JP2010192632A - 冷却装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置の小型化を図りつつ製造コストを低減し得る冷却装置を提供する。
【解決手段】冷凍サイクル2における蒸発器で構成されると共にエチレングリコール30(冷却対象流体)を導入可能に構成されてエチレングリコール30を冷却する冷却器3(第1の冷却器)を備えた冷却装置1であって、エチレングリコール30を冷却するための水道水40(冷却液)およびエチレングリコール30をそれぞれ導入可能に構成されて導入した水道水40によってエチレングリコール30を冷却する冷却器4(第2の冷却器)と、エチレングリコール30の導入先を冷却器3および冷却器4のいずれに切り替える三方弁7(切替弁)とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、冷凍サイクルにおける蒸発器で構成された冷却器によって冷却対象流体を冷却する冷却装置に関するものである。
この種の冷却装置として、コンピュータ冷却装置(以下、単に「冷却装置」ともいう)が特開平5−248665号公報に開示されている。この冷却装置は、冷凍ユニットおよびバックアップ用冷凍ユニットを備え、冷却対象流体としての水を冷却してポンプユニットによってコンピュータに供給する。この場合、この冷却装置では、冷凍ユニット(以下、「バックアップ用冷凍ユニット」との区別を容易とするために「主冷凍ユニット」ともいう)およびバックアップ用冷凍ユニットが別個独立して冷凍サイクルを備えて構成されている。また、この冷凍装置では、通常運転時には、バックアップ冷凍ユニットを停止させた状態で主冷凍ユニットを稼働させて冷却対象流体としての水を冷却する。一方、主冷凍ユニットに異常が生じたときには、主冷凍ユニットを停止させると共にバックアップ用冷凍ユニットを稼働させる。これにより、主冷凍ユニットに異常が生じた場合であっても、バックアップ用冷凍ユニットによって冷却した水をコンピュータに供給し続けることが可能となっている。
特開平5−248665号公報(第2頁、第1図)
ところが、従来の冷却装置には、以下の問題点がある。すなわち、従来の冷却装置では、主冷凍ユニットに異常が生じたときに冷却対象流体(この例では、水)を冷却するためのバックアップ用冷却ユニットを備えると共に、両冷凍ユニットが別個独立して冷凍サイクルを備えて構成されている。また、従来の冷却装置では、始動時点に主冷凍ユニットおよびバックアップ用冷凍ユニットの双方を同時に稼働させて水を急冷処理することがあるものの、常態においては、バックアップ用冷凍サイクルが主冷凍ユニットの異常停止に備えて待機した状態(非稼働状態)が維持される。この場合、バックアップ用冷凍ユニットには、主冷凍ユニットに搭載されている冷凍サイクルと同程度の大きさで同程度の製造コストの冷凍サイクルが搭載されている。したがって、従来の冷却装置では、稼働率が非常に低いバックアップ用冷凍ユニットが、大きく高価な冷凍サイクルを搭載していることに起因して、装置が大型化すると共に製造コストが高騰しているという問題点がある。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、装置の小型化を図りつつ製造コストを低減し得る冷却装置を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく、請求項1記載の冷却装置は、冷凍サイクルにおける蒸発器で構成されると共に冷却対象流体を導入可能に構成されて当該冷却対象流体を冷却する第1の冷却器を備えた冷却装置であって、前記冷却対象流体を冷却するための冷却液および当該冷却対象流体をそれぞれ導入可能に構成されて当該導入した冷却液によって当該冷却対象流体を冷却する第2の冷却器と、前記冷却対象流体の導入先を前記第1の冷却器および前記第2の冷却器のいずれに切り替える切替弁とを備えている。なお、本発明における「冷却対象流体」には、「液体」および「気体」の双方が含まれる。また、本発明における「冷却対象流体を冷却するための冷却液」とは、「未処理状態の温度が、本発明に係る冷却装置による冷却処理前の冷却対象流体の温度よりも低温の液体(すなわち、加熱処理や冷却処理を施してない自然状態の温度が冷却対象流体を冷却し得る温度の液体)」を意味する。
また、請求項2記載の冷却装置は、請求項1記載の冷却装置において、当該冷却装置による冷却処理前の前記冷却対象流体および当該冷却装置による冷却処理後の当該冷却対象流体の少なくとも一方の温度を検出する第1の温度センサと、前記第2の冷却器に導入させる前記冷却液の温度を検出する第2の温度センサと、前記第2の冷却器に導入させる前記冷却液の流量を制御する制御弁と、前記制御弁を制御して前記冷却液の前記流量を調整する流量制御部とを備え、前記流量制御部が、前記第2の冷却器によって前記冷却対象流体を冷却する際に、前記第1の温度センサおよび前記第2の温度センサからの各センサ信号に基づいて当該冷却対象流体の温度および前記冷却液の温度をそれぞれ特定すると共に特定した各温度に基づいて前記冷却処理後の当該冷却対象流体の温度が予め規定された温度範囲内となるように前記制御弁を制御する。
さらに、請求項3記載の冷却装置は、請求項1または2記載の冷却装置において、前記冷凍サイクルに生じた異常を検出するための異常検出用センサと、前記切替弁を制御して前記冷却対象流体の導入先を切り替えさせる切替制御部とを備え、前記切替制御部が、前記異常検出用センサからのセンサ信号に基づいて前記冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、前記切替弁を制御して前記冷却対象流体の導入先を前記第2の冷却器に切り替えさせる。
また、請求項4記載の冷却装置は、請求項3記載の冷却装置において、前記切替制御部が、前記冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、その旨を報知する。
さらに、請求項5記載の冷却装置は、請求項3または4記載の冷却装置において、前記異常検出用センサが、前記蒸発器内に吐出させる冷媒の温度、前記冷凍サイクルにおける圧縮機に吸入される前記冷媒の温度、および前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒の圧力の少なくとも一つを検出する。
請求項1記載の冷却装置によれば、冷却対象流体を冷却するための冷却液を導入して、導入した冷却液によって冷却対象流体を冷却する第2の冷却器と、冷却対象流体の導入先を第1の冷却器および第2の冷却器のいずれに切り替える切替弁とを備えたことにより、主冷凍ユニットの他にバックアップ用冷凍ユニットを搭載している従来の冷却装置とは異なり、高価で大形なバックアップ用冷凍ユニットを搭載することなく、冷凍サイクルに異常が生じたときであっても第2の冷却器(冷却液)によって冷却対象流体を冷却して供給対象機器に供給し続けることができる。これにより、この冷却装置によれば、小型化を図ることができると共に、その製造コストを十分に低減することができる。
また、請求項2記載の冷却装置によれば、流量制御部が、第2の冷却器によって冷却対象流体を冷却する際に、第1の温度センサおよび第2の温度センサからの各センサ信号に基づいて冷却対象流体の温度および冷却液の温度をそれぞれ特定すると共に特定した各温度に基づいて冷却処理後の冷却対象流体の温度が予め規定された温度範囲内となるように制御弁を制御することにより、冷凍サイクルに異常が生じて第2の冷却器(冷却液)によって冷却対象流体を冷却しているときに冷却対象流体が過剰に冷却される事態(規定された温度範囲よりも低温の冷却対象流体が供給される事態)、および冷却対象流体の冷却が不足する事態(規定された温度範囲よりも高温の冷却対象流体が供給される事態)を回避して、適正な温度の冷却対象流体を供給することができる。
さらに、請求項3記載の冷却装置によれば、切替制御部が、異常検出用センサからのセンサ信号に基づいて冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、切替弁を制御して冷却対象流体の導入先を第2の冷却器に切り替えさせることにより、例えば手動で切替弁を切り替える構成の冷却装置と比較して、冷凍サイクルの異常の検出から切替弁の切替え完了(第2の冷却器による冷却対象流体の冷却開始)までに要する時間を十分に短縮することができる。これにより、この冷却装置によれば、冷凍サイクルに異常が生じたとしても、供給対象機器に対して規定された温度範囲を外れた温度の冷却対象流体が供給される回避することができる。
また、請求項4記載の冷却装置によれば、切替制御部が、冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、その旨を報知することにより、冷凍サイクルに異常が生じた旨を利用者に対して速やかに認識させることができるため、供給対象機器の停止や、冷凍サイクルの修理の手配などを迅速に行うことができる。
さらに、請求項5記載の冷却装置によれば、異常検出用センサが、蒸発器内に吐出させる冷媒の温度、冷凍サイクルにおける圧縮機に吸入される冷媒の温度、および蒸発器と圧縮機との間の冷媒の圧力の少なくとも一つを検出することにより、冷凍サイクルに異常が生じたときに、異常の発生を確実に、しかも短時間で把握することができる。
冷却装置1の構成図である。 冷却装置1の他の構成図である。 冷却装置1Aの構成図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る冷却装置の実施の形態について説明する。
最初に、冷却装置1の構成について、図面を参照して説明する。
図1,2に示す冷却装置1は、本発明に係る冷却装置の一例であって、予め規定された温度(一例として、20℃±1℃)に温度調整した(冷却した)エチレングリコール30(本発明における「冷却対象流体」の一例)を、一例として、MRIおよびX線撮像装置等の医療機器やコンピュータ等の電子機器(図示せず:以下、「供給対象機器」ともいう)に供給する。この冷却装置1は、冷凍サイクル2、冷却器4、貯液槽5、ポンプ6、三方弁7,8、制御弁9、温度センサ10,11および制御部12を備えている。なお、本発明における冷却対象流体は、上記のエチレングリコール30に限定されるものではなく、フッ素系溶液、アルコール系溶液および純水等の各種液体や、不活性ガスおよび後述する冷却装置1A(図3参照)の冷却対象流体である空気(大気)などの各種気体がこれに含まれる。
冷凍サイクル2は、冷却器3と、この冷却器3内に冷媒を吐出させるための圧縮機22、凝縮器23および膨張弁24とを備えている。冷却器3は、本発明における第1の冷却器の一例であって、いわゆる「蒸発器」で構成されると共に、冷却対象流体としてのエチレングリコール30の通過(導入)が可能に構成されて、膨張弁24から吐出された冷媒の気化熱によってエチレングリコール30を冷却する。この場合、この冷却装置1では、一例として、プレート式冷却器で冷却器3が構成されている。圧縮機22は、制御部12の制御に従って冷却器3においてエチレングリコール30と熱交換して温度上昇させられた気化冷媒を凝縮器23に向けて圧送する。凝縮器23は、圧縮機22によって圧送された高温高圧の気化冷媒を冷却することで凝縮させる(液化させる)。この場合、この冷却装置1では、凝縮器23による冷媒の冷却効率を高めるためのファン28が取り付けられている。膨張弁24(図2における「電子膨張弁」)は、制御部12の制御に従って冷却器3内に液化冷媒を吐出させることで冷却器3内において冷媒を気化させる。なお、本発明における冷凍サイクルに採用する膨張弁は電子膨張弁に限定されるものではなく、キャピラリチューブや機械式膨張弁を採用することもできる。
また、冷凍サイクル2は、本発明における異常検出用センサの一例である温度センサ25,26および圧力センサ27を備えている。温度センサ25(図2における「冷却器入口温度センサ」)は、膨張弁24および冷却器3の間(冷却器3における膨張弁24側の端部)に配設されて冷却器3内に吐出される冷媒の温度を検出してセンサ信号を出力する。温度センサ26(図2における「吸入温度センサ」)は、冷却器3および圧縮機22の間に配設されて圧縮機22に吸入される冷媒の温度を検出してセンサ信号を出力する。圧力センサ27(図2における「低圧圧力計」)は、冷却器3および圧縮機22の間に配設されて圧縮機22に吸入される冷媒の圧力(吸入圧力)を検出してセンサ信号を出力する。
なお、図2に示すように、実際の冷凍サイクル2には、凝縮器23内の冷媒温度を検出するための温度センサ(同図における「凝縮温度センサ」)や、凝縮器23の周囲の温度を検出するための温度センサ(同図における「周囲温度センサ」)を備えているが、本発明についての理解を容易とするために、これらにつての詳細な説明を省略すると共に、図1における図示を省略する。また、実際の冷凍サイクル2は、圧縮機22によって圧送される高温冷媒の一部を膨張弁24と冷却器3との間に戻すための補助冷媒配管(図2における「電磁弁」および「キャピラリチューブ」を有する冷媒配管)などを備えているが、本願発明についての理解を容易とするために、これらについての説明、および図1における図示を省略する。
冷却器4(図2における「緊急用冷却器」)は、本発明における第2の冷却器の一例であって、上記のエチレングリコール30と、本発明における冷却液の一例である水道水40とをそれぞれ導入して、導入した水道水40によってエチレングリコール30を冷却するように構成されている。この場合、本発明における冷却水は上記の水道水40に限定されるものではなく、自然状態における温度(加熱処理または冷却処理を行っていない常態における温度)が冷却装置1による冷却処理前のエチレングリコール30の温度よりも低温の各種液体(一例として、海水、雨水、伏流水および井戸水等)がこれに含まれる。なお、この冷却装置1では、一例として、プレート式冷却器で冷却器4が構成されている。
貯液槽5(図2における「水槽」)は、供給対象機器に供給する(供給対象機器から戻された)エチレングリコール30を一時的に貯留する。ポンプ6(図2における「圧送ポンプ」)は、後述するように、制御部12の制御に従って貯液槽5内のエチレングリコール30を圧送することによって冷却器3,4のいずれかを通過させて供給対象機器に供給する。この場合、図2に示すように、実際の冷却装置1では、供給対象機器側においてエチレングリコール30を受け入れられない事態が生じたとき(たとえば、供給用配管に詰まりが生じたとき)などに、供給用配管やポンプ6などに過剰なストレスが加わる事態を回避するために、供給対象体に向けて供給するエチレングリコール30の一部、またはすべてを貯液槽5に戻すためのバイパス用配管(同図における「バイパスバルブ」が接続されている配管)および圧力センサ(同図における「水圧計」)が配設されている。また、実際の冷却装置1では、貯液槽5内からエチレングリコール30がオーバーフローする事態を回避するための液面計、フロートスイッチおよびドレーン配管(同図における「ドレーンバルブ」が接続されている配管)も配設されている。本願発明についての理解を容易とするために、これらについての説明、および図1における図示を省略する。
三方弁7は、本発明における切替弁の一例であって、制御部12の制御に従ってポンプ6によって圧送されるエチレングリコール30の導入先を冷却器3および冷却器4のいずれかに切り替える。三方弁8は、上記の三方弁7と連動してエチレングリコール30の流路を切り替える。具体的には、三方弁8は、三方弁7がエチレングリコール30の導入先を冷却器3に切り替えているときには、冷却器3と供給対象機器とを連通させて冷却器4をエチレングリコール30の流路から遮断すると共に、三方弁7がエチレングリコール30の導入先を冷却器4に切り替えているときには、冷却器4と供給対象機器とを連通させて冷却器3をエチレングリコール30の流路から遮断する。
制御弁9は、本発明における制御弁の一例であって、後述するように、制御部12の制御に従って冷却器4に導入させる水道水40の流量を調整する。温度センサ10(図2における「液温センサ」)は、本発明における第1の温度センサに相当し、冷却装置1による冷却処理後のエチレングリコール30の温度を検出してセンサ信号を出力する(本発明における「冷却装置による冷却処理前の冷却対象流体および冷却装置による冷却処理後の冷却対象流体の少なくとも一方」が「冷却処理後の冷却対象流体」である例)。温度センサ11は、本発明における第2の温度センサに相当し、冷却器4に導入させる冷却液としての水道水40の温度(すなわち、水道管から供給される水道水40の温度)を検出してセンサ信号を出力する。
制御部12は、冷却装置1を総括的に制御する。具体的には、制御部12は、本発明における切替制御部として機能し、冷凍サイクル2が正常稼働しているか否かを監視すると共に、冷凍サイクル2が正常稼働している状態においては、三方弁7,8を制御してエチレングリコール30の導入先を冷却器3に切り替えさせて冷却器3によってエチレングリコール30を冷却させる。また、制御部12は、冷凍サイクル2に異常が生じたときには、三方弁7,8を制御してエチレングリコール30の導入先を冷却器3から冷却器4に切り替えさせて冷却器4(水道水40)によってエチレングリコール30を冷却させる。
さらに、制御部12は、本発明における流量制御部として機能する。具体的には、制御部12は、エチレングリコール30の導入先が冷却器4に切り替えられている状態(すなわち、冷却器4(水道水40)によってエチレングリコール30を冷却している状態)において、温度センサ10からのセンサ信号に基づいて冷却器4による冷却処理後のエチレングリコール30の温度を特定すると共に、温度センサ11からのセンサ信号に基づいて冷却器4に導入させる水道水40の温度を特定する。また、制御部12は、特定した各温度に基づき、冷却器4による冷却後のエチレングリコール30の温度が目標温度範囲内(一例として、20℃±5℃)となるように制御弁9を制御して冷却器4に対する水道水40の流量を調整する。
次に、冷却装置1によるエチレングリコール30に対する冷却処理について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
図示しない操作パネルのスタートスイッチが操作されてエチレングリコール30の冷却処理の開始を指示されたときに、制御部12は、まず、冷凍サイクル2の圧縮機22を制御して冷凍サイクル2を稼働させると共に、ポンプ6を制御してエチレングリコール30の圧送を開始させる。また、制御部12は、冷凍サイクル2が正常稼働しているときには、三方弁7,8を制御してエチレングリコール30の導入先を冷却器3に切り替えさせ、その状態を維持させる。この場合、ポンプ6によって圧送されたエチレングリコール30が冷却器3を通過する際に冷却されて供給対象機器に供給される。また、供給対象機器に対するエチレングリコール30の供給に伴い、供給対象機器において温度上昇させられた(供給対象機器を冷却した)高温のエチレングリコール30が冷却装置1に戻されて貯液槽5に貯留される。このように、この冷却装置1では、供給対象機器と貯液槽5との間においてエチレングリコール30を循環させる構成が採用されている。なお、冷凍サイクル2の動作原理については公知のため、詳細な説明を省略する。
一方、冷凍サイクル2に異常が生じたときには、制御部12は、冷却器3に代えて冷却器4によってエチレングリコール30を冷却させる。具体的には、制御部12は、温度センサ25からのセンサ信号に基づいて膨張弁24から吐出された冷媒の温度が正常範囲を外れた(正常温度範囲よりも高い温度または低い温度となった)と判別したとき、温度センサ26からのセンサ信号に基づいて圧縮機22に吸入される冷媒の温度が正常範囲を外れた(正常温度範囲よりも高い温度または低い温度となった)と判別したとき、圧力センサ27からのセンサ信号に基づいて圧縮機22に吸入される冷媒の圧力が正常範囲を外れた(正常圧力範囲よりも高い圧力または低い圧力となった)と判別したとき、または圧縮機22や膨張弁24に動作不良が生じたときに、冷凍サイクル2に異常が生じたと判別する。
この際には、冷却器3(冷凍サイクル2)によってエチレングリコール30を目標温度まで冷却するのが困難となり、供給対象機器が異常加熱して破損するおそれがあるため、制御部12は、まず、図示しないブザーから警告音を放音すると共に、図示しない警告ランプを点灯させることにより、冷凍サイクル2に異常が生じている旨を報知する。これにより、利用者は、必要に応じて供給対象機器を停止させたり、冷却装置1のメンテナンス担当者に連絡をして冷凍サイクル2の点検・修理を依頼したりする。また、制御部12は、上記の警告処理の開始と並行して、三方弁7,8を制御してエチレングリコール30の導入先を冷却器4に切り替えさせると共に、制御弁9を制御して冷却器4に水道水40を導入させる。
この際には、ポンプ6によって圧送されたエチレングリコール30が冷却器4を通過する水道水40によって冷却されて供給対象機器に供給される。また、供給対象機器に対するエチレングリコール30の供給に伴い、供給対象機器において温度上昇させられた(供給対象機器において冷却対象体を冷却した)高温のエチレングリコール30は、冷却器3による冷却処理時と同様にして、冷却装置1に戻されて貯液槽5に貯留される。また、冷却器4内においてエチレングリコール30を冷却することによって温度上昇させられた水道水40は、図示しない排水処理設備に向けて排水される。また、制御部12は、温度センサ10からのセンサ信号に基づいて冷却処理後のエチレングリコール30の温度を特定すると共に、温度センサ11からのセンサ信号に基づいて冷却器4に導入させる水道水40の温度を特定する。さらに、制御部12は、特定した各温度に基づき、冷却処理後のエチレングリコール30の温度が目標温度範囲内の温度となるように制御弁9を制御して水道水40の流量を調整する。
具体的には、制御部12は、冷却処理後のエチレングリコール30の温度が目標温度範囲内における高温側の温度のときや、水道水40の温度がやや高い温度のときには、制御弁9を制御して冷却器4に導入させる水道水40を増量させる。これにより、冷却器4内において大量の水道水40によってエチレングリコール30が十分に冷却されて高温のエチレングリコール30が供給対象機器に供給される事態が回避される。一方、冷却処理後のエチレングリコール30の温度が目標温度範囲内における低温側の温度のときや、水道水40の温度がやや低い温度のときには、制御弁9を制御して冷却器4に導入させる水道水40流量を減少させる。これにより、冷却器4内におけるエチレングリコール30の冷却が制限されて過剰に低温のエチレングリコール30が供給対象機器に供給される事態が回避される。
このように、この冷却装置1によれば、エチレングリコール30を冷却するための水道水40を導入して、導入した水道水40によってエチレングリコール30を冷却する冷却器4と、エチレングリコール30の導入先を冷却器3および冷却器4のいずれに切り替える三方弁7とを備えたことにより、主冷凍ユニットの他にバックアップ用冷凍ユニットを搭載している従来の冷却装置とは異なり、高価で大形なバックアップ用冷凍ユニットを搭載することなく、冷凍サイクル2に異常が生じたときであっても冷却器4(水道水40)によってエチレングリコール30を冷却して供給対象機器に供給し続けることができる。これにより、この冷却装置1によれば、小型化を図ることができると共に、その製造コストを十分に低減することができる。
また、この冷却装置1によれば、制御部12が、冷却器4によってエチレングリコール30を冷却する際に、温度センサ10,11からの各センサ信号に基づいてエチレングリコール30の温度および水道水40の温度をそれぞれ特定すると共に特定した各温度に基づいて冷却処理後のエチレングリコール30の温度が予め規定された温度範囲内となるように制御弁9を制御することにより、冷凍サイクル2に異常が生じて冷却器4(水道水40)によってエチレングリコール30を冷却しているときにエチレングリコール30が過剰に冷却される事態(規定された温度範囲よりも低温のエチレングリコール30が供給される事態)、およびエチレングリコール30の冷却が不足する事態(規定された温度範囲よりも高温のエチレングリコール30が供給される事態)を回避して、適正な温度のエチレングリコール30を供給することができる。
さらに、この冷却装置1によれば、制御部12が、温度センサ25,26および圧力センサ27からのセンサ信号に基づいて冷凍サイクル2に異常が生じたと判別したときに、三方弁7を制御してエチレングリコール30の導入先を冷却器4に切り替えさせることにより、例えば手動で三方弁7を切り替える構成の冷却装置と比較して、冷凍サイクル2の異常の検出から三方弁7の切替え完了(冷却器4によるエチレングリコール30の冷却開始)までに要する時間を十分に短縮することができる。これにより、この冷却装置1によれば、冷凍サイクル2に異常が生じたとしても、供給対象機器に対して規定された温度範囲を外れた温度のエチレングリコール30が供給される回避することができる。
また、この冷却装置1によれば、制御部12が、冷凍サイクル2に異常が生じたと判別したときに、その旨を報知することにより、冷凍サイクル2に異常が生じた旨を利用者に対して速やかに認識させることができるため、供給対象機器の停止や、冷凍サイクル2の修理の手配などを迅速に行うことができる。
さらに、この冷却装置1によれば、本発明における異常検出用センサとしての温度センサ25,26および圧力センサ27が、冷却器3内に吐出させる冷媒の温度、圧縮機22に吸入される冷媒の温度、および冷却器3と圧縮機22との間の冷媒の圧力を検出することにより、冷凍サイクル2に異常が生じたときに、異常の発生を確実に、しかも短時間で把握することができる。
次に、本発明に係る冷却装置の他の実施の形態について説明する。なお、上記の冷却装置1と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図3に示す冷却装置1Aは、本発明に係る冷却装置の他の一例であって、一例として、移動式簡易クーラー等の各種機器(図示せず:以下、「供給対象機器」ともいう)に予め規定された温度(一例として、20℃±1℃)に温度調整した(冷却した)空気50(本発明における「冷却対象流体」の他の一例)を供給する。この冷却装置1Aは、前述した冷却装置1における冷却器3,4、ポンプ6、三方弁7,8、温度センサ10および制御部12に代えて、冷却器3a,4a、送風機6a、三方弁7a,8a、温度センサ10aおよび制御部12aを備えている。
冷却器3aは、本発明における第1の冷却器の他の一例であって、いわゆる「蒸発器」で構成されると共に、冷却対象流体としての空気50の通過(導入)が可能に構成されて、膨張弁24から吐出された冷媒の気化熱によって空気50を冷却する。この場合、この冷却装置1Aでは、一例として、プレート式冷却器で冷却器3aが構成されている。冷却器4aは、本発明における第2の冷却器の他の一例であって、空気50と、本発明における冷却液の一例である水道水40とを導入可能に構成されて、導入した水道水40によって空気50を冷却するように構成されている。この場合、この冷却装置1Aでは、一例として、プレート式冷却器で冷却器4aが構成されている。
送風機6aは、後述するように制御部12aの制御に従って空気50を圧送することによって冷却器3a,4aのいずれかを通過させて供給対象機器に供給する。三方弁7aは、本発明における切替弁の他の一例であって、制御部12aの制御に従って送風機6aによって圧送される空気50の導入先を冷却器3aおよび冷却器4aのいずれかに切り替える。三方弁8aは、上記の三方弁7aと連動して空気50の流路を切り替える。具体的には、三方弁8aは、三方弁7aが空気50の導入先を冷却器3aに切り替えているときには、冷却器3aと供給対象機器とを連通させて冷却器4aを空気50の流路から遮断すると共に、三方弁7aが空気50の導入先を冷却器4aに切り替えているときには、冷却器4aと供給対象機器とを連通させて冷却器3aを空気50の流路から遮断する。温度センサ10aは、本発明における第1の温度センサに相当し、冷却装置1Aによる冷却処理後の空気50の温度を検出してセンサ信号を出力する(本発明における「冷却装置による冷却処理前の冷却対象流体および冷却装置による冷却処理後の冷却対象流体の少なくとも一方」が「冷却処理後の冷却対象流体」である例)。
制御部12aは、冷却装置1Aを総括的に制御する。具体的には、制御部12aは、本発明における切替制御部として機能し、冷凍サイクル2が正常稼働しているか否かを監視すると共に、冷凍サイクル2が正常稼働している状態においては、三方弁7a,8aを制御して空気50の導入先を冷却器3aに切り替えさせて冷却器3aによって空気50を冷却させる。また、制御部12aは、冷凍サイクル2に異常が生じたときには、三方弁7a,8aを制御して空気50の導入先を冷却器3aから冷却器4aに切り替えさせて冷却器4a(水道水40)によって空気50を冷却させる。
さらに、制御部12aは、本発明における流量制御部として機能する。具体的には、制御部12aは、空気50の導入先が冷却器4aに切り替えられている状態(すなわち、冷却器4a(水道水40)によって空気50を冷却している状態)において、温度センサ10aからのセンサ信号に基づいて冷却器4aによる冷却処理後の空気50の温度を特定すると共に、温度センサ11からのセンサ信号に基づいて冷却器4aに導入させる水道水40の温度を特定する。また、制御部12aは、特定した各温度に基づき、冷却器4aによる冷却後の空気50の温度が目標温度範囲内(一例として、20℃±5℃)となるように制御弁9を制御して冷却器4aに対する水道水40の流量を調整する。
次に、冷却装置1Aによる空気50に対する冷却処理について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
図示しない操作パネルのスタートスイッチが操作されて空気50の冷却処理の開始を指示されたときに、制御部12aは、まず、冷凍サイクル2の圧縮機22を制御して冷凍サイクル2を稼働させると共に、送風機6aを制御して空気50の圧送を開始させる。また、制御部12aは、冷凍サイクル2が正常稼働しているときには、三方弁7a,8aを制御して空気50の導入先を冷却器3aに切り替えさせ、その状態を維持させる。この場合、送風機6aによって圧送された空気50が冷却器3aを通過する際に冷却されて供給対象機器に供給される。また、供給対象機器に対する空気50の供給に伴い、供給対象機器において温度上昇させられた(供給対象機器を冷却した)高温の空気50が冷却装置1Aに戻される。このように、この冷却装置1Aでは、供給対象機器との間において空気50を循環させる構成が採用されている。
一方、冷凍サイクル2に異常が生じたときには、制御部12aは、冷却器3aに代えて冷却器4aによって空気50を冷却させる。具体的には、制御部12aは、温度センサ25からのセンサ信号に基づいて膨張弁24から吐出された冷媒の温度が正常範囲を外れた(正常温度範囲よりも高い温度または低い温度となった)と判別したとき、温度センサ26からのセンサ信号に基づいて圧縮機22に吸入される冷媒の温度が正常範囲を外れた(正常温度範囲よりも高い温度または低い温度となった)と判別したとき、圧力センサ27からのセンサ信号に基づいて圧縮機22に吸入される冷媒の圧力が正常範囲を外れた(正常圧力範囲よりも高い圧力または低い圧力となった)と判別したとき、または圧縮機22や膨張弁24に動作不良が生じたときに、冷凍サイクル2に異常が生じたと判別する。
この際には、冷却器3a(冷凍サイクル2)によって空気50を目標温度まで冷却するのが困難となり、供給対象機器が異常加熱して破損するおそれがあるため、制御部12aは、まず、図示しないブザーから警告音を放音すると共に、図示しない警告ランプを点灯させることにより、冷凍サイクル2に異常が生じている旨を報知する。これにより、利用者は、必要に応じて供給対象機器を停止させたり、冷却装置1Aのメンテナンス担当者に連絡をして冷凍サイクル2の点検・修理を依頼したりする。また、制御部12aは、上記の警告処理の開始と並行して、三方弁7a,8aを制御して空気50の導入先を冷却器4aに切り替えさせると共に、制御弁9を制御して冷却器4aに水道水40を導入させる。
この際には、送風機6aによって圧送された空気50が冷却器4aを通過する水道水40によって冷却されて供給対象機器に供給される。また、供給対象機器に対する空気50の供給に伴い、供給対象機器において温度上昇させられた(供給対象機器において冷却対象体を冷却した)高温の空気50は、冷却器3aによる冷却処理時と同様にして、冷却装置1Aに戻される。また、冷却器4a内において空気50を冷却することによって温度上昇させられた水道水40は、図示しない排水処理設備に向けて排水される。また、制御部12aは、温度センサ10aからのセンサ信号に基づいて冷却処理後の空気50の温度を特定すると共に、温度センサ11からのセンサ信号に基づいて冷却器4aに導入させる水道水40の温度を特定する。さらに、制御部12aは、特定した各温度に基づき、冷却処理後の空気50の温度が目標温度範囲内の温度となるように制御弁9を制御して水道水40の流量を調整させる。
具体的には、制御部12aは、冷却処理後の空気50の温度が目標温度範囲内における高温側の温度のときや、水道水40の温度がやや高い温度のときには、制御弁9を制御して冷却器4aに導入させる水道水40を増量させる。これにより、冷却器4a内において大量の水道水40によって空気50が十分に冷却されて高温の空気50が供給対象機器に供給される事態が回避される。一方、冷却処理後の空気50の温度が目標温度範囲内における低温側の温度のときや、水道水40の温度がやや低い温度のときには、制御弁9を制御して冷却器4aに導入させる水道水40流量を減少させる。これにより、冷却器4a内における空気50の冷却が制限されて過剰に低温の空気50が供給対象機器に供給される事態が回避される。
このように、この冷却装置1Aによれば、空気50を冷却するための水道水40を導入して、導入した水道水40によって空気50を冷却する冷却器4aと、空気50の導入先を冷却器3aおよび冷却器4aのいずれに切り替える三方弁7aとを備えたことにより、主冷凍ユニットの他にバックアップ用冷凍ユニットを搭載している従来の冷却装置とは異なり、高価で大形なバックアップ用冷凍ユニットを搭載することなく、冷凍サイクル2に異常が生じたときであっても冷却器4a(水道水40)によって空気50を冷却して供給対象機器に供給し続けることができる。これにより、このこの冷却装置1Aによれば、小型化を図ることができると共に、その製造コストを十分に低減することができる。
また、この冷却装置1Aによれば、制御部12aが、冷却器4aによって空気50を冷却する際に、温度センサ10a,11からの各センサ信号に基づいて空気50の温度および水道水40の温度をそれぞれ特定すると共に特定した各温度に基づいて冷却処理後の空気50の温度が予め規定された温度範囲内となるように制御弁9を制御することにより、冷凍サイクル2に異常が生じて冷却器4a(水道水40)によって空気50を冷却しているときに空気50が過剰に冷却される事態(規定された温度範囲よりも低温の空気50が供給される事態)、および空気50の冷却が不足する事態(規定された温度範囲よりも高温の空気50が供給される事態)を回避して、適正な温度の空気50を供給することができる。
さらに、この冷却装置1Aによれば、制御部12aが、温度センサ25,26および圧力センサ27からのセンサ信号に基づいて冷凍サイクル2に異常が生じたと判別したときに、三方弁7aを制御して空気50の導入先を冷却器4aに切り替えさせることにより、例えば手動で三方弁7aを切り替える構成の冷却装置と比較して、冷凍サイクル2の異常の検出から三方弁7aの切替え完了(冷却器4aによる空気50の冷却開始)までに要する時間を十分に短縮することができる。これにより、この冷却装置1Aによれば、冷凍サイクル2に異常が生じたとしても、供給対象機器に対して規定された温度範囲を外れた温度の空気50が供給される回避することができる。
また、この冷却装置1Aによれば、制御部12aが、冷凍サイクル2に異常が生じたと判別したときに、その旨を報知することにより、冷凍サイクル2に異常が生じた旨を利用者に対して速やかに認識させることができるため、供給対象機器の停止や、冷凍サイクル2の修理の手配などを迅速に行うことができる。
さらに、この冷却装置1Aによれば、本発明における異常検出用センサとしての温度センサ25,26および圧力センサ27が、冷却器3a内に吐出させる冷媒の温度、圧縮機22に吸入される冷媒の温度、および冷却器3aと圧縮機22との間の冷媒の圧力を検出することにより、冷凍サイクル2に異常が生じたときに、異常の発生を確実に、しかも短時間で把握することができる。
なお、本発明は、上記本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、上記の冷却装置1(1A)では、冷凍サイクル2に異常が生じたときに制御部12(12a)が三方弁7(7a),8(8a)を制御してエチレングリコール30(空気50)の導入先を冷却器3(3a)から冷却器4(4a)に自動的に切り替える構成を採用しているが、本発明はこれに限定されず、冷却対象流体の導入先を手動で切り替える構成を採用することもできる。このような構成では、冷凍サイクル2に異常が生じてから手動での切替え作業を迅速に行うために、上記の冷却装置1(1A)と同様にして、冷凍サイクル2に異常が生じた旨を警告する構成を採用するのが好ましい。
また、上記の冷却装置1(1A)では、温度センサ10(10a)によって検出した冷却処理後のエチレングリコール30(空気50)の温度と、温度センサ11によって検出した水道水40の温度とに基づいて制御弁9を制御する構成を採用しているが、本発明は、これに限定されず、冷却処理前のエチレングリコール30(空気50)の温度と、温度センサ11によって検出した水道水40の温度とに基づいて制御弁9を制御する構成を採用することもできる(本発明における「冷却装置による冷却処理前の冷却対象流体および冷却装置による冷却処理後の冷却対象流体の少なくとも一方」が「冷却処理前の冷却対象流体」である例)。さらに、上記の冷却装置1(1A)では、本発明における冷却対象流体としてのエチレングリコール30(空気50)を供給対象機器との間で循環させる構成を採用しているが、本発明に係る冷却装置の構成はこれに限定されず、供給対象体に対して冷却対象流体の供給だけを行う構成を採用することもできる。
1,1A 冷却装置
2 冷凍サイクル
3,3a,4,4a 冷却器
7,7a,8,8a 三方弁
9 制御弁
10,10a,11,25,26 温度センサ
12,12a 制御部
22 圧縮機
23 凝縮器
24 膨張弁
27 圧力センサ
30 エチレングリコール
40 水道水
50 空気

Claims (5)

  1. 冷凍サイクルにおける蒸発器で構成されると共に冷却対象流体を導入可能に構成されて当該冷却対象流体を冷却する第1の冷却器を備えた冷却装置であって、
    前記冷却対象流体を冷却するための冷却液および当該冷却対象流体をそれぞれ導入可能に構成されて当該導入した冷却液によって当該冷却対象流体を冷却する第2の冷却器と、前記冷却対象流体の導入先を前記第1の冷却器および前記第2の冷却器のいずれに切り替える切替弁とを備えている冷却装置。
  2. 当該冷却装置による冷却処理前の前記冷却対象流体および当該冷却装置による冷却処理後の当該冷却対象流体の少なくとも一方の温度を検出する第1の温度センサと、前記第2の冷却器に導入させる前記冷却液の温度を検出する第2の温度センサと、前記第2の冷却器に導入させる前記冷却液の流量を制御する制御弁と、前記制御弁を制御して前記冷却液の前記流量を調整する流量制御部とを備え、
