JP4690930B2 - Heat source system and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、熱源システムおよびその制御方法に関し、特に冷却水のブロー制御に関するものである。 The present invention relates to a heat source system and a control method thereof, and more particularly to blow control of cooling water.
一般に、熱源システムに設けられた凝縮器内の冷媒を冷却する手段として、冷却水が用いられる。冷却水は、冷却塔内で外気中に散水されてその一部が蒸発することによって冷却される。この冷却水は、凝縮器と冷却塔との間を循環させて用いられるため、蒸発した冷却水を補うように新たな冷却水が補給されるようになっている。冷却水には、シリカ成分やマグネシウム成分、カルシウム成分に代表される熱源システムにとっての汚れが含まれているため、蒸発量に応じて新たな冷却水を補給し続けると、循環する冷却水内のシリカ成分やカルシウム成分の濃度が上昇し、過濃縮となる。過濃縮となると、冷却塔の充填材(空気と冷却水とが触れる表面)に固形のスケールが付着して目詰まりを発生させ、凝縮器の伝熱部にスケールが付着する。またスライムの発生により、伝熱性能が著しく低下したり腐食が発生したりするおそれがある。スケールが硬質の場合、取り除くことは容易でなく、伝熱性能の改善は困難となる。 Generally, cooling water is used as means for cooling the refrigerant in the condenser provided in the heat source system. The cooling water is cooled by being sprinkled in the outside air in the cooling tower and evaporating a part thereof. Since this cooling water is used by circulating between the condenser and the cooling tower, new cooling water is replenished to supplement the evaporated cooling water. Since the cooling water contains dirt for the heat source system represented by the silica component, the magnesium component, and the calcium component, if new cooling water is continuously supplied according to the evaporation amount, The concentration of silica component and calcium component increases, resulting in overconcentration. When overconcentration occurs, solid scale adheres to the filler of the cooling tower (the surface where air and cooling water come into contact), causing clogging, and the scale adheres to the heat transfer section of the condenser. Further, the generation of slime may cause a significant decrease in heat transfer performance or corrosion. When the scale is hard, it is not easy to remove, and it is difficult to improve the heat transfer performance.
そこで、循環する冷却水を所定期間毎に外部へと放出(ブロー)することにより、冷却水の濃縮度を一定値以下に管理する方法が知られている(特許文献1参照)。
特許文献1では、吸収冷凍機側の冷却水配管の冷却水の電気伝導度を測定し、この電気伝導度から得られた濃縮度が所定濃度を超えた場合に、冷却水をブローする技術が開示されている。
Therefore, a method is known in which circulating cooling water is discharged (blowed) to the outside at predetermined intervals to manage the concentration of cooling water below a certain value (see Patent Document 1).
In patent document 1, the electric conductivity of the cooling water of the cooling water piping on the absorption refrigerator side is measured, and when the concentration obtained from this electric conductivity exceeds a predetermined concentration, the technology of blowing the cooling water is a technique. It is disclosed.
しかし、熱源システムにおいて、冷却水の濃縮度が過剰に上昇した場合に最も不都合が生じる場合は、凝縮器内の伝熱部のスケール付着やスライムにより伝熱性能が低下することによる熱源システムのエネルギー効率の低下が生じる場合である。 However, in the heat source system, when the concentration of cooling water increases excessively, the most inconvenience occurs, the energy of the heat source system due to the heat transfer performance being reduced due to scale adhesion or slime of the heat transfer section in the condenser. This is a case where efficiency decreases.
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、冷却水の過濃縮によって凝縮器の伝熱性能が阻害されるおそれのない熱源システムおよびその制御方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the heat-source system which does not have a possibility that the heat transfer performance of a condenser may be inhibited by the overconcentration of a cooling water, and its control method. To do.
上記課題を解決するために、本発明の熱源システムおよびその制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる熱源システムは、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却水により冷却して凝縮液化させる凝縮器を有する熱源機と、冷却水を外気中で散水してその一部を蒸発させ、蒸発潜熱によって該冷却水を冷却する冷却塔と、減少した冷却水を補うように冷却水を補給する冷却水補給手段と、前記凝縮器と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させる冷却水循環系統と、所定間隔で、前記冷却水を外部へ排出するブロー手段と、を備えた熱源システムにおいて、前記凝縮器の中の前記冷却水の濃縮度に基づいて、前記ブロー手段を動作させる制御部を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the heat source system and the control method thereof according to the present invention employ the following means.
That is, the heat source system according to the present invention includes a heat source device having a condenser that cools the refrigerant compressed by the compressor with cooling water to condense and liquefy it, and sprays the cooling water in the outside air to evaporate a part thereof. A cooling tower for cooling the cooling water by latent heat of evaporation; cooling water supply means for supplying cooling water to supplement the reduced cooling water; and circulating the cooling water between the condenser and the cooling tower. a cooling water circulation system, at predetermined intervals, in the heat source system and a blowing means for discharging the cooling water to the outside, on the basis of the cooling water enrichment in the condenser, operating the blowing means A control unit is provided.
