JP7149800B2 - cooling tower system - Google Patents
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Description
本発明は、冷却塔システムに関する。 The present invention relates to cooling tower systems.
特許文献１には、冷却塔における１台のファンの回転数を、冷却水温度にしたがって制御する技術が開示されている。 Patent Literature 1 discloses a technique for controlling the rotation speed of one fan in a cooling tower according to the cooling water temperature.
大規模な工場などでは、多くの設備に冷却水を供給する必要がある。このような場所には、１台のファンを有する冷却塔が複数台設けられたり、複数台のファンを有する冷却塔が１または複数台設けられることがある。このような場合、冷却すべき負荷（冷却負荷）の変化にしたがって、ファンの稼働台数を変化させる制御が行われることがある。 In a large-scale factory or the like, it is necessary to supply cooling water to many facilities. Such locations may have multiple cooling towers with one fan, or one or more cooling towers with multiple fans. In such a case, control may be performed to change the number of operating fans according to changes in the load to be cooled (cooling load).
例えば、比較例の冷却塔システムでは、１台のファンを有する冷却塔が３台設けられているとする。この比較例の冷却塔システムの制御装置は、冷却負荷が少ないときには、１台目のファンを回転数制御し、２台目および３台目のファンを停止させる。冷却負荷の増加にしたがって１台目のファンの回転数が上限に達し、さらに冷却負荷が増加すると、制御装置は、１台目のファンに加え、２台目のファンを起動させる。冷却負荷の増加にしたがって２台目のファンの回転数も上限に達し、さらに冷却負荷が増加すると、制御装置は、１台目および２台目に加え、３台目のファンを起動させる。 For example, in the cooling tower system of the comparative example, it is assumed that three cooling towers each having one fan are provided. The control device of the cooling tower system of this comparative example controls the rotation speed of the first fan and stops the second and third fans when the cooling load is small. As the cooling load increases, the rotational speed of the first fan reaches the upper limit, and when the cooling load further increases, the control device activates the second fan in addition to the first fan. As the cooling load increases, the rotational speed of the second fan also reaches its upper limit. When the cooling load further increases, the control device activates the third fan in addition to the first and second fans.
しかし、ファンを駆動するモータに供給する電力は、モータに供給する電力の周波数の累乗（具体的には、３乗）で増加するため、ファンの回転数が上昇するに連れて大幅に大きくなる。このため、ファンの稼働台数を制御する冷却塔システムでは、ファンを駆動するモータに供給する電力を十分に抑制することができなかった。 However, the electric power supplied to the motor that drives the fan increases with the power (specifically, the cube) of the frequency of the electric power supplied to the motor, so it significantly increases as the fan speed increases. . For this reason, in a cooling tower system that controls the number of operating fans, the power supplied to the motors that drive the fans cannot be sufficiently suppressed.
本発明は、このような課題に鑑み、ファンを駆動するモータに供給する電力を抑制することが可能な冷却塔システムを提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cooling tower system capable of suppressing power supplied to a motor for driving a fan.
上記課題を解決するために、本発明の冷却塔システムは、冷却前の冷却水に外気を接触させる複数のファンと、複数のファンのそれぞれに対して設けられ、ファンを駆動するモータと、複数のモータのそれぞれに対して設けられ、モータに所望の周波数の電力を供給するインバータと、インバータからモータに供給する電力の周波数を、冷却負荷に基づいて、２以上のモータで同期させて変化させる負荷分散制御部と、を備え、負荷分散制御部は、モータに供給する電力の周波数を、ファンの駆動下限値に対応する所定周波数以上とし、複数のモータに供給する電力の周波数を合計した周波数が、合計周波数であり、所定周波数を複数のモータ分だけ合計した周波数が、所定合計周波数であり、所定周波数の電力を複数のモータ分だけ合計した電力が、所定合計電力であり、複数のモータのうち一部のモータを停止させた場合の停止していないモータの合計電力が、複数のモータのうち一部のモータを停止させる前の複数のモータの所定合計電力と等しくなるときの合計周波数が、特定合計周波数であり、負荷分散制御部は、合計周波数が、所定合計周波数未満であっても、特定合計周波数以上であれば、複数のモータのうちの一部のモータの停止を行わず、所定周波数の電力を複数のモータにそれぞれ供給するように制御し、合計周波数が、所定合計周波数未満であり、さらに、特定合計周波数未満であれば、複数のモータのうち一部のモータを停止させる。 In order to solve the above problems, the cooling tower system of the present invention includes: a plurality of fans for bringing outside air into contact with cooling water before cooling; a motor provided for each of the plurality of fans to drive the fans; are provided for each of the motors, and the frequency of the power supplied from the inverter to the motor is changed in synchronization with the two or more motors based on the cooling load. a load distribution control unit, wherein the load distribution control unit sets the frequency of the power supplied to the motors to a predetermined frequency or higher corresponding to the lower limit value for driving the fan, and sets the frequency obtained by summing the frequencies of the power supplied to the plurality of motors. is the total frequency, the frequency obtained by summing the predetermined frequencies for the plurality of motors is the predetermined total frequency, the power obtained by summing the power of the predetermined frequency for the plurality of motors is the predetermined total power, and the plurality of motors The total frequency when the total power of the motors that are not stopped when some of the motors are stopped is equal to the predetermined total power of the plurality of motors before some of the motors are stopped is a specific total frequency, and the load distribution control unit does not stop some of the plurality of motors if the total frequency is equal to or higher than the specific total frequency even if the total frequency is less than the predetermined total frequency. , controls to supply power of a predetermined frequency to each of the plurality of motors, and if the total frequency is less than the predetermined total frequency and is less than a specific total frequency, some of the plurality of motors are stopped. Let
本発明によれば、ファンを駆動するモータに供給する電力を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the power supplied to the motor that drives the fan.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の態様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。 Aspects of embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawings. do.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による冷却塔システム１の構成を示す概略図である。冷却塔システム１は、例えば、工場などに適用される。なお、冷却塔システム１の適用場所は、工場に限らない。図１では、冷却水の流れの方向を実線の矢印で示し、空気の流れの方向を一点鎖線の矢印で示し、信号の流れの方向を破線の矢印で示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a cooling tower system 1 according to the first embodiment. The cooling tower system 1 is applied to factories, for example. In addition, the application place of the cooling tower system 1 is not limited to the factory. In FIG. 1, the direction of flow of cooling water is indicated by solid arrows, the direction of air flow is indicated by dashed-dotted arrows, and the direction of signal flow is indicated by dashed arrows.
