JP2003161499A - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 夏場での電力需要がピークに達する日中の電
力を使わなくとも、効率よく冷却運転できる冷却装置を
提供する。 【解決手段】 負荷を冷却するための被冷却水を通す伝
熱コイル１１と伝熱コイルを冷却する冷風手段を含む冷
却塔１と、負荷対応用冷凍圧縮機２１と第１凝縮器１３
と膨張弁２２と蒸発器２３とを有し前記被冷却水を蒸発
器２３に通して冷却する第１チラー２０と、更に蓄熱用
冷凍圧縮機２６と第２凝縮器１２と膨張弁２７と蓄熱槽
３１を有し、夜間に前記被冷却水を蓄熱槽３１で製氷す
る第２チラー２５とからなり、前記被冷却流体は選択的
に冷却塔の伝熱コイル１１と第１チラーの蒸発器２３と
第２チラーの蓄熱槽３１とに通して冷却し、前記被冷却
水を蓄熱槽３１に通し蓄熱槽内の氷で冷却する蓄熱運転
中は前記冷却塔１と前記第1チラー２０および前記第2チ
ラー２５の運転を停止することを特徴とする冷却装置で
ある。
力を使わなくとも、効率よく冷却運転できる冷却装置を
提供する。 【解決手段】 負荷を冷却するための被冷却水を通す伝
熱コイル１１と伝熱コイルを冷却する冷風手段を含む冷
却塔１と、負荷対応用冷凍圧縮機２１と第１凝縮器１３
と膨張弁２２と蒸発器２３とを有し前記被冷却水を蒸発
器２３に通して冷却する第１チラー２０と、更に蓄熱用
冷凍圧縮機２６と第２凝縮器１２と膨張弁２７と蓄熱槽
３１を有し、夜間に前記被冷却水を蓄熱槽３１で製氷す
る第２チラー２５とからなり、前記被冷却流体は選択的
に冷却塔の伝熱コイル１１と第１チラーの蒸発器２３と
第２チラーの蓄熱槽３１とに通して冷却し、前記被冷却
水を蓄熱槽３１に通し蓄熱槽内の氷で冷却する蓄熱運転
中は前記冷却塔１と前記第1チラー２０および前記第2チ
ラー２５の運転を停止することを特徴とする冷却装置で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却すべき機器か
ら戻る被冷却流体を冷却する熱エネルギー貯蔵型冷却装
置に関し、特に電力需要が増加する夏場のピーク時間帯
に合わせて、夜間等それ以外の時間帯に製氷した熱エネ
ルギーを出力し、電力ピーク時間帯の電力消費を減少す
る冷却装置に関する。
ら戻る被冷却流体を冷却する熱エネルギー貯蔵型冷却装
置に関し、特に電力需要が増加する夏場のピーク時間帯
に合わせて、夜間等それ以外の時間帯に製氷した熱エネ
ルギーを出力し、電力ピーク時間帯の電力消費を減少す
る冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、１８〜２９℃程度の中低温域で定
温度保持できる冷却装置として、伝熱パイプと該伝熱パ
イプに送風するファンとを有す冷却塔と、圧縮機と凝縮
器と膨張弁と蒸発器とこれらを循環する冷媒とを有する
チラーと、冷却すべき機器から戻る被冷却流体を前記冷
却塔、蒸発器の順に導いた後、前記冷却すべき機器に送
り出す管路とを設けた冷却装置が実開昭６１−８４４８
０号公報で提案されている。
温度保持できる冷却装置として、伝熱パイプと該伝熱パ
イプに送風するファンとを有す冷却塔と、圧縮機と凝縮
器と膨張弁と蒸発器とこれらを循環する冷媒とを有する
チラーと、冷却すべき機器から戻る被冷却流体を前記冷
却塔、蒸発器の順に導いた後、前記冷却すべき機器に送
り出す管路とを設けた冷却装置が実開昭６１−８４４８
０号公報で提案されている。
【０００３】上記した冷却装置は、１８〜２９℃程度の
中低温域で定温保持することができ、かつ不要な過冷が
防止される冷却装置であるが、冷却塔として空冷式冷却
塔によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度が外気乾
球温度よりも低いときに、また冷却塔として蒸発式冷却
塔によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度が外気湿
球温度よりも低いときに、被冷却流体が冷却塔を通過す
る際に冷却されずに返って冷却塔内で加熱されてしま
い、チラーでの冷却を不必要に大きく取らないと所定の
温度に冷却できず冷却装置全体の効率を悪化させてい
た。
中低温域で定温保持することができ、かつ不要な過冷が
防止される冷却装置であるが、冷却塔として空冷式冷却
塔によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度が外気乾
球温度よりも低いときに、また冷却塔として蒸発式冷却
塔によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度が外気湿
球温度よりも低いときに、被冷却流体が冷却塔を通過す
る際に冷却されずに返って冷却塔内で加熱されてしま
い、チラーでの冷却を不必要に大きく取らないと所定の
温度に冷却できず冷却装置全体の効率を悪化させてい
た。
【０００４】そこで特開平２−１９７７８０号公報で
は、これを解決するために、冷却塔として空冷式冷却塔
によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度と外気乾球
温度とを比較し、冷却塔として蒸発式冷却塔によるとき
は冷却塔に入る被冷却流体の温度と外気湿球温度とを比
較して、冷却塔を通過させて冷却塔とチラーとで冷却す
るか、冷却塔を迂回してチラーのみで冷却するかの制御
を行う提案がなされている。
は、これを解決するために、冷却塔として空冷式冷却塔
によるときは冷却塔に入る被冷却流体の温度と外気乾球
温度とを比較し、冷却塔として蒸発式冷却塔によるとき
