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JP2000205609A - 氷蓄熱装置 - Google Patents

氷蓄熱装置

Info

Publication number
JP2000205609A
JP2000205609A JP11008610A JP861099A JP2000205609A JP 2000205609 A JP2000205609 A JP 2000205609A JP 11008610 A JP11008610 A JP 11008610A JP 861099 A JP861099 A JP 861099A JP 2000205609 A JP2000205609 A JP 2000205609A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
ice
storage tank
temperature
storage medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11008610A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Kuramoto
新治 蔵本
Tsuyoshi Yokomizo
剛志 横溝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Air Conditioning Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Air Conditioning Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Air Conditioning Systems Co Ltd
Priority to JP11008610A priority Critical patent/JP2000205609A/ja
Publication of JP2000205609A publication Critical patent/JP2000205609A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な機構により、氷蓄熱槽で生成した氷を
均一に解氷することを可能とすることによって、氷蓄熱
槽の利用効率の向上とともに、氷蓄熱槽から送り出され
る蓄熱用媒体の温度の維持を図るようにした氷蓄熱装置
を提供すること。 【解決手段】 製氷用熱交換器2を配した氷蓄熱槽1内
に、この氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体を撹拌する撹拌装置
3,4と、氷蓄熱槽1内から取り出す蓄熱用媒体の温度
を測定する温度センサ8と、この温度センサ8の測定温
度により撹拌装置3,4の運転を制御する制御装置17
とを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、氷蓄熱装置に関
し、特に、氷蓄熱式の冷房システムやプロセス用冷水供
給システムに使用される氷蓄熱装置において、氷蓄熱槽
で生成した氷を均一に解氷し、氷蓄熱槽の利用効率の向
上とともに、氷蓄熱槽から送り出される蓄熱用媒体の温
度の維持を図るようにした氷蓄熱装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴って、昼夜に
おける電力負荷の格差はますます拡大する傾向にあり、
この電力負荷の平準化を図るため、深夜に需要が減少
し、余剰となった電力を用いて熱量を氷として蓄え、電
力需要の増える昼間にこの夜間に蓄えた熱量を利用する
ようにした氷蓄熱装置が汎用されるようになってきた。
この氷蓄熱装置は、製氷用熱交換器(コイル)を配した
氷蓄熱槽を備え、熱交換器に、深夜の時間帯に冷媒を循
環流動させることにより、熱交換器の表面に氷蓄熱槽内
の水等の蓄熱用媒体を氷として生成させて蓄熱し、昼間
にこの氷を解氷して低温の蓄熱用媒体を取り出し、冷房
システムやプロセス用冷水供給システムに利用するもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の氷蓄
熱装置において、氷蓄熱槽内に生成された氷を解氷して
低温の蓄熱用媒体を取り出すには、通常、氷蓄熱槽内の
蓄熱用媒体を氷蓄熱槽に接続したポンプ等を用いるよう
にしているが、この場合、熱交換器の表面に付着する氷
の厚さは、蓄熱用媒体の戻り側となる氷蓄熱槽の上流側
では薄く、氷蓄熱槽の送り側となる下流側では厚くな
る。この熱交換器の表面に付着した氷の厚さの不均一が
残存した状態で、再び、深夜の時間帯になり、冷媒を循
環流動させることにより、熱交換器の表面に氷蓄熱槽内
