JP3522658B2 - 冷却システムの制御方法 - Google Patents
冷却システムの制御方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械等におけ
る発熱部に循環させる冷却媒体を冷却するための冷却シ
ステムの制御方法に関する。
る発熱部に循環させる冷却媒体を冷却するための冷却シ
ステムの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザー加工機の場合、内蔵す
るレーザ発振器の変換効率、即ち、入力電力を出力ビー
ムに変換する変換効率は、理論上１５〔％〕から最大で
も２０〔％〕程度が限界とされており、残りの８０
〔％〕を越える電力は、放熱によるエネルギ損失とな
る。したがって、相当の発熱を伴うため、通常、冷却器
を併設し、この冷却器により冷却した冷却水（冷却媒
体）をレーザ加工機の発熱部に循環させることにより当
該発熱部の冷却を行っている。
るレーザ発振器の変換効率、即ち、入力電力を出力ビー
ムに変換する変換効率は、理論上１５〔％〕から最大で
も２０〔％〕程度が限界とされており、残りの８０
〔％〕を越える電力は、放熱によるエネルギ損失とな
る。したがって、相当の発熱を伴うため、通常、冷却器
を併設し、この冷却器により冷却した冷却水（冷却媒
体）をレーザ加工機の発熱部に循環させることにより当
該発熱部の冷却を行っている。
【０００３】従来、この種の冷却器としては、実開昭６
３−１４２６７４号公報で開示される冷却器（冷却装
置）が知られている。この冷却器は、コンプレッサ，凝
縮器，ドライヤ，キャピラリチューブ，熱交換器，アキ
ュムレータにより冷媒が循環する冷凍サイクルにより冷
却を行うものであり、冷凍サイクル中の熱交換器は、発
熱部に循環させるための冷却水が収容されるタンク内に
配される。
３−１４２６７４号公報で開示される冷却器（冷却装
置）が知られている。この冷却器は、コンプレッサ，凝
縮器，ドライヤ，キャピラリチューブ，熱交換器，アキ
ュムレータにより冷媒が循環する冷凍サイクルにより冷
却を行うものであり、冷凍サイクル中の熱交換器は、発
熱部に循環させるための冷却水が収容されるタンク内に
配される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の冷却システムは、次のような難点があった。
来の冷却システムは、次のような難点があった。
【０００５】第一に、冷却水の温度は、設置場所におけ
る周囲温度や工作機械等の負荷状態に大きく影響を受け
るため、冷却器単独による対応には限界があり、余裕の
ある安定した温度制御を行うことができない。
る周囲温度や工作機械等の負荷状態に大きく影響を受け
るため、冷却器単独による対応には限界があり、余裕の
ある安定した温度制御を行うことができない。
【０００６】第二に、運転効率を高めるには限界があ
り、省エネルギ性及び経済性（ランニングコスト）の面
で難がある。
り、省エネルギ性及び経済性（ランニングコスト）の面
で難がある。
【０００７】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、余裕のある安定した温度
制御を行うことができるとともに、省エネルギ性及び経
済性を高めることができる冷却システムの制御方法の提
供を目的とする。
る課題を解決したものであり、余裕のある安定した温度
制御を行うことができるとともに、省エネルギ性及び経
済性を高めることができる冷却システムの制御方法の提
供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る冷却システム１の制御方法は、冷却媒体Ｗを冷却す
るメインクーラ２を備える冷却システム１を制御するに
際し、メインクーラ２に対して冷却媒体Ｗを冷却するフ
ァンクーラ３を直列に接続し、かつ当該ファンクーラ３
における冷却媒体Ｗの入口３ｉと出口３ｏ間をバイパス
回路４により接続するとともに、ファンクーラ３又はバ
イパス回路４に冷却媒体Ｗを選択的に供給可能な供給切
換部５を設け、冷却媒体Ｗの温度を含む予め設定した切
換条件に基づいて、バイパス回路４に冷却媒体Ｗを供給
し、かつコンプレッサ２２をオン・オフにより制御して
メインクーラ２のみを使用するＡモード，コンプレッサ
２をオン・オフにより制御してメインクーラ２を使用す
るとともに、送風ファン３ｆの送風量を最大にしてファ
ンクーラ３を使用するＢモード，コンプレッサ２２をオ
フにし、かつ送風ファン３ｆの送風量を可変制御してフ
ァンクーラ３のみを使用するＣモード，コンプレッサ２
２をオフにし、かつ送風ファン３ｆをオフにしてファン
クーラ３のみを使用するＤモード又はバイパス回路４に
冷却媒体Ｗを供給し、かつコンプレッサ２２をオフにす
るＥモードに切換制御するようにしたことを特徴とす
る。
係る冷却システム１の制御方法は、冷却媒体Ｗを冷却す
るメインクーラ２を備える冷却システム１を制御するに
際し、メインクーラ２に対して冷却媒体Ｗを冷却するフ
ァンクーラ３を直列に接続し、かつ当該ファンクーラ３
