JP3504608B2 - 冷却システム - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D9/00—Devices not associated with refrigerating machinery and not covered by groups F25D1/00 - F25D7/00; Combinations of devices covered by two or more of the groups F25D1/00 - F25D7/00
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
- F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S62/00—Refrigeration
- Y10S62/22—Free cooling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、冷媒を用いて負
荷を冷却する冷却システムに関する。
荷を冷却する冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示す従来のシステムは、発熱する
負荷Ｈに、冷却回路aを接続している。この冷却回路a
は、この回路a内の二次冷却水を循環させるポンプｐ
と、二次冷却水を一時的に蓄えるバッファタンクｔとを
備えている。そして、上記負荷Ｈ内に二次冷却水を通過
させる過程において熱交換を行って、負荷Ｈが発生する
熱を奪うようにしている。また、上記のようにして負荷
Ｈの熱を奪うことによって、二次冷却水の温度が上昇す
るが、この二次冷却水の熱を、以下に説明する冷却装置
ｂによって放熱するようにしている。
負荷Ｈに、冷却回路aを接続している。この冷却回路a
は、この回路a内の二次冷却水を循環させるポンプｐ
と、二次冷却水を一時的に蓄えるバッファタンクｔとを
備えている。そして、上記負荷Ｈ内に二次冷却水を通過
させる過程において熱交換を行って、負荷Ｈが発生する
熱を奪うようにしている。また、上記のようにして負荷
Ｈの熱を奪うことによって、二次冷却水の温度が上昇す
るが、この二次冷却水の熱を、以下に説明する冷却装置
ｂによって放熱するようにしている。
【０００３】冷却装置ｂは、上記回路ａに接続したメイ
ン熱交換器１と、このメイン熱交換器１に接続するとと
もに、冷媒ガスを循環させる循環回路２と、この循環回
路２に接続したコンプレッサーＣと、冷媒ガスの熱を外
部に放出する放熱用熱交換器３とから構成されている。
また、上記放熱用熱交換器３には配管４を接続し、この
配管４を介して一次冷却水を導くようにしている。この
一次冷却水としては、水道水やクーリングタワーによっ
て冷やされた工業用水などがあり、その水温は、季節に
よって差があるが、１０度〜３０度の範囲に保たれてい
る。そして、この一次冷却水の供給流量を、図示してい
ないバルブによって制御することによって、冷媒ガスを
所定温度まで冷やすようにしている。
ン熱交換器１と、このメイン熱交換器１に接続するとと
もに、冷媒ガスを循環させる循環回路２と、この循環回
路２に接続したコンプレッサーＣと、冷媒ガスの熱を外
部に放出する放熱用熱交換器３とから構成されている。
また、上記放熱用熱交換器３には配管４を接続し、この
配管４を介して一次冷却水を導くようにしている。この
一次冷却水としては、水道水やクーリングタワーによっ
て冷やされた工業用水などがあり、その水温は、季節に
よって差があるが、１０度〜３０度の範囲に保たれてい
る。そして、この一次冷却水の供給流量を、図示してい
ないバルブによって制御することによって、冷媒ガスを
所定温度まで冷やすようにしている。
【０００４】上記のようにした冷却装置ｂは、コンプレ
ッサーＣによって、冷媒ガスを高圧高温にする。この高
圧高温になった冷媒ガスを、放熱用熱交換に３によって
凝縮し液化する。この液化された冷媒を、メイン熱交換
器１において蒸発させ、２次冷却水の熱を奪う。このよ
うにすれば、負荷Ｈの熱を奪って高温になった二次冷却
水を冷やすことができる。以上のように、上記冷却装置
ｂは、冷媒ガスによって冷却回路aの二次冷却水を冷や
す構成にしているため、冷媒ガスの温度を、常に二次冷
却水の温度よりも低く保っておく必要がある。そのた
め、この従来のシステムでは、コンプレッサーＣを常に
作動させている。
ッサーＣによって、冷媒ガスを高圧高温にする。この高
圧高温になった冷媒ガスを、放熱用熱交換に３によって
凝縮し液化する。この液化された冷媒を、メイン熱交換
器１において蒸発させ、２次冷却水の熱を奪う。このよ
うにすれば、負荷Ｈの熱を奪って高温になった二次冷却
水を冷やすことができる。以上のように、上記冷却装置
ｂは、冷媒ガスによって冷却回路aの二次冷却水を冷や
す構成にしているため、冷媒ガスの温度を、常に二次冷
却水の温度よりも低く保っておく必要がある。そのた
め、この従来のシステムでは、コンプレッサーＣを常に
作動させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のシステムで
は、冷却装置ｂのコンプレッサーＣを常時作動させてお
かなければならないので、消費エネルギーが多くかかる
という問題があった。一方、冬場など、外気温が低くな
ると、それに伴って一次冷却水の水温が低くなるので、
放熱用熱交換器３の能力だけで、冷媒ガスを所定の温度
まで冷やすことができる。しかし、このような場合で
も、従来のシステムでは、冷却装置ｂのコンプレッサー
Ｃを作動させているので、エネルギーを無駄に消費する
ことになっていた。この発明の目的は、エネルギー消費
量を少なくすることができ、しかも、エネルギーロスの
少ない冷却システムを提供することである。
は、冷却装置ｂのコンプレッサーＣを常時作動させてお
かなければならないので、消費エネルギーが多くかかる
という問題があった。一方、冬場など、外気温が低くな
ると、それに伴って一次冷却水の水温が低くなるので、
放熱用熱交換器３の能力だけで、冷媒ガスを所定の温度
まで冷やすことができる。しかし、このような場合で
も、従来のシステムでは、冷却装置ｂのコンプレッサー
Ｃを作動させているので、エネルギーを無駄に消費する
ことになっていた。この発明の目的は、エネルギー消費
量を少なくすることができ、しかも、エネルギーロスの
少ない冷却システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、負荷と、
この負荷を冷媒によって冷却する冷却回路と、この冷却
回路の冷媒の熱を外部に放熱して冷媒を冷却する放熱機
構と、バルブの開度を制御可能な合流バルブと、冷媒を
蓄積し、この冷媒を上記冷却回路に上記合流バルブを介
して供給可能な冷媒タンクと、この冷媒タンク内の冷媒
を所定温度に保つ冷却装置と、上記負荷に供給する冷媒
の温度に基づいて上記合流バルブの開度を制御するとと
もに、上記冷媒タンクに蓄積された冷媒の温度に基づい
て冷却装置の作動を制御するコントローラと、上記冷却
回路の冷媒の温度を検出する温度センサーとを備え、上
記コントローラは、温度センサーによって検出された冷
却回路内の冷媒の温度が、所定の温度にあるときは上記
合流バルブを閉じ、所定の温度よりも高いときに上記合
流バルブを開いて、冷媒タンク内の冷媒を冷却回路に合
流させるように制御するとともに、上記コントローラ
は、冷媒タンク内の冷媒の温度が、所定の範囲内に保た
れているときは上記冷却装置の作動を停止させ、所定の
範囲を超えて高温となったときは上記冷却装置を作動さ
せるように制御することを特徴とする。
この負荷を冷媒によって冷却する冷却回路と、この冷却
回路の冷媒の熱を外部に放熱して冷媒を冷却する放熱機
構と、バルブの開度を制御可能な合流バルブと、冷媒を
蓄積し、この冷媒を上記冷却回路に上記合流バルブを介
して供給可能な冷媒タンクと、この冷媒タンク内の冷媒
を所定温度に保つ冷却装置と、上記負荷に供給する冷媒
の温度に基づいて上記合流バルブの開度を制御するとと
もに、上記冷媒タンクに蓄積された冷媒の温度に基づい
て冷却装置の作動を制御するコントローラと、上記冷却
回路の冷媒の温度を検出する温度センサーとを備え、上
記コントローラは、温度センサーによって検出された冷
却回路内の冷媒の温度が、所定の温度にあるときは上記
合流バルブを閉じ、所定の温度よりも高いときに上記合
流バルブを開いて、冷媒タンク内の冷媒を冷却回路に合
流させるように制御するとともに、上記コントローラ
は、冷媒タンク内の冷媒の温度が、所定の範囲内に保た
れているときは上記冷却装置の作動を停止させ、所定の
範囲を超えて高温となったときは上記冷却装置を作動さ
せるように制御することを特徴とする。
【０００７】第２の発明は、上記第１の発明において、
放熱機構を、水冷式にして、冷却水として工業用水や水
道水を導く構成にしたことを特徴とする。
放熱機構を、水冷式にして、冷却水として工業用水や水
道水を導く構成にしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示す第１実施例は、発熱す
る負荷Ｈに冷却回路Ａを接続している。この冷却回路Ａ
は、この冷却回路Ａ内の二次冷却水を循環させるポンプ
Ｐと、二次冷却水を一時的に蓄えるバッファタンクＴ
と、この発明の放熱機構に相当する放熱用熱交換器５と
を備えている。上記放熱用熱交換器５には、配管６を接
続し、この配管６を介して一次冷却水を導くようにして
いる。この一次冷却水としては、前記従来例と同様に、
工業用水や水道水などである。ただし、この一次冷却水
は、夏場と冬場とで温度差があり、１０度〜３０度の範
囲に変化する。
る負荷Ｈに冷却回路Ａを接続している。この冷却回路Ａ
は、この冷却回路Ａ内の二次冷却水を循環させるポンプ
Ｐと、二次冷却水を一時的に蓄えるバッファタンクＴ
と、この発明の放熱機構に相当する放熱用熱交換器５と
を備えている。上記放熱用熱交換器５には、配管６を接
続し、この配管６を介して一次冷却水を導くようにして
いる。この一次冷却水としては、前記従来例と同様に、
工業用水や水道水などである。ただし、この一次冷却水
は、夏場と冬場とで温度差があり、１０度〜３０度の範
囲に変化する。
【０００９】上記冷却回路Ａを循環する二次冷却水は、
負荷Ｈ内を通過する過程で熱交換を行い、負荷Ｈの熱を
奪う。このように負荷Ｈの熱を奪って温度が上昇した二
次冷却水は、その奪った熱を放熱用熱交換器５によって
外部に放出する。このようにすることによって、二次冷
却水を、所定の温度まで冷やすようにしている。また、
上記放熱用熱交換器５によって冷却される二次冷却水の
温度は、この放熱用熱交換器５に供給される一次冷却水
の水温と流量とによって決まる。そこで、この実施例で
は、二次冷却水が所定の温度に冷えるように、一次冷却
水の流量を配管６に設けた図示していないバルブによっ
て制御するようにしている。なお、このバルブは、手動
で制御するようにしてもいいし、自動で制御するように
してもよい。自動制御の場合には、一次冷却水と二次冷
却水との温度をセンサーによって検出し、これら両冷却
水の温度に基づいて、図示していないサーボバルブの開
度をコントローラによって調節するようにすればよい。
負荷Ｈ内を通過する過程で熱交換を行い、負荷Ｈの熱を
奪う。このように負荷Ｈの熱を奪って温度が上昇した二
次冷却水は、その奪った熱を放熱用熱交換器５によって
外部に放出する。このようにすることによって、二次冷
却水を、所定の温度まで冷やすようにしている。また、
上記放熱用熱交換器５によって冷却される二次冷却水の
温度は、この放熱用熱交換器５に供給される一次冷却水
の水温と流量とによって決まる。そこで、この実施例で
は、二次冷却水が所定の温度に冷えるように、一次冷却
水の流量を配管６に設けた図示していないバルブによっ
て制御するようにしている。なお、このバルブは、手動
で制御するようにしてもいいし、自動で制御するように
してもよい。自動制御の場合には、一次冷却水と二次冷
却水との温度をセンサーによって検出し、これら両冷却
水の温度に基づいて、図示していないサーボバルブの開
度をコントローラによって調節するようにすればよい。
【００１０】また、上記したように、一次冷却水によっ
て二次冷却水を冷やすため、放熱用熱交換器５に供給さ
れる一次冷却水の水温は、負荷Ｈの熱を奪った後の二次
冷却水の水温よりも低くしている。
て二次冷却水を冷やすため、放熱用熱交換器５に供給さ
れる一次冷却水の水温は、負荷Ｈの熱を奪った後の二次
冷却水の水温よりも低くしている。
【００１１】上記冷却回路Ａには、配管７を介して冷媒
タンク８を接続している。この冷媒タンク８は、上記バ
ッファタンクＴよりも容量の大きいものであり、その内
部には、バッファタンクＴに蓄えられた量よりも数倍多
い量の二次冷却水を蓄えている。また、この冷媒タンク
８内には、蒸発器９を組み込むとともに、この蒸発器９
に配管１０を介して冷却装置１１を接続している。そし
て、冷却装置１１から冷えた冷媒ガスを蒸発器９に導い
て、冷媒タンク８内の二次冷却水を所定の温度に冷やす
ようにしている。
タンク８を接続している。この冷媒タンク８は、上記バ
ッファタンクＴよりも容量の大きいものであり、その内
部には、バッファタンクＴに蓄えられた量よりも数倍多
い量の二次冷却水を蓄えている。また、この冷媒タンク
８内には、蒸発器９を組み込むとともに、この蒸発器９
に配管１０を介して冷却装置１１を接続している。そし
て、冷却装置１１から冷えた冷媒ガスを蒸発器９に導い
て、冷媒タンク８内の二次冷却水を所定の温度に冷やす
ようにしている。
【００１２】また、上記冷却装置１１は、冷媒タンク８
内の二次冷却水を、所定の温度範囲に保つものであり、
必要に応じて作動する。すなわち、冷媒タンク８内の二
次冷却水の水温を、例えば５℃〜１０℃の範囲で制御す
るように設定した場合、冷却装置１１は、二次冷却水を
５℃まで冷やすと、その作動を一端停止する。その後、
冷媒タンク８内の二次冷却水の温度が上昇して、１０℃
を超えると作動する。そして、二次冷却水を５℃まで冷
やしたら、再び停止する。つまり、この冷却装置１１
は、冷媒タンク８内の温度が所定の温度範囲に保たれて
いる間、作動を停止して、エネルギーを消費しないよう
にしている。そして、このようにした冷却装置１１は、
空冷式でも水冷式でもよい。空冷式の場合には、装置自
体にファンを取り付けることになる。また、水冷式の場
合には、上記配管６に分岐管を接続し、この分岐管を介
して一次冷却水を導くようにすればよい。
内の二次冷却水を、所定の温度範囲に保つものであり、
必要に応じて作動する。すなわち、冷媒タンク８内の二
次冷却水の水温を、例えば５℃〜１０℃の範囲で制御す
るように設定した場合、冷却装置１１は、二次冷却水を
５℃まで冷やすと、その作動を一端停止する。その後、
冷媒タンク８内の二次冷却水の温度が上昇して、１０℃
を超えると作動する。そして、二次冷却水を５℃まで冷
やしたら、再び停止する。つまり、この冷却装置１１
は、冷媒タンク８内の温度が所定の温度範囲に保たれて
いる間、作動を停止して、エネルギーを消費しないよう
にしている。そして、このようにした冷却装置１１は、
空冷式でも水冷式でもよい。空冷式の場合には、装置自
体にファンを取り付けることになる。また、水冷式の場
合には、上記配管６に分岐管を接続し、この分岐管を介
して一次冷却水を導くようにすればよい。
【００１３】上記冷却装置１１には、この装置１１を制
御するコントローラ１２を接続している。また、上記冷
媒タンク８と冷却回路Ａとを接続する配管７には、合流
バルブ１３を接続している。この合流バルブ１３の開度
も、上記コントローラ１２によって制御するようにして
いる。そして、この合流バルブ１３を開くことによっ
て、その開度に応じた流量を冷媒タンク８から冷却回路
Ａに合流させるようにしている。なお、このように冷媒
タンク８から二次冷却水を放出すると、その分、この冷
媒タンク８内の容量が減る。この減った分は、配管１５
を介してバッファタンクＴから補充するようにしてい
る。したがって、冷媒タンク８内には、常に一定定量の
二次冷却水が蓄えられている。
御するコントローラ１２を接続している。また、上記冷
媒タンク８と冷却回路Ａとを接続する配管７には、合流
バルブ１３を接続している。この合流バルブ１３の開度
も、上記コントローラ１２によって制御するようにして
いる。そして、この合流バルブ１３を開くことによっ