は冷却塔に入る被冷却流体の温度と外気湿球温度とを比
較して、冷却塔を通過させて冷却塔とチラーとで冷却す
るか、冷却塔を迂回してチラーのみで冷却するかの制御
を行う提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記冷却
塔を迂回してチラーのみで冷却しても、夏場の暑い日中
は冷房用電力需要のために電力消費量はピークに達し、
冷却すべき機器を所有する電気需要家の契約電力を超え
て電力を消費してしまう。また電力会社では、最大電力
需要に合わせた電力設備が必要になり、前記の冷房用電
力需要が増大することによる電力設備の稼働率が低下す
る等の社会的問題もある。本発明は上記の課題を解消し
て、夏場での電力需要がピークに達する時間帯の電力を
使わなくともよく、効率よく冷却運転する冷却装置を提
供することを目的とする。
塔を迂回してチラーのみで冷却しても、夏場の暑い日中
は冷房用電力需要のために電力消費量はピークに達し、
冷却すべき機器を所有する電気需要家の契約電力を超え
て電力を消費してしまう。また電力会社では、最大電力
需要に合わせた電力設備が必要になり、前記の冷房用電
力需要が増大することによる電力設備の稼働率が低下す
る等の社会的問題もある。本発明は上記の課題を解消し
て、夏場での電力需要がピークに達する時間帯の電力を
使わなくともよく、効率よく冷却運転する冷却装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、負荷を
冷却するための被冷却水を通す伝熱コイルと該伝熱コイ
ルを冷却する冷風手段を含む冷却塔と、負荷対応用冷凍
圧縮機と第１凝縮器と第１膨張弁と蒸発器とを有し前記
被冷却水を蒸発器に通して冷却する第１チラーと、更に
蓄熱用冷凍圧縮機と第２凝縮器と第２膨張弁と蓄熱槽を
有し夜間に前記被冷却水を蓄熱槽で製氷する第２チラー
とからなり、前記被冷却流体は選択的に冷却塔の伝熱コ
イルと第１チラーの蒸発器と第２チラーの蓄熱槽とに通
して冷却し、前記被冷却水を蓄熱槽に通し蓄熱槽内の氷
で冷却する蓄熱利用運転中は前記冷却塔と前記第1チラ
ーおよび前記第2チラーの運転を停止することを特徴と
する冷却装置である。
冷却するための被冷却水を通す伝熱コイルと該伝熱コイ
ルを冷却する冷風手段を含む冷却塔と、負荷対応用冷凍
圧縮機と第１凝縮器と第１膨張弁と蒸発器とを有し前記
被冷却水を蒸発器に通して冷却する第１チラーと、更に
蓄熱用冷凍圧縮機と第２凝縮器と第２膨張弁と蓄熱槽を
有し夜間に前記被冷却水を蓄熱槽で製氷する第２チラー
とからなり、前記被冷却流体は選択的に冷却塔の伝熱コ
イルと第１チラーの蒸発器と第２チラーの蓄熱槽とに通
して冷却し、前記被冷却水を蓄熱槽に通し蓄熱槽内の氷
で冷却する蓄熱利用運転中は前記冷却塔と前記第1チラ
ーおよび前記第2チラーの運転を停止することを特徴と
する冷却装置である。
【０００７】上記において、前記蓄熱槽に残氷検知手段
を設け、蓄熱槽内に氷がある間は第2チラーの運転が行
われず、全部解氷された後に第２チラーの運転が行われ
ることを特徴とする冷却装置である。上記において前記
蓄熱槽内の被冷却流体は、前記蓄熱利用運転中および前
記第2チラー運転中とも攪拌ポンプで循環していること
を特徴とする冷却装置である。上記において前記蓄熱槽
内に入る被冷却流体は、蓄熱槽内でシャワーリングする
ことを特徴とする冷却装置である。上記において前記蓄
熱槽を通して冷却された被冷却流体は、前記冷却すべき
機器から戻る被冷却流体と混合して所定の温度で前記冷
却すべき機器へ送ることを特徴とする冷却装置である。
を設け、蓄熱槽内に氷がある間は第2チラーの運転が行
われず、全部解氷された後に第２チラーの運転が行われ
ることを特徴とする冷却装置である。上記において前記
蓄熱槽内の被冷却流体は、前記蓄熱利用運転中および前
記第2チラー運転中とも攪拌ポンプで循環していること
を特徴とする冷却装置である。上記において前記蓄熱槽
内に入る被冷却流体は、蓄熱槽内でシャワーリングする
ことを特徴とする冷却装置である。上記において前記蓄
熱槽を通して冷却された被冷却流体は、前記冷却すべき
機器から戻る被冷却流体と混合して所定の温度で前記冷
却すべき機器へ送ることを特徴とする冷却装置である。
【０００８】上記において前記冷却塔を迂回するバイパ
ス管路を設け、該バイパス管路と前記冷却塔を通過する
管路との切り替え手段を設け、前記冷却すべき機器から
の被冷却流体を蓄熱槽に通して冷却する蓄熱利用運転中
は、前記冷却塔を通過する管路を閉としてバイパス管路
を開とするように前記切り替え手段を制御することを特
徴とする冷却装置である。上記において前記冷却塔を迂
回するバイパス管路を設け、該バイパス管路と前記冷却
塔を通過する管路との切り替え手段を設け、前記冷却す
べき機器から冷却装置に戻る被冷却流体の冷却装置入り
口温度Ｔ２が冷却装置出口の温度Ｔ１よりも低いとき
は、前記冷却塔を通過する管路を閉としてバイパス管路
を開とするように前記切り替え手段を制御することを特
徴とする冷却装置である。
ス管路を設け、該バイパス管路と前記冷却塔を通過する
管路との切り替え手段を設け、前記冷却すべき機器から
の被冷却流体を蓄熱槽に通して冷却する蓄熱利用運転中
は、前記冷却塔を通過する管路を閉としてバイパス管路
を開とするように前記切り替え手段を制御することを特
徴とする冷却装置である。上記において前記冷却塔を迂
回するバイパス管路を設け、該バイパス管路と前記冷却
塔を通過する管路との切り替え手段を設け、前記冷却す
べき機器から冷却装置に戻る被冷却流体の冷却装置入り
口温度Ｔ２が冷却装置出口の温度Ｔ１よりも低いとき
