JP7000189B2

JP7000189B2 - 冷却装置

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Publication number: JP7000189B2
Application number: JP2018021243A
Authority: JP
Inventors: 拓也吉田; 雅裕古川; 吉徳二瓶
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2038-02-08
Also published as: JP2019138524A

Description

本発明は、冷却装置に関する。

特許文献１には、熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、湿球温度に基づいて冷却ファンの回転数を連続的に制御することで、冷却水の温度を制御する制御部とを有する冷却装置について開示がある。

特開２００９－２５０５７８号公報

しかし、熱源機の運転状態によっては、冷却水温度を、湿球温度に基づく目標温度（以下、第１目標温度という）に設定しても、第１目標温度より高い目標温度（以下、第２目標温度という）に設定しても、熱源機の効率がほとんど変わらない場合がある。その場合、制御部が冷却水の温度を第１目標温度に制御してしまうと、第２目標温度に制御する場合よりも、冷却ファンの消費電力が増大する。したがって、熱源機の運転状態によっては、冷却水温度を第１目標温度に設定すると、冷却装置を省エネルギー化することができない場合があった。

そこで、本発明は、省エネルギー化を実現可能な冷却装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、を備え、前記熱源機は、少なくとも廃熱供給源から供給される廃熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、前記制御部は、前記熱源機の前記廃熱のみを用いて前記熱媒体を冷却する廃熱単独運転時の運転状態が、前記廃熱供給源から供給される廃熱量が所定の廃熱回収量より大きく、かつ、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値より大きくなる熱源機効率優先状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、前記熱源機の前記廃熱のみを用いて前記熱媒体を冷却する廃熱単独運転時の運転状態が、前記廃熱供給源から供給される廃熱量が前記所定の廃熱回収量以下となる、または、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値以下となる省エネ優先状態である場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定する。

上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、を備え、前記熱源機は、廃熱供給源から供給される廃熱、および、燃料を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、前記制御部は、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態である場合、および、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却しておらず、かつ、前記熱源機の運転状態が前記廃熱供給源から供給される廃熱量が所定の廃熱回収量より大きく、かつ、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値より大きくなる熱源機効率優先状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却しておらず、かつ、前記熱源機の運転状態が前記廃熱供給源から供給される廃熱量が前記所定の廃熱回収量以下となる、または、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値以下となる省エネ優先状態である場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定する。

上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、を備え、前記熱源機は、廃熱供給源から供給される廃熱、および、燃料を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、前記制御部は、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態でない場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定してもよい。

本発明によれば、冷却装置の省エネルギー化を実現することができる。

冷却装置を説明する図である。本実施形態の熱源機（廃熱投入型吸収冷温水機）の基本構成を示す図である。熱源機に与えられる入熱（廃熱や燃焼熱）と、熱源機の冷却能力との関係を表す図である。制御部による冷却水の温度制御処理のフローチャートを示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、冷却装置１を説明する図である。図１に示すように、冷却装置１は、熱源機１２、冷却塔１４、冷却水循環路１６、冷却水ポンプ１８、冷水循環路２０、冷水ポンプ２２、負荷バルブ２４、熱負荷装置２６を含んで構成されている。

冷却装置１では、熱源機１２と冷却塔１４とが冷却水循環路１６を介して接続されている。冷却水循環路１６内には、冷却水（冷媒）Ｗ１が導入され、冷却水Ｗ１は、冷却水ポンプ１８により圧送され冷却水循環路１６内を循環する。冷却水循環路１６は、熱源機１２から冷却塔１４に向かって冷却水Ｗ１が排出される冷却水排出路１６ａと、冷却塔１４から熱源機１２に向かって冷却水Ｗ１が供給される冷却水供給路１６ｂとを含んで構成される。

また、冷却装置１では、熱源機１２と熱負荷装置２６とが冷水循環路２０を介して接続されている。冷水循環路２０内には、冷水（熱媒体）Ｗ２が導入され、冷水Ｗ２は、冷水ポンプ２２により圧送され冷水循環路２０内を循環する。冷水循環路２０は、熱源機１２から熱負荷装置２６に向かって冷水Ｗ２が供給される冷水供給路２０ａと、熱負荷装置２６から熱源機１２に向かって冷水Ｗ２が排出される冷水排出路２０ｂとを含んで構成される。

