JP2020106235A - Cooling system and cooling method - Google Patents
Cooling system and cooling method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020106235A JP2020106235A JP2018246228A JP2018246228A JP2020106235A JP 2020106235 A JP2020106235 A JP 2020106235A JP 2018246228 A JP2018246228 A JP 2018246228A JP 2018246228 A JP2018246228 A JP 2018246228A JP 2020106235 A JP2020106235 A JP 2020106235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- load
- cooling
- flow rate
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
本発明は、冷却システム及び冷却方法に関する。 The present invention relates to a cooling system and a cooling method.
複数の負荷に冷却水を循環させるシステムが開示されている(例えば特許文献1−3)。 A system in which cooling water is circulated through a plurality of loads is disclosed (for example, Patent Documents 1-3).
冷却水をポンプによって各負荷へ一律に分配する冷却システムの場合、ポンプにかかる負担が大きいと考えられる。 In the case of a cooling system that uniformly distributes cooling water to each load by a pump, the load on the pump is considered to be large.
また、例えば梅雨時から秋口にわたる季節のように大気の湿球温度が比較的高い季節の場合、冷却水の温度が上昇することが考えられる。そして、発熱密度の比較的大きい負荷を所定の通り冷却するために、循環する冷却水の流量を増やすことになる。しかしながら、このように発熱密度の比較的大きい負荷を基準に冷却水の流量を決定した場合、発熱密度の比較的小さい負荷へ冷却水が過剰に流入することとなる。すなわち、ポンプの動力や冷却水が無駄となる虞もある。 Further, in the season when the wet-bulb temperature of the atmosphere is relatively high, such as the season from rainy season to autumn, the temperature of the cooling water may increase. Then, in order to cool the load having a relatively high heat generation density as a predetermined amount, the flow rate of the circulating cooling water is increased. However, when the flow rate of the cooling water is determined on the basis of the load having a relatively high heat generation density as described above, the cooling water excessively flows into the load having a relatively low heat generation density. That is, the power of the pump and the cooling water may be wasted.
そこで、本願は、冷却水の温度が変動した場合であっても、冷却水の流量を可及的に節減しつつ、複数の負荷を所定の通り冷却可能な技術を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present application to provide a technique capable of cooling a plurality of loads in a predetermined manner while reducing the flow rate of the cooling water as much as possible even when the temperature of the cooling water changes. ..
上記課題を解決するため、本発明は、複数の負荷のうちの第一の負荷を経由して第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、第二の負荷以外の負荷を経由することなく第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、を調節することとした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a flow rate of cooling water that flows into a second load via a first load of a plurality of loads and without passing through a load other than the second load. It was decided to adjust the flow rate of the cooling water flowing into the second load.
詳細には、本発明は、複数の負荷を冷却する冷却水を圧送する圧送手段と、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの第一の負荷、及び第二の負荷へ流入させる冷却水の流量を調節する調節手段と、を備え、冷却水と熱交換する第二の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する第一の負荷の冷却対象の温度以上であり、調節手段は、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入させることなく第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、圧送手段によって圧送され、第一の負荷を経由して第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、を調節する、冷却システムである。 More specifically, the present invention relates to a pumping unit that pumps cooling water that cools a plurality of loads, and cooling water that is pumped by the pumping unit and that flows into a first load and a second load of the plurality of loads. The temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with the cooling water is equal to or higher than the temperature of the cooling target of the first load that exchanges heat with the cooling water. Is the flow rate of the cooling water that is pumped by the pumping means and flows into the second load without flowing into any of the plurality of loads, and is pumped by the pumping means through the first load. A cooling system for adjusting the flow rate of cooling water flowing into the second load.
このような冷却システムであれば、第一の負荷、第二の負荷の順に冷却水を流入させて各負荷と熱交換させることができる。また、冷却水を第二の負荷以外の負荷を経由することなく第二の負荷へ流入させ第二の負荷と熱交換させることもできる。よって、冷却水の温度や各負荷の冷却対象の温度等の状況に応じて、第一の負荷、第二の負荷の順に各負荷と熱交換する冷却水の流量、及び第二の負荷以外の負荷を経由することなく第二の負荷へ流入する冷却水の流量を調節することができる。すなわち、このような冷却システムであ
れば、状況に応じて冷却水の流量を可及的に節減することができる。
With such a cooling system, it is possible to cause the cooling water to flow in the order of the first load and the second load and exchange heat with each load. In addition, the cooling water can be caused to flow into the second load without passing through the loads other than the second load to exchange heat with the second load. Therefore, depending on the conditions such as the temperature of the cooling water and the temperature of the cooling target of each load, the flow rate of the cooling water that exchanges heat with each load in the order of the first load, the second load, and the other than the second load. The flow rate of the cooling water flowing into the second load can be adjusted without passing through the load. That is, with such a cooling system, the flow rate of the cooling water can be reduced as much as possible depending on the situation.
また、冷却システムは、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、圧送手段によって圧送され、第一の負荷へ流入した冷却水と、が混合する混合部を更に備え、調節手段は、混合部において、混合させる冷却水の流量を調節し、調節した冷却水を第二の負荷へ送ってもよい。 Further, the cooling system mixes the cooling water pumped by the pumping means and not flowing into any one of the plurality of loads, and the cooling water pumped by the pumping means and flowing into the first load. The mixing unit may further include a mixing unit that adjusts the flow rate of the cooling water to be mixed in the mixing unit, and sends the adjusted cooling water to the second load.
このような冷却システムであれば、冷却水の温度や各負荷の冷却対象の温度等の状況に応じて、混合させる冷却水の流量を調節することができる。すなわち、このような冷却システムであれば、状況に応じて第一の負荷、第二の負荷の順に各負荷と熱交換するように冷却水を循環させることに加え、当該冷却水に複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水を混合させ、混合された冷却水を第二の負荷へ送ることもできる。すなわち、冷却水の流量を可及的に節減することができる。 With such a cooling system, the flow rate of the cooling water to be mixed can be adjusted according to the conditions such as the temperature of the cooling water and the temperature of the cooling target of each load. That is, in such a cooling system, in addition to circulating the cooling water so as to exchange heat with each load in the order of the first load and the second load depending on the situation, a plurality of loads may be added to the cooling water. It is also possible to mix the cooling water that has not flowed into any of the loads and send the mixed cooling water to the second load. That is, the flow rate of the cooling water can be reduced as much as possible.
また、冷却システムは、調節手段は、圧送手段によって圧送される冷却水の温度が所定の温度以下である場合、混合部において、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水を、圧送手段によって圧送され、第一の負荷へ流入した冷却水へ混合させなくともよい。 Further, in the cooling system, when the temperature of the cooling water pumped by the pumping means is equal to or lower than a predetermined temperature, the adjusting means pumps the pumping means by the pumping means in the mixing section to apply any load to the plurality of loads. The cooling water that has not flowed in may not be mixed with the cooling water that has been pumped by the pumping means and that has flowed into the first load.
このような冷却システムであれば、圧送手段によって圧送される冷却水の温度が所定の温度以下である場合、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入することなく冷却水が第二の負荷へ流入することは抑制される。換言すれば、第一の負荷、第二の負荷の順に冷却水を流入させて各負荷と熱交換させることができる。すなわち、第一の負荷と熱交換した冷却水を、第二の負荷の冷却へ使用することができる。よって、冷却水の流量を節減することができる。 With such a cooling system, when the temperature of the cooling water pumped by the pumping means is equal to or lower than the predetermined temperature, the cooling water does not flow into any of the plurality of loads and the cooling water is discharged into the second load. Inflow to is suppressed. In other words, the cooling water can be made to flow in order of the first load and the second load to exchange heat with each load. That is, the cooling water that has exchanged heat with the first load can be used for cooling the second load. Therefore, the flow rate of the cooling water can be reduced.
