JP2003336866A - 冷却装置及び該装置を使用したプロセス冷却用排水の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 食品工業、化学工業を含め様々な冷却用途に
使用されている工業プロセス用冷却装置から排出される
冷却用排水の再利用に関し、特に外気湿球温度より高い
温度を持つ冷却用排水の回収を目的とし、そのため、冷
却塔と、冷却塔より得られた冷却水を冷熱源とする凝縮
器を持つ冷凍式チラーとによる冷却を行なうようにし
て、外気温度の低い時は前記冷凍式チラーの運転を自動
的に停止させる省エネ効果の高い冷却装置と、該装置を
利用した冷却用排水の回収方法を提供する。 【構成】 本発明の冷却装置は、開放型冷却塔１０ａと
生成された冷却水を冷熱源とする熱交換器１５と、冷却
水により冷却される凝縮器１６と容量制御型の容積圧縮
機１７と蒸発器１８等よりなる冷凍式チラー２０と、冷
水タンク２１と、循環路２３とより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品工業、飲料工
業を含め様々な冷却用途に使用されている工業プロセス
用冷却装置から排出される冷却用排水の再利用に関し、
外気湿球温度より３〜５℃以上高い冷却用排水を対象と
する冷却装置と該装置を利用した冷却用排水の回収・冷
却・再循環を可能とする回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業プロセスより排出された冷却用排水
の冷却装置に対しては従来より多数の提案がされてい
る。それらの提案について見るに、殆どの提案が、その
調整温度を１８〜２９℃や１４〜３０℃や１５〜２０℃
に限定され、それらが対象とする工業プロセスの冷却水
に対する用途は以下のようなものがある。 ａ、精密機器などの生産ラインや研究施設での空調室温
に近い安定した冷却水 ｂ、クリーンルームの空気調和に用いる冷却水、精密加
工機やＣＶＤも冷却水 １４〜３０℃の中低温域に調整された冷却水 ｃ、１８〜２９℃の中低温域に調整された冷却水（特開
２００１−１０８３９４公報に開示） ｄ、工作機械用伝熱媒体の冷却装置に使用する冷却水

【０００３】下記に前記ｃ項記載の提案について図面を
参照してその概略を説明する。本提案は特開２００１−
１０８３９４公報に開示されたもので、その目的とする
ところは、冷却すべき機器から排出された被冷却流体で
ある冷却用排水を冷却したのち、冷却すべき機器に還流
させる冷却装置に関し、詳しくは冷却装置の冷却塔にお
いて生ずる冷却用排水の加熱を防止した冷却装置に関す
るもので、上記冷却装置は、図５に見るように、伝熱パ
イプ５２とファン５３を有する冷却塔５１と、チラー５
０と、冷却すべき機器６０から排出された冷却用排水を
冷却塔５１からチラー５０の順に機器６０に還流させる
冷却塔５１を通過する管路と、該管路より冷却塔５１を
除くバイパス管路５４と、冷却塔５１を通過する管路と
の切り替え手段を形成するバルブ５５ａ、５５ｂとを敷
設した冷却装置であって、冷却塔５１の入り口温度が出
口温度より低いときは、冷却塔５１を通過する管路をバ
ルブ５５ａを介して閉としバルブ５５ｂを介してバイパ
ス管路５４を開としてチラー５０のみで運転し、この切
り替え時の冷却塔の入り口温度から外気乾球温度（開放
型）または湿球温度（密閉型）を減じた値を記憶してお
き、チラーのみを運転していて、冷却塔入り口温度から
外気乾球温度または湿球温度を減じた値が切り替え時よ
りも大きくなったときは、冷却塔を通過する管路を開と
してバイパス管路を閉とする制御をして冷却塔５１とチ
ラー５０を運転して冷却するようにして、効率良く冷却
塔を運転し省エネルギで冷却するようにしたものであ
る。

