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JP6360349B2 - Cooling system - Google Patents
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JP6360349B2 JP2014095983A JP2014095983A JP6360349B2 JP 6360349 B2 JP6360349 B2 JP 6360349B2 JP 2014095983 A JP2014095983 A JP 2014095983A JP 2014095983 A JP2014095983 A JP 2014095983A JP 6360349 B2 JP6360349 B2 JP 6360349B2
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Description

本発明は、室内を冷却する冷却システムに関する。   The present invention relates to a cooling system for cooling a room.

室内を外気との熱交換によって冷却する、チラーを含む冷却システムが知られている。特許文献1では、公知のチラーにヒートパイプを組み合わせた冷却システムを開示している。具体的には、特許文献1では、室内を循環する空気を冷却するチラーの蒸発器の手前にヒートパイプを配置し、蒸発器に流れる空気をヒートパイプによって予め冷却している。特許文献1では、ヒートパイプは、吸熱部が蒸発器の手前に配置され、放熱部が外気に晒されており、蒸発器へ流れる室内の空気の熱を外気に放出している。   A cooling system including a chiller that cools a room by heat exchange with outside air is known. In patent document 1, the cooling system which combined the heat pipe with the well-known chiller is disclosed. Specifically, in Patent Document 1, a heat pipe is disposed in front of a chiller evaporator that cools the air circulating in the room, and the air flowing through the evaporator is cooled in advance by the heat pipe. In Patent Document 1, the heat pipe has a heat absorption part disposed in front of the evaporator, a heat radiating part is exposed to the outside air, and releases the heat of the indoor air flowing to the evaporator to the outside air.

また、チラーを含む冷却システムに関するものではないが、特許文献2では、室内に取り入れられる外気をヒートパイプにより冷却する技術を開示している。特許文献2では、ヒートパイプは、吸熱部が外気の室内への取り入れ部に配置され、放熱部が地中に埋設されており、室内へ取り入れられる外気の熱を地中に放熱している。室内へ取り入れられた外気は、室内を流れた後、排気ファンによって室外へ排気される。   Although not related to a cooling system including a chiller, Patent Document 2 discloses a technique for cooling outside air taken into a room by a heat pipe. In Patent Document 2, the heat pipe has a heat absorbing portion disposed in a portion for taking outside air into the room, and a heat radiating portion is buried in the ground, and radiates heat of the outside air taken into the room to the ground. The outside air taken into the room flows through the room and is then exhausted outside by the exhaust fan.

特開2010−65912号公報JP 2010-65912 A 特開2001−41525号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-41525

夏期においては、室内の温度が上昇しやすいから、室内を循環する空気及び/又は室内へ取り入れられる空気から放出すべき熱エネルギーが増加する。その一方で、夏期においては、外気の温度が高いから、熱エネルギーを外気へ放出するチラーの原理上、冷却効率は低下する。その結果、冷却システムの負担は飛躍的に増加し、ひいては、消費電力が飛躍的に増加する。   In summer, the temperature of the room tends to rise, so that the heat energy to be released from the air circulating in the room and / or the air taken into the room increases. On the other hand, since the temperature of the outside air is high in summer, the cooling efficiency is lowered due to the chiller principle that releases heat energy to the outside air. As a result, the burden on the cooling system increases dramatically, and consequently power consumption increases dramatically.

そして、夏期において、外気の温度が日中の最高気温に達する時間帯又はその前後の時間帯においては、冷却システムの消費電力がピークとなる。このとき、冷却システムの消費電力が種々の機器の消費電力全体に占める割合は比較的高いことから、発電所が送電する全消費電力もピークとなりやすい。このピーク時の消費電力は、発電所の送電能力を超えるおそれがあり、その結果、計画停電や工場の休日稼働(企業間で工場の稼働日をずらす)等の対策を余儀なくされる場合もある。   In the summer season, the power consumption of the cooling system reaches a peak in the time zone in which the temperature of the outside air reaches the highest daytime temperature or in the time zone before and after that. At this time, since the ratio of the power consumption of the cooling system to the total power consumption of various devices is relatively high, the total power consumption transmitted by the power plant tends to peak. This peak power consumption may exceed the power transmission capacity of the power plant, and as a result, measures such as planned power outages and factory holiday operations (shifting factory operation days between companies) may be required. .

