JP2021046987A - Cold water manufacturing system - Google Patents

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JP2021046987A
JP2021046987A JP2019171205A JP2019171205A JP2021046987A JP 2021046987 A JP2021046987 A JP 2021046987A JP 2019171205 A JP2019171205 A JP 2019171205A JP 2019171205 A JP2019171205 A JP 2019171205A JP 2021046987 A JP2021046987 A JP 2021046987A
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遼太郎 林
Ryotaro Hayashi
遼太郎 林
宏彰 木寺
Hiroaki Kidera
宏彰 木寺
伸二 堀川
Shinji Horikawa
伸二 堀川
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Abstract

To manufacture cold water having a desired temperature while preventing the freezing of water in a heat exchanger by accurately regulating the flow of brine passing through the brine-water heat exchanger.SOLUTION: A cold water manufacturing system includes a brine tank 2 for storing brine, a chiller 3 for chilling the brine from the brine tank 2, a heat exchanger 4 for making a heat exchange with the brine chilled by the chiller 3 to cool water, and a brine pump 12 for supplying the brine from the brine tank 2 via the chiller 3 to the heat exchanger 4. A brine supply path 10 from the chiller 3 to the heat exchanger 4, and a brine discharge path 11 from the heat exchanger 4 to the brine tank 2 are connected via a bypass passage 5. In a joint part between the brine discharge path 11 and the bypass passage 5, a brine valve 6 consisting of a three-way valve is provided. The brine valve 6 can cut off the supply of the brine to the heat exchanger 4 and regulate the supply flow of the brine to the heat exchanger 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、チラーで冷却したブラインにより水を冷却して冷水を製造する冷水製造システムに関するものである。 The present invention relates to a cold water production system in which cold water is produced by cooling water with brine cooled by a chiller.

従来、下記特許文献1に開示されるように、(i)冷凍機またはヒートポンプと、(ii)ブラインと冷水との熱交換器と、(iii)両者を連結するブライン配管、ブライン循環ポンプ、ブラインタンクを有する設備と、(iv)熱交換器に連結する冷水配管、冷水供給ポンプ、冷水槽を有する設備とからなる冷水製造システムが知られている。このシステムによれば、チラー(冷凍機等)でブラインを冷却し、そのブラインにより熱交換器において水を冷却して冷水を製造することができる。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1 below, (i) a refrigerator or a heat pump, (ii) a heat exchanger between brine and cold water, and (iii) a brine pipe connecting both, a brine circulation pump, and a brine. A chilled water production system including equipment having a tank and (iv) chilled water piping connected to a heat exchanger, a chilled water supply pump, and equipment having a chilled water tank is known. According to this system, the brine can be cooled by a chiller (refrigerator or the like), and the brine cools the water in the heat exchanger to produce cold water.

この種の冷水製造システムを用いて比較的低温(たとえば3℃以下)の冷水を製造しようする場合、次のような課題がある。すなわち、熱交換器に通すブライン流量の調整を精度よく行わなければ、所望温度の冷水を製造することはできないし、熱交換器において水を凍結させるおそれもある。ブライン循環用のポンプを単にインバータ制御するだけでは、最低周波数(最低流量)との関係で、前記課題を解決することは難しい。 When producing cold water at a relatively low temperature (for example, 3 ° C. or lower) using this type of cold water production system, there are the following problems. That is, unless the flow rate of brine passed through the heat exchanger is adjusted accurately, cold water having a desired temperature cannot be produced, and the water may be frozen in the heat exchanger. It is difficult to solve the above-mentioned problems in relation to the minimum frequency (minimum flow rate) by simply controlling the brine circulation pump with an inverter.

また、冷水製造システムは、熱交換器に通すブライン流量を調整しながら、冷水タンク内の冷水を目標温度まで冷やし込むが、この冷やし込みが完了すると、それ以上の冷水の冷却(ひいては熱交換器における水の凍結)を防止するために、熱交換器へのブラインの供給を確実に遮断する必要がある。さらに、水の冷やし込みが完了しても、ブラインタンク内のブラインをチラーに循環させて目標ブライン温度まで冷やし込みたい場合もあるが、その場合、冷水の必要以上の冷却(ひいては熱交換器における水の凍結)を防止するために、熱交換器へのブラインの供給を遮断しつつ、ブラインをチラーに循環できる構成が必要となる。従って、熱交換器に対するブラインの供給について、単に流量を調整できるだけでなく、所望により熱交換器へのブラインの供給を遮断できる構成が必要となる。 In addition, the cold water production system cools the cold water in the cold water tank to the target temperature while adjusting the brine flow rate through the heat exchanger, but when this cooling is completed, further cooling of the cold water (and thus the heat exchanger). It is necessary to ensure that the supply of brine to the heat exchanger is cut off in order to prevent freezing of water in the heat exchanger. Furthermore, even if the cooling of the water is completed, it may be desired to circulate the brine in the brine tank to the chiller to cool it to the target brine temperature, but in that case, the cold water is cooled more than necessary (and thus in the heat exchanger). In order to prevent (freezing of water), it is necessary to have a configuration in which the brine can be circulated to the chiller while blocking the supply of the brine to the heat exchanger. Therefore, regarding the supply of brine to the heat exchanger, it is necessary to have a configuration in which not only the flow rate can be adjusted but also the supply of brine to the heat exchanger can be cut off if desired.

また、熱交換器に対して、ブラインポンプによりブラインを循環させると共に、冷水ポンプにより冷水を循環中、万一の熱交換器の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを確実に防止する必要がある。 In addition, it is necessary to circulate the brine with the brine pump to the heat exchanger and to prevent the brine from leaking to the cold water side even if the heat exchanger is damaged while the cold water is circulated by the cold water pump. There is.

さらに、冷熱負荷(冷水またはその冷熱の使用負荷)がない状態で冷水の冷やし込みが完了すると、冷水タンク内の水温は低温に保たれたままとなるが、その状態においても、ブラインポンプや冷水ポンプの作動を継続するのでは、各ポンプの電力を消費し続けてしまう。その反面、両ポンプを停止したのでは、たとえば熱交換器の冷水出口側では水温の上昇を検知できないし、万一の熱交換器の破損時にブラインの冷水側への漏れを防止することができない。 Furthermore, when the cooling of cold water is completed without the cold load (cold water or the load of using the cold water), the water temperature in the cold water tank remains low, but even in that state, the brine pump or cold water If the pumps continue to operate, the power of each pump will continue to be consumed. On the other hand, if both pumps are stopped, for example, the rise in water temperature cannot be detected on the cold water outlet side of the heat exchanger, and in the unlikely event that the heat exchanger is damaged, leakage of the brine to the cold water side cannot be prevented. ..

特開平4−143570号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-143570 (Claims)

本発明が解決しようとする課題は、熱交換器に通すブライン流量の調整を精度よく行い、熱交換器における水の凍結を防止しつつ所望温度の冷水を製造可能な冷水製造システムを提供することにある。さらに、万一の熱交換器の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを防止でき、また所望時には、ブラインポンプを停止するなどして省エネルギを図ることができる冷水製造システムを提供することを課題とする。 An object to be solved by the present invention is to provide a cold water production system capable of accurately adjusting the flow rate of brine passing through a heat exchanger and producing cold water at a desired temperature while preventing water from freezing in the heat exchanger. It is in. Further, to provide a cold water production system capable of preventing leakage of brine to the cold water side in the unlikely event of damage to the heat exchanger, and saving energy by stopping the brine pump when desired. Is the subject.

