JP6438717B2 - 冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、冷却システムに関する。

従来より、冷凍機において冷媒を凝縮する際に発生する排熱を温熱源として回収して再利用することを可能とした、いわゆるダブルバンドル型ターボ冷凍機（以下、ＤＢターボ）が利用されている（例えば、特許文献１参照）。このようなＤＢターボは、概略的に、冷熱機器（例えば空調機器）と接続されて冷水が循環する循環路と、温熱機器（例えば給湯機器）と接続されて温水が循環する循環路とを備え、冷水を冷却する際に付随的に発生する排熱を温水に付与し、この温水の熱を温熱機器により再利用するものである。

ここで、例えば夏季冷房ピーク時といった、温熱機器側で必要な熱源容量よりも冷熱機器側で必要な熱源容量が大きい時には、一般的なビルでは、ＤＢターボに加えて冷専冷凍機を併用して冷却能力を補う事がある。

特開昭６０−１１７０６９号公報

ここで、上記のようなＤＢターボは、排熱回収のみを行うことはできず、あくまでも冷却運転時に発生する排熱を回収するものであるので、冷熱負荷が大きい程排熱の回収効率が良い。したがって、冷却システムにおいては、ＤＢターボの冷熱負荷が低下してしまう事を防止して排熱回収効率を維持する事が望ましい。しかし、例えば上述した夏季冷房ピーク時以外の場合等のように、冷熱機器で利用される冷熱が小さい場合等では、冷熱機器からＤＢターボに対して定格温度よりも低い温度の冷水が流入し、ＤＢターボの冷熱負荷が低下するため、排熱の回収効率が低下してしまう可能性がある。このようにＤＢターボの冷熱負荷の低下を防止するために、冷専冷凍機の必要熱量のみを低下させて、相対的にＤＢターボの冷熱負荷を増大させる事が考えられるが、冷凍機を複数台で運転する際には、制御部では各冷凍機を均等の熱量で処理する事が一般的であった。したがって、ＤＢターボの熱量を変化させる事なく、冷専冷凍機のみの熱量を変化させる事は困難であり、制御部で実行する制御が複雑となってしまう可能性があった。したがって、このように複数の冷凍機を均等に制御する場合に、簡素な構成により、ＤＢターボの冷熱負荷の低下を防止させる事が可能な冷却システムが要望されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、相互に異なる複数の冷却手段である第１冷却手段（上記のＤＢターボに対応）及び第２冷却手段（上記の冷専冷凍機に対応）を均等に制御する場合に、簡素な構成により、第１冷却手段の冷熱負荷の低下を防止する事が可能な冷却システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の冷却システムは、冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第１冷却手段と、前記第１冷却手段とは異なる第２冷却手段であって、前記冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第２冷却手段と、前記第１冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部、又は前記第２冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部を、前記冷熱負荷及び前記第１冷却手段に流動させることなく前記第２冷却手段へと流動させるバイパス手段と、前記冷熱負荷から前記第１冷却手段に流動する冷水の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段にて測定された冷水の温度に基づいて、前記バイパス手段によって前記第２冷却手段へと流動させる冷水の量を調節する調節手段と、を備える。

請求項２に記載の冷却システムによれば、前記第１冷却手段は、冷水の冷却を行うと共に、当該冷却による排熱を回収して他の温熱負荷に供給する排熱回収型冷凍機であり、前記第２冷却手段は、冷水の冷却を専用に行う冷専冷凍機である。

請求項１に記載の冷却システムによれば、第１冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部、又は第２冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部を、冷熱負荷及び第１冷却手段に流入させることなく第２冷却手段へと流入させるバイパス手段を備えるので、第２冷却手段の負荷を簡素な構成により低下させることができ、相互に異なる定格温度の第１冷却手段及び第２冷却手段を制御手段によって均等に制御する場合であっても、簡素な構成により、第１冷却手段の冷熱負荷の低下を防止することが可能となる。
また、温度測定手段にて測定された冷水の温度に基づいて、バイパス手段によって第２冷却手段へと流入させる冷水の量を調節する調節手段を備えるので、第１冷却手段に流入する冷水の温度を測定しつつ、当該冷水の温度が第１冷却手段の定格温度に近づくように冷水の量を制御することができ、第１冷却手段を定格稼働可能なように冷水の量を調整する事が可能となる。