また、冷却システムは、調節手段は、圧送手段によって圧送される冷却水の温度が所定の温度よりも高い場合、混合部において、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、圧送手段によって圧送され、第一の負荷へ流入した冷却水と、を混合させてもよい。 Further, in the cooling system, when the temperature of the cooling water pumped by the pumping means is higher than a predetermined temperature, the adjusting means pumps the pumping means by the pumping means in the mixing section to apply any of the plurality of loads. You may mix the cooling water which has not flowed in, and the cooling water which was pressure-fed by the pressure-feeding means and which flowed into the first load.
圧送手段によって圧送される冷却水の温度が所定の温度よりも高い場合、第一の負荷、第二の負荷の順に冷却水を熱交換させる方法では、第一の負荷と熱交換して流出した冷却水の温度が、第二の負荷を所定の通り冷却することが困難な温度である場合がある。よって、第一の負荷へ流入する冷却水の流量を増大させる必要性が生じる場合がある。しかしながら、上記のような冷却システムであれば、圧送手段によって圧送される冷却水の温度が所定の温度よりも高い場合に、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、第一の負荷へ流入した冷却水と、を混合させ、当該混合した冷却水を第二の負荷へ流入させて第二の負荷と熱交換させることができる。よって、第一の負荷へ流入する冷却水の流量の増大は抑制される。すなわち、冷却水の総流量の増大は抑制される。 When the temperature of the cooling water pressure-fed by the pressure-feeding means is higher than a predetermined temperature, in the method of heat-exchange the cooling water in the order of the first load and the second load, heat is exchanged with the first load and flows out. The temperature of the cooling water may be a temperature at which it is difficult to cool the second load as predetermined. Therefore, it may be necessary to increase the flow rate of the cooling water flowing into the first load. However, in the cooling system as described above, when the temperature of the cooling water pumped by the pumping means is higher than the predetermined temperature, the cooling water that has not flowed into any of the plurality of loads is , And the cooling water that has flowed into the first load can be mixed, and the mixed cooling water can flow into the second load and exchange heat with the second load. Therefore, the increase in the flow rate of the cooling water flowing into the first load is suppressed. That is, an increase in the total flow rate of cooling water is suppressed.
また、冷却システムは、圧送手段は、ポンプであり、圧送手段は、複数の負荷のうちの冷却水と熱交換する冷却対象の温度が最も高い負荷を第二の所定の温度へ冷却することができる流量であって、ポンプのミニマムフロー以上の流量の冷却水を圧送してもよい。 Further, in the cooling system, the pressure feeding means is a pump, and the pressure feeding means is capable of cooling the load having the highest temperature of the cooling target that exchanges heat with the cooling water among the plurality of loads to the second predetermined temperature. The cooling water may be pumped at a flow rate that is possible and at a flow rate higher than the minimum flow of the pump.
このような冷却システムであれば、ポンプの運転に影響が及ぶことは抑制されつつも、複数の負荷を循環する冷却水の流量を可及的に節減することができる。 With such a cooling system, the flow rate of the cooling water circulating through the plurality of loads can be reduced as much as possible while suppressing the influence on the operation of the pump.
また、冷却システムは、複数の負荷は3つあり、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、圧送手段によって圧送され、第一の
負荷又は第二の負荷へ流入した冷却水と、が混合する第二の混合部を更に備え、調節手段は、第二の混合部において、混合させる冷却水の流量を調節し、調節した冷却水を複数の負荷のうちの第三の負荷へ送り、冷却水と熱交換する第三の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する第二の負荷の冷却対象の温度以上であってもよい。
In addition, the cooling system has a plurality of loads, and the cooling water is pumped by the pumping means and has not flowed into any of the plurality of loads, and the cooling water is pumped by the pumping means, and the first load or The second mixing unit further includes a second mixing unit that mixes with the cooling water that has flowed into the second load, and the adjusting unit adjusts the flow rate of the cooling water to be mixed in the second mixing unit, and adjusts a plurality of the adjusted cooling waters. The temperature of the cooling target of the third load that exchanges heat with the cooling water may be equal to or higher than the temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with the cooling water. ..
このような冷却システムであれば、冷却水の温度や各負荷の冷却対象の温度等の状況に応じて、第二の混合部において混合させる冷却水の流量を調節することができる。すなわち、このような冷却システムであれば、状況に応じて第一の負荷、第二の負荷、第三の負荷の順に各負荷と熱交換するように冷却水を循環させることができる。また、このように循環する冷却水に、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水を混合させ、混合された冷却水を第二の負荷あるいは第三の負荷へ送ることもできる。すなわち、冷却水の流量を可及的に節減することができる。 With such a cooling system, the flow rate of the cooling water to be mixed in the second mixing unit can be adjusted according to the conditions such as the temperature of the cooling water and the temperature of the cooling target of each load. That is, with such a cooling system, the cooling water can be circulated so as to exchange heat with the respective loads in the order of the first load, the second load, and the third load depending on the situation. Also, by mixing the cooling water that circulates in this way with the cooling water that does not flow into any of the multiple loads, and send the mixed cooling water to the second load or the third load. Can also That is, the flow rate of the cooling water can be reduced as much as possible.
また、本発明は、方法の側面から捉えることもできる。すなわち、例えば、複数の負荷を冷却する冷却水を圧送する圧送工程と、圧送工程において圧送され、複数の負荷のうちの第一の負荷、及び第二の負荷へ流入させる冷却水の流量を調節する調節工程と、を含み、冷却水と熱交換する第二の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する第一の負荷の冷却対象の温度以上であり、調節工程は、圧送工程において圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入させることなく第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、圧送工程において圧送され、第一の負荷を経由して第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、を調節する、冷却方法であってもよい。 The present invention can also be viewed as a method aspect. That is, for example, a pressure-feeding step of pressure-feeding cooling water that cools a plurality of loads, and a flow rate of cooling water that is pressure-fed in the pressure-feeding step and that flows into the first load and the second load of the plurality of loads is adjusted. The temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with the cooling water is equal to or higher than the temperature of the cooling target of the first load that exchanges heat with the cooling water. And the flow rate of the cooling water that is pumped in the second load without flowing into any of the plurality of loads, and is pumped in the pumping process, and then the second load is passed through the first load. The cooling method may be a method of adjusting the flow rate of the cooling water flowing into the.
また、冷却方法は、第一の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量、及び第二の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量に応じて、第二の負荷へ流入する冷却水の流量が、第一の負荷へ流入する冷却水の流量以上となるように、第二の負荷へ流入する冷却水の流量を反復的に算出する算出工程を更に含んでもよい。 In addition, the cooling method, the heat generation amount per unit area of the cooling target of the first load, and the heat generation amount per unit area of the cooling target of the second load, the cooling water flowing into the second load. It may further include a calculation step of repeatedly calculating the flow rate of the cooling water flowing into the second load so that the flow rate becomes equal to or higher than the flow rate of the cooling water flowing into the first load.
このような冷却方法であれば、第一の負荷、第二の負荷の順に冷却水を流入させて各負荷と熱交換させる場合に加え、冷却水を複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入させることなく第二の負荷へ流入させる場合の冷却水の流量を算出することができる。また、当該算出される流量は、第一の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量、及び第二の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量に応じて変更可能となる。すなわち、このような冷却方法であれば、冷却水の流量を可及的に節減することができる。 With such a cooling method, in addition to the case where the cooling water is made to flow in the order of the first load and the second load to exchange heat with each load, the cooling water can be applied to any of the plurality of loads. It is possible to calculate the flow rate of the cooling water when flowing into the second load without causing the flow. Further, the calculated flow rate can be changed according to the heat generation amount per unit area of the cooling target of the first load and the heat generation amount per unit area of the cooling target of the second load. That is, with such a cooling method, the flow rate of the cooling water can be reduced as much as possible.
上記の冷却システム及び冷却方法は、冷却水の温度が変動した場合であっても、冷却水の流量を可及的に節減しつつ、複数の負荷を所定の通り冷却可能な技術を提供することができる。 The above cooling system and cooling method provide a technique capable of cooling a plurality of loads in a predetermined manner while reducing the flow rate of the cooling water as much as possible even when the temperature of the cooling water fluctuates. You can
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The embodiment described below is an example of the embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the following modes.