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、ブラインを貯留するブラインタンクと、このブラインタンクからのブラインを冷却するチラーと、このチラーで冷却されたブラインとの熱交換により水を冷却する熱交換器と、前記ブラインタンクから前記チラーを介して前記熱交換器へブラインを供給するブラインポンプと、前記チラーから前記熱交換器へのブライン供給路と、前記熱交換器から前記ブラインタンクへのブライン排出路とを接続するバイパス路と、前記ブライン排出路と前記バイパス路との合流部、または前記ブライン供給路と前記バイパス路との分岐部に設けられる三方弁からなり、前記熱交換器へのブラインの供給を遮断可能であると共に前記熱交換器へのブラインの供給流量を調整可能なブライン弁とを備えることを特徴とする冷水製造システムである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 has a brine tank for storing brine, a chiller for cooling the brine from the brine tank, and the chiller for cooling. A heat exchanger that cools water by heat exchange with the brine, a brine pump that supplies brine from the brine tank to the heat exchanger via the chiller, and a brine supply path from the chiller to the heat exchanger. At the junction of the bypass passage connecting the heat exchanger to the brine discharge passage and the brine discharge passage and the bypass passage, or at the branching portion of the brine supply passage and the bypass passage. A cold water production system comprising a three-way valve provided, which is provided with a brine valve capable of shutting off the supply of brine to the heat exchanger and adjusting the supply flow rate of brine to the heat exchanger. is there.

請求項1に記載の発明によれば、チラーから熱交換器へのブライン供給路と、熱交換器からブラインタンクへのブライン排出路とがバイパス路で接続され、ブライン排出路とバイパス路との合流部(またはブライン供給路とバイパス路との分岐部)に三方弁からなるブライン弁が設けられる。このブライン弁により、チラーからのブラインを、熱交換器を介してブラインタンクへ戻すか、バイパス路を介してブラインタンクへ戻すかの分配割合を調整することができる。これにより、チラーへのブライン循環量を維持したまま、熱交換器に通すブライン流量の調整を精度よく行えるので、熱交換器における水の凍結を防止しつつ所望温度の冷水を製造することができる。 According to the invention of claim 1, the brine supply path from the chiller to the heat exchanger and the brine discharge path from the heat exchanger to the brine tank are connected by a bypass path, and the brine discharge path and the bypass path are connected. A brine valve consisting of a three-way valve is provided at the confluence (or the branch between the brine supply path and the bypass path). With this brine valve, it is possible to adjust the distribution ratio of returning the brine from the chiller to the brine tank via the heat exchanger or returning to the brine tank via the bypass path. As a result, the flow rate of brine passed through the heat exchanger can be adjusted accurately while maintaining the amount of brine circulating to the chiller, so that cold water at a desired temperature can be produced while preventing water from freezing in the heat exchanger. ..

しかも、ブライン弁は、ブライン排出路(またはブライン供給路)とバイパス路との接続部に設けられる三方弁から構成されるので、単に熱交換器へのブラインの供給流量を調整可能なだけでなく、所望時には熱交換器へのブラインの供給を遮断可能である。そのため、冷水を目標温度まで冷やし込んだ後、熱交換器へのブラインの供給を確実に遮断して、冷水の必要以上の冷却(ひいては熱交換器における水の凍結)を防止することができる。さらに、冷水を目標温度まで冷やし込んだ後、ブラインタンク内のブラインをチラーに循環させて目標ブライン温度まで冷やし込みたい場合でも、熱交換器へのブラインの供給を遮断しつつ、バイパス路を介してブラインをチラーに循環させることができ、冷水の必要以上の冷却(ひいては熱交換器における水の凍結)を防止することができる。 Moreover, since the brine valve is composed of a three-way valve provided at the connection between the brine discharge path (or the brine supply path) and the bypass path, not only can the supply flow rate of the brine to the heat exchanger be adjusted. The supply of brine to the heat exchanger can be cut off when desired. Therefore, after the cold water has been cooled to the target temperature, the supply of brine to the heat exchanger can be reliably cut off, and unnecessary cooling of the cold water (and thus freezing of water in the heat exchanger) can be prevented. Furthermore, even if you want to cool the cold water to the target temperature and then circulate the brine in the brine tank to the chiller to cool it to the target brine temperature, the supply of brine to the heat exchanger is cut off and the brine is passed through the bypass path. The brine can be circulated through the chiller, preventing excessive cooling of cold water (and thus freezing of water in the heat exchanger).

請求項2に記載の発明は、前記熱交換器には、前記ブラインポンプによりブラインが通されると共に、冷水ポンプにより水が通され、前記熱交換器における水の圧力がブラインの圧力よりも高くなるように、前記冷水ポンプの回転数を制御することを特徴とする請求項1に記載の冷水製造システムである。 According to the second aspect of the present invention, the heat exchanger is passed through the brine by the brine pump and water by the cold water pump, and the pressure of the water in the heat exchanger is higher than the pressure of the brine. The cold water production system according to claim 1, wherein the rotation speed of the cold water pump is controlled so as to be described.

請求項2に記載の発明によれば、冷水ポンプの回転数を制御して、熱交換器における水の圧力をブラインの圧力よりも高くすることで、万一の熱交換器の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを防止して、安全性を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, by controlling the rotation speed of the chilled water pump to make the pressure of water in the heat exchanger higher than the pressure of the brine, even in the unlikely event that the heat exchanger is damaged. It is possible to prevent leakage of the brine to the cold water side and enhance safety.

請求項3に記載の発明は、前記ブラインの圧力は、前記バイパス路との分岐後の前記ブライン供給路に設けられたブライン圧力センサにより監視され、前記水の圧力は、前記熱交換器の冷水出口側に設けた冷水圧力センサにより監視されることを特徴とする請求項2に記載の冷水製造システムである。 In the invention according to claim 3, the pressure of the brine is monitored by a brine pressure sensor provided in the brine supply path after branching from the bypass path, and the pressure of the water is the cold water of the heat exchanger. The chilled water production system according to claim 2, wherein the chilled water pressure sensor provided on the outlet side monitors the chilled water pressure sensor.

請求項3に記載の発明によれば、ブラインの圧力は、熱交換器のブライン入口側で監視される一方、水の圧力は、熱交換器の冷水出口側で監視される。熱交換器内の圧力損失を考慮して、ブラインの圧力の高い箇所と、水の圧力の低い箇所とで、各圧力を監視することで、万一の熱交換器の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを一層確実に防止して、安全性を高めることができる。 According to the third aspect of the invention, the brine pressure is monitored on the brine inlet side of the heat exchanger, while the water pressure is monitored on the chilled water outlet side of the heat exchanger. Considering the pressure loss in the heat exchanger, by monitoring each pressure at the place where the pressure of the brine is high and the place where the pressure of the water is low, even if the heat exchanger is damaged, the brine Leakage to the cold water side can be prevented more reliably, and safety can be enhanced.

請求項4に記載の発明は、前記熱交換器の出口側水温を設定温度にするように、前記ブライン弁の開度が調整され、前記ブライン弁による前記熱交換器へのブラインの供給開度について、全閉状態をブラインポンプ停止判定時間継続すると、前記ブラインポンプを停止することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の冷水製造システムである。 In the invention according to claim 4, the opening degree of the brine valve is adjusted so that the water temperature on the outlet side of the heat exchanger becomes a set temperature, and the opening degree of supplying brine to the heat exchanger by the brine valve. The cold water production system according to claim 2 or 3, wherein the brine pump is stopped when the fully closed state is continued for the brine pump stop determination time.

請求項4に記載の発明によれば、冷水を目標温度まで冷やし込んだ後、設定タイミングでブラインポンプを停止することで、消費電力の削減を図ることができる。 According to the invention of claim 4, power consumption can be reduced by stopping the brine pump at a set timing after cooling the cold water to a target temperature.

さらに、請求項5に記載の発明は、前記ブラインポンプの停止後、前記冷水ポンプの回転数を下げることを特徴とする請求項4に記載の冷水製造システムである。 Further, the invention according to claim 5 is the cold water production system according to claim 4, wherein the rotation speed of the chilled water pump is reduced after the brine pump is stopped.

