(57)【要約】【課題】空調負荷熱量に十分対応し、空調負荷へ水和物スラリを輸送するポンプ動力を最小化し、液みちの形成やキャビテーションの発生を抑制する水和物スラリ空調システムを提供する。【解決手段】空調負荷３へ輸送する水和物スラリの固相分率を計測する固相分率計測手段４０と固相分率を調節する固相分率調整手段を設け、固相分率調整手段を、スラリポンプ６の吸入側の往路配管２９と復路配管２１ａを接続するバイパス管３５と、復路配管２１ａ内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管３５を通じて往路配管２９内に注入する注入量を調整する調整弁３６ａ，３６ｂとから構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水和物スラリ製造装置と、水和物スラリの冷熱を利用する空調負荷と、水和物スラリを空調負荷へ輸送するスラリポンプと、空調負荷への往路配管と復路配管とからなる配管系を具備した水和物スラリ空調システムにおいて、
スラリポンプの吐出側の往路配管に設けた固相分率計測手段と、
空調負荷へ輸送する水和物スラリの固相分率が所定範囲となるように固相分率の計測値に基づき水和物スラリの固相分率を調整する手段とを備え、
該固相分率調整手段が、
スラリポンプの吸入側の往路配管と復路配管を接続するバイパス管と、
復路配管内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管を通じて往路配管内に注入する注入量を調整する調整弁とを備えることを特徴とする水和物スラリ空調システム。
【請求項２】
水和物スラリ貯槽を設け、水和物スラリ貯槽から水和物スラリを空調負荷へ輸送することを特徴とする請求項１記載の水和物スラリ空調システム。
【請求項３】
既設の水蓄熱式空調システムまたは氷蓄熱式空調システムを空調負荷に水和物スラリを供給する水和物スラリ空調システムに改造する方法であって、
水和物スラリ製造装置を設け、
水和物スラリを空調負荷へ輸送するスラリポンプを設け、
スラリポンプの吐出側の往路配管に固相分率計測手段を設け、
空調負荷へ輸送する水和物スラリの固相分率が所定範囲となるように固相分率の計測値に基づき水和物スラリの固相分率を調整する手段を設け、
該固相分率調整手段を、
スラリポンプの吸入側の往路配管と空調負荷から戻る復路配管を接続するバイパス管と、
復路配管内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管を通じて往路配管内に注入する注入量を調整する調整弁とから構成することを特徴とする既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法。
【請求項４】
水和物スラリ貯槽を設け、水和物スラリ貯槽から水和物スラリを空調負荷へ輸送することを特徴とする請求項３記載の既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水和物スラリを空調負荷側への冷熱搬送媒体あるいは冷熱搬送蓄熱媒体として使用する水和物スラリ空調システムおよび既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法に関する。なお、本明細書において「水和物スラリ」というのは、例えば、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）のごとき水和剤を水に溶解させた水溶液を冷却することによって得られる液体から固体粒子への固液相変化時の潜熱量（熱密度）が大きい液系包接水和物と水溶液の固液混相流体をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば空調設備に使用される各種の蓄熱システム、例えば水蓄熱式空調システムや氷蓄熱式空調システムが開発されている。一例として図８に水蓄熱式空調システムを示す。図８において、１は空調負荷側への冷熱搬送媒体として水を貯蔵する水蓄熱槽、２は水蓄熱槽１内の水を冷却するための冷凍機、３は空調機、４は冷却塔、５は一次ポンプ、６は二次ポンプ、７ａ、７ｂは一次ポンプ５の入側ヘッダーおよび出側ヘッダー、８ｂは二次ポンプ６の出側ヘッダー、９は一次冷却水の流量制御のための三方弁、１０は冷却塔冷却水を冷凍機２へ送るポンプ、１１は各空調機３に設けられる流量制御弁である。
