JP2003090696A - 冷却塔の運転方法とこれに使用する冷却塔 - Google Patents
冷却塔の運転方法とこれに使用する冷却塔Info
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Abstract
部であるルーバー板及びこの側での充填材間で氷結が発
生するのを阻止する。 【解決手段】 外気取り入れ部１１での循環冷却水の温
度が、前記混合室１３側での循環冷却水の温度と同等に
上昇するか、前記混合室１３側での循環冷却水の温度よ
り高めに反転した際に、運転制御部２３からの指令に基
づいて冷却塔１０の送風機２１を正転から反対方向に所
定時間逆転させると共に、この送風機２１のモータ２２
をインバータ制御すると共に、バルブ２４の開度を調整
し、外気取り入れ部１１側からの単位面積あたりの散水
量を、混合室１３側より多くして、充填板Ｂ間で発生し
た氷結を徐々に解凍する。
Description
冷却塔の運転方法及びこの方法を実施する装置に関す
る。
めに、四季を通して全充填材への散水量を全域で一定と
しているため、冬季にかかわらず外気取り入れ部側の水
温は低くなり、排気口部の下方に配置された混合室側で
の水温は高くなる傾向を採る。
散水の仕方は、厳冬期においては、冷却塔の外気湿球温
度は氷点下近傍まで下がり、外気と接触する前記外気取
り入れ部では、水温が低いため過冷却となり氷結が発生
する危険が多くなり、最悪の場合、充填材全体が完全氷
結し、運転不能となるおそれがあり、要求性能を満足で
きなくなる。また、一度充填材、外気取り入れ部のルー
バーに附着してしまった氷は、春まで除去し難いし、氷
の成長による体積膨張のため充填材部分を破壊しかねな
い。そこで厳冬期においても前記完全氷結を伴わずに運
転可能な冷却塔の必要性が望まれている。この発明は冷
却塔の外気取り入れ口や充填材間での氷結を抑制可能と
する厳冬期における冷却塔の運転方法を提供することを
目的とする。この発明の他の目的は、厳冬期において所
期の出口温度の冷却水を得られる冷却塔の運転方法を市
場に提供することである。
に、特定発明は、外気取り入れ部から排気口部の下方の
混合室にかけて氷点下近傍の外気湿球温度の外気流を流
し、散水装置から充填材上に散布される散布水または循
環冷却水と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用乃至接触伝導
で散布水または循環冷却水を冷却する冷却塔の運転方法
に於いて、外気湿球温度が氷点下以下で、氷結の発生に
伴い前記充填材表面上での散布水または循環冷却水の温
度分布に変動が生じ、この外気取り入れ部での散布水ま
たは循環冷却水の温度が、前記混合室側での散布水また
は循環冷却水の温度と同等に上昇するか、前記混合室側
での散布水または循環冷却水の温度より高めに反転した
際に、これを測定し、この測定結果に基づいて、冷却塔
の上部散水装置からの散水量を、前記外気取り入れ部側
を、排気口部側より多くし、充填材間での氷結を抑制し
ながら、前記冷却塔の送風機を正転から反対方向に所定
時間逆転させて充填材間で発生した氷結を徐々に解凍
し、所定の出口温度を得ることを特徴とする冷却塔の運
転方法とする。
機のモータをインバータ制御することもある。
機の逆転時間をその正転時間より短くし、前記送風機の
正転逆転１サイクルを５分乃至２０分とすることが運転
効率上望ましい。
取り入れ部のルーバー板を充填材から所定距離離反させ
て、散布水または循環冷却水の水滴を前記外気取り入れ
部のルーバー板に殆ど付着させないで散布水または循環
冷却水を供給することが望ましい。
が氷点下以下では前記外気取り入れ部からの外気取り込
み面積を狭くし、更に外気流が流れない充填材領域には
前記冷却水を無散布とすることが望ましい。
開放式熱交換器とし、前記冷却塔を開放型として、循環
冷却水を開放式熱交換器上に散布し外気流と直接接触さ
せる際に、この外気取り入れ部での循環冷却水の温度
が、前記混合室側での循環冷却水の温度と同等に上昇す
るか、前記混合室側での循環冷却水の温度より高めに反