凝縮器において冷媒を冷却した冷却水は、冷却塔へと送られる。冷却塔では、外気中で散水させられることにより、その一部が蒸発し、この蒸発潜熱によって冷却水が冷却される。このように冷却水の一部分が蒸発するので、蒸発により減少した冷却水を補うように、補給手段によって新たな冷却水が補給される。蒸発した冷却水を補うように新たな冷却水を補給すると、冷却水循環系統を流れる冷却水中に含まれるシリカ成分やカルシウム成分、マグネシウム成分の濃度が上昇する。シリカ成分やカルシウム成分、マグネシウム成分の濃度が上昇すると、固形のスケールが発生するので、濃度が過度に上昇する前に、所定間隔でブローを行い、冷却水循環系統を流れる冷却水を外部へ排出する。
本発明では、凝縮器の中の冷却水の濃縮度に基づいて、ブロー手段を動作させることにより、冷却水循環系統を流れる冷却水のブローを行うこととした。これにより、凝縮器に設けられた伝熱管に固形スケールが付着するおそれを最も的確に判断することができる。したがって、凝縮器における伝熱阻害を未然に防止でき、良好な伝熱を継続して行うことができる。
The cooling water that has cooled the refrigerant in the condenser is sent to the cooling tower. In the cooling tower, water is sprinkled in the outside air to partially evaporate, and the cooling water is cooled by the latent heat of evaporation. Since a part of the cooling water evaporates in this way, new cooling water is replenished by the replenishing means so as to compensate for the cooling water reduced by the evaporation. When new cooling water is replenished so as to supplement the evaporated cooling water, the concentration of the silica component, calcium component, and magnesium component contained in the cooling water flowing through the cooling water circulation system increases. When the concentration of the silica component, calcium component, and magnesium component rises, a solid scale is generated. Therefore, before the concentration rises excessively, blow is performed at predetermined intervals to discharge the cooling water flowing through the cooling water circulation system to the outside. .
In the present invention, blow of the cooling water flowing through the cooling water circulation system is performed by operating the blowing means based on the concentration of the cooling water in the condenser. Thereby, the possibility that a solid scale may adhere to the heat transfer tube provided in the condenser can be determined most accurately. Therefore, heat transfer inhibition in the condenser can be prevented and good heat transfer can be continued.
さらに、本発明の熱源システムは、冷却水の防錆、防腐、防菌、固形成分の析出を抑制する機能のうち少なくとも一つの機能を有する薬液を添加する薬液注入手段を備え、前記制御部は、前記凝縮器の中の前記冷却水の薬液濃度に基づいて前記薬液注入手段を動作させることを特徴とする。 Furthermore, the heat source system of the present invention includes a chemical solution injection means for adding a chemical solution having at least one function among the functions of preventing rust, antiseptic, antibacterial, and solid component precipitation of cooling water, and the control unit includes: The chemical solution injection means is operated based on the chemical concentration of the cooling water in the condenser.
凝縮器の中の冷却水の薬液の濃度に基づいて、薬液を注入させることした。これにより、凝縮器に設けられた伝熱管にスライムが付着するおそれを最も的確に判断することができる。したがって、凝縮器における伝熱阻害を未然に防止でき、良好な伝熱を継続して行うことができる。 Based on the chemical concentration of the cooling water in the condenser, the chemical solution was injected. Thereby, the possibility that slime adheres to the heat transfer tube provided in the condenser can be most accurately determined. Therefore, heat transfer inhibition in the condenser can be prevented and good heat transfer can be continued.
さらに、本発明の熱源システムは、前記制御部が、前記熱源機に設けられていることを特徴とする。 Furthermore, the heat source system of the present invention is characterized in that the control unit is provided in the heat source machine.
制御部を熱源機に設けることにより、冷却塔等の熱源システムの設備制御盤側の指令によって冷却水のブローを行うのではなく、熱源機側からの指令によってブローを行うこととした。これにより、熱源機の凝縮器に供給される冷却水の濃縮度を適切に保つことができ、熱源機を高効率で運転させることができる。また、熱源機を複数有する熱源システムの場合には、熱源機ごとに冷却水の濃縮度を適切に保つことができ、熱源システム全体の効率を高くすることができる。 By providing the control unit in the heat source unit, the cooling water is not blown by a command on the equipment control panel side of the heat source system such as a cooling tower, but is blown by a command from the heat source unit side. Thereby, the concentration of the cooling water supplied to the condenser of the heat source device can be appropriately maintained, and the heat source device can be operated with high efficiency. Further, in the case of a heat source system having a plurality of heat source units, the concentration of cooling water can be appropriately maintained for each heat source unit, and the efficiency of the entire heat source system can be increased.
さらに、本発明の熱源システムでは、前記ブロー手段は、冷却水排出口を備え、該冷却水排出口は、前記凝縮器の下方に設けられていることを特徴とする。 Furthermore, in the heat source system of the present invention, the blowing means includes a cooling water discharge port, and the cooling water discharge port is provided below the condenser.
