JP2003314941A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JP2003314941A
JP2003314941A JP2002117147A JP2002117147A JP2003314941A JP 2003314941 A JP2003314941 A JP 2003314941A JP 2002117147 A JP2002117147 A JP 2002117147A JP 2002117147 A JP2002117147 A JP 2002117147A JP 2003314941 A JP2003314941 A JP 2003314941A
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Yusuke Kinoshita
雄介 木ノ下
Kazunori Fujita
一紀 藤田
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Hitachi Metals Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/047Water-cooled condensers

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  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保守点検が容易でメンテナンス性に優れ冷却
効率がよい冷却装置を提供する。 【解決手段】 被冷却流体が流れる密閉蒸発式の冷却ユ
ニット15と送風機11を含む冷却塔10と、圧縮器2
1、凝縮器22、膨張弁23及び蒸発器24を含み、か
つこれらを循環する冷媒を有するチラーユニット20と
を備えた冷却装置であって、凝縮器22は、耐食性を有
する材料からなり、凝縮器22を冷却する流体として、
受水槽16の水または凝縮器用冷却ユニット18にて冷
却された水を使用する冷却装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【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した後、前記機器に送り出すよ
うにした冷却装置に係わり、特に蒸発式冷却塔を有する
冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各種機械設備では、被冷却流体を、15
〜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、
例えば特公平5−70069号には、伝熱(冷却)パイ
プを複数層に重ねて形成した冷却部と冷却部に散水する
散水装置及び冷却部に通風する冷却ファンとを有する密
閉蒸発式冷却塔と、圧縮器、凝縮器、膨張弁及び蒸発器
を有しかつこの順に冷媒を循環させる冷却器とを同一の
筐体内に上下に一体的に設け、冷却部と蒸発器とを被冷
却流体が通過するように接続し、被冷却流体をまず前記
冷却部、次に前記蒸発器の順に通過させて外部に送り出
すように設けるとともに、被冷却流体の温度によって冷
却塔及び冷却器の運転、停止を制御する温度調節器を備
えた冷却装置が提案され、実用化されている。
【0003】上記冷却装置においては、冷却部の下部に
は常時水を貯えた受水槽が配置され、この水はポンプに
よって汲み上げられ、冷却部の上部に配置された散水槽
の底面に設けた多数の小孔から冷却パイプ上に均一に散
布される。散水された水は冷却パイプの外周面に水膜を
作りながら順に下方の冷却パイプに落下し、冷却パイプ
がそこに散水された水の蒸発潜熱で冷却され、冷却パイ
プ内の被冷却流体が冷却される。さらに冷却パイプは水
で冷却される途中で冷却ファンにより導入された外気に
よっても冷却される。この密閉型冷却装置では、冷却パ
イプとして、熱伝導率が高くかつ加工性のよい銅管コイ
ルを多数段設置して、入り口側ヘッダーから出口側ヘッ
ダーへ流し、この間にコイル内で冷却するようにしたも
のが使用されている。また冷媒が循環する凝縮器も、同
様に熱伝導率が高くかつ加工性のよい銅管コイルを多数
段設置して構成され、冷却パイプと受水槽の間に位置す
るように冷却部の内部に設置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記冷却装置は、外気
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、若干の改良の余地が残されている。すなわち、
冷却装置を長期間運転すると、水道水にはCaやMgな
どの硬度成分が含まれているので、特に冷却パイプ及び
凝縮器の周辺にこれらの化合物(例えば炭酸カルシウム
等の炭酸塩)がスケールとして析出しその外面にこびり
付く。このスケールは熱伝導を阻害して熱交換効率を著
しく害し冷却効率が低下する。またスケールを放置して
おくと、析出した炭酸塩が散水装置の目詰まりをもたら
し散水量が減少して冷却効率が低下する。また凝縮器も
銅管コイルを多段配置して構成されているので、スケー
ルが付着し易く、それを除去しないと凝縮効率が低下す
る。このため定期的に冷却装置を分解し、冷却パイプ及
び凝縮器にこびり付いた炭酸塩等のスケールの除去作業
を行っている。
【0005】現行の上記冷却装置においては、被冷却流
体が通る銅管コイル(冷却パイプ)の下に被冷却流体を
