JPH04208332A - 冷水製造回路を有する空気調和装置 - Google Patents

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、例えは電子計算機室や、合繊製造なとの様に
年間を通して冷房を必要とする室の冷房運転費用の低減
を図ることか出来る空気調和装置に関する。

（従来の技術） 合繊製造における延撚室のように冬季でも内部発熱か大
きく、かつ相対湿度を一定に保つため、外気冷房のみで
は目標温湿度制御か困難な室内等では、冬季でも冷凍機
を運転して冷房を行う必要かある。

このため省エネルギの観点から、冬季には冷凍機を運転
せず外気を利用して冷却塔により冷水を作り、これを冷
房に利用する方法か提案されている。

第３図及び第４図に示す特開昭６１− １２８０４２号公報の１冷水製造回路を有する空気調和
装置」は、従来から提案のあった空調システムにさらに
冷水コイルと冷水切換弁を付設し、外気か寒冷するとき
には冷却塔からの冷水を空気調和機内の冷水コイルに通
過させて冷水冷房を行なう装置の欠点を改良したちのて
、第３図に、その−例を表わす。

図において、この空気調和システムは、冷凍機１０１．
２０１をそれぞれ含む二系統の冷熱源回路を備えている
。第１の系の冷却水側回路には冷却塔１０２、三方弁１
３１、ポンプ１５７か含まれ、第２の系の冷却水側回路
には冷却塔２０２、三方弁２３２、ポンプ２５８、切換
弁２２４゜２２５か含まれている。開放型冷却塔Ｉ０２
゜２０２の代りに密閉型冷却塔（第４図参照）を用いた
場合は、系内に膨張タンクを付設する。冷水側回路には
空気機１５、膨張タンク１６、ポンプ１５９．２６０、
切換弁１２３か含まれ、さらに付設されたバイパス回路
２１７，２１８にはそれぞれ切換弁２２１　＋　　２２
２か含まれている。又、空調システム全体を制御するた
めに、温度センサー　Ｔ　、、　Ｔ　２．　Ｔ　２．　
Ｔ　、と圧力調節器４１．４２゜４．３．４４か設けら
れている。符号ＷＢは外気湿球温度を示す。

かかる構成に基つき、夏季には通常の冷房操作を行なう
。即ち、切換弁２２１　＋　　２２２を閉鎖してバイパ
ス回路２１７，２１８内の流れをスト・ツブし、切換弁
１２３，２２４．２２５を開いて２台の冷凍機１０’ｌ
、２０１を同時に運転して、第１の系の冷却水側回路と
第２の系の冷却水側回路をそれぞれ独立に作動させる。

夏季から冬季への移り目になると、切換弁１２３．２２
４，２２５を閉鎖し、切換弁２２１゜２２２を開いてバ
イパス回路２］７．２］８を開通させることにより、第
１の系の冷水側回路を第２の系の冷却水側回路に直列に
接続させる。これにより冷却塔による冷水製造回路か出
来上る。

そして、二の冷水製造回路では冷却塔を冷凍機に優先し
て運転するようにし、次の２種類の運転を行なう。即ち （Ｉ）フリークーリング 冷却塔２０またけを運転し、冷凍機１０１゜２０１及び
冷却塔２０１は停止させる。冷房負荷か小さい場合の省
エネルギ運転となる。

（ＩＩ）直列運転 冷却塔２０２、冷凍［１０１及び冷却塔１０２を運転し
、冷凍機２０１は停止させる。冷房負荷か中程度の場合
の省エイ、ルギ運転となる。

（発明か解決しようとする課題） しかし、二のような冷水製造方式には次のような問題点
かあった。第１に夏季から冬季に移行する際、・バルブ
１２３　＋　　２２１　＋　　２　＆　２を切替えて冷
凍機を停止させ冷却塔による冷水製造方式を運転するか
例えは、曇りから急に晴れる様な突発的な温度変化かあ
った場合は冷凍機を運転しなけれはならなになりバルブ
切替時期の判定か難しい。