熱源機１２は、本実施形態では、廃熱投入型吸収冷温水機である。図２は、本実施形態の熱源機（廃熱投入型吸収冷温水機）１２の基本構成を示す図である。熱源機１２は、再生器１２ａと、凝縮器１２ｂと、蒸発器１２ｃと、吸収器１２ｄを備えて構成される。

再生器１２ａでは、水（水蒸気）Ｗ３を吸収して希釈された吸収液（例えば、臭化リチウム溶液）Ｌを加熱することで、水Ｗ３を蒸発させて、吸収液Ｌを高濃度にして再生させる。再生器１２ａは、コージェネレーションシステムなどの廃熱供給源から供給される廃熱（例えば、廃温水）、および、燃料（例えば、ガス）を燃焼して生成される燃焼熱のうち少なくとも一方の熱を用いて、吸収液Ｌを加熱する。

本実施形態では、廃熱および燃焼熱の両方を用いて吸収液Ｌを加熱することができる。例えば、再生器１２ａは、燃料を燃焼させずに、廃熱のみを用いて吸収液Ｌを加熱する（以下、廃熱単独運転ともいう）。そして、廃熱のみでは、熱負荷装置２６の負荷（例えば、空調負荷）に対して冷却能力が不足する場合に、燃料を燃焼させ、廃熱および燃焼熱の両方を用いて吸収液Ｌを加熱する。再生された吸収液Ｌは、吸収器１２ｄに送られ、吸収液Ｌから分離された水蒸気Ｗ３は、凝縮器１２ｂに送られる。

凝縮器１２ｂでは、再生器１２ａにおいて発生した水蒸気Ｗ３を、冷却水循環路１６内を循環する冷却水Ｗ１との熱交換で凝縮液化させる。

蒸発器１２ｃでは、凝縮器１２ｂで液化した水Ｗ３を低圧下で蒸発させる。蒸発器１２ｃでは、水Ｗ３が蒸発した際の気化熱を利用して冷水循環路２０内を循環する冷水Ｗ２の熱を奪い、冷水Ｗ２を冷却する。

吸収器１２ｄでは、蒸発器１２ｃで蒸発した水（水蒸気）Ｗ３を再生器１２ａで再生された吸収液Ｌに吸収させる。また、吸収器１２ｄでは、吸収液Ｌが水蒸気Ｗ３を吸収した際の吸収熱を、冷却水循環路１６内を循環する冷却水Ｗ１との熱交換で放熱する。水蒸気Ｗ３を吸収して希釈された吸収液Ｌは、再生器１２ａに送られる。

図１に戻り、冷却塔１４は、筐体３０、ノズル群３２、冷却ファン３４、貯水槽３６、モータ３８を含んで構成され、ノズル群３２、冷却ファン３４、貯水槽３６、モータ３８が筐体３０内に収容されている。

ノズル群３２は、冷却水排出路１６ａに接続され、筐体３０内に冷却水Ｗ１を散布する。

冷却ファン３４は、筐体３０内におけるノズル群３２よりも上方に設けられ、モータ３８によって回転駆動される。また、モータ３８には、インバータ１０２が接続されており、後述する制御部１０４により回転数（回転速度）が制御される。冷却ファン３４は、回転駆動することにより、ノズル群３２から散布された冷却水Ｗ１を外空気（外気）に晒して、冷却水Ｗ１を冷却する。そして、ノズル群３２から散布され、冷却ファン３４によって外空気に晒されて冷却された冷却水Ｗ１は、筐体３０の下部に設けられた貯水槽３６内に貯留される。

貯水槽３６には、冷却水供給路１６ｂが接続される。冷却水供給路１６ｂには、冷却水ポンプ１８が設けられ、冷却水ポンプ１８によって、貯水槽３６内に貯留された冷却水Ｗ１が、熱源機１２内に供給される。また、冷却水供給路１６ｂには、冷却塔１４から熱源機１２に供給される冷却水Ｗ１の温度を計測する供給側冷却水温度計１１２が設けられている。

