JP2006170508A - 冷却水システム - Google Patents

Abstract

【課題】 システム全体としての省エネ化を促進し得る冷却水システムを提供する。
【解決手段】 水冷式の熱源装置１に冷却水Ｗを供給する冷却水ポンプＰｗと、熱源装置１から送出される使用済み冷却水Ｗの温度である冷却水出口温度ｔｏを検出する出口温度センサ９と、この出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏに応じ冷却水ポンプＰｗの出力を調整して熱源装置１への冷却水供給流量ｑを調整する制御手段１０とを備え、この制御手段１０を、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏの設定温度範囲Ｘ内での変化に対して、冷却水ポンプＰｗに対する出力調整により熱源装置１への冷却水供給流量ｑを設定流量範囲Ｙ内で比例的に変化させる構成にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は冷却水システムに関し、詳しくは、冷却水ポンプの出力調整により水冷式の熱源装置に対する冷却水の供給流量を熱源装置の運転状態に応じて調整し、これにより、冷却水ポンプの消費動力を節減して省エネを図るいわゆる変流量式の冷却水システムに関する。

従来、上記の如き変流量式の冷却水システムとして一般によく知られているものには、図３に示す如く、熱源装置１から送出される使用済み冷却水Ｗの温度である冷却水出口温度ｔｏを出口温度センサ９により検出し、この出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏに基づき冷却水ポンプＰｗの出力を調整することで、冷却水出口温度ｔｏを設定目標温度ｔｏｏに保つように熱源装置１への冷却水供給流量ｑを調整する冷却水出口温度一定制御方式のシステムがある（下記特許文献１参照）。

そして、この方式の冷却水システムについては、熱源装置１の運転状態を検出する手段として出口温度センサ９を装備するだけですむことからシステム構成が簡略なものになるとともに、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏのみに基づいて冷却水ポンプＰｗを出力調整することから制御アルゴリズムそのものも簡略なものですむ利点があり、また、冷却水出口温度ｔｏを一定温度に保つことから、熱源装置１の負荷変化や熱源装置１への供給冷却水Ｗの温度変化（すなわち、冷却水入口温度ｔｉの変化）に対する冷却水供給流量ｑの調整において熱源装置１の運転性状を安定的に維持する面で優れていると言われている。

特開２０００−２８３５２７号公報

しかし、上記した冷却水出口温度一定制御方式の冷却水システムでは、冷却水出口温度ｔｏを一定に保つように熱源装置１への冷却水供給流量ｑを調整することから、熱源装置１の比較的小さな負荷変動（換言すれば、必要冷却量の比較的小さな変動）や冷却水入口温度ｔｉの比較的小さな変化に対しても、熱源装置１への冷却水供給流量ｑが大きく変更されて、熱源装置１の冷却用熱交換部１ａにおける冷却水Ｗの流速が大きく変化し、この為、冷却水出口温度ｔｏは一定に保つものの、上記の如き冷却水流速の大きな変化より熱源装置１の冷却用熱交換部１ａにおける熱交換効率が大きく変化すること等に原因して熱源装置１の運転性状が変化してしまう現象が見られ、そのことで、変流量式の採用においても熱源装置１を含めたシステム全体としての省エネ化が制限される問題があった。

また、熱源装置１への供給冷却水Ｗの温度である冷却水入口温度ｔｉが低下した場合、その温度低下が熱源装置１の運転性状を悪化させない程度のものであれば、冷却効率の向上により熱源装置１の作動効率は向上するが、冷却水出口温度ｔｏを一定に維持する従来システムでは、冷却水入口温度ｔｉの低下の割りに熱源装置１における冷却用熱交換部１ａでの冷却水Ｗの平均温度が低下せず、このことからも、システム全体としての省エネ化が制限される問題もあった。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的なシステム構成を採ることにより省エネ面で一層優れた冷却水システムを提供する点にある。

〔１〕本発明の第１特徴構成は冷却水システムに係り、その特徴は、
水冷式の熱源装置に冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度である冷却水出口温度を検出する出口温度センサと、この出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に応じ前記冷却水ポンプの出力を調整して前記熱源装置への冷却水供給流量を調整する制御手段とを備え、
この制御手段を、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させる構成にしてある点にある。

つまり、この第１特徴構成によれば、冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させるから、それら設定温度範囲や設定流量範囲を適当に選定すれば、熱源装置の負荷変化や冷却水入口温度の変化に対し、冷却水出口温度のある程度の範囲での変化（代表的には設定温度範囲の全範囲にわたる変化）を許容する形態で、熱源装置への冷却水供給流量を適切に変化させることができる。

