JP3282152B2 - Water temperature control system for deep sea water and surface water for marine life production - Google Patents

Water temperature control system for deep sea water and surface water for marine life production

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JP3282152B2
JP3282152B2 JP24677493A JP24677493A JP3282152B2 JP 3282152 B2 JP3282152 B2 JP 3282152B2 JP 24677493 A JP24677493 A JP 24677493A JP 24677493 A JP24677493 A JP 24677493A JP 3282152 B2 JP3282152 B2 JP 3282152B2
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surface water
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、海洋生物を生産するた
めの海洋深層水の加熱、及び表層水を冷却する水温制御
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deep sea water heating system for producing marine life and a water temperature control system for cooling surface water.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、海洋に生息する魚介類等の海洋水
産資源の栽培漁業に関する研究や、実験が盛んになって
いる。これに付随して行われる水産養殖、種苗生産等の
栽培漁業における事業的生産規模での研究、実験では、
大量の海水を使用した飼育水槽による人工的生産方法が
採用される傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, research and experiments on cultivation and fishing of marine and marine resources such as fish and shells inhabiting the ocean have been active. Along with this, research and experiments on commercial production scale in aquaculture, such as aquaculture and seed production,
There is a tendency to adopt an artificial production method using a breeding aquarium using a large amount of seawater.

【0003】ところで、魚類等の海洋生物の人工的生産
施設では、海洋表層水のみを取水して飼育する際に水温
の季節変化による温度変動を解消するため、表層水を冬
季にはボイラーにより加熱し、夏期には冷凍機により冷
却して所定の水温に維持している。
[0003] In an artificial production facility for marine organisms such as fish, the surface water is heated by a boiler in winter in order to eliminate temperature fluctuations caused by seasonal changes in water temperature when only marine surface water is taken and raised. In the summer, the water is cooled by a refrigerator to maintain a predetermined water temperature.

【0004】他方、取水した海洋深層水は清浄で、無機
栄養分に富むとともに、一年中を通じて安定した低水温
性を有するため、これを寒帯性や、深海性の魚類の飼
育、及び海藻の生育用の生産水として使用する場合に
は、夏期には表層水と混合してこれら魚類等の生育に適
合する水温に加熱するようにしている。
On the other hand, the deep sea water withdrawn is clean, rich in inorganic nutrients, and has a stable low water temperature throughout the year, so that it can be used for breeding cold and deep sea fish and growing seaweed. When it is used as production water, it is mixed with surface water in summer and heated to a water temperature suitable for the growth of these fish and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】表層水のみを用いて海
洋生物を生産する場合には、使用する水量が大量である
ため、ボイラーや、冷凍機による水温制御方式では、そ
のエネルギー費用は膨大なものとなる上、特に、冷却に
要するエネルギー費用が大であるため、現実では冷却は
行われておらず、従って、夏期の水温上昇による飼育生
物の斃死が大きな問題となっている。このため、エネル
ギー費用が低廉で、経済性に優れた水温制御方式の開発
が要望されていた。
In the case of producing marine organisms using only surface water, the amount of water used is large. Therefore, the energy cost of a water temperature control system using a boiler or a refrigerator is enormous. In addition, cooling is not performed in practice because of the high energy cost required for cooling. Therefore, mortality of breeding organisms due to a rise in water temperature in summer has become a serious problem. For this reason, there has been a demand for the development of a water temperature control system which has low energy costs and is economical.

【0006】また、深層水の水温制御は深層水と表層水
との混合調整方式であるため、深層水と表層水との混合
率が季節により変化し、これにより、深層水の清浄性が
損なわれる他、深層水が含有する栄養分も希釈されると
いう問題があるため、水質等を問題とする実験研究や、
藻類の生産では、深層水単独での利用が必須の要件とな
っており、このため、深層水と表層水とを混合しない深
層水の水温制御方法が要求されていた。また、冷凍機に
よる冷却が考えられるが、上述したエネルギー費用が大
となる同様の問題を孕んでいる。
Further, since the water temperature control of the deep water is a method of adjusting the mixing of the deep water and the surface water, the mixing ratio of the deep water and the surface water changes according to the season, thereby impairing the cleanliness of the deep water. In addition, because there is a problem that nutrients contained in deep water are also diluted, experimental research on water quality etc.,
In the production of algae, the use of deep water alone is an essential requirement. Therefore, a method of controlling the temperature of deep water that does not mix deep water and surface water has been required. Although cooling by a refrigerator is conceivable, it has the same problem that the energy cost described above increases.

