JP6239818B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、プラスチック成形機やダイキャスト成形機、あるいは、その他の各種機器・装置等に用いられる冷却システムに関する。 The present invention relates to a cooling system used in a plastic molding machine, a die-cast molding machine, or other various devices and apparatuses.
例えば、プラスチック成形機の場合について説明すると、従来は、油圧駆動式が主流であり（例えば、特許文献１参照）、オイルポンプにより昇圧された油圧を駆動源として、金型の開閉、樹脂の射出注入に必要な動作が行われ、このときオイルポンプの駆動により作動油が昇温される。そこで、昇温を防止するためにオイルクーラが設けられている。一般的に、油圧駆動式のプラスチック成形機では、オイルクーラ，金型，ホッパー下の３箇所が冷却・温調を必要としている。プラスチック成形工場では、屋内の成形機に対応して屋外に冷却塔が設けられており、この冷却塔で冷却された冷却水が、冷凍機付水冷却機（チラー）を経由してオイルクーラ，金型，ホッパー下に送られ、冷却が行われている。又は、別の冷却システムでは、常に直接的に冷却水をオイルクーラ，金型，ホッパー下に送っている。
最近では、プラスチック成形の省エネルギー化による製造コスト低減や高精度化を目的として、プラスチック成形機が、従来の油圧駆動式から電動モータ駆動式へと急速に変化してきている。プラスチック成形機を電動モータ駆動式にすることによって、油圧駆動式で使用されていたオイルクーラが必要なくなり、冷却熱量負荷が少なくなる。
また、最近のプラスチック成形品では、精密成形品が多くなってきている。精密成形品は、通常の成形品より高い金型温度で成形するものが多く、そのために冷却水温が高くても成形が可能になっている。また、上述したプラスチック成形機以外のダイキャスト成形機あるいはその他の各種機器・装置でも同様の傾向にある。
For example, the case of a plastic molding machine will be described. Conventionally, a hydraulic drive type has been the mainstream (see, for example, Patent Document 1), and opening and closing of a mold and injection of resin using a hydraulic pressure boosted by an oil pump as a drive source. The operation necessary for the injection is performed, and at this time, the temperature of the hydraulic oil is raised by driving the oil pump. Therefore, an oil cooler is provided to prevent temperature rise. In general, in a hydraulically driven plastic molding machine, three locations under the oil cooler, mold, and hopper require cooling and temperature control. The plastic molding plant has an outdoor cooling tower corresponding to the indoor molding machine, and the cooling water cooled by this cooling tower passes through an oil cooler, It is sent to the mold and under the hopper for cooling. Alternatively, in another cooling system, the cooling water is always sent directly under the oil cooler, mold, and hopper.
In recent years, plastic molding machines have been rapidly changing from the conventional hydraulic drive type to the electric motor drive type for the purpose of reducing the manufacturing cost and increasing the accuracy by saving energy in plastic molding. By making the plastic molding machine an electric motor drive type, the oil cooler used in the hydraulic drive type is not necessary, and the cooling heat load is reduced.
In recent plastic molded products, precision molded products are increasing. Many precision molded products are molded at a mold temperature higher than that of a normal molded product, so that molding is possible even when the cooling water temperature is high. Further, the same tendency is found in die cast molding machines other than the plastic molding machine described above or other various devices and apparatuses.
このように、最近の被冷却機器・装置では、冷却熱量負荷が少なくなってきているにもかかわらず、冷却システムは、大きな冷却熱量負荷に耐え得る従来のシステムを使用していたため、無駄が生じていた。
さらに、工場内に多数の成形機等が設置されている場合に、工場共用（ベース）の冷却水供給ユニットからは、従来、10℃〜35℃に冷却した水を供給していた。
従って、一つの工場全体に於て、使用電気量が多く、省エネの要望に十分に応えることが難しくなってきている。
また、別の従来の問題として、夏季と冬季と同一の冷却構成（冷却系）を用いていたので、冬季の消費電力に無駄があった。
そこで、本発明は、工場全体の省エネルギー化（電気使用量の削減）に貢献でき、工場内の多数の被冷却機器・装置を効率良く冷却できる冷却システムを提供することを目的とする。さらに、冬季運転時に効率よく消費電力の低減を図り得る冷却システムを提供することを別の目的とする。
In this way, in recent devices and devices to be cooled, although the cooling heat load is decreasing, the cooling system uses a conventional system that can withstand a large cooling heat load, resulting in waste. It was.