第２に、バルブｌ　４３　＋　　：２２１　＋　２２４
の切替か繁雑であり、これを省力化するためには電動弁
とするかまたは、空気式自動弁とするなと設備費用に多
額をようするなとの問題点かあった。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたもので、複雑
な制御を必要とせず、急激な温度変化に対しても変動を
受けない安定した冷房運転か継続でき、しかも外気温度
の状況に応して効率的な運転を可能とし冷房運転の省エ
ネルギ化を図ることか出来る空気調和装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的は、二系統の冷水製造回路を備えた空気調和
装置において、第一の系の冷凍機の冷水側回路と、第二
の系の外気を利用した冷却塔のみによる冷水側回路と、
これらの冷水製造回路で製造された冷水を貯水する緩衝
槽と、この緩衝槽と前記二系統の冷水側回路間との接続
を切替える切替装置とを設け、貯水された緩衝槽の冷水
を空調機の冷水コイルへ循環させる二とにより空気調和
を行うことを特徴とする冷水製造回路を有する空気調和
装置によって達成される。

又、切替装置を緩衝槽の冷水温度と、外気湿球温度を検
出し、冷却塔を冷凍機に優先に運転させると共にその運
転モードを外気湿球温度か低くなるにつれて （ｉ）第一段階として第一の系の冷凍機の冷水側回路の
みで運転、 （ｉｉ）第二段階として第一の系と第二の系の外気を利
用した冷却塔による冷水側回路との並列運転、 （ｉｉ）第三段階として冷却塔による冷水側回路のみで
運転、 と順次切替えることにより、外気温湿度条件に応して効
率的な運転モードに切替え、効率的な省エネルキ化を図
ることか出来る。

（作用） 上述したようにこの空気調和装置は、第一〇系の冷凍機
の冷水側回路と、第二の冷却塔のみによる冷水側回路の
二系統の冷水製造回路を備え、これを適宜切替えしかも
、この製造された冷水を空調対象室に設けた冷却コイル
に供給することにより熱交換を行なう冷水の循環回路に
緩衝槽を設けている。

これにより、冷却塔による外気エネルギを利用した運転
時において、突発的な、又は急激な外気の温度変化かあ
っても、緩衝槽に貯水された冷水によりその変動分か吸
収されるため、安定した温度制御をさせることか出来る
。

又、冷却塔を優先的に制御するという条件の下で冷凍機
と、冷却塔の、それぞれ単独又は並列運転を行うことか
出来るのて、外気温湿度条件に応して省エネルキ効率の
高い運転をさせることか出来る。

（実施例） 次に本発明の一実施例を第１図及び第２図に基つき詳述
する。

第３図は本発明の空気調和システム図を示しており、冷
凍ｔａ１０１及び冷却塔Ｉ０２を含む第一の冷水製造回
路と、冷却塔２０２のみによる二系統の冷水製造回路を
備えている。第一の系は夏季の冷水製造回路を示し冷凍
機＋０１と冷水ポンプ１１１の冷水側回路と冷却塔１０
２と冷却水ポンプ１２１の冷却水側回路を有し冷水を製
造し、緩衝槽４００に蓄える。第二の系は冬季の冷水製
造回路を示し冷水ポンプ２１１と冷却塔２０２、冷水ポ
ンプ２２１を含み冷水を製造し、緩衝槽４００に蓄える
。

これらの冷水製造回路で製造された冷水は専用の冷水ピ
ット（戻り）４０１と冷水ピット（送り）４０２を有す
る大容量の緩衝槽４００に貯水され、二系統の冷水側回
路を循環する。

又、ポンプ１１１，１２１，２２１及び２１１は冷水を
切替える切替装置となるもので、第一の系で運転する時
は、ポンプ１１Ｌ、］２１を運転しポンプ２１＋及び２
２１を停止させる。第二の系を運転する時は、この逆の
状態にする。そして空調用冷水回路は、緩衝槽４００の
給水ピット４０２を出て冷水ポンプ３１１、空調機３Ｃ
Ｉ＋を通り冷水ピット４０１へ戻り、二の間を循環する
ようになっている。

記号Ｔ、Ｔ２Ｔ、Ｔ４は温度センサーでありＷ　Ｂは外
気湿球温度を示す。

このような構成に基つき、夏季から冬季への中間期にな
るとコンピューター盤５０１に内蔵したコンピューター
にＴ４外外気法温度及びＴ、冷水ピット（戻り）温度を
取込み冷却塔による冷水製造を判定させる。二の例を第
４図に示す。

即ち、外気湿球温度Ｔ４を取込み（Ｆｌ）その３０分間
の移動平均値を計算する（Ｆ２）。変化量を時間を加味
した移動平均値とする二とて外気の変化や冷水負荷の変
動を予測する二とか可能となる。