て、その開度に応じた流量を冷媒タンク８から冷却回路
Ａに合流させるようにしている。なお、このように冷媒
タンク８から二次冷却水を放出すると、その分、この冷
媒タンク８内の容量が減る。この減った分は、配管１５
を介してバッファタンクＴから補充するようにしてい
る。したがって、冷媒タンク８内には、常に一定定量の
二次冷却水が蓄えられている。
【００１４】また、上記冷却回路ＡのポンプＰの下流側
には、温度センサー１４を設けている。この温度センサ
ー１４は、負荷Ｈに供給される二次冷却水の温度を測定
し、その温度信号を上記コントローラ１２に導くもので
ある。コントローラ１２は、このセンサー１４からの温
度信号が、予め設定された温度よりも高い場合にのみ、
合流バルブ１３を開き、冷媒タンク８内の二次冷却水を
冷却回路Ａに合流させる。
には、温度センサー１４を設けている。この温度センサ
ー１４は、負荷Ｈに供給される二次冷却水の温度を測定
し、その温度信号を上記コントローラ１２に導くもので
ある。コントローラ１２は、このセンサー１４からの温
度信号が、予め設定された温度よりも高い場合にのみ、
合流バルブ１３を開き、冷媒タンク８内の二次冷却水を
冷却回路Ａに合流させる。
【００１５】なお、上記ポンプＰと負荷Ｈとの間に分岐
管１７の一端を接続し、この分岐管１７の他端をバッフ
ァタンクＴに接続している。そして、ポンプＰから吐出
される流量が、過剰になった場合には、余剰流量を分岐
管１７を介してバッファタンクＴに戻すようにしてい
る。また、図中符号１６は、分岐管に設けたバルブであ
り、このバルブ１６によってバッファタンクＴに戻る流
量を調節可能にしている。
管１７の一端を接続し、この分岐管１７の他端をバッフ
ァタンクＴに接続している。そして、ポンプＰから吐出
される流量が、過剰になった場合には、余剰流量を分岐
管１７を介してバッファタンクＴに戻すようにしてい
る。また、図中符号１６は、分岐管に設けたバルブであ
り、このバルブ１６によってバッファタンクＴに戻る流
量を調節可能にしている。
【００１６】次に、この第１実施例の作用を説明する。
例えば、２５℃の二次冷却水によって負荷Ｈの温度を一
定に制御しているときに、この負荷Ｈの熱を奪った二次
冷却水の温度が３１℃とすると、この３１℃になった二
次冷却水は、放熱用熱交換器５によって冷やされる。こ
のとき、放熱用熱交換器５に導く一次冷却水の温度が、
１０℃というように非常に低くなっている場合には、こ
の放熱用熱交換器５の機能だけで、二次冷却水を３１℃
から２５℃に冷却することができる。すなわち、放熱用
熱交換器５だけで十分な冷却能力を得ることができる。
したがって、このような場合には、コントローラ１２
は、合流バルブ１３を閉じた状態に保つ。
例えば、２５℃の二次冷却水によって負荷Ｈの温度を一
定に制御しているときに、この負荷Ｈの熱を奪った二次
冷却水の温度が３１℃とすると、この３１℃になった二
次冷却水は、放熱用熱交換器５によって冷やされる。こ
のとき、放熱用熱交換器５に導く一次冷却水の温度が、
１０℃というように非常に低くなっている場合には、こ
の放熱用熱交換器５の機能だけで、二次冷却水を３１℃
から２５℃に冷却することができる。すなわち、放熱用
熱交換器５だけで十分な冷却能力を得ることができる。
したがって、このような場合には、コントローラ１２
は、合流バルブ１３を閉じた状態に保つ。
【００１７】一方、冷却装置１１は、冷媒タンク８内の
二次冷却水の温度が１０℃以下に保たれていれば停止し
ている。したがって、このとき、冷却装置１１の消費す
るエネルギーの分だけ、エネルギー消費量を少なく抑え
ることができる。
二次冷却水の温度が１０℃以下に保たれていれば停止し
ている。したがって、このとき、冷却装置１１の消費す
るエネルギーの分だけ、エネルギー消費量を少なく抑え
ることができる。
【００１８】一方、夏場など、外気温の上昇に伴って一
次冷却水の温度も高くなると、放熱用熱交換器５の能力
だけでは、冷却回路Ａ内の二次冷却水の温度を２５℃ま
で冷やすことができなくなることがある。このような場
合、コントローラ１２は、温度センサー１４からの温度
情報に基づいて、二次冷却水の水温が設定温度よりも高
くなっていると判断する。そして、コントローラ１２か
らの信号に基づいて合流バルブ１３が開き、冷媒タンク
８内に貯めておいた二次冷却水を冷却回路Ａに合流させ
る。このように冷媒タンク８から１０℃以下に冷えた二
次冷却水を冷却回路Ａに合流させれば、負荷Ｈに供給さ
れる二次冷却水の温度を下げることができる。
次冷却水の温度も高くなると、放熱用熱交換器５の能力
だけでは、冷却回路Ａ内の二次冷却水の温度を２５℃ま
で冷やすことができなくなることがある。このような場
合、コントローラ１２は、温度センサー１４からの温度
情報に基づいて、二次冷却水の水温が設定温度よりも高
くなっていると判断する。そして、コントローラ１２か
らの信号に基づいて合流バルブ１３が開き、冷媒タンク
８内に貯めておいた二次冷却水を冷却回路Ａに合流させ
る。このように冷媒タンク８から１０℃以下に冷えた二
次冷却水を冷却回路Ａに合流させれば、負荷Ｈに供給さ
れる二次冷却水の温度を下げることができる。
【００１９】ただし、このとき冷媒タンク８内の二次冷
却水は、５℃〜１０℃の範囲に冷やされているので、コ
ントローラ１２は、その時点における冷媒タンク８内の
二次冷却水の温度と、負荷Ｈに供給されている二次冷却
水の温度および供給流量とから、冷却回路Ａ側に合流さ