【0007】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、取水した深層水を、
深層水自体が有する清浄性を何ら損なわず、かつ、その
水質に変化を与えずに加熱するとともに、深層水の加
熱、及び表層水の冷却に要するエネルギー消費量を大幅
に低減し得る海洋生物生産用の海洋深層水、及び表層水
の水温制御システムを提供するにある。
[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for converting deep water that has been withdrawn.
Marine organisms that can be heated without impairing the cleanliness of the deep water itself and without changing the water quality, and can significantly reduce the energy consumption required for heating the deep water and cooling the surface water And a water temperature control system for deep sea water and surface water.

【0008】さらに、本発明は、熱交換器とヒートポン
プの蒸発器とから排出される冷却された表層水を、海洋
生物生産用の海洋水として用いることを目的とする。
Another object of the present invention is to use cooled surface water discharged from a heat exchanger and an evaporator of a heat pump as ocean water for producing marine organisms.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、分流型三方弁
を介して給水される海洋深層水、及び深層水の水温より
も高温の表層水を送水される熱交換器と、熱交換器出口
側の表層水の水温を検出する温度検出手段からの検出値
に基づいて三方弁の弁開度を制御し、熱交換器への深層
水の送水流量を制御する温度調節手段と、熱交換器から
予熱された深層水を送水される凝縮器、及び表層水の一
部を分岐して送水される蒸発器を備えるヒートポンプ
と、凝縮器出口側の深層水の水温を検出する温度検出手
段からの検出信号に基づいてヒートポンプを起動制御す
る起動手段とを備えるよう構成したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a heat exchanger for supplying deep sea water supplied through a three-way type three-way valve and surface water having a temperature higher than the temperature of the deep water, and a heat exchanger. Temperature control means for controlling the valve opening of the three-way valve based on the detection value from the temperature detection means for detecting the surface temperature of the surface water on the outlet side and controlling the flow rate of deep water to the heat exchanger; A condenser for feeding the deep water preheated from the condenser, and a heat pump including an evaporator for branching and sending a part of the surface water, and a temperature detecting means for detecting the temperature of the deep water on the condenser outlet side. And a start-up means for starting and controlling the heat pump based on the detection signal.

【0010】また、本発明は、熱交換器とヒートポンプ
の蒸発器とから排出される冷却された表層水を、海洋生
物生産用の海洋水として用いるよう構成したものであ
る。
Further, the present invention is configured such that cooled surface water discharged from a heat exchanger and an evaporator of a heat pump is used as ocean water for producing marine organisms.

【0011】[0011]

【作用】取水した深層水と表層水とを熱交換器に送水
し、表層水の有する熱を深層水に与えて熱交換を行う。
そして、熱交換器出口側の表層水水温を検出し、これを
温度調節手段に入力して三方弁の弁開度を制御し、深層
水の熱交換器への送水流量を制御し、表層水の水温を所
定温度に冷却する。
The deep water and the surface water that have been withdrawn are sent to a heat exchanger, and the heat is exchanged by giving the heat of the surface water to the deep water.
Then, the surface water temperature at the outlet of the heat exchanger is detected, and the temperature is input to the temperature control means to control the valve opening of the three-way valve, to control the flow rate of the deep water to the heat exchanger, and Is cooled to a predetermined temperature.

【0012】また、表層水から熱を与えられて熱交換器
から送出される予熱深層水をヒートポンプの凝縮器に送
水する。そして、凝縮器出口側の深層水水温を検出し、
その検出温度に基づいて起動手段によりヒートポンプを
起動制御し、これにより凝縮器で深層水を加熱する。さ
らに、取水された表層水の一部を分岐させてヒートポン
プの蒸発器に給水して冷却する。
Further, the preheated deep water supplied with heat from the surface water and delivered from the heat exchanger is supplied to the condenser of the heat pump. Then, the deep water temperature at the condenser outlet side is detected,
The start-up means controls the start-up of the heat pump based on the detected temperature, whereby the deep water is heated by the condenser. Further, a part of the surface water taken off is branched and supplied to an evaporator of a heat pump to be cooled.