【０００４】上記提案に見るように、工業プロセスであ
る機器６０より排出された冷却用排水の冷却装置は、伝
熱パイプ５２とファン５３を有する冷却塔５１と、チラ
ー５０とより構成し、機器６０から排出された前記冷却
用排水を冷却塔５１からチラー５０の順に送り機器６０
へ戻し所定の冷却を行なう構成とし、外気温度が高く冷
却塔入り口温度が出口温度より低い間は、冷却用排水の
外気による加熱を避けるため、冷却塔５１を短絡してチ
ラー５０のみの運転を行なうようにしている。そして、
外気温度が低くなったときは、冷却塔５１による冷却と
チラー５０の運転による冷却をする構成にしてある。則
ち、外気温度が高い夏期は冷却塔による冷却を停止しチ
ラーのみの運転としそれ以外の冬期を含む季節には前記
チラーの運転による冷却と冷却塔による冷却を併合させ
ている。

【０００５】しかし、上記構成の場合は前記冷却塔の短
絡管路の開閉制御は前記したように、冷却塔入り口温度
と出口温度の比較により冷却塔の切り入れを決め、そし
て、この切り替え時の冷却塔の入り口温度から外気乾球
温度または湿球温を減じた値を記憶しておき、冷却塔入
り口温度から外気乾球温度または湿球温を減じた値が切
り替え時よりも大きくなったときは、冷却塔を通過する
管路を開としてバイパス管路を閉とする煩雑な制御を必
要とするとともに、使用する冷却用排水は１８〜２９℃
の中低温域に限定される。

【０００６】また、従来の一般使用されている冷却装置
には図６に示すものがある。該冷却装置は図に見るよう
に、内部に冷却コイル６１である伝熱コイルと散水装置
６２とファン６３を有する密閉型冷却塔６５と、散水装
置６６とファン６７とよりなる開放型冷却塔６８により
湿球温度に準ずる冷却水を得て、該冷却水により冷却さ
れる凝縮器７３と圧縮機６９、蒸発器７０等よりなる冷
凍式チラー７１とより構成し、工業プロセスである機器
を形成する負荷７２より排出される冷却用排水が前記密
閉型冷却塔６５を経由後チラー７１の蒸発器７０を経由
して、前記負荷７２に還流する構成にしてある。上記従
来方式では、冷却用排水の冷却には、その前段に前記し
たように密閉式冷却塔６５を置き後段にチラー７１を配
置した方式であり、チラーには凝縮器用に専用の開放型
冷却塔６８を設けている。

【０００７】上記方式の場合、投入された冷却用排水
は、理想状態では、前記密閉式冷却塔６５においてその
時の湿球温度近くまで冷却することができる。そのた
め、前記密閉式冷却塔６５による冷却だけでは不十分の
ときは前記チラー７１を作動させ、蒸発器７０を介して
更に冷やし目的とする温度に冷却して機器である負荷７
２に還流させている。前記投入される冷却用排水の温度
が湿球温度より低いときは、前記密閉型冷却塔６５を通
過させることにより加温されるので、投入される冷却用
排水の温度の設計自由度は夏期の湿球温度より３〜５℃
以上高い温度と考えられる。

【０００８】そして、前記冷却コイル６１だけの冷却で
投入された冷却用排水を充分冷却することができる冬期
等の外気温度が低い場合は、前記チラー７１を運転せず
負荷７２に還流させるが、この場合前記圧縮機６９を停
止させるには前段の冷却に使用する密閉式冷却塔６５の
容量を大きくする必要があり、設備コストの増大が問題
となる。

【０００９】また、従来の一般使用されている冷却装置
には図７に示すものがある。該冷却装置は図に見るよう
に、冷却塔８０と熱交換器８１と冷凍機８２と冷却用排
水を排出する排出源である負荷８３とより構成する。そ
して、夏期は図の（Ａ）に示すように冷凍機８２の図示
していない凝縮器の冷却水の放熱に冷却塔８０を用い、
冷凍機８２により冷却用排水を冷却する。中間期・冬期
には図の（Ｂ）に示すように冷凍機８２を稼働させずに
冷却塔８０により熱交換器８１を介して直接冷却用排水
を冷却する構成としたものである。

【００１０】上記冷却温度は、外気状態により左右され
るので、年間を通じて冷却負荷があり比較的高い温度で
冷却可能な用途に使用されている。近年、生産施設にお
いてはプロセス生産装置の冷却用に１５〜２５℃程度の
冷却水が多量に使用される傾向がありこのような場合に
は、省エネ効果を上げることできるが、冷却塔だけで冷
却しきれない場合は冷凍機の全負荷運転が必要となる。