Furthermore, when a large number of molding machines and the like are installed in the factory, conventionally, the water cooled to 10 ° C. to 35 ° C. has been supplied from the factory common (base) cooling water supply unit.
Therefore, in one factory as a whole, the amount of electricity used is large and it has become difficult to fully meet the demand for energy saving.
As another conventional problem, the same cooling configuration (cooling system) is used in summer and winter, so that power consumption in winter was wasted.
Therefore, an object of the present invention is to provide a cooling system that can contribute to energy saving (reduction of the amount of electricity used) of the entire factory and can efficiently cool a large number of cooled devices and apparatuses in the factory. It is another object of the present invention to provide a cooling system that can efficiently reduce power consumption during winter operation.
そこで、本発明に係る冷却システムは、被冷却部へ送るための被冷却水が貯水された被冷却側のタンクと、該タンクから送られてくる上記被冷却水をＨＣＦＣ又はＨＦＣの冷却媒体を循環させることで冷却する水冷式冷凍ユニットと、該冷凍ユニットの凝縮器への冷却水を送る空冷ユニットと、を備え、上記冷凍ユニットは、複数、設けられ、上記空冷ユニットに、複数の上記冷凍ユニットの上記凝縮器が並列状に接続されると共に、上記タンクに、複数の上記冷凍ユニットの蒸発器が並列状に接続され、夏季運転時には、上記タンクからの上記被冷却水を、分流させて各上記冷凍ユニットの上記蒸発器に流して上記冷却媒体との熱交換によって冷却して上記タンクに戻るようにし、かつ、上記空冷ユニットからの上記冷却水を、分流させて各上記冷凍ユニットの上記凝縮器に流して上記冷却媒体と熱交換した後に上記空冷ユニットに戻して、上記空冷ユニットにて上記冷却水を噴霧させずに上記冷却水を空冷によって冷却し、冬季運転時には、上記タンクからの上記被冷却水を、各上記冷凍ユニットの上記凝縮器及び上記蒸発器を介さずに上記空冷ユニットに送って上記空冷ユニットにて上記被冷却水を噴霧させずに上記被冷却水を空冷によって冷却して各上記冷凍ユニットの上記凝縮器及び上記蒸発器を介さずに上記タンクに戻すように構成し、かつ、冬季運転時には、複数の上記冷凍ユニットを休止させるようにした。 Therefore, the cooling system according to the present invention includes a tank on the cooled side in which the water to be cooled to be sent to the portion to be cooled is stored, and the water to be cooled sent from the tank as a cooling medium for HCFC or HFC. A water-cooled refrigeration unit that is cooled by circulation, and an air-cooling unit that sends cooling water to a condenser of the refrigeration unit. A plurality of the refrigeration units are provided, and the air-cooling unit includes a plurality of the refrigeration units. The condenser of the unit is connected in parallel, and the evaporators of a plurality of the refrigeration units are connected in parallel to the tank. During summer operation, the water to be cooled from the tank is diverted. Flow through the evaporator of each refrigeration unit, cool by heat exchange with the cooling medium and return to the tank, and divert the cooling water from the air cooling unit. After flowing through the condenser of the refrigeration unit and exchanging heat with the cooling medium, returning to the air cooling unit, the cooling water is cooled by air cooling without spraying the cooling water in the air cooling unit. the object of the object to be cooled water from the tank, without spraying on Symbol the coolant Te or send the cooling unit to the cooling unit without passing through the condenser and the evaporator of the above refrigerating unit The cooling water is cooled by air cooling and returned to the tank without passing through the condenser and the evaporator of each refrigeration unit, and a plurality of the refrigeration units are suspended during winter operation. .