は、前記冷却塔を通過する管路を閉としてバイパス管路
を開とするように前記切り替え手段を制御することを特
徴とする冷却装置である。
【０００９】
【作用】本発明は上記の構成であって、冷却装置には被
冷却水を冷却する第１チラーと蓄熱槽で製氷する第２チ
ラーとを設けてあり、電力需要が増大する夏場におい
て、夜間等の時間帯に第２チラーを運転して蓄熱槽内で
被冷却水を製氷し蓄熱する。そして昼間日中の電力ピー
ク時には第１チラーおよび第２チラー共運転を停止し、
負荷を冷却する被冷却水は製氷された蓄熱槽に導かれ、
氷と熱交換する蓄熱槽を循環させることで冷却される。
従って日中の電力ピーク時は、夜間等の時間帯に製氷し
た氷蓄熱による蓄熱利用運転で冷却され、冷却塔、第１
チラー及び第２チラーが停止されるから、電力消費が伴
わずに冷却される。
冷却水を冷却する第１チラーと蓄熱槽で製氷する第２チ
ラーとを設けてあり、電力需要が増大する夏場におい
て、夜間等の時間帯に第２チラーを運転して蓄熱槽内で
被冷却水を製氷し蓄熱する。そして昼間日中の電力ピー
ク時には第１チラーおよび第２チラー共運転を停止し、
負荷を冷却する被冷却水は製氷された蓄熱槽に導かれ、
氷と熱交換する蓄熱槽を循環させることで冷却される。
従って日中の電力ピーク時は、夜間等の時間帯に製氷し
た氷蓄熱による蓄熱利用運転で冷却され、冷却塔、第１
チラー及び第２チラーが停止されるから、電力消費が伴
わずに冷却される。
【００１０】また蓄熱槽には例えば被冷却水の温度を検
知する温度計など、残氷検知手段を設けてあり、蓄熱槽
内の氷が全部解氷するまで蓄熱利用運転が行われて第２
チラーの運転が行われず、全部解氷したのを検知した後
で第２チラーによる製氷運転が行われる。従って蓄熱槽
内の氷が無駄なく有効に利用され、また蓄熱槽内が凍結
して破損等の問題点が生じない。また蓄熱槽内の被冷却
流体は常に攪拌ポンプで循環させており、第２チラーの
運転による製氷、及び氷との熱交換で冷却する蓄熱運転
が効率よく行われる。また蓄熱槽内に入る被冷却水はシ
ャワーリングされて入るため、熱交換効率が良く、製氷
及び蓄熱運転が効率よく行える。
知する温度計など、残氷検知手段を設けてあり、蓄熱槽
内の氷が全部解氷するまで蓄熱利用運転が行われて第２
チラーの運転が行われず、全部解氷したのを検知した後
で第２チラーによる製氷運転が行われる。従って蓄熱槽
内の氷が無駄なく有効に利用され、また蓄熱槽内が凍結
して破損等の問題点が生じない。また蓄熱槽内の被冷却
流体は常に攪拌ポンプで循環させており、第２チラーの
運転による製氷、及び氷との熱交換で冷却する蓄熱運転
が効率よく行われる。また蓄熱槽内に入る被冷却水はシ
ャワーリングされて入るため、熱交換効率が良く、製氷
及び蓄熱運転が効率よく行える。
【００１１】また昼間に比べて外気温度が低い夜間にお
いて、冷却塔、第１チラー及び第２チラーが運転され
る。夜間は外気温度が低いので冷却塔の冷却効率が良
く、この冷却効率がよい時間帯に冷却塔が運転されて第
１チラーと第２チラーそれぞれの第１凝縮器、第２凝縮
器が冷却され放熱するので、第１チラーで冷却水の冷却
が、第２チラーで蓄熱槽の製氷が効率よく行える。また
蓄熱槽で冷却された被冷却流体は、冷却すべき機器から
戻る被冷却流体と混合するように設けてあるので、混合
する流体の流量を調節することによって、所定温度の冷
却水を容易に得ることが出来る。
いて、冷却塔、第１チラー及び第２チラーが運転され
る。夜間は外気温度が低いので冷却塔の冷却効率が良
く、この冷却効率がよい時間帯に冷却塔が運転されて第
１チラーと第２チラーそれぞれの第１凝縮器、第２凝縮
器が冷却され放熱するので、第１チラーで冷却水の冷却
が、第２チラーで蓄熱槽の製氷が効率よく行える。また
蓄熱槽で冷却された被冷却流体は、冷却すべき機器から
戻る被冷却流体と混合するように設けてあるので、混合
する流体の流量を調節することによって、所定温度の冷
却水を容易に得ることが出来る。
【００１２】また、冷却塔を迂回するバイパス管路を設
け、昼間の蓄熱槽で冷却される蓄熱利用運転中は、冷却
塔を迂回するバイパス管路を通過するように設けてある
ので、冷却塔を通過することによって外気温度で暖めら
れる問題がない。また、冷却装置に入る冷却水の入り口
温度と、冷却装置から出る冷却水の出口温度との直接的
な比較でもって、冷却塔へ導くか或いは冷却塔を迂回す
るバイパス運転するかを判断して制御しているから、冷
却塔の種々の要件による冷却効率や冷却能力等に関係な
く正しく制御され、被冷却流体は冷却塔を通過すること
によって暖められる問題がなく、冷却塔での冷却能力を
見て効率よく冷却される。
け、昼間の蓄熱槽で冷却される蓄熱利用運転中は、冷却
塔を迂回するバイパス管路を通過するように設けてある
ので、冷却塔を通過することによって外気温度で暖めら
れる問題がない。また、冷却装置に入る冷却水の入り口
温度と、冷却装置から出る冷却水の出口温度との直接的
な比較でもって、冷却塔へ導くか或いは冷却塔を迂回す
るバイパス運転するかを判断して制御しているから、冷
却塔の種々の要件による冷却効率や冷却能力等に関係な
く正しく制御され、被冷却流体は冷却塔を通過すること
によって暖められる問題がなく、冷却塔での冷却能力を
見て効率よく冷却される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例を示す冷却装置
１０の系統図であり、全体として、上部に冷却塔１を設
け、下部に冷凍機、蒸発器等のチラー２を設け、側部に
氷蓄熱ユニット３を設けた。冷却塔１は、冷却コイル１
１，１２，１３と冷却コイルに送風する送風機１４、冷
却コイルに散水する散水槽１５、冷却コイルの下方に設
