JP2002372397A - 冷却装置 - Google Patents
冷却装置Info
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Abstract
を直接冷却する水冷媒チラー方式を取り入れ、しかも無
駄なく効率よく冷却できるようにした冷却装置を提供す
る。 【解決手段】 負荷を冷却するための被冷却水が流れる
冷却ユニット33と該冷却ユニット33を冷却する冷風
手段を含む冷却塔30と、第1密封容器EVと該第1密封
容器EV内に供給された被冷却水の水蒸気を吸い上げる
水蒸気圧縮機P1と該吸い上げた水蒸気を凝縮させる第
2密封容器COとを備え、前記第1密封容器EV内の被冷
却水を蒸発させてその蒸発潜熱により残りの被冷却水を
冷却する水冷却手段40とからなり、前記被冷却水は選
択的に前記冷却塔30の冷却ユニット33と前記水冷却
手段40の第1密封容器EVとで冷却する冷却装置。
Description
器から戻ってきた暖かい被冷却水を冷却して前記機器に
送り出す冷却装置に関し、特に環境面に配慮した省エネ
ルギーで冷却する冷却装置に関する。
〜30℃に冷却することが行われている。特に18℃か
ら29℃程度の中低温域に冷却するための装置として、
冷却パイプとそれに散水する装置と冷却ファンを収容し
た密閉蒸発式冷却塔と、圧縮器、凝縮器、膨張弁及び蒸
発器を有しかつこれらを循環する冷媒とを有するチラー
からなり、これらを同一の筐体内に上下に一体的に設け
た冷却装置が例えば特公平5−70069号で提案さ
れ、実用化されている。この冷却装置によれば、被冷却
水は入口ヘッダーから冷却パイプ内に流入してここで冷
やされ、出口ヘッダーから流出して下部のチラーを通る
ことにより更に冷やされ、再び使用機器側に供給され
る。
の温度変化に対応し最小限のエネルギーで被冷却流体を
効率よく中低温域に冷却できるコンパクトな冷却装置で
あるが、冷却装置におけるチラーの冷媒としては、地球
温暖化問題に関連して環境面への配慮から、炭化水素や
アンモニアへの転換が行われている。しかしこれらの冷
媒にしても、環境や安全性の面で全く万全なものではな
い。即ち本発明の目的は、環境面及び安全面で全く問題
がない被冷却水を直接冷却する水冷媒チラー方式を取り
入れ、しかも無駄なく効率よく冷却できるようにした冷
却装置を提供するものである。
めに本発明は、負荷を冷却するための被冷却水が流れる
冷却ユニットと該冷却ユニットを冷却する冷風手段を含
む冷却塔と、第1密封容器と該第1密封容器内に供給され
た被冷却水の水蒸気を吸い上げる水蒸気圧縮機と該吸い
上げた水蒸気を凝縮させる第2密封容器とを備え、前記
第1密封容器内の被冷却水を蒸発させてその蒸発潜熱に
より残りの被冷却水を冷却する水冷却手段とからなり、
前記被冷却水は選択的に前記冷却塔の冷却ユニットと前
記水冷却手段の第1密封容器とで冷却することを特徴と
する冷却装置である。
第2密封容器内の凝縮水は前記冷却塔に設けた放熱器で
冷却した後第2密封容器内でシャワーリングして、前記第
2密封容器へ送られた水蒸気を凝縮させることを特徴と
する。上記冷却装置において、前記水冷却手段の第2密封
容器内の凝縮水は前記冷却塔内の放熱器で冷却し、冷却
された後の水は、一部が前記第2密封容器内にシャワーリ
ングし、一部が前記第1密封容器内に送水することを特徴
とする。
は第1水位レベルセンサーを設け、第1密封容器内の被冷
却水の水位が一定に保たれるように、外部からの補給水
量が調節されることを特徴とする。上記冷却装置におい
て、前記第2密封容器には第2水位レベルセンサーを設け、
第2密封容器内の水位が一定に保たれるように、前記放熱
器から送られる冷却水量が調節されることを特徴とす
る。
は、被冷却水の設定温度と前記水冷却手段の被冷却水温
度に応じて、その能力が制御されることを特徴とする。
本発明によれば、水の蒸発潜熱を利用した水冷却手段を
用いて被冷却水を直接冷却するので、従来の地球温暖化
や大気環境に影響を及ぼす等の問題は一挙に解消され、
また安価で安全で取り扱いが容易で、省エネルギーで冷
却できるものである。また冷却部分は密封容器内を真空
状態にしているので、基本的に容器内は凍結せず、凍結に
よる損傷問題がない。また従来の熱交換器を介すものに
比べて広範囲の温度設定対応が行える。
て説明する。図1は、本発明の冷却装置の機器構成を示
す概略断面図で、主として上部の冷却塔30と下部の水
冷却手段40が一体に設けてある。同図において、上部
の冷却塔30は、側部に外気を取込む通風ルーバー36
を設け、冷却塔30上部の冷却ファン35で外部から冷