【００１１】また、牛乳精製時には、超高温殺菌（ＵＨ
Ｔ）後の冷却や、食品用低温殺菌の冷却等が使用され、
例えば、前記超高温殺菌後の冷却をする冷却装置の一例
を示すパストライザを図８に示してある。図に見るよう
に本パストライザ１１０は、点線矢印方向に搬送する搬
送コンベア１５０ａを内装し、該搬送コンベア１５０ａ
を介して高温短時間殺菌ないし超高温殺菌済の製品を充
填した瓶、缶等の高温ワーク１５０を搭載して搬入さ
せ、約７５℃の高温より約３０℃の低温まで徐々に冷却
するトンネル式冷却装置で、冷却水の循環噴射によりワ
ークの熱を収奪冷却する複数の冷却槽をそれぞれ備えた
第１冷却領域１１１、中間冷却領域１１２、終段冷却領
域１１３を上流より下流に向け備え、第１冷却領域１１
１と終段冷却領域１１３との間には吸着冷凍機１１９を
設け、中間冷却領域１１２にはクーリングタワ１２０を
設ける構成とし、最下流冷却槽には約２０℃のリンス水
１２２を供給し、逐次上流に向け循環噴射と溢流１２５
により冷却槽温度を２０℃より６０℃まで昇温させ、５
０℃の温水を冷却用排水として外部排出する構成にして
ある。則ち、上記パストライザに於いては、２０℃の冷
水の供給を受け５０℃の冷却用排水を排出している。

【００１２】なお、牛乳や粘性の低い乳製品の場合は７
１℃、１６秒、または７２℃、１５秒以上、アイスクリ
ーム・ミックスの場合は７２〜８２℃で１５〜２５秒の
殺菌を行い、これを冷却し上記したように４０℃〜６０
℃の冷却用排水を排出させている。これらに使用する冷
却水には１８〜２０℃の地下水を汲み上げ使用して、前
記したように３５〜５０℃に昇温され外部へ排出廃棄さ
れており、地球環境保護の見地からも使用量規制の強化
の傾向を形成されている。そのためにも、省水、省エ
ネ、環境保護の見地より前記排出された冷却用排水の回
収手段の迅速な形成が強く望まれている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、食品工業、飲料工業を含め様々
な冷却用途に使用されている工業プロセス用冷却装置か
ら排出される冷却用排水の再利用に関し、特に外気湿球
温度より高い温度を持つ冷却用排水の回収を目的とし、
そのため、冷却塔と、冷却塔より得られた冷却水により
冷却される凝縮器を備えた冷凍式チラーとによる冷却を
行なうようにして、外気温度の低い時は前記冷凍式チラ
ーの運転を自動的に停止させる等の通年を通して省エネ
効果の高い冷却装置と、該装置を利用した冷却用排水の
回収方法を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に構成された本発明の第１の発明の冷却装置は、水を循
環散布する散水装置と散布水と空気とを直接接触させる
送風ファンと散布水を貯留する水タンクとからなる開放
型冷却塔と、前記水タンクの貯留水を冷熱源とする凝縮
器と該凝縮器に接続する圧縮機と膨張弁と蒸発器等から
なる冷凍式チラーとを設け、負荷から排出される冷却用
排水の戻り流路が、前記開放型冷却塔の水タンクの貯留
水を冷熱源とする熱交換器を通過し、ついで前記冷凍式
チラーの蒸発器を経由還流する構成としたことを特徴と
する。

【００１５】本発明の冷却装置は、外気湿球温度より高
い温度を持ちその影響を受け加温されることのない外気
湿球温度より３〜５℃以上高い温度を持つ冷却用排水を
対象としたもので、その冷却を前段、後段の冷却区域に
分け、前段の冷却は外気により行い後段の冷却は外気を
冷熱源とする凝縮器を備えた冷凍式チラーにより行い、
外気温度の低い時期には前記チラー運転を自動的に容量
制御運転、あるいは停止させるようにしたものである。
そのため、開放型冷却塔と冷凍式チラーを設け、前記開
放型冷却塔により形成された冷却水を利用した水熱交換
器により前段の冷却を行い、後段の冷却に前記冷却水に
より冷却される凝縮器を備えた容量制御手段を持つ冷凍
式チラーにより行なうように構成したものである。

