JPH074758A - 冷却装置 - Google Patents
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- JPH074758A JPH074758A JP14211093A JP14211093A JPH074758A JP H074758 A JPH074758 A JP H074758A JP 14211093 A JP14211093 A JP 14211093A JP 14211093 A JP14211093 A JP 14211093A JP H074758 A JPH074758 A JP H074758A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、井水を使用することなく、幅広い
温度設定域に渡って微細な温度制御を行うことを目的と
するものである。 【構成】 可変速駆動モータ２９ａを駆動源とする冷凍
機２９により冷凍機回路２１の冷媒を冷却し、この冷凍
機回路２１の冷媒により熱交換器５を介して負荷回路２
の冷媒を冷却し、また熱交換器５に流入する冷凍機回路
２１の冷媒流量を流量制御装置３２により負荷回路２の
冷媒温度に応じて制御するとともに、冷凍機２９の冷却
出力を冷凍機制御装置３３により冷凍機回路２１の冷媒
温度に応じて制御するようにした。
温度設定域に渡って微細な温度制御を行うことを目的と
するものである。 【構成】 可変速駆動モータ２９ａを駆動源とする冷凍
機２９により冷凍機回路２１の冷媒を冷却し、この冷凍
機回路２１の冷媒により熱交換器５を介して負荷回路２
の冷媒を冷却し、また熱交換器５に流入する冷凍機回路
２１の冷媒流量を流量制御装置３２により負荷回路２の
冷媒温度に応じて制御するとともに、冷凍機２９の冷却
出力を冷凍機制御装置３３により冷凍機回路２１の冷媒
温度に応じて制御するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば加速器や化学
反応装置などの熱発生源を冷却するために使用される冷
却装置に関するものである。
反応装置などの熱発生源を冷却するために使用される冷
却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１５は従来の冷却装置の一例を示す構
成図である。図において、１は熱発生源（負荷）、２は
熱発生源１を冷却するための冷媒が循環する負荷回路で
あり、３は負荷回路配管、４は負荷回路循環ポンプであ
る。５は負荷回路２の途中に設けられた熱交換器、６は
井戸、７は井戸６からの井水（冷却水）を熱交換器５に
流すための井水配管、８は井水配管７の途中に設けられ
た井水ポンプ、９は排水溝である。
成図である。図において、１は熱発生源（負荷）、２は
熱発生源１を冷却するための冷媒が循環する負荷回路で
あり、３は負荷回路配管、４は負荷回路循環ポンプであ
る。５は負荷回路２の途中に設けられた熱交換器、６は
井戸、７は井戸６からの井水（冷却水）を熱交換器５に
流すための井水配管、８は井水配管７の途中に設けられ
た井水ポンプ、９は排水溝である。
【０００３】１０は熱交換器５をバイパスして井水を流
すバイパス配管、１１は井水配管７とバイパス配管１０
との合流部分に設けられた三方弁、１２は負荷回路配管
３の途中に設けられた温度検出制御器であり、この温度
検出制御器１２は、負荷回路２の冷媒温度を検出し、そ
の温度に応じて三方弁１１を制御する。
すバイパス配管、１１は井水配管７とバイパス配管１０
との合流部分に設けられた三方弁、１２は負荷回路配管
３の途中に設けられた温度検出制御器であり、この温度
検出制御器１２は、負荷回路２の冷媒温度を検出し、そ
の温度に応じて三方弁１１を制御する。
【０００４】次に、動作について説明する。熱発生源１
で発生した熱は、負荷回路循環ポンプ４により負荷回路
配管３中を流れる冷媒によって吸収される。受熱し温度
上昇した負荷回路２の冷媒は、井水ポンプ８により井水
配管７中を圧送された井水と熱交換器５で熱交換し冷却
される。このとき、熱交換器５に流入する井水の流量
は、三方弁１１で調節されている。また、三方弁１１
は、温度検出制御器１２により制御されており、これに
より負荷回路２の冷媒温度が一定に保たれている。
で発生した熱は、負荷回路循環ポンプ４により負荷回路
配管３中を流れる冷媒によって吸収される。受熱し温度
上昇した負荷回路２の冷媒は、井水ポンプ８により井水
配管７中を圧送された井水と熱交換器５で熱交換し冷却
される。このとき、熱交換器５に流入する井水の流量
は、三方弁１１で調節されている。また、三方弁１１
は、温度検出制御器１２により制御されており、これに
より負荷回路２の冷媒温度が一定に保たれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の冷却装置においては、井水を利用して負荷回路
２の冷媒を冷却しているが、地下水には汲み上げ規制が
あるため、十分な井水を利用するのは難しく、またたと
え井水を利用できても、その温度以下には負荷回路２の
冷媒を冷却できず、十分な冷却効果が得られないという
問題点があった。また、０．１℃級の微細温度制御を行
うためには、負荷容量を大きく上回る多量の井水を垂れ
流さなければならないという問題点もあった。
た従来の冷却装置においては、井水を利用して負荷回路
２の冷媒を冷却しているが、地下水には汲み上げ規制が
あるため、十分な井水を利用するのは難しく、またたと
え井水を利用できても、その温度以下には負荷回路２の
冷媒を冷却できず、十分な冷却効果が得られないという
問題点があった。また、０．１℃級の微細温度制御を行
うためには、負荷容量を大きく上回る多量の井水を垂れ
