JP5294768B2 - Air conditioning heat source system using cooling tower - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system capable of preventing excessive dehumidification of a server room, achieving high reliability, saving energy and preventing uneven cooling. <P>SOLUTION: This air conditioning heat source system includes: a heat source system 10 for cooling cold water at least by energy of outside air out of the energy of outside air and energy of electricity etc.; an air conditioner 20 for performing heat exchange between cold water and return air by heat exchangers 21, 22 constituted to form two stages and using heat from the heat source system 10; and cold water pumps 11D<SB>2</SB>, 12D<SB>2</SB>for circulating heat source water between the heat exchangers 21, 22 and the heat source system 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、建物内の室温等を調整する空調に供され、熱媒を冷却して供給する空調熱源システムに関に関する。   The present invention relates to an air conditioning heat source system which is used for air conditioning for adjusting room temperature in a building and supplies a cooling medium after cooling.

空調システムは各種の分野で用いられており、例えば、データーセンターのサーバ室でも使用されている。サーバ室には、サーバを収納するラックが縦横に設置されている。IT(Information Technology)機器の高性能化により、機器のエネルギー消費量が増えている。サーバ室でも、サーバを収納するラック1台の熱負荷が20〜30kWになると予想されている。サーバ室では、サーバなどのような熱負荷に応じた空調として、床吹出空調が行われている(例えば、特許文献1参照。)。   Air conditioning systems are used in various fields, for example, in data center server rooms. In the server room, racks for storing servers are installed vertically and horizontally. As the performance of IT (Information Technology) equipment increases, the energy consumption of the equipment increases. Even in the server room, it is expected that the thermal load of one rack for storing servers will be 20 to 30 kW. In the server room, floor blowing air conditioning is performed as air conditioning according to a thermal load such as a server (see, for example, Patent Document 1).

この空調システムを図19に示す。この空調システムは空調機101を備え、空調機101は冷却コイル102と送風機103とを備えている。冷却コイル102は直膨式でありサーバ室Mの外部に設置されている室外機104と冷媒配管105で結ばれている。サーバ106からの排気は、二重床の床下チャンバ107を通じてサーバ106下部の開口部108より供給された空気と、サーバ室Mの床面Fの開口部109から機器室M内へ吹き出された空気との混合空気である。   This air conditioning system is shown in FIG. The air conditioning system includes an air conditioner 101, and the air conditioner 101 includes a cooling coil 102 and a blower 103. The cooling coil 102 is a direct expansion type and is connected to an outdoor unit 104 installed outside the server room M by a refrigerant pipe 105. The exhaust from the server 106 is air supplied from the opening 108 under the server 106 through the underfloor chamber 107 of the double floor and air blown into the equipment room M from the opening 109 of the floor F of the server room M. And mixed air.

こうした空調システムで、省エネルギーを志向した運転のバリエーションの豊富さから、熱媒として水を用いることが考えられる。その場合、電気エネルギーを利用して冷却をする冷凍機とポンプが、室外機104の代わりに用いられ、フロン系冷媒の代わりに水が熱媒となる。最近では、自然エネルギーの活用のために、フリークーリングを冬季に利用するシステムもある(例えば、特許文献2参照。)。この冷水製造システムは、図20に示すように、外気を利用する冷却塔121と、熱交換器122と、電気エネルギーを利用する冷凍機123と、負荷側の熱交換器124とを備えている。さらに、冷水製造システムは、冷却水ポンプ131、132と、バルブ141〜150を備えている。この冷水製造システムでは、図19の冷却コイル102に相当するものが、負荷側の熱交換器124である。そして、冷却塔121または冷凍機123で製造した冷水で空調を行う。   With such an air conditioning system, it is conceivable to use water as a heating medium because of the abundant variations of operation that aim at energy saving. In that case, a refrigerator and a pump that cools using electric energy are used instead of the outdoor unit 104, and water is used as a heat medium instead of the chlorofluorocarbon refrigerant. Recently, there is also a system that uses free cooling in winter to utilize natural energy (see, for example, Patent Document 2). As shown in FIG. 20, the cold water production system includes a cooling tower 121 that uses outside air, a heat exchanger 122, a refrigerator 123 that uses electric energy, and a heat exchanger 124 on the load side. . Furthermore, the cold water production system includes cooling water pumps 131 and 132 and valves 141 to 150. In this cold water production system, a load-side heat exchanger 124 corresponds to the cooling coil 102 in FIG. And it air-conditions with the cold water manufactured with the cooling tower 121 or the refrigerator 123. FIG.

図20の冷水製造システムを空調システムに用いた場合、夏季にはバルブ141〜150を開閉して、図21に示す流路FL101、FL102を形成する。冷却塔121で製造された冷却水は、流路FL101を流れて、冷凍機123で利用される。冷凍機123で製造された冷水は流路FL102を流れて、負荷側の熱交換器124に供給される。一方、冬季にはバルブ141〜150を開閉して、図22に示す流路FL103、FL104を形成する。冷却塔121で製造された冷却水は、流路FL103を流れて、熱交換器122に送られる。そして、中間熱交換器122で製造された冷水は流路FL104を流れて、負荷側の熱交換器124に供給される。なお、密閉式冷却塔を用いる場合、多くは中間熱交換器122が省略される。
特開2003−166729号公報 特開平6−249471号公報
When the chilled water production system of FIG. 20 is used in an air conditioning system, the valves 141 to 150 are opened and closed in the summer to form the flow paths FL101 and FL102 shown in FIG. The cooling water produced in the cooling tower 121 flows through the flow path FL101 and is used in the refrigerator 123. The cold water produced by the refrigerator 123 flows through the flow path FL102 and is supplied to the load-side heat exchanger 124. On the other hand, in the winter season, the valves 141 to 150 are opened and closed to form the flow paths FL103 and FL104 shown in FIG. The cooling water produced in the cooling tower 121 flows through the flow path FL103 and is sent to the heat exchanger 122. The cold water produced by the intermediate heat exchanger 122 flows through the flow path FL104 and is supplied to the heat exchanger 124 on the load side. In the case of using a closed cooling tower, the intermediate heat exchanger 122 is often omitted.
JP 2003-166729 A JP-A-6-249471

しかし、従来の冷水製造システムを空調システムに用いた従来のシステムには、次の課題がある。負荷側の熱交換器124に例えば7℃の冷水を流し、サーバ室Mを循環する高温の還気、例えば40℃の還気を急激に冷却すると、サーバ室が過剰に除湿されてしまう。この場合には、帯電による障害を防ぐために、サーバ室を加湿する必要が生じる場合がある。   However, the conventional system using the conventional cold water production system for the air conditioning system has the following problems. If, for example, 7 ° C. cold water is allowed to flow through the load-side heat exchanger 124 and the high-temperature return air circulating through the server room M, for example, 40 ° C. return air, is rapidly cooled, the server room is excessively dehumidified. In this case, it may be necessary to humidify the server room in order to prevent a failure due to charging.

また、従来の冷水製造システムを空調システムに用いたシステムには、次の課題がある。例えばデーターセンターのサーバ室では、サーバが24時間稼動している。したがって、サーバ室の室温管理には高い信頼性が求められる。つまり、サーバ室を冷却するために従来のシステムを用いた場合、システムの冷却塔121、中間熱交換器122や冷凍機123などが故障すると、室温管理に影響を及ぼすことになる。サーバ室以外の高顕熱負荷室でも事情は同じである。   Moreover, the system which used the conventional cold water manufacturing system for the air conditioning system has the following subject. For example, in the server room of the data center, the server operates for 24 hours. Therefore, high reliability is required for the room temperature management of the server room. That is, when a conventional system is used to cool the server room, if the cooling tower 121, the intermediate heat exchanger 122, the refrigerator 123, or the like of the system breaks down, room temperature management is affected. The situation is the same in the high sensible heat load room other than the server room.

また、従来の冷水製造システムを空調システムに用いたシステムには、次の課題がある。このシステムでは、電気エネルギーを利用する冷凍機123が夏季にフル稼働し、冷凍機123の電気エネルギー消費量が増大してしまう。   Moreover, the system which used the conventional cold water manufacturing system for the air conditioning system has the following subject. In this system, the refrigerator 123 using electric energy is fully operated in the summer, and the electric energy consumption of the refrigerator 123 increases.

さらに、従来の冷水製造システムを空調システムに用いたシステムには、次の課題がある。還気を急激に冷却すると、温度分布の偏り(冷却ムラ)の発生する可能性がある。   Furthermore, a system using a conventional cold water production system for an air conditioning system has the following problems. When the return air is rapidly cooled, there is a possibility that the temperature distribution is uneven (cooling unevenness).

この発明の目的は、前記の課題を解決し、サーバ室の過剰な除湿を防ぎ、高い信頼性を可能にし、省エネルギー化を行い、冷却ムラの発生を防ぐことができる冷却塔利用の空調熱源システムを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent excessive dehumidification of the server room, enable high reliability, save energy, and prevent the occurrence of uneven cooling. Is to provide.

前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、を備え、前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、前記熱源手段は、前記第1の熱源装置からの熱源水または前記第2の熱源装置からの熱源水の少なくともいずれか一方を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器に供給し、前記第1の熱源装置からの熱源水または前記第2の熱源装置からの熱源水の少なくともいずれか一方を後段の前記熱交換器に供給し、前記熱源手段は、前記第1または第2の熱源装置のいずれか一方に不具合が生じた場合は、前記第1または第2の熱源装置の他方からの熱源水を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器および後段の前記熱交換器に供給する、ことを特徴とする冷却塔利用の空調熱源システムである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 utilizes heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy among the energy of outside air and electricity, and the heat from the heat source means. A two-stage heat exchanger, heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room, and water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means; The heat source means redundantly includes a first heat source device that uses the energy of the outside air and a second heat source device that switches and uses the energy of the outside air or the energy according to the outside air temperature. The heat source water is cooled using the first and second heat source devices, and the heat source means is at least one of the heat source water from the first heat source device and the heat source water from the second heat source device. The heat exchange Supplying to the heat exchanger at the front stage of the means, supplying at least one of the heat source water from the first heat source apparatus or the heat source water from the second heat source apparatus to the heat exchanger at the subsequent stage, When a failure occurs in either one of the first or second heat source devices, the heat source means converts the heat source water from the other of the first or second heat source devices to the heat before the heat exchange means. An air-conditioning heat source system using a cooling tower, characterized in that the air-conditioning heat source system supplies a heat exchanger to the heat exchanger in a subsequent stage .

請求項1の発明では、外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーで、または、外気のエネルギーだけで、熱源手段が熱源水を冷却する。なお、外気のエネルギーは外気の熱を指す。また、電気等のエネルギーは、自然エネルギーを除いたもの、生成や精製が人工的であるものを指す。外気熱交換手段は、熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、例えばサーバ室を循環する還気と熱源水との熱交換をする。この場合、2段構成の熱交換器は、一体でも別体でもよく、還気気流に沿って、異なる性状の熱源水が流れ得ればよい。そして、送水手段は熱源水を熱交換手段と熱源手段との間で循環させる。さらに、熱源手段が第1の熱源装置および第2の熱源装置を備えて冗長系を構成しているので、第1の熱源装置または第2の熱源装置に不具合が発生しても、バックアップ運転モードにより、熱源装置の不具合に応じた対処が行われる。 In the invention of claim 1, the heat source means cools the heat source water with the energy of the outside air and the energy such as electricity, or only with the energy of the outside air. The energy of outside air refers to the heat of outside air. In addition, energy such as electricity refers to energy excluding natural energy, or artificially generated and purified. The outside air heat exchanging means is a two-stage heat exchanger that uses heat from the heat source means, and exchanges heat between the return air circulating in the server room and the heat source water, for example. In this case, the heat exchanger having a two-stage configuration may be integrated or separated, and heat source water having different properties may flow along the return airflow. The water supply means circulates the heat source water between the heat exchange means and the heat source means. Furthermore, since the heat source means includes the first heat source device and the second heat source device to form a redundant system, even if a failure occurs in the first heat source device or the second heat source device, the backup operation mode Thus, countermeasures are taken in accordance with the malfunction of the heat source device.

請求項2の発明は、請求項1に記載の冷却塔利用の空調熱源システムにおいて、前記熱源手段は、前記第1の熱源装置からの熱源水を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器に供給し、前記第2の熱源装置からの熱源水を後段の前記熱交換器に供給する、ことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the air conditioning heat source system using the cooling tower according to the first aspect, wherein the heat source means supplies the heat source water from the first heat source device to the heat exchanger before the heat exchange means. And supplying heat source water from the second heat source device to the heat exchanger in the subsequent stage.

請求項3の発明は、請求項1に記載の冷却塔利用の空調熱源システムにおいて、前記熱源手段は、前記第1の熱源装置で冷却した熱源水を、前記第2の熱源装置で冷却して前記熱交換手段に供給し、前記熱交換手段は、前記熱源手段の第2の熱源装置からの熱源水を後段の前記熱交換器に供給し、後段の前記熱交換器で冷熱が奪われた熱源水を前段の前記熱交換器に供給する、ことを特徴とする。 The invention according to claim 3, in the air-conditioning heat source system of the cooling tower use according to claim 1, wherein the heat source unit, a heat source water cooled in the first heat source unit, and cooling in the second heat source device The heat exchange means supplies heat source water from the second heat source device of the heat source means to the subsequent heat exchanger, and cold heat is taken away by the latter heat exchanger. Heat source water is supplied to the preceding heat exchanger.

