| 【発明の名称】 |
空調用蓄熱システムの運転方法及びその運転装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】塩出 勝
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| 【要約】 |
【課題】負荷変動に応じて最適な運転ができると共に、熱源機器の運転を必要とする運転時に、熱源機器を通過する熱媒体を所定流量として、空調能力及び運転効率の向上を図るように空調用蓄熱システムを運転すること。
【解決手段】熱源機器１１の運転を必要とする高負荷運転のときには、熱交換器１６の熱負荷に応じて熱取出用バルブ１７の開度を調節すると共に熱源機器１６を通過する熱媒体の流量が設定範囲となるように熱取出用ポンプ１５の回転速度を変更する。熱源機器１１の運転を必要としない低負荷運転のときには、熱源機器１１の運転を停止して熱源機器１１に流れる熱媒体量をゼロにすると共に熱交換器１６の熱負荷に応じて熱取出用ポンプ１５の回転速度を変更して循環熱媒体量を調節すること。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】熱源機器及び蓄熱装置に熱製造用ポンプで熱媒体を循環させる熱製造経路と、熱取出用ポンプで循環させる熱媒体を熱交換器から該熱源機器と熱取出用バルブを介して蓄熱装置とに分岐した後に合流させて熱交換器に戻す熱取出経路とを備えた空調用蓄熱システムを運転する方法において、前記熱源機器の運転を必要とする高負荷運転のときには、前記熱交換器の熱負荷に応じて前記熱取出用バルブの開度を調節すると共に前記熱源機器を通過する熱媒体の流量が設定範囲となるように前記熱取出用ポンプの回転速度を変更し、前記熱源機器の運転を必要としない低負荷運転のときには、前記熱源機器の運転を停止して熱源機器に流れる熱媒体量をゼロにすると共に前記熱交換器の熱負荷に応じて前記熱取出用ポンプの回転速度を変更して循環熱媒体量を調節することを特徴とする空調用蓄熱システムの運転方法。
【請求項２】熱源機器及び蓄熱装置に熱製造用ポンプで熱媒体を循環させる熱製造経路と、熱取出用ポンプで循環させる熱媒体を熱交換器から該熱源機器と熱取出用バルブを介して蓄熱装置とに分岐した後に合流させて熱交換器に戻す熱取出経路とを備えた空調用蓄熱システムの運転装置において、第１温度制御装置及び流量制御装置を有し、該第１温度制御装置は、前記熱交換器を通過した被伝熱媒体の温度を測定する温度測定器と、前記熱取出用バルブの開度を調節する熱取出用バルブ用調節具と、該温度測定器の測定温度値と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように該熱取出用バルブ用調節具を操作する操作具とを備え、上記流量制御装置は、前記熱源機器を通過する熱媒体の流量を測定する流量測定器と、前記熱取出用ポンプの回転速度を変更する可変速装置と、該流量測定器の測定流量値と設定流量値との偏差が一定の値以内となるように該可変速装置を操作する操作具とを備えたことを特徴とする空調用蓄熱システムの運転装置。
【請求項３】前記熱交換器を通過した被伝熱媒体の温度を測定する温度測定器と、前記熱取出用ポンプの回転速度を変更する可変速装置と、該温度測定器の測定温度値と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように該可変速装置を操作する操作具とを備えた第２温度制御装置を備え、前記第１温度制御装置は、前記熱源機器の運転を必要としない低負荷運転のときには、前記熱取出用バルブを開弁させると共に前記熱源機器の運転を停止し、該熱源機器の熱媒体の流量をゼロにするように回路構成されている請求項２記載の空調用蓄熱システムの運転装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調用蓄熱システムの運転に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、空調用氷蓄熱システムには、図４に示す如く、冷熱源機器である冷凍機１及び氷蓄熱槽２に製氷ポンプ３でブラインを循環させる製氷経路４と、解氷ポンプ５で循環させるブラインを熱交換器６から冷凍機１と解氷バルブ７を介して氷蓄熱槽２とに分岐した後に合流させて熱交換器６に戻す解氷経路８とを備えたものがある。この氷蓄熱システムは、解氷経路８を用いて氷蓄熱槽２に蓄熱されている冷熱を取出しながら冷却運転するとき、操作具９の記憶したスケジユールに基づいて解氷バルブ７を開閉操作していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、空調に必要な熱負荷は、天候に左右されてスケジユール通りに変動しない場合がある（例えば、印刷工場の空調等）。そのため、従来の空調用氷蓄熱システムでは、高負荷に対応できないことや、低負荷のときブラインの循環量に無駄が生じ、省エネルギーとならない問題がある。