JP3319363B2 - Ice storage system - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として製氷した
氷の冷熱を食品冷却や空調用に利用する氷蓄熱システム
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ice heat storage system that mainly uses the cold heat of ice made ice for food cooling and air conditioning.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２９は例えば１９８７年３月発行の雑
誌「ヒートポンプとその応用」（編集・発行／ヒートポ
ンプ研究会）の第６４頁から第６５頁に記載された従来
の氷蓄熱システムであり、図において、１は蓄熱槽、２
は水入口、３は水出口、４は水、５は伝熱管、６はブラ
インポンプ、７はブライン熱交換器、８は水位センサ
ー、９は槽内水温センサー、１０は氷厚センサーであ
る。2. Description of the Related Art FIG. 29 shows a conventional ice heat storage system described on pages 64 to 65 of, for example, a magazine "Heat Pump and Its Application" (edited and published by Heat Pump Research Group) published in March 1987. In the figure, 1 is a heat storage tank, 2
Is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, 5 is a heat transfer tube, 6 is a brine pump, 7 is a brine heat exchanger, 8 is a water level sensor, 9 is a tank water temperature sensor, and 10 is an ice thickness sensor.
【０００３】次に動作について説明する。製氷運転時に
は、ブラインポンプ６、ブライン熱交換器７にて冷却さ
れた低温のブラインを蓄熱槽１内の伝熱管５内に流通さ
せることにより伝熱管５の周りに氷を製氷させる。この
時の蓄熱槽１内の水４の水面位置即ち水位を水位センサ
ー８によって測定することによって、水の氷への相変化
に伴う体積変化を利用して蓄熱槽１内にできた氷量の総
量を検出することができるため、その信号に基づき蓄熱
槽１内の総氷量が目標の氷量になるまで製氷を行う。ま
た、本システムは外融式氷蓄熱システムであるため、解
氷運転時には、水４を水入口２より流入させ水出口３よ
り流出させることによって蓄熱槽１内の氷を解氷してそ
の冷熱を取り出している。この時、蓄熱槽１内の水温を
槽内水温センサー９によって測定することにより経験的
に蓄熱槽１内に氷が残っているかどうかを知ることがで
きるため、その信号に基づき蓄熱槽１内の氷がなくなる
まで解氷を行う。なお、従来、蓄熱槽１内の水温を測定
する槽内水温センサーとしては高価な白金測温抵抗体を
使用していた。Next, the operation will be described. During the ice making operation, low-temperature brine cooled by the brine pump 6 and the brine heat exchanger 7 flows through the heat transfer tubes 5 in the heat storage tank 1 to make ice around the heat transfer tubes 5. The water level position of the water 4 in the heat storage tank 1 at this time, that is, the water level, is measured by the water level sensor 8, and the amount of ice formed in the heat storage tank 1 by utilizing the volume change accompanying the phase change of water into ice. Since the total amount can be detected, ice making is performed based on the signal until the total ice amount in the heat storage tank 1 reaches a target ice amount. Further, since the present system is an external melting type ice heat storage system, the ice in the heat storage tank 1 is thawed by flowing water 4 from the water inlet 2 and flowing out from the water outlet 3 during the defrosting operation. Has been taken out. At this time, it is possible to know empirically whether or not ice remains in the heat storage tank 1 by measuring the water temperature in the heat storage tank 1 with the water temperature sensor 9 in the tank. Thaw until there is no more ice. Heretofore, an expensive platinum resistance thermometer was used as an in-bath water temperature sensor for measuring the water temperature in the heat storage tank 1.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の氷蓄熱システム
は以上のように構成されているので、蓄熱槽内全体での
蓄熱量を確保する大まかな制御がなされており、蓄熱槽
内部の氷の分布を考慮して冷媒やブラインといった熱伝
達媒体を制御するような細かな制御は行っていなかっ
た。実使用に当たっては、蓄熱槽で蓄えた冷熱を消費す
る負荷側での冷熱負荷の大きさによっては、蓄熱槽内の
水出口側に氷が残っている状態で再び製氷運転に移った
り、外融式氷蓄熱システムで解氷運転と製氷運転の同時
運転が必要となる。その際、蓄熱槽内の氷を全部使いき
らないうちに再び製氷運転を行うと、蓄熱槽内の氷が多
く残っているところの氷がより成長してしまうため、蓄
熱槽全体として蓄えられる総蓄熱量がかなり少ない値と
なってしまい期待した能力が得られない。さらに、場合
によっては蓄熱槽内の氷により水の流路が閉塞してしま
って水が流れないため、冷熱を全く取り出せなくなって
しまうという問題点があった。Since the conventional ice heat storage system is configured as described above, a rough control for securing the heat storage amount in the entire heat storage tank is performed, and the ice storage inside the heat storage tank is controlled. Fine control such as controlling a heat transfer medium such as a refrigerant or brine in consideration of the distribution has not been performed. In actual use, depending on the magnitude of the cooling load on the load side that consumes the cold stored in the heat storage tank, the ice may remain in the water outlet side of the heat storage tank before the ice making operation is resumed or the external melting operation is performed. Simultaneous operation of ice-throwing operation and ice-making operation is required in the ice storage system. At this time, if the ice making operation is performed again before all the ice in the heat storage tank is used up, the ice in the heat storage tank where a large amount of ice remains will grow more, so the total heat stored in the entire heat storage tank will be increased. The amount of heat storage becomes a very small value, and the expected capacity cannot be obtained. Further, in some cases, ice in the heat storage tank closes the flow path of water and water does not flow, so that there is a problem that cold heat cannot be taken out at all.
【０００５】また、従来の氷蓄熱システムは水位を測定
するのに水位センサーを用い、水温を検出するのに白金
測温抵抗体の温度センサーを用いていた。この水位セン
サーとしては制御アルゴリズム上から水位を連続的に検
出する必要があったため、水と空気の電気の通り易さの
違いを利用して水位を検出するという原理的に複雑かつ
高価なものを使用せざるを得なかった。また、水温セン
サーとしては水の中に浸すため長期間の耐水性や耐腐食
性等の信頼性を考えて、古くから使用されている高価な
白金を多量に使用した温度センサーを使用していた。こ
のため、システム全体として非常に高価なものとなって
しまうという問題点があった。Further, the conventional ice thermal storage system uses a water level sensor to measure the water level, and uses a platinum temperature measuring resistor temperature sensor to detect the water temperature. Since this water level sensor needed to continuously detect the water level from the control algorithm, a complex and expensive sensor that uses the difference in the ease of electricity between water and air to detect the water level in principle was used. I had to use it. In addition, as a water temperature sensor, a temperature sensor that uses a large amount of expensive platinum, which has been used for a long time, was used in consideration of reliability such as long-term water resistance and corrosion resistance because it was immersed in water. . For this reason, there has been a problem that the entire system becomes very expensive.
【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、蓄熱槽内に残った氷の量即ち残
氷量にばらつきがある状態で再製氷運転を行う場合また
は氷蓄熱システムで製氷運転と解氷運転の同時運転を行
う場合に、氷のほとんど残っていないところにより多く
の冷熱量を投入してより多くの氷を付け、氷の多く残っ
ているところにはあまり冷熱量を投入しないで氷があま
り成長しないように制御することで、蓄熱槽全体として
均一製氷状態を実現する。これにより目標製氷量を得る
ことを可能にして期待通りの能力が得られる氷蓄熱シス
テムを得ることを目的とする。また、蓄熱槽内の氷によ
る水の流路の閉塞を防ぐことができ冷熱を取り出せなく
なる状態を回避し期待通りの性能を確保することができ
る氷蓄熱システムを得ることを目的とする。また、制御
応答性のよい、保護装置等による停止を防止できる氷蓄
熱システムを得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended for a case where a re-ice making operation is performed in a state in which the amount of ice remaining in a heat storage tank, that is, the amount of remaining ice varies. When simultaneous operation of ice making operation and de-icing operation is performed in the heat storage system, more cold energy is supplied to the place where almost no ice remains, more ice is attached, and less By controlling so that ice does not grow too much without inputting the amount of cold heat, a uniform ice making state can be realized for the entire heat storage tank. It is an object of the present invention to obtain an ice heat storage system capable of obtaining a target amount of ice and obtaining expected performance. It is another object of the present invention to provide an ice heat storage system capable of preventing a water flow path from being blocked by ice in a heat storage tank, avoiding a state in which cold heat cannot be taken out, and ensuring expected performance. It is another object of the present invention to provide an ice heat storage system having good control responsiveness and capable of preventing stoppage due to a protection device or the like.
【０００７】また、本発明は、制御アルゴリズム上から
高価な水位センサーを使用する必要がなく、また水温セ
ンサーとしても長期間の耐水性や耐腐食性等の信頼性を
考えた上で、従来用いていた高価な白金測温抵抗体以外
の温度センサーを使用することも可能なシステムの構築
を可能としており、非常に安価な氷蓄熱システムを得る
ことを目的とする。Further, the present invention does not require the use of an expensive water level sensor in terms of the control algorithm, and also considers the reliability of a long-term water resistance and corrosion resistance as a water temperature sensor. It is possible to construct a system that can use a temperature sensor other than the expensive platinum resistance temperature detector, and to obtain a very inexpensive ice thermal storage system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成に係
わる氷蓄熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝
熱管を持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通
させるように前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、
前記熱源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に
流通させることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄
積し、製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す
外融式の氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱
管を複数個の伝熱管ブロックに分割し、再製氷運転時又
は製氷運転と解氷運転の同時運転時に、それぞれの伝熱
管ブロックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷熱供
給能力をそれぞれ前記伝熱管ブロック毎の別々に設定し
た目標値に基づいて制御するようにしたものである。本
発明の第２の構成に係わる氷蓄熱システムは、水が貯留
された蓄熱槽内部に伝熱管を持ち、前記伝熱管内部に低
温の熱伝達媒体を流通させるように前記伝熱管と熱源機
側とを配管で接続し、前記熱源機側によって低温の熱伝
達媒体を前記伝熱管に流通させることにより伝熱管周囲
に製氷させて冷熱を蓄積し、製氷した氷を解氷すること
により冷熱を取り出す外融式の氷蓄熱システムにおい
て、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱管ブロックに
分割し、再製氷運転時又は製氷運転と解氷運転の同時運
転時に、それぞれの伝熱管ブロックの伝熱管内に流通さ
せる熱伝達媒体の冷熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブ
ロック毎の目標値に基づいて制御し、前記伝熱管周囲に
製氷された目標とする残氷量を変更するようにしたもの
である。 本発明の第３の構成に係わる氷蓄熱システム
は、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持ち、前記伝
熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるように前記伝
熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源機側によっ
て低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させることによ
り伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製氷した氷を
解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱システムにお
いて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱管ブロック
に分割し、製氷時に前記伝熱管ブロックの隣接する前記
伝熱管周囲から成長する氷同士の連結を検知して目標製
氷量を検出する氷量検出器を設けるとともに、それぞれ
の伝熱管ブロックの伝熱管内に流通さ せる熱伝達媒体の
冷熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブロック毎の目標値
に基づいて制御するようにしたものである。 An ice heat storage system according to a first configuration of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and circulates a low-temperature heat transfer medium through the heat transfer tube. So that the heat transfer tube and the heat source device side are connected by piping,
The heat source unit causes a low-temperature heat transfer medium to flow through the heat transfer tubes, thereby making ice around the heat transfer tubes and storing cold heat.
Take out cold heat by unpacking and freezing the ice made
In the external melting type ice heat storage system, the heat transfer tube in the heat storage tank is divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and the heat transfer tube is used during ice making operation.
In the simultaneous operation of the ice making operation and the de-icing operation, the cold heat supply capacity of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block is set separately for each of the heat transfer tube blocks.
The control is performed based on the set target value. Book
In the ice heat storage system according to the second configuration of the present invention, the water is stored.
Heat transfer tube inside the heat storage tank
The heat transfer tube and the heat source device so as to circulate a warm heat transfer medium
Side with a pipe, and the low-temperature heat transfer
Around the heat transfer tube by passing the medium through the heat transfer tube
Freezing ice by accumulating cold heat
In the external melting type ice storage system
The heat transfer tube in the heat storage tank is divided into a plurality of heat transfer tube blocks.
Divide and re-operate ice or simultaneously operate ice making and de-icing
During the rotation, the heat flows through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block.
The heat transfer capacity of the heat transfer medium
Control based on the target value for each lock, around the heat transfer tube
Changed the target amount of ice left for ice making
It is. Ice heat storage system according to a third configuration of the present invention
Has a heat transfer tube inside the heat storage tank in which water is stored, and
The transfer is performed so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat pipe.
The heat pipe and the heat source unit side are connected by piping, and the heat source unit side
By passing a low-temperature heat transfer medium through the heat transfer tube.
To make ice around the heat transfer tubes to accumulate cold heat,
An ice storage system that extracts cold heat by melting ice
And a plurality of heat transfer tube blocks for the heat transfer tubes in the heat storage tank.
Divided during ice making and adjacent to the heat transfer tube block.
Detects the connection between ice growing from around the heat transfer tube and makes the target
In addition to installing ice amount detectors to detect ice amount,
Of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the heat transfer tube block
The cooling heat supply capacity is the target value for each heat transfer tube block.
Is controlled based on the
【０００９】また、本発明の第４の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第１の構成ないし第３の構成のいずれか１
つの構成において、蓄熱槽内を複数の水ブロックに分割
し、それぞれの水ブロックに１つないし複数個の氷量検
出器を設けるとともに、水ブロック毎に伝熱管ブロック
を対応設置し、前記氷量検出器の検出氷量により伝熱管
ブロックの目標値を決定するようにしたものである。Further, an ice heat storage system according to a fourth configuration of the present invention is any one of the first to third configurations.
In one configuration , the inside of the heat storage tank is divided into a plurality of water blocks, one or more ice amount detectors are provided in each water block, and a heat transfer tube block is provided for each water block, and The target value of the heat transfer tube block is determined based on the amount of ice detected by the detector.
【００１０】また、本発明の第５の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第１の構成ないし第３の構成のいずれか１
つの構成において、蓄熱槽内を複数の水ブロックに分割
し、２個以上の水ブロック毎に１個の伝熱管ブロックを
対応設置し、前記伝熱管ブロックに対応させて１つない
し複数個の氷量検出器を設置し、前記氷量検出器の検出
氷量により伝熱管ブロックの目標値を決定するようにし
たものである。Further, an ice heat storage system according to a fifth configuration of the present invention is provided in any one of the first to third configurations.
In one configuration , the inside of the heat storage tank is divided into a plurality of water blocks, one heat transfer tube block is provided for every two or more water blocks, and one or more ice tubes are provided corresponding to the heat transfer tube block. An amount detector is provided, and a target value of the heat transfer tube block is determined based on the amount of ice detected by the ice amount detector.
【００１１】[0011]
【００１２】また、本発明の第６の構成に係わる氷蓄熱
システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱シ
ステムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱
管ブロックに分割し、前記伝熱管ブロックの入口配管に
それぞれ熱伝達媒体調整手段を接続し、かつ、前記各伝
熱管ブロックの出口配管に接して取り付けられた冷熱供
給量検出器及び製氷時に隣接する前記伝熱管周囲から成
長する氷同士の連結を検知して目標製氷量を検出する氷
量検出器を前記伝熱管ブロックに対応して設け、前記熱
伝達媒体調整手段を、前記冷熱供給量検出器及び前記氷
量検出器の両方または氷量検出器の検出信号に基づいて
制御することで、前記伝熱管ブロックの伝熱管内に流通
させる熱伝達媒体の冷熱供給能力を調整するようにした
ものである。Further, the ice heat storage system according to a sixth aspect of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and transfers the low-temperature heat transfer medium through the heat transfer tube. The heat pipe and the heat source unit are connected by piping, and a low-temperature heat transfer medium is passed through the heat transfer tube by the heat source unit to make ice around the heat transfer tube , accumulate cold heat, and produce the heat.
In an ice heat storage system that takes out cold heat by melting ice that has been frozen, a heat transfer tube in the heat storage tank is divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and a heat transfer medium adjusting unit is provided at an inlet pipe of the heat transfer tube block. connect and, before SL formed from the heat transfer tube around adjacent during cold supply amount detector and ice attached in contact with the outlet pipe of the heat transfer tube block
Ice that detects the connection of long ice pieces and detects the target ice making amount
An amount detector corresponding to the heat transfer tube block,
The transmission medium adjusting means includes the cold heat supply amount detector and the ice
By controlling based on the detection signal of both the amount detector or the ice amount detector, the cooling heat supply capacity of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the heat transfer tube block is adjusted.
【００１３】また、本発明の第７の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第６の構成において、伝熱管ブロックの入
口配管に配管開閉手段を設け、氷量検出器の検出信号に
基づいて前記配管開閉手段の開閉制御を行うようにした
ものである。The ice heat storage system according to a seventh aspect of the present invention is the ice heat storage system according to the sixth aspect, wherein a pipe opening / closing means is provided at an inlet pipe of the heat transfer tube block, and the pipe is opened and closed based on a detection signal of an ice amount detector. The opening / closing control of the opening / closing means is performed.
【００１４】また、本発明の第８の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第６の構成において、熱源機側から蓄熱槽
への冷熱供給量の制御あるいは熱源機側のＯＮ−ＯＦＦ
制御を、冷熱供給量検出器または氷量検出器のうちいず
れかの検出信号に基づいて行うようにしたものである。The ice heat storage system according to an eighth aspect of the present invention is the ice heat storage system according to the sixth aspect, wherein the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank is controlled or the heat source unit is turned on and off.
The control is performed based on a detection signal of one of the cold energy supply amount detector and the ice amount detector.
【００１５】また、本発明の第９の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第３の構成ないし第８の構成のいずれか１
つの構成において、氷量検出器を伝熱管に近接して取付
けられた水中温度センサーであるものである。Further, the ice thermal storage system according to the ninth aspect of the invention, any of the third to no arrangement of the eighth arrangement 1
In one configuration, the ice level detector is an underwater temperature sensor mounted in close proximity to the heat transfer tube.
【００１６】また、本発明の第１０の構成に係わる氷蓄
熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱シ
ステムにおいて、再製氷運転時又は製氷運転と解氷運転
の同時運転時に、前記蓄熱槽内または蓄熱槽水出口に１
つないし複数個の水中温度センサーを備え、その検出し
た前記蓄熱槽の０℃以下の氷内温度から前記蓄熱槽内の
製氷状態を検知し、また、前記水中温度センサーの検出
した前記蓄熱槽の水の温度から蓄熱槽内の解氷状態を検
知するように構成したものである。The ice heat storage system according to the tenth aspect of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and transfers the low-temperature heat transfer medium through the heat transfer tube. The heat pipe and the heat source unit are connected by a pipe, and a low-temperature heat transfer medium is caused to flow through the heat transfer tube by the heat source unit, thereby making ice around the heat transfer tube, accumulating cold heat, and melting the ice that has been made. In the ice storage system that takes out the cold heat, the ice making operation and the ice making operation and the ice melting operation
At the same time, the heat storage tank or the heat storage tank water outlet
One or more underwater temperature sensors, and the detected temperature in ice of 0 ° C. or less of the heat storage tank
Detects the ice making condition and detects the underwater temperature sensor
The thawing state in the heat storage tank is detected from the temperature of the water in the heat storage tank .
【００１７】また、本発明の第１１の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成において、解氷運転時に蓄
熱槽内の氷量が所定の量以下になったことを検知して製
氷運転を開始するように構成したものである。In the ice heat storage system according to the eleventh configuration of the present invention, in the tenth configuration, the ice making operation is performed by detecting that the amount of ice in the heat storage tank has become equal to or less than a predetermined amount during the deicing operation. Is started.
【００１８】また、本発明の第１２の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成または第１１の構成におい
て、水中温度センサーが設置された伝熱管の伝熱管壁に
おける温度を該伝熱管に流通する熱伝達媒体の温度と
し、該伝熱管と前記隣接する伝熱管との中央位置におけ
る温度を０℃として、前記伝熱管壁と前記中央位置間の
温度勾配を表わしたとき、前記水中温度センサーで検出
した温度が、前記温度勾配上で前記水中温度センサーの
設置位置における温度よりも低い温度になった時に、製
氷運転を停止するように構成したものである。Further, the ice heat storage system according to the twelfth structure of the present invention is the ice heat storage system according to the tenth structure or the eleventh structure, wherein the temperature of the heat transfer tube wall of the heat transfer tube provided with the underwater temperature sensor is determined. When the temperature at the center of the heat transfer tube and the adjacent heat transfer tube is set to 0 ° C., and the temperature gradient between the heat transfer tube wall and the center is represented, When the temperature detected by the temperature sensor becomes lower than the temperature at the installation position of the underwater temperature sensor on the temperature gradient, the ice making operation is stopped.
【００１９】また、本発明の第１３の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成ないし第１２の構成のいず
れか１つの構成において、水中温度センサーで検出した
温度によって、氷が成長しすぎて水流路を閉塞するのを
閉塞前に検知するように構成したものである。Further, in the ice heat storage system according to the thirteenth configuration of the present invention, in any one of the tenth to twelfth configurations, the ice is excessively grown due to the temperature detected by the underwater temperature sensor. Thus, the closing of the water flow path is detected before the closing.
【００２０】また、本発明の第１４の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第９の構成ないし第１３の構成のいずれ
か１つの構成において、蓄熱槽内の氷量を検出する水中
温度センサーをサーミスターであるようにしたものであ
る。Further, the ice heat storage system according to the fourteenth structure of the present invention is the ice heat storage system according to any one of the ninth to thirteenth structures, wherein the underwater temperature sensor for detecting the amount of ice in the heat storage tank is provided. It is to be Mr.
【００２１】[0021]
実施の形態１．以下、本発明の実施の形態１による氷蓄
熱システムについて、４つの図について説明する。図１
及び図２は本実施の形態による氷蓄熱システムを示す上
面図及び側面図である。図において、１は蓄熱槽、２は
水入口、３は水出口、４は水、５Ａ〜５Ｆは熱伝達媒体
が流れる伝熱管（特に区別しない場合は伝熱管５と称す
る）、１１Ａ〜１１Ｆはそれぞれ伝熱管５Ａ〜５Ｆに接
続した熱伝達媒体入口、１２Ａ〜１２Ｆはそれぞれ伝熱
管５Ａ〜５Ｆに接続した熱伝達媒体出口、１３は蓄熱槽
１内を仕切る仕切板、Ａ〜Ｆは蓄熱槽１内の各伝熱管ブ
ロックである。また、図３及び図４は本実施の形態にお
ける蓄熱槽内の水の基本挙動を示す蓄熱槽の模式図及び
蓄熱槽内の温度分布を示すグラフである。図４の横軸は
蓄熱槽内位置、縦軸は温度を示しており、○１〜○５は
図３と図４を対応させるために付した番号、Ａ〜Ｆは図
１に示す伝熱管ブロックである。なお、熱伝達媒体とは
冷媒またはブラインで、それぞれ熱源機側である冷凍機
またはブラインポンプを蓄熱槽に接続し、その間を循環
して熱を伝達するための媒体であり、蓄熱槽と冷凍機や
ブラインポンプとの間に接続された圧力または流量調整
弁等によって温度や圧力を調整される。本実施の形態に
おいて、伝熱管ブロックとは、それぞれが実際に物理的
な壁で隔離されているわけではなく、蓄熱槽１内に配置
された伝熱管の集合体を指し、１つないし直列に接続さ
れた複数個の圧力または流量を調整する調整弁等によっ
て制御される熱伝達媒体がその内部を流れるものを指し
ている。即ち、１つの伝熱管ブロックは、熱伝達媒体が
制御される一つの制御単位を構成する伝熱管の集合体で
あり、図１において点線内の伝熱管の集合体Ａ〜Ｆのそ
れぞれで示されている。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, the ice heat storage system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to four drawings. FIG.
And FIG. 2 are a top view and a side view showing the ice heat storage system according to the present embodiment. In the figure, 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, 5A to 5F are heat transfer tubes through which a heat transfer medium flows (when not particularly distinguished, they are referred to as heat transfer tubes 5), and 11A to 11F are Heat transfer medium inlets connected to the heat transfer tubes 5A to 5F, heat transfer medium outlets 12A to 12F connected to the heat transfer tubes 5A to 5F, respectively, 13 a partition plate for partitioning the inside of the heat storage tank 1, and A to F a heat storage tank 1 Inside each heat transfer tube block. 3 and 4 are a schematic diagram of a heat storage tank showing a basic behavior of water in the heat storage tank and a graph showing a temperature distribution in the heat storage tank in the present embodiment. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the position in the heat storage tank, and the vertical axis indicates the temperature. O1 to O5 are numbers assigned to correspond to FIGS. It is a block. The heat transfer medium is a refrigerant or a brine, and is a medium for connecting a refrigerator or a brine pump, which is a heat source device side, to a heat storage tank and circulating heat therebetween to transfer heat. The temperature and pressure are adjusted by a pressure or flow control valve or the like connected between the pump and the brine pump. In the present embodiment, the heat transfer tube block is not actually separated by a physical wall, but refers to an aggregate of heat transfer tubes arranged in the heat storage tank 1 and one or more in series. A heat transfer medium controlled by a plurality of connected regulating valves or the like for regulating pressure or flow rate flows through the inside thereof. That is, one heat transfer tube block is an aggregate of heat transfer tubes constituting one control unit for controlling the heat transfer medium, and is shown by each of the heat transfer tube aggregates A to F in dotted lines in FIG. ing.
【００２２】このように構成した氷蓄熱システムにおい
て、製氷運転時に冷凍機にて冷却した低温の熱伝達媒体
を蓄熱槽１内の伝熱管５内に流通させることにより伝熱
管５の周りに氷を製氷させ、解氷運転時に水４を水入口
２より流入させ水出口３より流出させることによって氷
を解氷してその冷熱を取り出している。この時の蓄熱槽
１内の水の流れを図３及び図４により順に追ってみる。
まず、負荷側や水道等から供給された水４が水入口２よ
り蓄熱槽１内に流入する（○１）。蓄熱槽１に流入した
水４は、縦方向に設置された仕切板１３の効果により、
そのまま進路を変えられることなくまっすぐに、かつ進
路上にある伝熱管の周囲の氷と熱交換をして氷を解かし
ながら進んで行く（○２）。なお、この時、水４は氷に
熱を奪われ温度が低くなって行く。そして、水４は、水
入口２の対壁の辺りに到達すると（○３）、仕切板１３
の他方へ移動し（○４）、再び仕切板１３の効果によ
り、そのまま進路を変えられることなくまっすぐに、か
つ進路上にある伝熱管の周囲の氷を解かしながら水出口
３まで進んで行き、蓄熱槽１から流出する（○５）。水
出口３から取り出された冷熱は、空調用途に利用した
り、冷水を直接食品冷却に利用される。In the ice heat storage system configured as described above, a low-temperature heat transfer medium cooled by the refrigerator during the ice making operation is caused to flow through the heat transfer tubes 5 in the heat storage tank 1 to store ice around the heat transfer tubes 5. The ice is made, and the ice is defrosted by taking water 4 from the water inlet 2 and flowing out from the water outlet 3 at the time of the defrosting operation to extract the cold heat. The flow of water in the heat storage tank 1 at this time will be sequentially pursued with reference to FIGS.
First, water 4 supplied from the load side or water supply flows into the heat storage tank 1 from the water inlet 2 (（1). The water 4 flowing into the heat storage tank 1 is separated by the effect of the partition plate 13 installed in the vertical direction.
It proceeds straight without changing course, exchanging heat with the ice around the heat transfer tubes on the course and melting the ice (○ 2). At this time, the water 4 is deprived of heat by the ice, and the temperature decreases. When the water 4 reaches around the opposite wall of the water inlet 2 (２3), the partition plate 13
(○ 4), again by the effect of the partition plate 13, go straight to the water outlet 3 without melting the ice around the heat transfer tube on the course without changing the course. It flows out of the heat storage tank 1 (○ 5). The cold heat extracted from the water outlet 3 is used for air conditioning, or the cold water is directly used for cooling food.
【００２３】一般的に、初期製氷運転終了時即ち初期解
氷運転開始時には、蓄熱槽１内の各伝熱管ブロックＡ〜
Ｆ内の各伝熱管５Ａ〜５Ｆにそれぞれ均等に氷が付いて
いる。この時、蓄熱槽１内の水４は、以上述べてきたよ
うに動作するため、蓄熱槽１内の各伝熱管５Ａ〜５Ｆの
周囲を流れる水の平均温度即ち各伝熱管ブロックＡ〜Ｆ
内の水の温度はそれぞれ図４にＡ〜Ｆで示すように、Ａ
＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ＞Ｆと水出口３側に近づくにつれ徐々
に水の温度が低くなる。氷は水と熱交換することによっ
て解氷されるため、水と氷の温度差が大きい方が小さい
方よりも熱交換量が大きいことは言うまでもない。氷の
表面の温度は０℃であるから、蓄熱槽１内の水入口２側
に近い伝熱管ブロック内の氷の方が水出口３側に近い伝
熱管ブロック内の氷よりも水との熱交換量が大きいため
融け方が速い。従って、解氷が進むと水入口２側に近い
伝熱管ブロック内の氷は全部融けてしまっているが、水
出口３側に近い伝熱管ブロック内の氷はまだかなりの部
分が融け残っている状態になる。Generally, at the end of the initial ice making operation, that is, at the start of the initial defrosting operation, each of the heat transfer tube blocks A to
Ice is uniformly attached to each of the heat transfer tubes 5A to 5F in F. At this time, since the water 4 in the heat storage tank 1 operates as described above, the average temperature of the water flowing around the heat transfer tubes 5A to 5F in the heat storage tank 1, that is, the heat transfer tube blocks A to F
As shown by A to F in FIG.
>B>C>D>E> F, and the temperature of the water gradually decreases as approaching the water outlet 3 side. Since ice is thawed by exchanging heat with water, it goes without saying that the larger the temperature difference between water and ice, the greater the amount of heat exchange than the smaller one. Since the temperature of the surface of the ice is 0 ° C., the ice in the heat transfer tube block near the water inlet 2 side in the heat storage tank 1 has more heat with water than the ice in the heat transfer tube block near the water outlet 3 side. Melting method is fast due to large exchange amount. Therefore, as the melting of the ice proceeds, all of the ice in the heat transfer tube block near the water inlet 2 has melted, but a considerable portion of the ice in the heat transfer tube block near the water outlet 3 still remains unmelted. State.
【００２４】さらに解氷が進めば、いずれは蓄熱槽１内
の氷が全部融けるため、それから再び製氷を始めれば何
の問題も起きない。しかしながら、実際は、空調用途で
は毎日一定の大きさの空調負荷がずっと続くわけではな
く日々負荷の変動があるはずであり、また、冷水を直接
利用する用途ではできるかぎり長時間冷水を供給したい
場合がある。これらの要求に対応するためには、蓄熱槽
１内の水出口３側に氷が残っている状態で再び製氷運転
に移ったり、解氷運転を行いながら製氷運転を行う、解
氷運転と製氷運転の同時運転を行ったりする必要があ
る。本実施の形態は、図１及び図２に示すように、外融
式の蓄熱槽についての説明を行っており、製氷運転とは
蓄熱槽１内の伝熱管５に低温の熱伝達媒体を供給して伝
熱管５の周囲に製氷する運転のことである。また、解氷
運転とは水を蓄熱槽１内に循環させて伝熱管５の周囲の
氷を水で解氷する運転のことである。これに対し、内融
式の蓄熱槽では、製氷運転とは蓄熱槽１内の伝熱管５に
低温の熱伝達媒体を供給して伝熱管５の周囲に製氷する
運転のことであり、解氷運転とは伝熱管５に高温の熱伝
達媒体を供給して伝熱管５の周囲の氷を熱伝達媒体で解
氷する運転のことである。If the ice is further thawed, all the ice in the heat storage tank 1 will eventually melt, and if the ice making is started again, no problem will occur. However, in actuality, in air-conditioning applications, a constant level of air-conditioning load does not always continue every day, and the load should fluctuate every day. is there. In order to meet these demands, the ice making operation is started again with ice remaining on the water outlet 3 side of the heat storage tank 1 or the ice making operation is performed while performing the ice melting operation. It is necessary to perform simultaneous driving. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, an external melting type heat storage tank is described. In the ice making operation, a low-temperature heat transfer medium is supplied to a heat transfer tube 5 in the heat storage tank 1. This is an operation for making ice around the heat transfer tube 5. The defrosting operation is an operation in which water is circulated in the heat storage tank 1 to defrost the ice around the heat transfer tube 5 with water. On the other hand, in the internal melting type heat storage tank, the ice making operation is an operation in which a low-temperature heat transfer medium is supplied to the heat transfer tube 5 in the heat storage tank 1 to make ice around the heat transfer tube 5. The operation is an operation in which a high-temperature heat transfer medium is supplied to the heat transfer tube 5 and ice around the heat transfer tube 5 is thawed by the heat transfer medium.
