(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱源にそれぞれ設けられ、前記発熱源と熱交換器との間を循環する第１の冷媒で、前記発熱源を冷却する複数の一次冷却系統と、
複数の前記発熱源に共通して設けられ、前記熱交換器へ前記一次冷却系統それぞれの第１の冷媒を冷却する第２の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、
複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第１の冷媒の温度に基づいて、複数の前記一次冷却系統から１つの前記一次冷却系統を選択し、選択した前記一次冷却系統の前記第１の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、再度、複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第１の冷媒の温度に基づいて、複数の前記一次冷却系統から１つの前記一次冷却系統を新たに選択し、新たに選択した前記一次冷却系統の前記第１の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力の制御を行う冷却システム。
【請求項２】
前記制御装置は、記第１の冷媒の温度が最も高い前記一次冷却系統を選択する請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記制御装置は、記第１の冷媒の温度と、前記一次冷却系統ごとに設けられた閾値との差が最も大きくなる前記一次冷却系統を選択する請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
複数の発熱源にそれぞれ設けられ、前記発熱源と熱交換器との間を循環する第１の冷媒で、前記発熱源を冷却する複数の一次冷却系統と、
複数の前記発熱源に共通して設けられ、前記熱交換器へ前記一次冷却系統それぞれの第１の冷媒を冷却する第２の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、
複数の前記一次冷却系統それぞれの前記第１の冷媒の温度上昇の移動平均に基づいて、複数の前記一次冷却系統から１つの前記一次冷却系統を選択し、選択した前記一次冷却系統の前記第１の冷媒の温度に基づいて、前記ポンプの出力を制御する制御装置と、
を備える冷却システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１の冷媒の温度上昇の移動平均が閾値を所定期間上回って推移する前記一次冷却系統を選択する請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記閾値は、複数の前記発熱源の容量に応じて設定される請求項４又は５に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶で使用される発電機やエンジンなどの発熱源の冷却システムは、発熱源と熱交換器を循環する清水によって、発熱源自体を冷却する一次冷却系統と、一次冷却系等の熱交換器に供給される海水によって、一次冷却系等の清水を冷却する二次冷却系統を備えている。二次冷却系統では、熱交換器に海水を供給するポンプの出力が、一次冷却系統の清水の温度に応じて制御される。
【０００３】
船舶に複数の発熱源が搭載されるときには、二次冷却系統が各発熱源に共通して設けられることがある。この場合に、複数の発熱源それぞれに設けられる一次冷却系統のうち、清水の温度が最も高い一次冷却系統を指標としてポンプの制御を行うと、清水の温度の変化により指標となる一次冷却系統が頻繁に切り替わってしまうことが考えられる。
【０００４】
例えば、第１の一次冷却系統の清水の温度が制御の指標になっているときに、これとは別の第２の一次冷却系統の清水の温度が、第１の一次冷却系統の清水の温度を超えてしまうと、第２の一次冷却系統の清水の温度が制御の指標に切り替わる。そのため、第１の一次冷却系統の清水の温度と、第２の一次冷却系統の清水の温度に差がないようなときなどには、制御の指標になる一次冷却系統が頻繁に切り替わってしまう。この場合には、ポンプの制御でハンチングが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施の形態は、発熱源の冷却制御におけるハンチングの発生を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、実施形態にかかる冷却システムは、複数の発熱源にそれぞれ設けられ、発熱源と熱交換器との間を循環する第１の冷媒で、発熱源を冷却する複数の一次冷却系統と、複数の発熱源に共通して設けられ、熱交換器へ一次冷却系統それぞれの第１の冷媒を冷却する第２の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、複数の一次冷却系統それぞれの第１の冷媒の温度に基づいて、複数の一次冷却系統から１つの一次冷却系統を選択し、選択した一次冷却系統の第１の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、再度、複数の一次冷却系統それぞれの第１の冷媒の温度に基づいて、複数の一次冷却系統から１つの一次冷却系統を新たに選択し、新たに選択した一次冷却系統の第１の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】冷却システムの制御系を示すブロック図である。