における冷却媒体Ｗの入口３ｉと出口３ｏ間をバイパス
回路４により接続するとともに、ファンクーラ３又はバ
イパス回路４に冷却媒体Ｗを選択的に供給可能な供給切
換部５を設け、冷却媒体Ｗの温度を含む予め設定した切
換条件に基づいて、バイパス回路４に冷却媒体Ｗを供給
し、かつコンプレッサ２２をオン・オフにより制御して
メインクーラ２のみを使用するＡモード，コンプレッサ
２をオン・オフにより制御してメインクーラ２を使用す
るとともに、送風ファン３ｆの送風量を最大にしてファ
ンクーラ３を使用するＢモード，コンプレッサ２２をオ
フにし、かつ送風ファン３ｆの送風量を可変制御してフ
ァンクーラ３のみを使用するＣモード，コンプレッサ２
２をオフにし、かつ送風ファン３ｆをオフにしてファン
クーラ３のみを使用するＤモード又はバイパス回路４に
冷却媒体Ｗを供給し、かつコンプレッサ２２をオフにす
るＥモードに切換制御するようにしたことを特徴とす
る。
【０００９】なお、好適な実施の態様により、ファンク
ーラ３は屋外に設置することが望ましい。また、冷却媒
体Ｗの温度が低くなるに従って、Ｃモード，Ｄモード，
Ｅモードの順に切換制御することができる。
ーラ３は屋外に設置することが望ましい。また、冷却媒
体Ｗの温度が低くなるに従って、Ｃモード，Ｄモード，
Ｅモードの順に切換制御することができる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
面に基づき詳細に説明する。
【００１１】まず、本実施例に係る制御方法を実施でき
る冷却システム１の構成について、図１及び図２を参照
して説明する。
る冷却システム１の構成について、図１及び図２を参照
して説明する。
【００１２】図１に示す冷却システム１において、２は
メインクーラを示す。このメインクーラ２は、冷凍サイ
クルにより冷却を行う冷却部（冷却器）２１を内蔵す
る。冷却部２１は、コンプレッサ，凝縮器，ドライヤ，
キャピラリチューブ，熱交換器，アキュムレータにより
冷媒が循環する公知の冷凍サイクルを構成する。図１
は、このような冷凍サイクルを構成する一部の主要部品
のみを示し、２２はコンプレッサ、２３は熱交換器を示
す。また、２ｉは冷却水（冷却媒体）Ｗの戻り口，２ｏ
は冷却水Ｗの吐出口を示し、戻り口２ｉから流入した冷
却水Ｗは、熱交換器２３により冷却された後、タンク２
４に一時的に収容されるとともに、このタンク２４に収
容された冷却水Ｗは、ポンプ２５により吐出口２ｏから
吐出する。
メインクーラを示す。このメインクーラ２は、冷凍サイ
クルにより冷却を行う冷却部（冷却器）２１を内蔵す
る。冷却部２１は、コンプレッサ，凝縮器，ドライヤ，
キャピラリチューブ，熱交換器，アキュムレータにより
冷媒が循環する公知の冷凍サイクルを構成する。図１
は、このような冷凍サイクルを構成する一部の主要部品
のみを示し、２２はコンプレッサ、２３は熱交換器を示
す。また、２ｉは冷却水（冷却媒体）Ｗの戻り口，２ｏ
は冷却水Ｗの吐出口を示し、戻り口２ｉから流入した冷
却水Ｗは、熱交換器２３により冷却された後、タンク２
４に一時的に収容されるとともに、このタンク２４に収
容された冷却水Ｗは、ポンプ２５により吐出口２ｏから
吐出する。
【００１３】一方、Ｍは、レーザ加工機等における発熱
部を示し、内部に冷却用熱交換部Ｍｐを内蔵する。上述
したメインクーラ２の吐出口２ｏは、送水管１１を介し
て冷却用熱交換部Ｍｐの給水口Ｍｐｉに接続する。ま
た、冷却用熱交換部Ｍｐの排水口Ｍｐｏとメインクーラ
２の戻り口２ｉ間には、本発明に従ってファンクーラ３
を接続する。
部を示し、内部に冷却用熱交換部Ｍｐを内蔵する。上述
したメインクーラ２の吐出口２ｏは、送水管１１を介し
て冷却用熱交換部Ｍｐの給水口Ｍｐｉに接続する。ま
た、冷却用熱交換部Ｍｐの排水口Ｍｐｏとメインクーラ
２の戻り口２ｉ間には、本発明に従ってファンクーラ３
を接続する。
【００１４】この場合、ファンクーラ３は、既設のメイ
ンクーラ２に対して、後付けが可能である。ファンクー
ラ３を接続しない場合、冷却用熱交換部Ｍｐの排水口Ｍ
ｐｏとメインクーラ２の戻り口２ｉは、送水管１２を介
して直接接続されているため、ファンクーラ３を接続す
る場合には、この送水管１２の中途に後付けし、メイン
クーラ２に対して直列に接続できる。
ンクーラ２に対して、後付けが可能である。ファンクー
ラ３を接続しない場合、冷却用熱交換部Ｍｐの排水口Ｍ
ｐｏとメインクーラ２の戻り口２ｉは、送水管１２を介
して直接接続されているため、ファンクーラ３を接続す
る場合には、この送水管１２の中途に後付けし、メイン
クーラ２に対して直列に接続できる。
【００１５】ファンクーラ３を接続する際には、まず、
送水管１２の中途に手動バルブ１３を接続する。そし
て、この手動バルブ１３の上流側に位置する送水管１２
の中途から送水管１４を分岐させ、手動バルブ１５を介
してファンクーラ３の入口３ｉに接続するとともに、手
動バルブ１３の下流側に位置する送水管１２の中途から
送水管１６を分岐させ、手動バルブ１７を介してファン
クーラ３の出口３ｏに接続する。