【0013】[0013]

【実施例】以下に本発明の詳細を、添付した図面に示す
実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の水温制御
システムの一実施例のブロック図を示すものであって、
取水した低温の海洋深層水は、給水管1を介し、熱交換
器10への給水管2と、熱交換器10からヒートポンプ
13の凝縮器14への給水管4に分流させる分流管3と
に接続されるとともに、後述する温度調節器12からの
制御信号により弁開度を制御し、熱交換器10への深層
水送水流量を制御する分流型三方弁9に給水される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below based on embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a block diagram of one embodiment of a water temperature control system of the present invention,
The low-temperature deep-sea water taken out is supplied via a water supply pipe 1 to a water supply pipe 2 for a heat exchanger 10 and a distribution pipe 3 for diverting water from a heat exchanger 10 to a water supply pipe 4 to a condenser 14 of a heat pump 13. While being connected, water is supplied to a three-way three-way valve 9 that controls a valve opening degree by a control signal from a temperature controller 12 to be described later and controls a flow rate of deep water water supply to the heat exchanger 10.

【0014】他方、深層水よりも高温の表層水は給水管
5を介して公知の、例えば、プレート型熱交換器10に
給水され、ここで表層水の熱を図示しないプレートを介
して深層水に熱を伝熱し、これにより表層水は冷却され
る。熱交換器10の表層水出口側の管には、熱交換後の
表層水の水温を検出する温度センサ11が設けられてい
る。温度センサ11の検出信号を信号伝送線12Aを介
して入力される温度調節器12は、温度検出信号の値に
基づいて平衡をとり、その平衡信号を制御信号として制
御信号伝送線12Bを介して三方弁9の励磁コイル9A
に入力し、その弁開度を制御して給水される深層水の一
部を分流管3を介して凝縮器への給水管4に分流させ、
熱交換器10への深層水の送水流量を制御して所定の表
層水水温になるように制御する公知の比例動作型電子式
温度調節器である。
On the other hand, the surface water having a higher temperature than the deep water is supplied to a well-known, for example, a plate type heat exchanger 10 through a water supply pipe 5, where the heat of the surface water is transferred through a plate (not shown) to the deep water. The surface water is cooled. The pipe on the surface water outlet side of the heat exchanger 10 is provided with a temperature sensor 11 for detecting the temperature of the surface water after the heat exchange. The temperature controller 12, which receives the detection signal of the temperature sensor 11 via the signal transmission line 12A, balances based on the value of the temperature detection signal, and uses the balance signal as a control signal via the control signal transmission line 12B. Excitation coil 9A for three-way valve 9
And a part of the deep water supplied by controlling the valve opening is diverted to the water supply pipe 4 to the condenser through the diverter pipe 3,
This is a well-known proportional operation type electronic temperature controller that controls the flow rate of deep water to the heat exchanger 10 to control the surface water temperature to a predetermined surface water temperature.

【0015】圧縮器17、凝縮器14、及び蒸発器15
を具備するヒートポンプ13の凝縮器14には、熱交換
器10からの予熱された深層水を給水する給水管4が接
続され、蒸発器15には、表層水給水管5の上流側に設
けた表層水分岐管6が接続されている。そして、凝縮器
14の出口側には、ヒートポンプ13の運転中は、高温
の気化冷媒との熱交換によりさらに加熱された深層水を
給水管7を介し、深層水を一時的に貯溜して図示しない
水槽に向けて安定的に給水するバッファー・タンク8が
接続されている。バッファー・タンク8には、深層水の
水温を検出する温度センサ18が設けられ、その検出温
度は信号伝送線16Aを介し、公知のサーモスタットタ
イプの2位置型温度調節器16に入力される。この温度
調節器16は、入力された検出信号が所定の値になる
と、図示しないバイメタルの加熱変位によりスイッチを
閉止させ、これによりヒートポンプ13を起動させる起
動手段として作用するものである。また、蒸発器15の
出口側からは、分岐管6から給水される表層水が液化冷
媒との熱交換により冷却された表層水を図示しない水槽
に向けて吐出される。なお、図中符号T、及びFはモニ
タ用の温度計、流量計を示す。
Compressor 17, condenser 14, and evaporator 15
The water supply pipe 4 for supplying the preheated deep water from the heat exchanger 10 is connected to the condenser 14 of the heat pump 13 provided with the heat pump 13. The evaporator 15 is provided on the upstream side of the surface water supply pipe 5. The surface water branch pipe 6 is connected. At the outlet side of the condenser 14, during operation of the heat pump 13, the deep water further heated by heat exchange with the high-temperature vaporized refrigerant is temporarily stored through the water supply pipe 7, and the deep water is temporarily stored. A buffer tank 8 for stably supplying water to a water tank not to be connected is connected. The buffer tank 8 is provided with a temperature sensor 18 for detecting the temperature of deep water, and the detected temperature is input to a known thermostat type two-position temperature controller 16 via a signal transmission line 16A. When the input detection signal reaches a predetermined value, the temperature controller 16 closes a switch due to a heating displacement of a bimetal (not shown), thereby acting as a starting unit for starting the heat pump 13. Further, from the outlet side of the evaporator 15, the surface water supplied from the branch pipe 6 is discharged to a water tank (not shown) which is cooled by heat exchange with the liquefied refrigerant. In addition, the code | symbol T and F in a figure show the thermometer for monitoring, and a flow meter.