けた受水槽１６、受水槽１６の水を散水槽１５に汲み上
げる散水ポンプ１７等の散水機構を設け、中央部にエリ
ミネータ１８、測部に外気取入れルーバー１９を有す蒸
発式冷却塔１０とし、冷却コイル１１は負荷冷却水対応
用で、冷却すべき機器４０から戻る被冷却水は中央側ヘ
ッダー１１１から渦巻状多管式のコイル１１を通過して
外側ヘッダー１１２へ流れる。外側ヘッダー１１２を出
た冷却塔１の出口に凍結防止中間温度センサＴ４を設
け、第１チラーの蒸発器２３を介して冷却すべき機器４
０へ送られる。冷却コイル１２は蓄熱用冷凍圧縮機の第
２凝縮器１２で、冷却コイル１３は負荷対応用冷凍圧縮
機の第１凝縮器１３で、負荷の冷却水対応用コイル１１
と共に同じ冷却塔１内に配置して、冷却装置１０全体を
コンパクトに凝縮器１２，１３の放熱を効率よく行って
いる。
して説明する。図１は本発明の一実施例を示す冷却装置
１０の系統図であり、全体として、上部に冷却塔１を設
け、下部に冷凍機、蒸発器等のチラー２を設け、側部に
氷蓄熱ユニット３を設けた。冷却塔１は、冷却コイル１
１，１２，１３と冷却コイルに送風する送風機１４、冷
却コイルに散水する散水槽１５、冷却コイルの下方に設
けた受水槽１６、受水槽１６の水を散水槽１５に汲み上
げる散水ポンプ１７等の散水機構を設け、中央部にエリ
ミネータ１８、測部に外気取入れルーバー１９を有す蒸
発式冷却塔１０とし、冷却コイル１１は負荷冷却水対応
用で、冷却すべき機器４０から戻る被冷却水は中央側ヘ
ッダー１１１から渦巻状多管式のコイル１１を通過して
外側ヘッダー１１２へ流れる。外側ヘッダー１１２を出
た冷却塔１の出口に凍結防止中間温度センサＴ４を設
け、第１チラーの蒸発器２３を介して冷却すべき機器４
０へ送られる。冷却コイル１２は蓄熱用冷凍圧縮機の第
２凝縮器１２で、冷却コイル１３は負荷対応用冷凍圧縮
機の第１凝縮器１３で、負荷の冷却水対応用コイル１１
と共に同じ冷却塔１内に配置して、冷却装置１０全体を
コンパクトに凝縮器１２，１３の放熱を効率よく行って
いる。
【００１４】冷却塔１の下部に二系統のチラー2を配置
している。一つは負荷冷却水対応用の第1チラー２０、
一つは蓄熱製氷対応用の第２チラー２５を併設してい
る。第１チラー２０は圧縮機２１と冷却塔１内に冷却コ
イルで設けた凝縮器１３と膨張弁２２と蒸発器２３とを
有し、第１チラー２０内の冷媒を圧縮機２１において圧
縮し、第１凝縮器１３において液化して放熱し、膨張弁
２２を介して蒸発器２３で蒸発して吸熱するサイクルを
繰り返す。また第２チラー２５は圧縮機２６と冷却塔内
の冷却コイルで設けた第２凝縮器１２と膨張弁２７と蒸
発器２９とを有し、蒸発器２９は氷蓄熱ユニット３の蓄
熱槽３１内に設置し、蓄熱槽３１内へ送られる被冷却水
を冷却し製氷化する。ここで第１チラー２０は８台の圧
縮機２１を用いた冷凍サイクルで構成し、また第２チラ
ー２５は２台の圧縮機２６を用いた冷凍サイクルで構成
している。図では判り易く簡略化して記載している。
している。一つは負荷冷却水対応用の第1チラー２０、
一つは蓄熱製氷対応用の第２チラー２５を併設してい
る。第１チラー２０は圧縮機２１と冷却塔１内に冷却コ
イルで設けた凝縮器１３と膨張弁２２と蒸発器２３とを
有し、第１チラー２０内の冷媒を圧縮機２１において圧
縮し、第１凝縮器１３において液化して放熱し、膨張弁
２２を介して蒸発器２３で蒸発して吸熱するサイクルを
繰り返す。また第２チラー２５は圧縮機２６と冷却塔内
の冷却コイルで設けた第２凝縮器１２と膨張弁２７と蒸
発器２９とを有し、蒸発器２９は氷蓄熱ユニット３の蓄
熱槽３１内に設置し、蓄熱槽３１内へ送られる被冷却水
を冷却し製氷化する。ここで第１チラー２０は８台の圧
縮機２１を用いた冷凍サイクルで構成し、また第２チラ
ー２５は２台の圧縮機２６を用いた冷凍サイクルで構成
している。図では判り易く簡略化して記載している。
【００１５】通常、蓄熱槽３１内の被冷却水は攪拌ポン
プ３２によって蓄熱槽３１内にシャワーヘッド３５から
シャワーリングしながら循環している。夏期電力ピーク
が発生する時期の夜間等において、第１チラー２０と第
２チラー２５が運転され、第２チラー２５運転中に蓄熱
槽３１で製氷しており、蓄熱槽３１内の被冷却水は攪拌
ポンプ３２、シャワーヘッド３５で循環されている。負
荷機器４０からの戻り冷却水は冷却塔１へ送水されるよ
うに制御用三方弁３４および制御弁ＭＶ３が制御され
る。被冷却水は三方弁３４から循環ポンプ３３によって
冷却塔１へ送られ、ヘッダー１１１から密閉蒸発式冷却
コイル１１を通過する際に散水槽１５の散水と送風機１
４による蒸発潜熱で冷却される。外側ヘッダー１１２を
経由して第１チラー２０の蒸発器２３に送られ、ここで
更に所定の冷却水温度に冷却されて冷却すべき機器の負
荷４０へ送水される。
プ３２によって蓄熱槽３１内にシャワーヘッド３５から
シャワーリングしながら循環している。夏期電力ピーク
が発生する時期の夜間等において、第１チラー２０と第
２チラー２５が運転され、第２チラー２５運転中に蓄熱
槽３１で製氷しており、蓄熱槽３１内の被冷却水は攪拌
ポンプ３２、シャワーヘッド３５で循環されている。負
荷機器４０からの戻り冷却水は冷却塔１へ送水されるよ
うに制御用三方弁３４および制御弁ＭＶ３が制御され
る。被冷却水は三方弁３４から循環ポンプ３３によって
冷却塔１へ送られ、ヘッダー１１１から密閉蒸発式冷却
コイル１１を通過する際に散水槽１５の散水と送風機１
４による蒸発潜熱で冷却される。外側ヘッダー１１２を
経由して第１チラー２０の蒸発器２３に送られ、ここで
更に所定の冷却水温度に冷却されて冷却すべき機器の負
荷４０へ送水される。