<装置構成>
図1は、本実施形態に係る冷却水循環装置50の概要の一例を示している。冷却水循環装置50は、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、及び低発熱密度負荷3へ冷却水を循環させて熱交換させる。ここで、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、及び低発熱密度負荷3は、例えばデータセンタに設けられるサーバ等の発熱する装置である。また、高発熱密度負荷1は、中発熱密度負荷2よりも発熱密度が高く、冷却対象部分の温度が中発熱密度負荷2の冷却対象部分の温度以上であるものとする。また、中発熱密度負荷2は、低発熱密度負荷3よりも発熱密度が高く、冷却対象部分の温度が低発熱密度負荷3の冷却対象部分の温度以上であるものとする。ここで、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、及び低発熱密度負荷3は、本発明の「複数の負荷」の一例である。また、低発熱密度負荷3は、本発明の「第一の負荷」の一例である。また、中発熱密度負荷2は、本発明の「第二の負荷」の一例である。また、高発熱密度負荷1は、本発明の「第三の負荷」の一例である。また、以下では、各負荷は、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、及び低発熱密度負荷3のことをいう。また、冷却水循環装置50は、本発明の「冷却システム」の一例である。
<Device configuration>
FIG. 1 shows an example of an outline of a cooling
また、各負荷へ循環させる冷却水は、冷却装置4において製造される。冷却装置4は、例えば冷却塔を利用する冷凍機である。
The cooling water circulated to each load is manufactured in the
冷却水循環装置50は、冷却水が、低発熱密度負荷3、中発熱密度負荷2、及び高発熱密度負荷1と夫々熱交換し、冷却装置4へ循環する循環配管20を備える。そして、冷却水循環装置50は、冷却装置4から冷却水が流出する出口付近にポンプ5を備える。ポンプ5は、冷却装置4において製造される冷却水を、循環配管20を通じて各負荷へ圧送する。ここで、ポンプ5は、本発明の「圧送手段」の一例である。また、循環配管20は、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、あるいは低発熱密度負荷3と熱交換せずに冷却装置4へ冷却水を戻す配管も有する。
The cooling
また、冷却水循環装置50は、ポンプ5の下流に位置する配管から分岐し、上記の循環配管20であって中発熱密度負荷2と熱交換した冷却水が高発熱密度負荷1へ流入する場合に通過する循環配管20と合流する分岐管21を備える。そして、当該分岐管21と当該循環配管20とが合流する部分に三方弁6Aを備える。ここで、分岐管21と当該循環配管20とが合流する部分は、本発明の「第二の混合部」の一例である。
Further, the cooling
三方弁6Aは、合流部分の分岐管21側の入口及び合流部分の循環配管20側の入口に弁を備える。また、三方弁6Aは、合流部分の出口に弁を備える。
The three-
また、冷却水循環装置50は、ポンプ5の下流に位置する配管から分岐し、上記の循環
配管20であって低発熱密度負荷3と熱交換した冷却水が中発熱密度負荷2へ流入する場合に通過する循環配管20と合流する分岐管22を備える。そして、当該分岐管22と当該循環配管20とが合流する部分に三方弁6Bを備える。ここで、分岐管22と当該循環配管20とが合流する部分は、本発明の「混合部」の一例である。
Further, the cooling
三方弁6Bは、合流部分の分岐管22側の入口及び合流部分の循環配管20側の入口に弁を備える。また、三方弁6Bは、合流部分の出口に弁を備える。
The three-
また、冷却水循環装置50は、弁7を備える。弁7は、低発熱密度負荷3から冷却水が流出する出口付近に設けられる。
Further, the cooling
また、冷却水循環装置50は、ポンプ5のみで圧送できない場合には、必要に応じてポンプ8A及び8Bを備える。ポンプ8Aは、上記の循環配管20の途中に設けられる三方弁6Aよりも上流側に設けられ、三方弁6Aへ向けて冷却水を圧送する。また、ポンプ8Bは、上記の循環配管20の途中に設けられる三方弁6Bよりも上流側に設けられ、三方弁6Bへ向けて冷却水を圧送する。
Further, the cooling
また、冷却水循環装置50は、温度計9を備える。温度計9は、ポンプ5の下流であってポンプ5の近傍に設けられる。温度計9は、ポンプ5によって圧送される冷却水の温度(冷却装置4から流出する冷却水の温度)を計測する。
Further, the cooling
また、冷却水循環装置50は、制御装置10を備える。制御装置10は、ポンプ5の駆動を制御する。また、制御装置10は、三方弁6A、6Bが有する弁の開度を制御する。また、制御装置10は、温度計9によって計測される温度の値を取得する。また、制御装置10は、CPU等のプロセッサ、RAMやROM等の主記憶装置、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置を有するコンピュータである。また、補助記憶装置には、オペレーティングシステム(OS)、各種プログラム、各種テーブル等が格納され、そこに格納されたプログラムを主記憶装置の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部等が制御されることによって、後述するような、所定の目的に合致した各機能を実現することができる。ここで、三方弁6A、6B、温度計9、制御装置10は、本発明の「調節手段」の一例である。
Further, the cooling
また、冷却水循環装置50は、弁11を備える。弁11は、上記の循環配管20であって、高発熱密度負荷1、中発熱密度負荷2、及び低発熱密度負荷3と熱交換せずに冷却装置4へ冷却水を戻す循環配管20の途中に設けられる。
Further, the cooling
<流量調節例1>
図2は、温度計9によって計測される温度が例えば25度以下である場合の、冷却水循環装置50が実現する冷却水の循環の概要の一例を示している。温度計9によって計測される温度が例えば25度以下である場合、制御装置10は、三方弁6Aの分岐管21側の入口に設けられる弁を閉じる制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Aの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。
<Flow rate adjustment example 1>
FIG. 2 shows an example of the outline of the circulation of the cooling water realized by the cooling
また、取得した温度が例えば25度以下である場合、制御装置10は、三方弁6Bの分岐管22側の入口に設けられる弁を閉じる制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Bの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。このような三方弁6A、6Bの弁の開度の制御により、ポンプ5から圧送される冷却水は、低発熱密度負荷3、中発熱密度負荷2、高発熱密度負荷1の順に各負荷と熱交換し、冷却装置4へ循環する。
When the acquired temperature is, for example, 25 degrees or lower, the
また、図2に示される循環方法では、ポンプ5から圧送される冷却水は、中発熱密度負
荷2を経由せずに高発熱密度負荷1へ流入することはない。また、図2に示される循環方法では、ポンプ5から圧送される冷却水は、低発熱密度負荷3を経由せずに中発熱密度負荷2へ流入することはない。図2に示されるような循環方法は、以下ではシリーズフローという。また、温度計9により計測された温度(25度)は、本発明の「所定の温度」の一例である。また、シリーズフローは、本発明の「混合部において、圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水を、圧送手段によって圧送され、第一の負荷へ流入した冷却水へ混合させない」ことの一例である。
Further, in the circulation method shown in FIG. 2, the cooling water pumped from the
図3は、シリーズフローの場合の、循環させる冷却水の流量を算出する処理フローの概要の一例を示している。 FIG. 3 shows an example of an outline of a processing flow for calculating the flow rate of the circulating cooling water in the case of the series flow.
(S1)
ステップS1においては、制御装置10は、高発熱密度負荷1を冷却した場合の目標温度を設定する。ここでは、高発熱密度負荷1は、例えば40度以下に冷却しなければならない装置であると仮定する。ここで、高発熱密度負荷1を冷却した場合の目標温度は、本発明の「第二の所定の温度」の一例である。
(S1)
In step S1, the
(S2)
ステップS2においては、冷却水が各負荷と熱交換した場合の温度の変化量を夫々算出する。
(S2)
In step S2, the amount of change in temperature when the cooling water exchanges heat with each load is calculated.