【００２５】蓄熱槽内の伝熱管内に流通する熱伝熱媒体
と蓄熱槽内の水の熱交換量の大きさを示す指標である熱
通過率Ｋは、伝熱管の管壁の厚さが十分に薄いものと見
なし、伝熱管内を流動している熱伝達媒体から外部への
熱の伝わりやすさを示す熱伝達率をαｉ、伝熱管周囲に
付着している氷内部の熱の伝わりやすさを示す熱伝導率
をλｉｃｅ、氷の厚さをδ、氷の外側を流動している水
と氷の間の熱の伝わりやすさを示す熱伝達率をαｏとす
ると、簡易的に次の式（１）で表現される。 Ｋ＝１／（１／αｉ＋δ／λｉｃｅ＋１／αｏ） ・・・（１）The heat transfer coefficient K, which is an index indicating the amount of heat exchange between the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes in the heat storage tank and water in the heat storage tank, is determined by the thickness of the tube wall of the heat transfer tubes. Considering that it is sufficiently thin, αi is the heat transfer coefficient that indicates the ease of heat transfer from the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube to the outside, and the heat transfer inside the ice adhered around the heat transfer tube. Let λice be the thermal conductivity that indicates the temperature, δ be the thickness of ice, and αo be the heat transfer coefficient that indicates the degree of heat transfer between water and ice flowing outside the ice. It is expressed by equation (1). K = 1 / (1 / αi + δ / λice + 1 / αo) (1)
【００２６】この式（１）より明らかなように、氷の厚
さδが大きいとＫはその分小さくなるが、このＫが小さ
いということは蓄熱槽内の伝熱管内を流動する熱伝熱媒
体からその周囲にある蓄熱槽内の水に伝わる熱量が小さ
くなるということを意味している。As is apparent from the equation (1), when the thickness δ of the ice is large, K becomes smaller by that amount. However, this small K means that the heat transfer flowing through the heat transfer tube in the heat storage tank. This means that the amount of heat transferred from the medium to the water in the heat storage tank around the medium is reduced.
【００２７】今、伝熱管内を流れる熱伝達媒体が液相と
気相の相変化を起こす媒体であることを考えると熱伝達
媒体から水に伝わる熱量即ち熱伝達媒体が加熱される熱
量が小さいということは熱伝達媒体の液相が気相へ変化
するための十分な熱量が得られないということになる。
液相が気相になると体積が大きくなり流れる抵抗が大き
くなるため、熱伝達媒体に含まれる気相が少ない方が熱
伝達媒体が流れるための流路抵抗が小さいことは明らか
である。図１に示す構成では、蓄熱槽内に氷の多く残っ
ている所とほとんど残っていない所、即ち熱通過率が小
さい所と大きい所が、熱伝達媒体の流れに対して並列に
接続されている。この構成で、各伝熱管ブロックＡ〜Ｆ
に同じ様に熱伝達媒体を供給した場合には、熱通過率が
小さくて氷の多く残っているところにより多くの熱伝達
媒体が流れ、逆に熱通過率が大きくて氷がほとんどない
ところには熱伝達媒体がほとんど流れないということに
なる。すると、冷熱を運んでいるのは熱伝達媒体である
から、氷の多く残っているところはより冷やされ周囲の
水が氷になってさらに多くの氷ができるが、逆に氷がほ
とんど残ってないところはほとんど冷やされないためほ
とんど氷が成長しないという悪循環に陥ってしまう。Now, considering that the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube is a medium that causes a phase change between a liquid phase and a gas phase, the amount of heat transferred from the heat transfer medium to water, that is, the amount of heat to heat the heat transfer medium is small. This means that a sufficient amount of heat for changing the liquid phase of the heat transfer medium to the gas phase cannot be obtained.
When the liquid phase becomes a gaseous phase, the volume increases and the flow resistance increases. Therefore, it is clear that the smaller the gaseous phase contained in the heat transfer medium, the smaller the flow path resistance for the flow of the heat transfer medium. In the configuration shown in FIG. 1, a place where much ice remains and a place where little ice remains in the heat storage tank, that is, a place where the heat transmittance is small and a place where the ice is large are connected in parallel to the flow of the heat transfer medium. I have. With this configuration, each of the heat transfer tube blocks A to F
If the heat transfer medium is supplied in the same way, more heat transfer medium will flow where the heat transfer rate is small and a lot of ice remains, and conversely, where the heat transfer rate is large and there is almost no ice. Means that the heat transfer medium hardly flows. Then, since it is the heat transfer medium that carries the cold, the place where much ice remains is cooled and the surrounding water becomes ice and more ice is formed, but on the contrary, almost ice remains Where there is nothing, the ice is hardly grown because it is hardly cooled.
【００２８】この状態がずっと続くと、ついには氷の多
く残っているところで隣接している伝熱管周囲の氷同士
が連結してしまい、それがさらに進むと閉塞と呼ばれる
水の流路がふさがって水が流れなくなる現象が起きてし
まう。しかし、閉塞に至っても蓄熱槽全体で見ると氷の
ほとんど付いていないところが多いため蓄熱槽全体とし
て小さな製氷量しか得られず、期待した能力が得られな
かったり、水が流れず冷熱を全く取り出せなくなってし
まったりする。If this state continues, ice near the heat transfer tubes adjacent to each other will eventually be connected where much of the ice remains, and when this proceeds further, the flow path of water called blockage will be blocked. The phenomenon that water stops flowing occurs. However, when the entire heat storage tank is obstructed, there are many places where there is almost no ice, so only a small amount of ice can be obtained for the entire heat storage tank. Or it's gone.
【００２９】これを防いで、最終的に蓄熱槽全体として
均一製氷状態を実現し目標製氷量を得るには、氷のほと
んど残っていないところにより多くの冷熱量を投入して
より多くの氷を付け、氷の多く残っているところにはあ
まり冷熱量を投入しないで氷があまり成長しないように
制御すればよい。In order to prevent this and finally achieve a uniform ice making condition as a whole of the heat storage tank and obtain the target amount of ice making, more cooling heat is supplied to a place where almost no ice remains to make more ice. In addition, it is sufficient to control so that ice does not grow much without inputting too much cold heat to a place where much ice remains.
【００３０】つまり、氷のほとんど残っていないところ
により温度の低い熱伝達媒体を流すか、もしくは熱伝達
媒体が相変化をするものであれば圧力を低くすることで
熱伝達媒体の飽和温度を下げ低い温度の熱伝達媒体が流
通するようにするか、もしくはより多くの量の熱伝達媒
体を流す即ち熱伝達媒体の流量を多くするかのいずれか
の方法を実現すれば良い。即ち、それぞれの伝熱管ブロ
ックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷熱供給能力
である、温度もしくは圧力もしくは流量の制御を各伝熱
管ブロック毎にそれぞれ別々の目標値に基づいて行えば
よい。なお、別々の目標値とは、別々に設定した目標値
のことで、当然、値が同一のものであっても構わない。That is, by lowering the temperature of the heat transfer medium by flowing a heat transfer medium having a lower temperature in a place where almost no ice remains, or by lowering the pressure if the heat transfer medium changes its phase, thereby lowering the saturation temperature of the heat transfer medium. Either a lower temperature heat transfer medium may be circulated or a larger amount of heat transfer medium may be flowed, that is, the flow rate of the heat transfer medium may be increased. That is, the control of the temperature, pressure, or flow rate, which is the ability to supply cold heat of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block, may be performed based on different target values for each heat transfer tube block. It should be noted that the different target values are target values set separately, and of course, may have the same value.
【００３１】以上述べてきた通り、本実施の形態では、
水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持ち、前記伝熱管
内部に低温の熱伝達媒体を流通させるように前記伝熱管
と冷凍機もしくはブラインポンプとを配管で接続し、前
記冷凍機もしくはブラインポンプによって低温の熱伝達
媒体を前記伝熱管に流通させることにより伝熱管周囲に
製氷させて冷熱を蓄積し、製氷した氷を解氷することに
より冷熱を取り出す氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱
槽内の伝熱管を複数個の伝熱管ブロックに分割し、それ
ぞれの伝熱管ブロックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒
体の冷熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブロック毎の目
標値に基づいて制御するようにしたことによって、蓄熱
槽内に氷の多く残っているところとほとんど残っていな
いところが混在している状態で再製氷運転を行う場合ま
たは製氷運転と解氷運転の同時運転を行う場合に、氷の
ほとんど残っていないところにより多くの冷熱量を投入
してより多くの氷を付け、氷の多く残っているところに
はあまり冷熱量を投入しないで氷があまり成長しないよ
うに制御することが可能となり、最終的に蓄熱槽全体と
して均一製氷状態を実現し目標製氷量を得ることができ
る。このように本実施の形態によれば、蓄熱槽内の残氷
にばらつきがある状態で再製氷運転を行っても、蓄熱槽
全体として目標製氷量を得ることができるため期待通り
の能力を確保することができる。As described above, in the present embodiment,
A heat transfer tube is provided inside the heat storage tank in which water is stored, and the heat transfer tube and a refrigerator or a brine pump are connected by piping so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube, and the refrigerator or the brine is connected. In an ice heat storage system, a low-temperature heat transfer medium is made to flow around the heat transfer tube by a pump to make ice around the heat transfer tube, accumulate cold heat, and take out cold heat by deicing the iced ice. The heat transfer tube is divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and the cooling heat supply capacity of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tube of each heat transfer tube block is controlled based on the target value for each of the heat transfer tube blocks. In this case, re-ice making operation may be performed in a state where a lot of ice remains in the heat storage tank and where little ice remains in the heat storage tank. When performing simultaneous operation, put more cold energy into the place where almost no ice remains and attach more ice, and put less cold energy into the place where much ice remains and It is possible to control the growth so that it does not grow so much, and finally, a uniform ice making state can be realized for the entire heat storage tank, and the target ice making amount can be obtained. As described above, according to the present embodiment, even if the re-ice making operation is performed in a state where the residual ice in the heat storage tank varies, the target ice making amount can be obtained for the entire heat storage tank, so that the expected performance is secured. can do.
【００３２】また、蓄熱槽内の氷の多く残っているとこ
ろに必要以上に多くの氷ができるのを防止できる。この
ため、氷の多く残っているところで隣接している伝熱管
周囲の氷同士が連結し、それがさらに進んで水の流れる
隙間がほとんどなくなってしまう閉塞に至って、冷熱を
全く取り出せなくなってしまう事態に陥るのを回避で
き、期待通りの性能を確保することが可能となる。Further, it is possible to prevent the formation of more ice than necessary in a place where much ice remains in the heat storage tank. For this reason, the ice around the heat transfer tubes adjacent to each other where a lot of ice remains is connected, and the ice flows further, leading to a blockage that almost eliminates the gap where water flows, so that no cold heat can be extracted at all. , And performance as expected can be ensured.
【００３３】また、本実施の形態による制御を行えば、
各伝熱管ブロック毎の氷量を制御することで蓄熱槽全体
としての氷量も制御することが可能であるため、蓄熱槽
全体の氷量を検出するための高価な水位センサーを用い
る必要がなく、安価な氷蓄熱システムを構築することが
可能となる。If the control according to the present embodiment is performed,
By controlling the amount of ice in each heat transfer tube block, it is possible to control the amount of ice in the entire heat storage tank, eliminating the need to use an expensive water level sensor to detect the amount of ice in the entire heat storage tank. Thus, an inexpensive ice heat storage system can be constructed.
【００３４】なお、本実施の形態では、図１の外融式氷
蓄熱システムを示したが、内融式氷蓄熱システムにおい
ても同様である。また、同様にスタティック型氷蓄熱シ
ステムを例にとり説明を行ったが、ダイナミック型氷蓄
熱システムにおいても製氷を行う部分と氷を蓄える部分
が異なるだけで同様のことが言える。In this embodiment, the external melting type ice heat storage system shown in FIG. 1 is shown, but the same applies to the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００３５】実施の形態２．以下、本発明の実施の形態
２による氷蓄熱システムについて図に基づいて説明す
る。図５は実施の形態２による氷蓄熱システムを示す上
面図である。図において、１は蓄熱槽、２は水入口、３
は水出口、４は水、１３は仕切板、１４ａ〜１４ｆは後
述の各水ブロックに設置された氷量検出器、ａ〜ｆは各
水ブロックである。なお、水ブロックとは、水が貯留さ
れた蓄熱槽１内の水を含めた空間を単に複数個に分割し
たものであり、図５において一点鎖線及び仕切板１３で
示されている。この水ブロックはそれぞれが実際に物理
的な壁で隔離されているわけではなく、水入口２から流
入した水は水ブロックａ〜ｆのそれぞれを通って水出口
３から流出することができる。本実施の形態では蓄熱槽
内の氷量の検出の基本単位をなすものとして、例えば６
つの水ブロックａ〜ｆを設定している。Embodiment 2 Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a top view showing the ice heat storage system according to the second embodiment. In the figure, 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3
Is a water outlet, 4 is water, 13 is a partition plate, 14a to 14f are ice amount detectors installed in each water block described later, and a to f are each water blocks. In addition, the water block simply divides the space including the water in the heat storage tank 1 in which the water is stored into a plurality of pieces, and is indicated by a dashed line and a partition plate 13 in FIG. Each of the water blocks is not actually separated by a physical wall, and water flowing in from the water inlet 2 can flow out of the water outlet 3 through each of the water blocks a to f. In the present embodiment, as a basic unit for detecting the amount of ice in the heat storage tank, for example, 6
Two water blocks a to f are set.
【００３６】本実施の形態における氷蓄熱システムにお
いては、図５のように蓄熱槽１内を複数個の水ブロック
ａ〜ｆに分割し、図には伝熱管の記載を省略している
が、それぞれの水ブロック内の伝熱管に近接して氷量検
出器１４ａ〜１４ｆが取り付けられており、この氷量検
出器１４ａ〜１４ｆによって各水ブロック内に存在して
いる氷の量が測定もしくは推定できる。蓄熱槽内の各水
ブロック内の氷の量から製氷状態及び解氷状態を検知で
きる。この蓄熱槽１内の氷の状態が分かれば、例えば実
施の形態１に示した方法により、それぞれの水ブロック
内の氷の量を制御して均一製氷状態を実現し目標製氷量
を得ることができることは容易に想像がつく。このよう
に本実施の形態による構成と例えば実施の形態１に示し
た方法を併用することにより、蓄熱槽内の残氷にばらつ
きがある状態で再製氷を行っても、蓄熱槽全体として目
標製氷量を得ることができ、期待した能力を得ることが
できる。In the ice heat storage system according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the inside of the heat storage tank 1 is divided into a plurality of water blocks a to f, and the illustration of the heat transfer tubes is omitted in the figure. Ice amount detectors 14a to 14f are attached to heat transfer tubes in each water block, and the amount of ice existing in each water block is measured or estimated by the ice amount detectors 14a to 14f. it can. The ice making state and the defrosting state can be detected from the amount of ice in each water block in the heat storage tank. If the state of the ice in the heat storage tank 1 is known, the amount of ice in each water block can be controlled to realize a uniform ice making state and obtain the target amount of ice making, for example, by the method described in the first embodiment. You can easily imagine what you can do. As described above, by using the configuration according to the present embodiment and, for example, the method described in the first embodiment in combination, even if re-ice making is performed in a state where the residual ice in the heat storage tank varies, the target ice making tank as a whole is required. You can get the quantity and you can get the expected ability.
【００３７】水ブロックと伝熱管との関係として、各水
ブロックにそれぞれ伝熱管ブロックを配置して、実施の
形態１に示したように氷量検出器で検出した氷量に基づ
き各伝熱管ブロックの熱伝達媒体の冷熱供給能力を制御
してもよいし、複数の水ブロック毎に１個の伝熱管ブロ
ックを対応させて配置し、氷量検出器を伝熱管ブロック
に対応して設置して検出氷量に基づき熱伝達媒体の冷熱
供給能力を制御してもよい。また、全水ブロックに対し
て１個の伝熱管ブロックを配置して、水ブロック毎にま
たは複数の水ブロック毎に設けた氷量検出器により水ブ
ロックの氷量を検出し、槽全体の氷量を算出して熱伝達
媒体の冷熱供給能力を制御してもよい。なお、氷量検出
器として例えば水中温度センサーによる氷量の検出につ
いては、後述の実施の形態３の通りである。なお、本実
施の形態では、氷の連結を利用した氷量検知方法に関し
て図５の外融式氷蓄熱システムを示したが、内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。また、同様にスタテ
ィック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行ったが、ダ
イナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行う部分
と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言える。As a relationship between the water block and the heat transfer tube, a heat transfer tube block is disposed in each water block, and each heat transfer tube block is determined based on the ice amount detected by the ice amount detector as described in the first embodiment. The heat transfer capacity of the heat transfer medium may be controlled, or one heat transfer tube block may be arranged for each of a plurality of water blocks, and the ice amount detector may be installed corresponding to the heat transfer tube block. The cold heat supply capacity of the heat transfer medium may be controlled based on the detected ice amount. In addition, one heat transfer tube block is arranged for all the water blocks, and the ice amount of the water blocks is detected by the ice amount detector provided for each water block or each of a plurality of water blocks, and the ice amount in the entire tank is detected. The amount may be calculated to control the cold heat supply capacity of the heat transfer medium. The detection of the amount of ice by, for example, an underwater temperature sensor as the ice amount detector is as described in a third embodiment described later. This embodiment relates to an ice amount detection method using the connection of ice.
Showed outer fusion type ice thermal storage system of Figure 5 Te, but also in UchiTorushiki ice thermal storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００３８】実施の形態３．以下、本発明の第３の実施
の形態を先に示した図５、図６及び図７の３つの図につ
いて説明する。図５は、本発明の実施の形態を示す氷蓄
熱システムの上面図であり、１は蓄熱槽、２は水入口、
３は水出口、４は水、１３は仕切板、１４ａ〜１４ｆは
各水ブロックに設置された前記氷量検出器の一例である
水中温度センサー、ａ〜ｆは各水ブロックである。ま
た、図６は、本実施の形態における蓄熱槽内の伝熱管周
囲に付着している氷及び周囲の水の内部の温度分布を示
した説明図で、横方向に伝熱管管壁からの距離を示し、
縦方向に温度を示している。また、図７は氷厚測定によ
る氷量検知方法と氷の連結を利用した氷量検知方法の両
者について示した説明図であり、４は水、５は各伝熱管
ブロック内の伝熱管、１４は各水ブロックに設置された
氷量検出器である水中温度センサーである。Embodiment 3 Hereinafter, three figures of FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 showing the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a top view of the ice heat storage system showing the embodiment of the present invention, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet,
Reference numeral 3 denotes a water outlet, 4 denotes water, 13 denotes a partition plate, 14a to 14f denote underwater temperature sensors which are an example of the ice amount detectors installed in each water block, and a to f denote each water block. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the temperature distribution inside ice and surrounding water in the heat storage tube in the heat storage tank according to the present embodiment. Indicates that
The temperature is shown in the vertical direction. FIG. 7 is an explanatory view showing both an ice amount detection method using ice thickness measurement and an ice amount detection method using the connection of ice, wherein 4 is water, 5 is a heat transfer tube in each heat transfer tube block, and 14 is a heat transfer tube. Is an underwater temperature sensor which is an ice amount detector installed in each water block.
【００３９】本実施の形態における氷蓄熱システムにお
いては、図５のように蓄熱槽１内を１つないし複数個の
水ブロックａ〜ｆに分割し、図には伝熱管の記載を省略
しているが、それぞれの水ブロック内の伝熱管に近接し
て１つないし複数個の氷量検出器である水中温度センサ
ー１４ａ〜１４ｆが取り付けられている。In the ice heat storage system according to the present embodiment, the heat storage tank 1 is divided into one or a plurality of water blocks a to f as shown in FIG. 5, and the illustration of the heat transfer tubes is omitted in the figure. However, one or more underwater temperature sensors 14a to 14f, which are ice amount detectors, are attached near the heat transfer tubes in each water block.
【００４０】次に、蓄熱槽内の伝熱管５内に低温の熱伝
達媒体が流れている場合即ち製氷時の伝熱管周囲の氷及
び水の内部の温度分布について図６により説明する。
今、図６に示すように氷がある程度伝熱管周囲に成長し
ている状態を考える。この時、氷が成長している即ち水
が冷やされて氷になっているわけであるから、伝熱管５
の内部には水の凝固点温度０℃よりも低い温度の熱伝達
媒体が流れているはずである。この時、伝熱管５の外側
の管壁の温度は、実際には熱伝達媒体の温度よりも少し
高い温度になるが近似的には熱伝達媒体の温度と等しい
と考えることができ、また氷の表面の温度及び水の温度
が０℃となっていることは言うまでもない。Next, the case where a low-temperature heat transfer medium flows in the heat transfer tube 5 in the heat storage tank, that is, the temperature distribution inside the ice and water around the heat transfer tube during ice making will be described with reference to FIG.
Now, consider a state in which ice is growing to some extent around the heat transfer tube as shown in FIG. At this time, since the ice is growing, that is, the water is cooled to become ice, the heat transfer tube 5
A heat transfer medium having a temperature lower than the freezing point temperature of water of 0 ° C. must flow inside the water. At this time, the temperature of the tube wall outside the heat transfer tube 5 actually becomes slightly higher than the temperature of the heat transfer medium, but can be considered to be approximately equal to the temperature of the heat transfer medium. Needless to say, the temperature of the surface and the temperature of water are 0 ° C.
【００４１】そして、熱伝達媒体の冷熱は伝熱管管壁か
ら氷の表面まで氷の内部を熱伝導によって伝わってい
き、氷の内部の温度分布は氷の成長速度と氷内部の熱伝
導によって熱の伝わる速度によって決まるが、氷の成長
速度は氷内部の熱伝導によって熱の伝わる速度に比べて
十分に遅いことが経験的に分かっている。このことは、
氷の内部は常に熱的に定常状態になっているということ
を意味しており、熱的に定常状態となっているとき氷の
内部の温度分布は平板であればほぼ直線状態に、円筒で
あればそれに対応した温度分布が解析解によって簡単に
求まるであろうことは常識的に判断できる。ただし、伝
熱管の管壁近辺においては伝熱管内の熱伝達媒体の流れ
の影響を受けるためこの限りではないが、それはごく薄
い領域であり十分に成長した氷の厚さから考えれば十分
に無視できる。Then, the cold heat of the heat transfer medium is transmitted from the tube wall of the heat transfer tube to the surface of the ice through the inside of the ice by heat conduction. It has been empirically found that the speed of ice growth is sufficiently slower than the speed of heat transmission due to heat conduction inside the ice, depending on the speed of propagation of the ice. This means
This means that the inside of the ice is always in a thermally steady state, and when in the thermally steady state, the temperature distribution inside the ice is almost linear if it is a flat plate, and it is cylindrical. If it is, it can be determined with common sense that the corresponding temperature distribution will be easily obtained by the analytical solution. However, this is not the case near the tube wall of the heat transfer tube because it is affected by the flow of the heat transfer medium in the heat transfer tube, but this is a very thin region and is sufficiently ignored in view of the thickness of sufficiently grown ice. it can.
【００４２】このように、蓄熱槽内の伝熱管内を流れる
熱伝達媒体の温度が分かれば、氷の表面温度は０℃であ
り、伝熱管管壁から氷の表面までの温度分布は経験的に
推測可能であるため、氷の内部の任意の位置の温度を特
定することができる。As described above, if the temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube in the heat storage tank is known, the surface temperature of the ice is 0 ° C., and the temperature distribution from the heat transfer tube tube wall to the ice surface is empirical. Therefore, the temperature at an arbitrary position inside the ice can be specified.
【００４３】今、図６に示すように蓄熱槽内の伝熱管５
と伝熱管周囲に付着している氷の表面との間に水中温度
センサー１４が取り付けられている、即ち水中温度セン
サー１４が氷の内部に存在する場合を考えると、水中温
度センサー１４によりその取り付け位置の氷の温度を検
出することができる。この時、水中温度センサー１４を
何らかの治具によりどこかに固定する必要があり、当然
その取り付け位置は構造的に一意に決定されるため、伝
熱管管壁と水中温度センサー１４との距離は既知の値と
なる。例えば、伝熱管５が縦配管であり伝熱管５に水中
温度センサー１４を固定具を用いて取り付ける場合は、
固定具の形状で水中温度センサー１４の位置が決まり、
固定具の長さがその距離となる。よって、伝熱管内を流
れる熱伝達媒体の温度が分かれば、伝熱管管壁から氷の
表面までの温度分布は経験的に推測可能であるため、氷
の表面の位置は容易に推定することができる。氷の表面
の位置が推定できれば、１本の伝熱管の周囲に付着して
いる氷の体積、即ち氷量を演算することができる。Now, as shown in FIG. 6, the heat transfer tubes 5 in the heat storage tank
An underwater temperature sensor 14 is mounted between the heat transfer tube and the surface of ice adhering around the heat transfer tube. That is, considering that the underwater temperature sensor 14 is present inside the ice, the underwater temperature sensor 14 is attached by the underwater temperature sensor 14. The temperature of the ice at the location can be detected. At this time, it is necessary to fix the underwater temperature sensor 14 somewhere with a jig, and its mounting position is naturally uniquely determined structurally. Therefore, the distance between the heat transfer tube wall and the underwater temperature sensor 14 is known. Value. For example, when the heat transfer tube 5 is a vertical pipe and the underwater temperature sensor 14 is attached to the heat transfer tube 5 using a fixture,
The position of the underwater temperature sensor 14 is determined by the shape of the fixture,
The length of the fixture is that distance. Therefore, if the temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube is known, the temperature distribution from the heat transfer tube wall to the ice surface can be empirically estimated, and the position of the ice surface can be easily estimated. it can. If the position of the ice surface can be estimated, the volume of ice adhering around one heat transfer tube, that is, the amount of ice, can be calculated.
【００４４】さて、本実施の形態における氷蓄熱システ
ムにおいては、図５のように蓄熱槽１内を１つないし複
数個の水ブロックａ〜ｆに分割し、それぞれの水ブロッ
ク内の伝熱管に近接して１つないし複数個の水中温度セ
ンサー１４ａ〜１４ｆが取り付けられている。各水ブロ
ック内にある伝熱管の周囲に付着している氷の厚さは、
各伝熱管毎に大きな差異はないものと推察され、また各
水ブロック内に存在する伝熱管の本数は蓄熱槽と伝熱管
の構造によってすぐに分かる値であるため、結局各水中
温度センサー１４ａ〜１４ｆの検知温度によって、各水
ブロック内に存在している氷の量が推定できることにな
る。In the ice heat storage system according to the present embodiment, the heat storage tank 1 is divided into one or a plurality of water blocks a to f as shown in FIG. One or more underwater temperature sensors 14a to 14f are mounted in close proximity. The thickness of ice adhering around the heat transfer tubes in each water block is
It is presumed that there is no significant difference between the heat transfer tubes, and the number of heat transfer tubes present in each water block is a value that can be immediately determined by the structure of the heat storage tank and the heat transfer tubes. Based on the detected temperature of 14f, the amount of ice existing in each water block can be estimated.
【００４５】また、蓄熱槽内の各水ブロック内の氷の量
が分かれば、例えば実施の形態１に示した方法により、
それぞれの水ブロック内の氷の量を制御して均一製氷状
態を実現し目標製氷量を得ることができることは容易に
想像がつく。If the amount of ice in each water block in the heat storage tank is known, for example, the method described in the first embodiment can be used.
It is easy to imagine that it is possible to achieve a uniform ice making state by controlling the amount of ice in each water block to obtain the target ice making amount.
【００４６】以上、水中温度センサーの検出温度と伝熱
管５内を流れる熱伝達媒体の温度に基づき、氷厚を測定
することで氷量検知を行う方法の基本的な考え方につい
て説明を行った。実際の装置においては、熱源機側から
蓄熱槽に流入する合計の熱伝達媒体の量はほぼ一定であ
るが、各伝熱管ブロックでの伝熱管周囲の氷の付き方が
変化すると実施の形態１で示した熱通過率が変わるため
各伝熱管ブロックへの熱伝達媒体の分配量が変化する。
また、後述の実施の形態７に示す通り熱伝達媒体調整手
段は蓄熱槽出口の熱伝達媒体温度を検知して制御を行っ
ている。これら２つの作用によって伝熱管内部の熱伝達
媒体の温度や圧力は常に目標値を中心としてその前後で
ふらついている、即ちハンチングしている状態となって
いることは試験によって明らかとなっている。このた
め、実際の装置に先に示した氷厚測定による氷量検知を
行う方法を適用することは非常に困難を伴う。また、氷
量検出器である水中温度センサー１４のほんの少しの検
知温度誤差が大きな氷厚の違いとして現れてくることは
試験及びシミュレーションより明らかである。例えば、
一例として水中温度センサー１４の検知誤差が０．２℃
あると、氷厚で６ｍｍ程度の誤差となり、即ち蓄熱槽全
体では得られた氷量と目標の氷量とが２０％程度異なっ
たものとなってしまう。The basic concept of the method of detecting the amount of ice by measuring the ice thickness based on the temperature detected by the underwater temperature sensor and the temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube 5 has been described above. In an actual apparatus, the total amount of the heat transfer medium flowing into the heat storage tank from the heat source device side is almost constant, however, the first embodiment changes when the way of the ice around the heat transfer tube in each heat transfer tube block changes. Since the heat transfer coefficient indicated by the symbol changes, the distribution amount of the heat transfer medium to each heat transfer tube block changes.
Further, as shown in a seventh embodiment described later, the heat transfer medium adjusting means detects and controls the temperature of the heat transfer medium at the outlet of the heat storage tank. Tests have shown that the temperature and pressure of the heat transfer medium inside the heat transfer tube always fluctuate around the target value before and after the two values, that is, hunting. Therefore, it is very difficult to apply the method for detecting the amount of ice by measuring the ice thickness described above to an actual apparatus. It is clear from tests and simulations that a slight error in the detected temperature of the underwater temperature sensor 14 as an ice amount detector appears as a large difference in ice thickness. For example,
As an example, the detection error of the underwater temperature sensor 14 is 0.2 ° C.
If there is, an error of about 6 mm in ice thickness, that is, in the entire heat storage tank, the obtained ice amount and the target ice amount will differ by about 20%.
【００４７】上記の理由から、前述の方法はそのままで
は装置への適用が困難であり改良が必要と考えられる。
そこで、隣接する伝熱管の氷同士の連結を利用した氷量
検知方法について次に図７について説明する。なお、図
７は先に示した図２の一部を拡大して示した図であり、
図７（ａ）は前述の氷厚測定による氷量検知方法、図７
（ｂ）は氷の連結を利用した氷量検知方法を示した説明
図である。また、図７（ａ），（ｂ）それぞれにおい
て、上方には伝熱管の上面図を示し、その下方に伝熱管
の側面図、さらにその下方に、側面図に対応した伝熱管
半径方向距離位置（横軸）における温度（縦軸）を示し
ている。For the above reasons, it is difficult to apply the above-mentioned method to the apparatus as it is, and it is considered that an improvement is required.
Therefore, a method for detecting the amount of ice using the connection of ice pieces of adjacent heat transfer tubes will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged view of a part of FIG. 2 shown above.
FIG. 7A shows an ice amount detection method based on the ice thickness measurement described above.
(B) is an explanatory view showing an ice amount detection method using the connection of ice. In each of FIGS. 7A and 7B, a top view of the heat transfer tube is shown above, a side view of the heat transfer tube below, and a radial position corresponding to the side view below that. The temperature (vertical axis) at (horizontal axis) is shown.
【００４８】水４が貯留された氷蓄熱槽内に伝熱管５が
配置されており、伝熱管５内部に低温の熱伝達媒体を流
動させることによって製氷させる。このとき、水中でか
つ伝熱管５に近接した位置に氷量検出器である水中温度
センサー１４を設置すると、製氷開始直後は水中温度セ
ンサー１４は０℃以上の温度即ち水４の温度を検知して
いる。その後時の経過と共に製氷が進んで伝熱管５周囲
に氷が成長して行き、やがて水中温度センサー１４は氷
の内部に取り込まれて０℃以下の温度即ち氷の温度を検
知するようになる（図７（ａ））。なお、この時の氷の
表面の温度は水４の温度と同じ０℃であり、氷の内部の
温度分布は伝熱管５の表面から氷の表面まで熱が氷の内
部を熱伝導によって伝わることによって形成されてい
る。A heat transfer tube 5 is arranged in an ice heat storage tank in which water 4 is stored, and ice is made by flowing a low-temperature heat transfer medium into the heat transfer tube 5. At this time, if an underwater temperature sensor 14 as an ice amount detector is installed in the water and at a position close to the heat transfer tube 5, the underwater temperature sensor 14 detects a temperature of 0 ° C. or more, that is, the temperature of the water 4 immediately after the ice making is started. ing. Thereafter, as time elapses, ice making progresses and ice grows around the heat transfer tube 5, and eventually the underwater temperature sensor 14 is taken into the ice and detects a temperature of 0 ° C. or less, that is, the temperature of the ice ( FIG. 7A). At this time, the temperature of the ice surface is 0 ° C., which is the same as the temperature of the water 4. The temperature distribution inside the ice is such that heat is transferred from the surface of the heat transfer tube 5 to the ice surface through the inside of the ice by heat conduction. Is formed by
【００４９】そしてさらに時間が経過してさらに製氷が
進むと、やがて隣接している伝熱管５周囲の氷同士が連
結してしまい氷と氷の間には水が介在しないようになり
あたかも氷が一体化したかのような状態となる（図７
（ｂ））。この状態になると、氷の表面には水が存在し
ないため、氷の内部の温度分布は伝熱管の表面から隣接
する伝熱管の表面まで熱が氷の内部を熱伝導によって伝
わることによって形成されるようになる。即ち隣接する
伝熱管の温度が同一温度であれば、氷の内部の温度も理
想的には同一かつ一定の温度となるはずである。する
と、伝熱管の内部を流れる熱伝達媒体は氷に冷熱を伝え
て図７（ａ）と同様の温度勾配を氷の内部に形成しよう
とするため熱伝達媒体自身の温度がさらに下がり、これ
が繰り返されて熱伝達媒体の温度と氷の温度は両方とも
どんどん下がって行く。このような現象は伝熱の理論よ
り明らかであり、試験によっても確認済みである。When the ice making progresses further after a lapse of time, the ice around the heat transfer tubes 5 adjacent to each other is eventually connected to each other, so that water does not intervene between the ice and ice. It is as if they were integrated (Fig. 7
(B)). In this state, there is no water on the surface of the ice, so the temperature distribution inside the ice is formed by heat conduction from the surface of the heat transfer tube to the surface of the adjacent heat transfer tube through the inside of the ice by heat conduction Become like That is, if the temperature of the adjacent heat transfer tubes is the same, the temperature inside the ice should ideally be the same and constant. Then, the heat transfer medium flowing inside the heat transfer tube transmits cold heat to the ice to form a temperature gradient similar to that of FIG. 7A inside the ice, so that the temperature of the heat transfer medium itself further decreases, and this is repeated. As a result, both the temperature of the heat transfer medium and the temperature of the ice go down rapidly. Such a phenomenon is clear from the theory of heat transfer and has been confirmed by tests.