送水管１２の中途に手動バルブ１３を接続する。そし
て、この手動バルブ１３の上流側に位置する送水管１２
の中途から送水管１４を分岐させ、手動バルブ１５を介
してファンクーラ３の入口３ｉに接続するとともに、手
動バルブ１３の下流側に位置する送水管１２の中途から
送水管１６を分岐させ、手動バルブ１７を介してファン
クーラ３の出口３ｏに接続する。
【００１６】また、ファンクーラ３は屋外に設置する。
これにより、自然風を効果的に利用することができる。
なお、本発明において屋外とは、自然風（外気）が当た
り易い場所を意味し、例えば、室内であっても窓が開放
されるなどにより自然風（外気）が当たり易い場所は、
本発明における屋外に含まれる。
これにより、自然風を効果的に利用することができる。
なお、本発明において屋外とは、自然風（外気）が当た
り易い場所を意味し、例えば、室内であっても窓が開放
されるなどにより自然風（外気）が当たり易い場所は、
本発明における屋外に含まれる。
【００１７】ファンクーラ３において、３１は、二つの
熱交換ユニット３１ａと３１ｂを直列に接続した熱交換
器であり、この熱交換器３１の流入側は、ポンプ３２を
介して冷却水Ｗの入口３ｉに接続するとともに、熱交換
器３１の流出側は、電動式の第二開閉弁５ｂを介して冷
却水Ｗの出口３ｏに接続する。また、ファンクーラ３の
入口３ｉと出口３ｏ間はバイパス回路４により接続す
る。バイパス回路４は、バイパス管４ｐとこのバイパス
管４ｐの中途に接続した電動式の第一開閉弁５ａからな
る。この場合、第一開閉弁５ａと第二開閉弁５ｂは、供
給切換部５を構成し、これにより、ファンクーラ３又は
バイパス回路４に冷却水Ｗを選択的に供給可能となる。
さらに、ファンクーラ３には、送風ファン３ｆを内蔵
し、この送風ファン３ｆにより熱交換器３１を強制空冷
することができる。
熱交換ユニット３１ａと３１ｂを直列に接続した熱交換
器であり、この熱交換器３１の流入側は、ポンプ３２を
介して冷却水Ｗの入口３ｉに接続するとともに、熱交換
器３１の流出側は、電動式の第二開閉弁５ｂを介して冷
却水Ｗの出口３ｏに接続する。また、ファンクーラ３の
入口３ｉと出口３ｏ間はバイパス回路４により接続す
る。バイパス回路４は、バイパス管４ｐとこのバイパス
管４ｐの中途に接続した電動式の第一開閉弁５ａからな
る。この場合、第一開閉弁５ａと第二開閉弁５ｂは、供
給切換部５を構成し、これにより、ファンクーラ３又は
バイパス回路４に冷却水Ｗを選択的に供給可能となる。
さらに、ファンクーラ３には、送風ファン３ｆを内蔵
し、この送風ファン３ｆにより熱交換器３１を強制空冷
することができる。
【００１８】他方、図２は、制御部６のブロック系統を
示す。５１は、ファンクーラ３に備えるシーケンサであ
り、このシーケンサ５１の入力側には、メインクーラ２
の吐出口２ｏから吐出する冷却水Ｗの温度を検出する第
一水温センサ５２，周囲温度を検出する周囲温度センサ
５３，ファンクーラ３の入口３ｉに流入する冷却水Ｗの
水温を検出する第二水温センサ５４，ファンクーラ３の
出口３ｏから流出する冷却水Ｗの水温を検出する第三水
温センサ５５を、入力回路５６を介してそれぞれ接続す
る。これにより、各センサ５２，５３，５４，５５から
得られる温度の検出信号（アナログ信号）は、入力回路
５６によりデジタル信号に変換されてシーケンサ５１に
付与される。また、シーケンサ５１の出力側には、第一
開閉弁５ａ，第二開閉弁５ｂ，ポンプ３２を接続すると
ともに、デジタル／アナログ信号変換機能を有する出力
回路５７及びインバータ５８を介して送風ファン３ｆを
回転させるファンモータ５９を接続する。なお、インバ
ータ５８も直接シーケンサ５１に接続する。これによ
り、第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂには開閉信号が
付与されるとともに、ポンプ３２には運転指令信号が付
与され、さらに、シーケンサ５１からインバータ５８に
は運転指令信号が付与される。また、ファンモータ５９
は、出力回路５７から出力する制御信号（電圧出力）に
より回転速度（送風量）が制御される。
示す。５１は、ファンクーラ３に備えるシーケンサであ
り、このシーケンサ５１の入力側には、メインクーラ２
の吐出口２ｏから吐出する冷却水Ｗの温度を検出する第
一水温センサ５２，周囲温度を検出する周囲温度センサ
５３，ファンクーラ３の入口３ｉに流入する冷却水Ｗの
水温を検出する第二水温センサ５４，ファンクーラ３の
出口３ｏから流出する冷却水Ｗの水温を検出する第三水
温センサ５５を、入力回路５６を介してそれぞれ接続す
る。これにより、各センサ５２，５３，５４，５５から
得られる温度の検出信号（アナログ信号）は、入力回路
５６によりデジタル信号に変換されてシーケンサ５１に
付与される。また、シーケンサ５１の出力側には、第一
開閉弁５ａ，第二開閉弁５ｂ，ポンプ３２を接続すると
ともに、デジタル／アナログ信号変換機能を有する出力
回路５７及びインバータ５８を介して送風ファン３ｆを
回転させるファンモータ５９を接続する。なお、インバ