請求項２に記載の冷却システムによれば、排熱回収型冷凍機と冷専冷凍機とを備えるシステムにおいて、冷熱負荷が定格に近い程排熱回収効率の高い冷凍機である排熱回収型冷凍機に関して、極めて簡素な構成により冷熱負荷の低下を防止でき、排熱回収型冷凍機の排熱回収効率を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る冷却システムの概要図である。 各配管を流動する熱媒の温度及び流量を示す図であって、図２（ａ）は制御前を示す図、図２（ｂ）は制御後を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る冷却システムの概要図である。 本発明の実施の形態３に係る冷却システムの概要図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る冷却システムの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕各実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕各実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、各実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔I〕各実施の形態の基本的概念
まず、各実施の形態の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る冷却システムは、相互に異なる２つの冷却手段（ＤＢターボと冷専冷凍機）を備えるシステムであって、冷熱機器や温熱機器に対して熱媒を供給するためのシステムである。なお、冷熱機器、温熱機器、及び冷却システムが配置される場所は任意であり、これらはいずれも相互に異なる部屋等に配置されるものであっても構わない。

〔II〕各実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について説明する。

〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。

（構成）
まずは、冷却システム１の構成、及び当該冷却システム１に接続される機器の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る冷却システム１の概要図である。この図１に示すように、冷却システム１は、戻りヘッダー２、冷水ポンプ３、ダブルバンドル型ターボ冷凍機（以下、「ＤＢターボ４」）、温水ポンプ５、冷専冷凍機６、供給ヘッダー７、バイパス管８、電動弁９、温度計１０、及び制御部１１を備えて構成されており、戻りヘッダー２及び供給ヘッダー７は冷熱機器２０に対して接続されており、ＤＢターボ４は温熱機器３０に対して接続されている。また、上記の構成要素は配管Ｌ１から配管Ｌ１２により図示のように接続されており、配管Ｌ１から配管Ｌ１２の内部には熱媒が流動する。なお、この熱媒は任意のものを用いることが可能であるが、本実施の形態１において配管Ｌ１から配管Ｌ８及びバイパス管８を流動する熱媒を「冷水」と称し、配管Ｌ９から配管Ｌ１２を流動する熱媒を「温水」と称して説明する。

（構成−冷却システム）
まず、冷却システム１の構成について説明する。

戻りヘッダー２は、配管Ｌ１から流動した冷水を配管Ｌ２、配管Ｌ３、及び配管Ｌ４に分岐する分岐手段であって、公知のヘッダーとして構成されている。

冷水ポンプ３は、各配管の内部の冷水を流動させるための送水手段であって、公知の電動式ポンプとして構成されている。ここで、冷水ポンプ３としては、冷水ポンプ３ａ、冷水ポンプ３ｂ、及び冷水ポンプ３ｃの３つのポンプが設けられている。このうち、冷水ポンプ３ａは、配管Ｌ２の内部の冷水を送水するポンプであり、冷水ポンプ３ｂは、配管Ｌ３の内部の冷水を送水するポンプであり、冷水ポンプ３ｃは、配管Ｌ４の内部の冷水を送水するポンプであり、これらはいずれも同様に構成されている。なお、冷水ポンプ３ａ、冷水ポンプ３ｂ、及び冷水ポンプ３ｃを相互に区別する必要の無い際には単に「冷水ポンプ３」とのみ称して説明する。なお、各冷水ポンプ３が単位時間に送水する冷水の量は相互に同一となるように設定されている。

ＤＢターボ４は、配管を流動する冷水の冷却を行うと共に、当該冷却による排熱を回収して他の温熱機器３０に供給する排熱回収型冷凍手段である。本実施の形態１においては、このＤＢターボ４としては、ＤＢターボ４ａ及びＤＢターボ４ｂの２つを備えているものとして説明するが、これに限らず、単一のＤＢターボ４のみを備えていても良いし、３つ以上のＤＢターボ４を備えていても構わない。なお、ＤＢターボ４ａ及びＤＢターボ４ｂを相互に区別する必要の無い際には単に「ＤＢターボ４」とのみ称して説明する。

これらのＤＢターボ４は、具体的には、冷媒液を蒸発させて冷媒ガスとする蒸発器、及び冷媒ガスを凝縮して冷媒液とする凝縮器（いずれも図示省略）を備えた公知の排熱回収型冷凍機としていずれも同様に構成されている。そして、配管Ｌ２及び配管Ｌ３から流動した冷水が蒸発器による蒸発熱によって冷却されて、それぞれ配管Ｌ５及び配管Ｌ６に流動し、配管Ｌ９及び配管Ｌ１０から流動した温水が凝縮器によって加熱されて、それぞれ配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２に流動する。なお、このような排熱回収型冷凍機の具体的な構成については公知であるため、詳細な説明を省略する。また、各ＤＢターボ４は出口温度制御がされており、配管Ｌ２及び配管Ｌ３からＤＢターボ４に流入する冷水の温度に関わらず、当該流入した冷水の温度を一定の温度（例えば、７℃）まで下げてから、配管Ｌ５及びＬ６へと排出する。