【００５０】また、隣接している伝熱管周囲の氷同士が
連結してしまい水の流路がふさがって水が流れなくなる
現象を閉塞と呼び、閉塞に至ると水が流れず冷熱を全く
取り出せなくなってしまうことについては既に述べた。
ここで図７（ｂ）の状態は、図にある上面図に示すよう
に、隣接している伝熱管周囲の氷同士が連結してからあ
まり時間が経っていない状態で、隣接する３つの氷で囲
まれた同図に黒く塗りつぶして示してある部分に水が存
在する。このため、例えば蓄熱槽下部に空気吹き出しを
設置するなど、強制的に水が上下に流動する機構を蓄熱
槽に具備すれば、水が上下に流動することによって氷に
蓄積された冷熱を取り出すことができるため、水が流れ
ず冷熱を全く取り出せなくなってしまう閉塞にはまだ至
っていない状態であることが分かる。当然、この状態か
らさらにしばらく時間が経過しさらに製氷が進むと閉塞
に至ってしまうが、先に述べた通り氷の内部を熱伝導に
よって熱が伝わる速度は氷の成長速度に比べて十分に速
いことが経験的に分かっている。このため、氷の成長が
ほとんど進まない例えば氷同士が連結してから例えば数
分程度の短時間で、氷の内部の温度分布が図７（ａ）の
状態から図７（ｂ）の状態に遷移することが試験により
確認されている。Also, a phenomenon in which the ice around the adjacent heat transfer tubes is connected to each other and the water flow path is blocked and water does not flow is called blockage. When the blockage is reached, no water flows and no cold heat can be taken out. That has already been mentioned.
Here, as shown in the top view in the figure, the state of FIG. 7B is a state in which a short time has not passed since the ice around the adjacent heat transfer tubes has been connected, and three adjacent ice Water is present in the area shown in black in the figure surrounded by. Therefore, if the heat storage tank is provided with a mechanism for forcibly flowing water up and down, for example, by installing an air blower at the bottom of the heat storage tank, it is possible to take out cold heat accumulated in ice by flowing water up and down. It can be seen that the state has not yet reached the blockage where water does not flow and no cold heat can be taken out. Naturally, if ice-making progresses for a while after this state, blockage will occur.However, as mentioned earlier, the speed at which heat is transferred inside the ice by heat conduction is sufficiently faster than the growth rate of ice. Is empirically known. Therefore, the temperature distribution inside the ice changes from the state shown in FIG. 7A to the state shown in FIG. The transition has been confirmed by tests.
【００５１】氷の連結を利用した氷量検知方法は以上の
考えに基づいたもので、ここで具体的に説明する。即
ち、氷量検出器である水中温度センサー１４を伝熱管５
に近接していながらかつ近すぎない位置、例えば伝熱管
５からの距離が隣接する２つの伝熱管の距離の１／２程
度となる距離に設置しておく。そして、水中温度センサ
ー１４の目標温度を伝熱管の内部を流動する熱伝達媒体
の温度に近い値に設定しておけば、隣接する氷同士がく
っついてしまわない限りは水中温度センサー１４の検知
温度は目標温度には到達せず、水中温度センサー１４の
誤差が多少あってもほぼ同じ氷量となっている状態を検
知することができる。なお、氷量検出器である水中温度
センサー１４と伝熱管５との距離は隣接する２つの伝熱
管の距離の１／２程度となる距離であることを例に説明
を行ったが、この距離は１／２に限定されるものではな
く１／３あるいは１／４であっても同様の氷量検知が可
能であることは試験によって確認済みであり、あまり小
さすぎない値であればどんな値でもよい。また、水中温
度センサー１４の目標温度は伝熱管５の内部を流動する
熱伝達媒体温度に近い温度に設定する旨の説明を行った
が、この目標温度は熱伝達媒体温度よりも高い温度でも
低い温度でもよい。特に、氷同士が連結する前の熱伝達
媒体温度よりも低い温度に設定しておくと、氷同士が連
結して氷内部の温度が一定値に近づきその後熱伝達媒体
の温度自身が下がってきて初めて水中温度センサー１４
の検知温度が目標温度となるため、氷量を確実に目標値
に制御できかつ水中温度センサー１４の検知誤差にも影
響されにくい装置を構築することができる。また、水中
温度センサー１４の目標温度は実際に熱伝達媒体温度を
測定して決定しても構わないが、先に説明した通り伝熱
管内部の熱伝達媒体の温度や圧力は常に目標値を中心と
してその前後でハンチングしている状態となっているこ
とが分かっており、蓄熱槽と熱源機側のそれぞれの容量
を考慮して水中温度センサー１４の目標値を試験あるい
はシミュレーションにより決定された定数に設定してお
いても十分な制御性が得られることは試験によって確認
済みである。The method of detecting the amount of ice using the connection of ice is based on the above idea and will be specifically described here. That is, the underwater temperature sensor 14 as an ice amount detector is connected to the heat transfer tube 5.
, But not too close, for example, at a distance where the distance from the heat transfer tube 5 is about half the distance between two adjacent heat transfer tubes. If the target temperature of the underwater temperature sensor 14 is set to a value close to the temperature of the heat transfer medium flowing inside the heat transfer tube, the detected temperature of the underwater temperature sensor 14 will be used as long as the adjacent ice does not stick together. Does not reach the target temperature, and it is possible to detect a state in which the amount of ice is substantially the same even if there is some error in the underwater temperature sensor 14. The distance between the underwater temperature sensor 14, which is an ice amount detector, and the heat transfer tube 5 has been described as an example in which the distance is approximately 1/2 of the distance between two adjacent heat transfer tubes. Is not limited to 1/2, but it has been confirmed by tests that the same amount of ice can be detected even if it is 1/3 or 1/4. May be. In addition, the description has been made that the target temperature of the underwater temperature sensor 14 is set to a temperature close to the temperature of the heat transfer medium flowing inside the heat transfer tube 5, but this target temperature is low even at a temperature higher than the heat transfer medium temperature. It may be temperature. In particular, if the temperature is set lower than the temperature of the heat transfer medium before the ices are connected, the ices are connected and the temperature inside the ice approaches a certain value, and then the temperature of the heat transfer medium itself decreases. First time underwater temperature sensor 14
Since the detected temperature at the target temperature becomes the target temperature, it is possible to construct a device that can reliably control the amount of ice to the target value and is hardly affected by the detection error of the underwater temperature sensor 14. The target temperature of the underwater temperature sensor 14 may be determined by actually measuring the temperature of the heat transfer medium. However, as described above, the temperature and pressure of the heat transfer medium inside the heat transfer tube always center around the target value. It is known that there is a hunting state before and after that, and the target value of the underwater temperature sensor 14 is set to a constant determined by testing or simulation in consideration of the respective capacities of the heat storage tank and the heat source unit. It has been confirmed by tests that sufficient controllability can be obtained even if it is set.
【００５２】なお、この水中温度センサー１４の目標温
度は、蓄熱槽全体での目標製氷量が小さい時は多少高め
に設定し、目標製氷量が大きい時は低めに設定しておけ
ばよい。蓄熱槽と熱源機側の容量を共に適正に選定した
場合を想定すると、本氷量検知方法を外融式の氷蓄熱シ
ステムに適用する場合は通常は水路が閉塞しないように
するために目標温度は例えば−３℃程度に設定し、内融
式の氷蓄熱システムに適用する場合あるいは外融式の氷
蓄熱槽であっても多くの製氷量を得たい場合等は目標温
度は例えば−１０℃程度に設定すればよいことが試験及
びシミュレーションによって確認されている。ただし、
これらの目標温度は熱源機側が蓄熱槽に供給している合
計の熱伝達媒体の量がほぼ同じ場合は、蓄熱槽内の全伝
熱管ブロック数に対する熱伝達媒体が供給されている伝
熱管ブロック数の比によって変わる。具体的には、蓄熱
槽と熱源機側の容量が共に適正に選定されている場合、
各伝熱管ブロックまたは各水ブロックにおいてほぼ同一
の氷量を得るためには、例えばこの比が１：１（３：
３）の場合に水中温度センサーの目標温度が−３℃であ
ったとすると、３：２の場合は−４℃、３：１の場合は
−５℃とすればよいことが試験及びシミュレーションに
よって分かっている。The target temperature of the underwater temperature sensor 14 may be set slightly higher when the target ice making amount in the entire heat storage tank is small, and set lower when the target ice making amount is large. Assuming that both the capacity of the heat storage tank and the capacity of the heat source unit are properly selected, if this ice amount detection method is applied to an external melting type ice heat storage system, the target temperature is usually set so that the water channel will not be blocked. Is set to, for example, about −3 ° C., and the target temperature is, for example, −10 ° C. when applied to an internal melting type ice heat storage system or when it is desired to obtain a large amount of ice even in an external melting type ice heat storage tank. It has been confirmed by tests and simulations that the setting should be made to the degree. However,
If the total amount of the heat transfer medium supplied to the heat storage tank by the heat source unit is substantially the same, these target temperatures are equal to the number of heat transfer tube blocks to which the heat transfer medium is supplied relative to the total number of heat transfer tube blocks in the heat storage tank. It depends on the ratio of Specifically, when both the capacity of the heat storage tank and the heat source unit are properly selected,
In order to obtain almost the same amount of ice in each heat transfer tube block or each water block, for example, this ratio is 1: 1 (3:
Assuming that the target temperature of the underwater temperature sensor is −3 ° C. in the case of 3), tests and simulations show that the temperature should be set to −4 ° C. for 3: 2 and −5 ° C. for 3: 1. ing.
【００５３】上記において、水中温度センサー１４の目
標温度を、伝熱管５の内部を流動する熱伝達媒体温度に
近い温度でかつ熱伝達媒体の温度よりも高い温度に設定
しても、隣接する伝熱管の周囲にできる氷同士が連結す
る状態を検出することができると述べた。この検出方法
について、図６に基づいて更に詳しく説明する。図６に
おいて、実際には伝熱管管壁から所定の距離だけ離れて
隣接する伝熱管が存在するはずである。今ここでは水中
温度センサー１４が設置されている伝熱管を該伝熱管５
と記し、隣接する伝熱管と区別して、隣接する伝熱管の
周囲にできる氷との関係を説明する。図６に示した状態
における氷の表面が、該伝熱管５と隣接する伝熱管との
中央位置にまで成長すると、該伝熱管５の周囲にできる
氷と、隣接する伝熱管の周囲にできる氷とが連結する。
今、図６における氷の表面が、隣接する伝熱管との中央
位置である場合に、該伝熱管５の伝熱管壁における温度
を該伝熱管５に流通する熱伝達媒体の温度とし、隣接す
る伝熱管との中央位置における温度を０℃として、例え
ば図のように直線で伝熱管壁と中央位置間の温度勾配を
表わす。そして、水中温度センサー１４で検出した温度
が、温度勾配を示す直線上で水中温度センサー１４の設
置位置（取りつけ位置）における温度よりも低い温度に
なった時に、該伝熱管５の周囲にできた氷が、隣接する
伝熱管の周囲にできた氷と連結したことになる。このこ
とから水中温度センサー１４の目標温度を、上記の温度
勾配を示す直線上で水中温度センサー１４の設置位置に
おける温度よりも低い温度に設定しておくことにより、
隣接する伝熱管の氷同士が連結するのを検知できる、即
ち氷量を検出することができる。この時の目標温度は、
伝熱管５の内部を流動する熱伝達媒体温度に近い温度で
かつ氷厚方向の温度勾配分だけ熱伝達媒体の温度よりも
高い温度になっており、この温度を目標温度に設定して
も隣接する伝熱管の氷同士の連結を検出することができ
る。ここで、目標温度として、上記の温度勾配上の温度
よりも低い温度を設定すればよいということであり、す
でに述べたように、多くの製氷量が得たい場合には、よ
り低い温度に設定すればよい。なお、ここでは、温度勾
配を直線で表わしたが、これに限るものではなく、曲線
でその温度分布を表わしてもよい。In the above description, even if the target temperature of the underwater temperature sensor 14 is set to a temperature close to the temperature of the heat transfer medium flowing inside the heat transfer tube 5 and higher than the temperature of the heat transfer medium, the temperature of the adjacent transfer He stated that it was possible to detect the state of connection between ice pieces formed around the heat tube. This detection method will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 6, there should actually be a heat transfer tube adjacent to the heat transfer tube wall at a predetermined distance from the tube wall. Here, the heat transfer tube in which the underwater temperature sensor 14 is installed is connected to the heat transfer tube 5.
And the relationship between the adjacent heat transfer tubes and ice formed around the adjacent heat transfer tubes will be described. When the surface of the ice in the state shown in FIG. 6 grows to the center position between the heat transfer tube 5 and the adjacent heat transfer tube, ice formed around the heat transfer tube 5 and ice formed around the adjacent heat transfer tube 5 And concatenate.
Now, when the surface of the ice in FIG. 6 is located at the center of the adjacent heat transfer tube, the temperature of the heat transfer tube wall of the heat transfer tube 5 is set as the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tube 5. The temperature gradient between the heat transfer tube wall and the center position is represented by a straight line, for example, as shown in FIG. When the temperature detected by the underwater temperature sensor 14 becomes lower than the temperature at the installation position (mounting position) of the underwater temperature sensor 14 on a straight line indicating the temperature gradient, the temperature is formed around the heat transfer tube 5. The ice was connected with the ice formed around the adjacent heat transfer tube. From this, by setting the target temperature of the underwater temperature sensor 14 to a temperature lower than the temperature at the installation position of the underwater temperature sensor 14 on the straight line indicating the temperature gradient,
It is possible to detect that the ices of the adjacent heat transfer tubes are connected to each other, that is, it is possible to detect the amount of ice. The target temperature at this time is
The temperature is close to the temperature of the heat transfer medium flowing inside the heat transfer tube 5 and is higher than the temperature of the heat transfer medium by the temperature gradient in the ice thickness direction. The connection between the ice pieces of the heat transfer tube can be detected. Here, the target temperature may be set to a temperature lower than the temperature on the temperature gradient. As described above, if a large amount of ice is to be obtained, the target temperature is set to a lower temperature. do it. Here, the temperature gradient is represented by a straight line, but is not limited to this, and the temperature distribution may be represented by a curve.
【００５４】上記の氷の連結を利用した氷量検知方法に
よっても、蓄熱槽内の各水ブロック内の氷の量が分かれ
ば、例えば実施の形態１に示した方法により、それぞれ
の水ブロック内の氷の量を制御して均一製氷状態を実現
し目標製氷量を得ることができることは明らかである。According to the ice amount detection method using the connection of ice described above, if the amount of ice in each water block in the heat storage tank is known, for example, the method described in the first embodiment is used. It is apparent that the target ice making amount can be obtained by controlling the amount of ice to achieve a uniform ice making state.
【００５５】以上述べてきた通り、本実施の形態では、
水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持ち、前記伝熱管
内部に低温の熱伝達媒体を流通させるように前記伝熱管
と熱源機側である冷凍機もしくはブラインポンプとを配
管で接続し、前記冷凍機もしくはブラインポンプによっ
て低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させることによ
り伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製氷した氷を
解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱システムにお
いて、前記蓄熱槽内を複数個の水ブロックに分割し、各
水ブロック内の伝熱管に近接して１つないし複数個の水
温もしくは氷温を検知する水中温度センサーを取り付け
た構造とすることにより、伝熱管内を流れる熱伝達媒体
の温度が分かれば、水中温度センサーの検知温度により
氷の表面の位置を容易に推定でき、即ち各水ブロック内
の氷の量を容易に推定できる。As described above, in the present embodiment,
Having a heat transfer tube inside the heat storage tank in which water is stored, connecting the heat transfer tube and a refrigerator or a brine pump on the heat source device side by piping so as to flow a low-temperature heat transfer medium inside the heat transfer tube, In the ice heat storage system, the refrigerator or the brine pump causes a low-temperature heat transfer medium to flow through the heat transfer tubes to make ice around the heat transfer tubes to accumulate cold heat, and to take out cold heat by melting the ice-made ice. By dividing the inside of the heat storage tank into a plurality of water blocks, and having a structure in which one or more underwater temperature sensors for detecting one or a plurality of water temperatures or ice temperatures are provided in proximity to the heat transfer tubes in each water block, If the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes is known, the position of the ice surface can be easily estimated from the temperature detected by the underwater temperature sensor, that is, the amount of ice in each water block can be easily determined. It can be constant.
【００５６】各水ブロック内の氷の量が推定できれば、
例えば実施の形態１に示した方法によって、それぞれの
水ブロック内の氷の量を制御して均一製氷状態を実現し
蓄熱槽全体として目標製氷量を得ることができる。この
ように本実施の形態による測定方法及び推定方法と例え
ば実施の形態１に示した方法を併用することにより、蓄
熱槽内の残氷にばらつきがある状態で再製氷を行って
も、蓄熱槽全体として均一製氷状態を実現し目標製氷量
を得ることができ、期待した能力を得ることができる。If the amount of ice in each water block can be estimated,
For example, by the method described in the first embodiment, the amount of ice in each water block is controlled to realize a uniform ice making state, and a target ice making amount can be obtained for the entire heat storage tank. As described above, by using the measuring method and the estimating method according to the present embodiment together with, for example, the method described in the first embodiment, even if re-ice making is performed in a state where the residual ice in the heat storage tank varies, the heat storage tank As a whole, a uniform ice-making state can be realized, a target ice-making amount can be obtained, and expected performance can be obtained.
【００５７】また、本実施の形態による方法を用いれ
ば、各伝熱管ブロック毎の氷量を検出することで蓄熱槽
全体としての氷量も検出して製氷状態を検知できる。そ
の際、蓄熱槽全体の氷量を検出するための高価な水位セ
ンサーを用いる必要がなく、氷量検出器として比較的安
価な水中温度センサーを用いることで、従来例と同じ
く、蓄熱槽内にできた氷量の総量を検出して、総氷量が
目標の氷量となるまで伝熱管にて製氷を行うことによ
り、安価な氷蓄熱システムを構築することが可能とな
る。Further, if the method according to the present embodiment is used, the amount of ice in each heat transfer tube block is detected, so that the amount of ice in the entire heat storage tank can also be detected to detect the ice making state. At that time, it is not necessary to use an expensive water level sensor for detecting the ice amount of the entire heat storage tank, and by using a relatively inexpensive underwater temperature sensor as an ice amount detector, the same as the conventional example, An inexpensive ice heat storage system can be constructed by detecting the total amount of ice produced and performing ice making with a heat transfer tube until the total ice reaches the target ice volume.
【００５８】なお、上記説明で述べた熱伝達媒体の温度
であるが、これを直接検出するための温度センサーをシ
ステムに具備してもよいし、あらかじめ試験またはシミ
ュレーションによって得たデータからシステムのいずれ
かの位置に設置した温度センサーあるいは圧力センサー
の情報をもとにしても経験的に推定してもよいし、シス
テムに全くセンサーを具備しなくても蓄熱槽と熱源機の
容量より目標氷量となる状態での熱伝達媒体温度を試験
あるいはシミュレーションによって決定し定数に設定し
ておくこともできる。いずれにしろ、どんな方法を取っ
たとしても熱伝達媒体の温度を知ることはさほど難しい
ことではないのは明白である。The temperature of the heat transfer medium described in the above description may be provided in the system with a temperature sensor for directly detecting the temperature, or the temperature of the system may be determined from data obtained in advance by tests or simulations. Estimation may be made empirically based on the information of the temperature sensor or pressure sensor installed at the location, or even if the system does not have any sensors, the target ice amount is calculated from the capacity of the heat storage tank and the heat source unit. Alternatively, the temperature of the heat transfer medium in the state described below may be determined by a test or simulation and set as a constant. In any case, it is clear that no matter what method is used, knowing the temperature of the heat transfer medium is not very difficult.
【００５９】また、水中温度センサーは、氷の内部の温
度を検出する必要があるので、０℃以下の温度を測定で
きなければならないが、センサーの種別としてはどんな
ものでもよく、材質及びセンサーの種別により限定され
るものではない。ただし、信頼性の面からは腐食性に優
れた材質、例えば金属であればステンレススチールのよ
うな材質、非金属であれば塩ビのような材質のものの方
が望ましいことは言うまでもない。The underwater temperature sensor must be able to detect a temperature of 0 ° C. or less since it is necessary to detect the temperature inside ice, but any type of sensor may be used. It is not limited by the type. However, from the viewpoint of reliability, it is needless to say that a material excellent in corrosiveness, for example, a material such as stainless steel for a metal and a material such as PVC for a nonmetal is preferable.
【００６０】また、水中温度センサーの取り付け方は、
取り付けた位置が特定できればどんな方法でも良い。こ
こでは、固定具を用いて伝熱管に取り付ける場合を例に
取り説明を行ったが、当然この方法のみに限定されるも
のではない。例えば、極端な例として、水中温度センサ
ーをどこかに固定しないで水中に浮遊させておいた場合
を想定しても、水中温度センサーの位置を測定する位置
センサーを設けるあるいは位置を推定するアルゴリズム
を付け加える等、その位置さえ特定できれば、氷量の推
定ができることは言うまでもない。また、氷の連結を利
用した氷量検知方法においては、前述の通り水中温度セ
ンサーの位置は氷量の検知精度にはさほど影響を与えな
いため、センサーの位置は特に特定しなくてもよい。The method of mounting the underwater temperature sensor is as follows.
Any method can be used as long as the position at which it is attached can be specified. Here, the description has been made by taking as an example a case where the heat transfer tube is attached to the heat transfer tube using a fixture, but it is needless to say that the present invention is not limited to this method alone. For example, as an extreme example, even if it is assumed that the underwater temperature sensor is floated in the water without fixing somewhere, an algorithm that provides a position sensor that measures the position of the underwater temperature sensor or an algorithm that estimates the position is used. Needless to say, if the location can be specified, such as by adding, the amount of ice can be estimated. Further, in the ice amount detection method using the connection of ice, as described above, the position of the underwater temperature sensor does not significantly affect the detection accuracy of the ice amount, and thus the position of the sensor does not need to be particularly specified.
【００６１】なお、上述の説明は外融式の氷蓄熱システ
ムのものを例に行ったが、当然、内融式の氷蓄熱システ
ムにおいても上述の水中温度センサーを用いることによ
り氷量を検出することができる。内融式の氷蓄熱システ
ムで水中温度センサーにより氷量を検出した場合は安価
なシステムが構築できるというメリットがある。また、
同様にスタティック型氷蓄熱システムを例にとり説明を
行ったが、ダイナミック型氷蓄熱システムにおいても製
氷を行う部分と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のこ
とが言える。Although the above description has been made with reference to the external melting type ice thermal storage system, the internal melting type ice thermal storage system naturally detects the amount of ice by using the above-mentioned underwater temperature sensor. be able to. When the amount of ice is detected by an underwater temperature sensor in an internal melting type ice heat storage system, there is an advantage that an inexpensive system can be constructed. Also,
Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that the ice making part and the ice storage part are different.
【００６２】また、ここでは、氷の内部の温度分布が図
６の如く直線の場合を例に取り説明を行ったが、水の対
流が大きい場合や氷が伝熱管に付着し始める氷の初期成
長の場合等は氷内部の温度分布が定常解とは異なってい
ることが予想されるが、この場合でも試験あるいはシミ
ュレーションにより氷の内部の温度分布がどのようにな
っているかを予測しこれを式化あるいはデーターベース
化をすることはさほど難しいことではない。即ち、氷の
内部の温度分布がどんなものであってもその任意の位置
の温度を知ることは経験的に容易であり、氷量の推定も
容易に行えることは言うまでもない。また、氷の連結を
利用した氷量検知方法においては、氷内部での温度が同
一かつ一定の温度に近づくことを利用して氷量検知を行
っているため、当然、連結前の氷の内部の温度分布がど
んなものであっても氷量検知精度に影響を与えるもので
はない。Also, here, the case where the temperature distribution inside the ice is a straight line as shown in FIG. 6 has been described as an example. However, when the convection of water is large or when the ice starts to adhere to the heat transfer tube, In the case of growth, etc., it is expected that the temperature distribution inside the ice is different from the steady solution, but even in this case, the temperature distribution inside the ice is predicted by tests or simulations and It is not difficult to formulate or create a database. That is, no matter what the temperature distribution inside the ice is, it is obvious from experience that it is easy to know the temperature at an arbitrary position and the amount of ice can be easily estimated. In addition, in the ice amount detection method using the connection of ice, since the ice amount is detected by using the fact that the temperature inside the ice approaches the same and constant temperature, the inside of the ice before connection is naturally Whatever the temperature distribution is, it does not affect the ice amount detection accuracy.
【００６３】実施の形態４．図８は、本発明の実施の形
態４による氷蓄熱システムを示す上面図であり、１は蓄
熱槽、２は水入口、３は水出口、４は水、５Ａ〜５Ｆは
各伝熱管ブロック内の伝熱管、１１Ａ〜１１Ｆは熱伝達
媒体入口、１２Ａ〜１２Ｆは熱伝達媒体出口、１３は仕
切板、１４ａ〜１４ｆは各水ブロックに設置された氷量
検出器である水中温度センサー、Ａ〜Ｆは蓄熱槽１内の
各伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各水ブロックである。本実
施の形態における氷蓄熱システムにおいては、蓄熱槽１
内の水ブロックａ〜ｆと伝熱管ブロックＡ〜Ｆの数及び
位置を同一としており、このような構成とすると水ブロ
ックと伝熱管ブロックが１対１に対応するため、先に実
施の形態１または実施の形態２または実施の形態３で述
べた各水ブロック毎の氷の量の検出に基づく各伝熱ブロ
ック毎の熱伝達媒体の制御を詳細にかつ効果的に行うこ
とが可能となる。具体的な動作及び効果は、実施の形態
１または実施の形態２または実施の形態３と同様であ
る。Embodiment 4 FIG. 8 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 4 of the present invention, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, and 5A to 5F are inside each heat transfer tube block. 11A to 11F are heat transfer medium inlets, 12A to 12F are heat transfer medium outlets, 13 is a partition plate, 14a to 14f are underwater temperature sensors which are ice amount detectors installed in each water block, A to F is each heat transfer tube block in the heat storage tank 1, and a to f are each water blocks. In the ice heat storage system according to the present embodiment, the heat storage tank 1
In this configuration, the number and position of the water blocks a to f and the heat transfer tube blocks A to F are the same. With such a configuration, the water block and the heat transfer tube block correspond one-to-one. Alternatively, the control of the heat transfer medium for each heat transfer block based on the detection of the amount of ice for each water block described in the second or third embodiment can be performed in detail and effectively. Specific operations and effects are the same as those in the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment.
【００６４】なお、本実施の形態においても内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。また、同様にスタテ
ィック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行ったが、ダ
イナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行う部分
と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言える。The same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００６５】実施の形態５．図９は、本発明の実施の形
態５による氷蓄熱システムを示す上面図であり、１は蓄
熱槽、２は水入口、３は水出口、４は水、５Ａ〜５Ｃは
各伝熱管ブロック内の伝熱管、１１Ａ〜１１Ｃは熱伝達
媒体入口、１２Ａ〜１２Ｃは熱伝達媒体出口、１３は仕
切板、１４ｂ、１４ｄ、１４ｆは水ブロックｂ、ｄ、ｆ
に設置された氷量検出器である水中温度センサー、Ａ〜
Ｃは各伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各水ブロックである。
本実施の形態における氷蓄熱システムにおいては、蓄熱
槽内の伝熱管ブロックＡ〜Ｃの数を水ブロックａ〜ｆの
数よりも少なくしており、図９では例えば伝熱管ブロッ
クを３つに水ブロックを６つにしている。このような構
成にすると、実施の形態４の図８のように伝熱管ブロッ
クと水ブロックを両者とも６つと同一とした場合に比
べ、例えば水中温度センサーを伝熱管ブロックに対応さ
せることができ、水中温度センサー及び伝熱管を接続す
る配管等を少なくすることができ、より安価なシステム
を構成することが可能となる。ただし、制御特性は実施
の形態４に示した方法よりも多少悪くなるが、伝熱管ブ
ロックの数と水ブロックの数の比が１：２程度であれば
十分な制御性が得られることは試験及びシミュレーショ
ンによって確認済みである。ただし、伝熱管ブロックの
数と水ブロックの数の比が上記以外、例えば１：３等の
例えどんな値であったとしても、制御性は多少悪くなる
が本発明の基本的な考え方が損なわれるわけではないの
でシステムとして十分成立しかつ同様の効果があること
は言うまでもない。なお、本実施の形態においても内融
式氷蓄熱システムにおいても同様である。また、同様に
スタティック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行った
が、ダイナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行
う部分と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言
える。Embodiment 5 FIG. 9 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 5 of the present invention, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, and 5A to 5C are inside each heat transfer tube block. 11A to 11C are heat transfer medium inlets, 12A to 12C are heat transfer medium outlets, 13 is a partition plate, 14b, 14d, and 14f are water blocks b, d, and f.
Underwater temperature sensor, which is an ice amount detector installed in A,
C is each heat transfer tube block, and a to f are each water blocks.
In the ice heat storage system according to the present embodiment, the number of the heat transfer tube blocks A to C in the heat storage tank is smaller than the number of the water blocks a to f. There are six blocks. With such a configuration, for example, the underwater temperature sensor can be made to correspond to the heat transfer tube block, as compared with the case where both the heat transfer tube block and the water block are the same as in FIG. It is possible to reduce the number of pipes for connecting the underwater temperature sensor and the heat transfer pipe, and to configure a cheaper system. However, although the control characteristics are slightly worse than the method described in the fourth embodiment, it is tested that sufficient controllability can be obtained if the ratio of the number of heat transfer tube blocks to the number of water blocks is about 1: 2. And by simulation. However, if the ratio of the number of the heat transfer tube blocks to the number of the water blocks is any value other than the above, for example, 1: 3, etc., the controllability is somewhat deteriorated, but the basic idea of the present invention is impaired. Needless to say, the system is sufficiently established and has the same effect. Note that the same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００６６】実施の形態６．図１０は、本発明の実施の
形態６による氷蓄熱システムを示す説明図である。本実
施の形態における氷蓄熱システムにおいては、水中温度
センサーとしてサーミスターを使用している。従来、水
の温度を検出する温度センサーとしては長期間の耐水性
や耐腐食性を考えて高価な白金を多量に使用した白金測
温抵抗体を使用していたために、システムとして非常に
高価なものとなっていた。ところが、近年開発された主
に金魚水槽内の水の温度を検出するために使用される安
価なサーミスターを氷蓄熱システムにおける水温または
氷温検出用に使用することにより、非常に安価な氷蓄熱
システムを得ることができる。なお、前記サーミスター
が氷蓄熱槽内の水中の温度及び氷中の温度を検出するた
めに使用することができかつ長期間の使用時の耐水性や
耐腐食性の面からも十分に使用に耐え得ることは試験及
び構造検討によって確認済みである。また、試験及び構
造検討から長期間の使用時の耐水性や耐腐食性を考える
と、サーミスターの保護管はステンレススチール製のも
のが望ましいと考えられるが、非金属の塩ビを用いても
特に問題は生じないことも確認済みである。また、サー
ミスターの材質は上記材質以外の耐水性及び耐腐食性を
持ったものであっても構わないことは言うまでもない。
なお、サーミスターとはサーミスターチップと呼ばれる
温度を抵抗に変換する小片を電極にはさんだ構造とする
ことによって温度検出を行う非常に広く用いられている
センサーである。特に、水温または氷温を検出するため
の水中サーミスターは水中での使用を前提に材質及び構
造を検討したものである。例えば、耐水性や耐腐食性に
優れかつ加工性にも優れたＳＵＳ３０３の材質で作られ
た保護管を用い、水が浸入しないように配線と保護管を
熱を加えて溶着し、その内部に樹脂を充填して固定する
構造としている。さらに、ＳＵＳ保護管、樹脂を通して
内部に微量の水が浸入してきた時の対策としてガラスケ
ースでサーミスターチップを覆って保護したものを挿入
し、その上、万一ＳＵＳ保護管、樹脂、ガラス保護管を
通して水が浸入してきた場合を想定し、一般にサーミス
ターチップと電極の接着を行うために使用されている銀
の代わりに水に浸っても材質が劣化しない微量の白金を
使用して構成されたものを用いる。Embodiment 6 FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an ice heat storage system according to Embodiment 6 of the present invention. In the ice thermal storage system according to the present embodiment, a thermistor is used as an underwater temperature sensor. Conventionally, as a temperature sensor that detects the temperature of water, a platinum resistance temperature detector that uses a large amount of expensive platinum was used in consideration of long-term water resistance and corrosion resistance. Had become something. However, by using an inexpensive thermistor developed recently to mainly detect the temperature of water in a goldfish aquarium for detecting the water temperature or ice temperature in an ice storage system, a very inexpensive ice storage You can get the system. In addition, the thermistor can be used to detect the temperature in water and the temperature in ice in the ice thermal storage tank, and is sufficiently used from the viewpoint of water resistance and corrosion resistance during long-term use. The durability has been confirmed by tests and structural studies. In addition, considering the water resistance and corrosion resistance during long-term use from tests and structural studies, it is considered that the thermistor protection tube is preferably made of stainless steel, but even if non-metallic PVC is used, It has been confirmed that there will be no problems. Needless to say, the material of the thermistor may be a material having water resistance and corrosion resistance other than the above materials.