【0016】このように構成された本発明の水温制御シ
ステムの作用を、図2に示す表層水のみを冷却する運転
モード1を実行するフローチャート、図3に示す深層水
の加熱、及び表層水の冷却を行う運転モード2のフロー
チャートを参照しながら説明する。
The operation of the water temperature control system of the present invention configured as described above will be described with reference to a flowchart for executing the operation mode 1 for cooling only the surface water shown in FIG. 2, the heating of the deep water shown in FIG. This will be described with reference to the flowchart of the operation mode 2 in which cooling is performed.

【0017】図2の運転モード1において、取水した表
層水を管5を介して熱交換器10に送水し、表層水の水
温よりも低温の深層水を管1、及び三方弁9を介して熱
交換器10に送水する(ステップS1)。熱交換器10
では、深層水に熱を与えて表層水を冷却し、その出口側
水温は温度センサ11により検出され、その検出信号は
信号伝送線12Aを介して温度調節器12に入力され、
水温の高低を判別し(ステップS2)、水温が高ければ
三方弁9から分流管3への分流量を減じるようにその弁
開度を制御して熱交換器10への送水流量を増加させ
(ステップS3)、水温が低ければ、分流管3への分流
量を増加させて熱交換器10への送水流量を減少させる
ように弁開度を制御し(ステップS4)、所定水温に冷
却された表層水を図示しない水槽に給水する(ステップ
S5)。そして、熱交換器10において表層水の水温に
より予熱された深層水は、停止中のヒートポンプ13の
凝縮器14を介してバッファー・タンク8に貯溜され、
排水として外部に吐出される(ステップS6)。なお、
バッファー・タンク8から排出される予熱深層水を、生
産用水として用い得ることは言う迄もない。
In the operation mode 1 of FIG. 2, the surface water that has been withdrawn is sent to the heat exchanger 10 via the pipe 5, and the deep water whose temperature is lower than the surface water temperature is supplied via the pipe 1 and the three-way valve 9. Water is sent to the heat exchanger 10 (step S1). Heat exchanger 10
Then, heat is applied to the deep water to cool the surface water, the outlet water temperature is detected by the temperature sensor 11, and the detection signal is input to the temperature controller 12 via the signal transmission line 12A,
It is determined whether the water temperature is high or low (step S2). If the water temperature is high, the valve opening is controlled so as to reduce the flow from the three-way valve 9 to the branch pipe 3 to increase the flow of water to the heat exchanger 10 ( Step S3) If the water temperature is low, the valve opening is controlled so as to increase the branch flow to the branch pipe 3 and decrease the flow of water to the heat exchanger 10 (Step S4), and the water is cooled to the predetermined water temperature. The surface water is supplied to a water tank (not shown) (step S5). The deep water preheated by the surface water temperature in the heat exchanger 10 is stored in the buffer tank 8 via the condenser 14 of the stopped heat pump 13,
It is discharged to the outside as drainage (step S6). In addition,
It goes without saying that the preheated deep water discharged from the buffer tank 8 can be used as production water.