冷却する冷媒が流れる銅管コイル(凝縮器)が配置され
しかも両者は一体的に組付けられている。そのため一方
の銅管コイルが損傷した場合でも、両方のコイルを交換
することが必要となり、多大な交換費用が掛かるという
問題がある。しかも銅管コイルは腐食に弱いので、酸洗
などの簡便な方法を適用できず、また、渦巻き状に巻回
された銅管コイルの外表面全体を機械的に擦ったりして
スケールを除去する作業は困難を極め、多大な工数を要
していた。
【0006】本発明の目的は上記の問題点を解消して、
スケール除去作業等の保守点検が容易で、寿命の長い冷
却装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1発明の冷却装置は、被冷却流体が流れる冷却ユ
ニットと前記冷却ユニットを冷却する冷風手段及び散水
手段とを含む冷却塔と、圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発
器を有して、この順に冷媒を循環させるチラーユニット
とを備え、前記凝縮器は、耐食性を有する材料からなり
前記冷却塔の外部に配置し、前記圧縮機で冷却された冷
媒が前記散水手段より給送された冷却水と熱交換される
ことを特徴とするものである。第2発明の冷却装置は、
被冷却流体が流れる冷却ユニットと前記冷却ユニットを
冷却する冷風手段及び散水手段とを含む冷却塔と、圧縮
器、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有して、この順に冷媒を
循環させるチラーユニットとを備え、前記凝縮器は耐食
性を有する材料からなり前記冷却塔の外部に設置し、前
記凝縮器において、前記圧縮機で圧縮された冷媒と熱交
換される冷却水を前記冷却塔の内部でかつ前記冷却ユニ
ットの下方に配置された第2の冷却ユニットへ給送され
ることを特徴とするものである。
【0008】本発明においては、冷却塔と前記チラーユ
ニットとを一つの筐体の内部に収容したものが好まし
い。
【0009】本発明においては、前記凝縮器は、複数の
プレートを張り合わせてその間に冷媒の流路と冷却水の
流路を形成したものが好ましい。
【0010】本発明によれば、凝縮器は、冷却塔の外部
に配置され、しかも耐食性を有する材料からなっている
ので、スケール除去作業等の保守点検作業が容易に行え
るとともに、腐食に強い冷却装置が実現できる。また被
冷却流体の熱交換効率がよく、冷却効率の優れた冷却装
置とすることが出来る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図面に基づい
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係わる冷却装
置の機器構成を示す概略断面図である。冷却装置1は、
ケース(筐体)2の内部に収容された冷却塔10とその
下方に配置されたチラーユニット20とを有し、ケース
2には外気を取り込むために通風孔(ルーバー)3が設
けられている。冷却塔10は、上から順に、図示しない
駆動手段により駆動される冷却ファンである送風機11
と、底面に散水孔(図示せず)を有する散水槽12と、
内周側が入口ヘッダー13に接続され外周側が出口ヘッ
ダー14に接続され渦巻き状に巻回された銅管コイル
(冷却パイプ)からなる密閉蒸発式の冷却ユニット15
と、冷却ユニット15に散水される冷却水を受け取る受
水槽16とからなる散水手段を備えている。外部機器
(不図示)から被冷却流体入口28を介して冷却装置1
内に流入した被冷却流体は、被冷却流体管路280を経
て入口ヘッダー13に流入し、出口ヘッダー14から流
出する被冷却流体は被冷却流体管路290を経て被冷却
流体出口29から外部機器に戻る。上記冷却ユニット1
5に散水される冷却水は、補給水口17から受水槽16
に補給されるとともに、受水槽16からストレーナ25
で挟雑物が除去された後、散水ポンプ26により凝縮器
22を通り、冷却水管路201に送られて散水槽12に
給送される。なお、凝縮器22は、冷却ユニット15と
同様に散水槽12と受水槽16との間すなわち冷却塔1
0内部に配置せず、冷却塔10の外部、例えば冷却塔1
0の下方に配置し、散水槽12から散水される冷却水が
落下して直ちに凝縮器22に接触しない構成とする。チ
ラーユニット20は、圧縮機21、凝縮器22、蒸発器
24及び膨張弁23と冷媒管路200を備え、圧縮機2
1で圧縮された冷媒(図示せず)を、凝縮器22で放熱
し、膨張弁23を介して蒸発器24内で膨張蒸発して吸
熱するサイクルが繰返されるように構成されている。な
お、凝縮器22に於いては、圧縮機21で圧縮された冷
媒と、散水手段の一部である受水槽16から給送される
冷却水とが熱交換される。
【0012】上記の凝縮器22は、図3に示すプレート
状熱交換部材220を複数個準備し、これらを所定間隔
をおいて並置して構成されている。プレート状熱交換部
材220は、耐食性を有する金属材料からなる薄板22
1をプレス加工した後例えば抵抗溶接、ろう付けなどの
手法で接合したもので、接合面には冷媒流路222と冷
却水流路223が形成されている。上記薄板は、ステン
レス鋼あるいはTiまたはその合金等の耐食性を有する
金属材料からなり、厚さが1mm以下(例えば0.4〜
0.5mm)のものが望ましい。これらの材料のうちで
は、耐食性及び汎用性、加工容易性の点から、例えばS
US304、SUS316L等のオーステナイト系ステ
ンレス鋼が好適である。これらの材料の熱伝導率は銅よ