【図３】ＰＬＣによって実行される一連の処理を示すフローチャートである。
【図４】温度差と目標時間との関係を示す図である。
【図５】冷媒の温度の時間的な推移を示すグラフである
【図６】ＰＬＣによって実行される一連の処理を示すフローチャートである。
【図７】冷媒の温度の時間的な推移を示すグラフである。
【図８】冷媒の移動平均温度の時間的な推移を示すグラフである。
【図９】冷媒の移動平均温度の時間的な推移を示すグラフである。
【図１０】冷媒の移動平均温度の時間的な推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る冷却システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、冷却システム１は、例えば、船舶などに搭載された複数の発電機５０１〜５０Ｎを冷却するためのシステムである。
【００１０】
冷却システム１は、各発電機５０１〜５０Ｎそれぞれに設けられる複数の一次冷却系統１０１〜１０Ｎと、複数の一次冷却系統１０１〜１０Ｎに対して共通に設けられる二次冷却系統２０と、二次冷却系統２０の出力を制御する制御装置３０を備えている。
【００１１】
発電機５０１〜５０Ｎそれぞれは、船舶に搭載される発電機であり、船舶内の電源として機能する。説明の便宜上、発電機５０１〜５０Ｎ、及び一次冷却系統１０１〜１０Ｎを、発電機５０、及び一次冷却系統１０と適宜略述する。
【００１２】
一次冷却系統１０は、例えば水道水などを冷媒とする冷却系統である。一次冷却系統１０は、熱交換器１１と、熱交換器１１と発電機５０との間で冷媒を循環させるための循環系Ｈと、循環系Ｈに設けられる循環ポンプ１３を有している。
【００１３】
熱交換器１１は、二次冷却系統２０の冷媒と、一次冷却系統１０の冷媒との間で熱交換を行うための装置である。熱交換器１１は、循環系Ｈを介して発電機５０と接続されている。
【００１４】
循環系Ｈは、配管Ｈ１〜Ｈ３から構成されている。配管Ｈ１，Ｈ２それぞれは、熱交換器１１と発電機５０にわたって設けられている。そして、配管Ｈ１には調温弁１２が設けられ、配管Ｈ２には循環ポンプ１３が設けられている。また、配管Ｈ２には中間部から分岐する配管Ｈ３が設けられている。配管Ｈ２から分岐する配管Ｈ３は、調温弁１２に接続されている。
【００１５】
上述のように構成される一次冷却系統１０では、発電機５０が起動すると循環ポンプ１３が起動する。循環ポンプ１３が起動すると、配管Ｈ１，Ｈ２を介して、発電機５０と熱交換器１１の間を冷媒が循環する。また、熱交換器１１を通過した冷媒の温度が低い場合には、配管Ｈ１を流れる冷媒の一部が、配管Ｈ３を介して調温弁１２に供給される。この場合に、調温弁１２では、熱交換器１１によって冷却された低温冷媒と、熱交換器１１を介することなく、配管Ｈ３を介して調温弁１２に供給される高温冷媒とが混合される。調温弁１２で低温冷媒と高温冷媒が混合されることにより、調温弁１２から発電機５０へ向かう冷媒の温度は一定の値に維持される。調温された冷媒が、発熱源としての発電機５０を循環することにより、発電機５０の冷却が実現する。
【００１６】
二次冷却系統２０は、例えば船外の海水を冷媒とする冷却系統である。二次冷却系統２０は、循環系Ｌと、循環系Ｌに設けられる海水ポンプ２１を有している。循環系Ｌは、海中から海水をくみ上げるための吸水管Ｌ１と、海中へ海水を排水する排水管Ｌ２と、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎを構成する熱交換器１１それぞれを直列に接続する接続管Ｌ３から構成されている。また、吸水管Ｌ１には海水ポンプ２１が設けられている。
【００１７】
上述のように構成される二次冷却系統２０では、制御装置３０によって、海水ポンプ２１が運転されると、循環系Ｌを海水が循環する。循環系Ｌでは、吸水管Ｌ１を介して海水が汲み上げられる。そして、汲み上げられた海水は、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの熱交換器１１を順に通過する間に、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒と熱交換を行う。これにより、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒が冷却される。各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの熱交換器１１を順に通過した海水は、排水管Ｌ２を介して海中へ排水される。
【００１８】
制御装置３０は、一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の温度に基づいて、二次冷却系統２０の海水ポンプ２１を駆動するための装置である。図２は、冷却システム１の制御系を示すブロック図である。図２に示されるように、制御装置３０は、ＰＬＣ(Programmable Logic Controller)３１、駆動ユニット３２を有している。
【００１９】
ＰＬＣ３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵの作業領域として機能する主記憶部、ＣＰＵが実行する制御プログラムや各種パラメータを記憶する補助記憶部、及びセンサや他の機器が接続されるインタフェース等を有するコンピュータである。ＰＬＣ３１のインタフェースには、温度センサ１４１〜１４Ｎ、及び駆動ユニット３２が接続される。
【００２０】