の水等の蓄熱用媒体を氷として生成させて蓄熱を繰り返
すと、氷の厚さの不均一が助長され、近接する氷同士が
橋渡し的に結合するブリッジング現象が発生し、蓄熱用
媒体を取り出し時の解氷をますます難しくして、氷蓄熱
槽内の氷を均一に解氷することを妨げ、結果的に、冷却
用媒体の温度が不均一になったり、氷として蓄えた所定
の熱量を取り出すことができなくなるという問題のほ
か、熱交換器が破損する等の問題があった。
【0004】このような不都合を解消するために、特開
平6−241508号公報に開示されているように、氷
蓄熱槽内に配設する熱交換器の冷却配管群を平面的にみ
て、複数の領域に仮想的に区分し、各領域ごとに熱交換
器の冷却配管上に設けた氷厚センサの検知結果に応じて
冷却配管群の下方位置から、負荷側から戻る戻り水の一
部を用いてかき混ぜ流体を噴出させる方法が提案されて
いる。しかし、この方法の場合、仮想的に区分した各領
域の熱交換器の冷却配管毎に氷厚センサ及び戻り水の噴
出口を配設することが必要となり、コストの上昇要因に
なるだけでなく、この方法を適用するシステムや負荷の
状況によって氷蓄熱槽に戻る水量や温度が変化するた
め、氷の解け方が領域内でも種々変化して均一となら
ず、このため氷厚センサの取付位置の決定等の装置の設
計に手数を要するとともに、装置を設計どおり稼働させ
ることに困難を伴うという問題があった。さらに、氷厚
センサが故障した場合、蓄熱用媒体の全量を氷蓄熱槽内
から排出しなければ氷厚センサの点検、交換ができない
という問題もあった。
【0005】本発明は、上記従来の氷蓄熱装置の有する
問題点に鑑み、簡易な機構により、氷蓄熱槽で生成した
氷を均一に解氷することを可能とすることによって、氷
蓄熱槽の利用効率の向上とともに、氷蓄熱槽から送り出
される蓄熱用媒体の温度の維持を図るようにした氷蓄熱
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の氷蓄熱装置は、製氷用熱交換器を配した氷
蓄熱槽内に、該氷蓄熱槽内の蓄熱用媒体を撹拌する撹拌
装置と、氷蓄熱槽内から取り出す蓄熱用媒体の温度を測
定する温度センサと、該温度センサの測定温度により撹
拌装置の運転を制御する制御装置とを配設したことを特
徴とする。
【0007】この場合、制御装置を、氷蓄熱槽内から取
り出す蓄熱用媒体の温度が設定温度以上となった時に撹
拌装置を運転し、設定温度以下になった時に撹拌装置の
運転を停止するように構成することができる。
【0008】この氷蓄熱装置は、氷蓄熱槽内から取り出
す蓄熱用媒体の温度を測定する温度センサを設けて、こ
の温度センサにより蓄熱用媒体の温度の測定を行い、か
つ、この温度センサの測定温度により撹拌装置の運転を
制御するようにしているので、多くのセンサを必要とす
ることなく、簡易な機構により、氷蓄熱槽で生成した氷
を均一に解氷することが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の氷蓄熱装置の実施
の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】図1に、本発明の氷蓄熱装置の一実施例を
示す。この氷蓄熱装置は、所定の熱量を氷の状態で蓄え
るようにした氷蓄熱槽1内には蓄熱用媒体を氷結させる
ための製氷用熱交換器2を配設するとともに、所要量の
水等の蓄熱用媒体を充填して構成する。
【0011】この製氷用熱交換器2のコイルは、チラー
ユニット14と配管を介して接続し、深夜の時間帯にチ
ラーユニット14を運転することにより、冷媒を循環流
動させることにより、熱交換器2のコイルの表面に氷蓄
熱槽1内の蓄熱用媒体を氷として生成させて蓄熱し、昼
間にこの氷を解氷して低温の蓄熱用媒体を取り出し、冷
房システムやプロセス用冷水供給システムに利用できる
ようにしている。
【0012】また、氷蓄熱槽1内には、氷蓄熱槽1内に
生成された製氷量を蓄熱用媒体のレベルで測定し、設定
量の氷が生成できたことを検出するようにした蓄熱用媒
体のレベルセンサ5を配設する。
【0013】また、氷蓄熱槽1には、氷蓄熱槽1内の蓄
熱用媒体を取り出す送り口6と、負荷にて熱交換された
後の蓄熱用媒体を氷蓄熱槽1内へ戻す戻り口7とを設け
る。この場合、氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体を効率的に取
り出すことができるように、送り口6は氷蓄熱槽1の下
部に、戻り口7は氷蓄熱槽1の上部に、それぞれ形成
し、かつ送り口6には送り管を、戻り口7には戻り管
を、それぞれ接続する。そして、送り口6に接続される
送り管には、バルブ18と、送り口6及びバルブ18を
介して氷蓄熱槽1内から取り出される蓄熱用媒体の温度
を測定する温度センサ8とを配設する。
【0014】また、製氷用熱交換器2を配設した氷蓄熱
