JPS629461Y2 - - Google Patents

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JPS629461Y2
JPS629461Y2 JP1980057059U JP5705980U JPS629461Y2 JP S629461 Y2 JPS629461 Y2 JP S629461Y2 JP 1980057059 U JP1980057059 U JP 1980057059U JP 5705980 U JP5705980 U JP 5705980U JP S629461 Y2 JPS629461 Y2 JP S629461Y2
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cooling water
transmission
temperature
cooling
gear
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、冷凍機等を水冷する水冷システム
を設けてある空調設備等において、水冷システム
において冷却水を送水する冷却水ポンプの作動を
制御するポンプ作動制御装置に、関するものであ
る。
[Detailed description of the invention] This invention provides a pump operation control device that controls the operation of a cooling water pump that supplies cooling water in the water cooling system in air conditioning equipment, etc. that is equipped with a water cooling system that cools refrigerators, etc. It is related to

空調設備とか冷凍システムにおいて電動機によ
り駆動される送風フアンとか冷却水ポンプ等の回
転体の回転数を制御するために従来は周波数変換
器、流体継手、うず電流継手、或はインバータが
用いられて来ている。このうち流体継手及びうず
電流継手を用いる制御方式はロス馬力が大きくエ
ネルギー効率が低く、また周波数変換器及びイン
バータは大容量のものとすることが困難である。
周波数変換器による制御方式はまた、回転数の変
更時に送風フアンとか冷却水ポンプ等の慣性回転
によるモータ逆駆動が起きるのを防止するため
に、モータの電源を一旦切りフアン等が停止する
まで待たねばならないといつた問題も有してい
る。
Conventionally, frequency converters, fluid couplings, eddy current couplings, or inverters have been used to control the rotational speed of rotating bodies such as blower fans and cooling water pumps driven by electric motors in air conditioning equipment and refrigeration systems. ing. Among these, control systems using fluid couplings and eddy current couplings have a large horsepower loss and low energy efficiency, and it is difficult to use large-capacity frequency converters and inverters.
The control method using a frequency converter also requires turning off the power to the motor and waiting until the fan, etc. has stopped, in order to prevent reverse drive of the motor due to inertial rotation of the blower fan or cooling water pump when changing the rotation speed. There are also problems that have been discussed as unavoidable.

大容量の送風フアンとか冷却水ポンプ等の回転
数を無段に変更制御するために大容量のものを容
易に製作できるスリツピング・クラツチを用いる
制御方式も提案されているが、スリツピング・ク
ラツチは摩擦熱の発生によるロス馬力が大で、エ
ネルギー効率が流体継手とかうず電流継手による
場合と大差がない。
A control method using a slipping clutch, which can easily be manufactured with a large capacity, has been proposed in order to control the rotational speed of large-capacity blower fans and cooling water pumps, etc. The horsepower loss due to heat generation is large, and the energy efficiency is not much different from fluid couplings or eddy current couplings.

この考案は最初に述べたように水冷システムを
設けてある空調設備等において、冷却水ポンプの
駆動回転数をロス馬力が小さい制御方式によつて
適確に制御して高いエネルギー効率、したがつて
高い省エネルギー効果を得させる、空調設備等に
おける新規なポンプ作動制御装置を提供しようと
するものである。
As mentioned at the beginning, this idea achieves high energy efficiency by accurately controlling the driving rotation speed of the cooling water pump using a control method with low horsepower loss in air conditioning equipment equipped with a water cooling system. The present invention aims to provide a new pump operation control device for air conditioning equipment, etc., which achieves a high energy saving effect.