流さなければならないという問題点もあった。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、井水を使用す
ることなく、幅広い温度設定域に渡って微細な温度制御
を行うことができる冷却装置を得ることを目的とする。
ることを課題としてなされたものであり、井水を使用す
ることなく、幅広い温度設定域に渡って微細な温度制御
を行うことができる冷却装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る冷
却装置は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機によ
り冷凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒に
より熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却し、また熱
交換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を流量制御装置
により負荷回路の冷媒温度に応じて制御するとともに、
冷凍機の冷却出力を冷凍機制御装置により冷凍機回路の
冷媒温度に応じて制御するようにしたものである。
却装置は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機によ
り冷凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒に
より熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却し、また熱
交換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を流量制御装置
により負荷回路の冷媒温度に応じて制御するとともに、
冷凍機の冷却出力を冷凍機制御装置により冷凍機回路の
冷媒温度に応じて制御するようにしたものである。
【０００８】請求項２の発明に係る冷却装置は、熱交換
器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を調節するために、
冷凍機回路配管に熱交換器と並列にバイパス配管を接続
し、熱発生源の熱負荷の変動速度が大きいときには、冷
凍機の冷却出力を上げ、主に流量制御装置により弁を調
節して熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が小さい
ときには、バイパス配管に流入する冷媒流量を減少さ
せ、主に冷凍機制御装置により熱負荷の変動を抑えるよ
うにしたものである。
器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を調節するために、
冷凍機回路配管に熱交換器と並列にバイパス配管を接続
し、熱発生源の熱負荷の変動速度が大きいときには、冷
凍機の冷却出力を上げ、主に流量制御装置により弁を調
節して熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が小さい
ときには、バイパス配管に流入する冷媒流量を減少さ
せ、主に冷凍機制御装置により熱負荷の変動を抑えるよ
うにしたものである。
【０００９】請求項３の発明に係る冷却装置は、可変速
駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複数台
設け、冷凍機の運転台数及び各冷凍機の冷却出力を冷凍
機制御装置により冷凍機回路の冷媒温度に応じて制御す
るようにしたものである。
駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複数台
設け、冷凍機の運転台数及び各冷凍機の冷却出力を冷凍
機制御装置により冷凍機回路の冷媒温度に応じて制御す
るようにしたものである。
【００１０】請求項４の発明に係る冷却装置は、可変速
駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複数台
設け、冷凍機制御装置によって、冷凍機の運転台数及び
各冷凍機の冷却出力を冷凍機回路の冷媒温度に応じて制
御するとともに、各可変速駆動モータと各冷凍機の総合
の運転効率が最大となるように冷凍機の運転台数及び各
冷凍機の冷却出力を制御するようにしたものである。
駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複数台
設け、冷凍機制御装置によって、冷凍機の運転台数及び
各冷凍機の冷却出力を冷凍機回路の冷媒温度に応じて制
御するとともに、各可変速駆動モータと各冷凍機の総合
の運転効率が最大となるように冷凍機の運転台数及び各
冷凍機の冷却出力を制御するようにしたものである。
【００１１】
【作用】請求項１の発明においては、冷凍機を用いて冷
凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒により
熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却することによ
り、幅広い温度設定域に渡る熱発生源の温度制御を可能
とし、また可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を用
いることにより、微細な温度制御を可能とする。
凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒により
熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却することによ
り、幅広い温度設定域に渡る熱発生源の温度制御を可能