一般に、冷却塔は、外気との熱交換を良好に行わせるために、建物の屋上に設置される。一方、凝縮器を有する熱源機は、建物の地下に設置される。したがって、冷却水循環系統を考えると、凝縮器が最も下方に位置することになる。ということは、シリカやカルシウム等の濃縮によって生じる固形スケール等の異物は下方に堆積する傾向にあるので、凝縮器側ほど冷却水の濃縮度が高くなる。また、冷却水系統では凝縮器はもっとも温度が高く微生物起因のスライムも凝縮器に堆積・集中する傾向にある。
本発明では、ブローを行う冷却水排出口を、最も濃縮度が高くなる凝縮器に設け、その下方から効率的に濃縮度が高い冷却水を外部へと排出することとした。
Generally, the cooling tower is installed on the roof of a building in order to perform heat exchange with the outside air satisfactorily. On the other hand, a heat source machine having a condenser is installed in the basement of the building. Therefore, when considering the cooling water circulation system, the condenser is located at the lowest position. This means that foreign matters such as solid scales caused by the concentration of silica, calcium and the like tend to accumulate downward, so that the concentration of the cooling water becomes higher toward the condenser side. In the cooling water system, the condenser has the highest temperature and microorganism-derived slime tends to accumulate and concentrate on the condenser.
In the present invention, the cooling water discharge port for performing the blow is provided in the condenser having the highest concentration, and the cooling water having the high concentration is efficiently discharged from the lower side to the outside.
前記濃縮度は、前記凝縮器に設けた電気伝導度センサによって決定しても良いし、または、凝縮器における交換熱量に基づいて決定しても良い。あるいは、電気伝導度センサと交換熱量に基づく計算とを組み合わせても良い。 The enrichment may be determined by an electrical conductivity sensor provided in the condenser, or may be determined based on the amount of exchange heat in the condenser. Alternatively, the electrical conductivity sensor and the calculation based on the exchange heat quantity may be combined.
さらに、本発明の熱源システムでは、前記ブロー手段によるブローは、熱源システムの停止時に行われることを特徴とする。 Furthermore, in the heat source system of the present invention, the blowing by the blowing means is performed when the heat source system is stopped.
熱源システムの停止時にブローを行うこととしたので、冷却水の流れを止めた後に冷却水を排出することができる。冷却水の流れを停止させれば、固体スケールやスライム等の汚染物質は降下し、効果的に汚染物質を除去することができる。 Since the blow is performed when the heat source system is stopped, the cooling water can be discharged after the flow of the cooling water is stopped. If the flow of the cooling water is stopped, the contaminants such as the solid scale and the slime are lowered, and the contaminants can be effectively removed.
さらに、本発明の熱源システムは、前記熱源機を複数備え、当該熱源システムが稼動中であっても、いずれかの前記熱源機が停止している場合には停止している熱源機を優先として、前記ブロー手段によるブローが実施されることを特徴とする。 Furthermore, the heat source system of the present invention includes a plurality of the heat source devices, and even if the heat source system is operating, if any of the heat source devices is stopped, the stopped heat source device is given priority. Further, the blowing by the blowing means is performed.
停止している熱源機の方が汚染物質を除去しやすいので、停止している熱源機を優先的にブローすることにより、効果的に汚染物質を除去することとする。 Since the stopped heat source machine is easier to remove the pollutant, the pollutant is effectively removed by blowing the stopped heat source machine preferentially.
本発明の熱源システムによる前記ブロー手段による1回のブローは、該ブロー手段に設けられたブロー弁の流量係数(CV値)と前記凝縮器内の冷却水の内圧に基き、該凝縮器の保有水量に相当するブロー弁開時間を決定し、該ブロー弁開時間を1回または複数回繰り返すことにより行われること特徴とする。 One blow by the blow means by the heat source system of the present invention is based on the flow coefficient (CV value) of the blow valve provided in the blow means and the internal pressure of the cooling water in the condenser. The blow valve opening time corresponding to the amount of water is determined, and the blow valve opening time is repeated once or a plurality of times.
さらに、本発明の熱源システムは、前記ブロー手段を備える前記熱源機が同一の前記冷却水循環系統に複数設けられ、排出するブロー水量が、補給される冷却水量である補給水供給量を上回らないように、複数の前記熱源機のブローを同時に行う同時ブローに制限を設けるとともに、補給水タンクの下位制限液位を下回る際には、ブローを一時停止させるブロー一時停止制御を行うことを特徴とする。 Furthermore, in the heat source system of the present invention, a plurality of the heat source units including the blowing means are provided in the same cooling water circulation system so that the amount of blown water to be discharged does not exceed the amount of supply water that is the amount of cooling water to be supplied. In addition, there is a restriction on simultaneous blow that simultaneously blows a plurality of the heat source machines, and when the lower limit liquid level of the make-up water tank is below, blow pause control is performed to pause the blow. .