ータ５８も直接シーケンサ５１に接続する。これによ
り、第一開閉弁５ａ及び第二開閉弁５ｂには開閉信号が
付与されるとともに、ポンプ３２には運転指令信号が付
与され、さらに、シーケンサ５１からインバータ５８に
は運転指令信号が付与される。また、ファンモータ５９
は、出力回路５７から出力する制御信号（電圧出力）に
より回転速度（送風量）が制御される。
【００１９】一方、シーケンサ５１は、メインクーラ２
に対して双方向通信可能に接続する。これにより、シー
ケンサ５１からメインクーラ２に対して運転信号及びポ
ンプ運転信号等が付与されるとともに、メインクーラ２
からシーケンサ５１に対して警報信号，運転信号及びポ
ンプ運転信号等が付与される。よって、後付けにより設
置したファンクーラ３側により、既設のメインクーラ２
を統括的に制御できる。
に対して双方向通信可能に接続する。これにより、シー
ケンサ５１からメインクーラ２に対して運転信号及びポ
ンプ運転信号等が付与されるとともに、メインクーラ２
からシーケンサ５１に対して警報信号，運転信号及びポ
ンプ運転信号等が付与される。よって、後付けにより設
置したファンクーラ３側により、既設のメインクーラ２
を統括的に制御できる。
【００２０】次に、冷却システム１の動作を含む本実施
例に係る制御方法について、図１〜図３を参照しつつ図
４に示すフローチャートに従って説明する。
例に係る制御方法について、図１〜図３を参照しつつ図
４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２１】まず、運転スイッチをオンにすることによ
り、冷却システム１はＡモードで動作する（ステップＳ
１，Ｓ２）。Ａモードでは、メインクーラ２のみを使用
し、ファンクーラ３は使用しない。したがって、図３に
示すように、メインクーラ２に備えるコンプレッサ２２
のオン・オフにより制御が行われる。例えば、第一水温
センサ５２から検出される冷却水Ｗの水温Ｔｗが目標温
度Ｔｏとなるように制御される。この場合、ポンプ２５
はオン、また、ファンクーラ３側は、送風ファン３ｉが
オフ，ポンプ３２がオフ，第一開閉弁５ａが開，第二開
閉弁５ｂが閉となる。このときの冷却水Ｗの流通経路
は、図１中、矢印Ｆｎ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。なお、
手動バルブ１３は閉に、手動バルブ１５及び１７は開に
それぞれ切換えられている。
り、冷却システム１はＡモードで動作する（ステップＳ
１，Ｓ２）。Ａモードでは、メインクーラ２のみを使用
し、ファンクーラ３は使用しない。したがって、図３に
示すように、メインクーラ２に備えるコンプレッサ２２
のオン・オフにより制御が行われる。例えば、第一水温
センサ５２から検出される冷却水Ｗの水温Ｔｗが目標温
度Ｔｏとなるように制御される。この場合、ポンプ２５
はオン、また、ファンクーラ３側は、送風ファン３ｉが
オフ，ポンプ３２がオフ，第一開閉弁５ａが開，第二開
閉弁５ｂが閉となる。このときの冷却水Ｗの流通経路
は、図１中、矢印Ｆｎ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。なお、
手動バルブ１３は閉に、手動バルブ１５及び１７は開に
それぞれ切換えられている。
【００２２】一方、Ａモードの作動中は、周囲温度セン
サ５３により検出される周囲温度Ｔｒを監視し、周囲温
度Ｔｒが予め設定した基準温度Ｔｓよりも低い場合に
は、Ｂモードに移行する（ステップＳ３，Ｓ４）。Ｂモ
ードでは、メインクーラ２とファンクーラ３の双方を使
用する。冬季等では周囲温度Ｔｒが低くなるため、例え
ば、水温Ｔｗの目標温度Ｔｏが２５〔℃〕の場合、周囲
温度Ｔｒが１０〔℃〕であれば、ファンクーラ３による
有効な冷却が可能となる。したがって、メインクーラ２
に対してファンクーラ３による冷却が併用されるため、
省エネルギ性及びランニングコストの低減による経済性
が高められる。Ｂモードでは、図３に示すように、Ａモ
ードと同様に、メインクーラ２におけるコンプレッサ２
２のオン・オフによる制御が行われるとともに、ファン
クーラ３側は、第一開閉弁５ａが閉，第二開閉弁５ｂが
開，ポンプ３２がオンとなる。また、Ｂモードでは、送
風ファン３ｉの送風量は最大となるように制御される。
このときの冷却水Ｗの流通経路は、図１中、矢印Ｆｆ，
Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。
サ５３により検出される周囲温度Ｔｒを監視し、周囲温
度Ｔｒが予め設定した基準温度Ｔｓよりも低い場合に
は、Ｂモードに移行する（ステップＳ３，Ｓ４）。Ｂモ
ードでは、メインクーラ２とファンクーラ３の双方を使
用する。冬季等では周囲温度Ｔｒが低くなるため、例え
ば、水温Ｔｗの目標温度Ｔｏが２５〔℃〕の場合、周囲
温度Ｔｒが１０〔℃〕であれば、ファンクーラ３による
有効な冷却が可能となる。したがって、メインクーラ２
に対してファンクーラ３による冷却が併用されるため、
省エネルギ性及びランニングコストの低減による経済性