温度センサ１４１〜１４Ｎそれぞれは、例えば熱電対等を備えるセンサであり、図１に示されるように、熱交換器１１に設けられる。温度センサ１４１〜１４Ｎそれぞれは、例えば熱交換器１１で冷却された一次冷却系統１０の冷媒の温度に応じた抵抗値を示す。温度センサ１４１〜１４Ｎによって検出される温度をそれぞれＴ１〜ＴＮとする。
【００２１】
駆動ユニット３２は、発電機５０からの電力を利用するインバータを備えている。駆動ユニット３２は、ＰＬＣ３１の指示に応じた出力で、海水ポンプ２１を運転する。海水ポンプ２１では、出力に応じた流量で海水が吐出される。
【００２２】
次に、上述のように構成された冷却システム１の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。フローチャートに示される一連の処理は、制御プログラムに従ってＰＬＣ３１によって実行される。フローチャートに示される一連の処理は、例えば、発電機５０１〜５０Ｎのうちのいずれかが運転されたときに開始される。また、説明の便宜上、発電機５０の数は３台（Ｎ＝３）であるものとする。
【００２３】
まず、ＰＬＣ３１は、海水ポンプ２１が運転されているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ＰＬＣ３１は、海水ポンプ２１が運転されていないと判断したときには（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、駆動ユニット３２へ海水ポンプの運転を指示する（ステップＳ１０２）。これにより、駆動ユニット３２によって海水ポンプ２１が起動される。このときの海水ポンプ２１の出力は、例えば、３台の発電機５０１〜５０３のうち、稼働している発電機５０に見合った出力とする。例えば、発電機５０１〜５０３の目標冷却温度Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３に応じて、海水ポンプ２１の出力がＰ１，Ｐ２，Ｐ３と規定されている場合において、発電機５０１が稼働しているときには、海水ポンプ２１の出力はＰ１となる。同様に、発電機５０２，５０３が稼働しているときには、海水ポンプ２１の出力はＰ２，Ｐ３となる。出力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、例えば、各発電機５０１〜５０３に設けられる一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度などに応じた出力である。
【００２４】
また、すべての発電機５０が稼働しているときには、予め定められた出力で海水ポンプ２１が運転される。
【００２５】
次に、ＰＬＣ３１は、各温度センサ１４１〜１４３を介して、一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒それぞれの温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を比較する（ステップＳ１０３）。そして、ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１が最大であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１が最大であると判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、駆動ユニット３２に、海水ポンプ２１を出力Ｐ１で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ２１の出力がＰ１に設定される（ステップＳ１０５）。海水ポンプ２１の出力がＰ１に設定されると、一次冷却系統１０１の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される。
【００２６】
次に、ＰＬＣ３１は、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３を監視して、温度Ｔ２又は温度Ｔ３が温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ＰＬＣ３１は、温度Ｔ２又は温度Ｔ３が温度Ｔ１以下であると判断した場合には（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３の監視を継続する。一方、ＰＬＣ３１は、温度Ｔ２又は温度Ｔ３が温度Ｔ１より高いと判断した場合には（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、タイマーを起動する（ステップＳ１０７）。
【００２７】
次に、ＰＬＣ３１は、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。目標時間ＴＭ１は、例えば、一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の冷却目標温度ＴＴ１〜ＴＴ３と、冷媒の現在の温度Ｔ１〜Ｔ３との温度差ΔＴ（＝ＴＮ−ＴＴＮ）に基づいて決定することが考えられる。例えば、図４は、温度差ΔＴと目標時間ＴＭ１との関係を示す図である。図４に示されるように、温度差ΔＴが小さいときには、目標時間ＴＭ１を大きくし、温度差ΔＴが大きいときには、目標時間ＴＭ１を小さくする。
【００２８】
例えば、ステップＳ１０８では、Ｔ１−ＴＴ１、Ｔ２−ＴＴ２、Ｔ３−ＴＴ３の演算によって求められる温度差ΔＴのうち最も大きい温度差ΔＴに基づいて、目標時間ＴＭ１を決定する。なお、図４に示される温度差ΔＴと目標時間ＴＭ１との関係は、発電機５０の出力などによって決定することが考えられる。