【００１６】また、本発明の第２の発明の冷却装置は、
伝熱コイルと、該コイルに水を循環散布する散水装置
と、前記コイル表面に空気を接触させる送風ファンとか
らなる密閉式冷却塔と、前記伝熱コイルを還流して形成
される冷却水により冷却される凝縮器と該凝縮器に接続
する圧縮機と膨張弁と蒸発器等からなる冷凍式チラーと
を設け、負荷から排出される冷却用排水の戻り流路が、
前記密閉式冷却塔の伝熱コイルを通過し、ついで前記冷
凍式チラーの蒸発器を経由還流する構成としたことを特
徴とする。

【００１７】上記第２の発明は、前記冷却塔に密閉式冷
却塔を使用し、該冷却塔に内装した伝熱コイルにより負
荷より排出された冷却用排水の前段の冷却を行なわせ、
後段の冷却は、前記伝熱コイルにより得られた冷却水に
より冷却される凝縮器を備え且つ出力制御手段を持つ冷
凍式チラーを使用する構成にしてある。

【００１８】また、本発明の第３の発明の冷却装置は、
伝熱コイルと、該コイルに水を循環散布する散水装置
と、前記散水を貯留する水タンクと、前記コイル表面に
空気を接触させる送風ファンとからなる密閉・開放兼用
型冷却塔と、前記水タンクの貯留水を冷却源とする凝縮
器と該凝縮器に接続する圧縮機と膨張弁と蒸発器等から
なる冷凍式チラーとを設け、負荷から排出される冷却用
排水の戻り流路が、前記密閉・開放兼用型冷却塔の伝熱
コイルを通過し、ついで前記冷凍式チラーの蒸発器を経
由還流する構成としたことを特徴とする。

【００１９】上記第３の発明は、冷却塔に密閉・開放兼
用型冷却塔を設け、前段の冷却に前記密閉・開放兼用型
冷却塔に内装した伝熱コイルを使用し、後段の冷却に前
記冷却塔の開放型冷却塔により形成された冷却水により
冷却される凝縮器を備え、且つ容量制御による出力制御
手段を持つ冷凍式チラーを使用する構成としたため、小
型化及び設置面積の削減を図ることができる。

【００２０】なお、前記第１、ないし第２、若しくは第
３の発明の冷却装置における、圧縮機は容量制御型の容
積圧縮機よりなる構成が好ましい。

【００２１】上記事項は、本発明の冷却装置に使用する
冷凍式チラーに容量制御型の容積圧縮機の使用に係わる
もので、該圧縮機の使用により、スライド弁等による無
段階または多段式容量制御が可能となり、外気温度が低
下時の凝縮温度及び凝縮圧力の低下につれ、チラー出力
を自動的に制御するようにしてある。則ち、前記冷凍式
チラーには、容量制御型の容積圧縮機を備える構造にし
てあるため、外気の変動により起きる凝縮器の凝縮温度
の変化に伴い圧縮機の出力制御を自動的に行なうことが
でき、夏冬の中間期の冷凍機出力容量の低下をも可能に
し後段の冷却の冬期停止期間の増大も図ることができ、
外気温度の低下にあわせて後段の冷却を前段の冷却に、
リニア且つ強制制御なしに移行させることができる。

【００２２】そして、前記本発明の冷却装置の使用によ
り、可能となった冷却用排水の回収方法は、複数の温度
の異なる冷却負荷を有するプロセス冷却用排水のリサイ
クル回収方法において、プロセス負荷から排出される冷
却用排水の戻り流路における冷却が、前後複数段の冷却
により行なうようにし、前段の冷却は冷却塔を介して形
成された冷熱源による直接冷却を行い、後段の冷却は、
前記冷熱源により冷却される凝縮器を備えるとともに容
量制御による出力制御手段を持つ冷凍式チラーを介して
の間接冷却を行い、負荷の要求温度に対応させ、外気温
度の低い間は前記冷凍式チラーによる間接冷却を停止さ
せ省エネ的冷却用排水の回収を可能としたことを特徴と
する。