さらに、本発明の熱源システムは、当該熱源システムのシステム制御盤から、強制的にブローを行う強制ブロー制御指示を前記熱源機の制御部へ指示し、前記ブロー手段を制御することを特徴とする。 Furthermore, the heat source system of the present invention is characterized by instructing a control unit of the heat source machine to issue a forced blow control instruction for forcibly blowing from a system control panel of the heat source system, and controlling the blow means. .
また、本発明の熱源システムの制御方法は、圧縮機で圧縮された冷媒を冷却水により冷却して凝縮液化させる凝縮器を有する熱源機と、冷却水を外気中で散水してその一部を蒸発させ、蒸発潜熱によって該冷却水を冷却する冷却塔と、減少した冷却水を補うように冷却水を補給する冷却水補給手段と、前記凝縮器と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させる冷却水循環系統と、所定間隔で、前記冷却水を外部へ排出するブロー手段と、を備えた熱源システムの制御方法において、前記凝縮器の中の前記冷却水の濃縮度に基づいて、前記ブロー手段を動作させることを特徴とする。 Also, the control method of the heat source system of the present invention includes a heat source device having a condenser that cools the refrigerant compressed by the compressor with cooling water to condense and liquefy it, and sprays the cooling water in the outside air to partially A cooling tower for evaporating and cooling the cooling water by latent heat of evaporation; cooling water supply means for supplying cooling water to compensate for the reduced cooling water; and the cooling water between the condenser and the cooling tower. a cooling water circulation system for circulating, at a predetermined interval, wherein a blowing means for discharging the cooling water to the outside, in the control method of the heat source system equipped with, on the basis of the cooling water enrichment in said condenser, said The blow means is operated.
凝縮器において冷媒を冷却した冷却水は、冷却塔へと送られる。冷却塔では、外気中で散水させられることにより、その一部が蒸発し、この蒸発潜熱によって冷却水が冷却される。このように冷却水の一部分が蒸発するので、蒸発により減少した冷却水を補うように、補給手段によって新たな冷却水が補給される。蒸発した冷却水を補うように新たな冷却水を補給すると、冷却水循環系統を流れる冷却水中に含まれるシリカ成分やカルシウム成分、マグネシウム成分の濃度が上昇する。シリカ成分やカルシウム成分、マグネシウム成分の濃度が上昇すると、固形のスケールが発生するので、濃度が過度に上昇する前に、所定間隔でブローを行い、冷却塔の周辺に設けられたブロー弁から冷却水循環系統を流れる冷却水を外部へ排出する。
本発明では、凝縮器の中の冷却水の濃縮度に基づいて、ブロー手段を動作させることにより、冷却水循環系統を流れる冷却水のブローを行うこととした。これにより、凝縮器に設けられた伝熱管に固形スケールが付着するおそれを最も的確に判断することができる。したがって、凝縮器における伝熱阻害を未然に防止でき、良好な伝熱を継続して行うことができる。
また、最もスライムの発生する可能性の高い凝縮器の薬液濃度にもとづいて薬液注入を行うこととすれば、伝熱管にスライムが付着するおそれを最も的確に判断することができる。
The cooling water that has cooled the refrigerant in the condenser is sent to the cooling tower. In the cooling tower, water is sprinkled in the outside air to partially evaporate, and the cooling water is cooled by the latent heat of evaporation. Since a part of the cooling water evaporates in this way, new cooling water is replenished by the replenishing means so as to compensate for the cooling water reduced by the evaporation. When new cooling water is replenished so as to supplement the evaporated cooling water, the concentration of the silica component, calcium component, and magnesium component contained in the cooling water flowing through the cooling water circulation system increases. When the concentration of the silica component, calcium component, and magnesium component is increased, solid scale is generated. Therefore, before the concentration increases excessively, blow is performed at a predetermined interval and cooled from a blow valve provided around the cooling tower. Cooling water flowing through the water circulation system is discharged to the outside.
In the present invention, blow of the cooling water flowing through the cooling water circulation system is performed by operating the blowing means based on the concentration of the cooling water in the condenser. Thereby, the possibility that a solid scale may adhere to the heat transfer tube provided in the condenser can be determined most accurately. Therefore, heat transfer inhibition in the condenser can be prevented and good heat transfer can be continued.
Further, if the chemical solution is injected based on the concentration of the chemical solution in the condenser where the slime is most likely to be generated, the possibility of slime adhering to the heat transfer tube can be most accurately determined.
凝縮器の中の冷却水の濃縮度と薬液濃度に基づいて、冷却水のブローと客液注入を行うこととしたので、凝縮器に設けられた伝熱管に固形スケールおよびスライムが付着するおそれを最も的確に判断することができる。したがって、凝縮器における伝熱阻害を未然に防止し、高効率な省エネルギー運転が実現される。 Based on the concentration of the cooling water in the condenser and the chemical concentration, the cooling water is blown and the customer liquid is injected. The most accurate judgment can be made. Therefore, heat transfer inhibition in the condenser is prevented, and highly efficient energy saving operation is realized.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、ターボ冷凍機(熱源機)1の概略構成が示されている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a turbo refrigerator (heat source machine) 1.