【００２９】
ＰＬＣ３１は、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であると判断した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４以降の処理を実行する。
【００３０】
一方、ＰＬＣ３１は、ステップＳ１０４で、温度Ｔ１が最大ではないと判断した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、温度Ｔ２が最大であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ＰＬＣ３１は、温度Ｔ２が最大であると判断した場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、駆動ユニット３２に、海水ポンプ２１を出力Ｐ２で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ２１の出力がＰ２に設定される（ステップＳ１１０）。海水ポンプ２１の出力がＰ２に設定されると、一次冷却系統１０２の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される。
【００３１】
次に、ＰＬＣ３１は、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３を監視して、温度Ｔ１又は温度Ｔ３が温度Ｔ２よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１１）。ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１又は温度Ｔ３が温度Ｔ２以下であると判断した場合には（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３の監視を継続する。一方、ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１又は温度Ｔ３が温度Ｔ２より高いと判断した場合には（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、タイマーを起動する（ステップＳ１０７）。そして、ＰＬＣ３１は、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であるか否かを判断し（ステップＳ１０８）、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であると判断した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４以降の処理を実行する。
【００３２】
また、ＰＬＣ３１は、ステップＳ１０９で、温度Ｔ２が、最大ではないと判断した場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、駆動ユニット３２に、海水ポンプ２１を出力Ｐ３で運転するように指示する。これにより、海水ポンプ２１の出力がＰ３に設定される（ステップＳ１１２）。海水ポンプ２１の出力がＰ３に設定されると、一次冷却系統１０３の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される。
【００３３】
次に、ＰＬＣ３１は、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３を監視して、温度Ｔ１又は温度Ｔ２が温度Ｔ３よりも高いか否かを判断する（ステップＳ１１３）。ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１又は温度Ｔ２が温度Ｔ３以下であると判断した場合には（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、各一次冷却系統１０１〜１０３の冷媒の温度Ｔ１〜Ｔ３の監視を継続する。一方、ＰＬＣ３１は、温度Ｔ１又は温度Ｔ２が温度Ｔ３より高いと判断した場合には（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、タイマーを起動する（ステップＳ１０７）。そして、ＰＬＣ３１は、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であるか否かを判断し（ステップＳ１０８）、タイマーの値ＴＩＭＥが、目標時間ＴＭ１以上であると判断した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１０４以降の処理を実行する。
【００３４】