The thermistor is a very widely used sensor that detects temperature by using a structure called a thermistor chip in which small pieces for converting temperature into resistance are sandwiched between electrodes. In particular, the underwater thermistor for detecting water temperature or ice temperature has been studied for its material and structure on the assumption that it is used in water. For example, using a protective tube made of SUS303 material, which is excellent in water resistance, corrosion resistance, and workability, heats the wiring and the protective tube so that water does not enter, and welds the wire and the protective tube. It is structured to be filled with resin and fixed. In addition, as a countermeasure when a small amount of water enters into the inside through the SUS protective tube and resin, insert a glass case that covers and protects the thermistor chip. Assuming that water has penetrated through the tube, it is composed of a small amount of platinum, which does not deteriorate even when immersed in water, instead of silver, which is generally used to bond the thermistor chip and electrodes. Used.
【００６７】実施の形態７．以下、本発明の実施の形態
７による氷蓄熱システムについて図について説明する。
図１１は、実施の形態７による氷蓄熱システムを示す上
面図であり、１は蓄熱槽、２は水入口、３は水出口、４
は水、５Ａ〜５Ｃは各伝熱管ブロック内の伝熱管、１１
Ａ〜１１Ｃは熱伝達媒体入口、１２Ａ〜１２Ｃは熱伝達
媒体出口、１３は仕切板、１４ｂ、１４ｄ、１４ｆは水
ブロックｂ、ｄ、ｆに設置された氷量検出器である水中
温度センサー、１５Ａ〜１５Ｃは熱伝達媒体調整手段で
ある圧力もしくは流量調整手段、１６Ａ〜１６Ｃは冷熱
供給量検出器である熱伝達媒体温度センサー、Ａ〜Ｃは
各伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各水ブロックである。ま
た、図１２は本実施の形態の動作手順を示すフローチャ
ートである。Embodiment 7 Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 11 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 7, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet,
Is water, 5A to 5C are heat transfer tubes in each heat transfer tube block, 11
A to 11C are heat transfer medium inlets, 12A to 12C are heat transfer medium outlets, 13 is a partition plate, 14b, 14d, and 14f are underwater temperature sensors that are ice amount detectors installed in water blocks b, d, and f. 15A to 15C are pressure or flow rate adjusting means as heat transfer medium adjusting means, 16A to 16C are heat transfer medium temperature sensors as cold heat supply amount detectors, A to C are each heat transfer tube blocks, and a to f are each water blocks. It is. FIG. 12 is a flowchart showing the operation procedure of the present embodiment.
【００６８】本実施の形態における氷蓄熱システムにお
いては、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃの入口配管に圧力もし
くは流量等を調整する調整手段である熱伝達媒体調整手
段１５Ａ〜１５Ｃを接続し、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃの
出口配管に接して冷熱供給能力検出器の一つである熱伝
達媒体温度センサー１６Ａ〜１６Ｃを取り付けている。
以下、図１２のフローチャートに従い動作を説明する。
なお、説明中の番号は図１１と対応している。In the ice heat storage system according to the present embodiment, heat transfer medium adjusting means 15A to 15C, which are adjusting means for adjusting pressure or flow rate, are connected to inlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C, respectively. Heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C, which are one of the cold heat supply capacity detectors, are attached to the outlet pipes of the heat pipe blocks A to C.
Hereinafter, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
The numbers in the description correspond to those in FIG.
【００６９】製氷運転開始（ＳＴ１）後、まず、伝熱管
ブロックＡ〜Ｃの出口に取り付けられた熱伝達媒体温度
センサー１６Ａ〜１６Ｃによる熱伝達媒体の冷熱供給能
力である熱伝達媒体の温度の検出（ＳＴ２）及び各水ブ
ロックｂ、ｄ、ｆ内の水中温度センサー１４ｂ、１４
ｄ、１４ｆによる各水ブロックｂ、ｄ、ｆ内の氷または
水の温度の検出（ＳＴ３）を行う。次に実施の形態２ま
たは実施の形態３で説明したアルゴリズムにより各伝熱
管ブロックＡ〜Ｃ内の氷の量を演算することができる
（ＳＴ４）。そして、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃにおい
て、伝熱管ブロックＡ〜Ｃ出口の熱伝達媒体温度が演算
氷量に基づいて決められた目標温度となるように（ＳＴ
８）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃに対応する圧力または流
量調整手段１５Ａ〜１５Ｃをそれぞれ制御する（ＳＴ
９）。このように制御を行うと、氷の残った量に起因す
る各伝熱管ブロック毎の熱伝達媒体の流れる量を補正し
て各伝熱管ブロックにほぼ均等に熱伝達媒体を流すこと
が可能となり、即ち、残氷の大きな伝熱管ブロックに多
量の熱伝達媒体が流れるのを防止でき、それぞれの伝熱
管ブロックで氷を同様に成長させることができる。そし
て、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内の氷の量が目標とする氷
の量となったら（ＳＴ５）、対応する圧力または流量調
整手段１５Ａ〜１５Ｃを全閉にし（ＳＴ６）、全部の圧
力または流量調整手段１５Ａ〜１５Ｃが全閉になったら
（ＳＴ７）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内の氷は均一製氷
状態でありかつ目標製氷量となっているはずであり蓄熱
槽全体としても期待した能力が出せる製氷量になってい
るはずなので、製氷運転を終了する（ＳＴ１０）。After the start of the ice making operation (ST1), first, the temperature of the heat transfer medium, which is the ability to supply the cold heat of the heat transfer medium, is detected by the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C attached to the outlets of the heat transfer tube blocks A to C. (ST2) and the underwater temperature sensors 14b, 14 in each of the water blocks b, d, f.
The temperature of ice or water in each of the water blocks b, d, and f is detected by d and 14f (ST3). Next, the amount of ice in each of the heat transfer tube blocks A to C can be calculated by the algorithm described in the second or third embodiment (ST4). Then, in each of the heat transfer tube blocks A to C, the temperature of the heat transfer medium at the outlet of the heat transfer tube blocks A to C becomes the target temperature determined based on the calculated ice amount (ST).
8) controlling the pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C corresponding to each of the heat transfer tube blocks A to C (ST)
9). By performing the control in this manner, it is possible to correct the amount of the heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice and to flow the heat transfer medium almost uniformly to each heat transfer tube block. That is, a large amount of heat transfer medium can be prevented from flowing through the heat transfer tube block having large residual ice, and ice can be similarly grown in each heat transfer tube block. Then, when the amount of ice in each of the heat transfer tube blocks A to C reaches the target amount of ice (ST5), the corresponding pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C is fully closed (ST6), and all the pressures or When the flow rate adjusting means 15A to 15C are fully closed (ST7), the ice in each of the heat transfer tube blocks A to C should be in a uniform ice making state and have the target ice making amount, and the whole heat storage tank was expected. The ice-making operation is terminated because the ice-making amount should be sufficient to produce the capacity (ST10).
【００７０】以上述べてきた通り、本実施の形態では、
各伝熱管ブロックの入口配管にそれぞれ圧力もしくは流
量を調整する調整手段を接続し、前記圧力もしくは流量
調整手段を、前記各伝熱管ブロックの出口配管に接して
取り付けられた熱伝達媒体温度センサーによって制御す
ることで前記伝熱管ブロックの伝熱管内に流通させる熱
伝達媒体の温度を調整することができるため、氷の残っ
た量に起因する各伝熱管ブロック毎の熱伝達媒体の流れ
る量を補正して各伝熱管ブロックにほぼ均等に熱伝達媒
体を流すことが可能となり、かつ水中温度センサーの検
出信号に基づいて氷量が目標値に達したら前記圧力もし
くは流量調整手段を全閉とするように制御することで、
各伝熱管ブロック内の氷を均一製氷状態を実現し目標製
氷量を得ることができ、蓄熱槽全体としても期待した能
力が出せる製氷量にすることができる。As described above, in the present embodiment,
An adjusting means for adjusting pressure or flow rate is connected to an inlet pipe of each heat transfer tube block, and the pressure or flow rate adjusting means is controlled by a heat transfer medium temperature sensor attached in contact with an outlet pipe of each heat transfer tube block. By doing so, it is possible to adjust the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the heat transfer tube block, so that the amount of heat transfer medium flowing through each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice is corrected. Thus, the heat transfer medium can be made to flow almost evenly through each heat transfer tube block, and when the amount of ice reaches the target value based on the detection signal of the underwater temperature sensor, the pressure or flow rate adjusting means is fully closed. By controlling,
The ice in each heat transfer tube block can be realized in a uniform ice-making state and a target ice-making amount can be obtained, and the ice-making amount can achieve the expected capacity of the entire heat storage tank.
【００７１】このように、熱伝達媒体温度センサー１６
Ａ〜１６Ｃ及び水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４
ｆの全部の検出信号を利用することによって詳細な制御
が可能となるが、この熱伝達媒体温度センサーと水中温
度センサーのいずれかの検出信号に基づいて制御を行っ
ても、多少制御性は落ちるが各伝熱管ブロック毎の氷量
制御が可能である。例えば、熱伝達媒体温度センサー１
６Ａ〜１６Ｃのみを使用して制御を行う場合は、あらか
じめ試験あるいは経験により、熱伝達媒体温度センサー
１６Ａ〜１６Ｃによって検出される伝熱管ブロックＡ〜
Ｃ出口の熱伝達媒体温度と各伝熱管ブロック毎の氷量と
の関係を求めておけば、熱伝達媒体温度センサー１６Ａ
〜１６Ｃの検出信号によって各伝熱管ブロック毎の氷量
を予測することが可能となるため、制御性は粗いが氷量
の制御が可能となる。As described above, the heat transfer medium temperature sensor 16
A to 16C and underwater temperature sensors 14b, 14d, 14
Detailed control is possible by using all the detection signals of f. However, even if control is performed based on either the detection signal of the heat transfer medium temperature sensor or the underwater temperature sensor, the controllability is somewhat reduced. However, it is possible to control the amount of ice for each heat transfer tube block. For example, heat transfer medium temperature sensor 1
When control is performed using only 6A to 16C, the heat transfer tube blocks A to 16C detected by the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C in advance through tests or experiences.
If the relationship between the temperature of the heat transfer medium at the outlet C and the amount of ice for each heat transfer tube block is determined, the heat transfer medium temperature sensor 16A
Since the ice amount of each heat transfer tube block can be predicted by the detection signal of ~ 16C, the controllability is coarse but the ice amount can be controlled.
【００７２】また、例えば、水中温度センサー１４ｂ、
１４ｄ、１４ｆのみを使用して制御を行う場合は、あら
かじめ試験あるいは経験により、水中温度センサーによ
る検出温度と伝熱管の中を流れる熱伝達媒体温度との関
係を決めておけば、水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、
１４ｆの検出信号によって熱伝達媒体温度を予測するこ
とが可能となるため、制御性は粗いが氷量の制御が可能
となる。Further, for example, the underwater temperature sensor 14b,
When control is performed using only the 14d and 14f, if the relationship between the temperature detected by the underwater temperature sensor and the temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube is determined in advance by testing or experience, the underwater temperature sensor 14b , 14d,
Since it is possible to predict the temperature of the heat transfer medium by the detection signal of 14f, the controllability is coarse, but the control of the ice amount is possible.
【００７３】なお、ここでは、各伝熱管ブロックの出口
配管に接して取り付けられた熱伝達媒体温度センサーに
よって各伝熱管ブロックの入口配管それぞれに接続され
た圧力もしくは流量調整手段を制御することを例に説明
を行ったが、検出及び制御は熱伝達媒体温度センサーに
よる方法以外でも、図１３あるいは図１４のように、各
伝熱管ブロックの伝熱管に連通して接続された冷熱供給
量検出器である熱伝達媒体圧力センサーあるいは熱伝達
媒体流量センサーを用いて熱伝達媒体の冷熱供給能力で
ある圧力あるいは流量の検出を行い（ＳＴ２）、その検
出値が目標値になるように制御を行えば（ＳＴ８〜ＳＴ
９）同様の効果を得ることができる。Here, an example in which the pressure or flow rate adjusting means connected to each inlet pipe of each heat transfer tube block is controlled by a heat transfer medium temperature sensor attached in contact with the outlet pipe of each heat transfer tube block. However, the detection and control may be performed by a cold-heat supply amount detector connected to and connected to the heat transfer tubes of each heat transfer tube block, as shown in FIG. 13 or FIG. 14, other than the method using the heat transfer medium temperature sensor. If a pressure or flow rate, which is the ability to supply cold heat of the heat transfer medium, is detected using a heat transfer medium pressure sensor or a heat transfer medium flow rate sensor (ST2), control is performed so that the detected value becomes a target value (ST2). ST8 to ST
9) Similar effects can be obtained.
【００７４】前記圧力または流量調整手段は、圧力また
は流量の調整と流路の開閉や切換えを行うものであり、
電子式膨張弁あるいは油圧式膨張弁のような全閉機能を
持ち開度調整可能な膨張弁を使用するのが一般的である
が、その他のものでも圧力または流量の調整を行えかつ
全閉機能を持ったものであればどんなものでもよい。例
えば、温度式膨張弁あるいは外均式膨張弁でありながら
全閉機能をもったもの、ある流量範囲だけ開度調整可能
で全閉機能も持った電子式膨張弁あるいは油圧式膨張
弁、キャビラリーチューブの切換えで調整し全閉機能を
付加したもの等が考えられる。The pressure or flow rate adjusting means adjusts the pressure or flow rate and opens and closes or switches the flow path.
It is common to use an expansion valve that has a fully-closed function and an adjustable degree of opening, such as an electronic expansion valve or a hydraulic expansion valve. Anything can be used as long as it has. For example, a temperature-type expansion valve or an outer-equalization-type expansion valve that has a fully-closed function, an electronic expansion valve or a hydraulic-type expansion valve that can adjust the opening only in a certain flow range and has a fully-closed function, Adjust by switching tubes to fully close function
It is conceivable that they are added .
【００７５】なお、本実施の形態においても内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。また、同様にスタテ
ィック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行ったが、ダ
イナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行う部分
と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言える。The same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００７６】実施の形態８．図１５は、本発明の実施の
形態８による氷蓄熱システムを示す上面図であり、１は
蓄熱槽、２は水入口、３は水出口、４は水、５Ａ〜５Ｃ
は各伝熱管ブロック内の伝熱管、１１Ａ〜１１Ｃは熱伝
達媒体入口、１２Ａ〜１２Ｃは熱伝達媒体出口、１３は
仕切板、１４ｂ、１４ｄ、１４ｆは水ブロックｂ、ｄ、
ｆに設置された氷量検出器である水中温度センサー、１
５Ａ〜１５Ｃは圧力もしくは流量調整手段、１６Ａ〜１
６Ｃは熱伝達媒体温度センサー、１７Ａ〜１７Ｃは配管
開閉手段である開閉弁または流路切換え弁、Ａ〜Ｃは各
伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各水ブロックである。本実施
の形態では、圧力もしくは流量調整手段１５Ａ〜１５Ｃ
の前もしくは後に開閉弁１７Ａ〜１７Ｃを設置してお
り、このような構成とすると熱伝達媒体の流路の開閉あ
るいは切換えを開閉弁１７Ａ〜１７Ｃで行うことが可能
となるため、実施の形態７に記述した圧力または流量調
整手段を全閉にするという操作が不必要となる。する
と、圧力もしくは流量調整手段１５Ａ〜１５Ｃとして、
全閉機能のないものでも使用することができ、より機種
選定が容易になりかつ安価なシステムが構築できる。ま
た、開閉弁１７Ａ〜１７Ｃは全閉機能付きの調整手段と
の組み合わせも可能で、この場合は制御の即応性という
面から多大な効果がある。本実施の形態において使用が
想定される圧力または流量調整手段１５Ａ〜１５Ｃとし
ては、電子式膨張弁、油圧式膨張弁、温度式膨張弁、外
均式膨張弁、全閉機能を持たない電子式膨張弁あるいは
油圧式膨張弁、キャビラリーチューブの切換え等が考え
られる。Embodiment 8 FIG. FIG. 15 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 8 of the present invention, where 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, and 5A to 5C.
Are heat transfer tubes in each heat transfer tube block, 11A to 11C are heat transfer medium inlets, 12A to 12C are heat transfer medium outlets, 13 is a partition plate, 14b, 14d, and 14f are water blocks b, d,
f, an underwater temperature sensor, which is an ice detector,
5A to 15C are pressure or flow rate adjusting means, 16A to 1
6C is a heat transfer medium temperature sensor, 17A to 17C are on-off valves or flow path switching valves as pipe opening / closing means, A to C are each heat transfer tube blocks, and a to f are each water blocks. In the present embodiment, the pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C
The opening and closing valves 17A to 17C are installed before or after the above. With such a configuration, the opening and closing or switching of the flow path of the heat transfer medium can be performed by the opening and closing valves 17A to 17C. The operation of fully closing the pressure or flow rate adjusting means described in (1) becomes unnecessary. Then, as the pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C,
Even a device without a fully-closed function can be used, so that model selection becomes easier and an inexpensive system can be constructed. Further, the opening / closing valves 17A to 17C can be combined with an adjusting means having a fully-closed function. In this case, there is a great effect in terms of control responsiveness. The pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C that is assumed to be used in the present embodiment include an electronic expansion valve, a hydraulic expansion valve, a temperature expansion valve, an outer-equalization expansion valve, and an electronic type having no fully closed function. Switching of an expansion valve or a hydraulic expansion valve, switching of a cavity tube, and the like are conceivable.
【００７７】また、開閉弁１７Ａ〜１７Ｃは、電磁弁や
油圧開閉弁等、流路を開閉できるものであれば何でもよ
い。またここでは開閉弁を例に取り説明を行ったが、開
閉弁の目的は対応する伝熱管ブロックに熱伝達媒体を流
さないようにすることであり、当然、熱伝達媒体の流路
を他の流路に切換える切換え弁であってもよく、例えば
電気あるいは油圧駆動の三方弁や四方弁等が挙げられる
が、流路の切換えが行えればどんなものでも構わないこ
とは言うまでもない。The on-off valves 17A to 17C may be any valves such as solenoid valves and hydraulic on-off valves as long as they can open and close the flow path. Also, here, the on-off valve has been described as an example, but the purpose of the on-off valve is to prevent the heat transfer medium from flowing to the corresponding heat transfer tube block. A switching valve for switching to a flow path may be used, and examples thereof include an electric or hydraulically driven three-way valve and a four-way valve.
【００７８】なお、本実施の形態においても内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。また、同様にスタテ
ィック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行ったが、ダ
イナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行う部分
と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言える。The same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【００７９】実施の形態９．図１６は、本発明の実施の
形態９による氷蓄熱システムの動作手順を示すフローチ
ャートである。以下、本実施の形態を図１６と実施の形
態８の説明に用いた図１５の２つの図について説明す
る。本実施の形態における氷蓄熱システムにおいては、
各伝熱管ブロックＡ〜Ｃの入口配管に圧力もしくは流量
を調整する調整手段１５Ａ〜１５Ｃを接続し、各伝熱管
ブロックＡ〜Ｃの出口配管に接して熱伝達媒体温度セン
サー１６Ａ〜１６Ｃを取り付け、圧力または流量調整手
段の前もしくは後に開閉弁１７Ａ〜１７Ｃを接続してい
る。Embodiment 9 FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure of the ice heat storage system according to Embodiment 9 of the present invention. Hereinafter, two figures of FIG. 15 which use this embodiment for description of FIG. 16 and the eighth embodiment will be described. In the ice heat storage system according to the present embodiment,
Adjusting means 15A to 15C for adjusting the pressure or flow rate are connected to the inlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C, and the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C are attached in contact with the outlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C, Opening / closing valves 17A to 17C are connected before or after the pressure or flow rate adjusting means.
【００８０】図１６において、製氷運転開始（ＳＴ１）
後、まず、伝熱管ブロックＡ〜Ｃの出口に取り付けられ
た熱伝達媒体温度センサー１６Ａ〜１６Ｃによる熱伝達
媒体温度の検出（ＳＴ２）及び各水ブロックｂ、ｄ、ｆ
内の水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆによる各
水ブロックｂ、ｄ、ｆ内の氷または水の温度の検出（Ｓ
Ｔ３）を行う。次に実施の形態２または実施の形態３で
説明したアルゴリズムにより各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内
の氷の量を演算することができる（ＳＴ４）。そして、
各伝熱管ブロックＡ〜Ｃにおいて、伝熱管ブロックＡ〜
Ｃ出口の熱伝達媒体温度が目標温度となるように（ＳＴ
８）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃに対応する圧力または流
量調整手段１５Ａ〜１５Ｃをそれぞれ制御する（ＳＴ
９）。このように制御を行うと、氷の残った量に起因す
る各伝熱管ブロック毎の熱伝達媒体の流れる量を補正し
て各伝熱管ブロックにほぼ均等に熱伝達媒体を流すこと
が可能となり、それぞれの伝熱管ブロックで氷を同様に
成長させることができる。そして、各伝熱管ブロックＡ
〜Ｃ内の氷の量が目標とする氷の量となったら（ＳＴ
５）、対応する開閉弁１７Ａ〜１７Ｃを閉にし（ＳＴ
６）、全部の開閉弁１７Ａ〜１７Ｃが閉になったら（Ｓ
Ｔ７）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内の氷は均一製氷状態
で目標製氷量となっているはずであり蓄熱槽全体として
も期待した能力が出せる製氷量になっているはずなの
で、製氷運転を終了する（ＳＴ１０）。In FIG. 16, the ice making operation is started (ST1).
Thereafter, first, the temperature of the heat transfer medium is detected by the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C attached to the outlets of the heat transfer tube blocks A to C (ST2), and the respective water blocks b, d, and f are detected.
Of the temperature of ice or water in each water block b, d, f by the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f
Perform T3). Next, the amount of ice in each of the heat transfer tube blocks A to C can be calculated by the algorithm described in the second or third embodiment (ST4). And
In each of the heat transfer tube blocks A to C, the heat transfer tube blocks A to C
C so that the temperature of the heat transfer medium at the C outlet becomes the target temperature (ST
8) controlling the pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C corresponding to each of the heat transfer tube blocks A to C (ST)
9). By performing the control in this manner, it is possible to correct the amount of the heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice and to flow the heat transfer medium almost uniformly to each heat transfer tube block. Ice can be similarly grown in each heat transfer tube block. And each heat transfer tube block A
~ When the amount of ice in C reaches the target amount of ice (ST
5), and close the corresponding on-off valves 17A to 17C (ST
6) When all the on-off valves 17A to 17C are closed (S
T7) Since the ice in each of the heat transfer tube blocks A to C should have the target ice making amount in a uniform ice making state, and should have the ice making amount that can provide the expected capacity of the entire heat storage tank, the ice making operation should be performed. The process ends (ST10).
【００８１】以上述べてきた通り、本実施の形態では、
各伝熱管ブロックの入口配管にそれぞれ圧力もしくは流
量を調整する調整手段１５Ａ〜１５Ｃを接続し、前記圧
力もしくは流量調整手段を、前記各伝熱管ブロックの出
口配管に接して取り付けられた熱伝達媒体温度センサー
１６Ａ〜１６Ｃによって制御することで前記伝熱管ブロ
ックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の温度を調整す
ることができるため、氷の残った量に起因する各伝熱管
ブロック毎の熱伝達媒体の流れる量を補正して各伝熱管
ブロックにほぼ均等に熱伝達媒体を流すことが可能とな
る。さらに、水中温度センサー１４ａ，１４ｄ，１４ｆ
の検出信号に基づいて氷量が目標値に達したら前記圧力
もしくは流量調整手段の前もしくは後に接続された開閉
弁１７Ａ〜１７Ｃを閉とすることで、各伝熱管ブロック
内の氷を均一製氷状態として全体として目標製氷量を得
ることができ、制御応答性のよい氷蓄熱システムを構築
することができる。このように、熱伝達媒体温度センサ
ー１６Ａ〜１６Ｃ及び水中温度センサー１４ｂ，１４
ｄ，１４ｆの全部の検出信号を利用することによって詳
細な制御が可能となるが、この熱伝達媒体温度センサー
と水中温度センサーのいずれかの検出信号に基づいて制
御を行っても、多少制御性は落ちるが各伝熱管ブロック
毎の氷量制御が可能である。例えば、熱伝達媒体温度セ
ンサー１６Ａ〜１６Ｃのみを使用して制御を行う場合
は、あらかじめ試験あるいは経験により、熱伝達媒体温
度センサー１６Ａ〜１６Ｃによって検出される伝熱管ブ
ロックＡ〜Ｃ出口の熱伝達媒体温度と各伝熱管ブロック
毎の氷量との関係を求めておけば、熱伝達媒体温度セン
サー１６Ａ〜１６Ｃの検出信号によって各伝熱管ブロッ
ク毎の氷量を予測することが可能となるため、制御性は
粗いが氷量の制御が可能となる。As described above, in the present embodiment,
Adjusting means 15A to 15C for adjusting the pressure or flow rate are respectively connected to the inlet pipes of the heat transfer pipe blocks, and the pressure or flow rate adjusting means is connected to the outlet pipe of each heat transfer pipe block. The temperature of the heat transfer medium circulated in the heat transfer tubes of the heat transfer tube block can be adjusted by controlling with the sensors 16A to 16C. Therefore, the heat transfer medium for each heat transfer tube block caused by the remaining amount of ice can be adjusted. It is possible to make the heat transfer medium flow in each heat transfer tube block almost uniformly by correcting the amount of flow. Further, the underwater temperature sensors 14a, 14d, 14f
When the amount of ice reaches the target value based on the detection signal, the on-off valves 17A to 17C connected before or after the pressure or flow rate adjusting means are closed, so that the ice in each heat transfer tube block can be uniformly ice-made. As a whole, a target ice making amount can be obtained, and an ice heat storage system with good control responsiveness can be constructed. Thus, the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C and the underwater temperature sensors 14b, 14
Detailed control is possible by using all the detection signals of d and 14f. However, even if the control is performed based on the detection signal of either the heat transfer medium temperature sensor or the underwater temperature sensor, some controllability is obtained. However, the amount of ice for each heat transfer tube block can be controlled. For example, when the control is performed using only the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C, the heat transfer medium at the outlets of the heat transfer tube blocks A to C detected by the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C in advance by a test or experience. If the relationship between the temperature and the ice amount of each heat transfer tube block is determined, the ice amount of each heat transfer tube block can be predicted by the detection signals of the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C. Although the nature is rough, the amount of ice can be controlled.
【００８２】また、例えば、水中温度センサー１４ｂ，
１４ｄ，１４ｆのみを使用して制御を行う場合は、あら
かじめ試験あるいは経験により、水中温度センサーによ
る検出温度と伝熱管の中を流れる熱伝達媒体温度との関
係を決めておけば、水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、
１４ｆの検出信号によって熱伝達媒体温度を予測するこ
とが可能となるため、制御性は粗いが氷量の制御が可能
となる。Further, for example, the underwater temperature sensor 14b,
In the case of controlling using only 14d and 14f, if the relationship between the temperature detected by the underwater temperature sensor and the temperature of the heat transfer medium flowing in the heat transfer tube is determined in advance by testing or experience, the underwater temperature sensor 14b , 14d,
Since it is possible to predict the temperature of the heat transfer medium by the detection signal of 14f, the controllability is coarse, but the control of the ice amount is possible.
【００８３】なお、ここでは、各伝熱管ブロックの出口
配管に接して取り付けられた熱伝達媒体温度センサー１
６Ａ〜１６Ｃによって各伝熱管ブロックの入口配管それ
ぞれに接続された圧力もしくは流量調整手段１５Ａ〜１
５Ｃを制御することを例に説明を行ったが、検出及び制
御は熱伝達媒体温度センサーによる方法以外でも、図１
７あるいは図１８のように、各伝熱管ブロックの伝熱管
に連通して接続された熱伝達媒体圧力センサーあるいは
熱伝達媒体流量センサーを用いて圧力あるいは流量の検
出を行い（ＳＴ２）、その検出値が目標値になるように
制御を行えば（ＳＴ８〜ＳＴ９）同様の効果を得ること
ができる。Here, the heat transfer medium temperature sensor 1 attached in contact with the outlet pipe of each heat transfer tube block is used.
Pressure or flow rate adjusting means 15A-1 connected to the inlet pipe of each heat transfer pipe block by 6A-16C
5C is described as an example, but the detection and control may be performed by a method other than the method using the heat transfer medium temperature sensor.
As shown in FIG. 7 or FIG. 18, the pressure or the flow rate is detected using a heat transfer medium pressure sensor or a heat transfer medium flow rate sensor connected in communication with the heat transfer tube of each heat transfer tube block (ST2), and the detected value is obtained. If the control is performed such that is equal to the target value (ST8 to ST9), the same effect can be obtained.
【００８４】実施の形態１０．以下、本発明の実施の形
態１０による氷蓄熱システムを図について説明する。図
１９は、実施の形態１０による氷蓄熱システムを示す上
面図であり、１は蓄熱槽、２は水入口、３は水出口、４
は水、５Ａ〜５Ｃは各伝熱管ブロック内の伝熱管、１１
は熱源機側と接続されている蓄熱槽の熱伝達媒体入口、
１２は熱源機側と接続されている蓄熱槽の熱伝達媒体出
口、１３は仕切板、１４ｂ、１４ｄ、１４ｆは水ブロッ
クｂ、ｄ、ｆに設置された氷量検出器である水中温度セ
ンサー、１５Ａ〜１５Ｃは圧力もしくは流量調整手段、
１６Ａ〜１６Ｃは熱伝達媒体温度センサー、１７Ａ〜１
７Ｃは開閉弁、Ａ〜Ｃは各伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各
水ブロックである。また、図２０は本実施の形態の動作
手順を示すフローチャートである。本実施の形態におけ
る氷蓄熱システムにおいては、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ
の入口配管に圧力もしくは流量を調整する調整手段１５
Ａ〜１５Ｃを接続し、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃの出口配
管に接して熱伝達媒体温度センサー１６Ａ〜１６Ｃを取
り付け、圧力もしくは流量調整手段への流路に開閉弁１
７Ａ〜１７Ｃを接続し、開閉弁１７Ａ〜１７Ｃへの流路
を合流し熱源機側と熱伝達媒体入口１１で接続し、各伝
熱管ブロックの伝熱管５Ａ〜５Ｃの出口配管を合流し熱
源機側と熱伝達媒体出口１２で接続している。以下に動
作を説明する。Embodiment 10 FIG. Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 10 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 10, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet,
Is water, 5A to 5C are heat transfer tubes in each heat transfer tube block, 11
Is the heat transfer medium inlet of the heat storage tank connected to the heat source unit side,
12 is a heat transfer medium outlet of the heat storage tank connected to the heat source device side, 13 is a partition plate, 14b, 14d, 14f is an underwater temperature sensor which is an ice amount detector installed in the water blocks b, d, f, 15A to 15C are pressure or flow rate adjusting means,
16A-16C are heat transfer medium temperature sensors, 17A-1
7C is an on-off valve, A to C are each heat transfer tube blocks, and a to f are each water blocks. FIG. 20 is a flowchart showing the operation procedure of the present embodiment. In the ice heat storage system according to the present embodiment, each of the heat transfer tube blocks A to C
Adjusting means 15 for adjusting pressure or flow rate at the inlet pipe
A to 15C, heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C are attached in contact with the outlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C, and an on-off valve 1 is provided in the flow path to the pressure or flow rate adjusting means.
7A to 17C are connected, the flow paths to the on-off valves 17A to 17C are merged, connected to the heat source device side at the heat transfer medium inlet 11, and the outlet pipes of the heat transfer tubes 5A to 5C of each heat transfer tube block are joined. And a heat transfer medium outlet 12. The operation will be described below.
