JPH05118789A - 冷却塔の運転方法 - Google Patents

冷却塔の運転方法

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JPH05118789A
JPH05118789A JP28594091A JP28594091A JPH05118789A JP H05118789 A JPH05118789 A JP H05118789A JP 28594091 A JP28594091 A JP 28594091A JP 28594091 A JP28594091 A JP 28594091A JP H05118789 A JPH05118789 A JP H05118789A
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JP
Japan
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water
blower
cooling tower
movable partition
amount
Prior art date
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Application number
JP28594091A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Kiyonaga
俊一 清永
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH05118789A publication Critical patent/JPH05118789A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理水量が大幅に減少したときでも冷却塔の
性能が低下せず、送風機の消費電力も節約できる。 【構成】 冷却塔の処理水量が季節要因や工場側の使用
条件で大幅減少した場合、特に冬場は過冷却となり従来
技術の送風機回転制御のみでは対応できない。そこで分
配弁に電動弁を増設および上部水槽に可動仕切板を設け
それぞれ流量に応じて自動的に開閉することで冷却塔能
力を効率的でかつ経済的に運転できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は冷却塔の運転方法に係わ
り、処理水量が季節要因や用水使用先設備の使用条件等
で変化する場合、冷却能力を効果的、かつ経済的に制御
する冷却塔の運転方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】工業用水を冷却水として循環使用する各
種の設備において、使用後の戻水を冷却するのに通常冷
却塔が使用されている。この冷却塔は、給水主管から分
配弁を介して複数の上部水槽に冷却すべく戻水(以下処
理水という)を給水し、この上部水槽から散水させて下
部水槽に受ける。そして、送風機により上部水槽と下部
水槽間に内装した充填物を介して外気を吸引し、前記散
水された処理水を所定の温度まで冷却するものである
が、この処理水は、季節要因および用水使用先設備の使
用条件等で大幅に変化することがある。その場合、外気
の湿球温度は季節によって変化するので、処理水温度
(冷却塔出口水温)が低下する冬季に省電力を図る対策
として、 (1)冬季の外気湿球温度が低い時は送風機を停止す
る。
【0003】(2)送風機に周波数や極数変換装置を接
続した電動機を取付け(特開昭55-143398 号公報)、夏
季は高速、春・秋は低速、冬季は停止する。 (3)送風機に変速装置を取付け(特開昭62-26499号公
報)、全期間対応させる。 等の方法が一般的に採用され大きな効果を上げている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、用水使用先設
備の要因で、使用水量(=冷却塔処理水量)が夏季は設
計水量前後で使用され、春・秋さらに冬季に近づくにつ
れてその水量が大幅減となる場合、従来技術では冷却塔
出口水温(=送水水温)を設計値近くで管理するとき、
冷却塔流入空気に対して冷却塔処理水量が少なくなり、
冷却塔出口水温が大幅に過冷却されてしまう欠点があ
る。具体的には図3に示す冷却塔性能曲線の例で、ケー
ス1は冷却塔設計条件どおりに使用しているときの性能
曲線であり、ケース2は処理水量が設計値の1/2に大
幅減少したときの性能曲線で、ケース1に比べてケース
2が大幅に過冷却されていることがわかる。そこで従来