【００２３】上記発明は、前記本発明の冷却装置の使用
により可能となったプロセス冷却用排水の回収方法につ
いて記載したもので、則ちその回収方法は、プロセスの
冷却負荷より加熱排出された冷却用排水が再度冷却され
回収されて前記負荷に戻る過程において、設けられた前
後複数段の冷却工程により形成したものである。その冷
却工程は前段に冷却塔による冷却を先行させ、外気湿球
温度近くまでは可能となる冷却を行い、後段の冷却工程
において、前記冷却塔よりの冷熱源により冷却される凝
縮器を備えた冷凍式チラーを介在させた間接冷却を行な
うようにし、その後段の冷却工程は外気温度の変化に対
応して前記冷凍式チラーに備えた出力制御手段により自
動的に出力調整を可能にしたものである。

【００２４】そして、上記したように、前記冷却用排水
の回収方法における冷凍式チラーの圧縮機は、好ましく
は容量制御型の容積圧縮機の使用により出力制御手段を
形成させ、前記外気温度の変動に対応し連続出力制御を
行なうようにしてある。

【００２５】また、前記冷却用排水の回収方法における
冷却塔は、水と空気との直接接触により湿球温度に準じ
た冷却水を得る開放型冷却塔を使用して、該冷却水によ
り形成された熱交換器を直接熱源とする前段の冷却を形
成させるとともに、前記冷却水により冷却される凝縮器
を備え且つ出力制御手段を持つ冷凍式チラーの蒸発潜熱
により後段の冷却を形成させることが好ましい。

【００２６】または、前記冷却用排水の回収方法におけ
る冷却塔は、前記冷却用排水と前記凝縮器冷却水とを空
気に間接接触させる密閉型冷却塔を使用して、該間接接
触を介しての冷却により冷却用排水の前段の冷却を形成
させるとともに、前記間接接触により得られた冷却水に
より冷却される凝縮器を備え且つ出力制御手段を持つ冷
凍式チラーの蒸発潜熱による冷却により後段の冷却を形
成させることが好ましい。

【００２７】または、前記冷却用排水の回収方法におけ
る冷却塔は、水と空気との直接接触により冷却水を得る
開放型と前記冷却用排水を空気に間接接触させる密閉型
とを兼用した密閉・開放兼用型冷却塔を使用して、前記
密閉型の間接接触により前段の冷却を形成させ、前記開
放型により得られた湿球温度に準じた冷却水により冷却
される凝縮器を備え且つ出力制御手段を持つ冷凍式チラ
ーの蒸発潜熱による後段の冷却を形成させることが好ま
しい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を例示的に説明する。但しこの実施の形態に説
明されている構造部品の寸法、材質、形状、相対位置な
どは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲を
それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎ
ない。図１は本発明の冷却装置の第１の発明の概略の構
成を示す図で、図２は本発明の冷却装置の第２の発明の
概略の構成を示す図で、図３は、本発明の冷却装置の第
３の発明の概略の構成を示す図で、図４は図１の冷却装
置において別の負荷態様を持つ負荷に対応する冷却の状
態を示す図である。

【００２９】図１には、本発明の冷却装置の第１の発明
の概略の構成を示してある。図に見るように、本発明の
冷却装置は、開放型冷却塔１０ａと該冷却塔により生成
された冷却水を冷熱源とする熱交換器１５と、前記冷却
水により冷却される凝縮器１６と容量制御型の容積圧縮
機１７と蒸発器１８等よりなる冷凍式チラー２０と冷水
タンク２１と、循環路２３とより構成し、前記熱交換器
１５により前記冷却排水循環路２３の前段冷却部２３ａ
を構成し、前記チラー２０の蒸発器１８により後段冷却
部２３ｂを構成し、プロセス冷却器である負荷２２から
排出され循環路２３を介して還流する。上記前後段部位
の冷却の状況を外気温度２７℃で、４２℃の冷却用排水
を使用した場合の一実施例につき各部位の温度を示して
ある。則ち、前段冷却部２３ａで３２℃に冷却し、後段
冷却部２３ｂで１８℃に冷却還流させている。なお、図
に示す冷水タンク２１は必要に応じて付設して負荷状況
に対応させている。

【００３０】前記開放型冷却塔１０ａは、散水装置１１
とファン１２と水タンク１３とよりなり、散水装置１１
により散布された散布水は外気湿球温度より３〜５℃以
上高い温度まで冷却され、それが熱交換器１５と凝縮器
１６に供給され、前記熱交換器１５は前段冷却部２３ａ
を形成し、凝縮器１６はチラー２０を作動させ蒸発器１
８を介して後段冷却部２３ｂを形成している。