りも小さいが、表面積が大きく、放熱部として熱交換効
率に有効に利用でき、従来の凝縮器よりも安価で冷却効
率に優れた冷却性能を確保することができる。
【0013】上記冷却装置1の運転方法の一例を説明す
る。外気の温度がそれ程高くない場合は、外部機器(図
示せず)で熱交換された高温の被冷却流体は、冷却塔の
上部に配置された散水槽12の底面に設けた多数の小孔
から冷却水は冷却パイプ上に均一に散布され、その冷却
コイルの中を通過することにより冷却される。すなわち
散水された冷却水は冷却パイプの外周面に水膜を作りな
がら順に下方の冷却パイプに落下し、冷却パイプがそこ
に散水された水の蒸発潜熱で冷却され、冷却パイプ内の
被冷却流体が冷却される。さらに冷却パイプは水で冷却
される途中で送風機11により導入された外気によって
も冷却される。冷却ユニット15で冷却された被冷却流
体は、出口ヘッダー14から蒸発器24に給送され、そ
こで冷却媒体に吸熱された後外部機器に送り出される。
また、夏季のように外気温度が高い場合は、バイパス切
替弁(不図示)を操作することにより、冷却装置1内に
流入した高温の被冷却流体は、冷却ユニット15に送ら
ずにチラーユニット20の蒸発器24のみで冷却するこ
とが望ましい。また冷却負荷が変動した場合は、凝縮器
22の前段に設けた制水弁27で対応することができ
る。
【0014】また、上記の冷却装置を運転する場合、外
部機器に供給する冷却水の設定温度の範囲(例えば20
〜25℃)及び外気温度に応じて散水槽6からの散水量
や冷却ファン3の作動を調整する。例えば冬季では、送
風機11の回転数を制御することにより、外部機器に供
給する冷却水の供給温度を一定に保持する。さらに外部
機器の負荷等が減少して、送風機11の風量を最小にし
ても被冷却流体の水温が低下する場合は、送風機11を
作動させないようにするとともに散水量を少なくする。
一方、夏季では、外気温度が高くなるので、チラーユニ
ット20の圧縮機21が運転され、冷却部で冷却された
被冷却流体は蒸発器24でも冷却される。被冷却流体の
温度が設定温度範囲を越えると、圧縮機21を運転し、
被冷却流体の温度が設定温度範囲を下回った場合は、圧
縮機21を停止する。この運転は、冷却装置内に複数の
温度センサー(不図示)を設け、冷却水の入口温度、冷
却水の出口温度及び外気温度を測定し、冬季には凍結防
止のためチラーユニットに流入した時の被冷却流体の温
度を測定しながら制御される。
【0015】図2は、第2発明の実施の形態に係わる冷
却装置の機器構成を示す概略断面図であり、図1と同一
機能部分は同一の参照符号で示す。図2の冷却装置1
は、冷却コイル15と受水槽16との間に、凝縮器22
を冷却するための冷却水を冷却するために、凝縮器用冷
却ユニット(第2の冷却ユニット)18と入口ヘッダー
13aと出口ヘッダー14aとを配置するとともに、受
水槽16の下方に凝縮器用冷却ユニット18を流れる冷
却水を収容する水槽19とその冷却水を凝縮器用冷却ユ
ニット18に給送するポンプ26bを設け、さらに受水
槽16の内部にその水を散水槽12に汲み上げる散水ポ
ンプ26aを設けた以外は、図1と同様の構成を有す
る。この構成によれば、凝縮器22を冷却する水が、密
閉系の冷却塔10の内部を流れるので、凝縮器22にス
ケールが付着しにくくなるという利点を有する。ただ、
密閉系となり、温度変化により熱膨張が大きくなるの
で、水槽19を設けるなどの必要があり、構造的にやや
複雑となる。また冷却負荷が変動した場合は、図1の冷
却装置1と同様に、凝縮器22の前段に設けた制水弁2
9またはポンプ26bをインバータ制御にて流量を調整
することにより対応することができる。
【0016】なお、第1の発明の冷却装置および第2の
発明の冷却装置の何れにおいても、冷却塔10とチラー
ユニット20とを含む全ての構成機器を、一つのケース
(筐体)2の内部に収容する様にしたため、コンパクト
化が可能となり設置スペースの削減に繋がる。
【0017】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、凝縮器は冷
却塔の外部に配置され、しかも凝縮器を耐食性を有する
材料で例えばプレート状に形成するので、放熱部を有す
る表面積の大きな冷却部材となり、高い冷却効率を維持
しながらスケール除去作業が容易なメンテナンス性に優
れた冷却装置とすることができる。さらに、この冷却装
置は凝縮器を耐食性のある材料で形成しているため、酸
化性雰囲気の劣悪環境下に設置されても対応でき、長寿
命化が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わる冷却装置の機器構
成を示す概略断面図である。
【図2】本発明の他の実施の形態に係わる冷却装置の機
器構成を示す概略断面図である。
【図3】本発明のプレート状熱交換部材の一例を示す斜
視図である。
【符号の説明】
1:冷却装置 2:ケース 3:ルーバ 10:冷却塔 11:送風機 12:散水槽 13、13a:入口ヘッダー 14、14a:出口ヘッダー 15:冷却ユニット 16:受水槽 17:補給水口 18:凝縮器用冷却ユニット 19:水槽 20:チラーユニット 200:冷媒管路 201:冷却水管路 21:圧縮器 22:凝縮器 220:プレート状熱交換部材 221:薄板 222:冷媒通路 223:冷却水通路 23:膨張弁 24:蒸発器 25:ストレーナ 26、26a:散水ポンプ 26b:ポンプ 27:制水弁 28:被冷却流体入口 280:被冷却流体管路 29:被冷却流体出口 290:被冷却流体管路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被冷却流体が流れる冷却ユニットと前記