とし、また可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を用
いることにより、微細な温度制御を可能とする。
【００１２】請求項２の発明においては、熱発生源の熱
負荷の変動速度が大きいときには、冷凍機の冷却出力を
上げ、分流による無駄を生じさせつつも、応答の速い弁
で熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が小さいとき
には、バイパス配管に流入する冷媒流量を減少させ、分
流による無駄を最小限にしつつ熱負荷の変動を抑える。
負荷の変動速度が大きいときには、冷凍機の冷却出力を
上げ、分流による無駄を生じさせつつも、応答の速い弁
で熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が小さいとき
には、バイパス配管に流入する冷媒流量を減少させ、分
流による無駄を最小限にしつつ熱負荷の変動を抑える。
【００１３】請求項３の発明においては、最低冷却出力
の小さい冷凍機を含む複数台の冷凍機を使用し、運転台
数を増減させることにより、熱交換器に流入しない冷凍
機回路の冷媒流量を減らし、運転効率を向上させる。
の小さい冷凍機を含む複数台の冷凍機を使用し、運転台
数を増減させることにより、熱交換器に流入しない冷凍
機回路の冷媒流量を減らし、運転効率を向上させる。
【００１４】請求項４の発明においては、各可変速駆動
モータができるだけ最大効率で運転されるように冷凍機
の運転台数を制御することにより、冷却装置全体として
の運転効率を向上させる。
モータができるだけ最大効率で運転されるように冷凍機
の運転台数を制御することにより、冷却装置全体として
の運転効率を向上させる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１は請求項１及び請求項２の発明の第１の
実施例による冷却装置を示す構成図であり、図１５と同
一又は相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図において、２１は熱交換器５を通り負荷回路２の
冷媒を冷却するための冷媒が循環する冷凍機回路であ
り、２２は冷凍機回路配管、２３は冷凍機回路循環ポン
プ、２４は冷媒の温度変化による膨張収縮を吸収するた
めの熱膨張タンクである。
る。 実施例１．図１は請求項１及び請求項２の発明の第１の
実施例による冷却装置を示す構成図であり、図１５と同
一又は相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図において、２１は熱交換器５を通り負荷回路２の
冷媒を冷却するための冷媒が循環する冷凍機回路であ
り、２２は冷凍機回路配管、２３は冷凍機回路循環ポン
プ、２４は冷媒の温度変化による膨張収縮を吸収するた
めの熱膨張タンクである。
【００１６】２５は熱交換器５をバイパスするように冷
媒を流すためのバイパス配管、２６は冷凍機回路配管２
２とバイパス配管２５との分岐部分に設けられ熱交換器
５に流入する冷媒流量を調節するための弁である三方
弁、２７は負荷回路２に設けられ熱交換器５を出た冷媒
の温度を検出する負荷回路温度検出器、２８は三方弁２
６と負荷回路温度検出器２７とに接続されている三方弁
用制御器であり、この三方弁用制御器２８は、負荷回路
温度検出器２７により検出された温度に応じて三方弁２
６を制御する。
媒を流すためのバイパス配管、２６は冷凍機回路配管２
２とバイパス配管２５との分岐部分に設けられ熱交換器
５に流入する冷媒流量を調節するための弁である三方
弁、２７は負荷回路２に設けられ熱交換器５を出た冷媒
の温度を検出する負荷回路温度検出器、２８は三方弁２
６と負荷回路温度検出器２７とに接続されている三方弁
用制御器であり、この三方弁用制御器２８は、負荷回路
温度検出器２７により検出された温度に応じて三方弁２
６を制御する。
【００１７】２９は冷凍機回路２１の途中に設けられ冷
凍機回路２１の冷媒を冷却する冷凍機であり、この冷凍
機２９は、可変速駆動モータ２９ａを駆動源としてい
る。３０は冷凍機回路２１に設けられ冷凍機２９を出た
冷媒の温度を検出する冷凍機回路温度検出器、３１は冷
凍機２９と冷凍機回路温度検出器３０とに接続されてい
る冷凍機用制御器であり、この冷凍機用制御器３１は、
冷凍機回路温度検出器３０により検出された温度に応じ
て冷凍機２９の冷却出力を制御する。
凍機回路２１の冷媒を冷却する冷凍機であり、この冷凍
機２９は、可変速駆動モータ２９ａを駆動源としてい
る。３０は冷凍機回路２１に設けられ冷凍機２９を出た
冷媒の温度を検出する冷凍機回路温度検出器、３１は冷
凍機２９と冷凍機回路温度検出器３０とに接続されてい
る冷凍機用制御器であり、この冷凍機用制御器３１は、
冷凍機回路温度検出器３０により検出された温度に応じ
て冷凍機２９の冷却出力を制御する。
【００１８】また、３２はバイパス配管２５，三方弁２
６，負荷回路温度検出器２７及び三方弁用制御器２８か
らなる流量制御装置、３３は冷凍機回路温度検出器３０
及び冷凍機用制御器３１からなる冷凍機制御装置であ
る。
６，負荷回路温度検出器２７及び三方弁用制御器２８か
らなる流量制御装置、３３は冷凍機回路温度検出器３０
及び冷凍機用制御器３１からなる冷凍機制御装置であ
る。
【００１９】ここで、図１の制御系の応答速度は、負荷
回路２＞熱発生源１、負荷回路２＞冷凍機回路２１であ
り、かつ三方弁２６＞熱発生源１＞冷凍機２９＞冷凍機
回路２１（冷凍機回路冷媒の循環速度）となっている。
回路２＞熱発生源１、負荷回路２＞冷凍機回路２１であ
り、かつ三方弁２６＞熱発生源１＞冷凍機２９＞冷凍機
回路２１（冷凍機回路冷媒の循環速度）となっている。
