JPH1114221A - 冷却設備及びその運転方法 - Google Patents
冷却設備及びその運転方法Info
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- JPH1114221A JPH1114221A JP16716997A JP16716997A JPH1114221A JP H1114221 A JPH1114221 A JP H1114221A JP 16716997 A JP16716997 A JP 16716997A JP 16716997 A JP16716997 A JP 16716997A JP H1114221 A JPH1114221 A JP H1114221A
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- temperature
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Abstract
(57)【要約】
【課題】冷凍機の出口温度を所定温度に維持することが
でき、しかも効率の良い運転を行なうことができる。 【解決手段】冷凍機１２出口の冷媒温度が所定温度より
も低くなる時には、冷媒流量を設計流量に維持したまま
で、蓄熱槽３６に貯留されている冷媒と循環路１６を流
れる過冷却の冷媒とを部分的に交換し、過冷却分の冷熱
を蓄熱槽３６に蓄熱しながら、冷凍機１２入口の冷媒温
度を上げて冷凍機１２出口の冷媒温度を所定温度に維持
する。そして、冷凍機１２出口の冷媒温度が所定温度よ
りも高くなる時には、冷媒の循環流量を絞って冷凍機１
２の冷却能力が低下した状態でも冷凍機１２出口の冷媒
温度が所定温度に維持されるようにする。
でき、しかも効率の良い運転を行なうことができる。 【解決手段】冷凍機１２出口の冷媒温度が所定温度より
も低くなる時には、冷媒流量を設計流量に維持したまま
で、蓄熱槽３６に貯留されている冷媒と循環路１６を流
れる過冷却の冷媒とを部分的に交換し、過冷却分の冷熱
を蓄熱槽３６に蓄熱しながら、冷凍機１２入口の冷媒温
度を上げて冷凍機１２出口の冷媒温度を所定温度に維持
する。そして、冷凍機１２出口の冷媒温度が所定温度よ
りも高くなる時には、冷媒の循環流量を絞って冷凍機１
２の冷却能力が低下した状態でも冷凍機１２出口の冷媒
温度が所定温度に維持されるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却設備及びその運
転方法に係り、特に、冷却塔からの冷水温度により冷却
能力が影響を受ける冷凍機と、被冷却機器との間の循環
路に冷媒を循環させて被冷却機器を冷却する冷却設備と
その運転方法に関する。
転方法に係り、特に、冷却塔からの冷水温度により冷却
能力が影響を受ける冷凍機と、被冷却機器との間の循環
路に冷媒を循環させて被冷却機器を冷却する冷却設備と
その運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】冷却塔を組み合わせたタイプの冷凍機
は、ビールを冷却する冷却タンクや化学プラントにおけ
る反応タンクを冷却する冷熱源機器として広く使用され
ている。これらの冷却タンクや反応タンクは、ビールの
品質維持或いは反応速度の制御のために極めて高精度の
温度管理が要求される。例えば、ビールの冷却タンクの
場合には、冷凍機出口の冷媒温度を一定値、具体的には
−５°Ｃ±０．５°Ｃの範囲に制御することが必要であ
る。尚、ここで冷媒とは２次冷媒のことをいう。
は、ビールを冷却する冷却タンクや化学プラントにおけ
る反応タンクを冷却する冷熱源機器として広く使用され
ている。これらの冷却タンクや反応タンクは、ビールの
品質維持或いは反応速度の制御のために極めて高精度の
温度管理が要求される。例えば、ビールの冷却タンクの
場合には、冷凍機出口の冷媒温度を一定値、具体的には
−５°Ｃ±０．５°Ｃの範囲に制御することが必要であ
る。尚、ここで冷媒とは２次冷媒のことをいう。
【０００３】ところで、冷凍機の冷却能力（Ｑ）は、Ｑ
＝Ｌ×γ×ｃ×（ｔ1 −ｔ2 ） 〔Ｋｃａｌ／時間〕の
式で表される。 Ｌ ：冷媒流量（ｍ3 ／時間） γ ：比重 ｃ ：比熱 ｔ1 ：冷凍機入口の冷媒温度 ｔ2 ：冷凍機出口の冷媒温度 そして、冷凍機の設計冷却能力（Ｑ）は、一般に設計冷
却能力（Ｑ）と冷媒流量（Ｌ）を対応させ、夏季の平均
的気温の場合に被冷却機器を設計通りに冷却できるよう
に冷媒流量（Ｌ）を固定している。
＝Ｌ×γ×ｃ×（ｔ1 −ｔ2 ） 〔Ｋｃａｌ／時間〕の
式で表される。 Ｌ ：冷媒流量（ｍ3 ／時間） γ ：比重 ｃ ：比熱 ｔ1 ：冷凍機入口の冷媒温度 ｔ2 ：冷凍機出口の冷媒温度 そして、冷凍機の設計冷却能力（Ｑ）は、一般に設計冷
却能力（Ｑ）と冷媒流量（Ｌ）を対応させ、夏季の平均
的気温の場合に被冷却機器を設計通りに冷却できるよう
に冷媒流量（Ｌ）を固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示すように、冷却塔を組み込んだこの種の冷凍機は、夏
季、冬季、春秋の中間季、或いは昼夜において冷却塔か
ら冷凍機に送られる冷水温度が変動するために冷凍機の
冷却能力（出力）がＱ1 〜Ｑ3 まで変動する。この為、
夏季の中で最も気温の高い最盛季における冷却能力Ｑ1
は、設計冷却能力（Ｑ）よりも低く冷却不足となるた
め、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値よりも高くなってし
まう。反対に、中間季の冷却能力Ｑ2 や冬季の冷却能力