ここで、このようなＤＢターボ４には冷水の入口側（すなわち、配管Ｌ２及び配管Ｌ３側）の定格温度及び温水の出口側（すなわち、配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２側）の定格温度が定められており、ＤＢターボ４のような排熱回収型冷凍機では、これらの定格温度に近い値で運転できる程熱交換効率が良い。なお、本実施の形態１においては、ＤＢターボ４の冷水の入口側の定格温度は１７℃であり、温水の出口側の定格温度は３５℃であるものとして説明する。

温水ポンプ５は、各配管の内部の温水を流動させるための送水手段であって、公知の電動式ポンプとして構成されている。ここで、温水ポンプ５としては、温水ポンプ５ａ、及び温水ポンプ５ｂの２つのポンプが設けられている。このうち、温水ポンプ５ａは、配管Ｌ９の内部の温水を送水するポンプであり、温水ポンプ５ｂは、配管Ｌ１０の内部の温水を送水するポンプであり、これらはいずれも同様に構成されている。なお、温水ポンプ５ａ、及び温水ポンプ５ｂを相互に区別する必要の無い際には単に「温水ポンプ５」とのみ称して説明する。なお、各温水ポンプ５が単位時間に送水する温水の量は相互に同一となるように設定されている。

冷専冷凍機６は、冷水の冷却を専用に行う冷専冷凍手段である。本実施の形態１においては、冷専冷凍機６は一台のみ設けるものとして説明するが、冷熱機器２０で必要とされる熱量に応じて複数の冷専冷凍機６を設けても構わない。この冷専冷凍機６は空冷式や水冷式の公知の冷凍機として構成されており、配管Ｌ４から流動した冷水を冷却して配管Ｌ７に流動させる。また、冷専冷凍機６は出口温度制御がされており、配管Ｌ４から冷専冷凍機６に流入する冷水の温度に関わらず、当該流入した冷水の温度を一定の温度（例えば、７℃）まで下げてから配管Ｌ７へと排出する。

供給ヘッダー７は、配管Ｌ５、配管Ｌ６、及び配管Ｌ７から流動した冷水を合流させて配管Ｌ８へと流動させる合流手段であって、公知のヘッダーとして構成されている。なお、この供給ヘッダー７には、後述するようにバイパス管８が接続されている。

バイパス管８は、冷専冷凍機６の冷熱負荷を低下させるためのバイパス手段であって、ＤＢターボ４及び冷専冷凍機６で冷却された冷水の一部を、冷熱機器２０及びＤＢターボ４に流動させることなく冷専冷凍機６に流動させるバイパス手段である。具体的には、供給ヘッダー７と配管Ｌ４とを相互に接続し、供給ヘッダー７から配管Ｌ４を介して冷専冷凍機６へと冷水を流動させるための配管として形成されている。このようにバイパス管８を設けることで、冷専冷凍機６で冷却された冷水は、冷熱機器２０によって冷熱を利用されることなく冷専冷凍機６の上流へと還流するので、バイパスさせない場合と比べて低温の冷水が冷専冷凍機６に還流し、冷専冷凍機６の冷熱負荷を低下させることができる。なお、このようなバイパス管８の機能の詳細については後述する。また、このバイパス管８には冷水の逆流を防止するための逆流防止弁が形成されていることが望ましい。

電動弁９は、バイパス管８によって冷専冷凍機６へと流動させる冷水の量を調節する調節手段である。この電動弁９は、バイパス管８の途中に設けられており、制御部１１による制御を受けて開度を調節可能に形成された公知の電動式のバルブである。このバイパス管８の開度を大きくすると、バイパス管８に流動する冷水の量が増大して配管Ｌ４を流動する冷水の温度は上昇し、バイパス管８の開度を小さくすると、バイパス管８に流動する冷水の量が縮小して配管Ｌ４を流動する冷水の温度は低下する。