せる二次冷却水の流量を決定する。つまり、コントロー
ラ１２によって放熱用熱交換器５の冷却能力の不足分を
判断し、その不足分に相当する流量を、冷媒タンク８か
ら合流させることによって、負荷Ｈに供給される二次冷
却水の温度を２５に保つようにしている。
却水は、５℃〜１０℃の範囲に冷やされているので、コ
ントローラ１２は、その時点における冷媒タンク８内の
二次冷却水の温度と、負荷Ｈに供給されている二次冷却
水の温度および供給流量とから、冷却回路Ａ側に合流さ
せる二次冷却水の流量を決定する。つまり、コントロー
ラ１２によって放熱用熱交換器５の冷却能力の不足分を
判断し、その不足分に相当する流量を、冷媒タンク８か
ら合流させることによって、負荷Ｈに供給される二次冷
却水の温度を２５に保つようにしている。
【００２０】また、上記のようにして、冷媒タンク８か
ら冷却回路Ａ側に二次冷却水を放出すると、バッファタ
ンクＴから配管１５を介して放出した流量が冷媒タンク
８に供給される。このようにバッファタンクＴから冷媒
タンク８内に二次冷却水が供給されると、この冷媒タン
ク８内の二次冷却水の温度が上昇する。ただし、この冷
媒タンク８には、５℃〜１０℃に保たれた大量の二次冷
却水が蓄えられているので、その温度が急激に上昇した
りしない。しかも、１０℃を超えるまでは、冷却装置１
１が停止しているので、その間の消費エネルギーも少な
く維持することができる。
ら冷却回路Ａ側に二次冷却水を放出すると、バッファタ
ンクＴから配管１５を介して放出した流量が冷媒タンク
８に供給される。このようにバッファタンクＴから冷媒
タンク８内に二次冷却水が供給されると、この冷媒タン
ク８内の二次冷却水の温度が上昇する。ただし、この冷
媒タンク８には、５℃〜１０℃に保たれた大量の二次冷
却水が蓄えられているので、その温度が急激に上昇した
りしない。しかも、１０℃を超えるまでは、冷却装置１
１が停止しているので、その間の消費エネルギーも少な
く維持することができる。
【００２１】一方、上記冷媒タンク８内の二次冷却水の
温度が１０℃を超えると、冷却装置１１が作動する。そ
して、冷媒タンク８内の二次冷却水の温度が５℃まで冷
えたら、冷却装置１１の作動を停止する。以上のよう
に、この実施例によれば、冷媒タンク８内の二次冷却水
の温度が１０℃以下であれば、冷却装置１１を停止して
いるので、冷却装置１１を常に作動させている場合に比
べて、消費エネルギーを少なくすることができる。ま
た、放熱用熱交換器５の冷却能力だけで足りている場合
には、冷媒タンク８から二次冷却水を合流させる必要も
ないので、冷媒タンク８内の二次冷却水の温度上昇を長
時間抑えることができる。したがって、エネルギーロス
も抑えることができる。
温度が１０℃を超えると、冷却装置１１が作動する。そ
して、冷媒タンク８内の二次冷却水の温度が５℃まで冷
えたら、冷却装置１１の作動を停止する。以上のよう
に、この実施例によれば、冷媒タンク８内の二次冷却水
の温度が１０℃以下であれば、冷却装置１１を停止して
いるので、冷却装置１１を常に作動させている場合に比
べて、消費エネルギーを少なくすることができる。ま
た、放熱用熱交換器５の冷却能力だけで足りている場合
には、冷媒タンク８から二次冷却水を合流させる必要も
ないので、冷媒タンク８内の二次冷却水の温度上昇を長
時間抑えることができる。したがって、エネルギーロス
も抑えることができる。
【００２２】なお、この第１実施例では、放熱用熱交換
器５に導いた一次冷却水によって、二次冷却水を冷やす
構成にしているが、一次冷却水の代わりに、冷却ファン
を用いて、二次冷却水を冷やすようにしてもよい。つま
り、放熱用熱交換器５を空冷式にしてもよい。ただし、
この第１実施例のように、放熱用熱交換器５を水冷式に
すれば、工業用水や水道水などの一次冷却水を利用する
ことができるので、冷却ファンを作動させる場合に比べ
て、消費エネルギーを少なくすることができる。また、
この第１実施例では、冷却装置１１の冷媒としてガスを
用いているが、液体でもよい。
器５に導いた一次冷却水によって、二次冷却水を冷やす
構成にしているが、一次冷却水の代わりに、冷却ファン
を用いて、二次冷却水を冷やすようにしてもよい。つま
り、放熱用熱交換器５を空冷式にしてもよい。ただし、
この第１実施例のように、放熱用熱交換器５を水冷式に
すれば、工業用水や水道水などの一次冷却水を利用する
ことができるので、冷却ファンを作動させる場合に比べ
て、消費エネルギーを少なくすることができる。また、
この第１実施例では、冷却装置１１の冷媒としてガスを
用いているが、液体でもよい。
【００２３】図２に示した第２実施例は、一次冷却水の
水温が一定に保たれている場合、または、その水質が良
い場合に、この一次冷却水を負荷Ｈに直接導く構成にし
たものである。すなわち、一次冷却水を導く配管６から
分岐させた配管６ａを、三方弁２０を介してバッファタ
ンクＴとポンプＰとを接続する配管２１に接続してい
る。また、負荷Ｈと放熱用熱交換器５とを接続する配管
２２の途中にバルブ２３を接続し、このバルブ２３の上
流側から分岐させた戻り配管２４を、一次冷却水の戻り
側に接続している。さらに、上記戻り配管２４に補給用
配管２５を接続し、この補給用配管２５を介してバッフ
ァタンクＴと戻り配管２４とを接続している。この補給
用配管２５にはバルブ２６を設け、このバルブ２６の開
閉をコントローラ１２によって制御するようにしてい
る。なお、一次冷却水を放熱用熱交換器５に導く配管６