転した際に、これを測定し、前記冷却塔の送風機を正転
から反対方向に所定時間逆転させ、充填材間で発生した
氷結を徐々に解凍し、所定の循環冷却水出口温度を得る
ことが好ましい。
密閉式熱交換器とし、前記冷却塔を密閉型として、循環
冷却水を前記密閉式熱交換器内で循環し、前記密閉式熱
交換器の外側に散布水を散布し、外気流と循環冷却水と
を間接接触させる際に、この外気取り入れ部での散布水
の温度が、前記混合室側での散布水の温度と同等に上昇
するか、前記混合室側での散布水の温度より高めに反転
した際に、これを測定し、この測定結果に基づいて、冷
却塔の上部散水装置からの散水量を、前記外気取り入れ
部側を、排気口部側より多くし、充填材間での氷結の促
進を抑制しながら、前記冷却塔の送風機を正転から反対
方向に所定時間逆転させ、充填材間で発生した氷結を徐
々に解凍し、所定の循環冷却水出口温度を得ることもあ
る。
外気取り入れ部から排気口部の下方の混合室にかけて氷
点下近傍の外気湿球温度の外気流を流し、散水装置から
充填材上に散布される散布水または循環冷却水と接触さ
せ、蒸発に伴う潜熱作用乃至接触伝導で散布水または循
環冷却水を冷却する冷却塔において、冷却塔周囲の外気
湿球温度を測定する測定器が冷却塔周囲に配置され、氷
点下以下で、この外気取り入れ部での散布水または循環
冷却水の温度と、前記混合室側での散布水または循環冷
却水の温度とを測定する温度測定具が夫々配備され、こ
れら測定した温度を比較する比較器が設けられ、その比
較の結果、この外気取り入れ部での散布水または循環冷
却水の温度が、前記混合室側での散布水または循環冷却
水の温度と同等に上昇するか、前記混合室側での散布水
または循環冷却水の温度より高めに反転した場合には、
冷却塔の上部散水装置からの散水量を、前記外気取り入
れ部側を、排気口部側より多くし、前記冷却塔の送風機
を正転から反対方向に所定時間逆転させる運転制御部が
配置してあることを特徴とする冷却塔としてある。
してあることが好ましい。前記充填材は開放式熱交換器
とし、前記冷却塔は開放型としてあることが望ましい。
前記充填材は密閉式熱交換器とし、前記冷却塔は密閉型
としてあることもあるる。
たは循環冷却水水滴が付着しないだけ充分な距離離反し
て配置されたルーバー板からなることが水滴付着防止上
好ましい。
３つに区画され、その左右の区画領域は、開閉可能な構
造としてあり、更に前記外気取り入れ部の区画した領域
に対応して、この冷却塔の上部散水装置も、その幅方向
に少なくとも３つに区画されていることが水膜の氷結を
回避するのに望ましい。
施の形態である。 図１において、１０は厳寒期専用で開放型の冷却塔であ
り、この冷却塔１０は、外気取り入れ部１１から排気口
部１２の下方の混合室１３にかけて氷点下近傍の外気湿
球温度の外気流を流し、上部水槽１４から充填材の1種
である開放式熱交換器を構成する凹凸形状の合成樹脂製
充填板Ｂ上に散布される循環冷却水と接触させ、蒸発に
伴う潜熱作用で循環冷却水を冷却する。前記上部水槽１
４の底部においては前記外気取り入れ部１１側には短管
１４ａのみが配管され、前記混合室１３側には短管１４
ａと長管１４ｂが交互に配管されている。外気湿球温度
が氷点下以下で、前記充填板Ｂ表面上での循環冷却水の
温度を前記外気取り入れ部１１と前記混合室１３とで独
立して測定するために、前記循環冷却水を前記充填板Ｂ
の底面で前記外気取り入れ部１１と前記混合室１３にお
いて受ける樋１５、１６と、各樋１５、１６で受けた前
記循環冷却水の温度測定する温度計１７、１８とが配置
されている。１９は前記冷却塔１０周囲の外気湿球温度
を測定する測定器を示す。これら温度計１７、１８で測
定された温度を比較する比較器２０が設けてあり、この
比較の結果に応じて、前記冷却塔１０の排気口部１２に
設けた送風機２１の回転方向を制御すると共に前記送風
機２１のモータ２２をインバータ制御する運転制御部２
３が設けてある。前記比較器２０の比較結果に基づいて
前記運転制御部２３により開度を調整され、前記上部水
槽１４ヘの循環冷却水の供給量を調整するバルブ２４が