したがって、冷却水出口温度を単に一定温度に維持する先述の従来システムに比べ、冷却水出口温度のある程度の範囲での変化を許容する分、熱源装置の負荷変化や冷却水入口温度の変化に伴う熱源装置への冷却水供給流量の変化を抑制することができて、その分、熱源装置の冷却用熱交換部における冷却水流速の変化、及び、その冷却水流速の変化による熱交換効率（冷却効率）の変化等を抑制することができ、これにより、熱源装置の冷却用熱交換部での冷却水流速の大きな変化に原因して生じる熱源装置の運転性状の変化を効果的に防止することができる。

しかも、冷却水入口温度が低下した場合には、冷却水出口温度のある程度の範囲での変化を許容する分、冷却水出口温度を単に一定温度に維持する従来システムに比べ、熱源装置における冷却用熱交換部での冷却水の平均温度を低下させることができて、その分、熱源装置の作動効率も向上させることができる。

また、冷却水出口温度の変化は許容するが、その許容範囲はあくまで適当なある程度の範囲であって制限される範囲であることから、冷却水出口温度を一定温度に維持する従来システムの特性をある程度残す形態にして、冷却水出口温度の大きな変化（実質的には熱源装置の冷却用熱交換部における冷却水の平均温度の大きな変化）に原因する熱源装置の運転性状の変化も防止することができる。

これらのことから、第１特徴構成によれば、冷却水出口温度を単に一定温度に維持するだけの従来システムに比べ、熱源装置の負荷変化や冷却水入口温度の変化に対する冷却水供給流量の調整において熱源装置の運転性状を一層効果的かつ安定的に維持することができ、これにより、熱源装置への冷却水供給に変流量式を採用することと相まって、また、冷却水入口温度の低下時に熱源装置の作動効率を向上させ得ることとも相まって、熱源装置を含めたシステム全体としての省エネ化を一層促進することができる。

そしてまた、第１特徴構成によれば、先述した従来システムと同様、熱源装置の運転状態を検出する手段としては出口温度センサを装備するだけですむことからシステム構成が簡略なものになるとともに、出口温度センサにより検出される冷却水出口温度のみに基づいて冷却水ポンプを出力調整することから制御アルゴリズムそのものも簡略なものですみ、この点、システムコストの面でも有利なものにすることができる。

なお、第１特徴構成の実施において、出口温度センサの装備位置は熱源装置における使用済み冷却水の出口に限られるものではなく、熱源装置から送出される使用済み冷却水を導く流路の途中箇所であってもよい。

制御手段による冷却水ポンプの出力調整（すなわち、送水量調整）には、インバータ制御を初めとして種々の制御方式を採用できる。

冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させるのに、その比例的変化は、冷却水出口温度の変化に対する冷却水供給流量の変化率が一定の厳密な比例変化に限られるものではなく、冷却水温度の設定温度範囲における上限側と下限側とで冷却水出口温度の変化に対する冷却水供給流量の変化率がある程度異なる比例的な変化などであってもよい。

また、冷却水出口温度の変化に対して冷却水供給流量を連続的に変化させるものに限らず、冷却水出口温度の変化に対して冷却水供給流量を段階的に変化させるものであってもよい。

冷却水出口温度が設定温度範囲の上限温度よりも高くなった場合の対応としては、冷却水供給流量を設定流量範囲の上限流量に維持する等、種々の条件に応じて適当な対応を採るようにしておけばよく、同様に、冷却水出口温度が設定温度範囲の下限温度よりも低くなった場合の対応としても、冷却水供給流量を設定流量範囲の下限流量に維持する等、種々の条件に応じて適当な対応を採るようにしておけばよい。

冷却水ポンプにより熱源装置に供給する冷却水は、冷却塔と熱源装置との間で循環させる冷却水に限られるものではなく、熱源装置に対して一過的に供給する冷却水であってもよい。

〔２〕本発明の第２特徴構成は、第１特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記熱源装置が吸収式冷凍機であることに対して、前記制御手段を、前記吸収式冷凍機における再生器の検出温度が設定上限再生温度以上になったとき、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に基づく冷却水供給流量の調整に優先して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置としての前記吸収式冷凍機への冷却水供給流量を設定安全流量に調整する構成にしてある点にある。

