JPH06100352B2

JPH06100352B2 - 冷凍設備冷却水の冷却装置

Info

Publication number: JPH06100352B2
Application number: JP62234872A
Authority: JP
Inventors: 秀郎大石
Original assignee: 株式会社日立ビルシステムサービス
Priority date: 1987-09-21
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS6479522A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は冷凍設備冷却水の冷却装置に係り、特にヒート
パイプを利用して行なう冷却水システムに好適な冷凍設
備冷却水の冷却装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来の装置の水冷却システムの説明図を示す。

１は冷凍機、２は低温冷却水、３は高温冷却水、４は高
温冷水、５は低温冷水、17は冷水塔ポンプ、18は冷水
塔、19は冷水塔ファンである。

従来の装置の水冷却システムの１例について述べる。

冷凍機１から出た高温冷却水３は、冷水塔ポンプ17によ
ってビルの屋上に据え付けた冷水塔18に揚水した後、冷
水塔ファン19により揚水の一部を蒸発させ、この時の水
の蒸発の潜熱を利用して、高温冷却水３の温度を下げて
（温度降下は５℃位）比較的低温の冷却水２とし、この
低温冷却水２を冷凍機１に戻して、その冷却を行なって
いる。

この冷却水は、循環水の一部分が蒸発するのと冷水塔フ
ァン19によって空気とともに水滴として運び去られるキ
ャリーオーバーするので、この分を補給する。

なお、この種の装置として関連するものには例えば特開
昭59−189238,実開昭60−148894等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、一般のビルの冷水塔を有する冷房設備において
は、冷凍機は地下に、冷水塔を屋上に夫々離して設置す
るのが通例である。

ところで、一般のビルの冷房設備においては、ビルの冷
房の必要箇所や必要時間もそれぞれ相違するため、容量
の異なるものを沢山設置する傾向にあり、而もビルの
新、増設に伴い設置する冷房設備も、その形式、容量が
まちまちであるのみならず、新．旧入り混じっているの
が実状である。

また、設置場所が夫々離れている冷房設備を、朝の冷房
を必要とする短かい時間の間に、少人数の運転員で起動
させるためには、運転操作を少なくするとともに簡略化
する必要があった。

上記従来技術は、次のような問題があった。

１）冷却水のブローを実施する必要がある。もしブロー
を実施しない場合には、冷却水中にわずか溶存する腐食
生成物や炭酸カルシウム等の難溶性物質が次第に濃縮さ
れてゆき、これが或一定の濃度以上に達すると、装置に
対し、腐食障害、スケール障害、伝熱の悪化等の現像が
発生し、その結果、チューブのパンク、高圧カット、吸
収能力の低下等のトラブルを招き、その復旧に多大の費
用と手間を費やせばならない。

ここで、ブロー（吹出し）について説明する。

長時間冷却水を運転すると、冷却水中の溶解固形物が過
度に濃縮し、障害の原因となるばかりでなく、過飽和の
ため浮遊固形物が遊離されて沈殿物を生成する。また冷
却水中の残留硬度の処理、腐食防止の目的で添加する薬
品類により、ボイラ水は次第に濃縮される。したがっ
て、冷却水を正常に保ち、障害の発生を防止するために
は、適当な方法により濃縮水を吹き出さなければならな
い。

この吹出し方法には、間欠吹出しと連続吹出しの２種類
がある。間欠吹出しは沈殿物の除去と同時に冷却水の濃
度調整を目的として、通常底部の吹出し弁の手動操作に
よって行われる。しかし、吹出しは、熱損失や薬品損失
を伴うので最低必要限度としたい。このために、冷却水
濃度の最も高い冷却水面近くより連続的に吹き出す装置
を取り付けることがある（連続吹出し）。なお、吹出し
量は冷却水管理項目中、最も早く制限値に達する項目で
決定される場合が多いが、吹出し量が多い場合は、簡単
な熱交換器を設けて熱量回収を行うことが望ましい。

２）冷却水の一部が蒸発し、キャリーオーバーしたり、
ブローする水を補給する必要がある。このブロー水の量
は、日本冷凍空調工業会の吸収式冷凍機についての資料
によれば、最低のものでも、１時間に付き冷凍屯当り12
lと伝われている。今仮りに100RTの冷凍機を１日に10時
間運転したとすると、必要補給水量は、 12l/h・RT×10h×100RT＝1200lとなり、支払水道料金は
馬鹿にできない金額となる。

３）給水塔18に発生する各種のトラブル例えば藻の発生
対策を必要とする。

４）冷水塔ファン19の設備費、動力費を必要とし又メン
テナンスも実施しなければならない。

５）冷水塔18は一般にビルの高所に設置する例が多い。
従って地下から高所にある冷水塔18に揚水する冷水塔ポ
ンプ17は、高揚程のものが必要であり、従って運転動力
費も大きくなる。

６）冷水塔18をビルの屋上に設置するため、この重量に
耐える様に、ビルは堅固に建設する必要がある。従って
建設費もそれ丈け割高になる。

本発明の目的は、蒸発損失、飛散損失がなくその損失分
を補給する必要がなく、また、大気汚染に起因する冷却
水の汚染は発生しないので、この点からの装置に対する
腐食、閉塞等のトラブルを起こすことがなく、また、高
温になった冷却水から熱を奪うことにより、冷凍機に戻
す冷却水を低温にすることができ、かつビルのテナント
の生活用水等に利用できるところの温水を作ることがで
き、さらに、単位体積当たりの伝熱面積が大きくとれる
ので、冷却水タンクの小形軽量化を図りえ、また、冷却
水はブローする必要がなくてブローによる吹き出し分を
補給する必要がなく、また装置を腐食させたり難溶性物
質の推積によるトラブルを発生させることはなく、ま
た、冷水塔は設置しないので、これに発生する藻に起因
するトラブルがなく、冷水塔フアンの設備費、動力は必
要なく、また、ビルの建設費も安価になる冷凍設備冷却
水の冷却装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、冷凍設備と相互
に連通する冷却水タンクを備えてなる冷凍設備冷却水の
冷却装置において、前記冷却水タンクを前記冷凍設備と
ほぼ水平位置に設けるとともに、前記冷却水タンクは上
下４つに仕切られていて、その半分の上部は高温冷却水
タンク、下部は低温冷却水タンクと、その残りの半分の
上部は高温水タンク、下部は高温水受けタンクとから構
成されるとともに、ヒートパイプ熱吸収部とヒートパイ
プ熱放出部を有するヒートパイプを内蔵し、前記ヒート
パイプ熱吸収部を前記高温冷却水タンクに設けるととも
に前記ヒートパイプ熱放出部を前記高温水タンクに設
け、前記冷凍設備と前記冷却水タンクを冷却水は密閉さ
れた状態で循環し、冷却水には不純物を除去してインヒ
ビターを添加してある構成にしてある。

〔作用〕

本発明の冷凍設備冷却水の冷却装置は、冷凍設備と同一
の床上にヒートパイプ設備を設け、これに冷凍設備から
出た高温の冷却水を通し、熱回収を行なって低温の冷却
水としこれを再び冷凍設備の冷却水として利用する。又
冷却水を予め水処理として不純物を除去した良質の水を
冷凍設備中に密封しておく。

従って冷却水が減少することがない。また装置の腐食、
スケール障害、伝熱悪化を生じない。その他冷却水の循
環に要する動力も少なく、ビル本体およびビル冷房用冷
凍設備の建設費も少額ですむ。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図の水冷却システムは、冷凍機に隣接して、これと
同一の床上に水タンクを設置する。この水タンクは、上
下左右４つに仕切られていて、その左半分は冷却水タン
クで、上部は高温冷却水タンク６、下部は低温冷却水タ
ンク11である。右半分は温水タンクで、上部は高温水タ
ンク９、下部は高温水受タンク14から成っている。この
ように上下４つに仕切られた冷却タンク6,9,11,14を用
いたことによって、高温になった冷却水から熱を奪う
ことにより、冷凍機に戻す冷却水を低温にすることがで
き、かつビルのテナントの生活用水等に利用できると
ころの温水を作ることができる。

高温冷却水タンク６と高温水タンク９を貫通してヒート
パイプ設備を配置し、高温冷却水タンク６の中には、ヒ
ートパイプ熱吸収部７を、高温水タンク９の中にはヒー
トパイプ熱放出部８を設ける。ヒートパイプを用いるこ
とによって、上記とともに、単位体積当たりの伝熱
面積が大きくとれることにより、水タンクの小形軽量化
を図りえる。

低温冷却水タンク11は、冷却水ポンプ10を通して冷凍機
１と連絡する。高温水受けタンク14は、高温水ポンプ15
と連絡する。高温水貯蔵タンク16は、冷凍機１と同一床
上に設置し、高温水ポンプ15と連絡している。

高温冷却水タンク６内の冷却水は予め水処理をして不純
物等を除去したものを使用し、インヒビターを添加して
おく。

ところで、配管に亜鉛めっき鋼管を使用していると、水
質にもよるが、一般に腐食が早く、その結果、赤水が出
てくる。その防止対策の一つとして、燐酸塩や硅酸塩の
金属封鎖剤（インヒビター、腐食抑制剤）を添加する方
法がとられることがあり、特に給湯系統に多く見受けら
れる。金属封鎖剤の注入方法にはいろいろあるが、液状
のものを用い、塩素滅菌機と同様に濃度が常に一定にな
るような方法が望ましい。

次に水冷却水システムの操作方法について説明する。

冷却水ポンプ10によって冷凍機１に送られた低温冷却水
２は、冷凍機１を出たあと高温冷却水３となって高温冷
却水タンク６に入り、ここに設置されたヒートパイプ熱
吸収部７によってその保有する熱を吸収された後、低温
冷却水通路12を通って低温冷却水タンク11に入る。この
低温冷却水は冷却水ポンプ10によって吸収され、再び冷
凍機１に送られてその冷却を行なう。

一方高温冷却水タンク６内のヒートパイプ熱吸収部７に
よって吸収れた熱は、ヒートパイプ熱放出部８に移動し
ここで高温水タンク９内に水にその保有する熱を与え
る。熱を放出したヒートパイプ熱放出部８内の熱媒は、
再びヒートパイプ熱吸収部７に移動して上記の作用を繰
り返す。

高温冷却水３の保有する熱を吸収した高温水タンク９内
の熱水は、高温水ポンプ15で取り出した後、高温水貯蔵
タンク16に揚水される。

高温水貯蔵タンク16内の温水は、適宜ポンプで取り出し
て、ビルのテナントの生活用水等に利用する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、冷凍機の冷却水
は、密閉された装置内にあって、循環使用されるため、
蒸発損失、飛散損失がないので、この損失分を補給する
必要がなく、また、冷却水は待機中に開放されていない
ため、大気汚染に起因する冷却水の汚染は発生しないの
で、この点からの装置に対する腐食、閉塞等のトラブル
を起こすことがない。

また、上下４つに仕切られた冷却タンクを用いたため、
高温になった冷却水から熱を奪うことにより、冷凍機に
戻す冷却水を低温にすることができ、かつビルのテナン
トの生活用水等に利用できるところの温水を作ることが
できる。さらに、ヒートパイプを用いることによって、
単位体積当たりの伝熱面積が大きくとれるので、冷却水
タンクの小形軽量化を図りえる。

また、冷却水は、予め水処理をしてインヒビターを添加
してあるため、溶解固形物が過度に濃縮されることがな
いので、ブローする必要がなくなり、ブローによる吹き
出し分を補給する必要がなく、また装置を腐食させたり
難溶性物質の推積によるトラブルを発生させることはな
い。

また、冷水塔は設置しないので、これに発生する藻に起
因するトラブルがなく、また、冷水塔フアンの設備費、
動力は必要なく、また、重量の大きな冷水塔をビルの屋
上に設置しないため、ビルの構造、強度は従来のものよ
りも小さくてすむので、ビルの建設費はその分安価にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる冷凍設備冷却水の冷却装置の説
明図、第２図は従来の装置の水冷却システムの説明図で
ある。１…冷凍機、２…低温冷却水、３…高温冷却水、４…高
温冷水、５…低温冷水、６…高温冷却水タンク、７…ヒ
ートパイプ熱吸収部、８…ヒートパイプ熱放出部、９…
高温水タンク、10…冷却水ポンプ、11…低温冷却水タン
ク、12…低温冷却水通路、13…高温水通路、14…高温水
受けタンク、15…高温水ポンプ、16…高温水貯蔵タン
ク、17…冷水塔ポンプ、18…冷水塔、19…冷水塔ファ
ン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷凍設備（１）と相互に連通する冷却水タ
ンクを備えてなる冷凍設備冷却水の冷却装置において、
前記冷却水タンクを前記冷凍設備（１）とほぼ水平位置
に設けるとともに、前記冷却水タンクは上下４つに仕切
られていて、その半分の上部は高温冷却水タンク
（３）、下部は低温冷却水タンク（11）と、その残りの
半分の上部は高温水タンク（９）、下部は高温水受けタ
ンク（14）とから構成されるとともに、ヒートパイプ熱
吸収部（７）とヒートパイプ熱放出部（８）を有するヒ
ートパイプを内蔵し、前記ヒートパイプ熱吸収部（７）
を前記高温冷却水タンク（６）に設けるとともに前記ヒ
ートパイプ熱放出部（８）を前記高温水タンク（９）に
設け、前記冷凍設備（１）と前記冷却水タンクを冷却水
（2,3）は密閉された状態で循環し、冷却水（2,3）には
不純物を除去してインヒビターを添加してあることを特
徴とする冷凍設備冷却水の冷却装置。