熱負荷装置２６は、発熱機器や物品を冷却するための熱交換器、または、空気を冷却するための冷房機器等であり、１つまたは複数設けられる。図１では、熱負荷装置２６は、冷水循環路２０に３つ設けられる。熱負荷装置２６は、負荷バルブ２４を介して冷水供給路２０ａに接続されているとともに、冷水排出路２０ｂに接続されている。冷水供給路２０ａには、冷水ポンプ２２が設けられ、冷水ポンプ２２によって、熱源機１２から熱負荷装置２６に向けて冷水Ｗ２が供給される。また、冷水供給路２０ａには、熱源機１２から熱負荷装置２６に供給される冷水Ｗ２の温度を計測する供給側冷水温度計１０８が設けられている。

熱負荷装置２６は、冷水供給路２０ａから供給された冷水Ｗ２と、発熱機器や物品、または、空気等の冷却対象物との間で熱交換を行い、冷却対象物を冷却する。冷却対象物を冷却することで温められた冷水Ｗ２は、冷水排出路２０ｂを介して熱源機１２に排出される。なお、負荷バルブ２４は、熱負荷装置２６ごとに設けられ、熱負荷装置２６に対して冷水Ｗ２の供給および非供給を切り替える。冷水排出路２０ｂには、熱負荷装置２６から熱源機１２に排出される冷水Ｗ２の温度を計測する排出側冷水温度計１１０、および、冷水循環路２０内を循環する冷水Ｗ２の流量を計測する冷水流量計１１４が設けられている。

本実施形態では、供給側冷水温度計１０８は、熱源機１２外部の冷水供給路２０ａに設けられているが、これに限定されず、熱源機１２内部の冷水供給路２０ａに設けられてもよい。また、排出側冷水温度計１１０および冷水流量計１１４は、熱源機１２外部の冷水排出路２０ｂに設けられているが、これに限定されず、熱源機１２内部の冷水排出路２０ｂに設けられてもよい。また、供給側冷却水温度計１１２は、熱源機１２外部の冷却水供給路１６ｂに設けられているが、これに限定されず、熱源機１２内部の冷却水供給路１６ｂに設けられてもよい。

制御部１０４は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなり、冷却装置１全体を統括制御する。具体的に、制御部１０４は、熱源機１２、冷却塔１４、冷却水ポンプ１８、および、冷水ポンプ２２の駆動を制御する。

制御部１０４には、冷却塔１４のモータ３８の回転速度を制御するインバータ１０２、外気湿球温度（以下、単に湿球温度ともいう）を計測する湿球温度計１０６が接続されている。また、制御部１０４には、供給側冷水温度計１０８、排出側冷水温度計１１０、供給側冷却水温度計１１２、冷水流量計１１４が接続されている。

また、制御部１０４は、熱源機１２と接続（通信）し、熱源機１２から熱源機１２の運転状態に関する情報を受信する。例えば、制御部１０４は、熱源機１２が再生器１２ａにおいて吸収液Ｌを燃焼熱により加熱している場合、熱源機１２から吸収液Ｌを燃焼熱により加熱している状態であることを示す信号（以下、燃焼接点信号という）を受信する。なお、制御部１０４は、熱源機１２が再生器１２ａにおいて吸収液Ｌを廃熱により加熱している場合、熱源機１２から燃焼接点信号を受信しない。また、制御部１０４は、熱源機１２から冷却塔１４の運転状態に関する情報を受信する。例えば、制御部１０４は、不図示の動力盤から出力される冷却塔１４が運転（稼働）していることを示す信号（以下、冷却塔運転信号という）を、熱源機１２を介して受信する。

制御部１０４は、インバータ１０２を制御し、インバータ１０２にインバータ周波数を出力（指示）することで、モータ３８の回転速度を制御する。インバータ周波数は、冷却水Ｗ１の目標温度に基づいて導出される。制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を、例えば湿球温度に基づいて設定する。制御部１０４は、インバータ１０２を介してモータ３８を制御することで、モータ３８（冷却ファン３４）の回転数（回転速度）を連続的に制御することができる。モータ３８の回転数を連続的に制御することで、冷却水温度のハンチングを抑制し、冷却水温度を安定化させることができる。