このように、夏期における冷却システムの負担増加は、単なる消費電力の増加によるコスト増大に留まらず、ピーク電力の上昇に起因する種々の社会的問題も招いている。   As described above, the increase in the burden on the cooling system in the summer is not limited to an increase in cost due to an increase in power consumption, but also causes various social problems due to an increase in peak power.

従って、ピーク電力カットに寄与できる冷却システムが提供されることが望まれる。   Accordingly, it is desirable to provide a cooling system that can contribute to peak power cut.

本発明の一態様に係る冷却システムは、室内へ流れ込む外気を冷却可能な熱交換器と、吸熱部が外気の前記熱交換器への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、熱交換器用ヒートパイプと、を有する。
A cooling system according to an aspect of the present invention includes a heat exchanger capable of cooling outside air flowing into a room, a heat absorption unit located in a flow path to the heat exchanger for outside air, and a heat radiation unit embedded in the ground. Or a heat pipe for a heat exchanger that touches groundwater.

好適には、前記熱交換器用ヒートパイプの作動液は、大気圧下における沸点が25℃以上35℃以下である。   Suitably, the working fluid of the heat exchanger heat pipe has a boiling point of 25 ° C. or more and 35 ° C. or less under atmospheric pressure.

好適には、前記冷却システムは、前記放熱部の作動液を前記吸熱部に送出可能なポンプを更に有する。   Preferably, the cooling system further includes a pump capable of sending the working fluid of the heat radiating unit to the heat absorbing unit.

好適には、前記冷却システムは、前記熱交換器との間で冷媒を循環させ、前記冷媒を冷却水により冷却する凝縮器と、前記凝縮器との間で前記冷却水を循環させ、前記冷却水を空冷する冷却塔と、吸熱部が外気の前記冷却塔内の冷却水への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、冷却塔用ヒートパイプと、を更に有する。   Preferably, the cooling system circulates a refrigerant with the heat exchanger, circulates the cooling water between a condenser that cools the refrigerant with cooling water, and the condenser, and A cooling tower for air-cooling water, and a heat pipe for the cooling tower in which an endothermic part is located in a flow path to the cooling water in the cooling tower of outside air, and a heat radiating part is embedded in the ground or touches groundwater. Also have.

好適には、前記冷却システムは、前記熱交換器との間で冷媒を循環させ、前記冷媒を空冷する凝縮器と、吸熱部が外気の前記凝縮器への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、凝縮器用ヒートパイプと、を更に有する。   Preferably, the cooling system includes a condenser that circulates a refrigerant with the heat exchanger, air-cools the refrigerant, a heat absorption part located in a flow path to the condenser of outside air, and a heat radiation part. And a condenser heat pipe embedded in the ground or in contact with groundwater.

本発明の一態様に係る冷却システムは、室内へ流れ込む外気及び室内を循環する空気の少なくとも一方を冷却可能な熱交換器と、前記熱交換器との間で冷媒を循環させ、前記冷媒を冷却水により冷却する凝縮器と、前記凝縮器との間で前記冷却水を循環させ、前記冷却水を空冷する冷却塔と、吸熱部が外気の前記冷却塔内の冷却水への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、冷却塔用ヒートパイプと、を有する。   A cooling system according to an aspect of the present invention circulates a refrigerant between a heat exchanger capable of cooling at least one of outside air flowing into the room and air circulating in the room and the heat exchanger, and cools the refrigerant A condenser cooled by water, a cooling tower that circulates the cooling water between the condenser and air-cooling the cooling water, and an endothermic portion located in a flow path to the cooling water in the cooling tower of outside air The cooling tower heat pipe is embedded in the ground or touches groundwater.

本発明の一態様に係る冷却システムは、室内へ流れ込む外気及び室内を循環する空気の少なくとも一方を冷却可能な熱交換器と、前記熱交換器との間で冷媒を循環させ、前記冷媒を空冷する凝縮器と、吸熱部が外気の前記凝縮器への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、凝縮器用ヒートパイプと、を有する。   A cooling system according to one aspect of the present invention circulates a refrigerant between a heat exchanger capable of cooling at least one of outside air flowing into a room and air circulating in the room and the heat exchanger, and air-cools the refrigerant. And a heat-absorbing part located in the flow path to the condenser of the outside air, and a heat-dissipating part embedded in the ground or in contact with groundwater.