冷却塔システム１は、複数の冷却塔１０（図１では、３台の冷却塔１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）、熱交換器３０、温度計３２、ポンプ３４、複数のインバータ３６（図１では、３台のインバータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）、制御装置４０を含んで構成される。
The cooling tower system 1 includes a plurality of cooling towers 10 (three
冷却塔１０は、空調機器などの熱交換器３０から送られた冷却水を冷却する。冷却塔１０で冷却された冷却水は、熱交換器３０に供給される。熱交換器３０では、供給された冷却水を用いて熱交換が行われ、冷却水の温度が上昇する。温度が上昇した冷却水は、冷却塔１０に送られる。冷却塔システム１では、このように冷却水が循環する。
The
冷却塔１０は、ケーシング１２、充填材１４、散水部１６、ファン１８、モータ２０、水槽２２を含んで構成される。
The
ケーシング１２は、例えば、筒状に形成されている。ケーシング１２の側壁には、ケーシング１２の内外を連通させる複数の開口部２４が形成されている。ケーシング１２の天井部（鉛直上部）には、ケーシング１２の内外を連通させる複数の開口部２６が形成されている。
The
充填材１４は、例えば、ケーシング１２内における側壁付近に設けられている。充填材１４は、複数の開口部２４に臨むように設けられている。充填材１４は、例えば、鉛直方向に延在する複数の板状部材を含んで構成される。複数の板状部材は、水平方向に互いに離隔して並べられている。
The
散水部１６は、例えば、ケーシング１２内において充填材１４の上方に配置されている。散水部１６は、熱交換器３０から送られた冷却水（冷却前の冷却水）をケーシング１２内に散水する。散水された冷却水は、充填材１４における複数の板状部材の隙間を通じて落下する。
The
ファン１８は、ケーシング１２内の天井付近に設けられている。ファン１８は、複数の開口部２６に臨むように設けられている。ファン１８は、モータ２０の回転軸に接続されている。モータ２０は、ファン１８を駆動する駆動源である。
The
ファン１８およびモータ２０は、冷却塔１０毎に１台ずつ設けられている。具体的には、冷却塔１０ａには、ファン１８ａが設けられており、冷却塔１０ｂには、ファン１８ｂが設けられており、冷却塔１０ｃには、ファン１８ｃが設けられている。ファン１８ａは、モータ２０ａに接続されており、ファン１８ｂは、モータ２０ｂに接続されており、ファン１８ｃは、モータ２０ｃに接続されている。
One
ファン１８は、ケーシング１２内の空気を、開口部２６を通じてケーシング１２外に（下方から上方に向かって）送出する。空気は、ファン１８の回転にしたがって、ケーシング１２の側壁の開口部２４からケーシング１２内に送入され、充填材１４を通過し、ケーシング１２の天井部の開口部２６からケーシング１２外に送出される。
The
散水部１６によって散水された冷却水は、充填材１４を通じて落下する過程において、ケーシング１２内に送入された空気（外気）と接触することにより、一部が蒸発する。散水された冷却水は、この蒸発による気化熱（潜熱）によって冷却される。つまり、ファン１８は、冷却前の冷却水に外気を接触させて、その冷却水を冷却させる。
The cooling water sprayed by the
水槽２２は、ケーシング１２の鉛直下方に設けられる。水槽２２は、充填材１４を通じて落下した冷却水、すなわち、冷却後の冷却水を貯留する。複数の冷却塔１０の水槽２２は、連通部２８によって連通している。これにより、水槽２２内の冷却水の温度は、複数の冷却塔１０で等しくなっている。
The
温度計３２は、複数の冷却塔１０の水槽２２のうち、いずれかの水槽２２（図１では、冷却塔１０ａの水槽２２）内に設置されている。なお、温度計３２の設置される位置は、冷却塔１０ａの水槽２２内に限らず、冷却塔１０ｂの水槽２２内であってもよいし、冷却塔１０ｃの水槽２２内であってもよい。また、複数の冷却塔１０の水槽２２に複数の温度計３２が設けられてもよい。
The
温度計３２は、水槽２２内の冷却水の温度を検出する。つまり、温度計３２は、冷却後の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出部として機能する。ポンプ３４は、水槽２２に貯留された冷却水を熱交換器３０に送出する。
A
インバータ３６は、商用電源の電力を所望の周波数の電力に変換してモータ２０に供給する。インバータ３６は、モータ２０毎に設けられている。具体的には、インバータ３６ａは、モータ２０ａに電力を供給し、インバータ３６ｂは、モータ２０ｂに電力を供給し、インバータ３６ｃは、モータ２０ｃに電力を供給する。
The inverter 36 converts the power of the commercial power source into power of a desired frequency and supplies the power to the
制御装置４０は、中央処理装置、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路から構成される。制御装置４０は、負荷分散制御部４２として機能する。
The
負荷分散制御部４２は、温度計３２の検出結果に基づいて、インバータ３６からモータ２０に供給する電力の周波数を導出する。例えば、負荷分散制御部４２は、温度計３２の温度が目標温度になるように周波数を導出する。なお、複数の温度計３２が設けられる場合、負荷分散制御部４２は、複数の温度計３２の検出結果の平均値に基づいて周波数を導出してもよい。そして、負荷分散制御部４２は、導出された周波数を示す周波数指令をインバータ３６に送信する。
The load distribution control unit 42 derives the frequency of power supplied from the inverter 36 to the
インバータ３６は、商用電源の電力を、周波数指令にしたがった周波数の電力に変換して、モータ２０に供給する。モータ２０は、インバータ３６から供給された電力の周波数にしたがった回転数でファン１８を回転させる。
The inverter 36 converts the power of the commercial power source into power of a frequency according to the frequency command, and supplies the power to the
図２は、ファン１８による風量とモータ２０に供給する電力との関係を示す図であり、図３は、周波数と風量との関係を実測によってプロットした図である。図２において、電力１００％は、モータ２０の定格電力を示す。風量１００％は、定格周波数（周波数１００％）で定格電力をモータ２０に供給したときのファン１８による定格風量を示す。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the air volume by the
ここで、ファン１８による風量は、図３に示すように、モータ２０に供給する電力の周波数に比例する。このため、ファン１８による風量は、図２の横軸においてかっこ書きで併記するように、モータ２０に供給する電力の周波数に置き換えることができる。つまり、周波数が増減した場合、同様の割合で、風量が増減することとなり、周波数と風量とを同じように扱うことができる。
Here, the air volume by the
図２に示すように、モータ２０に供給する電力は、一般的に、モータ２０に供給する電力の周波数の３乗に等しい。このため、例えば、モータ２０に供給する電力の周波数を８０％とすれば、電力５１．２％で風量８０％の空気を通風させることができる。また、モータ２０に供給する電力の周波数を４０％とすれば、電力６．４％で風量４０％の空気を通風させることができる。
As shown in FIG. 2, the power supplied to
ところで、比較例として、冷却すべき負荷（以下、冷却負荷という）の変化にしたがって、ファン１８（冷却塔１０）の稼働台数を変化させる冷却塔システムがある。 As a comparative example, there is a cooling tower system that changes the number of operating fans 18 (cooling towers 10) in accordance with changes in the load to be cooled (hereinafter referred to as cooling load).