ターボ冷凍機1は、ビルや工場の空気調和や冷温水供給に用いられる。ターボ冷凍機1は、ターボ圧縮機3と、凝縮器5と、膨張弁7と、蒸発器9とを備えている。
ターボ冷凍機1は、ビル等の建物の地下に配置されている。これに対して、凝縮器5に供給する冷却水を冷却する冷却塔16は、外気との熱交換を促進するために、建物の屋上に配置されている。
ターボ冷凍機1は、要求される熱量に応じて、複数台設置される。冷却塔16は、ターボ冷凍機1ごとに対応して設けられる場合もあり、また、複数のターボ冷凍機1に対して1つ設けられる場合もある。
このように、ターボ冷凍機とされた熱源機と、冷却塔16等の設備機器とによって、熱源システムが構成される。
The turbo refrigerator 1 is used for air conditioning and cold / hot water supply in buildings and factories. The turbo refrigerator 1 includes a turbo compressor 3, a
The turbo refrigerator 1 is disposed in the basement of a building such as a building. On the other hand, the
A plurality of turbo refrigerators 1 are installed according to the required amount of heat. The
Thus, a heat source system is comprised by the heat source machine made into the turbo refrigerator, and equipments, such as the
ターボ圧縮機3は、遠心式羽根車10を備えている。この羽根車10が周波数可変とされたインバータ付き電動モータまたは系統電力周波数での固定回転数電動モータによって駆動されることにより、冷媒が圧縮される。ターボ圧縮機3の吸込口には、インレットガイドベーン12が設けられ、吸入冷媒の流量が調整されるようになっている。
The turbo compressor 3 includes a
凝縮器5は、ターボ圧縮機3の冷媒吐出側に接続されており、ターボ圧縮機3によって圧縮された高温高圧の冷媒を冷却・凝縮させて液冷媒Lを得る役割を有している。
凝縮器5内に導かれた冷媒は、凝縮器5内に設けられた伝熱管14と熱交換することによって冷却される。伝熱管14は、図2に示すように、凝縮器5の長手方向に多数配置されている。伝熱管14内を流れる冷却水は、図1において右方から導かれ、図において左端の水室15で集合させられた後に流れの向きを反転させ、図において右方へと導かれる。
The
The refrigerant introduced into the
伝熱管14へと導かれる冷却水は、冷却塔16との間で循環させられる。冷却塔16は、上述したように、ビル等の建物の屋上に配置されている。冷却塔16は、冷却水を外気中で散水してその一部を蒸発させ、自己の蒸発潜熱によって冷却水を冷却するものである。冷却塔16の上方には、ファン17が設けられており、このファン17によって外気を取り込み、冷却水との熱交換を積極的に行わせるようになっている。
冷却塔16の冷却水出口と凝縮器5とを接続する冷却水往配管18には、冷却水ポンプ20が設けられている。この冷却水ポンプ20によって、冷却塔16と凝縮器5との間を冷却水が循環させられるようになっている。凝縮器5の冷却水出口と冷却塔16の冷却水入口との間には、冷却水復配管22が設けられている。この冷却水復配管22と冷却水往配管18によって、冷却水循環系統が形成されている。
The cooling water guided to the
A cooling
冷却塔16には、新たな冷却水である上水(水道水)を補給する冷却水補給管(冷却水補給手段)21が設けられている。冷却水補給管21の上流側には補給水タンク21aが設けられている。補給水タンク21aにはフロート弁21bが設けられており、一定の液位となるように補給される上水量が制御される。このように補給水タンク21aに接続された冷却水補給管21から、冷却塔16にて蒸発した冷却水に相当する量の上水が補給される。
また、冷却塔16には、薬液を注入する薬液注入管23が設けられている。薬液としては、分散剤、防錆剤、防腐剤、殺菌剤等が用いられる。薬液注入管23には、薬液ポンプ23aを介して薬液タンク23bが接続されている。薬液ポンプ23aによって、添加される薬液供給量が決定される。
The
The
凝縮器5内を流れる冷却水が集合させられる水室15には、電気伝導度センサ24、薬液濃度センサー25が設けられている。この電気伝導度センサ24によって冷却水の電気伝導度を測定することにより、冷却水中に含まれるシリカ成分やカルシウム成分等の濃縮度を得る。電気伝導度センサ24の出力は、制御部26へと送信される。薬液濃度センサー25は注入している薬液の濃度を検出することができる。薬液濃度センサー25の出力は制御部26に送信される。
制御部26は、ターボ圧縮機3、凝縮器5及び蒸発器9を備えたターボ冷凍機1本体近傍に設置されており、ターボ冷凍機1の運転制御を主として行うものである。したがって、制御部26は、ターボ冷凍機1を複数台有する熱源システムの場合には、ターボ冷凍機1ごとに設けられている。
複数のターボ冷凍機1に冷却塔が1つ設けられている場合や複雑な熱源システムの場合には、システム制御部40を設置する。
An
The
In the case where one cooling tower is provided in the plurality of turbo chillers 1 or in the case of a complicated heat source system, a
凝縮器5の水室15の底部には、冷却水排出口27が形成されており、この冷却水排出口27に接続されたブロー配管28から、水室15内の冷却水が外部へと排出される。ブロー配管28には、モータ駆動の制御弁30が設けられており、この制御弁30の開閉によってブローが行われる。制御弁30は、制御部26によってその開閉が制御されるようになっている。なお、ブロー配管28は、既設のドレン配管を流用するようにしてもよい。また、冷却水排出口27は、抜水の観点からは水室15の底部に設けることが好ましいが、水室15の側部下方に設けてもよい。
A cooling
凝縮器5と蒸発器9とを接続する冷媒配管32には、膨張弁7が配置されている。膨張弁7は、凝縮器5にて液化した冷媒を、等エンタルピー的に膨張させるものである。膨張弁7の開度は、制御部26によって決定される。膨張弁7にて絞られて低圧となった液冷媒は、蒸発器9へと送られる。