上記の構成によれば、ピーク電力をカットできる。   According to said structure, peak electric power can be cut.

本発明の第1の実施形態に係る冷却システムの概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the cooling system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1の冷却システムの要部の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the principal part of the cooling system of FIG. 図3(a)は図1の冷却システムのヒートパイプの一例を示す模式図、図3(b)は図3(a)のIIIb−IIIb線における断面図。3A is a schematic diagram showing an example of a heat pipe of the cooling system of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb of FIG. 図1の冷却システムの効果を説明する図。The figure explaining the effect of the cooling system of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る冷却システムの要部の構成を模式図。The schematic diagram of the structure of the principal part of the cooling system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図6(a)〜図6(c)はヒートパイプの第1の変形例を示す模式図。Fig.6 (a)-FIG.6 (c) are the schematic diagrams which show the 1st modification of a heat pipe. ヒートパイプの第2の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the 2nd modification of a heat pipe. ヒートパイプの第3の変形例を示す模式図。The schematic diagram which shows the 3rd modification of a heat pipe.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態及び変形例について説明する。なお、第2の実施形態以降において、既に説明した構成と同様又は類似の構成については、既に説明した構成に付した符号と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。   Hereinafter, embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second and subsequent embodiments, the same or similar configurations as those already described may be denoted by the same reference numerals as those already described, and the description may be omitted. .

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る冷却システム1の概略構成を示す模式図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a cooling system 1 according to the first embodiment of the present invention.

冷却システム1は、建築物101の対象室103内の空気を冷却するシステムとして構成されている。なお、冷却システム1は、冷房と暖房との双方を行うことが可能な空調システムの一部として構成されてもよいし、対象室103の空気を清浄化する空気清浄システムと組み合わされてもよい。   The cooling system 1 is configured as a system that cools the air in the target room 103 of the building 101. The cooling system 1 may be configured as a part of an air conditioning system capable of performing both cooling and heating, or may be combined with an air purification system that purifies the air in the target room 103. .

建築物101は、例えば、工場、ビル、店舗、倉庫又は一般的な家屋である。建築物101は、一の冷却システム1によって冷却される複数の対象室103を有していてもよいし、一つのみの対象室103を有していてもよい。対象室103は、どのような室であってもよく、例えば、クリーンルームであってもよい。   The building 101 is, for example, a factory, a building, a store, a warehouse, or a general house. The building 101 may have a plurality of target rooms 103 that are cooled by the single cooling system 1, or may have only one target room 103. The target room 103 may be any room, for example, a clean room.

図1において、冷却システム1のうち、建築物101の外郭と対象室103との間に図示された部分の全部又は一部は、建築物101の外部に配置されてもよいし、逆に、対象室103の内部に配置されてもよい。図1では、建築物101の外郭と、対象室103とを別個に図示しているが、これらは一体的であってもよい。   In FIG. 1, in the cooling system 1, all or part of the portion illustrated between the outline of the building 101 and the target room 103 may be disposed outside the building 101. It may be arranged inside the target chamber 103. In FIG. 1, the outline of the building 101 and the target room 103 are separately illustrated, but these may be integrated.

冷却システム1は、例えば、冷媒によって空気を冷却するチラー本体3と、チラー本体3の冷媒を冷却する冷却水を空冷するための冷却塔5とを有している。また、冷却システム1は、例えば、外気をチラー本体3へ導くための外気ダクト7と、チラー本体3によって冷却された空気を対象室103内へ供給する給気ダクト9と、対象室103内の空気をチラー本体3へ還流させる還気ダクト11と、対象室103内の空気を外部へ排出するための排気ダクト13とを有している。これらチラー本体3、冷却塔5及び各種ダクトの構成は、公知の構成と同様とされてよい。   The cooling system 1 includes, for example, a chiller body 3 that cools air using a refrigerant, and a cooling tower 5 that cools cooling water that cools the refrigerant in the chiller body 3. In addition, the cooling system 1 includes, for example, an outside air duct 7 for guiding outside air to the chiller body 3, an air supply duct 9 that supplies air cooled by the chiller body 3 into the target chamber 103, It has the return air duct 11 which recirculates air to the chiller main body 3, and the exhaust duct 13 for discharging | emitting the air in the object chamber 103 outside. The configurations of the chiller body 3, the cooling tower 5, and various ducts may be the same as known configurations.