以上のように、海水ポンプ２１が運転された後は、ステップＳ１０４〜Ｓ１１３の処理が繰り返し実行される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態では、一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の温度が比較される（ステップＳ１０３）。そして、最も温度が高い冷媒の温度が指標として選択され（ステップＳ１０４，Ｓ１０８）、選択された一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される（ステップＳ１０５，Ｓ１１０，Ｓ１１２）。次に、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の温度が監視され（ステップＳ１０６，Ｓ１１１，Ｓ１１３）、最も温度が高い冷媒が、他の一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒に変わったときには、所定の時間（目標時間ＴＭ１）だけ待機した後に（ステップＳ１０８）、順次、最も温度が高い冷媒の温度が指標として選択される（ステップＳ１０４，Ｓ１０８）。このため、目標時間ＴＭ１より短い周期で、二次冷却系統２０の制御指標が切り替わることがない。したがって、二次冷却系統２０を構成する海水ポンプ２１の制御におけるハンチングの発生を抑制することができる。
【００３６】
図５は、一例として、一次冷却系統１０１，１０２に用いられる冷媒の温度の推移を表す曲線Ｓ１，Ｓ２を示す図である。図５を参照するとわかるように、一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の温度Ｔ１〜ＴＮがほぼ等しいような場合には、温度センサ１４１〜１４Ｎの精度や出力誤差などの要因により、最も温度が高い冷媒が頻繁に入れ替わる。このような場合に、本実施形態では、二次冷却系統２０の制御指標が頻繁に切り替わることが抑制されるため、海水ポンプ２１の制御におけるハンチングの発生を効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、図４に示されるように、目標時間ＴＭ１は、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の温度Ｔ１〜ＴＮと、各一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒の冷却目標温度ＴＴ１〜ＴＴＮとの差異に基づいて決定される。このため、目標冷却温度よりも冷媒の温度が著しく高い場合には、目標時間ＴＭ１が小さく設定され、短時間に制御指標が切り替わる。そのため、海水ポンプ２１の運転を、冷媒の温度が高い一次冷却系統１０１〜１０Ｎに見合った運転に短時間に切り替えることができる。一方、目標冷却温度よりも冷媒の温度がわずかに高いような場合には、目標時間ＴＭ１が長く設定され、短時間に制御指標が切り替わることが抑制される。したがって、ハンチングを抑制しつつ制御指標を適切に切り替えることが可能となる。
【００３８】
《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態を図面に基づいて説明する。第１の実施形態と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いるとともに、その説明を省略又は簡略する。本実施形態に係る冷却システム１は、ＰＬＣ３１が実施する一連の処理が、第１の実施形態に係る処理と一部異なっている。
【００３９】
図６は、ＰＬＣ３１によって実行される一連の処理を示すフローチャートである。まず、ＰＬＣ３１は、海水ポンプ２１が運転されているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ＰＬＣ３１は、海水ポンプ２１が運転されていないと判断したときには（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、駆動ユニット３２へ海水ポンプの運転を指示する（ステップＳ２０２）。これにより、駆動ユニット３２によって海水ポンプ２１が起動される。このときの海水ポンプ２１の出力は、任意に設定することができる。ここでは、海水ポンプ２１の出力は、例えば、３台の発電機５０１〜５０３のうちの発電機５０１に見合った出力Ｐ１とする（ステップＳ２０３）。
【００４０】
次に、ＰＬＣ３１は、一次冷却系統１０２，１０３の冷媒の温度Ｔ２，Ｔ３の移動平均温度Ａ２，Ａ３を算出する（ステップＳ２０４）。移動平均温度を算出するときの時間間隔は、例えば、温度Ｔ１〜Ｔ３のサンプリング周期ＳＰの数倍程度とする。
【００４１】
例えば、図７は、センサ１４２によってサンプリングされた温度Ｔ２の推移を示すグラフである。図７に示されるように、計測された温度Ｔ２は、計測誤差や出力誤差等により変動する。そのため、温度Ｔ２は、実際の温度に対する大きさがミクロ的には変動するような場合がある。そこで、ＰＬＣ３１は、例えば、サンプリング周期ＳＰごとに、直近の数点の計測値の平均値を移動平均温度Ａ２として算出する。
【００４２】
図８乃至図１０は、移動平均温度Ａ２の推移を示す曲線ＳＡ２を一例として示す図である。海水ポンプ２１が、発電機５０１の目標冷却温度Ｋ１に応じた出力Ｐ１で運転されているときに、出力Ｐ１が発電機５０２の目標冷却温度Ｋ２に応じた出力Ｐ２と同等である場合には、発電機５０２も、適切に冷却される。この場合には、図８に示されるように、移動平均温度Ａ２は一定の値に収束した状態で推移する。また、出力Ｐ１が発電機５０２の目標冷却温度Ｋ２に応じた出力Ｐ２を上回る場合には、発電機５０２が、十分に冷却される。この場合には、図９に示されるように、移動平均温度Ａ２は一定の温度に向かって、時間とともに低下するように推移する。
【００４３】
一方、出力Ｐ１が発電機５０２の目標冷却温度Ｋ２に応じた出力Ｐ２を下回る場合には、発電機５０２の冷却が不十分になる。この場合には、図１０に示されるように、移動平均温度Ａ２は一定の温度に向かって、時間とともに上昇するように推移する。
【００４４】