つまり、この第２特徴構成によれば、出口温度センサより検出される冷却水出口温度に基づき冷却水出口温度の設定範囲内での変化に対して熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させる前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整を実施している状況下（特に、その流量調整で熱源装置への冷却水供給流量が絞られている状況下）において、何らかの原因で熱源装置としての吸収式冷凍機における再生器の検出温度が設定上限再生温度以上になったとき、冷却水出口温度に基づく前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整に優先して、熱源装置としての吸収式冷凍機への冷却水供給流量を設定安全流量に調整するから、その設定安全流量として適当な流量を選定しておけば、再生器温度の異常上昇による吸収式冷凍機の運転トラブルを、吸収式冷凍機に対する十分な量の冷却水供給をもって効果的に防止することができる。

したがって、第２特徴構成によれば、吸収式冷凍機を冷却水供給対象の熱源装置とする場合において、吸収式冷凍機を含めたシステム全体としての保全性も高く確保しながら、冷却水出口温度に基づく前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整によりシステム全体としての省エネ化を一層促進することができる。

なお、第２特徴構成の実施において、設定安全流量は、冷却水出口温度に基づく温度比例的な冷却水供給流量の調整における設定流量範囲の上限流量よりも大きな流量に限られるものではなく、その設定流量範囲の上限流量など、設定流量範囲の範囲内流量であってもよい。

また、第２特徴構成の実施において、吸収式冷凍機は吸収式の冷凍専用機に限られるものではなく、吸収式の冷温水発生機であってもよい。

第２特徴構成は吸収式冷凍機を冷却水供給対象の熱源装置とするものであるが、冷却水出口温度に基づく前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整（すなわち、第１特徴構成による冷却水供給流量の調整）を実施している状況下において、冷却水出口温度の変化とは別に冷却水供給流量の変更を要するような事態の発生が想定される熱源装置を対象として第１特徴構成を実施する場合には、第２特徴構成と同様、そのような事態の発生時に、冷却水出口温度に基づく前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整に優先して、冷却水ポンプに対する出力調整により熱源装置への冷却水供給流量を要求に応じた流量に調整する構成を採るのが望ましい。

〔３〕本発明の第３特徴構成は冷却水システムに係り、その特徴は、
水冷式の熱源装置に冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記熱源装置の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出される熱源装置の運転状態に応じ前記冷却水ポンプの出力を調整して前記熱源装置への冷却水供給流量を調整する制御手段と、空調対象域へ供給する空気を冷却除湿及びその冷却除湿に続く再熱により温湿度調整する空調機とを備え、
この空調機を、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う構成にしてある点にある。

つまり、運転状態検出手段により検出される熱源装置の運転状態に応じ冷却水ポンプの出力を調整して熱源装置への冷却水供給流量を調整する変流量式の冷却水システムでは、冷却水ポンプを定格出力運転して常時一定の大きな流量の冷却水を熱源装置に供給する固定流量式の冷却システムに比べ、熱源装置に対する冷却水の過剰供給が回避されることで、熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度（冷却水出口温度）が高くなり、また、その温度変動も少なくなる。

このことに着目して、上記第３特徴構成では、空調機において空調対象域への供給空気を冷却除湿及びその冷却除湿に続く再熱（加熱）により温湿度調整するのに、変流量式の冷却水システムにおいて上記の如く高温の状態でかつ温度変動の少ない状態で熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源に利用して（換言すれば、使用済み冷却水の保有熱である熱源装置の排熱を熱源に利用して）、空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う。

したがって、第３特徴構成によれば、熱源装置から送出される使用済み冷却水の保有熱（熱源装置の排熱）の全てを冷却塔などにより外部へ廃棄し、また、空調対象域への供給空気を温湿度調整するのにボイラなどの専用加熱装置で加熱した熱媒を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う従来システムに比べ、変流量式冷却水供給の対象である熱源装置の排熱を空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱に有効利用する分、システムの消費エネルギを節減することができ、これにより、熱源装置への冷却水供給に変流量式を採用することと相まって、空調機を含めたシステム全体としての省エネ化を一層促進することができる。

なお、第３特徴構成の実施において、熱源装置の運転状態に応じ熱源装置への冷却水供給流量を調整するには、運転状態検出手段として出口温度センサを設け、この出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に基づき冷却水ポンプの出力を調整することで、冷却水出口温度を設定目標温度に保つように熱源装置への冷却水供給流量を調整する方式、あるいは、運転状態検出手段として出口温度センサ及び入口温度センサを設け、これら出口温度センサにより検出される冷却水出口温度と入口温度センサにより検出される冷却水入口温度とに基づき冷却水ポンプの出力を調整することで、冷却水出口温度と冷却水入口温度との温度差を設定温度差に保つように熱源装置への冷却水供給流量を調整する方式など、変流量式に属する範囲において種々の調整方式を採用することができる。