【0018】次に、図3の運転モード2において、取水
された表層水は管5を介して熱交換器10に送水される
とともに、分岐管6を介してヒートポンプ13の蒸発器
15に送水され、また、深層水は管1、及び三方弁9を
介して熱交換器10に送水される。そして、熱交換器1
0の表層水出口側の水温を検出した温度センサ11の検
出信号は温度調節器12に入力され、三方弁9の弁開度
を制御して熱交換器10への送水流量を制御し、所定水
温に冷却された表層水を吐出するとともに、熱交換器1
0から予熱された深層水を凝縮器14に送水する。これ
らのステップは、上述した運転モード1で行うステップ
S1乃至S6と同一であるので、その詳細な説明は省略
する。
Next, in the operation mode 2 shown in FIG. 3, the surface water taken in is sent to the heat exchanger 10 via the pipe 5 and to the evaporator 15 of the heat pump 13 via the branch pipe 6. The deep water is sent to the heat exchanger 10 via the pipe 1 and the three-way valve 9. And heat exchanger 1
The detection signal of the temperature sensor 11 that detects the water temperature at the surface water outlet side of 0 is input to the temperature controller 12, controls the valve opening of the three-way valve 9, controls the flow rate of water supplied to the heat exchanger 10, and The surface water cooled to the water temperature is discharged and the heat exchanger 1
The deep water preheated from 0 is sent to the condenser 14. Since these steps are the same as steps S1 to S6 performed in the above-described operation mode 1, detailed description thereof will be omitted.

【0019】熱交換器10にて表層水の熱を与えられた
予熱深層水は管4を介し、さらに、停止中のヒートポン
プ13の凝縮器14を経てバッファー・タンク8に貯溜
され、その水温を検出した温度センサ18からの温度検
出信号は信号伝送線16Aを介して2位置型温度調節器
16に入力される。そして、温度センサ18からの検出
信号の値が設定値以下であれば(ステップS7)、温度
調節器16から出力される起動信号により圧縮機17が
駆動され、これによりヒートポンプ13は運転を開始す
る(ステップS8)。凝縮器14では、気化した冷媒と
の熱交換により給水された予熱深層水をさらに加熱し
(ステップS9)、この加熱深層水を管7を介してバッ
ファー・タンク8に貯溜し、ここから図示しない深層水
用の水槽に給水する。また、分岐管6を介して給水され
る表層水はヒートポンプ13の蒸発器15に送水され、
液化冷媒の気化熱により冷却された表層水は排水として
外部に吐出される(ステップS10)。なお、上述した
蒸発器15から吐出される冷却表層水を生産用水として
用い得ることは言う迄もない。
The preheated deep water to which the heat of the surface water is given by the heat exchanger 10 is stored in the buffer tank 8 via the pipe 4 and further through the condenser 14 of the heat pump 13 which is stopped. The detected temperature detection signal from the temperature sensor 18 is input to the two-position type temperature controller 16 via the signal transmission line 16A. If the value of the detection signal from the temperature sensor 18 is equal to or less than the set value (step S7), the compressor 17 is driven by the start signal output from the temperature controller 16, and the heat pump 13 starts operating. (Step S8). In the condenser 14, the preheated deep water supplied by heat exchange with the vaporized refrigerant is further heated (step S9), and the heated deep water is stored in the buffer tank 8 via the pipe 7, and not shown here. Supply water to the deep water tank. The surface water supplied via the branch pipe 6 is sent to the evaporator 15 of the heat pump 13,
The surface water cooled by the heat of vaporization of the liquefied refrigerant is discharged to the outside as wastewater (step S10). Needless to say, the cooling surface water discharged from the evaporator 15 can be used as production water.

【0020】そして、本実施例の水温制御システムによ
れば、表層水は年間を通じて水温が変動するものである
から、表層水、及び深層水を海洋生物生産用水として利
用するに際し、熱交換器10から送水される冷却された
表層水、及び予熱された深層水の有する水温レベルで十
分な期間には、運転モード1により熱交換器10から送
水される表層水、及び深層水を用い、また、熱交換器1
0からの冷却表層水、及び予熱深層水の水温レベルで不
十分な期間には、自動的に運転モード2に切換えてヒー
トポンプ13を駆動し、蒸発器15から排出される冷却
表層水、及び凝縮器から排出される加熱深層水を利用す
ることが出来る。
According to the water temperature control system of the present embodiment, since the surface water varies in temperature throughout the year, when the surface water and the deep water are used as water for producing marine organisms, the heat exchanger 10 is used. For a sufficient period of time at the surface temperature of the cooled surface water and the preheated deep water that is supplied from the surface water, the surface water and the deep water that are transmitted from the heat exchanger 10 by the operation mode 1 are used, Heat exchanger 1
When the temperature of the cooling surface water and the preheating deep water is insufficient from 0, the operation mode is automatically switched to the operation mode 2 to drive the heat pump 13 and the cooling surface water discharged from the evaporator 15 and the condensation. The heated deep water discharged from the vessel can be used.