【００８５】図２０において、製氷運転開始（ＳＴ１）
後、まず、伝熱管ブロックＡ〜Ｃの出口に取り付けられ
た熱伝達媒体温度センサー１６Ａ〜１６Ｃによる熱伝達
媒体温度の検出（ＳＴ２）及び各水ブロックｂ、ｄ、ｆ
内の水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆによる各
水ブロックｂ、ｄ、ｆ内の氷または水の温度の検出（Ｓ
Ｔ３）を行う。次に実施の形態２または実施の形態３で
説明したアルゴリズムにより各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内
の氷の量を演算することができる（ＳＴ４）。そして、
各伝熱管ブロックＡ〜Ｃにおいて、伝熱管ブロックＡ〜
Ｃ出口の熱伝達媒体温度が目標温度となるように（ＳＴ
９）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃに対応する圧力または流
量調整手段１５Ａ〜１５Ｃをそれぞれ制御する（ＳＴ１
０）。このように制御を行うと、氷の残った量に起因す
る各伝熱管ブロック毎の熱伝達媒体の流れる量を補正し
て各伝熱管ブロックにほぼ均等に熱伝達媒体を流すこと
が可能となり、それぞれの伝熱管ブロックで氷を同様に
成長させることができる。そして、各伝熱管ブロックＡ
〜Ｃ内の氷の量が目標とする氷の量となったら（ＳＴ
５）、対応する開閉弁１７Ａ〜１７Ｃを閉にし（ＳＴ
６）かつ熱源機側から蓄熱槽への冷熱供給量を減らし
（ＳＴ７）、全部の開閉弁１７Ａ〜１７Ｃが閉になった
ら（ＳＴ８）、各伝熱管ブロックＡ〜Ｃ内の氷は均一製
氷状態となっておりかつ蓄熱槽全体としても期待した能
力が出せる製氷量になっているので、製氷運転を終了す
る（ＳＴ１１）。In FIG. 20, the ice making operation is started (ST1).
Thereafter, first, the temperature of the heat transfer medium is detected by the heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C attached to the outlets of the heat transfer tube blocks A to C (ST2), and the respective water blocks b, d, and f are detected.
Of the temperature of ice or water in each water block b, d, f by the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f
Perform T3). Next, the amount of ice in each of the heat transfer tube blocks A to C can be calculated by the algorithm described in the second or third embodiment (ST4). And
In each of the heat transfer tube blocks A to C, the heat transfer tube blocks A to C
C so that the temperature of the heat transfer medium at the C outlet becomes the target temperature (ST
9) Control the pressure or flow rate adjusting means 15A to 15C corresponding to each of the heat transfer tube blocks A to C (ST1).
0). By performing the control in this manner, it is possible to correct the amount of the heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice and to flow the heat transfer medium almost uniformly to each heat transfer tube block. Ice can be similarly grown in each heat transfer tube block. And each heat transfer tube block A
~ When the amount of ice in C reaches the target amount of ice (ST
5), and close the corresponding on-off valves 17A to 17C (ST
6) And the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank is reduced (ST7). When all of the on-off valves 17A to 17C are closed (ST8), the ice in each of the heat transfer tube blocks A to C is in a uniform ice-making state. The ice making operation is terminated because the ice making amount is such that the expected capacity can be obtained for the entire heat storage tank (ST11).
【００８６】次に、本フローチャートにおいて熱源機側
から蓄熱槽への冷熱供給量の制御（ＳＴ７）が必要とな
る理由について説明する。前記実施の形態９での説明に
よると、各伝熱管ブロックの入口配管にそれぞれ圧力も
しくは流量を調整する調整手段及び開閉弁を接続し、前
記圧力もしくは流量調整手段を、前記各伝熱管ブロック
の出口配管に接して取り付けられた熱伝達媒体温度セン
サーによって制御することで前記伝熱管ブロックの伝熱
管内に流通させる熱伝達媒体の温度を調整し、そして水
中温度センサーで検出した氷量が目標値に達したら開閉
弁を閉とするように制御することで、各伝熱管ブロック
内の氷を均一製氷状態とし全体として目標製氷量を得る
ことができる。Next, the reason why it is necessary to control the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank (ST7) in this flowchart will be described. According to the description of the ninth embodiment, an adjusting means for adjusting pressure or flow rate and an on-off valve are respectively connected to the inlet pipe of each heat transfer pipe block, and the pressure or flow rate adjusting means is connected to an outlet of each heat transfer pipe block. The temperature of the heat transfer medium circulated in the heat transfer tubes of the heat transfer tube block is adjusted by controlling with a heat transfer medium temperature sensor attached in contact with the pipe, and the amount of ice detected by the underwater temperature sensor reaches a target value. By controlling so that the on-off valve is closed when it reaches, the ice in each heat transfer tube block is made into a uniform ice-making state, and the target ice-making amount can be obtained as a whole.
【００８７】通常は、このような制御で、十分な制御性
能が得られるが、更なる工夫をすることにより、制御性
能を向上させることが可能となる。例えば伝熱管ブロッ
ク及びそれの対応する開閉弁がそれぞれ３つありそのう
ち１つの開閉弁が閉となったことを考えると、もともと
３つの伝熱管ブロックの伝熱管へ流れ水に冷熱を伝えて
いた熱伝熱媒体が、２つの伝熱管ブロックの伝熱管へ流
れそこでのみ水に冷熱を伝えられるようになる。このと
き熱源機側から蓄熱槽への冷熱供給量即ち伝熱管で熱伝
達媒体から水に伝えられる冷熱の総量がほとんど変化し
なければ、熱源機側が冷凍機であることを仮定すると、
熱伝達媒体が流れる伝熱管の数即ち伝熱管の表面積が少
なくなった分熱伝達媒体の温度が低くなり、かつ熱伝達
媒体にエネルギーを与えている圧縮機の出口の熱伝達媒
体温度もその分高くなることは経験上明らかである。ま
た、伝熱管を流れる熱伝達媒体の温度が低くなり過ぎた
り、圧縮機出口の熱伝達媒体温度が高くなり過ぎたりす
ると、冷凍機は正常な運転を継続できなくなり、安全面
を考えて設定してある保護によって運転を停止してしま
う場合がある。すると、製氷運転が途中で停止してしま
うため、伝熱管ブロック内の氷量が目標の量まで達せず
蓄熱槽全体としても製氷量が少なく期待した能力が得ら
れなくなってしまう。Normally, sufficient control performance can be obtained by such control, but it is possible to improve the control performance by making further improvements. For example, considering that there are three heat transfer tube blocks and three corresponding on-off valves, and one of the on-off valves is closed, the heat that originally flows to the heat transfer tubes of the three heat transfer tube blocks and transfers cold heat to the water. The heat transfer medium flows to the heat transfer tubes of the two heat transfer tube blocks, where only the cold heat can be transferred to the water. At this time, if the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank, that is, the total amount of cold heat transferred from the heat transfer medium to the water in the heat transfer tube hardly changes, assuming that the heat source unit is a refrigerator.
As the number of heat transfer tubes through which the heat transfer medium flows, that is, the surface area of the heat transfer tubes is reduced, the temperature of the heat transfer medium is reduced, and the temperature of the heat transfer medium at the outlet of the compressor that is supplying energy to the heat transfer medium is also reduced. It is clear from experience that it will be higher. If the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes becomes too low or the temperature of the heat transfer medium at the outlet of the compressor becomes too high, the refrigerator cannot continue normal operation, and must be set in consideration of safety. Operation may be stopped due to some protection. Then, since the ice making operation is stopped halfway, the amount of ice in the heat transfer tube block does not reach the target amount, and the heat storage tank as a whole has a small amount of ice and the expected ability cannot be obtained.
【００８８】そこで、伝熱管ブロックの伝熱管へ流れて
いた熱伝達媒体の流路のうち一部が閉となった時は、熱
伝達媒体温度センサーにより所定の低温度を検知した
り、または熱伝達媒体温度センサーにより所定の過剰の
流量を検知した場合は、冷凍機を容量制御して出力容量
を少なくし、伝熱管へ供給する冷熱の総量を少なくす
る。これにより、全体として流路変化前とほぼ同一の運
転状態に保つことができ、冷凍機が保護で停止してしま
うこともなくなり、製氷運転を当初のフローチャート通
り遂行することができ、十分な蓄熱量を確保することが
できる。また、水中温度センサーにより伝熱管ブロック
の氷量が目標氷量に達した情報に基づき冷凍機を容量制
御してもよい。Therefore, when a part of the flow path of the heat transfer medium flowing to the heat transfer tube of the heat transfer tube block is closed, a predetermined low temperature is detected by the heat transfer medium temperature sensor, or the heat transfer medium temperature is detected. When a predetermined excessive flow rate is detected by the transfer medium temperature sensor, the capacity of the refrigerator is controlled to reduce the output capacity, and the total amount of cold heat supplied to the heat transfer tubes is reduced. As a result, the operation state can be kept almost the same as before the change of the flow path as a whole, the refrigerator does not stop due to protection, the ice making operation can be performed according to the initial flowchart, and sufficient heat storage can be performed. Quantity can be secured. Further, the capacity of the refrigerator may be controlled based on information that the amount of ice in the heat transfer tube block has reached the target amount of ice by the underwater temperature sensor.
【００８９】このように本実施の形態によれば、熱伝達
媒体温度センサーの検出値に基づいて熱源機側から蓄熱
槽への冷熱供給量の制御を行うことによって、熱源機側
が正常な運転を継続できるようにしながら氷の残った量
に起因する各伝熱管ブロック毎の熱伝達媒体の流れる量
を補正して各伝熱管ブロックにほぼ均等に熱伝達媒体を
流すことが可能となる。このため、熱源機側から蓄熱槽
への冷熱供給量の制御をしない場合に比べて、各伝熱管
ブロック内の氷を均一製氷状態として、蓄熱槽全体とし
ても期待した能力が出せる製氷量にすることがより容易
に、かつよりすみやかに実現することができる。As described above, according to the present embodiment, by controlling the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank based on the detection value of the heat transfer medium temperature sensor, the heat source unit can operate normally. While continuing, it is possible to correct the amount of heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice and to make the heat transfer medium flow in each heat transfer tube block substantially evenly. For this reason, compared to the case where the amount of cold heat supplied from the heat source unit to the heat storage tank is not controlled, the ice in each heat transfer tube block is made into a uniform ice-making state, and the amount of ice that can be expected as the entire heat storage tank is obtained. Can be realized more easily and promptly.
【００９０】なお、ここでは、冷凍機によって熱伝達媒
体に直接エネルギーを与え循環させることを例にとり説
明を行ったが、熱伝達媒体としてブラインを使用し冷凍
機の代わりにブラインチラーで冷却しブラインポンプで
循環させる場合においても同様のことが言えるのは言う
までもない。[0092] Here, the explanation has been given by taking as an example the case where the heat transfer medium is directly supplied with energy by the refrigerator and circulated, but the brine is used as the heat transfer medium, and the brine is cooled by a brine chiller instead of the refrigerator. It goes without saying that the same can be said for the case of circulating with a pump.
【００９１】また、冷凍機を容量制御することを例に説
明を行ったが、冷凍機あるいはブラインチラーをＯＮ−
ＯＦＦ制御し時間平均的に容量制御と同一の効果を持た
せる方法を取ってもよいことは明らかである。Also, the description has been given of an example in which the capacity of the refrigerator is controlled.
Obviously, a method of turning off the power and giving the same effect as the capacity control on a time average may be adopted.
【００９２】また、各伝熱管ブロックの出口配管に接し
て取り付けられた熱伝達媒体温度センサーによって圧力
もしくは流量調整手段を制御することを例に説明を行っ
たが、検出及び制御は熱伝達媒体温度センサーによる方
法以外でも、熱伝達媒体圧力センサーあるいは熱伝達媒
体流量センサーを用いて圧力あるいは流量の検出を行
い、その検出値が目標値になるように制御を行えば同様
の効果を得ることができるのも明らかである。Also, the description has been made of an example in which the pressure or flow rate adjusting means is controlled by a heat transfer medium temperature sensor attached in contact with the outlet pipe of each heat transfer pipe block. Other than the method using the sensor, the same effect can be obtained by detecting the pressure or the flow rate using the heat transfer medium pressure sensor or the heat transfer medium flow rate sensor and performing control so that the detected value becomes the target value. It is also clear.
【００９３】また、冷凍機そのものの容量制御を行わな
くても、蓄熱槽への冷熱供給量を減らせば模擬的に冷凍
機の容量制御と似たような状態を作り出すことができ、
例えば蓄熱槽の熱伝達媒体入口側から熱伝達媒体出口側
へ熱伝達媒体の一部をバイパスすることによっても蓄熱
槽への冷熱供給量を減らすことができこれによっても冷
凍機は運転可能な状態となるし、蓄熱槽への冷熱供給量
を減らす方法であればどのような方法によってもよく、
いずれの方法によっても同様の効果が得られる。Even if the capacity control of the refrigerator itself is not performed, a state similar to the capacity control of the refrigerator can be created by reducing the amount of cooling heat supplied to the heat storage tank.
For example, by bypassing a part of the heat transfer medium from the heat transfer medium inlet side of the heat storage tank to the heat transfer medium outlet side, it is possible to reduce the amount of cold heat supplied to the heat storage tank, thereby also allowing the refrigerator to operate. And any method may be used as long as it reduces the amount of cold heat supplied to the heat storage tank
A similar effect can be obtained by either method.
【００９４】実施の形態１１．以下、本発明の実施の形
態１３による氷蓄熱システムについて、図２１に基づい
て説明する。図２１は実施の形態１１による氷蓄熱シス
テムを示す上面図であり、１は蓄熱槽、２は水入口、３
は水出口、４は水、５Ａ〜５Ｃは各伝熱管ブロック内の
伝熱管、１１は冷凍機と接続されている蓄熱槽の熱伝達
媒体入口、１２は冷凍機と接続されている蓄熱槽の熱伝
達媒体出口、１３は仕切板、１４ｂ、１４ｄ、１４ｆは
水ブロックｂ、ｄ、ｆに設置された水中温度センサー、
１５Ａ〜１５Ｃは圧力もしくは流量調整手段、１６Ａ〜
１６Ｃは熱伝達媒体温度センサー、１７Ａ〜１７Ｃは開
閉弁、１８は閉塞保護用の水中温度センサー、Ａ〜Ｃは
各伝熱管ブロック、ａ〜ｆは各水ブロックである。本実
施の形態における氷蓄熱システムにおいては、各伝熱管
ブロックＡ〜Ｃの入口配管に圧力もしくは流量を調整す
る調整手段１５Ａ〜１５Ｃを接続し、各伝熱管ブロック
Ａ〜Ｃの出口配管に接して熱伝達媒体温度センサー１６
Ａ〜１６Ｃを取り付け、圧力もしくは流量調整手段への
流路に開閉弁１７Ａ〜１７Ｃを接続し、開閉弁１７Ａ〜
１７Ｃへの流路を合流し冷凍機と熱伝達媒体入口１１で
接続し、各伝熱管ブロックの伝熱管５Ａ〜５Ｃの出口配
管を合流し冷凍機と熱伝達媒体出口１２で接続し、さら
に蓄熱槽内に閉塞保護用の水中温度センサー１８を取り
付けて構成されている。実施の形態１０と同様、本実施
の形態の構成によれば、圧力もしくは流量調整手段１５
Ａ〜１５Ｃを、各伝熱管ブロックの出口配管に接して取
り付けられた熱伝達媒体温度センサー１６Ａ〜１６Ｃに
よって制御することで伝熱管ブロックの伝熱管内に流通
させる熱伝達媒体の温度を調整することができる。この
ため、氷の残った量に起因する各伝熱管ブロック毎の熱
伝達媒体の流れる量を補正して各伝熱管ブロックにほぼ
均等に熱伝達媒体を流すことが可能となり、かつ水中温
度センサー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆの検出信号に基づい
て氷量が目標値に達したら圧力もしくは流量調整手段１
５Ａ〜１５Ｃの前もしくは後に接続された開閉弁１７Ａ
〜１７Ｃを閉とすることで、各伝熱管ブロック内の氷を
均一製氷状態とすることができ、蓄熱槽全体としても期
待した能力が出せる製氷量にすることができる。Embodiment 11 FIG. Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 11, wherein 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet,
Is a water outlet, 4 is water, 5A to 5C are heat transfer tubes in each heat transfer tube block, 11 is a heat transfer medium inlet of a heat storage tank connected to the refrigerator, and 12 is a heat storage tank connected to the refrigerator. Heat transfer medium outlet, 13 is a partition plate, 14b, 14d, 14f are underwater temperature sensors installed in water blocks b, d, f,
15A to 15C are pressure or flow rate adjusting means, 16A to
16C is a heat transfer medium temperature sensor, 17A to 17C are open / close valves, 18 is an underwater temperature sensor for blocking protection, A to C are each heat transfer tube block, and a to f are each water block. In the ice heat storage system in the present embodiment, adjusting means 15A to 15C for adjusting the pressure or flow rate are connected to the inlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C, and are connected to the outlet pipes of the heat transfer tube blocks A to C. Heat transfer medium temperature sensor 16
A to 16C are attached, and on-off valves 17A to 17C are connected to the flow path to the pressure or flow rate adjusting means.
The flow path to 17C is merged and connected to the refrigerator at the heat transfer medium inlet 11, the outlet pipes of the heat transfer tubes 5A to 5C of each heat transfer tube block are merged and connected to the refrigerator at the heat transfer medium outlet 12, and further heat storage. An underwater temperature sensor 18 for blocking protection is attached in the tank. As with the tenth embodiment, according to the configuration of the present embodiment, the pressure or flow rate adjusting means 15
A to 15C are controlled by heat transfer medium temperature sensors 16A to 16C attached in contact with the outlet pipe of each heat transfer tube block, thereby adjusting the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the heat transfer tube block. Can be. For this reason, it is possible to correct the amount of the heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the remaining amount of ice and to make the heat transfer medium flow in each heat transfer tube block almost uniformly, and to perform the underwater temperature sensor 14b , 14d and 14f, when the ice amount reaches the target value, the pressure or flow rate adjusting means 1
On-off valve 17A connected before or after 5A to 15C
By closing ~ 17C, the ice in each heat transfer tube block can be made into a uniform ice making state, and the amount of ice making that can achieve the expected capacity of the entire heat storage tank can be achieved.
【００９５】しかし、この方法における氷量の制御は、
水中温度センサー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆの検出信号に
よるところが大きく、その目標値は試験あるいはシミュ
レーションによって決定してはいるものの、蓄熱槽１内
の水の水質や水中温度センサー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ
の劣化等によって、目標とは異なる氷量となってしまう
ことは十分あり得る。そして、蓄熱槽１内の氷が発達し
過ぎて蓄熱槽１内の水の流路が閉塞してしまうと、水が
流れないため冷熱が取り出せなくなってしまうこともあ
るが、通常は、蓄熱槽の水出口３の近辺が最も閉塞しや
すいことは経験上明らかであるため、この近辺に閉塞保
護用の水中温度センサー１８を設置している。この閉塞
保護用の水中温度センサー１８の検出温度によって、水
路が閉塞する前に異常を検出し、冷凍機の運転を停止さ
せる。このようにすることによって、蓄熱槽の水路の閉
塞を防止することができるため、蓄熱槽全体としては十
分な蓄熱量は確保されていないものの、水が流れないた
め冷熱が取り出せなくなってしまうという最悪の結果は
回避できる。However, the control of the amount of ice in this method is as follows.
This is largely due to the detection signals of the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f, and although the target value is determined by a test or simulation, the water quality of the water in the heat storage tank 1 and the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f.
It is quite possible that the amount of ice will be different from the target due to deterioration or the like. When the ice in the heat storage tank 1 develops too much and the flow path of the water in the heat storage tank 1 is closed, the water may not flow, so that the cold heat may not be able to be taken out. Since it is clear from experience that the vicinity of the water outlet 3 is most likely to be blocked, an underwater temperature sensor 18 for blocking protection is installed near this. Based on the temperature detected by the underwater temperature sensor 18 for blocking protection, an abnormality is detected before the water channel is closed, and the operation of the refrigerator is stopped. By doing so, it is possible to prevent the water channel of the heat storage tank from being blocked, and although the heat storage tank as a whole does not have a sufficient amount of heat storage, cold water cannot be taken out because water does not flow. Can be avoided.
【００９６】以上が、閉塞保護センサー１８の機能及び
効果であり、氷蓄熱槽においては一般的に設置されてい
るセンサーである。しかし、通常は水と氷の電気の流れ
易さの違いを利用した原理的に複雑かつ非常に高価な氷
厚センサーを閉塞保護用のセンサーとして用いており、
装置全体としても高価なものとなってしまう。そこで本
発明においては、氷厚センサーの代わりに水中温度セン
サーを用いて閉塞を検出かつ防止するようにしており、
安価な装置を得ることができる。また、水中温度センサ
ーとして非常に安価なサーミスターを用いれば、更に安
価な装置を構成することができる。The above is the function and effect of the blockage protection sensor 18, which is a sensor generally installed in the ice heat storage tank. However, in principle, a complex and very expensive ice thickness sensor that uses the difference in the ease of electricity flow between water and ice is used as a sensor for blockage protection,
The whole apparatus is expensive. Therefore, in the present invention, an underwater temperature sensor is used instead of the ice thickness sensor to detect and prevent blockage,
An inexpensive device can be obtained. Further, if a very inexpensive thermistor is used as the underwater temperature sensor, a more inexpensive device can be configured.
【００９７】以上の様に、この実施の形態によれば、蓄
熱槽内の伝熱管を１つないし複数個の伝熱管ブロックに
分割し、それぞれの伝熱管ブロックの伝熱管内に流通さ
せる熱伝達媒体の温度もしくは圧力もしくは流量の制御
をそれぞれ別々の目標値に基づいて行うようにしたこと
によって、蓄熱槽内の残氷が多いところと少ないところ
が混在している状態で再製氷運転を行った場合でも、蓄
熱槽全体として均一製氷状態を実現し目標製氷量を得る
ことができる。また、蓄熱槽内の水路の閉塞を防ぐこと
ができるため、期待通りの能力を確保することができ、
かつ安価な氷蓄熱システムを構築することができる効果
がある。As described above, according to this embodiment, the heat transfer tubes in the heat storage tank are divided into one or more heat transfer tube blocks, and the heat transfer tubes circulated through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block. When the re-ice making operation is performed in a state where the remaining ice in the heat storage tank is mixed with places where there is a lot of ice and where there is little, because the temperature, pressure or flow rate of the medium is controlled based on different target values. However, a uniform ice making state can be realized for the entire heat storage tank, and the target ice making amount can be obtained. In addition, since it is possible to prevent clogging of the water channel in the heat storage tank, it is possible to secure the expected capacity,
In addition, there is an effect that an inexpensive ice heat storage system can be constructed.
【００９８】また、本実施の形態においては、閉塞保護
用の水中温度センサーは蓄熱槽内の水出口近辺に取り付
けられていることを例に取り説明を行ったが、通常は前
述の通り蓄熱槽内の水出口近辺において最も氷が発達し
易く閉塞し易い。しかし、これに限るものではなく、蓄
熱槽内の伝熱管の長さが各伝熱管ブロック毎に異なった
りして配管抵抗が異なったりすると配管抵抗の小さい即
ち伝熱管の長さの短い伝熱管ブロックに熱伝達媒体が多
く流れるようになるため、その伝熱管ブロックあるいは
対応する水ブロックにおいて水路の閉塞が起きるように
なる。その場合は、その閉塞の起こり易い伝熱管ブロッ
クあるいは対応する水ブロックに閉塞保護用の水中温度
センサーを取り付けるようにしなければならない。この
ように、閉塞保護用の水中温度センサーは蓄熱槽内のど
こにでも取り付け可能であるが、そのシステムにおいて
最も閉塞し易いところを試験あるいはシミュレーション
によって求め、そこに取り付けるようにするのが最も効
果がある。In the present embodiment, the description has been made by taking as an example that the underwater temperature sensor for blocking protection is mounted near the water outlet in the heat storage tank. Ice develops most easily in the vicinity of the water outlet inside and is easily blocked. However, the present invention is not limited to this. If the length of the heat transfer tube in the heat storage tank is different for each heat transfer tube block and the pipe resistance is different, the heat transfer tube block having a small pipe resistance, that is, a short heat transfer tube length. As a result, a large amount of the heat transfer medium flows through the heat transfer tube block or the corresponding water block. In this case, an underwater temperature sensor for protecting the blockage must be attached to the heat transfer tube block or the corresponding water block in which the blockage is likely to occur. In this way, the underwater temperature sensor for blockage protection can be installed anywhere in the heat storage tank, but it is most effective to determine the most easily blocked portion of the system by testing or simulation and mount it there. is there.
【００９９】実施の形態１２．以下、本発明の実施の形
態１２による氷蓄熱システムについて、先に実施の形態
１において示した図１〜図４の４つの図及び図２２に基
づいて説明する。図１及び図２は本実施の形態による氷
蓄熱システムを示す上面図及び側面図である。図におい
て、１は蓄熱槽、２は水入口、３は水出口、４は水、５
Ａ〜５Ｆは熱伝達媒体が流れる伝熱管（特に区別しない
場合は伝熱管５と称する）、１１Ａ〜１１Ｆはそれぞれ
伝熱管５Ａ〜５Ｆに接続した熱伝達媒体入口、１２Ａ〜
１２Ｆはそれぞれ伝熱管５Ａ〜５Ｆに接続した熱伝達媒
体出口、１３は蓄熱槽１内を仕切る仕切板、Ａ〜Ｆは蓄
熱槽１内の各伝熱管ブロックである。また、図３及び図
４は本実施の形態における蓄熱槽内の水の基本挙動を示
す蓄熱槽の模式図及び蓄熱槽内温度分布を示すグラフで
ある。図４の横軸は蓄熱槽内位置を示し、縦軸は温度を
示しており、図中の○１〜○５は図３と図４を対応させ
るために付した番号、Ａ〜Ｆは図１に示す伝熱管ブロッ
クである。また、図２２は蓄熱槽内の各部位の水の温度
を求めるためのフローチャートである。なお、熱伝達媒
体とは冷媒またはブラインで、それぞれ熱源機側である
冷凍機またはブラインポンプを蓄熱槽に接続し、その間
を循環して熱を伝達するための媒体であり、蓄熱槽と冷
凍機やブラインポンプとの間に接続された圧力または流
量調整弁等によって温度や圧力を調整される。本実施の
形態において、伝熱管ブロックとは、それぞれが実際に
物理的な壁で隔離されているわけではなく、蓄熱槽１内
に配置された伝熱管の集合体を指し、１つないし直列に
接続された複数個の圧力または流量を調整する調整弁等
によって制御される熱伝達媒体がその内部を流れるもの
を指している。即ち、１つの伝熱管ブロックは、熱伝達
媒体が制御される一つの制御単位を構成する伝熱管の集
合体であり、図１において点線内の伝熱管の集合体Ａ〜
Ｆのそれぞれで示されている。基本的には実施の形態１
において行った説明と同様であるが本実施の形態におけ
る考え方をわかりやすくするため、ここでも一通り同様
の説明を行う。Embodiment 12 FIG. Hereinafter, an ice heat storage system according to the twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 shown in FIGS. 1 and 2 are a top view and a side view showing an ice heat storage system according to the present embodiment. In the figure, 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, 5
A to 5F are heat transfer tubes through which the heat transfer medium flows (hereinafter referred to as heat transfer tubes 5 unless otherwise specified), 11A to 11F are heat transfer medium inlets connected to the heat transfer tubes 5A to 5F, respectively, and 12A to 11F.
12F is a heat transfer medium outlet connected to each of the heat transfer tubes 5A to 5F, 13 is a partition plate for partitioning the heat storage tank 1, and A to F are heat transfer tube blocks in the heat storage tank 1. 3 and 4 are a schematic diagram of a heat storage tank showing a basic behavior of water in the heat storage tank and a graph showing a temperature distribution in the heat storage tank in the present embodiment. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the position in the heat storage tank, and the vertical axis indicates the temperature. In the figure, １〜1 to ５5 are numbers assigned to correspond to FIGS. 1 is a heat transfer tube block shown in FIG. FIG. 22 is a flowchart for obtaining the temperature of water in each part in the heat storage tank. The heat transfer medium is a refrigerant or a brine, and is a medium for connecting a refrigerator or a brine pump, which is a heat source device side, to a heat storage tank and circulating heat therebetween to transfer heat. The temperature and pressure are adjusted by a pressure or flow control valve or the like connected between the pump and the brine pump. In the present embodiment, the heat transfer tube block is not actually separated by a physical wall, but refers to an aggregate of heat transfer tubes arranged in the heat storage tank 1 and one or more in series. A heat transfer medium controlled by a plurality of connected regulating valves or the like for regulating pressure or flow rate flows through the inside thereof. That is, one heat transfer tube block is a set of heat transfer tubes constituting one control unit in which the heat transfer medium is controlled. In FIG.
Each of F is shown. Basically, Embodiment 1
However, in order to make it easier to understand the concept of the present embodiment, the same description will be given here.
【０１００】本実施の形態における氷蓄熱システムにお
いて、製氷運転時に冷凍機にて冷却した低温の熱伝達媒
体を蓄熱槽１内の伝熱管５内に流通させることにより伝
熱管５の周りに氷を製氷させ、解氷運転時に水４を水入
口２より流入させ水出口３より流出させることによって
氷を解氷してその冷熱を取り出している。この時の蓄熱
槽１内の水の流れを図３及び図４により順に追ってみ
る。まず、負荷側や水道等から供給された水４が水入口
２より蓄熱槽１内に流入する（○１）。蓄熱槽１に流入
した水４は、縦方向に設置された仕切板１３の効果によ
り、そのまま進路を変えられることなくまっすぐに、か
つ進路上にある伝熱管の周囲の氷と熱交換をして氷を解
かしながら進んで行く（○２）。なお、この時、水４は
氷に熱を奪われ温度が低くなって行く。そして、水４
は、水入口２の対壁の辺りに到達すると（○３）、仕切
板１３の他方へ移動し（○４）、再び仕切板１３の効果
により、そのまま進路を変えられることなくまっすぐ
に、かつ進路上にある伝熱管の周囲の氷を解かしながら
水出口３まで進んで行き、蓄熱槽１から流出する（○
５）。水出口３から取り出された冷熱は、空調用途に利
用したり、冷水を直接食品冷却に利用される。In the ice heat storage system of the present embodiment, a low-temperature heat transfer medium cooled by the refrigerator during the ice making operation is caused to flow through the heat transfer tubes 5 in the heat storage tank 1 so that ice is surrounded around the heat transfer tubes 5. The ice is made, and the ice is defrosted by taking water 4 from the water inlet 2 and flowing out from the water outlet 3 during the deicing operation, thereby extracting the cold heat. The flow of water in the heat storage tank 1 at this time will be sequentially pursued with reference to FIGS. First, water 4 supplied from the load side or water supply flows into the heat storage tank 1 from the water inlet 2 (（1). The water 4 that has flowed into the heat storage tank 1 exchanges heat with the ice around the heat transfer tubes on the path straight, without changing the course, due to the effect of the partition plate 13 installed in the vertical direction. Go while melting the ice (○ 2). At this time, the water 4 is deprived of heat by the ice, and the temperature decreases. And water 4
Reaches the vicinity of the opposite wall of the water inlet 2 (○ 3), moves to the other side of the partition plate 13 (○ 4), and is straightened again by the effect of the partition plate 13 without changing the course as it is, and While melting the ice around the heat transfer tubes on the course, proceed to the water outlet 3 and flow out of the heat storage tank 1 (○
5). The cold heat extracted from the water outlet 3 is used for air conditioning, or the cold water is directly used for cooling food.
【０１０１】一般的に、初期製氷運転終了時即ち初期解
氷運転開始時には、蓄熱槽１内の各伝熱管ブロックＡ〜
Ｆ内の各伝熱管５Ａ〜５Ｆにそれぞれ均等に氷が付いて
いる。この時、蓄熱槽１内の水４は、以上述べてきたよ
うに動作するため、蓄熱槽１内の各伝熱管５Ａ〜５Ｆの
周囲を流れる水の平均温度即ち各伝熱管ブロックＡ〜Ｆ
内の水の温度はそれぞれ図４にＡ〜Ｆで示すように、Ａ
＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ＞Ｆと水出口３側に近づくにつれ徐々
に水の温度が低くなる。氷は水と熱交換することによっ
て解氷されるため、水と氷の温度差が大きい方が小さい
方よりも熱交換量が大きいことは言うまでもない。氷の
表面の温度は０℃であるから、蓄熱槽１内の水入口２側
に近い伝熱管ブロック内の氷の方が水出口３側に近い伝
熱管ブロック内の氷よりも水との熱交換量が大きいため
融け方が速い。従って、解氷が進むと水入口２側に近い
伝熱管ブロック内の氷は全部融けてしまっているが、水
出口３側に近い伝熱管ブロック内の氷はまだかなりの部
分が融け残っている状態になる。Generally, at the end of the initial ice making operation, that is, at the start of the initial ice melting operation, each of the heat transfer tube blocks A to
Ice is uniformly attached to each of the heat transfer tubes 5A to 5F in F. At this time, since the water 4 in the heat storage tank 1 operates as described above, the average temperature of the water flowing around the heat transfer tubes 5A to 5F in the heat storage tank 1, that is, the heat transfer tube blocks A to F
As shown by A to F in FIG.
>B>C>D>E> F, and the temperature of the water gradually decreases as approaching the water outlet 3 side. Since ice is thawed by exchanging heat with water, it goes without saying that the larger the temperature difference between water and ice, the greater the amount of heat exchange than the smaller one. Since the temperature of the surface of the ice is 0 ° C., the ice in the heat transfer tube block near the water inlet 2 side in the heat storage tank 1 has more heat with water than the ice in the heat transfer tube block near the water outlet 3 side. Melting method is fast due to large exchange amount. Therefore, as the melting of the ice proceeds, all of the ice in the heat transfer tube block near the water inlet 2 has melted, but a considerable portion of the ice in the heat transfer tube block near the water outlet 3 still remains unmelted. State.
