JPH086944B2 - 冷凍機の水冷式冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は冷凍機の水冷式冷却装置に係わり、特に、冷
凍機の凝縮熱を吸収した高温の冷却水の一部または全部
を、噴水や滝などの観賞用水施設で冷却して冷却塔の可
及的な小型化およびランニングコストの低減化を図れる
ようにようにした、冷凍機の水冷式冷却装置の改良に関
する。

《従来の技術》 従来より、冷凍機の凝縮熱を吸収する冷却装置とし
て、水冷式のものが良く使われている。この水冷式冷却
装置は、冷凍機の凝縮器から発せられる凝縮熱を冷却水
で吸熱する吸熱器と、高温の冷却水を冷却する冷却塔
（放熱器）とを冷却水配管で環状に結び、冷却水を冷却
水配管系に配設した主ポンプで循環させるようにしたも
のが一般的である。

しかしながら、ビルの冷房システムや製氷所，あるい
は冷凍倉庫等に使用する大型の冷凍機では、凝縮器から
発せられる凝縮熱の熱量は多大であり、これゆえ水冷式
冷却装置の冷却能力も必然的に大容量化させる必要があ
る。従って、放熱器として冷却塔を使用した従来のもの
にあっては、その冷却塔のみならずこれに付帯して設け
られる揚水ポンプなどが大型化し、その設置スペースを
広く必要とするばかりか、設備費や施工費が嵩むといっ
た問題があった。また、特にビルの冷房システムにおけ
る冷凍機の水冷式冷却装置の場合にあっては、その冷却
塔や揚水ポンプなどの設置スペースを確保する上で困難
な面もあった。

一方、上記の問題点を解消し得るものとして、特公昭
60−59488号公報等に示されているように、上記吸熱器
から流出する高温の冷却水をビルの周囲のパブリックス
ペース等に設けられる観賞用噴水のノズルに導いて、こ
の噴水施設を上記冷却塔に代わる放熱器として利用し
て、冷却水を循環させるようにした冷却装置が公知にな
っている。すなわち、このように噴水などを利用するよ
うにすれば、冷却塔を不要にすることができるので、設
備費および施工費の低減化並びに省スペース化が図り得
る。

《発明が解決しようとする課題》 ところが、上記のように観賞用の噴水施設を放熱器と
して利用した冷却装置では、冷凍機の運転中は常に噴水
施設をも運転させ続ける必要がある。

しかしながら、噴水施設の本来の運転時間と冷凍機の
運転時間とは必ずしも一致していないので、逆に本来運
転すべき時間帯でないときに噴水施設を運転させること
によって電力費等のランニングコストが大幅に増大して
しまうことになり、実用的でないという面があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、観賞用の噴水などの水施設と冷却塔と
を併用することによってその冷却塔の小型化を図り、も
って省スペース化および設備費，施工費ならびにランニ
ングコストの低減化が可及的に図り得る冷凍機の水冷式
冷却装置を提供することにある。

《課題を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するために、冷凍機の凝縮
熱を吸収して高温になった吸熱器内の冷却水を冷却塔に
循環させて冷却する第１の冷却水通路系と、該第１の冷
却水通路系から分岐されて高温の冷却水を噴水や滝等の
観賞用水施設の貯水水面下に配設した熱交換器に循環さ
せる第２の冷却水通路系と、該第１および第２の冷却水
通路系に介設されて、前記冷却塔側に流す冷却水流量と
観賞用水施設側に流す冷却水流量とを調節する流量調節
手段と、を備えて冷凍機の水冷式冷却装置を構成する。

《作用》 日中等、噴水や滝などの観賞用水施設が運転されてい
るときには、当該水施設内を還流される還流水は、空気
中に散水されたおりにその一部が気化されるので、その
際に蒸発潜熱を奪われて冷却され低温に保たれる。ま
た、周知のように水はかなり大きな比熱を有しているの
で、夜間などに水施設の運転が停止されてもその貯水は
長らく低温に維持される。

そこで、観賞用水施設が運転されている時間帯やその
運転が停止された後のある一定時間内では、その水施設
の貯水水面下に配設した熱交換器側の第２の冷却水通路
系に冷却水を循環させ、当該水施設の還流水もしくは貯
水と熱交換させて冷却水を冷却する。また、炎天下など
のように外気温が非常に高くて冷却効率が低下したり、
冷凍機が発する凝縮熱が増大する状況下では、観賞用水
施設の貯水水面下に配設した熱交換器側の第２の冷却水
通路系と冷却塔側の第１の冷却水通路系との双方に冷却
水を循環させてその冷却能力を高める。一方、夜間など
観賞用水施設が長時間運転されない時間帯には、冷却塔
側の第１の冷却水通路系にのみ冷却水を循環させる。夜
間などのように外気温が比較的低くて冷却効率が高い状
況下であれば、容量の小さい小型の冷却塔のみでも十分
に冷却水を冷却し得る。