請求項5に記載の発明によれば、ブラインポンプの停止後、冷水ポンプの回転数を下げることで、消費電力の一層の削減を図ることができる。また、ブラインポンプを停止した状態で、冷水ポンプの運転は継続することで、万一の熱交換器の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを防止して、安全性を高めることができる。さらに、冷水ポンプの作動を継続することで、たとえば熱交換器の冷水出口側で、水温の上昇(冷熱負荷の発生)を検知することもできる。 According to the fifth aspect of the present invention, the power consumption can be further reduced by lowering the rotation speed of the chilled water pump after the brine pump is stopped. In addition, by continuing the operation of the chilled water pump with the brine pump stopped, even if the heat exchanger is damaged, leakage of the brine to the cold water side can be prevented and safety can be improved. .. Further, by continuing the operation of the chilled water pump, it is possible to detect an increase in water temperature (generation of a chilled heat load), for example, on the chilled water outlet side of the heat exchanger.

本発明の冷水製造システムによれば、熱交換器に通すブライン流量の調整を精度よく行い、熱交換器における水の凍結を防止しつつ所望温度の冷水を製造することができる。また、万一の熱交換器の破損時に、ブラインの冷水側への漏れを防止したり、所望時には、ブラインポンプを停止するなどして省エネルギを図ったりすることができる。 According to the cold water production system of the present invention, it is possible to accurately adjust the flow rate of brine passing through the heat exchanger and produce cold water at a desired temperature while preventing water from freezing in the heat exchanger. Further, in the unlikely event that the heat exchanger is damaged, leakage of the brine to the cold water side can be prevented, and if desired, the brine pump can be stopped to save energy.

本発明の一実施例の冷水製造システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the cold water production system of one Example of this invention. 通常運転から省エネ運転への移行処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the transition process from the normal operation to the energy-saving operation. 省エネ運転から通常運転への復帰処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the return process from the energy saving operation to the normal operation.

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の冷水製造システム1を示す概略図である。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a cold water production system 1 according to an embodiment of the present invention.

本実施例の冷水製造システム1は、ブラインを貯留するブラインタンク2と、このブラインタンク2からのブラインを冷却するチラー3と、このチラー3で冷却されたブラインとの熱交換により水を冷却する熱交換器4と、この熱交換器4に対するブラインの入口側と出口側とを接続するバイパス路5と、熱交換器4へのブラインの供給を遮断可能であると共に熱交換器4へのブラインの供給流量を調整可能なブライン弁6と、熱交換器4との間で水が循環される冷水タンク7とを備える。 The cold water production system 1 of the present embodiment cools water by heat exchange between a brine tank 2 for storing brine, a chiller 3 for cooling the brine from the brine tank 2, and the brine cooled by the chiller 3. The heat exchanger 4, the bypass path 5 connecting the inlet side and the outlet side of the brine to the heat exchanger 4, the supply of the brine to the heat exchanger 4 can be cut off, and the brine to the heat exchanger 4 can be cut off. A brine valve 6 capable of adjusting the supply flow rate of the water exchanger 4 and a cold water tank 7 in which water is circulated between the heat exchanger 4 and the heat exchanger 4 are provided.

ブラインタンク2は、ブラインを貯留する容器であり、本実施例では内部が大気圧下に開放されている。ブラインタンク2には、液位検出器8が設けられており、設定液位までブラインが貯留される。ブラインは、その種類を特に問わないが、ブラインとの熱交換により製造する冷水を食品冷却に用いる場合、万一の熱交換器4の破損によるブラインの漏れにも安全なように、食品添加物としても許容されるブライン(たとえばプロピレングリコール)を用いるのが好ましい。 The brine tank 2 is a container for storing brine, and in this embodiment, the inside is open to atmospheric pressure. The brine tank 2 is provided with a liquid level detector 8 to store brine up to a set liquid level. The type of brine is not particularly limited, but when cold water produced by heat exchange with brine is used for food cooling, it is a food additive so that it is safe against leakage of brine due to damage to the heat exchanger 4. It is preferable to use brine (for example, propylene glycol) which is also acceptable.

チラー3は、冷凍機(図示省略)を含んで構成される。冷凍機は、本実施例では蒸気圧縮式の冷凍機である。この場合、冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が、順次環状に接続されて構成される。圧縮機は、冷媒を圧縮して高温高圧の気体にする。凝縮器は、圧縮機からの冷媒を凝縮液化する。膨張弁は、凝縮器からの冷媒を通過させることで、冷媒の圧力と温度とを低下させる。そして、蒸発器は、膨張弁からの冷媒を蒸発させる。蒸発器において、ブラインタンクからのブラインと冷凍機の冷媒とを混ぜることなく熱交換して、冷媒の気化熱によりブラインの冷却を図ることができる。 The chiller 3 includes a refrigerator (not shown). The refrigerator is a vapor compression type refrigerator in this embodiment. In this case, the refrigerator is configured by sequentially connecting a compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator in an annular shape. The compressor compresses the refrigerant into a high-temperature, high-pressure gas. The condenser liquefies the refrigerant from the compressor. The expansion valve reduces the pressure and temperature of the refrigerant by allowing the refrigerant from the condenser to pass through. The evaporator then evaporates the refrigerant from the expansion valve. In the evaporator, heat can be exchanged between the brine from the brine tank and the refrigerant of the refrigerator without mixing, and the brine can be cooled by the heat of vaporization of the refrigerant.

熱交換器4は、ブラインと水とを混ぜることなく熱交換可能に、ブライン側の流路と水側の流路とを備える。熱交換器4は、その構成を特に問わないが、たとえばプレート式熱交換器とされる。 The heat exchanger 4 includes a flow path on the brine side and a flow path on the water side so that heat can be exchanged without mixing the brine and water. The structure of the heat exchanger 4 is not particularly limited, but is, for example, a plate heat exchanger.

ブラインタンク2からチラー3(より具体的には冷凍機の蒸発器)には、ブライン送出路9を介してブラインが供給される。チラー3で冷却後のブラインは、ブライン供給路10を介して熱交換器4に供給可能とされる。熱交換器4で熱交換後のブラインは、ブライン排出路11を介してブラインタンク2へ戻される。ブライン送出路9には、ブラインポンプ12が設けられており、このブラインポンプ12を作動させることで、ブラインタンク2内のブラインを、チラー3を介して熱交換器4との間で循環可能とされる。なお、ブラインポンプ12は、場合により、チラー3に内蔵されていてもよい。 Brine is supplied from the brine tank 2 to the chiller 3 (more specifically, the evaporator of the refrigerator) via the brine delivery path 9. The brine cooled by the chiller 3 can be supplied to the heat exchanger 4 via the brine supply path 10. The brine after heat exchange in the heat exchanger 4 is returned to the brine tank 2 via the brine discharge path 11. A brine pump 12 is provided in the brine delivery path 9, and by operating the brine pump 12, the brine in the brine tank 2 can be circulated to and from the heat exchanger 4 via the chiller 3. Will be done. The brine pump 12 may be built in the chiller 3 in some cases.

チラー3から熱交換器4へのブライン供給路10と、熱交換器4からブラインタンク2へのブライン排出路11とは、バイパス路5で接続されている。そして、ブライン排出路11とバイパス路5との合流部には、三方弁からなるブライン弁6が設けられている。このブライン弁6を制御することにより、チラー3からのブラインを、熱交換器4を介してブラインタンク2へ戻すか、バイパス路5を介してブラインタンク2へ戻すかの分配割合を調整することができる。 The brine supply path 10 from the chiller 3 to the heat exchanger 4 and the brine discharge path 11 from the heat exchanger 4 to the brine tank 2 are connected by a bypass path 5. A brine valve 6 composed of a three-way valve is provided at the confluence of the brine discharge path 11 and the bypass path 5. By controlling the brine valve 6, the distribution ratio of returning the brine from the chiller 3 to the brine tank 2 via the heat exchanger 4 or returning to the brine tank 2 via the bypass path 5 is adjusted. Can be done.