また、制御手段による冷却水ポンプの出力調整（すなわち、送水量調整）には、インバータ制御を初めとして種々の制御方式を採用できる。

第３特徴構成の実施においては、空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱で要する熱量の全てを、熱源装置から送出される使用済み冷却水の保有熱量で賄う構成に限らず、空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱で要する熱量の一部のみを、熱源装置から送出される使用済み冷却水の保有熱量で賄い、他部については別の加熱装置で補う構成を採ってもよい。

冷却水ポンプにより熱源装置に供給する冷却水は、冷却塔と熱源装置と空調機の再熱部との間で循環させる冷却水に限られるものではなく、熱源装置及びそれに続く空調機の再熱部に対して一過的に供給する冷却水であってもよい。

〔４〕本発明の第４特徴構成は、第３特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記運転状態検出手段として、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度である冷却水出口温度を検出する出口温度センサを設け、
前記制御手段を、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させる構成にしてある点にある。

つまり、第１特徴構成の項で記述した如く、冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲で比例的に変化させる前述の温度比例的な冷却水供給流量の調整において、それら設定温度範囲や設定流量範囲を適当に選定しておけば、熱源装置の負荷変化や冷却水入口温度の変化に対し、冷却水出口温度のある程度の範囲での変化を許容する形態で、熱源装置への冷却水供給流量を適切に変化させることができて、冷却水出口温度を単に一定温度に維持するように冷却水供給流量を調整するだけの従来システムに比べ、熱源装置の負荷変化や冷却水入口温度の変化に対する冷却水供給流量の調整において熱源装置の運転性状を一層効果的かつ安定的に維持することができ、また、冷却水入口温度の低下時に熱源装置の作動効率も一層向上させることができる。

したがって、空調対象域への供給空気を温湿度調整するのに、熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源に利用して空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う構成（前述第３特徴構成）を採るのに加えて、冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対し熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲で比例的に変化させる温度比例的な冷却水供給流量の調整を行う上記第４特徴構成によれば、基本的に熱源装置への冷却水供給に変流量式を採用することと、熱源装置の排熱の有効利用によりシステムの消費エネルギを節減し得ることと、冷却水供給流量の調整において熱源装置の運転性状を効果的かつ安定的に維持し得るとともに冷却水入口温度の低下時に熱源装置の作動効率を一層向上し得ることとが相まって、熱源装置及び空調機を含めたシステム全体としての省エネ化をさらに一層促進することができる。

そしてまた、第４特徴構成によれば、第１特徴構成と同様、熱源装置の運転状態を検出する手段としては出口温度センサを装備するだけですむことからシステム構成が簡略なものになるとともに、出口温度センサにより検出される冷却水出口温度のみに基づいて冷却水ポンプを出力調整することから制御アルゴリズムそのものも簡略なものですみ、この点、システムコストの面でも有利なものにすることができる。

なお、第４特徴構成の実施において、出口温度センサの装備位置は熱源装置における使用済み冷却水の出口に限られるものではなく、熱源装置から送出される使用済み冷却水を導く流路の途中箇所であってもよい。

第１特徴構成と同様、冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させるのに、その比例的変化は、冷却水出口温度の変化に対する冷却水供給流量の変化率が一定の厳密な比例変化に限られるものではなく、冷却水温度の設定温度範囲における上限側と下限側とで冷却水出口温度の変化に対する冷却水供給流量の変化率がある程度異なる比例的な変化などであってもよい。

また、冷却水出口温度の変化に対して冷却水供給流量を連続的に変化させるものに限らず、冷却水出口温度の変化に対して冷却水供給流量を段階的に変化させるものであってもよい。

冷却水出口温度が設定温度範囲の上限温度よりも高くなった場合の対応としては、冷却水供給流量を設定流量範囲の上限流量に維持する等、種々の条件に応じて適当な対応を採るようにしておけばよく、同様に、冷却水出口温度が設定温度範囲の下限温度よりも低くなった場合の対応としても、冷却水供給流量を設定流量範囲の下限流量に維持する等、種々の条件に応じて適当な対応を採るようにしておけばよい。

第４特徴構成の実施において、熱源装置が吸収式冷凍機である場合、第２特徴構成と同様、吸収式冷凍機における再生器の検出温度が設定上限再生温度以上になったとき、出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に基づく冷却水供給流量の調整に優先して、冷却水ポンプに対する出力調整により熱源装置としての吸収式冷凍機への冷却水供給流量を設定安全流量に調整する構成にしておくのが望ましい。