【0021】従って、取水される表層水の季節的な水温
変動、ならびに深層水、表層水の設定水温に応じ、熱交
換器、ヒートポンプを選択的に使用し、あるいは、両者
を併用する等して、エネルギー消費量を極力少なくし、
設定された水温レベルを有する表層水、深層水が得られ
るように水温制御が行える。
Therefore, according to the seasonal water temperature fluctuation of the surface water to be withdrawn, and the set water temperature of the deep water and the surface water, the heat exchanger and the heat pump are selectively used, or both are used in combination. , Reduce energy consumption as much as possible,
Water temperature control can be performed so as to obtain surface water and deep water having the set water temperature level.

【0022】図4(A)は、海洋生物の生産工程におい
て、図示しない海洋生物生産用の水槽に給水される深層
水、及び表層水の水温レベルが、例えば、共に15℃、
18℃、23℃の温度レベルを必要とする場合に、高知
県海洋深層水研究所にて計測した表層水と、深層水との
年間水温変動記録結果を考慮して作成した本発明による
水温制御システムの運転方法の表を示すもので、図中点
線はヒートポンプの駆動を、実線は熱交換器の使用を示
す。
FIG. 4A shows that, in the marine life production process, the temperature of the deep water and the surface water supplied to the not-shown water tank for marine life production are, for example, both 15 ° C.
When temperature levels of 18 ° C. and 23 ° C. are required, the water temperature control according to the present invention created in consideration of the annual water temperature fluctuation record results of surface water measured by Kochi Prefectural Deep Ocean Water Research Institute and deep water The table shows a method of operating the system. In the figure, the dotted line indicates the operation of the heat pump, and the solid line indicates the use of the heat exchanger.

【0023】この表によれば、深層水、及び表層水が共
に15℃の温度レベルを必要とする場合には、年間を通
じて熱交換器のみの使用で十分であることが示されてい
る。また、深層水、及び表層水が共に18℃の温度レベ
ルを必要とする場合には、深層水については6月から1
1月迄、表層水については4月半ばから12月迄は熱交
換器を使用し、また、ヒートポンプは、深層水に対して
は1月乃至5月、及び12月の期間に駆動し、表層水に
対しては1月から4月半ば迄の期間に駆動する。さら
に、深層水、及び表層水が共に23℃の温度レベルを必
要とする場合には、深層水については8月から9月半ば
迄、表層水については7月から10月迄は共に熱交換器
を使用し、また、ヒートポンプは、深層水に対しては1
月から7月迄、及び9月半ばから12月迄の期間に駆動
し、表層水に対しては1月から6月迄、及び11月、1
2月の期間に駆動する。このことから、本実施例の水温
制御システムによれば、熱交換器単独で、また、熱交換
器と、ヒートポンプとの併用により深層水の加熱、表層
水の冷却が適宜に行えることが分かる。
The table shows that the use of only a heat exchanger throughout the year is sufficient if both the deep water and the surface water require a temperature level of 15 ° C. If both the deep water and the surface water require a temperature level of 18 ° C.,
Heat exchangers are used from January to mid-December for surface water until January, and heat pumps are operated during January-May and December for deep water. It runs on water from January to mid-April. Further, if both the deep water and the surface water require a temperature level of 23 ° C., the heat exchanger is used from August to mid-September for the deep water and from July to October for the surface water. And a heat pump is used for deep water.
Driving from Mon to July, and mid-September to December, for surface water from January to June, and November, 1
Drive in February period. From this, it can be seen that according to the water temperature control system of the present embodiment, heating of the deep water and cooling of the surface water can be appropriately performed by using the heat exchanger alone or by using the heat exchanger and the heat pump together.