槽1とは別に、昼間の追い掛け運転用のプレート熱交換
器9を配設し、昼間に氷蓄熱量だけでの熱量では、熱量
が不足する場合に、チラーユニット14を運転して、プ
レート熱交換器9に冷媒を循環流動させることにより、
不足する熱量を補足するようにする。このため、氷蓄熱
槽1とプレート熱交換器9は、氷蓄熱槽1の送り口6に
接続された送り管及び戻り口7に接続された戻り管を介
して接続して、負荷13とプレート熱交換器9及び/又
は氷蓄熱槽1との間で蓄熱用媒体を循環するように構成
する。
【0015】また、氷蓄熱槽1と負荷13とを接続する
送り管には、バルブ18及び温度センサ8のほか、混合
三方弁10、蓄熱用媒体ポンプ12、氷蓄熱槽1より負
荷13側へ供給される蓄熱用媒体又はこの蓄熱用媒体に
プレート熱交換器9より供給される蓄熱用媒体を混合し
た蓄熱用媒体の温度を測定する温度センサ11を、順次
直列的に接続するようにする。そして、温度センサ11
にて測定した負荷13側へ供給される蓄熱用媒体の温度
により、混合三方弁10を操作して、氷蓄熱槽1とプレ
ート熱交換器9の2方向から送り出される蓄熱用媒体の
量を制御するようにする。
【0016】また、チラーユニット14は、ブライン用
ポンプ15及び三方弁16を介して氷蓄熱槽1内の製氷
用熱交換器2及びプレート熱交換器9と接続され、三方
弁16の操作により、冷媒をチラーユニット14と製氷
用熱交換器2及び/又はプレート熱交換器9との間で選
択的に切り替えて循環流動させるするように構成するこ
とにより、例えば、上記のとおり、昼間に氷蓄熱量だけ
での熱量では、熱量が不足する場合に、チラーユニット
14を運転して、プレート熱交換器9に冷媒を循環流動
させることにより、不足する熱量を補足するようにす
る。
【0017】また、氷蓄熱槽1内の適宜位置、好ましく
は、氷蓄熱槽1内の製氷用熱交換器2のコイルの下方位
置に撹拌装置3,4を配設して、氷蓄熱槽1内に充填さ
れた蓄熱用媒体を撹拌し、氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体の
温度が均一となるようにしつつ、製氷又は解氷を行うよ
うにする。この撹拌装置として、本実施例においては、
エアーブロー式としたが、これに限定されず、機械式撹
拌装置を採用することもできる。
【0018】そして、このエアーブロー式の撹拌装置
は、エアーポンプ3と、氷蓄熱槽1の製氷用熱交換器2
のコイルの下方の底部に配置したエアー吹出パイプ4と
より構成し、エアーポンプ3から供給されるエアーを、
エアー吹出パイプ4から氷蓄熱槽1内に噴出させること
により、氷蓄熱槽1内に充填された蓄熱用媒体を撹拌す
るように構成されている。そして、氷蓄熱槽1内から取
り出される蓄熱用媒体の温度を測定する温度センサ8の
測定温度により撹拌装置としてのエアーポンプ3の運転
を制御する制御装置17を配設し、この制御装置17に
より、氷蓄熱槽1内から取り出す蓄熱用媒体の温度が設
定温度以上となった時にエアーポンプ3を運転し、設定
温度以下になった時にエアーポンプ3の運転を停止する
ように構成するようにする。
【0019】次に、この氷蓄熱装置の動作について説明
する。まず、深夜の時間帯、例えば、22時以降の適宜
時刻になると、氷蓄熱槽1内に氷蓄熱を行うために、チ
ラーユニット14及びブラインポンプ15を運転し、製
氷用熱交換器2のコイルに冷媒(約−7℃のブライン)
を供給する。これによって、氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体
が冷却され、製氷用熱交換器2のコイルの表面に氷が生
成されて、氷蓄熱が行われる。このようにして氷が生成
され、氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体の体積膨張が進むと、
氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒体のレベルが上昇するため、こ
のレベルを氷蓄熱槽1内に設置した蓄熱用媒体のレベル
センサ5にて検知し、この検知信号にて設定量の氷が生
成できたことを検出すると、チラーユニット14及びブ
ラインポンプ15の運転を停止する。
【0020】一方、昼間に氷蓄熱槽1に氷蓄熱された熱
量を取り出し、負荷13において利用するには、バルブ
18を開くとともに、蓄熱用媒体ポンプ12を運転する
ことにより、負荷13に対して氷蓄熱槽1内の蓄熱用媒
体を供給する。一方、負荷13において熱交換されて温
度が上昇した蓄熱用媒体は、氷蓄熱槽1に戻されるが、
氷蓄熱量だけでの熱量では、熱量が不足する場合には、
チラーユニット14及びブラインポンプ15を運転して
冷媒を循環流動するようにしたプレート熱交換器9に蓄
熱用媒体を通過させることにより、負荷13において熱
交換されて温度が上昇した蓄熱用媒体を冷却し、不足す