技術の一つの方法として送風機に周波数や極数変更電動
機を使用して半速運転を行った場合の性能曲線をケース
3に示したが、ケース1の性能曲線に近づけることは無
理である。
【0005】さらに、送風機の回転数を下げるために無
段変速可能な回転速度制御用電動機を使用しても、送風
機と電動機間に設ける減速機の油潤滑機構上定格回転数
の30〜40%までの運転が限度であり、性能曲線ケース1
に近づけることは困難である。また、冷却塔の処理水量
が大幅に減少すると上部水槽からの散水が不均等になり
充填物が有効に利用されないため、冷却塔の冷却能力を
最適効率で運転することができないという欠点もある。
【0006】本発明は、冬季や用水使用先の使用条件の
変化により、処理水量が大幅に減少した場合でも、冷却
能力を効率的に、かつ送風機の駆動電力を経済的に維持
することができる冷却塔の運転方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、給水主管
から給水される複数の上部水槽、充填物、下部水槽から
構成され、上部水槽から散水された処理水を充填物を介
して可変速度送風機により外気を吸引し冷却する冷却塔
の運転方法であって、前記給水主管に少なくとも1個の
電動又は油圧式分配弁を含む2個の分配弁を設け、前記
上部水槽内のそれぞれに散水面積調整用の可動仕切板を
設け、かつ前記給水主管に冷却塔へ流入する水量を検出
する流量計を設け、検出された流量が設計水量の1/2
以上になった場合に、前記2個の分配弁のうちの片方の
電動分配弁を全開し、前記各可動仕切板を全開し、かつ
前記送風機を全速運転すること、また検出された流量
が、設計水量の1/2以下になった場合に、前記2個の
分配弁のうちの片方の電動分配弁を全閉し、前記各可動
仕切板を全閉し、かつ前記送風機を半速運転することを
特徴とする冷却塔の運転方法である。
【0008】また、第2の発明は、給水主管から給水さ
れる複数の上部水槽、充填物、下部水槽から構成され、
上部水槽から散水された処理水を充填物を介して可変速
度送風機により外気を吸引し冷却する冷却塔の運転方法
であって、前記給水主管に少なくとも2個の電動又は油
圧式分配弁を含む3個の分配弁を設け、前記上部水槽内
のそれぞれに散水面積調整用の可動仕切板を2個設け、
かつ前記給水主管に冷却塔へ流入する水量を検出する流
量計を設け、検出された流量が設計水量の2/3以上に
なった場合に、前記3個の分配弁のうちの2個の電動又
は油圧式分配弁を全開し、前記2個の可動仕切板を全開
し、かつ前記送風機を全速運転すること、また検出され
た流量が、設計水量の1/3超、2/3未満になった場
合に、前記3個の分配弁のうちの2個の電動又は油圧式
分配弁のエリミネータ側を全閉し、前記2個の可動仕切
板のエリミネータ側を全閉し、かつ前記送風機を2/3
速運転すること、また検出された流量が設計水量の1/
3以下になった場合に、前記3個の分配弁のうちの2個
の電動又は油圧式分配弁を全閉し、前記2個の可動仕切
板を全閉し、かつ前記送風機を1/3速運転することを
特徴とする冷却塔の運転方法である。
【0009】
【作用】冷却塔の能力をいかに効率的でかつ経済的に使
用するかは、充填物に対して処理水の散水および冷却塔
流入空気をいかに均等(均一)に流すかがポイントであ
り、冷却塔を設計する時は上記条件を十分満たすように
設計されている。しかし稼動中の冷却塔はややもすると
設計処理水量に対して増減することが常であり、その対
策として処理水量の増は、設備能力不足につき冷却塔の
増強(増設)で対応するしかないので対象外とし、本発
明は、処理水量が季節要因および用水使用先設備の使用
条件で大幅減する場合、冷却塔の充填物を流れる処理水
が不均一および春秋冬で外気湿球温度が低下する時の冷
却塔出口水温(給水温度)が過冷却することなく冷却塔
能力をフルに発揮させる。即ち設計時の冷却塔能力と同
等性能に近づけ効率的でかつ経済的な運転が出来るよう
にするために、冷却塔へ流入する流入水管の流量変化を
検出するための流量計を設け、第1の発明では、その水
量が設計水量の1/2以上又は1/2以下になった場
合、各上部水槽に設置された2個所の分配弁の片方(電
動又は油圧式分配弁)を全開および全閉と各上部水槽用
可動仕切板を全開および全閉させかつ送風機の回転数を
全速運転および半速運転させるようにして前記従来技術
の課題を解決した。また第2の発明では、その水量が設
計水量の2/3以上、1/3超〜2/3未満又は1/3
未満になった場合、各上部水槽に設置された3個の分配
弁の2ケ又は1ケ(電動又は油圧式分配弁)を全開およ
び全閉と各上部水槽用可動仕切板の2ケ又は1ケを全開
および全閉させかつ送風機の回転数を全速運転、2/3
速運転および約1/3速運転させることにより前記従来
技術の課題を解決した。
【0010】
【実施例】第1の発明の一実施例を図1に基づいて説明
する。図1において、1は給水主管であり、駆動装置3
により開度調整可能な電動分配弁2及び手動分配弁4を
介して上部水槽5に処理水を供給する。上部水槽5の底
部は多孔板6となっており、処理水をルーバ7とエリミ
ネータ8間の充填物9中に散水する。充填物9中を落下
した処理水は下部水槽10に集水され、送水主管11を介し
て使用先(図示省略)に送水される。上部水槽5から散
水されて充填物9内を落下中の処理水12は、冷却塔中央
上部に設置された送風機13により外気15をルーバ7, 充
填物9, エリミネータ8を介して吸引し、冷却されるよ
うになっている。
【0011】なお、上部水槽5は通常両側それぞれに1
槽または2槽が設置されており、また送風機13の電動機
14はこの例では極数変更により送風機13の回転速度制御
が可能になっている。また、上部水槽5内には駆動装置
17により位置可変な可動仕切板16が設けられている。可
動仕切板16は、図2(a) のような昇降式のものでも、図
2(b) のような90°開閉式のものでもよい。
【0012】18は給水主管1に設けられた流量計であ
る。本発明では、用水使用先設備の要因で変化する冷却
塔用処理水量の変化を流量計18で検出し、その流量信号
により信号発信器19で、設計水量の1/2以上水量/又
は1/2以下水量を判別し、それぞれの信号を信号ケー
ブル20を介して動力制御盤21に伝達する。22は動力ケー
ブルである。
【0013】なお、信号発信器19は電動分配弁・可動仕
切板・送風機用電動機のチャタリング防止のため、設計
水量1/2以上水量および設計水量1/2以下の信号が
10分以内の継続信号はカットして制御信号を動力制御盤
21へ発信する。動力制御盤21はその制御信号を基に、 設計水量の1/2以上水量信号時は、各上部水槽5の
入口に設けた電動分配弁2を全開と各上部水槽5内に設
けた可動仕切板16を全開させかつ送風機用電動機14の回
転数を全速運転する。
【0014】設計水量の1/2以下水量信号時は、各
上部水槽5の入口に設けた電動分配弁2を全閉と各上部
水槽5内に設けた可動仕切板16を全閉させかつ送風機用
電動機14の回転数を半速運転する。 、をそれぞれ自動的に行うことで冷却塔の冷却能力
を効率的でかつ経済的に運転することが出来る。
【0015】次に、第1の発明の具体的な実施例を説明
する。図3に冷却塔において実施した本発明方法の性能
曲線の例を従来例と比較して示す。図3は表1に示した
条件で実施したものであり、この冷却塔の設計条件は下
記のとおりであった。 設計条件 処理水量(Q) 1000m3 /H×1基 送風機駆動電動機軸動力 41kW 入口水温(T1) 42℃ 入口水温(T2) 32℃ 水温差(ΔT=T1 −T2) 10℃ 外気湿球温度(TWb) 27℃
【0016】
【表1】
【0017】図3により先に説明したように、送風機が
全速で水量を単に半量にしたケース2や、単に送風機の
回転速度を半速にしたケース3では設計条件によるケー
ス1の性能曲線には近づけない。また単に充填物の使用
量を半量にしたケース4の比較例ではケース3より若干
改善されるがやはりケース1とは可成の隔たりがある。
【0018】これに対し、本発明の場合の性能曲線はケ
ース5に示す通り、設計時の冷却塔能力とほぼ同等性能
で効率的でかつ経済的な運転が出来るようになった。第
1の発明では、各上部水槽入口用分配弁は2個(内1個
は電動または油圧式)、各上部水槽内の可動仕切板は1
個、送風機は2段変速であるが、第2の発明では、分配
弁は3個(内2個は電動または油圧式)、可動仕切板は
2個、送風機は3段変速、制御信号は設計水量の2/3
以上、1/3〜2/3、1/3以下とすれば更に冷却塔
の冷却能力を年間通して効率的でかつ経済的に運転する
ことが出来る。
【0019】即ち第2の発明では、検出された流量が設
計水量の2/3以上になった場合に、前記3個の分配弁
のうちの2個の電動又は油圧式分配弁を全開し、前記2
個の可動仕切板を全開し、かつ前記送風機を全速運転す
ること、また検出された流量が、設計水量の1/3超、
2/3未満になった場合に、前記3個の分配弁のうちの
2個の電動又は油圧式分配弁のエリミネータ側を全閉
し、前記2個の可動仕切板のエリミネータ側を全閉し、
かつ前記送風機を2/3速運転すること、また検出され
た流量が設計水量の1/3以下になった場合に、前記3
個の分配弁のうちの2個の電動又は油圧式分配弁を全閉
し、前記2個の可動仕切板を全閉し、かつ前記送風機を
1/3速運転する。但し、送風機と電動機間に設ける減
速機の油潤滑機構より考えて最低回転数以上とする。
【0020】
【発明の効果】本発明による冷却塔の運転方法を実施し
た場合、冬季や用水使用先の使用条件の変化により処理
水量が大幅に減少した場合でも、冷却塔の冷却能力を設
計性能曲線に近似させて、また送風機の消費電力を経済
的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冷却塔の運転方法を説明するため
の全体機器配置概略図である。
【図2】図1における可動仕切板の例の説明図である。
【図3】表1の条件に示した従来方法による冷却塔の性
能曲線と、本発明方法による性能曲線との比較説明図で
ある。
【符号の説明】
1 給水主管 2 電動分配弁 3 分配弁駆動装置 4 手動分配弁 5 上部水槽 6 多孔板 7 ルーバ 8 エリミネータ 9 充填物 10 下部水槽 11 送水主管 12 処理水 13 送風機 14 電動機 15 外気 16 可動仕切板 17 仕切板駆動装置 18 流量計 19 信号発信器 20 信号ケーブル 21 動力制御盤 22 動力ケーブル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 給水主管から給水される複数の上部水
    槽、充填物、下部水槽から構成され、上部水槽から散水
    された処理水を充填物を介して可変速度送風機により外
    気を吸引し冷却する冷却塔の運転方法であって、前記給
    水主管に少なくとも1個の電動又は油圧式分配弁を含む
    2個の分配弁を設け、前記上部水槽内のそれぞれに散水
    面積調整用の可動仕切板を設け、かつ前記給水主管に冷
    却塔へ流入する水量を検出する流量計を設け、検出され
    た流量が設計水量の1/2以上になった場合に、前記2
    個の分配弁のうちの片方の電動又は油圧式分配弁を全開
    し、前記各可動仕切板を全開し、かつ前記送風機を全速
    運転すること、また検出された流量が、設計水量の1/
    2以下になった場合に、前記2個の分配弁のうちの片方
    の電動分配弁を全閉し、前記各可動仕切板を全閉し、か
    つ前記送風機を半速運転することを特徴とする冷却塔の
    運転方法。
  2. 【請求項2】 給水主管から給水される複数の上部水
    槽、充填物、下部水槽から構成され、上部水槽から散水
    された処理水を充填物を介して可変速度送風機により外
    気を吸引し冷却する冷却塔の運転方法であって、前記給
    水主管に少なくとも2個の電動又は油圧式分配弁を含む
    3個の分配弁を設け、前記上部水槽内のそれぞれに散水
    面積調整用の可動仕切板を2個設け、かつ前記給水主管
    に冷却塔へ流入する水量を検出する流量計を設け、検出
    された流量が設計水量の2/3以上になった場合に、前
    記3個の分配弁のうちの2個の電動又は油圧式分配弁を
    全開し、前記2個の可動仕切板を全開し、かつ前記送風
    機を全速運転すること、また検出された流量が、設計水
    量の1/3超、2/3未満になった場合に、前記3個の
    分配弁のうちの2個の電動又は油圧式分配弁のエリミネ
    ータ側を全閉し、前記2個の可動仕切板のエリミネータ
    側を全閉し、かつ前記送風機を2/3速運転すること、
    また検出された流量が設計水量の1/3以下になった場
    合に、前記3個の分配弁のうちの2個の電動又は油圧式
    分配弁を全閉し、前記2個の可動仕切板を全閉し、かつ
    前記送風機を1/3速運転することを特徴とする冷却塔
    の運転方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003148878A (ja) * 2001-11-08 2003-05-21 Ebara Shinwa Ltd フリークーリング用の密閉型冷却塔
JP2007187383A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Hitachi Plant Technologies Ltd 冷熱源システム

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