ブライン弁6は、熱交換器4へのブラインの供給流量を調整可能なだけでなく、所望により、熱交換器4へのブラインの供給を遮断可能とする。ブライン弁6による熱交換器4へのブラインの供給を遮断した状態(つまり全量バイパスさせた状態)で、ブラインタンク2内のブラインをブラインポンプ12により、チラー3およびバイパス路5を介してブラインタンク2へ戻して、循環を図ることができる。これにより、所望時には、熱交換器4にブラインを通すことなく、ブラインタンク2内のブラインをチラー3に循環させて、ブラインの冷却を図ることができる。 The brine valve 6 not only allows the flow rate of brine supply to the heat exchanger 4 to be adjusted, but also allows the supply of brine to the heat exchanger 4 to be cut off, if desired. In a state where the supply of brine to the heat exchanger 4 by the brine valve 6 is cut off (that is, a state in which the entire amount is bypassed), the brine in the brine tank 2 is blown by the brine pump 12 through the chiller 3 and the bypass path 5. It can be returned to 2 to promote circulation. Thereby, when desired, the brine in the brine tank 2 can be circulated to the chiller 3 to cool the brine without passing the brine through the heat exchanger 4.

冷水タンク7は、水を貯留する容器であり、本実施例では内部が大気圧下に開放されている。冷水タンク7には、水位検出器(図示省略)が設けられている。水位検出器の検出信号に基づき冷水タンク7への給水を制御することで、冷水タンク7内は設定水位に維持される。 The cold water tank 7 is a container for storing water, and in this embodiment, the inside is open to atmospheric pressure. The cold water tank 7 is provided with a water level detector (not shown). By controlling the supply of water to the chilled water tank 7 based on the detection signal of the water level detector, the inside of the chilled water tank 7 is maintained at the set water level.

冷水タンク7から熱交換器4には、冷水入口路13を介して水が供給される。熱交換器4で冷却後の水は、冷水出口路14を介して冷水タンク7へ戻される。冷水入口路13には、冷水ポンプ15が設けられており、この冷水ポンプ15を作動させることで、冷水タンク7内の水を、熱交換器4との間で循環可能とされる。 Water is supplied from the chilled water tank 7 to the heat exchanger 4 via the chilled water inlet passage 13. The water cooled by the heat exchanger 4 is returned to the chilled water tank 7 via the chilled water outlet passage 14. A chilled water pump 15 is provided in the chilled water inlet passage 13, and by operating the chilled water pump 15, the water in the chilled water tank 7 can be circulated to and from the heat exchanger 4.

冷水タンク7内の冷水は、所望により、冷水需要箇所(たとえば食品機械)に供給されて使用される。冷水需要箇所で使用後の水は、使い捨てられるか、冷水タンク7へ戻される。前者(冷水使い捨て)の場合でも、前述したとおり冷水タンク7内には適宜給水可能であるから、冷水タンク7内は設定水位に維持される。後者(冷水循環)の場合、冷水タンク7内の冷水は、冷熱需要箇所との間で循環可能とされ、冷熱需要箇所で被冷却物を冷却した後、冷水タンク7へ戻される。 If desired, the cold water in the cold water tank 7 is supplied to a cold water demanding place (for example, a food machine) and used. The used water at the cold water demand point is either thrown away or returned to the cold water tank 7. Even in the former case (disposable cold water), water can be appropriately supplied to the cold water tank 7 as described above, so that the cold water tank 7 is maintained at the set water level. In the latter case (cold water circulation), the chilled water in the chilled water tank 7 can be circulated to and from the chilled water demanding portion, and after cooling the object to be cooled at the chilled heat demanding portion, it is returned to the chilled water tank 7.

冷水製造システム1は、ブラインの温度を検出するためのブライン温度センサ(図示省略)と、冷水の温度を検出するための冷水温度センサ16とを備える。ブライン温度センサは、本実施例ではチラー3に内蔵され、チラー3のブライン出口側でブライン温度を検出する。一方、冷水温度センサ16は、本実施例では冷水出口路14に設けられ、熱交換器4の冷水出口側で水温を検出する。 The cold water production system 1 includes a brine temperature sensor (not shown) for detecting the temperature of brine, and a cold water temperature sensor 16 for detecting the temperature of cold water. The brine temperature sensor is built in the chiller 3 in this embodiment, and detects the brine temperature on the brine outlet side of the chiller 3. On the other hand, the chilled water temperature sensor 16 is provided in the chilled water outlet path 14 in this embodiment, and detects the water temperature on the chilled water outlet side of the heat exchanger 4.

さらに、冷水製造システム1は、熱交換器4でのブラインの圧力を検出するブライン圧力センサ17と、熱交換器4での水の圧力を検出する冷水圧力センサ18とを備える。ブライン圧力センサ17は、好ましくは、熱交換器4に対するブライン入口側で、ブラインの圧力を検出する。本実施例では、熱交換器4へのブライン供給路10の内、バイパス路5との分岐後のブライン供給路10に、ブライン圧力センサ17が設けられる。一方、冷水圧力センサ18は、好ましくは、熱交換器4に対する冷水出口側で、冷水の圧力を検出する。本実施例では、熱交換器4からの冷水出口路14に、冷水圧力センサ18が設けられる。 Further, the chilled water production system 1 includes a brine pressure sensor 17 that detects the pressure of the brine in the heat exchanger 4, and a chilled water pressure sensor 18 that detects the pressure of water in the heat exchanger 4. The brine pressure sensor 17 preferably detects the brine pressure on the brine inlet side with respect to the heat exchanger 4. In this embodiment, the brine pressure sensor 17 is provided in the brine supply path 10 after branching from the bypass path 5 in the brine supply path 10 to the heat exchanger 4. On the other hand, the chilled water pressure sensor 18 preferably detects the pressure of chilled water on the chilled water outlet side with respect to the heat exchanger 4. In this embodiment, the chilled water pressure sensor 18 is provided in the chilled water outlet path 14 from the heat exchanger 4.

次に、本実施例の冷水製造システム1の運転例について説明する。以下に説明する運転は、図示しない制御器により自動でなされる。つまり、制御器は、チラー3、ブライン弁6、ブラインポンプ12、冷水ポンプ15の他、ブライン温度センサ(図示省略)、冷水温度センサ16、ブライン圧力センサ17および冷水圧力センサ18などに接続されており、これらセンサの検出信号や経過時間などに基づき、チラー3、ブライン弁6および各ポンプ12,15などを制御する。なお、本実施例では、ブラインポンプ12および冷水ポンプ15は、インバータにより、モータの駆動周波数ひいては回転数を変更可能とされる。 Next, an operation example of the cold water production system 1 of this embodiment will be described. The operation described below is automatically performed by a controller (not shown). That is, the controller is connected to the chiller 3, the brine valve 6, the brine pump 12, the chilled water pump 15, the brine temperature sensor (not shown), the chilled water temperature sensor 16, the brine pressure sensor 17, the chilled water pressure sensor 18, and the like. The chiller 3, the brine valve 6, and the pumps 12, 15 and the like are controlled based on the detection signals and elapsed time of these sensors. In this embodiment, the brine pump 12 and the chilled water pump 15 can change the drive frequency of the motor and the rotation speed by the inverter.

冷水製造システム1の運転開始に伴い、各ポンプ12,15およびチラー3を作動させる。ブラインポンプ12を作動させることで、ブラインタンク2内のブラインは、チラー3を介して熱交換器4との間で循環する。冷水ポンプ15を作動させることで、冷水タンク7内の水は、熱交換器4との間で循環する。チラー3においてブラインが冷却され、その冷却されたブラインにより熱交換器4において水が冷却される。前述したとおり、冷水タンク7内の冷水またはその冷熱は、冷水需要箇所で利用可能とされる。 With the start of operation of the cold water production system 1, the pumps 12, 15 and the chiller 3 are operated. By operating the brine pump 12, the brine in the brine tank 2 circulates with the heat exchanger 4 via the chiller 3. By operating the chilled water pump 15, the water in the chilled water tank 7 circulates with the heat exchanger 4. The brine is cooled in the chiller 3, and the cooled brine cools the water in the heat exchanger 4. As described above, the cold water in the cold water tank 7 or the cold heat thereof is made available at the cold water demand point.