【００１６】また夏期昼間の電力ピーク時において、第
１チラーの圧縮機２１、第２チラーの圧縮機２６、冷却
塔１の送風機１４や散水ポンプ１７の運転が停止され、
冷却すべき機器４０からの戻り冷却水は、制御用三方弁
ＭＶ４および制御弁ＭＶ３が制御されてシャワーヘッド
３６から蓄熱槽３１内にシャワーリングして送られる。
蓄熱槽３１内で、夜間等に製氷した氷の熱を放出する蓄
熱利用運転よって冷却され、節電冷却が行われる。この
際冷却水は蓄熱槽３１内でシャワーリングされて熱交換
が行われ、蓄熱槽３１内で冷却された被冷却水は制御用
三方弁ＭＶ４で所定の冷却水出口温度Ｔ１になるよう
に、機器４０からの戻り水と混合制御されて循環ポンプ
３３で冷却装置１０内に送られる。冷却装置１０内では
バイパス切替弁ＭＶ１，ＭＶ２が制御されて冷却塔１を
通過せずに全量バイパス管路２８を通過して蒸発器２３
を通過して冷却すべき機器４０へ送られる。この蓄熱運
転は蓄熱槽３１内に設けた氷蓄熱センサＴ５によって蓄
熱槽内の解氷度合いを検知して氷がなくなるまで行わ
れ、氷がなくなるのを検知した後でしか、第２チラー２
５による蓄熱槽内の製氷運転が行われないようになって
いる。
１チラーの圧縮機２１、第２チラーの圧縮機２６、冷却
塔１の送風機１４や散水ポンプ１７の運転が停止され、
冷却すべき機器４０からの戻り冷却水は、制御用三方弁
ＭＶ４および制御弁ＭＶ３が制御されてシャワーヘッド
３６から蓄熱槽３１内にシャワーリングして送られる。
蓄熱槽３１内で、夜間等に製氷した氷の熱を放出する蓄
熱利用運転よって冷却され、節電冷却が行われる。この
際冷却水は蓄熱槽３１内でシャワーリングされて熱交換
が行われ、蓄熱槽３１内で冷却された被冷却水は制御用
三方弁ＭＶ４で所定の冷却水出口温度Ｔ１になるよう
に、機器４０からの戻り水と混合制御されて循環ポンプ
３３で冷却装置１０内に送られる。冷却装置１０内では
バイパス切替弁ＭＶ１，ＭＶ２が制御されて冷却塔１を
通過せずに全量バイパス管路２８を通過して蒸発器２３
を通過して冷却すべき機器４０へ送られる。この蓄熱運
転は蓄熱槽３１内に設けた氷蓄熱センサＴ５によって蓄
熱槽内の解氷度合いを検知して氷がなくなるまで行わ
れ、氷がなくなるのを検知した後でしか、第２チラー２
５による蓄熱槽内の製氷運転が行われないようになって
いる。
【００１７】また冷却装置の出口温度センサＴ１、入り
口温度センサＴ２外気湿球温度センサＴ３凍結防止中間
温度センサＴ４を設けてあり、各センサによって前記バ
イパス管路切替弁ＭＶ１，ＭＶ２の制御や、送風機１４
散水ポンプ１７の能力、第１チラーの冷凍圧縮機２１の
台数制御等、冷却装置の冷却能力が制御される。なお図
面では第１チラーの凝縮器１３と第２チラーの凝縮器１
２を冷却コイル１１と同じ冷却塔１で冷却するようにし
ているが、別々の冷却塔で冷却するように設けても良
い。更に冷却塔１は、散水装置を省略した空冷式の冷却
塔１に設けても良い。また本実施例の図面は簡略して記
載したが、冷却塔１、チラー部２、氷蓄熱ユニット３及
びこれらを繋ぐ配管を一つの筐体に設けて冷却装置１０
とし、取り扱いや設置を容易にすることができる。
口温度センサＴ２外気湿球温度センサＴ３凍結防止中間
温度センサＴ４を設けてあり、各センサによって前記バ
イパス管路切替弁ＭＶ１，ＭＶ２の制御や、送風機１４
散水ポンプ１７の能力、第１チラーの冷凍圧縮機２１の
台数制御等、冷却装置の冷却能力が制御される。なお図
面では第１チラーの凝縮器１３と第２チラーの凝縮器１
２を冷却コイル１１と同じ冷却塔１で冷却するようにし
ているが、別々の冷却塔で冷却するように設けても良
い。更に冷却塔１は、散水装置を省略した空冷式の冷却
塔１に設けても良い。また本実施例の図面は簡略して記
載したが、冷却塔１、チラー部２、氷蓄熱ユニット３及
びこれらを繋ぐ配管を一つの筐体に設けて冷却装置１０
とし、取り扱いや設置を容易にすることができる。
【００１８】上記冷却装置１０の冷却塔１と第１チラー
２０の運転については、蒸発器２３の下流側に設けた出
口温度センサＴ１の温度が設定温度範囲よりも高くなっ
た時は、まず冷却塔１送風機１４の送風量を増加し、な
おも温度センサＴ１の温度が設定温度範囲よりも高くな
ったときはチラー２０の圧縮機２１を順次運転して冷却
塔１とチラー２０とで冷却する。また出口温度センサＴ
１の温度が設定温度範囲よりも低くなったときは、上記
とは逆に先ずチラー２０の運転を順次停止し、なおも設
定温度範囲よりも低くなったときには更に送風機１４の
送風量を減少させるように制御する。尚、圧縮機２１の
運転は複数台の圧縮機の運転台数制御または圧縮機の容
量制御により冷却能力を制御することができる。
２０の運転については、蒸発器２３の下流側に設けた出
口温度センサＴ１の温度が設定温度範囲よりも高くなっ
た時は、まず冷却塔１送風機１４の送風量を増加し、な
おも温度センサＴ１の温度が設定温度範囲よりも高くな
ったときはチラー２０の圧縮機２１を順次運転して冷却
塔１とチラー２０とで冷却する。また出口温度センサＴ
１の温度が設定温度範囲よりも低くなったときは、上記
とは逆に先ずチラー２０の運転を順次停止し、なおも設
定温度範囲よりも低くなったときには更に送風機１４の
送風量を減少させるように制御する。尚、圧縮機２１の
運転は複数台の圧縮機の運転台数制御または圧縮機の容
量制御により冷却能力を制御することができる。
【００１９】負荷機器４０から戻る流体を冷却塔１のヘ
ッダー１１１から伝熱コイル１１へ導くか、伝熱コイル
１１を迂回するバイパス管路２８へ導くかの制御につい
て説明する。尚、説明では図１の蒸発式冷却塔１の場合
を主体にして説明しているが、蒸発式冷却塔１に代えて