本発明によれば、夏季運転と冬季運転における冷却方式を簡単に切換自在とでき、夏季の冷凍（チラー）方式から、冬季には、いわばナチュラル方式（空冷方式）に切換えることができる。このようにして、最適な運転状態を実現し、（効率良く運転して）消費電力を低減できる。さらに、寿命も長くなる。 According to the present invention, the cooling method in the summer operation and the winter operation can be easily switched, and the refrigeration (chiller) method in summer can be switched to the natural method (air cooling method) in winter. In this way, it is possible to achieve an optimum operating state and reduce power consumption (operating efficiently). In addition, the lifetime is increased.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１と図３に於て、※印の１，２は相互に接続される配管図を分離して描いた図であり、特に、夏季運転を示す。他方、図２と図３に於て、※印の１，２は相互に接続される配管図を分離して描いた図であり、特に、冬季運転を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
In FIG. 1 and FIG. 3,
図３は、被冷却側Ｚを示し、１はタンクを示し、本発明に係る冷却システムでは、（図３に示した実施形態では、）このタンク１内からポンプＰ1 にて送られてくる被冷却水Ｍ1 を冷却するものである。
FIG. 3 shows a cooled side Z, 1 shows a tank, and in the cooling system according to the present invention (in the embodiment shown in FIG. 3), the tank P 1 feeds from the
図１の夏季運転を示す系統図では、図３の被冷却側Ｚから送られてくる被冷却水Ｍ1 を冷却する２個の水冷式冷凍ユニット10，10を有すると共に、この冷凍ユニット10は、ＨＣＦＣ（Ｒ２２）やＨＦＣ（Ｒ１３４ａやＲ４１０Ａ）の（水以外の）冷却媒体Ｆを循環させる構成である。
この冷凍ユニット10は、圧縮器４と、凝縮器５、蒸発器６、アキュムレータ７等を備えている。さらに、図１では、緊急用の補器８が付加されている。なお、冷凍ユニット10は、いわゆるチラーとして、公知の他の構成のものを用いるも良い。
In the system diagram showing the summer operation in FIG. 1, it has two water-cooled
The
ところで、本発明に於て、被冷却水Ｍ1 、冷却水Ｍ 0 、水という用語は、ケミカルクーラント等のように、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品（例えば、有機カルボン酸ナトリウム、第４アンモニウム塩等）を混合させた水であると定義する。水冷式冷凍ユニット10の水冷式の水も同様である。
By the way, in the present invention, the cooling water M 1 and the cooling water M 0 The term water, as such chemical coolant, rust resistance and chemicals necessary for anti-corrosive (e.g., sodium organic carboxylic acids, quaternary ammonium salts, etc.) is defined as a water obtained by mixing. The same applies to water-cooled water in the water-cooled
図１にもどってさらに説明すれば、９は空冷ユニットであり、冷凍ユニット10，10の凝縮器５，５に冷却水Ｍ0 を送って、冷凍ユニット10を循環している前記冷却媒体Ｆと熱交換を行って冷却（凝縮）させる。このように、凝縮器５は、水・冷媒熱交換器であるということもできる。
図１に於て、冷凍ユニット10，10は、細い実線をもって冷却媒体Ｆが流れている配管を図示しているが、後述する図２との比較のために、太い実線は、水（冷却水Ｍ0 及び被冷却水Ｍ1 を含む）が流れている配管系路を、図示している。この図１からも明らかなように、夏季運転時には、（図３に示した）被冷却側Ｚから送られてくる被冷却水Ｍ1 は、冷凍ユニット10、及び、空冷ユニット９の両方を作動させて、冷却しており、強力な（十分な）冷却を行っている状態である。
Referring back to FIG. 1, 9 is an air cooling unit, which sends the cooling water M 0 to the condensers 5, 5 of the
In FIG. 1, the
これに対し、冬季運転時には、図２に示すように、被冷却側Ｚ（図３参照）から送られてくる被冷却水Ｍ1 は、図２に太い実線にて示した配管を流れており、図２の細い実線にて示した配管には流れないように、切換バルブＶ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ，Ｖ4 ，Ｖ5 ，Ｖ6 ，Ｖ7 ，Ｖ8 ，Ｖ9 ，Ｖ10，Ｖ11等を、図示省略の自動制御回路によって、又は、手動切換によって、あるいは、その他の切換方式によって、切換っている。なお、上記制御回路は、外気温検出器、又は、図３に示したタンク１から送られてくる被冷却水Ｍ1 の温度検出器、からの信号によって、上記切換バルブＶ1 ………Ｖ11の方向切換えや開閉切換えを、行う命令信号を発する。
