる。従つて、蓄
熱槽内の利用できる温水下限温度は42.5℃、従来方式に
比べ、2.5℃利用温度幅を拡大したことになり、暖房容
量増大の効果がある。
ので、槽内の温水を極力低温まで利用することが可能で
ある。例えば、40℃で戻り、45℃まで温水を加熱して、
空調機７へ送水する場合、従来フローで温水を流すと、
ブライン／水熱交で40℃→42.5℃、蓄熱槽で42.5℃→45
℃といった加熱分配となる。この時、蓄熱槽内の利用で
きる温水下限温度は45℃である。これに対し、本実施例
の加熱分配は、フローの逆転により、蓄熱槽40℃→42.5
℃、ブライン／水熱交42.5℃→45℃となる。従つて、蓄
熱槽内の利用できる温水下限温度は42.5℃、従来方式に
比べ、2.5℃利用温度幅を拡大したことになり、暖房容
量増大の効果がある。
また、空調開始直前に冷温水配管を加熱することによ
り、朝の立上り時の急激なピーク負荷を押えることが出
来る。加熱作業は、夜間の割引料金時間帯を利用するた
め、ランニングコストもほとんどかわらない。空調時の
加熱熱量が低減する分、熱源装置の加熱能力が相対的に
増大する効果がある。
り、朝の立上り時の急激なピーク負荷を押えることが出
来る。加熱作業は、夜間の割引料金時間帯を利用するた
め、ランニングコストもほとんどかわらない。空調時の
加熱熱量が低減する分、熱源装置の加熱能力が相対的に
増大する効果がある。
また、第２図の如く、チラーを運転するかしないかを
判断する槽内温度を朝の立上り時は45℃、それ以降を40
℃とすることにより、負荷に見合つた温水を提供し、熱
源機器のムダな運転を防止するとともに、部分負荷によ
る効率低下防止の効果がある。
判断する槽内温度を朝の立上り時は45℃、それ以降を40
℃とすることにより、負荷に見合つた温水を提供し、熱
源機器のムダな運転を防止するとともに、部分負荷によ
る効率低下防止の効果がある。
第３図は熱源装置の他の実施例である。蓄熱槽３の流
入経路のみ、冷暖を切替えるものである。その他の構成
は第１図に示す実施例と同様である。
入経路のみ、冷暖を切替えるものである。その他の構成
は第１図に示す実施例と同様である。
本発明は、以上説明したように構成されているので以
下に記載されるような効果を奏する。
下に記載されるような効果を奏する。
蓄熱槽の下部より温水を導入し、上部より抜き出すこ
とにより、槽内の熱を有効に取り出すことができる。
とにより、槽内の熱を有効に取り出すことができる。
第１図は本発明の実施例の系統図、第２図は槽内温度設
定値の時間特性図、第３図は本発明の他の実施例の系統
図である。 １……熱源機器、２……ブライン／水熱交換器、３……
蓄熱槽、４……槽内熱交換器、５……冷温水配管、６…
…ブライン配管、７……空調機器、８……四方弁、９…
…冷温水ポンプ、10……ブラインポンプ、11……切替え
バルブ、12……コントロールバルブ。
定値の時間特性図、第３図は本発明の他の実施例の系統
図である。 １……熱源機器、２……ブライン／水熱交換器、３……
蓄熱槽、４……槽内熱交換器、５……冷温水配管、６…
…ブライン配管、７……空調機器、８……四方弁、９…
…冷温水ポンプ、10……ブラインポンプ、11……切替え
バルブ、12……コントロールバルブ。
フロントページの続き (72)発明者 小野田 利介 茨城県土浦市神立町603番地 株式会社 日立製作所土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭49−30951（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−42324（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F24F 5/00 102
Claims (2)
- 【請求項１】熱源機器と、この熱源機器の出力を蓄える
ための蓄熱槽と、前記熱源機器の出力を伝えるための熱
交換器を備え、冷房時は相変化を利用して蓄熱を行い、
暖房時は顕熱で蓄熱を行う蓄熱式熱源装置において、冷
房空調運転時は、負荷側へ供給する冷水が蓄熱槽の上部
から入り、下部からでるフローと、暖房空調運転時は、
流入方向を逆転させ、蓄熱槽の下部から入り、上部から
取り出すフローとし、暖房蓄熱運転時に、蓄熱終了に近
い時間では、熱源機器を小容量で運転し、徐々に加熱す
ることにより、槽内全域にわたり均一な温度分布の状態
で規定の温水温度の蓄熱を完了することを特徴とする蓄
熱式熱源装置。 - 【請求項２】熱源機器と、この熱源機器の出力を蓄える
ための蓄熱槽と、前記熱源機器の出力を伝えるための熱
交換器を備え、冷房時は相変化を利用して蓄熱を行い、
暖房時は顕熱で蓄熱を行う蓄熱式熱源装置において、暖
房空調運転時に、空調開始後一定時間は熱源機器の併用
運転をするかしないかを判断する槽内の温水温度の設定
を高くし、それ以降は設定温度を低くする制御を備える
ことを特徴とする蓄熱式熱源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006102A JP2810183B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 蓄熱式熱源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006102A JP2810183B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 蓄熱式熱源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211334A JPH03211334A (ja) | 1991-09-17 |
| JP2810183B2 true JP2810183B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=11629141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006102A Expired - Fee Related JP2810183B2 (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 蓄熱式熱源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2810183B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5123105B2 (ja) * | 1972-07-20 | 1976-07-14 | ||
| JPS5742324U (ja) * | 1980-08-22 | 1982-03-08 |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP2006102A patent/JP2810183B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03211334A (ja) | 1991-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |