JP3447178B2 - 蓄熱空調システムの制御方法 - Google Patents
蓄熱空調システムの制御方法Info
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- JP3447178B2 JP3447178B2 JP18147496A JP18147496A JP3447178B2 JP 3447178 B2 JP3447178 B2 JP 3447178B2 JP 18147496 A JP18147496 A JP 18147496A JP 18147496 A JP18147496 A JP 18147496A JP 3447178 B2 JP3447178 B2 JP 3447178B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱空調システム
の制御方法に関し、特に蓄熱運転と放熱運転の完了を確
実に検出してこれらの運転を停止するようにした蓄熱空
調システムの制御方法に関する。
の制御方法に関し、特に蓄熱運転と放熱運転の完了を確
実に検出してこれらの運転を停止するようにした蓄熱空
調システムの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、割安な夜間電力を利用して蓄熱槽
に潜熱あるいは顕熱を利用して蓄熱し、昼間に蓄熱した
熱量を使いながら空調運転を行う蓄熱空調システムの開
発が進んでいる。
に潜熱あるいは顕熱を利用して蓄熱し、昼間に蓄熱した
熱量を使いながら空調運転を行う蓄熱空調システムの開
発が進んでいる。
【０００３】図７及び図８に示すのは、二次媒体として
最も一般的な水を用いた氷蓄熱空調システムの一例であ
り、スタティックタイプ内融式と呼ばれる形式のもので
ある。これは、図９に示すように、例えばポリプロピレ
ン製や銅製等のパイプからなる製氷用の多数の熱交換用
の配管２ａが所定の細ピッチで設置されており、蓄熱運
転時は一次媒体を冷凍機との間で循環してこのパイプの
周りに製氷し、放熱運転時は一次媒体を空調側との間で
循環して氷を内側から融解させるようになっている。
最も一般的な水を用いた氷蓄熱空調システムの一例であ
り、スタティックタイプ内融式と呼ばれる形式のもので
ある。これは、図９に示すように、例えばポリプロピレ
ン製や銅製等のパイプからなる製氷用の多数の熱交換用
の配管２ａが所定の細ピッチで設置されており、蓄熱運
転時は一次媒体を冷凍機との間で循環してこのパイプの
周りに製氷し、放熱運転時は一次媒体を空調側との間で
循環して氷を内側から融解させるようになっている。
【０００４】これらの図に示すように、この蓄熱空調シ
ステムには、氷蓄熱槽２と冷凍機３又は熱交換器７との
間で一次媒体（ブライン）を循環させる一次媒体系４
と、空間と熱交換器との間で二次媒体（水）を循環させ
る二次媒体系６とが備えられ、これらには、媒体を所定
の経路に流通させるための流体ポンプと開閉弁が設けら
れている。
ステムには、氷蓄熱槽２と冷凍機３又は熱交換器７との
間で一次媒体（ブライン）を循環させる一次媒体系４
と、空間と熱交換器との間で二次媒体（水）を循環させ
る二次媒体系６とが備えられ、これらには、媒体を所定
の経路に流通させるための流体ポンプと開閉弁が設けら
れている。
【０００５】すなわち、一次媒体系４は、冷凍機と蓄熱
槽を循環する主ライン（蓄熱ライン）４ａと、蓄熱槽と
熱交換器を循環する分岐ライン（放熱ライン）４ｂとを
有しており、主ラインには一次ポンプ（蓄熱用ポンプ）
１が、分岐ライン４ｂには、氷放熱ブラインポンプ８が
配置されている。主ライン４ａの分岐ライン４ｂとの分
岐点の下流側及び合流点の上流側には自動弁９ａ，９ｂ
が、分岐ライン４ｂの入口側及び出口側には自動弁９
ｃ，９ｄがそれぞれ配置され、これらの開閉により主ラ
イン及び／又は分岐ラインの流通の切替を行なうように
なっている。
槽を循環する主ライン（蓄熱ライン）４ａと、蓄熱槽と
熱交換器を循環する分岐ライン（放熱ライン）４ｂとを
有しており、主ラインには一次ポンプ（蓄熱用ポンプ）
１が、分岐ライン４ｂには、氷放熱ブラインポンプ８が
配置されている。主ライン４ａの分岐ライン４ｂとの分
岐点の下流側及び合流点の上流側には自動弁９ａ，９ｂ
が、分岐ライン４ｂの入口側及び出口側には自動弁９
ｃ，９ｄがそれぞれ配置され、これらの開閉により主ラ
イン及び／又は分岐ラインの流通の切替を行なうように
なっている。
【０００６】上記システムで夜間の蓄熱運転を行う時に
は、図７に示すように、主ライン４ａ内の自動弁９ａ，
９ｂを開き、分岐ライン４ｂ内の自動弁９ｃ，９ｄを閉
じて、一次ポンプ１を駆動させつつ、冷凍機３で一次媒
体（ブライン）を、例えば−５℃に冷却する。これによ
り、冷却させた一次媒体を氷蓄熱槽２に導き、この氷蓄
熱槽２内に氷を生成して蓄熱する。
は、図７に示すように、主ライン４ａ内の自動弁９ａ，
９ｂを開き、分岐ライン４ｂ内の自動弁９ｃ，９ｄを閉
じて、一次ポンプ１を駆動させつつ、冷凍機３で一次媒
体（ブライン）を、例えば−５℃に冷却する。これによ
り、冷却させた一次媒体を氷蓄熱槽２に導き、この氷蓄
熱槽２内に氷を生成して蓄熱する。
【０００７】そして、氷蓄熱槽２内の熱を放熱させつつ
空調運転を行う時には、図８に示すように、主ライン４
ａ内の自動弁９ａ，９ｂを閉じ、分岐ライン４ｂの自動
弁９ｃ，９ｄを開いて、氷放熱ブラインポンプ８及び二
次ポンプ５を駆動させる。これにより、一次媒体が氷蓄
熱槽２内の氷の潜熱により冷却された後に熱交換器７内
に流入し、ここで二次媒体系６内を流れる二次媒体
（水）と熱交換を行う。
空調運転を行う時には、図８に示すように、主ライン４
ａ内の自動弁９ａ，９ｂを閉じ、分岐ライン４ｂの自動
弁９ｃ，９ｄを開いて、氷放熱ブラインポンプ８及び二
次ポンプ５を駆動させる。これにより、一次媒体が氷蓄
熱槽２内の氷の潜熱により冷却された後に熱交換器７内
に流入し、ここで二次媒体系６内を流れる二次媒体
（水）と熱交換を行う。
【０００８】このような蓄熱及び／又は放熱運転は、蓄
熱量や残蓄量が適当な値になれば停止するが、そのため
にこれらの量を判断する必要がある。従来の、上記氷蓄
熱槽２内の蓄熱量を計測し、蓄熱完了や放熱完了を決定
するために、図１１乃至図１３に示すような計測装置が
用いられている。
熱量や残蓄量が適当な値になれば停止するが、そのため
にこれらの量を判断する必要がある。従来の、上記氷蓄
熱槽２内の蓄熱量を計測し、蓄熱完了や放熱完了を決定
するために、図１１乃至図１３に示すような計測装置が
用いられている。
【０００９】これらは、水が氷に変化する時に体積が８
％増加して、これが氷蓄熱槽２の水位に表れる点を利用
したもので、図１１は、氷蓄熱槽２の内部に水面の位置
を計測するフロートスイッチ２０を配置したものであ
り、図１２は、氷蓄熱槽２の壁面に圧力センサ２１を取
り付け、この圧力センサ２１で計測した圧力変動を基に
水面の位置を計測するようにしたものである。また、図
１３は、氷蓄熱槽２内に電極棒２２をその一部が液面化
に位置するように配置して、電気抵抗値を基に水面の位
置を計測するようにしたものである。
％増加して、これが氷蓄熱槽２の水位に表れる点を利用
したもので、図１１は、氷蓄熱槽２の内部に水面の位置
を計測するフロートスイッチ２０を配置したものであ
り、図１２は、氷蓄熱槽２の壁面に圧力センサ２１を取
り付け、この圧力センサ２１で計測した圧力変動を基に
水面の位置を計測するようにしたものである。また、図
１３は、氷蓄熱槽２内に電極棒２２をその一部が液面化
に位置するように配置して、電気抵抗値を基に水面の位
置を計測するようにしたものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、そのいずれもが氷蓄熱槽内の水位の変
化によって、氷蓄熱槽内の蓄熱量を計測しているため、
特にスタテックタイプで内融式の氷蓄熱槽にあっては、
次のような問題があった。
来例にあっては、そのいずれもが氷蓄熱槽内の水位の変
化によって、氷蓄熱槽内の蓄熱量を計測しているため、
特にスタテックタイプで内融式の氷蓄熱槽にあっては、
次のような問題があった。
【００１１】 氷蓄熱槽内に多数の熱交換用の配管や
固定用部材が配置されているため、水位の変化は直線的
でなく、しかも、これらの設置位置の誤差や経時変化が
あり、精度良い対応関係が得られない。 同じ形状・寸法の装置でも、据え付けるスペースと
の関係で修正することがあり、その場合の水位と蓄熱量
との関係の調整が容易ではない。 氷蓄熱槽内の水量の初期設定を正確に行う必要があ
る。
固定用部材が配置されているため、水位の変化は直線的
でなく、しかも、これらの設置位置の誤差や経時変化が
あり、精度良い対応関係が得られない。 同じ形状・寸法の装置でも、据え付けるスペースと
の関係で修正することがあり、その場合の水位と蓄熱量
との関係の調整が容易ではない。 氷蓄熱槽内の水量の初期設定を正確に行う必要があ
る。
【００１２】本発明は上記に鑑み、氷蓄熱槽内の蓄熱量
を水位の変化に基づくことなく媒体の温度を介して精度
良く計測して、蓄熱完了及び放熱完了を決定できるよう
にした蓄熱空調システムの制御方法を提供することを目
的とする。
を水位の変化に基づくことなく媒体の温度を介して精度
良く計測して、蓄熱完了及び放熱完了を決定できるよう
にした蓄熱空調システムの制御方法を提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷蓄熱槽と、
この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、二次媒体を循環させる二次媒体系と、上記
一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱交換
器とを備え、夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用い
て放熱運転を行なう蓄熱空調システムの制御方法におい
て、予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温
度と蓄熱レベルの関係を求めておき、この関係と一次媒
体の氷蓄熱槽出口温度の測定値から蓄熱運転及び／又は
放熱運転を制御することを特徴とする蓄熱空調システム
の制御方法である。
は、蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷蓄熱槽と、
この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、二次媒体を循環させる二次媒体系と、上記
一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱交換
器とを備え、夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用い
て放熱運転を行なう蓄熱空調システムの制御方法におい
て、予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温
度と蓄熱レベルの関係を求めておき、この関係と一次媒
体の氷蓄熱槽出口温度の測定値から蓄熱運転及び／又は
放熱運転を制御することを特徴とする蓄熱空調システム
の制御方法である。
【００１４】このように構成することにより、氷蓄熱槽