風が導入され、冷却ユニット33に送風される。また底
部に設けた受水槽38の水をポンプP5で上部に汲上
げ、底面に散水孔を有する散水槽37へ送水して、散水槽
37から冷却ユニット33に散水が行われ、その蒸発潜
熱により内部の被冷却水が冷却される。また冷却ユニッ
ト33の下部に放熱器31を設けてあり、前記冷却ユニ
ット33と共に、ファンによる冷風と散水槽からの散水
により、その蒸発潜熱で放熱器31内部の被冷却水が冷
却される。
けてあり、主に第1密封容器EVとターボ圧縮機P1と
第2密封容器COとからなり、ターボ圧縮機P1は水蒸
気圧縮機としての働きをする。水冷却手段40の作動に
ついて以下に説明する。 1.第1密封容器EVには、負荷からの戻り水、又は冷却
ユニット33を通過後の戻り水が送水される。容器EV
内は水が占める液相部分と水蒸気が占める気相部分に分
けられ、液相部分の水位が一定になるように外部水Wが
補給され、容器EV内の水位レベルセンサーLS1で制
御弁CV3の給水量が制御されている。 2.第1密封容器EV内の気相部分は、例えば15℃に
おける水の飽和水蒸気圧に相当する圧力0.0017M
Paになるようにターボ圧縮機P1で吸引されて、容器
EV内は真空に保たれる。蒸気圧0.0017MPaで
は第1密封容器内の液相部分を占める水は蒸発し、蒸発
時の潜熱によって残りの水は15℃に冷やされる。ター
ボ圧縮機P1で吸引された水蒸気は第2密封容器COに
送られる。
ポンプP2で負荷側へ送水され、負荷側機器の冷却に用
いられる。 4.またポンプP2で負荷側へ送水する水の温度は温度
センサーTS2で測定され、常時所定温度の冷却水が送
水されるよう、ターボ圧縮機P1の能力例えば回転数が
制御される。即ち送水温度TS2が高くなるとターボ圧
縮機P1の回転数を増して、密封容器EV内の真空度を
増し、より低温で蒸発するようにし、冷却水の温度を下げ
る。即ち第1密封容器EVはいわゆる圧縮式冷凍機にお
けるエバポレータ(蒸発器)の役目を行う。
蒸気は第2密封容器CO内に送られそこで圧縮される。 6.第2密封容器CO内は真空ポンプP4によって、例
えば40℃における水の飽和蒸気圧に相当する0.00
74MPaの圧力に保たれ、第2密封容器CO内の水温
は40℃になる。 7.第2密封容器CO内の水はポンプP3で上部冷却塔
30内の放熱器31に送られ、放熱器31で冷却塔30
内の散水と冷風による蒸発潜熱により例えば32℃に冷
却され、冷却された水の一部が第2密封容器CO内へ送
られてシャワーリングされる。
シャワーリングされることで、ターボ圧縮機P1から送
られた水蒸気を吸着しながら凝縮熱を受取り、容器CO
内の水蒸気は40℃の水に液化する。即ち第2密封容器
COはいわゆる圧縮式冷凍機におけるコンデンサー(凝
縮器)の役目を行う。 9.第2密封容器CO内の水位はレベルセンサーLS2
と制御弁CV4で制御され、放熱器31からの32℃冷
却水の量が調節される。 10.放熱器31で冷却され、第2密封容器COへ送水
した残りの32℃冷却水は、制御弁CV4を介して第1
密封容器EV内へ送られ、容器EV内でシャワーリング
され、容器EV内の15℃の水と混合される。この残り
の水は外部へ捨てても良いが、容器EV内へ送水するこ
とで、前記1.における補給給水量Wを最小限にするこ
とが好ましい。
される。冷却装置全体としては、負荷機器からの戻り水
は、直接第1密封容器EVへ送るか或いは冷却塔30へ
送るかを温度センサーTS1と制御弁CV1,CV2で
制御する。即ち外気湿球温度より戻り水温が低ければ制
御弁CV1を開き、制御弁CV2を閉じて冷却塔を通さ
ずに直接第1密封容器EV内で前記のごとく作動によっ
て冷却される。また戻り水温TS1が外気湿球温度より
高ければ制御弁CV1を閉じ、制御弁CV2を開いて冷
却塔30へ送り、入り口ヘッダー32から冷却ユニット
33を通過させ、前記した散水と冷風による蒸発潜熱に
よって冷却ユニット33内の水を例えば20℃に冷却す
る。冷却塔30でユニット33を通過して20℃に冷却
された水は出口ヘッダー34から第1密封容器EV内へ
送られ、ここで前記のごとく更に15℃に冷却され、15
℃の冷却水がポンプP2で負荷側機器へ送られる。外気
湿球温度が低く冷却塔30のみで例えば所定の水温15
℃が得られる場合は冷却塔を通過した後第1密封容器E
V内を通過するが、ターボ圧縮機P1が制御されてつい
には停止し、負荷側へ送られる。
方法について、外部機器に供給する冷却水の設定温度の
範囲(例えば10〜30℃)及び外気湿球温度に応じて
散水槽37からの散水量や冷却ファン35の作動は自由
に調節可能である。例えば冬季ではターボ圧縮機P1を