ここで、一般に負荷と熱交換する流体の流量Qと、熱交換の前後での流体の温度の変化量ΔTとの間には式(1)が成り立つ。
Q=1.16×q/ΔT・・・(1)
ただし、qは負荷密度[kW/m2]である。
Here, the equation (1) generally holds between the flow rate Q of the fluid that exchanges heat with the load and the amount of change ΔT in the temperature of the fluid before and after the heat exchange.
Q=1.16×q/ΔT (1)
However, q is the load density [kW/m 2 ].
シリーズフローで冷却水を循環させる場合、各負荷と熱交換する冷却水の流量Qは夫々等しい。よって、以下の式(2)が成り立つ。
1.16×q1/ΔT1=1.16×q2/ΔT2=1.16×q3/ΔT3・・・(2)
ただし、q1は高発熱密度負荷1の負荷密度であり、例えば16kW/m2とする。また、q2は中発熱密度負荷2の負荷密度であり、例えば10kW/m2とする。また、q2は、本発明の「第二の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量」の一例である。また、q3は低発熱密度負荷3の負荷密度であり、例えば5kW/m2とする。また、q3は、本発明の「第一の負荷の冷却対象の単位面積当たりの発熱量」の一例である。
When circulating the cooling water in the series flow, the flow rates Q of the cooling water that exchange heat with the respective loads are equal to each other. Therefore, the following expression (2) is established.
1.16×q 1 /ΔT 1 =1.16×q 2 /ΔT 2 =1.16×q 3 /ΔT 3 (2)
However, q 1 is the load density of the high heat generation density load 1, and is set to, for example, 16 kW/m 2 . Further, q 2 is the load density of the medium heat
また、ΔT1は、高発熱密度負荷1と熱交換した場合の冷却水の温度の変化量である。また、ΔT2は、中発熱密度負荷2と熱交換した場合の冷却水の温度の変化量である。また、ΔT3は、低発熱密度負荷3と熱交換した場合の冷却水の温度の変化量である。
Further, ΔT 1 is the amount of change in the temperature of the cooling water when heat is exchanged with the high heat generation density load 1. Further, ΔT 2 is the amount of change in the temperature of the cooling water when heat is exchanged with the intermediate heat
よって、上記の式(2)、温度計9によって計測される温度(例えば25度)、及び高発熱密度負荷1を冷却した場合の目標温度(40度)から、ΔT1は7度程度と概算される。また、ΔT2は5度程度、ΔT3は3度程度と概算される。 Therefore, from the above formula (2), the temperature measured by the thermometer 9 (for example, 25 degrees), and the target temperature (40 degrees) when the high heat density load 1 is cooled, ΔT 1 is estimated to be about 7 degrees. To be done. Further, it is estimated that ΔT 2 is about 5 degrees and ΔT 3 is about 3 degrees.
(S3)
ステップS3においては、ステップS2において算出された温度の変化量と式(1)とから、循環させる冷却水の流量Qは、例えば2.4m3/h/m2程度と算出される。そして、制御装置10は、算出された流量Qがポンプ5のミニマムフロー以上であるか否かを判定する。そして、算出された流量Qがポンプ5のミニマムフロー以上であると判定された場合、制御装置10は、算出された流量Qを循環流量Q0と決定する。一方、算出さ
れた流量Qがポンプ5のミニマムフロー未満であると判定された場合、ポンプ5のミニマムフローを循環流量Q0と決定する。ここで、ミニマムフローは、例えばポンプ5の定格流量の40%程度である。そして、制御装置10は、弁11を開いた状態に制御し、算出された流量Qを各負荷に流すようにする。弁11が閉じたままでは、各負荷には流量Qよりも大きい循環流量Q0が流れることになるので、弁11を開くことで、一部冷却水を弁11側に逃がして各負荷に流れる流量は低減される。また、制御装置10は、各負荷に流入する冷却水の流量を詳細に制御したい場合には、弁7の開度を調整してもよい。
(S3)
In step S3, the flow rate Q of the circulating cooling water is calculated to be, for example, about 2.4 m 3 /h/m 2 from the amount of change in temperature calculated in step S2 and the equation (1). Then, the
<流量調節例2>
図4は、温度計9によって計測される温度が例えば25度よりも高い場合の、冷却水循環装置50が実現する冷却水の循環の概要の一例を示している。温度計9によって計測される温度が例えば25度よりも高い場合、制御装置10は、三方弁6Aの分岐管21側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Aの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。
<Flow rate adjustment example 2>
FIG. 4 shows an example of an outline of the circulation of cooling water realized by the cooling
また、取得した温度が例えば25度よりも高い場合、制御装置10は、三方弁6Bの分岐管22側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Bの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。このような三方弁6A、6Bの弁の開度の制御により、ポンプ5から圧送される冷却水は、シリーズフローにおける冷却水の循環に加えて、ポンプ5から圧送される冷却水は、中発熱密度負荷2を経由せずに高発熱密度負荷1へ流入する。また、ポンプ5から圧送される冷却水は、低発熱密度負荷3を経由せずに中発熱密度負荷2へ流入する。図4に示されるような循環方法は、以下ではミキシングフローという。また、ミキシングフローは、本発明の「圧送手段によって圧送され、複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、圧送手段によって圧送され、第一の負荷へ流入した冷却水と、を混合させる」ことの一例である。
In addition, when the acquired temperature is higher than 25 degrees, for example, the
図5は、ミキシングフローの場合の、循環させる冷却水の流量を算出する処理フローの概要の一例を示している。ここで、本実施形態では、例えば高発熱密度負荷1と熱交換する前の冷却水の温度が35度となり、高発熱密度負荷1と熱交換した後の冷却水の温度が40度となるように冷却水の流量は算出される(すなわち、ΔT1は5度とする)。また、冷却装置4から供給される冷却水の温度範囲は、25度から32度の間とした。また、ミキシングフローにおける冷却水の流量を算出するにあたり、以下のような制約条件を設けた。
FIG. 5 shows an example of the outline of the processing flow for calculating the flow rate of the circulating cooling water in the case of the mixing flow. Here, in the present embodiment, for example, the temperature of the cooling water before heat exchange with the high heat generation density load 1 is 35 degrees, and the temperature of the cooling water after heat exchange with the high heat density load 1 is 40 degrees. Then, the flow rate of the cooling water is calculated (that is, ΔT 1 is 5 degrees). Moreover, the temperature range of the cooling water supplied from the
具体的には、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度T3_O≦34度とした。また、低発熱密度負荷3と熱交換した場合の冷却水の温度の変化量ΔT3≦5度とした。このような制約条件とすれば、冷却装置4から供給される冷却水の温度が上限値の32度である場合であっても、ΔT3は2度となる。ここで、高発熱密度負荷1の負荷密度q1は、例えば16kW/m2であり、低発熱密度負荷3の負荷密度q3は、例えば5kW/m2である。すなわち、q1とq3との比は、おおよそ3:1である。換言すれば、式(1)より、ΔT3はΔT1の1/3以上であれば、低発熱密度負荷3と熱交換する冷却水の流量は、高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量よりも小さいこととなり、ミキシングフローが成り立つ。また、冷却装置4から供給される冷却水の温度が変動した場合であっても、ΔT3がΔT1の1/3以上となるため、ミキシングフローが成り立つこととなる。
Specifically, the temperature T 3 —O of the cooling water that flows out by exchanging heat with the low heat generation density load 3 is set to T 3 —O ≦34 degrees. Further, the change amount ΔT 3 ≦5 degrees of the temperature of the cooling water when heat is exchanged with the low heat generation density load 3. With such constraint conditions, ΔT 3 is 2 degrees even when the temperature of the cooling water supplied from the
また、同様にして、中発熱密度負荷2と熱交換して流出する冷却水の温度T2_O≦38度とした。また、中発熱密度負荷2と熱交換した場合の冷却水の温度の変化量ΔT2≦5度とした。このような制約条件とすれば、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度が上限値の34度である場合であっても、ΔT2は4度となる。ここで、高発熱
密度負荷1の負荷密度q1は、例えば16kW/m2であり、中発熱密度負荷2の負荷密度q2は、例えば10kW/m2である。すなわち、q1とq2との比は、おおよそ3:2である。換言すれば、式(1)より、ΔT2がΔT1の2/3以上であれば、中発熱密度負荷2と熱交換する冷却水の流量は、高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量よりも小さいこととなり、ミキシングフローが成り立つ。また、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度が変動する場合であっても、ΔT2がΔT1の2/3以上となるため、ミキシングフローが成り立つこととなる。
Similarly, the
上記のような制約条件を考慮し、図5に示されるように、ミキシングフローにおける各負荷を循環させる冷却水の流量は算出される。以下に、流量の算出の処理の詳細が記載される。 In consideration of the above constraint conditions, the flow rate of the cooling water circulating each load in the mixing flow is calculated as shown in FIG. The details of the flow rate calculation process will be described below.