図８及び図９のグラフに示されるように、移動平均温度Ａ２が一定に維持されるか、或いは、低下していくときには、海水ポンプ２１の出力を変更する必要がない。しかしながら、図１０のグラフに示されるように、移動平均温度Ａ２が上昇していくときには、海水ポンプ２１の出力を増加させる必要がある。
【００４５】
そこで、ＰＬＣ３１は、まず、一次冷却系統１０１とは別の一次冷却系統１０２の冷媒の温度Ｔ２の移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２０５）。
【００４６】
閾値Ｔｈ２は、発電機５０２の仕様に応じて決定される値であり、例えば、一次冷却系統１０２の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。また、所定時間ＳＴは、例えば、数秒から数十秒の範囲内で設定される。
【００４７】
ＰＬＣ３１は、図８及び図９に示されるように、移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、一次冷却系統１０３の冷媒の温度Ｔ３の移動平均温度Ａ３が、閾値Ｔｈ３を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。なお、閾値Ｔｈ３は、例えば、一次冷却系統１０３の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。
【００４８】
ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ３が、閾値Ｔｈ３を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
一方、ステップＳ２０５の処理において、ＰＬＣ３１は、図１０に示されるように、移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続したと判断したときには（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、海水ポンプ２１の出力を出力Ｐ２に設定する（ステップＳ２０７）。海水ポンプ２１の出力が出力Ｐ２に設定されると、一次冷却系統１０２の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される。
【００５０】
次に、ＰＬＣ３１は、各一次冷却系統１０１，１０３の冷媒の温度Ｔ１，Ｔ３の移動平均温度Ａ１，Ａ３を算出する（ステップＳ２０８）。そして、ＰＬＣ３１は、まず、一次冷却系統１０２とは別の一次冷却系統１０３の冷媒の温度Ｔ３の移動平均温度Ａ３が、閾値Ｔｈ３を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２０９）。
【００５１】
ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ３が、閾値Ｔｈ３を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２０９：Ｎｏ）、一次冷却系統１０１の冷媒の温度Ｔ１の移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。なお、閾値Ｔｈ１は、例えば、一次冷却系統１０１の水温の許容上限温度よりもやや低い温度に設定される。
【００５２】
ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、ステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理を繰り返し実行する。
【００５３】
一方、ステップＳ２０９の処理において、ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ３が、閾値Ｔｈ３を上回った状態が時間ＳＴ継続したと判断したときには（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、海水ポンプ２１の出力を出力Ｐ３に設定する（ステップＳ２１１）。海水ポンプ２１の出力が出力Ｐ３に設定されると、一次冷却系統１０３の冷媒の冷却に適した出力で、海水ポンプ２１が運転される。
【００５４】
次に、ＰＬＣ３１は、各一次冷却系統１０１，１０２の冷媒の温度Ｔ１，Ｔ２の移動平均温度Ａ１，Ａ２を算出する（ステップＳ２１２）。そして、ＰＬＣ３１は、まず、一次冷却系統１０３とは別の一次冷却系統１０２の冷媒の温度Ｔ２の移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。
【００５５】
ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、一次冷却系統１０１の冷媒の温度Ｔ１の移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続したか否かを判断する（ステップＳ２１４）。
【００５６】
ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続しなかったと判断したときには（ステップＳ２１４：Ｎｏ）、ステップＳ２１２〜Ｓ２１４の処理を繰り返し実行する。
【００５７】
一方、ステップＳ２１３の処理において、ＰＬＣ３１は、移動平均温度Ａ２が、閾値Ｔｈ２を上回った状態が時間ＳＴ継続したと判断したときには（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、海水ポンプ２１の出力を出力Ｐ２に設定する（ステップＳ２０７）。そして、ステップＳ２０７以降の処理を実行する。