チラー本体3は、例えば、建築物101の内部であって対象室103の外部に配置される。冷却塔5は、例えば、建築物101の外部に配置される。なお、図1では、冷却塔5は、建築物101の屋上に配置されているが、冷却塔5は、建築物101の側方において、適宜な高さの位置(例えば地面の上)に配置されてよい。   The chiller body 3 is disposed inside the building 101 and outside the target room 103, for example. The cooling tower 5 is arrange | positioned outside the building 101, for example. In FIG. 1, the cooling tower 5 is arranged on the roof of the building 101, but the cooling tower 5 is arranged at an appropriate height (for example, on the ground) on the side of the building 101. May be.

各種ダクトの数、取り付け位置(端部の開口位置や全体の引き回し位置)、材質、形状、寸法等は、建築物101の構成等の種々の事情に応じて適宜に設定されてよい。また、各種ダクトは、図1に模式的に示した構成以外に種々の変形が可能である。例えば、外気ダクト7及び給気ダクト9はチラー本体3側が共通化されてもよい。また、例えば、還気ダクト11及び排気ダクト13は対象室103側が共通化されてもよい。また、例えば、還気ダクト11は省略されてもよい。   The number of various ducts, the mounting position (opening position of the end portion and the entire routing position), material, shape, dimensions, and the like may be appropriately set according to various circumstances such as the configuration of the building 101. The various ducts can be variously modified in addition to the configuration schematically shown in FIG. For example, the outside air duct 7 and the air supply duct 9 may be shared on the chiller body 3 side. For example, the return air duct 11 and the exhaust duct 13 may be shared on the target chamber 103 side. For example, the return air duct 11 may be omitted.

冷却システム1は、更に、チラー本体3へ流れ込む外気を予め冷却するための熱交換器用ヒートパイプ15と、冷却塔5へ流れ込む外気を予め冷却するための冷却塔用ヒートパイプ17とを有している。冷却システム1は、これらヒートパイプを有していることを特徴の一つとしている。   The cooling system 1 further includes a heat exchanger heat pipe 15 for preliminarily cooling outside air flowing into the chiller body 3 and a cooling tower heat pipe 17 for precooling outside air flowing into the cooling tower 5. Yes. The cooling system 1 is characterized by having these heat pipes.

図2は、冷却システム1の要部の構成を示す模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the cooling system 1.

チラー本体3は、冷媒(例えばフロン)が循環する冷媒流路19を有している。冷媒流路19には各種装置が配置されている。例えば、チラー本体3に送られた空気と冷媒流路19を流れる冷媒との間で熱交換を行うための蒸発器21と、蒸発器21にて温度が上昇した冷媒を圧縮する圧縮機23と、圧縮された冷媒を冷却して凝縮する凝縮器25と、凝縮され、蒸発器21へ流れる冷媒を低圧にする膨張弁27とを有している。   The chiller body 3 has a refrigerant flow path 19 through which a refrigerant (for example, chlorofluorocarbon) circulates. Various devices are arranged in the refrigerant flow path 19. For example, an evaporator 21 for exchanging heat between the air sent to the chiller body 3 and the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 19, and a compressor 23 for compressing the refrigerant whose temperature has increased in the evaporator 21; The condenser 25 cools and condenses the compressed refrigerant, and the expansion valve 27 condenses and flows the refrigerant flowing to the evaporator 21 at a low pressure.

外気ダクト7及び/又は還気ダクト11からチラー本体3へ流れ込んだ空気は、蒸発器21において冷媒と熱交換を行うことによって冷却される。冷却された空気は、チラー本体3から給気ダクト9へ流れ込む。   The air flowing into the chiller body 3 from the outside air duct 7 and / or the return air duct 11 is cooled by exchanging heat with the refrigerant in the evaporator 21. The cooled air flows from the chiller body 3 into the air supply duct 9.