温度計１０は、配管の内部を流動する冷水の温度を測定する温度測定手段であって、本実施の形態１においては冷熱負荷からＤＢターボ４に流動する冷水の温度を測定する。この温度計１０としては、温度計１０ａと温度計１０ｂの２つの温度計１０が設けられており、温度計１０ａは配管Ｌ２を流動する冷水の温度を測定し、温度計１０ｂは配管Ｌ３を流動する冷水の温度を測定するものであるが、これらはいずれも同様に構成することができる。なお、温度計１０ａ、及び温度計１０ｂを相互に区別する必要の無い際には単に「温度計１０」とのみ称して説明する。そして、温度計１０は、測定した温度を所定の時間間隔（例えば、１０秒間隔）で制御部１１に対してデータとして送信する。

制御部１１は、冷却システム１における各種の制御を行う制御手段である。この制御部１１の具体的構成は任意であるが、例えば、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを呼出して解析及び実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）として構成することができる。この制御部１１は、概略的に、温度計１０から上述した所定の時刻間隔で送信されたデータに基づいて、電動弁９を制御してバイパス管８の流量を調節する。具体的には、ＤＢターボ４へと流動する冷水（すなわち、配管Ｌ２及び配管Ｌ３を流動する冷水）の温度がＤＢターボ４の定格に近い値となるように、電動弁９を調節する。なお、このような制御部１１の処理の詳細については後述する。

（構成−冷熱機器）
冷熱機器２０は、冷水を冷熱源として利用する冷熱負荷であって、配管Ｌ８を介して供給ヘッダー７から流動した冷水を冷熱源として利用し、配管Ｌ１を介して戻りヘッダー２に流動させる。なお、このような冷水の流動は、冷水ポンプ３ａ及び冷水ポンプ３ｂにより行われる。このような冷熱機器２０としては任意の機器を利用することができるが、本実施の形態１においては、公知の空調機器であるものとして説明する。

（構成−温熱機器）
温熱機器３０は、温水を温熱源として利用する温熱負荷であって、配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２を介して流動した温水を温熱源として利用し、配管Ｌ９及び配管Ｌ１０を介してＤＢターボ４に流動させる。なお、このような温水の流動は、温水ポンプ５ａ及び温水ポンプ５ｂにより行われる。このような温熱機器３０としては任意の機器を利用することができるが、本実施の形態１においては、公知の給湯機器や暖房機器等であるものとして説明する。

（制御）
続いて、このように構成された冷却システム１により実行される制御について説明する。

まずは、当該冷却システム１の基本的な制御（すなわち、制御部１１による電動弁９の制御が必要無い場合）について図１を参照しつつ説明する。なお、説明の簡素化のために、以下では各配管を通る冷水や温水の温度を括弧書きで例示するが、これらの温度は一例に過ぎず、当該冷却システム１における制御が当該温度に限定されるものではない。なお、以下では、夏季冷房ピーク時において冷熱機器２０により冷熱が最大限に利用され、配管Ｌ１に１７℃の冷水が流れた場合を想定して説明する。

まず、冷熱機器２０により利用された冷水は、冷水ポンプ３の機能により配管Ｌ１（１７℃）を流動し、戻りヘッダー２を介して、配管Ｌ２、配管Ｌ３、及び配管Ｌ４へと流動する（いずれも１７℃）。そして、各配管を流動する冷水は、それぞれＤＢターボ４ａ、ＤＢターボ４ｂ、及び冷専冷凍機６へと流動し、ＤＢターボ４ａ、ＤＢターボ４ｂ、及び冷専冷凍機６において予め定められた温度（７℃）まで冷却されて、配管Ｌ５、配管Ｌ６、及び配管Ｌ７へと流動する（いずれも７℃）。そして、各配管を流動する冷水は、供給ヘッダー７を介して合流して、配管Ｌ８（７℃）を介して、冷熱機器２０に取り入れられ、冷熱機器２０が冷熱を利用して再度配管Ｌ１（１７℃）から排出する。以降、同一の流れが繰り返される。

また、温熱機器３０により利用された温水は、温水ポンプ５の機能により配管Ｌ９、配管Ｌ１０を流動し（いずれも、２５℃）、ＤＢターボ４ａ及びＤＢターボ４ｂにより熱交換されて配管Ｌ１１、配管Ｌ１２に排出され（いずれも、３５℃）、再度温熱機器３０により利用されて配管Ｌ９、配管Ｌ１０へと排出される（いずれも、２５℃）。以降、同一の流れが繰り返される。