ｂにも、バルブ２７を設けている。
水温が一定に保たれている場合、または、その水質が良
い場合に、この一次冷却水を負荷Ｈに直接導く構成にし
たものである。すなわち、一次冷却水を導く配管６から
分岐させた配管６ａを、三方弁２０を介してバッファタ
ンクＴとポンプＰとを接続する配管２１に接続してい
る。また、負荷Ｈと放熱用熱交換器５とを接続する配管
２２の途中にバルブ２３を接続し、このバルブ２３の上
流側から分岐させた戻り配管２４を、一次冷却水の戻り
側に接続している。さらに、上記戻り配管２４に補給用
配管２５を接続し、この補給用配管２５を介してバッフ
ァタンクＴと戻り配管２４とを接続している。この補給
用配管２５にはバルブ２６を設け、このバルブ２６の開
閉をコントローラ１２によって制御するようにしてい
る。なお、一次冷却水を放熱用熱交換器５に導く配管６
ｂにも、バルブ２７を設けている。
【００２４】次に、この第２実施例の作用を説明する。
まず、バルブ２３、２６、２７を閉じるとともに、三方
弁２０を切り換えて、冷媒タンクＴとポンプＰとの連通
を遮断し、分岐管６ａとポンプＰとを連通させる。この
ようにすると、配管６からの一次冷却水が、分岐管６ａ
→三方弁２０→配管２１→ポンプＰを介して負荷Ｈに直
接導かれる。そして、この負荷Ｈに導いた一次冷却水
は、戻り配管２４を介して一次冷却水の戻り側に排出さ
れる。以上のようにして、一次冷却水を導く回路Ｂが構
成されるが、この回路Ｂが、この発明の冷却回路とな
る。
まず、バルブ２３、２６、２７を閉じるとともに、三方
弁２０を切り換えて、冷媒タンクＴとポンプＰとの連通
を遮断し、分岐管６ａとポンプＰとを連通させる。この
ようにすると、配管６からの一次冷却水が、分岐管６ａ
→三方弁２０→配管２１→ポンプＰを介して負荷Ｈに直
接導かれる。そして、この負荷Ｈに導いた一次冷却水
は、戻り配管２４を介して一次冷却水の戻り側に排出さ
れる。以上のようにして、一次冷却水を導く回路Ｂが構
成されるが、この回路Ｂが、この発明の冷却回路とな
る。
【００２５】上記のようにして一次冷却水を負荷Ｈに直
接導けば、この一次冷却水によって負荷Ｈの熱を奪うこ
とができる。そのため、この一次冷却水の供給量を制御
すれば、負荷Ｈの温度を一定に制御することができる。
一方、一次冷却水の温度が高い場合には、この一次冷却
水を供給するだけでは十分な冷却能力が得られなくな
る。また、配管６から導いた一次冷却水の温度にばらつ
きがある場合には、安定した温度制御ができなくなる。
そこで、上記のような場合には、合流バルブ１３を開い
て、冷媒タンク８内の二次冷却水を合流させる。このよ
うに二次冷却水を合流させれば、冷却能力の不足分を補
うことができる。また、一次冷却水の温度のばらつきも
安定化させることができる。なお、冷媒タンク８内の二
次冷却水を冷やす冷却装置１１は、上記第１実施例と同
様に、所定の温度以上になったときにだけ作動するよう
にしている。
接導けば、この一次冷却水によって負荷Ｈの熱を奪うこ
とができる。そのため、この一次冷却水の供給量を制御
すれば、負荷Ｈの温度を一定に制御することができる。
一方、一次冷却水の温度が高い場合には、この一次冷却
水を供給するだけでは十分な冷却能力が得られなくな
る。また、配管６から導いた一次冷却水の温度にばらつ
きがある場合には、安定した温度制御ができなくなる。
そこで、上記のような場合には、合流バルブ１３を開い
て、冷媒タンク８内の二次冷却水を合流させる。このよ
うに二次冷却水を合流させれば、冷却能力の不足分を補
うことができる。また、一次冷却水の温度のばらつきも
安定化させることができる。なお、冷媒タンク８内の二
次冷却水を冷やす冷却装置１１は、上記第１実施例と同
様に、所定の温度以上になったときにだけ作動するよう
にしている。
【００２６】また、上記のように冷媒タンク８内の二次
冷却水を合流させると、この冷媒タンク８に二次冷却水
を補充するバッファタンクＴ内の水位も減る。このバッ
ファタンクＴ内の水位は、上記コントローラ１２に接続
した図示してないセンサーによって検知するようにして
いる。そして、バッファタンクＴ内の二次冷却水が所定
の水位よりも少なくなると、このセンサーから出力され
る信号に基づいて、コントローラ１２がバルブ２６を開
く。このようにバルブ２６を開けば、冷媒タンク８から
放出された流量を補充することができる。なお、この第
２実施例では、一次冷却水に二次冷却水を合流させる関
係上、一次冷却水と二次冷却水とを同じ性質のものにし
ている。
冷却水を合流させると、この冷媒タンク８に二次冷却水
を補充するバッファタンクＴ内の水位も減る。このバッ
ファタンクＴ内の水位は、上記コントローラ１２に接続
した図示してないセンサーによって検知するようにして
いる。そして、バッファタンクＴ内の二次冷却水が所定
の水位よりも少なくなると、このセンサーから出力され
る信号に基づいて、コントローラ１２がバルブ２６を開
く。このようにバルブ２６を開けば、冷媒タンク８から
放出された流量を補充することができる。なお、この第
２実施例では、一次冷却水に二次冷却水を合流させる関
係上、一次冷却水と二次冷却水とを同じ性質のものにし
ている。
【００２７】
【発明の効果】第１の発明によれば、冷媒タンク内の冷
媒の温度が所定の温度に保たれていれば、冷却装置を停
止するため、冷却装置のコンプレッサーを常に作動させ
なければならない従来のシステムに比べて、省エネ化を
図ることができる。特に、外気温の低い冬場等のよう