ブラインポンプ12によるブラインの循環中、ブラインはチラー3で冷却可能とされる。本実施例では、チラー3は、出口側ブライン温度をブライン目標温度(たとえば−2℃)にするように容量制御される。具体的には、ブライン温度センサの検出温度をブライン目標温度に維持するように、圧縮機のモータがインバータ制御される。この際、次のような制御を行ってもよい。 During the circulation of the brine by the brine pump 12, the brine can be cooled by the chiller 3. In this embodiment, the chiller 3 is volume-controlled so that the outlet side brine temperature is set to the brine target temperature (for example, -2 ° C.). Specifically, the compressor motor is inverter-controlled so as to maintain the detection temperature of the brine temperature sensor at the brine target temperature. At this time, the following control may be performed.

すなわち、ブライン目標温度を含む目標温度域を中心に上下に複数の温度域を設け、各温度域に応じてインバータ周波数の増減値を設定しておく。そして、設定時間ごとにどの温度域にあるかを監視して、目標温度域ならば現状の周波数を維持する一方、目標温度域よりも低温側の温度域ならば周波数を下げる一方、高温側の温度域ならば周波数を上げるよう制御する。 That is, a plurality of temperature ranges are provided above and below the target temperature range including the brine target temperature, and the increase / decrease value of the inverter frequency is set according to each temperature range. Then, it monitors which temperature range it is in every set time and maintains the current frequency if it is in the target temperature range, while lowering the frequency if it is in the temperature range on the lower temperature side than the target temperature range, while on the high temperature side. If it is in the temperature range, it is controlled to raise the frequency.

各ポンプ12,15の作動中、熱交換器4の出口側水温を設定温度にするように、ブライン弁6を制御する。具体的には、冷水温度センサ16の検出温度を設定温度に維持するように、ブライン弁6を制御して、チラー3からのブラインを、熱交換器4を介してブラインタンク2へ戻すか、バイパス路5を介してブラインタンク2へ戻すかの分配割合を調整する。これにより、チラー3へのブライン循環量を維持したまま、熱交換器4に通すブラインの流量を調整することができる。 During the operation of each of the pumps 12 and 15, the brine valve 6 is controlled so that the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 becomes a set temperature. Specifically, the brine valve 6 is controlled so that the detection temperature of the chilled water temperature sensor 16 is maintained at the set temperature, and the brine from the chiller 3 is returned to the brine tank 2 via the heat exchanger 4. The distribution ratio of returning to the brine tank 2 via the bypass path 5 is adjusted. Thereby, the flow rate of the brine passing through the heat exchanger 4 can be adjusted while maintaining the amount of brine circulating to the chiller 3.

冷水の冷却目標温度として0℃を超える温度を設定していても、実際の冷水温度(熱交換器4で冷却後の冷水温度)は目標温度付近で多少上下に変動する。そのため、冷水の冷却目標温度が比較的低温(たとえば3℃以下)の場合、熱交換器4において水が凍結するおそれが残る。これを防止するために、熱交換器4の出口側水温を前記設定温度として「目標温度+設定値」にするように、ブライン弁6の開度を調整(好ましくはPID制御)してもよい。 Even if a temperature exceeding 0 ° C. is set as the cooling target temperature of the chilled water, the actual chilled water temperature (cold water temperature after cooling by the heat exchanger 4) fluctuates slightly up and down near the target temperature. Therefore, when the cooling target temperature of the cold water is relatively low (for example, 3 ° C. or lower), there is a possibility that the water freezes in the heat exchanger 4. In order to prevent this, the opening degree of the brine valve 6 may be adjusted (preferably PID control) so that the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 is set to "target temperature + set value" as the set temperature. ..

なお、ブライン弁6の開度とは、ブライン弁6による熱交換器4へのブラインの供給開度であり、全閉(開度0%)状態では、チラー3からのブラインは全量バイパス路5に通されて熱交換器4には供給されず、全開(開度100%)状態では、チラー3からのブラインは全量熱交換器4に供給されてバイパス路5には通されない。 The opening degree of the brine valve 6 is the opening degree of supply of the brine to the heat exchanger 4 by the brine valve 6, and in the fully closed state (opening 0%), the total amount of brine from the chiller 3 is the bypass path 5. In the fully open state (opening 100%), all the brine from the chiller 3 is supplied to the heat exchanger 4 and is not passed through the bypass path 5.

ブライン弁6の開度を調整する際、上限開度と下限開度との範囲で開度調整してもよい。その場合、上限開度および下限開度は、それぞれ状況に応じて変更可能とされる。上限開度(言い換えれば熱交換器4に通す流量の上限値)や下限開度(言い換えれば熱交換器4に通す流量の下限値)は、所期の作用効果を奏するように、実験等により求められる。 When adjusting the opening degree of the brine valve 6, the opening degree may be adjusted within the range of the upper limit opening degree and the lower limit opening degree. In that case, the upper limit opening and the lower limit opening can be changed according to the situation. The upper limit opening (in other words, the upper limit of the flow rate passed through the heat exchanger 4) and the lower limit opening (in other words, the lower limit value of the flow rate passed through the heat exchanger 4) are determined by experiments or the like so as to exert the desired effects. Desired.

熱交換器4へのブライン供給の停止状態からブライン供給を開始する際、上限開度を上回らない範囲で、熱交換器4へのブライン供給を開始することで、急激な冷水温度の低下を防止して、熱交換器4における水の凍結を防止することができる。さらに、ブラインの温度が想定より低くても、熱交換器4における水の凍結を防止することができる。また、熱交換器4の出口側水温を「目標温度+設定値」にするように制御しても、下限開度を下回らない範囲で熱交換器4にブラインを供給することで、必要に応じて熱交換器4にブラインを流し続けることができ、目標温度まで水の徐冷を図ることができる。 When starting the brine supply from the stopped state of the brine supply to the heat exchanger 4, the brine supply to the heat exchanger 4 is started within the range not exceeding the upper limit opening to prevent a sudden decrease in the chilled water temperature. Therefore, it is possible to prevent the water in the heat exchanger 4 from freezing. Further, even if the temperature of the brine is lower than expected, it is possible to prevent the water in the heat exchanger 4 from freezing. Further, even if the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 is controlled to be "target temperature + set value", by supplying brine to the heat exchanger 4 within a range not below the lower limit opening, if necessary. The brine can continue to flow through the heat exchanger 4, and the water can be gradually cooled to the target temperature.

熱交換器4の出口側水温を「目標温度+設定値」にするようにブライン弁6を制御するのではなく、熱交換器4の出口側水温を「目標温度」にするようにブライン弁6を制御(好ましくはPID制御)してもよい。この制御では、ブライン弁6の開度を調整する際、少なくとも下限開度を設定しておき、下限開度以上で開度調整するのがよい。下限開度は、前述したとおり、状況に応じて変更可能とされてもよい。そして、熱交換器4の出口側水温が目標温度に達する前に、ブライン弁6を下限開度として、冷水を冷やし込めばよい。たとえば、冷水を冷却中、熱交換器4の出口側水温が、目標温度(たとえば1℃)よりも高い所定温度(たとえば1.4℃)以下になった時、または当該所定温度以下を所定時間継続した時に、ブライン弁6の開度を下限開度に固定して、目標温度まで冷却すればよい。熱交換器4の出口側水温が目標温度以下になれば、ブライン弁6を全閉して、熱交換器4へのブラインの供給を遮断すればよい。冷水温度が目標温度に近づくとブライン弁6を下限開度に保持することで、熱交換器4へのブラインの供給流量を制限しつつ、冷水を目標温度まで冷却することができる。そのため、冷水の冷却目標温度が比較的低温でも、熱交換器4における水の凍結を防止しつつ、冷水を目標温度まで冷却することができる。 Instead of controlling the brine valve 6 so that the outlet side water temperature of the heat exchanger 4 is "target temperature + set value", the brine valve 6 is set so that the outlet side water temperature of the heat exchanger 4 is "target temperature". May be controlled (preferably PID control). In this control, when adjusting the opening degree of the brine valve 6, it is preferable to set at least the lower limit opening degree and adjust the opening degree at the lower limit opening degree or more. As described above, the lower limit opening may be changed depending on the situation. Then, before the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 reaches the target temperature, the cold water may be cooled with the brine valve 6 as the lower limit opening degree. For example, when the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 becomes lower than a predetermined temperature (for example, 1.4 ° C) higher than the target temperature (for example, 1 ° C) while cooling cold water, or the temperature is kept below the predetermined temperature for a predetermined time. Occasionally, the opening degree of the brine valve 6 may be fixed to the lower limit opening degree and cooled to the target temperature. When the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 becomes equal to or lower than the target temperature, the brine valve 6 may be fully closed to shut off the supply of brine to the heat exchanger 4. By holding the brine valve 6 at the lower limit opening degree when the chilled water temperature approaches the target temperature, the chilled water can be cooled to the target temperature while limiting the supply flow rate of the brine to the heat exchanger 4. Therefore, even if the cooling target temperature of the cold water is relatively low, the cold water can be cooled to the target temperature while preventing the water in the heat exchanger 4 from freezing.