例えば、比較例の冷却塔システムでは、１台のファンを有する冷却塔が３台設けられているとする。この比較例の冷却塔システムの制御装置は、冷却負荷が少ないときには、１台目のファン１８を回転数制御し、２台目および３台目のファン１８を停止させる。冷却負荷の増加にしたがって１台目のファン１８の回転数が上限に達し、さらに冷却負荷が増加すると、制御装置は、１台目のファン１８に加え、２台目のファン１８を起動させる。冷却負荷の増加にしたがって２台目のファン１８の回転数も上限に達し、さらに冷却負荷が増加すると、制御装置は、１台目および２台目に加え、３台目のファン１８を起動させる。
For example, in the cooling tower system of the comparative example, it is assumed that three cooling towers each having one fan are provided. The control device of the cooling tower system of this comparative example controls the rotational speed of the
しかし、ファン１８を駆動するモータ２０に供給する電力は、図２で説明したように、モータ２０に供給する電力の周波数の３乗で増加するため、ファン１８の回転数が上昇するに連れて大幅に大きくなる。このため、ファン１８の稼働台数を制御する冷却塔システムでは、ファン１８を駆動するモータ２０に供給する電力を十分に抑制することができなかった。
However, the power supplied to the
そこで、第１実施形態の冷却塔システム１では、以下のように制御する。図４は、負荷分散制御部４２による制御の概略を説明する説明図である。図４の横軸の冷却負荷は、冷却水流量を一定とすると、冷却塔１０に送入される冷却水の温度と、冷却塔１０から送出される冷却水の目標温度との差分に比例する。図４の縦軸は、各モータ２０に供給する電力の周波数の合計である合計周波数を示している。合計周波数は、各ファン１８による風量の合計である合計風量に対応する。ハッチング領域Ａ１は、モータ２０ａに供給する電力の周波数を示し、ハッチング領域Ａ２は、モータ２０ｂに供給する電力の周波数を示し、ハッチング領域Ａ３は、モータ２０ｃに供給する電力の周波数を示している。
Therefore, the cooling tower system 1 of the first embodiment is controlled as follows. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an outline of control by the load distribution control unit 42. As shown in FIG. The cooling load on the horizontal axis of FIG. 4 is proportional to the difference between the temperature of the cooling water sent into the
図４に示すように、負荷分散制御部４２は、冷却塔システム１全体で必要となる合計風量に対応する合計周波数を、モータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃで等しく按分している。そして、負荷分散制御部４２は、冷却負荷に基づいて合計周波数が変化しても、按分の比率（３等分）を維持させる。具体的には、負荷分散制御部４２は、インバータ３６ａに送信する周波数指令の周波数と、インバータ３６ｂに送信する周波数指令の周波数と、インバータ３６ｃに送信する周波数指令の周波数とを共通にし、冷却負荷に基づいて並行して変化させる。
As shown in FIG. 4, the load distribution control unit 42 equally distributes the total frequency corresponding to the total air volume required for the entire cooling tower system 1 among the
このように、負荷分散制御部４２は、モータ２０に供給する電力の周波数を、冷却負荷に基づいて、２以上のモータ２０で同期させて変化させる。これにより、第１実施形態の冷却塔システム１では、複数のファン１８が並行して稼働することとなる。
In this manner, the load distribution control unit 42 synchronizes and changes the frequency of the electric power supplied to the
図５は、第１実施形態の冷却塔システム１の効果を説明する説明図である。なお、説明の便宜のため、図５では、冷却塔１０が２台（冷却塔１０ａ、１０ｂ）、すなわち、ファン１８が２台（ファン１８ａ、１８ｂ）の場合について説明する。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the effects of the cooling tower system 1 of the first embodiment. For convenience of explanation, FIG. 5 shows a case where there are two cooling towers 10 (
図５（ａ）は、稼働台数の制御を行う比較例の冷却塔システムを示している。図５（ａ）では、２台の冷却塔１０のうち１台を単独で稼働させた場合を示している。具体的に説明すると、冷却塔１０ａのモータ２０ａには、周波数８０％の電力が供給されており、ファン１８ａの風量は、８０％となっている。一方、冷却塔１０ｂのモータ２０ｂには、電力が供給されておらず、ファン１８ｂの風量は、０％となっている。この場合、ファン１８ａの風量とファン１８ｂの風量を合計した合計風量は、８０％となる。
FIG. 5(a) shows a cooling tower system of a comparative example for controlling the number of units in operation. FIG. 5(a) shows the case where one of the two
また、図５（ａ）の場合、冷却塔１０ａのモータ２０ａに供給する電力は、５１．２％であり、冷却塔１０ｂのモータ２０ｂに供給する電力は、０％である。この場合、冷却塔１０ａのモータ２０ａに供給する電力と、冷却塔１０ｂのモータ２０ｂに供給する電力とを合計した合計電力は、５１．２％である。
Further, in the case of FIG. 5A, the power supplied to the
これに対し、図５（ｂ）は、第１実施形態の冷却塔システム１を示している。図５（ｂ）では、２台の冷却塔１０ａ、１０ｂが並行して稼働している。具体的に説明すると、冷却塔１０ａのモータ２０ａには、周波数４０％の電力が供給されており、ファン１８ａの風量は、４０％となっている。また、冷却塔１０ｂのモータ２０ｂには、冷却塔１０ａと同様に、周波数４０％の電力が供給されており、ファン１８ｂの風量は、４０％となっている。この場合の合計風量は、８０％となっている。つまり、合計風量は、図５（ａ）と図５（ｂ）とで等しくなっている。
On the other hand, FIG. 5(b) shows the cooling tower system 1 of the first embodiment. In FIG. 5(b), two
一方、図５（ｂ）の場合、冷却塔１０ａのモータ２０ａに供給する電力、および、冷却塔１０ｂのモータ２０ｂに供給する電力は、ともに６．４％である。この場合、合計電力は、１２．８％である。
On the other hand, in the case of FIG. 5B, the power supplied to the
このように、第１実施形態の冷却塔システム１では、稼働台数を制御する比較例に比べ、ファン１８（冷却塔１０）が２台の場合、冷却塔システム１全体で、モータ２０に供給する電力を５１．２％から１２．８％に低減することができる。その結果、第１実施形態の冷却塔システム１では、稼働台数を制御する比較例に比べ、冷却塔システム１全体で、モータ２０に供給する電力を７５％削減（１／４に抑制）することができる。
Thus, in the cooling tower system 1 of the first embodiment, compared to the comparative example in which the number of operating fans 18 (cooling towers 10) is two, the entire cooling tower system 1 supplies power to the
なお、ファン１８（冷却塔１０）が２台の場合について説明したが、ファン１８（冷却塔１０）が３台の場合（図１の場合）についても同様に、モータ２０に供給する電力を削減することができる。ファン１８が３台の場合、第１実施形態の冷却塔システム１では、稼働台数を制御する比較例に比べ、冷却塔システム１全体で、モータ２０に供給する電力を１／９に抑制することができる。
Although the case where the number of fans 18 (cooling towers 10) is two has been described, the power supplied to the
