JP3304010B2 - 氷蓄熱式冷凍機及び運転方法 - Google Patents
氷蓄熱式冷凍機及び運転方法Info
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Description
り、特にビルの冷房システムに有効に利用できる経済的
な氷蓄熱式冷凍機に関する。
利用する冷房システムとして開発されており、省エネル
ギー、省スペースのビル冷房として利用されている。従
来の氷蓄熱式冷凍機では、蓄熱運転、冷房運転を単独で
行う場合はよいが、蓄熱運転しながら冷房運転する場
合、水熱交換器における冷水の凍結について配慮されて
いなかった。
を解決し、現在のビル冷房の多様化に対応して、蓄熱運
転をしながらの冷房運転を可能にした氷蓄熱式冷凍機と
その運転方法を提供することを課題とする。
に、本発明では、冷凍機、氷蓄熱槽、水熱交換器、ポン
プ、調節弁及びそれらを接続する配管系を有し、冷凍機
でブラインを冷却、該ブラインにて氷蓄熱槽の水を凍結
させて蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱槽の氷の融解
熱にて前記ブラインを冷却し、該ブラインを水熱交換器
に導き、冷水を冷却して冷房能力を取出す氷蓄熱式冷凍
機において、前記水熱交換器のブライン出口部に、ブラ
イン出口温度センサーを設け、冷凍機、氷蓄熱槽を循環
するブラインのループから分岐して水熱交換器にブライ
ンを送り、水熱交換器をでたあと、冷凍機、氷蓄熱槽を
循環するブラインのループに戻すラインを設けると共
に、このライン中に、水熱交換器へのブライン流量を調
節する流量調節弁を設け、前記出口温度センサーの信号
を入力として、ブライン流量調節弁に出力信号を出し
て、ブライン出口温度を制御するコントローラーを設け
たものである。
交換器、ポンプ、調節弁及びそれらを接続する配管系を
有し、冷凍機でブラインを冷却、該ブラインにて氷蓄熱
槽の水を凍結させて蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱
槽の氷の融解熱にて前記ブラインを冷却し、該ブライン
を水熱交換器に導き、冷水を冷却して冷房能力を取出す
氷蓄熱式冷凍機において、前記水熱交換器のブライン出
口部に、ブライン出口温度センサーを設け、ブラインが
蓄熱槽を出て冷凍機に戻るブラインのラインから分岐し
て水熱交換器にブラインを送るラインを設けると共に、
このライン中又はこのラインに続く水熱交換器後のライ
ンに、水熱交換器へのブライン流量を調節する流量調節
弁を設け、前記出口温度センサーの信号を入力として、
ブライン流量調節弁に出力信号を出して、ブライン出口
温度を制御するコントローラーを設けたものである。
には、ブライン入口部にもブライン入口温度センサーを
設け、前記ブライン出入口温度センサーの信号を入力と
して、ブライン流量調節弁に出力信号を出して、ブライ
ン温度を制御するコントローラーを設けるか、又は水熱
交換器には、ブライン出入口と共に、さらに冷水測定用
の温度センサーを設け、前記ブライン出入口温度センサ
ー及び冷水温度センサーの信号を入力として、ブライン
流量調節弁に出力信号を出して、冷水温度及びブライン
温度を制御するコントローラーを設けることとしたもの
である。
運転方法において、蓄熱槽に氷を作る蓄熱運転中に、水
熱交換器にて冷水を冷却する場合、温度センサーを、
(1)水熱交換器のブライン出口のみに設けた場合は、
ブライン出口の温度が少なくとも0℃を越えるように、
好ましくは2℃以上となるように制御し、(2)ブライ
ン出入口に設けた場合は、ブライン入口温度とブライン
出口温度との平均温度が少なくとも0℃を越えるよう
に、好ましくは1℃以上となるように制御して運転す
る。
イン出入口と冷水に設けた場合は、水熱交換器の冷水温
度が目標温度となるようにブライン流量を調整するが、
ブライン入口温度が氷点以下の場合、前記冷水温度制御
に優先して、ブライン出口温度が少なくとも氷点を越え
る温度となるように制御するか、又はブラインの出入口
の平均温度が少なくとも0℃を越えるように制御して運
転するものである。
に熱交換器があり、蓄熱槽内の水(強制流動はなく、全
体的には静止している)と、蓄熱槽の外部から送り込ま
れるブラインとが、熱交換器の伝熱面を隔てて接してい
る。そして、蓄熱時には、ブラインで水を凍らせ、放熱
時には、氷でブラインを冷却する。
で冷却されるブラインは−4℃程度であり、このブライ
ンで水熱交換器を冷却、即ち冷水と熱交換すると、冷水
が凍結して水熱交換器を破壊することがある。本発明で
は、水熱交換器に導くブラインは、蓄熱槽を出た後のブ
ラインとすると共に、該ブライン温度を監視し、水熱交
換器でブラインから水に熱を確実に伝えるように制御す
る。水熱交換器へのブライン入口温度がマイナス温度
(氷点以下)であっても、ブライン出口温度がプラス温
度(氷点以上)になるよう制御すれば、水熱交換器内に