しかし、熱源機１２の運転状態によっては、冷却水温度を、湿球温度に基づく目標温度（以下、第１目標温度という）に設定しても、第１目標温度より高い目標温度（以下、第２目標温度という）に設定しても、熱源機１２の効率がほとんど変わらない場合がある。その場合、制御部１０４が冷却水Ｗ１の温度を第１目標温度に制御してしまうと、第２目標温度に制御する場合よりも、冷却ファン３４の消費電力が増大する。したがって、熱源機１２の運転状態によっては、冷却水温度を第１目標温度に設定すると、冷却装置１を省エネルギー化することができない場合がある。

例えば、熱源機１２が燃焼熱を用いずに、廃熱のみを用いて吸収液Ｌを加熱している場合（すなわち、廃熱単独運転時）、冷却水温度を下げる制御を行っても、熱源機１２の効率がほとんど変わらない。そこで、本実施形態の制御部１０４は、熱源機１２の廃熱単独運転時において、冷却水Ｗ１の目標温度を、第１目標温度から第２目標温度に変更することで、冷却装置１の省エネルギー化を図る。

制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度（第１目標温度および第２目標温度）を、熱源機１２の許容温度範囲内において設定する。熱源機１２の許容温度範囲は、熱源機許容最低温度（例えば、１８℃）から熱源機許容最高温度（例えば、３２℃）までの範囲である。制御部１０４は、第１目標温度として、湿球温度に所定値（例えば、５℃）を加算した値を設定する。制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を、第１目標温度＝湿球温度＋所定値（アプローチ）と可変にすることで、冷却塔１４の能力に応じた適切な目標温度を設定することができる。また、制御部１０４は、第２目標温度として、標準定格条件（例えば、３２℃）を設定する。制御部１０４は、現在の冷却水Ｗ１の温度が設定した目標温度になるように、インバータ１０２（すなわち、モータ３８）を制御する。すなわち、制御部１０４は、冷却塔１４から熱源機１２に供給される冷却水Ｗ１の温度（供給側冷却水温度計１１２で計測される冷却水Ｗ１の温度）が目標温度となるように、インバータ１０２を制御する。

制御部１０４は、熱源機１２の廃熱単独運転時において、第２目標温度を設定することにより、第１目標温度を設定した場合よりも冷却水Ｗ１の目標温度を高く設定することができる。したがって、制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を高く設定することで、冷却ファン３４の回転速度を低下させることができる。冷却ファン３４の回転速度を低下させることにより、熱源機１２の効率をほとんど落とさずに、冷却ファン３４の消費電力を下げることができる。その結果、制御部１０４は、冷却装置１の省エネルギー化を実現することができる。一方、制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が廃熱単独運転以外（すなわち、廃熱と燃焼熱の併用運転）である場合、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定する。第１目標温度に設定することにより、第２目標温度に設定する場合よりも、冷却水Ｗ１の温度を低下させ、熱源機１２の冷却量を増加させることにより、熱源機１２での廃熱回収量を大きくすることができる。

ここでは、制御部１０４は、熱源機１２の廃熱単独運転時において冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定することについて説明した。しかし、制御部１０４は、熱源機１２の廃熱単独運転時において、廃熱供給源から熱源機１２に供給される廃熱の熱量（以下、廃熱量という）および熱負荷装置２６の負荷に応じて、冷却水Ｗ１の目標温度を変更するようにしてもよい。

この場合、まず、制御部１０４は、不図示の廃熱供給源から供給される廃熱（廃温水）の出入口の温度差である第１廃温水温度差を取得する。ここで、第１廃温水温度差とは、廃熱供給源から廃温水が流出する出口の温度と、廃熱供給源に廃温水が流入する入口の温度との差である。また、制御部１０４は、廃熱供給源と熱源機１２とを接続する循環路を流れる廃温水の流量（廃温水流量）を取得する。制御部１０４は、第１廃温水温度差および廃温水流量を、廃熱供給源から直接取得してもよいし、熱源機１２を介して熱源機１２から取得してもよい。そして、制御部１０４は、第１廃温水温度差と、廃温水流量と、廃温水の比熱とに基づいて、廃熱量（廃熱量＝第１廃温水温度差×比熱×廃温水流量）を導出する。