また、ファン１８の台数は、２台あるいは３台に限らず、４台以上であってもよい。例えば、ファン１８の台数が４台の場合、第１実施形態の冷却塔システム１では、稼働台数を制御する比較例に比べ、冷却塔システム１全体で、モータ２０に供給する電力を１／１６に抑制することができる。つまり、第１実施形態の冷却塔システム１では、ファン１８の台数が多いほど、冷却塔システム１全体でのモータ２０に供給する電力の抑制効果を高くすることができる。
Further, the number of
ところで、モータ２０に供給する電力の周波数が所定周波数（下限周波数）を下回ると、ファン１８にかかるトルクが過大となり、ファン１８が適切に回転しないか、または、回転はするが駆動効率が悪くなるため意図的にファン１８の回転を停止させる。例えば、合計周波数が小さい場合、合計周波数をモータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃで按分したときの個々の周波数が、所定周波数を下回ることがある。この場合、ファン１８ａ、１８ｂ、１８ｃが適切に回転しないこととなる。
By the way, if the frequency of the electric power supplied to the
そこで、第１実施形態の冷却塔システム１の負荷分散制御部４２は、モータ２０に供給する電力の周波数を、ファン１８の駆動下限値に対応する所定周波数（例えば、１５Ｈｚ）以上とする。つまり、負荷分散制御部４２は、所定周波数を下回る周波数の周波数指令をインバータ３６に送信しないようにし、ファン１８の稼働台数を減少させる。
Therefore, the load distribution control unit 42 of the cooling tower system 1 of the first embodiment sets the frequency of the electric power supplied to the
図６は、負荷分散制御部４２による制御の詳細を説明する説明図である。以下、所定周波数を複数のモータ２０分だけ合計した周波数を所定合計周波数と呼ぶこととする。例えば、所定周波数を１５Ｈｚとした場合、４５Ｈｚは、所定周波数を３台のモータ２０で合計した所定合計周波数に相当し、３０Ｈｚは、所定周波数を２台のモータで合計した所定周波数に相当する。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the details of control by the load distribution control unit 42. As shown in FIG. Hereinafter, the frequency obtained by summing the predetermined frequencies for 20 motors will be referred to as the predetermined total frequency. For example, when the predetermined frequency is 15 Hz, 45 Hz corresponds to the predetermined total frequency of the three
負荷分散制御部４２は、冷却負荷が、４５Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ３以上の場合、合計周波数を３台のモータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃで等しく按分する。
When the cooling load is equal to or greater than the cooling load L3 corresponding to 45 Hz, the load distribution control unit 42 equally distributes the total frequency among the three
また、負荷分散制御部４２は、冷却負荷が、３０Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ２以上であり４５Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ３未満の場合、合計周波数を２台のモータ２０ａ、２０ｂで等しく按分する。そして、負荷分散制御部４２は、按分した周波数の周波数指令をインバータ３６ａ、３６ｂに送信し、インバータ３６ｃに停止信号を送信する。そうすると、モータ２０ｃは停止するが、モータ２０ａ、２０ｂに供給する電力の周波数は１５Ｈｚ以上となる。その結果、冷却塔システム１では、ファン１８ｃを停止させることで、ファン１８ａ、１８ｂを適切に回転させることができる。
When the cooling load is equal to or greater than the cooling load L2 corresponding to 30 Hz and less than the cooling load L3 corresponding to 45 Hz, the load distribution control unit 42 equally distributes the total frequency between the two
また、負荷分散制御部４２は、冷却負荷が、１５Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ１以上であり３０Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ２未満の場合、合計周波数を１台のモータ２０ａで按分する。そして、負荷分散制御部４２は、按分した周波数（この場合、合計周波数）の周波数指令をインバータ３６ａに送信し、インバータ３６ｂ、３６ｃに停止信号を送信する。そうすると、モータ２０ｂ、２０ｃは停止するが、モータ２０ａに供給する電力の周波数は１５Ｈｚ以上となる。その結果、冷却塔システム１では、ファン１８ｂ、１８ｃを停止させることで、ファン１８ａを適切に回転させることができる。
When the cooling load is equal to or greater than the cooling load L1 corresponding to 15 Hz and less than the cooling load L2 corresponding to 30 Hz, the load distribution control unit 42 apportions the total frequency among the
また、負荷分散制御部４２は、冷却負荷が、０Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ０以上であり１５Ｈｚに対応する冷却負荷Ｌ１未満の場合、すべてのインバータ３６ａ、３６ｂ、３６ｃに停止信号を送信する。つまり、この場合、負荷分散制御部４２は、すべてのモータ２０（ファン１８）を停止させる。これは、冷却負荷Ｌ１未満では、必要となる合計周波数が１台のモータ２０の所定周波数よりも小さく、１台のファン１８も適切に回転させることができないからである。
Also, when the cooling load is equal to or greater than the cooling load L0 corresponding to 0 Hz and less than the cooling load L1 corresponding to 15 Hz, the load distribution control unit 42 transmits a stop signal to all the inverters 36a, 36b, and 36c. That is, in this case, the load distribution control unit 42 stops all the motors 20 (fans 18). This is because when the cooling load is less than L1, the required total frequency is lower than the predetermined frequency of one
以上のように、第１実施形態の冷却塔システム１では、複数のファン１８が設けられており、複数のファン１８のそれぞれに対して、ファン１８を駆動するモータ２０が設けられている。そして、第１実施形態の冷却塔システム１では、モータ２０に供給する電力の周波数を、冷却負荷に基づいて、複数のモータ２０で同期させて変化させている。
As described above, in the cooling tower system 1 of the first embodiment, a plurality of
したがって、第１実施形態の冷却塔システム１によれば、ファン１８の稼働台数を制御する比較例に比べ、ファン１８を駆動するモータ２０に供給する電力を抑制することが可能となる。
Therefore, according to the cooling tower system 1 of the first embodiment, it is possible to suppress the electric power supplied to the