図示の実施例について、この考案に係るポンプ
作動制御装置の構成を説明すると、先ず、第1−
4図に図示の第1の実施例は、第1図に示すよう
な空調設備においてこの考案を実施した例に係
る。第1図においてCは、冷暖房が行なわれる空
調空間であつて、この空調空間C内を冷房するた
めにはターボ冷凍機1が、また該空調空間C内を
暖房するためにはボイラ2が、それぞれ設置され
ている。ターボ冷凍機1からは冷水が、またボイ
ラ2からは温水が、それぞれ選択的にフアン・コ
イル・ユニツト3のフアンコイル4へと送られ、
フアンコイル4背後のフアン5により冷風または
温風が、ライン6を介して空調空間Cへと供給さ
れる。ターボ冷凍機1とフアン・コイル・ユニツ
ト3間の水循環路及びボイラ2とフアン・コイ
ル・ユニツト3間の水循環路は互に一部を共通と
されていて、先ずターボ冷凍機1とフアン・コイ
ル・ユニツト3間の水循環路は、冷水ポンプ7を
挿入してあるライン8から往路共通ライン9を経
てフアンコイル4へと冷水が供給され、復路共通
ライン10及びライン11を経てターボ冷凍機1
に水が戻されるように、形成されている。またボ
イラ2とフアン・コイル・ユニツト3間の水循環
路は、ライン12及び上記の往路共通ライン9を
経てフアンコイル4へと温水が供給され、上記の
復路共通ライン10及び温水ポンプ13を挿入さ
れたライン14を経てボイラ2に水が戻されるよ
うに、形成されている。上記したライン8及び1
2にはそれぞれ、該各ライン8,12を選択的に
往路共通ライン9へと接続するための開閉弁1
5,16を設けてあり、また上記したライン1
1,14にはそれぞれ、復路共通ライン10を該
各ライン11,14へと選択的に接続するための
開閉弁17,18を設けてある。往路共通ライン
9と復路共通ライン10間には、フアン・コイ
ル・ユニツト3を迂回するバイパスライン19
も、設けられており、このバイパスライン19の
分岐点よりも下流側の往路共通ライン9とバイパ
スライン19とにはそれぞれ、開口度を変更制御
可能な制御弁20,21を挿入してあり、往路共
通ライン9内を送られて来る冷水或は温水の一部
を、フアンコイル4に導通させることなく復路共
通ライン10へと流入させ、温度制御を行なえる
こととしてある。フアン・コイル・ユニツト3に
は、外気中に開口する窓3aを設けてあり、また
空調空間Cには換気フアン22を装備させてあつ
て、この換気フアン22により外気中にライン2
3を介し放出される空気の一部を、該ライン23
から分岐させた分岐ライン23aによりフアン・
コイル・ユニツト3内に戻す構造が、採られてい
る。
Regarding the illustrated embodiment, the configuration of the pump operation control device according to the invention will be explained first.
The first embodiment shown in FIG. 4 relates to an example in which this invention is implemented in an air conditioning facility as shown in FIG. In FIG. 1, C is an air-conditioned space where heating and cooling are performed, and in order to cool the inside of this air-conditioned space C, a turbo chiller 1 is used, and in order to heat the inside of this air-conditioned space C, a boiler 2 is used. Each is installed. Cold water from the centrifugal chiller 1 and hot water from the boiler 2 are selectively sent to the fan coil 4 of the fan coil unit 3,
Cool air or hot air is supplied to the air-conditioned space C via a line 6 by a fan 5 behind the fan coil 4. Parts of the water circulation path between the turbo chiller 1 and the fan coil unit 3 and the water circulation path between the boiler 2 and the fan coil unit 3 are common to each other. - In the water circulation path between the units 3, chilled water is supplied from a line 8 into which a chilled water pump 7 is inserted, to the fan coil 4 via an outgoing common line 9, and to the turbo chiller 1 via an incoming common line 10 and a line 11.
It is formed in such a way that water is returned to the Further, in the water circulation path between the boiler 2 and the fan coil unit 3, hot water is supplied to the fan coil 4 via the line 12 and the above-mentioned outbound common line 9, and the above-mentioned return common line 10 and the hot water pump 13 are inserted. The boiler 2 is configured so that water is returned to the boiler 2 through a line 14. Lines 8 and 1 above
2 each have an on-off valve 1 for selectively connecting each line 8, 12 to the outgoing common line 9.
5, 16 are provided, and the above-mentioned line 1
1 and 14 are respectively provided with on-off valves 17 and 18 for selectively connecting the return common line 10 to the respective lines 11 and 14. A bypass line 19 that bypasses the fan coil unit 3 is provided between the outbound common line 9 and the return common line 10.
Control valves 20 and 21 are inserted into the outgoing common line 9 and the bypass line 19 on the downstream side of the branch point of the bypass line 19, respectively, so that the opening degree can be changed and controlled. A part of the cold water or hot water sent through the outgoing common line 9 is allowed to flow into the incoming common line 10 without being electrically connected to the fan coil 4, and temperature control can be performed. The fan coil unit 3 is provided with a window 3a that opens to the outside air, and the air-conditioned space C is equipped with a ventilation fan 22, which connects the line 2 to the outside air.
A portion of the air discharged through line 23
A fan and a branch line 23a branched from
A structure is adopted in which the coil is returned to the inside of the coil unit 3.

同様に第1図に示すように、クーリングタワー
24が設けられており、このクーリングタワー2
4とターボ冷凍機1間で往路ライン25及び復路
ライン26を介し、ターボ冷凍機1用の冷却水
を、往路ライン25に設けられた冷却水ポンプ2
7により循環させることと、してある。そして第
1−4図に図示の第1の実施例に係るポンプ作動
制御装置は、上記した冷却水ポンプ27の作動を
制御するためのものとして、次のように構成され
ている。
Similarly, as shown in FIG. 1, a cooling tower 24 is provided.
Cooling water for the centrifugal chiller 1 is supplied between the centrifugal chiller 4 and the centrifugal chiller 1 through the outbound line 25 and the inbound line 26 to the cooling water pump 2 provided in the outbound line 25.
7 to circulate it. The pump operation control device according to the first embodiment shown in FIGS. 1-4 is configured as follows for controlling the operation of the cooling water pump 27 described above.

すなわち先ず、同様に第1図に示すように、上
記した冷却水ポンプ27は、その駆動源を構成す
るモータ28によつて直接に駆動を受けるように
されてはおらず、モータ28と冷却水ポンプ27
間の駆動径路中に変速機29を挿入設置して、冷
却水ポンプ27を、該変速機29を介しモータ2
8にて駆動させることと、してある。
That is, first, as similarly shown in FIG. 1, the cooling water pump 27 described above is not directly driven by the motor 28 that constitutes its drive source, but the motor 28 and the cooling water pump 27
A transmission 29 is inserted and installed in the drive path between the motor 2 and the cooling water pump 27 through the transmission 29.
8.