【０００３】
この水蓄熱式空調システムにおける基本的な動作は、主に夜間電力を利用して水蓄熱槽１内の水を循環させながら冷凍機２により冷却し水蓄熱槽１に冷熱を蓄熱する。昼間は、夜間蓄熱された例えば５℃の冷水を各空調機３に送り熱交換により室内を冷房する。冷房に供された冷水は、例えば１２℃の温度に昇温されて水蓄熱槽１に戻ってきて、該水蓄熱槽１にて再び冷却される。
【０００４】
氷蓄熱式空調システムの場合も、主に夜間電力を利用して氷蓄熱槽内の水を氷製造用冷凍機により冷却し、氷蓄熱槽内で氷を製造し蓄熱する。昼間は、夜間製造された氷を融解しながら例えば５℃の冷水を各空調機に送り熱交換により室内を冷房する。冷房に供された冷水は、例えば１２℃の温度に昇温されて氷蓄熱槽に戻ってきて、該氷蓄熱槽内の氷にて再び冷却される。
【０００５】
このような蓄熱式空調システムを使用することにより、例えば深夜電力、または工場の廃熱等の供給が不連続なエネルギを利用して冷熱を蓄熱しておき、蓄熱した冷熱を空調設備に利用することで、エネルギをより有効に利用することができる。
【０００６】
ところで、前記の蓄熱式空調システムを導入しているビルや地域冷暖房システム等においては、システム導入時に比べて冷房負荷の需要が増加しているため、負荷側への供給熱量増大化のために熱源機の更新などが実施されている。このとき、蓄熱式空調システムにあっては蓄熱量の増大化も要求されることがあるが、蓄熱槽の追加増設はスペース等の制約もあって困難である場合が多い。また、昼間の冷房電力負荷を低減する対策が要求されている。
【０００７】
そこで、近年、熱密度が大きい水和物スラリを空調負荷側への冷熱搬送媒体あるいは冷熱搬送蓄熱媒体として使用することで、蓄熱槽の大きさや追加増設等の変更を要することなく、空調負荷側への供給熱量を増大させ得るようにした水和物スラリ空調システムが提案されている。
【０００８】
すなわち、ゲスト化合物（テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−ブチルホスホニウムム塩、トリｉｓｏ−アミルスルホニウム塩などの各種塩類）を含む水溶液を冷却すると、水和物（液系包接水和物）が生成される。この水和物は０℃以上の温度で生成でき、しかも潜熱が大きく冷水に比較して数倍の熱量の冷熱を貯蔵することができる。また、この水和物は微細な粒子となって水溶液中に浮遊して比較的流動性の高い水和物スラリを形成する。このため、このような水和物スラリは、空調設備などの蓄冷材または冷熱の搬送媒体として好ましい特性を有している。
【０００９】
前記のような水和物スラリの冷熱を利用する冷熱利用システム、例えば空調システムでは以下のようにして運転が行われる。水和物スラリ貯槽に例えばテトラｎ−ブチルアンモニウムブロマイド（ＴＢＡＢ）を含む水溶液を入れてスラリ製造運転を開始する。水和物スラリ貯槽内の水溶液は水溶液ポンプによりスラリ製造用の熱交換器へ送られて冷却され、水和物スラリが製造される。この水和物スラリは水和物スラリ貯槽に貯蔵される。そして、負荷運転時に、水和物スラリ貯槽内の水和物スラリはスラリポンプにより負荷側の空調機に送られてその冷熱が利用されて水溶液となり、水溶液は水和物スラリ貯槽へ戻される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水和物スラリは粘度が大きく、配管内での圧力損失が大きくなると水和物スラリ貯槽からの水和物スラリの取り出しが困難になることがあった。以下、この点についてより詳細に説明する。
【００１１】
水和物スラリ貯槽からスラリポンプにより水和物スラリを払い出す際に、水和物スラリの粘度が大きいため、水和物スラリ貯槽とスラリポンプとの間の吸い込み配管内での圧力損失が大きくなり、水和物スラリ貯槽の払い出し口で水和物スラリを吸い込むのに十分な吸引力を維持できないことがある。このような場合には、水和物スラリ中に水溶液の流路（以下、液みちという）が形成され、水和物スラリ貯槽から粘度の大きい水和物スラリを取り出せず、粘度の小さい水溶液だけを選択的に取り出すようになる問題が生じる。水和物スラリ貯槽の払い出し口での水和物スラリの流速が速い場合に液みちが形成されやすい。
【００１２】
