CN112824792A - 冷却系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种冷却系统，具备第一冷却装置和从第一冷却装置供给热媒的多个第二冷却装置，从而抑制冷却系统整体的功耗。冷却系统(100)包括：第一冷却装置(10)，被电力驱动以供给第一设定温度以下的第一热媒；多个第二冷却装置(40A～40C)，具有使从第一冷却装置供给的第一热媒和第二热媒之间进行热交换的热交换部(46)，并被电力驱动以供给第二设定温度以下的第三热媒，其中，第二设定温度根据时间经过而分别改变；以及设定部(70)，获得多个第二冷却装置的第二设定温度，并根据获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度。

Description

冷却系统
相关申请的相互引用
本申请基于2019年11月20日申请的日本申请号为2019-209956号的申请，其记载内容并入本文。
技术领域
本公开涉及冷却系统，该冷却系统包括第一冷却装置和从第一冷却装置供给热媒的多个第二冷却装置。
背景技术
以往，有这样一种冷却系统，其具备分别冷却多个发热体的多个冷却装置、分别与多个冷却装置连接的配管、以及与配管连接的泵，经由配管向通过多个冷却装置各自的内部的冷却管供给制冷剂(参考专利文献1)。专利文献1所记载的冷却系统通过使向各个冷却装置供给的制冷剂的流量最佳化，从而在不多余驱动泵的情况下抑制泵的功耗。
在先技术文献
专利技术文献
专利文献1：特开2015-183993号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1所记载的冷却系统虽然抑制了泵的功耗，但是没有考虑对制冷剂进行冷却的装置的功耗，在抑制冷却系统整体的功耗方面有改善的余地。
但本发明为了解决这样的课题而做出，其主要目的在于，在具备第一冷却装置和从第一冷却装置供给热媒的多个第二冷却装置的冷却系统中，抑制冷却系统整体的功耗。
解决问题所需的手段
用于解决上述课题的第一手段为冷却系统，具备：
第一冷却装置，被电力驱动以供给第一设定温度以下的第一热媒；
多个第二冷却装置，具有使从所述第一冷却装置供给的所述第一热媒和第二热媒之间进行热交换的热交换部，并被电力驱动以供给第二设定温度以下的第三热媒，第二设定温度根据时间经过而分别改变；以及
设定部，获得所述多个第二冷却装置的所述第二设定温度，并根据获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度。
根据上述结构，第一冷却装置被电力驱动以供给第一设定温度以下的第一热媒。因此，第一冷却装置在将第一热媒冷却到第一设定温度以下时消耗电力。
第二冷却装置被电力驱动以供给根据时间经过而分别改变的第二设定温度以下的第三热媒。因此，第二冷却装置在将第三热媒冷却到第二设定温度以下时消耗电力。另一方面，第二冷却装置具有使从第一冷却装置供给的第一热媒和第二热媒之间进行热交换的热交换部。因此，第二冷却装置在冷却第三热媒时，能够使用从第一热媒经由热交换部向第二热媒供给的热量。
在此，第一设定温度越低，则第一冷却装置的功耗越大，另一方面，第一设定温度越低，则多个第二冷却装置的功耗越小。第一冷却装置的功耗和多个第二冷却装置的功耗的和，根据当时的第一设定温度和多个第二冷却装置的各自的第二设定温度的关系而变化。关于这一点，设定部获得多个第二冷却装置的第二设定温度，并根据获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度。因此，能够根据当时的多个第二设定温度适当地改变第一设定温度，从而能够抑制冷却系统整体的功耗。
第二设定温度越低于第一设定温度，则第二冷却装置的功耗越大，而且，如果第二设定温度与第一设定温度之差增大，则功耗呈二阶曲线地增加。
关于这一点，在第二技术方案中，所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为获得的多个所述第二设定温度的平均值。根据这样的结构，能够抑制第二设定温度与第一设定温度的差变得极大，从而能够抑制产生功耗极大的第二冷却装置。因此，能够抑制冷却系统整体的功耗。
在第三技术方案中，所述第二冷却装置包括：压缩部，其被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒；旁路流路，使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通；以及开闭阀，对所述旁路流路进行开闭，其中，所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开，其中，所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给所述最高的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度，所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中最高的第二设定温度的所述第二冷却装置。
根据上述结构，第二冷却装置包括：压缩部，其被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒；旁路流路，使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通；以及开闭阀，对所述旁路流路进行开闭。因此，如果与第二设定温度相比第一设定温度足够低，则通过使压缩部停止且将开闭阀打开，从而第二冷却装置能够使用所谓的自由冷却供给第二设定温度以下的第三热媒。
关于这一点，设定部将第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使压缩部停止且将开闭阀打开，其中，停止温度为，在目标第二冷却装置中能够在使压缩部停止且将开闭阀打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的第三热媒的第一设定温度，目标第二冷却装置是被设定为获得的多个第二设定温度中最高的第二设定温度的第二冷却装置。因此，目标第二冷却装置能够通过自由冷却供给第二设定温度以下的第三媒，并能够大幅抑制目标第二冷却装置的功耗。例如，停止温度是从最高的第二设定温度减去自由冷却所需要的必要温度差后的温度。