同時に、冷水温度Ｔ、を取込み（Ｆ３）、その３０分移
動平均値を計算しくＦ４）変動推移を予測する。この３
０分の値は、対象とする空調室の容積、熱負荷等により
実験値により求める。

次に、外気湿球温度の平均値か７°Ｃ又は７°Ｃより低
く（Ｆ’５）、かつ、冷水温度の平均値か１０°Ｃ〜１
２°Ｃの範囲内てあり（Ｆ６）、冷水温度か下り傾向（
Ｆ７）の場合は、外気冷気を利用することか可能となる
ので冷凍機を停止し、冷却塔方式に運転を切替える（Ｆ
８）（Ｆ９）。

又、前述した外気の湿球温度の平均値か７°Ｃより高く
、かつ、（Ｆ４）の計算値である冷水温度の平均値が上
昇傾向であれは冷却塔方式運転を停止し、冷凍機運転に
切替える（Ｆｉｌ）　　（Ｆ１２）。

又、（ＦＩＯ）において冷水温度の平均値か下降傾向の
場合は、それまでの運転状態を維持する。

同様に（Ｆ７）において冷水温度の平均値か上昇傾向の
場合もそれまでの運転状態を維持する。

これらの自動運転は、シーケンサ−等を内蔵した制御盤
により行なわれる。

また第二の冷水製造回路では冬季の冷水温度か下かり過
ぎるのを防止するためＴ３冷水温度を検出し、目標温度
となるように冷却塔ファンを回転数制御盤５０２により
回転数制御し調節する。

この冷水製造回路では冷却塔を冷凍機に優先して運転す
るようにし、次の運転か可能である。

（１）並列運転 中間期の冷凍機負荷を軽減させるため冷凍機と冷却塔の
並列運転を行う。

冷凍機負荷を半減させるため省エネルギ運転となる。

（２）単独運転 冷凍機又は、冷却塔のみの単独運転。

（３）無人化運転 第二の冷水製造回路を専用の冷却塔にすることにより、
複雑な弁操作かな・（なり簡単な起動・停止回路を組込
むたけて無人化運転か可能となり省力化かできる。

（発明の効果） 以上詳述した様に本発明によれは、外気湿球温度の判定
結果により冷却塔を優先的に制訊するという条件下で、
冷却塔、冷凍機の各単独運転又は、これらの並列運転を
行うことか出来るので、外気条件に応した省エネルギ効
果の高い運転をさせることか出来る。

又、冷水製造回路で製造された冷水を直接空調機へ送水
するのてな（中間に緩衝槽を設けたので、外気温度の短
期的な変動かあってもこれに影響されず安定した空調を
実現させることか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気調和装置のシステム図、第２
図は、その制御フローチャート図、第３図及び第４図は
従来の空気調和装置のシステム図を示す。 １０１・・・冷凍機 ］０２・・・冷却塔 １１１．１２１，２１１．２２１・・・ポンプ３０１・
・・空調機 ４００・・・緩衝槽 ５０１・・・制御盤 ｆｆ１２図 第３図 ｗＳ４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二系統の冷水製造回路を備えた空気調和装置にお
   いて、第一の系の冷凍機の冷水側回路と、第二の系の外
   気を利用した冷却塔のみによる冷水側回路と、これらの
   冷水製造回路で製造された冷水を貯水する緩衝槽と、こ
   の緩衝槽と前記二系統の冷水側回路間との接続を切替え
   る切替装置とを設け、貯水された緩衝槽の冷水を空調機
   の冷水コイルへ循環させることにより空気調和を行うこ
   とを特徴とする冷水製造回路を有する空気調和装置。
2. （２）切替装置が緩衝槽の冷水温度と、外気湿球温度を
   検出し、冷却塔を冷凍機に優先に運転させると共に、そ
   の運転モードを外気温球温度が低くなるにつれて （ｉ）第一段階として第一の系の冷凍機の冷水側回路の
   みで運転、 （ｉｉ）第二段階として第一の系と第二の系の外気を利
   用した冷却塔による冷水側回路 との並列運転、 （ｉｉｉ）第三段階として冷却塔による冷水側回路のみ
   で運転、 と順次切替えて冷凍機運転電力を最小限とするようにし
   た三段階切替方式を特徴とする請求項（１）記載の冷水
   製造回路を有する空気調和装置。