〔５〕本発明の第５特徴構成は、第３又は第４特徴構成の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記空調機を、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う排熱利用再熱部と、前記熱源装置とは別の加熱装置で加熱した熱媒を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う補償用再熱部とを備える構成にしてある点にある。

つまり、この第５特徴構成によれば、熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度及び保有熱量が十分な場合には、その使用済み冷却水を熱源として排熱利用再熱部でのみ空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行うことができ、また、熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度及び保有熱量が不足の場合には、その使用済み冷却水と別加熱装置での加熱熱媒との両方を熱源として排熱利用再熱部と補償用再熱部との両方で空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う、あるいは、別加熱装置での加熱熱媒を熱源として補償用再熱部でのみ空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行うといったことができ、この点、熱源装置から送出される使用済み冷却水を利用して空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う構成を採りながらも、空調対象域への供給空気の温湿度調整面において高い機能性を得ることができる。

図１は空調設備の冷却水システムを示し、１は冷水還路２を通じて空調機などの負荷装置ないし蓄熱槽から戻る冷水Ｃを冷却する吸収式冷凍機であり、この吸収式冷凍機１で冷却した冷水Ｃを冷水ポンプＰｃにより冷水往路３を通じて負荷装置や蓄熱槽に送給する。

４は空調対象域（例えば、恒温恒湿室やクリーンルームなど）に対して供給する空気Ａを冷却コイル４ａでの冷却除湿、及び、その冷却除湿に続く再熱コイル４ｂ，４ｃでの再熱により温湿度調整する空調機であり、この空調機４で温湿度調整した空気Ａを給気ファンＦにより給気ダクト５を通じて空調対象域に供給することで、その空調対象域の域内を所要の温湿度状態に保つ。

１ａは吸収式冷凍機１における冷却用熱交換部であり、この冷却用熱交換部１ａと冷却塔６との間で冷却水往路７及び冷却水還路８を通じて冷却水ポンプＰｗにより冷却水Ｗを循環させることにより、冷却塔６からの供給冷却水Ｗをもって吸収式冷凍機１での発生排熱を回収し、そして、冷却用熱交換部１ａから送出される冷却水Ｗを冷却塔６において外気と熱交換させることで回収排熱を外部に排出する。

９は吸収式冷凍機１から送出される使用済み冷却水Ｗの温度である冷却水出口温度ｔｏを検出する出口温度センサ、１０はこの出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏに基づき冷却水ポンプＰｗをインバータ制御により出力調整して吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを調整する冷却水流量制御器であり、この冷却水流量制御器１０は具体的には次の（イ），（ロ）の制御を実行する。

（イ）冷却水出口温度ｔｏの設定温度範囲Ｘ内での変化に対し吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｐを、予め設定されている図２に示す如き冷却水出口温度ｔｏと冷却水供給流量ｑとの設定比例関係Ｋに従って設定流量範囲Ｙ内で比例的に変化させるように、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏに応じて冷却水ポンプＰｗをインバータ制御する。

つまり、図２に示す設定比例関係Ｋの例では、３２℃〜３７℃を設定温度範囲Ｘとし、かつ、冷却水ポンプＰｗの最大送水量ｑｍａｘの５０％流量（＝０．５×ｑｍａｘ）〜１００％流量（＝ｑｍａｘ）を設定流量範囲Ｙにしており、したがって、例えば、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏが３４℃のときには吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑが７０％流量（＝０．７×ｑｍａｘ）になるように、また、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏが３６℃のときには吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑが９０％流量（＝０．９×ｑｍａｘ）になるように、冷却水ポンプＰｗに対するインバータ制御により吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑが温度比例的に自動調整される。

また仮に、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏが設定温度範囲Ｘの上限温度３７℃よりも高いときには、吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑが設定流量範囲Ｙの上限流量である１００％流量（＝ｑｍａｘ）に調整維持され、逆に、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏが設定温度範囲Ｘの下限温度３２℃よりも低いときには、吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑが設定流量範囲Ｙの下限流量である５０％流量（＝０．５×ｑｍａｘ）に調整維持される。

（ロ）吸収式冷凍機１に装備された再生温度センサ１１により検出される再生器（二重効用型の吸収式冷凍機では高温再生器）の温度ｔｓが設定上限再生温度ｔｓｓ（例えば、９５℃）以上になったとき、冷却水出口温度ｔｏに基づく上記（イ）の温度比例的な冷却水供給流量の調整に優先して、冷却水ポンプＰｗに対するインバータ制御により吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを設定安全流量ｑｓｓ（例えば１００％流量）に調整する。

