JP3432004B2 - 蓄熱装置の制御方法 - Google Patents
蓄熱装置の制御方法Info
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- JP3432004B2 JP3432004B2 JP16325694A JP16325694A JP3432004B2 JP 3432004 B2 JP3432004 B2 JP 3432004B2 JP 16325694 A JP16325694 A JP 16325694A JP 16325694 A JP16325694 A JP 16325694A JP 3432004 B2 JP3432004 B2 JP 3432004B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、夜間電力を利用して冷
却されて凝固した蓄熱剤の有する冷熱を用いて冷房を行
う蓄熱装置の制御方法に関し、特に電動弁等の流量制御
手段を用いて蓄熱槽による供給冷熱量を調整する蓄熱装
置の制御方法に関するものである。
却されて凝固した蓄熱剤の有する冷熱を用いて冷房を行
う蓄熱装置の制御方法に関し、特に電動弁等の流量制御
手段を用いて蓄熱槽による供給冷熱量を調整する蓄熱装
置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱装置として、内部に設置された蓄熱
体中の蓄熱剤が凝固・融解することで冷熱を貯蔵・放出
する蓄熱槽を冷凍機と空調負荷との間に設置し、夜間に
冷凍機を稼働させて発生した冷熱を、媒体としての不凍
液を介して蓄熱槽に貯蔵し、翌日昼間の空調時間にこの
蓄熱槽の冷熱を放出して冷房を行うようにしたものが知
られている。
体中の蓄熱剤が凝固・融解することで冷熱を貯蔵・放出
する蓄熱槽を冷凍機と空調負荷との間に設置し、夜間に
冷凍機を稼働させて発生した冷熱を、媒体としての不凍
液を介して蓄熱槽に貯蔵し、翌日昼間の空調時間にこの
蓄熱槽の冷熱を放出して冷房を行うようにしたものが知
られている。
【０００３】このような蓄熱装置においては、通常、昼
間運転時においても冷凍機が併用されているが、夜間に
貯蔵された冷熱を翌日昼間の空調時間終了時までに丁度
使いきるように、蓄熱槽及び冷凍機による冷熱の供給割
合を冷房負荷の変動に対応しながら制御するようになっ
ている。これは、空調時間終了時以前に貯蔵された冷熱
がなくなってしまったり、あるいは空調時間終了時にお
いても冷熱が残っていたりすれば、低廉な夜間電力を利
用して低コストに空調を行おうとする蓄熱装置の有効利
用とならないためである。
間運転時においても冷凍機が併用されているが、夜間に
貯蔵された冷熱を翌日昼間の空調時間終了時までに丁度
使いきるように、蓄熱槽及び冷凍機による冷熱の供給割
合を冷房負荷の変動に対応しながら制御するようになっ
ている。これは、空調時間終了時以前に貯蔵された冷熱
がなくなってしまったり、あるいは空調時間終了時にお
いても冷熱が残っていたりすれば、低廉な夜間電力を利
用して低コストに空調を行おうとする蓄熱装置の有効利
用とならないためである。
【０００４】従来、このような蓄熱装置の制御方法とし
ては、例えば、コンピューターで冷凍機の運転を制御す
ると共に、コントローラーで電動弁の開度、つまり流量
を制御して、蓄熱槽及び冷凍機による冷熱の供給割合を
調整するものが知られている。
ては、例えば、コンピューターで冷凍機の運転を制御す
ると共に、コントローラーで電動弁の開度、つまり流量
を制御して、蓄熱槽及び冷凍機による冷熱の供給割合を
調整するものが知られている。
【０００５】図６・７は、このような従来の制御方法が
適用された蓄熱装置の概略構成を示している。なお、図
６では昼間運転時、図７では夜間運転時の各作動状況を
併せて示しており、破線部分は不凍液が停止している部
分を示している。
適用された蓄熱装置の概略構成を示している。なお、図
６では昼間運転時、図７では夜間運転時の各作動状況を
併せて示しており、破線部分は不凍液が停止している部
分を示している。
【０００６】この蓄熱装置には、内部に設置された蓄熱
体中の蓄熱剤としての水が製氷・解氷することで冷熱を
貯蔵・放出する氷蓄熱槽１と、不凍液を所定温度に冷却
する冷凍機２と、夜間製氷時に氷蓄熱槽１及び冷凍機２
間で不凍液を循環させる製氷ポンプ３と、不凍液と空気
とを熱交換して冷風を得るエアハンドリングユニットま
たはファンコイルユニットからなる空調負荷４と、昼間
解氷時に氷蓄熱槽１、冷凍機２及び空調負荷４間で不凍
液を循環させるブラインポンプ５とが設けられている。
さらに、昼間解氷時において氷蓄熱槽１に供給される不
凍液をバイパス可能にしているバイパス管Ｌ６と、昼間
解氷時において空調負荷４に流入する不凍液の温度を調
整すべく氷蓄熱槽１及びバイパス管Ｌ６の各流量を調整
