JPH094881A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JPH094881A
JPH094881A JP17673995A JP17673995A JPH094881A JP H094881 A JPH094881 A JP H094881A JP 17673995 A JP17673995 A JP 17673995A JP 17673995 A JP17673995 A JP 17673995A JP H094881 A JPH094881 A JP H094881A
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JP
Japan
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brine
cooling water
pipe
cooling
temperature
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Pending
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JP17673995A
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English (en)
Inventor
Masahiro Nishihara
正博 西原
Michio Shinno
三千雄 新野
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Toyo Seisakusho KK
Original Assignee
Toyo Seisakusho KK
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Publication of JPH094881A publication Critical patent/JPH094881A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低負荷時における冷凍機の運転停止頻度を小
ならしめ、しかも従来装置のような大容量ブラインタン
クの必要なく設置スペースや設備費を小ならしめる。 【構成】 蒸発器6と負荷側冷却器18との間がブライ
ン往管、復管19で接続されたブライン回路と、凝縮器
3と冷却塔10との間が冷却水往管8、復管11で接続
された冷却水回路を備える装置において、一端が冷却水
復管11の上流側に接続され、他端が同復管の下流側に
接続された支管15に、冷却水復管からの冷却水と、ブ
ライン回路からのブラインと熱交換させる熱交換器16
を設け、ブライン復管19の上流側に一端をつないだブ
ライン支管22の他端を熱交換器16を介してブライン
復管の下流側に接続し、ブライン温が所定以下の場合は
ブラインを熱交換器16側の支管22に切り換え流す切
換弁21を設けてブライン側に冷却水の熱を吸収させブ
ライン温低下による冷凍機停止を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブライン式の冷却装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の冷却装置では、負荷が一定の値よ
りも低下すると、冷凍機の蒸発器において冷媒が充分気
化できなくなるので、冷凍機の運転を停止させ、冷凍機
の運転停止により負荷が高くなると再び冷凍機の運転を
再開している。
【0003】この冷凍機の運転停止の頻度を小ならしめ
るようにした従来の冷却装置には、図3に示す構成のも
のがある。この従来の冷却装置では、冷凍機31の蒸発
器32で冷却されたブラインを負荷側の冷却器33に送
り、冷却器33からのブラインを一旦ブラインタンク3
4に貯留してブラインポンプ35により蒸発器32に戻
すようになっている。この構成により、負荷が低下して
冷却器からのブライン温度が低下しても、ブラインタン
ク34には負荷が低下する前の、ある程度温度の高いブ
ラインが貯留されて蓄熱されているので、蒸発器に戻さ
れるブライン温度はさほど低下せず、冷凍機の運転停止
の頻度を小ならしめることができる。なお、図中の符号
36は凝縮器37からの冷却水の放熱を行う冷却塔を示
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の冷却装
置では、ブラインタンクの容積が大でなければ冷凍機の
運転停止頻度を小ならしめるほどの蓄熱量を得ることが
できないという問題がある。
【0005】例えば、300UST のターボ冷凍機を用い
た冷却装置の場合、通常、最小ロードが15%で発停頻
度は30分に1回である。この冷却装置に使用するブラ
インタンクには、 300 UST×3024 kcal/UST ×0.15×(30分
/60分)=68,040 kcal の蓄熱量が必要となる。
【0006】この蓄熱量を得るためにタンク内に貯留す
べきブライン量は、ブラインタンクでの蓄熱温度差を3
℃とした場合、 608040 kcal /(3℃×1 kcal/kg℃×1000
kg/m3)=22.7 m3 となり、タンク容量としては25m3 という大きなブラ
インタンクを設けなければならない。上述のような大容
量のブラインタンクを設けるには、設置スペースや設備
費が大になるという問題がある。
【0007】本発明は、低負荷時における冷凍機の運転
停止頻度を小ならしめることができ、しかも従来の冷却
装置のような大容量のブラインタンクを設ける必要がな
くて設置スペースや設備費を小ならしめることのできる
冷却装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る冷却装置は圧縮機、凝縮器および
蒸発器よりなる冷凍機の蒸発器と負荷側の冷却器との間
がブライン往管および同復管で接続されてポンプにより
ブラインを循環させるブライン回路と、冷凍機の凝縮器
と冷却塔との間が冷却水往管および同復管で接続されて
ポンプにより冷却水を循環させる冷却水回路を備える冷
却装置において、一端が前記冷却水復管の上流側に接続
され、他端が同復管の下流側に接続された冷却水枝管
に、冷却水復管からの冷却水と、ブライン回路における
冷却器からのブラインとを熱交換をさせるための熱交換
器を設け、前記ブライン復管の上流側に一端を接続した
ブライン枝管の他端を前記熱交換器を介してブライン復
管の下流側に接続し、前記ブライン復管に、蒸発器入口
におけるブライン温度が所定の温度以上である場合は蒸
発器側に開となってブラインを蒸発器に流し、同ブライ
ン温度が所定の温度よりも低い場合は前記ブライン枝管
側に開となってブラインを熱交換器側に流す切替弁を設
けたものとしてある。
【0009】また、本発明に係る冷却装置の実施態様は
前記冷却塔を跨ぐバイパス管を冷却水往管と同復管の間
に接続し、バイパス管の冷却水往管からの分岐部に、凝
縮器入口の冷却水温度が所定の温度以上の場合は全ての
冷却水を冷却塔側に流し、前記冷却水温度が所定の温度
よりも低い場合は冷却水の一部をバイパス管に流す制御
弁を設けたものとする。
【0010】
【実施例】以下、本発明に係る冷却装置の一実施例を図
1に基づいて詳細に説明する。冷凍機1は圧縮機2、凝
縮器3、受液器4、膨張弁5および蒸発器6がこの順に
冷媒管7で接続された冷凍サイクルを構成している。
【0011】凝縮器3の冷却水出口3aからの冷却水往
管8は制御弁9を介して冷却塔10に接続され、冷却塔
10からの冷却水復管11は冷却水ポンプ12を介して
凝縮器3の冷却水入口3bに接続されていて冷却水回路
を構成している。
【0012】前記冷却水往管8の制御弁9にはバイパス
管13の一端が接続されていて、バイパス管13の他端
は冷却水復管11の冷却塔10と冷却水ポンプ12間に
接続されている。冷却水復管11の凝縮器入口3b寄り
には冷却水温度を検出するための温度センサ14を設け
てあって、この温度センサからの出力により冷却水往管
8の制御弁9が制御される。この制御は、冷却水が所定
の温度以上の場合には凝縮器からの冷却水を全て冷却塔
10側に流し、冷却水が所定の温度よりも低い場合には
冷却塔へ流す冷却水の量を減じてその分を、図中、一点
鎖線の矢印で示すようにバイパス管13側に流し、冷却
塔での冷却水の放熱量を減らして冷却水の温度を上昇さ
せるようになっている。
【0013】冷却水復管11の冷却水ポンプ12と凝縮
器入口3bとの間には、冷却水枝管15の一端が接続さ
れており、冷却水枝管15の他端は冷却水と後述のブラ
インとを熱交換させるためのプレート型の熱交換器16
を介して凝縮器入口3b寄りの冷却水復管11に接続さ
れている。冷却水枝管15の分岐部より下流側の冷却水
復管11には流量設定弁V1 が設けられ、また冷却水枝
管15には流量設定弁V2 が設けられていて、前記熱交
換器16を通らずに凝縮器3へ流れる冷却水と、熱交換
器を流れる冷却水との流量の割合を設定できるようにな
っている。
【0014】蒸発器6のブライン出口6aからのブライ
ン往管17は被冷却室等の負荷側の冷却器18に接続さ
れ、冷却器18からのブライン復管19はブラインポン
プ20、切替弁21を介して蒸発器6のブライン入口6
bに接続されていて、ブライン回路を構成している。前
記ブライン復管19の切替弁21にはブライン枝管22
の一端が接続されていて、このブライン枝管22の他端
はブラインと前述の冷却水とを熱交換させるための前記
熱交換器16を介してブライン復管19の切替弁21と
蒸発器入口6b間に接続されている。
【0015】蒸発器入口6b寄りのブライン復管19に
はブライン温度を検出するための温度センサ23を設け
てあって、この温度センサからの出力によりブライン復
管19の前記切替弁21の開方向が切り替えられる。こ
の切り替えは、ブラインが所定の温度以上の場合、すな
わち高負荷の場合は蒸発器6側に開となって、図中、実
線の矢印で示すように冷却器18からのブラインを蒸発
器6側に流し、ブラインが所定の温度よりも低い場合、
すなわち低負荷の場合はブライン枝管22側に開となっ
て、図中、二点鎖線の矢印で示すようにブラインを熱交
換器16側に流すようになっている。
【0016】この切替弁21は図2(a) に示すような三
方弁24で構成してもよいし、図2(b) に示すような開
閉弁25、26をそれぞれブライン復管19およびブラ
イン枝管22に設け、どちらか一方が開の場合には他方
が閉となるように構成してもよい。
【0017】次に上述のように構成された本発明の冷却
装置の動作を説明する。冷凍機1が運転されると、圧縮
機2から吐出された冷媒が凝縮器3で冷却水により冷却
されて凝縮し、受液器4および膨張弁5を経て蒸発器6
に送られ、蒸発器でブラインを冷却して圧縮機2の吸入
側へ戻される。
【0018】凝縮器3からの冷却水は冷却水ポンプ12
の駆動により冷却水往管8を制御弁9を介して冷却塔1
0へ送られて放熱し、冷却塔から冷却水復管11を介し
て凝縮器3へ送られて循環する。冷却水復管11の冷却
水の一部は冷却水枝管15に流れ込んで熱交換器16に
送られ、再び冷却水復管11へ戻されて凝縮器3へ送ら
れる。なお、熱交換器16内には常に冷却水を流すよう