(S10)
ステップS10においては、制御装置10は、低発熱密度負荷3と熱交換する冷却水の流量の算出を行う。算出方法の詳細は後述される。
(S10)
In step S10, the
(S20)
ステップS20においては、制御装置10は、中発熱密度負荷2と熱交換する冷却水の流量の算出を行う。算出方法の詳細は後述される。
(S20)
In step S20, the
(S30)
ステップS30においては、制御装置10は、高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量の算出を行う。そして、制御装置10は、各負荷を循環する冷却水の総流量の算出を行う。算出方法の詳細は後述される。
(S30)
In step S30, the
図6は、ステップS10の詳細な処理フローの概要の一例を示している。
(S100)
ステップS100においては、制御装置10は、温度計9によって計測される温度T0が29度以下であるか否かの判定を行う。
FIG. 6 shows an example of the outline of the detailed processing flow of step S10.
(S100)
In step S100, the
(S101)
ステップS101においては、温度T0が29度以下であると判定された場合、制御装置10は、ΔT3を5度に設定する。
(S101)
When it is determined in step S101 that the temperature T 0 is 29 degrees or lower, the
(S102)
ステップS102においては、温度T0が29度以下であると判定されなかった場合、制御装置10は、低発熱密度負荷3へ流入する冷却水の温度T3_iを、温度計9によって計測される温度T0に設定する。
(S102)
In step S102, when it is not determined that the temperature T 0 is equal to or lower than 29 degrees, the
(S103)
ステップS203においては、制御装置10は、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度T3_Oを34度に設定する。また、制御装置は、ΔT3=T3_O−T3_iの演算を実行する。
(S103)
In step S203, the
(S104)
ステップS104においては、式(1)の通り、低発熱密度負荷3と熱交換する流体の流量Q3の演算が実行される。また、T3_O=T3_i+ΔT3の演算が実行される。
(S104)
In step S104, as Equation (1), calculation of the flow rate Q 3 of the low heat generation density load 3 and the fluid to heat exchange is performed. Also, the calculation of T 3 — O =T 3 — i +ΔT 3 is executed.
図7は、ステップS20の詳細な処理フローの概要の一例を示している。
(S200)
ステップS200においては、制御装置10は、ΔT2を5度に設定する。
FIG. 7 shows an example of the outline of the detailed processing flow of step S20.
(S200)
In step S200,
(S201)
ステップS201においては、制御装置10は、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度T3_Oが33度以下となるか否かの判定を行う。
(S201)
In step S201, the
(S202)
ステップS202においては、温度T3_Oが33度以下となると判定された場合、制御装置10は、中発熱密度負荷2へ流入する冷却水の温度T2_iを、T3_Oに設定する。
(S202)
When it is determined in step S202 that the temperature T3_O is 33 degrees or less, the
(S203)
ステップS203においては、温度T3_Oが33度以下となると判定されなかった場合、制御装置10は、中発熱密度負荷2へ流入する冷却水の温度T2_iを、33度に設定する。また、制御装置10は、中発熱密度負荷2と熱交換して流出する冷却水の温度T2_Oを38度に設定する。
(S203)
When it is not determined in step S203 that the temperature T3_O becomes 33 degrees or less, the
(S204)
ステップS204においては、制御装置10は、ΔT2=T2_O−T2_iの演算を実行する。
(S204)
In step S204, the
(S205)
ステップS205においては、制御装置10は、式(1)の通り、中発熱密度負荷2と熱交換する冷却水の流量Q2の演算を実行する。また、制御装置10は、T2_O=T2_i+ΔT2の演算を実行する。
(S205)
In step S205, the
(S206)
ステップS206においては、制御装置10は、中発熱密度負荷2と熱交換する冷却水の流量Q2が、低発熱密度負荷3と熱交換する冷却水の流量Q3以上となるか否かを判定する。そして、Q2がQ3以上となると判定された場合、ステップS30のフローへ進む。
(S206)
In step S206, the
(S207)
ステップS207においては、Q2がQ3以上となると判定されなかった場合、制御装置10は、T2_i={T2_i×Q3+T0×(Q2−Q3)}/Q2の演算を実行する。また、制御装置10は、T2_O=T2_i+ΔT2の演算を実行する。
(S207)
In step S207, if Q 2 is not determined to be Q 3 or more, the control unit 10, the calculation of T 2_i = {T 2_i × Q 3 + T 0 × (Q 2 -Q 3)} /
(S208)
ステップS208においては、制御装置10は、中発熱密度負荷2と熱交換して流出する冷却水の温度T2_Oが38度以上となるか否かの判定を行う。そして、T2_O≧38となる場合、ステップS30のフローへ進む。一方、T2_O≧38とならない場合、ステップS204へ戻る。すなわち、ステップS20においては、Q2が反復的に算出される。
(S208)
In step S208, the
図8は、ステップS30の詳細な処理フローの概要の一例を示している。
(S300)
ステップS300においては、制御装置10は、ΔT1を5度に設定する。
FIG. 8 shows an example of the outline of the detailed processing flow of step S30.