する流量制御手段としての電動三方弁１３とが設けられ
ている。また、製氷ポンプ３並びにブラインポンプ５に
は、それぞれ逆止弁６・７が設けられている。なお、空
調負荷４の部分は、一旦プレート熱交換器で不凍液と水
とを熱交換した上で空調負荷にその水を供給するように
構成してもよい。
体中の蓄熱剤としての水が製氷・解氷することで冷熱を
貯蔵・放出する氷蓄熱槽１と、不凍液を所定温度に冷却
する冷凍機２と、夜間製氷時に氷蓄熱槽１及び冷凍機２
間で不凍液を循環させる製氷ポンプ３と、不凍液と空気
とを熱交換して冷風を得るエアハンドリングユニットま
たはファンコイルユニットからなる空調負荷４と、昼間
解氷時に氷蓄熱槽１、冷凍機２及び空調負荷４間で不凍
液を循環させるブラインポンプ５とが設けられている。
さらに、昼間解氷時において氷蓄熱槽１に供給される不
凍液をバイパス可能にしているバイパス管Ｌ６と、昼間
解氷時において空調負荷４に流入する不凍液の温度を調
整すべく氷蓄熱槽１及びバイパス管Ｌ６の各流量を調整
する流量制御手段としての電動三方弁１３とが設けられ
ている。また、製氷ポンプ３並びにブラインポンプ５に
は、それぞれ逆止弁６・７が設けられている。なお、空
調負荷４の部分は、一旦プレート熱交換器で不凍液と水
とを熱交換した上で空調負荷にその水を供給するように
構成してもよい。
【０００７】冷凍機２の流出口は、配管Ｌ１、電動二方
向弁８及び配管Ｌ２を介して氷蓄熱槽１の上部流出入口
１ｂに接続されている。この電動二方弁８は、タイマー
９により夜間製氷時には全閉され、昼間解氷時には全開
されるようになっている。電動二方向弁８及び配管Ｌ２
間の節点Ｎ１は、冷凍機２と空調負荷４とを連絡する配
管Ｌ４及びＬ５間の節点Ｎ２に、製氷ポンプ３を介して
接続されている。配管Ｌ４には不凍液温度を検出する温
度検出器１１が設けられており、その出力線は冷凍機２
に電気的に接続されている。
向弁８及び配管Ｌ２を介して氷蓄熱槽１の上部流出入口
１ｂに接続されている。この電動二方弁８は、タイマー
９により夜間製氷時には全閉され、昼間解氷時には全開
されるようになっている。電動二方向弁８及び配管Ｌ２
間の節点Ｎ１は、冷凍機２と空調負荷４とを連絡する配
管Ｌ４及びＬ５間の節点Ｎ２に、製氷ポンプ３を介して
接続されている。配管Ｌ４には不凍液温度を検出する温
度検出器１１が設けられており、その出力線は冷凍機２
に電気的に接続されている。
【０００８】氷蓄熱槽１の下部流出入口１ａは、配管Ｌ
３、電動三方弁１２及びブラインポンプ５を介して空調
負荷４の流入口に接続されている。この電動三方弁１２
のもう一方の口は、配管Ｌ６を介して、配管Ｌ１及び電
動二方向弁８間の節点Ｎ３に接続されている。電動三方
弁１２及びブラインポンプ５間には不凍液温度を検出す
る温度検出器１４が設けられており、その出力線は電動
三方弁１２を作動させるコントローラー１３に電気的に
接続されている。また、氷蓄熱槽１内には残存冷熱量、
例えば残氷量を計測するセンサー１６が設けられてお
り、その出力線は冷凍機２の運転を制御するコンピュー
ター１５に電気的に接続されている。
３、電動三方弁１２及びブラインポンプ５を介して空調
負荷４の流入口に接続されている。この電動三方弁１２
のもう一方の口は、配管Ｌ６を介して、配管Ｌ１及び電
動二方向弁８間の節点Ｎ３に接続されている。電動三方
弁１２及びブラインポンプ５間には不凍液温度を検出す
る温度検出器１４が設けられており、その出力線は電動
三方弁１２を作動させるコントローラー１３に電気的に
接続されている。また、氷蓄熱槽１内には残存冷熱量、
例えば残氷量を計測するセンサー１６が設けられてお
り、その出力線は冷凍機２の運転を制御するコンピュー
ター１５に電気的に接続されている。
【０００９】このようにしてなる蓄熱装置において、夜
間製氷時には、図７に示されるように、製氷ポンプ３が
稼働して不凍液が矢印に示すように冷凍機２及び氷蓄熱
槽１間で循環する。このとき、ブラインポンプ５は停止
しており、電動二方向弁８は全閉状態である。製氷ポン
プ３が稼働すると、製氷ポンプ３から吐出した不凍液
は、配管Ｌ４を通って冷凍機１に送られる。ここで所定
温度（例えば−５℃）まで冷却された不凍液は、配管Ｌ
１・Ｌ６、電動三方弁１２及び配管Ｌ３を通って下部流
出入口１ａから氷蓄熱槽１内に流入する。氷蓄熱槽１内
に流入した不凍液は、冷熱を放出して温度０℃近くに上
昇し、上部流出入口１ｂから配管Ｌ２を通って製氷ポン
プ３に戻る。
間製氷時には、図７に示されるように、製氷ポンプ３が
稼働して不凍液が矢印に示すように冷凍機２及び氷蓄熱
槽１間で循環する。このとき、ブラインポンプ５は停止
しており、電動二方向弁８は全閉状態である。製氷ポン
プ３が稼働すると、製氷ポンプ３から吐出した不凍液
は、配管Ｌ４を通って冷凍機１に送られる。ここで所定
温度（例えば−５℃）まで冷却された不凍液は、配管Ｌ
１・Ｌ６、電動三方弁１２及び配管Ｌ３を通って下部流
出入口１ａから氷蓄熱槽１内に流入する。氷蓄熱槽１内
に流入した不凍液は、冷熱を放出して温度０℃近くに上
昇し、上部流出入口１ｂから配管Ｌ２を通って製氷ポン
プ３に戻る。
【００１０】一方、昼間解氷時においては、図６に示さ
れるように、ブラインポンプ５が稼働して不凍液が空調
負荷４、冷凍機２及び氷蓄熱槽１間で循環する。電動二
方弁８を全開した状態でブラインポンプ５が稼働する
と、ブラインポンプ５から吐出し空調負荷４を通過した
不凍液は、温度１２℃程度で、配管Ｌ５・Ｌ４を通って
冷凍機２に送られ、ここで所定の中間温度（例えば９
℃）まで冷却される。
れるように、ブラインポンプ５が稼働して不凍液が空調
負荷４、冷凍機２及び氷蓄熱槽１間で循環する。電動二
方弁８を全開した状態でブラインポンプ５が稼働する
と、ブラインポンプ５から吐出し空調負荷４を通過した
不凍液は、温度１２℃程度で、配管Ｌ５・Ｌ４を通って
冷凍機２に送られ、ここで所定の中間温度（例えば９
℃）まで冷却される。
【００１１】冷凍機２から流出した不凍液は、配管Ｌ１
を通って節点Ｎ３に達し、ここで電動二方向弁８及び配
管Ｌ６の各方向に分流する。電動二方向弁８を通過した
不凍液（流量Ｑ1）は、配管Ｌ２を通って上部流出入口
１ｂから氷蓄熱槽１内に流入し、蓄熱体中の氷を解氷し
ながら温度０℃近くまで冷却される。この不凍液は、下
部流出入口１ａから配管Ｌ３を通って、電動三方弁１２
に流入し、配管Ｌ６を通過した温度９℃の不凍液（流量
Ｑ2）と合流した後ブラインポンプ５に戻る。
を通って節点Ｎ３に達し、ここで電動二方向弁８及び配
管Ｌ６の各方向に分流する。電動二方向弁８を通過した
不凍液（流量Ｑ1）は、配管Ｌ２を通って上部流出入口
１ｂから氷蓄熱槽１内に流入し、蓄熱体中の氷を解氷し
ながら温度０℃近くまで冷却される。この不凍液は、下
部流出入口１ａから配管Ｌ３を通って、電動三方弁１２
に流入し、配管Ｌ６を通過した温度９℃の不凍液（流量
Ｑ2）と合流した後ブラインポンプ５に戻る。
【００１２】このとき、電動三方弁１２から流出する不
凍液の温度が温度検出器１４で検出され、その流出温度
を一定（例えば７℃）に保持するよう、コントローラー
１３によって電動三方弁１２の開度、つまり流量Ｑ1・
Ｑ2の割合が制御される。
凍液の温度が温度検出器１４で検出され、その流出温度
を一定（例えば７℃）に保持するよう、コントローラー
１３によって電動三方弁１２の開度、つまり流量Ｑ1・
Ｑ2の割合が制御される。
【００１３】また、冷凍機２の運転は、氷蓄熱槽１内の
冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるように、コンピュ
ーター１５で制御される。すなわち、センサー１６で氷
蓄熱槽１内の残存冷熱量を計測すると共に、冷房負荷の
変動状況から空調時間終了時までの冷房負荷を予測し、
これらに基づいて冷凍機２及び氷蓄熱槽１による冷熱の
供給割合を算出して冷凍機１を運転する。
冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるように、コンピュ
ーター１５で制御される。すなわち、センサー１６で氷
蓄熱槽１内の残存冷熱量を計測すると共に、冷房負荷の
変動状況から空調時間終了時までの冷房負荷を予測し、
これらに基づいて冷凍機２及び氷蓄熱槽１による冷熱の
供給割合を算出して冷凍機１を運転する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の制御方法では、氷蓄熱槽１内の残存冷熱量を計測
するセンサー１６や冷凍機２の運転を制御するコンピュ
ーター１５が必要であり、装置が複雑化してコストが増
大するにもかかわらず、制御そのものがあくまで予測に
基づいて行われているため、天候が急変した場合等には
的確に対応できないといった不都合があった。その上、
昼間解氷時の電動三方弁１２による流出温度制御におい
ては、上述のように不凍液温度を７℃に調整するように
すると、冷凍機２から直接流入する不凍液温度９℃との
温度差は僅かに２℃であり、このような微妙な温度調整
をしながら、空調時間終了時に確実に冷熱を使いきるよ
うに制御するのは非常に厄介であり、電動弁の制御性等
からして確実に行うのは困難である。
従来の制御方法では、氷蓄熱槽１内の残存冷熱量を計測
するセンサー１６や冷凍機２の運転を制御するコンピュ
ーター１５が必要であり、装置が複雑化してコストが増
大するにもかかわらず、制御そのものがあくまで予測に
基づいて行われているため、天候が急変した場合等には
的確に対応できないといった不都合があった。その上、
昼間解氷時の電動三方弁１２による流出温度制御におい
ては、上述のように不凍液温度を７℃に調整するように
すると、冷凍機２から直接流入する不凍液温度９℃との
温度差は僅かに２℃であり、このような微妙な温度調整
をしながら、空調時間終了時に確実に冷熱を使いきるよ
うに制御するのは非常に厄介であり、電動弁の制御性等
からして確実に行うのは困難である。
【００１５】本発明は、このような従来技術の不都合を
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
簡単・低コストな構成で蓄熱槽内の冷熱を空調時間終了
時に概ね使いきるようにすることのできる蓄熱装置の制
御方法を提供することにある。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
簡単・低コストな構成で蓄熱槽内の冷熱を空調時間終了
時に概ね使いきるようにすることのできる蓄熱装置の制
御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述した目的は、本発明
によれば、内部に設置された蓄熱体中の蓄熱剤が凝固・
融解することで冷熱を貯蔵・放出する蓄熱槽と、不凍液
を冷却する冷凍機と、前記不凍液と空気とを熱交換して
冷風を得る空調負荷と、前記冷凍機、前記蓄熱槽及び前
記空調負荷間で前記不凍液を循環させるポンプと、前記
蓄熱槽に供給される不凍液をバイパス可能にするバイパ
ス管と、夜間に貯蔵された前記蓄熱槽内の冷熱を放出さ
せて冷房を行う昼間運転時において前記空調負荷に流入
する前記不凍液の温度を調整するべく前記蓄熱槽及び前
記バイパス管の各流量を調整する流量制御手段とを有す
る蓄熱装置の制御方法であって、昼間運転時において、
記憶手段に予め設定された所定の流量パターンにしたが
って前記流量制御手段を作動させると共に、前記蓄熱槽
に流入する前記不凍液の温度を所定値に保持するよう前
記冷凍機を運転するものとし、前記流量パターンが、昼
間運転開始後における前記蓄熱槽から流出する前記不凍
液の温度変化に応じて補正されていることを特徴とする
蓄熱装置の制御方法を提供することにより達成される。
によれば、内部に設置された蓄熱体中の蓄熱剤が凝固・
融解することで冷熱を貯蔵・放出する蓄熱槽と、不凍液
を冷却する冷凍機と、前記不凍液と空気とを熱交換して
冷風を得る空調負荷と、前記冷凍機、前記蓄熱槽及び前
記空調負荷間で前記不凍液を循環させるポンプと、前記
蓄熱槽に供給される不凍液をバイパス可能にするバイパ
ス管と、夜間に貯蔵された前記蓄熱槽内の冷熱を放出さ
せて冷房を行う昼間運転時において前記空調負荷に流入
する前記不凍液の温度を調整するべく前記蓄熱槽及び前
記バイパス管の各流量を調整する流量制御手段とを有す
る蓄熱装置の制御方法であって、昼間運転時において、
記憶手段に予め設定された所定の流量パターンにしたが
って前記流量制御手段を作動させると共に、前記蓄熱槽
に流入する前記不凍液の温度を所定値に保持するよう前
記冷凍機を運転するものとし、前記流量パターンが、昼
間運転開始後における前記蓄熱槽から流出する前記不凍
液の温度変化に応じて補正されていることを特徴とする
蓄熱装置の制御方法を提供することにより達成される。
【００１７】特に、前記流量パターンが、空調時間内に
おける前記空調負荷にかかる冷房負荷の変動状況に基づ
いて設定されていると好ましい。
おける前記空調負荷にかかる冷房負荷の変動状況に基づ
いて設定されていると好ましい。
【００１８】
【作用】昼間運転時に蓄熱槽から流出する不凍液の温度
は蓄熱剤の融点（例えば、蓄熱剤を水とすると略０℃）
で一定であり、蓄熱槽に流入する不凍液の温度を一定に
保持すれば、蓄熱槽から供給される冷熱量は蓄熱槽の流
量を増減することで調整し得る。そこで、夜間に蓄熱槽
に貯蔵された冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるよう
に空調時間内の流量パターンを予め設定して、電動二方
弁等の流量制御手段を作動させるタイマー等の記憶手段
にこの流量パターンを記憶させ、これに従って流量制御
手段を作動させると共に、蓄熱槽に流入する不凍液の温
度を所定値に保持するよう冷凍機を自動運転させること
で、貯蔵冷熱を流量パターンに応じて消費し、空調時間
終了時に概ね使いきるようにすることができる。なお、
蓄熱槽により供給されない冷房負荷の不足分は、上記の
ような冷凍機の自動運転で随時補充されることになり、
冷房負荷の変動にも対応することができる。したがっ
て、貯蔵冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるように制
御するためのコンピューター等の制御手段や残氷量セン
サー等の計測手段が不要になる。
は蓄熱剤の融点（例えば、蓄熱剤を水とすると略０℃）
で一定であり、蓄熱槽に流入する不凍液の温度を一定に
保持すれば、蓄熱槽から供給される冷熱量は蓄熱槽の流
量を増減することで調整し得る。そこで、夜間に蓄熱槽
に貯蔵された冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるよう
に空調時間内の流量パターンを予め設定して、電動二方
弁等の流量制御手段を作動させるタイマー等の記憶手段
にこの流量パターンを記憶させ、これに従って流量制御
手段を作動させると共に、蓄熱槽に流入する不凍液の温
度を所定値に保持するよう冷凍機を自動運転させること
で、貯蔵冷熱を流量パターンに応じて消費し、空調時間
終了時に概ね使いきるようにすることができる。なお、
蓄熱槽により供給されない冷房負荷の不足分は、上記の
ような冷凍機の自動運転で随時補充されることになり、
冷房負荷の変動にも対応することができる。したがっ
て、貯蔵冷熱を空調時間終了時に丁度使いきるように制
御するためのコンピューター等の制御手段や残氷量セン
サー等の計測手段が不要になる。
【００１９】その上、流量パターンを冷房負荷の変動に
応じて設定すれば、冷凍機が負担する最大冷熱量を小さ
くし得る。また、流量パターンを昼間運転時の蓄熱槽流
出温度の変動に応じて補正すれば、貯蔵冷熱をより一層
精度よく使いきることができるようになる。
応じて設定すれば、冷凍機が負担する最大冷熱量を小さ
くし得る。また、流量パターンを昼間運転時の蓄熱槽流
出温度の変動に応じて補正すれば、貯蔵冷熱をより一層
精度よく使いきることができるようになる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００２１】図１並びに図２は、本発明による制御方法
が適用された蓄熱装置の概略構成を示すブロック図であ
り、図１では昼間運転時、図２では夜間運転時の各作動
状況を併せて示しており、破線部分は稼働していないこ
とを示している。この蓄熱装置は、図６・７で示される
従来形式の蓄熱装置と比較して、電動三方弁１２、コン
トローラー１３、温度検出器１４及びコンピューター１
５が除去され、代わりに配管Ｌ６中に半固定弁１０が設
置されたものである。この半固定弁１０は、所定の開度
に調整固定されており、配管Ｌ６を通る不凍液に所定の
抵抗を与えるものである。後述する電動二方弁の流量制
御時において、この抵抗により流量Ｑ1・Ｑ2が適切に配
分される。なお、図６・７で説明した従来構成と同一部
分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
が適用された蓄熱装置の概略構成を示すブロック図であ
り、図１では昼間運転時、図２では夜間運転時の各作動
状況を併せて示しており、破線部分は稼働していないこ
とを示している。この蓄熱装置は、図６・７で示される
従来形式の蓄熱装置と比較して、電動三方弁１２、コン
トローラー１３、温度検出器１４及びコンピューター１
５が除去され、代わりに配管Ｌ６中に半固定弁１０が設
置されたものである。この半固定弁１０は、所定の開度
に調整固定されており、配管Ｌ６を通る不凍液に所定の
抵抗を与えるものである。後述する電動二方弁の流量制
御時において、この抵抗により流量Ｑ1・Ｑ2が適切に配
分される。なお、図６・７で説明した従来構成と同一部
分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２２】このようにしてなる蓄熱装置において、夜
間運転時には、図２に示されるように、図７に示される
従来形式の蓄熱装置と同様に不凍液が冷凍機２及び氷蓄
熱槽１間で循環する。このとき、タイマー９により電動
二方向弁８が全閉され、ブラインポンプ５は停止してい
る。製氷ポンプ３が稼働すると、製氷ポンプ３から吐出
した不凍液は、配管Ｌ４を通って冷凍機２に送られ、こ
こで所定温度（例えば−５℃）まで冷却され、配管Ｌ
１、調節弁１０及び配管Ｌ３を通って下部流出入口１ａ
から氷蓄熱槽１内に流入する。氷蓄熱槽１内で冷熱を放
出した不凍液は温度０℃で、上部流出入口１ｂから配管
Ｌ２を通って製氷ポンプ３に戻る。
間運転時には、図２に示されるように、図７に示される
従来形式の蓄熱装置と同様に不凍液が冷凍機２及び氷蓄
熱槽１間で循環する。このとき、タイマー９により電動
二方向弁８が全閉され、ブラインポンプ５は停止してい
る。製氷ポンプ３が稼働すると、製氷ポンプ３から吐出
した不凍液は、配管Ｌ４を通って冷凍機２に送られ、こ
こで所定温度（例えば−５℃）まで冷却され、配管Ｌ
１、調節弁１０及び配管Ｌ３を通って下部流出入口１ａ
から氷蓄熱槽１内に流入する。氷蓄熱槽１内で冷熱を放
出した不凍液は温度０℃で、上部流出入口１ｂから配管
Ｌ２を通って製氷ポンプ３に戻る。
【００２３】一方、昼間解氷時においては、図１に示さ
れるように、図６に示される従来形式の蓄熱装置と同様
に、ブラインポンプ５を稼働させて空調負荷４、冷凍機
２及び氷蓄熱槽１間で不凍液を循環させる。なお、冷房
負荷の低い春期及び秋期には、冷凍機２は停止され氷蓄
熱槽１により供給される冷熱だけで冷房が行なわれる場
合もあるが、冷房負荷の高い夏期等通常は冷凍機２が併
用される。
れるように、図６に示される従来形式の蓄熱装置と同様
に、ブラインポンプ５を稼働させて空調負荷４、冷凍機
２及び氷蓄熱槽１間で不凍液を循環させる。なお、冷房
負荷の低い春期及び秋期には、冷凍機２は停止され氷蓄
熱槽１により供給される冷熱だけで冷房が行なわれる場
合もあるが、冷房負荷の高い夏期等通常は冷凍機２が併
用される。
【００２４】製氷ポンプ３を停止した状態でブラインポ
ンプ５を稼働させると、ブラインポンプ５から吐出され
た不凍液は、空調負荷４で冷熱を放出して、配管Ｌ５・
Ｌ４を通って冷凍機２に送られる。冷房負荷の高い夏期
等では、ここで所定の中間温度（例えば９℃）まで冷却
される。
ンプ５を稼働させると、ブラインポンプ５から吐出され
た不凍液は、空調負荷４で冷熱を放出して、配管Ｌ５・
Ｌ４を通って冷凍機２に送られる。冷房負荷の高い夏期
等では、ここで所定の中間温度（例えば９℃）まで冷却
される。
【００２５】冷凍機２から流出した不凍液は、配管Ｌ１
を通って節点Ｎ３に達し、ここで電動二方向弁８及び半
固定弁１０の各方向に分流する。電動二方向弁８を通過
した不凍液（流量Ｑ1）は、配管Ｌ２を通って上部流出
入口１ｂから氷蓄熱槽１内に流入し、蓄熱体から冷熱を
吸収して温度０℃近くまで冷却される。この不凍液は、
下部流出入口１ａから配管Ｌ３を通って節点Ｎ４に達
し、半固定弁１０を通過した温度９℃の不凍液（流量Ｑ
2）と合流した後ブラインポンプ５に戻る。
を通って節点Ｎ３に達し、ここで電動二方向弁８及び半
固定弁１０の各方向に分流する。電動二方向弁８を通過
した不凍液（流量Ｑ1）は、配管Ｌ２を通って上部流出
入口１ｂから氷蓄熱槽１内に流入し、蓄熱体から冷熱を
吸収して温度０℃近くまで冷却される。この不凍液は、
下部流出入口１ａから配管Ｌ３を通って節点Ｎ４に達
し、半固定弁１０を通過した温度９℃の不凍液（流量Ｑ
2）と合流した後ブラインポンプ５に戻る。
【００２６】このとき、夜間製氷時に氷蓄熱槽１に貯蔵
された冷熱を空調時間終了時に概ね使いきるように、氷
蓄熱槽１により供給される冷熱量を調整する。空調負荷
４にかかる冷房負荷は、図３の負荷曲線で示されるよう
に、空調時間内で大きく変動するので、冷房負荷の大き
い時間帯には氷蓄熱槽１からの供給冷熱量を大きくす
る。例えば、１日の平均負荷がピーク時の８５％とする
と、冷房負荷がこの平均負荷よりも大きい高負荷時に
は、ピーク負荷から冷凍機２の冷却能力（例えば、ピー
ク負荷の６０％）を差し引いた冷熱量（例えば、ピーク
負荷の４０％）が氷蓄熱槽１から一定して供給される。
また、冷房負荷が平均負荷より小さい低負荷時には、平
均負荷から冷凍機２の冷却能力を差し引いた冷熱量（例
えば、ピーク負荷の２５％）が氷蓄熱槽１から一定して
供給される。
された冷熱を空調時間終了時に概ね使いきるように、氷
蓄熱槽１により供給される冷熱量を調整する。空調負荷
４にかかる冷房負荷は、図３の負荷曲線で示されるよう
に、空調時間内で大きく変動するので、冷房負荷の大き
い時間帯には氷蓄熱槽１からの供給冷熱量を大きくす
る。例えば、１日の平均負荷がピーク時の８５％とする
と、冷房負荷がこの平均負荷よりも大きい高負荷時に
は、ピーク負荷から冷凍機２の冷却能力（例えば、ピー
ク負荷の６０％）を差し引いた冷熱量（例えば、ピーク
負荷の４０％）が氷蓄熱槽１から一定して供給される。
また、冷房負荷が平均負荷より小さい低負荷時には、平
均負荷から冷凍機２の冷却能力を差し引いた冷熱量（例
えば、ピーク負荷の２５％）が氷蓄熱槽１から一定して
供給される。
【００２７】氷蓄熱槽１から供給される冷熱量は、電動
二方弁８によって流量Ｑ1・Ｑ2を増減することで調整さ
れる。すなわち、下部流出入口１ａから流出する不凍液
の温度である氷蓄熱槽流出温度は略０℃で一定であるた
め、上部流出入口１ｂから流入する不凍液の温度である
氷蓄熱槽流入温度、つまり冷凍機２からの不凍液の流出
温度を一定に保持すれば、氷蓄熱槽１から取り出される
冷熱量は、氷蓄熱槽１に流入する不凍液の流量Ｑ1を増
減することで調整される。そこで、この低負荷時及び高
負荷時に応じて電動二方弁８の開度が２段階に切り替わ
る開度パターンを記憶手段としてのタイマー９に予め設
定しておき、毎日この一定の開度パターンに従って電動
二方弁８を作動させる。
二方弁８によって流量Ｑ1・Ｑ2を増減することで調整さ
れる。すなわち、下部流出入口１ａから流出する不凍液
の温度である氷蓄熱槽流出温度は略０℃で一定であるた
め、上部流出入口１ｂから流入する不凍液の温度である
氷蓄熱槽流入温度、つまり冷凍機２からの不凍液の流出
温度を一定に保持すれば、氷蓄熱槽１から取り出される
冷熱量は、氷蓄熱槽１に流入する不凍液の流量Ｑ1を増
減することで調整される。そこで、この低負荷時及び高
負荷時に応じて電動二方弁８の開度が２段階に切り替わ
る開度パターンを記憶手段としてのタイマー９に予め設