ここで、温度計１０ａ及び温度計１０ｂは、それぞれ配管Ｌ２及び配管Ｌ３を流動する冷水の温度（すなわち、ＤＢターボ４ａ及びＤＢターボ４ｂに流入する冷水の温度）を測定し、制御部１１に送信する。ここで、上記のパターンでは、配管Ｌ２及び配管Ｌ３を流動する冷水の温度は１７℃であるため、各温度計１０はいずれもこの温度を制御部１１に送信する。そして、制御部１１は、このようにして受信した温度の平均値を算出し、この平均値と、予め記憶部（図示省略）に格納されたＤＢターボ４の定格温度とを比較する。そして、平均値と定格温度とに差異があるかを判定し、差異が無い場合にはＤＢターボ４が効率良い状態で稼働できているものと判断して電動弁９の制御を行わず、差異がある場合にはＤＢターボ４が効率良い状態で稼働できていないものと判断して電動弁９を制御する。なお、上記のパターンではＤＢターボ４ａ及びＤＢターボ４ｂを流動する冷水の温度の平均値は１７℃であり、ＤＢターボ４の定格温度も１７℃あり相互に一致するので、ＤＢターボ４は熱交換効率の良い状態で稼働できているものと判断し、電動弁９を制御しない。

次に、当該冷却システム１における、制御部１１による電動弁９の制御が必要な場合について、上記の電動弁９の制御が必要無い場合と相違する点について特に着目して説明する。

このような制御が必要となるのは、ＤＢターボ４に定格温度と異なる温度の冷水が流入する場合である。例えば、冷熱機器２０による冷熱の利用量が少ないために、配管Ｌ１にＤＢターボ４の定格温度よりも低い温度の冷水が流れた場合等に当該制御が必要となる。以下では、夏季冷房ピーク時以外の場合であって、冷熱機器２０による冷熱の利用量が少なく、配管Ｌ１に夏季冷房ピーク時よりも低い温度（１５℃）の冷水が流れた場合を想定して説明する。図２は、各配管を流動する熱媒の温度及び流量を示す図であって、図２（ａ）は制御前を示す図、図２（ｂ）は制御後を示す図である。なお、図２においては、各配管を流動する水の温度（℃）と、単位時間当たりの流量（Ｌ）を括弧書きで示している。また、図２においては、図示の便宜上、制御部１１を省略して図示している。

まず、上述したように、温度計１０ａ及び温度計１０ｂはそれぞれ配管Ｌ２及び配管Ｌ３を流動する冷水の温度（いずれも１５℃）を測定して制御部１１に送信する。そして、制御部１１は、このように受信した温度計１０ａ及び温度計１０ｂからの温度の平均値を算出する。そして、制御部１１は、この平均値と、図示しない記憶部に格納されているＤＢターボ４の入口側の定格温度とを比較し、この比較結果に基づいて、電動弁９を制御する。具体的には、図２（ａ）で示す場合では、冷水の温度の平均値（１５℃）がＤＢターボ４の定格温度（１７℃）よりも低いので、冷水の温度の平均値がＤＢターボ４の定格温度に近づくように、制御部１１は電動弁９を開く。

電動弁９を開くと、各配管を流動する熱媒の温度及び流量は、図２（ａ）から図２（ｂ）のように変化する。具体的には、供給ヘッダー７の冷水（７℃）の一部がバイパス管８を介して配管Ｌ４に取り入れられて配管Ｌ４の冷水と合流するので、配管Ｌ４の入口側の温度（１５℃）よりも低い温度の冷水が、冷専冷凍機６に流動する（１２℃）。

このように、電動弁９を開動させることで、冷専冷凍機６に流入する冷水の温度を下げて冷熱負荷を低下させる事が出来るので、相対的に、ＤＢターボ４の冷熱負荷を上げる事が可能となる。具体的には、供給ヘッダー７の冷水の一部をバイパス管８でバイパスさせることで、冷熱機器２０に供給される冷水の流量を低下させて（配管Ｌ８は３０Ｌから２５Ｌに低下）、冷熱機器２０から配管Ｌ１を介して返って来る冷水の温度を上昇させる事ができ（配管Ｌ１は１５℃から１７℃に上昇）、配管Ｌ２及び配管Ｌ３を介してＤＢターボ４に流入する冷水の温度を上昇させることができ（配管Ｌ２及び配管Ｌ３は１５℃から１７℃に上昇）、ＤＢターボ４の冷熱負荷を上げる事が可能となる。

