JP2010048439A

JP2010048439A - 冷却塔及び熱源機システム

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Publication number: JP2010048439A
Application number: JP2008211216A
Authority: JP
Inventors: Motomi Inagaki; 元巳稲垣; Nakahiro Inagaki; 那加博稲垣
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: JP5264365B2

Abstract

【課題】熱源機の負荷状態に対応した冷却塔のファンの周波数制御を行なうことにより省エネルギー化を実現する。
【解決手段】本発明の冷却塔は、熱負荷から戻される高温の冷却水を空気中に散布し、ファンの回転に伴う空気の通流による蒸発潜熱で冷却水を冷却して再び熱負荷に循環供給するとともに、冷却された冷却水の検出温度に応じてファンの回転数を複数段の周波数で段階制御する制御手段を備えて構成される。上記課題を解決するために、制御手段は、（ａ）に示す基本制御を行いつつ、ＣＴＩがファンの周波数を設定上限周波数（１００％）に切り替える設定温度（２９℃）よりも高温側に設定された閾値温度（３０℃）以上になったら、（ｂ）に示すように、少なくともファンの周波数を設定上限周波数（１００％）から一段下の周波数（９０％）へ切り替える設定温度（２７℃）を高温側へ１℃シフトする。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却塔及び熱源機システムに係り、特に、冷却塔のファンの省エネルギー制御技術に関する。

例えば吸収式冷温水機などの熱源機で熱負荷を冷却して高温になった冷却水は、配管を介して冷却塔へ導かれ、冷却塔で冷却された後再び配管を介して熱源機の熱負荷に循環供給される。冷却塔は、熱源機から導かれた高温の冷却水をケーシング内に散布し、冷却塔に設けられたファンにより蒸発潜熱で冷却するものとして知られている。

ところで、近年の省エネルギー要求に対応すべく、熱源機と冷却塔からなる熱源機システムの省エネルギー研究がなされており、熱源機自体の効率向上はある程度なされてきた。

しかし、熱源機自体の省エネルギー化だけでは不十分であり、例えば冷却水を熱源機と冷却塔との間で搬送するポンプや冷却塔に用いられるファンの動力の効率向上が求められている。

この点、特許文献１に記載されているように、冷却塔で冷却された冷却水の温度を検出し、この検出温度に応じて冷却塔のファンの回転数をインバータで周波数可変に制御することによりファンの効率を高めることが知られている。

すなわち、従来は冷却水温度がある設定温度（例えば２７℃）以上になったらファンを１００％の周波数で駆動し、ある設定温度（例えば２４．５℃）以下になったらファンを停止する、いわゆるオン−オフ制御であったので、ファンの起動及び停止が頻繁に発生してファン効率の観点から好ましくなかった。これに対して、特許文献１では、検出温度が下限設定温度（例えば２４．５℃）と上限設定温度（例えば２７℃）との間にあるときは、検出温度に１対１に対応してほぼ比例するように設定された周波数でファンを駆動することにより、ファンの起動及び停止の回数を低減することができるとされている。

特開平５−３４０６９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているように、検出温度にほぼ比例するように設定されている周波数でファンを駆動すると、冷却水の温度変化に対してファンの周波数が敏感に変化することにより冷却水温度がハンチングして安定しないおそれがある。

この点、複数段の設定周波数のそれぞれに対して一定の温度幅をもたせて、これを階段状に連続させて段階的にファン周波数を制御することにより、検出温度がある一定の温度域にあるときには周波数が変化しないので、冷却水温度を安定させることができると考えられる。

ところで、熱源機の負荷は外乱など様々な要因により変動するものであるが、特許文献１に記載された技術は、熱源機の負荷の変動のかかわらず一律に設定された検出温度とファンの周波数との対応に基づいてファンの周波数制御がなされている。そこで、熱源機の負荷状態に対応して検出温度とファンの周波数との対応関係の設定を異ならせることによりファンの効率を向上させることについて考慮の余地がある。