【００２０】次に、動作について説明する。まず、図２
は図１の冷凍機２９についての必要冷却能力と熱吸収出
力との関係を示す関係図である。冷凍機２９は、冷凍機
回路温度検出器３０で検出された温度に応じて冷凍機用
制御器３１により制御され、必要な冷却出力を出すよう
に回転数を変えて運転される。このため、冷凍機回路２
１の冷媒は、常に適正な温度に保たれる。即ち、必要な
冷却能力と冷却出力との関係が図２のように制御される
ので、冷凍機回路２１の冷媒温度ｔ2は時間的に大きな
変化のない安定した状態になる。
は図１の冷凍機２９についての必要冷却能力と熱吸収出
力との関係を示す関係図である。冷凍機２９は、冷凍機
回路温度検出器３０で検出された温度に応じて冷凍機用
制御器３１により制御され、必要な冷却出力を出すよう
に回転数を変えて運転される。このため、冷凍機回路２
１の冷媒は、常に適正な温度に保たれる。即ち、必要な
冷却能力と冷却出力との関係が図２のように制御される
ので、冷凍機回路２１の冷媒温度ｔ2は時間的に大きな
変化のない安定した状態になる。
【００２１】また、三方弁２６の開度は、負荷回路温度
検出器２７で検出された温度に応じて三方弁用制御器２
８により制御される。このとき、熱交換器５に流入する
冷凍機回路２１の冷媒の温度が安定しているため、熱発
生源１に供給される負荷回路２の冷媒温度ｔ1は、図３
に示すように安定した状態になる。従って、この実施例
１の装置では、従来のように井水を使用することなく、
冷凍機２９の能力に応じた幅広い温度設定域に渡り、
０．１℃級の微細な温度制御が可能となる。
検出器２７で検出された温度に応じて三方弁用制御器２
８により制御される。このとき、熱交換器５に流入する
冷凍機回路２１の冷媒の温度が安定しているため、熱発
生源１に供給される負荷回路２の冷媒温度ｔ1は、図３
に示すように安定した状態になる。従って、この実施例
１の装置では、従来のように井水を使用することなく、
冷凍機２９の能力に応じた幅広い温度設定域に渡り、
０．１℃級の微細な温度制御が可能となる。
【００２２】ここで、図４は図１の冷凍機２９における
回転速度と効率との関係を示す関係図であり、一般的な
ＣＶＣＦの場合を示している。また、図５は図１の冷凍
機２９における回転速度と冷却能力との関係を示す関係
図である。図４に示すように、冷凍機２９では、通常、
効率の良い回転速度及び回転速度の制御可能範囲が限ら
れている。また、冷凍機２９の冷却能力は、図５に示す
ように、回転速度の変化に対して直線的な変化とはなら
ない。
回転速度と効率との関係を示す関係図であり、一般的な
ＣＶＣＦの場合を示している。また、図５は図１の冷凍
機２９における回転速度と冷却能力との関係を示す関係
図である。図４に示すように、冷凍機２９では、通常、
効率の良い回転速度及び回転速度の制御可能範囲が限ら
れている。また、冷凍機２９の冷却能力は、図５に示す
ように、回転速度の変化に対して直線的な変化とはなら
ない。
【００２３】図６は図１の冷凍機２９における回転速度
と効率との関係の他の例を示す関係図であり、正確には
Ｙ軸の効率は、ＣＯＰ≡成績係数＝冷却出力／消費電力
を示している。また、冷却出力を１ｋＷｈ＝８６０ｋｃ
ａｌで換算すると、ＣＯＰは通常３倍程度となる。通
常、可変速で冷凍機２９を駆動するのに、可変速駆動モ
ータとしてＣＶＣＦ装置により三相誘導電動機を用い、
かつ滑りを一定とすると、電源周波数と回転速度とは比
例する。従って、図６に示すように、冷凍機２９は、電
源周波数により効率が変化することになるので、効率が
最大となる周波数で運転するのが好ましい。
と効率との関係の他の例を示す関係図であり、正確には
Ｙ軸の効率は、ＣＯＰ≡成績係数＝冷却出力／消費電力
を示している。また、冷却出力を１ｋＷｈ＝８６０ｋｃ
ａｌで換算すると、ＣＯＰは通常３倍程度となる。通
常、可変速で冷凍機２９を駆動するのに、可変速駆動モ
ータとしてＣＶＣＦ装置により三相誘導電動機を用い、
かつ滑りを一定とすると、電源周波数と回転速度とは比
例する。従って、図６に示すように、冷凍機２９は、電
源周波数により効率が変化することになるので、効率が
最大となる周波数で運転するのが好ましい。
【００２４】次に、図７は図１の熱発生源１における冷
却負荷の時間変化の一例を示す関係図である。この図の
ように、冷却負荷の大きさ、変動周波数、及び変動周波
数幅等が時間とともに変化する場合には、この変化に応
じて流量制御装置３２及び冷凍機制御装置３３の制御の
方法も変化させるのが好ましい。
却負荷の時間変化の一例を示す関係図である。この図の
ように、冷却負荷の大きさ、変動周波数、及び変動周波
数幅等が時間とともに変化する場合には、この変化に応
じて流量制御装置３２及び冷凍機制御装置３３の制御の
方法も変化させるのが好ましい。
【００２５】即ち、図８は熱負荷の変動が大きいときの
必要冷却能力と冷凍機２９の冷却出力との関係を示す関
係図であり、熱負荷の変動速度が大きいときには、冷凍
機２９の応答速度では十分に対応できないため、冷凍機
２９の冷却出力を上げ、主に流量制御装置３２により熱
負荷の変動を抑えるようにする。これにより、バイパス
配管２５へ流入する冷媒流量が大きくなり、冷却出力に
ロスが生じるものの、熱負荷の変動をより確実に抑える
ことができる。
必要冷却能力と冷凍機２９の冷却出力との関係を示す関
係図であり、熱負荷の変動速度が大きいときには、冷凍
機２９の応答速度では十分に対応できないため、冷凍機
２９の冷却出力を上げ、主に流量制御装置３２により熱
負荷の変動を抑えるようにする。これにより、バイパス
配管２５へ流入する冷媒流量が大きくなり、冷却出力に
ロスが生じるものの、熱負荷の変動をより確実に抑える
ことができる。