空冷式冷却塔を用いる場合では、蒸発式の場合の湿球温
度ＷＢに代えて乾球温度ＤＢを用いて同様の制御が行え
る。本実施例では、冷却塔入り口水温センサＴ２によっ
て冷却塔１への入り口水温Ｔ２を検出するほか、冷却塔
出口水温検出器Ｔ１によって冷却塔１を出た出口水温Ｔ
１及び外気湿球温度センサＴ３で外気湿球温度ＷＢを常
時検出して、冷却塔運転中は常時入り口水温Ｔ２と出口
水温Ｔ１とを比較している。入り口水温Ｔ２よりも出口
水温Ｔ１が同じか高くなったらバイパス管路２８を通過
するようにバイパス切替弁ＭＶ１，ＭＶ２が制御されて
バイパス運転が行われる。これによって被冷却流体は冷
却塔１の冷却コイル１１を通さずに、第１チラー２０に
よる蒸発器２３のみで冷却される。即ち入り口水温Ｔ２
と出口水温Ｔ１を直接比較して冷却塔１を通過すること
による不必要な加熱や、冷却塔１を運転することによる
不必要な電力損失を除去している。
ッダー１１１から伝熱コイル１１へ導くか、伝熱コイル
１１を迂回するバイパス管路２８へ導くかの制御につい
て説明する。尚、説明では図１の蒸発式冷却塔１の場合
を主体にして説明しているが、蒸発式冷却塔１に代えて
空冷式冷却塔を用いる場合では、蒸発式の場合の湿球温
度ＷＢに代えて乾球温度ＤＢを用いて同様の制御が行え
る。本実施例では、冷却塔入り口水温センサＴ２によっ
て冷却塔１への入り口水温Ｔ２を検出するほか、冷却塔
出口水温検出器Ｔ１によって冷却塔１を出た出口水温Ｔ
１及び外気湿球温度センサＴ３で外気湿球温度ＷＢを常
時検出して、冷却塔運転中は常時入り口水温Ｔ２と出口
水温Ｔ１とを比較している。入り口水温Ｔ２よりも出口
水温Ｔ１が同じか高くなったらバイパス管路２８を通過
するようにバイパス切替弁ＭＶ１，ＭＶ２が制御されて
バイパス運転が行われる。これによって被冷却流体は冷
却塔１の冷却コイル１１を通さずに、第１チラー２０に
よる蒸発器２３のみで冷却される。即ち入り口水温Ｔ２
と出口水温Ｔ１を直接比較して冷却塔１を通過すること
による不必要な加熱や、冷却塔１を運転することによる
不必要な電力損失を除去している。
【００２０】また夏場のピーク電力需要期間中は、上記
第１チラー２０による冷却運転に加えて、第２チラー２
５が運転される。第２チラー２５の運転によって蓄熱槽
３１内の被冷却水が冷却されて凍り、製氷化して蓄熱さ
れる。従って夜間、例えば夕方の４時から翌朝の９時ま
での１７時間は第１チラー２０で冷却すべき機器４０に
送る冷却水を冷却すると共に、第２チラー２５を運転し
て蓄熱槽３１の被冷却水を製氷化する運転が行われる。
昼間の例えば朝９時から夕方の４時までは、第１チラー
２０による冷却運転が停止され、代わりに蓄熱槽３１へ
通して蓄熱槽内の氷の放熱による蓄熱利用運転に切り替
えられる。この蓄熱利用運転時は、出口温度検出器Ｔ１
で冷却すべき機器４０に送る被冷却流体の温度が検出さ
れ、この検出温度に応じて自動的に流量制御三方弁ＭＶ
４の開閉が制御されて所定の冷却水温度になるように、
機器４０からの流体と蓄熱槽３１で冷却された流体が混
合されるように自動調節している。この昼間の蓄熱槽３
１による冷却運転中は、冷却塔１の運転も、第１チラー
２０の運転も、第２チラー２５の運転も停止しており、
余分の電力を消費しないように制御される。
第１チラー２０による冷却運転に加えて、第２チラー２
５が運転される。第２チラー２５の運転によって蓄熱槽
３１内の被冷却水が冷却されて凍り、製氷化して蓄熱さ
れる。従って夜間、例えば夕方の４時から翌朝の９時ま
での１７時間は第１チラー２０で冷却すべき機器４０に
送る冷却水を冷却すると共に、第２チラー２５を運転し
て蓄熱槽３１の被冷却水を製氷化する運転が行われる。
昼間の例えば朝９時から夕方の４時までは、第１チラー
２０による冷却運転が停止され、代わりに蓄熱槽３１へ
通して蓄熱槽内の氷の放熱による蓄熱利用運転に切り替
えられる。この蓄熱利用運転時は、出口温度検出器Ｔ１
で冷却すべき機器４０に送る被冷却流体の温度が検出さ
れ、この検出温度に応じて自動的に流量制御三方弁ＭＶ
４の開閉が制御されて所定の冷却水温度になるように、
機器４０からの流体と蓄熱槽３１で冷却された流体が混
合されるように自動調節している。この昼間の蓄熱槽３
１による冷却運転中は、冷却塔１の運転も、第１チラー
２０の運転も、第２チラー２５の運転も停止しており、
余分の電力を消費しないように制御される。
【００２１】
【発明の効果】以上説明のごとく本発明の冷却装置は、
電力需要が増大する夏場の期間中において、夜間等に第
２チラーを運転し蓄熱槽で製氷して蓄熱し、日中の電力
ピーク時は、第１チラー、第２チラー及び冷却塔の運転
が停止され、被冷却水は蓄熱槽に導かれて冷却される。
従って日中の電力ピーク時は、それ以外の時間帯で蓄熱
した蓄熱利用運転で冷却されるから電力消費が伴わな
い。また外気温度が低い夜間においては冷却塔の冷却効
率が良く、この冷却効率がよい時間帯に冷却塔が運転さ
れて、チラーの凝縮器および伝熱パイプの冷却水が冷却
されるので、冷却水の冷却および蓄熱槽の製氷が効率よ
く行える。また蓄熱槽で冷却された被冷却流体は、冷却
すべき機器から戻る被冷却流体と混合するように設けて
あるので、所定温度の冷却水を容易に得ることが出来
る。また、昼間の蓄熱槽で冷却される蓄熱槽冷却運転中
は冷却塔を迂回するバイパス管路を通過するので、冷却
塔で暖められる問題がない。
電力需要が増大する夏場の期間中において、夜間等に第
２チラーを運転し蓄熱槽で製氷して蓄熱し、日中の電力
ピーク時は、第１チラー、第２チラー及び冷却塔の運転
が停止され、被冷却水は蓄熱槽に導かれて冷却される。
従って日中の電力ピーク時は、それ以外の時間帯で蓄熱