が高められる。Ｂモードでは、図３に示すように、Ａモ
ードと同様に、メインクーラ２におけるコンプレッサ２
２のオン・オフによる制御が行われるとともに、ファン
クーラ３側は、第一開閉弁５ａが閉，第二開閉弁５ｂが
開，ポンプ３２がオンとなる。また、Ｂモードでは、送
風ファン３ｉの送風量は最大となるように制御される。
このときの冷却水Ｗの流通経路は、図１中、矢印Ｆｆ，
Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。
【００２３】そして、Ｂモードにおいて、水温が下がり
過ぎれば、図３に示すＣモード→Ｄモード→Ｅモードの
順に移行し、水温が上がれば、Ｅモード→Ｄモード→Ｃ
モードの順に移行する。即ち、Ｂモードの作動中に、水
温Ｔｗが予め設定した第一設定温度Ｔａよりも低くなっ
た場合は、Ｃモードに移行する（ステップＳ５，Ｓ
６）。Ｃモードでは、ファンクーラ３のみを使用し、メ
インクーラ２は使用しない。したがって、図３に示すよ
うに、メインクーラ２側は、コンプレッサ２２がオフ，
ポンプ２５がオンになるとともに、ファンクーラ３側
は、第一開閉弁５ａが閉，第二開閉弁５ｂが開，ポンプ
３２がオンになる。また、Ｃモードでは、送風ファン３
ｉの送風量をインバータ制御（可変制御）することによ
り、水温Ｔｗに対する制御を行う。このときの冷却水Ｗ
の流通経路は、図１中、矢印Ｆｆ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとな
る。
過ぎれば、図３に示すＣモード→Ｄモード→Ｅモードの
順に移行し、水温が上がれば、Ｅモード→Ｄモード→Ｃ
モードの順に移行する。即ち、Ｂモードの作動中に、水
温Ｔｗが予め設定した第一設定温度Ｔａよりも低くなっ
た場合は、Ｃモードに移行する（ステップＳ５，Ｓ
６）。Ｃモードでは、ファンクーラ３のみを使用し、メ
インクーラ２は使用しない。したがって、図３に示すよ
うに、メインクーラ２側は、コンプレッサ２２がオフ，
ポンプ２５がオンになるとともに、ファンクーラ３側
は、第一開閉弁５ａが閉，第二開閉弁５ｂが開，ポンプ
３２がオンになる。また、Ｃモードでは、送風ファン３
ｉの送風量をインバータ制御（可変制御）することによ
り、水温Ｔｗに対する制御を行う。このときの冷却水Ｗ
の流通経路は、図１中、矢印Ｆｆ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとな
る。
【００２４】さらに、Ｃモードの作動中に、水温Ｔｗが
予め設定した第二設定温度Ｔｂよりも低くなった場合
は、Ｄモードに移行する（ステップＳ７，Ｓ８）。Ｄモ
ードも、ファンクーラ３のみを使用し、メインクーラ２
は使用しない。したがって、図３に示すように、メイン
クーラ２側は、コンプレッサ２２がオフ，ポンプ２５が
オンになるとともに、ファンクーラ３側は、第一開閉弁
５ａが閉，第二開閉弁５ｂが開，ポンプ３２がオンにな
る。Ｄモードでは、送風ファン３ｉがオフに制御され、
いわば屋外における自然風が利用される。このような自
然風の利用により、送風ファン３ｉのインバータ制御で
は不得意となる微量の送風が可能となる。このときの冷
却水Ｗの流通経路はＣモードと同様に、図１中、矢印Ｆ
ｆ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。
予め設定した第二設定温度Ｔｂよりも低くなった場合
は、Ｄモードに移行する（ステップＳ７，Ｓ８）。Ｄモ
ードも、ファンクーラ３のみを使用し、メインクーラ２
は使用しない。したがって、図３に示すように、メイン
クーラ２側は、コンプレッサ２２がオフ，ポンプ２５が
オンになるとともに、ファンクーラ３側は、第一開閉弁
５ａが閉，第二開閉弁５ｂが開，ポンプ３２がオンにな
る。Ｄモードでは、送風ファン３ｉがオフに制御され、
いわば屋外における自然風が利用される。このような自
然風の利用により、送風ファン３ｉのインバータ制御で
は不得意となる微量の送風が可能となる。このときの冷
却水Ｗの流通経路はＣモードと同様に、図１中、矢印Ｆ
ｆ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆとなる。
【００２５】また、Ｄモードの作動中に、水温Ｔｗが予
め設定した第三設定温度Ｔｃよりも低くなった場合は、
Ｅモードに移行する（ステップＳ９，Ｓ１０）。Ｅモー
ドでは、メインクーラ２及びファンクーラ３の双方とも
使用しない。したがって、図３に示すように、メインク
ーラ２側は、Ｄモードと同様に、コンプレッサ２２がオ
フ，ポンプ２５がオンになるとともに、ファンクーラ３
側は、第一開閉弁５ａが開，第二開閉弁５ｂが閉，ポン
プ３２，送風ファン３ｉがオフになる。このときの冷却
水Ｗの流通経路は、図１中、矢印Ｆｎ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆ
となる。
め設定した第三設定温度Ｔｃよりも低くなった場合は、
Ｅモードに移行する（ステップＳ９，Ｓ１０）。Ｅモー