【０１０２】さて、ここからは蓄熱槽内の伝熱管の周囲
に製氷している氷を簡易的に氷柱と称することとし、蓄
熱槽内のある部位の１本の氷柱について考えてみると、
水から氷柱に伝えられる単位時間当たりの熱量をＱｗ、
熱伝達に寄与している面積即ち氷柱１本当たりの表面積
をΔＡ、氷と水の間の熱の伝わりやすさを示す管外熱伝
達率をαｏ、蓄熱槽に流入する水の流量をＶ、水が氷柱
と熱交換する前の温度をＴｉ、水が氷柱と熱交換した後
の温度をＴｏ、氷の表面の温度をＴｉｃｅ、水の密度を
ρ、比熱をＣｐ、単位時間当たりの水の内部エネルギー
変化量をＱｈとすると次の３つの式（２），（３），
（４）が成り立つ。 Ｑｗ＝ΔＡ×αｏ×（Ｔｗ−Ｔｉｃｅ） ・・・ （２） Ｑｈ＝Ｖ×ρ×Ｃｐ×（Ｔｉ−Ｔｏ） ・・・ （３） Ｔｗ＝（Ｔｉ＋Ｔｏ）／２ ・・・ （４）Now, the ice making around the heat transfer tube in the heat storage tank will be referred to simply as an ice column, and one ice column at a certain position in the heat storage tank will be considered.
Qw is the amount of heat transmitted per unit time from water to the icicle
ΔA is the area contributing to heat transfer, that is, the surface area per icicle, αo is the external heat transfer coefficient indicating the ease of heat transfer between ice and water, V is the flow rate of water flowing into the heat storage tank, The temperature before the water exchanges heat with the icicle is Ti, the temperature after the water exchanges heat with the icicle is To, the temperature of the ice surface is Tice, the density of the water is ρ, the specific heat is Cp, and the water per unit time is water. Assuming that the internal energy change amount is Qh, the following three equations (2), (3),
(4) holds. Qw = ΔA × αo × (Tw−Tice) (2) Qh = V × ρ × Cp × (Ti−To) (3) Tw = (Ti + To) / 2 (4)
【０１０３】蓄熱槽内には氷柱が数百本ありそのうちの
何十本かが水の流動方向に並んで配置されており、その
すべてについてこの式が成り立っている。そして、前述
の通り、蓄熱槽内においては水の入口から出口に向かっ
て徐々に水の温度即ち前記式（２）のＴｗが低くなって
いる。また、蓄熱槽内の水入口側に近い氷は全部融けて
しまい水出口側に近い氷はまだかなりの部分が融け残っ
ているというように、融け残っている氷柱の外径即ち氷
柱の表面積即ち式（２）のΔＡが各部位で異なったもの
となる。また、管外熱伝達率αｏが水の流速と氷柱の外
径の関数で与えられることは熱力学の分野では広く知ら
れていることであり、蓄熱槽内の各部位毎に氷柱の外径
が異なれば管外熱伝達率αｏも異なったものとなる。こ
のように、式（２）及び式（３）における各変数は、蓄
熱槽１の各部位によって異なったものとなる。There are several hundred ice pillars in the heat storage tank, and dozens of them are arranged side by side in the flow direction of water, and this equation holds for all of them. Then, as described above, in the heat storage tank, the temperature of the water, that is, the Tw of the formula (2), gradually decreases from the inlet to the outlet of the water. In addition, the ice near the water inlet side in the heat storage tank is completely melted, and the ice near the water outlet side still has a considerable part remaining. ΔA in equation (2) is different at each site. It is widely known in the field of thermodynamics that the external heat transfer coefficient αo is given as a function of the flow rate of water and the outer diameter of an ice column. Is different, the extra-tube heat transfer coefficient αo is also different. Thus, each variable in the equations (2) and (3) differs depending on each part of the heat storage tank 1.
【０１０４】ここで、蓄熱槽内の各部位での水の温度
は、図２２のフローチャートに基づいて求めることがで
きる。まず、計算開始（ＳＴ２１）に当たり、初期条件
として蓄熱槽の水入口における水の温度Ｔｉｎｉ、Ｖ、
初期氷柱外径、Ｔｉｃｅが既知の値として与えられる
（ＳＴ２２）。そして、蓄熱槽の入口に最も近い氷柱を
計算対象にすると、そこでの熱交換前の水温ＴｉはＴｉ
ｎｉであり（ＳＴ２３）、Ｔｏを仮定することで（ＳＴ
２４）、ΔＡ、αｏ、ρ、Ｃｐ、式（２）及び式（３）
が計算でき（ＳＴ２５，ＳＴ２６）、式（２）と式
（３）には共にＴｏが入っているためこの両式が等しく
なるようなＴｏを求めることができる（ＳＴ２６〜ＳＴ
２８のループ）。そしてこの求まった計算対象の氷柱の
出口水温Ｔｏは水が次に熱交換を行う氷柱の入口温度で
あるから、計算対象を次の氷柱へ移し（ＳＴ３０）、Ｔ
ｏをＴｉに置き直して（ＳＴ３１）次の氷柱についての
計算を行う（ＳＴ２４〜ＳＴ３１）。そして計算が蓄熱
槽の水出口まで到達したら（ＳＴ２９）計算終了となる
（ＳＴ３２）。Here, the temperature of water in each part in the heat storage tank can be obtained based on the flowchart of FIG. First, at the start of the calculation (ST21), as initial conditions, the temperatures Tini, V,
The initial icicle outer diameter and Tice are given as known values (ST22). If the ice column closest to the inlet of the heat storage tank is to be calculated, the water temperature before heat exchange there is Ti
ni (ST23), and assuming To, (ST23)
24), ΔA, αo, ρ, Cp, Equation (2) and Equation (3)
Can be calculated (ST25, ST26), and since To is included in both equations (2) and (3), it is possible to obtain To such that both equations are equal (ST26 to ST26).
28 loops). Since the calculated outlet water temperature To of the icicle to be calculated is the inlet temperature of the icicle in which water will perform heat exchange next, the calculation object is moved to the next icicle (ST30), and T
o is replaced with Ti (ST31), and the calculation for the next icicle is performed (ST24 to ST31). When the calculation reaches the water outlet of the heat storage tank (ST29), the calculation ends (ST32).
【０１０５】以上のような手順で解氷運転時の蓄熱槽内
の状態が計算でき、蓄熱槽内の各部位での氷柱の外径、
水の温度及び蓄熱槽水出口での水の温度を計算により求
めることができる。これを逆に考えると、蓄熱槽内また
は蓄熱槽水出口に１つないし複数個の水中温度センサー
を設置し、解氷運転時にこれによって蓄熱槽内または蓄
熱槽水出口の水温を測定しておけば、前述の計算結果と
の対比によって蓄熱槽内の各部位での氷柱の外径即ち各
部位での氷の解氷状態を知ることができる。これが水中
温度センサーを利用した氷の解氷状態検知方法である。With the above procedure, the state in the heat storage tank during the ice-drying operation can be calculated, and the outer diameter of the icicle at each part in the heat storage tank,
The temperature of the water and the temperature of the water at the outlet of the heat storage tank can be determined by calculation. Considering this in reverse, one or more underwater temperature sensors can be installed in the heat storage tank or at the water outlet of the heat storage tank, and the temperature of the water in the heat storage tank or at the water outlet of the heat storage tank can be measured during the de-icing operation. For example, the outer diameter of the icicle at each portion in the heat storage tank, that is, the state of ice thawing at each portion can be known from comparison with the above calculation results. This is a method for detecting the state of ice melting using an underwater temperature sensor.
【０１０６】次に、上記に述べた氷の解氷状態検知方法
をどのように利用するについて説明する。実際に氷蓄熱
システムを空調用途あるいは冷水を直接利用する用途へ
適用することを考えてみる。この空調用途では毎日一定
の大きさの空調負荷がずっと続くわけではなく、日々負
荷の変動があるはずであるが、仮にある日の空調負荷が
予想よりも大きかったとしても、これに対応し氷蓄熱槽
からは冷熱を供給し続けなければならない。一方、冷水
を直接利用する用途ではできるかぎり長時間冷水を供給
したい場合があり、この場合も冷水の要求がある限りは
氷蓄熱槽からは冷熱を供給し続けなければならない。し
かし、どちらの用途に利用するにしても、蓄熱槽の大き
さには限りがあるしコスト及び設置スペースの面から蓄
熱槽の最適な容量が決められてしまい、蓄熱槽は冷熱供
給能力不足になる場合が必ず発生するので、熱源機側を
追い掛け運転させて冷熱を補給することが必要となる。Next, a description will be given of how to use the above-described method for detecting the state of ice thawing. Let's consider actually applying the ice storage system to air conditioning applications or applications that directly use cold water. In this air-conditioning application, a constant level of air-conditioning load does not always continue every day, and the load should fluctuate every day.However, even if the air-conditioning load on one day is larger than expected, Cold storage must be continuously supplied from the heat storage tank. On the other hand, in applications where cold water is directly used, there is a case where it is desired to supply cold water for as long as possible. In this case as well, as long as there is a request for cold water, it is necessary to continuously supply cold heat from the ice heat storage tank. However, the size of the heat storage tank is limited in either case, and the optimal capacity of the heat storage tank is determined in terms of cost and installation space. In some cases, it is necessary to perform the chase operation on the heat source device side to supply cold heat.
【０１０７】空調用途では供給する冷水の温度が低い方
が負荷側への冷熱供給能力は大きいため、蓄熱槽内の氷
が完全になくなって冷水出口温度がかなり高くなってか
ら追い掛け運転を行ったのでは負荷側へ供給する冷熱量
が不足する。また、冷水を直接利用する用途では負荷側
へ供給する冷水の温度はずっと低い温度のままにしてお
かなければならないという要求がある。そこで、蓄熱槽
内の氷がまだ十分残っており蓄熱槽水出口での冷水の温
度もかなり低い温度である状態で追い掛け運転を開始す
るのが望ましい。ただし、前述の通り空調用途と冷水を
直接利用する用途とでは、負荷側で必要とする冷水の温
度が異なるため、異なった残氷状態から追い掛け運転を
開始するのが望ましい。In the case of air-conditioning applications, the lower the temperature of the chilled water to be supplied, the greater the ability to supply chilled heat to the load side. In this case, the amount of cold supplied to the load side is insufficient. In addition, in applications where cold water is directly used, there is a demand that the temperature of the cold water supplied to the load side must be kept at a much lower temperature. Therefore, it is desirable to start the chase operation in a state where the ice in the heat storage tank still remains sufficiently and the temperature of the cold water at the outlet of the water in the heat storage tank is considerably low. However, as described above, the temperature of the chilled water required on the load side is different between the air-conditioning application and the application using the chilled water directly. Therefore, it is desirable to start the chase operation from different residual ice states.
【０１０８】前述の水中温度センサーを利用した氷の解
氷状態検知方法は追い掛け運転の開始を判断するのに利
用できる。即ち、水中温度センサーによって氷の解氷状
態を検知し氷の残氷状態が負荷条件に応じてあらかじめ
設定しておいた追い掛け開始残氷状態になったら追い掛
け運転を開始するのである。そして、前述の実施の形態
１及び実施の形態７から実施の形態１０のいずれかで述
べたような方法で熱伝達媒体の制御を行うことで、熱伝
達媒体からの冷熱供給能力が負荷側で必要な能力よりも
大きいときは再び製氷されて行き、逆の場合は負荷側へ
の冷熱供給時間がかなり延長されて蓄熱槽内が完全解氷
状態となる。The above-described method for detecting the state of ice melting using the underwater temperature sensor can be used to determine the start of the chase operation. That is, the underwater temperature sensor detects the deicing state of the ice, and the chasing operation is started when the remaining ice state of the ice reaches the chasing start remaining ice state which is set in advance according to the load condition. Then, by controlling the heat transfer medium by the method described in any of Embodiments 1 and 7 to 10 above, the ability to supply cold heat from the heat transfer medium is reduced on the load side. When the required capacity is larger than the required capacity, ice is made again. In the opposite case, the time for supplying cold heat to the load side is considerably extended, and the inside of the heat storage tank is completely defrosted.
【０１０９】なお、蓄熱槽内の解氷状態即ち残氷状態の
検知は、空調用途に対しては蓄熱槽内の水位を連続的に
検知できる非常に高価な水位センサーを利用しても行え
るが高価なシステムとなってしまう。また、冷水を直接
利用する用途では蓄熱槽から流出する水量と蓄熱槽に流
入する水量が同じであるとは限らないため、蓄熱槽内の
水位と氷の解氷状態とは一意に対応せず水位センサーに
よって氷の解氷状態を検知することはできない。これに
対して、水中温度センサーを利用した氷の解氷状態検知
方法によって氷の解氷状態即ち残氷状態の検知を行え
ば、水量が多少変化しても検知温度即ち検知した残氷状
態にはさほど大きな影響は与えないため、目標とする追
い掛け開始残氷状態とあまり差のない残氷状態から追い
掛け運転を開始することができる。It should be noted that the detection of the de-icing state, that is, the residual ice state in the heat storage tank can be performed by using an extremely expensive water level sensor capable of continuously detecting the water level in the heat storage tank for air conditioning. It becomes an expensive system. Also, in applications where cold water is used directly, the amount of water flowing out of the heat storage tank and the amount of water flowing into the heat storage tank are not necessarily the same, and the water level in the heat storage tank and the ice-thaw condition do not uniquely correspond. The ice level cannot be detected by the water level sensor. On the other hand, if the detection of the ice-thaw state, that is, the residual ice state, is performed by the ice-thaw state detection method using the underwater temperature sensor, the detection temperature, that is, the detected residual ice state is obtained even if the amount of water slightly changes. Since the influence is not so great, the chasing operation can be started from the remaining ice state that is not so different from the target chase start residual ice state.
【０１１０】以上のように、水が貯留された蓄熱槽内部
に伝熱管を持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を
流通させるように前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続
し、前記熱源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱
管に流通させることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱
を蓄積し、製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り
出す氷蓄熱システムにおいて、蓄熱槽内または蓄熱槽水
出口に１つないし複数個の水中温度センサーを設け、前
記水中温度センサーによって解氷運転時の蓄熱槽内の氷
の解氷状態を検知するようにしたことによって、負荷状
態によらず正確な解氷状態即ち残氷状態の検知を行うこ
とが可能となり、かつ安価な氷蓄熱システムを構築する
ことができる。As described above, the heat transfer tube is provided inside the heat storage tank in which water is stored, and the heat transfer tube and the heat source unit are connected by piping so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube. In the ice heat storage system, a low-temperature heat transfer medium is caused to flow through the heat transfer tube by the heat source device to make ice around the heat transfer tube, accumulate cold heat, and take out cold heat by deicing the iced ice. One or more underwater temperature sensors are provided in the tank or at the heat storage tank water outlet, and the underwater temperature sensor detects the deicing state of the ice in the heat storage tank during the defrosting operation, so that the load state is reduced. Thus, it is possible to accurately detect the state of the deicing state, that is, the remaining ice state, and to construct an inexpensive ice heat storage system.
【０１１１】なお、水中温度センサーは蓄熱槽内のどこ
に設置しても構わず、例えば蓄熱槽水出口に水中温度セ
ンサーを設置したとしても精度の良い水中温度センサー
を使用するか目標とする残氷状態を少し小さめに設定し
ておけば何ら問題はなく、設置位置に限定されるもので
はない。また当然、設置する本数は１本でもよいし何本
設置しても構わない。しかし、水の温度は０℃以上であ
るので、設置位置が蓄熱槽水出口に近すぎると検出温度
と蓄熱槽水出口温度との温度差があまりなくなってしま
い検知精度が悪くなってしまうため、あまり蓄熱槽水出
口に近すぎない位置に設置する方が望ましく、また、実
施の形態４あるいは実施の形態５にあるように水中温度
センサーを水ブロックあるいは伝熱管ブロックと対応設
置しそのそれぞれの中央付近につけておくと、氷量検出
器として設置する水中温度センサーを用いて解氷状態検
知が行えるため便利かつ安価である。例えば蓄熱槽の水
入口から水出口までの水の流れ方向の距離に対して３／
１２、７／１２、１１／１２あるいは１／１２、３／１
２、５／１２、７／１２、９／１２、１１／１２の位置
に設置するというように均等間隔で複数個付けておくと
蓄熱槽内の解氷状態がより正確に検知できる。The underwater temperature sensor may be installed anywhere in the heat storage tank. For example, even if an underwater temperature sensor is installed at the water outlet of the heat storage tank, whether the underwater temperature sensor with high accuracy is used or the target residual ice is determined. If the state is set a little smaller, there is no problem at all, and the position is not limited to the installation position. Also, of course, one or any number may be installed. However, since the temperature of the water is 0 ° C. or higher, if the installation position is too close to the heat storage tank water outlet, the temperature difference between the detected temperature and the heat storage tank water outlet temperature becomes so small that the detection accuracy deteriorates. It is desirable to install the underwater temperature sensor so as not to be too close to the heat storage tank water outlet, and to install the underwater temperature sensor corresponding to the water block or the heat transfer tube block as in the fourth or fifth embodiment, If it is located near, it is convenient and inexpensive because it can detect the deicing state using an underwater temperature sensor installed as an ice amount detector. For example, the distance in the flow direction of water from the water inlet to the water outlet of the heat storage tank is 3 /
12, 7/12, 11/12 or 1/12, 3/1
If a plurality of pieces are provided at equal intervals, for example, installed at the positions of 2, 5/12, 7/12, 9/12, and 11/12, the thawing state in the heat storage tank can be detected more accurately.
【０１１２】また、目標とする残氷状態即ち残氷状態は
どんな値に設定しても構わないが目的によって最適な値
に設定するのが望ましい。即ち、空調用途の追い掛け運
転ではなるべく深夜電力を使い昼間には熱源機側をあま
り動かしたくないため目標とする残氷状態は小さめにし
て、例えば初期氷量に対して２０％程度の残氷量を目標
とし、冷水を直接利用する分野では負荷側へ０℃の冷水
を常に供給しなければならないため目標とする残氷状態
は大きめにして、例えば初期氷量に対して６０％程度の
残氷量を目標とする等である。The target residual ice state, that is, the residual ice state may be set to any value, but is preferably set to an optimum value according to the purpose. That is, in the chasing operation for air conditioning, the target residual ice state is set to be small because it is desired to use the electric power at midnight as much as possible and the heat source unit is not to be moved much in the daytime. For example, the residual ice amount is about 20% of the initial ice amount. In the field where cold water is directly used, 0 ° C. cold water must always be supplied to the load side. Therefore, the target residual ice state is set to be large, for example, about 60% of the initial ice amount. And so on.
【０１１３】また、目標とする水中温度センサーの検知
温度は、どんな値に設定しても構わないが、水中温度セ
ンサーの設置位置及び目標とする残氷状態との関係で決
定される。例えば水中温度センサーを蓄熱槽の水入口か
ら水出口までの水の流れ方向の距離に対してそれぞれ３
／１２、７／１２、１１／１２の位置に設置した場合の
試験及びシミュレーションによって確認できた目標温度
について述べる。蓄熱槽では水入口からある温度で流入
した水は水出口で０℃となることから、初期氷量に対し
て２０％程度の残氷状態を目標とする時は、７／１２の
位置の水中温度センサーの検知温度が水入口での水温の
１／４という値を目標温度とすればよい。具体的には、
例えば水入口温度が２０℃の水が流入して氷と熱交換し
て冷されながら流れ、７／１２のところに設置された水
中温度センサーでの検出温度が５℃程度になった場合、
蓄熱槽内の氷は２０％の残氷状態であると判断できる。
また、同様に６０％程度の残氷量を目標とする時は、３
／１２の位置の水中温度センサーの検知温度が水入口で
の水温の１／４という値を目標温度とすればよい。以上
のように構成することで、水入口温度あるいは流入水流
量によらず目標とする残氷状態に近い状態での検知がで
きる。ただし、この試験結果は、蓄熱槽の大きさや水中
温度センサーの取り付け位置など、試験の条件等によっ
て異なるため、上記の数値に限るものではない。The target detection temperature of the underwater temperature sensor may be set to any value, but is determined by the relationship between the installation position of the underwater temperature sensor and the target state of residual ice. For example, the underwater temperature sensor is set to 3 for each distance in the water flow direction from the water inlet to the water outlet of the heat storage tank.
The target temperatures confirmed by tests and simulations at the positions of / 12, 7/12 and 11/12 will be described. In the heat storage tank, the water that flows in from the water inlet at a certain temperature becomes 0 ° C at the water outlet, so when aiming for the remaining ice state of about 20% of the initial ice amount, the water at the 7/12 position The target temperature may be a value at which the temperature detected by the temperature sensor is 1/4 of the water temperature at the water inlet. In particular,
For example, when water having a water inlet temperature of 20 ° C. flows in while cooling while exchanging heat with ice, and the temperature detected by an underwater temperature sensor installed at 7/12 becomes about 5 ° C.,
It can be determined that the ice in the heat storage tank is in a state of 20% residual ice.
Similarly, when aiming for a residual ice amount of about 60%,
The target temperature may be a value at which the detection temperature of the underwater temperature sensor at the position of / 12 is 1/4 of the water temperature at the water inlet. With the above configuration, detection can be performed in a state close to the target residual ice state regardless of the water inlet temperature or the inflow water flow rate. However, the test results are not limited to the above numerical values because they differ depending on test conditions such as the size of the heat storage tank and the mounting position of the underwater temperature sensor.
【０１１４】また、本実施の形態における方法は、蓄熱
槽内の解氷状態即ち残氷状態を検知する方法であり、当
然蓄熱槽内に残氷ゼロ即ち完全解氷状態についても同様
の方法で検知することができる。今までは、残氷状態を
検知し追い掛け運転を行うことを例に説明を行ってきた
が、本方法によって完全解氷を検知する場合は、例えば
空調用途や低温用途で完全解氷してしまうと負荷側へ冷
熱が供給できなくなってしまうため本方法によって完全
解氷を検知したら別の冷熱供給手段に切り替えて負荷側
に冷熱を供給する場合等が考えられる。なお、この方法
による完全解氷検知方法を内融式氷蓄熱システムへ適用
した場合は、例えば水中温度サーミスターが１２℃程度
を検知した状態がほぼ完全解氷状態であるということが
試験及びシミュレーションから明らかになっている。The method according to the present embodiment is a method for detecting the state of deicing, that is, the state of residual ice in the heat storage tank. Naturally, the same method is applied to the case of zero residual ice in the heat storage tank, that is, the state of complete deicing. Can be detected. Until now, an example has been described in which the residual ice state is detected and a chasing operation is performed.However, when complete thawing is detected by this method, complete thawing is performed, for example, in an air-conditioning application or a low-temperature application. Since it becomes impossible to supply cold heat to the load side, it is conceivable to switch to another cold heat supply means and supply cold heat to the load side when complete ice melting is detected by this method. When the method for detecting complete de-icing by this method is applied to an internal melting type ice thermal storage system, for example, tests and simulations show that the state where the underwater temperature thermistor detects about 12 ° C is almost complete de-icing. It is clear from.
【０１１５】なお、本実施の形態においても内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。また、同様にスタテ
ィック型氷蓄熱システムを例にとり説明を行ったが、ダ
イナミック型氷蓄熱システムにおいても製氷を行う部分
と氷を蓄える部分が異なるだけで同様のことが言える。The same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. Similarly, the static ice heat storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic ice heat storage system, except that a portion for making ice and a portion for storing ice are different.
【０１１６】実施の形態１３．以下、本発明の実施の形
態１３による氷蓄熱システムについて、図２３〜図２６
に基づいて説明する。図２３は実施の形態１３による氷
蓄熱システムを示す上面図である。図において、１は蓄
熱槽、２は水入口、３は水出口、４は水、５は熱伝達媒
体が流れる伝熱管、１１は伝熱管５に接続した熱伝達媒
体入口、１２は伝熱管５に接続した熱伝達媒体出口、１
３は蓄熱槽１内を仕切る仕切板、ａ〜ｆは蓄熱槽１内の
例えば６つの水ブロックである。水ブロックとは、水が
貯留された蓄熱槽１内の水を含めた空間を単に複数個に
分割したものであり、図２３においては一点鎖線及び仕
切板１３で示されている。この水ブロックはそれぞれが
実際に物理的な壁で隔離されているわけではなく、水入
口２から流入した水は水ブロックａ〜ｆのそれぞれを通
って水出口３から流出することができる。Embodiment 13 FIG. Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention will be described with reference to FIGS.
It will be described based on. FIG. 23 is a top view showing the ice heat storage system according to the thirteenth embodiment. In the figure, 1 is a heat storage tank, 2 is a water inlet, 3 is a water outlet, 4 is water, 5 is a heat transfer tube through which a heat transfer medium flows, 11 is a heat transfer medium inlet connected to the heat transfer tube 5, 12 is a heat transfer tube 5 Heat transfer medium outlet connected to
Reference numeral 3 denotes a partition plate that partitions the inside of the heat storage tank 1, and a to f denote, for example, six water blocks in the heat storage tank 1. The water block simply divides the space including the water in the heat storage tank 1 in which the water is stored into a plurality of spaces, and is indicated by a chain line and a partition plate 13 in FIG. Each of the water blocks is not actually separated by a physical wall, and water flowing in from the water inlet 2 can flow out of the water outlet 3 through each of the water blocks a to f.
【０１１７】なお、本実施の形態では、蓄熱槽１全体を
１つの伝熱管ブロックで構成し、伝熱管５に接続した熱
伝達媒体入口１１及び熱伝達媒体出口１２もそれぞれ１
つである。そして、伝熱管５を蓄熱槽１の２つずつの水
ブロックａ−ｂ，ｃ−ｄ，ｅ−ｆに分岐して並列に接続
し、蓄熱槽１全体で均一に伝熱管５内を流れる熱伝達媒
体と熱交換ができるように構成している。熱伝達媒体入
口１１には圧力もしくは流量を調整する調整手段１５を
接続し、熱伝達媒体出口１２には熱伝達媒体温度センサ
ー１６を取り付けている。また、蓄熱槽１内の２つの水
ブロック毎に１つの氷量検出器である水中温度センサー
１４ｂ，１４ｄ，１４ｆを配設し、その水ブロックの氷
量を検出し、その氷量に基づいて氷蓄熱システムの運転
を制御している。なお、熱伝達媒体とは冷媒またはブラ
インで、それぞれ熱源機側である冷凍機またはブライン
ポンプを蓄熱槽に接続し、その間を循環して熱を伝達す
るための媒体であり、蓄熱槽と冷凍機やブラインポンプ
との間に接続された圧力または流量調整弁等によって温
度や圧力を調整される。In the present embodiment, the entire heat storage tank 1 is constituted by one heat transfer tube block, and the heat transfer medium inlet 11 and the heat transfer medium outlet 12 connected to the heat transfer tube 5 are each one.
One. Then, the heat transfer tubes 5 are branched into two water blocks ab, cd, and ef of the heat storage tank 1 and connected in parallel, and the heat flowing in the heat transfer tubes 5 uniformly in the entire heat storage tank 1. It is configured to exchange heat with the transmission medium. An adjusting means 15 for adjusting pressure or flow rate is connected to the heat transfer medium inlet 11, and a heat transfer medium temperature sensor 16 is attached to the heat transfer medium outlet 12. In addition, one underwater temperature sensor 14b, 14d, 14f, which is one ice amount detector, is provided for every two water blocks in the heat storage tank 1, detects the amount of ice in the water block, and based on the amount of ice. Controls the operation of the ice thermal storage system. The heat transfer medium is a refrigerant or a brine, and is a medium for connecting a refrigerator or a brine pump, which is a heat source device side, to a heat storage tank and circulating heat therebetween to transfer heat. The temperature and pressure are adjusted by a pressure or flow control valve or the like connected between the pump and the brine pump.
【０１１８】以下に製氷運転時の動作について説明す
る。本実施の形態では、製氷運転開始後、まず、伝熱管
５の熱伝達媒体出口１２に取り付けられた熱伝達媒体温
度センサー１６による熱伝達媒体温度の検出及び各水ブ
ロックｂ、ｄ、ｆ内の水中温度センサー１４ｂ、１４
ｄ、１４ｆによる各水ブロックｂ、ｄ、ｆ内の氷または
水の温度の検出を行う。次に実施の形態３で説明したア
ルゴリズムにより蓄熱槽１内の氷の量を演算することが
できる。そして、熱伝達媒体出口１２の熱伝達媒体温度
が目標温度となるように、熱伝達媒体入口１１の圧力ま
たは流量調整手段１５を制御する。そして、蓄熱槽１内
の氷の量が目標とする氷の量、例えば隣接する伝熱管の
周囲の氷同士が連結したのを検知したら、圧力または流
量調整手段１５を全閉にし、製氷運転を終了する。実際
には、製氷運転中に蓄熱槽１内の氷量を演算するのでは
なく、予め各水中温度センサー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ
が示す温度に対する氷量をシミュレーションなどで求め
て目標温度として設定しておけば、製氷運転時に簡単に
制御でき、応答性よく制御できる。The operation during the ice making operation will be described below. In the present embodiment, after the ice making operation is started, first, the temperature of the heat transfer medium is detected by the heat transfer medium temperature sensor 16 attached to the heat transfer medium outlet 12 of the heat transfer tube 5, and the temperature of each of the water blocks b, d, and f is detected. Underwater temperature sensor 14b, 14
The temperature of ice or water in each water block b, d, f is detected by d, 14f. Next, the amount of ice in the heat storage tank 1 can be calculated by the algorithm described in the third embodiment. Then, the pressure or flow rate adjusting means 15 at the heat transfer medium inlet 11 is controlled so that the heat transfer medium temperature at the heat transfer medium outlet 12 becomes the target temperature. Then, when it is detected that the amount of ice in the heat storage tank 1 is a target amount of ice, for example, that the ices around the adjacent heat transfer tubes are connected to each other, the pressure or flow rate adjusting means 15 is fully closed, and the ice making operation is started. finish. Actually, instead of calculating the amount of ice in the heat storage tank 1 during the ice making operation, each of the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f is previously calculated.
If the amount of ice with respect to the temperature indicated by is determined by simulation or the like and set as the target temperature, control can be easily performed during the ice making operation, and control can be performed with good responsiveness.
【０１１９】このような製氷運転では、熱伝達媒体温度
センサー１６で検出した伝熱管を流れる熱伝達媒体の温
度、即ち伝熱管壁の温度と蓄熱槽１の各水中温度センサ
ー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆで検出した温度に基づき、蓄
熱槽１内の氷量をかなり正確に知り、製氷状態を検知で
きる。この時の氷量検知は、実施の形態３で述べた氷厚
測定による氷量検知方法と氷の連結を利用した氷量検知
方法のいずれの方法に基づいて行ってもよい。そして、
製氷運転終了時には目標製氷量となっているはずであ
り、蓄熱槽１全体としても期待した能力が出せる製氷量
にすることができる。In such an ice making operation, the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tube detected by the heat transfer medium temperature sensor 16, that is, the temperature of the heat transfer tube wall and the underwater temperature sensors 14b, 14d, and 14f of the heat storage tank 1. Based on the temperature detected in step (1), the amount of ice in the heat storage tank 1 can be known quite accurately, and the ice making state can be detected. The ice amount detection at this time may be performed based on any of the ice amount detection method based on the ice thickness measurement described in the third embodiment and the ice amount detection method using the connection of ice. And
At the end of the ice-making operation, the target ice-making amount should have been attained, and the heat-storage tank 1 as a whole can have an ice-making amount that can provide the expected capacity.
【０１２０】このように、熱伝達媒体温度センサー１６
及び水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆの全部の
検出信号を利用することによって正確な制御が可能とな
るが、これに限るものではない。例えば熱伝達媒体温度
センサー１６及び水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１
４ｆのいずれか１つあるいは２つの検出信号に基づいて
制御を行ったり、熱伝達媒体温度センサー１６の検出信
号を使わずに、水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４
ｆのいずれか１つあるいは複数の検出信号に基づいて制
御を行っても、多少制御性は落ちるが氷量制御を行うこ
が可能である。As described above, the heat transfer medium temperature sensor 16
By using the detection signals of all the underwater temperature sensors 14b, 14d, and 14f, accurate control can be performed, but is not limited thereto. For example, the heat transfer medium temperature sensor 16 and the underwater temperature sensors 14b, 14d, 1
4f, and without using the detection signal of the heat transfer medium temperature sensor 16, the underwater temperature sensors 14b, 14d, and 14f.
Even if the control is performed based on any one or a plurality of detection signals of f, the control of the ice amount can be performed although the controllability is somewhat lowered.
【０１２１】なお、圧力または流量調整手段１５は、圧
力または流量の調整と流路の開閉や切換えを行うもので
あり、電子式膨張弁あるいは油圧式膨張弁のような全閉
機能を持ち開度調整可能な膨張弁を使用するのが一般的
である。しかし、圧力または流量の調整を行えかつ全閉
機能を持ったものであればどんなものでもよい。例え
ば、温度式膨張弁あるいは外均式膨張弁でありながら全
閉機能をもったもの、ある流量範囲だけ開度調整可能で
全閉機能も持った電子式膨張弁あるいは油圧式膨張弁、
キャビラリーチューブの切換えで調整し全閉機能を負荷
したもの等が考えられる。The pressure or flow rate adjusting means 15 adjusts the pressure or flow rate and opens and closes or switches the flow path. The pressure or flow rate adjusting means 15 has a fully closed function like an electronic expansion valve or a hydraulic expansion valve and has an opening degree. It is common to use adjustable expansion valves. However, any device capable of adjusting the pressure or flow rate and having a fully closed function may be used. For example, a temperature-type expansion valve or an outer-equalization-type expansion valve that has a fully-closed function, an electronic expansion valve or a hydraulic-type expansion valve that has a fully-closed function that is adjustable in opening only within a certain flow rate range,
It is conceivable that the load is adjusted by switching the cavity tube and the fully closed function is loaded.