また、第１実施形態の冷却塔システム１の負荷分散制御部４２は、モータ２０に供給する電力の周波数を、ファン１８の駆動下限値に対応する所定周波数以上としている。このため、第１実施形態の冷却塔システム１では、ファン１８にかかるトルクが過大となってファン１８が適切に回転しない事態を防止できる。
Further, the load distribution control unit 42 of the cooling tower system 1 of the first embodiment sets the frequency of the electric power supplied to the
また、第１実施形態の冷却塔システム１の負荷分散制御部４２は、合計周波数が所定合計周波数未満の場合、複数のモータ２０のうち一部のモータ２０を停止させる。このため、第１実施形態の冷却塔システム１では、冷却負荷が小さい場合においても、ファン１８を適切に回転させることと、モータ２０に供給する電力を抑制することを両立できる。
Further, the load distribution control unit 42 of the cooling tower system 1 of the first embodiment stops some of the
なお、第１実施形態の冷却塔システム１では、１台のファン１８を有する冷却塔１０が複数設けられていた。しかし、１台の冷却塔１０に複数のファン１８が設けられてもよい。この場合、１台の冷却塔１０における複数のファン１８の各モータ２０について、供給する電力の周波数を同期させて変化させてもよい。また、複数のファン１８を有する冷却塔１０が複数設けられてもよいし、１台のファン１８を有する冷却塔１０と複数のファン１８を有する冷却塔１０とが混在してもよい。
In addition, in the cooling tower system 1 of the first embodiment, a plurality of
また、第１実施形態において、所定周波数が適切に設定されていない場合、電力を抑制する効果が小さくなることがあるため、所定周波数を適切に設定することが好ましい。また、例えば、所定周波数を適切に設定したとして、ファン１８の稼働台数が切り替わる所定合計周波数付近において、合計周波数が所定合計周波数未満であっても稼働台数を切り替えた方が電力を抑制する効果をより大きくすることができる場合がある。
Also, in the first embodiment, if the predetermined frequency is not set appropriately, the effect of suppressing power may be reduced, so it is preferable to set the predetermined frequency appropriately. Also, for example, assuming that the predetermined frequency is appropriately set, in the vicinity of the predetermined total frequency at which the number of
図７は、合計周波数と合計電力との関係の一例を示す図である。なお、図７における合計周波数は、必要となる合計風量に基づいて決定される合計周波数の指令値を示しており、１台のモータ２０に供給する電力の定格周波数に対する割合で示している。ハッチング領域Ｂ１は、モータ２０ａに供給する電力を示し、ハッチング領域Ｂ２は、モータ２０ｂに供給する電力を示している。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between total frequency and total power. Note that the total frequency in FIG. 7 indicates the command value of the total frequency determined based on the required total air volume, and indicates the ratio of the power supplied to one
図７において、合計周波数約６０％は、所定合計周波数（２台のモータ２０の合計周波数３０Ｈｚ）に対応する。図７では、合計周波数約３０％から約６０％の間で、１台のモータ２０ａを稼働させている。そうすると、両矢印Ｃ１で示すように、合計周波数約３８％から約６０％の間（約１９Ｈｚから約３０Ｈｚの間）で、合計電力が、合計周波数６０％のときの合計電力よりも大きくなることがある。
In FIG. 7, approximately 60% of the total frequency corresponds to the predetermined total frequency (the total frequency of the two
そこで、図８に示すように、両矢印Ｃ１の区間において、合計周波数の指令値に依らず、２台のモータ２０（ファン１８）を共に所定周波数（１５Ｈｚ）で稼働させてもよい。具体的には、負荷分散制御部４２は、必要となる合計風量に基づいて決定された合計周波数の指令値が、所定範囲（例えば、１９Ｈｚから３０Ｈｚまでの範囲）内となった場合、２台のインバータ３６のそれぞれに所定周波数（１５Ｈｚ）の周波数指令を送信する。つまり、この態様では、合計周波数の指令値が約３８％から約６０％の間において、合計周波数を実際に必要な量よりも意図的に多くして、複数のファン１８を最低回転数で回転させる。
Therefore, as shown in FIG. 8, both the two motors 20 (fans 18) may be operated at a predetermined frequency (15 Hz) regardless of the total frequency command value in the section indicated by the double arrow C1. Specifically, when the command value of the total frequency determined based on the required total air volume falls within a predetermined range (for example, the range from 19 Hz to 30 Hz), the load distribution control unit 42 A frequency command of a predetermined frequency (15 Hz) is transmitted to each of the inverters 36 of . In other words, in this embodiment, the total frequency is intentionally increased more than actually required when the command value of the total frequency is between about 38% and about 60%, so that the plurality of
モータ２０に供給する電力が周波数の３乗で変化するため、複数のファン１８を最低回転数で回転させることで、所定合計周波数に到達するまで単独のファン１８を回転させる態様に比べ、合計電力の増加を抑えることができる。
Since the electric power supplied to the
したがって、この態様では、図８に示すように、合計周波数約３８％から約６０％の区間（両矢印Ｃ１の区間）の合計電力を、合計周波数６０％のときの合計電力と同等にすることができる。また、この態様では、合計周波数約３８％から約６０％の区間の合計風量が、実際に必要な合計風量よりも大きくなるため、冷却水の冷却効果を増加させることができる。なお、合計周波数が３０％から３８％の間では、その合計周波数に応じて、１台のモータ２０（ファン１８）を１５Ｈｚから１９Ｈｚの間の周波数で稼働させる。 Therefore, in this aspect, as shown in FIG. 8, the total power in the section from about 38% to about 60% of the total frequency (the section of the double arrow C1) is made equivalent to the total power when the total frequency is 60%. can be done. Also, in this aspect, the total air volume in the section from about 38% to about 60% of the total frequency is larger than the actually required total air volume, so the cooling effect of the cooling water can be increased. Note that when the total frequency is between 30% and 38%, one motor 20 (fan 18) is operated at a frequency between 15 Hz and 19 Hz according to the total frequency.