また、ボイラ等の温熱源機器で得た温熱を温熱蓄熱装置に蓄え、空調の負荷に応じて温熱蓄熱装置から熱を取出しながら運転する空調用温熱蓄熱システム（図示略）においても、同様の問題を生じさせることがある。そこで、本発明は、負荷変動に応じて最適な運転ができると共に、熱源機器の運転を必要とする運転時に、熱源機器を通過する熱媒体を所定流量として、空調能力及び運転効率の向上を図るようにした空調用蓄熱システムの運転方法及びその運転装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明が採用した手段は、熱源機器及び蓄熱装置に熱製造用ポンプで熱媒体を循環させる熱製造経路と、熱取出用ポンプで循環させる熱媒体を熱交換器から該熱源機器と熱取出用バルブを介して蓄熱装置とに分岐した後に合流させて熱交換器に戻す熱取出経路とを備えた空調用蓄熱システムを運転する方法において、前記熱源機器の運転を必要とする高負荷運転のときには、前記熱交換器の熱負荷に応じて前記熱取出用バルブの開度を調節すると共に前記熱源機器を通過する熱媒体の流量が設定範囲となるように前記熱取出用ポンプの回転速度を変更し、前記熱源機器の運転を必要としない低負荷運転のときには、前記熱源機器の運転を停止して熱源機器に流れる熱媒体量をゼロにすると共に前記熱交換器の熱負荷に応じて前記熱取出用ポンプの回転速度を変更して循環熱媒体量を調節することを特徴とする空調用蓄熱システムの運転方法である。本発明にあつては、蓄熱装置からの熱取出し及び熱源機器による熱製造を必要とする高負荷運転のときには、熱取出用バルブの開度を調節することで蓄熱装置からの熱取出し量を熱負荷に応じて操作できると共に、熱取出用ポンプの回転速度を変更することで熱源機器を通過する熱媒体の流量を設定範囲に操作して熱源機器を運転効率の良好な状態とすることができ、また蓄熱装置からの熱取出しのみで熱源機器による熱製造を必要としない低負荷運転のときには、熱取出用ポンプの回転速度を変更することで蓄熱装置からの熱取出し量を熱負荷に応じて操作できる。
【０００５】請求項２記載の本発明が採用した手段は、熱源機器及び蓄熱装置に熱製造用ポンプで熱媒体を循環させる熱製造経路と、熱取出用ポンプで循環させる熱媒体を熱交換器から該熱源機器と熱取出用バルブを介して蓄熱装置とに分岐した後に合流させて熱交換器に戻す熱取出経路とを備えた空調用蓄熱システムの運転装置において、第１温度制御装置及び流量制御装置を有し、該第１温度制御装置は、前記熱交換器を通過した被伝熱媒体の温度を測定する温度測定器と、前記熱取出用バルブの開度を調節する熱取出用バルブ用調節具と、該温度測定器の測定温度値と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように該熱取出用バルブ用調節具を操作する操作具とを備え、上記流量制御装置は、前記熱源機器を通過する熱媒体の流量を測定する流量測定器と、前記熱取出用ポンプの回転速度を変更する可変速装置と、該流量測定器の測定流量値と設定流量値との偏差が一定の値以内となるように該可変速装置を操作する操作具とを備えたことを特徴とする空調用蓄熱システムの運転装置である。本発明にあつては、第１温度制御装置により熱取出用バルブの開度を自動調節することで蓄熱装置からの熱取出し量を熱負荷に応じて自動操作できると共に、流量制御装置により熱取出用ポンプの回転速度を自動調節することで熱源機器を通過する熱媒体の流量を設定流量値となるように自動操作して熱源機器を運転効率の良好な状態とすることができ、蓄熱装置からの熱取出し及び熱源機器による熱製造を必要とする高負荷運転の自動化ができる。
【０００６】請求項３記載の本発明が採用した手段は、前記熱交換器を通過した被伝熱媒体の温度を測定する温度測定器と、前記熱取出用ポンプの回転速度を変更する可変速装置と、該温度測定器の測定温度値と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように該可変速装置を操作する操作具とを備えた第２温度制御装置を備え、前記第１温度制御装置は、前記熱源機器の運転を必要としない低負荷運転のときには、前記熱取出用バルブを開弁させると共に前記熱源機器の運転を停止し、該熱源機器の熱媒体の流量をゼロにするように回路構成されている請求項２記載の空調用蓄熱システムの運転装置である。本発明にあつては、低負荷運転モードのときに、熱源機器の運転を停止した状態で熱取出用ポンプの回転速度を自動調節することで蓄熱装置からの熱取出し量を熱負荷に応じて自動制御できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る空調用蓄熱システムの運転方法及びその運転装置を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。図１乃至図３は本発明に係る空調用蓄熱システムの運転装置を氷蓄熱システムの運転装置に適用した実施形態を示す概略図であり、図１は氷蓄熱槽に蓄熱している状態を示すものであり、図２は高負荷運転状態を示すものであり、図３は低負荷運転状態を示すものである。