また、制御部１０４は、熱源機１２に供給される廃熱（廃温水）の出入口の温度差である第２廃温水温度差を取得する。ここで、第２廃温水温度差とは、熱源機１２から廃温水が流出する出口の温度と、熱源機１２に廃温水が流入する入口の温度との差である。制御部１０４は、第２廃温水温度差を熱源機１２から取得する。そして、制御部１０４は、第２廃温水温度差と、上記の廃温水流量と、上記の廃温水の比熱とに基づいて、廃熱回収量（廃熱回収量＝第２廃温水温度差×比熱×廃温水流量）を導出する。

ここで、廃熱回収量は、熱負荷装置２６の負荷、および、冷却水Ｗ１の温度に応じて変化する。例えば、廃熱供給源から供給される廃熱量が一定であっても、熱負荷装置２６の負荷が小さくなるほど廃熱回収量は小さくなり、また、冷却水Ｗ１の温度が高くなるほど廃熱回収量は小さくなる。したがって、廃熱回収量は、熱負荷装置２６の負荷、あるいは、冷却水Ｗ１の温度に応じて、廃熱量と異なる（すなわち、廃熱量未満となる）場合がある。廃熱回収量が廃熱量と異なる場合、廃熱量と廃熱回収量との差（廃熱量－廃熱回収量）である余剰廃熱は、別途大気へ放熱される。

また、制御部１０４は、供給側冷水温度計１０８から取得される信号に基づいて、供給側冷水温度を導出し、排出側冷水温度計１１０から取得される信号に基づいて、排出側冷水温度を導出し、これらの差である冷水温度差を導出する。また、制御部１０４は、冷水流量計１１４から取得される信号に基づいて、冷水循環路２０内を流れる冷水の流量（冷水流量）を導出する。そして、制御部１０４は、冷水温度差と、冷水流量と、冷水の比熱とに基づいて、熱負荷装置２６の負荷（負荷＝冷水温度差×比熱×冷水流量）を導出する。

つぎに、制御部１０４は、標準定格条件（３２℃）時の冷却水Ｗ１が供給された際に熱源機１２で回収可能な最大熱量（以下、標準定格条件時の廃熱回収量という）より大きな廃熱量が供給されているか否か判定する。

そして、制御部１０４は、熱負荷装置２６の負荷が、標準定格条件時の廃熱回収量（所定の廃熱回収量）に冷熱変換効率を乗じた値よりも大きいか（負荷>標準定格条件時の廃熱回収量×冷熱変換効率）否か判定する。なお、標準定格条件時の廃熱回収量×冷熱変換効率は、標準定格条件時の冷却水温度（３２℃）において処理できる最大負荷（最大空調負荷）を表す。また、標準定格条件時の廃熱回収量（所定の廃熱回収量）は、制御部１０４の不図示のＲＯＭに予め記憶されている。

ここで、廃熱供給源から供給される廃熱量が標準定格条件時の廃熱回収量より大きい場合、冷却水Ｗ１の温度を低下させると、熱源機１２での廃熱回収量を増大させることができる。したがって、標準定格条件時の廃熱回収量より大きな廃熱量が供給されている場合、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定し、熱源機１２で廃熱をより回収することが好ましい。しかし、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値以下である（負荷≦標準定格条件時の廃熱回収量×冷熱変換効率）場合、熱負荷装置２６の負荷は、標準定格条件時の廃熱回収量で処理できる最大負荷以下となる。この場合、目標温度を低下させても、冷却ファン３４の消費電力が増大するだけである。そのため、供給される廃熱量が標準定格条件時の廃熱回収量より大きく、かつ、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値よりも大きい場合に、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定し、熱源機１２の冷却量を増加させ、廃熱をより回収する。したがって、制御部１０４は、標準定格条件時の廃熱回収量より大きな廃熱量が供給され、かつ、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値よりも大きくなるとき（以下、熱源機効率優先状態という）、第１目標温度に設定する。