上記した変速機29は、第2図に示すように、
変速ケース30に互に平行する入力軸31と出力
軸32とを回転自在に支持させ、これらの入力軸
31と出力軸32間に、入力軸31に1対のボー
ルベアリング33を介して遊嵌して設けた遊転歯
車34と出力軸32に嵌着して設けた伝動歯車3
5とを噛合せてなる第1の歯車列と、入力軸31
に嵌着して設けた伝動歯車36と出力軸32に1
対のボールベアリング37を介し遊嵌して設けた
遊転歯車38とを噛合せてなる第2の歯車列と
を、設けてある。第1の歯車列における両歯車3
4,35間のギヤ比と第2の歯車列における両歯
車36,38間のギヤ比との関係は、第1の歯車
列における遊転歯車34を入力軸31に結合し、
該第1の歯車列を介して入力軸31と出力軸32
間を連動連結した場合に、出力軸32に得られる
回転数n1の方が、第2の歯車列における遊転歯車
38を出力軸32に結合し、該第2の歯車列を介
して入力軸31と出力軸32間を連動連結した場
合に、出力軸32に得られる回転数n2よりも大
(n1>n2)であるように、設定されている。
The transmission 29 described above, as shown in FIG.
An input shaft 31 and an output shaft 32 that are parallel to each other are rotatably supported by the transmission case 30, and a pair of ball bearings 33 are loosely fitted to the input shaft 31 between the input shaft 31 and the output shaft 32. An idling gear 34 provided thereon and a transmission gear 3 fitted onto the output shaft 32
5 and the input shaft 31.
1 on the transmission gear 36 and the output shaft 32 provided by fitting into the
A second gear train is provided which meshes with an idling gear 38 loosely fitted through a pair of ball bearings 37. Both gears 3 in the first gear train
The relationship between the gear ratio between gears 4 and 35 and the gear ratio between both gears 36 and 38 in the second gear train is such that the idle gear 34 in the first gear train is coupled to the input shaft 31,
An input shaft 31 and an output shaft 32 via the first gear train.
When the rotational speed n 1 obtained on the output shaft 32 is interlocked and connected between The rotation speed is set to be higher than the rotational speed n 2 obtained by the output shaft 32 when the shaft 31 and the output shaft 32 are interlocked (n 1 >n 2 ).

第1の歯車列における遊転歯車34を入力軸3
1に選択的に結合するための結合手段として、該
遊転歯車34と入力軸31間に、次のような油圧
クラツチ39を配設してある。すなわち、伝動歯
車36に固定してクラツチハウジング40を、入
力軸31上に設けてあり、このクラツチハウジン
グ40内へと延出させてある、遊転歯車34のボ
ス部延長部34aとクラツチハウジング40とに
それぞれ、複数枚宛の一方及び他方の摩擦エレメ
ント41,42を、交互に配し且つクラツチ39
軸線方向に沿い摺動のみ自在に支持させて、それ
自体は周知の多板式油圧クラツチ39が、構成さ
れている。この油圧クラツチ39は、クラツチハ
ウジング40内に設けられたピストン43であつ
て入力軸31上のばね受リング44と該ピストン
43とに両端を受けさせて入力軸31上に設けて
あるリターンばね45にて後退附勢されているピ
ストン43を、該ピストン43背後の油室46へ
の作動油の供給で前進させ、クラツチハウジング
40に支持させた受圧板47に対し摩擦エレメン
ト41,42を押付けると共に該摩擦エレメント
41,42間を摩擦係合させることで、係合作動
せしめられる。油圧クラツチ39の作動によつて
は、遊転歯車34が入力軸31に結合されて、入
力軸31と出力軸32間が第1の歯車34,35
列を介し連動連結され、出力軸32が比較的高速
で回転せしめられる。
The idler gear 34 in the first gear train is connected to the input shaft 3
1, a hydraulic clutch 39 as described below is disposed between the idler gear 34 and the input shaft 31. That is, a clutch housing 40 is fixed to the transmission gear 36 and is provided on the input shaft 31, and the boss extension 34a of the idler gear 34 and the clutch housing 40 extend into the clutch housing 40. One and the other friction elements 41 and 42 for a plurality of sheets are arranged alternately in each of the clutches 39 and 42, respectively.
A multi-disc hydraulic clutch 39, which is known per se, is constructed with free sliding support only in the axial direction. This hydraulic clutch 39 includes a piston 43 provided in a clutch housing 40, and a return spring 45 provided on the input shaft 31 with both ends received by a spring bearing ring 44 on the input shaft 31 and the piston 43. The piston 43, which is energized backward, is moved forward by supplying hydraulic oil to the oil chamber 46 behind the piston 43, and the friction elements 41, 42 are pressed against the pressure receiving plate 47 supported by the clutch housing 40. At the same time, by frictionally engaging the friction elements 41 and 42, the engagement is activated. Depending on the operation of the hydraulic clutch 39, the free rotating gear 34 is coupled to the input shaft 31, and the first gears 34, 35 are connected between the input shaft 31 and the output shaft 32.
The output shaft 32 is interlocked and connected through the rows, and the output shaft 32 is rotated at a relatively high speed.

第2の歯車列における遊転歯車38を選択的に
出力軸32に結合するための結合手段として、前
記両ボールベアリング37間において遊転歯車3
8と出力軸32間に、オーバランニング・クラツ
チ48を配設してある。このオーバランニング・
クラツチ48は、これが遊転歯車38側から、し
たがつて入力軸31側から、駆動されるとクラツ
チ係合するものと、されている。したがつて、油
圧クラツチ39が作動し、第1の歯車34,35
列を介し入力軸31により出力軸32が回転せし
められている状態では、出力軸32が前記した回
転数n1で回転しているのに対し遊転歯車38がよ
り小な前記回転数n2で回転していて、オーバラン
ニング・クラツチ48は、相対的に出力軸32側
から駆動されて、クラツチ係合しない。このた
め、オーバランニング・クラツチ48は、油圧ク
ラツチ39の非作動状態でのみクラツチ係合し
て、遊転歯車38を出力軸32に結合するものと
なつており、油圧クラツチ39が非作動状態をと
ると自動的に、第2の歯車36,38列を介して
入力軸31と出力軸32間が連動連結され、出力
軸32が比較的低速で回転せしめられる。
As a coupling means for selectively coupling the idler gear 38 in the second gear train to the output shaft 32, the idler gear 38 is connected between both ball bearings 37.
An overrunning clutch 48 is disposed between the output shaft 32 and the output shaft 32. This overrunning
The clutch 48 is configured to engage when it is driven from the side of the idler gear 38, and therefore from the side of the input shaft 31. Therefore, the hydraulic clutch 39 is actuated and the first gears 34, 35
In a state where the output shaft 32 is rotated by the input shaft 31 through the column, the output shaft 32 rotates at the above-mentioned rotation speed n 1 , while the idle gear 38 rotates at the lower rotation speed n 2 The overrunning clutch 48 is driven relatively from the output shaft 32 side and does not engage the clutch. Therefore, the overrunning clutch 48 is configured to engage the clutch only when the hydraulic clutch 39 is in the inoperative state to couple the idler gear 38 to the output shaft 32, and the hydraulic clutch 39 is in the inactive state. When this happens, the input shaft 31 and the output shaft 32 are automatically interlocked and connected via the second gears 36 and 38, and the output shaft 32 is rotated at a relatively low speed.

