(57)【要約】【課題】  冷却負荷への冷水供給を停止することなく、負荷減少時用の冷却塔の接続分離や組付けを容易に行えるようにする。【解決手段】  冷水を得る３個の冷凍機１と、冷凍機１からの冷水によって冷却を行う３個の冷却負荷２とを、供給側ヘッダー６を介装した供給側水配管３と戻り側ヘッダー１２を介装した戻り側水配管４とを介して接続する。戻り側水配管４を構成する、戻り側ヘッダー１２と冷凍機２とを接続する第２の戻り側分岐配管１３に、密閉型の冷水製造用の第１の冷却塔１６を介装し、冬季などのように冷却負荷２の負荷が低くなったときに、第１の冷却塔１６により低温の外気を利用して冷水を製造し、その冷水を冷却負荷２に供給して冷却を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷水を得る複数の冷凍機と、
前記冷凍機からの冷水によって冷却を行う冷却負荷と、
前記冷凍機と前記冷却負荷とを接続する、供給側ヘッダーを介装した供給側水配管と、
前記冷凍機と前記冷却負荷とを接続する、戻り側ヘッダーを介装した戻り側水配管とを備えた冷水式冷却システムであって、
前記冷凍機のうちのひとつと前記戻り側ヘッダーとの間における戻り側水配管あるいは前記冷凍機のうちのひとつと前記供給側ヘッダーとの間における供給側水配管に、冷水製造用の冷却塔を付設したことを特徴とする冷水式冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷水式冷却システムにおいて、
冷凍機が吸収冷凍機である冷水式冷却システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷水式冷却システムにおいて、
冷凍機と前記戻り側ヘッダーとの間における戻り側水配管あるいは前記冷凍機と前記供給側ヘッダーとの間における供給側水配管に冷水供給用ポンプを設け、前記冷却負荷から出た冷水の温度が設定温度になるように前記冷水供給用ポンプの吐出容量を制御する冷水流量制御手段を備えている冷水式冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷水を得る複数の冷凍機と、冷凍機からの冷水によって冷却を行う冷却負荷と、冷凍機と冷却負荷とを接続する、供給側ヘッダーを介装した供給側水配管と、冷凍機と冷却負荷とを接続する、戻り側ヘッダーを介装した戻り側水配管とを備えた冷水式冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の冷水式冷却システムでは、従来、冬季などのように冷却負荷の負荷が低減したときに、冷却塔で低温の外気を利用して冷水を製造し、これにより省エネルギーを図ることが有用であると考えられ、従来、次のようなシステムが提案されている。
【０００３】
図２は、従来例の全体概略システム構成図であり、冷水を得る２個の冷凍機０１と、冷凍機０１からの冷水によって冷却を行う２個の冷却負荷０２とが、供給側水配管０３と戻り側水配管０４とを介して接続されている。
【０００４】
供給側水配管０３は、冷凍機０１に接続される第１の供給側分岐配管０５と、第１の供給側分岐配管０５に接続される第１の供給側ヘッダー０６と、冷却負荷０２に接続される第２の供給側分岐配管０７と、第２の供給側分岐配管０７に接続される供給側合流配管０８と、供給側合流配管０８に接続される第２の供給側ヘッダー０９と、第１および第２の供給側ヘッダー０６，０９間に介装される、第１および第２のポンプ０１０，０１１ならびに第１の開閉弁０１２それぞれを介装した第１、第２および第３の中間配管０１３，０１４，０１５とから構成されている。
【０００５】
戻り側水配管０４は、冷却負荷０２に接続される、第２および第３の開閉弁０１６，０１７それぞれを介装した第１および第２の戻り側分岐配管０１８，０１９と、第１および第２の戻り側分岐配管０１８，０１９に接続される戻り側合流配管０２０と、戻り側合流配管０２０と冷凍機０２とを接続する、第３および第４のポンプ０２２，０２３それぞれを介装した第３および第４の戻り側分岐配管０２４，０２５とから構成されている。
【０００６】
戻り側合流配管０２０の途中箇所に、第５のポンプ０２６を介装した第１のバイパス配管０２７を介して冷却塔０２８が接続され、また、第１のバイパス配管２７との接続箇所よりも下流側と第１の供給側ヘッダー０６とが第２のバイパス配管０２９を介して接続されている。