【００２６】一方、図９は熱負荷の変動が小さいときの
必要冷却能力と冷凍機２９の冷却出力との関係を示す関
係図であり、熱負荷の変動速度が小さいときには、バイ
パス配管２５に流入する冷媒流量をできるだけ減少さ
せ、主に冷凍機制御装置３３により熱負荷の変動を抑え
るようにする。これにより、冷凍機２９の最低冷却出力
以上での冷却出力のロスを小さくすることができる。
必要冷却能力と冷凍機２９の冷却出力との関係を示す関
係図であり、熱負荷の変動速度が小さいときには、バイ
パス配管２５に流入する冷媒流量をできるだけ減少さ
せ、主に冷凍機制御装置３３により熱負荷の変動を抑え
るようにする。これにより、冷凍機２９の最低冷却出力
以上での冷却出力のロスを小さくすることができる。
【００２７】このように、冷凍機２９の応答速度より速
い熱負荷の変動周波数成分の変化分の大小により、バイ
パス配管２５に分流させる冷媒流量を加減することによ
り、熱負荷の変動を抑えつつ、冷却出力のロスを小さく
することができる。
い熱負荷の変動周波数成分の変化分の大小により、バイ
パス配管２５に分流させる冷媒流量を加減することによ
り、熱負荷の変動を抑えつつ、冷却出力のロスを小さく
することができる。
【００２８】実施例２．なお、上記実施例１では冷凍機
回路配管２２とバイパス配管２５との分岐部分に三方弁
２６を設けたが、分岐部分ではなく、図１０に示すよう
に集合部分に設けてもよい。
回路配管２２とバイパス配管２５との分岐部分に三方弁
２６を設けたが、分岐部分ではなく、図１０に示すよう
に集合部分に設けてもよい。
【００２９】実施例３．また、上記実施例１，２では熱
交換器５に流入する冷媒流量を三方弁２６により調節す
るものを示したが、例えば流量が比較的大きい場合な
ど、用途によっては、図１１に示すように開度調節可能
な２個の開閉弁３４ａ，３４ｂを一対として使用しても
よい。
交換器５に流入する冷媒流量を三方弁２６により調節す
るものを示したが、例えば流量が比較的大きい場合な
ど、用途によっては、図１１に示すように開度調節可能
な２個の開閉弁３４ａ，３４ｂを一対として使用しても
よい。
【００３０】実施例４．さらに、図１２は請求項１及び
請求項２の発明の第４の実施例による冷却装置を示す構
成図である。図において、３５は負荷回路２に設けられ
熱発生源１をバイパスする負荷回路バイパス配管、３６
は負荷回路配管３と負荷回路バイパス配管３５との分岐
部分に設けられ熱発生源１に流入する冷媒の流量を調節
する負荷回路三方弁、３７は負荷回路配管３の熱発生源
１の出口部分に設けられた負荷出口温度検出器、３８は
負荷回路三方弁３６と負荷出口温度検出器３７とに接続
された負荷回路三方弁用制御器であり、この負荷回路三
方弁用制御器３８は、負荷出口温度検出器３７により検
出された温度に応じて負荷回路三方弁３６を制御する。
請求項２の発明の第４の実施例による冷却装置を示す構
成図である。図において、３５は負荷回路２に設けられ
熱発生源１をバイパスする負荷回路バイパス配管、３６
は負荷回路配管３と負荷回路バイパス配管３５との分岐
部分に設けられ熱発生源１に流入する冷媒の流量を調節
する負荷回路三方弁、３７は負荷回路配管３の熱発生源
１の出口部分に設けられた負荷出口温度検出器、３８は
負荷回路三方弁３６と負荷出口温度検出器３７とに接続
された負荷回路三方弁用制御器であり、この負荷回路三
方弁用制御器３８は、負荷出口温度検出器３７により検
出された温度に応じて負荷回路三方弁３６を制御する。
【００３１】上記実施例１〜３の装置は、熱発生源１に
常に一定流量の冷媒を流すものであるが、流量が変わっ
ても負荷回路２の冷却出力のみを制御すればよい場合に
は、この実施例４のような構成とすることにより、負荷
変動に対してより素早く応答することが可能となる。
常に一定流量の冷媒を流すものであるが、流量が変わっ
ても負荷回路２の冷却出力のみを制御すればよい場合に
は、この実施例４のような構成とすることにより、負荷
変動に対してより素早く応答することが可能となる。
【００３２】実施例５．次に、図１３は請求項３及び請
求項４の発明の一実施例による冷却装置を示す構成図で
ある。図において、４１は冷凍機回路２１に互いに並列
に設けられている複数台（図では２台）の冷凍機であ
り、それぞれ可変速駆動モータ４１ａを有している。ま
た、これらの冷凍機４１は、上記実施例１の冷凍機２９
よりも最低冷却出力の小さい小形のものである。
求項４の発明の一実施例による冷却装置を示す構成図で
ある。図において、４１は冷凍機回路２１に互いに並列
に設けられている複数台（図では２台）の冷凍機であ
り、それぞれ可変速駆動モータ４１ａを有している。ま
た、これらの冷凍機４１は、上記実施例１の冷凍機２９
よりも最低冷却出力の小さい小形のものである。
【００３３】４２は各冷凍機４１と冷凍機回路温度検出
器３０とに接続されている冷凍機用制御器であり、この
冷凍機用制御器４２は、冷凍機回路温度検出器３０によ
り検出された温度に応じて冷凍機４１の運転台数及び各
冷凍機４１の冷却出力を制御する。４３は冷凍機回路温
度検出器３０及び冷凍機用制御器４２からなる冷凍機制
御装置である。
器３０とに接続されている冷凍機用制御器であり、この
冷凍機用制御器４２は、冷凍機回路温度検出器３０によ
り検出された温度に応じて冷凍機４１の運転台数及び各
冷凍機４１の冷却出力を制御する。４３は冷凍機回路温
度検出器３０及び冷凍機用制御器４２からなる冷凍機制
御装置である。
【００３４】次に、図１４はこの実施例５のように冷凍
機４１を複数台用いた場合の必要冷却能力と冷却出力と
の関係を示す関係図であり、各冷凍機４１の冷却出力だ
けでなく、冷凍機４１の運転台数を制御することにより
全体としての冷却出力を増減させている。これにより、