【００５８】
また、ＰＬＣ３は、ステップＳ２１０の処理で、移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続したと判断したとき（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、或いは、ステップＳ２１４の処理で、移動平均温度Ａ１が、閾値Ｔｈ１を上回った状態が時間ＳＴ継続したと判断したときは（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、海水ポンプ２１の出力を出力Ｐ１に設定する（ステップＳ２０３）。そして、ステップＳ２０３以降の処理を実行する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、複数の発電機５０のうち、冷却対象となった発電機５０に見合った出力で海水ポンプ２１が運転されると（ステップＳ２０３，Ｓ２０７，Ｓ２１１）、残りの発電機５０の一次冷却系統１０の移動平均温度Ａ１〜Ａ３が演算される。そして、移動平均温度Ａ１〜Ａ３が上昇傾向である場合には、海水ポンプ２１の出力を、移動平均温度が上昇傾向にある発電機５０に見合った出力に増加する。
【００６０】
上述したように、移動平均温度Ａ１〜Ａ３は、温度センサの精度や出力誤差などの要因による値のばらつきが少なく、大小関係が頻繁に入れ替わることが少ない。そのため、適切なタイミングで冷却対象となる一次冷却系統１０１〜１０Ｎの選択を行うとともに、二次冷却系統２０を構成する海水ポンプ２１の制御におけるハンチングの発生を抑制することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、発熱源が発電機５０である場合について説明した。これに限らず、発熱源は原動機などであってもよい。
【００６２】
上記実施形態では、二次冷却系統２０の冷媒が海水であることとした。これに限らず、二次冷却系統２０の冷媒は、湖水や水道水などであってもよい。同様に一次冷却系統１０１〜１０Ｎの冷媒も水道水に限られるものではない。
【００６３】
上記実施形態では、発電機５０が船舶に搭載されている場合について説明した。これに限らず、発電機５０は、陸上の設備に搭載されていてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、冷媒の温度が最も高い一次冷却系統１０１〜１０Ｎを選択して、選択した一次冷却系統１０１〜１０Ｎに応じて、海水ポンプ２１の出力を設定することとした（ステップＳ１０４，Ｓ１０９）。これに限らず、発電機５０１〜５０Ｎの一次冷却系統１０１〜１０Ｎごとに設定された閾値Ｔｈ２１〜Ｔｈ２Ｎと、冷媒の温度Ｔ１〜ＴＮとの差が最大になる一次冷却系統１０１〜１０Ｎを選択して、選択した一次冷却系統１０１〜１０Ｎに応じて、海水ポンプ２１の出力を設定することとしてもよい。この場合には、ステップＳ１０４，Ｓ１０９で、ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔｈ２１）、ΔＴ２（＝Ｔ２−Ｔｈ２２）、及び、ΔＴ３（＝Ｔ３−Ｔｈ２３）同士を比較して、ステップＳ１０４で、ΔＴ１が最大であるか否かを判断し、ステップＳ１０９で、ΔＴ２が最大であるか否かを判断すればよい。
【００６５】
これによれば、各発電機５０１〜５０Ｎの冷却目標温度が異なる場合にも、各発電機５０１〜５０Ｎを過不足なく冷却することができる。
【００６６】
本発明の実施の形態が説明されたが、この実施の形態は、例として提示されたものであり、発明の範囲を限定することを意図されていない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることができ、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更され得る。これら実施の形態やその変形は、本発明の範囲および要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６７】
１  冷却システム
１０  一次冷却系統
１１  熱交換器
１２  調温弁
１３  循環ポンプ
２０  二次冷却系統
２１  海水ポンプ
３０  制御装置
３１  ＰＬＣ
３２  駆動ユニット
５０  発電機
１０  一次冷却系統
１４  温度センサ
Ｈ  循環系
Ｈ１〜Ｈ３  配管
Ｌ１  吸水管
Ｌ２  排水管
Ｌ３  接続管
【要約】
【課題】冷却制御におけるハンチングの発生を抑制する。
【解決手段】実施形態にかかる冷却システムは、複数の発熱源にそれぞれ設けられ、発熱源と熱交換器との間を循環する第１の冷媒で、発熱源を冷却する一次冷却系統と、複数の発熱源に共通して設けられ、熱交換器へ一次冷却系統それぞれの第１の冷媒を冷却する第２の冷媒を供給するポンプを備える二次冷却系統と、第１の冷媒の温度に基づいて一次冷却系統を選択し、選択した一次冷却系統の第１の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、一次冷却系統を選択してから、予め設定された時間が経過した後に、一次冷却系統を新たに選択し、選択した一次冷却系統の第１の冷媒の温度に基づいて、ポンプの出力の制御を行う。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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