また、吸い込み配管内の圧力損失が大きくなると水和物スラリ貯槽から水和物スラリを吸い込むことが困難となるため、スラリポンプの吸い込み口における圧力を大気圧以下に設定する必要がある。このようにスラリポンプの圧力を大気圧以下にすると、水和物スラリ中の溶存空気がスラリポンプ内部あるいは接続する配管内部で気泡となるキャビテーション現象が発生する。スラリポンプのロータなどの下流では圧力は大気圧以上となり気泡は消滅するが、その際、気泡の周囲の水がぶつかり合って局所的に著しい高圧を生じ、その機械的衝撃によってスラリポンプ内面や配管内面が侵食される問題が生じる。
【００１３】
このように、水和物スラリの粘度が大きいため、水和物スラリ貯槽から水和物スラリを取り出す際に、液みちが形成されたり、キャビテーションが発生するなどの問題があった。また、水和物スラリ貯槽を設けないで水和物スラリを製造してただちに負荷側空調機へ送るような空調システムでも同様の問題があった。
【００１４】
水和物スラリの粘度は、水和物スラリの固相分率と相関している。固相分率は水和物スラリ中の水和物固体粒子の水和物スラリ中の重量比率をいう。固相分率が大きいほど水和物粒子の比率が高く、粘度が大きくなり、輸送配管内の圧力損失が大きくなり、輸送のための動力が大きくなったり、液みちの形成やキャビテーションの発生が起こりやすい傾向となる。一方、固相分率が高いほど水和物の比率が高いので、蓄熱量や輸送熱量が大きくなる。
【００１５】
これらのことから、水和物スラリ空調システムにおいて、空調負荷熱量に十分対応し、かつ輸送動力を最小化し、液みちの形成やキャビテーションの発生を抑制するように水和物スラリの固相分率を最適範囲に調整して運転することが必要となっている。
【００１６】
また、負荷空調機の運転状況により、所要負荷熱量は変動するが、それに対応して水和物スラリの固相分率を調整することが必要である。
【００１７】
しかし、水和物スラリ空調システムにおいて、水和物スラリの固相分率を最適範囲に調整する有効な方法は見出されていない。
【００１８】
本発明は以上の点に鑑み、空調負荷熱量に十分対応し、空調負荷へ水和物スラリを輸送するポンプ動力を最小化し、液みちの形成やキャビテーションの発生を抑制する水和物スラリ空調システムおよび既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法を提供することを目的する。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る水和物スラリ空調システムは、下記の構成からなるものである。すなわち、水和物スラリ製造装置と、水和物スラリの冷熱を利用する空調負荷と、水和物スラリを空調負荷へ輸送するスラリポンプと、空調負荷への往路配管と復路配管とからなる配管系を具備した水和物スラリ空調システムにおいて、スラリポンプの吐出側の往路配管に設けた固相分率計測手段と、空調負荷へ輸送する水和物スラリの固相分率が所定範囲となるように固相分率の計測値に基づき水和物スラリの固相分率を調整する手段とを備え、該固相分率調整手段が、スラリポンプの吸入側の往路配管と復路配管を接続するバイパス管と、復路配管内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管を通じて往路配管内に注入する注入量を調整する調整弁とを備えたものである。
【００２０】
本発明において利用される水和物スラリは、水和物が生成する際に大きい潜熱を有する液系包接水和物の固体粒子と水和物を生成する水和剤の水溶液の固液混相流体である。このような水和物（包接水和物）を生成する水和剤としては、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩、テトラｉｓｏ−アミルアンモニウム塩、テトラｎ−フォスフォニウム塩、トリｉｓｏ−アミルサルフォニウム塩などであり、テトラｎ−ブチルアンモニウム塩の例として、フッ化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４Ｈ９）４ＮＦ）、塩化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４Ｈ９）４ＮＣｌ）、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（（ｎ−Ｃ４Ｈ９）４ＮＢｒ）などがある。