定しておき、毎日この一定の開度パターンに従って電動
二方弁８を作動させる。
【００２８】一方、低負荷時において平均負荷に達しな
いとき、あるいは高負荷時においてピーク負荷に達しな
いときは、冷凍機２が自動的に減量運転される。すなわ
ち、温度検出器１１により冷凍機に流入する不凍液の温
度が検出され、この温度と予め設定された所定の中間温
度との温度差に基づいて冷凍機２が部分運転あるいは停
止される。
いとき、あるいは高負荷時においてピーク負荷に達しな
いときは、冷凍機２が自動的に減量運転される。すなわ
ち、温度検出器１１により冷凍機に流入する不凍液の温
度が検出され、この温度と予め設定された所定の中間温
度との温度差に基づいて冷凍機２が部分運転あるいは停
止される。
【００２９】ところで、氷蓄熱槽流出温度は、図４に示
すように、解氷開始からの経過時間によって若干変動す
る。この図は、解氷時間を１０時間としたときの氷蓄熱
槽流出温度の変動状況を示しており、最初の１時間は０
℃より低く、その後７時間は概ね０℃であり、最後の２
時間は３℃程度に上昇する。そこで、この氷蓄熱槽流出
温度の変動状況をもとに、空調負荷流入温度が一定に保
持されるよう、上記の電動二方弁８の開度パターンを補
正する。結局、電動二方弁８の開度は、例えば図５に示
されるように、必要に応じて４段階または５段階に設定
される。
すように、解氷開始からの経過時間によって若干変動す
る。この図は、解氷時間を１０時間としたときの氷蓄熱
槽流出温度の変動状況を示しており、最初の１時間は０
℃より低く、その後７時間は概ね０℃であり、最後の２
時間は３℃程度に上昇する。そこで、この氷蓄熱槽流出
温度の変動状況をもとに、空調負荷流入温度が一定に保
持されるよう、上記の電動二方弁８の開度パターンを補
正する。結局、電動二方弁８の開度は、例えば図５に示
されるように、必要に応じて４段階または５段階に設定
される。
【００３０】なお、本実施例においては、冷房負荷の変
動に対応するものとして、図３に示されるように、冷房
負荷の変動に応じて低負荷時及び高負荷時の２段階に電
動二方弁８の開度を設定するようにしたが、本発明はこ
れに限るものではなく、さらに細分化して開度を設定す
るようにしても良い。
動に対応するものとして、図３に示されるように、冷房
負荷の変動に応じて低負荷時及び高負荷時の２段階に電
動二方弁８の開度を設定するようにしたが、本発明はこ
れに限るものではなく、さらに細分化して開度を設定す
るようにしても良い。
【００３１】また、本実施例では、氷蓄熱装置、すなわ
ち蓄熱剤として水を用いたものを示したが、本発明はこ
れに限るものではなく、水に各種添加物を混入した混合
液、例えばエチレングリコール等の希薄水溶液は勿論の
こと、融点が空調温度以下になる物質であれば特に限定
されない。
ち蓄熱剤として水を用いたものを示したが、本発明はこ
れに限るものではなく、水に各種添加物を混入した混合
液、例えばエチレングリコール等の希薄水溶液は勿論の
こと、融点が空調温度以下になる物質であれば特に限定
されない。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による蓄熱装置の制御方法によれば、電動二方弁等の
流量制御手段をタイマー等の記憶手段に記憶された流量
パターンに従って作動させると共に、蓄熱槽に流入する
不凍液の温度を所定値に保持するよう冷凍機を自動運転
させるだけで、空調時間終了時に貯蔵された冷熱を概ね
使いきるようにすることができ、特に空調負荷流入温度
や供給冷熱量の制御のために高価なコンピューター等の
制御手段や計測手段を設ける必要がなく、コストを大幅
に低減し得る。
明による蓄熱装置の制御方法によれば、電動二方弁等の
流量制御手段をタイマー等の記憶手段に記憶された流量
パターンに従って作動させると共に、蓄熱槽に流入する
不凍液の温度を所定値に保持するよう冷凍機を自動運転
させるだけで、空調時間終了時に貯蔵された冷熱を概ね
使いきるようにすることができ、特に空調負荷流入温度
や供給冷熱量の制御のために高価なコンピューター等の
制御手段や計測手段を設ける必要がなく、コストを大幅
に低減し得る。
【００３３】特に、流量パターンを冷房負荷の変動に応
じて設定すれば、冷凍機を小型化し得るため、設置費や
電力料金等のコストを低減し得る。また、流量パターン
を昼間運転時の蓄熱槽流出温度の変化に応じて補正すれ
ば、貯蔵冷熱をより精度よく使いきることができる。
じて設定すれば、冷凍機を小型化し得るため、設置費や
電力料金等のコストを低減し得る。また、流量パターン
を昼間運転時の蓄熱槽流出温度の変化に応じて補正すれ
ば、貯蔵冷熱をより精度よく使いきることができる。
【図１】本発明が適用された蓄熱装置の概略構成及び昼
間解氷時の作動状況を示すブロック図。
間解氷時の作動状況を示すブロック図。