《実施例》 以下に、本発明に係わる冷凍機の水冷式冷却装置の好
適な一実施例を添付図面に基づき詳述する。

第１図において、２はビルの冷房システムに使用され
る冷凍機であり、この冷凍機２の凝縮器４は水冷式の冷
却装置６によって冷媒の凝縮熱が吸収されるようになっ
ている。

この冷却装置６は第１の冷却水通路系８と第２の冷却
水通路系10とを有している。第１の冷却水通路系８は、
上記凝縮器４から発せられる凝縮熱を冷却水によって吸
収する吸熱器12と、高温の冷却水を放熱させて冷却する
放熱器としての冷却塔14と、この冷却塔に付帯して設け
られる揚水ポンプ15と、冷却水を循環させる主ポンプ16
と、これら吸熱器12と冷却塔14および主ポンプ16等とを
環状に結ぶ冷却水配管18とから構成されている。

また、第２の冷却水通路系10は上記第１の冷却水通路
系８より分岐されて形成されている。この第２の冷却水
通路系10は、ビルの周囲などの屋外のパブリックスペー
スに設けられている観賞用噴水20の噴水池26の貯水水面
下に位置させて設けた熱交換器24に高温の冷却水を導い
て循環させ、これにより当該観賞用噴水20の還流水もし
くは貯水と冷却水との間で熱交換させて冷却水を冷却す
るようになっている。図示例にあっては、観賞用噴水20
に冷却水を循環させる冷却水配管22は、吸熱器12と冷却
塔14とを結ぶ第１の冷却水通路系８の冷却水配管18aか
ら分岐ないし接続されていて、熱交換器24には導入側冷
却水配管22aを通じて吸熱器12の下流側からこれより流
出する高温の冷却水が導かれる一方、熱交換器24から流
出された冷却水は導出側冷却水配管22bを通じて上記導
入側冷却水配管22aの分岐部よりも下流側の冷却水配管1
8aに合流されるようになっている。

また、導出側冷却水配管22bの接続部よりも下流側の
冷却水配管18aと、冷却塔14よりも下流側でポンプ16よ
りも上流側の冷却水配管18bとを結んで、当該冷却塔14
をバイパスするバイパス配管30が接続されている。

また、第１の冷却水通路系８および第２の冷却水通路
系10には、冷却塔14側に流す冷却水流量と観賞用噴水20
側に配設された熱交換器24に流す冷却水流量とを調節す
る流量調節手段32が介設されている。この実施例では流
量調節手段32は導出側冷却水配管22bと冷却水配管18aと
の接続部に設けられた電磁三方弁36と、バイパス配管30
と冷却水配管18bとの接続部に設けられた電磁三方弁38
とからなっており、冷凍機２の冷房負荷ならびに観賞用
噴水20の運転時間帯とに応じて主に冷却水の流通経路を
切り替えるようになっている。

つまり、日中などのように観賞用噴水20を本来運転す
べき時間帯には、冷却水を吸熱器12から観賞用噴水20側
に配設した熱交換器24に導いた後、ポンプ16に至る第２
の冷却水通路系10を循環させるようにする。すなわちこ
の場合には、一方の電磁三方弁36は熱交換器24からの導
出側冷却水配管22b側を開放させて吸熱器12からの上流
側の冷却水配管18aを閉塞させるとともに、他方の電磁
三方弁38はバイパス配管30側を開放させて冷却塔14から
の上流側の冷却水配管18b側を閉塞させる。なお、この
観賞用噴水20を運転する時間帯は、一般的に冷凍機２に
加わる冷房負荷が比較的高い時間帯に一致するが、熱交
換器24を介して高温の冷却水と熱交換する観賞用噴水20
の還流水は、ノズル24から空気中に吹き上げられて噴水
池26に貯留されるまでの間に、その極一部が気化熱を奪
って蒸発されることによって充分に冷却されて低温に保
たれるので、その冷却能力は比較的高い。

また、夜間など観賞用噴水20を本来運転しない時間帯
には、冷却水を吸熱器12から冷却塔14に導いた後、ポン
プ16に至る第１の冷却通路系８を循環させるようにす
る。すなわちこの場合には、一方の電磁三方弁36は吸熱
器12側の上流側の冷却水配管18a側を開放させて導出側
冷却水配管22b側を閉塞させるとともに、他方の電磁三
方弁38は冷却塔14からの上流側の冷却水配管18b側を開
放させてバイパス配管30側を閉塞させる。なお、観賞用
噴水20の運転が停止される時間帯は、夜間などのよう
に、外気温が比較的低く一般的に冷却効率が高くなると
ともに冷凍機２に加わる冷房負荷が低くなるような状況
下であるので、冷却塔14の冷却能力は低めで充分であ
り、このため、冷却塔14はその容量を小さめにして小型
化し得る。

また、日中の炎天下などのように外気温が非常に高く
一般的に冷却効率が低下するとともに冷凍機２にの冷房
負荷が増大するような状況下では、冷却水を吸熱器12か
ら観賞用噴水20に導いた後、更に冷却塔14に導いてポン
プ16に至らせる第１の冷却水通路系８と第２の冷却水通
路系10との双方の複合経路を循環させるようにして、冷
却能力を向上させる。すなわちこの場合には、電磁三方
弁36を導出側冷却水配管22b側に切り替えるとともに、
電磁三方弁38を冷却塔14からの上流側冷却水配管18b側
に切り替える。

従って、このようにしてなる冷却装置６では、観賞用
噴水20をその本来の運転時間帯に放熱器として積極的に
利用する一方、冷却塔14は観賞用噴水20が本来運転され
ない時間帯や、炎天下などのように外気温が非常に高く
て冷却効率が低下するとともに冷房負荷が高まるときに
補助的に使用するようにしているので、前述したように
その冷却塔14の冷却能力は低めに設定しても十分であ
り、当該冷却塔14およびこれに付帯する揚水ポンプ15の
容量を小さくしてそれらの小型化が可及的に図れる。こ
のため、冷却塔14および揚水ポンプ15にかかる設備費，
施工費等の費用を可及的に低減できるようになるばかり
か、その設置スペースの縮小化が可及的に図れるように
なる。またさらに、冷却塔14と観賞用噴水20との運転に
かかる総合的な電力費等のランニングコストの可及的な
低減化も図れるようになる。

なお、電磁三方弁36,38を例えば混合栓にするなどし
て、観賞用噴水20と冷却塔14とを同時に併用する際に、
それら観賞用噴水20側に流す冷却水流量と冷却塔14側に
流す冷却水流量とを積極的に調節して、吸熱器12内に流
入する冷却水の温度をより精度良く制御し得るようにし
ても良い。また、図示した実施例では観賞用噴水20を放
熱器として利用する場合を例示したが、観賞用の滝など
の水施設を放熱器として利用するようにしても良いこと
は勿論である。

《効果》 以上要するに本発明によれば、冷凍機の凝縮熱を吸収
して高温になった吸熱器内の冷却水を冷却塔に循環させ
て冷却する第１の冷却水通路系と、この第１の冷却水通
路系から分岐されて、高温の冷却水を噴水等の観賞用水
施設の還流水の貯水水面下に配設した熱交換器に循環さ
せる第２の冷却水通路系と、この第１および第２の冷却
水通路系に介設されて、冷却塔側に流す冷却水流量と観
賞用水施設側に流す冷却水流量とを調節する流量調節手
段とを備えて冷凍機の水冷式冷却装置を構成したので、
次のような優れた効果を発揮する。

（１）噴水や滝などの観賞用水施設をその本来の運転時
間帯に放熱器として積極的に利用できる一方、冷却塔は
観賞用水施設が本来運転されない時間帯や、炎天下など
のように外気温が非常に高くて冷却効率が低下するとと
もに冷房負荷が高まる時に補助的に使用することができ
る。

（２）このため、冷却塔の冷却能力を低めに設定し得、
もって当該冷却塔の容量を小さくしてその可及的な小型
化を図れるようになり、冷却塔にかかる設備費，施工費
等の費用を可及的に低減できるようになるばかりか、そ
の設置スペースの可及的な縮小化が図れるようになる。

（３）またさらに、観賞用水施設の運転が停止されても
その貯水の熱容量は大きいため、観賞用水施設の運転停
止後も暫くの間はその貯水で冷却水を充分に冷却するこ
とができ、もって冷却塔と観賞用水施設との運転にかか
る総合的な電力費等のランニングコストの可及的な低減
化も図れるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷凍機の水冷式冷却装置の好適な
一実施例の概略構成図である。 ２……冷凍機、４……凝縮器 ６……冷却装置 ８……第１の冷却水通路系 10……第２の冷却水通路系 12……吸熱器、14……冷却塔 16……ポンプ、18……冷却水配管 20……観賞用水施設たる噴水 22……冷却水配管、24……熱交換器 26……噴水池、30……バイパス配管 32……流量調節手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷凍機の凝縮熱を吸収して高温になった吸
   熱器内の冷却水を冷却塔に循環させて冷却する第１の冷
   却水通路系と、 該第１の冷却水通路系から分岐されて高温の冷却水を噴
   水等の観賞用水施設の貯水水面下に配設した熱交換器に
   循環させる第２の冷却水通路系と、 該第１および第２の冷却水通路系に介設されて、前記冷
   却塔側に流す冷却水流量と観賞用水施設側に流す冷却水
   流量とを調節する流量調節手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍機の水冷式冷却装置。