した蓄熱利用運転で冷却されるから電力消費が伴わな
い。また外気温度が低い夜間においては冷却塔の冷却効
率が良く、この冷却効率がよい時間帯に冷却塔が運転さ
れて、チラーの凝縮器および伝熱パイプの冷却水が冷却
されるので、冷却水の冷却および蓄熱槽の製氷が効率よ
く行える。また蓄熱槽で冷却された被冷却流体は、冷却
すべき機器から戻る被冷却流体と混合するように設けて
あるので、所定温度の冷却水を容易に得ることが出来
る。また、昼間の蓄熱槽で冷却される蓄熱槽冷却運転中
は冷却塔を迂回するバイパス管路を通過するので、冷却
塔で暖められる問題がない。
【図１】 本発明の実施例を示す蒸発式冷却塔１を用い
た系統図である。
た系統図である。
１ 冷却塔 ２ チラ
ー ３ 氷蓄熱ユニット １０ 冷却
装置 １１ 冷却コイル １２、１３
凝縮器 １４ 送風機 １５ 散水
槽 １６ 受水槽 １７ 散水
ポンプ １８ エリミネータ ２０ 第１
チラー ２１ 負荷対応用冷凍圧縮機 ２２、２７ 膨張
弁 ２３ 蒸発器 ２５ 第２
チラー ２６ 蓄熱用冷凍圧縮機 ２８ バイパス
管路 ３１ 蓄熱槽 ３２ 攪拌
ポンプ ３３ 循環ポンプ ３５，３６
シャワーヘッド ４０ 冷却すべき負荷機器
ー ３ 氷蓄熱ユニット １０ 冷却
装置 １１ 冷却コイル １２、１３
凝縮器 １４ 送風機 １５ 散水
槽 １６ 受水槽 １７ 散水
ポンプ １８ エリミネータ ２０ 第１
チラー ２１ 負荷対応用冷凍圧縮機 ２２、２７ 膨張
弁 ２３ 蒸発器 ２５ 第２
チラー ２６ 蓄熱用冷凍圧縮機 ２８ バイパス
管路 ３１ 蓄熱槽 ３２ 攪拌
ポンプ ３３ 循環ポンプ ３５，３６
シャワーヘッド ４０ 冷却すべき負荷機器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大槻 賢治
三重県桑名市大福２番地日立金属株式会社
桑名工場内
(72)発明者 菊原 修二
東京都千代田区内幸町１−１−３東京電力
株式会社内
Ｆターム(参考） 3L060 AA03 CC03 CC05 DD08 EE33
Claims (7)
- 【請求項１】 負荷を冷却するための被冷却水を通す伝
熱コイルと該伝熱コイルを冷却する冷風手段を含む冷却
塔と、負荷対応用冷凍圧縮機と第１凝縮器と第１膨張弁
と蒸発器とを有し前記被冷却水を蒸発器に通して冷却す
る第１チラーと、更に蓄熱用冷凍圧縮機と第２凝縮器と
第２膨張弁と蓄熱槽を有し夜間に前記被冷却水を蓄熱槽
で製氷する第２チラーとからなり、前記被冷却流体は選
択的に冷却塔の伝熱コイルと第１チラーの蒸発器と第２
チラーの蓄熱槽とに通して冷却し、前記被冷却水を蓄熱
槽に通し蓄熱槽内の氷で冷却する蓄熱利用運転中は前記
冷却塔と前記第１チラーおよび前記第２チラーの運転を
停止することを特徴とする冷却装置。 - 【請求項２】 前記蓄熱槽に残氷検知手段を設け、蓄熱
槽内に氷がある間は第２チラーの運転が行われず、全部
解氷された後に第２チラーの運転が行われることを特徴
とする請求項１記載の冷却装置。 - 【請求項３】 前記蓄熱槽内の被冷却流体は、前記蓄熱
利用運転中および前記第2チラー運転中とも攪拌ポンプ
で循環してい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】 前記蓄熱槽内に入る被冷却流体は、蓄熱
槽内にシャワーリングす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】 前記蓄熱槽を通して冷却された被冷却流
体は、前記冷却すべき機器から戻る被冷却流体と混合し
て所定の温度で前記冷却すべき機器へ送ることを特徴と
する請求項１乃至４記載の冷却装置。 - 【請求項６】 前記冷却塔を迂回するバイパス管路を設
け、該バイパス管路と前記冷却塔を通過する管路との切
り替え手段を設け、前記冷却すべき機器からの被冷却流
体を蓄熱槽に通して冷却する蓄熱運転中は、前記冷却塔
を通過する管路を閉としてバイパス管路を開とするよう
に前記切り替え手段を制御することを特徴とする請求項
１乃至５記載の冷却装置。 - 【請求項７】 前記冷却塔を迂回するバイパス管路を設
け、該バイパス管路と前記冷却塔を通過する管路との切
り替え手段を設け、前記冷却すべき機器から冷却装置に
戻る被冷却流体の冷却装置入り口温度Ｔ２が冷却装置出
口の温度Ｔ１よりも低いときは、前記冷却塔を通過する
管路を閉としてバイパス管路を開とするように前記切り
替え手段を制御することを特徴とする請求項１乃至６記
載の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363373A JP3859204B2 (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001363373A JP3859204B2 (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003161499A true JP2003161499A (ja) | 2003-06-06 |
| JP3859204B2 JP3859204B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=19173728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001363373A Expired - Fee Related JP3859204B2 (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 冷却装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3859204B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100633040B1 (ko) | 2004-09-23 | 2006-10-11 | 이준형 | 냉동 싸이클 |