【図２】夜間製氷時の作動状況を示す図１と同様のブロ
ック図。
ック図。
【図３】冷凍機及び氷蓄熱槽による冷熱量の供給割合を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図４】昼間解氷時の氷蓄熱槽流出温度の経時変化を示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】電動二方弁の開度パターンを示すグラフ。
【図６】従来の制御方法が適用された蓄熱装置の概略構
成及び昼間解氷時の作動状況を示すブロック図。
成及び昼間解氷時の作動状況を示すブロック図。
【図７】夜間解氷時の作動状況を示す図６と同様のブロ
ック図
ック図
１ 氷蓄熱槽
１ａ 下部流出入口
１ｂ 上部流出入口
２ 冷凍機
３ 製氷ポンプ
４ 空調負荷
５ ブラインポンプ
６・７ 逆止弁
８ 電動二方弁
９ タイマー
１０ 半固定弁
１１ 温度検出器
１２ 電動三方弁
１３ コントローラー
１４ 温度検出器
１５ コンピューター
１６ センサー
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 11/02 102
Claims (2)
- 【請求項１】 内部に設置された蓄熱体中の蓄熱剤が
凝固・融解することで冷熱を貯蔵・放出する蓄熱槽と、
不凍液を冷却する冷凍機と、前記不凍液と空気とを熱交
換して冷風を得る空調負荷と、前記冷凍機、前記蓄熱槽
及び前記空調負荷間で前記不凍液を循環させるポンプ
と、前記蓄熱槽に供給される不凍液をバイパス可能にす
るバイパス管と、夜間に貯蔵された前記蓄熱槽内の冷熱
を放出させて冷房を行う昼間運転時において前記空調負
荷に流入する前記不凍液の温度を調整するべく前記蓄熱
槽及び前記バイパス管の各流量を調整する流量制御手段
とを有する蓄熱装置の制御方法であって、 昼間運転時において、記憶手段に予め設定された所定の
流量パターンにしたがって前記流量制御手段を作動させ
ると共に、前記蓄熱槽に流入する前記不凍液の温度を所
定値に保持するよう前記冷凍機を運転するものとし、 前記流量パターンが、昼間運転開始後における前記蓄熱
槽から流出する前記不凍液の温度変化に応じて補正され
ている ことを特徴とする蓄熱装置の制御方法。 - 【請求項２】 前記流量パターンが、空調時間内にお
ける前記空調負荷にかかる冷房負荷の変動状況に基づい
て設定されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄
熱装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16325694A JP3432004B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 蓄熱装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16325694A JP3432004B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 蓄熱装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085128A JPH085128A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3432004B2 true JP3432004B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=15770343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16325694A Expired - Fee Related JP3432004B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 蓄熱装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3432004B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003106575A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Hitachi Ltd | 氷蓄熱式空気調和装置 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP16325694A patent/JP3432004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085128A (ja) | 1996-01-12 |
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