(S300)
In step S300,
(S301)
ステップS301においては、制御装置10は、中発熱密度負荷2と熱交換して流出す
る冷却水の温度T2_Oが35度以下となるか否かの判定を行う。
(S301)
In step S301, the
(S302)
ステップS302においては、温度T2_Oが35度以下となると判定された場合、制御装置10は、高発熱密度負荷1へ流入する冷却水の温度T1_iを、T2_Oに設定する。
(S302)
When it is determined in step S302 that the temperature T 2_O is equal to or lower than 35 degrees, the
(S303)
ステップS303においては、温度T2_Oが35度以下となると判定されなかった場合、制御装置10は、高発熱密度負荷1へ流入する冷却水の温度T1_iを、35度に設定する。また、制御装置10は、高発熱密度負荷1と熱交換して流出する冷却水の温度T1_Oを40度に設定する。
(S303)
When it is not determined in step S303 that the temperature T 2_O becomes 35 degrees or lower, the
(S304)
ステップS304においては、制御装置10は、ΔT1=T1_O−T1_iの演算を実行する。
(S304)
In step S304, the
(S305)
ステップS305においては、制御装置10は、式(1)の通り、高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量Q1の演算を実行する。また、制御装置10は、T1_O=T1_i+ΔT1の演算を実行する。
(S305)
In step S305, the
(S306)
ステップS306においては、制御装置10は、高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量Q1が、中発熱密度負荷2と熱交換する冷却水の流量Q2以上となるか否かを判定する。
(S306)
Step In S306, the
(S307)
ステップS307においては、Q1がQ2以上となると判定された場合、制御装置10は、Q1、Q2、及びQ3の中から、最も大きい流量を循環流量Q0と決定する。そして、制御装置10が、ポンプ5の動力を制御することにより、決定されたQ0は圧送される。また、制御装置は、各負荷へ、算出されたQ1、Q2、及びQ3の冷却水が流入するように、三方弁6A、6Bの開度、弁7の開度、ポンプ8A、8Bの動力、及び弁11の開度を制御する。なお、ポンプ8A、8B動力の省エネルギー化として、ポンプ8A、8Bの吐出圧力が所定の値となるようにする圧力制御を用いてもよい。
(S307)
When it is determined in step S307 that Q 1 is equal to or greater than Q 2 , the
(S308)
ステップS308においては、Q1がQ2以上となると判定されなかった場合、制御装置10は、T1_i={T1_i×Q2+T0×(Q1−Q2)}/Q1の演算を実行する。また、制御装置10は、T1_O=T1_i+ΔT1の演算を実行する。
(S308)
In step S308, when it is not determined that Q 1 is equal to or greater than Q 2 , the control device 10 calculates T 1 — i ={T 1 — i ×Q 2 +T 0 ×(Q 1 −Q 2 )}/Q 1 . Execute. Further, the
(S309)
ステップS309においては、制御装置10は、高発熱密度負荷1と熱交換して流出する冷却水の温度T1_Oが40度以上となるか否かの判定を行う。そして、T1_O≧40となる場合、ステップS307の処理へ進み、循環流量Q0を決定する。一方、T1_O≧40とならない場合、ステップS304へ戻る。すなわち、ステップS30においては、Q1が反復的に算出される。
(S309)
In step S309, the
<流量比較例>
図9は、従来の冷却水循環装置60の概要の一例を示している。冷却水循環装置60は
、三方弁6A、6Bを備えていない。また、冷却水循環装置60は、中発熱密度負荷2と熱交換した冷却水が高発熱密度負荷1へ流入する配管を備えていない。また、冷却水循環装置60は、低発熱密度負荷3と熱交換した冷却水が中発熱密度負荷2へ流入する配管を備えていない。
<Flow rate comparison example>
FIG. 9 shows an example of an outline of a conventional cooling
代わりに、冷却水循環装置60は、高発熱密度負荷1から冷却水が流出する出口付近に設けられる弁51Aを備える。また、冷却水循環装置60は、中発熱密度負荷2から冷却水が流出する出口付近に設けられる弁51Bを備える。
Instead, the cooling
上記のような冷却水循環装置60は、弁7、51A、及び51Bの開度を制御することにより、ポンプ5から圧送される冷却水を各負荷へ別々に供給することができる。換言すれば、冷却水循環装置60は、本実施形態に係るシリーズフロー及びミキシングフローのように冷却水を循環させることができない。
The cooling
このような従来の冷却水循環装置60と、本実施形態に係る冷却水循環装置50とで循環される冷却水の流量を算出し、比較を行った。
The flow rate of the cooling water circulated between the conventional cooling
ここで、冷却水循環装置50においては、シリーズフローで冷却水を循環するものと仮定する。そして、冷却水の循環量は、上記のステップS1からステップS3の処理とは別に、下記のように算出される。
Here, it is assumed that the cooling
まず、高発熱密度負荷1を冷却した場合の目標温度を設定する。ここでは、高発熱密度負荷1と熱交換することにより、熱交換の前後における冷却水の温度が5度変化すると仮定する。そして、この場合の冷却水の流量が算出される。すなわち、ΔT1=5度とし、式(1)によりQ1=3.71m3/h/m2と算出される。冷却水はシリーズフローによって循環されるため、冷却水循環装置50によって循環される冷却水の循環流量Q0は、3.71m3/h/m2である。
First, a target temperature when the high heat generation density load 1 is cooled is set. Here, it is assumed that the temperature of the cooling water before and after the heat exchange changes by 5 degrees by exchanging heat with the high heat generation density load 1. Then, the flow rate of the cooling water in this case is calculated. That is, with ΔT 1 =5 degrees, Q 1 =3.71 m 3 /h/m 2 is calculated by the equation (1). Since the cooling water is circulated by the series flow, the circulation flow rate Q 0 of the cooling water circulated by the cooling
ここで、温度計9によって計測される温度T0が25度である場合に、上記の流量を循環させて、高発熱密度負荷1と熱交換して流出する冷却水の温度T1_Oが、例えば40度以下となるか確認を行った。冷却水循環装置50は、シリーズフローによって冷却水を循環させるため、低発熱密度負荷3へ流入する冷却水の温度T3_i=T0=25となる。また、低発熱密度負荷3と熱交換する冷却水の流量Q3はQ1と等しい。よって、式(1)より、低発熱密度負荷3と熱交換して流出する冷却水の温度T3_Oは26.6度と算出される。同様にして、式(1)と、T2_i=T3_O=26.6、Q2=Q1の関係から、中発熱密度負荷2と熱交換して流出する冷却水の温度T2_Oは30.0度と算出される。同様にして、式(1)と、T1_i=T2_O=30.0の関係から、高発熱密度負荷1と熱交換して流出する冷却水の温度T1_Oは35.0度と算出される。
Here, when the temperature T 0 measured by the
すなわち、本実施形態に係るシリーズフローによって各負荷へ冷却水を循環させた場合、冷却水の循環量は、3.71m3/h/m2となる。また、このような循環量であっても、ポンプ5から圧送される冷却水の温度が25度である場合に、高発熱密度負荷1の温度を5度低下させ、高発熱密度負荷1と熱交換して流出する冷却水の温度は、40度以下となる。
That is, when the cooling water is circulated to each load by the series flow according to the present embodiment, the circulation amount of the cooling water is 3.71 m 3 /h/m 2 . Even with such a circulation amount, when the temperature of the cooling water pumped from the
一方、従来の冷却水循環装置60における循環方法では、ΔT1=ΔT2=ΔT3=5度とすれば、式(1)より、各負荷との熱交換に必要な冷却水の流量は、Q1=3.71m3/h/m2、Q2=2.32m3/h/m2、Q3=1.16m3/h/m2と算出される。よって、冷却水循環装置60によって循環される冷却水の循環流量Q0=Q1+Q2+Q3=6.19m3/h/m2となる。
On the other hand, in the circulation method in the conventional cooling
<作用・効果>
上記のような冷却水循環装置50であれば、シリーズフローによって、低発熱密度負荷3、中発熱密度負荷2、高発熱密度負荷1の順に冷却水を流入させて各負荷と熱交換させることができる。また、上記のような冷却水循環装置50であれば、ミキシングフローによって、冷却水を3つの負荷のうち、例えば高発熱密度負荷1以外の負荷を経由することなく高発熱密度負荷1へ流入させ、高発熱密度負荷1と熱交換させることもできる。
<Action/effect>
With the cooling
ここで、従来の冷却水循環装置60との流量比較を行った結果、上記のような冷却水循環装置50によるシリーズフローの場合、ポンプ5から圧送される冷却水の温度が25度の場合、冷却水の循環流量が3.71m3/h/m2であっても高発熱密度負荷1を効果的に冷却できる。一方、従来の冷却水循環装置60では、冷却水の循環流量は6.19m3/h/m2程度必要と算出された。すなわち、上記のような冷却水循環装置50のシリーズフローは、例えば中発熱密度負荷2と熱交換した冷却水を、高発熱密度負荷1の冷却へ使用することができるため冷却水の流量は節減される。また、温度計9によって計測される温度が25度である場合に、冷却水を別々に各負荷へ供給する従来の冷却水循環装置60と比較し、冷却水の流量を可及的に節減できることが確認された。
Here, as a result of comparing the flow rate with the conventional cooling
また、上記の冷却水循環装置50は、ミキシングフローによって冷却水を循環させることができる。ここで、温度計9によって計測される温度が25度よりも高い場合、シリーズフローのみによって冷却水を循環させると、中発熱密度負荷2へ流入する冷却水の温度が高発熱密度負荷1を所定の通り冷却することが困難な温度である場合がある。よって、中発熱密度負荷2へ流入する冷却水の流量を増大させる必要性が生じる場合がある。しかしながら、上記のような冷却水循環装置50では、シリーズフローでの循環を含むミキシングフローで冷却水を循環させることができる。すなわち、各負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、中発熱密度負荷2へ流入した冷却水と、を混合させ、当該混合した冷却水を高発熱密度負荷1へ流入させて高発熱密度負荷1と熱交換させることができる。よって、中発熱密度負荷2へ流入する冷却水の流量の増大は抑制される。よって、温度計9によって計測される温度が上昇した場合であっても、シリーズフローのみで冷却水を循環させる場合と比較し、冷却水の流量の増大は抑制されつつ、負荷は所定の通り冷却される。