【００３１】上記したように本冷却装置の冷却は、開放
型冷却塔１０ａを介して得られる外気湿球温度により左
右され、冬期等においては前記湿球温度が下り、前段冷
却部２３ａによる冷却で充分となり、後段冷却部２３ｂ
のチラー２０は運転停止状態に置かれる。則ち外気温度
が高いときは、前段冷却部と後段冷却部を同時に使用
し、外気温度が低い時期においては外気温度の下降と、
後段冷却負荷量に応じて前記容量制御型の容積圧縮機１
７のスライド弁等制御による容量制御を、自動的に出力
制御を行なわせて外気温度の変動に対応させ、極端の場
合は前段の冷却のみで行なわせ、効率的冷却運転を行な
うようにしてある。

【００３２】図２には、本発明の冷却装置の第２の発明
の概略の構成を示してある。図に見るように、本発明の
冷却装置は、密閉型冷却塔１０ｂと該冷却塔に内装した
伝熱コイル１９と、凝縮器１６と容量制御型の容積圧縮
機１７と蒸発器１８等よりなる冷凍式チラー２０と、冷
水タンク２１と、循環路２３とより構成し、前記伝熱コ
イル１９により前記冷却排水循環路２３の前段冷却部２
３ａを構成し、前記チラー２０の蒸発器１８により後段
冷却部２３ｂを構成し、プロセス冷却器である負荷２２
から排出され循環路２３を介して還流させている。上記
前後段部位の冷却の状況を外気温度２７℃で、４２℃の
冷却用排水を使用した場合の一実施例につき各部位の温
度を示してある。則ち、前段冷却部２３ａで３２℃に冷
却し、後段冷却部２３ｂで１８℃に冷却還流させてい
る。なお、図に示す冷水タンク２１は必要に応じて付設
して負荷状況に対応させている。

【００３３】前記密閉型冷却塔１０ｂは、散水装置１１
とファン１２と水タンク１３と伝熱コイル１９よりな
り、前記伝熱コイルを流れる流体は外気湿球温度に３〜
５℃加算された温度まで冷却され、前記冷却用排水２３
ａを冷却するとともに、前記凝縮器１６の冷却水を形成
している。

【００３４】上記したように本冷却装置の冷却は、密閉
型冷却塔１０ｂを介して得られる外気の湿球温度により
左右され、外気温度が高いときは、前段冷却部と後段冷
却部を同時に使用し、外気温度が低い時期においては外
気温度の下降と、後段冷却負荷量により容量制御型の容
積圧縮機１７のスライド弁等制御を介しての容量制御を
させ、自動的に圧縮機の出力制御を行なわせて極端の場
合は前段の冷却のみを行なわせ、効率的冷却運転を行な
うようにしてある。

【００３５】図３には、本発明の冷却装置の第３の発明
の概略の構成を示してある。図に見るように、本発明の
冷却装置は、密閉・開放兼用型冷却塔１０ｃと該冷却塔
に内装された伝熱コイル１９と、凝縮器１６と容量制御
型の容積圧縮機１７と蒸発器１８等よりなる冷凍式チラ
ー２０と、冷水タンク２１と、循環路２３とより構成
し、前記伝熱コイル１９により前記冷却排水循環路２３
の前段冷却部２３ａを構成し、前記チラー２０の蒸発器
１８により後段冷却部２３ｂを構成し、プロセス冷却器
である負荷２２から排出され循環路２３を介して還流さ
せる。上記前後段部位の冷却の状況を外気温度２７℃
で、４２℃の冷却用排水を使用した場合の一実施例につ
き、各部位の温度を示してある。則ち、前段冷却部２３
ａで３２℃に冷却し、後段冷却部２３ｂで１８℃に冷却
還流させている。なお、図に示す冷水タンク２１は必要
に応じて付設して負荷状況に対応させている。

【００３６】前記密閉・開放兼用型冷却塔１０ｃは、散
水装置１１とファン１２と水タンク１３と伝熱コイル１
９よりなり、前記伝熱コイル１９を流れる流体は外気湿
球温度に３〜５℃加算された温度まで冷却され、前記冷
却水１３ａは開放型冷却塔構造にて冷却された水を介し
て凝縮器１６を冷却する。