如上所述，第一设定温度越低，则第一冷却装置的功耗越大。因此，如果在最高的第二设定温度比预定温度低的情况下将第一设定温度设定为停止温度并通过第二冷却装置进行自由冷却，则第一冷却装置的功耗变得过大，导致可能无法抑制冷却系统整体的功耗。
关于这一点，在第四技术方案中，所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中最高的第二设定温度比预定温度高为条件，将所述第一设定温度设定为所述停止温度，并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。即，在最高的第二设定温度比预定温度高的情况下，通过第二冷却装置进行自由冷却，在最高的第二设定温度比预定温度低的情况下，不通过第二冷却装置进行自由冷却。因此，能够抑制冷却系统整体的功耗。
在第五方案中，所述第二冷却装置包括：压缩部，其被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒；旁路流路，使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通；以及开闭阀，对所述旁路流路进行开闭，其中，所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开，其中，所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给所述存在最多的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度，所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中存在最多的第二设定温度的所述第二冷却装置。
根据上述结构，与第三技术方案相同，如果与第二设定温度相比第一设定温度足够低，则第二冷却装置能够进行自由冷却。关于这一点，设定部将第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使压缩部停止且将开闭阀打开，其中，停止温度为，在目标第二冷却装置中能够在使压缩部停止且将开闭阀打开的状态下供给存在最多的第二设定温度以下的第三热媒的第一设定温度，目标第二冷却装置时被设定为获得的多个第二设定温度中存在最多的第二设定温度的第二冷却装置。因此，目标第二冷却装置能够通过自由冷却供给第二设定温度以下的第三媒，并能够大幅抑制目标第二冷却装置的功耗。例如，停止温度是从存在最多的第二设定温度减去自由冷却所需要的必要温度差后的温度。
如上所述，第一设定温度越低，则第一冷却装置的功耗越大。因此，如果在存在最多的第二设定温度比预定温度低的情况下将第一设定温度设定为停止温度并通过第二冷却装置进行自由冷却，则第一冷却装置的功耗变得过大，导致可能无法抑制冷却系统整体的功耗。
关于这一点，在第六技术方案中，所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中存在最多的第二设定温度比预定温度高为条件，将所述第一设定温度设定为所述停止温度，并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。即，在存在最多的第二设定温度比预定温度高的情况下，通过目标第二冷却装置进行自由冷却，在存在最多的第二设定温度比预定温度低的情况下，不通过目标第二冷却装置进行自由冷却。因此，能够抑制冷却系统整体的功耗。
冷却系统的功耗根据第一设定温度和多个第二设定温度的组合而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度、多个第二设定温度与冷却系统的功耗的实测值的关系。
关于这一点，在第七技术方案中，所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，使得所述冷却系统的功耗最小。根据这样的结构，由于预先获得第一设定温度、多个第二设定温度与冷却系统的功耗的实测值的关系，因此能够减轻设定部的处理负荷，并能够抑制冷却系统整体的功耗。
设定部也能够通过冷却系统的运转来学习第一设定温度、多个第二设定温度与冷却系统的功耗的实测值的预定关系。
关于这一点，在第八技术方案中，所述设定部依次获得所述第一设定温度、多个所述第二设定温度以及所述冷却系统的功耗的实测值，学习所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的预定关系，根据学习到的所述预定关系和获得的多个所述第二设定温度，可变地设定所述第一设定温度，使得所述冷却系统的功耗最小。根据这样的结构，设定部能够通过冷却系统的运转来学习预定关系，随着学习进展而预定关系的精度越高，越能够抑制冷却系统整体的功耗。
第一冷却装置的功耗根据第一设定温度而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度与第一冷却装置的功耗的实测值的关系。另外，第二冷却装置的功耗根据第一设定温度和第二设定温度的组合而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度、第二设定温度与第二冷却装置的功耗的实测值的关系。
关于这一点，在第九技术方案中，所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系、预先获得的所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，使得所述第一冷却装置的功耗和多个所述第二冷却装置的功耗之和最小。根据这样的结构，能够更正确地计算第一冷却装置的功耗和多个第二冷却装置的功耗，从而能够进一步抑制冷却系统整体的功耗。