つまり、この空調設備の冷却水システムでは、吸収式冷凍機１に対する供給冷却水Ｗの変流量制御として上記（イ）の如く、冷却水出口温度ｔｏの設定温度範囲Ｘ内での変化に対して吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを設定流量範囲Ｙ内で比例的に変化させる温度比例的な冷却水供給流量の調整を行うことにより、吸収式冷凍機１の負荷変化や吸収式冷凍機１における冷却水入口温度ｔｉの変化に対し、冷却水出口温度ｔｏのある程度の範囲内での変化を許容する形態（すなわち、冷却用熱交換部１ａでの冷却水流速の大きな変化による吸収式冷凍機１の運転性状の変化、及び、冷却用熱交換部１ａでの冷却水温度の大きな変化による吸収式冷凍機１の運転性状の変化の両方を抑止する形態）で、吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを適切に変化させる。

また、吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを変化させる変流量式を採りながらも、上記（Ｂ）の如く、吸収式冷凍機１における再生器の検出温度ｔｓが設定上限再生温度ｔｓｓ以上になったとき、冷却水出口温度ｔｏに基づく上記（イ）の温度比例的な流量調整に優先して、吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを設定安全流量ｑｓｓに調整することにより、再生器温度ｔｓの異常上昇による吸収式冷凍機１の運転トラブルも効果的に防止する。

空調対象域への供給空気Ａを温湿度調整する空調機４には、冷却コイル４ａにより所要の絶対湿度まで冷却除湿した空気Ａを所要温度まで再熱（加熱）する再熱コイルとして、排熱利用再熱コイル４ｂと補償用再熱コイル４ｃとをその順に空気流れ方向上流側から並べて装備してあり、そして、上流側の排熱利用再熱コイル４ｂについては、吸収式冷凍機１からの冷却水還路８に設けた二分流路部８ａ，８ｂにおける一方の分流路８ａに介装した熱媒供給構成にし、これにより、排熱利用再熱コイル４ｂでは吸収式冷凍機１から送出される使用済み冷却水Ｗの一部を熱源熱媒として冷却除湿空気Ａの再熱を行うようにしてある。

また、下流側の補償用再熱コイル４ｃについては、ボイラなどの加熱装置１２からの温水供給路１３を接続した熱媒供給構成にし、これにより、補償用再熱コイル４ｃでは加熱装置１３で加熱生成した温水Ｈを熱源熱媒として冷却除湿空気Ａの再熱を行うようにしてある。

８ｃは排熱利用再熱コイル４ｂを介装した一方の分流路８ａにおいて、排熱利用再熱コイル４ｂを迂回させる状態で吸収式冷凍機１からの使用済み冷却水Ｗを通過させるバイパス路、１４は排熱利用再熱コイル４ｂとバイパス路８ｃとに対する使用済み冷却水Ｗの分流比を調整する三方弁であり、この三方弁１４による分流比調整により排熱利用再熱コイル４ｂに対する使用済み冷却水Ｗの供給流量を調整することで、排熱利用再熱コイル４ｂでの再熱量を調整する。

また、１５は補償用再熱コイル４ｃに対する温水Ｈの供給流量を調整する流量調整弁であり、この流量調整弁１５による温水供給流量の調整により補償用再熱コイル４ｃでの再熱量を調整する。

１６は空調機４から送出される温湿度調整空気Ａの温度ｔａを検出する給気温度センサ、１７は給気温度センサ１６による検出空気温度ｔａに基づき三方弁１４及び流量調整弁１５を調整することで、空調機４からの送出空気Ａの温度ｔａを設定給気温度ｔａａ（換言すれば、設定再熱温度）に調整する再熱制御器であり、具体的には、この再熱制御器１７は次の（ａ），（ｂ）の如く制御動作する。

（ａ）吸収式冷凍機１からの使用済み冷却水Ｗを熱源とする排熱利用再熱コイル４ｂでの再熱だけで送出空気Ａの温度ｔａを設定給気温度ｔａａに調整し得るときには、流量制御弁１５の閉弁により補償用再熱コイル４ｃへの温水供給を停止して補償用再熱コイル４ｃでの再熱を停止した状態の下で、給気温度センサ１６による検出空気温度ｔａに基づき三方弁１４を調整して排熱利用再熱コイル４ｂでの再熱量を調整することより、空調機４からの送出空気Ａの温度ｔａを設定給気温度ｔａａに調整する。