各冷凍機４１は、上記実施例１の冷凍機２９よりも小形
にすることができ、１台当たりの最低冷却出力を低くす
ることができる。この結果、熱負荷の変動速度が小さ
く、主に冷凍機制御装置４３により熱負荷の変動を抑え
る場合に、バイパス配管２５への分流ロスを小さくする
ことができる。
機４１を複数台用いた場合の必要冷却能力と冷却出力と
の関係を示す関係図であり、各冷凍機４１の冷却出力だ
けでなく、冷凍機４１の運転台数を制御することにより
全体としての冷却出力を増減させている。これにより、
各冷凍機４１は、上記実施例１の冷凍機２９よりも小形
にすることができ、１台当たりの最低冷却出力を低くす
ることができる。この結果、熱負荷の変動速度が小さ
く、主に冷凍機制御装置４３により熱負荷の変動を抑え
る場合に、バイパス配管２５への分流ロスを小さくする
ことができる。
【００３５】また、各冷凍機４１には図６に示したよう
な運転効率の特性があるが、この実施例５では、冷凍機
制御装置４３により各可変速駆動モータ４１ａと冷凍機
４１の総合の運転効率が最大となるように冷凍機４１の
運転台数及び各冷凍機４１の冷却出力が制御される。即
ち、各冷凍機４１の冷却出力は必要冷却能力の増減に応
じて増減させるが、この増減により各冷凍機４１の運転
効率が低下する場合には運転台数を増減させ、稼働して
いる冷凍機４１ができるだけ最大の効率で運転されるよ
うにする。これにより、装置全体の省エネを図り経済性
を向上させることができる。
な運転効率の特性があるが、この実施例５では、冷凍機
制御装置４３により各可変速駆動モータ４１ａと冷凍機
４１の総合の運転効率が最大となるように冷凍機４１の
運転台数及び各冷凍機４１の冷却出力が制御される。即
ち、各冷凍機４１の冷却出力は必要冷却能力の増減に応
じて増減させるが、この増減により各冷凍機４１の運転
効率が低下する場合には運転台数を増減させ、稼働して
いる冷凍機４１ができるだけ最大の効率で運転されるよ
うにする。これにより、装置全体の省エネを図り経済性
を向上させることができる。
【００３６】なお、冷凍機４１の台数は特に限定される
ものではなく、必要に応じて３台以上設けてもよい。ま
た、上記実施例５では複数台の冷凍機４１を互いに並列
に冷凍機回路２１に設けたが、互いに直列に設けてもよ
い。
ものではなく、必要に応じて３台以上設けてもよい。ま
た、上記実施例５では複数台の冷凍機４１を互いに並列
に冷凍機回路２１に設けたが、互いに直列に設けてもよ
い。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
冷却装置は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機に
より冷凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒
により熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却し、また
熱交換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を流量制御装
置により負荷回路の冷媒温度に応じて制御するととも
に、冷凍機の冷却出力を冷凍機制御装置により冷凍機回
路の冷媒温度に応じて制御するようにしたので、井水を
使用することなく、幅広い温度設定域に渡って微細な温
度制御を行うことができるという効果を奏する。
冷却装置は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機に
より冷凍機回路の冷媒を冷却し、この冷凍機回路の冷媒
により熱交換器を介して負荷回路の冷媒を冷却し、また
熱交換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を流量制御装
置により負荷回路の冷媒温度に応じて制御するととも
に、冷凍機の冷却出力を冷凍機制御装置により冷凍機回
路の冷媒温度に応じて制御するようにしたので、井水を
使用することなく、幅広い温度設定域に渡って微細な温
度制御を行うことができるという効果を奏する。
【００３８】また、請求項２の発明の冷却装置は、熱交
換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を調節するため
に、冷凍機回路配管に熱交換器と並列にバイパス配管を
接続し、熱発生源の熱負荷の変動速度が大きいときに
は、冷凍機の冷却出力を上げ、主に流量制御装置により
弁を調節して熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が
小さいときには、バイパス配管に流入する冷媒流量を減
少させ、主に冷凍機制御装置により熱負荷の変動を抑え
るようにしたので、上記請求項１の発明と同様の効果に
加えて、熱負荷の変動をより確実に抑えつつ、冷媒の分
流による冷却出力のロスを抑えることができ、信頼性及
び経済性を向上させることができるという効果を奏す
る。
換器に流入する冷凍機回路の冷媒流量を調節するため
に、冷凍機回路配管に熱交換器と並列にバイパス配管を
接続し、熱発生源の熱負荷の変動速度が大きいときに
は、冷凍機の冷却出力を上げ、主に流量制御装置により
弁を調節して熱負荷の変動を抑え、熱負荷の変動速度が
小さいときには、バイパス配管に流入する冷媒流量を減
少させ、主に冷凍機制御装置により熱負荷の変動を抑え
るようにしたので、上記請求項１の発明と同様の効果に
加えて、熱負荷の変動をより確実に抑えつつ、冷媒の分
流による冷却出力のロスを抑えることができ、信頼性及
び経済性を向上させることができるという効果を奏す
る。
【００３９】さらに、請求項３の発明の冷却装置は、可
