JPH02290484A

JPH02290484A - 冷却装置の運転方法

Info

Publication number: JPH02290484A
Application number: JP18856189A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yanagimachi; 潔柳町
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1990-11-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は冷却装置の運転方法に係り、主として各８Ｆ
ａ械設備等を冷却する冷却水を、外気の温度変化に対応
して最小限のエネルギーで設定温度範囲で供給すべく形
成した冷却装置の運転方法に関するものである。

（従来の技術）従来から、各種機械設備等を冷却する冷却水用の冷却装
置は、一般的なものとして外気や水等によって熱を奪う
自然冷却型の冷却塔が各種市場に提共されているが、こ
れは外気の温度に左右され易く、特に夏場においては３
０℃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温度の冷却水で充分
であった。

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。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，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、これらの機器には２５℃以下の
低温の冷却水が必要である。

そのため、前記した自然冷却による冷却塔では３０℃程
度まで冷却するのが限度であるからこの冷却塔では使用
に耐えない。従って、２５℃以下の冷却水を得るために
は、例えば、往復動冷凍機等の冷凍機、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。

（発明が解決しようとする課題）ところが、季節に関係なく往復動冷凍機によって冷却す
るためには、冷却すべき機器設備等が運転されている限
り機器設備等を冷却して戻ってきた冷却水を再び冷却し
て循環させる必要があるので、往復動冷凍機の圧縮機を
常時作動させていることとなりその電力費は莫大なもの
となってしまう欠点があった。

そこで、この発明は上述した欠点に鑑み、外気の温度変
化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
装置の運転方法を提供することを課題として創出された
ものである。

（課題を解決するための手段）この発明は、冷却塔と冷凍機、すなわち冷却器とを効率
良く運転制御することによって、上記課題を解決するも
のである。

すなわち、この発明は、伝熱パイプを複数層に重ねた冷
却部と、この冷却部に散水する散水装置と、前記冷却部
を通風する冷却ファンと、からなる冷却塔と、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器の順に冷媒を循環
させる冷却器とを付設し、前記冷却部と前記蒸発器とを接続し、被冷却流体を前記
冷却部に通し、さらに、蒸発器に通した冷却装置の、披
冷却流体を設定温度範囲に冷却するための運転方法であ
って、まず、前記冷却塔を運転して、前記冷却塔を通った前記
披冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲内であれば、
前記冷却塔を運転し続け、前記冷却塔を運転していて、
前記検知温度が前記設定温度範囲以上になれば、前記冷
却器をも運転し、前記冷却塔及び前記冷却器を運転していて、前記冷却器
を通った前記被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲
内であれば、前記冷却塔及び前記冷却器を運転し続け、
前記冷却塔及び前記冷却器を運転していて、前記冷却器
を通った前記被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲
以下になれば、まず前記冷却器を停止する冷却装置の運
転方法であり、又、前記運転方法において、前記冷却塔は前記散水装置
の散水量、前記冷却ファンの風量の少なくともいずれか
を増減できる冷却塔であり、前記冷却塔のみを運転して
いるときは、前記冷却塔を通った前記被冷却流体の検知
温度が前記設定温度範囲内になるように運転する冷却装
置の運転方法である。

（作用）被冷却流体は冷却塔の冷却部を通りさらに冷却器の蒸発
器を通って流れる被冷却流体を、冷却塔と冷却器とを組
合せて運転することによって所望温度に冷却できる。す
なわち、被冷却流体は優先的に冷却塔の冷却部で冷却さ
れるように運転され、しかる後、必要に応じて冷却器の
蒸発器で冷却されるように運転される。従って、冷却塔
の冷却部のみで設定温度範囲に冷却される冬期など外気
温度の低いときは冷却器は作動しない。又、夏期など外
気温度の高いときは冷却器も運転して、冷却塔の冷却部
で冷却された被冷却流体を冷却器で冷却するので、冷却
器の運転負荷がそれだけ小さくて済み、省エネルギーで
冷却することが可能となる。

（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。

すなわち、図面の上部は冷却塔を示し符号１は冷却部１
であり、冷却用の伝熱バイプ２を複数層に重ねて形成さ
れている。そして、この複数層の伝熱バイプ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から伝熱バイプ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。

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装置を
構成するものである。

更に、散水槽５の上方にはモーターって回転する冷却フ
ァン１０を配し、冷却部１によって放出された熱を、冷
却ファン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。

一方、上記のように構成された冷却塔の下部には、圧縮
機１２、凝縮器１３、膨張弁１４及び蒸発器１５からな
る冷却器を付設し、この冷却器を、冷却塔と同一の箱の
中に収め、これらを一体にする。冷却塔と冷却器とを一
体にするにはこの他、同一ベースに設置したり、同一フ
レーム内に設置して一体にすることができる。

冷却器は、一般的な往復動冷凍ｖ＆（チリングユニット
）であるが、冷媒が圧縮機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て
いるものであればよい。

さらに、冷却塔と冷却器とはそれらの冷却部１と蒸発器
１５とが出口ヘッダ−４を介在して配管接続され、彼冷
却流体は冷却部１を通り、さらに蒸発器１５を通る。

前記冷却器の凝縮器１３は冷却塔内で散水１５からの散
水を受けるように冷却部１と受水槽６との間に配置し、
凝縮器１３は散水装置、及び冷却ファン１０によって冷
却されるようにする。その他の圧縮機１２、膨張弁１４
、蒸発器１５は受水槽６の下方に配置している。又、蒸
発器１５の出口と機器１８の入口とを送水管１７で、及
び機器１８の出口と入口ヘッダ−３とを戻り管１９で結
んでいる。以上で冷却装置を構成．している。

次に、冷却装置の被冷却流体としての水の配管系路を説
明する。冷却塔の冷却部１で冷却された水を出口ヘッダ
−４から蒸発器１５の入口に送り、この蒸発器１５を通
って出口から送り出された水をボンプ１６によって送水
管１７を介して冷却すべき外部の機器１８に送り、この
機器１８内で熱交換した水を再び戻り管１９を介して前
記冷却部１の入口ヘッダ−３へ戻すようにして水を循環
している。

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。

次に、この冷却装置の運転方法についての一例を以下に
説明する。

例えば、前記出口ヘッダ−４から蒸発器１５へ水を送る
配管に、冷却器が停止中に冷却塔の冷却能力を制御する
ための一次サーモスタット２０を設置し、前記機器１８
に送り出す水の温度の設定範囲を、例えば、２０℃〜２
５℃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下限の２０℃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の運転を停止し
、水の温度が更に冷えるようであれば冷却ファン１０の
運転をも停止する。

又、前記送出管１７に冷却塔及び冷却器が運転中に冷却
器のみの冷却能力を制御するための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＜２０℃〜２５℃とした場合、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
ように圧縮機１２を運転させて蒸発器１５により冷却す
るように運転するものである。上記においては、一次サ
ーモスタット２０で検知する温度の設定温度範囲と二次
サーモスタット２１で検知する温度の設定温度範囲が同
一であり、一次サーモスタット２０で冷却塔を制御し、
二次サーモスタット２１で冷却器を制御している。

ここで、一次サーモスタット２０を設置せずに、二次サ
ーモスタット２１のみを設置しても次に説明するとおり
、問題なく運転できる。

本実施例の冷却装置の運転方法において、冷却器を運転
していないときは一次サーモスタット２０と二次サーモ
スタット２１とはほぼ同一の温度を検知するので、一次
サーモスタット２０はなくても全く支障がない。また、
冷却器を運転しているときは一次サーモスタット２１を
使用せずに二次サーモスタット２１を使用して冷却器を
制御することができるので一次サーモスタット２０はな
くても問題がない。

すなわち、本実施例は、冷却塔を冷却器より優先して運
転する構成要件を有する冷却装置の運転方法であるので
、サーモスタットは冷却器の彼冷却流体出口側のみに設
置しても問題なく運転できることになる。

以上のことより、冬等の外気の温度が低い場合には、冷
却部１のみ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機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。そして、この
水が設定温度範囲下限の２０℃以下になってしまうよう
な時には、まず、散水槽５からの散水を停止させ、さら
に温度がさがるようであれば冷却ファン１０をも停止さ
せてそれ以上冷却しないようにする。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
２５℃以下に冷却できない時にのみ圧縮機１２も運転し
、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。

又、前述の如く、凝縮器１３を冷却部１と受水槽６との
間に配しているので、共通の冷却ファン１０の働きによ
り前記凝縮器１３から放出された熱を奪うこともできる
し、散水槽５から散水された水を６効に利用して前記凝
縮器１３を冷却することもできるので、放熱部分の熱回
収が効率的で冷却ファン１０も共通に兼用できるので、
装置全体のコストを安くでき、又、冷却塔と冷却器とを
一体にしているので、コンパクトに形成することができ
るものである。

さらに、冷却塔と冷却器を直列に接続したことになるの
で、冷却塔への入口温度が高くても冷却器からの出口温
度を所望の温度に冷却することができる。すなわち、入
口と出口との温度差を大きく取ることができ、冷却能力
を高くすることが可能になる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明は、外気の温度変化に対
応して、最小限のエネルギーで所望の設定温度範囲の冷
却水を供給できる冷却装置の運転方法である。

【図面の簡単な説明】

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・・・人口ヘ
ッダ４・・・出口ヘッダ−　５・・・散水槽、６・・・
受水槽、７・・・ボンブ、８・・・送水路、９・・・モ
ーター　１０・・・冷却ファン、１１・・・空気流入口
、１２・・・圧縮機、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、ク０・・・一次サーモスタット、・・二次サーモスタツト。特許出願人日立金属株式Ａズズ社外１名

Claims

【特許請求の範囲】１、伝熱パイプを複数層に重ねた冷却部と、この冷却部
に散水する散水装置と、前記冷却部を通風する冷却ファ
ンと、からなる冷却塔と、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び蒸発器の順に冷媒を循環
させる冷却器とを付設し、前記冷却部と前記蒸発器とを接続し、被冷却流体を前記
冷却部に通し、さらに、蒸発器に通した冷却装置の、被
冷却流体を設定温度範囲に冷却するための運転方法であ
って、まず、前記冷却塔を運転して、前記冷却塔を通った前記
被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲内であれば、
前記冷却塔を運転し続け、前記冷却塔を運転していて、前記検知温度が前記設定温
度範囲以上になれば、前記冷却器をも運転し、前記冷却塔及び前記冷却器を運転していて、前記冷却器
を通った前記被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲
内であれば、前記冷却塔及び前記冷却器を運転し続け、
前記冷却塔及び前記冷却器を運転していて、前記冷却器
を通った前記被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲
以下になれば、まず前記冷却器を停止することを特徴と
する冷却装置の運転方法。２、特許請求の範囲第１項記載において、前記冷却塔は
前記散水装置の散水量、前記冷却ファンの風量の少なく
ともいずれかを増減できる冷却塔であり、前記冷却塔のみを運転しているときは、前記冷却塔を通
った前記被冷却流体の検知温度が前記設定温度範囲内に
なるように運転することを特徴とする冷却装置の運転方
法。