An expansion valve 7 is disposed in the
蒸発器9では、液冷媒Lと、冷水伝熱管34を流れる冷水との間で熱交換が行われる。すなわち、蒸発器9内の液冷媒Lは、冷水伝熱管34を流れる冷水から熱を奪うことによって蒸発させられる。このように蒸発したガス冷媒は、冷媒吸入配管36を通って、ターボ圧縮機3の冷媒吸入口へと導かれる。
冷水伝熱管34を流れる冷水は、ビル居室内の室内機等の外部負荷との間で循環し、室内空調を行う。
In the evaporator 9, heat exchange is performed between the liquid refrigerant L and the cold water flowing through the cold water
The chilled water flowing through the chilled water
上記構成のターボ冷凍機1は、以下のように運転される。
ターボ圧縮機3の電動モータによって遠心羽根車10が所定回転数で回転させられることによって、インレットガイドベーン12によって流量が調整された冷媒を吸い込み、冷媒を圧縮する。インレットガイドベーン12の開度および電動モータの回転数は、制御部26によって制御される。
圧縮された冷媒は、凝縮器5へと送られ、伝熱管14内を流れる冷却水によって冷却されることにより、液化する。液冷媒Lは、膨張弁7にて絞られた後に、蒸発器9へと送られる。
蒸発器9では、冷水伝熱管34を流れる冷水と冷媒が熱交換をし、冷媒は、冷水から熱を奪うことによって、ガス化される。ガス化された冷媒は、冷媒吸入管36を介して、ターボ圧縮機3の冷媒吸込口へと導かれ、再び圧縮される。
冷媒によって熱を奪われて冷やされた冷水は、外部負荷へと送られ、冷熱として冷房運転等に利用される。
The turbo refrigerator 1 having the above-described configuration is operated as follows.
When the
The compressed refrigerant is sent to the
In the evaporator 9, the cold water flowing through the cold water
The chilled water that has been cooled by being deprived of heat by the refrigerant is sent to an external load, and is used as cooling for cooling operation or the like.
凝縮器5において高温高圧の冷媒と熱交換を行う冷却水は、以下のように用いられる。
冷却水は、冷却水ポンプ20によって、冷却水往配管18を通り、凝縮器5内の伝熱管14へと送られる。伝熱管14を流れる冷却水は、水室15にて一旦集合させられた後、流れの向きを変えて、凝縮器5から流出するように伝熱管14を通過し、冷却水復配管22へと導かれる。冷却水復配管22を流れる冷却水は、建物の屋上に設置された冷却塔16へと導かれる。冷却塔16では、外気中に散水されることにより、外気と熱交換をし、その一部分が蒸発させられる。この蒸発潜熱によって、冷却水が冷やされ、再び冷却水往配管18へと導かれる。冷却水の一部分が蒸発することによって減少した量に相当する上水が、液位制御された冷却水補給管21から補給される。また、循環する冷却水中の薬液濃度に応じて薬液注入管23から薬液が注入される。
The cooling water that exchanges heat with the high-temperature and high-pressure refrigerant in the
The cooling water is sent to the
このように循環する冷却水のシリカ成分やカルシウム成分、マグネシウム成分等の濃度は、電気伝導度センサ24によって計測される。電気伝導度センサ24は、凝縮器5の水室15内に設けられており、これにより、循環する冷却水の中でも最下方の位置の濃度を計測するようになっている。この電気伝導度センサ24の計測値に基づいて、水室15における濃縮度を算出し、閾値を濃縮度が超える場合には、所定間隔で、冷却水のブローが行われる。濃縮度の閾値としては、2〜10倍が用いられ、ユーザが任意に設定できるようになっている。
また薬液濃度センサー25は、凝縮器5の水室15内に設けられており、これによりスライムのもっとも繁殖する凝縮器伝熱管14近傍の薬液濃度を循環する冷却水の中でも最下方の位置の濃度を計測するようになっている。この薬液濃度センサー25の計測値により、スライム繁殖する濃度以下とならぬよう適切に監視することが可能となっている。
Concentrations of the silica component, the calcium component, the magnesium component, and the like of the circulating cooling water are measured by the
Further, the
冷却水ブローは、水室15の底部に設けた冷却水排出口27から冷却水を抜き出すことによって行われる。冷却水ブローのタイミングは、制御部26により決定され、この制御部26の指示によってブロー配管28に設けた制御弁30を開閉することによって冷却水ブローが行われる。
冷却水ブローの総量V(m3)は、下式によって決定される。
V=q×T×N ・・・(1)
ここで、qはブロー配管28内を流れる冷却水の流量(m3/s)、Tは1回あたりのブロー時間(ブロー弁開時間)(s)、Nはブロー回数を示す。
(1)式の右辺のq×Tは、1回あたりのブロー量に相当する。このq×Tは、冷凍機の保有水量のn倍に相当するように設定される(q×T=n×v)。ここで、保有水量vは冷凍機の体格によって一義的に決定されるので、ユーザによって、保有水量vの何倍の量のブローを行いたいかを任意に決定し、この水量に相当するように、1回あたりのブロー時間Tを設定することができる。
なお、流量qは、水室15の水圧と制御弁30のcv値(流量係数)によって決定され、圧力の関数として与えられる。例えば、冷凍機運転中には、水室15におけるヘッド差に基づく水圧に、冷却水ポンプ20の押し込み圧力が加えられた圧力が用いられ、冷凍機停止中には、冷却水ポンプ20が作動していないのでヘッド差に基づく水圧のみが用いられる。