逆に、廃熱供給源から供給される廃熱量が標準定格条件時の廃熱回収量以下である場合、冷却水Ｗ１の温度を低下させても、熱源機１２での廃熱回収量は変わらない。したがって、標準定格条件時の廃熱回収量以下の廃熱量が供給されている場合、冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定し、冷却ファン３４の消費電力を低下させる。また、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値以下である（負荷≦標準定格条件時の廃熱回収量×冷熱変換効率）場合、熱負荷装置２６の負荷は、標準定格条件時の廃熱回収量で処理できる最大負荷以下となる。この場合、目標温度を低下させても、冷却ファン３４の消費電力が増大するだけである。そのため、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値以下である（負荷≦標準定格条件時の廃熱回収量×冷熱変換効率）場合、冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定し、冷却ファン３４の消費電力を低下させる。したがって、制御部１０４は、標準定格条件時の廃熱回収量以下の廃熱量が供給されるとき、または、熱負荷装置２６の負荷が標準定格条件時の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗じた値以下となるとき（以下、省エネ優先状態という）、第２目標温度に設定する。

このように、制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が廃熱単独運転時、かつ、熱源機効率優先時において、冷却水Ｗ１の温度を低下させることで、熱源機１２での廃熱回収量を大きくする。具体的に、制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定し、第２目標温度を設定した場合よりも冷却水Ｗ１の温度を低くする。冷却水Ｗ１の温度を低くすることで、熱源機１２の冷却量を増加させ、熱源機１２での廃熱回収量を大きくすることができる。

一方、熱源機１２の運転状態が廃熱単独運転時、かつ、省エネ優先時である場合、冷却水Ｗ１の温度を低下させ、熱源機１２での廃熱回収量を大きくしても熱源機１２の効率はほとんど変わらない。そのため、制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定し、第１目標温度を設定した場合よりも冷却水Ｗ１の温度を高くする。冷却水Ｗ１の目標温度を高く設定することで、冷却ファン３４の回転速度を下げることができ、熱源機１２の効率をほとんど落とさずに、冷却ファン３４の消費電力を低下させることができる。これにより、制御部１０４は、冷却装置１の省エネルギー化を実現することができる。

図３は、熱源機１２に供給される入熱（廃熱や燃焼熱）と、熱源機１２の冷却能力との関係を表す図である。熱源機１２は、冷却能力が閾値Ｔｈ以上の範囲Ａにおいて、廃熱に加え燃焼熱を用いて吸収液Ｌを加熱する。また、熱源機１２は、冷却能力が閾値Ｔｈ未満の範囲Ｂにおいて、廃熱のみを用いて吸収液Ｌを加熱する（すなわち、廃熱単独運転を行う）。

制御部１０４は、範囲Ａにおいて熱源機１２から燃焼接点信号を受信し、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定する。また、制御部１０４は、範囲Ｂにおいて熱源機１２の運転状態が熱源機効率優先状態であるか省エネ優先状態であるか判定する。制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が熱源機効率優先状態であると判定した場合（範囲Ｂｂ）において、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定する。また、制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が省エネ優先状態であると判定した場合（範囲Ｂａ）において、冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定する。

図４は、制御部１０４による冷却水Ｗ１の温度制御処理のフローチャートを示す図である。

制御部１０４は、熱源機１２から冷却塔１４が運転状態であることを示す冷却塔運転信号を受信しているか否か判定する（ステップＳ１０２）。制御部１０４は、冷却塔運転信号を受信している場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、ステップＳ１０４に進む。一方、制御部１０４は、冷却塔運転信号を受信していない場合（ステップＳ１０２においてＮＯ）、冷却水Ｗ１の温度制御処理を終了する。