【０１２２】氷量の制御は、水中温度センサー１４ｂ，
１４ｄ，１４ｆの検出信号によるところが大きく、その
目標値は試験あるいはシミュレーションによって決定し
てはいるものの、蓄熱槽１内の水の水質等によって、目
標とは異なる氷量となってしまうことは十分あり得る。
そして、蓄熱槽１内の氷が発達し過ぎると外融式氷蓄熱
システムにおいては蓄熱槽１内の水の流路が閉塞してし
まい、水が流れないため冷熱が取り出せなくなってしま
うことも起き得るが、通常は、蓄熱槽の水出口３の近辺
が最も閉塞しやすいことは経験上明らかであるため、こ
の近辺の水中温度センサー１４ｆを閉塞保護センサーと
して利用してもよい。この閉塞保護用の水中温度センサ
ー１４ｆの検出温度によって、水路が閉塞する前に異常
を検出し、冷凍機の運転を停止させる。このようにする
ことによって、蓄熱槽の水路の閉塞を防止することがで
きるため、蓄熱槽全体としては十分な蓄熱量は確保され
ていないものの、水が流れないため冷熱が取り出せなく
なってしまうという最悪の結果は回避できる。The amount of ice is controlled by the underwater temperature sensor 14b,
The detection signal of 14d and 14f largely depends on the detection signal, and the target value is determined by a test or a simulation. obtain.
If the ice in the heat storage tank 1 develops too much, in the external melting type ice heat storage system, the flow path of the water in the heat storage tank 1 is blocked, so that the cold water cannot be taken out because the water does not flow. However, since it is apparent from experience that the vicinity of the water outlet 3 of the heat storage tank is usually most likely to be blocked, the underwater temperature sensor 14f in the vicinity may be used as a blocking protection sensor. Based on the detected temperature of the underwater temperature sensor 14f for blocking protection, an abnormality is detected before the water channel is closed, and the operation of the refrigerator is stopped. By doing so, it is possible to prevent the water channel of the heat storage tank from being blocked, and although the heat storage tank as a whole does not have a sufficient amount of heat storage, cold water cannot be taken out because water does not flow. Can be avoided.
【０１２３】閉塞保護センサーは氷蓄熱槽においては一
般的に設置されているセンサーである。しかし、通常は
水と氷の電気の流れ易さの違いを利用した原理的に複雑
かつ非常に高価な氷厚センサーを閉塞保護用のセンサー
として用いており、装置全体としても高価なものとなっ
てしまう。そこで本実施の形態では、氷厚センサーの代
わりに水中温度センサーを用いて閉塞を検出かつ防止す
るようにしており、安価な装置を得ることができる。ま
た、水中温度センサーとして非常に安価なサーミスター
を用いれば、更に安価な装置を構成することができる。The blockage protection sensor is a sensor generally installed in an ice heat storage tank. However, in principle, a complicated and very expensive ice thickness sensor using the difference in the ease of electricity flow between water and ice is used as a sensor for blocking protection, which makes the entire device expensive. Would. Therefore, in the present embodiment, an underwater temperature sensor is used instead of the ice thickness sensor to detect and prevent blockage, and an inexpensive device can be obtained. Further, if a very inexpensive thermistor is used as the underwater temperature sensor, a more inexpensive device can be configured.
【０１２４】また、上記では、通常は蓄熱槽内の水出口
近辺において最も氷が発達し易く閉塞し易い蓄熱槽１内
の水出口近辺に取り付けられている水中温度センサー１
４ｆを閉塞保護用に用いた例を説明したが、これに限る
ものではない。実施の形態１１で述べたように、閉塞保
護用の水中温度センサーを氷量を検知するための水中温
度センサ−とは別に設けてもよいし、また、水出口近辺
ではなく他の位置の水中温度センサーを閉塞保護用に用
いてもよい。例えば、蓄熱槽１内の伝熱管の長さによっ
て配管抵抗が異なったりすると、配管抵抗の小さい部
分、即ち伝熱管の長さの短い伝熱管５の部分に熱伝達媒
体が多く流れるようになるため、その伝熱管５の部分に
対応する水ブロックにおいて水路の閉塞が起きるように
なる。その場合は、その閉塞の起こり易い水ブロックに
閉塞保護用の水中温度センサーを取り付けるようにしな
ければならない。このように、閉塞保護用の水中温度セ
ンサーは蓄熱槽内のどこにでも取り付け可能であるが、
そのシステムにおいて最も閉塞し易いところを試験ある
いはシミュレーションによって求め、そこに取り付ける
ようにするのが最も効果がある。In the above description, usually, the underwater temperature sensor 1 attached to the water outlet in the heat storage tank 1 near the water outlet in the heat storage tank 1 where the ice is most likely to develop and is likely to be clogged.
Although an example in which 4f is used for blocking protection has been described, the invention is not limited to this. As described in the eleventh embodiment, the underwater temperature sensor for blocking protection may be provided separately from the underwater temperature sensor for detecting the amount of ice, and the underwater temperature at another position, not near the water outlet. A temperature sensor may be used for blockage protection. For example, if the pipe resistance varies depending on the length of the heat transfer tubes in the heat storage tank 1, a large amount of the heat transfer medium flows into a portion having a small pipe resistance, that is, a portion of the heat transfer tube 5 having a short length of the heat transfer tubes. In the water block corresponding to the portion of the heat transfer tube 5, blockage of the water channel occurs. In that case, an underwater temperature sensor for protecting the blockage must be attached to the water block in which the blockage is likely to occur. Thus, the underwater temperature sensor for blockage protection can be installed anywhere in the heat storage tank,
It is most effective to determine the most occlusive area of the system by a test or a simulation and to attach it there.
【０１２５】また、水中温度センサー１４ｂ，１４ｄ，
１４ｆのいずれかの検出温度によって、解氷運転時の蓄
熱槽１内の氷の解氷状態を検知し、氷量が所定の量以下
になったときに実施の形態１２で述べたような製氷運転
を開始する、即ち追い掛け運転を行うように構成しても
よい。追い掛け運転は、蓄熱槽内の氷がまだ十分残って
おり蓄熱槽水出口での冷水の温度もかなり低い温度であ
る状態で開始するのが望ましい。ただし、前述の通り空
調用途と冷水を直接利用する用途とでは、負荷側で必要
とする冷水の温度が異なるため、異なった残氷状態から
追い掛け運転を開始するのが望ましい。水中温度センサ
ーによって氷の解氷状態を検知し氷の残氷状態が負荷条
件に応じてあらかじめ設定しておいた追い掛け開始残氷
状態になったら追い掛け運転を開始するのである。これ
により熱伝達媒体からの冷熱供給能力が負荷側で必要な
能力よりも大きいときは再び製氷されて行き、逆の場合
は負荷側への冷熱供給時間がかなり延長されて蓄熱槽内
が完全解氷状態となる。Further, the underwater temperature sensors 14b, 14d,
14f, the state of defrosting of the ice in the heat storage tank 1 during the defrosting operation is detected, and when the amount of ice falls below a predetermined amount, the ice making as described in Embodiment 12 is performed. The operation may be started, that is, the chasing operation may be performed. The chase operation is desirably started in a state where the ice in the heat storage tank still remains sufficiently and the temperature of the cold water at the outlet of the heat storage tank water is also considerably low. However, as described above, the temperature of the chilled water required on the load side is different between the air-conditioning application and the application using the chilled water directly. Therefore, it is desirable to start the chase operation from different residual ice states. The underwater temperature sensor detects the deicing state of the ice, and the chasing operation is started when the remaining ice state of the ice reaches the chasing start remaining ice state set in advance according to the load condition. Thus, when the cooling heat supply capacity from the heat transfer medium is larger than the capacity required on the load side, the ice is made again, and in the opposite case, the cooling heat supply time to the load side is considerably extended and the inside of the heat storage tank is completely dissolved. Ice condition.
【０１２６】なお、蓄熱槽内の解氷状態即ち残氷状態の
検知は、空調用途に対しては蓄熱槽内の水位を連続的に
検知できる非常に高価な水位センサーを利用しても行え
るが高価なシステムとなってしまう。また、冷水を直接
利用する用途では蓄熱槽から流出する水量と蓄熱槽に流
入する水量が同じであるとは限らないため、蓄熱槽内の
水位と氷の解氷状態とは一意に対応せず水位センサーに
よって氷の解氷状態を検知することはできない。これに
対して、水中温度センサーを利用した氷の解氷状態検知
方法によって氷の解氷状態即ち残氷状態の検知を行え
ば、水量が多少変化しても検知温度即ち検知した残氷状
態にはさほど大きな影響は与えないため、目標とする追
い掛け開始残氷状態とあまり差のない残氷状態から追い
掛け運転を開始することができる。It should be noted that the detection of the de-icing state, that is, the residual ice state in the heat storage tank can be performed by using an extremely expensive water level sensor capable of continuously detecting the water level in the heat storage tank for air conditioning. It becomes an expensive system. Also, in applications where cold water is used directly, the amount of water flowing out of the heat storage tank and the amount of water flowing into the heat storage tank are not necessarily the same, and the water level in the heat storage tank and the ice-thaw condition do not uniquely correspond. The ice level cannot be detected by the water level sensor. On the other hand, if the detection of the ice-thaw state, that is, the residual ice state, is performed by the ice-thaw state detection method using the underwater temperature sensor, the detection temperature, that is, the detected residual ice state is obtained even if the amount of water slightly changes. Since the influence is not so great, the chasing operation can be started from the remaining ice state that is not so different from the target chase start residual ice state.
【０１２７】以上のように、蓄熱槽内または蓄熱槽水出
口に１つないし複数個の水中温度センサーを設け、水中
温度センサーによって解氷運転時の蓄熱槽内の氷の解氷
状態を検知するようにしたことによって、負荷状態によ
らず正確な解氷状態即ち残氷状態の検知を行うことが可
能となり、かつ安価な氷蓄熱システムを構築することが
できる。当然、水中温度センサーで検出した温度によっ
て残氷状態を検知し追い掛け運転を行うばかりでなく、
完全解氷状態も検知することができる。完全解氷を検知
する場合は、例えば空調用途や低温用途で完全解氷して
しまうと負荷側へ冷熱が供給できなくなってしまうため
本方法によって完全解氷を検知したら別の冷熱供給手段
に切り替えて負荷側に冷熱を供給する場合等が考えられ
る。As described above, one or a plurality of underwater temperature sensors are provided in the heat storage tank or at the water outlet of the heat storage tank, and the dewatering state of the ice in the heat storage tank during the defrosting operation is detected by the underwater temperature sensor. By doing so, it is possible to accurately detect the de-icing state, that is, the remaining ice state regardless of the load state, and it is possible to construct an inexpensive ice heat storage system. Naturally, it not only detects the residual ice condition based on the temperature detected by the underwater temperature sensor and performs the chasing operation,
The complete thawing state can also be detected. When complete thaw is detected, for example, if the ice is completely thawed in air conditioning or low-temperature applications, it will not be possible to supply cold heat to the load side. It is possible to supply cold heat to the load side.
【０１２８】以下、本実施の形態による氷蓄熱システム
の他の構成例について説明する。図２４は本実施の形態
の他の構成例による氷蓄熱システムを示す上面図であ
る。この構成例では、圧力もしくは流量調整手段１５の
前もしくは後に開閉弁１７を設置している。このような
構成とすると熱伝達媒体の流路の開閉あるいは切換えを
開閉弁１７で行うことが可能となるため、図２３の構成
のような圧力または流量調整手段１５を全閉にするとい
う操作が不必要となる。すると、圧力もしくは流量調整
手段１５として、全閉機能のないものでも使用すること
ができ、より機種選定が容易になりかつ安価なシステム
が構築できる。また、開閉弁１７は全閉機能付きの調整
手段との組み合わせも可能で、この場合は制御の即応性
という面から多大な効果がある。この構成例で使用が想
定される圧力または流量調整手段１５としては、電子式
膨張弁、油圧式膨張弁、温度式膨張弁、外均式膨張弁、
全閉機能を持たない電子式膨張弁あるいは油圧式膨張
弁、キャビラリーチューブの切換え等が考えられる。Hereinafter, another configuration example of the ice heat storage system according to the present embodiment will be described. FIG. 24 is a top view showing an ice heat storage system according to another configuration example of the present embodiment. In this configuration example, the on-off valve 17 is provided before or after the pressure or flow rate adjusting means 15. With such a configuration, the opening and closing or switching of the flow path of the heat transfer medium can be performed by the on-off valve 17, so that the operation of fully closing the pressure or flow rate adjusting means 15 as in the configuration of FIG. It is unnecessary. Then, as the pressure or flow rate adjusting means 15, one having no fully-closed function can be used, so that a model can be more easily selected and an inexpensive system can be constructed. Further, the on-off valve 17 can be combined with an adjusting means having a fully-closed function, and in this case, there is a great effect in terms of control responsiveness. The pressure or flow rate adjusting means 15 that is assumed to be used in this configuration example includes an electronic expansion valve, a hydraulic expansion valve, a temperature expansion valve, an outer equalization expansion valve,
An electronic expansion valve or a hydraulic expansion valve that does not have a fully closed function, switching of a cavity tube, and the like can be considered.
【０１２９】また、開閉弁１７は、電磁弁や油圧開閉弁
等、流路を開閉できるものであれば何でもよい。またこ
こでは開閉弁を例に取り説明を行ったが、開閉弁の目的
は対応する伝熱管５に熱伝達媒体を流さないようにする
ことであり、当然、熱伝達媒体の流路を他の流路に切換
える切換え弁であってもよく、例えば電気あるいは油圧
駆動の三方弁や四方弁等が挙げられるが、流路の切換え
が行えればどんなものでも構わないことは言うまでもな
い。The opening / closing valve 17 may be anything, such as a solenoid valve or a hydraulic opening / closing valve, as long as it can open and close the flow path. Although the on-off valve has been described as an example here, the purpose of the on-off valve is to prevent the heat transfer medium from flowing through the corresponding heat transfer tube 5, and naturally, the flow path of the heat transfer medium is changed to another. A switching valve for switching to a flow path may be used, such as an electric or hydraulically driven three-way valve or a four-way valve. However, it goes without saying that any valve can be used as long as the flow path can be switched.
【０１３０】なお、本実施の形態においても内融式氷蓄
熱システムにおいても同様である。本実施の形態を内融
式氷蓄熱システムに適用した構成例を図２５，図２６に
示す。図２６の構成例における圧力もしくは流量調整手
段１５は全閉機能を有するものであり、図２６の構成例
では、配管開閉手段として開閉弁１７を備えており、圧
力もしくは流量調整手段１５は全閉機能を有する必要は
ないものである。内融式氷蓄熱システムにおいても、本
実施の形態をこのように利用することにより、蓄熱槽１
の各水中温度センサー１４ｂ，１４ｄ，１４ｆで検出し
た温度から蓄熱槽１内の氷量に基づいて製氷状態及び解
氷状態をかなり正確に知ることができる。そして、製氷
運転終了時には目標製氷量となっているはずであり、蓄
熱槽１全体としても期待した能力が出せる製氷量にする
ことができる。The same applies to the present embodiment and the internal melting type ice heat storage system. FIGS. 25 and 26 show configuration examples in which the present embodiment is applied to an internal melting type ice heat storage system. The pressure or flow rate adjusting means 15 in the configuration example of FIG. 26 has a fully closed function. In the configuration example of FIG. 26, an opening / closing valve 17 is provided as a pipe opening / closing means. It is not necessary to have a function. Also in the internal melting type ice heat storage system, the heat storage tank 1
From the temperatures detected by the underwater temperature sensors 14b, 14d, and 14f, the ice making state and the ice-thaw state can be known quite accurately based on the amount of ice in the heat storage tank 1. At the end of the ice-making operation, the target ice-making amount should have been attained, and the heat-storage tank 1 as a whole can have an ice-making amount that can provide the expected capacity.
【０１３１】また、熱伝達媒体温度センサー１６及び水
中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆの全部の検出信
号を利用することによって正確な制御が可能となるが、
これに限るものではない。例えば熱伝達媒体温度センサ
ー１６及び水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆの
いずれか１つあるいは２つの検出信号に基づいて制御を
行ったり、熱伝達媒体温度センサー１６の検出信号を使
わずに、水中温度センサー１４ｂ、１４ｄ、１４ｆのい
ずれか１つあるいは複数の検出信号に基づいて制御を行
っても、多少制御性は落ちるが氷量制御を行うこが可能
である。なお、内融式の場合には、水の流路を構成しな
いので閉塞保護の必要はなく、また、解氷運転を行いな
がら製氷運転を行うという動作は不可能であるが、解氷
運転の際に解氷状態を正確に検知できることは、システ
ムの運用上、非常に有効なことである。具体的には、蓄
熱槽と熱源機側の容量を共に適正に選定した場合を想定
すると、外融式の氷蓄熱システムに適用する場合は通常
は水路が閉塞しないようにするため目標温度は例えば−
３℃程度に設定し、内融式の氷蓄熱システムに適用する
場合あるいは外融式の氷蓄熱槽であっても多くの製氷量
を得たい場合等は目標温度は例えば−１０℃程度に設定
すればよいことが試験及びシミュレーションによって確
認されている。Further, accurate control is possible by using all the detection signals of the heat transfer medium temperature sensor 16 and the underwater temperature sensors 14b, 14d, 14f.
It is not limited to this. For example, control may be performed based on one or two detection signals of the heat transfer medium temperature sensor 16 and the underwater temperature sensors 14b, 14d, and 14f, or the underwater temperature may be controlled without using the detection signal of the heat transfer medium temperature sensor 16. Even if the control is performed based on any one or a plurality of detection signals of the sensors 14b, 14d, and 14f, the control of the ice amount can be performed although the controllability is somewhat reduced. In addition, in the case of the internal melting type, since the water flow path is not formed, there is no need for blockage protection, and the operation of performing the ice making operation while performing the ice melting operation is impossible. The ability to accurately detect the thawing condition at this time is very effective in operating the system. Specifically, assuming that both the capacity of the heat storage tank and the capacity of the heat source unit are appropriately selected, when applied to an external melting type ice heat storage system, the target temperature is usually set to, for example, not to block the water channel. −
The target temperature is set to about -10 ° C, for example, when it is set to about 3 ° C and it is applied to an internal melting type ice heat storage system, or when it is desired to obtain a large amount of ice even in an external melting type ice heat storage tank. Tests and simulations have confirmed that this is the case.
【０１３２】また、上記ではスタティック型氷蓄熱シス
テムを例にとり説明を行ったが、ダイナミック型氷蓄熱
システムにおいても製氷を行う部分と氷を蓄える部分が
異なるだけで同様のことが言える。In the above description, the static type ice thermal storage system has been described as an example. However, the same can be said for a dynamic type ice thermal storage system, except that the ice making part and the ice storing part are different.
【０１３３】実施の形態１４．以下、本発明の実施の形
態１４による氷蓄熱システムについて、図２７に基づい
て説明する。図２７はそれぞれ実施の形態１４による氷
蓄熱システムを示す上面図である。図において、１は蓄
熱槽、５は熱伝達媒体が流れる伝熱管、１１は伝熱管５
に接続した熱伝達媒体入口、１２は伝熱管５に接続した
熱伝達媒体出口、１７は配管開閉手段で、例えば開閉弁
である。本実施の形態では、水中温度センサー１４を蓄
熱槽１の中央部に設け、このセンサー１４で検出した温
度から蓄熱槽１内の氷量を検知して氷蓄熱システムを制
御している。Embodiment 14 FIG. Hereinafter, an ice heat storage system according to Embodiment 14 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a top view showing the ice heat storage system according to the fourteenth embodiment. In the figure, 1 is a heat storage tank, 5 is a heat transfer tube through which a heat transfer medium flows, and 11 is a heat transfer tube 5.
, A heat transfer medium outlet connected to the heat transfer tube 5, and a pipe opening / closing means, for example, an open / close valve. In the present embodiment, an underwater temperature sensor 14 is provided at the center of the heat storage tank 1 and the amount of ice in the heat storage tank 1 is detected from the temperature detected by the sensor 14 to control the ice heat storage system.
【０１３４】以下に製氷運転時の動作について説明す
る。本実施の形態では、製氷運転開始後、まず、伝熱管
５の熱伝達媒体出口１２に取り付けられた熱伝達媒体温
度センサー１６による熱伝達媒体温度の検出及び水中温
度センサー１４による蓄熱槽１内の氷または水の温度の
検出を行う。実際には、例えば水中温度センサー１４は
蓄熱槽１の中央部に、上下方向に上、中、下の３ヶ所に
設置している。そして、３ヶ所の検出温度を平均して蓄
熱槽１内の水または氷の温度とする。次に実施の形態３
で説明したアルゴリズムにより蓄熱槽１内の氷の量を演
算する。そして、熱伝達媒体出口１２の熱伝達媒体温度
が目標温度となるように、熱伝達媒体入口１１の圧力ま
たは流量調整手段１５を制御する。そして、蓄熱槽１内
の氷の量が目標とする氷の量となったら、圧力または流
量調整手段１５を全閉にし、製氷運転を終了する。実際
には、製氷運転中に蓄熱槽１内の氷量を演算するのでは
なく、予め各水中温度センサー１４が示す温度に対する
氷量をシミュレーションなどで求めて目標温度として設
定しておけば、製氷運転時に簡単に制御でき、応答性よ
く制御できる。The operation during the ice making operation will be described below. In the present embodiment, after the ice making operation is started, first, the temperature of the heat transfer medium is detected by the heat transfer medium temperature sensor 16 attached to the heat transfer medium outlet 12 of the heat transfer tube 5, and the inside of the heat storage tank 1 is detected by the underwater temperature sensor 14. Perform ice or water temperature detection. Actually, for example, the underwater temperature sensors 14 are installed at the center of the heat storage tank 1 at three locations, that is, up, middle, and down in the vertical direction. The average of the three detected temperatures is used as the temperature of water or ice in the heat storage tank 1. Next, Embodiment 3
The amount of ice in the heat storage tank 1 is calculated by the algorithm described in (1). Then, the pressure or flow rate adjusting means 15 at the heat transfer medium inlet 11 is controlled so that the heat transfer medium temperature at the heat transfer medium outlet 12 becomes the target temperature. Then, when the amount of ice in the heat storage tank 1 reaches the target amount of ice, the pressure or flow rate adjusting means 15 is fully closed, and the ice making operation is terminated. Actually, instead of calculating the amount of ice in the heat storage tank 1 during the ice making operation, the amount of ice with respect to the temperature indicated by each underwater temperature sensor 14 is obtained in advance by simulation or the like and set as the target temperature. It can be easily controlled during operation and can be controlled with good responsiveness.
【０１３５】このような製氷運転では、水中温度センサ
ー１４で検出した温度から蓄熱槽１内の氷量に基づいて
製氷状態をかなり正確に知ることができる。そして、製
氷運転終了時には目標製氷量となっているはずであり、
蓄熱槽１全体としても期待した能力が得られる製氷量に
することができる。In such an ice making operation, the state of ice making can be fairly accurately known based on the amount of ice in the heat storage tank 1 from the temperature detected by the underwater temperature sensor 14. And at the end of the ice making operation, it should be the target ice making amount,
The amount of ice making that can achieve the expected capacity can be obtained for the heat storage tank 1 as a whole.
【０１３６】なお、圧力または流量調整手段１５は、圧
力または流量の調整と流路の開閉や切換えを行うもので
あり、電子式膨張弁あるいは油圧式膨張弁のような全閉
機能を持ち開度調整可能な膨張弁を使用するのが一般的
である。しかし、圧力または流量の調整を行えかつ全閉
機能を持ったものであればどんなものでもよい。例え
ば、温度式膨張弁あるいは外均式膨張弁でありながら全
閉機能をもったもの、ある流量範囲だけ開度調整可能で
全閉機能も持った電子式膨張弁あるいは油圧式膨張弁、
キャビラリーチューブの切換えで調整し全閉機能を付加
したもの等が考えられる。The pressure or flow rate adjusting means 15 adjusts the pressure or flow rate and opens and closes or switches the flow path. The pressure or flow rate adjusting means 15 has a fully closed function such as an electronic expansion valve or a hydraulic expansion valve and has an opening degree. It is common to use adjustable expansion valves. However, any device capable of adjusting the pressure or flow rate and having a fully closed function may be used. For example, a temperature-type expansion valve or an outer-equalization-type expansion valve that has a fully-closed function, an electronic expansion valve or a hydraulic-type expansion valve that has a fully-closed function that is adjustable in opening only within a certain flow rate range,
It is conceivable to add a fully-closed function by adjusting the switching of the cavity tube.
【０１３７】また、解氷運転時に実施の形態１２と同様
にして解氷状態として完全解氷状態も検知することがで
きる。完全解氷を検知する場合は、例えば空調用途や低
温用途で完全解氷してしまうと負荷側へ冷熱が供給でき
なくなってしまうため本方法によって完全解氷を検知し
たら別の冷熱供給手段に切り替えて負荷側に冷熱を供給
する場合等が考えられる。Further, during the deicing operation, a completely defrosted state can be detected as the defrosted state in the same manner as in the twelfth embodiment. When complete thaw is detected, for example, if the ice is completely thawed in air conditioning or low-temperature applications, it will not be possible to supply cold heat to the load side. It is possible to supply cold heat to the load side.
【０１３８】以下、本実施の形態による氷蓄熱システム
の他の構成例について説明する。図２８は本実施の形態
の他の構成例による氷蓄熱システムを示す上面図であ
る。この構成例では、圧力もしくは流量調整手段１５の
前もしくは後に開閉弁１７を設置している。このような
構成とすると熱伝達媒体の流路の開閉あるいは切換えを
開閉弁１７で行うことが可能となるため、図２７の構成
のような圧力または流量調整手段１５を全閉にするとい
う操作が不必要となる。すると、圧力もしくは流量調整
手段１５として、全閉機能のないものでも使用すること
ができ、より機種選定が容易になりかつ安価なシステム
が構築できる。また、開閉弁１７は全閉機能付きの調整
手段との組み合わせも可能で、この場合は制御の即応性
という面から多大な効果がある。この構成例で使用が想
定される圧力または流量調整手段１５としては、電子式
膨張弁、油圧式膨張弁、温度式膨張弁、外均式膨張弁、
全閉機能を持たない電子式膨張弁あるいは油圧式膨張
弁、キャビラリーチューブの切換え等が考えられる。Hereinafter, another configuration example of the ice heat storage system according to the present embodiment will be described. FIG. 28 is a top view showing an ice heat storage system according to another configuration example of the present embodiment. In this configuration example, the on-off valve 17 is provided before or after the pressure or flow rate adjusting means 15. With such a configuration, it is possible to open and close or switch the flow path of the heat transfer medium with the on-off valve 17, so that the operation of fully closing the pressure or flow rate adjusting means 15 as shown in FIG. It is unnecessary. Then, as the pressure or flow rate adjusting means 15, one having no fully-closed function can be used, so that a model can be more easily selected and an inexpensive system can be constructed. Further, the on-off valve 17 can be combined with an adjusting means having a fully-closed function, and in this case, there is a great effect in terms of control responsiveness. The pressure or flow rate adjusting means 15 that is assumed to be used in this configuration example includes an electronic expansion valve, a hydraulic expansion valve, a temperature expansion valve, an outer equalization expansion valve,
An electronic expansion valve or a hydraulic expansion valve that does not have a fully closed function, switching of a cavity tube, and the like can be considered.
【０１３９】また、開閉弁１７は、電磁弁や油圧開閉弁
等、流路を開閉できるものであれば何でもよい。またこ
こでは開閉弁を例に取り説明を行ったが、開閉弁の目的
は対応する伝熱管５に熱伝達媒体を流さないようにする
ことであり、当然、熱伝達媒体の流路を他の流路に切換
える切換え弁であってもよく、例えば電気あるいは油圧
駆動の三方弁や四方弁等が挙げられるが、流路の切換え
が行えればどんなものでも構わないことは言うまでもな
い。The on-off valve 17 may be any valve such as a solenoid valve or a hydraulic on-off valve, as long as it can open and close the flow path. Although the on-off valve has been described as an example here, the purpose of the on-off valve is to prevent the heat transfer medium from flowing through the corresponding heat transfer tube 5, and naturally, the flow path of the heat transfer medium is changed to another. A switching valve for switching to a flow path may be used, such as an electric or hydraulically driven three-way valve or a four-way valve. However, it goes without saying that any valve can be used as long as the flow path can be switched.
【０１４０】[0140]
【発明の効果】以上説明した通り本発明の第１の構成に
係わる氷蓄熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に
伝熱管を持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流
通させるように前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続
し、前記熱源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱
管に流通させることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱
を蓄積し、製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り
出す外融式の氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の
伝熱管を複数個の伝熱管ブロックに分割し、再製氷運転
時又は製氷運転と解氷運転の同時運転時に、それぞれの
伝熱管ブロックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷
熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブロック毎の別々に設
定した目標値に基づいて制御するようにしたので、蓄熱
槽内の残氷の多い所と少ない所が混在している状態で再
製氷運転を行っても、蓄熱槽内を均一製氷状態とし目標
製氷量を得ることができ期待通りの能力を確保すること
ができる効果がある。また、本発明の第２の構成に係わ
る氷蓄熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱
管を持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通さ
せるように前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前
記熱源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流
通させることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積
し、製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す外
融式の氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管
を複数個の伝熱管ブロックに分割し、再製氷運転時又は
製氷運転と解氷運転の同時運転時に、それぞれの伝熱管
ブロックの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷熱供給
能力をそれぞれ前記伝熱管ブロック毎の目標値に基づい
て制御し、前記伝熱管周囲に製氷された目標とする残氷
量を変更するようにしたもので、蓄熱槽内の残氷の多い
所と少ない所が混在している状態で再製氷運転を行って
も、蓄熱槽内を均一製氷状態とし目標製氷量を得ること
ができ期待通りの能力を確保することができ、かつ、特
に、用途によって目標とする残氷量に設定できるものが
得られる効果がある。 また、本発明の第３の構成に係わ
る氷蓄熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱
管を持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通さ
せるように前 記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前
記熱源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流
通させることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積
し、製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷
蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個
の伝熱管ブロックに分割し、製氷時に前記伝熱管ブロッ
クの隣接する前記伝熱管周囲から成長する氷同士の連結
を検知して目標製氷量を検出する氷量検出器を設けると
ともに、それぞれの伝熱管ブロックの伝熱管内に流通さ
せる熱伝達媒体の冷熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブ
ロック毎の目標値に基づいて制御するので、蓄熱槽内の
残氷の多い所と少ない所が混在している状態で再製氷運
転を行っても、蓄熱槽内を均一製氷状態とし目標製氷量
を得ることができ期待通りの能力を確保することがで
き、かつ、特に、氷同士の連結を検知して目標製氷量を
検出するので確実に目標製氷量が得られる効果がある。 As described above, the ice heat storage system according to the first configuration of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and allows a low-temperature heat transfer medium to flow through the heat transfer tube. and the heat transfer tube and the heat source apparatus side are connected to one another through pipes, thereby ice around the heat transfer tube by passing it through the heat transfer tube cold heat transfer medium by the heat source apparatus side cold as
Accumulates and removes the cold heat by freezing the ice
In the external melting type ice heat storage system, the heat transfer tubes in the heat storage tank are divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and the ice making operation is performed again.
At the time of operation or during the simultaneous operation of the ice making operation and the de-icing operation, the cooling heat supply capacity of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block is separately set for each of the heat transfer tube blocks.
Than was possible to control on the basis of the boss was a target value, even if the re-making operation in a state where at low and Excessive Zankori in the heat storage tank are mixed, and the heat storage tank uniform ice state There is an effect that the target ice making amount can be obtained and the expected performance can be secured. Further, according to the second configuration of the present invention,
Ice heat storage system transfers heat into the heat storage tank where water is stored.
A heat transfer medium having a low temperature inside the heat transfer tube.
The heat transfer tube and the heat source unit side are connected by piping so that
The low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube by the heat source unit.
Ice is made around the heat transfer tube by passing through, accumulating cold heat
And remove the cold heat by melting the ice
In a melting type ice heat storage system, a heat transfer tube in the heat storage tank is provided.
Is divided into a plurality of heat transfer tube blocks,
During the simultaneous operation of ice making operation and ice melting operation, each heat transfer tube
Cold heat supply of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the block
Each capacity is based on the target value for each heat transfer tube block.
Target ice remaining around the heat transfer tube
The amount is changed, and there is much residual ice in the heat storage tank.
Perform ice making operation in a state where some places and some places are mixed
Also make the heat storage tank a uniform ice making condition and obtain the target ice making amount.
Can achieve the expected capabilities, and
In some cases, the target residual ice amount can be set depending on the application.
There is an effect that can be obtained. Further, according to a third configuration of the present invention.
Ice heat storage system transfers heat into the heat storage tank where water is stored.
A heat transfer medium having a low temperature inside the heat transfer tube.
Connecting the front Kiden heat pipe and the heat source apparatus side pipe so that, before
The low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube by the heat source unit.
Ice is made around the heat transfer tube by passing through, accumulating cold heat
Ice to remove cold from the ice
In the heat storage system, a plurality of heat transfer tubes in the heat storage tank are provided.
Divided into heat transfer tube blocks.
Of ice growing from around the heat transfer tube adjacent to the ice
If an ice detector is installed to detect the target ice making
Both flow through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block.