ドでは、メインクーラ２及びファンクーラ３の双方とも
使用しない。したがって、図３に示すように、メインク
ーラ２側は、Ｄモードと同様に、コンプレッサ２２がオ
フ，ポンプ２５がオンになるとともに、ファンクーラ３
側は、第一開閉弁５ａが開，第二開閉弁５ｂが閉，ポン
プ３２，送風ファン３ｉがオフになる。このときの冷却
水Ｗの流通経路は、図１中、矢印Ｆｎ，Ｆｕｒ，Ｆｕｆ
となる。
【００２６】一方、Ｅモードの作動中に、水温Ｔｗが第
三設定温度Ｔｃ以上になった場合は、Ｄモードに戻され
る（ステップＳ１１）。同様に、Ｄモードの作動中に、
水温Ｔｗが第二設定温度Ｔｂ以上になった場合は、Ｃモ
ードに戻されるとともに（ステップＳ１２）、Ｃモード
の作動中に、水温Ｔｗが第一設定温度Ｔａ以上になった
場合は、Ｂモードに戻される（ステップＳ１３）。ま
た、Ｂモードの作動中に、周囲温度Ｔｒが基準温度Ｔｓ
以上になった場合は、Ａモードに戻される（ステップＳ
１４）。
三設定温度Ｔｃ以上になった場合は、Ｄモードに戻され
る（ステップＳ１１）。同様に、Ｄモードの作動中に、
水温Ｔｗが第二設定温度Ｔｂ以上になった場合は、Ｃモ
ードに戻されるとともに（ステップＳ１２）、Ｃモード
の作動中に、水温Ｔｗが第一設定温度Ｔａ以上になった
場合は、Ｂモードに戻される（ステップＳ１３）。ま
た、Ｂモードの作動中に、周囲温度Ｔｒが基準温度Ｔｓ
以上になった場合は、Ａモードに戻される（ステップＳ
１４）。
【００２７】なお、実施例は、理解を容易にするため、
便宜上、第一水温センサ５２により検出される水温Ｔｗ
と設定温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）に基
づいて、切換制御（モード切換）する場合を示したが、
実際には、各所における水温や動作継続時間等を含めて
設定した所定の切換条件を満たすか否かにより、切換制
御（モード切換）することができる。
便宜上、第一水温センサ５２により検出される水温Ｔｗ
と設定温度Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ（Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ）に基
づいて、切換制御（モード切換）する場合を示したが、
実際には、各所における水温や動作継続時間等を含めて
設定した所定の切換条件を満たすか否かにより、切換制
御（モード切換）することができる。
【００２８】このように、本実施例に係る冷却システム
１の制御方法によれば、メインクーラ２に対してファン
クーラ３を併用し、特に、冷却水Ｗの温度を含む予め設
定した切換条件に基づいて、ファンクーラ３を制御、即
ち、ファンクーラ３に冷却水Ｗを供給し、かつファンク
ーラ３の送風ファン３ｆの送風量を可変するＣモード，
ファンクーラ３に冷却水Ｗを供給し、かつファンクーラ
３の送風ファン３ｆを停止するＤモード又はバイパス回
路４に冷却水Ｗを供給するＥモードに切換制御するよう
にしたため、余裕のある安定した温度制御が可能になる
とともに、省エネルギ性及びランニングコストの低減に
よる経済性が高められる。
１の制御方法によれば、メインクーラ２に対してファン
クーラ３を併用し、特に、冷却水Ｗの温度を含む予め設
定した切換条件に基づいて、ファンクーラ３を制御、即
ち、ファンクーラ３に冷却水Ｗを供給し、かつファンク
ーラ３の送風ファン３ｆの送風量を可変するＣモード，
ファンクーラ３に冷却水Ｗを供給し、かつファンクーラ
３の送風ファン３ｆを停止するＤモード又はバイパス回
路４に冷却水Ｗを供給するＥモードに切換制御するよう
にしたため、余裕のある安定した温度制御が可能になる
とともに、省エネルギ性及びランニングコストの低減に
よる経済性が高められる。
【００２９】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，台数，手法等において、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができ
る。
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，台数，手法等において、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができ
る。
【００３０】例えば、冷却媒体として冷却水Ｗを例示し
たが、不凍液等の冷却液や冷却エア等であってもよい。
また、ファンクーラ３とメインクーラ２を接続する場
合、図１に仮想線で示すラインＬｓによりファンクーラ
３の出口３ｏをタンク２４に接続して、ファンクーラ３
から冷却水Ｗを直接タンク２４に戻してもよい。この場
合、ファンクーラ３における熱交換器３１ａ，３１ｂの
圧力損失が小さければ、ポンプ３２を省略することもで
きる。さらに、供給切換部５として開閉弁５ａ，５ｂを
例示したが、同様の機能を発揮する三方弁等を用いても
よいし、バイパス回路４は、実施例における送水管１２
と開閉バルブ１３で構成される回路を利用してもよい。
一方、メインクーラ２とファンクーラ３の関係は、既設
のメインクーラ２に対してファンクーラ３を後付けして
もよいし、既設のファンクーラ３にメインクーラ２を後
付けしてもよい。また、メインクーラ２とファンクーラ
３の組合わせを新規に設置してもよちろんよい。なお、
メインクーラ２は、冷凍サイクルを利用した一般的な冷
却器を例示したが、電子モジュール（ペルチェ素子）等
を利用した冷却器であってもよい。
たが、不凍液等の冷却液や冷却エア等であってもよい。
また、ファンクーラ３とメインクーラ２を接続する場
合、図１に仮想線で示すラインＬｓによりファンクーラ
３の出口３ｏをタンク２４に接続して、ファンクーラ３
から冷却水Ｗを直接タンク２４に戻してもよい。この場
合、ファンクーラ３における熱交換器３１ａ，３１ｂの
圧力損失が小さければ、ポンプ３２を省略することもで
きる。さらに、供給切換部５として開閉弁５ａ，５ｂを
例示したが、同様の機能を発揮する三方弁等を用いても
よいし、バイパス回路４は、実施例における送水管１２
と開閉バルブ１３で構成される回路を利用してもよい。
一方、メインクーラ２とファンクーラ３の関係は、既設
のメインクーラ２に対してファンクーラ３を後付けして
もよいし、既設のファンクーラ３にメインクーラ２を後
付けしてもよい。また、メインクーラ２とファンクーラ
３の組合わせを新規に設置してもよちろんよい。なお、
メインクーラ２は、冷凍サイクルを利用した一般的な冷
却器を例示したが、電子モジュール（ペルチェ素子）等
を利用した冷却器であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】このように、本発明に係る冷却システム
の制御方法は、メインクーラに対して冷却媒体を冷却す
るファンクーラを直列に接続し、かつ当該ファンクーラ
における冷却媒体の入口と出口間をバイパス回路により
接続するとともに、ファンクーラ又はバイパス回路に冷
却媒体を選択的に供給可能な供給切換部を設け、冷却媒
体の温度を含む予め設定した切換条件に基づいて、バイ
パス回路に冷却媒体を供給し、かつコンプレッサをオン
・オフにより制御してメインクーラのみを使用するＡモ
ード，コンプレッサをオン・オフにより制御してメイン
クーラを使用するとともに、送風ファンの送風量を最大
にしてファンクーラを使用するＢモード，コンプレッサ
をオフにし、かつ送風ファンの送風量を可変制御してフ
ァンクーラのみを使用するＣモード，コンプレッサをオ
フにし、かつ送風ファンをオフにしてファンクーラのみ
を使用するＤモード又はバイパス回路に冷却媒体を供給
し、かつコンプレッサをオフにするＥモードに切換制御
するようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
の制御方法は、メインクーラに対して冷却媒体を冷却す
るファンクーラを直列に接続し、かつ当該ファンクーラ
における冷却媒体の入口と出口間をバイパス回路により
接続するとともに、ファンクーラ又はバイパス回路に冷
却媒体を選択的に供給可能な供給切換部を設け、冷却媒
体の温度を含む予め設定した切換条件に基づいて、バイ
パス回路に冷却媒体を供給し、かつコンプレッサをオン
・オフにより制御してメインクーラのみを使用するＡモ
ード，コンプレッサをオン・オフにより制御してメイン
クーラを使用するとともに、送風ファンの送風量を最大
にしてファンクーラを使用するＢモード，コンプレッサ
をオフにし、かつ送風ファンの送風量を可変制御してフ
ァンクーラのみを使用するＣモード，コンプレッサをオ
フにし、かつ送風ファンをオフにしてファンクーラのみ
を使用するＤモード又はバイパス回路に冷却媒体を供給
し、かつコンプレッサをオフにするＥモードに切換制御
するようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００３２】（１） 余裕のある安定した温度制御を行
うことができるとともに、省エネルギ性及びランニング
コストの低減による経済性を高めることができる。
うことができるとともに、省エネルギ性及びランニング
コストの低減による経済性を高めることができる。
【００３３】（２） 好適な実施の形態により、ファン
クーラを屋外に設置すれば、自然風を効果的に利用する
ことができ、省エネルギ性及び経済性をより高めること
ができる。
クーラを屋外に設置すれば、自然風を効果的に利用する
ことができ、省エネルギ性及び経済性をより高めること
ができる。
【００３４】（３） 好適な実施の態様により、冷却媒
体の温度が低くなるに従って、Ｃモード，Ｄモード，Ｅ
モードの順に切換制御すれば、きめの細かい温度制御を
行うことができ、また、温度を一定に保持することがで
きる。
体の温度が低くなるに従って、Ｃモード，Ｄモード，Ｅ
モードの順に切換制御すれば、きめの細かい温度制御を
行うことができ、また、温度を一定に保持することがで
きる。
【図１】本発明の好適な実施例に係る制御方法を実施で
きる冷却システムの構成図、
きる冷却システムの構成図、
【図２】同冷却システムにおける制御部のブロック系統
図、
図、