このようにＤＢターボ４の冷熱負荷が上昇すると、ＤＢターボ４は高い熱交換効率で稼働する事ができるため、温熱機器３０へと供給する温水の温度も上昇する（配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２は３３℃から３５℃に上昇）。

そして、制御部１１は、引き続き、温度計１０から送信される温度の平均値に基づいて、ＤＢターボ４に流入する冷水の温度がＤＢターボ４の定格温度となるように電動弁９の制御を行う。例えば、電動弁９を開いても配管Ｌ２及び配管Ｌ３の冷水の温度が未だにＤＢターボ４の定格温度よりも低い場合には、制御部１１は電動弁９をさらに開いて、より多くの量の冷水をバイパス管８へと流動させることで、配管Ｌ２及び配管Ｌ３を介してＤＢターボ４に流入する冷水の温度をさらに上昇させることができ、ＤＢターボ４の冷熱負荷をさらに上げる事が可能となる。また、配管Ｌ２及び配管Ｌ３の冷水の温度の平均値がＤＢターボ４の定格温度と同一の温度になった場合には、制御部１１は電動弁９の開度を維持する。また、配管Ｌ２及び配管Ｌ３の冷水の温度の平均値がＤＢターボ４の定格温度よりも高くなった場合には、制御部１１は電動弁９を閉じる。このようにして、制御部１１はＤＢターボ４が定格温度で稼働できるように自在に調節する事が可能となる。

（実施の形態１の効果）
このように本実施の形態１によれば、ＤＢターボ４により冷却された冷水の少なくとも一部、又は冷専冷凍機６により冷却された冷水の少なくとも一部を、冷熱機器２０及びＤＢターボ４に流入させることなく冷専冷凍機６へと流入させるバイパス管８を備えるので、冷専冷凍機６の負荷を極めて簡素な構成により低下させることができ、相互に異なる定格温度のＤＢターボ４及び冷専冷凍機６を制御手段によって均等に制御する場合であっても、簡素な構成により、ＤＢターボ４の冷熱負荷の低下を防止することが可能となる。

温度計１０にて測定された冷水の温度に基づいて、バイパス管８によって冷専冷凍機６へと流入させる冷水の量を調節する電動弁９を備えるので、ＤＢターボ４に流入する冷水の温度を測定しつつ、当該冷水の温度がＤＢターボ４の定格温度に近づくように冷水の量を制御することができ、ＤＢターボ４を定格稼働可能なように冷水の量を調整する事が可能となる。

ＤＢターボ４と冷専冷凍機６とを備えるシステムにおいて、冷熱負荷が定格に近い程排熱回収効率の高い冷凍機であるＤＢターボ４に関して、極めて簡素な構成により冷熱負荷の低下を防止でき、ＤＢターボ４の排熱回収効率を向上させることが可能となる。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。

（構成）
図３は、本実施の形態２に係る冷却システム４０の概要図である。この図３に示すように、バイパス管４１以外の構成要素については実施の形態１と同様に構成されるため、バイパス管４１についてのみ以下では説明する。

バイパス管４１は、冷専冷凍機６の冷熱負荷を低下させるためのバイパス手段であって、冷専冷凍機６で冷却された冷水の一部を、冷熱機器２０及びＤＢターボ４に流動させることなく冷専冷凍機６に流動させるバイパス手段である。具体的には、配管Ｌ７と配管Ｌ４とを相互に接続し、配管Ｌ７から配管Ｌ４を介して冷専冷凍機６へと冷水を流動させるための配管として形成されている。なお、このバイパス管４１にも、開度を調節するための電動弁９が設けられており、この電動弁９は制御部１１により実施の形態１と同様に電動制御される。

（制御）
続いて、このように構成された冷却システム４０により実行される制御について、実施の形態１の制御と異なる点についてのみ説明する。ここで、本実施の形態２においては、バイパス管４１は供給ヘッダー７に接続されておらず上述したように配管Ｌ７と配管Ｌ４とを相互に接続するので、冷専冷凍機６にて冷却された冷水は、供給ヘッダー７を介する事なく直接配管Ｌ７へと流動する。したがって、バイパスさせる前よりも冷専冷凍機６には冷たい温度の冷水が流動するので、冷専冷凍機６の冷熱負荷を下げる事ができ、上述した根拠と同様の根拠により、相対的にＤＢターボ４の冷熱負荷を上げる事ができる。