ステップＳ１０２においてＹＥＳである場合、制御部１０４は、熱源機１２から吸収液Ｌを燃焼熱により加熱している状態であることを示す燃焼接点信号を受信しているか否か判定する（ステップＳ１０４）。制御部１０４は、燃焼接点信号を受信している場合（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、ステップＳ１０８に進む。一方、制御部１０４は、燃焼接点信号を受信していない、すなわち、熱源機１２が吸収液Ｌを燃焼熱により加熱していない場合（ステップＳ１０４においてＮＯ）、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０４においてＮＯである場合、制御部１０４は、廃熱供給源から熱源機１２に供給される廃熱量および熱負荷装置２６の負荷に基づいて、熱源機１２の運転状態が熱源機効率優先状態であるか否か判定する（ステップＳ１０６）。制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が熱源機効率優先状態であると判定した場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、ステップＳ１０８に進む。一方、制御部１０４は、熱源機１２の運転状態が熱源機効率優先状態でない（すなわち、省エネ優先状態である）と判定した場合（ステップＳ１０６においてＮＯ）、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０４またはステップＳ１０６においてＹＥＳである場合、制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を第１目標温度に設定する（ステップＳ１０８）。一方、ステップＳ１０６においてＮＯである場合、制御部１０４は、冷却水Ｗ１の目標温度を第２目標温度に設定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１０８またはステップＳ１１０の後、制御部１０４は、現在の冷却水Ｗ１の温度がステップＳ１０８またはステップＳ１１０で設定した目標温度になるように、モータ３８（インバータ１０２）を制御し（ステップＳ１１２）、冷却水Ｗ１の温度制御処理を終了する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態では、熱源機１２は、蒸発器１２ｃにおいて熱媒体（冷水）を冷却する例を示した。しかし、これに限定されず、熱源機１２は、蒸発器１２ｃにおいて熱媒体（温水）を加熱してもよい。例えば、制御部１０４は、冷却塔１４から熱源機１２への冷却水Ｗ１の供給を停止させ、熱源機１２において再生器１２ａから凝縮器１２ｂに供給される高温の水蒸気の一部を蒸発器１２ｃに供給させるようにしてもよい。

本発明は、冷却装置に利用することができる。

Ｗ１冷却水
Ｗ２冷水（熱媒体）
１冷却装置
１２熱源機
１４冷却塔
２６熱負荷装置
３４冷却ファン
１０４制御部

Claims

熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、
前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、
を備え、
前記熱源機は、少なくとも廃熱供給源から供給される廃熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、
前記制御部は、
前記熱源機の前記廃熱のみを用いて前記熱媒体を冷却する廃熱単独運転時の運転状態が、前記廃熱供給源から供給される廃熱量が所定の廃熱回収量より大きく、かつ、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値より大きくなる熱源機効率優先状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、
前記熱源機の前記廃熱のみを用いて前記熱媒体を冷却する廃熱単独運転時の運転状態が、前記廃熱供給源から供給される廃熱量が前記所定の廃熱回収量以下となる、または、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値以下となる省エネ優先状態である場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定する
冷却装置。
熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、
前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、
を備え、
前記熱源機は、廃熱供給源から供給される廃熱、および、燃料を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、
前記制御部は、
前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態である場合、および、前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却しておらず、かつ、前記熱源機の運転状態が前記廃熱供給源から供給される廃熱量が所定の廃熱回収量より大きく、かつ、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値より大きくなる熱源機効率優先状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、
前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却しておらず、かつ、前記熱源機の運転状態が前記廃熱供給源から供給される廃熱量が前記所定の廃熱回収量以下となる、または、前記熱負荷装置の負荷が前記所定の廃熱回収量に冷熱変換効率を乗算した値以下となる省エネ優先状態である場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定する
冷却装置。
熱源機に供給する冷却水を冷却ファンにより冷却する冷却塔と、
前記熱源機の運転状態に応じて、前記冷却ファンの回転速度を制御し、前記冷却水の温度を制御する制御部と、
を備え、
前記熱源機は、廃熱供給源から供給される廃熱、および、燃料を燃焼して生成される燃焼熱を用いて、熱負荷装置に供給する熱媒体を冷却し、
前記制御部は、
前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態である場合、前記冷却水の温度を、湿球温度に基づく第１目標温度に設定し、
前記熱源機が前記燃焼熱を用いて前記熱媒体を冷却している状態でない場合、前記冷却水の温度を、前記第１目標温度よりも高い第２目標温度に設定する
冷却装置。