冷却水ブローを行っている間は、冷却水補給管21から上水が補給される。これは、冷却塔16における冷却水の水位をフロートによって検出しておき、水位に応じて上水の補給量を調整するようにすればよい。また、適宜、薬液注入管23から薬液が投入される。
ただし、ターボ冷凍機1が複数台、同一の冷却水補給管21の系統に接続している場合には、最大補給水量qmax、を上回って同時にn台以上のターボ冷凍機1がブローすることができない。ここで、nは、n・q≦qmaxとなるnとして定められる。
The cooling water blow is performed by extracting the cooling water from the cooling
The total amount V (m 3 ) of cooling water blow is determined by the following equation.
V = q × T × N (1)
Here, q is a flow rate of cooling water flowing in the blow pipe 28 (m 3 / s), T is a blow time (blow valve opening time) (s) per time, and N is the number of blows.
Q × T on the right side of the equation (1) corresponds to the blow amount per time. This q × T is set so as to correspond to n times the amount of water held in the refrigerator (q × T = n × v). Here, since the retained water volume v is uniquely determined by the physique of the refrigerator, the user arbitrarily determines how many times the retained water volume v is to be blown, and corresponds to this water volume. One blow time T can be set.
The flow rate q is determined by the water pressure in the
While cooling water is being blown, clean water is supplied from the cooling
However, when a plurality of turbo chillers 1 are connected to the same cooling
上述のように、本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
凝縮器5の水室15に電気伝導度センサ24を設け、水室15内の冷却水の濃縮度に基づいて、冷却水ブローを行うこととした。これにより、凝縮器5に設けられた伝熱管14内に固形スケールが付着するおそれを最も的確に判断することができる。したがって、凝縮器における伝熱阻害を未然に防止でき、良好な伝熱を継続して行うことができる。
また、ブローを行う冷却水排出口27を、凝縮器5の水室15の底部に設けることとした。これにより、カルシウム等の濃縮によって生じる固形スケールが下降して濃縮度が高くなる下方の冷却水を効率的に外部へと排出することができる。
また、薬液濃度センサ25で検知される濃度が低下した場合、システム制御部40を介して薬液注入管23から薬液を投入する。これにより、凝縮器5内のスライム等の汚染物質の増加を抑制することができる。
また、ブロー制御を、各ターボ冷凍機1に設けた制御部26によって行うこととしたので、冷凍機ごとに適切な濃縮度とされた冷却水が用いられることになる。これにより、冷凍機ごとに高効率な運転が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
The
Further, the cooling
Further, when the concentration detected by the
Further, since the blow control is performed by the
なお、本実施形態では、冷却水の濃縮度を電気伝導度センサ24によって得ることとしたが、以下のように変更を加えても良い。
凝縮器5における積算交換熱量を演算し、この積算交換熱量から、蒸発して減少した冷却水量を演算する。この減少量と冷却水の保有水量とから、濃縮度を算出する。凝縮器における交換熱量は、運転時の計測データ(温度や圧力)から正確に得ることができるので、濃縮度を正確に得ることができる。また、電気伝導度センサ24と選択的に用いることとしても良い。このようにすれば、電気伝導度センサ24が故障した場合であってもブローのタイミングを決定することができる。
また、冷却水ブローは、冷凍機運転中だけでなく、冷凍機停止中に行うようにしても良い。冷凍機停止中に行うこととすれば、冷却水の流れを止めた後に冷却水を排出することができる。冷却水の流れを停止させれば、固体スケール等の異物はその比重により降下するので、効果的に異物を除去することができる。
In this embodiment, the concentration of the cooling water is obtained by the
The integrated exchange heat quantity in the
Further, the cooling water blow may be performed not only while the refrigerator is operating but also when the refrigerator is stopped. If it is performed while the refrigerator is stopped, the cooling water can be discharged after the flow of the cooling water is stopped. If the flow of the cooling water is stopped, the foreign matter such as the solid scale falls due to its specific gravity, so that the foreign matter can be effectively removed.