に、放熱用熱交換器の冷却能力だけで足りている場合に
は、冷媒タンクから冷却回路側に冷媒を放出する必要も
ないので、冷媒タンク内の冷媒の温度上昇を長時間抑え
ることができる。したがって、上記の省エネ効果は著し
い。また、コントローラは、負荷に供給する冷媒の温度
に基づいて上記合流バルブの開度を制御しているので、
合流バルブを介して冷却回路に合流させる冷媒の流量を
必要量に応じて調整できる。第２の発明によれば、放熱
用熱交換器の冷媒として、工業用水や水道水を利用して
いる。このように水冷式にすると、放熱用熱交換器を空
冷式にして冷却ファンを作動させる場合に比べて、特別
な動力源を必要としない分、消費エネルギーを抑えるこ
とができる。
媒の温度が所定の温度に保たれていれば、冷却装置を停
止するため、冷却装置のコンプレッサーを常に作動させ
なければならない従来のシステムに比べて、省エネ化を
図ることができる。特に、外気温の低い冬場等のよう
に、放熱用熱交換器の冷却能力だけで足りている場合に
は、冷媒タンクから冷却回路側に冷媒を放出する必要も
ないので、冷媒タンク内の冷媒の温度上昇を長時間抑え
ることができる。したがって、上記の省エネ効果は著し
い。また、コントローラは、負荷に供給する冷媒の温度
に基づいて上記合流バルブの開度を制御しているので、
合流バルブを介して冷却回路に合流させる冷媒の流量を
必要量に応じて調整できる。第２の発明によれば、放熱
用熱交換器の冷媒として、工業用水や水道水を利用して
いる。このように水冷式にすると、放熱用熱交換器を空
冷式にして冷却ファンを作動させる場合に比べて、特別
な動力源を必要としない分、消費エネルギーを抑えるこ
とができる。
【図１】第１実施例の回路図である。
【図２】第２実施例の回路図である。
【図３】従来例の回路図である。
Ｈ 負荷
Ａ，Ｂ 冷却回路
５ この発明の放熱機構に相当する放熱用熱交換器
８ 冷媒タンク
１１ 冷却装置
１２ コントローラ
１３ 合流バルブ
１４ 温度センサー
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 5/00 101
F24F 5/00 102
F24F 11/02 102
F25D 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷と、この負荷を冷媒によって冷却す
る冷却回路と、この冷却回路の冷媒の熱を外部に放熱し
て冷媒を冷却する放熱機構と、バルブの開度を制御可能
な合流バルブと、冷媒を蓄積し、この冷媒を上記冷却回
路に上記合流バルブを介して供給可能な冷媒タンクと、
この冷媒タンク内の冷媒を所定温度に保つ冷却装置と、
上記負荷に供給する冷媒の温度に基づいて上記合流バル
ブの開度を制御するとともに、上記冷媒タンクに蓄積さ
れた冷媒の温度に基づいて冷却装置の作動を制御するコ
ントローラと、上記冷却回路の冷媒の温度を検出する温
度センサーとを備え、上記コントローラは、温度センサ
ーによって検出された冷却回路内の冷媒の温度が、所定
の温度にあるときは上記合流バルブを閉じ、所定の温度
よりも高いときに上記合流バルブを開いて、冷媒タンク
内の冷媒を冷却回路に合流させるように制御するととも
に、上記コントローラは、冷媒タンク内の冷媒の温度
が、所定の範囲内に保たれているときは上記冷却装置の
作動を停止させ、所定の範囲を超えて高温となったとき
は上記冷却装置を作動させるように制御することを特徴
とする冷却システム。 - 【請求項２】 放熱機構を水冷式にして、冷却水として
工業用水や水道水を導く構成にしたことを特徴とする請
求項１記載の冷却システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370973A JP3504608B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 冷却システム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370973A JP3504608B2 (ja) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | 冷却システム |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| US20050207116A1 (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-22 | Yatskov Alexander I | Systems and methods for inter-cooling computer cabinets |
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| US20080006044A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-10 | Ziming Tan | Method for controlling temperature |
| US8701746B2 (en) | 2008-03-13 | 2014-04-22 | Schneider Electric It Corporation | Optically detected liquid depth information in a climate control unit |