（実施の形態２の効果）
このように本実施の形態２によれば、冷専冷凍機６により冷却された冷水を、冷熱機器２０及びＤＢターボ４に流動させることなく、バイパス管４１を介して再度冷専冷凍機６に流動させるので、冷専冷凍機６のみの系統で冷水を循環させることができ、極めて簡素な構成によりＤＢターボ４の冷熱負荷の低下を防止することが可能となる。

〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。なお、実施の形態３の構成は、特記する場合を除いて実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたのと同一の符号を必要に応じて付して、その説明を省略する。

（構成）
図４は、本実施の形態３に係る冷却システム５０の概要図である。この図４に示すように、温度計５１以外の構成要素については実施の形態１と同様に構成されるため、温度計５１についてのみ以下では説明する。

温度計５１は、配管の内部を流動する冷水の温度を測定する温度測定手段であって、本実施の形態３においてはＤＢターボ４から温熱機器３０に流動する温水の温度を測定する。この温度計５１としては、温度計５１ａと温度計５１ｂの２つの温度計５１が設けられており、温度計５１ａは配管Ｌ１１を流動する冷水の温度を測定し、温度計５１ｂは配管Ｌ１２を流動する冷水の温度を測定するものであるが、これらはいずれも同様に構成することができる。なお、温度計５１ａ、及び温度計５１ｂを相互に区別する必要の無い際には単に「温度計５１」とのみ称して説明する。そして、温度計５１は、測定した温度を所定の時間間隔（例えば、１０秒間隔）で制御部１１に対してデータとして送信する。

（制御）
続いて、このように構成された冷却システム５０により実行される制御について、実施の形態１の制御と異なる点についてのみ説明する。本実施の形態３においては、実施の形態１や実施の形態２のような冷水の入口側の定格温度でなく、温水の出口側の定格温度に基づいて電動弁９の制御を行う。具体的には、まず、温度計５１ａ及び温度計５１ｂはそれぞれ配管Ｌ１１及び配管Ｌ１２を流動する温水の温度（いずれも３５℃）を測定して制御部１１に送信する。そして、制御部１１は、このように受信した温度計５１ａ及び温度計５１ｂからの温度の平均値を算出する。そして、制御部１１は、この平均値と、図示しない記憶部に格納されているＤＢターボ４の出口側の定格温度とを比較し、この比較結果に基づいて、電動弁９を制御する。例えば、温水の温度の平均値が定格温度よりも低い場合は、温水の温度の平均値がＤＢターボ４の出口側の定格温度に近づくように、制御部１１は電動弁９を開く。このように電動弁９を開くと、上述したようにＤＢターボ４に流入する冷水の温度が上昇してＤＢターボ４の負荷が大きくなるので、ＤＢターボ４から排出される熱量も多くなり、温水の温度が上昇する。逆に温水の温度の平均値が定格温度よりも高い場合は、制御部１１は電動弁９を閉じる。また、温水の温度の平均値が定格温度と同一である場合は、制御部１１は電動弁９の開度を維持する。

（実施の形態３の効果）
このように本実施の形態３によれば、ＤＢターボ４の温水の出口側に温度計５１を設けて、測定された温度に基づいて電動弁９を制御するので、実施の形態１のようにＤＢターボ４の冷水の入口側に温度計５１を設ける事が出来ない場合においても、実施の形態１と同様の効果を得る事ができる。

〔III〕各実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、少なくとも、従来と異なるシステムにより第一冷却手段の冷熱負荷を低下させることが出来ている場合には、本発明の課題は解決されている。

（電動弁について）
電動弁９は、制御部１１の制御に基づいて電動で開度が調整されるものでなくても良く、例えばユーザが手動で開度を調整することが出来るものであっても良い。また、制御部１１は、制御部１１にて算出された冷水の温度の平均値とＤＢターボ４の定格温度との差異の大小に基づいて、電動弁９の開度を変化させても構わない。

（第１冷却手段及び第２冷却手段について）
各実施の形態においては、第１冷却手段はＤＢターボ４であって、第２冷却手段は冷専冷凍機６であるものとして説明したが、他の種類の冷凍機であっても構わない。また、ＤＢターボ４や冷専冷凍機６の台数は図示のものに限定されない。また、各実施の形態においては、第１冷却手段及び第２冷却手段を冷熱機器２０に対して並列に接続する構成としたが、直列に接続する構成としても構わない。

（温度計について）
各実施の形態においては、制御部１１は、温度計１０、５１にて測定された温度の平均値に基づいて電動弁９を制御したが、これに限らず、例えば温度計１０、５１にて測定された温度のうち最も高い値や最も低い値に基づいて電動弁９を制御しても構わない。また、各実施の形態においては、精度向上のために両方のＤＢターボ４に対して温度計１０、５１を設けてその平均値を取ったが、これに限らず単一の温度計１０、５１のみを設けても構わない。