    冷却ユニットを冷却する冷風手段及び散水手段とを含む
    冷却塔と、圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有して、
    この順に冷媒を循環させるチラーユニットとを備え、前
    記凝縮器は、耐食性を有する材料からなり前記冷却塔の
    外部に配置し、前記圧縮機で冷却された冷媒が前記散水
    手段より給送された冷却水と熱交換されることを特徴と
    する冷却装置。
  2. 【請求項2】 被冷却流体が流れる冷却ユニットと前記
    冷却ユニットを冷却する冷風手段及び散水手段とを含む
    冷却塔と、圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発器を有して、
    この順に冷媒を循環させるチラーユニットとを備え、前
    記凝縮器は、耐食性を有する材料からなり前記冷却塔の
    外部に設置し、前記凝縮器において、前記圧縮機で圧縮
    された冷媒と熱交換される冷却水を前記冷却塔の内部で
    かつ前記冷却ユニットの下方に配置された第2の冷却ユ
    ニットへ給送されることを特徴とする冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記冷却塔と前記チラーユニットとを一
    つの筐体の内部に収容することを特徴とする請求項1乃
    至2記載の冷却装置。
  4. 【請求項4】 前記凝縮器は、複数のプレートを張り合
    わせてその間に冷媒の流路と冷却水の流路を形成し、流
    路と共に放熱部をもつものであることを特徴とする請求
    項1乃至3に記載の冷却装置
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633040B1 (ko) 2004-09-23 2006-10-11 이준형 냉동 싸이클
JP2008267724A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ装置
GB2488827A (en) * 2011-03-10 2012-09-12 Mf Refrigeration Ltd Refrigeration System with Liquid Cooled Condenser
JPWO2013094150A1 (ja) * 2011-12-20 2015-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 衣類乾燥機および衣類乾燥機の蒸発器の洗浄方法
CN105698311A (zh) * 2016-03-07 2016-06-22 西安工程大学 干燥地区用动力分布式蒸发冷却温湿度独立控制空调系统
CN108050629A (zh) * 2018-01-20 2018-05-18 中煤能源研究院有限责任公司 基于间接蒸发冷却冷水机的双冷源井下制冷系统及方法
CN110425775A (zh) * 2019-08-19 2019-11-08 北京丰联奥睿科技有限公司 一种v型竖管蒸发式冷却塔及其空调系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633040B1 (ko) 2004-09-23 2006-10-11 이준형 냉동 싸이클
JP2008267724A (ja) * 2007-04-23 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ装置
GB2488827A (en) * 2011-03-10 2012-09-12 Mf Refrigeration Ltd Refrigeration System with Liquid Cooled Condenser
GB2488827B (en) * 2011-03-10 2014-07-02 Mf Refrigeration Ltd Refrigeration system
JPWO2013094150A1 (ja) * 2011-12-20 2015-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 衣類乾燥機および衣類乾燥機の蒸発器の洗浄方法
CN105698311A (zh) * 2016-03-07 2016-06-22 西安工程大学 干燥地区用动力分布式蒸发冷却温湿度独立控制空调系统
CN105698311B (zh) * 2016-03-07 2019-03-08 西安工程大学 干燥地区用动力分布式蒸发冷却温湿度独立控制空调系统
CN108050629A (zh) * 2018-01-20 2018-05-18 中煤能源研究院有限责任公司 基于间接蒸发冷却冷水机的双冷源井下制冷系统及方法
CN108050629B (zh) * 2018-01-20 2023-07-11 中煤能源研究院有限责任公司 基于间接蒸发冷却冷水机的双冷源井下制冷系统及方法
CN110425775A (zh) * 2019-08-19 2019-11-08 北京丰联奥睿科技有限公司 一种v型竖管蒸发式冷却塔及其空调系统

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