【０００７】
上記構成により、冬季などのように冷却負荷０２の負荷が低減したときに、冷凍機０１、第１および第２のポンプ０１０，０１１の駆動を停止するとともに、第１の開閉弁０１２を開き、その状態で第５のポンプ０２６および冷却塔０２８を駆動し、低温の外気を利用して冷水を製造し、その冷水を冷却負荷０２に供給して冷却を行うようになっている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】大気社“フリークーリングシステム”［平成１５年１２月２６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.taikisha.co.jp/j-technology/clean/clean10.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のような従来例の場合、冬季の運転時に冷却塔０１８の補修を行うために合流配管０２０から接続分離する必要が生じた場合とか、あるいは、既設のシステムに対して冷却塔０２８を組み込むといったような場合に、冷却負荷０２への冷水供給を停止しなければならない欠点があった。
【０００９】
そのため、例えば、溶剤蒸気を凝縮液化させて回収する溶剤回収工場とか、溶融樹脂を冷却して樹脂製品を製造する樹脂製品製造工場などでは、一時的な操業の中断を余儀無くされる不都合があった。
【００１０】
また、上述従来例の場合、冷却負荷０２の負荷変動に対応させるために、第１および第２のポンプ０１０，０１１の両方を運転する状態、あるいは、いずれか一方を運転する状態に切り替えることにより、冷水の供給量を制御できるようにしている。
【００１１】
この結果、戻り側合流配管０２０の配管径は大きく、そのような大径の戻り側合流配管０２０に、第５のポンプ０２６を介装した第１のバイパス配管０２７を介して冷却塔０２８を接続するため、第１のバイパス配管０２７としても配管径の大きいものを使用せざるを得ず、材料費が高価になって施工コストが増大する欠点があった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、冷却負荷への冷水供給を停止することなく、負荷減少時用の冷却塔の接続分離や組付けを容易に行えるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、冷水を安価にして得ることができるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、材料費を低減して施工コストを安価に、かつ、ランニングコスト安価にして冷却負荷の負荷変動に対応できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
冷水を得る複数の冷凍機と、
前記冷凍機からの冷水によって冷却を行う冷却負荷と、
前記冷凍機と前記冷却負荷とを接続する、供給側ヘッダーを介装した供給側水配管と、
前記冷凍機と前記冷却負荷とを接続する、戻り側ヘッダーを介装した戻り側水配管とを備えた冷水式冷却システムにおいて、
前記冷凍機のうちのひとつと前記戻り側ヘッダーとの間における戻り側水配管あるいは前記冷凍機のうちのひとつと前記供給側ヘッダーとの間における供給側水配管に、冷水製造用の冷却塔を付設して構成する。
【００１４】
（作用・効果）
請求項１に係る発明の冷水式冷却システムの構成によれば、供給側ヘッダーおよび戻り側ヘッダーに対する一次側において、複数の戻り側あるいは供給側の水配管のうちのひとつに冷却塔を接続する。
【００１５】
したがって、冬季の運転時に冷却塔の補修を行うために戻り側あるいは供給側の水配管から接続分離する必要が生じた場合とか、あるいは、既設のシステムに対して冷却塔を組み込むといったような場合に、別の戻り側あるいは供給側の水配管に設けた冷凍機を駆動することにより冷却負荷に冷水を供給し、その状態で冷却塔を接続分離したり組み込んだりすることができ、冷却負荷への冷水供給を停止することなく、負荷減少時用の冷却塔の接続分離や組付けを容易に行うことができる。
【００１６】
殊に、例えば、溶剤蒸気を凝縮液化させて回収する溶剤回収工場とか、溶融樹脂を冷却して樹脂製品を製造する樹脂製品製造工場などでは、一時的な操業の中断を回避でき、極めて有用である。
【００１７】