内の残蓄量と蓄熱運転時または放熱運転時の一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度との間に一定の関係が成り立つことか
ら、この関係を利用し、常時測定した一次媒体の氷蓄熱
槽出口温度から氷蓄熱槽の蓄熱量を計測して、蓄熱完了
及び放熱完了を決定することができる。
内の残蓄量と蓄熱運転時または放熱運転時の一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度との間に一定の関係が成り立つことか
ら、この関係を利用し、常時測定した一次媒体の氷蓄熱
槽出口温度から氷蓄熱槽の蓄熱量を計測して、蓄熱完了
及び放熱完了を決定することができる。
【００１５】請求項２に記載の発明は、一次媒体の氷蓄
熱槽出口温度をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱
槽出口温度の測定値がしきい値に達した時に運転を完了
するように制御することを特徴とする請求項１記載の蓄
熱空調システムの制御方法である。温度自体をしきい値
とすることで、簡単な手法で有効な制御が行われる。
熱槽出口温度をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱
槽出口温度の測定値がしきい値に達した時に運転を完了
するように制御することを特徴とする請求項１記載の蓄
熱空調システムの制御方法である。温度自体をしきい値
とすることで、簡単な手法で有効な制御が行われる。
【００１６】請求項３に記載の発明は、蓄熱媒体として
の水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍
機との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と
一次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒
体を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒
体系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の
蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう
蓄熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系
における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関
係を求め、この一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の時間当た
りの変化量をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱槽
出口温度の測定値の時間当たりの変化量がしきい値に達
した時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を完了するように
制御することを特徴とする蓄熱空調システムの制御方法
である。請求項４に記載の発明は、前記一次媒体はブラ
インであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の蓄熱空調システムの制御方法である。
の水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍
機との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と
一次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒
体を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒
体系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の
蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう
蓄熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系
における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関
係を求め、この一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の時間当た
りの変化量をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱槽
出口温度の測定値の時間当たりの変化量がしきい値に達
した時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を完了するように
制御することを特徴とする蓄熱空調システムの制御方法
である。請求項４に記載の発明は、前記一次媒体はブラ
インであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
に記載の蓄熱空調システムの制御方法である。
【００１７】請求項５に記載の発明は、蓄熱媒体として
の水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍
機との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と
一次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒
体を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒
体系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の
蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう
蓄熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系
における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関
係を求めておき、この関係と一次媒体の氷蓄熱槽出口温
度の測定値から蓄熱運転及び／又は放熱運転を制御する
ようにしたことを特徴とする蓄熱空調システムの制御装
置である。請求項６に記載の発明は、蓄熱媒体としての
水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍機
との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と一
次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒体
を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒体
系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の蓄
熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう蓄
熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系に
おける一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関係
を求め、この一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の時間当たり
の変化量をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱槽出
口温度の測定値の時間当たりの変化量がしきい値に達し
た時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を完了するように制
御するようにしたことを特徴とする蓄熱空調システムの
制御装置である。
の水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍
機との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と
一次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒
体を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒
体系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の
蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう
蓄熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系
における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関
係を求めておき、この関係と一次媒体の氷蓄熱槽出口温
度の測定値から蓄熱運転及び／又は放熱運転を制御する
ようにしたことを特徴とする蓄熱空調システムの制御装
置である。請求項６に記載の発明は、蓄熱媒体としての
水を収容した内融式氷蓄熱槽と、この氷蓄熱槽と冷凍機
との間で一次媒体を循環させて氷蓄熱槽内の貯留水と一
次媒体との間で熱交換を行なう一次媒体系と、二次媒体
を循環させる二次媒体系と、上記一次媒体系と二次媒体
系との間で熱交換を行なう熱交換器とを備え、夜間の蓄
熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を行なう蓄
熱空調システムの制御方法において、予め一次媒体系に
おける一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と蓄熱レベルの関係
を求め、この一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の時間当たり
の変化量をしきい値として定め、一次媒体の氷蓄熱槽出
口温度の測定値の時間当たりの変化量がしきい値に達し
た時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を完了するように制
御するようにしたことを特徴とする蓄熱空調システムの
制御装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図６を参照して説明する。この実施の形態は、上記
図７及び図８に示す従来例と同様に、冷媒（一次媒体）
としてブラインを使用し、スタティックタイプ内融式の
氷蓄熱槽に熱を蓄熱するとともに、冷水（二次媒体）を
冷却するようにしたもので、同一部材には同一符号を付
している。
乃至図６を参照して説明する。この実施の形態は、上記
図７及び図８に示す従来例と同様に、冷媒（一次媒体）
としてブラインを使用し、スタティックタイプ内融式の
氷蓄熱槽に熱を蓄熱するとともに、冷水（二次媒体）を
冷却するようにしたもので、同一部材には同一符号を付