（ｂ）吸収式冷凍機１からの使用済み冷却水Ｗを熱源とする排熱利用再熱コイル４ｂでの再熱だけでは送出空気Ａの温度ｔａを設定給気温度ｔａａに調整し得ないときには、排熱利用再熱コイル４ｂに対する使用済み冷却水Ｗの供給流量を最大にするように三方弁１４を調整して排熱利用再熱コイル４ｂでの再熱量（換言すれば、予熱量）を極力大きくした状態の下で、給気温度センサ１６による検出空気温度ｔａに基づき流量調整弁１５を調整して補償用再熱コイル４ｃでの再熱量を調整することより、空調機４からの送出空気Ａの温度ｔａを設定給気温度ｔａａに調整する。

つまり、この空調設備の冷却水システムでは、吸収式冷凍機１から送出される使用済み冷却水Ｗの温度ｔｏが前述の如き冷却水Ｗの変流量制御により高温に保たれることを利用して、その高温の使用済み冷却水Ｗを空調機４での冷却除湿に続く空気Ａの再熱の熱源に有効利用することで、システム全体としての消費エネルギを節減するようにしてある。

また、再熱コイルとして、吸収式冷凍機１から送出される使用済み冷却水Ｗを熱源熱媒として冷却除湿空気Ａの再熱を行う排熱利用再熱コイル４ｂと、吸収式冷凍機１とは別の加熱装置１２で加熱した温水Ｈを熱源熱媒として冷却除湿空気Ａの再熱を行う補償用再熱コイル４ｃとを空調機４に装備することにより、吸収式冷凍機１から送出される使用済み冷却水Ｗを利用して冷却除湿空気Ａの再熱を行う構成を採りながらも、空調対象域への供給空気Ａの温湿度調整面において高い機能性を得られるようにしてある。

１８は二分流路部８ａ，８ｂよりも下流側（冷却塔６側）において冷却塔６を迂回させる状態で冷却水還路８における使用済み冷却水Ｗを冷却水往路７に短絡させるメインバイパス路、１９はメインバイパス路１８による使用済み冷却水Ｗの短絡流量を調整するバイパス流量調整弁であり、このバイパス流量調整弁１９による短絡流量の調整により冷却塔６に対する使用済み冷却水Ｗの戻し流量を調整する。

また、２０は吸収式冷凍機１への供給冷却水Ｗの温度である冷却水入口温度ｔｉを検出する入口温度センサ、２１は入口温度センサ２０により検出される冷却水入口温度ｔｉに基づきメインバイパス路１８におけるバイパス流量調整弁１９を調整する冷却水温度制御器であり、この冷却水温度制御器２１は、入口温度センサ２０により検出される冷却水入口温度ｔｉに基づき冷却水入口温度ｔｉを設定下限入口温度ｔｉｉ以上に保つように流量調整弁１９の調整によりメインバイパス路１８による短絡流量を調整し、これにより、外気の低温化などにより冷却塔６での冷却水Ｗの放熱量が過大になることに原因して冷却水入口温度ｔｉが過度に低温になることを防止する。

以上要するに、本実施形態において前記した冷却水流量制御器１０は、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏの設定温度範囲Ｘ内での変化に対して、冷却水ポンプＰｗに対する出力調整により熱源装置１（吸収式冷凍機）への冷却水供給流量ｑを設定流量範囲Ｙ内で比例的に変化させ、また、熱源装置１が吸収式冷凍機であることに対して、吸収式冷凍機１における再生器の検出温度ｔｓが設定上限再生温度ｔｓｓ以上になったとき、出口温度センサ９により検出される冷却水出口温度ｔｏに基づく冷却水供給流量ｑの調整に優先して、冷却水ポンプＰｗに対する出力調整により熱源装置としての吸収式冷凍機１への冷却水供給流量ｑを設定安全流量ｑｓｓに調整する制御手段を構成する。

〔別の実施形態〕
次に本発明の別実施形態を列記する。
前述の実施形態では吸収式冷凍機１に対する冷却水供給流量ｑを調整する例を示したが、冷却水供給流量ｑの調整対象とする熱源装置は、吸収式冷凍機に限らず、吸収式冷温水発生機、ターボ式冷凍機など、水冷式のものであれば、どのようなものであってもよい。