Further, the cooling
また、上記の冷却水循環装置50のミキシングフローでの流量を算出する場合、図7から図9に示されるように、可及的に高発熱密度負荷1を通過する流量Q1≧中発熱密度負荷2を通過する流量Q2≧低発熱密度負荷3を通過する流量Q3となるように、反復的にQ1、Q2、及びQ3を算出している。よって、例えば、Q1<Q2となり、中発熱密度負荷2と熱交換して流出した冷却水の一部が、高発熱密度負荷1を通過せずに冷却装置4へ戻ることは可及的に低減される。
Further, when calculating the flow rate in the mixing flow of the cooling
また、上記の冷却水循環装置50のミキシングフローでの流量の算出方法において、各負荷の発熱負荷密度に応じて、ミキシングフローにおける高発熱密度負荷1と熱交換する冷却水の流量Q1を算出する場合の制約条件等は適宜変更され、流量Q1が流量Q2以上となるように算出されてもよい。
Further, in the above-described method of calculating the flow rate in the mixing flow of the cooling
すなわち、上記の冷却水循環装置50は、温度計9によって計測される温度が25度よりも高い場合であっても、冷却水の流量の増大を可及的に節減しつつ、各負荷を所定の通り冷却することができる。
That is, even if the temperature measured by the
また、上記のような冷却水循環装置50であれば、温度計9によって計測される温度に応じてシリーズフローとミキシングフローとを使い分け、冷却水の流量を可及的に節減し
つつも、各負荷を所定の通り冷却することができる。よって、冷却水循環装置50は、利便性の高い装置である。
In addition, if the cooling
また、上記の冷却水循環装置50であれば、シリーズフローにおいて循環される循環流量Q0は、ミニマムフロー以上の値となる。よって、ポンプ5の運転に影響が及ぶことは抑制される。また、ミキシングフローでは、シリーズフロー以上の流量が流れるため、ミキシングフローにおいても循環流量Q0は、ミニマムフロー以上の値となる。よって、ミキシングフローにおいてもポンプ5の運転に影響が及ぶことは抑制される。
Further, in the case of the cooling
また、上記のような冷却水循環装置50であれば、冷却水の温度が25度よりも高い温度であっても、冷却水を各負荷の冷却のために使用することができる。よって、冷却装置4が利用する冷却塔に貯蔵される冷却水を各負荷へ循環させ、冷却装置4の動力を節減することができる。
Further, with the cooling
<変形例>
図10は、冷却水循環装置50Aの概要の一例を示している。本実施形態に係る冷却水循環装置50と、冷却水循環装置50Aとの違いは、冷却水循環装置50Aの場合、高発熱密度負荷1及び中発熱密度負荷2の2つの負荷へ冷却水を循環させる点である。
<Modification>
FIG. 10 shows an example of an outline of the cooling water circulation device 50A. The difference between the cooling
このような冷却水循環装置50Aであっても、シリーズフローとミキシングフローは実現される。また、図3に示される処理フローと同様に、シリーズフローにおける冷却水の流量は算出される。また、図5に示される処理フローと同様に、ミキシングフローにおける冷却水の流量は算出される。ただし、図5に示される処理フローにおいて低発熱密度負荷3を通過する流量の算出(ステップS10)は行われなくともよい。 Even with such a cooling water circulation device 50A, the series flow and the mixing flow are realized. Further, the flow rate of the cooling water in the series flow is calculated as in the processing flow shown in FIG. Further, as in the processing flow shown in FIG. 5, the flow rate of cooling water in the mixing flow is calculated. However, in the process flow shown in FIG. 5, the calculation of the flow rate passing through the low heat generation density load 3 (step S10) may not be performed.
また、冷却水循環装置50Aは、高発熱密度負荷1及び中発熱密度負荷2の2つの負荷へ冷却水を循環させているが、中発熱密度負荷2及び低発熱密度負荷3の2つの負荷へ冷却水を循環させてもよい。また、冷却水循環装置50Aは、高発熱密度負荷1及び低発熱密度負荷3の2つの負荷へ冷却水を循環させてもよい。
Further, the cooling water circulation device 50A circulates the cooling water to the two loads of the high heat density load 1 and the medium
また、図11は、冷却水循環装置50Bの概要の一例を示している。冷却水循環装置50Bでは、制御装置10は、三方弁6Aの分岐管21側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Aの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Bの分岐管22側の入口に設けられる弁を閉じる制御を行う。また、制御装置10は、三方弁6Bの循環配管20側の入口に設けられる弁を開く制御を行う。すなわち、冷却水循環装置50Bは、低発熱密度負荷3から中発熱密度負荷2へ冷却水を循環させる場合には、シリーズフローとし、中発熱密度負荷2から高発熱密度負荷1へ冷却水を循環させる場合には、ミキシングフローとしている。
Further, FIG. 11 shows an example of an outline of the cooling water circulation device 50B. In the cooling water circulation device 50B, the
上記のような変形例に係る循環装置であっても、本実施形態に係る冷却水循環装置50と同様の効果を奏することができる。
Even the circulation device according to the modified example as described above can achieve the same effect as that of the cooling
また、上記の実施形態では、負荷の数を3つとしているが、負荷の数は2つ以上であれば何個でもよい。また、各負荷の負荷密度は、上記の実施形態において例示した値に限定されず、また、各負荷の負荷密度は、同じであってもよい。また、各負荷の冷却対象部分の温度は同じであってもよい。 Further, in the above embodiment, the number of loads is three, but the number of loads may be any number as long as it is two or more. The load density of each load is not limited to the values exemplified in the above embodiment, and the load density of each load may be the same. Further, the temperature of the cooling target portion of each load may be the same.
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技
術的範囲に属するものと了解される。また、以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。
Although an example of the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and naturally, they also belong to the technical scope of the present invention. Understood. Further, the embodiments and modifications disclosed above can be combined with each other.
1 :高発熱密度負荷
2 :中発熱密度負荷
3 :低発熱密度負荷
4 :冷却装置
5 :ポンプ
6A :三方弁
6B :三方弁
7 :弁
8A :ポンプ
8B :ポンプ
9 :温度計
10 :制御装置
11 :弁
20 :循環配管
21 :分岐管
22 :分岐管
50 :冷却水循環装置
50A :冷却水循環装置
50B :冷却水循環装置
51A :弁
51B :弁
60 :冷却水循環装置
1: High heat density load 2: Medium heat density load 3: Low heat density load 4: Cooling device 5:
Claims (8)
前記圧送手段によって圧送され、前記複数の負荷のうちの第一の負荷、及び第二の負荷へ流入させる冷却水の流量を調節する調節手段と、を備え、
冷却水と熱交換する前記第二の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する前記第一の負荷の冷却対象の温度以上であり、
前記調節手段は、前記圧送手段によって圧送され、前記複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入させることなく前記第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、前記圧送手段によって圧送され、前記第一の負荷を経由して前記第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、を調節する、
冷却システム。 A pumping means for pumping cooling water for cooling a plurality of loads,
Adjusting means for adjusting the flow rate of the cooling water that is pressure-fed by the pressure-feeding means and that flows into the first load and the second load of the plurality of loads,
The temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with cooling water is equal to or higher than the temperature of the cooling target of the first load that exchanges heat with cooling water,
The adjusting means is pressure-fed by the pressure-feeding means and is flowed by the pressure-feeding means, and a flow rate of cooling water that is flown into the second load without flowing into any of the plurality of loads. Adjusting the flow rate of the cooling water flowing into the second load via the first load,
Cooling system.