| US20100085708A1 (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Liebert Corporation | High-efficiency, fluid-cooled ups converter |
| US20100242532A1 (en) | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Johnson Controls Technology Company | Free cooling refrigeration system |
| WO2012064387A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Geoenergy Enterprises, Llc | Method of heating/cooling structure using geothermal system |
| CN103185429B (zh) * | 2011-12-30 | 2015-05-13 | 上海微电子装备有限公司 | 载冷剂回收循环装置及其使用方法 |
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| JP6324707B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2018-05-16 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 熱源機及びその制御方法 |
| CN104501415B (zh) * | 2014-11-28 | 2017-02-22 | 江门市凯立信电气科技有限公司 | 一种水温均匀的保温水箱 |
| CN112050536B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-09-21 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种恒温冷却水循环供给系统及循环供给方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US3276516A (en) * | 1965-04-26 | 1966-10-04 | Worthington Corp | Air conditioning system |
| US4457358A (en) * | 1981-03-31 | 1984-07-03 | Engineering Design And Management Inc. | Heating and cooling system |
| JPS60157997A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 漁船用海水槽の冷却装置 |
| JPS62196534A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-29 | Hitachi Ltd | 冷水製造設備 |
| JPH0428986A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | 冷却水供給装置 |
| JP2748732B2 (ja) * | 1991-07-19 | 1998-05-13 | 日本電気株式会社 | 液体冷媒循環システム |
| DE9115583U1 (de) * | 1991-12-16 | 1993-01-21 | Siemens AG, 8000 München | Anordnung zum Kühlen einer Röntgenröhre |
| US5727621A (en) * | 1995-12-26 | 1998-03-17 | Geotech, Llc (A Non-Incorporated Company) | Geothermal energy means and procedure |
| JP2905443B2 (ja) * | 1996-06-14 | 1999-06-14 | オリオン機械株式会社 | 水槽を備えた冷却装置 |
| US5862675A (en) * | 1997-05-30 | 1999-01-26 | Mainstream Engineering Corporation | Electrically-driven cooling/heating system utilizing circulated liquid |
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2000
- 2000-12-06 JP JP2000370973A patent/JP3504608B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-06 TW TW090127463A patent/TW504562B/zh active
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- 2001-11-29 US US09/997,112 patent/US6508068B2/en not_active Expired - Fee Related
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