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却塔利用の空調熱源システムにおいて、前記熱源手段の第2の熱源装置は、外気湿球温度が所定値より低いと、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却し、外気湿球温度が所定値より高いと、電気等のエネルギーを利用して熱源水を冷却する、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the air conditioning heat source system using the cooling tower according to any one of the first to third aspects, the second heat source device of the heat source means is configured such that an outdoor wet bulb temperature is lower than a predetermined value. The heat source water is cooled using the energy of the outside air, and the heat source water is cooled using the energy of electricity or the like when the outside air wet bulb temperature is higher than a predetermined value.

請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却塔利用の空調熱源システムにおいて、前記熱源手段の第2の熱源装置は、低負荷により還気の温度が低いと、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却し、高負荷により還気の温度が高いと、電気等のエネルギーを利用して熱源水を冷却する、ことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the air conditioning heat source system using the cooling tower according to any one of the first to fourth aspects, when the second heat source device of the heat source means has a low load and the temperature of the return air is low The heat source water is cooled using the energy of the outside air, and when the temperature of the return air is high due to a high load, the heat source water is cooled using energy such as electricity.

請求項6の発明は、外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、を備え、前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、前記第1および第2の熱源装置は、給水された水の散水により熱源水を冷却する密閉式および熱源水の蒸発により熱源水を冷却する開放式を切り替えて、熱源水を冷却し、前記第1および第2の熱源装置の少なくとも一方に対する給水が止まったときに、断水になった熱源装置は、密閉式の冷却と電気等のエネルギーとを利用して熱源水を冷却する、ことを特徴とするThe invention of claim 6 is a heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy among the energy of the outside air and the energy, and a heat exchanger having a two-stage configuration using the heat from the heat source means. Heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room, and water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means, the heat source means, The first and second heat sources are redundantly provided with a first heat source device that uses the energy of the outside air, and a second heat source device that switches between and uses the energy of the outside air or energy according to the outside air temperature. The heat source water is cooled using a device, and the first and second heat source devices are switched between a closed type that cools the heat source water by sprinkling the supplied water and an open type that cools the heat source water by evaporation of the heat source water. Heat source water When the water supply is stopped and water supply to at least one of the first and second heat source devices is stopped, the heat source device that has been turned off cools the heat source water using hermetic cooling and energy such as electricity. It is characterized by that .

請求項7の発明は、 外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、を備え、前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、前記第1および第2の熱源装置は、供給管路と戻り管路とが接続され、前記供給管路は、第4のバルブが接続された循環管路が接続されており、前記循環管路は、分岐して一方の先端が第1のバルブを介して散水管と接続され、他方の先端が第2のバルブを介して前記第1および第2の熱源装置の上流側と接続され、前記供給管路は、第5のバルブが接続された分岐管路を介して前記戻り管路と接続され、前記戻り管路は、第3のバルブを介して第2のバルブの下流側かつ前記第1および第2の熱源装置の上流側と接続されている、ことを特徴とする冷却塔利用の空調熱源システムであるThe invention of claim 7 is a heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy among the energy of the outside air and electricity, and a heat exchanger having a two-stage configuration using the heat from the heat source means. Heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room, and water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means, the heat source means, The first and second heat sources are redundantly provided with a first heat source device that uses the energy of the outside air, and a second heat source device that switches between and uses the energy of the outside air or energy according to the outside air temperature. The heat source water is cooled using an apparatus, and the first and second heat source apparatuses are connected to a supply line and a return line, and the supply line is a circulation line to which a fourth valve is connected. Are connected, and the circulation line is One end is branched and connected to the watering pipe via the first valve, and the other end is connected to the upstream side of the first and second heat source devices via the second valve, and the supply pipe The path is connected to the return line via a branch line to which a fifth valve is connected, the return line being downstream of the second valve via the third valve and the first and An air conditioning heat source system using a cooling tower, which is connected to the upstream side of the second heat source device .

請求項1の発明によれば、室内などの還気を冷却するために、熱交換器を2段構成にしたので、1段構成の場合に比べて、サーバ室の過剰な除湿を防ぎ、帯電による障害を防ぐために、サーバ室を加湿することを不要にする。また、熱源水の冷却に際して外気のエネルギーも利用するので、電気等のエネルギーの使用を抑えて、省エネルギー化を可能にする。さらに、熱交換された還気に温度分布の偏り(冷却ムラ)の発生することを防ぐことができる。また、熱源手段が第1の熱源装置および第2の熱源装置を備えて冗長系を構成しているので、第1の熱源装置または第2の熱源装置に不具合が発生しても、バックアップ運転モードにより、空調機に対する冷水の供給が停止することがない。したがって、サーバ室の室温管理の信頼性を高めることができる。さらに、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置を常時使用するので、第2の熱源装置が電気等のエネルギーを使用する場合に、このエネルギーの使用量を抑えることを可能にする。熱源装置を2種備えることで、故障時に備えつつ豊富な運転態様を享受できる。 According to the first aspect of the present invention, since the heat exchanger has a two-stage configuration for cooling the return air in the room or the like, the server room is prevented from being excessively dehumidified and charged compared to the case of the one-stage configuration. It is not necessary to humidify the server room in order to prevent failures due to In addition, since the energy of the outside air is also used when cooling the heat source water, the use of energy such as electricity is suppressed and energy saving is enabled. Furthermore, it is possible to prevent occurrence of temperature distribution bias (cooling unevenness) in the heat exchanged return air. Further, since the heat source means includes the first heat source device and the second heat source device to form a redundant system, even if a failure occurs in the first heat source device or the second heat source device, the backup operation mode Thus, the supply of cold water to the air conditioner does not stop. Therefore, the reliability of the room temperature management of the server room can be improved. Furthermore, since the first heat source device that uses the energy of the outside air is always used, it is possible to reduce the amount of energy used when the second heat source device uses energy such as electricity. By providing two types of heat source devices, abundant operation modes can be enjoyed while preparing for failure.

請求項2の発明によれば、外気のエネルギーを利用して冷却された熱源水を用いて、前段の熱交換器が還気の予冷をすることができる。また、これにより、熱交換された還気に温度分布の偏りが発生することを防ぐと共に後段の熱交換器の負担すなわち熱源装置の消費動力を軽減することができる。 According to invention of Claim 2 , the heat exchanger of a front | former stage can pre-cool return air using the heat source water cooled using the energy of external air. As a result, it is possible to prevent an uneven temperature distribution from occurring in the heat exchanged return air, and to reduce the burden on the heat exchanger in the subsequent stage, that is, the power consumption of the heat source device.

請求項3の発明によれば、熱源手段では第1の熱源装置で予冷された熱源水を第2の熱源装置が冷却する。これにより、第2の熱源装置が電気等のエネルギーを使用する場合に、このエネルギーの使用量を抑えることを可能にする。かつ、熱交換手段では、後段の熱交換器で冷熱が奪われた熱源水を前段の熱交換器が使用して還気を予冷するので、熱源水を有効に活用することを可能にする。 According to the invention of claim 3 , in the heat source means, the second heat source device cools the heat source water pre-cooled by the first heat source device. Thereby, when the second heat source device uses energy such as electricity, it is possible to suppress the amount of energy used. Moreover, in the heat exchange means, the heat source water that has been deprived of the cold heat by the latter heat exchanger is used by the former heat exchanger to precool the return air, so that the heat source water can be effectively utilized.

請求項4の発明によれば、外気湿球温度を基にして熱源水を冷却するためのエネルギーを切り替える。これにより、例えば外気湿球温度を12℃に設定すると、東京であれば1年の約半分の間、北海道であればさらに長い期間、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却するように、第2の熱源装置を設定することを可能にする。 According to the invention of claim 4 , the energy for cooling the heat source water is switched based on the temperature of the outdoor wet bulb. Thus, for example, when the outside air wet bulb temperature is set to 12 ° C., the heat source water is cooled using the energy of the outside air for about half of the year in Tokyo and for a longer period in Hokkaido. It is possible to set the second heat source device.

請求項5の発明によれば、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却している場合に、低負荷から高負荷になったときには、ただちに、電気等のエネルギーを利用して熱源水を冷却し、また逆に、高負荷から低負荷になったときには、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却するので、負荷の変化に対応することを可能にする。 According to the invention of claim 5 , when the heat source water is cooled using the energy of the outside air, the heat source water is immediately cooled using the energy such as electricity when the load is changed from a low load to a high load. On the contrary, when the load is changed from a high load to a low load, the heat source water is cooled using the energy of the outside air, so that it is possible to cope with a change in the load.

請求項6の発明によれば、室内などの還気を冷却するために、熱交換器を2段構成にしたので、1段構成の場合に比べて、サーバ室の過剰な除湿を防ぎ、帯電による障害を防ぐために、サーバ室を加湿することを不要にする。また、熱源水の冷却に際して外気のエネルギーも利用するので、電気等のエネルギーの使用を抑えて、省エネルギー化を可能にする。さらに、熱交換された還気に温度分布の偏り(冷却ムラ)の発生することを防ぐことができる。また、熱源手段が第1の熱源装置および第2の熱源装置を備えて冗長系を構成しているので、第1の熱源装置または第2の熱源装置に不具合が発生しても、バックアップ運転モードにより、空調機に対する冷水の供給が停止することがない。したがって、サーバ室の室温管理の信頼性を高めることができる。さらに、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置を常時使用するので、第2の熱源装置が電気等のエネルギーを使用する場合に、このエネルギーの使用量を抑えることを可能にする。熱源装置を2種備えることで、故障時に備えつつ豊富な運転態様を享受できる。しかも、第1の熱源装置および第2の熱源装置の少なくとも一方に対する給水が止まったときでも、冷却された熱源水を熱交換手段に供給するので、冷却塔利用の空調熱源システムの信頼性を高めることができる。 According to the invention of claim 6 , since the heat exchanger has a two-stage configuration for cooling the return air in the room or the like, it prevents excessive dehumidification of the server room as compared with the case of the one-stage configuration, and charges It is not necessary to humidify the server room in order to prevent failures due to In addition, since the energy of the outside air is also used when cooling the heat source water, the use of energy such as electricity is suppressed and energy saving is enabled. Furthermore, it is possible to prevent occurrence of temperature distribution bias (cooling unevenness) in the heat exchanged return air. Further, since the heat source means includes the first heat source device and the second heat source device to form a redundant system, even if a failure occurs in the first heat source device or the second heat source device, the backup operation mode Thus, the supply of cold water to the air conditioner does not stop. Therefore, the reliability of the room temperature management of the server room can be improved. Furthermore, since the first heat source device that uses the energy of the outside air is always used, it is possible to reduce the amount of energy used when the second heat source device uses energy such as electricity. By providing two types of heat source devices, abundant operation modes can be enjoyed while preparing for failure. Moreover, even when the supply of water to at least one of the first heat source device and the second heat source device is stopped, the cooled heat source water is supplied to the heat exchange means, so that the reliability of the air conditioning heat source system using the cooling tower is improved. be able to.

請求項7の発明によれば、室内などの還気を冷却するために、熱交換器を2段構成にしたので、1段構成の場合に比べて、サーバ室の過剰な除湿を防ぎ、帯電による障害を防ぐために、サーバ室を加湿することを不要にする。また、熱源水の冷却に際して外気のエネルギーも利用するので、電気等のエネルギーの使用を抑えて、省エネルギー化を可能にする。さらに、熱交換された還気に温度分布の偏り(冷却ムラ)の発生することを防ぐことができる。また、熱源手段が第1の熱源装置および第2の熱源装置を備えて冗長系を構成しているので、第1の熱源装置または第2の熱源装置に不具合が発生しても、バックアップ運転モードにより、空調機に対する冷水の供給が停止することがない。したがって、サーバ室の室温管理の信頼性を高めることができる。さらに、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置を常時使用するので、第2の熱源装置が電気等のエネルギーを使用する場合に、このエネルギーの使用量を抑えることを可能にする。熱源装置を2種備えることで、故障時に備えつつ豊富な運転態様を享受できる。しかも、第1の熱源装置、第2の熱源装置に対する補給水が断水しても、バルブを開閉して流路を変更することにより、空調機に対する熱源水の供給を継続して行うことができる。これにより、空調熱源システムの信頼性を高めることができる。 According to the invention of claim 7 , since the heat exchanger has a two-stage configuration for cooling the return air in the room or the like, the server room is prevented from being excessively dehumidified and charged as compared with the case of the one-stage configuration. It is not necessary to humidify the server room in order to prevent failures due to In addition, since the energy of the outside air is also used when cooling the heat source water, the use of energy such as electricity is suppressed and energy saving is enabled. Furthermore, it is possible to prevent occurrence of temperature distribution bias (cooling unevenness) in the heat exchanged return air. Further, since the heat source means includes the first heat source device and the second heat source device to form a redundant system, even if a failure occurs in the first heat source device or the second heat source device, the backup operation mode Thus, the supply of cold water to the air conditioner does not stop. Therefore, the reliability of the room temperature management of the server room can be improved. Furthermore, since the first heat source device that uses the energy of the outside air is always used, it is possible to reduce the amount of energy used when the second heat source device uses energy such as electricity. By providing two types of heat source devices, abundant operation modes can be enjoyed while preparing for failure. Moreover, even if the supplementary water for the first heat source device and the second heat source device is shut off, the heat source water can be continuously supplied to the air conditioner by opening and closing the valve and changing the flow path. . Thereby, the reliability of an air-conditioning heat source system can be improved.