设定部也可通过冷却系统的运转来学习第一设定温度与第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系。另外，设定部也可以通过冷却系统的运转来学习第一设定温度、第二设定温度与第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系。
关于这一点，在第十技术方案中，所述设定部依次获得所述第一设定温度和所述第一冷却装置的功耗的实测值，学习所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系，并且依次获得所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值，学习所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系，根据学习到的所述第一关系、学习到的所述第二关系和获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，使得所述冷却系统的功耗最小。根据这样的结构，设定部可通过冷却系统的运转来学习第一关系和第二关系，随着学习进展，第一关系和第二关系的精度越高，越能够抑制冷却系统整体的功耗。
在第十一技术方案中，所述第一冷却装置包括：第一压缩部，其被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒；第一热交换部，其使通过大气冷却的第五热媒与所述第四热媒之间进行热交换；第一旁路流路，使所述第四热媒绕过所述第一压缩部而流通；以及第一开闭阀，对所述第一旁路流路进行开闭，在所述第一冷却装置中，在能够使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开的状态下供给所述第一设定温度以下的所述第一热媒的情况下，所述设定部使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开。
根据上述结构，第一冷却装置包括：第一压缩部，其被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒；第一热交换部，其使通过大气冷却的第五热媒与第四热媒之间进行热交换；第一旁路流路，使第四热媒绕过第一压缩部而流通；以及第一开闭阀，对第一旁路流路进行开闭。因此，第一冷却装置在冷却第一热媒时，能够使用从由大气冷却的第五热媒经由第一热交换部向第四热媒供给的热能。因此，如果与第一设定温度相比气温足够低，则通过使第一压缩部停止且将第一开闭阀打开，从而第一冷却装置能够通过自由冷却供给第一设定温度以下的第一热媒。
关于这一点，在第一冷却装置中，在能够使第一压缩部停止且将第一开闭阀打开的状态下供给第一设定温度以下的第一热媒的情况下，设定部使第一压缩部停止且将第一开闭阀打开。因此，第一冷却装置能够通过自由冷却供给第一设定温度以下的第一媒，并能够大幅抑制第一冷却装置的功耗。例如，在气温比从第一设定温度减去自由冷却所需要的必要温度差后的温度低的情况下，第一冷却装置能够进行自由冷却。
附图说明
本发明的上述目的和其他目的、特征和优点将通过一边参考附图一边进行下文的详细描述而变得更加明显。
图1是第一实施方式的冷却系统的示意图。
图2是表示第一设定温度、第二设定温度与功耗的关系的示意图。
图3是表示大型制冷机及各冷却器的设定温度和功耗的时序图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参考附图对具体化为冷却系统的第一实施方式进行说明，该冷却系统具备向多个控制目标分别供给设定温度的热媒的多个冷却器。
如图1所示，冷却系统100具备大型制冷机10、冷却器40A～40C、设定部70等。
大型制冷机10(第一冷却装置)具备压缩机11、冷凝器16、膨胀部19、蒸发器21、旁路流路27、开闭阀28等。
压缩机11(第一压缩部)由电动机12驱动，压缩气体状态的第四热媒。第四热媒是例如氢氟烃(HFC)类、氢氟烯烃(HFO)类的制冷剂。电动机12由供给的电力驱动。也就是说，压缩机11被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒。压缩机11和冷凝器16通过流路13连接。
冷凝器16(第一热交换部)使由压缩机11压缩的气体状态的第四热媒冷凝。详细地说，冷凝器16具备使气体状态的第四热媒接触的流路17。流路17的一端(第一端)与冷却塔30的流出端口通过流路31连接。流路17的另一端(第二端)与冷却塔30的流入端口通过流路32连接。冷却塔30利用大气对从流路32流入的第五热媒进行冷却，使其从流路31流出。第五热媒例如为水。也就是说，冷凝器16使由大气冷却的第五热媒和第四热媒进行热交换。
由冷凝器16冷凝的第四热媒被供给到流路18。在流路18中设置有膨胀部19。膨胀部19是使液体状态的第四热媒膨胀并雾化的膨胀阀或毛细管。由膨胀部19雾化的第四热媒经由流路18向蒸发器21供给。
蒸发器21具备流路22等。在蒸发器21内，雾化后的第四热媒蒸发。在流路22的一端(第一端)连接有公共流路35，在流路22的另一端(第二端)连接有公共流路36。液体状态的第一热媒在流路22、公共流路35、36中流通。第一热媒例如为水。由此，在流路22中流通的第一热媒被冷却。在蒸发器21中气化的第四热媒经由流路26向压缩机11供给。
旁路流路27(第一旁路流路)使第四热媒从流路26绕过压缩机11而向流路13流通。在旁路流路27上设置有对旁路流路27进行开闭的开闭阀28(第一开闭阀)。
大型制冷机10通过对在流路22中流通的第一热媒进行冷却，来将第一设定温度Tw的第一热媒向公共流路35供给。在共通流路35上设置有泵39。泵39使第一热媒在流路22及公共流路35、36中循环。大型制冷机10的运转状态由设定部70控制。
设定部70是具备CPU、ROM、RAM以及输入输出接口等的微型计算机。设定部70控制压缩机11及泵23的驱动状态，使得第一设定温度Tw的第一热媒向共通流路35供给。
另外，在大型制冷机10中，当能够在使压缩机11停止且将开闭阀28打开的状态下供给第一设定温度Tw以下的第一热媒时，设定部70使压缩机11停止且将开闭阀28打开(自由冷却)。例如，冬季气温变低，因此从冷却塔30向冷凝器16供给的第五热媒的温度变低。因此，即使在使压缩机11停止的状态下，也能够对在蒸发器21的流路22中流通的第一热媒进行冷却，大型制冷机10能够供给第一设定温度Tw以下的第一热媒。另外，如果从冷却塔30向冷凝器16供给的第五热媒的温度比第一设定温度Tw低大致10℃(必要温度差)以上，则大型制冷机10能够进行自由冷却。
冷却器40A～40C(第二冷却装置)具有相同的结构。在此，对冷却器40A进行说明。
冷却器40A具备压缩机41、冷凝器46、膨胀部49、蒸发器51、旁路流路57、开闭阀58等。
压缩机41(压缩部)被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒。第二热媒是例如氢氟烃(HFC)类、氢氟烯烃(HFO)类的制冷剂。压缩机41和冷凝器46通过流路43连接。
冷凝器46(热交换部)使由压缩机41压缩后的气体状态的第二热媒冷凝。详细地说，冷凝器46具备使气体状态的第二热媒流通的流路47。流路43与流路47的一端(第一端)连接，流路48与流路47的另一端(第二端)连接。冷凝器46具有使液体状态的第一热媒流通的流路45。在流路45的一端(第一端)连接有分支流路37，在流路45的另一端(第二端)连接有分支流路38。分支流路37从公共流路35分支。分支流路38从公共流路36分支。然后，冷凝器46使在流路45中流通的第一热媒和在流路47中流通的第二热媒进行热交换。
由冷凝器46冷凝后的第二热媒被供给到流路48。在流路48设置有膨胀部49。膨胀部49是使液体状态的第二热媒膨胀并雾化的膨胀阀或毛细管。由膨胀部49雾化后的第二热媒经由流路48向蒸发器51供给。
蒸发器51具备流路52、流通部53等。雾化后的第二热媒在流路52中流通。流路52的一端(第一端)连接有流路48，流路52的另一端(第二端)连接有流路54。流路52和压缩机41通过流路54连接。流路52容纳在流通部53中。流通部53连接有流路55和流路56。第三热媒在流通部53、流路55及流路56中流通。第三热媒是例如由60％的乙二醇和40％的水构成的液体。泵59使第三热媒在流通部53及流路55、56中循环。根据上述结构，在流路52中流通的第二热媒蒸发，在流通部53中流通的第三热媒冷却。在蒸发器51中气化的第二热媒经由流路54向压缩机41供给。
旁路流路57(旁路流路)使第二热媒从流路54绕过压缩机41而向流路43流通。在旁路流路57设置有对旁路流路57进行开闭的开闭阀58(开闭阀)。
冷却器40A通过对在流通部53中流通的第三热媒进行冷却向流路55供给第二设定温度Ta的第三热媒。在流路55设置有泵59。泵59使第三热媒在流通部53及流路55、56中循环。冷却器40A的运转状态由设定部70控制。设定部70控制压缩机41的驱动状态，从而向流路55供给第二设定温度的第三热媒。
另外，在冷却器40A中，当能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Ta以下的第三热媒的情况下，设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开(自由冷却)。另外，如果从公共流路35向冷凝器46供给的第一热媒的温度比第二设定温度Ta低大致10℃(必要温度差)以上，则冷却器40A能够进行自由冷却。
同样，冷却器40B、40C通过对在流通部53中流通的第三热媒进行冷却，而分别将第二设定温度Tb、Tc的第三热媒向流路55供给。另外，在冷却器40B、40C中，当能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下分别供给第二设定温度Tb、Tc以下的第三热媒的情况下，设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开(自由冷却)。
冷却器40A～40C分别供给第三热媒的控制目标A～C的温度分别由控制部A～C(省略图示)控制。第二设定温度Ta～Tc分别由控制部A～C设定。并且，第二设定温度Ta～Tc分别由控制部A～C根据时间经过而分别改变。
图2是表示上述第一设定温度Tw、第二设定温度Ta～Tc与功耗的关系的示意图。箭头的面积表示功耗的大小。温度Tt2是从大型制冷机10向冷却塔30流入的第五热媒的温度。温度Tt1是从冷却塔30向大型制冷机10流入的第五热媒的温度。
如该图所示，第一设定温度Tw越低，则大型制冷机10的功耗Po越大，另一方面，第一设定温度Tw越低，冷却器40A～40C的功耗Pa～Pc越小。冷却器40C能够进行自由冷却，功耗Pc＝0。大型制冷机10的功耗Po与冷却器40A～40C的功耗Pa～Pc之和根据当时的第一设定温度Tw与冷却器40A～40C各自的第二设定温度Ta～Tc的关系而变化。
因此，设定部70从上述控制部A～C获得冷却器40A～40C的第二设定温度Ta～Tc，并根据获得的第二设定温度Ta～Tc可变地设定第一设定温度Tw。
图3是表示大型制冷机10及各冷却器40A～40C的设定温度和功耗的时序图。
在时刻t1，大型制冷机10的第一设定温度Tw＝7℃，大型制冷机10的功耗Po＝20kW。冷却器40A～40C的第二设定温度Ta～Tc分别为-20℃、-10℃、-15℃，冷却器40A～40C的功耗Pa、Pb、Pc分别为10kW、6kW、8kW。冷却系统100整体的功耗是将功耗Po、Pa～Pc合计的44kW。此时，第一设定温度Tw＝7℃不成为第一设定温度Tw(停止温度Tf)，其中，该第一设定温度Tw为，在被设定为第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度Tb＝-10℃的冷却器40B(目标冷却器、目标冷却装置)中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Tb＝-10℃以下的第三热媒的温度。停止温度Tf是从最高的第二设定温度减去上述必要温度差(例如10℃)后的温度以下的温度，此时的停止温度Tf大致为-20℃以下。