変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複
数台設け、冷凍機の運転台数及び各冷凍機の冷却出力を
冷凍機制御装置により冷凍機回路の冷媒温度に応じて制
御するようにしたので、上記請求項１の発明と同様の効
果に加えて、最低冷却出力の小さい冷凍機を使用するこ
とができ、必要冷却能力が低いときの冷却出力のロスを
小さくすることができ、経済性及び運転効率を向上させ
ることができるという効果を奏する。
変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回路に複
数台設け、冷凍機の運転台数及び各冷凍機の冷却出力を
冷凍機制御装置により冷凍機回路の冷媒温度に応じて制
御するようにしたので、上記請求項１の発明と同様の効
果に加えて、最低冷却出力の小さい冷凍機を使用するこ
とができ、必要冷却能力が低いときの冷却出力のロスを
小さくすることができ、経済性及び運転効率を向上させ
ることができるという効果を奏する。
【００４０】さらにまた、請求項４の発明の冷却装置
は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回
路に複数台設け、冷凍機制御装置によって、冷凍機の運
転台数及び各冷凍機の冷却出力を冷凍機回路の冷媒温度
に応じて制御するとともに、各可変速駆動モータと各冷
凍機の総合の運転効率が最大となるように冷凍機の運転
台数及び各冷凍機の冷却出力を制御するようにしたの
で、上記請求項３の発明と同様の効果に加えて、装置全
体としての運転効率を一層向上させ、経済性を向上させ
ることができるという効果を奏する。
は、可変速駆動モータを駆動源とする冷凍機を冷凍機回
路に複数台設け、冷凍機制御装置によって、冷凍機の運
転台数及び各冷凍機の冷却出力を冷凍機回路の冷媒温度
に応じて制御するとともに、各可変速駆動モータと各冷
凍機の総合の運転効率が最大となるように冷凍機の運転
台数及び各冷凍機の冷却出力を制御するようにしたの
で、上記請求項３の発明と同様の効果に加えて、装置全
体としての運転効率を一層向上させ、経済性を向上させ
ることができるという効果を奏する。
【図１】請求項１及び請求項２の発明の第１の実施例に
よる冷却装置を示す構成図である。
よる冷却装置を示す構成図である。
【図２】図１の冷凍機についての必要冷却能力と熱吸収
出力との関係を示す関係図である。
出力との関係を示す関係図である。
【図３】図１の装置における経過時間と冷媒温度との関
係を示す関係図である。
係を示す関係図である。
【図４】図１の冷凍機における回転速度と効率との関係
を示す関係図である。
を示す関係図である。
【図５】図１の冷凍機における回転速度と冷却能力との
関係を示す関係図である。
関係を示す関係図である。
【図６】図１の冷凍機における電源周波数と効率との関
係を示す関係図である。
係を示す関係図である。
【図７】図１の熱発生源における冷却負荷の時間変化の
一例を示す関係図である。
一例を示す関係図である。
【図８】図１の装置の熱負荷の変動が大きいときの必要
冷却能力と冷凍機の冷却出力との関係を示す関係図であ
る。
冷却能力と冷凍機の冷却出力との関係を示す関係図であ
る。
【図９】図１の装置の熱負荷の変動が小さいときの必要
冷却能力と冷凍機の冷却出力との関係を示す関係図であ
る。
冷却能力と冷凍機の冷却出力との関係を示す関係図であ
る。
【図１０】請求項１及び請求項２の発明の第２の実施例
による冷却装置を示す構成図である。
による冷却装置を示す構成図である。
【図１１】請求項１及び請求項２の発明の第３の実施例
による冷却装置を示す構成図である。
による冷却装置を示す構成図である。
【図１２】請求項１及び請求項２の発明の第４の実施例
による冷却装置を示す構成図である。
による冷却装置を示す構成図である。
【図１３】請求項３及び請求項４の発明の一実施例によ
る冷却装置を示す構成図である。
る冷却装置を示す構成図である。
【図１４】図１３のように冷凍機を複数台用いた場合の
必要冷却能力と冷却出力との関係を示す関係図である。
必要冷却能力と冷却出力との関係を示す関係図である。
【図１５】従来の冷却装置の一例を示す構成図である。
１ 熱発生源 ２ 負荷回路 ５ 熱交換器 ２１ 冷凍機回路 ２５ バイパス配管 ２６ 三方弁 ２９ 冷凍機 ２９ａ 可変速駆動モータ ３２ 流量制御装置 ３３ 冷凍機制御装置 ４１ 冷凍機 ４１ａ 可変速駆動モータ ４３ 冷凍機制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】 熱発生源を冷却するための冷媒が循環す
る負荷回路と、この負荷回路の途中に設けられている熱
交換器と、この熱交換器を通り上記負荷回路の冷媒を冷
却するための冷媒が循環する冷凍機回路と、この冷凍機
回路の途中に設けられているとともに、可変速駆動モー
タにより駆動され、上記冷凍機回路を循環する冷媒を冷
却する冷凍機と、上記熱交換器に流入する上記冷凍機回
路の冷媒流量を上記負荷回路の冷媒温度に応じて制御す
る流量制御装置と、上記冷凍機の冷却出力を上記冷凍機
回路の冷媒温度に応じて制御する冷凍機制御装置とを備
えていることを特徴とする冷却装置。 - 【請求項２】 熱発生源を冷却するための冷媒が循環す
る負荷回路と、この負荷回路の途中に設けられている熱
交換器と、この熱交換器を通り上記負荷回路の冷媒を冷
却するための冷媒が循環する冷凍機回路と、この冷凍機
回路の途中に設けられているとともに、可変速駆動モー
タにより駆動され、上記冷凍機回路を循環する冷媒を冷
却する冷凍機と、上記熱交換器に並列に上記冷凍機回路
に設けられているバイパス配管と、このバイパス配管と
上記熱交換器との流量配分を調節するための弁を有し、