本実施例の冷水製造システム1によれば、チラー3から熱交換器4へのブライン供給路10と、熱交換器4からブラインタンク2へのブライン排出路11とがバイパス路5で接続され、ブライン排出路11とバイパス路5との合流部に三方弁からなるブライン弁6が設けられる。そして、ブライン弁6により、チラー3からのブラインを、熱交換器4を介してブラインタンク2へ戻すか、バイパス路5を介してブラインタンク2へ戻すかの分配割合を調整することができる。これにより、チラー3へのブライン循環量を維持したまま、熱交換器4に通すブライン流量の調整を精度よく行えるので、熱交換器4における水の凍結を防止しつつ所望温度の冷水を製造することができる。 According to the cold water production system 1 of the present embodiment, the brine supply path 10 from the chiller 3 to the heat exchanger 4 and the brine discharge path 11 from the heat exchanger 4 to the brine tank 2 are connected by a bypass path 5. A brine valve 6 composed of a three-way valve is provided at the confluence of the brine discharge path 11 and the bypass path 5. Then, the brine valve 6 can adjust the distribution ratio of returning the brine from the chiller 3 to the brine tank 2 via the heat exchanger 4 or returning to the brine tank 2 via the bypass path 5. As a result, the flow rate of brine passed through the heat exchanger 4 can be adjusted accurately while maintaining the amount of brine circulating to the chiller 3, so that cold water at a desired temperature is produced while preventing the water in the heat exchanger 4 from freezing. be able to.

しかも、ブライン弁6は、ブライン排出路11とバイパス路5との接続部に設けられる三方弁から構成されるので、単に熱交換器4へのブラインの供給流量を調整可能なだけでなく、所望時には熱交換器4へのブラインの供給を遮断可能である。そのため、冷水を目標温度まで冷やし込んだ後、熱交換器4へのブラインの供給を確実に遮断して、それ以上の冷水の冷却(ひいては熱交換器4における水の凍結)を防止することができる。さらに、冷水を目標温度まで冷やし込んだ後、ブラインタンク2内のブラインをチラー3に循環させて目標ブライン温度まで冷やし込みたい場合でも、熱交換器4へのブラインの供給を遮断しつつ、バイパス路5を介してブラインをチラー3に循環させることができ、冷水の必要以上の冷却(ひいては熱交換器4における水の凍結)を防止することができる。 Moreover, since the brine valve 6 is composed of a three-way valve provided at the connection portion between the brine discharge path 11 and the bypass path 5, not only the flow rate of brine supply to the heat exchanger 4 can be adjusted, but also desired. Sometimes it is possible to cut off the supply of brine to the heat exchanger 4. Therefore, after cooling the cold water to the target temperature, the supply of brine to the heat exchanger 4 can be reliably cut off to prevent further cooling of the cold water (and thus freezing of water in the heat exchanger 4). it can. Further, even if it is desired to circulate the brine in the brine tank 2 to the chiller 3 to cool it to the target brine temperature after cooling the cold water to the target temperature, the bypass is performed while cutting off the supply of the brine to the heat exchanger 4. Brine can be circulated to the chiller 3 through the passage 5 to prevent unnecessary cooling of cold water (and thus freezing of water in the heat exchanger 4).

ところで、各ポンプ12,15の作動中、熱交換器4における水の圧力がブラインの圧力よりも高くなるように、冷水ポンプ15の回転数を制御するのが好ましい。具体的には、制御器は、ブライン圧力センサ17と冷水圧力センサ18の検出圧力を監視して、冷水圧力センサ18の検出圧力がブライン圧力センサ17の検出圧力よりも高く(あるいは所定値以上高く)なるように、冷水ポンプ15の回転数をインバータ制御する。なお、ブラインポンプ12は、所定回転数(定常回転数)で運転を継続すればよい。 By the way, it is preferable to control the rotation speed of the chilled water pump 15 so that the pressure of water in the heat exchanger 4 becomes higher than the pressure of the brine during the operation of the pumps 12 and 15. Specifically, the controller monitors the detection pressures of the brine pressure sensor 17 and the chilled water pressure sensor 18, and the detected pressure of the chilled water pressure sensor 18 is higher than the detected pressure of the brine pressure sensor 17 (or higher than a predetermined value). ), The rotation speed of the chilled water pump 15 is controlled by the inverter. The brine pump 12 may continue to operate at a predetermined rotation speed (steady rotation speed).

冷水ポンプ15の回転数を制御して、熱交換器4における水の圧力をブラインの圧力よりも高くすることで、万一の熱交換器4の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを防止して、安全性を高めることができる。ブラインは、温度で粘性(ひいては圧力)が変化するため、ブラインと水の各圧力を監視して、確実な制御を図ることができる。しかも、熱交換器4内の圧力損失を考慮して、ブラインの圧力の高い箇所と、水の圧力の低い箇所とで、各圧力を監視することで、万一の熱交換器4の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを確実に防止して、安全性を高めることができる。つまり、熱交換器4のブライン側の流路では、入口側が出口側よりも高圧となり、熱交換器4の水側の流路では、出口側が入口側よりも低圧となるので、差圧の最も大きくなる箇所の圧力(熱交換器4のブライン入口側と冷水出口側の各圧力)を監視して制御することで、万一の熱交換器4の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを確実に防止することができる。 By controlling the rotation speed of the chilled water pump 15 to make the pressure of water in the heat exchanger 4 higher than the pressure of the brine, even if the heat exchanger 4 is damaged, the brine leaks to the cold water side. It can be prevented and safety can be increased. Since the viscosity (and thus the pressure) of brine changes with temperature, it is possible to monitor each pressure of brine and water for reliable control. Moreover, in consideration of the pressure loss in the heat exchanger 4, each pressure is monitored at the place where the brine pressure is high and the place where the water pressure is low, so that in the unlikely event that the heat exchanger 4 is damaged. However, it is possible to surely prevent the brine from leaking to the cold water side and enhance the safety. That is, in the flow path on the brine side of the heat exchanger 4, the inlet side has a higher pressure than the outlet side, and in the flow path on the water side of the heat exchanger 4, the outlet side has a lower pressure than the inlet side. By monitoring and controlling the pressure at the increased location (the pressure on the brine inlet side and the chilled water outlet side of the heat exchanger 4), even if the heat exchanger 4 is damaged, the brine leaks to the cold water side. Can be reliably prevented.

各ポンプ12,15の作動中、以下に述べるように、所定の移行条件を満たすと省エネ運転に移行し、所定の復帰条件を満たすと通常運転に移行(省エネ運転から復帰)するようにしてもよい。 During the operation of each of the pumps 12 and 15, as described below, if the predetermined transition condition is satisfied, the operation shifts to the energy-saving operation, and if the predetermined return condition is satisfied, the normal operation is shifted (return from the energy-saving operation). Good.

図2は、省エネ運転への移行処理を示すフローチャートであり、図3は、省エネ運転からの復帰処理を示すフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart showing a transition process to the energy-saving operation, and FIG. 3 is a flowchart showing a return process from the energy-saving operation.