在最高的第二设定温度Tb比预定温度(例如0℃)低的情况下，如果将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf并通过冷却器40B进行自由冷却，则大型制冷机10的功耗Po变得过大，导致可能无法抑制冷却系统100整体的功耗Pt。因此，设定部70以从控制部A～C获得的第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度比预定温度高为条件，将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开(自由冷却)。在时刻t1，未将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf，不进行自由冷却。在时刻t1，设定为大型制冷机10的运转效率最高的第一设定温度Tw＝7℃。另外，大型制冷机10的运转效率为最高的第一设定温度Tw根据气温、进而根据从冷却塔30向大型制冷机10供给的第五热媒的温度等而变化。
在时刻t2，第二设定温度Tb改变为25℃。因此，第一设定温度Tw＝7℃成为第一设定温度Tw(停止温度Tf)，其中，该第一设定温度Tw为，在被设定为第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度Tb＝25℃的冷却器40B(目标冷却器)中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Tb＝25℃以下的第三热媒的温度。另外，该情况下的停止温度Tf为大致15℃以下。而且，第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度Tb＝25℃比预定温度(例如0℃)高。因此，在冷却器40B中，设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开，进行自由冷却。其结果，冷却器40A～40C的功耗Pa～Pc分别为10kW、0kW、8kW，大型制冷机10的功耗Po＝18kW，冷却系统100的功耗Pt＝36kW。
在时刻t3，第二设定温度Tc改变为28℃。设定部70将第一设定温度Tw设定为第一设定温度Tw＝15℃(第二停止温度Tf2)，其中，该第一设定温度Tw为，在被设定为第二设定温度Ta～Tc中第二高的第二设定温度Tb＝25℃的冷却器40B中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Tb＝25℃以下的第三热媒的温度。另外，该情况下的第二停止温度Tf2为大致15℃以下。而且，第二设定温度Ta～Tc中第二高的第二设定温度Tb＝25℃比预定温度(例如0℃)高。进而，被设定为第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度Tc＝28℃的冷却器40C也满足进行自由冷却的条件。因此，在冷却器40B、40C中，设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开，进行自由冷却。其结果，冷却器40A～40C的功耗Pa～Pc分别为13kW、0kW、0kW，大型制冷机10的功耗Po＝16kW，冷却系统100的功耗Pt＝29kW。
以上详述的本实施方式具有以下优点。
·设定部70获得冷却器40A～40C的第二设定温度Ta～Tc，并根据获得的第二设定温度Ta～Tc可变地设定第一设定温度Tw。因此，能够根据此时的第二设定温度Ta～Tc适当改变第一设定温度Tw，并能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
·设定部70将第一设定温度Tw可变地设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开，其中，停止温度Tf为，在被设定为获得的第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度的冷却器即目标冷却器中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的第二热媒的第一设定温度Tw。因此，目标冷却器能够通过自由冷却来供给第二设定温度以下的第三媒，从而能够大幅抑制目标冷却器的功耗。
·设定部70以获得的第二设定温度Ta～Tc中最高的第二设定温度比预定温度高为条件，将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开。也就是说，在最高的第二设定温度比预定温度高的情况下，通过冷却器进行自由冷却，在最高的第二设定温度比预定温度低的情况下，不通过冷却器进行自由冷却。因此，能够抑制冷却系统100整体的功耗。
·设定部70将第一设定温度Tw可变地设定为第二停止温度Tf2，并在第二目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开，其中，该第二停止温度Tf2为，在被设定为获得的第二设定温度Ta～Tc中第二高的第二设定温度的冷却器即第二目标冷却器中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二高的第二设定温度以下的第二热媒的第一设定温度Tw。因此，第二目标冷却器能够通过自由冷却来供给第二设定温度以下的第三媒，从而能够大幅抑制第二目标冷却器的功耗。
(第二实施方式)
以下，以与第一实施方式的不同点为中心对第二实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
第二设定温度Ta～Tc越低于第一设定温度Tw，则冷却器40A～40C的功耗越大，而且，如果第二设定温度Ta～Tc与第一设定温度Tw之差变大，则功耗Pa～Pc呈二阶曲线地增加。因此，不希望将第一设定温度Tw设定得过高。
因此，设定部70将第一设定温度Tw可变地设定为从控制部A～C获得的第二设定温度Ta～Tc的平均值。例如，在图3的时刻t3，设定部70将第一设定温度Tw设定为从控制部A～C获得的第二设定温度Ta～Tc的平均值＝11℃。在该情况下，冷却器40B、40C也满足进行自由冷却的条件。因此，在冷却器40B、40C中，设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开，而进行自由冷却。