なお、図2の例では、チラー本体3は、外気ダクト7及び/又は還気ダクト11から給気ダクト9への空気の流れを生じさせるために、蒸発器21の給気ダクト9側にファン29と、ファン29を駆動する不図示の電動機とを有している。このようなファンは、チラー本体3に加えて又は代えて、外気ダクト7、給気ダクト9及び/又は還気ダクト11の適宜な位置に設けられてよい。   In the example of FIG. 2, the chiller main body 3 has a fan on the side of the air supply duct 9 of the evaporator 21 in order to generate an air flow from the outside air duct 7 and / or the return air duct 11 to the air supply duct 9. 29 and an electric motor (not shown) that drives the fan 29. Such a fan may be provided at an appropriate position of the outside air duct 7, the air supply duct 9 and / or the return air duct 11 in addition to or instead of the chiller body 3.

チラー本体3の凝縮器25と冷却塔5との間では、冷却水流路31を介して冷却水が循環される。凝縮器25においては、冷媒流路19を流れる冷媒と、冷却水流路31を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、冷媒が冷却される。冷却塔5は、凝縮器25から流れてくる冷却水を空冷する。冷却水流路31における冷却水の流れは、例えば、冷却水流路31の適宜な位置に設けられたポンプ33によって実現される。   Cooling water is circulated between the condenser 25 of the chiller body 3 and the cooling tower 5 via the cooling water flow path 31. In the condenser 25, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 19 and the cooling water flowing through the cooling water flow path 31 to cool the refrigerant. The cooling tower 5 air-cools the cooling water flowing from the condenser 25. The flow of the cooling water in the cooling water channel 31 is realized by, for example, a pump 33 provided at an appropriate position of the cooling water channel 31.

冷却塔5は、例えば、容器35と、凝縮器25からの冷却水を容器35内にて散水する散水部37と、容器35内に外気を取り入れるためのファン39と、ファン39を駆動する不図示の電動機と、容器35内にて散水された冷却水と取り入れられた外気とを触れさせ易くする充填材41とを有している。   The cooling tower 5 includes, for example, a container 35, a sprinkler 37 that sprinkles cooling water from the condenser 25 in the container 35, a fan 39 for taking outside air into the container 35, and a fan 39 that drives the fan 39. The electric motor shown in the figure, and the filler 41 that makes it easy to touch the cooling water sprayed in the container 35 and the introduced outside air.

容器35は、例えば、側面に外気を取り入れるための取入口35pが形成されている。容器35の下部は、散水部37から充填材41を経由して落下する冷却水を受ける水槽35aとなっている。ファン39は、例えば、容器35の上方に設けられた開口付近に配置されている。   In the container 35, for example, an intake port 35p for taking in outside air is formed on the side surface. The lower part of the container 35 is a water tank 35 a that receives cooling water falling from the water sprinkling part 37 via the filler 41. The fan 39 is disposed, for example, in the vicinity of an opening provided above the container 35.

従って、ファン39が駆動されると、外気は、取入口35pから容器35内へ取り入れられ、その後、容器35内を上方へ流れる。この際、この上方へ流れる外気と、散水部37から落下する冷却水とが充填材41において接触し、冷却水と外気との間で熱交換がなされ、冷却水が冷却される。   Therefore, when the fan 39 is driven, outside air is taken into the container 35 from the intake port 35p, and then flows upward in the container 35. At this time, the outside air flowing upward and the cooling water falling from the sprinkling portion 37 come into contact with each other in the filler 41, heat exchange is performed between the cooling water and the outside air, and the cooling water is cooled.

冷却システム1は、上記のようなチラー本体3及び冷却塔5の動作を実現するために、各部の動作を制御する制御装置43と、各部に電力を供給する電源装置45とを有している。なお、制御装置43は、図2では1ブロックで示されているが、各部に配置された複数の制御装置から構成されてよい。電源装置45についても同様である。   The cooling system 1 includes a control device 43 that controls the operation of each unit and a power supply device 45 that supplies power to each unit in order to realize the operations of the chiller body 3 and the cooling tower 5 as described above. . In addition, although the control apparatus 43 is shown by 1 block in FIG. 2, you may be comprised from the several control apparatus arrange | positioned at each part. The same applies to the power supply device 45.