1 ターボ冷凍機(熱源機)
3 ターボ圧縮機
5 凝縮器
7 膨張弁
9 蒸発器
14 伝熱管
15 水室
16 冷却塔
24 電気伝導度センサ
26 制御部
28 ブロー配管(ブロー手段)
30 サーボ弁(ブロー手段)
1 Turbo refrigerator (heat source machine)
3
30 Servo valve (Blowing means)
Claims (11)
冷却水を外気中で散水してその一部を蒸発させ、蒸発潜熱によって該冷却水を冷却する冷却塔と、
減少した冷却水を補うように冷却水を補給する冷却水補給手段と、
前記凝縮器と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させる冷却水循環系統と、
所定間隔で、前記冷却水を外部へ排出するブロー手段と、
を備えた熱源システムにおいて、
前記凝縮器の中の前記冷却水の濃縮度に基づいて、前記ブロー手段を動作させる制御部を備えていることを特徴とする熱源システム。 A heat source unit having a condenser that cools the refrigerant compressed by the compressor with cooling water to condense and liquefy, and
A cooling tower for sprinkling the cooling water in the outside air to evaporate a part thereof and cooling the cooling water by latent heat of evaporation;
Cooling water supply means for supplying cooling water to compensate for the reduced cooling water;
A cooling water circulation system for circulating the cooling water between the condenser and the cooling tower;
Blow means for discharging the cooling water to the outside at a predetermined interval;
In a heat source system comprising:
A heat source system, characterized in that said on the basis of the cooling water enrichment in the condenser, and a control unit for operating the blowing means.
前記制御部は、前記凝縮器の中の前記冷却水の薬液濃度に基づいて前記薬液注入手段を動作させることを特徴とする請求項1記載の熱源システム。 Anti-corrosion, anti-corrosion, anti-bacterial for cooling water, equipped with a chemical solution injection means for adding a chemical solution having at least one function of suppressing the precipitation of solid components,
The heat source system according to claim 1, wherein the control unit operates the chemical solution injection unit based on a chemical concentration of the cooling water in the condenser.
該冷却水排出口は、前記凝縮器の下方に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱源システム。 The blowing means includes a cooling water discharge port,
The heat source system according to claim 1 or 2, wherein the cooling water discharge port is provided below the condenser.
当該熱源システムが稼動中であっても、いずれかの前記熱源機が停止している場合には停止している熱源機を優先として、前記ブロー手段によるブローが実施されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の熱源システム。 A plurality of the heat source machines are provided,
Even if the heat source system is in operation, if any of the heat source units is stopped, the blowing by the blowing unit is performed with priority given to the stopped heat source unit. Item 7. The heat source system according to any one of Items 1 to 6.
排出するブロー水量が、補給される冷却水量である補給水供給量を上回らないように、
複数の前記熱源機のブローを同時に行う同時ブローに制限を設けるとともに、
補給水タンクの下位制限液位を下回る際には、ブローを一時停止させるブロー一時停止制御を行うことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の熱源システム。 A plurality of the heat source devices including the blow means are provided in the same cooling water circulation system,
Make sure that the amount of blown water discharged does not exceed the amount of supply water that is the amount of cooling water that is supplied.
While providing a restriction on the simultaneous blow that performs the blow of the plurality of heat source machines simultaneously,
The heat source system according to any one of claims 1 to 8, wherein blow stop control for temporarily stopping blow is performed when the lower limit liquid level of the makeup water tank is below.
冷却水を外気中で散水してその一部を蒸発させ、蒸発潜熱によって該冷却水を冷却する冷却塔と、
減少した冷却水を補うように冷却水を補給する冷却水補給手段と、
前記凝縮器と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させる冷却水循環系統と、
所定間隔で、前記冷却水を外部へ排出するブロー手段と、
を備えた熱源システムの制御方法において、
前記凝縮器の中の前記冷却水の濃縮度に基づいて、前記ブロー手段を動作させることを特徴とする熱源システムの制御方法。 A heat source unit having a condenser that cools the refrigerant compressed by the compressor with cooling water to condense and liquefy, and
A cooling tower for sprinkling the cooling water in the outside air to evaporate a part thereof and cooling the cooling water by latent heat of evaporation;
Cooling water supply means for supplying cooling water to compensate for the reduced cooling water;
A cooling water circulation system for circulating the cooling water between the condenser and the cooling tower;
Blow means for discharging the cooling water to the outside at a predetermined interval;
In a method for controlling a heat source system comprising:
Based on the enrichment of the cooling water in the condenser, the control method of the heat source system characterized by operating the blowing means.
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