また、請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の冷水式冷却システムにおいて、
冷凍機を吸収冷凍機で構成する。
【００１８】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の冷水式冷却システムの構成によれば、冷凍機として、エンジン排熱などの各種の排熱を利用できる吸収冷凍機を用いるから、冷水を安価にして得ることができる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１または２に記載の冷水式冷却システムにおいて、
冷凍機と前記戻り側ヘッダーとの間における戻り側水配管あるいは前記冷凍機と前記供給側ヘッダーとの間における供給側水配管に冷水供給用ポンプを設け、前記冷却負荷から出た冷水の温度が設定温度になるように前記冷水供給用ポンプの吐出容量を制御する冷水流量制御手段を備えて構成する。
【００２０】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の冷水式冷却システムの構成によれば、供給側ヘッダーおよび戻り側ヘッダーに対する一次側において、複数の戻り側あるいは供給側の水配管のうちのひとつに冷却塔を接続し、冷水供給用ポンプの吐出容量を制御することによって冷却負荷に流す冷水流量を制御し、冷却負荷の負荷変動に対応する。
【００２１】
したがって、冷却負荷の負荷が高くなって冷却負荷に流す冷水流量が増加しても、それらの冷水流量を複数に分配した戻り側あるいは供給側の水配管に冷却塔を設けるから、接続する配管の径を、従来の合流配管に設ける場合に比べて小さくでき、しかも、冷却負荷に応じて冷凍機にかかる負荷を必要最小限にでき、材料費を低減して施工コストを安価に、かつ、ランニングコスト安価にして冷却負荷の変動に対応できる。
【００２２】
また、電動型圧縮機による冷媒回路によって冷水を得る冷凍機の場合に、圧縮機の回転数を制御して製造する冷水の温度を調整しようとすると、圧縮機の回転数を減少させるに伴って成績係数が著しく低下し、電力消費量が増大するが、上述のように冷水供給用ポンプの吐出容量を制御する場合、そのような成績係数の低下が無く、この点でもランニングコストを安価にできる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、請求項１に係る発明の冷水式冷却システムによれば、複数の冷凍機に、供給側ヘッダーおよび戻り側ヘッダーに対する一次側において、複数の戻り側あるいは供給側の水配管のうちのひとつに冷却塔を接続するから、冬季の運転時に冷却塔の補修を行うために戻り側あるいは供給側の水配管から接続分離する必要が生じた場合とか、あるいは、既設のシステムに対して冷却塔を組み込むといったような場合に、別の戻り側あるいは供給側の水配管に設けた冷凍機を駆動することにより冷却負荷に冷水を供給し、その状態で冷却塔を接続分離したり組み込んだりすることができ、冷却負荷への冷水供給を停止することなく、負荷減少時用の冷却塔の接続分離や組付けを容易に行うことができる。
【００２４】
殊に、例えば、溶剤蒸気を凝縮液化させて回収する溶剤回収工場とか、溶融樹脂を冷却して樹脂製品を製造する樹脂製品製造工場などでは、一時的な操業の中断を回避でき、極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る冷水式冷却システムの実施例を示す全体概略システム構成図であり、冷水を得る３個の冷凍機１と、冷凍機１からの冷水によって冷却を行う３個の冷却負荷２とが、供給側水配管３と戻り側水配管４とを介して接続されている。
【００２７】
供給側水配管３は、冷凍機１に接続される第１の供給側分岐配管５と、第１の供給側分岐配管５に接続される供給側ヘッダー６と、冷却負荷２に接続される第２の供給側分岐配管７と、第２の供給側分岐配管７と供給側ヘッダー６とを接続する供給側合流配管８とから構成され、第１の供給側分岐配管５それぞれに第１の開閉弁９が介装されている。
【００２８】
戻り側水配管４は、冷却負荷２に接続される第１の戻り側分岐配管１０と、第１の戻り側分岐配管１０に接続される戻り側合流配管１１と、戻り側合流配管１１に接続される戻り側ヘッダー１２と、戻り側ヘッダー１２と冷凍機２とを接続する第２の戻り側分岐配管１３とから構成され、第２の戻り側配管１３それぞれに、第２の開閉弁１４と吐出容量可変型の冷水供給用ポンプ１５とが介装されている。