している。
【００１９】この蓄熱空調システムには、一次ポンプ
１、氷蓄熱槽２及び冷凍機３を有する一次媒体系４と、
二次ポンプ５を有する二次媒体系６と、一次媒体系４と
二次媒体系６との間で熱交換を行わせる熱交換器７とが
備えられ、この熱交換器７は、一次媒体系４の主ライン
４ａから分岐した分岐ライン４ｂの中に設置され、この
分岐ライン４ｂには、氷放熱ブラインポンプ８が配置さ
れている。更に、主ライン４ａ及び分岐ライン４ｂに
は、自動弁９ａ〜９ｄが配置されている。
１、氷蓄熱槽２及び冷凍機３を有する一次媒体系４と、
二次ポンプ５を有する二次媒体系６と、一次媒体系４と
二次媒体系６との間で熱交換を行わせる熱交換器７とが
備えられ、この熱交換器７は、一次媒体系４の主ライン
４ａから分岐した分岐ライン４ｂの中に設置され、この
分岐ライン４ｂには、氷放熱ブラインポンプ８が配置さ
れている。更に、主ライン４ａ及び分岐ライン４ｂに
は、自動弁９ａ〜９ｄが配置されている。
【００２０】そして、主ライン４ａの氷蓄熱槽２の下流
側には、この内部に設置した配管２ａ内を通過した後の
冷媒の氷蓄熱槽出口温度を測定する温度センサ３０が備
えられている。そして、この温度センサ３０によって常
時測定された温度信号は、制御部３１の温度変換器３２
に入力される。
側には、この内部に設置した配管２ａ内を通過した後の
冷媒の氷蓄熱槽出口温度を測定する温度センサ３０が備
えられている。そして、この温度センサ３０によって常
時測定された温度信号は、制御部３１の温度変換器３２
に入力される。
【００２１】一方、制御部３１には、記憶検出部３３が
設けられ、この記憶検出部３３には、図３及び図４に示
す氷蓄熱特性、すなわち時間に対応した蓄熱レベル
（％）と一次媒体の氷蓄熱槽出口温度との関係と、図５
及び図６に示す氷標準放熱特性、すなわち時間に対応し
た蓄熱レベル（％）と一次媒体の氷蓄熱槽出口温度との
関係が記憶されている。
設けられ、この記憶検出部３３には、図３及び図４に示
す氷蓄熱特性、すなわち時間に対応した蓄熱レベル
（％）と一次媒体の氷蓄熱槽出口温度との関係と、図５
及び図６に示す氷標準放熱特性、すなわち時間に対応し
た蓄熱レベル（％）と一次媒体の氷蓄熱槽出口温度との
関係が記憶されている。
【００２２】この実施の形態では、蓄熱レベルと一次媒
体の氷蓄熱槽出口温度の関係は、実測値に基づくグラフ
により設定されている。すなわち、図３に示すグラフ
は、実際に蓄熱運転を行った時の蓄熱レベル（％）と時
間との関係を示すものであり、図４に示すグラフは、同
じく一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示す
ものである。同様に、図５に示すグラフは、放熱運転を
行った時の蓄熱レベル（％）と時間との関係を示すもの
であり、図６に示すグラフは、同じく氷蓄熱槽出口温度
と時間との関係を示すものである。
体の氷蓄熱槽出口温度の関係は、実測値に基づくグラフ
により設定されている。すなわち、図３に示すグラフ
は、実際に蓄熱運転を行った時の蓄熱レベル（％）と時
間との関係を示すものであり、図４に示すグラフは、同
じく一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示す
ものである。同様に、図５に示すグラフは、放熱運転を
行った時の蓄熱レベル（％）と時間との関係を示すもの
であり、図６に示すグラフは、同じく氷蓄熱槽出口温度
と時間との関係を示すものである。
【００２３】ここにおいて、蓄熱レベルの算出は、以下
の式によって行っている。 Ｑ＝Σ（Ｆ×│Ｔ２−Ｔ１│） ここで、Ｔ１は蓄熱槽入口温度、Ｔ２は蓄熱槽出口温
度、Ｆは、一次媒体の流量である。以下に、この蓄熱レ
ベルと一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の関係から運転完了
を判断するしきい値を定め方法を説明する。
の式によって行っている。 Ｑ＝Σ（Ｆ×│Ｔ２−Ｔ１│） ここで、Ｔ１は蓄熱槽入口温度、Ｔ２は蓄熱槽出口温
度、Ｆは、一次媒体の流量である。以下に、この蓄熱レ
ベルと一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の関係から運転完了
を判断するしきい値を定め方法を説明する。
【００２４】例えば、蓄熱運転時に冷凍機３から−５℃
に冷却された一次媒体が氷蓄熱槽２に供給されて、蓄熱
槽２内の水と熱交換を行った後、−２℃で氷蓄熱槽２か
ら出るように設定すると、図９に示すように、互いに隣
接する配管２ａの周りに成長した氷１０が互いに接触し
始め、配管２ａの冷却面積が減少していく。このため、
水の熱交換量が次第に減少して、図４に示すように、一
次媒体の蓄熱槽出口温度が−２．５℃から−３℃、更に
−３．５℃と徐々に低下する。
に冷却された一次媒体が氷蓄熱槽２に供給されて、蓄熱
槽２内の水と熱交換を行った後、−２℃で氷蓄熱槽２か
ら出るように設定すると、図９に示すように、互いに隣
接する配管２ａの周りに成長した氷１０が互いに接触し
始め、配管２ａの冷却面積が減少していく。このため、
水の熱交換量が次第に減少して、図４に示すように、一
次媒体の蓄熱槽出口温度が−２．５℃から−３℃、更に
−３．５℃と徐々に低下する。
【００２５】そこで、制御部３１に設けた蓄熱完了温度
設定器３４によって、蓄熱レベル（％）が所定の値に達
した時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度から、しきい値
を、例えば−４℃に定める。
設定器３４によって、蓄熱レベル（％）が所定の値に達
した時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度から、しきい値