設けてある。
３、６記載の発明の代表的な実施の形態として説明す
る。 厳寒期において外気湿球温度が氷点下近傍になった事を
前記測定器１９が測定すると、前記外気取り入れ部１１
から排気口部１２の下方の混合室１３にかけて氷点下近
傍の外気湿球温度の外気流が流がれ、散水装置１４から
充填板Ｂ上に散布される循環冷却水と接触して、蒸発に
伴う潜熱作用乃至接触伝導で循環冷却水を冷却する。こ
の際、外気湿球温度が氷点下近傍で、前記充填板Ｂ表面
上での循環冷却水の一部を、前記外気取り入れ部１１と
前記混合室１３とで独立して前記樋１５、１６で受け、
各樋１５、１６で受けた前記循環冷却水の温度を前記温
度計１７、１８で測定する。 このように測定された前記外気取り入れ部１１側と前記
混合室１３側での循環冷却水の温度を前記比較器２０で
比較し、その結果、この外気取り入れ部１１での循環冷却
水の温度が、前記混合室１３側での循環冷却水の温度と
同等に上昇するか、前記混合室１３側での循環冷却水の
温度より高めに反転した際に、前記運転制御部２３から
の指令に基づいて前記冷却塔１０の送風機２１を正転か
ら反対方向に所定時間逆転させるとともに、この送風機
２１のモータ２２をインバータ制御すると共に、前記バ
ルブ２４の開度を調整し、前記冷却塔１０の上部水槽１
４ヘの循環冷却水の供給量を絞り、水位を下げて、前記
短管１４ａからのみ循環冷却水を散布し、前記外気取り
入れ部１１側からの単位面積あたりの散水量を、前記混
合室１３側より多くして、充填板Ｂ間で発生した氷結を
徐々に解凍し、厳冬期においても所定の出口温度を得
る。前記送風機２０の逆転時間は、その正転時間より短
くし、前記送風機の正転逆転１サイクルを５分乃至２０
分とする。
の代表的な実施の形態であり、実施の形態１と異なる構
成は、前記外気取り入れ部は前記充填板Ｂから所定距離
離反して配置されたルーバー板３１、３２からなり、幅
方向に３つの領域２５、２６、２７に区画され、その左
右の区画領域２５、２７は、開閉可能なルーバー板３２
としてある。これらルーバー板３１、３２と充填材Ｂの
間の寸法は、前記充填材Ｂに循環冷却水を散布してもそ
の飛沫が前記ルーバー板３１、３２にまで届かない寸法
としてあり、実施の形態ではこの寸法は２０ｃｍ乃至５
０ｃｍとしてあるが、この数値自体は限定的な意味はな
い。外気取り入れ部の高さによって異なる。更に前記外
気取り入れ部１１の区画した領域に対応して、この冷却
塔１０の上部水槽１４も、その幅方向に３つの領域２
８、２９、３０に区画されている。（図２参照）。この
使用方法を請求項１、２、３、４、５、６記載の発明の
代表的な実施の形態として説明する。 実施の形態１と異なる使用方法は次の通りである。 前記充填板Ｂから所定距離離反して配置されたルーバー
板３１、３２には、循環冷却水の水滴が届かず直接付着
しにくくなる。 又、外気湿球温度が氷点下以下では前記外気取り入れ部
１１の左右の領域２５、２７を閉じて外気取り込み面積
を狭くし、更に外気流が流れない充填材領域には前記上
部水槽１４の左右の領域２８、３０から循環冷却水を散
布しない。
換器とし、前記冷却塔を開放型として説明したが、前記
充填材を密閉式熱交換器とし、前記冷却塔を密閉型とし
て、循環冷却水を前記密閉式熱交換器内で循環し、前記
密閉式熱交換器の外側に散布水を散布し、外気流と循環
冷却水とを間接接触させる際に、この外気取り入れ部で
の散布水の温度が、前記混合室側での散布水の温度と同
等に上昇するか、前記混合室側での散布水の温度より高
めに反転した際に、これを測定し、前記冷却塔の送風機
を正転から反対方向に逆転させ、充填材間で発生した氷
結を徐々に解凍し、所定の循環冷却水出口温度を得るこ
ともある（請求項７または１１記載の発明の代表的な実
施の態様に相当）。
温度が氷点下以下で、前記充填材表面上での散布水また
は循環冷却水の温度分布に変動が生じ、この外気取り入
れ部での散布水または循環冷却水の温度が、前記混合室
側での散布水または循環冷却水の温度と同等に上昇する
か、前記混合室側での散布水または循環冷却水の温度よ