【００２９】
ひとつの第２の戻り側分岐配管１３に、密閉型の冷水製造用の第１の冷却塔１６が介装されている。
【００３０】
冷凍機１それぞれは吸収冷凍機で構成され、その吸収器（図示せず）および凝縮器（図示せず）それぞれに冷却水を供給する第２の冷却塔１７が設けられている。
【００３１】
上記構成により、夏季などで冷却負荷２の負荷が高いときには、３個の冷凍機１を駆動して、冷却負荷２に必要量の冷水を供給し、一方、冬季などのように冷却負荷２の負荷が低くなったときには、第１および第２の開閉弁９，１４それぞれのひとつだけを開き、第１の冷却塔１６により低温の外気を利用して冷水を製造し、その冷水を冷却負荷２に供給して冷却を行うようになっている。
【００３２】
また、戻り側合流配管１１に、そこを流れる戻り側温水の温度を測定する温度計１８が設けられ、その温度計１８が冷水流量制御手段としてのコントローラ１９に接続され、コントローラ１９が各冷水供給用ポンプ１５それぞれに接続されている。
【００３３】
コントローラ１９では、温度計１８で測定される冷却負荷２から出た冷水の温度に基づき、その冷水温度と設定温度とを比較し、測定冷水温度が設定温度よりも低いときには、冷水供給用ポンプ１５の吐出容量を減少させ、一方、測定冷水温度が設定温度よりも高いときには、冷水供給用ポンプ１５の吐出容量を増加させ、測定冷水温度が設定温度になるように冷水供給用ポンプ１５の吐出容量を制御するように構成されている。
【００３４】
上記構成により、冷却負荷２の負荷に応じて冷凍機１にかかる負荷を調整し、冷凍機１にかかる負荷を必要最小限にでき、ランニングコスト安価にして冷却負荷の変動に対応できるようになっている。
【００３５】
上述設定温度としては、例えば、冷却負荷２に温度７℃の冷水を供給したときに、１２℃に設定される。
【００３６】
第１の冷却塔１６の運転時には、１２℃で戻される冷水が第１の冷却塔１６で９．５℃に冷却され、その冷水が冷凍機１で７℃まで冷却されることになる。
【００３７】
冷却負荷２として、熱交換面積の大きい熱交換器を用いている場合には、大温度差冷却が可能になり、設定温度として１５℃に設定され、その冷水を第１の冷却塔１６で９．５℃に冷却することになり、第１の冷却塔１６の能力を効果的に生かすことができる。
【００３８】
上記実施例では、冷凍機１と戻り側ヘッダー１２との間において、戻り側水配管４を構成する第２の戻り側分岐配管１０に第１の冷却塔１６を設け、第１の冷却塔１６による冷水製造時に、同じ第２の戻り側分岐配管１３に設けた冷凍機１をも駆動して第１の冷却塔１６で製造した冷水を更に冷凍機１で冷却するようにしているが、冷凍機１を停止して第１の冷却塔１６のみで冷水を製造するように構成しても良い。このように第１の冷却塔１６のみで冷水を製造するように構成する場合であれば、冷凍機１と供給側ヘッダー６との間において、供給側水配管３を構成する第１の供給側分岐配管５に第１の冷却塔１６を設けても良い。
【００３９】
また、上記実施例では、第１の冷却塔１６として密閉型の冷却塔を用いているが、開放型の冷却塔でも良い。また、第１の冷却塔１６としては、専用の冷却塔を備えても良いが、冬季などの負荷減少時に停止する冷凍機１に設けられている第２の冷却塔１７を利用するのが好ましい。
【００４０】
本発明としては、例えば、溶剤を回収する溶剤回収工場において、溶剤蒸気を凝縮液化するための冷却とか、樹脂製品を製造する樹脂製品製造工場において、溶融樹脂を硬化するための冷却とか、オフィスビルなどにおける空調のための冷却など、各種の冷水式冷却システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る冷水式冷却システムの実施例を示す全体概略システム構成図である。
【図２】従来例を示す全体概略システム構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…冷凍機
２…冷却負荷
３…供給側水配管
４…戻り側水配管
６…供給側ヘッダー
１２…戻り側ヘッダー
１５…冷水供給用ポンプ
１６…第１の冷却塔
１９…コントローラ（冷水流量制御手段）
【図１】
2005273950.tif 000003
【図２】
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