制御装置43は、例えば、対象室103内の適宜な位置に設けられた温度センサ47の検出する温度に基づいて、対象室103内の温度が所定の目標温度に収束するように冷却システム1の各部の動作をフィードバック制御する。電源装置45は、制御装置43の制御指令に応じた電力を冷却システム1の各部に供給する。   For example, based on the temperature detected by the temperature sensor 47 provided at an appropriate position in the target chamber 103, the control device 43 controls the cooling system 1 so that the temperature in the target chamber 103 converges to a predetermined target temperature. The operation of each part is feedback controlled. The power supply device 45 supplies power corresponding to the control command of the control device 43 to each part of the cooling system 1.

図3(a)は、熱交換器用ヒートパイプ15の構成を示す模式図であり、より具体的には、図2の紙面左側から見た図である。   FIG. 3A is a schematic diagram showing the configuration of the heat exchanger heat pipe 15, more specifically, a view seen from the left side of FIG. 2.

熱交換器用ヒートパイプ15は、周囲から熱を奪う吸熱部15aと、周囲に熱を放出する放熱部15bとを有している。吸熱部15aと放熱部15bとは互いに接続されている。熱交換器用ヒートパイプ15内には作動液105が封入されている。熱交換器用ヒートパイプ15内は、必要に応じて、大気圧よりも低い適宜な圧力まで減圧されている。   The heat exchanger heat pipe 15 includes a heat absorbing portion 15a that takes heat away from the surroundings and a heat radiating portion 15b that releases heat to the surroundings. The heat absorbing part 15a and the heat radiating part 15b are connected to each other. A working fluid 105 is sealed in the heat exchanger heat pipe 15. The heat exchanger heat pipe 15 is depressurized to an appropriate pressure lower than the atmospheric pressure as necessary.

公知のように、吸熱部15aは、その内部において作動液105を蒸発させ、周囲から熱を奪う。作動液105が蒸発することによって、吸熱部15a側の気圧は放熱部15b側の気圧よりも相対的に高くなり、蒸発した作動液105は放熱部15bへ流れる。放熱部15bは、周囲に熱を放熱し、作動液105を凝縮する。凝縮した作動液105は、適宜な方法によって吸熱部15aに供給される。   As is well known, the heat absorbing portion 15a evaporates the working fluid 105 in the inside thereof and takes heat away from the surroundings. As the working fluid 105 evaporates, the pressure on the heat absorbing portion 15a side is relatively higher than the pressure on the heat radiating portion 15b side, and the evaporated working fluid 105 flows to the heat radiating portion 15b. The heat radiating part 15 b radiates heat to the surroundings and condenses the working fluid 105. The condensed hydraulic fluid 105 is supplied to the heat absorption part 15a by an appropriate method.

吸熱部15aは、例えば、外気ダクト7の手前に配置される。放熱部15bは、例えば、地中に埋設される。埋設の深さは、例えば、1m以上である。地中の温度は、大気の温度に比較して温度変化が少ない。すなわち、地中の温度は、夏期においては大気の温度よりも低く、また、冬期においては大気の温度よりも高い。例えば、1m以上の深さの地中の温度は、大気の温度が35℃を超えるときにおいても、20℃程度に保たれる。従って、熱交換器用ヒートパイプ15は、夏期において、外気ダクト7に流れ込む外気から吸熱部15aにおいて熱を奪い、その熱を放熱部15bにおいて地中に放出することが可能である。   The heat absorption part 15a is arrange | positioned before the external air duct 7, for example. The heat radiation part 15b is embedded in the ground, for example. The embedding depth is, for example, 1 m or more. The temperature of the ground is less changed than that of the atmosphere. That is, the underground temperature is lower than the atmospheric temperature in the summer and higher than the atmospheric temperature in the winter. For example, the underground temperature at a depth of 1 m or more is maintained at about 20 ° C. even when the atmospheric temperature exceeds 35 ° C. Therefore, in the summer, the heat exchanger heat pipe 15 can take heat from the outside air flowing into the outside air duct 7 at the heat absorbing portion 15a and release the heat into the ground at the heat radiating portion 15b.