り高めに反転した際に、これを測定し、前記冷却塔の送
風機を正転から反対方向に逆転させ、充填材間で仮に発
生した氷結があったとしても、或いは氷結し始めのシャ
ーペット状の氷を徐々に解凍し、所定の出口温度を得る
ことにより、前記外気取り入れ部側での散布水または循
環冷却水の過冷却を防止し、厳冬期において外気と接触
する外気取り入れ部であるルーバー板及びこの側での充
填材間での氷結が発生するのを阻止し、完全氷結に至る
のを未然に防止して、所期の出口温度の冷却水を得るこ
とができる。請求項４記載の発明においては、前記効果
に加えて、前記外気取り入れ部のルーバー板を充填材か
ら所定距離離反させてあるため、散布水または循環冷却
水の水滴がルーバー板に付着しにくくなり、前記効果を
顕著に発揮できる。 請求項５記載の発明は、外気湿球温度が氷点下以下では
前記外気取り入れ部からの外気取り込み面積を狭くし、
更に外気流が流れない充填材領域には前記散布水または
循環冷却水を無散布とすることにより、前記効果に加え
て、散布水または循環冷却水の水膜を極度に薄くするこ
となく、その氷結を未然に防止できる。請求項６記載の
発明は、前記充填材、前記冷却塔を開放式として、前記
効果を充分に発揮できる。 請求項７記載の発明は前記充填材、前記冷却塔を密閉式
として、前記効果を充分に発揮できる。 請求項８記載の発明は請求項１記載の方法を実施できそ
の効果を発揮できる。請求項９記載の発明は請求項２記
載の方法を実施できその効果を発揮できる。請求項１０
記載の発明は請求項６記載の方法を実施できその効果を
発揮できる。請求項１１記載の発明は請求項７記載の方
法を実施できその効果を発揮できる。請求項１２記載の
発明は請求項４記載の方法を実施できその効果を発揮で
きる。請求項１３記載の発明は請求項５記載の方法を実
施できその効果を発揮できる。
Claims (13)
- 【請求項１】外気取り入れ部から排気口部の下方の混合
室にかけて氷点下近傍の外気湿球温度の外気流を流し、
散水装置から充填材上に散布される散布水または循環冷
却水と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用乃至接触伝導で散
布水または循環冷却水を冷却する冷却塔の運転方法に於
いて、 外気湿球温度が氷点下以下で、氷結の発生に伴い前記充
填材表面上での散布水または循環冷却水の温度分布に変
動が生じ、この外気取り入れ部での散布水または循環冷
却水の温度が、前記混合室側での散布水または循環冷却
水の温度と同等に上昇するか、前記混合室側での散布水
または循環冷却水の温度より高めに反転した際に、これ
を測定し、この測定結果に基づいて、冷却塔の上部散水
装置からの散水量を、前記外気取り入れ部側を、排気口
部側より多くし、充填材間での氷結を抑制しながら、前
記冷却塔の送風機を正転から反対方向に所定時間逆転さ
せて充填材間で発生した氷結を徐々に解凍し、所定の出
口温度を得ることを特徴とする冷却塔の運転方法。 - 【請求項２】前記送風機のモータをインバータ制御する
ことを特徴とする請求項1または２記載の冷却塔の運転
方法。 - 【請求項３】前記送風機の逆転時間をその正転時間より
短くし、前記送風機の正転逆転１サイクルを５分乃至２
０分とすることを特徴とする請求項1または２記載の冷
却塔の運転方法。 - 【請求項４】前記外気取り入れ部のルーバー板を充填材
から所定距離離反させて、散布水または循環冷却水の水
滴を前記外気取り入れ部のルーバー板に殆ど付着させな
いで散布水または循環冷却水を供給することを特徴とす
る請求項1、２または３記載の厳冬期における冷却塔の
運転方法。 - 【請求項５】外気湿球温度が氷点下以下では前記外気取
り入れ部からの外気取り込み面積を狭くし、更に外気流
が流れない充填材領域には前記散布水または循環冷却水
を無散布とすることを特徴とする請求項1、２、３また
は４記載の冷却塔の運転方法。 - 【請求項６】前記充填材を開放式熱交換器とし、前記冷
却塔を開放型として、循環冷却水を開放式熱交換器上に
散布し外気流と直接接触させる際に、この外気取り入れ