【0024】図4(B)は、図4(A)に示す温度レベ
ル条件の下で水温制御を行うと仮定した場合、水温制御
に要する本実施例システムと、ボイラーによる加熱、及
び冷凍機による冷却を行う従来システムとの単位水量当
たりの加熱、もしくは冷却に要するエネルギー消費量の
比較グラフを示すもので、斜線部分は従来システムによ
るエネルギー消費量を、黒地部分は本実施例システムに
よるエネルギー消費量を示す。このグラフから、1月は
両システムのエネルギー消費量は同じであるが、2月乃
至7月、及び10月乃至12月の本実施例によるエネル
ギー消費量は従来技術によるものに比し遥かに少量であ
り、しかも、8月、9月にはその差が顕著に現れている
ことがわかる。このことから、本実施例による水温制御
システムのエネルギー消費量は、従来システムのそれに
比しほぼ2分の1以下になると予測される。
FIG. 4B shows the system of the present embodiment required for controlling the water temperature, the heating by the boiler, and the cooling by the refrigerator, assuming that the water temperature control is performed under the temperature level conditions shown in FIG. It shows a comparison graph of the energy consumption required for heating or cooling per unit water amount with the conventional system that performs cooling. The hatched portion indicates the energy consumption by the conventional system, and the black background portion indicates the energy consumption by the system of the present embodiment. Is shown. From this graph, the energy consumption of both systems is the same in January, but the energy consumption of this embodiment in February to July and October to December is much smaller than that of the prior art. In addition, it can be seen that the difference appears remarkably in August and September. From this, it is expected that the energy consumption of the water temperature control system according to the present embodiment will be approximately one half or less of that of the conventional system.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、熱交
換器に深層水と、深層水よりも高温の表層水とを送水
し、熱交換後の表層水の出口側水温を検出し、この検出
値に基づいて三方弁からの熱交換器への深層水送水流量
を制御して所定の水温になるように冷却した表層水を排
出する一方、表層水の一部を分岐してヒートポンプの蒸
発器に送水するとともに、熱交換後の予熱された深層水
をヒートポンプの凝縮器に送水し、凝縮器出口側の深層
水水温を検出し、その検出値に応じてヒートポンプを起
動し、凝縮器から加熱された深層水を、また、蒸発器か
ら冷却された表層水を得るよう構成してあるので、冷却
された表層水は勿論のこと、加熱された深層水を各別に
生産用水として得ることが出来る。しかも、熱交換器
や、凝縮器に深層水を送水して加熱する方式であるた
め、深層水自体の有する清浄性を何ら損なうこともなけ
れば、その水質に変化を与えることなく深層水を得るこ
とが出来る。
As described above, according to the present invention, deep water and surface water having a higher temperature than the deep water are supplied to the heat exchanger, and the outlet water temperature of the surface water after the heat exchange is detected. While controlling the flow rate of deep water from the three-way valve to the heat exchanger based on the detected value to discharge the surface water cooled to a predetermined water temperature, a part of the surface water is branched to form a heat pump. And the preheated deep water after heat exchange is sent to the condenser of the heat pump, the temperature of the deep water at the outlet of the condenser is detected, and the heat pump is started according to the detected value to condense the water. Since it is configured to obtain the deep water heated from the vessel and the cooled surface water from the evaporator, not only the cooled surface water but also the heated deep water is separately obtained as production water. I can do it. Moreover, since the deep water is fed to the heat exchanger or the condenser and heated, the deep water is obtained without deteriorating the cleanliness of the deep water itself without changing the water quality. I can do it.

【0026】さらに、表層水の水温の季節的変化、なら
びに表層水、深層水の設定温度に応じ、何ら駆動エネル
ギーを必要としない熱交換器のみを運転する運転モード
に切換えたり、また、熱交換器、及びヒートポンプの選
択的運転や、併用運転による運転モードに切換えたりし
て、設定された水温レベルを有する表層水、深層水を得
ることが出来るため、冷却、加熱に要するエネルギー消
費量を大幅に低減することが可能となる。
Further, according to the seasonal change of the surface water temperature and the set temperature of the surface water and the deep water, the operation mode is switched to the operation mode in which only the heat exchanger which does not require any driving energy is operated, or the heat exchange is performed. It is possible to obtain surface water and deep water having a set water temperature level by selectively operating the heat pump and heat pump, or switching to an operation mode using combined operation, which significantly reduces the energy consumption required for cooling and heating. It becomes possible to reduce to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の水温制御システムの一実施例のブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a water temperature control system according to the present invention.

【図2】 上記実施例を運転モード1にして表層水のみ
を冷却するフローチャートである。
FIG. 2 is a flow chart in which the embodiment is set in an operation mode 1 to cool only surface water.

【図3】 上記実施例を運転モード2にして表層水を冷
却し、深層水を加熱するフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart in which the embodiment is set to an operation mode 2 to cool surface water and heat deep water.