以上详述的本实施方式具有以下优点。在此，仅说明与第一实施方式不同的优点。
·能够抑制第二设定温度Ta～Tc与第一设定温度Tw的差变得极大，从而能够抑制产生功耗极大的冷却器。因此，能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
另外，设定部70也可以以从控制部A～C获得的第二设定温度Ta～Tc的平均值高于预定温度(例如0℃)为条件，将第一设定温度Tw设定为第二设定温度Ta～Tc的平均值。根据这样的结构，能够抑制大型制冷机10的功耗Po变得过大。
另外，在冷却器40A～40C中，也可以省略旁路流路57及开闭阀58，不进行自由冷却。
(第三实施方式)
以下，以与第一实施方式的不同点为中心对第三实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
在本实施方式中，如图1的右端的虚线所示，冷却系统100除了具备冷却器40A～40C以外，还具备数百个以上的冷却器。各冷却器40的分支流路37与公共流路35连接，各冷却器的分支流路38与公共流路36连接。
而且，设定部70将第一设定温度Tw可变地设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开，其中，该停止温度Tf为，在被设定为从控制部A、B、C……获得的第二设定温度Ta、Tb、Tc……中存在最多的第二设定温度的冷却器即目标冷却器(目标第二冷却装置)中，能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给存在最多的第二设定温度以下的第三热媒的第一设定温度Tw。
如上所述，第一设定温度Tw越低，则大型制冷机10的功耗Po越大。因此，在存在最多的第二设定温度比预定温度(例如0℃)低的情况下，如果将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf(例如不足-10℃)而通过目标冷却器进行自由冷却，则大型制冷机10的功耗Po变得过大，导致可能不能抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
对于这一点，设定部70以从控制部A、B、C……获得的第二设定温度Ta、Tb、Tc……中存在最多的第二设定温度比预定温度高为条件，将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开。
以上详述的本实施方式具有以下优点。在此，仅说明与第一实施方式不同的优点。
·被设定为在第二设定温度Ta、Tb、Tc……中存在最多的第二设定温度的冷却器即目标冷却器，能够通过自由冷却来供给第二设定温度以下的第三媒，并能够大幅抑制目标冷却器的功耗。进而，能够增加进行自由冷却的目标冷却器的数量。
·设定部70以获得的多个第二设定温度中存在最多的第二设定温度比预定温度高为条件，将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf，并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开。也就是说，在存在最多的第二设定温度比预定温度高的情况下，通过目标冷却器进行自由冷却，在存在最多的第二设定温度比预定温度低的情况下，不通过目标冷却器进行自由冷却。因此，能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
(第四实施方式)
以下，以与第一实施方式的不同点为中心对第四实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
在本实施方式中，如图1的右端的虚线所示，冷却系统100除了具备冷却器40A～40C以外，还具备数百个以上的冷却器。各冷却器40的分支流路37与公共流路35连接，各冷却器的分支流路38与公共流路36连接。各冷却器不具备旁路流路57及开闭阀58。也就是说，各冷却器不进行自由冷却。
冷却系统100的功耗Pt根据第一设定温度Tw和多个第二设定温度的组合而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的关系。
因此，设定部70基于第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的预先获得的关系、以及获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw，使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构，由于预先获得第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的关系，因此能够减轻设定部70的处理负荷，并且能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
(第五实施方式)
以下，以与第四实施方式的不同点为中心对第五实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式、第四实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
设定部70也能够通过冷却系统100的运转来学习第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的预定关系。在这种情况下，设定部70例如求出功耗Pt的实测值减少的第一设定温度Tw的变化方向，使第一设定温度Tw向减少功耗Pt的实测值的方向变化。
设定部70依次获得第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值，学习第一设定温度Tw、多个第二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的预定关系，根据学习到的预定关系和获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw，使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构，设定部70能够通过冷却系统100的运转来学习预定关系，随着学习进展而预定关系的精度越高，越能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