本発明は、熱源機の負荷状態に対応した冷却塔のファンの周波数制御を行なうことにより省エネルギー化を実現することを課題とする。

本発明の冷却塔は、熱負荷から戻される高温の冷却水を空気中に散布し、ファンの回転に伴う空気の通流による蒸発潜熱で冷却水を冷却して再び熱負荷に循環供給するとともに、冷却された冷却水の検出温度に応じてファンの回転数を複数段の周波数で段階制御する制御手段を備えて構成される。

上記課題を解決するために、制御手段は、冷却水の検出温度がファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、冷却水の検出温度の設定及びファンの複数段の周波数の設定の少なくとも一方をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更することを特徴とする。

すなわち、冷却水の検出温度がファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になるということは、設定された上限周波数でファンを駆動しているにもかかわらず冷却水温度が上昇している、つまり熱源機の負荷が高負荷であることがわかる。そこで、これを検出したときには、冷却水の検出温度の設定及びファンの複数段の周波数の設定の少なくとも一方をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更することにより、熱源機の高負荷状態に対応したファンの周波数制御を行うことができる。

より具体的に、制御手段の第１の態様は、冷却水の検出温度がファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、少なくともファンの周波数を設定上限周波数から一段下の周波数へ切り替える設定温度を高温側へシフトさせるものである。

すなわち、冷却水の検出温度がいったん閾値以上になった場合は熱源機が高負荷であり、検出温度がファンの周波数を設定上限周波数から一段下の周波数へ切り替える温度まで低下するのに時間がかかる。そこで、ファンの周波数を設定上限周波数から一段下の周波数へ切り替える設定温度を高温側へシフトさせることにより、検出温度が下降してきたときにはなるべく早く周波数を一段下に切り替えてファンを低い動力で駆動する。その結果、ファンを設定上限周波数で駆動させ続けるという状態を極力回避することができ、省エネルギーを図ることができる。

この場合、ファンの周波数を設定上限周波数から一段下の周波数へ切り替える設定温度のみならず、ファンの停止から周波数を一段高い周波数へ切り替える設定温度及びこの一段高い周波数からファンを停止させる設定温度以外の設定温度を高温側へシフトさせてもよい。

また、制御手段の第２の態様は、冷却水の検出温度がファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、ファンの停止以外の設定周波数を高周波数側へシフトさせることもできる。

これは、冷却水の検出温度が閾値を超えて熱源機の高負荷を検出したときには、ファンの周波数の設定を高周波数側へシフトさせて、より高い周波数でファンを駆動する高負荷対応モードに設定するものである。言い換えれば、熱源機の高負荷を検出していないときには、ファンの周波数の設定を高周波数側へシフトさせる余地を残した省エネルギーモードでファンを駆動するものである。

また、制御手段の第３の態様は、冷却水の検出温度がファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、ファンの停止以外の設定周波数間の間隔を上限の周波数を固定して高周波数側へシフトして小さくさせることもできる。

これは、冷却水の検出温度が閾値を超えて熱源機の高負荷を検出したときには、ファンの設定上限周波数を固定して設定周波数間の間隔を高周波数側へシフトして小さくする、言い換えれば、各周波数設定を固定された上限のほうへむけて全体的に縮めて全体的に高い周波数でファンを駆動するものである。これによれば、熱源機の高負荷を検出したときにはこれに対応した高負荷運転を行い、熱源機が高負荷ではないときには、より低い周波数でファンを駆動する省エネルギーモードでファンを駆動するものである。

ところで、制御手段の段階制御は、複数段の周波数の各段で、冷却水の検出温度が上昇してファンの周波数を一段高い周波数に切り替える設定温度よりも、冷却水の検出温度が下降してファンの周波数を一段高い周波数から一段低い周波数に切り替える設定温度のほうを低く設定してもよい。これにより、ある一定の周波数でファンを駆動する温度域を広げることができ、より冷却水温度の安定化を図ることができる。

また、熱源機と、冷却塔と、熱源機の熱負荷から戻される高温の冷却水を冷却塔へ導く配管と、冷却塔で冷却された冷却水を熱源機の熱負荷へ導く配管とを備えて構成される熱源機システムにおいて、上述の制御を採用することができる。

本発明によれば、熱源機の負荷状態に対応した冷却塔のファンの周波数制御を行なうことにより省エネルギー化を実現することができる。

以下、本発明を適用してなる冷却塔及び熱源機システムの実施形態を説明する。図１は、本実施形態の熱源機システムの全体構成を示す図である。図１に示すように熱源機システム１００は、冷却塔１０と、熱源機２０と、冷却水配管３０とを備えて構成されている。熱源機２０は例えば吸収式冷温水器など、冷却塔で冷却された冷却水を用いて熱負荷を冷却する必要があるような機器である。

冷却塔１０は、筒状のケーシング１１を備え、ケーシング１１の下部の側面に空気流入口１２が形成され、底部に冷却水の水槽１３が設けられている。空気流入口１２はルーバ状に形成されている。また、空気流入口１２の位置よりも上方のケーシング１１内に充填材１４が収容され、充填材１４の上方に、冷却水の散水ノズル１５が配設されている。

また、ケーシング１１の頂部に開口１６が設けられ、その開口１６には固定具１７によってファンモータ１８が固定されるとともに、ファンモータ１８の回転軸にはファン１９が固定されている。なお、冷却塔１０の水槽１３への冷却水の補給水は、図示しないボールタップ等を有する給水口から供給される。

冷却水配管３０は、往管３１及び復管３２から構成される。往管３１には、冷却塔１０から熱源機２０のほうへ向けて順に冷却水ポンプ３３と逆止弁３４が配置されている。冷却水ポンプ３３の吸引口は水槽１３の底部近傍に連通されている。冷却水ポンプ３３の吐出口は逆止弁３４を介して熱源機２０の熱負荷と熱交換可能な図示していない熱交換器に連結されている。往管３１の逆止弁３４と図示していない熱交換器との間（熱源機２０の入口部）には、冷却水温度センサー５１が設けられており、この冷却水温度センサー５１の出力信号は、後述する運転制御装置５０に入力される。

復管３２には電動三方弁４１と、この電動三方弁４１がバイパス指令で開放したときに復管３２の冷却水を水槽１３に導くバイパス配管４２が設けられている。

運転制御装置５０は、制御装置５３とインバータ装置５５とを備えて構成される。制御装置５３は、冷却水温度センサー５１の検出温度信号に応じてあらかじめ設定されている周波数でファンモータ１８及びファン１９を回転駆動させる周波数信号を形成してインバータ装置５５に与える。

また、制御装置５３は、冷却水温度センサー５１からの検出温度信号を基にバイパス指令信号を形成して電動三方弁４１に与えて冷却水をバイパスさせる。例えば、冷却水の検出温度が下限設定温度（例えば２４℃）以下になると、電動三方弁４１を切り替えて、熱源機２０からの戻り冷却水を直接冷却塔１０の水槽１３へ落下させることにより、冷却水が過冷却されることを防止する。

なお、本実施形態においては説明の便宜上、制御装置５３は冷却塔１０及び熱源機２０とは独立して設けているが、冷却塔１０に付属して設けて冷却塔１０の１構成要素とすることもできるし、或いは熱源機２０に付属して設けて熱源機システム１００の１構成要素とすることもできる。

図２は、制御装置５３の詳細構成を示すブロック図である。図２に示す制御装置５３は、中央処理装置５３１と、記憶装置５３２と、入力信号部５３３と、出力信号部５３４などから構成されている。制御装置５３は、冷却塔１０の運転開始にともなって動作を開始するようになっている。すると、中央処理装置５３１は、記憶装置５３２に記憶されているプログラムに基づいて動作し、冷却水温度センサー５１から入力信号部５３３を介して取り込まれたデータに応じて、あらかじめ設定されている周波数でファンモータ１８及びファン１９を回転駆動させる周波数信号を形成して、出力信号部５３４を介してインバータ装置５５に供給できるように構成されている。

このように構成される熱源機システム１００では、従来、冷却水の冷却水温度センサー５１による検出温度が下限設定温度（例えば２４．５℃）と上限設定温度（例えば２７℃）との間の設定温度に保たれるようにファン１９の回転周波数が制御される。例えば、設定温度より検出温度が高くなればファンの周波数を高く、検出温度が低くなればファンの周波数を低くするように、検出温度に比例するようにファン周波数を設定して、検出温度に対応する周波数でファン１９を駆動することが知られている。

ところが、このような従来技術では、冷却水の温度変化に対してファン１９の周波数が敏感に変化することにより冷却水温度がハンチングして安定しないおそれがある。

一方、熱源機システム１００の省エネルギー要求に対応すべく、様々な研究がなされており、熱源機２０自体の効率向上はある程度なされてきたが、冷却塔１０のファン１９の効率向上には改善の余地が残されている。特に、熱源機２０の負荷は様々な外乱要因などに起因して変動するものであるが、この負荷変動に対して一律に冷却水の検出温度とファン１９の周波数との対応関係を設定するのではなく、熱源機２０の負荷状態にあわせてファン１９の周波数制御を行なうことにより省エネルギー化を図る余地がある。

本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０は、このような問題に対応すべくなされたものである。以下、本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０の特徴部である制御装置５３のファンの周波数制御内容について実施例ごとに詳細を説明する。

図３は、本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０における制御装置５３の第１実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。図３において、横軸は冷却水温度センサー５１で検出された冷却水入口温度（℃）（以下、適宜ＣＴＩという）であり、縦軸はファン１９の周波数の定格を１００％とした割合を示している。図３（ａ）は制御装置５３のファン周波数の基本制御を示しており、図３（ｂ）は制御装置５３が熱源機２０の高負荷を検出した際のファン周波数の制御を示している。

まず、図３（ａ）（ｂ）に示すように、本実施例の制御装置５３のファン周波数の制御は、冷却水の検出温度に対して、ファン１９をＯＦＦするか、或いは７０％，８０％，９０％，１００％のいずれかの周波数で回転駆動するようになっている。なお、本実施例ではファン１９の周波数を４段階に切り替える場合を例に説明するが、それ以外の段数でファン１９の周波数を設定してもよい。また、冷却水入口温度の設定値やファン１９の周波数の設定値は適宜変更して用いることができる。

また、本実施例の制御装置５３のファン周波数の制御は、複数段の周波数設定における各段で、一定の温度幅をもたせて、これを階段状に連続させて段階的にファン１９の周波数を切り替えるよう構成されている。

さらに、制御する冷却水の検出温度が上昇してファンの周波数を一段高い周波数に切り替える設定温度よりも、冷却水の検出温度が下降してファンの周波数をこの一段高い周波数から一段低い周波数に切り替える設定温度のほうが低く設定されている。例えば、図３（ａ）において、ＣＴＩが２６℃未満から上昇してきて２６℃になったとすると、ファン１９はＯＦＦの状態から一段上げた周波数７０％で回転駆動される。この状態でＣＴＩが２６℃未満になったとしてもファン１９の周波数は一段下げたＯＦＦにされることはなく、２４℃まで下降してはじめてＯＦＦされるよう構成されている。

これにより、複数段の周波数のそれぞれに対して一定の温度幅をもたせているので、ＣＴＩがある一定の温度域（例えば周波数７０％であれば２４℃〜２７℃）にあるときには周波数が変化しないので、冷却水温度を安定させることができる。

また、本実施例の制御装置５３は、熱源機２０の高負荷を検出したら、これに対応してＣＴＩの設定をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更するものである。すなわち、ＣＴＩがファン１９の周波数を設定上限周波数（１００％）に切り替える設定温度（２９℃）よりも高温側に設定された閾値温度（３０℃）以上になったら、図３（ｂ）に示すように、ファン１９のＯＦＦから周波数を一段高い周波数（７０％）へ切り替える設定温度（２６℃）及びこの一段高い周波数（７０％）から周波数をＯＦＦさせる設定温度（２４℃）以外の設定温度を高温側へ１℃シフトさせている。

ＣＴＩが閾値温度（３０℃）以上になるということは、ファン１９を定格の１００％の周波数で駆動しているにもかかわらず冷却水温度が上昇している、つまり熱源機２０の負荷が高負荷であることがわかる。熱源機２０が高負荷の場合、ＣＴＩは低下し難いが、低下し始めたときにはなるべく早めにファン１９の周波数を上限周波数（１００％）から一段下の周波数（９０％）へ切り替えるのが好ましい。そこで、熱源機２０の高負荷を検出したときには、上述のようにファン１９の周波数を上限周波数（１００％）から一段下の周波数（９０％）へ切り替えるＣＴＩの設定温度を２７℃から２８℃にシフトさせている。

これによれば、見かけ上のＣＴＩの目標温度を高めに設定することにより、ＣＴＩが下降してきたときにより早く周波数を一段下に切り替えてファン１９を低い動力で駆動することができる。その結果、ファンを設定上限周波数（１００％）で駆動させ続けるという状態を極力回避することができ、省エネルギーを図ることができる。

なお、本実施例では、ファン１９のＯＦＦから周波数を一段高い周波数（７０％）へ切り替える設定温度（２６℃）及びこの一段高い周波数（７０％）から周波数をＯＦＦさせる設定温度（２４℃）以外の設定温度を高温側へ１℃シフトさせているが、これに限らず、少なくともファン１９の周波数を設定上限周波数（１００％）から一段下の周波数（９０％）へ切り替える設定温度（２７℃）が高温側へ設定温度幅シフトされるようにしておけばよい。

また、ＣＴＩの設定を高負荷対応設定に変更した後、ＣＴＩがあらかじめ設定された復帰閾値温度（例えば２４℃）以下になったら、再び図３（ａ）の基本制御モードに復帰するよう構成することができる。

図４は、本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０における制御装置５３の第２実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。図４において、横軸は冷却水温度センサー５１で検出された冷却水入口温度（℃）であり、縦軸はファン１９の周波数の定格を１００％とした割合を示している。図４（ａ）は制御装置５３のファン周波数の基本制御を示しており、図４（ｂ）は制御装置５３が熱源機２０の高負荷を検出した際のファン周波数の制御を示している。

本実施例の制御装置５３のファン周波数の制御において、複数段の周波数設定における各段で、一定の温度幅をもたせて、これを階段状に連続させて段階的にファン１９の周波数を切り替えるよう構成されている点、及び制御する冷却水の検出温度が上昇してファンの周波数を一段高い周波数に切り替える設定温度よりも、冷却水の検出温度が下降してファンの周波数をこの一段高い周波数から一段低い周波数に切り替える設定温度のほうが低く設定されている点は第１実施例と同様であるので、この点の説明は省略する。

本実施例の制御装置５３は、熱源機２０の高負荷を検出したら、これに対応してファン１９の複数段の周波数の設定をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更するものである。すなわち、まず、図４（ａ）に示すように、本実施例の制御装置５３のファン周波数の基本制御は、冷却水の検出温度に対して、ファン１９をＯＦＦするか、或いは６０％，７０％，８０％，９０％のいずれかの周波数で回転駆動するようになっている。なお、本実施例ではファン１９の周波数を４段階に切り替える場合を例に説明するが、それ以外の段数でファン１９の周波数を設定してもよい。また、冷却水入口温度の設定値やファン１９の周波数の設定値は適宜変更して用いることができる。

これに対して、ＣＴＩがファン１９の周波数を設定上限周波数（９０％）に切り替える設定温度（２９℃）よりも高温側に設定された閾値温度（３０℃）以上になったら、図４（ｂ）に示すように、ファン１９をＯＦＦする以外の設定周波数（６０％，７０％，８０％，９０％）を高周波数側へ１０％シフトさせる。

これは、ＣＴＩが閾値（３０℃）を超えて熱源機２０の高負荷を検出したときには、ファン１９の周波数のレンジ設定を高周波数側へシフトさせて、より高い周波数でファン１９を駆動する高負荷対応モードに設定するものである。言い換えれば、熱源機２０の高負荷を検出していないときには、ファン１９の周波数の設定を高周波数側へシフトさせる余地を残した省エネルギーモードでファンを駆動するものである。

これによれば、冷却塔１０が起動された後熱源機２０の高負荷を検出するまでは常に周波数設定が低めのモードでファン１９が駆動されるので省エネルギーを図ることができ、かつ熱源機２０が高負荷になったらこれに対応してファン１９の周波数設定を高めて冷却水を適切に冷却することができる。

また、ファン１９の周波数の設定を高負荷対応設定に変更した後、ＣＴＩがあらかじめ設定された復帰閾値温度（例えば２４℃）以下になったら、再び図４（ａ）の基本制御モードに復帰するよう構成することができる。また、復帰閾値温度を高めに設定して、なるべく早く図４（ａ）の基本制御モードつまり省エネルギーモードに復帰するよう設定することが好ましい。

図５は、本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０における制御装置５３の第１実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。図５において、横軸は冷却水温度センサー５１で検出された冷却水入口温度（℃）であり、縦軸はファン１９の周波数の定格を１００％とした割合を示している。図５（ａ）は制御装置５３のファン周波数の基本制御を示しており、図５（ｂ）は制御装置５３が熱源機２０の高負荷を検出した際のファン周波数の制御を示している。

本実施例の制御装置５３は、熱源機２０の高負荷を検出したら、これに対応してファン１９の複数段の周波数の設定をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更するものである。すなわち、まず、図５（ａ）に示すように、本実施例の制御装置５３のファン周波数の基本制御は、冷却水の検出温度に対して、ファン１９をＯＦＦするか、或いは５５％，７０％，８５％，１００％のいずれかの周波数で回転駆動するようになっている。なお、本実施例ではファン１９の周波数を４段階に切り替える場合を例に説明するが、それ以外の段数でファン１９の周波数を設定してもよい。また、冷却水入口温度の設定値やファン１９の周波数の設定値は適宜変更して用いることができる。

これに対して、ＣＴＩがファン１９の周波数を設定上限周波数（１００％）に切り替える設定温度（２９℃）よりも高温側に設定された閾値温度（３０℃）以上になったら、図５（ｂ）に示すように、ファン１９をＯＦＦする以外の設定周波数（５５％，７０％，８５％，１００％）間の間隔（１５％）を上限の周波数（１００％）を固定して高周波数側へシフトして１０％へと小さくさせる。

これは、ＣＴＩが閾値（３０℃）を超えて熱源機２０の高負荷を検出したときには、ファン１９の設定上限周波数（１００％）を固定して設定周波数間のスパン（１５％）を高周波数側へシフトして１０％へと小さくする、言い換えれば、各周波数のレンジ設定（５５％，７０％，８５％，１００％）を固定された上限（１００％）のほうへむけて全体的に縮めた設定（７０％，８０％，９０％，１００％）とし、全体的に高い周波数でファン１９を駆動するものである。

また、ファン１９の周波数の設定を高負荷対応設定に変更した後、ＣＴＩがあらかじめ設定された復帰閾値温度（例えば２４℃）以下になったら、再び図５（ａ）の基本制御モードに復帰するよう構成することができる。また、復帰閾値温度を高めに設定して、なるべく早く図４（ａ）の基本制御モードつまり省エネルギーモードに復帰するよう設定することが好ましい。