を、例えば−４℃に定める。
【００２６】一方、放熱運転時に１１℃の一次媒体が氷
蓄熱槽２に供給されて、蓄熱槽２内の氷と熱交換を行っ
た後、２℃で氷蓄熱槽２から出るように設定すると、図
１０に示すように、配管２ａの周りの氷が解氷して水と
なるため、次第に氷と一次媒体との熱交換能力が低下す
る。そのため、図６に示すように、一次媒体の蓄熱槽出
口温度が２．５℃から３℃、更に３．５℃と徐々に高温
となる。
蓄熱槽２に供給されて、蓄熱槽２内の氷と熱交換を行っ
た後、２℃で氷蓄熱槽２から出るように設定すると、図
１０に示すように、配管２ａの周りの氷が解氷して水と
なるため、次第に氷と一次媒体との熱交換能力が低下す
る。そのため、図６に示すように、一次媒体の蓄熱槽出
口温度が２．５℃から３℃、更に３．５℃と徐々に高温
となる。
【００２７】そこで、制御部３１に設けた放熱完了温度
設定器３５によって、蓄熱レベル（％）が所定の値に達
した時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度から、しきい値
を、例えば５℃に定める。なお、各しきい値は、蓄熱レ
ベルと氷蓄熱槽出口温度の関係を基に設定し手動で入力
しても良い。
設定器３５によって、蓄熱レベル（％）が所定の値に達
した時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度から、しきい値
を、例えば５℃に定める。なお、各しきい値は、蓄熱レ
ベルと氷蓄熱槽出口温度の関係を基に設定し手動で入力
しても良い。
【００２８】そして、温度変換器３２から常時入力され
る信号と、蓄熱完了温度設定器３４及び放熱完了温度設
定器３５によって設定されたしきい値に基づき、記憶検
出部３３は、蓄熱完了信号及び放熱完了信号を出力す
る。
る信号と、蓄熱完了温度設定器３４及び放熱完了温度設
定器３５によって設定されたしきい値に基づき、記憶検
出部３３は、蓄熱完了信号及び放熱完了信号を出力す
る。
【００２９】すなわち、例えば蓄熱運転時のしきい値を
−４℃に設定した時には、温度センサ３０から制御部３
１に常時入力される信号が、このしきい値に相当する値
に達した時に記憶検出部３３から蓄熱完了信号を出力す
る。一方、例えば放熱運転時のしきい値を５℃に設定し
た時には、温度センサ３０から制御部３１に常時入力さ
れる信号が、このしきい値に相当する値に達した時に記
憶検出部３３から放熱完了信号を出力する。
−４℃に設定した時には、温度センサ３０から制御部３
１に常時入力される信号が、このしきい値に相当する値
に達した時に記憶検出部３３から蓄熱完了信号を出力す
る。一方、例えば放熱運転時のしきい値を５℃に設定し
た時には、温度センサ３０から制御部３１に常時入力さ
れる信号が、このしきい値に相当する値に達した時に記
憶検出部３３から放熱完了信号を出力する。
【００３０】このように、氷蓄熱槽内の水位の変動によ
ることなく、一次媒体の氷蓄熱槽出口温度を介して氷蓄
熱槽２内の蓄熱量を計測し、蓄熱運転時にはこの温度が
所定の温度以下に達した時に満杯になったことを、放熱
運転時にはこの温度が所定の温度以上に達した時に残氷
量が０になったことをそれぞれ確実に検出してこれらの
運転を完了させることができる。
ることなく、一次媒体の氷蓄熱槽出口温度を介して氷蓄
熱槽２内の蓄熱量を計測し、蓄熱運転時にはこの温度が
所定の温度以下に達した時に満杯になったことを、放熱
運転時にはこの温度が所定の温度以上に達した時に残氷
量が０になったことをそれぞれ確実に検出してこれらの
運転を完了させることができる。
【００３１】なお、上記実施の形態では、しきい値とし
て、一次媒体の氷蓄熱槽出口温度そのものを使用した例
を示しているが、氷蓄熱槽内の蓄熱レベルと一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度との関係を基に、蓄熱レベルが所定の
範囲にある時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の温度勾配
からしきい値を定めることもできる。
て、一次媒体の氷蓄熱槽出口温度そのものを使用した例
を示しているが、氷蓄熱槽内の蓄熱レベルと一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度との関係を基に、蓄熱レベルが所定の
範囲にある時の一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の温度勾配
からしきい値を定めることもできる。
【００３２】すなわち、図４に示すように、蓄熱運転時
には蓄熱レベルが増加するに従って一次媒体の蓄熱槽出
口温度の温度勾配が急になり、図６に示すように、放熱
運転時には蓄熱レベルが低下するに従って一次媒体の蓄
熱槽出口温度の温度勾配が急になる。
には蓄熱レベルが増加するに従って一次媒体の蓄熱槽出
口温度の温度勾配が急になり、図６に示すように、放熱
運転時には蓄熱レベルが低下するに従って一次媒体の蓄
熱槽出口温度の温度勾配が急になる。
【００３３】そこで、常時測定した一次媒体の蓄熱槽出
口温度の測定値の所定時間内における温度勾配を順次求
め、この測定値（温度勾配）がしきい値を超えた時に、
蓄熱運転または放熱運転の完了を検出するようにするこ
とができる。
口温度の測定値の所定時間内における温度勾配を順次求
め、この測定値（温度勾配）がしきい値を超えた時に、
蓄熱運転または放熱運転の完了を検出するようにするこ
とができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