前記調節手段は、前記混合部において、混合させる冷却水の流量を調節し、前記調節した冷却水を前記第二の負荷へ送る、
請求項1に記載の冷却システム。 Mixing in which cooling water pumped by the pumping means and not flowing into any of the plurality of loads and cooling water pumped by the pumping means and flowing into the first load are mixed Further provided,
The adjusting means adjusts a flow rate of cooling water to be mixed in the mixing section, and sends the adjusted cooling water to the second load.
The cooling system according to claim 1.
請求項2に記載の冷却システム。 When the temperature of the cooling water pressure-fed by the pressure-feeding unit is equal to or lower than a predetermined temperature, the adjusting unit pressure-feeds the pressure-feeding unit by the pressure-feeding unit in the mixing section and flows into any of the plurality of loads. Cooling water that has not been mixed is not mixed with the cooling water that has been pumped by the pumping means and that has flowed into the first load.
The cooling system according to claim 2.
請求項2又は3に記載の冷却システム。 When the temperature of the cooling water pumped by the pumping means is higher than a predetermined temperature, the adjusting means is pumped by the pumping means and flows into any one of the plurality of loads in the mixing section. Mixing the cooling water that has not been supplied with the cooling water that has been pumped by the pumping means and that has flowed into the first load.
The cooling system according to claim 2 or 3.
前記圧送手段は、前記複数の負荷のうちの冷却水と熱交換する冷却対象の温度が最も高い負荷を第二の所定の温度へ冷却することができる流量であって、前記ポンプのミニマムフロー以上の流量の冷却水を圧送する、
請求項3に記載の冷却システム。 The pumping means is a pump,
The pumping means is a flow rate capable of cooling the load having the highest temperature of the cooling target that exchanges heat with the cooling water among the plurality of loads to a second predetermined temperature, and is a minimum flow of the pump or more. Pumping cooling water at a flow rate of
The cooling system according to claim 3.
前記圧送手段によって圧送され、前記複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入していない冷却水と、前記圧送手段によって圧送され、前記第一の負荷又は前記第二の負荷へ流入した冷却水と、が混合する第二の混合部を更に備え、
前記調節手段は、前記第二の混合部において、混合させる冷却水の流量を調節し、前記調節した冷却水を前記複数の負荷のうちの第三の負荷へ送り、
冷却水と熱交換する前記第三の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する前記第二の負荷の冷却対象の温度以上である、
請求項2から5のうち何れか1項に記載の冷却システム。 There are three loads,
Cooling water that has been pumped by the pumping means and has not flowed into any of the plurality of loads, and cooling water that has been pumped by the pumping means and that has flowed into the first load or the second load. Further comprising a second mixing section for mixing
The adjusting means adjusts a flow rate of cooling water to be mixed in the second mixing section, and sends the adjusted cooling water to a third load of the plurality of loads,
The temperature of the cooling target of the third load that exchanges heat with cooling water is equal to or higher than the temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with cooling water.
The cooling system according to any one of claims 2 to 5.
前記圧送工程において圧送され、前記複数の負荷のうちの第一の負荷、及び第二の負荷
へ流入させる冷却水の流量を調節する調節工程と、を含み、
冷却水と熱交換する前記第二の負荷の冷却対象の温度は、冷却水と熱交換する前記第一の負荷の冷却対象の温度以上であり、
前記調節工程は、前記圧送工程において圧送され、前記複数の負荷のうちの何れの負荷へも流入させることなく前記第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、前記圧送工程において圧送され、前記第一の負荷を経由して前記第二の負荷へ流入させる冷却水の流量と、を調節する、
冷却方法。 A pumping step of pumping cooling water for cooling a plurality of loads,
And a step of adjusting the flow rate of the cooling water that is pressure-fed in the pressure-feeding step and that flows into the first load and the second load of the plurality of loads,
The temperature of the cooling target of the second load that exchanges heat with cooling water is equal to or higher than the temperature of the cooling target of the first load that exchanges heat with cooling water,
The adjusting step is pressure-fed in the pressure-feeding step, and is flowed in the pressure-feeding step with a flow rate of cooling water flowing into the second load without flowing into any load of the plurality of loads, and Adjusting the flow rate of the cooling water flowing into the second load via the first load,
Cooling method.
請求項7に記載の冷却方法。 According to the heat generation amount per unit area of the cooling target of the first load, and the heat generation amount per unit area of the cooling target of the second load, the flow rate of the cooling water flowing into the second load, The method further includes a calculation step of repeatedly calculating the flow rate of the cooling water flowing into the second load so as to be equal to or higher than the flow rate of the cooling water flowing into the first load.
The cooling method according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018246228A JP7336847B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Cooling system and cooling method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018246228A JP7336847B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Cooling system and cooling method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020106235A true JP2020106235A (en) | 2020-07-09 |
JP7336847B2 JP7336847B2 (en) | 2023-09-01 |
Family
ID=71450685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018246228A Active JP7336847B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Cooling system and cooling method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7336847B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114198832A (en) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | Air conditioning system, constant-current energy-saving control method and variable-current energy-saving control method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001065929A (en) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | Air conditioner |
JP3710712B2 (en) * | 2001-01-12 | 2005-10-26 | 麒麟麦酒株式会社 | Dynamic cooling system for cooling beverage products |
JP2008215730A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Cooling system and method using free cooling |
JP2010086748A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sanden Corp | Cooling system |
JP2010190517A (en) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Daikin Ind Ltd | Chilling type refrigeration system |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018246228A patent/JP7336847B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001065929A (en) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Takasago Thermal Eng Co Ltd | Air conditioner |
JP3710712B2 (en) * | 2001-01-12 | 2005-10-26 | 麒麟麦酒株式会社 | Dynamic cooling system for cooling beverage products |
JP2008215730A (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-18 | Hitachi Plant Technologies Ltd | Cooling system and method using free cooling |
JP2010086748A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Sanden Corp | Cooling system |
JP2010190517A (en) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Daikin Ind Ltd | Chilling type refrigeration system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114198832A (en) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | Air conditioning system, constant-current energy-saving control method and variable-current energy-saving control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7336847B2 (en) | 2023-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100823962B1 (en) | Water-cooled constant temperature liquid circulating device and method of controlling temperature of circulating liquid with the same | |
US11703284B2 (en) | Temperature control system and integrated temperature control system | |
JP4981530B2 (en) | HEAT SOURCE SYSTEM FLOW CONTROL DEVICE AND HEAT SOURCE SYSTEM FLOW CONTROL METHOD | |
JP6458649B2 (en) | COOLING DEVICE, COOLING METHOD, AND INFORMATION PROCESSING SYSTEM | |
JP2020106235A (en) | Cooling system and cooling method | |
CN104807114A (en) | Cooling system and air conditioning system | |
JP7294186B2 (en) | HEAT EXCHANGE SYSTEM, METHOD, PROGRAM AND VEHICLE | |
RU2737650C2 (en) | Heating system | |
CN105716342A (en) | Air-cooling type cooling control method for semiconductor refrigerating equipment | |
JP5470520B2 (en) | Multi-system cooling device and its water supply setting method | |
CN111584898B (en) | Fuel cell system | |
JP6685602B2 (en) | Air conditioning system | |
CN204902045U (en) | Cooling system and air conditioning system | |
KR102188286B1 (en) | Chiller control apparatus for semiconductor process | |
CN218336875U (en) | Liquid cooling heat exchange system and data center | |
JP6582316B2 (en) | Sealing gas supply device | |
JP2006003078A (en) | Hot water supply apparatus | |
JP2009036422A (en) | Heat source system | |
JP2006105452A (en) | Cogeneration system and its control method | |
CN108317588A (en) | Compound heating device, supply control method for heat and its device | |
TW202341322A (en) | Temperature regulating apparatus for semiconductor-device manufacturing equipment, and semiconductor-device manufacturing system | |
JP7544271B2 (en) | Thermal Management Distribution Control System | |
CN219736032U (en) | Cooling circulating water system | |
CN219955771U (en) | Cooling water adjusting system | |
CN118625902A (en) | Scheduling jobs for processor-based nodes to adjust coolant flow temperature |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230105 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230411 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230710 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230815 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230822 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7336847 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |