JPH02187585A - Cooling device - Google Patents
Cooling deviceInfo
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- JPH02187585A JPH02187585A JP5078189A JP5078189A JPH02187585A JP H02187585 A JPH02187585 A JP H02187585A JP 5078189 A JP5078189 A JP 5078189A JP 5078189 A JP5078189 A JP 5078189A JP H02187585 A JPH02187585 A JP H02187585A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は冷却装置に係り、主として各種機械設備等を
冷却する冷却水を、外気の温度に対応して最小限のエネ
ルギーで設定温度範囲まで冷却すべく形成した省エネル
ギーのための冷却装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a cooling device, which mainly cools cooling water for cooling various mechanical equipment, etc. to a set temperature range with minimum energy in accordance with the temperature of outside air. This invention relates to a cooling device designed to save energy.
[発明の技術的背景とその問題点]
従来から、各種機械設備等を冷却する冷却水の冷却装置
は、一般的なものとして外気や水等によって熱を奪う自
然冷却のものが各種市場に提供されているが、いずれも
が外気の温度に左右され易く、特に夏場においては30
℃程度まで冷却するのが限度であった。又、通常の機械
設備等の冷却であればこの程度の冷却水の温度で充分で
あった。[Technical background of the invention and its problems] Traditionally, cooling water cooling devices for cooling various mechanical equipment, etc. have been provided in various markets as natural cooling devices that remove heat using outside air, water, etc. However, both are easily affected by the outside temperature, especially in the summer when the
The limit was to cool it down to about ℃. Furthermore, this level of cooling water temperature was sufficient for cooling ordinary machinery and equipment.
ところが、昨今の技術の進歩に伴ない、例えばレーザー
の如き優れたものを使用する機器設備等が多くなってき
た。そして、このレーザーの発生装置等の最新機器設備
は、トランジスター IC。However, with the recent advances in technology, more and more equipment and equipment are now using advanced devices such as lasers. The latest equipment such as this laser generator is a transistor IC.
更にはLSI等を使用していてこれらが非常に熱に弱い
ことや、レーザーを発生する際には高温になること等か
ら、゛25℃以下の低温の冷却水が必要である。Furthermore, since LSIs and the like are used, which are extremely sensitive to heat, and the temperature reaches a high temperature when generating a laser, cooling water at a low temperature of 25° C. or lower is required.
そのため、前記した自然冷却による冷却装置では30℃
程度まで冷却するのが限度であるから、25℃以下の冷
却水を得るためには、往復動冷凍機、いわゆるチリング
ユニットを使用して冷却を行なわなければならない。と
ころが、往復動冷凍機によって冷却するためには、機器
設備等を冷却して戻ってきた冷却水は高温となっている
ので、往復動冷凍機の圧縮器を常時作動させていること
となりその電力費は美大なものとなってしまう欠点があ
った。Therefore, in the cooling device using natural cooling described above, the temperature is 30°C.
Therefore, in order to obtain cooling water of 25° C. or lower, a reciprocating refrigerator, a so-called chilling unit, must be used for cooling. However, in order to cool the equipment with a reciprocating refrigerator, the cooling water that returns after cooling the equipment is at a high temperature, so the compressor of the reciprocating refrigerator must be constantly operating, which consumes electricity. The drawback was that the costs were prohibitive.
[発明の目的]
そこで、この発明は上述した欠点等に鑑み、冷却水を設
定温度範囲に保つべく冷却する際に、外気の温度に対応
して最小限のエネルギーで前記設定温度範囲内に冷却水
の温度を保てるようにした省エネルギーの冷却装置を安
価にて提供することを目的として案出されたものである
。[Object of the Invention] Therefore, in view of the above-mentioned drawbacks, the present invention has been devised to cool water to within the set temperature range with minimum energy in accordance with the temperature of the outside air when cooling water to maintain it within the set temperature range. It was devised for the purpose of providing an inexpensive, energy-saving cooling device that can maintain the temperature of water.
[発明の概要]
叙上の目的を達成するため、この発明は、被冷却流体を
冷却する冷却用の伝熱パイプを複数層に重ねた冷却部と
、この冷却部の上方に設け冷却部に散水する散水槽、冷
却部の下方に設け散水された水を受ける受水槽、この受
水槽の水を散水槽まで送り込む送水路からなる散水機構
と、冷却部1によって放出された熱を強制的に外界へ排
出すべく通風させるファンとからなる冷却装置において
、圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発器からなる冷却器を付
設して前記冷却部からの被冷却流体を蒸発器を介し外部
へ送り出すべく形成し、冷却部から蒸発器へ送られる被
冷却流体の温度が設定範囲以下になった時に散水量及び
ファンの作動を調節する一次サーモスタットと、冷却部
から蒸発器を介して外部へ送り出される被冷却流体の温
度が設定範囲以上となった時に前記冷却器を適宜作動さ
せる二次サーモスタットとをそれぞれ設置したことに存
するものである。[Summary of the Invention] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a cooling section in which heat transfer pipes for cooling a fluid to be cooled are stacked in multiple layers, and a cooling section provided above the cooling section. A water sprinkling mechanism consists of a water sprinkling tank, a water receiving tank provided below the cooling unit to receive the sprinkled water, a water supply channel that sends the water from this water tank to the water tank, and a water sprinkling mechanism that forcibly removes the heat released by the cooling unit 1. In a cooling device consisting of a fan that ventilates air to the outside world, a cooler consisting of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator is attached, and the fluid to be cooled from the cooling section is sent to the outside via the evaporator. A primary thermostat that adjusts the amount of water to be sprayed and fan operation when the temperature of the fluid to be cooled, which is sent from the cooling section to the evaporator, falls below a set range. This consists in the installation of a secondary thermostat that operates the cooler appropriately when the temperature of the fluid to be cooled exceeds a set range.
[発明の実施例]
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明すると
次の通りである。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings.
すなわち、図に示す符号1は冷却部1であり、冷却用の
伝熱パイプ2を複数層に重ねて形成されている。そして
、この複数層の伝熱パイプ2には、入口ヘッダ−3と出
口ヘッダ−4とが取付けてあり、被冷却流体としての水
を入口ヘッダ−3から伝熱パイプ2を通って出口ヘッダ
−4に流す間に冷却するように形成されているものであ
る。That is, the reference numeral 1 shown in the figure is a cooling section 1, which is formed by stacking heat transfer pipes 2 for cooling in a plurality of layers. An inlet header 3 and an outlet header 4 are attached to this multilayer heat transfer pipe 2, and water as a fluid to be cooled is passed from the inlet header 3 through the heat transfer pipe 2 to the outlet header. It is designed so that it can be cooled while flowing into the water.
又、この冷却部1の上方には散水槽5を設け、冷却部1
の下方には受水槽6を設け、散水槽5から冷却部1に散
水された水を受水槽6によって受けるように形成されて
いる。そして、受水槽6の水はポンプ7を有する送水路
8によって散水槽5まで送り込むようにして散水機構を
構成するものである。Further, a water sprinkling tank 5 is provided above the cooling section 1.
A water receiving tank 6 is provided below, and is configured to receive water sprinkled onto the cooling unit 1 from the water spraying tank 5. The water in the water receiving tank 6 is sent to the water sprinkling tank 5 by a water supply channel 8 having a pump 7, thereby forming a water sprinkling mechanism.
更に、散水槽5の上方にはモーター9で回転するファン
10を配し、冷却部1によって放出された熱を、ファン
10の回転によって冷却部1の側方の空気流入口11か
ら吸入された空気によって奪い外界に強制的に排出すべ
く通風させるように形成されている。Furthermore, a fan 10 rotated by a motor 9 is disposed above the water tank 5, and the heat released by the cooling unit 1 is sucked in from the air inlet 11 on the side of the cooling unit 1 by the rotation of the fan 10. It is formed to allow ventilation so that it is taken away by air and forcibly discharged to the outside world.
一方、圧縮器12、凝縮器13、膨張弁14、蒸発器1
5からなる冷却器の凝縮器13.を前記冷却部1と受水
槽6との間に配すると共に、その他の圧縮器12、膨張
弁14、蒸発器15を受水槽6の下方に配する。そして
、前記冷却部1の出口ヘッダ−4からの被冷却流体とし
ての水を前記蒸発器15に送り、この水を蒸発器15か
らポンプ16によって送出管17を介し冷却すべき機器
18等に送り、戻り管19を介して冷却部1の入口ヘッ
ダ−3へ戻すように配管形成されである。On the other hand, compressor 12, condenser 13, expansion valve 14, evaporator 1
The condenser of the cooler consisting of 13. is arranged between the cooling unit 1 and the water tank 6, and the other compressor 12, expansion valve 14, and evaporator 15 are arranged below the water tank 6. Then, water as a fluid to be cooled from the outlet header 4 of the cooling section 1 is sent to the evaporator 15, and the water is sent from the evaporator 15 to the equipment 18 etc. to be cooled by the pump 16 via the delivery pipe 17. , and is piped so as to return to the inlet header 3 of the cooling section 1 via a return pipe 19.
又、前記冷却器は、一般的な往復動冷凍機(チリングユ
ニット)であり、冷媒が圧縮器12にて圧縮され凝縮器
13により放熱し、膨張弁14を介して蒸発器15内で
膨張蒸発し吸熱するサイクルを繰返すように配管形成さ
れである。The cooler is a general reciprocating refrigerator (chilling unit), in which the refrigerant is compressed in a compressor 12, radiates heat in a condenser 13, and expands and evaporates in an evaporator 15 via an expansion valve 14. The piping is designed to repeat the cycle of absorbing heat.
そして、前記出口ヘッダ−4から蒸発器15へ水を送る
配管には一次サーモスタット20を設置し、前記機器1
8に送り出す水の温度の設定範囲を、例えば、20℃〜
25℃とした場合、外気の温度が低く冷却部1によって
冷却された水の温度が前記設定範囲上限の25℃以下に
なった際に一次サーモスタット20が作動して前記散水
槽5からの散水を停止させるべくポンプ7の運転を停止
させるようにし、水の温度が更に冷えるようであればフ
ァン10の運転をも停止させるように形成する。A primary thermostat 20 is installed in the piping that sends water from the outlet header 4 to the evaporator 15, and the equipment 1
For example, set the temperature range of the water sent to 8 from 20℃ to
In the case of 25°C, when the temperature of the outside air is low and the temperature of the water cooled by the cooling unit 1 falls below the upper limit of the setting range of 25°C, the primary thermostat 20 operates to stop watering from the watering tank 5. In order to stop the pump 7, the operation of the pump 7 is stopped, and if the temperature of the water becomes even colder, the operation of the fan 10 is also stopped.
又、前記送出管17には二次サーモスタット21を設置
し、機器18へ送り出す水の温度の設定範囲を前記の如
り20℃〜25℃とし場合、冷却部1によって冷却され
蒸発器15を介して機器18に送り出される水の温度が
25℃以上となった際に二次サーモスタット21を作動
させ、その送り出す水が25℃以下になるまで圧縮器1
2を運転させて蒸発器15により冷却するように形成す
るものである。Further, a secondary thermostat 21 is installed in the delivery pipe 17, and when the setting range of the temperature of the water sent to the device 18 is 20°C to 25°C as described above, the water is cooled by the cooling unit 1 and passed through the evaporator 15. When the temperature of the water sent to the equipment 18 becomes 25°C or higher, the secondary thermostat 21 is activated, and the compressor 1 is operated until the water sent out reaches 25°C or lower.
2 is operated and cooled by the evaporator 15.
その結果、冬等の外気の温度が低い場合には、冷却部1
による自然冷却で被冷却流体である水を25℃以下に冷
却できるので前記圧縮器12を運転する必要がないから
ほとんど電力は必要としない。As a result, when the outside air temperature is low, such as in winter, the cooling section 1
Since water, which is the fluid to be cooled, can be cooled to 25° C. or lower by natural cooling, there is no need to operate the compressor 12, and almost no electric power is required.
そして、この水が設定温度範囲の20℃以下になってし
まうような時にはファン10をも停止させてそれ以上冷
却しないようにすることができる。又、外気の温度が高
い夏場等において、冷却部1の自然冷却では前記水を2
5℃以下に冷却できない時にのみ圧縮器12を運転し、
蒸発器15によって前記設定範囲の温度まで冷却すれば
よいから、冷却するためのエネルギーは最小限に抑える
ことができる。When the temperature of this water falls below the set temperature range of 20° C., the fan 10 can also be stopped to prevent further cooling. In addition, in summer when the temperature of the outside air is high, when the cooling section 1 is naturally cooled, the water is
Operate the compressor 12 only when cooling to 5°C or less is not possible,
Since the evaporator 15 only needs to cool the temperature to the set range, the energy for cooling can be minimized.
しかも、前述の如く、凝縮器13を冷却部1と受水槽6
との間に配すれば、凝縮器13において熱を放出する際
に散水槽5から散水された水を有効に利用することがで
きると共に、放熱部分を一箇所にまとめて配することが
できるので受水槽6の下部に配した蒸発器15等に熱影
響を与えることがなく、コンパクトに形成することがで
きるものである。Moreover, as mentioned above, the condenser 13 is connected to the cooling section 1 and the water receiving tank 6.
By placing the heat dissipating portion between the condenser 13 and the condenser 13, the water sprinkled from the water sprinkling tank 5 can be effectively used when heat is released in the condenser 13, and the heat dissipating portion can be placed in one place. It does not have a thermal effect on the evaporator 15 and the like arranged at the lower part of the water receiving tank 6, and can be formed compactly.
尚、図中22は膨張タンク、23は受水槽6内の水が少
なくなった場合に補給する水補給バルブである。In the figure, 22 is an expansion tank, and 23 is a water replenishment valve that replenishes water in the water tank 6 when it becomes low.
[発明の効果〕
この発明は上述の如く構成したから、往復動冷凍機のみ
を使用した場合に外気の温度の変化にかかわらず常時圧
縮器を作動させなくてはならないので、エネルギーの無
駄が多くなる欠点を解消し、しかも、外気や水等によっ
て熱を奪う自然冷却の冷却装置によっては、外気の温度
に左右されて所望の設定範囲の温度までに冷却されない
場合があるという欠点を解消するものである。その結果
、外気の温度に対応して被冷却流体を最小限のエネルギ
ーで設定温度範囲まで冷却することができるものである
。[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, when only a reciprocating refrigerator is used, the compressor must be operated at all times regardless of changes in the outside air temperature, which results in a lot of wasted energy. Moreover, it also eliminates the drawback that depending on the natural cooling system that takes heat from outside air or water, the cooling may not reach the desired temperature range depending on the outside air temperature. It is. As a result, the fluid to be cooled can be cooled to a set temperature range with minimum energy in accordance with the temperature of the outside air.
すなわち、被冷却流体を冷却する冷却用のパイプを複数
層に重ねた冷却部1と、この冷却部1の上方に設けた冷
却部1に散水する散水槽5、冷却部1の下方に設け散水
された水を受ける受水16、この受水槽6の水を散水槽
5まで送り込む送水路8からなる散水機構と、冷却部1
によって放出された熱を強制的に外界へ排出すべく通風
させるファン10とからなる冷却装置において、圧縮器
12、凝縮器13、膨張弁14、蒸発器15からなる冷
却器を付設して前記冷却部1からの被冷却流体を蒸発器
15を介し外部へ送り出すべく形成したことにより、被
冷却流体を、冷却用のパイプを介して空気や水によって
冷却する冷却装置と往復動冷凍機(チリングニット)で
ある冷却器とを直列に接続したことになるので、これら
の冷却装置と冷却器とを適宜制御作動させれば非常に大
きな温度範囲での冷却が可能になる。In other words, there is a cooling section 1 having a plurality of layers of cooling pipes for cooling the fluid to be cooled, a water sprinkling tank 5 provided above the cooling section 1 for sprinkling water on the cooling section 1, and a water sprinkling tank 5 provided below the cooling section 1. A water sprinkling mechanism consisting of a water receiving tank 16 that receives water, a water supply channel 8 that sends water from this water receiving tank 6 to a water sprinkling tank 5, and a cooling unit 1.