【００３７】上記したように本冷却装置の冷却は、密閉
・開放兼用型冷却塔１０ｃを介して得られる外気の乾湿
球温度により左右され、外気温度が高いときは、前段冷
却部と後段冷却部を同時に使用し、外気温度が低い時期
においては、後段冷却負荷量に対応して、出力制御手段
を形成する前記容量制御型の容積圧縮機１７のスライド
弁等制御により自動的に出力制御を行なわせて外気温度
の変動に対応させ、極端の場合は前段の冷却のみで行な
わせ、効率的冷却運転を行なうようにしてある。

【００３８】図４には図１の冷却装置においてプロセス
冷却器である負荷の別の態様に対応する冷却の状態を一
実施例により示してある。図に示すように、この場合の
負荷は、茶等より香料を抽出するフレーバリング後に使
用する冷却器２２ａと、食品用超高温殺菌（１００〜１
２０℃）後に使用する冷却器であるパストライザ２２ｂ
と、高温殺菌（７０〜１００℃）後に使用する冷却器２
２ｃにより構成された場合を示してあり、循環路２３に
は約５０℃の冷却用排水が還流され、夏期においては前
段冷却部２３ａで３２℃程度に冷却され、後段冷却部２
３ｂで２０℃程度に冷却させている。なお、図に示す冷
水タンク２１は前記図１、２、３と同様に必要に応じて
付設して負荷状況に対応させている。

【００３９】

【発明の効果】本発明は上記構成により下記効果を奏す
る。本発明の冷却装置において、その冷却は、外気の乾
球温度ないし湿球温度により左右され、外気温度が高い
ときは、前段冷却部と後段冷却部を同時に使用し、外気
温度が低い時期においては後段冷却負荷量により作動す
る、前記容量制御型の容積圧縮機のスライド弁等制御に
より自動的に出力制御を行なわせて外気温度の変動に対
応させ、極端の場合は前段の冷却のみで行なわせ、効率
的冷却運転を行なうようにしてある。そして、地下水等
を冷却水として大量に使用するプロセス用冷却装置から
排出される冷却用排水の回収・再利用を可能にし、前記
冷却排水による河川、海の汚染防止を行うとともに、大
なる省水（取水、排水の削減）、省エネ効果を上げ、環
境保護に役立ち、且つ生産コストの削減に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の冷却装置の第１の発明の概略の構成
を示す図である。

