JPH01310243A

JPH01310243A - 冷却加熱装置

Info

Publication number: JPH01310243A
Application number: JP13952488A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Tada; 多田　雄三; Hiroshi Ueda; 宏上田; Susumu Sakaida; 堺田　進; Rikuo Tamura; 田村　陸男; Seiji Sanada; 眞田　誠司
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1989-12-14
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JP2588583B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、冷水あるいは熱水を供給して負荷の冷却ある
いは加熱を行う冷却加熱システムに関連し、特に、例え
ばコンピュータあるいは危険物の冷却や加熱等のように
、停電や冷却設備あるいは加熱設備のトラブル等に際し
ても冷却（あるいは加熱）を継続しなければならないよ
うな負荷を使用する場合に好適な冷却加熱装置に関する
。

５従来の技術］このような冷却あるいは加熱を常に継続する必要がある
負荷を使用する場合、従来は、予備機を設置して冷却設
備あるいは加熱設備（熱源設備〉のトラブルに対応した
り、あるいは停電に対応するために非常用発電設備を設
けていた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、予備機を設置するのみでは、停電時における対
応ができないという問題点がある。また、熱源設備自体
のトラブルが発生した場合においても、予備機に切替え
られた後にその予備機が充分な冷却あるいは加熱機能を
発揮するまでに相当な時間が費やされるが、その闇に負
荷に対して必要な冷却あるいは加熱がなされない、さら
に、冷却あるいは加熱されるべき負荷が大きい場合等に
は、予Ｓ機そのものも大型にする必要があるので、予！
機設置のためのコストが高騰化してしまう。

一方、非常用発電設備を設けることは停電トラブルに対
する合理的な対応手段ではあるが、冷却あるいは加熱を
行うべき負荷が大きくなれば大型の非常用発電設備が必
要になり、設備にかかるコストが高臆する。また、非常
用発電設備により所定の冷却あるいは加熱が行われる程
度に熱源設備が機能するまでに相当な時間を必要とし、
その間の冷却あるいは加熱がなされない、さらに、非常
用発電設備のみを設けた場合は、熱源設備そのものの故
障が発生した際に対応できない。

その他の従来技術としては、ガスや油で作動するエンジ
ンで駆動されあるいはタービンで駆動される圧縮式冷凍
機や吸収冷温水機を機能させ、もって停電時等において
熱源設備を駆動させるものがある。しかし、これ等の機
器を駆動するためにも非常用電源設備が必要であり、ま
た、これ等の機器が非常用機器として充分に冷却あるい
は加熱を行うまでにはやはり相当な時間が必要であると
いう問題点があった。

本発明は上記した従来技術の問題点に居みて提案された
ものであり、停電あるいは熱源設備のトラブル等の緊急
事態において、冷却あるいは加熱を継続して行うべき負
荷に対して冷水あるいは熱水を直ちに供給することがで
きて、且つ設備寸法も小さく抑えることができる冷却加
熱装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段コ本発明の冷却加熱装置は、冷水あるいは熱水を供給して
負荷の冷却あるいは加熱を行う冷却加熱装置において、
常用熱源設備と、蓄熱槽付熱源設備と、緊急事態に際し
て蓄熱槽に蓄熱された低温熱あるいは高温熱を継続して
冷却あるいは加温を必要とする負荷へ供給する機構とを
備えている。

ここで、前記機構は熱媒体用の配管と、熱交換器あるい
は各種弁を有して構成されている。

本発明の実施に際して、常用熱源設備と並列に蓄熱槽付
熱源設備を設け、該蓄熱槽付熱源設備には熱媒体として
不凍液を使用し、その不凍液用の配管系と常用熱源設備
側配管系とは熱交換器を介して接続されており、蓄熱槽
付熱源設備側と常用熱源設備側との熱媒体の温度差を大
きくして蓄熱容量を大きくするように構成するのが好ま
しい。

また、常用熱源設備に並列に設けられた蓄熱槽付熱源設
備には熱媒体として清水を使用し、蓄熱槽付熱源設備側
と常用熱源設備側との温度差を大きく設定して蓄熱容量
を大きくするように構成するのも好ましい。この場合、
冷却に際しては、蓄熱槽付熱源設備側の熱媒体である清
水を凍結点近くまで冷却するのが好ましい。

さらに、常用熱源設備と並列に設けられた蓄熱槽付熱源
設備の蓄熱量を検出し、緊急時に対応するのに必要な蓄
熱がなされているか否かを自動的に監視する監視ａ構を
設けるのが好ましい、ここで、蓄ｐ！！、量の検出は、
例えば蓄熱槽内の温度を測定することにより行われる。