On the other hand, during winter operation, as shown in FIG. 2, the water to be cooled M 1 sent from the cooled side Z (see FIG. 3) flows through the pipe shown by the thick solid line in FIG. The switching valves V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 , V 9 , V 10 , so as not to flow into the pipe shown by the thin solid line in FIG. V 11 and the like are switched by an automatic control circuit (not shown), by manual switching, or by another switching method. Incidentally, the control circuit, the outside air temperature detector, or the temperature detector of the cooling water M 1 sent from the
次に、図３に示した具体例について追加説明すれば、11は、被冷却部を示し、プラスチック成形機、ダイキャスト成形機等の金型やホッパー部、あるいは、プレス機械の加熱しやすい部分、検査装置を恒温に保つべき部分、工作機械の切削油タンク、電子部品や液晶用フィルムの製造装置等の被冷却部が該当する。なお、Ｂは温調ユニットを示し、タンク１からは、ポンプＰ2 によって、被冷却部11へ、直接に、又は、温調ユニットＢ等を介して、被冷却水Ｍ 1 が送られる。
Next, the specific example shown in FIG. 3 will be further described.
なお、本発明に於て、夏季，冬季とは、基本的に季節の夏，冬を指すのであるが、地域によっては、冬でも暖かい地方があったり、夏でも涼しい地方もあり、また、春や秋でも、夏のように暑い日と、冬のように寒い日もあり得るために、前述の被冷却水Ｍ1 を冷却するために除去すべき熱エネルギー（時間当り）の多少を基準とするのが望ましい。即ち、本発明に於て、夏季とは、被冷却水Ｍ1 を冷却するために除去すべき（時間当りの）熱エネルギーが所定基準を越える場合を言い、冬季とは、その（時間当りの）熱エネルギーが所定基準以下の場合を言うものと定義する。 In the present invention, the term “summer” and “winter” basically means the summer and winter of the season. However, depending on the region, there are regions that are warm in winter and regions that are cool even in summer. Even in autumn and autumn, there can be hot days like summer and cold days like winter. Therefore, based on the amount of heat energy (per hour) that should be removed to cool the cooling water M 1 described above It is desirable to do. That is, in the present invention, summer means a case where the heat energy (per hour) to be removed for cooling the cooled water M 1 exceeds a predetermined standard, and winter means that (per hour) ) It is defined as the case where the heat energy is below a predetermined standard.
ところで、図１，図２に示した装置は、屋外に設置し、他方、図３に示した配管・装置は屋内に設置する。また、図１，図２に示した実施の形態では、２個の冷凍ユニット10，10を設けているので、設備のトラブル発生時に、片肺運転（片側運転）が可能であり、生産を極力休止せずに済む利点がある。
By the way, the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 is installed outdoors, while the piping and apparatus shown in FIG. 3 are installed indoors. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, since the two
従来のように、冬季運転を夏季運転時の全ての機器をそのまま作動させている場合に比較すれば、本発明では、冬季運転時の消費電力を、マイナス50％〜マイナス90％まで低減可能となった。夏季のチラー運転から、冬季には、いわばナチュラル運転となり、消費電力が低減できる。また、水冷式を採用しているが、水を噴霧せず、密封式であって設備の耐久性も良好である。 Compared to the case where all devices during the summer operation are operated as they are during the winter operation as in the past, in the present invention, the power consumption during the winter operation can be reduced from minus 50% to minus 90%. became. From chiller operation in summer to natural operation in winter, power consumption can be reduced. In addition, although a water-cooling type is adopted, water is not sprayed, it is a sealed type, and the durability of the equipment is also good.