は、氷点以上の水が存在することが保証される。また、
平均温度がプラスであれば、熱交換器内の局所的な凍結
も確実に防ぐことができる。
インは凍結せず温度検出が容易であるのに対し、冷水側
の温度検出では、冷水が内部で凍結したときに、冷水が
流れず温度検出部では凍結しない温度になっていること
があり、凍結監視ができないためである。もし、冷水が
内部で凍結すると、冷水の流れがとまって、ブライン温
度が上昇せず、出入口ともにマイナス温度となり、凍結
が判断される。つまりブライン温度を監視し、ブライン
出口温度が0℃以上あれば、冷水が内部で凍結していな
いと判断できる。(ブライン温度を監視し、ブライン温
度が出入口で温度差があれば、冷水が流れていると判断
できる。出口温度が0℃以上あれば、1点の計測で判断
できる)
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 図1は、本発明の氷蓄熱式冷凍機の一例を示す概略構成
図である。図1において、1は冷凍機、2は氷蓄熱槽、
3は水熱交換器、4はポンプ、5は調節弁、7、8、9
は温度センサー、10はコントローラーであり、11は
冷水、12はバイパス管である。温度センサー7、8、
9でそれぞれ温度を検出して、コントローラー10によ
り調節弁5を調節して凍結をコントロールしている。
ついて説明する。蓄熱運転の場合、冷凍機1を運転し、
例えば、冷凍機1で−4℃程度まで冷却して蓄熱槽2に
送り出し、氷蓄熱槽2の水を凍結させている。この状態
で、水熱交換器3から冷水をとりだしたい場合は、弁5
を調節して、ブラインを水熱交換器3に導き冷水11を
冷却する。水熱交換器3へのブライン出口温度7が氷点
以上であれば、凍結の心配はない。
5にて流量を調節する。水熱交換器3へのブライン入口
温度8が氷点以下であれば、凍結の心配があり、冷水温
度9を目標温度に制御する場合であっても、優先的に、
弁5にて流量を調節して、ブライン出口温度7が氷点を
越えるようにする。放熱運転で冷凍機1と蓄熱槽2とを
併用する場合、冷凍機1のブライン出口温度を目標温度
になるように冷凍機1を制御し、冷水出口温度9が目標
温度となるようにブライン弁5を調節する。
目標温度となるようにブライン弁5を調節する。この場
合、ブライン温度は氷点以上であり、凍結の心配はな
い。冷凍機単独運転が必要な場合、破線のような弁6と
配管12を設け、蓄熱槽をバイパスできるようにする。
また、図3に示すように、ブラインを調節弁5から蓄熱
槽2に送るようにしても図1と同様に運転できる。
を示す。図2において、1は冷凍機、2は氷蓄熱槽、3
a、3bは水熱交換器で、4a、4bはポンプ、5は調
節弁、6は切換弁、7、8、9は温度センサー、10は
コントローラーである。図2においては、冷凍機ループ
の1−5−3a−4a−1と、蓄熱槽ループの2−4b
−3b−6−2の二つのループを形成しており、冷凍機
の運転中での冷房運転では温度センサー7、8、9によ
りそれぞれの温度を検出して、コントローラー10によ
り調節弁5、6を調節して、冷水の凍結を防止してい
る。
運転の場合、冷凍機ループのポンプ4aを運転し、三方
弁5はブラインを冷凍機1から蓄熱槽ループに流すよう
にし、一方蓄熱槽ループでは、水熱交換器3bにブライ
ンが逆流しないように弁6を閉止する。この二方弁6の
代わりにチェッキ弁でもよい。この状態で、冷凍機1を
運転し、例えば、冷凍機1で−4℃程度まで冷却して蓄
熱槽2に送り出し、氷蓄熱槽2の水を凍結させる。
ンプ4aを運転し、三方弁5はブラインを冷凍機1から
蓄熱槽ループに流すようにして、冷凍機1を運転し、例
えば、冷凍機1で−4℃程度まで冷却して蓄熱槽2に送
り出し、氷蓄熱槽2の水を凍結する。一方蓄熱槽ループ
のポンプ4bも運転し、蓄熱槽2から出てくるブライン
(入口で−4℃程度であったものが、出口では0℃程度
になっている)を、水熱交換器3bに流して、冷水を冷
却する。このとき、二方弁6でブライン流量を調整し
て、冷水温度9を制御することもできる。またブライン
温度8が低下した場合は、冷水温度制御に優先して、ブ
ライン流量に制限を加え、冷水11の凍結防止をするこ
ともできる。
ープとは、三方弁5で分離状態とし、蓄熱槽ループのポ
ンプ4bを運転し、二方弁6を開として、水熱交換器3
bから冷房能力を発揮する。水熱交換器3bで、冷水に
よりブラインが暖められ、このブラインは氷で冷却され
る。この時、冷凍機ループは、冷凍機1、ポンプ4aを
運転して、水熱交換器3aを経由して冷凍能力を発揮し
てもよい。
転であり、冷凍機ループも運転の場合は、蓄熱槽/冷凍
機併用運転である。冷凍機単独運転の場合、冷凍機ルー
プと蓄熱槽ループとは、三方弁5で分離状態とし、冷凍
機ループの冷凍機1、ポンプ4aを運転し、水熱交換器
3aから冷房能力を発揮する。冷凍機でブラインを冷却
し、水熱交換器3aで、ブラインにより冷水を冷却す
る。この時、蓄熱槽ループのポンプ4bは停止してい
る。
結することを防止できるから、蓄熱運転しながらの冷房