氷蓄熱槽内の水位の変動によることなく、一次媒体の氷
蓄熱槽出口温度を介して氷蓄熱槽内の蓄熱量を計測し
て、蓄熱運転の完了及び放熱運転の完了を確実に検出す
ることができるので、以下のような効果を奏する。 計測システムとしての単純化を図るとともに、機械
的動作を伴うことがないので、耐久性が良い。 氷蓄熱槽の容量や形状に関係なく、蓄熱運転及び放
熱運転の完了を検出することができる。 氷蓄熱槽内の水量の初期設定を正確に行う必要がな
いので、試運転時の調整時間の短縮化を図ることができ
る。
氷蓄熱槽内の水位の変動によることなく、一次媒体の氷
蓄熱槽出口温度を介して氷蓄熱槽内の蓄熱量を計測し
て、蓄熱運転の完了及び放熱運転の完了を確実に検出す
ることができるので、以下のような効果を奏する。 計測システムとしての単純化を図るとともに、機械
的動作を伴うことがないので、耐久性が良い。 氷蓄熱槽の容量や形状に関係なく、蓄熱運転及び放
熱運転の完了を検出することができる。 氷蓄熱槽内の水量の初期設定を正確に行う必要がな
いので、試運転時の調整時間の短縮化を図ることができ
る。
【図１】本発明の実施の形態における回路構成図であ
る。
る。
【図２】同じく、制御ブロック図である。
【図３】記憶検出部に記憶される氷蓄熱特性の蓄熱レベ
ルと時間との関係を示すグラフである。
ルと時間との関係を示すグラフである。
【図４】記憶検出部に記憶される氷蓄熱特性の一次媒体
の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示すグラフであ
る。
の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示すグラフであ
る。
【図５】記憶検出部に記憶される氷標準放熱特性の蓄熱
レベルと時間との関係を示すグラフである。
レベルと時間との関係を示すグラフである。
【図６】記憶検出部に記憶される氷標準放熱特性の一次
媒体の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示すグラフで
ある。
媒体の氷蓄熱槽出口温度と時間との関係を示すグラフで
ある。
【図７】従来例の夜間蓄熱運転時の概要を示す回路構成
図である。
図である。
【図８】同じく、放熱運転時の概要を示す回路構成図で
ある。
ある。
【図９】蓄熱運転時における配管間の氷の接続状態の説
明に付する図である。
明に付する図である。
【図１０】放熱運転時における氷解氷の状態の説明に付
する図である。
する図である。
【図１１】従来の蓄熱量計測方式を示す概要図である。
【図１２】従来の他の蓄熱量計測方式を示す概要図であ
る。
る。
【図１３】従来の更に他の蓄熱量計測方式を示す概要図
である。
である。
１ 一次ポンプ
２ 氷蓄熱槽
２ａ 配管
３ 冷凍機
４ 一次媒体系
６ 二次媒体系
７ 氷放熱用熱交換器
３０ 温度センサ
３１ 制御部
３３ 記憶検出部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 児嶋 勝
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会
社 荏原製作所内
(72)発明者 牧田 昇
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会
社 荏原製作所内
(72)発明者 柳下 英明
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会
社 荏原製作所内
(56)参考文献 特開 平６−101889（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−89946（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−59336（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−167468（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−219959（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−156241（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 11/02 102
F24F 5/00 102
Claims (6)
- 【請求項１】 蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷
蓄熱槽と、 この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、 二次媒体を循環させる二次媒体系と、 上記一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱
交換器とを備え、 夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を
行なう蓄熱空調システムの制御方法において、 予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と
蓄熱レベルの関係を求めておき、この関係と一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度の測定値から蓄熱運転及び／又は放熱
運転を制御することを特徴とする蓄熱空調システムの制
御方法。 - 【請求項２】 一次媒体の氷蓄熱槽出口温度をしきい値
として定め、一次媒体の氷蓄熱槽出口温度の測定値がし