作動液105は、例えば、比較的低温で沸騰する液体である。例えば、大気圧下において、作動液105の沸点は、水の沸点(100℃)よりも低く、より好適には、25℃以上35℃以下である。作動液105として低沸点の液体を用いることにより、熱交換器用ヒートパイプ15の内部の真空度を高くしなくても、吸熱部15aにおいて外気の熱によって作動液105を蒸発させる効率を高くできる。   The working fluid 105 is, for example, a liquid that boils at a relatively low temperature. For example, under the atmospheric pressure, the boiling point of the hydraulic fluid 105 is lower than the boiling point of water (100 ° C.), and more preferably 25 ° C. or more and 35 ° C. or less. By using a low boiling point liquid as the working fluid 105, the efficiency of evaporating the working fluid 105 by the heat of the outside air in the heat absorbing portion 15a can be increased without increasing the degree of vacuum inside the heat exchanger heat pipe 15.

このような低沸点の作動液105としては、例えば、イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニー(米国デュポン社)製の「DR−2」を用いてよい。「DR−2」は、ハイドロフルオロオレフィンの(Hydro Fluoro Olefin)の一種であり、構造式はCF3CH=CHCF3である。「DR−2」の大気圧下の沸点は33.4℃である。本願発明者の実験では、水が60℃〜70℃で沸騰する圧力下において、「DR−2」は約29℃で沸騰した。その他、低沸点の作動液105としては、洗浄液として利用されている低沸点溶剤を用いてもよい。 As such a low boiling point hydraulic fluid 105, for example, “DR-2” manufactured by EI DuPont de Nemours & Company (USA DuPont) may be used. “DR-2” is a kind of hydrofluoroolefin (Hydro Fluoro Olefin), and the structural formula is CF 3 CH═CHCF 3 . The boiling point of “DR-2” under atmospheric pressure is 33.4 ° C. In the experiment of the present inventor, “DR-2” boiled at about 29 ° C. under a pressure at which water boiled at 60 ° C. to 70 ° C. In addition, as the low boiling point hydraulic fluid 105, a low boiling point solvent used as a cleaning liquid may be used.

熱交換器用ヒートパイプ15は、例えば、全体として環状に延びるように構成されており、作動液105を還流させることが可能となっている。換言すれば、熱交換器用ヒートパイプ15は、吸熱部15aの一端と放熱部15bの一端とを接続する往路15cと、吸熱部15aの他端と放熱部15bの他端とを接続する復路15dとを有している。図3(a)において矢印で示すように、放熱部15bから往路15cを介して吸熱部15aへ液状の作動液105が供給され、吸熱部15aから復路15dを介して放熱部15bへ蒸発した作動液105が流れる。   The heat exchanger heat pipe 15 is, for example, configured to extend in an annular shape as a whole, and can recirculate the working fluid 105. In other words, the heat exchanger heat pipe 15 includes a forward path 15c that connects one end of the heat absorbing portion 15a and one end of the heat radiating portion 15b, and a return path 15d that connects the other end of the heat absorbing portion 15a and the other end of the heat radiating portion 15b. And have. As shown by the arrows in FIG. 3 (a), the liquid working fluid 105 is supplied from the heat radiating portion 15b to the heat absorbing portion 15a via the forward path 15c and evaporated from the heat absorbing portion 15a to the heat radiating portion 15b via the return path 15d. Liquid 105 flows.

往路15cの放熱部15b側には、放熱部15bにて凝縮された液状の作動液105を吸熱部15aに送出するためのポンプ49と、当該ポンプ49を駆動する不図示の電動機とが設けられている。この他、往路15cには、液状の作動液105の逆流を防止するために、放熱部15bから吸熱部15aへの流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する逆止弁51が設けられてもよい。   A pump 49 for sending the liquid working fluid 105 condensed in the heat radiating portion 15b to the heat absorbing portion 15a and a motor (not shown) for driving the pump 49 are provided on the heat radiating portion 15b side of the forward path 15c. ing. In addition, a check valve 51 is provided in the forward path 15c to allow the flow from the heat radiating portion 15b to the heat absorbing portion 15a and to prevent the flow in the opposite direction in order to prevent the back flow of the liquid working fluid 105. May be.