変速機29における油圧クラツチ39に対する
作動油の給排を制御するためには、第3図に示す
ような油圧回路が設けられている。この油圧回路
は、図示のように3ポート・2位置のものに構成
された電磁切換弁49であつて、前記変速ケース
30内の低部でもつて兼用させてある油タンク5
0から油圧ポンプ51により油圧クラツチ39方
向に作動油を供給する給油回路52と油圧クラツ
チ39方向から油タンク50へと作動油を戻す排
油回路53とに一次側の2ポートを接続してある
電磁切換弁49を、設けてあるものに、構成され
ている。電磁切換弁49は、図示の中立位置Nで
は、給油回路52と油圧クラツチ39とを共に排
油回路53へと接続して、油圧クラツチ39を離
脱させ、逆に、ソレノイドSLの励磁により作用
位置Iへと移されると、給油回路52を油圧クラ
ツチ39へと接続すると共に排油回路53端をブ
ロツクして、油圧クラツチ39を係合作動させ
る。したがつて、電磁切換弁49の中立位置Nで
は前記第2の歯車36,38列により変速伝動が
行なわれ、同切換弁49の作用位置Iでは前記第
1の歯車34,35列により変速伝動が行なわれ
る。第3図において54は、電磁切換弁49の作
用位置Iにおいて油圧クラツチ39に作用せしめ
られる油圧を設定するリリーフ弁である。なお、
上記した油圧ポンプ51は、第2図に示すよう
に、変速ケース30の一端開口部を閉鎖するケー
ス蓋30aの外面上に設置されていて、前記入力
軸31により駆動を受けるものと、されている。
In order to control the supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic clutch 39 in the transmission 29, a hydraulic circuit as shown in FIG. 3 is provided. This hydraulic circuit includes an electromagnetic switching valve 49 configured as a 3-port, 2-position valve as shown in the figure, and an oil tank 5 which also serves as a lower part of the transmission case 30.
The two ports on the primary side are connected to an oil supply circuit 52 that supplies hydraulic oil from zero to the hydraulic clutch 39 using a hydraulic pump 51, and an oil drain circuit 53 that returns hydraulic oil from the hydraulic clutch 39 to an oil tank 50. A solenoid switching valve 49 is provided. In the illustrated neutral position N, the electromagnetic switching valve 49 connects both the oil supply circuit 52 and the hydraulic clutch 39 to the oil drain circuit 53, disengaging the hydraulic clutch 39, and conversely returns to the operating position by energizing the solenoid SL. When moved to I, the oil supply circuit 52 is connected to the hydraulic clutch 39, the oil drain circuit 53 end is blocked, and the hydraulic clutch 39 is engaged. Therefore, in the neutral position N of the electromagnetic switching valve 49, the second row of gears 36 and 38 performs speed change transmission, and in the operating position I of the switching valve 49, the first row of gears 34 and 35 performs speed change transmission. will be carried out. In FIG. 3, reference numeral 54 denotes a relief valve that sets the hydraulic pressure applied to the hydraulic clutch 39 at the operating position I of the electromagnetic switching valve 49. In addition,
As shown in FIG. 2, the above-mentioned hydraulic pump 51 is installed on the outer surface of a case lid 30a that closes an opening at one end of the transmission case 30, and is driven by the input shaft 31. There is.

電磁切換弁49の位置切替え制御を行なうため
には、次のような電気制御回路が設けられてい
る。すなわち、先ず第1図に示すように、前記し
たターボ冷凍機1における冷却水の出口と入口に
はそれぞれ、該出口及び入口での冷却水の水温を
測定して水温に応じた電気信号を出力する温度セ
ンサー55,56を設けてあり、これらの温度セ
ンサー55,56は、変速機29に附設された制
御ボツクス57内へと接続されている。制御ボツ
クス57内において温度センサー55,56はそ
れぞれ、第4図に示すように、増巾器58,59
を介して演算器60へと接続されており、演算器
60は、両温度センサー55,56の出力信号の
差を演算するものに、構成されている。演算器6
0の二次側は、増巾器61を介して比較器62の
プラス側入力端子へと、接続されている。比較器
62のマイナス側入力端子には、電源電圧Vccを
可変抵抗器63にて適宣に落してセツト可能とさ
れている。したがつて比較器62は、温度センサ
ー55,56にて検出される温度の差が可変抵抗
器63にてセツトされた設定値より高くなると、
ハイレベルの信号を出力する。
In order to control the position switching of the electromagnetic switching valve 49, the following electric control circuit is provided. That is, first, as shown in FIG. 1, the temperature of the cooling water at the outlet and the inlet of the cooling water in the centrifugal chiller 1 is measured and an electric signal corresponding to the water temperature is output. Temperature sensors 55, 56 are provided, which are connected into a control box 57 attached to the transmission 29. Within control box 57, temperature sensors 55 and 56 are connected to amplifiers 58 and 59, respectively, as shown in FIG.
The temperature sensor 60 is connected to an arithmetic unit 60 via the arithmetic unit 60, and the arithmetic unit 60 is configured to calculate the difference between the output signals of both temperature sensors 55 and 56. Arithmetic unit 6
The secondary side of 0 is connected to the positive input terminal of a comparator 62 via an amplifier 61. A power supply voltage Vcc can be set at the negative input terminal of the comparator 62 by appropriately dropping it with a variable resistor 63. Therefore, the comparator 62 detects that when the difference in temperature detected by the temperature sensors 55 and 56 becomes higher than the set value set by the variable resistor 63,
Outputs a high level signal.