【０００８】本実施形態に係る空調用氷蓄熱システム１０は、従来のシステムと同様に、熱製造経路である製氷経路１４と熱取出経路である解氷経路１８とを備えている。製氷経路１４は、図１に示すように、熱源機器である冷凍機１１及び蓄熱装置である氷蓄熱槽１２に、熱製造用ポンプである製氷ポンプ１３で熱媒体であるブラインを循環させるようにしてある。解氷経路１８は、図２に示すように、分岐点１８ａと合流点１８ｂを備え、熱取出用ポンプである解氷ポンプ１５で循環させるブラインを熱交換器１６の低温側１６ａから分岐点１８ａへ導き、冷凍機１１と熱取出用バルブである解氷バルブ１７を介して氷蓄熱槽１２とに分岐した後に、合流点１８ｂで合流させて熱交換器１６の一次側である低温側１６ａに戻すようにしてある。冷凍機１１は、単段圧縮ターボ若しくは多段圧縮ターボ式又はスクリュー冷凍機等が用いられる。
【０００９】本システム１０の運転装置の改良点は、図２に示すように、第１温度制御装置２０、第２温度制御装置４０及び流量制御装置３０を備えたことである。該第１温度制御装置２０は、空調設備用経路２８に導かれて熱交換器１６の二次側である高温側１６ｂを通過した後の空調用伝熱媒体の温度を測定する温度測定器２１と、解氷バルブ１７の開度を調節するバルブ用調節具２２と、温度測定器２１の測定温度値と温度設定器２３の設定温度値との偏差が一定の値以内となるように調節具２２を操作する操作具２４とを備えている。上記第２温度制御装置４０は、図３に示すように、熱交換器１６を通過した被伝熱媒体の温度を測定する温度測定器２１（第１温度制御装置２０と共用）と、熱取出用ポンプ１５の回転速度を変更する可変速装置３２（後述する流量制御装置３０と共用）と、温度測定器２１の測定温度値と温度設定器４３の設定温度値との偏差が一定の値以内となるように可変速装置３２を操作する操作具４４とを備えている。
【００１０】前記流量制御装置３０は、図２に示すように、冷凍機１１を通過するブラインの流量を測定する流量測定器３１と、解氷ポンプ１５の回転速度を変更する可変速装置３２と、流量測定器３１の測定流量値と流量設定器３３の設定流量値との偏差が一定の値以内となるように可変速装置３２を操作する操作具３４とを備えている。可変速装置３２は、解氷ポンプ１５を駆動するインバータ式等の可変速モータ等で構成してある。流量設定器３３の設定流量値は、冷凍機１１の運転効率を高く維持できる範囲に設定される。
【００１１】本システム１０は、前記温度測定器２１を第１温度制御装置２０と第２温度制御装置４０とに共用するため、温度測定器２１の測定出力信号を第１温度制御装置２０または第２温度制御装置４０に切り替えるための切替スイツチ３５を備えている。なお、第１温度制御装置２０及び第２温度制御装置４０の夫々が専用の温度測定器２１を備えているときには、切替スイツチ３５は不要である。また、本システム１０は、前記可変速装置３２を第２温度制御装置４０と流量制御装置３０とに共用するため、可変速装置３２に入力する操作信号を第２温度制御装置４０の操作信号と流量制御装置３０の操作信号とに切り替えるための切替スイツチ３６を備えている。なお、第２温度制御装置４０及び流量制御装置３０の夫々が専用の可変速装置３２を備えているときには、切替スイツチ３６は不要である。前記冷凍機１１から氷蓄熱槽１２へ至るブライン経路２５には、開閉弁２６を設け、冷凍機１１が運転しているときに開弁し、冷凍機１１が停止しているときに閉弁するようにしてある。開閉弁２６は、電動弁等で構成し、操作室にて遠隔操作できるようにしてある。前記熱交換器１６の二次側である高温側１６ｂを通過する被熱媒体は、各空調設備（図示略）から空調設備用経路２８を介して戻された後にポンプ２７で圧送され、熱交換器１６で冷却されて各空調設備へ送られる。
【００１２】次に、本システム１０の運転方法を説明する。蓄熱する場合には、図１に示すように、解氷バルブ１７を閉弁すると共に解氷ポンプ１５を停止させて解氷経路１８（図２参照）を閉じ、この状態で開閉弁２６を開弁すると共に製氷ポンプ１３及び冷凍機１１を起動して製氷経路１４にブラインを循環させ、氷蓄熱槽１２に蓄氷する。