運転が可能となり、OAビル等の多種化する冷房にも十
分に対応でき、省エネルギーで経済的な氷蓄熱式冷凍機
が得られた。
図。
成図。
概略構成図。
器、4、4a、4b:ポンプ、5:調節弁、6:切換
弁、7、8、9:温度センサー、10:コントローラ
ー、11:冷水、12:バイパス管、
Claims (5)
- 【請求項1】 冷凍機、氷蓄熱槽、水熱交換器、ポン
プ、調節弁及びそれらを接続する配管系を有し、冷凍機
でブラインを冷却、該ブラインにて氷蓄熱槽の水を凍結
させて蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱槽の氷の融解
熱にて前記ブラインを冷却し、該ブラインを水熱交換器
に導き、冷水を冷却して冷房能力を取出す氷蓄熱式冷凍
機において、前記水熱交換器のブライン出口部に、ブラ
イン出口温度センサーを設け、冷凍機、氷蓄熱槽を循環
するブラインのループから分岐して水熱交換器にブライ
ンを送り、水熱交換器を出たあと、冷凍機、氷蓄熱槽を
循環するブラインのループに戻すラインを設けると共
に、このライン中に、水熱交換器へのブライン流量を調
節する流量調節弁を設け、前記出口温度センサーの信号
を入力として、ブライン流量調節弁に出力信号を出し
て、ブライン出口温度を制御するコントローラーを設け
たことを特徴とする氷蓄熱式冷凍機。 - 【請求項2】 冷凍機、氷蓄熱槽、水熱交換器、ポン
プ、調節弁及びそれらを接続する配管系を有し、冷凍機
でブラインを冷却、該ブラインにて氷蓄熱槽の水を凍結
させて蓄熱しておき、放熱時には、氷蓄熱槽の氷の融解
熱にて前記ブラインを冷却し、該ブラインを水熱交換器
に導き、冷水を冷却して冷房能力を取出す氷蓄熱式冷凍
機において、前記水熱交換器のブライン出口部に、ブラ
イン出口温度センサーを設け、ブラインが蓄熱槽を出て
冷凍機に戻るブラインのラインから分岐して水熱交換器
にブラインを送るラインを設けると共に、このライン中
又はこのラインに続く水熱交換器後のラインに、水熱交
換器へのブライン流量を調節する流量調節弁を設け、前
記出口温度センサーの信号を入力として、ブライン流量
調節弁に出力信号を出して、ブライン出口温度を制御す
るコントローラーを設けたことを特徴とする氷蓄熱式冷
凍機。 - 【請求項3】 前記水熱交換器には、ブライン入口部に
もブライン入口温度センサーを設け、前記ブライン出入
口温度センサーの信号を入力として、ブライン流量調節
弁に出力信号を出して、ブライン温度を制御するコント
ローラーを設けたことを特徴とする請求項1又は2記載
の氷蓄熱式冷凍機。 - 【請求項4】 前記水熱交換器には、ブライン出入口と
共に冷水測定用の温度センサーを設け、前記ブライン出
入口温度センサー及び冷水温度センサーの信号を入力と
して、ブライン流量調節弁に出力信号を出して、冷水温
度及びブライン温度を制御するコントローラーを設けた
ことを特徴とする請求項3記載の氷蓄熱式冷凍機。 - 【請求項5】 前記請求項1又は2記載の氷蓄熱式冷凍
機の運転方法において、蓄熱槽に氷を作る蓄熱運転中
に、水熱交換器にて冷水を冷却する場合、水熱交換器の
ブライン出口温度が少なくとも0℃を越えるように制御
することを特徴とする氷蓄熱式冷凍機の運転方法。
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JP34905893A JP3304010B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 氷蓄熱式冷凍機及び運転方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34905893A JP3304010B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 氷蓄熱式冷凍機及び運転方法 |
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JPH07190422A JPH07190422A (ja) | 1995-07-28 |
JP3304010B2 true JP3304010B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=18401211
Family Applications (1)
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JP34905893A Expired - Fee Related JP3304010B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 氷蓄熱式冷凍機及び運転方法 |
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1993
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