In the cooling device, a cooling device consisting of a fan 10 that generates ventilation to forcibly exhaust the heat released by By forming the cooling fluid from the section 1 to be sent to the outside via the evaporator 15, the cooling device and reciprocating refrigerator (chilling unit) cool the cooling fluid with air or water through a cooling pipe. ) are connected in series, so if these cooling devices and coolers are controlled and operated appropriately, cooling can be achieved over a very wide temperature range.
そして、前記冷却部1から蒸発器15へ送られる被冷却
流体の温度が設定範囲以下になった時に散水量及びファ
ン10の作動を調節する一次サーモスタット20と、冷
却部1から蒸発器15を介して外部へ送り出される被冷
却流体の温度が設定範囲以上となった時に前記冷却器を
適宜作動させる二次サーモスタット21とをそれぞれ設
置したことにより、冬場等の外気の温度が低い場合には
、前記冷却装置のみによって冷却して被冷却流体の温度
が設定範囲内となるようにし、冷却装置のみで前記設定
範囲以下にまで冷却してしまう場合には一次サーモスタ
ット20によって散水槽5からの散水を停止させ、更に
はファン10の作動をも停止させることで調節すること
ができる。一方、夏場等の外気の温度が高く、前記冷却
装置のみによっては被冷却流体の温度を設定範囲まで冷
却しきれない場合には、前記冷却器を作動させて強制冷
却することで設定範囲の温度まで被冷却流体を冷却する
ことができる。A primary thermostat 20 adjusts the amount of water sprayed and the operation of the fan 10 when the temperature of the fluid to be cooled sent from the cooling unit 1 to the evaporator 15 falls below a set range; By installing a secondary thermostat 21 that operates the cooler appropriately when the temperature of the fluid to be cooled sent out to the outside exceeds a set range, when the temperature of the outside air is low such as in winter, the The temperature of the fluid to be cooled is kept within the set range by cooling only with the cooling device, and if the temperature of the fluid to be cooled falls below the set range using only the cooling device, the primary thermostat 20 stops water sprinkling from the water sprinkling tank 5. It can be adjusted by stopping the operation of the fan 10. On the other hand, when the temperature of the outside air is high such as in the summer and the temperature of the fluid to be cooled cannot be cooled down to the set range by the cooling device alone, the temperature of the fluid to be cooled can be forcedly cooled by operating the cooler to bring the temperature within the set range. The fluid to be cooled can be cooled up to
従って、従来の往復動冷凍機のみで冷却する場合に、外
気の温度が高い時にはよいが、外気の温度が低くてその
外気によっても十分に冷却可能である時にも、冷却すべ
き機器18等から戻ってくる水は高温であるので、圧縮
器12を運転するための電力を常に必要とする欠点があ
るが、この欠点を解消しこのような無駄な電力の使用を
無くすことができる。Therefore, when cooling only with a conventional reciprocating refrigerator, it is good when the outside air temperature is high, but even when the outside air temperature is low and the outside air can be sufficiently cooled, the equipment 18 etc. to be cooled is Since the returning water has a high temperature, there is a disadvantage that electric power is always required to operate the compressor 12, but this disadvantage can be overcome and such wasteful use of electric power can be eliminated.
又、逆に、前記冷却装置のみで冷却しようとすると、夏
場等の外気が30℃前後にまで上昇した時には冷却しき
れないという不都合が発生する。そして、この不都合は
、特に低温(25℃以下)の冷却水を必要とする最新機
器設備等に著しく発生するが、これらの不都合も強制冷
却できる前記冷却器を併用することで解決することがで
きる。On the other hand, if an attempt is made to cool the device using only the cooling device, there will be an inconvenience that it will not be able to cool the device completely when the outside air temperature rises to around 30° C. in summer or the like. This inconvenience occurs particularly in the latest equipment that requires cooling water at low temperatures (25°C or lower), but these inconveniences can also be solved by using the above-mentioned cooler that can be forced to cool. .