【図4】 図4(A)は年間を通じて熱交換器、及びヒ
ートポンプの駆動により深層水の加熱と、表層水の冷却
とを行う運転方法を示す表、図4(B)は図4(A)に
示す温度レベル条件の下で、本実施例、及び従来システ
ムにより表層水の冷却、深層水の加熱に要する年間を通
じてのエネルギー消費量の比較を示すグラフである。
FIG. 4 (A) is a table showing an operation method for heating deep water and cooling surface water by driving a heat exchanger and a heat pump throughout the year, and FIG. 4 (B) is a table showing FIG. 4 (A). 4 is a graph showing a comparison of energy consumption throughout the year required for cooling the surface water and heating the deep water by the present embodiment and the conventional system under the temperature level conditions shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 深層水給水管、2 熱交換器への深層水給水管、3
分流管、4 深層水を熱交換器からヒートポンプの凝
縮器に給水する管、5 表層水給水管、6 ヒートポン
プの蒸発器への表層水給水管、9 励磁コイル9Aを備
える分流型三方弁、10 熱交換器、11 表層水出口
側水温を検出する温度センサ、12 三方弁の弁開度を
制御する温度調節器、13 ヒートポンプ、14 凝縮
器、15蒸発器、16 ヒートポンプを起動制御する温
度調節器、17 圧縮機、8バッファー・タンク、18
加熱された深層水の水温を検出する温度センサ。
1 Deep water supply pipe, 2 Deep water supply pipe to heat exchanger, 3
Diversion pipe, 4 pipe for supplying deep water from the heat exchanger to the condenser of the heat pump, 5 surface water supply pipe, 6 surface water supply pipe to the evaporator of the heat pump, 9 a flow dividing three-way valve having an exciting coil 9A, 10 Heat exchanger, 11 temperature sensor for detecting surface water outlet side water temperature, 12 temperature controller for controlling the opening of the three-way valve, 13 heat pump, 14 condenser, 15 evaporator, 16 temperature controller for starting and controlling the heat pump , 17 compressor, 8 buffer tanks, 18
A temperature sensor that detects the temperature of heated deep water.

フロントページの続き (72)発明者 森野 仁夫 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 萩原 運弘 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−194370(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01K 63/06 A01K 61/00 A01K 63/04 F24J 3/06 Continuing from the front page (72) Inventor Yoshio Morino 1-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Norihiro Hagiwara 2-3-2 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Shimizu Corporation (56) References JP-A-4-194370 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A01K 63/06 A01K 61/00 A01K 63/04 F24J 3 / 06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 分流型三方弁を介して給水される海洋深
層水、及び該深層水の水温よりも高温の表層水を送水さ
れる熱交換器と、熱交換器出口側の表層水の水温を検出
する温度検出手段からの検出値に基づいて上記三方弁の
弁開度を制御し、熱交換器への深層水の送水流量を制御
する温度調節手段と、熱交換器から予熱された深層水を
送水される凝縮器、及び表層水の一部を分岐して送水さ
れる蒸発器を備えるヒートポンプと、上記凝縮器出口側
の深層水の水温を検出する温度検出手段からの検出信号
に基づいて上記ヒートポンプを起動制御する起動手段と
を備えることを特徴とする海洋生物生産用の海洋深層
水、及び表層水の水温制御システム。
1. A deep-sea water supplied through a three-way three-way valve, a heat exchanger to which surface water having a temperature higher than the temperature of the deep water is supplied, and a temperature of the surface water at a heat exchanger outlet side. Temperature control means for controlling the valve opening degree of the three-way valve based on the detection value from the temperature detection means for detecting the depth of water and controlling the flow rate of deep water to the heat exchanger; A heat pump including a condenser for feeding water, and an evaporator for branching and feeding a part of surface water, and a detection signal from a temperature detection unit for detecting a temperature of the deep water at the outlet of the condenser. And a start-up means for starting and controlling the heat pump. 2. A water temperature control system for producing deep sea water for marine life and surface water.
【請求項2】 上記熱交換器と上記ヒートポンプの蒸発
器とから排出される冷却された表層水を、海洋生物生産
用の海洋水として用いることを特徴とする「請求項1」
記載の海洋生物生産用の海洋深層水、及び表層水の水温
制御システム。
2. The method according to claim 1, wherein the cooled surface water discharged from the heat exchanger and the evaporator of the heat pump is used as marine water for producing marine organisms.
A water temperature control system for deep sea water and surface water for production of marine organisms according to the above.
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