【図３】同冷却システムにおける各制御モードにおける
各部の動作を示す表、
各部の動作を示す表、
【図４】同制御方法を説明するためのフローチャート、
１ 冷却システム
２ メインクーラ
３ ファンクーラ
３ｉ ファンクーラの入口
３ｏ ファンクーラの出口
３ｆ 送風ファン
４ バイパス回路
５ 供給切換部
２２ コンプレッサ
Ｗ 冷却媒体（冷却水）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 11/02 102
Claims (3)
- 【請求項１】 冷却媒体を冷却するメインクーラを備え
る冷却システムの制御方法において、前記メインクーラ
に対して前記冷却媒体を冷却するファンクーラを直列に
接続し、かつ当該ファンクーラにおける冷却媒体の入口
と出口間をバイパス回路により接続するとともに、前記
ファンクーラ又は前記バイパス回路に冷却媒体を選択的
に供給可能な供給切換部を設け、冷却媒体の温度を含む
予め設定した切換条件に基づいて、前記バイパス回路に
冷却媒体を供給し、かつコンプレッサをオン・オフによ
り制御して前記メインクーラのみを使用するＡモード，
前記コンプレッサをオン・オフにより制御して前記メイ
ンクーラを使用するとともに、送風ファンの送風量を最
大にして前記ファンクーラを使用するＢモード，前記コ
ンプレッサをオフにし、かつ前記送風ファンの送風量を
可変制御して前記ファンクーラのみを使用するＣモー
ド，前記コンプレッサをオフにし、かつ前記送風ファン
をオフにして前記ファンクーラのみを使用するＤモード
又は前記バイパス回路に冷却媒体を供給し、かつ前記コ
ンプレッサをオフにするＥモードに切換制御することを
特徴とする冷却システムの制御方法。 - 【請求項２】 冷却媒体の温度が低くなるに従って、Ｃ
モード，Ｄモード，Ｅモードの順に切換制御することを
特徴とする請求項１記載の冷却システムの制御方法。 - 【請求項３】 前記ファンクーラは、屋外に設置するこ
とを特徴とする請求項１記載の冷却システムの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190031A JP3522658B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 冷却システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190031A JP3522658B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 冷却システムの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005496A JP2002005496A (ja) | 2002-01-09 |
| JP3522658B2 true JP3522658B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18689567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000190031A Expired - Lifetime JP3522658B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 冷却システムの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522658B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2182309A1 (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement for cooling of an electrical machine |
| CN109659801B (zh) * | 2019-01-24 | 2024-05-10 | 江西山水光电科技股份有限公司 | 一种激光器的冷却装置 |
| JP7372122B2 (ja) * | 2019-11-20 | 2023-10-31 | Ckd株式会社 | 冷却システム |
| CN114322232A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-04-12 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于Lora无线通信的集中空气调节系统及方法 |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000190031A patent/JP3522658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002005496A (ja) | 2002-01-09 |
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