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。なお、以下の実施の形態では、データーセンターのサーバ室の空調を行う場合を例としている。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the case where air conditioning is performed on the server room of the data center is taken as an example.

(実施の形態1)
この実施の形態による冷却塔利用の空調熱源システムを図1、図2および図3に示す。この冷却塔利用の空調熱源システムは、図1に示すように、サーバ室Mの空調に用いる冷水(熱源水)を製造する熱源設備10と、サーバ室Mに設置されている空調機20とを備え、空調機20は熱交換器21、22と送風機23とを備えている。なお、この実施の形態では、先に説明した図19と同一もしくは同一と見なされるサーバ室Mの構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 1)
An air conditioning heat source system utilizing a cooling tower according to this embodiment is shown in FIGS. As shown in FIG. 1, this cooling tower-based air conditioning heat source system includes a heat source facility 10 for producing cold water (heat source water) used for air conditioning of the server room M, and an air conditioner 20 installed in the server room M. The air conditioner 20 includes heat exchangers 21 and 22 and a blower 23. In this embodiment, constituent elements of the server room M that are considered to be the same as or the same as those in FIG. 19 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

熱源設備10は、図2に示すように、熱源装置11、12と、バルブ13A〜13D、14A〜14Dとを主に備えている。バルブ13A〜13D、14A〜14Dは自動制御弁や手動式の弁である。熱源装置11と熱交換器21との間は、冷却された冷水を供給する供給管路15Aと、冷熱が奪われた冷水を戻す戻り管路15Bとによって接続されている。供給管路15Aには、冷却されて供給される冷水の流れを開閉するバルブ13Aが取り付けられ、戻り管路15Bには、戻っていく冷水の流れを開閉するバルブ13Bが取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the heat source facility 10 mainly includes heat source devices 11 and 12 and valves 13A to 13D and 14A to 14D. The valves 13A to 13D and 14A to 14D are automatic control valves or manual valves. The heat source device 11 and the heat exchanger 21 are connected to each other by a supply pipe 15A that supplies cooled cold water and a return pipe 15B that returns the cold water from which the cold has been removed. A valve 13A that opens and closes the flow of cold water supplied after cooling is attached to the supply pipe 15A, and a valve 13B that opens and closes the flow of returning cold water is attached to the return pipe 15B.

同じように、熱源装置12と熱交換器22との間は、供給管路16Aと戻り管路16Bとによって接続されている。供給管路16Aには、バルブ14Aが取り付けられ、戻り管路16Bにはバルブ14Bが取り付けられている。   Similarly, the heat source device 12 and the heat exchanger 22 are connected by a supply line 16A and a return line 16B. A valve 14A is attached to the supply pipeline 16A, and a valve 14B is attached to the return pipeline 16B.

また、バルブ13Aの上流側の供給管路15Aとバルブ14Aの下流側の供給管路16Aとの間には、熱源装置11から供給される冷水を流すための分岐管路15Cが接続されている。分岐管路15Cには、供給される冷水を開閉するバルブ14Cが取り付けられている。バルブ13Bの上流側の戻り管路15Bとバルブ14Bの下流側の戻り管路16Bには、冷熱が奪われて戻る冷水を流すための分岐管路15Dが接続されている。分岐管路15Dには、戻っていく冷水を開閉するバルブ13Dが取り付けられている。   Further, a branch line 15C for flowing cold water supplied from the heat source device 11 is connected between the supply line 15A upstream of the valve 13A and the supply line 16A downstream of the valve 14A. . A valve 14C for opening and closing the supplied cold water is attached to the branch pipe line 15C. A branch pipe 15D for flowing cold water that has been deprived of cold heat is connected to the return pipe 15B on the upstream side of the valve 13B and the return pipe 16B on the downstream side of the valve 14B. A valve 13D for opening and closing the returning cold water is attached to the branch line 15D.

同じように、バルブ14Aの上流側の供給管路16Aとバルブ13Aの下流側の供給管路15Aとの間には、分岐管路16Cが接続されている。分岐管路16Cには、バルブ13Cが取り付けられている。バルブ14Bの上流側の戻り管路16Bとバルブ13Bの下流側の戻り管路15Bとの間には、分岐管路16Dが接続されている。分岐管路16Dには、バルブ14Dが取り付けられている。   Similarly, a branch line 16C is connected between the supply line 16A on the upstream side of the valve 14A and the supply line 15A on the downstream side of the valve 13A. A valve 13C is attached to the branch line 16C. A branch line 16D is connected between the return line 16B on the upstream side of the valve 14B and the return line 15B on the downstream side of the valve 13B. A valve 14D is attached to the branch pipe line 16D.

バルブ13Cおよび分岐管路16Cと、バルブ13Dおよび分岐管路15Dとは、熱源装置11の条件に応じた切替をする際に用いられる。同じように、バルブ14Cおよび分岐管路15Cと、バルブ14Dおよび分岐管路16Dとは、熱源装置12の条件に応じた切替をする際に用いられる。   The valve 13C and the branch pipe line 16C, and the valve 13D and the branch pipe line 15D are used when switching according to the conditions of the heat source device 11. Similarly, the valve 14C and the branch conduit 15C, and the valve 14D and the branch conduit 16D are used when switching according to the conditions of the heat source device 12.

熱源設備10は、バルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14Dの切り替えによって、2通りの運転モードを持つ。1つは通常運転モードである。通常運転モードでは、バルブ13A〜13Dを、
バルブ13A、バルブ13B…開
バルブ13C、バルブ13D…閉
の状態にする。また、バルブ14A〜14Dを、
バルブ14A、バルブ14B…開
バルブ14C、バルブ14D…閉
の状態にする。これにより、熱源装置11からの冷却された冷水が、空調機20の熱交換器21に供給され、熱交換器21で冷熱が奪われた冷水が熱源装置11に戻る。同じように、熱源装置12からの冷却された冷水が空調機20の熱交換器22に供給され、熱交換器22で冷熱が奪われた冷水が熱源装置12に戻る。
The heat source facility 10 has two operation modes by switching the valves 13A to 13D and the valves 14A to 14D. One is a normal operation mode. In the normal operation mode, the valves 13A to 13D are
Valve 13A, valve 13B... Open valve 13C, valve 13D. In addition, the valves 14A to 14D
Valves 14A, 14B ... Open Valves 14C, 14D ... Closed. Thereby, the cooled cold water from the heat source device 11 is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20, and the cold water from which the cold heat has been removed by the heat exchanger 21 returns to the heat source device 11. Similarly, the cooled cold water from the heat source device 12 is supplied to the heat exchanger 22 of the air conditioner 20, and the cold water deprived of the cold heat by the heat exchanger 22 returns to the heat source device 12.

熱源設備10による残りの運転モードは、バックアップ運転モードである。この運転モードは、熱源装置11や熱源装置12の不具合に対応するためのものであり、各装置の不具合に応じてバルブ13A〜13Dとバルブ14A〜14Dとの開閉を切り替える。例えば、熱源装置12が故障して冷水が供給停止になると、
バルブ14A、バルブ14B…閉
バルブ14C、バルブ14D…開
の状態にする。こうすることで、熱源装置11からの冷却された冷水が熱交換器22にも供給される。
The remaining operation mode by the heat source facility 10 is a backup operation mode. This operation mode is for responding to the malfunction of the heat source device 11 and the heat source device 12, and switching between opening and closing of the valves 13A to 13D and the valves 14A to 14D is performed according to the malfunction of each device. For example, when the heat source device 12 breaks down and the supply of cold water is stopped,
Valve 14A, valve 14B ... closed Valve 14C, valve 14D ... opened. By doing so, the cooled cold water from the heat source device 11 is also supplied to the heat exchanger 22.

熱源装置11は、図3に示すように、冷却塔11A、中間熱交換器11B、冷凍機11C、冷水ポンプ11D、11D、バルブ11E〜11Eを主に備えている。さらに、冷凍機11Cは、凝縮器11Cと蒸発器11Cとを備えている。バルブ11E〜11Eは自動制御弁や手動式の弁である。 As shown in FIG. 3, the heat source device 11 mainly includes a cooling tower 11A, an intermediate heat exchanger 11B, a refrigerator 11C, chilled water pumps 11D 1 and 11D 2 , and valves 11E 1 to 11E 4 . Furthermore, the refrigerator 11C is provided with a condenser 11C 1 and the evaporator 11C 2. The valves 11E 1 to 11E 4 are automatic control valves or manual valves.

冷却塔11Aは、空調機20からの冷熱が奪われた冷却水(熱源水)を外気によって冷却する、フリークーリングを利用した装置である。一般に、冷却塔には、開放式と密閉式とがある。開放式の冷却塔は、図4(a)に示すように、冷熱が奪われた冷却水を合成樹脂製のシートである充填材に散布する。このとき、充填材に風を当てることにより、冷却水の一部を蒸発して、冷却水を冷却する。一方、密閉式の冷却塔は、図4(b)に示すように、冷熱が奪われた冷却水を冷却コイルに流す。冷却コイルには、外部から供給されてポンプによって循環される補給水が散布され、さらに、冷却コイルに風を当てる。これにより、補給水が蒸発して冷却コイルを冷やし、冷却水を冷却する。この実施の形態では、中間熱交換器11B、12Bを採用し冷却塔11Aとして開放式を示す。   The cooling tower 11A is a device using free cooling that cools the cooling water (heat source water) from which the cold heat from the air conditioner 20 has been removed by outside air. In general, the cooling tower includes an open type and a closed type. As shown in FIG. 4A, the open-type cooling tower sprays the cooling water from which the cooling heat has been removed to the filler, which is a synthetic resin sheet. At this time, by applying wind to the filler, a part of the cooling water is evaporated to cool the cooling water. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the closed cooling tower flows cooling water from which cooling heat has been removed to the cooling coil. The cooling coil is sprayed with makeup water supplied from the outside and circulated by a pump, and further blows air on the cooling coil. Thereby, makeup water evaporates and a cooling coil is cooled, and cooling water is cooled. In this embodiment, intermediate heat exchangers 11B and 12B are employed and an open type is shown as the cooling tower 11A.

中間熱交換器11Bは、冷却塔11Aからの冷却水と、空調機20から戻って来た冷水との熱交換を行う装置である。冷凍機11Cは電動式で往復圧縮式のものをここでは示す。もっとも駆動源がまたは燃料がガス・蒸気・油である吸収式冷凍機や冷温水発生機など、エネルギー源が電気以外のものを採用することも勿論できる。   The intermediate heat exchanger 11 </ b> B is a device that performs heat exchange between the cooling water from the cooling tower 11 </ b> A and the cold water returned from the air conditioner 20. Here, the refrigerator 11C is an electric type and is a reciprocating compression type. Of course, an energy source other than electricity, such as an absorption refrigerator or a cold / hot water generator in which the drive source or gas is gas, steam, or oil, can be used.

冷却塔11Aと中間熱交換器11Bとの間は、冷却塔11Aで冷却された冷却水を流すための供給管路11Fによって接続されている。供給管路11Fには冷水ポンプ11Dが取り付けられ、冷水ポンプ11Dの下流側にはバルブ11E1が取り付けられている。中間熱交換器11Bには、冷熱が奪われた冷却水を流すための戻り管路11Fが接続され、戻り管路11Fの先端は冷却塔11Aまで導かれている。バルブ11Eの上流側の供給管路11Fと凝縮器11Cとの間には、分岐管路11Fが接続されている。分岐管路11Fには、バルブ11Eが取り付けられている。戻り管路11Fと凝縮器11Cとの間には、分岐管路11Fが接続されている。 Between the cooling tower 11A and the intermediate heat exchanger 11B is connected by a supply conduit 11F 1 for flowing a cooling water cooled by the cooling tower 11A. A cold water pump 11D 1 is attached to the supply line 11F 1 , and a valve 11E 1 is attached to the downstream side of the cold water pump 11D 1 . The intermediate heat exchanger 11B, cold is connected return line 11F 2 for flowing a cooling water deprived, the tip of the return line 11F 2 is guided to the cooling tower 11A. Between the supply line 11F 1 on the upstream side of the valve 11E 1 and the condenser 11C 1, the branch line 11F 3 are connected. The branch line 11F 3, and the valve 11E 2 is attached. Between the return line 11F 2 and the condenser 11C 1, branch line 11F 4 is connected.

中間熱交換器11Bには、冷却された冷水を流すための供給管路11Fが接続されている。供給管路11Fには、冷水ポンプ11Dが取り付けられている。冷水ポンプ11Dの下流側の供給管路11Fは、供給管路15Aに連結されている。また、中間熱交換器11Bには、冷熱が奪われた冷水を流すための戻り管路11Fが接続されている。戻り管路11Fは、戻り管路15Bに連結されている。 A supply conduit 11F 5 for flowing cooled cold water is connected to the intermediate heat exchanger 11B. A supply conduit 11F 5 is chilled water pump 11D 2 is attached. Downstream supply line of chilled water pump 11D 2 11F 5 is connected to the supply line 15A. Further, in the intermediate heat exchanger 11B, the return line 11F 6 for flowing cold water cold heat deprived is connected. Return line 11F 6 is connected to the return line 15B.