そして、前記監視機構を設けた場合には、蓄熱量が不足
してその補充を行う運転に際して、蓄熱量の一部を常用
熱源設備側へ放出し、もって蓄熱量補充運転時間が長く
なるように制御する自動制御機構を設けるのが好ましい
。

［作用］本発明の冷却加熱装置によれば、通常の運転時には常用
熱源設備によって熱媒体である清水を冷却あるいは加熱
し、冷水あるいは熱水を負荷に供給している。そして蓄
熱槽付熱源設備は、停電や常用熱源設備の故障等の緊急
時においても継続した冷却あるいは加熱を必要とする負
荷（例えばコンピュータ等）に対して充分な冷却あるい
は加熱を行うだけの蓄熱を完了して待機している。

常用熱源設備が機能しない緊急時においては、弁の切換
えあるいは所定のポンプの駆動等を行い、継続した冷却
あるいは加熱を必要とする負荷へ供給される水に対して
蓄熱槽付熱源設備に蓄熱された低温熱（冷却用）あるい
は高温熱（加熱用）を放出して、その水を直ちに冷水あ
るいは熱水とすることができる。その結果、継続して冷
却あるいは加熱を必要とする負荷に対しては、緊急時に
おいても途切れることなく冷水あるいは熱水が供給され
る。

停電が長時間に亘り非常用発電設備の稼動による本格的
なバックアップを待つしかない事態、あるいは常用熱源
設備の修復が困難であり予備機の切換えを行わざるを得
ないような事態においても、本発明によれば非常用発電
設備あるいは予備機が充分に機能するまでの時間（例え
ば１５分間）に、蓄熱槽付熱源設備から放出された低温
熱あるいは高温熱により継続して冷却あるいは加熱を必
要とする負荷へ冷水あるいは熱水が供給されるのである
。

ここで、蓄熱槽付熱源設備における熱媒体の比熱をＣ１
比重をγ、容積をＶ、蓄熱温度をｔ２、低温熱あるいは
高温熱の放出完了時温度をｔｌとすると、冷却運転時に
おける蓄熱量ＪＬＱ１は、Ｑｌ　＝Ｃ７（ｔｌ　−ｔ２
　）Ｖなる式で表わされ、一方、加熱運転時における蓄熱容量
Ｑ２は、Ｑ２　＝Ｃｒ　（ｔ２−ｔｌ　）Ｖなる式で表わされる。これ等の式から明らかなように、
本発明においては蓄熱槽付熱源設備側の蓄熱温度と常用
熱源設備側の放熱完了時温度との温度差、すなわち（ｔ
ｌ　−ｔ２　）あるいは（ｔ２−ｔｌ）を大きくすれば
それに比例して蓄熱容量を大きくすることができる。従
って本発明によれば、従来のものに比較して寸法が非常
に小さい蓄熱槽を用いて必要な蓄熱容量を得ることがで
きるのである。

［実施例］以下、添付した図面を参照して、本発明の詳細な説明す
る。

第１図において、全体を符号１０で示す冷却加熱装置は
、常用熱源設備１２と蓄熱槽付熱源設備１４とを備えて
いる。この冷却加熱装置１０は通常時において負荷Ｌ１
　、Ｌ２を冷却あるいは加熱するためのものであり、負
荷Ｌ１は冷却あるいは加熱を中断しても影響のない一般
的な負荷であり、負荷Ｌ２はコンピュータ等のように冷
却（あるいは加熱）を中断すると悪影響があるため緊急
時においても継続して冷却あるいは加熱を行うべき負荷
である。

常用熱源設備１２は配管系１６により負荷Ｌ１の冷却あ
るいは加熱を行っている。この配管系１６から配管系１
８が分岐しており、配管系１８は熱交換器２０を介して
配管系２２と接続している。

すなわち、常用熱源設備１２は配管系１８、熱交換器２
０、配管系２２を介して負荷Ｌ２を冷却あるいは加熱し
ている。

一方、蓄熱槽付熱源設備１４の配管系２４は、熱交換器
２６を介して、負荷Ｌ２の配管系２２から分岐している
配管系２８に接続されている。なお、配管系１６．１８
．２２．２８内を流れる熱媒体は清水であり、従って、
これ等の配管系は清水系を構成している。これに対して
、蓄熱槽付熱源設備１４の配管系２４はその内部の熱媒
体が不凍液であり、不凍液系を構成している。

通常の冷却運転あるいは加熱運転に際しては、常用熱源
設備１２から配管系１６を介して冷水あるいは熱水が負
荷Ｌ１に供給される。そして、配管系１８および熱交換
器２０を介して配管系２２内の清水に低温熱あるいは高
温熱が放出され、負荷Ｌ２に冷水あるいは熱水が供給さ
れる。それと同時に、蓄熱槽付熱源設備１４の蓄熱槽（
個別的には図示せず）には、冷却に必要な蓄熱量の低温
熱あるいは加熱に必要な蓄熱量の高温熱が蓄えられる。