また、これらＦ，Ｃｌ，Ｂｒの代わりに酢酸（ＣＨ３ＣＯ２）、クロム酸（ＣｒＯ４）、タングステン酸（ＷＯ４）、シュウ酸（Ｃ２Ｏ４）、リン酸（ＨＰＯ４）でもよい。その他前記塩も同様に利用できる。特に、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウムの場合は、冷房に利用される５〜１２℃の温度域において、熱密度が利用温度差７℃の場合、同じ温度差で水に比べて約４倍も大きい。
【００２１】
また、請求項２に係る水和物スラリ空調システムは、水和物スラリ貯槽を設け、水和物スラリ貯槽から水和物スラリを空調負荷へ輸送するものである。
【００２２】
本発明の請求項３に係る既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法は、下記の構成からなるものである。すなわち、既設の水蓄熱式空調システムまたは氷蓄熱式空調システムを空調負荷に水和物スラリを供給する水和物スラリ空調システムに改造する方法であって、水和物スラリ製造装置を設け、水和物スラリを空調負荷へ輸送するスラリポンプを設け、スラリポンプの吐出側の往路配管に固相分率計測手段を設け、空調負荷へ輸送する水和物スラリの固相分率が所定範囲となるように固相分率の計測値に基づき水和物スラリの固相分率を調整する手段を設け、該固相分率調整手段を、スラリポンプの吸入側の往路配管と空調負荷から戻る復路配管を接続するバイパス管と、復路配管内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管を通じて往路配管内に注入する注入量を調整する調整弁とから構成することを特徴としている。
【００２３】
また、請求項４に係る既設空調システムの水和物スラリ空調システムへの改造方法は、水和物スラリ貯槽を設け、水和物スラリ貯槽から水和物スラリを空調負荷へ輸送することを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態に基づき本発明を説明する。
【００２５】
実施形態１．
図１は本発明の第１の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図、図２はその固相分率計測手段の詳細を示す構成図、図３は水和物スラリの固相分率とポンプ動力比（水との比較）の関係を示すグラフ、図４は水和物スラリの温度と熱密度と固相分率の関係を示すグラフであり、図１中、前述の従来例（図８）のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００２６】
図１において、２０は空調負荷側の冷熱媒体として水和物スラリを貯蔵する水和物スラリ蓄熱槽であり、空調負荷側すなわち空調機３側の回路２１に接続している。そして、この水和物スラリを製造するために、冷凍機２と水和物スラリ蓄熱槽２０との間に水和物スラリを製造する水和物スラリ製造熱交換器２２を設置し、循環ポンプ３１を有する水和剤の水溶液の循環回路３２を設けて、水和剤の水溶液を循環させ冷却して水和物スラリを製造する。また、水和物スラリ製造熱交換器２２と冷凍機２間には、ポンプ２３を設けた冷却媒体（水）の循環回路２４の配管が設けられており、水和剤の水溶液を冷却する。
【００２７】
水和物スラリ蓄熱槽２０とスラリポンプ６間の配管２９と復路配管２１ａの間にバイパス管３５が設けられているとともに、バイパス管３５と復路配管２１ａに、それぞれ二方弁からなる調整弁３６ａ，３６ｂが設置され、空調機３側から戻る水溶液の一部を、バイパス管３５および調整弁３６ａを介して配管２９内に注入できるようになっている。
【００２８】
また、スラリポンプ６の下流側に混合装置３７が配置され、水和物スラリと水溶液との混合を行う。さらに混合装置３７の下流側に、水和物スラリの固相分率を計測する固相分率計測手段４０が設置されている。
【００２９】