冷水ポンプ11Dの上流側の供給管路11Fと蒸発器11Cとの間は、冷却された冷水を流すための分岐管路11Fが接続されている。戻り管路11Fと蒸発器11Cとの間には、冷熱が奪われた冷水を流すための分岐管路11Fが接続され、分岐管路11Fには、バルブ11Eが取り付けられている。 Between the supply conduit 11F 5 on the upstream side of the cold water pump 11D 2 and the evaporator 11C 2 are branched passages 11F 7 for flowing the cooled cold water is connected. A branch pipe 11F 8 for flowing cold water deprived of cold heat is connected between the return pipe 11F 6 and the evaporator 11C 2, and a valve 11E 4 is attached to the branch pipe 11F 8. Yes.

こうした構成の熱源装置11は、冬季と夏季のように、低温の季節と高温の季節に応じて2通りの運転モードがある。この実施の形態では、外気の温度として外気湿球温度12℃を境界とし、外気湿球温度12℃より高温の季節を夏季とし、外気湿球温度12℃より低温の季節を寒季とする。   The heat source device 11 having such a configuration has two operation modes according to a low temperature season and a high temperature season, such as winter and summer. In this embodiment, the outdoor air temperature is 12 ° C. as the boundary of the outdoor air temperature, a season higher than the outdoor air wet bulb temperature 12 ° C. is defined as the summer, and a season lower than the outdoor air wet bulb temperature 12 ° C. is defined as the cold season.

熱源装置11は、寒季運転モードになると、バルブ11E〜11Eを、
バルブ11E、バルブ11E…開
バルブ11E、バルブ11E…閉
冷水ポンプ11D …オン
冷水ポンプ11D …オン
の状態にする。これにより、図5に示すように、冷却塔11Aからの冷却水は、冷水ポンプ11Dにより流路FL11を流れ、空調機20からの冷水は冷水ポンプ11Dにより流路FL12を流れる。中間熱交換器11Bにおいて、冷却塔11Aからの冷却された冷却水と、空調機20で冷熱が奪われた冷水との熱交換が行われ、冷却された冷水が空調機20に供給される。つまり、熱源装置11は、寒季運転モードで、外気の冷熱(自然エネルギー)を利用したフリークーリングにより、空調機20で冷熱が奪われた冷水を冷却して、冷水を製造している。
When the heat source device 11 enters the cold season operation mode, the valves 11E 1 to 11E 4 are
Valve 11E 1 , Valve 11E 3 ... Open Valve 11E 2 , Valve 11E 4 ... Closed Chilled water pump 11D 1 ... On Chilled water pump 11D 2 ... Turned on. Thus, as shown in FIG. 5, the cooling water from the cooling tower 11A is flowed through channel FL11 by chilled water pumps 11D 1, cold water from the air conditioner 20 is flowing through the channel FL12 by chilled water pumps 11D 2. In the intermediate heat exchanger 11 </ b> B, heat exchange between the cooled cooling water from the cooling tower 11 </ b> A and the cold water deprived of the cold by the air conditioner 20 is performed, and the cooled cold water is supplied to the air conditioner 20. That is, in the cold season operation mode, the heat source device 11 manufactures cold water by cooling the cold water from which the cold air has been taken away by the air conditioner 20 by free cooling using the cold heat (natural energy) of the outside air.

例えば、充填材の表面積が大きい場合や充填材の密度が高い場合には図6に示すように、外気の外気湿球温度が低下すると、冷却塔11Aの出口から排出される冷却水の水温が大幅に低下する。具体的には、外気湿球温度が27℃であり、負荷率が100である場合、冷却塔11Aに戻される冷却水の温度が32℃で、冷却塔11Aから排出される冷却水の温度が28℃になる。これに対して、外気湿球温度が5℃になると、冷却塔11Aに戻される冷却水の温度が18℃で、冷却塔11Aから排出される冷却水の温度が8.5℃になる。フリークーリングを利用する冷却塔11Aは、寒季と夏季との両方でこのように冷却水を製造するが、特に寒季に有効である。   For example, when the surface area of the filler is large or the density of the filler is high, the temperature of the cooling water discharged from the outlet of the cooling tower 11A is reduced when the outside air wet bulb temperature of the outside air decreases as shown in FIG. Decrease significantly. Specifically, when the outdoor wet bulb temperature is 27 ° C. and the load factor is 100, the temperature of the cooling water returned to the cooling tower 11A is 32 ° C., and the temperature of the cooling water discharged from the cooling tower 11A is 28 ° C. On the other hand, when the outside air wet bulb temperature is 5 ° C., the temperature of the cooling water returned to the cooling tower 11A is 18 ° C., and the temperature of the cooling water discharged from the cooling tower 11A is 8.5 ° C. The cooling tower 11A using free cooling produces cooling water in this way both in the cold season and in the summer, and is particularly effective in the cold season.

熱源装置11は、夏季運転モードになると、バルブ11E〜11Eを、
バルブ11E、バルブ11E…閉
バルブ11E、バルブ11E…開
冷水ポンプ11D …オン
冷水ポンプ11D …オン
の状態にする。これにより、図7に示すように、冷却塔11Aからの冷却水は、冷水ポンプ11Dにより流路FL13を流れ、空調機20からの冷水は冷水ポンプ11Dにより流路FL14を流れる。冷却塔11Aで冷却された冷却水は、冷凍機11Cの凝縮器11Cを冷却するために用いられ、蒸発器11Cで冷却された冷水が空調機20に供給される。つまり、夏季運転モードでは、冷却水と電気エネルギーを利用して冷水を冷却し、冷水を製造している。
When the heat source device 11 is in the summer operation mode, the valves 11E 1 to 11E 4 are
Valve 11E 1, valve 11E 3 ... Close Valve 11E 2, a state of the valve 11E 4 ... open chilled water pump 11D 1 ... on chilled water pump 11D 2 ... On. Thus, as shown in FIG. 7, the cooling water from the cooling tower 11A is flowed through channel FL13 by chilled water pumps 11D 1, cold water from the air conditioner 20 is flowing through the channel FL14 by chilled water pumps 11D 2. Cooled in the cooling tower 11A coolant is used to cool the condenser 11C 1 of the refrigerator 11C, it cooled cold water is supplied to the air conditioner 20 by the evaporator 11C 2. That is, in the summer operation mode, cold water is cooled using cooling water and electric energy to produce cold water.

熱源装置12は、熱源装置11と同様である。つまり、熱源装置12は、冷却塔12A、中間熱交換器12B、冷凍機12C、冷水ポンプ12D、12D、バルブ12E〜12Eを主に備え、冷凍機12Cは、凝縮器12Cと蒸発器12Cとを備えている。そして、冷却塔12A〜冷水ポンプ12D、12Dおよびバルブ12E〜12Eは、供給管路12F、戻り管路12F、分岐管路12F、12F、供給管路12F、戻り管路12F、分岐管路12F、12Fによって相互に接続されている。 The heat source device 12 is the same as the heat source device 11. In other words, the heat source unit 12, the cooling tower 12A, the intermediate heat exchanger 12B, refrigerator 12C, chilled water pump 12D 1, 12D 2, mainly includes a valve 12E 1 ~12E 4, refrigerator 12C includes a condenser 12C 1 and an evaporator 12C 2. The cooling tower 12A to the chilled water pumps 12D 1 and 12D 2 and the valves 12E 1 to 12E 4 include a supply line 12F 1 , a return line 12F 2 , a branch line 12F 3 , 12F 4 , a supply line 12F 5 , and a return line. The pipes 12F 6 and the branch pipes 12F 7 and 12F 8 are connected to each other.

空調機20は、先の図2に示すように、2段構成の熱交換器21、22と送風機23とを備えている。送風機23は空気を送風する。これにより、サーバ室M内の空気が熱交換器21から熱交換器22に向かって流れる還気が発生する。熱交換器21は、サーバ室Mの還気の温度Tep1を温度Tep2に下げ、熱交換器22は、熱交換器21からの還気の温度Tep2を温度Tep3に下げる。さらに、熱交換器22からの温度Tep3の還気は、サーバ室Mの二重床の床下チャンバ107に供給される。空調機20の熱交換構造を2段構成にしたのは、サーバ室Mの過剰な除湿を防ぎ、また、冷却ムラを防ぐためである。空調機20の熱交換構造を1段構成にした場合に、低温の冷水を熱交換器に送って、サーバ室Mの高温の還気を急激に冷却すると、サーバ室Mを過剰に除湿し、また、還気に対して温度分布の偏り(冷却ムラ)が発生する。これに対して、空調機20の熱交換構造を2段構成にすると、サーバ室Mの高温の還気を順に冷却するので、サーバ室Mの過剰な除湿を防ぎ、また、冷却ムラの発生を防ぐことができる。   The air conditioner 20 includes two-stage heat exchangers 21 and 22 and a blower 23 as shown in FIG. The blower 23 blows air. Thereby, the return air which the air in the server room M flows toward the heat exchanger 22 from the heat exchanger 21 generate | occur | produces. The heat exchanger 21 lowers the return air temperature Tep1 of the server room M to the temperature Tep2, and the heat exchanger 22 lowers the return air temperature Tep2 from the heat exchanger 21 to the temperature Tep3. Further, the return air at the temperature Tep3 from the heat exchanger 22 is supplied to the underfloor chamber 107 of the double floor of the server room M. The reason why the heat exchange structure of the air conditioner 20 is configured in two stages is to prevent excessive dehumidification of the server room M and to prevent uneven cooling. When the heat exchange structure of the air conditioner 20 is a one-stage configuration, when low-temperature cold water is sent to the heat exchanger and the high-temperature return air in the server room M is rapidly cooled, the server room M is excessively dehumidified, In addition, the temperature distribution is uneven (cooling unevenness) with respect to the return air. On the other hand, when the heat exchange structure of the air conditioner 20 has a two-stage configuration, the high-temperature return air in the server room M is cooled in order, so that excessive dehumidification of the server room M is prevented and cooling unevenness is generated. Can be prevented.

なお、2段構成の熱交換器21、22は、一体型または別体型のどちらも空調機20に使用可能である。つまり、サーバ室Mの還気気流に沿って、異なる性状の冷水が流れればよい。   The two-stage heat exchangers 21 and 22 can be used for the air conditioner 20 either as an integral type or as a separate type. That is, cold water having different properties may flow along the return airflow in the server room M.

次に、この実施の形態による冷却塔利用の空調熱源システムの動作について説明する。熱源装置11および熱源装置12が正常である場合、バルブ13A、13Bを開き、かつ、バルブ13C、13Dを閉じた通常運転モードにより、熱源装置11を空調機20の熱交換器21に接続する。同時に、四季を通して常時、熱源装置11が寒季運転モードで運転されている。つまり、図8に示すように、熱源装置11は、フリークーリングによって冷水を製造し、流路FL21により、空調機20の熱交換器21に冷水を供給している。   Next, the operation of the air conditioning heat source system using the cooling tower according to this embodiment will be described. When the heat source device 11 and the heat source device 12 are normal, the heat source device 11 is connected to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 in a normal operation mode in which the valves 13A and 13B are opened and the valves 13C and 13D are closed. At the same time, the heat source device 11 is always operated in the cold season operation mode throughout the four seasons. That is, as shown in FIG. 8, the heat source device 11 manufactures cold water by free cooling, and supplies the cold water to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 through the flow path FL21.

また、通常運転モードにより、バルブ14A、14Bを開き、かつ、バルブ14C、14Dを閉じて、熱源装置12を空調機20の熱交換器22に接続する。同時に、熱源装置12は、外気の温度に応じて寒季運転モードまたは夏季運転モードで運転されている。つまり、空調機20は、寒季にフリークーリングで冷水を製造し、流路FL22により、空調機20の熱交換器22に冷水を供給し、夏季に冷却水と冷凍機12Cで冷水を製造して熱交換器22に供給する。   Further, the valves 14A and 14B are opened and the valves 14C and 14D are closed by the normal operation mode, and the heat source device 12 is connected to the heat exchanger 22 of the air conditioner 20. At the same time, the heat source device 12 is operated in the cold season operation mode or the summer operation mode according to the temperature of the outside air. That is, the air conditioner 20 produces cold water by free cooling in the cold season, supplies cold water to the heat exchanger 22 of the air conditioner 20 through the flow path FL22, and produces cold water by the cooling water and the refrigerator 12C in the summer. To the heat exchanger 22.

なお、寒季であっても、高負荷により還気の温度が上昇する場合には、夏季運転モードで冷水を製造する。また、夏季であっても、低負荷により還気の温度が低い場合には、寒季運転モードで冷水を製造する。   Even in the cold season, when the temperature of the return air rises due to a high load, cold water is produced in the summer operation mode. Even in summer, when the return air temperature is low due to low load, cold water is produced in the cold season operation mode.