（バイパス管について）
実施の形態１では供給ヘッダー７と配管Ｌ４とを接続するバイパス管８を示し、実施の形態２では配管Ｌ７と配管Ｌ４とを接続するバイパス管４１を示したが、これに限らず、例えば配管Ｌ５や配管Ｌ６と配管Ｌ４とを接続するバイパス管を設けても構わない。

（付記）
付記１の冷却システムは、冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第１冷却手段と、前記第１冷却手段とは異なる第２冷却手段であって、前記冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第２冷却手段と、前記第１冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部、又は前記第２冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部を、前記冷熱負荷及び前記第１冷却手段に流動させることなく前記第２冷却手段へと流動させるバイパス手段と、を備える。

また、付記２の冷却システムは、付記１に記載の冷却システムにおいて、前記冷熱負荷から前記第１冷却手段に流動する冷水の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段にて測定された冷水の温度に基づいて、前記バイパス手段によって前記第２冷却手段へと流動させる冷水の量を調節する調節手段と、を備える。

また、付記３の冷却システムは、付記１又は２に記載の冷却システムにおいて、前記第１冷却手段は、冷水の冷却を行うと共に、当該冷却による排熱を回収して他の温熱負荷に供給する排熱回収型冷凍機であり、前記第２冷却手段は、冷水の冷却を専用に行う冷専冷凍機である。

（付記の効果）
付記１に記載の冷却システムによれば、第１冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部、又は第２冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部を、冷熱負荷及び第１冷却手段に流入させることなく第２冷却手段へと流入させるバイパス手段を備えるので、第２冷却手段の負荷を簡素な構成により低下させることができ、相互に異なる定格温度の第１冷却手段及び第２冷却手段を制御手段によって均等に制御する場合であっても、簡素な構成により、第１冷却手段の冷熱負荷の低下を防止することが可能となる。

付記２に記載の冷却システムによれば、温度測定手段にて測定された冷水の温度に基づいて、バイパス手段によって第２冷却手段へと流入させる冷水の量を調節する調節手段を備えるので、第１冷却手段に流入する冷水の温度を測定しつつ、当該冷水の温度が第１冷却手段の定格温度に近づくように冷水の量を制御することができ、第１冷却手段を定格稼働可能なように冷水の量を調整する事が可能となる。

付記３に記載の冷却システムによれば、排熱回収型冷凍機と冷専冷凍機とを備えるシステムにおいて、冷熱負荷が定格に近い程排熱回収効率の高い冷凍機である排熱回収型冷凍機に関して、極めて簡素な構成により冷熱負荷の低下を防止でき、排熱回収型冷凍機の排熱回収効率を向上させることが可能となる。

Ｌ１〜Ｌ１２ 配管
１ 冷却システム
２ 戻りヘッダー
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 冷水ポンプ
４、４ａ、４ｂ ＤＢターボ
５、５ａ、５ｂ 温水ポンプ
６ 冷専冷凍機
７ 供給ヘッダー
８ バイパス管
９ 電動弁
１０、１０ａ、１０ｂ 温度計
１１ 制御部
２０ 冷熱機器
３０ 温熱機器
４０ 冷却システム
４１ バイパス管
５０ 冷却システム
５１、５１ａ、５１ｂ 温度計

Claims (2)

1. 冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第１冷却手段と、
   前記第１冷却手段とは異なる第２冷却手段であって、前記冷熱負荷から流動した冷水の冷却を行う第２冷却手段と、
   前記第１冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部、又は前記第２冷却手段により冷却された冷水の少なくとも一部を、前記冷熱負荷及び前記第１冷却手段に流動させることなく前記第２冷却手段へと流動させるバイパス手段と、
   前記冷熱負荷から前記第１冷却手段に流動する冷水の温度を測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段にて測定された冷水の温度に基づいて、前記バイパス手段によって前記第２冷却手段へと流動させる冷水の量を調節する調節手段と、を備える、
   冷却システム。
2. 前記第１冷却手段は、冷水の冷却を行うと共に、当該冷却による排熱を回収して他の温熱負荷に供給する排熱回収型冷凍機であり、
   前記第２冷却手段は、冷水の冷却を専用に行う冷専冷凍機である、
   請求項１に記載の冷却システム。

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