水和物スラリは粘度が大きく、特に水和物スラリ蓄熱槽２０から空調機３側へスラリポンプ６により水和物スラリを払い出す際に、水和物スラリ蓄熱槽２０とスラリポンプ６との間の吸い込み配管内での圧力損失が大きくなり、水和物スラリ蓄熱槽２０の払い出し口で水和物スラリを吸い込むのに十分な吸引圧力を維持できないことがある。このような場合には、水和物スラリ中に水溶液の流路（以下、液みちという）が形成され、水和物スラリ蓄熱槽２０から粘度の大きい水和物スラリを取り出せず、粘度の小さい水溶液だけを選択的に取り出すようになる問題が生じる。このように、吸い込み配管内の圧力損失が大きくなると水和物スラリ蓄熱槽２０から水和物スラリを吸い込むことが困難となるため、スラリポンプ６の吸い込み口における圧力を大気圧以下に設定する必要がある。しかし、スラリポンプ６の圧力を大気圧以下にすると、水和物スラリ中の溶存空気がスラリポンプ６内部あるいは接続する配管内部で気泡となるキャビテーション現象が発生する。スラリポンプ６のロータなどの下流では圧力は大気圧以上となり気泡は消滅するが、その際、気泡の周囲の水がぶつかり合って局所的に著しい高圧を生じ、その機械的衝撃によってスラリポンプ６内面や配管内面が侵食される問題が生じる。そして、液みちは水和物スラリの流速が速い場合に形成されやすい。
【００３０】
固相分率計測手段４０は、図２のように水和物スラリ循環系内の空調負荷側へ向かう往路配管２１ｂに両端が接続されて水和物スラリの一部を導入循環可能な小径配管からなる固相分率計測用循環系４１と、固相分率計測用循環系４１内に水和物スラリを導入するための定量ポンプ４２と、固相分率計測用循環系４１内に設置されたヒータ４３と、ヒータ４３の前後にそれぞれ配置された上流温度センサ４４ａ及び下流温度センサ４４ｂと、ヒータ４３の下流側に設置されて固相分率計測用循環系４１内の流量（水溶液流量）を検出する流量計４５と、ヒータ４３への供給電力を検出する電力計４６と、固相分率演算手段４７とから構成される。固相分率演算手段４７では、各温度センサ４４ａ，４４ｂの検出温度と、電力計４６で計測されたヒータ４３により水和物スラリを加熱して完全融解するまでに使用した電力から算定された水和物スラリの熱量と、流量計４５で計測された水溶液流量と、に基づいて水和物スラリの熱密度が算出される。さらに、予め温度と熱密度、ならびに温度と固相分率の関係が求められていて固相分率演算手段４７にデータテーブルとして記憶されており、熱密度と固相分率の関係から水和物スラリ固相分率が算出される。
【００３１】
また、臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）の水和物には、潜熱量の相違する第一水和物（水和数２６程度）と第二水和物（水和数３６程度）が存在する。図４に示すように第一水和物スラリ、第二水和物スラリそれぞれについて、温度と熱密度、ならびに温度と固相分率の関係が予め求められていて、固相分率計測手段４０の固相分率演算手段４７にデータテーブルとして記憶されている。なお、第二水和物は第一水和物に比べて熱密度が大きいので、第二水和物を製造するような条件で製造することが好ましい。
【００３２】
したがって、固相分率計測手段４０により、水和物スラリの熱密度と温度を計測することで、第一水和物スラリ、第二水和物スラリが判別でき、それぞれの水和物スラリに対して予め求められた熱密度と固相分率の関係から水和物スラリの固相分率が算出される。
【００３３】
また、固相分率計測手段４０と監視室５１とが電気的に接続され、固相分率演算手段４７にて算出された固相分率が監視室５１のモニタ５１ａに表示されるようになっていて、運転状況が安定していれば手動で水溶液と水和物スラリの混合比を設定することができるようになっている。
【００３４】
また、固相分率計測手段４０の固相分率演算手段４７にて算出された固相分率はバルブコントローラ５２にも送られるようになっている。バルブコントローラ５２は、固相分率計測手段４０から送られてきた固相分率に基づき、スラリポンプ６による水和物スラリの輸送動力が最小となるように、調整弁３６ａ，３６ｂの開度を調節して、注入する水溶液の量を調整し、水溶液と固相分率の高い水和物スラリの混合比を制御するように設定されている。
【００３５】
前述の構成を有する本実施形態の水和物スラリ空調システムにおいて、深夜電力でポンプ２３、冷凍機２、ポンプ１０、及び冷却塔４を運転して冷水を製造し、水和物スラリ製造熱交換器２２に冷水を循環させる。また、ポンプ３１を運転して、水和物スラリ蓄熱槽２０にある水溶液を水和物スラリ製造熱交換器２２に流通させて冷却し、水和物スラリを製造して蓄熱槽１に貯える。このとき、冷凍機２から水和物スラリ製造熱交換器２２へは３℃の冷却水が送られる。そして水和物スラリ製造熱交換器２２を介して熱交換された冷却水は１０℃の温度に昇温されて冷凍機２に戻ってきて、冷凍機２にて再び冷却される。
【００３６】