空調機20では、送風機23によって、サーバ室Mの高温の還気が熱交換器21に送られる。熱交換器21は、熱源装置11からの冷水と還気との熱交換を行い、サーバ室Mの高温の還気を前もって冷却する。熱交換器21で予冷された還気は、後段の熱交換器22によって、さらに冷却される。つまり、サーバ室Mの高温の還気は、空調機20の2段構成の熱交換器21、22によって、段階的に冷却される。   In the air conditioner 20, the high-temperature return air from the server room M is sent to the heat exchanger 21 by the blower 23. The heat exchanger 21 performs heat exchange between the cold water from the heat source device 11 and the return air, and cools the high-temperature return air in the server room M in advance. The return air pre-cooled by the heat exchanger 21 is further cooled by the subsequent heat exchanger 22. That is, the high-temperature return air in the server room M is cooled in stages by the heat exchangers 21 and 22 having the two-stage configuration of the air conditioner 20.

例えば、寒季の場合、外気湿球温度が12℃であるとき、熱源装置11の冷却塔11Aは、17℃の冷却水を中間熱交換器11Bに供給する。中間熱交換器11Bは、空調機20の熱交換器21からの23℃の、冷熱が奪われた冷水と、17℃の冷却水との熱交換をし、19℃の冷水を製造する。同時に、冷熱が奪われた冷却水は、温度が17℃から21℃に上昇する。冷熱が奪われて21℃になった冷却水は、12℃の外気を利用して冷却を行う冷却塔11Aによって、再び17℃に冷却される。   For example, in the cold season, when the outside air wet bulb temperature is 12 ° C., the cooling tower 11A of the heat source device 11 supplies 17 ° C. cooling water to the intermediate heat exchanger 11B. The intermediate heat exchanger 11B performs heat exchange between the 23 ° C. cold water from the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 and the 17 ° C. cooling water to produce 19 ° C. cold water. At the same time, the temperature of the cooling water deprived of cold heat rises from 17 ° C to 21 ° C. The cooling water that has been deprived of cold heat and reaches 21 ° C. is cooled again to 17 ° C. by the cooling tower 11A that cools using outside air of 12 ° C.

中間熱交換器11Bで製造された19℃の冷水は、空調機20の熱交換器21に供給される。熱交換器21は、サーバ室Mの35℃の還気と19℃の冷水との熱交換を行い、23.5℃の還気を熱交換器22に送る。同時に、熱交換器21の熱交換によって温度が23℃に上昇した冷水は、熱源装置11の中間熱交換器11Bに戻される。   The 19 ° C. cold water produced by the intermediate heat exchanger 11 </ b> B is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20. The heat exchanger 21 exchanges heat between 35 ° C. return air in the server room M and 19 ° C. cold water, and sends 23.5 ° C. return air to the heat exchanger 22. At the same time, the cold water whose temperature has risen to 23 ° C. by the heat exchange of the heat exchanger 21 is returned to the intermediate heat exchanger 11B of the heat source device 11.

一方、外気湿球温度が12℃であるとき、熱源装置12の冷却塔12Aは、17℃の冷却水を中間熱交換器12Bに供給する。中間熱交換器12Bは、空調機20の熱交換器22からの20℃の、冷熱が奪われた冷水と、17℃の冷却水との熱交換をし、19℃の冷水を製造する。同時に、冷熱が奪われた冷却水は、温度が17℃から18℃に上昇する。冷熱が奪われて18℃になった冷却水は、12℃の外気を利用して冷却を行う冷却塔12Aによって、再び17℃に冷却される。   On the other hand, when the outside air wet bulb temperature is 12 ° C., the cooling tower 12A of the heat source device 12 supplies 17 ° C. cooling water to the intermediate heat exchanger 12B. The intermediate heat exchanger 12B exchanges heat between 20 ° C. cold water from the heat exchanger 22 of the air conditioner 20 and 17 ° C. cooling water to produce 19 ° C. cold water. At the same time, the temperature of the cooling water deprived of cold heat rises from 17 ° C to 18 ° C. The cooling water that has been deprived of cold heat and has reached 18 ° C. is cooled again to 17 ° C. by the cooling tower 12A that cools using outside air at 12 ° C.

中間熱交換器12Bで製造された19℃の冷水は、空調機20の熱交換器22に供給される。熱交換器22は、熱交換器21からの23.5℃の還気と19℃の冷水との熱交換を行い、20℃の還気をサーバ室Mの床下チャンバ107に送る。同時に、熱交換器22の熱交換によって温度が20℃に上昇した冷水は、熱源装置12の中間熱交換器12Bに再び戻される。   The 19 ° C. cold water produced by the intermediate heat exchanger 12B is supplied to the heat exchanger 22 of the air conditioner 20. The heat exchanger 22 performs heat exchange between 23.5 ° C. return air from the heat exchanger 21 and 19 ° C. cold water, and sends the 20 ° C. return air to the underfloor chamber 107 of the server room M. At the same time, the cold water whose temperature has risen to 20 ° C. by the heat exchange of the heat exchanger 22 is returned again to the intermediate heat exchanger 12B of the heat source device 12.

ところで、夏季の場合、外気湿球温度が27℃であるとき、熱源装置11の冷却塔11Aは、29℃の冷却水を中間熱交換器11Bに供給する。中間熱交換器11Bは、空調機20の熱交換器21からの37℃の、冷熱が奪われた冷水と、29℃の冷却水との熱交換をし、32℃の冷水を製造する。同時に、冷熱が奪われた冷却水は、温度が29℃から34℃に上昇する。冷熱が奪われて34℃になった冷却水は、27℃の外気を利用して冷却を行う冷却塔11Aによって、再び29℃に冷却される。   By the way, in the summer, when the outdoor wet bulb temperature is 27 ° C., the cooling tower 11A of the heat source device 11 supplies 29 ° C. cooling water to the intermediate heat exchanger 11B. The intermediate heat exchanger 11B performs heat exchange between the 37 ° C. chilled water from the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 and the 29 ° C. cooling water to produce 32 ° C. chilled water. At the same time, the temperature of the cooling water deprived of cold heat rises from 29 ° C to 34 ° C. The cooling water that has been deprived of cold heat and has reached 34 ° C. is cooled again to 29 ° C. by the cooling tower 11A that cools using outside air at 27 ° C.

中間熱交換器11Bで製造された32℃の冷水は、空調機20の熱交換器21に供給される。熱交換器21は、サーバ室Mの40℃の還気と32℃の冷水との熱交換を行う。この熱交換で温度が34℃に上昇した冷水は、熱源装置11の中間熱交換器11Bに再び戻される。   The 32 ° C. cold water produced by the intermediate heat exchanger 11B is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20. The heat exchanger 21 performs heat exchange between 40 ° C. return air in the server room M and 32 ° C. cold water. The cold water whose temperature has risen to 34 ° C. by this heat exchange is returned again to the intermediate heat exchanger 11B of the heat source device 11.

一方、外気湿球温度が27℃であるとき、熱源装置12の冷却塔12Aは、冷凍機12Cの凝縮器12Cに29℃の冷却水を供給する。凝縮器12Cは、冷媒を液化する際の発熱を冷却するために、この冷却水を利用する。冷凍機12Cは、蒸発器12Cが製造した17℃の冷水を、空調機20の熱交換器22に供給する。熱交換器22は、熱交換器21からの、予冷された還気と17℃の冷水との熱交換を行い、20℃の還気をサーバ室Mの床下チャンバ107に送る。同時に、熱交換器22の熱交換によって温度が20℃に上昇した冷水は、熱源装置11の中間熱交換器11Bに再び戻される。 On the other hand, when the outside air wet-bulb temperature is 27 ° C., cooling tower 12A of the heat source apparatus 12 supplies the 29 ° C. cooling water to the condenser 12C 1 of the refrigerator 12C. Condenser 12C 1, in order to cool the heat generated when liquefying refrigerant, use of this cooling water. The refrigerator 12 </ b > C supplies the 17 ° C. cold water produced by the evaporator 12 </ b > C 2 to the heat exchanger 22 of the air conditioner 20. The heat exchanger 22 performs heat exchange between the precooled return air from the heat exchanger 21 and 17 ° C. cold water, and sends the 20 ° C. return air to the underfloor chamber 107 of the server room M. At the same time, the cold water whose temperature has risen to 20 ° C. by the heat exchange of the heat exchanger 22 is returned again to the intermediate heat exchanger 11B of the heat source device 11.

ところで、熱源設備10の熱源装置11および熱源装置12の一方に不具合が発生すると、バルブ13A〜13Dと、バルブ14A〜14Dとを切り替え、バックアップ運転モードを行う。もし、熱源設備10が単一の熱源装置を備え、この装置が故障したときには、冷水の供給が止まる場合もある。しかし、熱源設備10は、熱源装置11および熱源装置12を備え、バックアップ運転モードになることにより、冷水の供給を継続して行う。   By the way, when a malfunction occurs in one of the heat source device 11 and the heat source device 12 of the heat source facility 10, the valves 13A to 13D and the valves 14A to 14D are switched to perform the backup operation mode. If the heat source facility 10 includes a single heat source device and this device fails, the supply of cold water may stop. However, the heat source facility 10 includes the heat source device 11 and the heat source device 12 and continuously supplies cold water by entering the backup operation mode.

こうして、この実施の形態によれば、空調機20の熱交換器22の前段に熱交換器21を設け、サーバ室Mの高温の還気を予冷することにより、サーバ室Mの還気を冷却する際に、サーバ室Mの過剰な除湿を防ぐことができる。   Thus, according to this embodiment, the heat exchanger 21 is provided in front of the heat exchanger 22 of the air conditioner 20 to cool the return air in the server room M by precooling the high-temperature return air in the server room M. In doing so, excessive dehumidification of the server room M can be prevented.

また、この実施の形態によれば、熱源設備10が熱源装置11および熱源装置12を備えて冗長系を構成しているので、熱源装置11または熱源装置12に不具合が発生しても、バックアップ運転モードにより、熱源装置の不具合に応じた対処が行われる。これにより、空調機20に対する冷水の供給が停止することがない。したがって、サーバ室の室温管理の信頼性を高めることができる。   Moreover, according to this embodiment, since the heat source equipment 10 includes the heat source device 11 and the heat source device 12 to form a redundant system, even if a failure occurs in the heat source device 11 or the heat source device 12, a backup operation is performed. Depending on the mode, countermeasures are taken in accordance with the malfunction of the heat source device. Thereby, supply of the cold water with respect to the air conditioner 20 does not stop. Therefore, the reliability of the room temperature management of the server room can be improved.

また、この実施の形態によれば、熱源装置11は、フリークーリングにより、空調機20の熱交換器21から戻された冷水を冷却する。後段の熱源装置12は、寒季運転モードまたは夏季運転モードで運転されるが、夏季において、空調機20の熱交換器21で予冷された還気を熱交換器22が冷却するので、熱交換器22で冷熱が奪われた冷水の温度上昇を低く抑えることができる。これにより、熱源装置12による冷水の製造の際に消費される電気エネルギーを抑え、省エネルギー化することができる。   Moreover, according to this embodiment, the heat source device 11 cools the cold water returned from the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 by free cooling. The latter heat source device 12 is operated in the cold season operation mode or the summer operation mode. However, in the summer, the heat exchanger 22 cools the return air precooled by the heat exchanger 21 of the air conditioner 20, so that heat exchange is performed. The rise in the temperature of the cold water from which cold heat has been taken away by the vessel 22 can be kept low. Thereby, the electrical energy consumed in the case of manufacture of the cold water by the heat source device 12 can be suppressed, and energy can be saved.

例えば、外気湿球温度が図9に示すように分布している場合(東京のケース)、12℃以下で寒季運転モードを使用するとき、熱源装置12を寒季運転モードとして使用することの可能な期間が1年の1/2になり、省エネルギー化が可能になる。また、北海道のような地域では、寒季運転モードと夏季運転モードとの境界を12℃に設定することにより、熱源装置12を寒季運転モードとして使用する期間がさらに長くなり、大幅な省エネルギー化が可能になる。   For example, when the outdoor wet bulb temperature is distributed as shown in FIG. 9 (Tokyo case), when the cold season operation mode is used at 12 ° C. or lower, the heat source device 12 is used as the cold season operation mode. The possible period is ½ of a year, and energy saving is possible. In areas such as Hokkaido, setting the boundary between the cold season operation mode and the summer season operation mode to 12 ° C further increases the period of use of the heat source device 12 as the cold season operation mode, resulting in significant energy savings. Is possible.

また、この実施の形態によれば、寒季であっても、高負荷により還気の温度が上昇する場合には、夏季運転モードで冷水を製造し、夏季であっても、低負荷により還気の温度が低い場合には、寒季運転モードで冷水を製造するので、負荷の変化にも対応可能である。   Further, according to this embodiment, even in the cold season, when the temperature of the return air rises due to a high load, cold water is produced in the summer operation mode, and even in the summer, the return is caused by a low load. When the temperature of the atmosphere is low, cold water is produced in the cold season operation mode, so it is possible to cope with changes in load.

さらに、この実施の形態によれば、空調機20の熱交換器22の前段に熱交換器21を設け、サーバ室Mの高温の還気を予冷することにより、温度分布の偏り(冷却ムラ)が発生することを防ぐことができる。   Furthermore, according to this embodiment, the heat exchanger 21 is provided in the front stage of the heat exchanger 22 of the air conditioner 20, and the high temperature return air in the server room M is precooled, whereby the temperature distribution is uneven (cooling unevenness). Can be prevented from occurring.