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態による冷却塔システム１００の構成を示す概略図である。冷却塔システム１００は、温湿度計５０が追加され、制御装置４０が湿球温度制御部５２として機能する点において、第１実施形態の冷却塔システム１と異なる。したがって、第１実施形態と機能が等しい複数の冷却塔１０、熱交換器３０、温度計３２、ポンプ３４、複数のインバータ３６、制御装置４０については、その詳細な説明を省略し、機能が異なる湿球温度制御部５２について詳述する。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of a
温湿度計５０は、冷却塔１０付近の外気の湿球温度を検出する。温湿度計５０は、例えば、冷却水がかからず、直射日光が当たらない場所において、地表高約１．５ｍの位置に設置される。温湿度計５０は、外気の湿球温度を検出する湿球温度検出部として機能する。
湿球温度制御部５２は、温度計３２の検出結果および温湿度計５０の検出結果に基づいて、インバータ３６からモータ２０に供給する電力の周波数を導出する。湿球温度制御部５２は、導出された周波数を示す周波数指令をインバータ３６に送信する。
Wet-bulb temperature control unit 52 derives the frequency of the electric power supplied from inverter 36 to
ところで、冷却塔１０では、外気の湿球温度が冷却水の目標温度よりも適度に低い場合、冷却水の温度が目標温度に下がり易い。しかし、冷却塔１０では、外気の湿球温度が冷却水の目標温度に近づくに連れて、冷却水が目標温度まで下がり難くなる。
By the way, in the
このことから、比較例として、外気の湿球温度が冷却水の目標温度に近づくに連れて、ファン１８を駆動するモータ２０に供給する電力を増加させる冷却塔システムがある。これは、モータ２０に供給する電力を増加させることで、外気の風量を増加させ、冷却水を目標温度に下げようとするものである。
Therefore, as a comparative example, there is a cooling tower system that increases the electric power supplied to the
図１０は、比較例の冷却塔システムの動作を説明する説明図である。図１０（ａ）は、湿球温度と設定冷却水温度との関係、および、湿球温度と冷却水温度との関係を示している。湿球温度は、温湿度計５０により検出された温度である。設定冷却水温度は、冷却水の目標温度である。冷却水温度は、温度計３２により検出された温度である。図１０（ｂ）は、湿球温度とアプローチ温度との関係を示している。アプローチ温度は、温度計３２で検出された冷却後の冷却水温度と温湿度計５０で検出された湿球温度との差分である。図１０（ｃ）は、湿球温度とモータ２０に供給する電力を示している。電力は、定格電力に対する割合で示している。また、図１０（ａ）～図１０（ｃ）では、冷却負荷が一定であるとする。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the operation of the cooling tower system of the comparative example. FIG. 10(a) shows the relationship between the wet-bulb temperature and the set cooling water temperature, and the relationship between the wet-bulb temperature and the cooling water temperature. The wet bulb temperature is the temperature detected by the
比較例の冷却塔システムでは、アプローチ温度が２．５℃となるまで冷却水を冷却できる能力があるとする。図１０（ａ）の実線Ｄ１１で示すように、比較例の冷却塔システムでは、湿球温度に依らず、設定冷却水温度が２８℃で一定に設定されている。この場合、図１０（ｂ）で示すように、アプローチ温度は、湿球温度が上昇するに連れて漸減する。 Assume that the cooling tower system of the comparative example has the ability to cool the cooling water until the approach temperature reaches 2.5°C. As indicated by the solid line D11 in FIG. 10(a), in the cooling tower system of the comparative example, the preset cooling water temperature is set constant at 28° C. regardless of the wet bulb temperature. In this case, as shown in FIG. 10(b), the approach temperature gradually decreases as the wet bulb temperature rises.
このような比較例の冷却塔システムでは、図１０（ｃ）で示すように、湿球温度が設定冷却水温度（２８℃）に向かって上昇するに連れて、モータ２０に供給する電力が大幅に増加している。そして、湿球温度が２５．５℃以上となると、モータ２０に供給する電力は、供給可能な電力の上限（電力Ｐ２）に達して維持される。なお、湿球温度２５．５℃は、アプローチ温度２．５度に対応する温度（２８℃－２．５℃＝２５．５℃）である。
In the cooling tower system of such a comparative example, as the wet-bulb temperature rises toward the set cooling water temperature (28° C.), as shown in FIG. has increased to Then, when the wet-bulb temperature reaches 25.5° C. or higher, the power supplied to the
そうすると、冷却水温度は、図１０（ａ）に示すように、湿球温度が２５．５℃（モータ２０に供給する電力が上限（電力Ｐ２）に達した温度）を超えて上昇するに連れて漸増する。例えば、湿球温度が２５．５℃から２．５℃上昇して２８℃となると、冷却水温度は、２８℃から２．５℃上昇して３０．５℃となる。この際、アプローチ温度は、図１０（ａ）に示すように、湿球温度が２５．５℃以上において２．５℃で一定となる。
Then, as shown in FIG. 10A, the cooling water temperature rises as the wet bulb temperature exceeds 25.5° C. (the temperature at which the power supplied to the
また、モータ２０に供給する電力が周波数（風量）の３乗で増加するため、図１０（ｃ）に示すように、湿球温度２５．５℃のときの電力Ｐ２は、湿球温度２５℃のときの電力Ｐ１に比べ、大幅に大きい。
In addition, since the electric power supplied to the
このため、例えば、比較例の冷却塔システムでは、湿球温度が２５℃から２５．５℃までの僅か０．５℃の範囲において、冷却水温度を設定冷却水温度（２８℃）に維持するために、電力Ｐ２と電力Ｐ１との差分の大電力が必要である。したがって、比較例の冷却塔システムでは、湿球温度が上昇するに連れて、モータ２０に供給する電力に対して得られる冷却水の冷却効果が小さくなり、効率が低下していた。
For this reason, for example, in the cooling tower system of the comparative example, the cooling water temperature is maintained at the set cooling water temperature (28 ° C.) in the range of only 0.5 ° C. from 25 ° C. to 25.5 ° C. Therefore, a large power difference between the power P2 and the power P1 is required. Therefore, in the cooling tower system of the comparative example, as the wet-bulb temperature rises, the cooling effect of the cooling water obtained with respect to the electric power supplied to the
そこで、第２実施形態の冷却塔システム１００の湿球温度制御部５２は、モータ２０に供給する電力が所定電力を超えないように、設定冷却水温度を変化させる。所定電力は、湿球温度が所定湿球温度（例えば、２５℃）となるときの電力である。所定湿球温度は、設定冷却水温度の基準値（例えば、２８℃）に基づいて設定される。また、所定湿球温度は、モータ２０に供給する電力が供給可能な電力の上限に達するときの湿球温度（例えば、２５．５℃）よりも低い温度に設定される。
Therefore, the wet-bulb temperature control unit 52 of the
図１１は、第２実施形態の冷却塔システム１００の動作を説明する説明図である。図１１（ａ）は、湿球温度と設定冷却水温度との関係、および、湿球温度と冷却水温度との関係を示している。図１１（ｂ）は、湿球温度とアプローチ温度との関係を示している。図１１（ｃ）は、湿球温度と、モータ２０に供給する電力との関係を示している。図１１（ａ）～図１１（ｃ）では、冷却負荷が一定であるとする。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the operation of the
湿球温度制御部５２は、湿球温度が２５℃未満において、図１１（ａ）の実線Ｄ２１に示すように、設定冷却水温度を２８℃に設定している。つまり、第２実施形態の冷却塔システム１００では、湿球温度が２５℃未満の場合、図１０に示す比較例と同様に動作する。第２実施形態の冷却塔システム１００は、湿球温度が２５℃以上の場合の動作が、比較例と異なる。
The wet-bulb temperature control unit 52 sets the set cooling water temperature to 28°C when the wet-bulb temperature is less than 25°C, as indicated by the solid line D21 in Fig. 11(a). That is, the
湿球温度が２５℃以上の場合、湿球温度制御部５２は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、アプローチ温度が所定アプローチ温度（例えば、３℃）を維持するように、設定冷却水温度を変化させる。所定アプローチ温度は、設定冷却水温度の基準値（２８℃）と、所定湿球温度（２５℃）とに基づいて設定される。また、所定アプローチ温度は、モータ２０に供給する電力が供給可能な電力の上限に達するときのアプローチ温度（例えば、２．５℃）よりも高い温度に設定される。
When the wet-bulb temperature is 25° C. or higher, the wet-bulb temperature control unit 52 maintains the approach temperature at a predetermined approach temperature (for example, 3° C.) as shown in FIGS. 11(a) and 11(b). , change the set cooling water temperature. The predetermined approach temperature is set based on the reference value (28° C.) of the set cooling water temperature and the predetermined wet bulb temperature (25° C.). The predetermined approach temperature is set to a temperature higher than the approach temperature (for example, 2.5° C.) at which the power supplied to the
具体的には、湿球温度制御部５２は、設定冷却水温度を、現在の湿球温度に所定アプローチ温度を加算した温度に更新する。例えば、湿球温度が２６℃の場合、湿球温度制御部５２は、設定冷却水温度を、２９℃（２６℃＋３℃）に更新する。 Specifically, the wet-bulb temperature control unit 52 updates the set cooling water temperature to a temperature obtained by adding a predetermined approach temperature to the current wet-bulb temperature. For example, when the wet-bulb temperature is 26°C, the wet-bulb temperature control unit 52 updates the set cooling water temperature to 29°C (26°C + 3°C).