| ES2277780A1 (es) * | 2005-12-01 | 2007-07-16 | Andres Medrano Alijas | Conjunto enfriador de un sistema de aire acondicionado y procedimiento de enfriamiento. |
| KR101212695B1 (ko) * | 2007-06-14 | 2012-12-17 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그 제어 방법 |
| JP2016161271A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| JP2016161272A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| CN107120868A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-01 | 宝莲华新能源技术（上海）股份有限公司 | 一种提高地源热泵系统能效比的冷却水控制系统 |
| CN107152739A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-09-12 | 西安工程大学 | 盘管间接‑冷雾直接蒸发冷却与机械制冷复合空调机组 |
| JP2018021755A (ja) * | 2017-11-13 | 2018-02-08 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| CN108646833A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-10-12 | 北京源数科技有限公司 | 恒温装置及温湿度控制系统 |
| CN115200109A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-18 | 郑州轻工业大学 | 一种用于快速维持洁净室温湿度恒定的空调系统 |
-
2001
- 2001-11-28 JP JP2001363373A patent/JP3859204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100633040B1 (ko) | 2004-09-23 | 2006-10-11 | 이준형 | 냉동 싸이클 |
| ES2277780A1 (es) * | 2005-12-01 | 2007-07-16 | Andres Medrano Alijas | Conjunto enfriador de un sistema de aire acondicionado y procedimiento de enfriamiento. |
| KR101212695B1 (ko) * | 2007-06-14 | 2012-12-17 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그 제어 방법 |
| US8621880B2 (en) | 2007-06-14 | 2014-01-07 | Lg Electronics Inc. | Air conditioner and method for controlling the same |
| JP2016161271A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| JP2016161272A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| CN107152739A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-09-12 | 西安工程大学 | 盘管间接‑冷雾直接蒸发冷却与机械制冷复合空调机组 |
| CN107120868A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-01 | 宝莲华新能源技术（上海）股份有限公司 | 一种提高地源热泵系统能效比的冷却水控制系统 |
| JP2018021755A (ja) * | 2017-11-13 | 2018-02-08 | ヤフー株式会社 | 空調システム、建物及びデータセンター |
| CN108646833A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-10-12 | 北京源数科技有限公司 | 恒温装置及温湿度控制系统 |
| CN108646833B (zh) * | 2018-08-10 | 2024-03-19 | 北京源数科技有限公司 | 恒温装置及温湿度控制系统 |
| CN115200109A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-18 | 郑州轻工业大学 | 一种用于快速维持洁净室温湿度恒定的空调系统 |
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