他方、電磁切換弁49の前記ソレノイドSL
は、サージ吸収用のダイオードDと並列接続した
上で、一端を電源端子に接続すると共に他端をア
ースして、第4図に示す制御回路中に挿入されて
おり、そのアース回路中には、エミツタ接地の
NPNトランジスタTrを挿入してある。そして、
プルダウン抵抗器RPを介してアースされている
該NPNトランジスタTrのベースに対し、上記し
た比較器62の二次側が接続されている。したが
つて、比較器62からのハイレベルの信号出力が
行なわれている状態ではNPNトランジスタTrが
オン状態となり、ソレノイドSLに電流が導通し
て、該ソレノイドSLが励磁状態にあり電磁切換
弁49が作用位置Iをとり、逆に比較器62から
の上記の信号出力が行なわれていない状態では
NPNトランジスタTrがオフ状態をとり、ソレノ
イドSLが解磁していて電磁切換弁49が中立位
置Nをとる。
On the other hand, the solenoid SL of the electromagnetic switching valve 49
is connected in parallel with the surge absorbing diode D, one end is connected to the power supply terminal, and the other end is grounded, and inserted into the control circuit shown in Fig. 4. , emitsuta grounding
An NPN transistor Tr is inserted. and,
The secondary side of the comparator 62 described above is connected to the base of the NPN transistor Tr, which is grounded via the pull-down resistor RP. Therefore, when the comparator 62 is outputting a high-level signal, the NPN transistor Tr is turned on, current is conducted to the solenoid SL, and the solenoid SL is energized and the electromagnetic switching valve 49 is turned on. takes the operating position I, and conversely, when the above signal is not output from the comparator 62,
The NPN transistor Tr is in the off state, the solenoid SL is demagnetized, and the electromagnetic switching valve 49 is in the neutral position N.

前記の両温度センサー55,56の検出温度の
差に対応して比較器62にセツトされる温度差の
設定値は、例えば6℃とされる。このような温度
差値を比較器62にセツトしておいて、図示空調
設備の冷房運転を行なうときは、上に説明した構
成からして、ターボ冷凍機1の冷却水の出入口間
の水温差が設定値より大きい場合には、電磁切換
弁49が作用位置Iをとることで、変速機29に
おいて前記第1の歯車34,35列により変速伝
動が行なわれて、冷却水ポンプ27が比較的高回
転数で運転され、逆に上記の水温差が設定値より
小さい場合には、電磁切換弁49が中立位置Nを
とることで、変速機29におい前記第2の歯車3
6,38列により変速伝動が行なわれて、冷却水
ポンプ27が比較的低回転数で運転されることに
なる。したがつて、サーボ冷凍機1の冷却水の出
入口間の水温差が大きい場合には比較的多量の冷
却水が該サーボ冷凍機1へと供給され、逆に上記
の水温差が小さい場合には比較的少量の冷却水が
サーボ冷凍機1へと供給されることとなる。そし
て、サーボ冷凍機1の冷却水の出入口間の水温差
が小さいということは、とりもなおさず、該サー
ボ冷凍機1に対し過剰気味の冷却水が供給されて
いることを意味するから、このような場合に冷却
水ポンプ27の運転回転数をおとす制御を行なう
ことで、冷却水ポンプ27においての無駄な動力
消費が避けられることとなる。
The set value of the temperature difference set in the comparator 62 in response to the difference in the temperatures detected by the two temperature sensors 55 and 56 is, for example, 6°C. When performing cooling operation of the illustrated air conditioner with such a temperature difference value set in the comparator 62, the water temperature difference between the cooling water inlet and outlet of the centrifugal chiller 1 is calculated based on the above-described configuration. is larger than the set value, the electromagnetic switching valve 49 takes the operating position I, and the transmission 29 performs speed change transmission by the first gears 34 and 35, so that the cooling water pump 27 is relatively When the engine is operated at a high rotational speed and the above-mentioned water temperature difference is smaller than the set value, the electromagnetic switching valve 49 takes the neutral position N, so that the second gear 3
Variable speed transmission is performed by the 6th and 38th rows, and the cooling water pump 27 is operated at a relatively low rotation speed. Therefore, when the water temperature difference between the cooling water inlet and outlet of the servo chiller 1 is large, a relatively large amount of cooling water is supplied to the servo chiller 1, and conversely, when the water temperature difference is small, a relatively large amount of cooling water is supplied to the servo chiller 1. A relatively small amount of cooling water will be supplied to the servo refrigerator 1. A small difference in water temperature between the inlet and outlet of the cooling water of the servo chiller 1 means that an excessive amount of cooling water is being supplied to the servo chiller 1. In such a case, by controlling the operating speed of the cooling water pump 27 to be lowered, wasteful power consumption in the cooling water pump 27 can be avoided.