これにより、湿球温度が２５℃以上において、現在のアプローチ温度は、図１１（ｂ）に示すように、所定アプローチ温度（例えば、３℃）に維持される。また、湿球温度２５℃以上において、現在の設定冷却水温度は、図１１（ａ）の実線Ｄ２１に示すように、湿球温度２５℃のときの設定冷却水温度（２８℃）よりも上昇する。その結果、冷却後の冷却水温度は、図１１（ａ）の一点鎖線Ｄ２２に示すように、設定冷却水温度に合わせて上昇することとなる。 Thereby, when the wet-bulb temperature is 25° C. or higher, the current approach temperature is maintained at a predetermined approach temperature (eg, 3° C.) as shown in FIG. 11(b). In addition, at a wet-bulb temperature of 25 ° C. or higher, the current set cooling water temperature is higher than the set cooling water temperature (28 ° C.) at a wet-bulb temperature of 25 ° C., as shown by the solid line D21 in FIG. do. As a result, the cooling water temperature after cooling rises in accordance with the set cooling water temperature, as indicated by the dashed-dotted line D22 in FIG. 11(a).
しかし、モータ２０に供給する電力は、図１１（ｃ）に示すように、湿球温度が２５℃以上となっても、湿球温度２５℃のときの電力Ｐ１を超えないこととなる。これは、湿球温度２５℃以上では、アプローチ温度が一定となるため、湿球温度２５℃のときの風量を超える風量を通風させなくとも、冷却水温度を設定冷却水温度にすることができるからである。
However, the electric power supplied to the
より詳細には、湿球温度２５℃以上においてアプローチ温度を所定アプローチ温度に維持させると、湿球温度の上昇に連れて冷却水の蒸発が促進されて、冷却水温度が下がり易くなる。このため、湿球温度２５℃以上において、湿球温度の上昇に連れて、冷却水温度を設定冷却水温度にさせるための風量を減少させることができる。その結果、第２実施形態の冷却塔システム１００では、図１１（ｃ）に示すように、湿球温度２５℃以上において、湿球温度の上昇に連れて、モータ２０に供給する電力を、逆に徐々に減少させることができる。
More specifically, when the approach temperature is maintained at a predetermined approach temperature at a wet-bulb temperature of 25° C. or higher, evaporation of cooling water is accelerated as the wet-bulb temperature rises, making it easier for the cooling water temperature to drop. Therefore, when the wet-bulb temperature is 25° C. or higher, the air volume for bringing the cooling water temperature to the set cooling-water temperature can be reduced as the wet-bulb temperature rises. As a result, in the
以上のように、第２実施形態の冷却塔システム１００の湿球温度制御部５２は、湿球温度が変化しても、モータ２０に供給する電力が所定電力を超えないように設定冷却水温度を変化させている。
As described above, the wet-bulb temperature control unit 52 of the
これにより、第２実施形態の冷却塔システム１００では、設定冷却水温度を湿球温度に依らず一定に設定する比較例に比べ、湿球温度が所定湿球温度（例えば、２５℃）を超えると、冷却水温度が少し（例えば、数℃）上昇する。しかし、第２実施形態の冷却塔システム１００では、設定冷却水温度を湿球温度に依らず一定に設定する比較例に比べ、モータ２０に供給する電力を大幅に（例えば、電力Ｐ２から電力Ｐ１に大幅に）抑制することができ、冷却効率の低下を抑制することが可能となる。
As a result, in the
したがって、第２実施形態の冷却塔システム１００によれば、非効率な運転を抑制することが可能となる。
Therefore, according to the
また、第２実施形態の冷却塔システム１００の湿球温度制御部５２は、湿球温度が所定湿球温度（例えば、２５℃）以上の場合に、アプローチ温度が所定アプローチ温度（例えば、３℃）に維持されるように、設定冷却水温度を変化させている。このため、第２実施形態の冷却塔システム１００では、モータ２０に供給する電力を確実に抑制することができる。
In addition, the wet-bulb temperature control unit 52 of the
なお、第２実施形態において、所定湿球温度は、２５℃に限らず、２５℃を超える値に設定されてもよいし、２５℃を下回る値に設定されてもよい。また、第２実施形態において、所定湿球温度以下における設定冷却水温度（設定冷却水温度の基準値）は、２８℃に限らず、２８℃を超える値に設定されてもよいし、２８℃を下回る値に設定されてもよい。また、第２実施形態において、所定アプローチ温度は、３℃に限らず、３℃を超える値に設定されてもよいし、３℃を下回る値に設定されてもよい。 In the second embodiment, the predetermined wet-bulb temperature is not limited to 25°C, and may be set to a value exceeding 25°C or a value lower than 25°C. Further, in the second embodiment, the set cooling water temperature (reference value of the set cooling water temperature) at a predetermined wet bulb temperature or less is not limited to 28 ° C., it may be set to a value exceeding 28 ° C., or 28 ° C. may be set to a value less than Further, in the second embodiment, the predetermined approach temperature is not limited to 3°C, and may be set to a value exceeding 3°C or a value lower than 3°C.