(実施の形態2)
実施の形態1では、サーバ室Mの還気を1台の空調機20で冷却した。しかし、サーバを収納するラックの台数が増加する場合がある。この実施の形態では、こうした事態に対応するために、図10に示すように、n台の空調機20〜20を用いる。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。空調機20〜20は実施の形態1の空調機20と同じである。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the return air in the server room M is cooled by one air conditioner 20. However, the number of racks that store servers may increase. In this embodiment, in order to cope with such a situation, as shown in FIG. 10, n air conditioners 20 1 to 20 n are used. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The air conditioners 20 1 to 20 n are the same as the air conditioner 20 of the first embodiment.

また、この実施の形態では、熱源装置11および熱源装置12からの冷水の供給を制御するために、バルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14D、・・・、バルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14Dが用いられている。これらのバルブは、実施の形態1のバルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14Dと同じである。 Further, in this embodiment, in order to control the supply of cold water from the heat source unit 11 and the heat source unit 12, the valve 13A 1 ~13D 1 and valve 14A 1 ~14D 1, ···, valve 13A n ~13D n And valves 14A n to 14D n are used. These valves are the same as the valves 13A to 13D and the valves 14A to 14D of the first embodiment.

こうして、この実施の形態によれば、空調機20〜20を増減することにより、サーバ室Mのラックの台数の増減に対応することが可能である。かつ、熱源装置11または熱源装置12が故障しても、バルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14D、・・・、バルブ13A〜13Dおよびバルブ14A〜14Dの開閉を切り替えることにより、実施の形態1と同様に、容易に対応することを可能にする。 Thus, according to this embodiment, by increasing or decreasing the air conditioner 20 1 to 20 n, it is possible to correspond to changes in the rack of the number of servers chamber M. Even if the heat source device 11 or the heat source device 12 breaks down, the valves 13A 1 to 13D 1 and the valves 14A 1 to 14D 1 ,..., The valves 13A n to 13D n and the valves 14A n to 14D n are switched. Thus, similar to the first embodiment, it is possible to easily cope with the problem.

(実施の形態3)
この実施の形態では、図11に示すように、実施の形態1の熱源装置11、12が密閉式・開放式兼用の冷却塔11A11、12A11を用いる。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, as shown in FIG. 11, the heat source devices 11 and 12 of the first embodiment use both the closed and open cooling towers 11A 11 and 12A 11 . In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

冷却塔11A11は熱交換器11B11を備えている。この冷却塔11A11を図12に示す。冷却塔11A11は、ファン11A111、散水管11A112を主に備えている。そして、散水管11A112の散水位置には、熱交換器11B11が設置されている。冷却塔11A11は、冷熱が奪われた冷却水を、熱交換器11B11に流すか、または散水管11A112に流す。 The cooling tower 11A 11 includes a heat exchanger 11B 11 . This cooling tower 11A 11 is shown in FIG. The cooling tower 11A 11 mainly includes a fan 11A 111 and a sprinkling pipe 11A 112 . Then, the watering position of sprinkling pipe 11A 112, heat exchanger 11B 11 is installed. The cooling tower 11A 11 causes the cooling water deprived of cold heat to flow to the heat exchanger 11B 11 or to the water spray pipe 11A 112 .

冷却塔11A11は、熱交換器11B11に冷却水を流す場合、外部から補給される補給水Wを、ポンプ(図示を省略)によって熱交換器11B11に散布する。このときファン11A111が回転し、熱交換器11B11が冷やされ、冷却水が冷却される。なお、冷却塔11A11は、適量の補給水Wを常に容器Uに溜めている。この適量の補給水Wにより、外部からの給水が止まっても、冷却塔11A11は熱交換器11B11を所定時間だけ、断水前と同じように冷やすことができる。もし、補給水Wが無くなった場合でも、冷却塔11A11のファン11A111により、熱交換器11B11を冷やすことが可能である。こうした冷却はフリークーリングを利用した密閉式冷却である。 When cooling water is allowed to flow through the heat exchanger 11B 11 , the cooling tower 11A 11 sprays makeup water W supplemented from the outside onto the heat exchanger 11B 11 by a pump (not shown). At this time, the fan 11A 111 rotates, the heat exchanger 11B 11 is cooled, and the cooling water is cooled. The cooling tower 11 </ b> A 11 always stores an appropriate amount of makeup water W in the container U. Even if water supply from the outside is stopped by this appropriate amount of make-up water W, the cooling tower 11A 11 can cool the heat exchanger 11B 11 for a predetermined time in the same manner as before the water break. Even if the makeup water W runs out, the heat exchanger 11B 11 can be cooled by the fan 11A 111 of the cooling tower 11A 11 . Such cooling is hermetic cooling using free cooling.

一方、散水管11A112に冷却水を流す場合に、冷却塔11A11は、補給水Wの散布を止める。冷却塔11A11は、冷熱が奪われた冷却水を散水管11A112から散布する。このときファン11A111が回転し、冷却水の一部が蒸発して、冷却水が冷やされる。また、冷却塔11A11は、蒸発した冷却水に相当する量の補給水Wを取り込む。こうした冷却はフリークーリングを利用した開放式冷却である。 On the other hand, the cooling tower 11A 11 stops spraying the makeup water W when the cooling water is allowed to flow through the sprinkler pipe 11A 112 . The cooling tower 11 </ b> A 11 sprays the cooling water from which the cold energy has been removed from the water spray pipe 11 </ b> A 112 . At this time, the fan 11A 111 rotates, a part of the cooling water evaporates, and the cooling water is cooled. Further, the cooling tower 11A 11 takes in an amount of makeup water W corresponding to the evaporated cooling water. Such cooling is open-type cooling using free cooling.

このような冷却塔11A11と熱交換器11B11とに対して、冷水ポンプ11D、11Dと、バルブ11E11〜11E15とが接続されている。つまり、熱交換器11B11には、供給管路11F11と戻り管路11F12とが接続されている。供給管路11F11には、冷水ポンプ11Dが接続されている。冷水ポンプ11Dの上流側の供給管路11F11と、蒸発器11Cとの間は、分岐管路11F13によって接続され、分岐管路11F13にはバルブ11E15が接続されている。 Cold water pumps 11D 1 and 11D 2 and valves 11E 11 to 11E 15 are connected to the cooling tower 11A 11 and the heat exchanger 11B 11 . That is, the heat exchanger 11B 11 includes a return line 11F 12 and the supply conduit 11F 11 is connected. A cold water pump 11D 2 is connected to the supply pipeline 11F 11 . A supply conduit 11F 11 on the upstream side of the cold water pump 11D 2, between the evaporator 11C 2 are connected by branch conduit 11F 13, the valve 11E 15 is connected to the branch line 11F 13.

戻り管路11F12には、バルブ11E13が接続され、バルブ11E13の下流側の戻り管路11F12と蒸発器11Cとの間は、分岐管路11F14によって接続されている。 The return line 11F 12, valve 11E 13 is connected between the downstream side of the return line 11F 12 of the valve 11E 13 and the evaporator 11C 2 are connected by a branch pipe 11F 14.

一方、冷却塔11A11の容器U(以下、単に「冷却塔11A11」という)と凝縮器11Cとの間は、循環管路11F15によって接続され、循環管路11F15には、冷水ポンプ11Dとバルブ11E14が接続されている。冷水ポンプ11Dの上流側の循環管路11F15と冷水ポンプ11Dの上流側の供給管路11F11との間は、分岐管路11F16によって接続されている。 On the other hand, the container U (hereinafter simply referred to as "cooling tower 11A 11") of the cooling tower 11A 11 between the condenser 11C 1 and are connected by a circulation line 11F 15, the circulation line 11F 15, chilled water pumps 11D 1 and valve 11E 14 are connected. A circulation pipeline 11F 15 upstream of the cold water pump 11D 1 and a supply pipeline 11F 11 upstream of the cold water pump 11D 2 are connected by a branch pipeline 11F 16 .

凝縮器11Cには、循環管路11F17が接続され、循環管路11F17の先端は、バルブ11E11を介在して散水管11A112に接続されている。バルブ11E11の下流側の循環管路11F17と熱交換器11B11との間は、分岐管路11F18によって接続され、分岐管路11F18には、バルブ11E12が接続されている。 The condenser 11C 1, is connected circulation line 11F 17, the tip of the circulation pipe 11F 17 is connected to the sprinkling pipe 11A 112 by interposing a valve 11E 11. Between the circulation pipe 11F 17 and heat exchanger 11B 11 on the downstream side of the valve 11E 11 is connected by a branch conduit 11F 18, the branch pipe 11F 18, the valve 11E 12 is connected.

こうした構成の熱源装置11は、外気湿球温度12℃より低温の季節に使用される寒季運転モードと、外気湿球温度12℃より高温の季節に使用される夏季運転モードと、冷却塔11A11の補給水Wが断水したときに使用される断水運転モードとの、3つの運転モードを持つ。 The heat source device 11 having such a configuration includes a cold season operation mode that is used in the season when the outdoor air wet bulb temperature is lower than 12 ° C, a summer season operation mode that is used during the season when the outdoor wet bulb temperature is higher than 12 ° C, and the cooling tower 11A. There are three operation modes: a water stop operation mode that is used when 11 makeup waters W are stopped.

熱源装置11は、寒季運転モードになると、冷却塔11A11を密閉式冷却に切り替える。同時に、熱源装置11は、バルブ11E11〜11E15および冷水ポンプ11D1、11D2を、
バルブ11E11、バルブ11E12…閉
バルブ11E13 …開
バルブ11E14、バルブ11E15…閉
冷水ポンプ11D1 …オフ
冷水ポンプ11D2 …オン
の状態にする。これにより、図13に示すように、冷却塔11A11の熱交換器11B11からの冷水は、冷水ポンプ11D2により流路FL31を流れ、空調機20の熱交換器21に供給される。つまり、熱源装置11は、寒季運転モードではフリークーリングを利用して、冷水を製造している。
When the heat source device 11 enters the cold season operation mode, the cooling tower 11A11 is switched to hermetic cooling. At the same time, the heat source device 11 includes valves 11E11 to 11E15 and cold water pumps 11D1 and 11D2.
Valve 11E11, Valve 11E12 ... Closed Valve 11E13 ... Opened Valve 11E14, Valve 11E15 ... Closed Cold water pump 11D1 ... Off Cold water pump 11D2 ... Turned on. Accordingly, as shown in FIG. 13, the cold water from the heat exchanger 11B11 of the cooling tower 11A11 flows through the flow path FL31 by the cold water pump 11D2 and is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20. That is, the heat source device 11 manufactures cold water using free cooling in the cold season operation mode.

熱源装置11は、夏季運転モードになると、冷却塔11A11を開放式冷却に切り替える。同時に、熱源装置11は、バルブ11E11〜11E15および冷水ポンプ11D1、11D2を、
バルブ11E11 …開
バルブ11E12、バルブ11E13…閉
バルブ11E14、バルブ11E15…開
冷水ポンプ11D1 …オン
冷水ポンプ11D2 …オン
の状態にする。これにより、図14に示すように、冷却塔11A11からの冷却水は、冷水ポンプ11D1により流路FL32を流れ、冷凍機11Cの凝縮器11C1の冷却に利用される。同時に、冷凍機11Cの蒸発器11C2で冷却された冷水は、冷水ポンプ11D2により流路FL33を流れ、空調機20の熱交換器21に供給される。つまり、夏季運転モードでは、フリークーリングと電気エネルギーを利用して、冷水を製造している。
When the heat source device 11 enters the summer operation mode, the cooling tower 11A11 is switched to open-type cooling. At the same time, the heat source device 11 includes valves 11E11 to 11E15 and cold water pumps 11D1 and 11D2.
Valve 11E11 ... Open Valve 11E12, Valve 11E13 ... Close Valve 11E14, Valve 11E15 ... Open Cold water pump 11D1 ... On Cold water pump 11D2 ... Turn on. Thereby, as shown in FIG. 14, the cooling water from the cooling tower 11A11 flows through the flow path FL32 by the cold water pump 11D1, and is used for cooling the condenser 11C1 of the refrigerator 11C. At the same time, the cold water cooled by the evaporator 11C2 of the refrigerator 11C flows through the flow path FL33 by the cold water pump 11D2 and is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20. That is, in the summer operation mode, cold water is produced using free cooling and electric energy.