にして冷却水が熱交換器内で凍結しないようにする。
【0019】なお、冷却水往管8の制御弁9では、温度
センサ14により検出される凝縮器入口3bの冷却水温
度が所定の温度以上である場合は制御弁9が冷却塔10
側に全開となって冷却水の全量を冷却塔10へ流すが、
例えば冬期や中間期など冷却塔10における冷却水の放
熱量が大となって、凝縮器入口3bの冷却水温度が所定
の温度よりも低い場合は冷却水往管8の制御弁9がバイ
パス管13側にも開となり、冷却水の一部を冷却塔10
に送らずに直接冷却水復管に流し、冷却水が冷え過ぎな
いようになっている。
【0020】冷却器6からのブラインはブラインポンプ
20の駆動によりブライン往管17を介して負荷側の冷
却器18へ送られ、昇温する。高負荷の場合はブライン
が冷却器18で充分に昇温され、温度センサ23により
検出される冷却器入口6bのブライン温度が所定の温度
以上となり、ブライン復管19に設けられた切替弁21
が蒸発器6側に開となり、ブラインは、図中、実線の矢
印で示すように蒸発器6に流される。
【0021】低負荷の場合はブラインが冷却器18では
充分昇温されず、温度センサ23により検出される冷却
器入口6bのブライン温度が所定の温度よりも低くな
り、前記切替弁21がブライン枝管22側に開となり、
ブラインは、図中、二点鎖線の矢印で示すようにブライ
ン枝管に流され、熱交換器16にて冷却水から熱を奪っ
て昇温し、蒸発器6へ送られる。
【0022】例えば、100%負荷の時に蒸発器入口6
bにおけるブライン温度が5℃、蒸発器出口6aのブラ
イン温度が0℃となる冷却装置の場合、最小アンロード
を20%とすると、蒸発器入口6bの温度センサ23に
より検出されるブライン温度が1℃より低くなると切替
弁21を作動させてブラインを熱交換器16側に流すよ
うに設定して、蒸発器入口6bにおけるブライン温度が
1℃を維持するように制御する。
【0023】したがって、低負荷の場合であっても蒸発
器に戻されるブラインは冷却水から熱を奪って昇温し、
この熱が擬似負荷となって蒸発器内の冷媒を気化させる
ことができるので、冷凍機は運転を継続することができ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明に係る冷却装置は上述した構成の
ものとしてあるので、次の効果を奏し得る。低負荷時に
は冷却器からのブラインが熱交換器において冷却水から
熱を奪ってこの熱を擬似負荷とし、冷凍機の蒸発器に戻
されるブラインの温度を所定の温度以上に保つことがで
きるので、負荷の低下による冷凍機の停止頻度を小なら
しめることができる。
【0025】また、冷却水の熱を擬似負荷としているの
で、蓄熱のためのブラインタンクを設ける必要がなく、
従来の冷却装置のように大容量のブラインタンクを設け
る必要がない。例えば、従来の技術の項において述べた
300UST のターボ冷凍機を用いた冷却装置を本発明の
冷却装置に適応させると、熱交換器の設置容積は1m3
程度あれば事が足り、本発明の冷却装置は従来のものに
比して設置スペースを格段に小ならしめることができ、
また設備費も大幅に低減せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る冷却装置の実施例を示す構成図。
【図2】切替弁の具体例を示す構成図。
【図3】従来の冷却装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
1 冷凍機 2 圧縮機 3 凝縮器 4 受液器 5 膨張弁 6 蒸発器 7 冷媒管 8 冷却水往管 9 制御弁 10 冷却塔 11 冷却水復管 12 冷却水ポンプ 13 バイパス管 14 温度センサ 15 冷却水枝管 16 熱交換器 17 ブライン往管 18 冷却器 19 ブライン復管 20 ブラインポンプ 21 切替弁 22 ブライン枝管 23 温度センサ 24 三方弁 25、26 開閉弁 V1 、V2 流量設定弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧縮機、凝縮器および蒸発器よりなる冷凍
    機の蒸発器と負荷側の冷却器との間がブライン往管およ
    び同復管で接続されてポンプによりブラインを循環させ
    るブライン回路と、冷凍機の凝縮器と冷却塔との間が冷
    却水往管および同復管で接続されてポンプにより冷却水
    を循環させる冷却水回路を備える冷却装置において、
    (a) 一端が前記冷却水復管の上流側に接続され、他端が
    同復管の下流側に接続された冷却水枝管に、冷却水復管
    からの冷却水と、ブライン回路における冷却器からのブ
    ラインとを熱交換をさせるための熱交換器を設け、(b)
    前記ブライン復管の上流側に一端を接続したブライン枝
    管の他端を前記熱交換器を介してブライン復管の下流側
    に接続し、(c) 前記ブライン復管に、蒸発器入口におけ
    るブライン温度が所定の温度以上である場合は蒸発器側
    に開となってブラインを蒸発器に流し、同ブライン温度
    が所定の温度よりも低い場合は前記ブライン枝管側に開
    となってブラインを熱交換器側に流す切替弁を設けてな
    る冷却装置。
JP17673995A 1995-06-20 1995-06-20 冷却装置 Pending JPH094881A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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