停止し、また冷却ファン35の回転数を抑制制御する。
さらに外部機器の負荷等が減少し、冷却ファン35の風
量を最小にしても冷却水温が低下する場合は、ファン3
5を停止し更に散水ポンプP5を制御して散水量を少な
くする。一方、夏季では外気温度が高く、冷却塔30を
通すと逆に戻り水温よりも温められるので、前記したよ
うに制御弁CV1,CV2を制御して、冷却塔30を通
過せず、戻り水を直接第1密封容器EV内に通し、第1密
封容器EV内で真空蒸発させて冷却するようにする。ま
た第1密封容器EV内の冷却温度は冷却水温度センサー
TS2とターボ圧縮機P1の能力制御で冷却水温度が調
節される。
熱を利用した水冷却手段を用いて被冷却水を直接冷却す
るので、従来の地球温暖化や大気環境に影響を及ぼす等
の冷媒は全く用いずに冷却できる。また設定温度を低く
しても或いは負荷へ送る循環送水量が少なくなっても凍
結する恐れが少ない。このためより広い範囲の負荷変動
や設定温度に対応することが可能である。また安価で安
全で取り扱いが良く、省エネルギーで冷却できるもので
ある。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 負荷を冷却するための被冷却水が流れる
冷却ユニットと該冷却ユニットを冷却する冷風手段を含
む冷却塔と、第1密封容器と該第1密封容器内に供給され
た被冷却水の水蒸気を吸い上げる水蒸気圧縮機と該吸い
上げた水蒸気を凝縮させる第2密封容器とを備え、前記
第1密封容器内の被冷却水を蒸発させてその蒸発潜熱に
より残りの被冷却水を冷却する水冷却手段とからなり、
前記被冷却水は選択的に前記冷却塔の冷却ユニットと前
記水冷却手段の第1密封容器とで冷却することを特徴と
する冷却装置。 - 【請求項2】 前記水冷却手段の第2密封容器内の凝縮
水は前記冷却塔に設けた放熱器で冷却した後第2密封容
器内でシャワーリングして、前記第2密封容器へ送られた
水蒸気を凝縮させることを特徴とする請求項1記載の冷
却装置。 - 【請求項3】 前記水冷却手段の第2密封容器内の凝縮
水は前記冷却塔内の放熱器で冷却し、冷却された後の水
は、一部が前記第2密封容器内にシャワーリングし、一部
が前記第1密封容器内に送水することを特徴とする請求
項1乃至2記載の冷却装置。 - 【請求項4】 前記第1密封容器には第1水位レベルセン
サーを設け、第1密封容器内の被冷却水の水位が一定に
保たれるように、外部からの補給水量が調節されること
を特徴とする請求項1乃至3記載の冷却装置。 - 【請求項5】 前記第2密封容器には第2水位レベルセン
サーを設け、第2密封容器内の水位が一定に保たれるよう
に、前記放熱器から送られる冷却水量が調節されること
を特徴とする請求項1乃至4記載の冷却装置。 - 【請求項6】 前記水蒸気圧縮機は、被冷却水の設定温
度と前記水冷却手段の被冷却水温度に応じて、その能力
が制御されることを特徴とする請求項1乃至5記載の冷
却装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001178363A JP2002372397A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001178363A JP2002372397A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 冷却装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002372397A true JP2002372397A (ja) | 2002-12-26 |
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ID=19019075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001178363A Pending JP2002372397A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 冷却装置 |
Country Status (1)
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-
2001
- 2001-06-13 JP JP2001178363A patent/JP2002372397A/ja active Pending
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