熱源装置11は、断水運転モードになると、冷却塔11A11を密閉式冷却に切り替える。同時に、熱源装置11は、バルブ11E11〜11E15および冷水ポンプ11D1、11D2を、
バルブ11E11 …閉
バルブ11E12 …開
バルブ11E13 …閉
バルブ11E14、バルブ11E15…開
冷水ポンプ11D1 …オン
冷水ポンプ11D2 …オン
の状態にする。これにより、図15に示すように、冷却塔11A11の熱交換器11B11からの冷却水は、冷水ポンプ11D1により流路FL34を流れ、冷凍機11Cの凝縮器11C1の冷却に利用される。このとき、冷却塔11A11の補給水Wが断水になるが、冷却塔11A11は、適量の補給水Wを常に溜めている。この適量の補給水Wにより、所定時間だけ、冷却塔11A11は熱交換器11B11を、断水前と同じように冷やすことができる。もし、補給水Wが無くなった場合でも、冷却塔11A11のファン11A111により、熱交換器11B11を冷やすことが可能である。これにより、熱源装置11は、地震などによる断水に対応することができる。
The heat source device 11 switches the cooling tower 11 </ b> A <b> 11 to hermetic cooling when in the water cutoff operation mode. At the same time, the heat source device 11 includes valves 11E11 to 11E15 and cold water pumps 11D1 and 11D2.
Valve 11E11 ... Closed Valve 11E12 ... Opened Valve 11E13 ... Closed Valve 11E14, Valve 11E15 ... Opened Chilled water pump 11D1 ... On Chilled water pump 11D2 ... Turned on. Thereby, as shown in FIG. 15, the cooling water from the heat exchanger 11B11 of the cooling tower 11A11 flows through the flow path FL34 by the cold water pump 11D1, and is used for cooling the condenser 11C1 of the refrigerator 11C. At this time, the replenishment water W of the cooling tower 11A11 is cut off, but the cooling tower 11A11 always stores an appropriate amount of the replenishment water W. With this appropriate amount of make-up water W, the cooling tower 11A11 can cool the heat exchanger 11B11 in the same manner as before the water shutoff for a predetermined time. Even if the makeup water W runs out, the heat exchanger 11B11 can be cooled by the fan 11A111 of the cooling tower 11A11. Thereby, the heat source device 11 can cope with water outage due to an earthquake or the like.

一方、熱源装置11の冷凍機11Cの蒸発器11C2で冷却された冷水は、冷水ポンプ11D2により流路FL35を流れ、空調機20の熱交換器21に供給される。つまり、断水運転モードでは、フリークーリングと電気エネルギーを利用して、冷水を製造している。   On the other hand, the cold water cooled by the evaporator 11C2 of the refrigerator 11C of the heat source device 11 flows through the flow path FL35 by the cold water pump 11D2 and is supplied to the heat exchanger 21 of the air conditioner 20. That is, in the water cutoff operation mode, cold water is manufactured using free cooling and electric energy.

熱源装置12は、熱源装置11と同様である。つまり、熱源装置12は、冷却塔12A11、熱交換器12B11、冷凍機12C、冷水ポンプ12D1、12D2、バルブ12E11〜12E15を主に備え、冷凍機12Cは、凝縮器12C1と蒸発器12C2とを備えている。そして、熱交換器12B11、冷凍機12C、冷水ポンプ12D1、12D2、バルブ12E11〜12E15、冷凍機12Cの凝縮器12C1および蒸発器12C2は、供給管路12F11、戻り管路12F12、分岐管路12F13、12F14、循環管路12F15、分岐管路12F16、循環管路12F17および分岐管路11F18によって相互に接続されている。   The heat source device 12 is the same as the heat source device 11. That is, the heat source device 12 mainly includes a cooling tower 12A11, a heat exchanger 12B11, a refrigerator 12C, chilled water pumps 12D1 and 12D2, and valves 12E11 to 12E15, and the refrigerator 12C includes a condenser 12C1 and an evaporator 12C2. ing. And the heat exchanger 12B11, the refrigerator 12C, the chilled water pumps 12D1, 12D2, the valves 12E11 to 12E15, the condenser 12C1 and the evaporator 12C2 of the refrigerator 12C are a supply line 12F11, a return line 12F12, a branch line 12F13, 12F14, circulation pipeline 12F15, branch pipeline 12F16, circulation pipeline 12F17 and branch pipeline 11F18 are connected to each other.

こうした構成の熱源装置12は、熱源装置11と同様に寒季運転モード、夏季運転モードおよび断水運転モードの3つの運転モードを持つ。   Similar to the heat source device 11, the heat source device 12 having such a configuration has three operation modes of a cold season operation mode, a summer season operation mode, and a water cutoff operation mode.

この実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、サーバ室Mの過剰な除湿を防止し、冗長系によりサーバ室Mの空調に対する高い信頼性を確立し、外気熱を利用することによる熱源装置の負荷を軽減し、温度ムラを防ぐことができる。さらに、この実施の形態によれば、冷却塔11A11、12A11に対する補給水Wが断水しても、断水運転モードで熱源装置11、12を運転することにより、空調機20に対する冷水の供給を継続して行うことができる。これにより、空調熱源システムの信頼性を高めることができる。 According to this embodiment, as in the first embodiment, excessive dehumidification of the server room M is prevented, high reliability for air conditioning of the server room M is established by a redundant system, and outside air heat is used. The load on the heat source device can be reduced and temperature unevenness can be prevented. Furthermore, according to this embodiment, even if the supplementary water W for the cooling towers 11A 11 and 12A 11 is shut off, the cold water is supplied to the air conditioner 20 by operating the heat source devices 11 and 12 in the water shutoff operation mode. It can be done continuously. Thereby, the reliability of an air-conditioning heat source system can be improved.

(実施の形態4)
この実施の形態では、実施の形態3の熱源設備10の代わりに、図16に示す熱源設備10を用いる。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態3と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。熱源設備10は、熱源装置11と、実施の形態3と同じ熱源装置12とを備えている。
(Embodiment 4)
In this embodiment, the heat source facility 10 shown in FIG. 16 is used instead of the heat source facility 10 of the third embodiment. In this embodiment, components that are the same as or the same as those of the third embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The heat source facility 10 includes a heat source device 11 and the same heat source device 12 as in the third embodiment.

熱源装置11は、冷却塔11A11と熱交換器11B11と冷水ポンプ11Dとを備えている。冷却塔11A11の熱交換器11B11には、供給管路11F21と戻り管路11F22が接続されている。戻り管路11F22には、冷水ポンプ11Dが接続されている。供給管路11F21および戻り管路11F22は、供給管路15Aおよび戻り管路15Bにそれぞれ接続されている。こうした構造の熱源装置11では、冷却塔11A11が四季を通じて、常時、寒季運転モードで運転されている。 The heat source device 11 includes a cooling tower 11A 11 , a heat exchanger 11B 11, and a cold water pump 11D 2 . A heat exchanger 11B 11 of the cooling tower 11A 11 is conduit 11F 22 supply and return pipe 11F 21 is connected. The return line 11F 22, chilled water pump 11D 2 are connected. The supply pipeline 11F 21 and the return pipeline 11F 22 are connected to the supply pipeline 15A and the return pipeline 15B, respectively. In the heat source device 11 having such a structure, the cooling tower 11A 11 is always operated in the cold season operation mode throughout the four seasons.

この実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、サーバ室Mの過剰な除湿を防止し、冗長系によりサーバ室の空調に対する高い信頼性を確立し、外気熱を利用することによる熱源装置の負荷を軽減し、温度ムラを防ぐことができる。さらに、この実施の形態によれば、冷却塔11A11、12A11に対する補給水Wが断水しても、断水運転モードで熱源装置11および熱源装置12を運転することにより、空調機20に対する冷水の供給を継続して行うことができる。これにより、空調熱源システムの信頼性を高めることができる。さらに、熱源装置11を寒季運転モードで、常時運転するので、より一層省エネルギー効果を高めることが可能である。 According to this embodiment, as in the first embodiment, excessive dehumidification of the server room M is prevented, a high reliability for the air conditioning of the server room is established by a redundant system, and a heat source by using outside air heat The load on the device can be reduced and temperature unevenness can be prevented. Furthermore, according to this embodiment, even if the replenishment water W for the cooling towers 11A 11 and 12A 11 is shut off, the cold water for the air conditioner 20 is operated by operating the heat source device 11 and the heat source device 12 in the water shutoff operation mode. Supply can be continued. Thereby, the reliability of an air-conditioning heat source system can be improved. Furthermore, since the heat source device 11 is always operated in the cold season operation mode, it is possible to further enhance the energy saving effect.

(実施の形態5)
この実施の形態では、実施の形態1の熱源設備10の代わりに、図17に示す熱源設備10を用いる。なお、この実施の形態では、先に説明した実施の形態1と同一もしくは同一と見なされる構成要素には、それと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。熱源設備10は、熱源装置11、12を備えている。熱源装置12と熱交換器22との間は、供給管路17Aによって接続され、熱交換器22と熱交換器21との間は、供給管路17Bによって接続されている。熱交換器21と熱源装置11との間は、戻り管路17Cによって接続され、熱源装置11と熱源装置12との間は戻り管路17Dによって接続されている。
(Embodiment 5)
In this embodiment, the heat source equipment 10 shown in FIG. 17 is used instead of the heat source equipment 10 of the first embodiment. In this embodiment, components that are the same as or the same as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The heat source facility 10 includes heat source devices 11 and 12. The heat source device 12 and the heat exchanger 22 are connected by a supply line 17A, and the heat exchanger 22 and the heat exchanger 21 are connected by a supply line 17B. The heat exchanger 21 and the heat source device 11 are connected by a return pipeline 17C, and the heat source device 11 and the heat source device 12 are connected by a return pipeline 17D.

熱源装置11は、図18に示すように、冷却塔11A、中間熱交換器11B、冷水ポンプ11Dを主に備えている。つまり、熱源装置11は、実施の形態1の熱源装置11において、冷凍機11C、冷水ポンプ11D、バルブ11E〜11Eを省いた構成である。これにより、熱源装置11は、四季を通して常時フリークーリングにより冷却水を冷却している。 The heat source unit 11, as shown in FIG. 18, the cooling tower 11A, the intermediate heat exchanger 11B, and mainly includes a cold water pump 11D 1. That is, the heat source device 11 has a configuration in which the refrigerator 11C, the cold water pump 11D 2 , and the valves 11E 1 to 11E 4 are omitted from the heat source device 11 of the first embodiment. Thereby, the heat source device 11 always cools the cooling water by free cooling throughout the four seasons.

熱源設備10の熱源装置11では、戻り管路17Cを流れる、空調機20で冷熱が奪われた冷水が、冷却塔11Aで冷却された冷却水と中間熱交換器11Bで熱交換される。これにより、空調機20で冷熱が奪われた冷水が、熱源装置11で予冷される。予冷された冷水は戻り管路17Dにより熱源装置12に流れる。熱源装置12では、実施の形態1と同じように、熱源装置11からの予冷された冷水が、寒季運転モードまたは夏季運転モードで冷却されて、供給管路17Aに供給される。   In the heat source device 11 of the heat source facility 10, the cold water that has flowed through the return pipe 17C and has been deprived of the cold by the air conditioner 20 is heat-exchanged by the cooling water cooled by the cooling tower 11A and the intermediate heat exchanger 11B. Thereby, the cold water from which the cold energy has been taken away by the air conditioner 20 is pre-cooled by the heat source device 11. The precooled cold water flows to the heat source device 12 through the return pipe 17D. In the heat source device 12, as in the first embodiment, the precooled cold water from the heat source device 11 is cooled in the cold season operation mode or the summer season operation mode and supplied to the supply line 17A.

次に、この実施の形態による冷却塔利用の空調熱源システムの動作について説明する。空調機20で冷熱が奪われた冷水は、熱源装置12の冷水ポンプ11Dにより、熱源装置11に戻される。熱源装置11は、フリークーリングにより、空調機20からの冷水を予冷して熱源装置12に送る。熱源装置12は、外気の温度に応じて寒季運転モードまたは夏季運転モードで、熱源装置11からの冷水を冷却し、空調機20に供給する。 Next, the operation of the air conditioning heat source system using the cooling tower according to this embodiment will be described. The cold water from which the cold air has been taken away by the air conditioner 20 is returned to the heat source device 11 by the cold water pump 11D 2 of the heat source device 12. The heat source device 11 pre-cools the cold water from the air conditioner 20 by free cooling and sends it to the heat source device 12. The heat source device 12 cools the cold water from the heat source device 11 and supplies it to the air conditioner 20 in the cold season operation mode or the summer season operation mode according to the temperature of the outside air.

空調機20では、熱源装置12からの冷水が、熱交換器21で予冷された還気と、熱交換器22で熱交換される。これにより、熱交換器21で前もって冷却された還気が、さらに冷却される。熱交換器21で冷熱が奪われた冷水は、熱交換器21に供給される。熱交換器21は、サーバ室Mの高温の還気を、冷熱が奪われた冷水を利用して冷却する。   In the air conditioner 20, cold water from the heat source device 12 is heat-exchanged with the return air pre-cooled by the heat exchanger 21 and the heat exchanger 22. Thereby, the return air cooled in advance by the heat exchanger 21 is further cooled. The cold water from which the cold heat has been taken away by the heat exchanger 21 is supplied to the heat exchanger 21. The heat exchanger 21 cools the high-temperature return air in the server room M using cold water from which cold heat has been removed.

例えば、熱源装置12からの冷水の温度が17℃である場合、熱交換器22が熱交換器21からの還気を冷却し、さらに、熱交換器21が、熱交換器22で冷熱が一部奪われた冷水を利用して、サーバ室Mの高温の還気を冷却する。これにより、熱交換器21は、冷熱が奪われた37℃の冷水を熱源装置11に戻す。   For example, when the temperature of the chilled water from the heat source device 12 is 17 ° C., the heat exchanger 22 cools the return air from the heat exchanger 21, and the heat exchanger 21 further cools the heat by the heat exchanger 22. The hot return air in the server room M is cooled by using the cold water that has been taken away. Thereby, the heat exchanger 21 returns the 37 ° C. cold water from which the cold energy has been removed to the heat source device 11.