Ｍ1 被冷却水
Ｍ0 冷却水
１ タンク
５ 凝縮器
６ 蒸発器
９ 空冷ユニット
10 （水冷式）冷凍ユニット
Ｚ 被冷却側
Ｆ 冷却媒体
M 1 Cooled water M 0 Cooling water 1 Tank 5
10 (Water-cooled) Refrigeration unit Z Cooled side F Cooling medium
Claims (1)
上記冷凍ユニット（10）は、複数、設けられ、
上記空冷ユニット（９）に、複数の上記冷凍ユニット（10）の上記凝縮器（５）が並列状に接続されると共に、上記タンク（１）に、複数の上記冷凍ユニット（10）の蒸発器（６）が並列状に接続され、
夏季運転時には、上記タンク（１）からの上記被冷却水（Ｍ1 ）を、分流させて各上記冷凍ユニット（10）の上記蒸発器（６）に流して上記冷却媒体（Ｆ）との熱交換によって冷却して上記タンク（１）に戻るようにし、かつ、上記空冷ユニット（９）からの上記冷却水（Ｍ0 ）を、分流させて各上記冷凍ユニット（10）の上記凝縮器（５）に流して上記冷却媒体（Ｆ）と熱交換した後に上記空冷ユニット（９）に戻して、上記空冷ユニット（９）にて上記冷却水（Ｍ0 ）を噴霧させずに上記冷却水（Ｍ0 ）を空冷によって冷却し、
冬季運転時には、上記タンク（１）からの上記被冷却水（Ｍ1 ）を、各上記冷凍ユニット（10）の上記凝縮器（５）及び上記蒸発器（６）を介さずに上記空冷ユニット（９）に送って上記空冷ユニット（９）にて上記被冷却水（Ｍ1 ）を噴霧させずに上記被冷却水（Ｍ1 ）を空冷によって冷却して各上記冷凍ユニット（10）の上記凝縮器（５）及び上記蒸発器（６）を介さずに上記タンク（１）に戻すように構成し、かつ、冬季運転時には、複数の上記冷凍ユニット（10）を休止させるようにしたことを特徴とする冷却システム。 The tank (1) on the cooled side (Z) in which the cooled water (M 1 ) to be sent to the cooled part (11) is stored, and the cooled water (M) sent from the tank (1) Send a water-cooled refrigeration unit for cooling the 1) by circulating the HCFC or HFC coolant (F) (10), a condenser of the refrigeration unit (10) (5) cooling water to the (M 0) An air cooling unit (9),
A plurality of the refrigeration units (10) are provided,
The condensers (5) of the plurality of refrigeration units (10) are connected in parallel to the air cooling unit (9), and the evaporators of the plurality of refrigeration units (10) are connected to the tank (1). (6) are connected in parallel,
During summer operation, the heat of the object to be cooled water from the tank (1) to (M 1), the evaporator (6) to flow in the cooling medium of diverted each said refrigeration unit (10) and (F) It cools by exchange and returns to the tank (1), and the cooling water (M 0 ) from the air cooling unit (9) is diverted to the condenser (5) of each refrigeration unit (10). ) And exchanged heat with the cooling medium (F), and then returned to the air cooling unit (9). The cooling water (M 0 ) is not sprayed in the air cooling unit (9) without spraying the cooling water (M 0 ). 0 ) cooled by air cooling,
During winter operation, the object to be cooled water from the tank (1) to (M 1), each of the above condenser of the refrigeration unit (10) (5) and said cooling unit without passing through the evaporator (6) ( 9) to send it on Symbol the coolant Te to the air cooling unit (9) (above M 1) the target cooling water without spraying (each the refrigeration unit to cool the air to M 1) (10) It is configured to return to the tank (1) without passing through the condenser (5) and the evaporator (6), and the plurality of refrigeration units (10) are suspended during winter operation. Features a cooling system.
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