    前記流量制御部は、前記第2の冷却器によって前記冷却対象流体を冷却する際に、前記第1の温度センサおよび前記第2の温度センサからの各センサ信号に基づいて当該冷却対象流体の温度および前記冷却液の温度をそれぞれ特定すると共に特定した各温度に基づいて前記冷却処理後の当該冷却対象流体の温度が予め規定された温度範囲内となるように前記制御弁を制御する請求項1記載の冷却装置。
  3. 前記冷凍サイクルに生じた異常を検出するための異常検出用センサと、前記切替弁を制御して前記冷却対象流体の導入先を切り替えさせる切替制御部とを備え、
    前記切替制御部は、前記異常検出用センサからのセンサ信号に基づいて前記冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、前記切替弁を制御して前記冷却対象流体の導入先を前記第2の冷却器に切り替えさせる請求項1または2記載の冷却装置。
  4. 前記切替制御部は、前記冷凍サイクルに異常が生じたと判別したときに、その旨を報知する請求項3記載の冷却装置。
  5. 前記異常検出用センサは、前記蒸発器内に吐出させる冷媒の温度、前記冷凍サイクルにおける圧縮機に吸入される前記冷媒の温度、および前記蒸発器と前記圧縮機との間の前記冷媒の圧力の少なくとも一つを検出する請求項3または4記載の冷却装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013102010A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Orion Mach Co Ltd 温度調整装置
JP2016138696A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 オリオン機械株式会社 温度調整装置
CN111121356A (zh) * 2019-11-19 2020-05-08 万洲电气股份有限公司 一种基于中央冷却系统的工业循环冷却水节能系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02275233A (ja) * 1989-04-17 1990-11-09 Matsushita Refrig Co Ltd 冷暖房装置
JPH05248665A (ja) * 1992-03-06 1993-09-24 Hitachi Ltd コンピュータ冷却装置
JPH11163569A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Nec Corp 熱負荷冷却システム
WO2000017927A1 (en) * 1998-09-18 2000-03-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor power converter and application device of the same
JP2001010595A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Shimadzu Corp 冷却システム
JP2004150664A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Hitachi Ltd 冷却装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02275233A (ja) * 1989-04-17 1990-11-09 Matsushita Refrig Co Ltd 冷暖房装置
JPH05248665A (ja) * 1992-03-06 1993-09-24 Hitachi Ltd コンピュータ冷却装置
JPH11163569A (ja) * 1997-11-28 1999-06-18 Nec Corp 熱負荷冷却システム
WO2000017927A1 (en) * 1998-09-18 2000-03-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor power converter and application device of the same
JP2001010595A (ja) * 1999-06-30 2001-01-16 Shimadzu Corp 冷却システム
JP2004150664A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Hitachi Ltd 冷却装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013102010A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Orion Mach Co Ltd 温度調整装置
JP2016138696A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 オリオン機械株式会社 温度調整装置
CN111121356A (zh) * 2019-11-19 2020-05-08 万洲电气股份有限公司 一种基于中央冷却系统的工业循环冷却水节能系统及方法
CN111121356B (zh) * 2019-11-19 2021-06-11 万洲电气股份有限公司 一种基于中央冷却系统的工业循环冷却水节能系统及方法

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