部での循環冷却水の温度が、前記混合室側での循環冷却
水の温度と同等に上昇するか、前記混合室側での循環冷
却水の温度より高めに反転した際に、これを測定し、こ
の測定結果に基づいて、冷却塔の上部散水装置からの散
水量を、前記外気取り入れ部側を、排気口部側より多く
し、充填材間での氷結を抑制しながら前記冷却塔の送風
機を正転から反対方向に所定時間逆転させ、充填材間で
発生した氷結を徐々に解凍し、所定の循環冷却水出口温
度を得ることを特徴とする請求項1、２、３、４または
５記載の冷却塔の運転方法。 - 【請求項７】前記充填材を密閉式熱交換器とし、前記冷
却塔を密閉型として、循環冷却水を前記密閉式熱交換器
内で循環し、前記密閉式熱交換器の外側に散布水を散布
し、外気流と循環冷却水とを間接接触させる際に、この
外気取り入れ部での散布水の温度が、前記混合室側での
散布水の温度と同等に上昇するか、前記混合室側での散
布水の温度より高めに反転した際に、これを測定し、こ
の測定結果に基づいて、冷却塔の上部散水装置からの散
水量を、前記外気取り入れ部側を、排気口部側より多く
し、充填材間での氷結を抑制しながら、前記冷却塔の送
風機を正転から反対方向に所定時間逆転させ、充填材間
で発生した氷結を徐々に解凍し、所定の循環冷却水出口
温度を得ることを特徴とする請求項1、２、３、４また
は５記載の冷却塔の運転方法。 - 【請求項８】外気取り入れ部から排気口部の下方の混合
室にかけて氷点下近傍の外気湿球温度の外気流を流し、
散水装置から充填材上に散布される散布水または循環冷
却水と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用乃至接触伝導で散
布水または循環冷却水を冷却する冷却塔において、冷却
塔周囲の外気湿球温度を測定する測定器が冷却塔周囲に
配置され、氷点下以下で、この外気取り入れ部での散布
水または循環冷却水の温度と、前記混合室側での散布水
または循環冷却水の温度とを測定する温度測定具が夫々
配備され、これら測定した温度を比較する比較器が設け
られ、その比較の結果、この外気取り入れ部での散布水
または循環冷却水の温度が、前記混合室側での散布水ま
たは循環冷却水の温度と同等に上昇するか、前記混合室
側での散布水または循環冷却水の温度より高めに反転し
た場合には、冷却塔の上部散水装置からの散水量を、前
記外気取り入れ部側を、排気口部側より多くし、前記冷
却塔の送風機を正転から反対方向に所定時間逆転させる
運転制御部が配置してあることを特徴とする冷却塔。 - 【請求項９】前記送風機のモータはインバータ制御型と
してあることを特徴とする請求項８記載の冷却塔。 - 【請求項１０】前記充填材は開放式熱交換器とし、前記
冷却塔は開放型としてあることを特徴とする請求項８ま
たは９記載の冷却塔。 - 【請求項１１】前記充填材は密閉式熱交換器とし、前記
冷却塔は密閉型としてあることを特徴とする請求項８ま
たは９記載の冷却塔。 - 【請求項１２】前記外気取り入れ部は充填材から散布水
または循環冷却水水滴が付着しないだけ充分な距離離反
して配置されたルーバー板からなることを特徴とする請
求項８、９、１０または１１記載の冷却塔の運転方法。 - 【請求項１３】前記外気取り入れ部は幅方向に少なくと
も３つに区画され、その左右の区画領域は、開閉可能な
構造としてあり、更に前記外気取り入れ部の区画した領
域に対応して、この冷却塔の上部散水装置も、その幅方
向に少なくとも３つに区画されていることを特徴とする
請求項８、９、１０、１１または１２記載の冷却塔の運
転方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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2001
- 2001-09-19 JP JP2001284882A patent/JP3933426B2/ja not_active Expired - Lifetime
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