上記負荷回路の冷媒温度に応じて上記弁を調節して上記
熱交換器に流入する上記冷凍機回路の冷媒流量を制御す
る流量制御装置と、上記冷凍機の冷却出力を上記冷凍機
回路の冷媒温度に応じて制御する冷凍機制御装置とを備
え、上記熱発生源の熱負荷の変動速度が大きいときに
は、上記冷凍機の冷却出力を上げ、主に上記流量制御装
置により上記熱負荷の変動を抑え、上記熱負荷の変動速
度が小さいときには、上記バイパス配管に流入する冷媒
流量を減少させ、主に上記冷凍機制御装置により上記熱
負荷の変動を抑えるようになっていることを特徴とする
冷却装置。 - 【請求項３】 熱発生源を冷却するための冷媒が循環す
る負荷回路と、この負荷回路の途中に設けられている熱
交換器と、この熱交換器を通り上記負荷回路の冷媒を冷
却するための冷媒が循環する冷凍機回路と、この冷凍機
回路の途中に設けられているとともに、それぞれ可変速
駆動モータにより駆動され、上記冷凍機回路を循環する
冷媒を冷却する複数台の冷凍機と、上記熱交換器に流入
する上記冷凍機回路の冷媒流量を上記負荷回路の冷媒温
度に応じて制御する流量制御装置と、上記冷凍機の運転
台数及び各冷凍機の冷却出力を上記冷凍機回路の冷媒温
度に応じて制御する冷凍機制御装置とを備えていること
を特徴とする冷却装置。 - 【請求項４】 熱発生源を冷却するための冷媒が循環す
る負荷回路と、この負荷回路の途中に設けられている熱
交換器と、この熱交換器を通り上記負荷回路の冷媒を冷
却するための冷媒が循環する冷凍機回路と、この冷凍機
回路の途中に設けられているとともに、それぞれ可変速
駆動モータにより駆動され、上記冷凍機回路を循環する
冷媒を冷却する複数台の冷凍機と、上記熱交換器に流入
する上記冷凍機回路の冷媒流量を上記負荷回路の冷媒温
度に応じて制御する流量制御装置と、上記冷凍機の運転
台数及び各冷凍機の冷却出力を上記冷凍機回路の冷媒温
度に応じて制御する冷凍機制御装置とを備え、上記冷凍
機制御装置は、上記各可変速駆動モータと冷凍機の総合
の運転効率が最大となるように上記冷凍機の運転台数及
び各冷凍機の冷却出力を制御するようになっていること
を特徴とする冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14211093A JPH074758A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14211093A JPH074758A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH074758A true JPH074758A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15307657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14211093A Pending JPH074758A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074758A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4951527A (en) * | 1989-01-11 | 1990-08-28 | Kenneth Klazura | Transmission assembly |
| WO2006075592A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Daikin Industries, Ltd. | 冷凍装置 |
| JP2010255985A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Taikisha Ltd | 熱源システム運転方法及び熱源システム |
| JP5709838B2 (ja) * | 2010-03-16 | 2015-04-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP14211093A patent/JPH074758A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4951527A (en) * | 1989-01-11 | 1990-08-28 | Kenneth Klazura | Transmission assembly |
| WO2006075592A1 (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-20 | Daikin Industries, Ltd. | 冷凍装置 |
| JP2010255985A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Taikisha Ltd | 熱源システム運転方法及び熱源システム |
| JP5709838B2 (ja) * | 2010-03-16 | 2015-04-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
| US9285128B2 (en) | 2010-03-16 | 2016-03-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Air-conditioning apparatus with multiple outdoor, indoor, and multiple relay units |
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