Ｑ3 は、設計冷却能力（Ｑ）よりも高く過冷却となるた
め、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値よりも低くなってし
まう。過冷却の対策として冷凍機を断続運転させること
も考えられるが、断続運転は冷凍機の運転効率の点から
も好ましくない。即ち、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値
になるのは、設計冷却能力（Ｑ）での運転が可能な夏季
の平均気温の時のみである。
示すように、冷却塔を組み込んだこの種の冷凍機は、夏
季、冬季、春秋の中間季、或いは昼夜において冷却塔か
ら冷凍機に送られる冷水温度が変動するために冷凍機の
冷却能力（出力）がＱ1 〜Ｑ3 まで変動する。この為、
夏季の中で最も気温の高い最盛季における冷却能力Ｑ1
は、設計冷却能力（Ｑ）よりも低く冷却不足となるた
め、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値よりも高くなってし
まう。反対に、中間季の冷却能力Ｑ2 や冬季の冷却能力
Ｑ3 は、設計冷却能力（Ｑ）よりも高く過冷却となるた
め、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値よりも低くなってし
まう。過冷却の対策として冷凍機を断続運転させること
も考えられるが、断続運転は冷凍機の運転効率の点から
も好ましくない。即ち、冷凍機の出口温度ｔ2 が所定値
になるのは、設計冷却能力（Ｑ）での運転が可能な夏季
の平均気温の時のみである。
【０００５】従って、冷凍機出口の冷媒温度を所定温度
に常時維持できなくなるので、被冷却機器を精度良く温
度管理できないという欠点がある。この結果、被冷却機
器が例えばビールの冷却タンクの場合にはビールの品質
を保証できなくなる。また、冷凍機の冷却能力は、上記
季節変動にかぎらず、起動直後から定常運転状態になる
までの間でもＱ0 からＱ3 まで変動し、この対策が被冷
却機器を精度良く温度管理する上での課題となってい
る。
に常時維持できなくなるので、被冷却機器を精度良く温
度管理できないという欠点がある。この結果、被冷却機
器が例えばビールの冷却タンクの場合にはビールの品質
を保証できなくなる。また、冷凍機の冷却能力は、上記
季節変動にかぎらず、起動直後から定常運転状態になる
までの間でもＱ0 からＱ3 まで変動し、この対策が被冷
却機器を精度良く温度管理する上での課題となってい
る。
【０００６】従来、起動直後から定常運転状態になるま
での間の冷却能力の変動については、図３に示すよう
に、冷凍機１と冷却タンク２とを繋ぐ往路ライン３及び
復路ライン４の間にバイパスライン５を設け、バイパス
ライン５と復路ライン４の接点に三方弁６を設けること
により解消していた。即ち、冷凍機１の起動直後の冷却
能力の小さい時は、循環ポンプ７で循環させる冷媒の大
部分をバイパスライン５を介して冷凍機１に戻し、冷却
能力の上昇に応じてバイパスライン５を介して冷凍機１
に戻す冷媒量を減らしていく方法である。
での間の冷却能力の変動については、図３に示すよう
に、冷凍機１と冷却タンク２とを繋ぐ往路ライン３及び
復路ライン４の間にバイパスライン５を設け、バイパス
ライン５と復路ライン４の接点に三方弁６を設けること
により解消していた。即ち、冷凍機１の起動直後の冷却
能力の小さい時は、循環ポンプ７で循環させる冷媒の大
部分をバイパスライン５を介して冷凍機１に戻し、冷却
能力の上昇に応じてバイパスライン５を介して冷凍機１
に戻す冷媒量を減らしていく方法である。
【０００７】しかし、従来の対策では、冷媒温度を所定
温度まで冷却するのに長時間かかると共に、起動直後は
大部分の冷媒がバイパスラインに流れるので、バイパス
ラインの配管を太くしなくてはならずランニングコスト
を含めたコストアップになるという欠点がある。このよ
うに、冷却塔を組み込んだ冷凍機を備えた従来の冷却設
備は、季節や昼夜による冷却能力の変動に対応できない
と共に、起動から定常運転までの間の冷却能力の変動に
も十分対応することができず、冷凍機出口の冷媒温度が
変動していた。
温度まで冷却するのに長時間かかると共に、起動直後は
大部分の冷媒がバイパスラインに流れるので、バイパス
ラインの配管を太くしなくてはならずランニングコスト
を含めたコストアップになるという欠点がある。このよ
うに、冷却塔を組み込んだ冷凍機を備えた従来の冷却設
備は、季節や昼夜による冷却能力の変動に対応できない
と共に、起動から定常運転までの間の冷却能力の変動に
も十分対応することができず、冷凍機出口の冷媒温度が
変動していた。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みて成された
もので、冷凍機の冷却能力が季節や昼夜、更には起動か
ら定常運転において変動しても、冷凍機出口の冷媒温度
を常に所定温度に維持することができる冷却設備とその
運転方法を提案することを目的とする。
もので、冷凍機の冷却能力が季節や昼夜、更には起動か
ら定常運転において変動しても、冷凍機出口の冷媒温度
を常に所定温度に維持することができる冷却設備とその
運転方法を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
る為に、冷凍機と被冷却機器との間の循環路に冷媒を循
環させて前記被冷却機器を冷却する冷却設備に於いて、
前記循環路に冷媒を循環させると共に循環量の可変可能
な循環用ポンプと、前記冷凍機出口の冷媒温度を測定す
る温度センサーと、冷媒が貯留されると共に前記循環路
との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽と、前記蓄熱槽と前記
循環路との間で冷媒を交換する交換手段と、前記温度セ
ンサーで検出される冷媒が所定温度になるように前記循
環用ポンプと前記交換手段を制御する制御手段と、から
成ることを特徴とする。
る為に、冷凍機と被冷却機器との間の循環路に冷媒を循
環させて前記被冷却機器を冷却する冷却設備に於いて、
前記循環路に冷媒を循環させると共に循環量の可変可能
な循環用ポンプと、前記冷凍機出口の冷媒温度を測定す
る温度センサーと、冷媒が貯留されると共に前記循環路
との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽と、前記蓄熱槽と前記
循環路との間で冷媒を交換する交換手段と、前記温度セ
ンサーで検出される冷媒が所定温度になるように前記循
環用ポンプと前記交換手段を制御する制御手段と、から
成ることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は前記目的を達成する為に、
被冷却機器と冷凍機との間の循環路に冷媒を循環させて
前記被冷却機器を冷却する冷却設備の運転方法に於い
て、前記冷凍機の冷却能力が上昇して冷媒が過冷却とな
り冷凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも低くなる時に
は、前記循環路との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽に貯留
されている冷媒と前記循環路を流れる過冷却の冷媒とを
部分的に交換することにより、前記過冷却分の冷熱を前
記蓄熱槽に蓄熱しながら冷凍機入口の冷媒温度を上げて
前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に定値制御す
る操作と、前記冷却能力が低下して冷媒が冷却不足とな
り冷凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも高くなる時に
は、前記循環路を流れる冷媒流量を設計流量以下に絞る
ことにより前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に
定値制御する操作と、前記冷凍機出口の冷媒温度が所定
温度よりも高くなる時に前記蓄熱槽に前記循環路を流れ
る冷媒よりも低温の冷媒が貯留されている場合には、蓄
熱槽に貯留されている冷媒と前記循環路を流れる冷媒と
を部分的に交換して冷媒温度を下げることにより前記冷
媒流量の絞りを小さくしながら前記冷凍機出口の冷媒温
度を前記所定温度に定値制御する操作と、の中から何れ
かの操作を選択することにより前記冷凍機の冷却能力の
変動に応じて前記冷凍機出口の冷媒温度を所定温度に定
値制御することを特徴とする。
被冷却機器と冷凍機との間の循環路に冷媒を循環させて
前記被冷却機器を冷却する冷却設備の運転方法に於い
て、前記冷凍機の冷却能力が上昇して冷媒が過冷却とな
り冷凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも低くなる時に
は、前記循環路との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽に貯留
されている冷媒と前記循環路を流れる過冷却の冷媒とを
部分的に交換することにより、前記過冷却分の冷熱を前
記蓄熱槽に蓄熱しながら冷凍機入口の冷媒温度を上げて
前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に定値制御す
る操作と、前記冷却能力が低下して冷媒が冷却不足とな
り冷凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも高くなる時に
は、前記循環路を流れる冷媒流量を設計流量以下に絞る
ことにより前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に
定値制御する操作と、前記冷凍機出口の冷媒温度が所定
温度よりも高くなる時に前記蓄熱槽に前記循環路を流れ
る冷媒よりも低温の冷媒が貯留されている場合には、蓄
熱槽に貯留されている冷媒と前記循環路を流れる冷媒と
を部分的に交換して冷媒温度を下げることにより前記冷
媒流量の絞りを小さくしながら前記冷凍機出口の冷媒温
度を前記所定温度に定値制御する操作と、の中から何れ
かの操作を選択することにより前記冷凍機の冷却能力の
変動に応じて前記冷凍機出口の冷媒温度を所定温度に定
値制御することを特徴とする。
【００１１】本発明は、冷凍機出口の冷媒温度を所定温
度に定値制御するために、循環路に循環する循環量と、
循環路との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽とを組み合わせ
たものである。即ち、本発明によれば、冷凍機の冷却能
力が上がって過冷却にとなるために、冷凍機出口の冷媒
温度が所定温度よりも低くなる時には、冷媒流量を設計
流量以上に上げるとオーバロードになる。従って、この
場合には、蓄熱槽に貯留されている冷媒と循環路を流れ
る過冷却の冷媒とを部分的に交換し、過冷却分の冷熱を
蓄熱槽に蓄熱しながら、冷凍機入口の冷媒温度を上げて
前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に維持する。
度に定値制御するために、循環路に循環する循環量と、
循環路との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽とを組み合わせ
たものである。即ち、本発明によれば、冷凍機の冷却能
力が上がって過冷却にとなるために、冷凍機出口の冷媒
温度が所定温度よりも低くなる時には、冷媒流量を設計
流量以上に上げるとオーバロードになる。従って、この
場合には、蓄熱槽に貯留されている冷媒と循環路を流れ
る過冷却の冷媒とを部分的に交換し、過冷却分の冷熱を
蓄熱槽に蓄熱しながら、冷凍機入口の冷媒温度を上げて
前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に維持する。
【００１２】また、冷凍機の冷却能力が設計冷却能力よ
り低下し冷却不足となるために、冷凍機出口の冷媒温度
が所定温度よりも高くなる時には、冷媒の循環流量を絞
って冷凍機の冷却能力が低下した状態でも冷凍機出口の
冷媒温度が所定温度に維持されるようにする。この時、
冷媒流量を絞り量にも限界があるので（絞り過ぎると冷
凍機が停止してしまう）、その場合は、蓄熱槽に貯留さ
れている循環路の冷媒よりも低温な冷媒と前記循環路を
流れる冷媒とを部分的に交換して冷媒温度を下げること
により、冷媒流量の絞りを小さくする。
り低下し冷却不足となるために、冷凍機出口の冷媒温度
が所定温度よりも高くなる時には、冷媒の循環流量を絞
って冷凍機の冷却能力が低下した状態でも冷凍機出口の
冷媒温度が所定温度に維持されるようにする。この時、
冷媒流量を絞り量にも限界があるので（絞り過ぎると冷
凍機が停止してしまう）、その場合は、蓄熱槽に貯留さ
れている循環路の冷媒よりも低温な冷媒と前記循環路を
流れる冷媒とを部分的に交換して冷媒温度を下げること
により、冷媒流量の絞りを小さくする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る冷却設備及びその運転方法の好ましい実施の形態につ
いて詳説する。図１は、本発明に係る冷却設備１０の全
体構成図であり、冷凍機１２で冷却する被冷却機器とし
て−５°Ｃ±０．５°Ｃのように高精度の温度管理が必
要なビールの冷却タンク１４の例で以下に説明する。
る冷却設備及びその運転方法の好ましい実施の形態につ
いて詳説する。図１は、本発明に係る冷却設備１０の全
体構成図であり、冷凍機１２で冷却する被冷却機器とし
て−５°Ｃ±０．５°Ｃのように高精度の温度管理が必
要なビールの冷却タンク１４の例で以下に説明する。
【００１４】図１に示すように、冷凍機１２と冷却タン
ク１４の間には、冷媒を循環する循環路１６が形成され
る。冷凍機１２には冷却塔１８が組み合わされ、冷凍機
１２から放出される熱が冷却塔１８と冷凍機１２の間の
配設された冷水循環路２０を流れる冷水により冷却され
る。これにより、冷凍機１２の冷却能力は、冷水循環路
２０を流れる冷水の温度が季節或いは昼夜により変動す
ると、その影響を受けて変動する。冷凍機１２として
は、例えば往復冷凍機、遠心冷凍機、吸収冷凍機を用い
ることができ、冷媒としては、ブラインや水を使用する
ことができる。
ク１４の間には、冷媒を循環する循環路１６が形成され
る。冷凍機１２には冷却塔１８が組み合わされ、冷凍機
１２から放出される熱が冷却塔１８と冷凍機１２の間の
配設された冷水循環路２０を流れる冷水により冷却され
る。これにより、冷凍機１２の冷却能力は、冷水循環路
２０を流れる冷水の温度が季節或いは昼夜により変動す
ると、その影響を受けて変動する。冷凍機１２として
は、例えば往復冷凍機、遠心冷凍機、吸収冷凍機を用い
ることができ、冷媒としては、ブラインや水を使用する
ことができる。
【００１５】冷媒を循環する循環路１６は、冷凍機１２
から冷却タンク１４への往路ライン２２と、冷却タンク
１４から冷凍機１２への復路ライン２４とで形成され、
往路ライン２２の冷凍機１２出口近傍には、冷凍機１２
出口の冷媒温度を測定する温度センサー２６が設けられ
る。この温度センサー２６で検出された冷媒温度は信号
ケーブル２８を介してコントローラ３０に出力される。
から冷却タンク１４への往路ライン２２と、冷却タンク
１４から冷凍機１２への復路ライン２４とで形成され、
往路ライン２２の冷凍機１２出口近傍には、冷凍機１２
出口の冷媒温度を測定する温度センサー２６が設けられ
る。この温度センサー２６で検出された冷媒温度は信号
ケーブル２８を介してコントローラ３０に出力される。
【００１６】往路ライン２２と復路ライン２４との間で
冷凍機１２側には、バイパスライン３２が設けられ、バ
イパスライン３２にはバイパスポンプ３４が設けられ
る。このバイパスポンプ３４は冷凍機１２が停止しない
程度の流量で且つ温度センサー２６で冷媒温度を検出で
きる最低量の冷媒流量を冷凍機との間で循環可能な能力
のものが使用される。バイパスポンプ３４は信号ケーブ
ル３５を介してコントローラ３０に接続される。
冷凍機１２側には、バイパスライン３２が設けられ、バ
イパスライン３２にはバイパスポンプ３４が設けられ
る。このバイパスポンプ３４は冷凍機１２が停止しない
程度の流量で且つ温度センサー２６で冷媒温度を検出で
きる最低量の冷媒流量を冷凍機との間で循環可能な能力
のものが使用される。バイパスポンプ３４は信号ケーブ
ル３５を介してコントローラ３０に接続される。
【００１７】往路ライン２２と復路ライン２４との間で
冷却タンク１４側には、蓄熱槽３６が設けられる。この
蓄熱槽３６は、高い保冷効果を有すると共に、第１槽３
６Ａと第２槽３６Ｂに区画され、それぞれの槽３６Ａ、
３６Ｂには循環路１６を流れる冷媒と同じ冷媒が貯留さ
れる。そして、第１槽３６Ａと復路ライン２４とが第１
の連通ライン３８により連通され、第２槽３６Ｂと往路
ライン２２とが第２の連通ライン４０により連通され
る。また、復路ライン２４で蓄熱槽３６よりも冷凍機１
２側に第１の循環用ポンプ４２が設けられ、往路ライン
２２で蓄熱槽３６よりも冷却タンク１４側に第２の循環
用ポンプ４４が設けられる。
冷却タンク１４側には、蓄熱槽３６が設けられる。この
蓄熱槽３６は、高い保冷効果を有すると共に、第１槽３
６Ａと第２槽３６Ｂに区画され、それぞれの槽３６Ａ、
３６Ｂには循環路１６を流れる冷媒と同じ冷媒が貯留さ
れる。そして、第１槽３６Ａと復路ライン２４とが第１
の連通ライン３８により連通され、第２槽３６Ｂと往路
ライン２２とが第２の連通ライン４０により連通され
る。また、復路ライン２４で蓄熱槽３６よりも冷凍機１
２側に第１の循環用ポンプ４２が設けられ、往路ライン
２２で蓄熱槽３６よりも冷却タンク１４側に第２の循環
用ポンプ４４が設けられる。
【００１８】これら第１及び第２の循環用ポンプ４２、
４４は冷媒流量を可変できるように回転数が可変可能に
形成される。そして、第１及び第２の循環用ポンプ４
２、４４は、それぞれの信号ケーブル４６、４８を介し
てコントローラ３０に接続される。従って、コントロー
ラ３０からの指示により第１の循環用ポンプ４２の回転
数を第２の循環用ポンプ４４の回転数よりも大きくする
と、第１の循環用ポンプ４２の冷媒搬送能力が、第２の
循環用ポンプ４４の冷媒搬送能力よりも大きくなるの
で、第１槽３６Ａに貯留されていた冷媒の一部が復路ラ
イン２４に吸い込まれ、吸い込まれた量に相当する往路
ライン２２の冷媒が第２槽３６Ｂ内に押し込まれる。こ
れにより、蓄熱槽３６の冷媒と循環路１６の冷媒とを部
分的に交換することができる。この蓄熱槽３６の冷媒と
循環路１６の冷媒との部分的交換により、蓄熱槽３６の
第２槽３６Ｂには過冷却された低温の冷媒が貯留される
ことになる。また、第１槽３６Ａに貯留される冷媒温度
は、特に冷却されていないために比較的高めの品温であ
るが、蓄熱槽ポンプ５２により第１槽３６Ａの冷媒と第
２槽３６Ｂの冷媒とを交換することにより第１槽３６Ａ
に低温の冷媒を貯留することができる。
４４は冷媒流量を可変できるように回転数が可変可能に
形成される。そして、第１及び第２の循環用ポンプ４
２、４４は、それぞれの信号ケーブル４６、４８を介し
てコントローラ３０に接続される。従って、コントロー
ラ３０からの指示により第１の循環用ポンプ４２の回転
数を第２の循環用ポンプ４４の回転数よりも大きくする
と、第１の循環用ポンプ４２の冷媒搬送能力が、第２の
循環用ポンプ４４の冷媒搬送能力よりも大きくなるの
で、第１槽３６Ａに貯留されていた冷媒の一部が復路ラ
イン２４に吸い込まれ、吸い込まれた量に相当する往路
ライン２２の冷媒が第２槽３６Ｂ内に押し込まれる。こ
れにより、蓄熱槽３６の冷媒と循環路１６の冷媒とを部
分的に交換することができる。この蓄熱槽３６の冷媒と
循環路１６の冷媒との部分的交換により、蓄熱槽３６の
第２槽３６Ｂには過冷却された低温の冷媒が貯留される
ことになる。また、第１槽３６Ａに貯留される冷媒温度
は、特に冷却されていないために比較的高めの品温であ
るが、蓄熱槽ポンプ５２により第１槽３６Ａの冷媒と第
２槽３６Ｂの冷媒とを交換することにより第１槽３６Ａ
に低温の冷媒を貯留することができる。
【００１９】また、第１槽３６Ａと第２槽３６Ｂの間に
も流路５０が設けられ、流路５０には正逆回転可能な蓄
熱槽ポンプ５２が設けられ、この貯留槽ポンプ５２は信
号ケーブル５４を介してコントローラ３０に接続され
る。これにより、コントローラ３０からの指示により蓄
熱槽ポンプ５２を作動させることにより、第１槽３６Ａ
と第２槽３６Ｂの間でも冷媒の交換を行うことができ
る。
も流路５０が設けられ、流路５０には正逆回転可能な蓄
熱槽ポンプ５２が設けられ、この貯留槽ポンプ５２は信
号ケーブル５４を介してコントローラ３０に接続され
る。これにより、コントローラ３０からの指示により蓄
熱槽ポンプ５２を作動させることにより、第１槽３６Ａ
と第２槽３６Ｂの間でも冷媒の交換を行うことができ
る。
【００２０】次に、上記の如く構成された冷却設備１０
の運転方法について冷凍機１２出口の冷媒温度を−５°
Ｃに制御する場合で説明する。尚、冷凍機１２の設計冷
却能力（Ｑ）を夏場の平均気温の時に冷却タンク１４内
のビールを−５°Ｃに管理可能なように設計したものと
する。先ず、冷凍機１２の起動時の運転方法について説
明する。
の運転方法について冷凍機１２出口の冷媒温度を−５°
Ｃに制御する場合で説明する。尚、冷凍機１２の設計冷
却能力（Ｑ）を夏場の平均気温の時に冷却タンク１４内
のビールを−５°Ｃに管理可能なように設計したものと
する。先ず、冷凍機１２の起動時の運転方法について説
明する。
【００２１】冷凍機１２の起動時には、第１及び第２の
循環用ポンプ４２、４４を停止した状態でバイパスポン
プ３４を作動させる。これにより、冷凍機１２が停止し
ない程度で、且つ温度センサー２６が検出するのに必要
な最低量の冷媒がバイパスライン３４と冷凍機１２の間
で循環される。コントローラ３０は、温度センサー２６
からの信号により冷媒温度が−５°Ｃになった時点でバ
イパスポンプから第１及び第２の循環用ポンプ４２、４
４に切り換える。この時、第１及び第２の循環用ポンプ
４２、４４の回転数をバイパスポンプ３４の回転数に合
わせる。そして、冷凍機１２が立上がるに従って増加す
る冷却能力に対応させて第１及び第２の循環用ポンプ４
２、４４の回転数を上げていく。これにより、冷媒温度
を速やかに−５°Ｃにすることができると共に、−５°
Ｃに維持したまま冷媒流量を設計流量まで上昇させてい
くことができる。
循環用ポンプ４２、４４を停止した状態でバイパスポン
プ３４を作動させる。これにより、冷凍機１２が停止し
ない程度で、且つ温度センサー２６が検出するのに必要
な最低量の冷媒がバイパスライン３４と冷凍機１２の間
で循環される。コントローラ３０は、温度センサー２６
からの信号により冷媒温度が−５°Ｃになった時点でバ
イパスポンプから第１及び第２の循環用ポンプ４２、４
４に切り換える。この時、第１及び第２の循環用ポンプ
４２、４４の回転数をバイパスポンプ３４の回転数に合
わせる。そして、冷凍機１２が立上がるに従って増加す
る冷却能力に対応させて第１及び第２の循環用ポンプ４
２、４４の回転数を上げていく。これにより、冷媒温度
を速やかに−５°Ｃにすることができると共に、−５°
Ｃに維持したまま冷媒流量を設計流量まで上昇させてい
くことができる。
【００２２】次に、冷凍機１２の定常運転時において季
節や昼夜に対応した運転方法について説明する。この場
合も冷凍機１２出口に設けた温度センサー２６の検出温
度は、コントローラ３０に逐次出力される。そして、夏
季の最盛季に、冷却塔１８の冷水温度が高くなって冷凍
機１２の冷却能力が、例えば設計冷却能力（１００％）
の７０％に低下し、温度センサー２６の検出温度が−５
°Ｃよりも高くなると、コントローラ３０は、第１の循
環用ポンプ４２と第２の循環用ポンプ４４の回転数を小
さくして循環路１６を流れる冷媒の流量を例えば７０％
に低減する。通常、冷凍機１２の冷却能力と冷媒流量は
１対１の関係で対応する。この冷媒流量の絞りは、検出
温度の上昇に追従させて連続的行われる。これにより、
冷凍機１２が冷却能力７０％で運転しても冷凍機１２出
口の冷媒温度を−５°Ｃに定値制御することができる。
節や昼夜に対応した運転方法について説明する。この場
合も冷凍機１２出口に設けた温度センサー２６の検出温
度は、コントローラ３０に逐次出力される。そして、夏
季の最盛季に、冷却塔１８の冷水温度が高くなって冷凍
機１２の冷却能力が、例えば設計冷却能力（１００％）
の７０％に低下し、温度センサー２６の検出温度が−５
°Ｃよりも高くなると、コントローラ３０は、第１の循
環用ポンプ４２と第２の循環用ポンプ４４の回転数を小
さくして循環路１６を流れる冷媒の流量を例えば７０％
に低減する。通常、冷凍機１２の冷却能力と冷媒流量は
１対１の関係で対応する。この冷媒流量の絞りは、検出
温度の上昇に追従させて連続的行われる。これにより、
冷凍機１２が冷却能力７０％で運転しても冷凍機１２出
口の冷媒温度を−５°Ｃに定値制御することができる。
【００２３】しかし、冷媒流量を絞り過ぎると冷凍機１
２が停止してしまうので（図２のＬ B 参照）、冷媒流量
の絞りだけでは限界がある。この場合には、蓄熱槽３６
に貯留され循環路１６の冷媒よりも低温な冷媒と、循環
路１６を流れる冷媒とを部分的に交換して冷媒温度を下
げることにより、冷媒流量の絞りを小さくする。例え
ば、冷却塔の冷水温度が下がり且つ冷却タンク１４の冷
却負荷も小さい夜間時に、蓄熱運転を行って、−５°Ｃ
以下の過冷却分の冷熱を蓄熱槽３６の第１及び第２槽３
６Ａ、３６Ｂに蓄熱しておく。そして、昼間の運転にお
いて、第１の循環用ポンプ４２の回転数を第２の循環用
ポンプ４４の回転数よりも大きくする。これにより、第
１槽３６Ａから復路ライン２４に低温の冷媒が吸い込ま
れる一方、往路ライン２２を流れる冷媒が第１槽３６Ａ
に吸い込まれた量だけ第２槽３６Ｂに押し込まれる。従
って、冷凍機１２入口の冷媒温度を下げて冷凍機１２の
負荷を低減することができるので、冷媒流量の絞りを小
さくすることができる。また、夜間に蓄熱槽３６に蓄熱
した冷熱量が多い時には、冷媒流量を全く絞らずに運転
することも可能である。
２が停止してしまうので（図２のＬ B 参照）、冷媒流量
の絞りだけでは限界がある。この場合には、蓄熱槽３６
に貯留され循環路１６の冷媒よりも低温な冷媒と、循環
路１６を流れる冷媒とを部分的に交換して冷媒温度を下
げることにより、冷媒流量の絞りを小さくする。例え
ば、冷却塔の冷水温度が下がり且つ冷却タンク１４の冷
却負荷も小さい夜間時に、蓄熱運転を行って、−５°Ｃ
以下の過冷却分の冷熱を蓄熱槽３６の第１及び第２槽３
６Ａ、３６Ｂに蓄熱しておく。そして、昼間の運転にお
いて、第１の循環用ポンプ４２の回転数を第２の循環用
ポンプ４４の回転数よりも大きくする。これにより、第
１槽３６Ａから復路ライン２４に低温の冷媒が吸い込ま
れる一方、往路ライン２２を流れる冷媒が第１槽３６Ａ
に吸い込まれた量だけ第２槽３６Ｂに押し込まれる。従
って、冷凍機１２入口の冷媒温度を下げて冷凍機１２の
負荷を低減することができるので、冷媒流量の絞りを小
さくすることができる。また、夜間に蓄熱槽３６に蓄熱
した冷熱量が多い時には、冷媒流量を全く絞らずに運転
することも可能である。
【００２４】また、冬季のように冷却塔１８の冷水温度
が低くなって冷凍機１２の冷却能力が、例えば設計冷却
能力の１３０％になり、過冷却のために冷凍機１２出口
の冷媒温度が−５°Ｃよりも低くなる場合、冷媒流量を
設計流量以上に上げるとオーバロードになる。従って、
この場合は、コントローラ３０で、第１の循環用ポンプ
４２の回転数を設計流量を維持できる回転数に制御する
と共に、第１の循環用ポンプ４２の回転数を第２の循環
用ポンプ４４の回転数よりも大きくする。これにより、
第１槽３６Ａ内の冷媒が複路ライン２４に吸い込まれて
復路ライン２４の冷媒温度を上昇させる一方、往路ライ
ンを流れる５°Ｃ以下の過冷却の冷媒が前記第１の槽に
吸い込まれた量だけ第２の槽に押し込まれる。これによ
り、蓄熱槽３６に貯留されている冷媒と循環路１６を流
れる過冷却の冷媒とを部分的に交換される。従って、冷
媒流量を設計流量に維持したままで、蓄熱槽３６に過冷
却分の冷熱を蓄熱しながら、冷凍機１２入口の冷媒温度
を上げて冷凍機１２出口の冷媒温度を−５°Ｃに定値維
持することができる。蓄熱槽３６の冷媒と循環路１６の
冷媒を交換する冷媒量は、コントローラ３０が温度セン
サー２６で検出される冷媒温度に基づいて−５°Ｃにな
るように第１及び第２の循環用ポンプ４２、４４の回転
数差を制御すると良い。
が低くなって冷凍機１２の冷却能力が、例えば設計冷却
能力の１３０％になり、過冷却のために冷凍機１２出口
の冷媒温度が−５°Ｃよりも低くなる場合、冷媒流量を
設計流量以上に上げるとオーバロードになる。従って、
この場合は、コントローラ３０で、第１の循環用ポンプ
４２の回転数を設計流量を維持できる回転数に制御する
と共に、第１の循環用ポンプ４２の回転数を第２の循環
用ポンプ４４の回転数よりも大きくする。これにより、
第１槽３６Ａ内の冷媒が複路ライン２４に吸い込まれて
復路ライン２４の冷媒温度を上昇させる一方、往路ライ
ンを流れる５°Ｃ以下の過冷却の冷媒が前記第１の槽に
吸い込まれた量だけ第２の槽に押し込まれる。これによ
り、蓄熱槽３６に貯留されている冷媒と循環路１６を流
れる過冷却の冷媒とを部分的に交換される。従って、冷
媒流量を設計流量に維持したままで、蓄熱槽３６に過冷
却分の冷熱を蓄熱しながら、冷凍機１２入口の冷媒温度
を上げて冷凍機１２出口の冷媒温度を−５°Ｃに定値維
持することができる。蓄熱槽３６の冷媒と循環路１６の
冷媒を交換する冷媒量は、コントローラ３０が温度セン
サー２６で検出される冷媒温度に基づいて−５°Ｃにな
るように第１及び第２の循環用ポンプ４２、４４の回転
数差を制御すると良い。
【００２５】また、蓄熱槽３６に蓄熱された冷熱量が所
定以上、例えば昼間の冷凍機１２の運転に相当するまで
蓄熱されたら、冷凍機１２の運転を完全に停止して蓄熱
槽３６の冷熱だけで冷凍機１２出口の冷媒温度を定値制
御することもできる。この場合、冷凍機１２を短時間で
断続的に停止させると効率が悪いので、ある程度の長時
間運転が可能な程度まで蓄熱槽３６に冷熱が蓄熱された
時点で冷凍機１２を停止することが好ましい。
定以上、例えば昼間の冷凍機１２の運転に相当するまで
蓄熱されたら、冷凍機１２の運転を完全に停止して蓄熱
槽３６の冷熱だけで冷凍機１２出口の冷媒温度を定値制
御することもできる。この場合、冷凍機１２を短時間で
断続的に停止させると効率が悪いので、ある程度の長時
間運転が可能な程度まで蓄熱槽３６に冷熱が蓄熱された
時点で冷凍機１２を停止することが好ましい。
【００２６】このように、季節、昼夜により冷凍機１２
の冷却能力が変動しても冷凍機１２出口の冷媒温度を常
時５°Ｃに維持することができる。また、冷却能力が設
計冷却能力よりも大きくなり、且つ蓄熱槽３６に冷熱が
蓄熱されていない時以外は、全て冷媒流量を設計流量に
維持できるので、冷凍機１２を効率良く運転することが
できる。
の冷却能力が変動しても冷凍機１２出口の冷媒温度を常
時５°Ｃに維持することができる。また、冷却能力が設
計冷却能力よりも大きくなり、且つ蓄熱槽３６に冷熱が
蓄熱されていない時以外は、全て冷媒流量を設計流量に
維持できるので、冷凍機１２を効率良く運転することが
できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の冷却設備
及びその運転方法によれば、冷凍機の冷却能力が変動し
ても冷凍機出口の冷媒温度を所定温度に定値制御するこ
とができる。また、冷凍機の冷却能力が変動に係わら
ず、冷媒流量を設計流量に維持することが可能なので、
冷凍機の高効率運転を行うことができる。
及びその運転方法によれば、冷凍機の冷却能力が変動し
ても冷凍機出口の冷媒温度を所定温度に定値制御するこ
とができる。また、冷凍機の冷却能力が変動に係わら
ず、冷媒流量を設計流量に維持することが可能なので、
冷凍機の高効率運転を行うことができる。
【図１】本発明の冷却設備の全体構成図
【図２】季節による冷凍機の冷却能力の変動、及び起動
から定常運転までの間の冷凍機の冷却能力の変動を説明
する説明図
から定常運転までの間の冷凍機の冷却能力の変動を説明
する説明図
【図３】従来の冷却設備の全体構成図
１０…冷却設備 １２…冷凍機 １４…冷却タンク １６…循環路 １８…冷却塔 ２２…往路ライン ２４…復路ライン ２６…温度センサー ３０…コントローラ ３２…バイパスライン ３４…バイパスポンプ ３６…蓄熱槽 ４２…第１の循環用ポンプ ４４…第２の循環用ポンプ ５２…蓄熱槽ポンプ
Claims (4)
- 【請求項１】冷凍機と被冷却機器との間の循環路に冷媒
を循環させて前記被冷却機器を冷却する冷却設備に於い
て、 前記循環路に冷媒を循環させると共に循環量の可変可能
な循環用ポンプと、 前記冷凍機出口の冷媒温度を測定する温度センサーと、 冷媒が貯留されると共に前記循環路との間で冷媒を交換
可能な蓄熱槽と、 前記蓄熱槽と前記循環路との間で冷媒を交換する交換手
段と、 前記温度センサーで検出される冷媒が所定温度になるよ
うに前記循環用ポンプと前記交換手段を制御する制御手
段と、 から成ることを特徴とする冷却設備。 - 【請求項２】前記循環路を形成する往路ラインと復路ラ
インとの間にバイパスラインを設けると共に、該バイパ
スラインにバイパス用ポンプを設け、 前記冷凍機の起動時には、前記循環用ポンプを停止した
状態で前記バイパス用ポンプにより前記冷凍機が停止し
ないで且つ前記温度センサーが検出するのに必要な最低
量の冷媒をバイパスラインに循環しておき、前記出口温
度が前記所定温度になった時点で前記バイパス用ポンプ
を停止して前記循環用ポンプを作動させると共に前記冷
凍機が立上がるに従って増加する冷却能力に対応させて
前記循環路を流れる冷媒流量を上げていくことを特徴と
する請求項２の冷却設備。 - 【請求項３】被冷却機器と冷凍機との間の循環路に冷媒
を循環させて前記被冷却機器を冷却する冷却設備の運転
方法に於いて、 前記冷凍機の冷却能力が上昇して冷媒が過冷却となり冷
凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも低くなる時には、
前記循環路との間で冷媒を交換可能な蓄熱槽に貯留され
ている冷媒と前記循環路を流れる過冷却の冷媒とを部分
的に交換することにより、前記過冷却分の冷熱を前記蓄
熱槽に蓄熱しながら冷凍機入口の冷媒温度を上げて前記
冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に定値制御する操
作と、 前記冷却能力が低下して冷媒が冷却不足となり冷凍機出
口の冷媒温度が所定温度よりも高くなる時には、前記循
環路を流れる冷媒流量を設計流量以下に絞ることにより
前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に定値制御す
る操作と、 前記冷凍機出口の冷媒温度が所定温度よりも高くなる時
に前記蓄熱槽に前記循環路を流れる冷媒よりも低温の冷
媒が貯留されている場合には、蓄熱槽に貯留されている
冷媒と前記循環路を流れる冷媒とを部分的に交換して冷
媒温度を下げることにより前記冷媒流量の絞りを小さく
しながら前記冷凍機出口の冷媒温度を前記所定温度に定
値制御する操作と、 の中から何れかの操作を選択することにより前記冷凍機
の冷却能力の変動に応じて前記冷凍機出口の冷媒温度を
所定温度に定値制御することを特徴とする冷却設備の運
転方法。 - 【請求項４】前記蓄熱槽の冷熱蓄熱量が所定以上になっ
たら、前記冷凍機の運転を停止して前記蓄熱槽の冷媒と
前記循環路の冷媒との交換のみで前記冷凍機出口の冷媒
温度を定値制御する操作を含むことを特徴とする請求項
１の冷却設備の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16716997A JPH1114221A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 冷却設備及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16716997A JPH1114221A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 冷却設備及びその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114221A true JPH1114221A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15844706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16716997A Pending JPH1114221A (ja) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | 冷却設備及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114221A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190517A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Daikin Ind Ltd | チリング式冷凍システム |
| JP2017048961A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 持田 裕美 | 熱交換装置、熱交換方法 |
| KR102196868B1 (ko) * | 2019-09-27 | 2020-12-30 | (주)에프티에너지 | 결빙용기 내 물 온도와 브라인 온도 간의 온도 차 설정을 통한 빙축열조 운전방법 |
-
1997
- 1997-06-24 JP JP16716997A patent/JPH1114221A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190517A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Daikin Ind Ltd | チリング式冷凍システム |
| JP2017048961A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 持田 裕美 | 熱交換装置、熱交換方法 |
| KR102196868B1 (ko) * | 2019-09-27 | 2020-12-30 | (주)에프티에너지 | 결빙용기 내 물 온도와 브라인 온도 간의 온도 차 설정을 통한 빙축열조 운전방법 |
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