いま、両ポンプ12,15を作動させて、熱交換器4にブラインと水を循環させると共に、熱交換器4の出口側水温(冷水温度センサ16の検出温度)を「目標温度+設定値」にするように、ブライン弁6の開度を調整中であるとする。なお、目標温度は、たとえば1.0℃、設定値は、たとえば0.5℃とされる。 Now, both pumps 12 and 15 are operated to circulate brine and water in the heat exchanger 4, and the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 (detected temperature of the chilled water temperature sensor 16) is set to "target temperature + set value". It is assumed that the opening degree of the brine valve 6 is being adjusted so as to be. The target temperature is, for example, 1.0 ° C, and the set value is, for example, 0.5 ° C.

図2に示すように、熱交換器4の出口側水温が目標温度以下を目標温度到達確認時間(たとえば5秒)継続すると(S21)、ブライン弁6による熱交換器4へのブラインの供給開度についてブライン弁6を全閉して、熱交換器4へのブラインの供給を遮断する(S22)。 As shown in FIG. 2, when the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 continues to be below the target temperature for the target temperature arrival confirmation time (for example, 5 seconds) (S21), the supply of brine to the heat exchanger 4 is opened by the brine valve 6. The brine valve 6 is fully closed to shut off the supply of brine to the heat exchanger 4 (S22).

なお、図示しないが、ブライン弁6を上限開度と下限開度との範囲で開度調整する場合、下限開度が所定開度以下の状態を所定時間(たとえば15分)継続した場合も、ブライン弁6を全閉して、熱交換器4へのブラインの供給を遮断すると共に、チラー3を停止させてもよい。これにより、ブライン弁6の開度が小さな状態で、冷水側設備の最低負荷(放熱およびポンプ入熱)とつり合ってしまうことによる無駄な運転継続(省エネ運転に入らないこと)を防止することができる。 Although not shown, when the opening of the brine valve 6 is adjusted within the range of the upper limit opening and the lower limit opening, even when the lower limit opening is kept below the predetermined opening for a predetermined time (for example, 15 minutes). The brine valve 6 may be fully closed to shut off the supply of brine to the heat exchanger 4 and the chiller 3 may be stopped. As a result, it is possible to prevent unnecessary continuation of operation (not to enter energy-saving operation) due to balancing with the minimum load (heat dissipation and pump heat input) of the cold water side equipment when the opening degree of the brine valve 6 is small. Can be done.

いずれにしても、ブライン弁6の全閉をブラインポンプ停止判定時間(たとえば300秒)継続すると(S23)、チラー3を停止させる(S24)。そして、チラー3を停止した後に、ブラインポンプ12を停止させる(S25)。その後、ブラインポンプ12の停止が冷水ポンプ停止判定時間(たとえば30秒)継続すると(S26)、冷水ポンプ15の回転数を所定の省エネ回転数(たとえば36Hz)に下げるのがよい(S27)。 In any case, when the brine pump 6 is fully closed for the brine pump stop determination time (for example, 300 seconds) (S23), the chiller 3 is stopped (S24). Then, after stopping the chiller 3, the brine pump 12 is stopped (S25). After that, when the stop of the brine pump 12 continues for the chilled water pump stop determination time (for example, 30 seconds) (S26), it is preferable to reduce the rotation speed of the chilled water pump 15 to a predetermined energy-saving rotation speed (for example, 36 Hz) (S27).

このようにして、冷水製造システム1は、チラー3およびブラインポンプ12が停止すると共に、冷水ポンプ15の回転数を下げた省エネ運転に移行することになる。ブライン弁6の全閉中、チラー3やブラインポンプ12を停止したり、冷水ポンプ15の運転周波数を下げたりすることで、消費電力の削減を図ることができる。なお、ブラインポンプ12を停止した状態で、冷水ポンプ15の運転は継続することで、万一の熱交換器4の破損時にも、ブラインの冷水側への漏れを防止して、安全性を高めることができる。しかも、冷水ポンプ15の作動を継続することで、冷水温度センサ16にて水温の上昇(冷熱負荷の発生)を検知することもできる。 In this way, the chilled water production system 1 shifts to the energy-saving operation in which the chiller 3 and the brine pump 12 are stopped and the rotation speed of the chilled water pump 15 is reduced. Power consumption can be reduced by stopping the chiller 3 and the brine pump 12 or lowering the operating frequency of the chilled water pump 15 while the brine valve 6 is fully closed. By continuing the operation of the chilled water pump 15 with the brine pump 12 stopped, even if the heat exchanger 4 is damaged, leakage of the brine to the cold water side is prevented and safety is improved. be able to. Moreover, by continuing the operation of the chilled water pump 15, the chilled water temperature sensor 16 can detect an increase in water temperature (generation of a cold heat load).

このような省エネ運転中、図3に示すように、熱交換器4の出口側水温が「目標温度+冷水ポンプ復帰値(たとえば1℃)」以上を冷水ポンプ復帰判定時間(たとえば15秒)継続すると(S31)、冷水ポンプ15の回転数を定常回転数(たとえば48Hz)に戻す(S32)。 During such energy-saving operation, as shown in FIG. 3, the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 continues to be "target temperature + chilled water pump return value (for example, 1 ° C.)" or more for the chilled water pump return determination time (for example, 15 seconds). Then (S31), the rotation speed of the chilled water pump 15 is returned to the steady rotation speed (for example, 48 Hz) (S32).

その後、熱交換器4の出口側水温が「目標温度+ブラインポンプ復帰値(たとえば1℃)」以上になり(S33)、且つ、冷水ポンプ15の定常回転数での運転がブラインポンプ復帰判定時間(たとえば30秒)継続すると(S34)、ブラインポンプ12を定常回転数(たとえば55Hz)で起動する(S35)。 After that, the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 becomes equal to or higher than the "target temperature + brine pump return value (for example, 1 ° C.)" (S33), and the operation of the cold water pump 15 at the steady rotation speed is the brine pump return determination time. If it continues (for example, 30 seconds) (S34), the brine pump 12 is started at a steady rotation speed (for example, 55 Hz) (S35).

その後、チラー起動待機時間(たとえば20秒)の経過を待って(S36)、チラーを起動する(S37)。そして、熱交換器4の出口側水温に基づくブライン弁6の開度調整制御を再開すればよい(S38)。つまり、冷水温度センサ16の検出温度を「目標温度+設定値」にするように、ブライン弁6の開度を調整する通常運転に移行することになる。 After that, after waiting for the chiller activation waiting time (for example, 20 seconds) to elapse (S36), the chiller is activated (S37). Then, the opening degree adjustment control of the brine valve 6 based on the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 may be restarted (S38). That is, the operation shifts to the normal operation in which the opening degree of the brine valve 6 is adjusted so that the detection temperature of the chilled water temperature sensor 16 is set to "target temperature + set value".

本発明の冷水製造システム1は、前記実施例の構成(制御を含む)に限らず、適宜変更可能である。特に、(a)ブラインを貯留するブラインタンク2と、(b)このブラインタンク2からのブラインを冷却するチラー3と、(c)このチラー3で冷却されたブラインとの熱交換により水を冷却する熱交換器4と、(d)ブラインタンク2からチラー3を介して熱交換器4へブラインを供給するブラインポンプ12と、(e)チラー3から熱交換器4へのブライン供給路10と、熱交換器4からブラインタンク2へのブライン排出路11とを接続するバイパス路5と、(f)ブライン排出路11とバイパス路5との合流部、またはブライン供給路10とバイパス路5との分岐部に設けられる三方弁からなり、熱交換器4へのブラインの供給を遮断可能であると共に熱交換器4へのブラインの供給流量を調整可能なブライン弁6とを備えるのであれば、その他の構成は適宜に変更可能である。 The cold water production system 1 of the present invention is not limited to the configuration (including control) of the above embodiment, and can be appropriately changed. In particular, water is cooled by heat exchange between (a) a brine tank 2 for storing brine, (b) a chiller 3 for cooling the brine from the brine tank 2, and (c) the brine cooled by the chiller 3. Heat exchanger 4 to be used, (d) a brine pump 12 that supplies brine from the brine tank 2 to the heat exchanger 4 via the chiller 3, and (e) a brine supply path 10 from the chiller 3 to the heat exchanger 4. , The bypass path 5 connecting the brine discharge path 11 from the heat exchanger 4 to the brine tank 2, and (f) the confluence of the brine discharge path 11 and the bypass path 5, or the brine supply path 10 and the bypass path 5. If it is composed of a three-way valve provided at the branch portion of the above, and is provided with a brine valve 6 capable of shutting off the supply of brine to the heat exchanger 4 and adjusting the supply flow rate of brine to the heat exchanger 4. Other configurations can be changed as appropriate.