なお、第1図に図示の空調設備においては、冷
房運転用の前記冷水ポンプ7を駆動するためのモ
ータ64と該冷水ポンプ7間に変速機65を、ま
た暖房運転用の前記温水ポンプ13を駆動するた
めのモータ66と該温水ポンプ13間に変速機6
7を、さらにフアン・コイル・ユニツト3の前記
フアン5を駆動するためのフアンモータ68と該
フアン5間に変速機69を、それぞれ介挿し、こ
れらの各変速機65,67,69にはそれぞれ制
御ボツクス70,71,72を附設して、各変速
機65,67,69の変速段を適宣に切替えるこ
とで、空調設備の動作制御をさらに省エネルギー
的に行なうことと、されている。すなわち、制御
ボツクス70内のコントロール機構は、フアン・
コイル・ユニツト3の出口側及び入口側の水温を
それぞれ検出する温度センサー73,74並びに
空調空間Cの温度を検出する温度センサー75の
検出温度に応じて変速機65の変速段を適宣に切
替え、冷水ポンプ7の駆動回転数の制御を行なう
ものに、また制御ボツクス71内のコントロール
機構は、ボイラ2の出口側及び入口側の水温をそ
れぞれ検出する温度センサー76A,76B並び
に空調空間Cの温度を検出する上記温度センサー
75の検出温度に応じ変速機67の変速段を適宣
に切替え、温水ポンプ13の駆動回転数の制御を
行なうものに、さらに制御ボツクス72内のコン
トロール機構は、空調空間Cの温度を検出する上
記温度センサー75の検出値に応じ変速機69の
変速段を適宣に切替えフアン5の駆動回転数の制
御を行なうものに、それぞれ構成されている。
In the air conditioning equipment shown in FIG. 1, a transmission 65 is provided between the motor 64 for driving the cold water pump 7 for cooling operation and the cold water pump 7, and a transmission 65 is provided for driving the hot water pump 13 for heating operation. A transmission 6 is connected between a driving motor 66 and the hot water pump 13.
Further, a transmission 69 is inserted between the fan motor 68 for driving the fan 5 of the fan coil unit 3 and the fan 5, and each of these transmissions 65, 67, and 69 has a Control boxes 70, 71, and 72 are provided to appropriately switch the gears of the transmissions 65, 67, and 69, thereby controlling the operation of the air conditioning equipment in a more energy-saving manner. That is, the control mechanism within the control box 70
The gear stage of the transmission 65 is appropriately switched according to the detected temperatures of temperature sensors 73 and 74 that detect the water temperature on the outlet side and inlet side of the coil unit 3, respectively, and a temperature sensor 75 that detects the temperature of the air-conditioned space C. , the control mechanism in the control box 71 controls the driving rotation speed of the cold water pump 7, and the temperature sensors 76A and 76B that detect the water temperature on the outlet side and the inlet side of the boiler 2, respectively, and the temperature of the air conditioned space C. The control mechanism in the control box 72 appropriately switches the gear stage of the transmission 67 according to the temperature detected by the temperature sensor 75, which detects the temperature, and controls the driving rotation speed of the hot water pump 13. According to the detected value of the temperature sensor 75, which detects the temperature of the fan 5, the gear position of the transmission 69 is appropriately changed and the driving rotation speed of the fan 5 is controlled.

次に、第5図に図示の第2の実施例について説
明すると、この第2の実施例は、生鮮食品小売業
者の店内等におかれるシヨーケースSの冷凍シス
テムにおいて、この考案を実施した例に係る。第
5図に図示の冷凍システムにおいては、4個の冷
凍機77を並設してあり、各冷凍機77は、第5
図において1個の冷凍機77について図示のよう
に、モータ78にて駆動されて冷媒ガスを圧縮す
るコンプレツサー79と、水冷を受けて圧縮後の
冷媒ガスを液化凝縮させるコンデンサー80と
を、内蔵している。冷凍機77外の冷媒回路中に
は、液化冷媒を膨張気化させる膨張弁81と、シ
ヨーケースS内に捲回された冷却コイル82と
を、設けてあり、冷媒は、冷却コイル82内を流
れた後に冷凍機77へと戻される。第5図におい
て83は、クーリングタワーであつて、このクー
リングタワー83にて冷却を受けた冷却水は、冷
却水ポンプ84により、分配弁85を介して各冷
凍機77のコンデンサー80へと送られ、上記の
ように冷媒を冷却した上で、冷却のためにクーリ
ングタワー83へと戻される。
Next, the second embodiment shown in FIG. 5 will be explained. This second embodiment is an example in which this invention is implemented in the refrigeration system of Showcase S installed in the store of a fresh food retailer. It depends. In the refrigeration system shown in FIG. 5, four refrigerators 77 are installed in parallel, and each refrigerator 77 has a fifth refrigerator.
As shown in the figure, one refrigerator 77 has a built-in compressor 79 that is driven by a motor 78 to compress refrigerant gas, and a condenser 80 that liquefies and condenses the compressed refrigerant gas by receiving water cooling. ing. The refrigerant circuit outside the refrigerator 77 is provided with an expansion valve 81 that expands and vaporizes the liquefied refrigerant, and a cooling coil 82 wound inside the case S, and the refrigerant flows through the cooling coil 82. It is then returned to the refrigerator 77. In FIG. 5, 83 is a cooling tower, and the cooling water cooled in the cooling tower 83 is sent to the condenser 80 of each refrigerator 77 by a cooling water pump 84 via a distribution valve 85. After the refrigerant is cooled, it is returned to the cooling tower 83 for cooling.