きい値に達した時に運転を完了するように制御すること
を特徴とする請求項１記載の蓄熱空調システムの制御方
法。 - 【請求項３】 蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷
蓄熱槽と、 この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、 二次媒体を循環させる二次媒体系と、 上記一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱
交換器とを備え、 夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を
行なう蓄熱空調システムの制御方法において、 予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と
蓄熱レベルの関係を求め、この 一次媒体の氷蓄熱槽出口
温度の時間当たりの変化量をしきい値として定め、一次
媒体の氷蓄熱槽出口温度の測定値の時間当たりの変化量
がしきい値に達した時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を
完了するように制御することを特徴とする蓄熱空調シス
テムの制御方法。 - 【請求項４】 前記一次媒体はブラインであることを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蓄熱空調シ
ステムの制御方法。 - 【請求項５】 蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷
蓄熱槽と、 この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、 二次媒体を循環させる二次媒体系と、 上記一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱
交換器とを備え、 夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を
行なう蓄熱空調システムの制御方法において、 予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と
蓄熱レベルの関係を求めておき、この関係と一次媒体の
氷蓄熱槽出口温度の測定値から蓄熱運転及び／又は放熱
運転を制御するようにしたことを特徴とする蓄熱空調シ
ステムの制御装置。 - 【請求項６】 蓄熱媒体としての水を収容した内融式氷
蓄熱槽と、 この氷蓄熱槽と冷凍機との間で一次媒体を循環させて氷
蓄熱槽内の貯留水と一次媒体との間で熱交換を行なう一
次媒体系と、 二次媒体を循環させる二次媒体系と、 上記一次媒体系と二次媒体系との間で熱交換を行なう熱
交換器とを備え、 夜間の蓄熱運転による蓄熱を負荷時に用いて放熱運転を
行なう蓄熱空調システムの制御方法において、 予め一次媒体系における一次媒体の氷蓄熱槽出口温度と
蓄熱レベルの関係を求め、この一次媒体の氷蓄熱槽出口
温度の時間当たりの変化量をしきい値として定め、一次
媒体の氷蓄熱槽出口温度の測定値の時間当たりの変化量
がしきい値に達した時に蓄熱運転及び／又は放熱運転を
完了するように制御するようにしたことを特徴とする蓄
熱空調システムの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18147496A JP3447178B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 蓄熱空調システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18147496A JP3447178B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 蓄熱空調システムの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH109642A JPH109642A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3447178B2 true JP3447178B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=16101395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18147496A Expired - Lifetime JP3447178B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 蓄熱空調システムの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3447178B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6095994B2 (ja) * | 2013-02-05 | 2017-03-15 | 大成建設株式会社 | 蓄熱量算出方法および蓄熱量算出装置 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP18147496A patent/JP3447178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH109642A (ja) | 1998-01-16 |
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