The heat transfer capacity of the heat transfer medium
Control is performed based on the target value for each lock.
Re-making ice in a state where there is a lot of remaining ice and a place with little ice
Even if the rotation is performed, the inside of the heat storage tank is made uniform ice
You can get the expected ability
And, in particular, detecting the connection of
Since the detection is performed, there is an effect that the target ice making amount can be reliably obtained.
【０１４１】また、本発明の第４の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第１の構成ないし第３の構成のいずれか１
つの構成において、蓄熱槽内を複数の水ブロックに分割
し、それぞれの水ブロックに１つないし複数個の氷量検
出器を設けるとともに、水ブロック毎に伝熱管ブロック
を対応設置し、前記氷量検出器の検出氷量により伝熱管
ブロックの目標値を決定するようにしたので、水ブロッ
クと伝熱管ブロックが１対１に対応するため、水ブロッ
ク毎の氷の量の検出に基づく各伝熱ブロック毎の熱伝達
媒体の制御を詳細にかつ効果的に行える氷蓄熱システム
を構築することができる効果がある。Further, the ice heat storage system according to the fourth configuration of the present invention is provided in any one of the first to third configurations.
In one configuration , the inside of the heat storage tank is divided into a plurality of water blocks, one or more ice amount detectors are provided in each water block, and a heat transfer tube block is installed corresponding to each water block, Since the target value of the heat transfer tube block is determined based on the amount of ice detected by the detector, since the water block and the heat transfer tube block correspond one-to-one, each heat transfer based on the detection of the amount of ice for each water block is performed. There is an effect that an ice heat storage system capable of controlling the heat transfer medium for each block in detail and effectively can be constructed.
【０１４２】また、本発明の第５の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第１の構成ないし第３の構成のいずれか１
つの構成において、蓄熱槽内を複数の水ブロックに分割
し、２個以上の水ブロック毎に１個の伝熱管ブロックを
対応設置し、前記伝熱管ブロックに対応させて１つない
し複数個の氷量検出器を設置し、前記氷量検出器の検出
氷量により伝熱管ブロックの目標値を決定するようにし
たので、氷の量の検出に基づく各伝熱管ブロックの熱伝
達媒体の制御を行えるとともに、伝熱管ブロックの数が
水ブロックの数よりも少ないため、水中温度センサーや
伝熱管を接続する配管等を少なくすることができ、より
安価な氷蓄熱システムを構築することができる効果があ
る。Further, the ice heat storage system according to the fifth configuration of the present invention is provided in any one of the first to third configurations.
In one configuration , the inside of the heat storage tank is divided into a plurality of water blocks, one heat transfer tube block is provided for every two or more water blocks, and one or a plurality of ice blocks are provided corresponding to the heat transfer tube blocks. Since the amount detector is installed and the target value of the heat transfer tube block is determined based on the ice amount detected by the ice amount detector, the heat transfer medium of each heat transfer tube block can be controlled based on the detection of the amount of ice. At the same time, since the number of heat transfer tube blocks is smaller than the number of water blocks, it is possible to reduce the number of pipes for connecting the underwater temperature sensor and the heat transfer tubes, and it is possible to construct a cheaper ice heat storage system. .
【０１４３】[0143]
【０１４４】また、本発明の第６の構成に係わる氷蓄熱
システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱シ
ステムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱
管ブロックに分割し、前記伝熱管ブロックの入口配管に
それぞれ熱伝達媒体調整手段を接続し、かつ、記各伝熱
管ブロックの出口配管に接して取り付けられた冷熱供給
量検出器及び製氷時に隣接する前記伝熱管周囲から成長
する氷同士の連結を検知して目標製氷量を検出する氷量
検出器を前記伝熱管ブロックに対応して設け、前記熱伝
達媒体調整手段を、前記冷熱供給量検出器及び前記氷量
検出器の両方または氷量検出器の検出信号に基づいて制
御することで、前記伝熱管ブロックの伝熱管内に流通さ
せる熱伝達媒体の冷熱供給能力を調整するようにしたの
で、氷の残った量に起因する各伝熱管ブロック毎の熱伝
達媒体の流れる量を補正して各伝熱管ブロックにほぼ均
等に熱伝達媒体を流すことが可能となり、かつ水中温度
センサーの検出信号に基づいて氷量が目標値に達したら
前記圧力もしくは流量調整手段を全閉とするように制御
することで、各伝熱管ブロック内の氷を均一製氷状態と
し目標製氷量を得ることができ、蓄熱槽全体としても期
待した能力が得られる氷蓄熱システムを構築することが
でき、かつ、特に、氷同士の連結を検知して目標製氷量
を検出するので確実に目標製氷量が得られる効果があ
る。Further, the ice heat storage system according to the sixth configuration of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and transfers the low-temperature heat transfer medium through the inside of the heat transfer tube. A heat pipe and a heat source device side are connected by piping, and a low-temperature heat transfer medium is caused to flow through the heat transfer tube by the heat source device side to make ice around the heat transfer tube to accumulate cold heat, thereby producing
In an ice heat storage system that takes out cold heat by melting ice that has been frozen, a heat transfer tube in the heat storage tank is divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and a heat transfer medium adjusting unit is provided at an inlet pipe of the heat transfer tube block. Connected to and connected to the outlet pipe of each heat transfer tube block, and a cooling / heat supply amount detector attached thereto and grows from the vicinity of the adjacent heat transfer tube during ice making.
The amount of ice to detect the target ice making amount by detecting the connection between
A detector is provided corresponding to the heat transfer tube block, and the heat transfer
The delivery medium adjusting means, the cold heat supply amount detector and the ice amount
By controlling based on the detection signal of both of the detectors or the ice amount detector, the cooling heat supply capacity of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes of the heat transfer tube block was adjusted, so that the ice remained. By correcting the amount of heat transfer medium flowing in each heat transfer tube block due to the amount, it is possible to make the heat transfer medium flow through each heat transfer tube block almost evenly, and the amount of ice is determined based on the detection signal of the underwater temperature sensor. When the pressure reaches the target value, by controlling the pressure or flow rate adjusting means to be fully closed, the ice in each heat transfer tube block can be made into a uniform ice-making state, and the target ice-making amount can be obtained. It is possible to construct an ice thermal storage system that can provide the expected capacity , and in particular, to detect the connection between ice pieces to achieve the target ice production
Since detecting the is that effective reliably target ice amount is obtained.
【０１４５】また、本発明の第７の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第６の構成において、伝熱管ブロックの入
口配管に配管開閉手段を設け、氷量検出器の検出信号に
基づいて前記配管開閉手段の開閉制御を行うようにした
ので、圧力または流量調整手段を全閉にするという操作
が不必要となるため、圧力もしくは流量調整手段として
全閉機能のないものでも使用することができ、より機種
選定が容易になりかつ安価な氷蓄熱システムを構築する
ことができ、また、開閉弁で熱伝達媒体の流路を開閉す
ることにより制御応答性のよい氷蓄熱システムを構築す
ることができる効果がある。Further, in the ice heat storage system according to the seventh configuration of the present invention, in the sixth configuration, a pipe opening / closing means is provided at an inlet pipe of the heat transfer pipe block, and the pipe is opened and closed based on a detection signal of an ice amount detector. Since the opening / closing control of the opening / closing means is performed, the operation of fully closing the pressure or flow rate adjusting means is unnecessary, so that the pressure or flow rate adjusting means having no fully closed function can be used, It is possible to construct an ice heat storage system that makes it easier to select a model and that is inexpensive, and that an open / close valve opens and closes the flow path of the heat transfer medium to build an ice heat storage system with good control response. effective.
【０１４６】また、本発明の第８の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第６の構成において、熱源機側から蓄熱槽
への冷熱供給量の制御あるいは熱源機側のＯＮ−ＯＦＦ
制御を、冷熱供給量検出器または氷量検出器のうちいず
れかの検出信号に基づいて行うようにしたので、熱源機
側が正常な運転ができなくなり保護装置によって停止し
てしまうことを防ぐことができ、蓄熱槽内を均一製氷状
態とし目標製氷量を得ることができ、期待した能力を確
保することができる効果がある。In the ice heat storage system according to the eighth structure of the present invention, in the sixth structure, the control of the amount of cold heat supplied from the heat source device to the heat storage tank or the ON-OFF operation of the heat source device is performed.
Since the control is performed based on the detection signal of either the cold heat supply amount detector or the ice amount detector, it is possible to prevent the heat source unit from performing a normal operation and being stopped by the protection device. Thus, there is an effect that the target ice making amount can be obtained by making the inside of the heat storage tank a uniform ice making state, and the expected capacity can be secured.
【０１４７】また、本発明の第９の構成に係わる氷蓄熱
システムは、第３の構成ないし第８の構成のいずれか１
つの構成において、氷量検出器を伝熱管に近接して取付
けられた水中温度センサーとしたので、蓄熱槽内の氷量
を検出するために氷量検出器としては比較的安価な水中
温度センサーを使用することができるため安価な氷蓄熱
システムを構築することができる効果がある。Further, the ice heat storage system according to the ninth configuration of the present invention is provided in any one of the third to eighth configurations.
In one configuration, the ice amount detector was an underwater temperature sensor mounted close to the heat transfer tube, so a relatively inexpensive underwater temperature sensor was used as the ice amount detector to detect the amount of ice in the heat storage tank. Since it can be used, there is an effect that an inexpensive ice heat storage system can be constructed.
【０１４８】また、本発明の第１０の構成に係わる氷蓄
熱システムは、水が貯留された蓄熱槽内部に伝熱管を持
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させる蓄熱槽を備えた氷
蓄熱システムにおいて、再製氷運転時又は製氷運転と解
氷運転の同時運転時に、前記蓄熱槽内または蓄熱槽水出
口に１つないし複数個の水中温度センサーを備え、その
検出した前記蓄熱槽の０℃以下の氷内の温度から前記蓄
熱槽内の製氷状態を検知し、また、前記水中温度センサ
ーの検出した前記蓄熱槽の水の温度から蓄熱槽内の解氷
状態を検知することにより、蓄熱槽全体の氷量に応じて
的確に運転制御でき、蓄熱槽全体の氷量を検出するため
の高価な水位センサーを用いる必要がなく、安価な氷蓄
熱システムを構築することができる効果がある。The ice heat storage system according to the tenth configuration of the present invention has a heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, and transfers the low-temperature heat transfer medium through the heat transfer tube. a heat pipe and the heat source apparatus side are connected to one another through pipes, in an ice thermal storage system provided with a heat storage tank for ice around the heat transfer tube by circulating the cold heat transfer medium by the heat source apparatus side to the heat transfer tubes, re-making operation Time or ice making operation and solution
At the same time of the ice operation, one or a plurality of underwater temperature sensors are provided in the heat storage tank or at the heat storage tank water outlet, and the temperature of the heat storage tank is determined based on the detected temperature in the ice of 0 ° C or less.
Detects the ice making condition in the heat tank, and detects the underwater temperature sensor.
By detecting the defrosting state in the heat storage tank from the temperature of the water in the heat storage tank detected by the ー, it is possible to accurately control the operation according to the ice amount of the entire heat storage tank, and to detect the ice amount of the entire heat storage tank. There is no need to use an expensive water level sensor, and an effect that an inexpensive ice heat storage system can be constructed.
【０１４９】また、本発明の第１１の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成において、解氷運転時に蓄
熱槽内の氷量が所定の量以下になったことを検知して製
氷運転を開始するようにしたので、常時効率よく冷熱を
負荷に供給できる氷蓄熱システムを構築できる効果があ
る。In the ice heat storage system according to the eleventh configuration of the present invention, in the tenth configuration, the ice making operation is performed by detecting that the amount of ice in the heat storage tank has become equal to or less than a predetermined amount during the defrosting operation. Is started, so that there is an effect that an ice heat storage system capable of constantly supplying cold heat efficiently to the load can be constructed.
【０１５０】また、本発明の第１２の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成または第１１の構成におい
て、水中温度センサーが設置された伝熱管の伝熱管壁に
おける温度を該伝熱管に流通する熱伝達媒体の温度と
し、該伝熱管と前記隣接する伝熱管との中央位置におけ
る温度を０℃として、前記伝熱管壁と前記中央位置間の
温度勾配を表わしたとき、前記水中温度センサーで検出
した温度が、前記温度勾配上で前記水中温度センサーの
設置位置における温度よりも低い温度になった時に、製
氷運転を停止するように構成したことにより、蓄熱槽全
体の氷量を確実に目標値に制御でき、蓄熱槽全体の氷量
を検出するための高価な水位センサーを用いる必要がな
く、安価かつ制御性のよい氷蓄熱システムを構築するこ
とができる効果がある。The ice heat storage system according to the twelfth structure of the present invention is the ice heat storage system according to the tenth structure or the eleventh structure, wherein the temperature on the heat transfer tube wall of the heat transfer tube provided with the underwater temperature sensor is determined. When the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tube and the temperature at the center position between the heat transfer tube and the adjacent heat transfer tube is set to 0 ° C. and the temperature gradient between the heat transfer tube wall and the center position is expressed, When the temperature detected by the temperature sensor becomes lower than the temperature at the installation position of the underwater temperature sensor on the temperature gradient, the ice making operation is stopped, so that the amount of ice in the entire heat storage tank is reduced. It is possible to reliably control the temperature to the target value, and it is not necessary to use an expensive water level sensor for detecting the amount of ice in the entire heat storage tank. .
【０１５１】また、本発明の第１３の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第１０の構成ないし第１２の構成のいず
れか１つの構成において、水中温度センサーで検出した
温度によって、氷が成長しすぎて水流路を閉塞するのを
閉塞前に検知するように構成したことにより、蓄熱槽内
に氷が成長しすぎた時の水流路の閉塞を直前で検知する
ための閉塞保護センサーとして水中温度センサーを使用
したので、蓄熱槽内の氷が成長しすぎて隣接している伝
熱管周囲の氷同士が連結して水が流れなくなる閉塞を防
ぐことができるようになり、水が流れないため冷熱を全
く取り出せなくなってしまうことを回避して、期待通り
の性能を確保することができ、かつ水中温度センサーを
使用することで安価な氷蓄熱システムを構築することが
できる効果がある。Further, in the ice heat storage system according to the thirteenth configuration of the present invention, in any one of the tenth configuration to the twelfth configuration, the ice grows too much due to the temperature detected by the underwater temperature sensor. Underwater temperature sensor as a blockage protection sensor to detect the blockage of the water flow path immediately before the ice has grown too much in the thermal storage tank by detecting the blockage of the water flow path before the blockage. Since the ice in the heat storage tank grew too much, the ice around the adjacent heat transfer tubes connected to each other to prevent clogging that prevented water from flowing, preventing cold water from flowing. It is possible to secure the expected performance by avoiding that it cannot be taken out at all, and it is possible to construct an inexpensive ice thermal storage system by using an underwater temperature sensor.
【０１５２】また、本発明の第１４の構成に係わる氷蓄
熱システムは、第９の構成ないし第１３の構成のいずれ
か１つの構成において、蓄熱槽内の氷量を検出する水中
温度センサーがサーミスターであるようにしたので、蓄
熱槽内の氷量を検出するために非常に安価なサーミスタ
ーを使用することができるため、非常に安価な氷蓄熱シ
ステムを構築することができる効果がある。Further, in the ice heat storage system according to the fourteenth structure of the present invention, in any one of the ninth to thirteenth structures, an underwater temperature sensor for detecting the amount of ice in the heat storage tank is provided. Since the device is a mrister, a very inexpensive thermistor can be used to detect the amount of ice in the thermal storage tank, so that an extremely inexpensive ice thermal storage system can be constructed.
【図１】 本発明の実施の形態１による氷蓄熱システム
を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態１による氷蓄熱システム
を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the ice heat storage system according to Embodiment 1 of the present invention.
【図３】 本発明の実施の形態１による氷蓄熱システム
の動作を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an operation of the ice heat storage system according to the first embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施の形態１による氷蓄熱システム
における蓄熱槽内温度分布を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a temperature distribution in a heat storage tank in the ice heat storage system according to Embodiment 1 of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態２及び３による氷蓄熱シ
ステムを示す上面図である。FIG. 5 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiments 2 and 3 of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態３による氷蓄熱システ
ムにおける伝熱管周囲に付着している氷及び周囲の水の
内部の温度分布を示した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a temperature distribution inside ice and surrounding water in a heat transfer tube in an ice heat storage system according to Embodiment 3 of the present invention.
【図７】 本発明の実施の形態３による氷蓄熱システム
における氷量検知方法を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an ice amount detection method in an ice heat storage system according to Embodiment 3 of the present invention.
【図８】 本発明の実施の形態４による氷蓄熱システム
を示す上面図である。FIG. 8 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 4 of the present invention.
【図９】 本発明の実施の形態５による氷蓄熱システム
を示す上面図である。FIG. 9 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 5 of the present invention.
【図１０】 本発明の実施の形態６による氷蓄熱システ
ムにおける水中温度センサーの設置方法及び位置を示す
説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an installation method and a position of an underwater temperature sensor in an ice heat storage system according to Embodiment 6 of the present invention.
【図１１】 本発明の実施の形態７による氷蓄熱システ
ムを示す上面図である。FIG. 11 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 7 of the present invention.
【図１２】 本発明の実施の形態７による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to the seventh embodiment of the present invention.
【図１３】 本発明の実施の形態７による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示す別のフローチャートである。FIG. 13 is another flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to the seventh embodiment of the present invention.
【図１４】 本発明の実施の形態７による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示す別のフローチャートである。FIG. 14 is another flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to the seventh embodiment of the present invention.
【図１５】 本発明の実施の形態８による氷蓄熱システ
ムを示す上面図である。FIG. 15 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 8 of the present invention.
【図１６】 本発明の実施の形態９による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to Embodiment 9 of the present invention.
【図１７】 本発明の実施の形態９による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示す別のフローチャートである。FIG. 17 is another flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to Embodiment 9 of the present invention.
【図１８】 本発明の実施の形態９による氷蓄熱システ
ムにおける動作手順を示す別のフローチャートである。FIG. 18 is another flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to Embodiment 9 of the present invention.
【図１９】 本発明の実施の形態１０による氷蓄熱シス
テムを示す上面図である。FIG. 19 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 10 of the present invention.
【図２０】 本発明の実施の形態１０による氷蓄熱シス
テムにおける動作手順を示すフローチャートである。FIG. 20 is a flowchart showing an operation procedure in the ice heat storage system according to the tenth embodiment of the present invention.
【図２１】 本発明の実施の形態１１による氷蓄熱シス
テムを示す上面図である。FIG. 21 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 11 of the present invention.
【図２２】 本発明の実施の形態１２による氷蓄熱シス
テムにおける蓄熱槽内の各部位の水の温度を求める手順
を示すフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart showing a procedure for determining the temperature of water in each part in the heat storage tank in the ice heat storage system according to Embodiment 12 of the present invention.
【図２３】 本発明の実施の形態１３による氷蓄熱シス
テムを示す上面図である。FIG. 23 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention.
【図２４】 本発明の実施の形態１３による氷蓄熱シス
テムの他の構成例を示す上面図である。FIG. 24 is a top view showing another configuration example of the ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention.
【図２５】 本発明の実施の形態１３による氷蓄熱シス
テムの他の構成例を示す上面図である。FIG. 25 is a top view showing another configuration example of the ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention.
【図２６】 本発明の実施の形態１３による氷蓄熱シス
テムの他の構成例を示す上面図である。FIG. 26 is a top view showing another configuration example of the ice heat storage system according to Embodiment 13 of the present invention.
【図２７】 本発明の実施の形態１４による氷蓄熱シス
テムを示す上面図である。FIG. 27 is a top view showing an ice heat storage system according to Embodiment 14 of the present invention.
【図２８】 本発明の実施の形態１４による氷蓄熱シス
テムの他の構成例を示す上面図である。FIG. 28 is a top view showing another configuration example of the ice heat storage system according to Embodiment 14 of the present invention.
【図２９】 従来の氷蓄熱システムを示す構成図であ
る。FIG. 29 is a configuration diagram showing a conventional ice heat storage system.
１ 蓄熱槽、２ 水入口、３ 水出口、４ 水、５、５
Ａ〜５Ｆ 伝熱管、６ブラインポンプ、７ ブライン熱
交、８ 水位センサー、９ 槽内水温センサー、１０
氷厚センサー、１１、１１Ａ〜１１Ｆ 蓄熱槽の熱伝達
媒体入口、１２、１２Ａ〜１２Ｆ 蓄熱槽の熱伝達媒体
出口、１３ 仕切板、１４ａ〜１４ｆ氷量検出器（水中
温度センサー、サーミスター）、１５Ａ〜１５Ｆ 圧力
もしくは流量調整手段、１６Ａ〜１６Ｆ 熱伝達媒体温
度センサー、１７Ａ〜１７Ｆ開閉弁、１８ 閉塞保護セ
ンサー、Ａ〜Ｆ 各伝熱管ブロック、ａ〜ｆ 各水ブロ
ック。1 Thermal storage tank, 2 water inlet, 3 water outlet, 4 water, 5, 5
A to 5F Heat transfer tube, 6 brine pump, 7 brine heat exchange, 8 water level sensor, 9 water temperature sensor in tank, 10
Ice thickness sensor, 11, 11A-11F Heat transfer medium inlet of heat storage tank, 12, 12A-12F Heat transfer medium outlet of heat storage tank, 13 Partition plate, 14a-14f Ice amount detector (underwater temperature sensor, thermistor), 15A to 15F Pressure or flow rate adjusting means, 16A to 16F Heat transfer medium temperature sensor, 17A to 17F open / close valve, 18 blockage protection sensor, A to F each heat transfer tube block, a to each water block.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 文雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 飯島 等 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 井上 誠司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−55206（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293949（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 102 F28D 20/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Fumio Matsuoka 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Iijima, etc. 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric (72) Inventor Seiji Inoue 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (56) References JP-A-7-55206 (JP, A) JP-A-7-293949 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) F24F 5/00 102 F28D 20/02
Claims (14)
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す外融式の
氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数
個の伝熱管ブロックに分割し、再製氷運転時又は製氷運
転と解氷運転の同時運転時に、それぞれの伝熱管ブロッ
クの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷熱供給能力を
それぞれ前記伝熱管ブロック毎の別々に設定した目標値
に基づいて制御することを特徴とする氷蓄熱システム。1. A heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, wherein the heat transfer tube and a heat source unit are connected by a pipe so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube. An external-melting type ice, in which a low-temperature heat transfer medium is caused to flow through the heat transfer tube by the machine side to make ice around the heat transfer tube, accumulate cold heat, and extract the cold heat by melting the ice-made ice. In the heat storage system, the heat transfer tube in the heat storage tank is divided into a plurality of heat transfer tube blocks, and the heat transfer tube is used during the ice making operation or the ice making operation.
During the simultaneous operation of the spinning and the de-icing operation, controlling the cold heat supply capacity of the heat transfer medium to be circulated in the heat transfer tubes of each heat transfer tube block based on the separately set target values for each of the heat transfer tube blocks. Characteristic ice thermal storage system.
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す外融式の
氷蓄熱システムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数
個の伝熱管ブロックに分割し、再製氷運転時又は製氷運
転と解氷運転の同時運転時に、それぞれの伝熱管ブロッ
クの伝熱管内に流通させる熱伝達媒体の冷熱供給能力を
それぞれ前記伝熱管ブロック毎の目標値に基づいて制御
し、前記伝熱管周囲に製氷された目標とする残氷量を変
更することを特徴とする氷蓄熱システム。2. A heat transfer tube is provided inside a heat storage tank in which water is stored.
That is, a low-temperature heat transfer medium is circulated inside the heat transfer tube.
The heat transfer tube and the heat source device side are connected by piping as described above.
A low-temperature heat transfer medium is passed through the heat transfer tube by the machine side.
To make ice around the heat transfer tubes, accumulate cold heat,
External melting type that takes out cold heat by melting ice that has been frozen
In the ice heat storage system, a plurality of heat transfer tubes in the heat storage tank are provided.
Divided into individual heat transfer tube blocks and used during ice making operation or ice making operation.
During the simultaneous operation of spinning and deicing operation, block each heat transfer tube.
Of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tubes
Control based on the target value for each heat transfer tube block
And changes the target amount of residual ice produced around the heat transfer tube.
Additional ice thermal storage system, characterized by.
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱シ
ステムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱
管ブロックに分割し、製氷時に前記伝熱管ブロックの隣
接する前記伝熱管周囲から成長する氷同士の連結を検知
して目標製氷量を検出する氷量検出器を設けるととも
に、それぞれの伝熱管ブロックの伝熱管内に流通させる
熱伝達媒体の冷熱供給能力をそれぞれ前記伝熱管ブロッ
ク毎の目標値に基づいて制御することを特徴とする氷蓄
熱システム。3. A heat transfer tube is provided inside a heat storage tank in which water is stored.
That is, a low-temperature heat transfer medium is circulated inside the heat transfer tube.
The heat transfer tube and the heat source device side are connected by piping as described above.
A low-temperature heat transfer medium is passed through the heat transfer tube by the machine side.
To make ice around the heat transfer tubes, accumulate cold heat,
Ice storage system that extracts cold heat by thawing frozen ice
A plurality of heat transfer tubes in the heat storage tank;
Divided into tube blocks, and next to the heat transfer tube block during ice making
Detects the connection between ice growing from around the heat transfer tube
An ice level detector to detect the target ice level
And circulate through the heat transfer tubes of each heat transfer tube block.
The heat transfer capacity of the heat transfer medium
An ice heat storage system characterized by performing control based on a target value for each ice.
それぞれの水ブロックに１つないし複数個の氷量検出器
を設けるとともに、水ブロック毎に伝熱管ブロックを対
応設置し、前記氷量検出器の検出氷量により伝熱管ブロ
ックの目標値を決定することを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれか１項に記載の氷蓄熱システム。4. The heat storage tank is divided into a plurality of water blocks.
One or more ice amount detectors are provided for each water block, and a heat transfer tube block is provided for each water block, and a target value of the heat transfer tube block is determined based on the ice amount detected by the ice amount detector. The ice heat storage system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
２個以上の水ブロック毎に１個の伝熱管ブロックを対応
設置し、前記伝熱管ブロックに対応させて１つないし複
数個の氷量検出器を設置し、前記氷量検出器の検出氷量
により伝熱管ブロックの目標値を決定することを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の氷
蓄熱システム。5. The heat storage tank is divided into a plurality of water blocks,
One heat transfer tube block is installed corresponding to every two or more water blocks, and one or more ice amount detectors are installed corresponding to the heat transfer tube blocks, and the ice amount detected by the ice amount detector is set. The ice heat storage system according to any one of claims 1 to 3, wherein the target value of the heat transfer tube block is determined by the following formula.
ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させるよ
うに前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱源
機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通させ
ることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、製
氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱シ
ステムにおいて、前記蓄熱槽内の伝熱管を複数個の伝熱
管ブロックに分割し、前記伝熱管ブロックの入口配管に
それぞれ熱伝達媒体調整手段を接続し、かつ、前記各伝
熱管ブロックの出口配管に接して取り付けられた冷熱供
給量検出器及び製氷時に隣接する前記伝熱管周囲から成
長する氷同士の連結を検知して目標製氷量を検出する氷
量検出器を前記伝熱管ブロックに対応して設け、前記熱
伝達媒体調整手段を、前記冷熱供給量検出器及び前記氷
量検出器の両方または氷量検出器の検出信号に基づいて
制御することで、前記伝熱管ブロックの伝熱管内に流通
させる熱伝達媒体の冷熱供給能力を調整することを特徴
とする氷蓄熱システム。6. A heat transfer tube is provided inside a heat storage tank in which water is stored, and the heat transfer tube and a heat source unit are connected by piping so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube. In the ice heat storage system, a low-temperature heat transfer medium is caused to flow through the heat transfer tubes to make ice around the heat transfer tubes to accumulate cold heat, and to extract the cold heat by deicing the iced ice. cold heat transfer tubes is divided into a plurality of heat transfer tube block, the heat transfer thermal tubes connect each heat transfer medium adjusting means to the inlet pipe of the block, and which is mounted in contact before SL to the outlet pipe of the heat transfer tube block of It consists of a supply amount detector and the surroundings of the heat transfer tube adjacent to ice making.
Ice that detects the connection of long ice pieces and detects the target ice making amount
An amount detector corresponding to the heat transfer tube block,
The transmission medium adjusting means includes the cold heat supply amount detector and the ice
An ice heat storage system, wherein the cooling heat supply capacity of a heat transfer medium to be circulated in the heat transfer tubes of the heat transfer tube block is adjusted by performing control based on both of the amount detectors and a detection signal of the ice amount detector. .
段を設け、氷量検出器の検出信号に基づいて前記配管開
閉手段の開閉制御を行うことを特徴とする請求項６記載
の氷蓄熱システム。7. The ice heat storage system according to claim 6, wherein a pipe opening / closing means is provided at an inlet pipe of the heat transfer pipe block, and opening / closing control of the pipe opening / closing means is performed based on a detection signal of an ice amount detector. .
御あるいは熱源機側のＯＮ−ＯＦＦ制御を、冷熱供給量
検出器または氷量検出器のうちいずれかの検出信号に基
づいて行うことを特徴とする請求項６記載の氷蓄熱シス
テム。8. The control of the amount of cold heat supplied from the heat source device to the heat storage tank or the ON-OFF control of the heat source device is performed based on a detection signal of one of a cold heat supply amount detector and an ice amount detector. The ice heat storage system according to claim 6, wherein:
られた水中温度センサーであることを特徴とする請求項
３ないし請求項８のいずれか１項に記載の氷蓄熱システ
ム。9. The underwater temperature sensor according to claim 1, wherein the ice amount detector is mounted near the heat transfer tube.
The ice heat storage system according to any one of claims 3 to 8 .
持ち、前記伝熱管内部に低温の熱伝達媒体を流通させる
ように前記伝熱管と熱源機側とを配管で接続し、前記熱
源機側によって低温の熱伝達媒体を前記伝熱管に流通さ
せることにより伝熱管周囲に製氷させて冷熱を蓄積し、
製氷した氷を解氷することにより冷熱を取り出す氷蓄熱
システムにおいて、再製氷運転時又は製氷運転と解氷運
転の同時運転時に、前記蓄熱槽内または蓄熱槽水出口に
１つないし複数個の水中温度センサーを備え、その検出
した前記蓄熱槽の０℃以下の氷内温度から前記蓄熱槽内
の製氷状態を検知し、また、前記水中温度センサーの検
出した前記蓄熱槽の水の温度から蓄熱槽内の解氷状態を
検知することを特徴とする氷蓄熱システム。10. A heat transfer tube inside a heat storage tank in which water is stored, wherein the heat transfer tube and a heat source unit are connected by piping so that a low-temperature heat transfer medium flows through the heat transfer tube. By making a low-temperature heat transfer medium flow through the heat transfer tube by the machine side, ice is made around the heat transfer tube to accumulate cold heat,
In an ice storage system that takes out cold heat by freezing ice that has been made, the ice making operation or the ice making operation and the ice melting operation
At the time of simultaneous operation of rolling, one or more underwater temperature sensors are provided in the heat storage tank or at the water outlet of the heat storage tank, and the detected temperature in the ice of the heat storage tank is 0 ° C. or less.
The ice making condition of the underwater temperature sensor and the detection of the underwater temperature sensor.
An ice heat storage system characterized by detecting a defrosting state in the heat storage tank based on the temperature of the water in the heat storage tank .
量以下になったことを検知して製氷運転を開始するよう
に構成したことを特徴とする請求項１０記載の氷蓄熱シ
ステム。11. The ice heat storage system according to claim 10 , wherein the ice making operation is started upon detecting that the amount of ice in the heat storage tank has become equal to or less than a predetermined amount during the ice-drying operation. .
の伝熱管壁における温度を該伝熱管に流通する熱伝達媒
体の温度とし、該伝熱管と前記隣接する伝熱管との中央
位置における温度を０℃として、前記伝熱管壁と前記中
央位置間の温度勾配を表わしたとき、前記水中温度セン
サーで検出した温度が、前記温度勾配上で前記水中温度
センサーの設置位置における温度よりも低い温度になっ
た時に、製氷運転を停止するように構成したことを特徴
とする請求項１０または請求項１１記載の氷蓄熱システ
ム。12. The temperature at the heat transfer tube wall of the heat transfer tube in which the underwater temperature sensor is installed is defined as the temperature of the heat transfer medium flowing through the heat transfer tube, and the temperature at the central position between the heat transfer tube and the adjacent heat transfer tube. Is 0 ° C., and when the temperature gradient between the heat transfer tube wall and the central position is represented, the temperature detected by the underwater temperature sensor is lower than the temperature at the installation position of the underwater temperature sensor on the temperature gradient. when it is temperature, claim 10 or claim 11 ice storage system, wherein the configured to stop ice-making operation.
って、氷が成長しすぎて水流路を閉塞するのを閉塞前に
検知するように構成したことを特徴とする請求項１０な
いし請求項１２のいずれか１項に記載の氷蓄熱システ
ム。The temperature of 13. were detected in water temperature sensor, either of claims 10 to 12, characterized by being configured to sense to close the water flow path ice too grown before occlusion The ice heat storage system according to claim 1.
ンサーがサーミスターであることを特徴とする請求項９
ないし請求項１３のいずれか１項に記載の氷蓄熱システ
ム。14. The method of claim water temperature sensor for detecting the ice amount in the heat storage tank is characterized in that the thermistor 9
The ice heat storage system according to claim 13 .
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1997
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