停電あるいは機器の故障により常用熱源段＃１１２が機
能しなくなった場合すなわち緊急時には、図示しない弁
を切り替えあるいは図示しないポンプを駆動することに
より、配管系２４．２８における熱媒体の循環を行う。

それにより蓄熱槽に蓄えられた低温熱あるいは高温熱は
、配管系２４内の熱媒体（不凍液）および熱交換器２６
を介して、配管系２８内の熱媒体（清水）に放出される
。そして配管系２８は配管系２２に合流して、低温熱を
吸収した冷水あるいは高温熱を吸収した熱水あるいは高
温熱を吸収した熱水が負荷Ｌ２に供給される。その結果
、負荷Ｌ２は緊急時においても冷却あるいは加熱が継続
されるのである。

なお蓄熱槽付熱源膜’ｉ’ｌ１４には、蓄熱槽の温度を
検出して緊急時の冷却あるいは加熱に必要なだけの蓄熱
が行われているか否かを監視する監視機構（図示せず）
が設けられている。さらに、蓄熱量が減少してその補充
を行うべき場合には、配管系２４内の不凍液、配管系２
８．２２内の清水を循環せしめ、もって残存する蓄熱の
一部を負荷Ｌ２の冷却あるいは加熱に利用するように制
御する機ｙｊ（図示せず）も冷却加熱装置１０に備えで
ある。蓄熱量を補充するための運転時間が短か過ぎると
機器類に悪影響を及ぼす可能性があるため、蓄熱量補充
運転時間を長くするのが好ましい場合が存在するからで
ある。

第２図は、本発明の第２実施例を示すものである。全体
を符号３０で示す冷却加熱装置は、第１図と略々同様な
ｒｓ造を有しているが、配管系２４内を流れる熱媒体が
清水となっており、また、熱交換器２０．２６の代りに
弁３２．３４を設け、熱媒体がある清水が弁開放時に各
配管系を流れて且つ互いに混合されるようになっている
。この実施例の場合、冷却運転時において、熱交換器２
６（第１図）を介して不凍液と熱交換を行う清水（第１
図中、配管系２８内を流れるもの）が凍結することが防
止される。また、熱媒体である清水同志を混合して熱交
換を行う方が、熱交換器２０．２６（第１図）を介して
熱交換を行うよりも効率が良い。

第２図の実施例において、通常は弁３２を開放し且つ弁
３４を閉鎖して負荷Ｌｌ　、Ｌ２に冷水あるいは熱水を
供給する。一方、緊急時には、弁３２を閉鎖し且つ弁３
４．３４を開放して負荷Ｌ２に冷水あるいは熱水を供給
する。さらに、通常時において、蓄熱補充運転時間を延
長するためには弁３４を開放すれば良い。

その他の点については第１図と同様であるので説明は省
略する。

［発明の効果］本発明の効果を以下に列挙する。

（１）　緊急時において、継続して冷却あるいは加熱が
必要な負荷（例えばコンピュータや危険物の冷却、加熱
等）へ直ちに冷水あるいは熱水が供給される。

（２）　非常用電源設備のバックアップや予備機への切
換を行わざるを得ない場合において、それ等の機器が充
分に機能するまで冷水あるいは熱水を継続して負荷に供
給できる。

（３）　蓄熱温度と蓄熱放出温度との温度差に比例して
蓄熱量を大きくすることができるので、蓄熱槽付熱源設
備の寸法を従来のものと比較して小さくすることができ
る。

（４）　蓄熱量補充運転時間を長くすることができるの
で、補充運転用機器に悪影響を及ぼすことがない。

（５）　蓄熱量の監視および補充を自動制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す系統図、第２図は本
発明の第２実施例を示す系統図である。１０．３０・・・冷却加熱装置　　１２・・・常用熱源
設備　　１４・・・蓄熱槽付熱源設備１６．１８．２２
．２４．２８・・・配管系２０．２６・・・熱交換器　
　３２．３２．３４．３４・・・弁　　Ｌｌ　・・・一
般的な負荷Ｌ２　・・・緊急時においても継続して冷却
あるいは加熱を必要とする負荷第１図ｂ第２図

Claims

【特許請求の範囲】

冷水あるいは熱水を供給して負荷の冷却あるいは加熱を
行う冷却加熱装置において、常用熱源設備と、蓄熱槽付
熱源設備と、緊急事態に際して蓄熱槽に蓄熱された低温
熱あるいは高温熱を継続して冷却あるいは加温を必要と
する負荷へ供給する機構とを備えたことを特徴とする冷
却加熱装置。