【００１３】氷蓄熱槽１２に蓄熱された冷熱を利用して高負荷運転する場合には、図２に示すように、製氷ポンプ１３を停止して製氷経路１４を閉じ、この状態で開閉弁２６を開弁すると共に解氷ポンプ１５及び冷凍機１１を起動して解氷経路１８にブラインを循環させ、熱交換器１６の一次側１６ａを形成する解氷経路１８を通過するブラインと熱交換器１６の二次側１６ｂを形成する空調設備用経路２８を通過する空調用伝熱媒体との間で熱交換させる。この高負荷運転中の第１温度制御装置２０は、熱交換器１６の二次側１６ｂを通過した空調用伝熱媒体の測定温度と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように、空調設備用経路２８に接続した空調設備（図示略）の熱負荷変動に応じて解氷バルブ１７の開度を調節する。更に、この高負荷運転中の流量制御装置３０は、冷凍機１１を通過するブラインの測定流量と設定流量値との偏差が一定の値以内となるように、解氷ポンプ１５の可変速装置３２を調節することにより、冷凍機１１の運転効率が良好となるブライン量を冷凍機１１へ循環させることができる。
【００１４】冷凍機１１の運転を必要としない低負荷運転のときには、図３に示すように、冷凍機１１を停止すると共に開閉弁２６を閉弁し、この状態で解氷ポンプ１５を起動して解氷経路１８の一部にブラインを循環させ、熱交換器１６の一次側１６ａを形成する解氷経路１８を通過するブラインと熱交換器１６の二次側１６ｂを形成する空調設備用経路２８を通過する空調用伝熱媒体との間で熱交換させる。この低負荷運転中は、第１温度制御装置２０の解氷バルブ１７を全開にした状態で第２温度制御装置４０を作動させ、熱交換器１６の二次側１６ｂを通過した空調用伝熱媒体の測定温度と設定温度値との偏差が一定の値以内となるように、解氷ホンプ１５の可変速装置３２を調節することにより解氷経路１８の氷蓄熱槽１２を循環するブライン量を調節し、空調設備用経路２８に接続した空調設備（図示略）の熱負荷変動に応じる。
【００１５】なお、前記高負荷運転中及び低負荷運転中における解氷バルブ１７の開度の調節は、前記第１温度制御装置２０を用いるとこなく、空調設備用経路２８の要所に配置した温度計を目測しながら手動で行うようにしてもよい。また、前記高負荷運転中における冷凍機１１を循環するブライン量の調節は、前記流量制御装置３０を用いることなく、ブライン経路２５の要所に配置した流量計を目測しながら手動で行うようにしてもよい。更に、前記低負荷運転中における解氷経路１８の氷蓄熱槽１２を循環するブライン量の調節は、前記第２温度制御装置４０を用いることなく、空調設備用経路２８の要所に配置した温度計を目測しながら手動で行うようにしてもよい。
【００１６】本発明は、前記実施の形態である空調用氷蓄熱システム１０に限定されるものではなく、図示は省略したが、ボイラ等で得た温熱を蓄熱装置に蓄え、空調の負荷に応じて蓄熱装置から熱を取出しながら運転する空調用温熱蓄熱システムの運転に適用することも可能である。この空調用温熱蓄熱システムの運転に適用する場合、前記熱源機器１１は蒸気ボイラ又は温水ボイラ等の温熱発生装置で構成し、蓄熱装置１２は蒸気又は温水の温熱を蓄熱できる蓄熱槽で構成する。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の本発明は、熱源機器の運転と停止との選択、熱取出用バルブの開度の調節及び熱取出用ポンプの回転速度の変更により、負荷変動に応じて最適な運転ができると共に、高負荷運転中の熱源機器を通過する熱媒体を所定流量とするとこにより空調能力及び運転効率の向上を図ることができる。請求項２記載の本発明は、温度制御装置により蓄熱槽からの熱取出し量を熱負荷に応じて自動操作できると共に、流量制御装置により熱源機器を通過する熱媒体の流量を設定流量値となるように自動操作して熱源機器を運転効率の良好な状態とすることができることから、蓄熱槽からの熱取出し及び熱源機器による熱製造を必要とする高負荷運転の自動化が図れると共に、空調能力及び運転効率の飛躍的な向上を図ることができる。請求項３記載の本発明は、低負荷運転モードのときに、熱源機器の運転を停止した状態で蓄熱槽からの熱取出し量を熱負荷に応じて自動制御できることから、空調能力及び運転効率を更に飛躍的に向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８１３９６５６
【氏名又は名称】大阪エネルギーサービス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１０月１２日（１９９８．１０．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２０１６
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 敏彦
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１２１１２８（Ｐ２０００−１２１１２８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年４月２８日（２０００．４．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２８９１８６ |
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