こうして、この実施の形態によれば、熱交換器22の前段に熱交換器21を設け、熱交換器22で熱消費された冷水を用いて、熱交換器21がサーバ室Mの高温の還気を予冷する。これにより、サーバ室Mの還気を冷却する際に、サーバ室Mの過剰な除湿防止を可能にする。また、冗長系によるサーバ室の空調に対する高い信頼性の確立することができる。   Thus, according to this embodiment, the heat exchanger 21 is provided in the front stage of the heat exchanger 22, and the heat exchanger 21 returns the high temperature of the server room M using the cold water that has been consumed by the heat exchanger 22. Precool yourself. Thereby, when the return air of the server room M is cooled, it is possible to prevent the server room M from being excessively dehumidified. Further, high reliability can be established for the air conditioning of the server room by the redundant system.

また、この実施の形態によれば、熱源装置11は空調機20の熱交換器21から戻された冷水をフリークーリングで予冷する。後段の熱源装置12は、寒季運転モードまたは夏季運転モードで運転されるが、特に夏季運転モードにおいて、熱交換器21で予冷された冷水を冷凍機12Cが冷却するので、熱源装置12による冷水の製造の際に消費される電気エネルギーを抑え、省エネルギー化することができる。   Moreover, according to this embodiment, the heat source device 11 precools the cold water returned from the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 by free cooling. The latter heat source device 12 is operated in the cold season operation mode or the summer operation mode. In particular, in the summer operation mode, the chiller 12C cools the cold water pre-cooled by the heat exchanger 21, so that the cold water generated by the heat source device 12 is cooled. It is possible to reduce the electric energy consumed during the manufacturing process and to save energy.

また、この実施の形態によれば、空調機20の熱交換器21は、熱交換器22で熱消費された冷水を用いて、高温の還気を予冷するので、冷水の有効活用を可能にする。   Moreover, according to this embodiment, since the heat exchanger 21 of the air conditioner 20 precools the high-temperature return air using the cold water that has been consumed by the heat exchanger 22, it is possible to effectively use the cold water. To do.

さらに、この実施の形態によれば、熱交換器22の前段に熱交換器21を設け、熱交換器22で熱消費された冷水を用いて、熱交換器21がサーバ室Mの高温の還気を予冷することにより、温度ムラを防ぐことができる。   Furthermore, according to this embodiment, the heat exchanger 21 is provided in the front stage of the heat exchanger 22, and the heat exchanger 21 returns the high temperature of the server room M using the cold water that has been consumed by the heat exchanger 22. By precooling the air, temperature unevenness can be prevented.

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態では、データーセンターのサーバ室Mの空調を行ったが、半導体のクリーンルーム等の各種の施設に本発明を利用することができる。また、管路の切り替えを切替弁手段で行っているが、管路毎の小型ポンプと逆止弁との組み合わせで切り替えてもよい。この場合には、ポンプ稼動で逆止弁開が熱媒の流通であり、ポンプ停止で逆止弁閉が熱媒の滞留である。   The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, Included in the invention. For example, in each embodiment, the server room M of the data center is air-conditioned, but the present invention can be used for various facilities such as a semiconductor clean room. Moreover, although the switching of the pipeline is performed by the switching valve means, the switching may be performed by a combination of a small pump and a check valve for each pipeline. In this case, the check valve is opened when the pump is operating, and the heat medium is circulated, and the check valve is closed when the pump is stopped.

実施の形態1による冷却塔利用の空調熱源システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an air conditioning heat source system using a cooling tower according to Embodiment 1. FIG. 空調機および熱源システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of an air conditioner and a heat source system. 熱源装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a heat source apparatus. 熱源装置の冷却塔を説明する説明図であり、図4(a)は開放式の冷却塔の動作を説明する図、図4(b)は密閉式の冷却塔の動作を説明する図である。FIG. 4A is a diagram for explaining the operation of the open type cooling tower, and FIG. 4B is a diagram for explaining the operation of the closed type cooling tower. . 寒季運転モードを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a cold season operation mode. 冷却塔の出口水温を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outlet water temperature of a cooling tower. 夏季運転モードを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a summer driving | operation mode. 各バルブの開閉の様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mode of opening and closing of each valve | bulb. 年間の外気湿球温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the outdoor outdoor wet bulb temperature distribution. 実施の形態2による空調機および熱源システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the air conditioner and heat source system by Embodiment 2. 実施の形態3による熱源装置の構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a heat source device according to a third embodiment. 実施の形態3による冷却塔の構成の概略を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an outline of a configuration of a cooling tower according to a third embodiment. 実施の形態3による寒季運転モードを説明する説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining a cold season operation mode according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態3による夏季運転モードを説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a summer operation mode according to a third embodiment. 実施の形態3による断水運転モードを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the water cutoff operation mode by Embodiment 3. FIG. 実施の形態4により熱源システムの構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of a heat source system according to a fourth embodiment. 実施の形態5による空調機および熱源システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the air conditioner and heat source system by Embodiment 5. 実施の形態5による熱源装置の構成を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a heat source device according to a fifth embodiment. 従来の空調システムを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional air conditioning system. フリークーリングを利用した空調システムを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the air conditioning system using free cooling. フリークーリングを利用した夏季の空調を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the air conditioning of the summer using free cooling. フリークーリングを利用した冬季の空調を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the air conditioning of the winter season using free cooling.

符号の説明Explanation of symbols

10 熱源設備(熱源手段)
11 熱源装置(第1の熱源装置)
11D 冷水ポンプ(送水手段)
12 熱源装置(第2の熱源装置)
12D 冷水ポンプ(送水手段)
20 空調機(熱交換手段)
21 熱交換器(前段の熱交換器)
22 熱交換器(後段の熱交換器)
10 Heat source equipment (heat source means)
11 Heat source device (first heat source device)
11D 2 cold water pump (water supply means)
12 Heat source device (second heat source device)
12D 2 cold water pump (water supply means)
20 Air conditioner (heat exchange means)
21 Heat exchanger (front heat exchanger)
22 Heat exchanger (the latter heat exchanger)

Claims (7)

外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、
前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、
前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、
を備え
前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、
前記熱源手段は、前記第1の熱源装置からの熱源水または前記第2の熱源装置からの熱源水の少なくともいずれか一方を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器に供給し、前記第1の熱源装置からの熱源水または前記第2の熱源装置からの熱源水の少なくともいずれか一方を後段の前記熱交換器に供給し、
前記熱源手段は、前記第1または第2の熱源装置のいずれか一方に不具合が生じた場合は、前記第1または第2の熱源装置の他方からの熱源水を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器および後段の前記熱交換器に供給する、
ことを特徴とする冷却塔利用の空調熱源システム。
Heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy of the energy of the outside air and the energy such as electricity,
A heat exchanger having a two-stage configuration using heat from the heat source means, heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room;
Water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means;
Equipped with a,
The heat source means redundantly includes a first heat source device that uses the energy of outside air and a second heat source device that switches and uses the energy of outside air or electricity according to the outside air temperature, And cooling the heat source water using the second heat source device,
The heat source means supplies at least one of the heat source water from the first heat source apparatus or the heat source water from the second heat source apparatus to the heat exchanger in the preceding stage of the heat exchange means, and Supplying at least one of the heat source water from the heat source device or the heat source water from the second heat source device to the heat exchanger in the subsequent stage,
In the case where a malfunction occurs in either one of the first or second heat source devices, the heat source means supplies heat source water from the other of the first or second heat source devices to the previous stage of the heat exchange means. Supplying the heat exchanger and the heat exchanger in the subsequent stage,
This is an air conditioning heat source system using a cooling tower.
前記熱源手段は、前記第1の熱源装置からの熱源水を前記熱交換手段の前段の前記熱交換器に供給し、前記第2の熱源装置からの熱源水を後段の前記熱交換器に供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の冷却塔利用の空調熱源システム。
The heat source means supplies heat source water from the first heat source device to the heat exchanger upstream of the heat exchange means, and supplies heat source water from the second heat source device to the heat exchanger downstream. To
The air conditioning heat source system using a cooling tower according to claim 1 .
前記熱源手段は、前記第1の熱源装置で冷却した熱源水を、前記第2の熱源装置で冷却して前記熱交換手段に供給し、
前記熱交換手段は、前記熱源手段の第2の熱源装置からの熱源水を後段の前記熱交換器に供給し、後段の前記熱交換器で冷熱が奪われた熱源水を前段の前記熱交換器に供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の冷却塔利用の空調熱源システム。
The heat source means supplies the heat source water cooled by the first heat source device to the heat exchange means after being cooled by the second heat source device,
The heat exchanging means supplies the heat source water from the second heat source device of the heat source means to the subsequent heat exchanger, and the heat source water deprived of the cold by the latter heat exchanger is used for the heat exchanging of the previous stage. Supply to the vessel,
The air conditioning heat source system using a cooling tower according to claim 1 .
前記熱源手段の第2の熱源装置は、外気湿球温度が所定値より低いと、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却し、外気湿球温度が所定値より高いと、電気等のエネルギーを利用して熱源水を冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却塔利用の空調熱源システム。
The second heat source device of the heat source means cools the heat source water using the energy of the outside air when the outside air wet bulb temperature is lower than a predetermined value, and if the outside air wet bulb temperature is higher than the predetermined value, the energy such as electricity To cool the heat source water,
The air conditioning heat source system using a cooling tower according to any one of claims 1 to 3 .
前記熱源手段の第2の熱源装置は、低負荷により還気の温度が低いと、外気のエネルギーを利用して熱源水を冷却し、高負荷により還気の温度が高いと、電気等のエネルギーを利用して熱源水を冷却する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却塔利用の空調熱源システム。
When the temperature of the return air is low due to a low load, the second heat source device of the heat source means cools the heat source water using the energy of the outside air, and when the temperature of the return air is high due to a high load, the energy such as electricity To cool the heat source water,
The air conditioning heat source system using a cooling tower according to any one of claims 1 to 4 .
外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、
前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、
前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、
を備え
前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、
前記第1および第2の熱源装置は、給水された水の散水により熱源水を冷却する密閉式および熱源水の蒸発により熱源水を冷却する開放式を切り替えて、熱源水を冷却し、
前記第1および第2の熱源装置の少なくとも一方に対する給水が止まったときに、断水になった熱源装置は、密閉式の冷却と電気等のエネルギーとを利用して熱源水を冷却する、
ことを特徴とする冷却塔利用の空調熱源システム
Heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy of the energy of the outside air and the energy such as electricity,
A heat exchanger having a two-stage configuration using heat from the heat source means, heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room;
Water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means;
Equipped with a,
The heat source means redundantly includes a first heat source device that uses the energy of outside air and a second heat source device that switches and uses the energy of outside air or electricity according to the outside air temperature, And cooling the heat source water using the second heat source device,
The first and second heat source devices are switched between a closed type that cools the heat source water by sprinkling the supplied water and an open type that cools the heat source water by evaporation of the heat source water to cool the heat source water,
When the supply of water to at least one of the first and second heat source devices stops, the heat source device that has been shut off cools the heat source water using hermetic cooling and energy such as electricity,
This is an air conditioning heat source system using a cooling tower .
外気のエネルギーおよび電気等のエネルギーの中の少なくとも前者のエネルギーで熱源水を冷却する熱源手段と、Heat source means for cooling the heat source water with at least the former energy of the energy of the outside air and the energy such as electricity,
前記熱源手段からの熱を利用する2段構成の熱交換器で、熱源水と空調室からの還気との熱交換をする熱交換手段と、A heat exchanger having a two-stage configuration using heat from the heat source means, heat exchange means for exchanging heat between the heat source water and the return air from the air conditioning room;
前記熱源水を前記熱交換手段と前記熱源手段との間で循環させる送水手段と、Water supply means for circulating the heat source water between the heat exchange means and the heat source means;
を備え、With
前記熱源手段は、外気のエネルギーを利用する第1の熱源装置と、外気のエネルギーまたは電気等のエネルギーを外気温度に応じて切り替えて利用する第2の熱源装置とを冗長に備え、前記第1および第2の熱源装置を用いて熱源水を冷却し、The heat source means redundantly includes a first heat source device that uses the energy of outside air and a second heat source device that switches and uses the energy of outside air or electricity according to the outside air temperature, And cooling the heat source water using the second heat source device,
前記第1および第2の熱源装置は、供給管路と戻り管路とが接続され、In the first and second heat source devices, a supply line and a return line are connected,
前記供給管路は、第4のバルブが接続された循環管路が接続されており、前記循環管路は、分岐して一方の先端が第1のバルブを介して散水管と接続され、他方の先端が第2のバルブを介して前記第1および第2の熱源装置の上流側と接続され、The supply line is connected to a circulation line to which a fourth valve is connected, the circulation line is branched and one end is connected to the water spray line via the first valve, and the other Is connected to the upstream side of the first and second heat source devices via a second valve,
前記供給管路は、第5のバルブが接続された分岐管路を介して前記戻り管路と接続され、The supply line is connected to the return line via a branch line to which a fifth valve is connected;
前記戻り管路は、第3のバルブを介して第2のバルブの下流側かつ前記第1および第2の熱源装置の上流側と接続されている、The return line is connected to the downstream side of the second valve and the upstream side of the first and second heat source devices via a third valve.
ことを特徴とする冷却塔利用の空調熱源システム。This is an air conditioning heat source system using a cooling tower.
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