【図２】 本発明の冷却装置の第２の発明の概略の構成
を示す図である。

【図３】 本発明の冷却装置の第３の発明の概略の構成
を示す図である。

【図４】 図１の冷却装置において別の負荷態様に対応
する冷却の状態を示す図である。

【図５】 従来のプロセス冷却用排水の冷却装置の概略
構成を示す図である。

【図６】 従来のプロセス冷却用排水の冷却装置の概略
構成を示す図である。

【図７】 外気の温度により使い分けるフリークーリン
グの概略構成を示す図である。

【図８】 超高温殺菌後の瓶、缶詰め飲料製品を冷却を
するパストライザの概略の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ａ 開放型冷却塔 １０ｂ 密閉型冷却塔 １０ｃ 開放・密閉兼用型冷却塔 １１ 散水装置 １２ ファン １３ 水タンク １３ａ 冷却水 １５ 水熱交換器 １６ 凝縮器 １７ 容量制御型の容積圧縮機 １８ 蒸発器 １９ 伝熱コイル ２０ 冷凍式チラー ２１ 冷水タンク ２２ 負荷 ２３ 循環路 ２３ａ 前段冷却部 ２３ｂ 後段冷却部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 信也 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 北川 恒 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 後川 浩 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 Ｆターム(参考） 3L054 BF01 BF02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を循環散布する散水装置と散布水と空
   気とを直接接触させる送風ファンと散布水を貯留する水
   タンクとからなる開放型冷却塔と、 前記水タンクの貯留水を冷熱源とする凝縮器と、該凝縮
   器に接続する圧縮機と膨張弁と蒸発器等からなる冷凍式
   チラーとを設け、 負荷から排出される冷却用排水の戻り流路が、前記開放
   型冷却塔の水タンクの貯留水を冷熱源とする熱交換器を
   通過し、ついで前記冷凍式チラーの蒸発器を経由還流す
   る構成としたことを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 伝熱コイルと、該コイルに水を循環散布
   する散水装置と、前記コイル表面に空気を接触させる送
   風ファンとからなる密閉式冷却塔と、 前記伝熱コイルを還流して形成される冷却水により冷却
   される凝縮器と該凝縮器に接続する圧縮機と膨張弁と蒸
   発器等からなる冷凍式チラーとを設け、 負荷から排出される冷却用排水の戻り流路が、前記密閉
   式冷却塔の伝熱コイルを通過し、ついで前記冷凍式チラ
   ーの蒸発器を経由還流する構成としたことを特徴とする
   冷却装置。
3. 【請求項３】 伝熱コイルと、該コイルに水を循環散布
   する散水装置と、前記散水を貯留する水タンクと、前記
   コイル表面に空気を接触させる送風ファンとからなる密
   閉・開放兼用型冷却塔と、 前記水タンクの貯留水を冷却源とする凝縮器と該凝縮器
   に接続する圧縮機と膨張弁と蒸発器等からなる冷凍式チ
   ラーとを設け、 負荷から排出される冷却用排水の戻り流路が、前記密閉
   ・開放兼用型冷却塔の伝熱コイルを通過し、ついで前記
   冷凍式チラーの蒸発器を経由還流する構成としたことを
   特徴とする冷却装置。
4. 【請求項４】 前記圧縮機は、容量制御型の容積圧縮機
   よりなる構成としたことを特徴とする請求項１、ないし
   請求項２、若しくは請求項３記載の冷却装置。
5. 【請求項５】 複数の温度の異なる冷却負荷を有するプ
   ロセス冷却用排水のリサイクル回収方法において、 プロセス負荷から排出される冷却用排水の戻り流路にお
   ける冷却が、前後複数段の冷却により行なうようにし、 前段の冷却は冷却塔を介して形成された冷熱源による直
   接冷却を行い、 後段の冷却は、前記冷熱源により冷却される凝縮器を備
   えた冷凍式チラーによる間接冷却により行い、負荷の要
   求温度に対応させるとともに、 外気温度の低い間は前記冷凍式チラーによる間接冷却を
   停止させることを特徴とするプロセス冷却用排水の回収
   方法。
6. 【請求項６】 前記冷凍式チラーの圧縮機は、容量制御
   型の容積圧縮機の使用により前記外気温度の変動に対応
   し連続出力制御を行なうようにしたことを特徴とする請
   求項５記載のプロセス冷却用排水の回収方法。
7. 【請求項７】 前記冷却塔は、水と空気との直接接触に
   より外気の湿球温度に準じた冷却水を得る開放型冷却塔
   を使用して、該冷却水により形成された熱交換器を直接
   熱源とする前段の冷却を形成させるとともに、前記冷却
   水により冷却された凝縮器を備えた冷凍式チラーの蒸発
   潜熱により後段の冷却を形成させたことを特徴とする請
   求項５記載のプロセス冷却用排水の回収方法。
8. 【請求項８】 前記冷却塔は、前記冷却用排水と前記凝
   縮器冷却水とを空気に間接接触させる密閉型冷却塔を使
   用して、該間接接触を介しての冷却により冷却用排水の
   前段の冷却を形成させるとともに、前記間接接触により
   得られた冷却水により冷却される凝縮器を備えた冷凍式
   チラーの蒸発潜熱による冷却により後段の冷却を形成さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項５記載のプロセ
   ス冷却用排水の回収方法。
9. 【請求項９】 前記冷却塔は、水と空気との直接接触に
   より冷却水を得る開放型と前記冷却用排水を空気に間接
   接触させる密閉型とを兼用した密閉・開放兼用型冷却塔
   を使用して、前記密閉型の間接接触により前段の冷却を
   形成させ、前記開放型により得られた外気の湿球温度に
   準じた冷却水により冷却される凝縮器を備えた冷凍式チ
   ラーの蒸発潜熱により後段の冷却を形成させるようにし
   たことを特徴とする請求項５記載のプロセス冷却用排水
   の回収方法。