その結果、外気の温度に対応して最小限のエネルギーで
被冷却流体を冷却することができ、【、かも、−次サー
モスタット20と二次サーモスタット21とによって冷
却温度範囲を制御できるから適正な温度の冷却水として
の被冷却流体を冷却すべき機器18等に供給することが
できる。As a result, the fluid to be cooled can be cooled with a minimum amount of energy in accordance with the temperature of the outside air, and the cooling temperature range can be controlled by the -order thermostat 20 and the secondary thermostat 21, so that the fluid can be cooled to an appropriate temperature. The fluid to be cooled as cooling water can be supplied to the equipment 18 etc. to be cooled.
以上説明したように、この発明は、非常に簡単な構造の
もので、外気の温度を有効に利用し、それに対応して最
小限のエネルギーで所望の設定温度範囲の冷却水を供給
できる等の実用上澄れた効果を奏する省エネルギーのた
めの冷却装置である。As explained above, this invention has a very simple structure, effectively utilizes the outside air temperature, and can supply cooling water within a desired set temperature range with minimal energy. This is a cooling device for energy saving that is highly effective in practical use.
図面はこの発明の一実施例を示す概略図である。
1・・・冷却部、2・・・伝熱パイプ、3・・・入口ヘ
ッダー 4・・・出口ヘッダ−5・・・散水槽、6・・
・受水槽、7・・・ポンプ、8・・・送水路、9・・・
モーター 10・・・ファン、11・・・空気流入口、
12・・・圧縮器、13・・・凝縮器、14・・・膨張
弁、15・・・蒸発器、16・・・ポンプ、17・・・
送出管、18・・・機器、19・・・戻り管、20・・
・−次サーモスタット、21・・・二次サーモスタット
。The drawings are schematic diagrams showing one embodiment of the present invention. 1...Cooling part, 2...Heat transfer pipe, 3...Inlet header 4...Outlet header 5...Water tank, 6...
・Water tank, 7... Pump, 8... Water supply channel, 9...
Motor 10...Fan, 11...Air inlet,
12... Compressor, 13... Condenser, 14... Expansion valve, 15... Evaporator, 16... Pump, 17...
Sending pipe, 18... Equipment, 19... Return pipe, 20...
・-Secondary thermostat, 21...Secondary thermostat.
Claims (1)
ねた冷却部と、この冷却部の上方に設け冷却部に散水す
る散水槽、冷却部の下方に設け散水された水を受ける受
水槽、この受水槽の水を散水槽まで送り込む送水路から
なる散水機構と、冷却部によって放出された熱を強制的
に外界へ排出すべく通風させるファンとからなる冷却装
置において、圧縮器、凝縮器、膨張弁、蒸発器からなる
冷却器を付設して前記冷却部からの被冷却流体を蒸発器
を介し外部へ送り出すべく形成し、冷却部から蒸発器へ
送られる被冷却流体の温度が設定範囲以下になった時に
散水量及びファンの作動を調節する一次サーモスタット
と、冷却部から蒸発器を介して外部へ送り出される被冷
却流体の温度が設定範囲以上となった時に前記冷却器を
適宜作動させる二次サーモスタットとをそれぞれ設置し
たことを特徴とする冷却装置。There is a cooling section with multiple layers of heat transfer pipes for cooling the fluid to be cooled, a water tank installed above the cooling section to sprinkle water on the cooling section, and a receiver installed below the cooling section to receive the sprayed water. In a cooling system consisting of a water tank, a water sprinkling mechanism consisting of a water channel that sends water from the water receiving tank to the water tank, and a fan that circulates air to forcibly discharge the heat released by the cooling section to the outside world, a compressor, a condensing A cooler consisting of an expansion valve, an expansion valve, and an evaporator is attached to send the cooled fluid from the cooling section to the outside via the evaporator, and the temperature of the cooled fluid sent from the cooling section to the evaporator is set. A primary thermostat that adjusts the amount of water sprinkled and fan operation when the temperature falls below the specified range, and a primary thermostat that appropriately operates the cooler when the temperature of the cooled fluid sent from the cooling unit to the outside via the evaporator exceeds the set range. A cooling device characterized in that a secondary thermostat is installed in each case.
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