翌日昼間、スラリポンプ６を運転して水和物スラリ蓄熱槽２０から水和物スラリを取出し空調機３に水和物スラリを送って空調を実施する。このとき、固相分率計測手段４０により算出した水和物スラリの固相分率が所定の範囲になるように、バルブコントローラ５２は調整弁３６ａ，３６ｂの開度を調節し、スラリポンプ６にて水和物スラリ蓄熱槽２０から輸送される水和物スラリと空調機３から戻ってきた水溶液を適当量、バイパス管３５を通じて混合させる。空調機３へは５℃の水和物スラリが供給され冷房に供される。そして冷房に供された水和物スラリは、融解されて１２℃の水溶液となり、水和物スラリ蓄熱槽２０に戻る。
【００３７】
空調機３へ輸送される水和物スラリの固相分率が所定範囲となるように復路配管２１ａ内の水和物スラリが融解した水溶液の一部をバイパス管３５を通じてスラリポンプ吸込側の往路配管２９内に注入し混合するので、配管内の圧力損失を小さくでき、空調機３へ水和物スラリを輸送するときのスラリポンプ６の輸送動力を低減できる。以下、水和物スラリ固相分率の適正な所定範囲の設定方法について一例を挙げて説明する。
【００３８】
図３にスラリポンプ６からの吐出し配管内に存在する水和物スラリの固相分率とスラリポンプ６の輸送動力との関係を示す。この図は、水和物スラリによる冷熱輸送量と同等の冷熱を冷水により輸送する場合の輸送動力を基準とした水和物スラリによる輸送動力をスラリポンプ動力比として表し、水和物スラリの固相分率との関係を実験により求めた結果を示している。配管５０Ａ、輸送熱量１５０ｋＷの条件での結果を曲線１に示している。この図から明らかなように、水和物スラリの固相分率が９〜４０％の範囲ではスラリポンプ動力比が１以下となり、冷水を用いる場合に比べて輸送動力が低減できる効果があることがわかる。
【００３９】
固相分率が９％以下の範囲では、水和物スラリの熱密度が小さくなるため必要な輸送流量が大きくなるので、冷水搬送に対するスラリポンプ６の消費電力の低減メリットがなくなる。また、固相分率が４０％以上の範囲では、水和物スラリの熱密度は大きくなって流量は減少するが、水和物スラリの粘性が大きくなるために、冷水搬送に対するスラリポンプ６の消費電力の低減メリットがなくなる。このように水和物スラリの固相分率が９〜４０％になるようにバルブコントローラ５２にて調整弁３６ａ，３６ｂの開度を調節することにより、水和物スラリに注入する水溶液量を調整することにより、水和物スラリを輸送するスラリポンプの輸送動力を低減でき、設備費、運転費を低減できる。
【００４０】
特に、固相分率計測手段４０の出力値が１９〜３０％になるようにバルブコントローラ５２にて調整弁３６ａ，３６ｂの開度を調節することで、輸送動力を水に対して１／５程度にすることができ、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００４１】
また、水和物スラリ空調システムにおいて、空調機３へ輸送する水和物スラリの輸送熱量が設定されて温度域と熱密度の領域が設定されると、それに最適な水溶液濃度が決定される。この水溶液濃度は、本システムが稼働している途中で変更することはできない。夏・冬の季節による負荷変動の転換時期に所望輸送熱量に合わせて水溶液濃度を調整する。その際、輸送動力比と水和物スラリ固相分率の関係は例えば図３の曲線２のように変化する。それに合わせてバルブコントローラ５２にて調節する固相分率の所定範囲を決定する。これにより、季節に応じた輸送動力の最小化が可能となり、一年を通して省エネルギで冷水に対し有利な水和物スラリ空調システムが構築できる。
【００４２】
なお、ここでは新規に水和物スラリ空調システムを構築する場合について説明したが、例えば既設の水蓄熱式空調システムを、空調負荷側への冷熱搬送蓄熱媒体として水和物スラリを使用できるようにリニューアルすることでも構築することができる。その場合、水和物スラリ製造熱交換器の設置や搬送ポンプ吸い込み側の配管を口径の大きい配管（搬送ポンプ出口配管口径の１．５倍以上の配管）に取り替え、水和物スラリの固相分率を所定範囲に調整する機構を前述の第１実施形態と同様に設けることにより、輸送動力を最小化することができる。また、水和物スラリは熱密度が大きいので、蓄熱槽の大きさや台数を減らすことが可能となり、この面でもコストの節減、スペースの有効利用を図ることができるなど、波及効果も大きい。このリニューアルに関しては以下の他の実施形態においても同様である。
【００４３】
実施形態２．
図５は本発明の第２の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図であり、図中、前述の第１実施形態（図１）のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００４４】
本実施形態の水和物スラリ空調システムは、空調機３側から戻る水溶液の一部を、バイパス管３５からスラリポンプ６の吸込み側の配管２９内に注入させるための調整弁を、バイパス管３５と復路配管２１ａとの接続部に設置した単一の三方弁からなる調整弁３６ｃから構成した点に特徴を有し、それ以外の構成は全て前述の第１実施形態のものと同一で、第１実施形態の持つ機能を全て備えている。
【００４５】
本実施形態の水和物スラリ空調システムにおいては、調整弁３６ｃが単一構成からなるため、その分、配管構成がシンプルとなって、コスト低減に寄与するだけでなく、複数の調整弁を使用するときのような同期をとる必要がなくなって、バルブコントローラ５２Ａによる開度調節制御が容易となる。
【００４６】
実施形態３．
図６は本発明の第３の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図であり、図中、前述の第１実施形態（図１）のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００４７】
本実施形態の水和物スラリ空調システムは、水和物スラリ蓄熱槽を使用せず、水和物スラリ循環系すなわち空調機３側の回路２１内に直接水和物スラリを製造する水和物スラリ製造熱交換器２２を接続した点に特徴を有し、それ以外の構成は基本的に第１実施形態のものと同一である。
【００４８】
実施形態４．
図７は本発明の第４の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図であり、図中、前述の第２実施形態（図５）及び第３実施形態（図６）のものと同一部分には同一符号を付してある。
【００４９】
本実施形態の水和物スラリ空調システムは、水和物スラリ蓄熱槽を使用せず、水和物スラリ循環系すなわち空調機３側の回路２１内に直接水和物スラリを製造するヒートポンプの蒸発器からなる水和物スラリ製造熱交換器６１を設置している点に特徴を有している。なお、６２はヒートポンプの圧縮機、６３は凝縮器、６４は膨張弁である。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、空調負荷へ輸送する水和物スラリの固相分率を計測する固相分率計測手段と固相分率を調節する固相分率調整手段を設け、固相分率調整手段を、スラリポンプの吸入側の往路配管と復路配管を接続するバイパス管と、復路配管内の水和物スラリが融解した水溶液をバイパス管を通じて往路配管内に注入する注入量を調整する調整弁とから構成して、水和物スラリの固相分率を所定範囲内となるように調整するようにしたので、水和物スラリの粘度が最適になり、水和物スラリ吸引時にスラリポンプの吸込み口までの圧力損失で輸送配管の圧力損失が大きくなることがなくなって、スラリポンプの消費動力を最小化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る水和物スラリ空調システムの固相分率計測手段の詳細を示す構成図である。
【図３】水和物スラリの固相分率とポンプ動力比（水との比較）の関係を示すグラフである。
【図４】水和物スラリの温度と熱密度と固相分率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る水和物スラリ空調システムを示す構成図である。
【図８】従来の水蓄熱式空調システムの構成図である。
【符号の説明】
３　空調機（空調負荷）
６　スラリポンプ
２１　回路
２１ａ　復路配管
２９　往路配管
３５　バイパス管
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ　調整弁
４０　固相分率計測手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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