また、第２実施形態の冷却塔システム１００では、複数の冷却塔１０が設けられていた。しかし、第２実施形態の冷却塔システム１００は、１台の冷却塔１０を備えるものであってもよい。
Also, in the
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態では、湿球温度が所定湿球温度（２５℃）を上回る場合、モータ２０に供給する電力が、所定電力（電力Ｐ１）よりも低下していた。しかし、モータ２０に供給する電力は、所定電力（電力Ｐ１）まで許容することができる。むしろ、モータ２０に供給する電力を所定電力（電力Ｐ１）まで許容することで、設定冷却水温度が高くなることを抑えたい場合がある。このような場合に鑑みて、第２実施形態の変形例を構成する。
(Modification of Second Embodiment)
In the second embodiment, when the wet-bulb temperature exceeds the predetermined wet-bulb temperature (25° C.), the power supplied to the
図１２は、第２実施形態の変形例の動作を説明する説明図である。図１２（ａ）は、湿球温度と設定冷却水温度との関係、および、湿球温度と冷却水温度との関係を示す図である。図１２（ｂ）は、湿球温度とアプローチ温度との関係を示す図である。図１２（ｃ）は、湿球温度とモータ２０に供給する電力との関係を示す図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the operation of the modified example of the second embodiment. FIG. 12(a) is a diagram showing the relationship between the wet-bulb temperature and the set cooling water temperature, and the relationship between the wet-bulb temperature and the cooling water temperature. FIG.12(b) is a figure which shows the relationship between a wet-bulb temperature and an approach temperature. FIG. 12(c) is a diagram showing the relationship between the wet bulb temperature and the power supplied to the
第２実施形態の変形例の湿球温度制御部５２は、湿球温度２５℃以上において、図１２（ｃ）に示すように、モータ２０に供給する電力を、所定電力（電力Ｐ１）に維持させる。このようにするために、湿球温度制御部５２は、図１２（ａ）の実線Ｄ３１に示すように、湿球温度２５℃以上において、設定冷却水温度を、湿球温度に所定アプローチ温度を加算した温度以下に変化させる。なお、図１２（ａ）では、湿球温度に所定アプローチ温度を加算した温度を破線Ｄ３３で示している。つまり、湿球温度制御部５２は、湿球温度が２５℃から上昇するに連れて、設定冷却水温度の上昇割合を徐々に減少させる。
The wet-bulb temperature control unit 52 of the modification of the second embodiment maintains the power supplied to the
これにより、冷却水温度は、図１２（ａ）の一点鎖線Ｄ３２に示すように、湿球温度が２５℃から上昇するに連れて、設定冷却水温度に合わせて、上昇割合が徐々に減少することとなる。 As a result, the cooling water temperature, as shown by the dashed-dotted line D32 in FIG. 12(a), as the wet-bulb temperature rises from 25° C., the rate of increase gradually decreases in accordance with the set cooling water temperature. It will happen.
このとき、アプローチ温度は、図１２（ｂ）に示すように、湿球温度が２５℃から上昇するに連れて、所定アプローチ温度（３℃）から徐々に減少することとなる。 At this time, the approach temperature gradually decreases from the predetermined approach temperature (3°C) as the wet-bulb temperature rises from 25°C, as shown in Fig. 12(b).
以上のように、第２実施形態の変形例では、第２実施形態と同様に、湿球温度が変化しても、モータ２０に供給する電力が所定電力（所定湿球温度のときの電力）を超えないように設定冷却水温度を変化させている。したがって、第２実施形態の変形例によれば、第２実施形態と同様に、非効率な運転を抑制することが可能となる。
As described above, in the modification of the second embodiment, as in the second embodiment, even if the wet-bulb temperature changes, the electric power supplied to the
さらに、第２実施形態の変形例の湿球温度制御部５２は、湿球温度が所定湿球温度（例えば、２５℃）以上の場合に、モータ２０に供給する電力が所定湿球温度のときの電力を維持するように設定冷却水温度を変化させている。このため、第２実施形態の変形例では、モータ２０に供給する電力の増加を抑えつつ、冷却後の冷却水温度の上昇を緩和させることができる。
Furthermore, the wet-bulb temperature control unit 52 of the modification of the second embodiment, when the wet-bulb temperature is a predetermined wet-bulb temperature (for example, 25 ° C.) or higher, when the electric power supplied to the
以上、添付図面を参照しながら本発明の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。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope described in the claims, and these also belong to the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、冷却塔システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in cooling tower systems.
１ 冷却塔システム
１０ 冷却塔
１８ ファン
２０ モータ
３６ インバータ
４２ 負荷分散制御部
1
Claims (1)
複数の前記ファンのそれぞれに対して設けられ、前記ファンを駆動するモータと、
複数の前記モータのそれぞれに対して設けられ、前記モータに所望の周波数の電力を供給するインバータと、
前記インバータから前記モータに供給する電力の周波数を、冷却負荷に基づいて、２以上の前記モータで同期させて変化させる負荷分散制御部と、
を備え、
前記負荷分散制御部は、前記モータに供給する電力の周波数を、前記ファンの駆動下限値に対応する所定周波数以上とし、
複数の前記モータに供給する電力の周波数を合計した周波数が、合計周波数であり、
前記所定周波数を複数の前記モータ分だけ合計した周波数が、所定合計周波数であり、
前記所定周波数の電力を複数の前記モータ分だけ合計した電力が、所定合計電力であり、
複数の前記モータのうち一部の前記モータを停止させた場合の停止していない前記モータの合計電力が、複数の前記モータのうち一部の前記モータを停止させる前の複数の前記モータの前記所定合計電力と等しくなるときの前記合計周波数が、特定合計周波数であり、
前記負荷分散制御部は、
前記合計周波数が、前記所定合計周波数未満であっても、前記特定合計周波数以上であれば、複数の前記モータのうちの一部の前記モータの停止を行わず、前記所定周波数の電力を複数の前記モータにそれぞれ供給するように制御し、
前記合計周波数が、前記所定合計周波数未満であり、さらに、前記特定合計周波数未満であれば、複数の前記モータのうち一部の前記モータを停止させる冷却塔システム。 a plurality of fans for bringing outside air into contact with cooling water before cooling;
a motor provided for each of the plurality of fans to drive the fans;
an inverter provided for each of the plurality of motors and supplying electric power of a desired frequency to the motors;
a load distribution control unit that synchronizes and changes the frequency of the power supplied from the inverter to the motors based on the cooling load between the two or more motors;
with
The load distribution control unit sets the frequency of the electric power supplied to the motor to a predetermined frequency or higher corresponding to the lower driving limit of the fan,
A total frequency is a frequency obtained by summing frequencies of electric power supplied to the plurality of motors;
a frequency obtained by summing the predetermined frequencies for the plurality of motors is a predetermined total frequency;
a power obtained by summing the power of the predetermined frequency for the plurality of motors is a predetermined total power;
When some of the plurality of motors are stopped, the total electric power of the motors that are not stopped is the same as the total power of the plurality of motors before stopping some of the plurality of motors. the total frequency when equal to a predetermined total power is a specified total frequency;
The load distribution control unit,
Even if the total frequency is less than the predetermined total frequency, if the total frequency is equal to or higher than the specific total frequency, some of the plurality of motors are not stopped, and power of the predetermined frequency is supplied to a plurality of motors. controlling to supply to each of the motors;
A cooling tower system that stops some of the plurality of motors if the total frequency is less than the predetermined total frequency and less than the specific total frequency.
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