(第6实施方式)
以下，以与第四实施方式的不同点为中心对第六实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式、第四实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
在本实施方式中，如图1的右端的虚线所示，冷却系统100除了具备冷却器40A～40C之外，还具备数百个以上的冷却器。各冷却器不具备旁路流路57及开闭阀58。也就是说，各冷却器不进行自由冷却。另外，大型制冷机10不具备旁路流路27及开闭阀28。也就是说，大型制冷机10不进行自由冷却。
大型制冷机10的功耗Po根据第一设定温度Tw而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的实测值的关系。大型制冷机10的功耗Po也根据气温、进而根据从冷却塔30向大型制冷机10供给的第五热媒的温度而变化，因此，针对每个气温，通过试验等预先获得第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的实测值的关系。另外，冷却器的功耗根据第一设定温度Tw和第二设定温度的组合而变化。而且，能够通过试验等预先获得第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的关系。
因此，设定部70基于预先获得的第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的实测值的第一关系、预先获得的第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的第二关系、以及获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw，使得大型制冷机10的功耗Po和多个冷却器的功耗之和最小。根据这样的结构，能够更准确地计算大型制冷机10的功耗Po以及多个冷却器的功耗，从而能够进一步抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
另外，在大型制冷机10的功耗Po随着气温的变化较小的情况下，也能够将气温视为恒定。
(第7实施方式)
以下，以与第六实施方式的不同点为中心对第七实施方式进行说明。另外，对于与第一实施方式、第六实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
设定部70也能够通过冷却系统100的运转来学习第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的上述第一关系。另外，设定部70也可以通过冷却系统100的运转来学习第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的上述第二关系。在这种情况下，设定部70例如求出功耗Po的实测值与多个冷却器的功耗的实测值之和减少的第一设定温度Tw的变化方向，并使第一设定温度Tw向减小和的方向变化。
设定部70依次获得第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的实测值，学习第一设定温度Tw与功耗Po的实测值的第一关系，依次获得第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值，学习第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的第二关系，根据学习到的第一关系、学习到的第二关系以及获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw，使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构，设定部70能够通过冷却系统100的运转来学习第一关系和第二关系，随着学习进展，第一关系和第二关系的精度越高，越能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
另外，也可以将上述各实施方式进行如下的改变来实施。对于与上述各实施方式相同的部分，通过标注相同的附图标记而省略说明。
·在大型制冷机10中，也能够省略旁路流路27及开闭阀28，使大型制冷机10不进行自由冷却。
·控制目标可以是半导体制造装置的电极、其他制造装置及处理装置的基板保持部等，也可以是与向它们供给的热媒进行热交换的热交换器(热交换部)。
尽管已经参考实施方式描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于这些实施方式和结构。本公开还包括各种变形例和等同范围内的变形。此外，各种组合和方式、以及包括其中仅一个要素或其以上或以下的其他组合和方式也落入本公开的范畴和思想范围内。
附图标记
10 大型制冷机(第一冷却装置)
11 压缩机(第一压缩部)
16 冷凝器(第一热交换部)
19 膨胀部
21 蒸发器
27 旁路流路(第一旁路流路)
28 开闭阀(第一开闭阀)
30 冷却塔
35 公共流路
36 公共流路
39 泵
40A 冷却器(第二冷却装置)
40B 冷却器(第二冷却装置)
40C 冷却器(第二冷却装置)
41 压缩机(压缩部)
46 冷凝器(热交换部)
49 膨胀部
51 蒸发器
57 旁路流路
58 开闭阀
59 泵
70 设定部
100 冷却系统

Claims (11)

1.冷却系统，具备：
第一冷却装置，被电力驱动以供给第一设定温度以下的第一热媒；
多个第二冷却装置，具有使从所述第一冷却装置供给的所述第一热媒和第二热媒之间进行热交换的热交换部，并被电力驱动以供给第二设定温度以下的第三热媒，所述第二设定温度根据时间经过而分别改变；以及