る熱量を補足するようにする。この場合、戻り管の端部
は分岐されており、一方は戻り口7より氷蓄熱槽1に接
続され、他方は混合三方弁10に接続されているので、
蓄熱用媒体は、混合三方弁10の開閉に応じて氷蓄熱槽
1に戻る蓄熱用媒体の量が調整される。そして、混合三
方弁10は、氷蓄熱槽1より取り出された蓄熱用媒体と
負荷13において熱交換されて温度が上昇した蓄熱用媒
体(又はプレート熱交換器9を通過させることにより、
冷却した蓄熱用媒体)とを混合することにより、負荷1
3に供給される蓄熱用媒体が設定した温度となるように
調節する。
【0021】このようにして、氷蓄熱槽1の送り口6の
から所定温度の蓄熱用媒体が取り出されるが、氷蓄熱さ
れた熱量が消費されていくと、氷蓄熱槽1内で解氷が行
われ、氷の量が減少するに従って、氷蓄熱槽1の送り口
6から取り出される蓄熱用媒体の温度が上昇することと
なる。この送り口6の蓄熱用媒体の温度は、逐次温度セ
ンサ8にて測定され、測定温度が設定温度以上となった
時に、制御装置17により、エアーポンプ3を運転し
て、エアーポンプ3から供給されるエアーを、エアー吹
出パイプ4から氷蓄熱槽1内に噴出させることにより、
氷蓄熱槽1内に充填された蓄熱用媒体を撹拌し、氷蓄熱
槽1内の蓄熱用媒体の温度が均一となるようにしながら
解氷を行い、氷蓄熱槽1の送り口6から取り出される蓄
熱用媒体の温度の上昇を防止するようにする。そして、
氷蓄熱槽1の送り口6から取り出される蓄熱用媒体の温
度が、測定温度が設定温度以下となった時に、エアーポ
ンプ3の運転を停止し、氷蓄熱槽1内に充填された蓄熱
用媒体の撹拌を停止する。
【0022】
【発明の効果】本発明の氷蓄熱装置によれば、氷蓄熱槽
内から取り出す蓄熱用媒体の温度を測定する温度センサ
を設けて、この温度センサにより蓄熱用媒体の温度の測
定を行い、かつ、この温度センサの測定温度により撹拌
装置の運転を制御するようにしているので、多くのセン
サを必要とすることなく、簡易な機構により、氷蓄熱槽
で生成した氷を均一に解氷することができ、これによ
り、従来の氷蓄熱装置において問題とされていた、ブリ
ッジング現象や熱交換器の破損を防止し、氷蓄熱槽の利
用効率の向上とともに、氷蓄熱槽から送り出される蓄熱
用媒体の温度の維持を図ることができる。
【0023】また、制御装置により、氷蓄熱槽内から取
り出す蓄熱用媒体の温度が設定温度以上となった時に撹
拌装置を運転し、設定温度以下になった時に撹拌装置の
運転を停止するようにすることにより、氷蓄熱槽から取
り出される蓄熱用媒体の温度を一定に維持することがで
き、負荷側へ供給する蓄熱用媒体の温度管理を簡易に、
かつ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の氷蓄熱装置の一実施例を示す説明図で
ある。
【符号の説明】
1 氷蓄熱槽 2 製氷用熱交換器 3 エアーポンプ(撹拌装置) 4 エアー吹出パイプ(撹拌装置) 5 レベルセンサ 6 送り口 7 戻り口 8 温度センサ 9 プレート熱交換器 10 三方弁 11 温度センサ 12 蓄熱用媒体ポンプ 13 負荷 14 チラーユニット 15 ブライン用ポンプ 16 三方弁 17 制御装置 18 バルブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 製氷用熱交換器を配した氷蓄熱槽内に、
    該氷蓄熱槽内の蓄熱用媒体を撹拌する撹拌装置と、氷蓄
    熱槽内から取り出す蓄熱用媒体の温度を測定する温度セ
    ンサと、該温度センサの測定温度により撹拌装置の運転
    を制御する制御装置とを配設したことを特徴とする氷蓄
    熱装置。
  2. 【請求項2】 制御装置を、氷蓄熱槽内から取り出す蓄
    熱用媒体の温度が設定温度以上となった時に撹拌装置を
    運転し、設定温度以下になった時に撹拌装置の運転を停
    止するように構成したことを特徴とする請求項1記載の
    氷蓄熱装置。
JP11008610A 1999-01-18 1999-01-18 氷蓄熱装置 Pending JP2000205609A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001293B1 (ko) 2010-07-01 2010-12-14 강한기 축·방냉 펌프를 분리한 에너지 절약형 빙축열 시스템

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001293B1 (ko) 2010-07-01 2010-12-14 강한기 축·방냉 펌프를 분리한 에너지 절약형 빙축열 시스템

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040203