以上、本実施形態の熱源機システム１００及び冷却塔１０の特徴部である制御装置５３のファンの周波数制御内容について実施例１〜３を用いて説明したが、これらの実施例１〜３の具体的態様には限定されない。例えば、実施例１〜３では、制御する冷却水の検出温度が上昇してファンの周波数を一段高い周波数に切り替える設定温度よりも、冷却水の検出温度が下降してファンの周波数をこの一段高い周波数から一段低い周波数に切り替える設定温度のほうが低く設定されているが、これに限らず、複数段の周波数設定における各段で、一定の温度幅をもたせて、これを階段状に連続させて段階的にファン１９の周波数を切り替えるよう構成されていればよい。

本実施形態の熱源機システムの全体構成を示す図である。制御装置の詳細構成を示すブロック図である。本実施形態の熱源機システム及び冷却塔における制御装置の第１実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。本実施形態の熱源機システム及び冷却塔における制御装置の第２実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。本実施形態の熱源機システム及び冷却塔における制御装置の第３実施例のファンの周波数制御内容を示す図である。

符号の説明

１０冷却塔
１１ケーシング
１２空気流入口
１４充填材
１５散水ノズル
１６開口
１８ファンモータ
１９ファン
２０熱源機
３０冷却水配管
３１往管
３２復管
５０運転制御装置
５１冷却水温度センサー
５３制御装置
５５インバータ装置
１００熱源機システム

Claims

熱負荷から戻される高温の冷却水を空気中に散布し、ファンの回転に伴う空気の通流による蒸発潜熱で前記冷却水を冷却して再び前記熱負荷に循環供給するとともに、前記冷却された冷却水の検出温度に応じて前記ファンの回転数を複数段の周波数で段階制御する制御手段を備えてなる冷却塔において、
前記制御手段は、前記冷却水の検出温度が前記ファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、前記冷却水の検出温度の設定及び前記ファンの複数段の周波数の設定の少なくとも一方をあらかじめ設定されている高負荷対応設定に変更することを特徴とする冷却塔。
前記制御手段は、前記冷却水の検出温度が前記ファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、少なくとも前記ファンの周波数を設定上限周波数から一段下の周波数へ切り替える設定温度を高温側へシフトさせる請求項１の冷却塔。
前記制御手段は、前記冷却水の検出温度が前記ファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、前記ファンの停止から周波数を一段高い周波数へ切り替える設定温度及び該一段高い周波数から前記ファンを停止させる設定温度以外の設定温度を高温側へシフトさせる請求項１の冷却塔。
前記制御手段は、前記冷却水の検出温度が前記ファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、前記ファンの停止以外の設定周波数を高周波数側へシフトさせる請求項１の冷却塔。
前記制御手段は、前記冷却水の検出温度が前記ファンの周波数を設定上限周波数に切り替える設定温度よりも高温側に設定された閾値温度以上になったら、前記ファンの停止以外の設定周波数間の間隔を上限の周波数を固定して高周波数側へシフトして小さくさせる請求項１の冷却塔。
前記制御手段の前記段階制御は、前記複数段の周波数の各段で、前記冷却水の検出温度が上昇して前記ファンの周波数を一段高い周波数に切り替える設定温度よりも、前記冷却水の検出温度が下降して前記ファンの周波数を前記一段高い周波数から一段低い周波数に切り替える設定温度のほうが低く設定されてなる請求項１乃至５のいずれかの冷却塔。
熱源機と、請求項１乃至６のいずれかの冷却塔と、前記熱源機の熱負荷から戻される高温の冷却水を前記冷却塔へ導く配管と、前記冷却塔で冷却された冷却水を前記熱源機の熱負荷へ導く配管とを備えて構成される熱源機システム。