设定部，获得所述多个第二冷却装置的所述第二设定温度，并根据获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为获得的多个所述第二设定温度的平均值。
3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述第二冷却装置包括：压缩部，被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒；旁路流路，使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通；以及开闭阀，对所述旁路流路进行开闭，
其中，所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开，其中，所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度，所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中的所述最高的第二设定温度的所述第二冷却装置。
4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中，
所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中最高的第二设定温度比预定温度高为条件，将所述第一设定温度设定为所述停止温度，并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。
5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述第二冷却装置包括：压缩部，被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒；旁路流路，使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通；以及开闭阀，对所述旁路流路进行开闭，
其中，所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度，并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开，其中，所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给存在最多的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度，所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中的所述存在最多的第二设定温度的所述第二冷却装置。
6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，
所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中存在最多的第二设定温度比预定温度高为条件，将所述第一设定温度设定为所述停止温度，并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。
7.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，以使得所述冷却系统的功耗最小。
8.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述设定部依次获得所述第一设定温度、多个所述第二设定温度以及所述冷却系统的功耗的实测值，学习所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的预定关系，根据学习到的所述预定关系和获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，以使得所述冷却系统的功耗最小。
9.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系、预先获得的所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，使得所述第一冷却装置的功耗和多个所述第二冷却装置的功耗之和最小。
10.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，
所述设定部依次获得所述第一设定温度和所述第一冷却装置的功耗的实测值，学习所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系，并且依次获得所述第一设定温度、所述第二设定温度、以及所述第二冷却装置的功耗的实测值，学习所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系，根据学习到的所述第一关系、学习到的所述第二关系和获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度，以使得所述冷却系统的功耗最小。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的冷却系统，其中，
所述第一冷却装置包括：第一压缩部，被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒；第一热交换部，使通过大气冷却的第五热媒与所述第四热媒之间进行热交换；第一旁路流路，使所述第四热媒绕过所述第一压缩部而流通；以及第一开闭阀，对所述第一旁路流路进行开闭，
在所述第一冷却装置中，当能够在使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开的状态下供给所述第一设定温度以下的所述第一热媒时，所述设定部使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开。
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