また、(g)熱交換器4には、ブラインポンプ12によりブラインが通されると共に、冷水ポンプ15により水が通され、熱交換器4における水の圧力がブラインの圧力よりも高くなるように、冷水ポンプ15の回転数を制御するか、および/または、(h)熱交換器4の出口側水温を設定温度にするように、ブライン弁6の開度が調整され、ブライン弁6による熱交換器4へのブラインの供給開度について、全閉状態をブラインポンプ停止判定時間継続すると、ブラインポンプ12を停止するのであれば、前記実施例に限定されない。 Further, (g) the brine is passed through the heat exchanger 4 by the brine pump 12 and water is passed through the cold water pump 15, so that the pressure of the water in the heat exchanger 4 becomes higher than the pressure of the brine. , The opening degree of the brine valve 6 is adjusted so as to control the rotation speed of the cold water pump 15 and / or (h) the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 to be the set temperature, and the heat generated by the brine valve 6 is adjusted. Regarding the supply opening degree of the brine to the exchanger 4, the present invention is not limited to the above embodiment as long as the brine pump 12 is stopped when the fully closed state is continued for the brine pump stop determination time.

たとえば、前記実施例では、三方弁からなるブライン弁6を、ブライン排出路11とバイパス路5との合流部に設けたが、ブライン供給路10とバイパス路5との分岐部に設けてもよい。 For example, in the above embodiment, the brine valve 6 composed of a three-way valve is provided at the confluence of the brine discharge path 11 and the bypass path 5, but may be provided at the branch portion between the brine supply path 10 and the bypass path 5. ..

また、前記実施例では、熱交換器4の出口側水温を「設定温度」にするように熱交換器4に通すブライン流量を調整する際、「設定温度」を「目標温度+設定値」としたが、この設定値は、場合により0℃であってもよい。つまり、設定温度=目標温度としてもよい。 Further, in the above embodiment, when adjusting the flow rate of brine passing through the heat exchanger 4 so that the water temperature on the outlet side of the heat exchanger 4 is set to the "set temperature", the "set temperature" is set to "target temperature + set value". However, this set value may be 0 ° C. in some cases. That is, the set temperature may be equal to the target temperature.

また、前記実施例では、冷水タンク7内の水を熱交換器4との間で循環させたが、熱交換器4に対する給排水系統は適宜に変更可能である。たとえば、冷水タンク7の設置を省略して、給水源からの水を熱交換器4に通して冷却した後、その冷水を冷水需要箇所へ供給するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the water in the cold water tank 7 is circulated with the heat exchanger 4, but the water supply / drainage system for the heat exchanger 4 can be appropriately changed. For example, the installation of the cold water tank 7 may be omitted, the water from the water supply source may be passed through the heat exchanger 4 to be cooled, and then the cold water may be supplied to the cold water demand location.

さらに、前記実施例において、ブラインタンク2、チラー3および熱交換器4として、既存(既設)の構成を用いつつ、バイパス路5やブライン弁6などを付加して、前記実施例の冷水製造システム1を構成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, as the brine tank 2, the chiller 3, and the heat exchanger 4, the existing (existing) configuration is used, and a bypass passage 5, a brine valve, and the like are added to the cold water production system of the above-described embodiment. 1 may be configured.

1 冷水製造システム
2 ブラインタンク
3 チラー
4 熱交換器
5 バイパス路
6 ブライン弁
7 冷水タンク
8 液位検出器
9 ブライン送出路
10 ブライン供給路
11 ブライン排出路
12 ブラインポンプ
13 冷水入口路
14 冷水出口路
15 冷水ポンプ
16 冷水温度センサ
17 ブライン圧力センサ
18 冷水圧力センサ
1 Cold water production system 2 Brine tank 3 Chiller 4 Heat exchanger 5 Bypass path 6 Brine valve 7 Cold water tank 8 Liquid level detector 9 Brine delivery path 10 Brine supply path 11 Brine discharge path 12 Brine pump 13 Brine inlet path 14 Cold water outlet path 15 Cold water pump 16 Cold water temperature sensor 17 Brine pressure sensor 18 Cold water pressure sensor

Claims (5)

ブラインを貯留するブラインタンクと、
このブラインタンクからのブラインを冷却するチラーと、
このチラーで冷却されたブラインとの熱交換により水を冷却する熱交換器と、
前記ブラインタンクから前記チラーを介して前記熱交換器へブラインを供給するブラインポンプと、
前記チラーから前記熱交換器へのブライン供給路と、前記熱交換器から前記ブラインタンクへのブライン排出路とを接続するバイパス路と、
前記ブライン排出路と前記バイパス路との合流部、または前記ブライン供給路と前記バイパス路との分岐部に設けられる三方弁からなり、前記熱交換器へのブラインの供給を遮断可能であると共に前記熱交換器へのブラインの供給流量を調整可能なブライン弁と
を備えることを特徴とする冷水製造システム。
A brine tank that stores brine and
With a chiller that cools the brine from this brine tank,
A heat exchanger that cools water by exchanging heat with the brine cooled by this chiller,
A brine pump that supplies brine from the brine tank to the heat exchanger via the chiller.
A bypass path connecting the brine supply path from the chiller to the heat exchanger and the brine discharge path from the heat exchanger to the brine tank.
It is composed of a three-way valve provided at a confluence of the brine discharge path and the bypass path or a branch portion of the brine supply path and the bypass path, and can cut off the supply of brine to the heat exchanger. A cold water production system characterized by having a brine valve that can adjust the flow rate of brine supplied to the heat exchanger.
前記熱交換器には、前記ブラインポンプによりブラインが通されると共に、冷水ポンプにより水が通され、
前記熱交換器における水の圧力がブラインの圧力よりも高くなるように、前記冷水ポンプの回転数を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の冷水製造システム。
Brine is passed through the heat exchanger by the brine pump, and water is passed through the heat exchanger by the cold water pump.
The cold water production system according to claim 1, wherein the rotation speed of the cold water pump is controlled so that the pressure of water in the heat exchanger becomes higher than the pressure of brine.
前記ブラインの圧力は、前記バイパス路との分岐後の前記ブライン供給路に設けられたブライン圧力センサにより監視され、
前記水の圧力は、前記熱交換器の冷水出口側に設けた冷水圧力センサにより監視される
ことを特徴とする請求項2に記載の冷水製造システム。
The pressure of the brine is monitored by a brine pressure sensor provided in the brine supply path after branching from the bypass path.
The chilled water production system according to claim 2, wherein the pressure of the water is monitored by a chilled water pressure sensor provided on the chilled water outlet side of the heat exchanger.
前記熱交換器の出口側水温を設定温度にするように、前記ブライン弁の開度が調整され、
前記ブライン弁による前記熱交換器へのブラインの供給開度について、全閉状態をブラインポンプ停止判定時間継続すると、前記ブラインポンプを停止する
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の冷水製造システム。
The opening degree of the brine valve is adjusted so that the water temperature on the outlet side of the heat exchanger becomes the set temperature.
The second or third aspect of the present invention, wherein the brine pump is stopped when the brine pump stop determination time is continued in the fully closed state with respect to the supply opening degree of the brine to the heat exchanger by the brine valve. Cold water production system.
前記ブラインポンプの停止後、前記冷水ポンプの回転数を下げる
ことを特徴とする請求項4に記載の冷水製造システム。
The cold water production system according to claim 4, wherein the rotation speed of the cold water pump is reduced after the brine pump is stopped.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023204203A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-26 伸和コントロールズ株式会社 Temperature control device

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