このような冷凍システムにおいて、上記した冷
却水ポンプ84は、通例の場合と異なり、該ポン
プ84駆動用のモータ86にて直接に駆動を受け
るようにはされておらず、上記のモータ86と冷
却水ポンプ84間に変速機87を介装して、この
変速機87を介しモータ86により駆動を受ける
ように、なされている。変速機87は、例えば第
2図に図示の前記変速機29と同様に構成され、
その変速段切替えのためには、制御ボツクス88
を設けてある。
In such a refrigeration system, the above-mentioned cooling water pump 84 is not directly driven by the motor 86 for driving the pump 84, unlike the usual case, but is connected to the above-mentioned motor 86 and the cooling water pump 84. A transmission 87 is interposed between the water pumps 84, and the water pumps 84 are driven by a motor 86 via the transmission 87. The transmission 87 is configured in the same manner as the transmission 29 shown in FIG. 2, for example.
For the gear change, the control box 88
is provided.

各冷凍機77の冷却水出口には温度センサー8
9A,89B,89C,89Dを設けてあり、ま
た全冷凍機からの流出冷却水の合流路にも温度セ
ンサー90を設けてあつて、これらの温度センサ
ー89A−90により冷凍機77を出る冷却水の
水温が検出される。また分配弁85の上流側で、
冷凍機77へと供給される冷却水の水温を検出す
る温度センサー91も、設けられている。これら
の温度センサー89A−91は図示のように、制
御ボツクス88内へと接続されている。
A temperature sensor 8 is installed at the cooling water outlet of each refrigerator 77.
9A, 89B, 89C, and 89D are provided, and a temperature sensor 90 is also provided in the confluence path of the cooling water flowing out from all the refrigerators. water temperature is detected. Also, on the upstream side of the distribution valve 85,
A temperature sensor 91 that detects the temperature of cooling water supplied to the refrigerator 77 is also provided. These temperature sensors 89A-91 are connected into control box 88 as shown.

第5図に図示の制御ボツクス88内に設けられ
たコントロール機構は、例えば第4図に図示のよ
うなものとされ、冷凍機77を出る冷却水の水温
と冷凍機77へ入る冷却水の水温との差に応じ、
この差が小であれば変速機87の変速段を低速段
方向へ切替えるものに、構成される。この場合
に、冷凍機77へ入る水温と比較される、該冷凍
機77を出る冷却水の水温としては、例えば、温
度センサー89A,89B,89C,89Dによ
る各検出温度と、温度センサー90による検出温
度に4を乗じた値とを、加算して8で除した値
が、用いられる。
The control mechanism provided in the control box 88 shown in FIG. 5 is, for example, as shown in FIG. Depending on the difference between
If this difference is small, the transmission 87 is configured to switch gears toward a lower gear. In this case, the temperature of the cooling water exiting the refrigerator 77 that is compared with the temperature of the water entering the refrigerator 77 is, for example, each temperature detected by the temperature sensors 89A, 89B, 89C, and 89D, and the temperature detected by the temperature sensor 90. The value obtained by adding the value obtained by multiplying the temperature by 4 and dividing the result by 8 is used.

以上よりして、第5図に図示の第2の実施例に
おいても、冷凍機77に過剰気味の冷却水が供給
され上記のような水温差が過小となるときは、冷
却水ポンプ84の回転数がおとされて、省エネル
ギーが図られる。なおコンプレツサー79も、変
速機93を介して前記モータ78により駆動させ
る構成が、採られている。
Based on the above, even in the second embodiment shown in FIG. By reducing the number of batteries, energy can be saved. The compressor 79 is also driven by the motor 78 via the transmission 93.

以上の実施例の説明から明らかなようにこの考
案は、冷凍機等を水冷する水冷システムを設けて
ある空調設備等において、電動機による冷却水ポ
ンプ27或は84の駆動径路中に複数列の変速ギ
ヤトレーン34,35及び36,38の択一的な
変速伝動により複数段の変速比を得させる有段の
変速機29或は87を設けると共に、冷凍機等の
被冷却部の冷却水出口と冷却水入口とにそれぞ
れ、水温検出用の温度センサーを設けて、上記冷
却水出口の水温と上記冷却水入口の水温との差に
応じ、この差が小であれば冷却水ポンプの駆動回
転数を低減するように、上記変速機の変速段を切
替えるように構成してなるもので、冷凍機等へ供
給される冷却水量の過剰、不足を、該冷凍機等の
冷却水出入口間の水温差から検出して、適正量の
冷却水が供給される方向に冷却水ポンプの駆動回
転数を制御することで、冷凍機等に対する過剰冷
却水の供給を抑制し冷却水ポンプのエネルギー消
費を抑えて、省エネルギーを達成するものとなつ
ている。
As is clear from the description of the embodiments above, this invention uses multiple rows of variable speeds in the drive path of the cooling water pump 27 or 84 by an electric motor in an air conditioner equipped with a water cooling system for water cooling a refrigerator or the like. A stepped transmission 29 or 87 is provided to obtain a plurality of gear ratios through alternative transmission of gear trains 34, 35 and 36, 38, and a cooling water outlet of a cooled part such as a refrigerator is provided. A temperature sensor for detecting water temperature is provided at each of the water inlets, and depending on the difference between the water temperature at the cooling water outlet and the water temperature at the cooling water inlet, if this difference is small, the driving rotation speed of the cooling water pump is adjusted. The gearbox is configured to change the gear stage of the transmission so as to reduce the amount of cooling water supplied to the refrigerator, etc., and to detect excess or insufficient amount of cooling water supplied to the refrigerator, etc. from the water temperature difference between the cooling water inlet and outlet of the refrigerator, etc. By detecting this and controlling the driving rotation speed of the cooling water pump in the direction that supplies the appropriate amount of cooling water, it suppresses the supply of excessive cooling water to refrigerators, etc., and reduces the energy consumption of the cooling water pump. It is designed to achieve energy conservation.

そして冷却水ポンプはその消費動力が回転数の
3乗に比例する特性を有し比較的小さな幅での回
転数低減によつても大幅な動力節減が達成される
(回転数を80%に落とせば消費動力は約50%とな
る。)ことから逆に、ポンプ回転数を無段ではな
く有段に制御する本考案方式によつても例えば回
転数を1:0.8といつた比較的小幅の範囲で変更
することとして精密な温度制御を得る回転数制御
を省エネルギー的に達成することができ、複数変
速ギヤトレーンを用いる有段変速機のロス馬力が
極めて小さいことからして、温度制御精度上の不
具合を伴なわずに極く高い省エネルギー効果を達
成できる。また有段変速機は何らの困難なく大容
量のものとできるから、大容量の冷却水ポンプの
駆動制御上にも問題がない。
Cooling water pumps have the characteristic that the power consumption is proportional to the cube of the rotation speed, and even by reducing the rotation speed in a relatively small range, significant power savings can be achieved (reducing the rotation speed to 80%). (The power consumption would be approximately 50%.)Conversely, even with the proposed method of controlling the pump rotation speed stepwise rather than steplessly, it is possible to control the rotation speed within a relatively small range of, for example, 1:0.8. By changing the rotation speed within the range, precise temperature control can be achieved in an energy-saving way, and since the horsepower loss of a stepped transmission using a multi-speed gear train is extremely small, it is possible to achieve accurate temperature control. Extremely high energy saving effects can be achieved without any problems. Further, since the stepped transmission can be made to have a large capacity without any difficulty, there is no problem in controlling the drive of a large capacity cooling water pump.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の第1の実施例を装備した空
調設備の系統図、第2図は同第1の実施例におけ
る変速機の縦断側面図、第3図は同第1の実施例
における油圧回路の回路図、第4図は同第1の実
施例における電気制御回路のブロツク線図及び回
路図、第5図はこの考案の第2の実施例を装備し
た冷凍システムの系統図である。 C……空調空間、1……ターボ冷凍機、3……
フアン・コイル・ユニツト、24……クーリング
タワー、25……往路ライン、26……復路ライ
ン、27……冷却水ポンプ、28……モータ、2
9……変速機、31……入力軸、32……出力
軸、34……遊転歯車、35……伝動歯車、36
……伝動歯車、38……遊転歯車、39……油圧
クラツチ、48……オーバランニング・クラツ
チ、49……電磁切換弁、51……油圧ポンプ、
SL……ソレノイド、55,56……温度センサ
ー、57……制御ボツクス、58,59……増巾
器、60……演算器、62……比較器、63……
可変抵抗器、Tr……NPNトランジスタ、S……
シヨーケース、77……冷凍機、79……コンプ
レツサー、80……コンデンサー、81……膨張
弁、82……冷却コイル、83……クーリングタ
ワー、84……冷却水ポンプ、85……分配弁、
86……モータ、87……変速機、88……制御
ボツクス、89A,89B,89C,89D……
温度センサー、90……温度センサー、91……
温度センサー。
Fig. 1 is a system diagram of an air conditioning system equipped with the first embodiment of this invention, Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional side view of the transmission in the first embodiment, and Fig. 3 is a diagram of the transmission in the first embodiment. FIG. 4 is a block diagram and circuit diagram of the electric control circuit in the first embodiment; FIG. 5 is a system diagram of a refrigeration system equipped with the second embodiment of this invention. . C...Air conditioned space, 1...Turbo chiller, 3...
Fan coil unit, 24... Cooling tower, 25... Outbound line, 26... Return line, 27... Cooling water pump, 28... Motor, 2
9...Transmission, 31...Input shaft, 32...Output shaft, 34...Idle gear, 35...Transmission gear, 36
... Transmission gear, 38 ... Idle gear, 39 ... Hydraulic clutch, 48 ... Overrunning clutch, 49 ... Solenoid switching valve, 51 ... Hydraulic pump,
SL... Solenoid, 55, 56... Temperature sensor, 57... Control box, 58, 59... Amplifier, 60... Arithmetic unit, 62... Comparator, 63...
Variable resistor, Tr...NPN transistor, S...
Showcase, 77... Refrigerator, 79... Compressor, 80... Condenser, 81... Expansion valve, 82... Cooling coil, 83... Cooling tower, 84... Cooling water pump, 85... Distribution valve,
86...Motor, 87...Transmission, 88...Control box, 89A, 89B, 89C, 89D...
Temperature sensor, 90... Temperature sensor, 91...
Temperature sensor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 冷凍機等を水冷する水冷システムを設けてある
空調設備等において、電動機による冷却水ポンプ
の駆動径路中に、複数列の変速ギヤトレーンの択
一的な変速伝動により複数段の変速比を得させる
有段の変速機を設けると共に、冷凍機等の被冷却
部の冷却水出口と冷却水入口とにそれぞれ、水温
検出用の温度センサーを設けて、上記冷却水出口
の水温と上記冷却水入口の水温との差に応じ、こ
の差が小であれば冷却水ポンプの駆動回転数を低
減するように、上記変速機の変速段を切替えるよ
うに構成してなる、空調設備等におけるポンプ作
動制御装置。
In air conditioning equipment, etc. equipped with a water cooling system that cools refrigerators, etc., it is possible to obtain multiple speed ratios by selective transmission of multiple speed change gear trains in the drive path of the cooling water pump by an electric motor. In addition, a temperature sensor for detecting water temperature is provided at the cooling water outlet and the cooling water inlet of a cooled part such as a refrigerator, and the water temperature at the cooling water outlet and the water temperature at the cooling water inlet are provided. A pump operation control device for air conditioning equipment, etc., configured to change the gear stage of the transmission so as to reduce the driving rotation speed of the cooling water pump if the difference is small.
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