前述の実施形態では、冷却水出口温度ｔｏの設定温度範囲Ｘ内での変化に対し冷却水供給流量ｑを設定流量範囲Ｙ内で変化させる温度比例的な冷却水供給流量ｑの調整を実施するのに、３２℃〜３７℃を設定温度範囲Ｘとするとともに、最大送水量ｑｍａｘの５０％流量〜１００％流量を設定流量範囲Ｙとする例を示したが、設定温度範囲Ｘ及び設定流量範囲Ｙ夫々の具体的上下限値は、これに限定されるものではなく、対象とする熱源装置の種類など、種々の条件に応じて決定すればよい。

また、前述の実施形態では、冷却水出口温度ｔｏと冷却水供給流量ｑとの設定比例関係Ｋとして、冷却水出口温度ｔｏの変化に対し冷却水供給流量ｑを一定の変化率で変化させる比例関係の採用例を示したが、これに代え、冷却水出口温度ｔｏの変化に対し範囲上限側と範囲下限側とで冷却水供給流量ｑをある程度異なる変化率で変化させる設定比例関係に従って、冷却水供給流量ｑを変化させるようにしてもよい。

前述の実施形態では、熱源装置１（吸収式冷凍機）から送出される使用済み冷却水Ｗを熱源として冷却除湿空気Ａを再熱する排熱利用再熱部４ｂ（排熱利用再熱コイル）と、別の加熱装置１２で加熱した熱媒Ｈを熱源として冷却除湿空気Ａの再熱を行う補償用再熱部４ｃ（補償用再熱コイル）とを空調機４に装備するのに、補償用再熱部４ｃでの熱源熱媒Ｈとして温水を用いる例を示したが、補償用再熱部４ｃでの熱源熱媒Ｈは温水に限らず、蒸気などであってもよく、また場合によっては、補償用再熱部４ｃを電熱式のものにしてもよい。

本発明は、各種分野で用いられる種々の水冷式熱源装置に対する冷却水供給流量の調整に適用することができる。

空調設備における冷却水システムのシステム構成を示す図 冷却水出口温度と冷却水供給流量との設定比例関係を示すグラフ 従来の冷却水システムを示す図

符号の説明

１ 熱源装置，吸収式冷凍機
Ｗ 冷却水
Ｐｗ 冷却水ポンプ
ｔｏ 冷却水出口温度
９ 出口温度センサ，運転状態検出手段
ｑ 冷却水供給流量
１０ 制御手段
Ｘ 設定温度範囲
Ｙ 設定流量範囲
ｔｓ 再生器の検出温度
ｔｓｓ 設定上限再生温度
ｑｓｓ 設定安全流量
Ａ 空気
４ 空調機
４ｂ 排熱利用再熱部
１２ 加熱装置
Ｈ 加熱熱媒
４ｃ 補償用再熱部

Claims (5)

1. 水冷式の熱源装置に冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度である冷却水出口温度を検出する出口温度センサと、この出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に応じ前記冷却水ポンプの出力を調整して前記熱源装置への冷却水供給流量を調整する制御手段とを備え、
   この制御手段を、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させる構成にしてある冷却水システム。
2. 前記熱源装置が吸収式冷凍機であることに対して、前記制御手段を、前記吸収式冷凍機における再生器の検出温度が設定上限再生温度以上になったとき、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度に基づく冷却水供給流量の調整に優先して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置としての前記吸収式冷凍機への冷却水供給流量を設定安全流量に調整する構成にしてある請求項１記載の冷却水システム。
3. 水冷式の熱源装置に冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記熱源装置の運転状態を検出する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出される熱源装置の運転状態に応じ前記冷却水ポンプの出力を調整して前記熱源装置への冷却水供給流量を調整する制御手段と、空調対象域へ供給する空気を冷却除湿及びその冷却除湿に続く再熱により温湿度調整する空調機とを備え、
   この空調機を、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う構成にしてある冷却水システム。
4. 前記運転状態検出手段として、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水の温度である冷却水出口温度を検出する出口温度センサを設け、
   前記制御手段を、前記出口温度センサにより検出される冷却水出口温度の設定温度範囲内での変化に対して、前記冷却水ポンプに対する出力調整により前記熱源装置への冷却水供給流量を設定流量範囲内で比例的に変化させる構成にしてある請求項３記載の冷却水システム。
5. 前記空調機を、前記熱源装置から送出される使用済み冷却水を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う排熱利用再熱部と、前記熱源装置とは別の加熱装置で加熱した熱媒を熱源として空調対象域への供給空気の冷却除湿に続く再熱を行う補償用再熱部とを備える構成にしてある請求項３又は４記載の冷却水システム。

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