吸熱部15aは、例えば、複数に分岐している。すなわち、吸熱部15aは、一端及び他端が往路15c及び復路15dを介して放熱部15bの一端及び他端に接続された複数の分岐路15aaを有している。複数の分岐路15aaは、例えば、互いに平行に上下に延び、外気ダクト7の開口端に対して対向している。   The heat absorption part 15a is branched into a plurality, for example. In other words, the heat absorption part 15a has a plurality of branch paths 15aa having one end and the other end connected to one end and the other end of the heat dissipation part 15b via the forward path 15c and the return path 15d. The plurality of branch paths 15aa extend, for example, vertically in parallel with each other and face the open end of the outside air duct 7.

図3(b)は、図3(a)のIIIb−IIIb線における断面図である。   FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG.

各分岐路15aaは、通常のヒートパイプと同様に、管状部材15abの内壁面に、毛細管力を生じる毛管構造部15acが形成された構成とされている。毛管構造部15acは、網状のもの(ウィック)でもよいし、溝状のもの(グルーブ)であってもよい。毛管構造部15acは、管状部材15abの内壁面に対する加工により形成されてもよいし、管状部材15abの内壁面に別部材を設けることにより構成されてもよい。図3(b)において矢印で示すように、液状の作動液105は、毛細管力によって分岐路15aaの内壁面に速やかに液膜を形成する。   Each branch passage 15aa has a structure in which a capillary structure portion 15ac that generates a capillary force is formed on the inner wall surface of the tubular member 15ab, like a normal heat pipe. The capillary structure portion 15ac may be a net-like (wick) or a groove-like (groove). The capillary structure portion 15ac may be formed by processing the inner wall surface of the tubular member 15ab, or may be configured by providing another member on the inner wall surface of the tubular member 15ab. As shown by the arrows in FIG. 3B, the liquid working liquid 105 quickly forms a liquid film on the inner wall surface of the branch path 15aa by capillary force.

図3(a)及び図3(b)では、熱交換器用ヒートパイプ15の構成を説明したが、冷却塔用ヒートパイプ17の構成も同様である。熱交換器用ヒートパイプ15と、冷却塔用ヒートパイプ17との相違は、概して言えば、取り付け位置のみである。すなわち、冷却塔用ヒートパイプ17は、吸熱部17aが冷却塔5の取入口35pの手前に位置している(図2)。冷却塔用ヒートパイプ17の不図示の放熱部が地中に埋設されていることは、熱交換器用ヒートパイプ15の放熱部15bと同様である。なお、実際の適用において、各種の寸法や具体的形状等が両者で相違してよいことはもちろんである。   3A and 3B, the configuration of the heat exchanger heat pipe 15 has been described, but the configuration of the cooling tower heat pipe 17 is also the same. Generally speaking, the difference between the heat exchanger heat pipe 15 and the cooling tower heat pipe 17 is only the mounting position. That is, in the heat pipe 17 for the cooling tower, the heat absorption part 17a is positioned before the intake port 35p of the cooling tower 5 (FIG. 2). It is the same as the heat radiating portion 15b of the heat exchanger heat pipe 15 that a heat radiating portion (not shown) of the cooling tower heat pipe 17 is buried in the ground. Of course, in actual application, various dimensions, specific shapes, and the like may be different from each other.

以上のとおり、本実施形態の冷却システム1は、室内へ流れ込む外気を冷却可能な蒸発器21(熱交換器)と、吸熱部15aが外気の蒸発器21への流路に位置し、放熱部15bが地中に埋設された熱交換器用ヒートパイプ15とを有している。   As described above, in the cooling system 1 of the present embodiment, the evaporator 21 (heat exchanger) capable of cooling the outside air flowing into the room and the heat absorption unit 15a are located in the flow path to the outside air evaporator 21, and the heat radiation unit 15b has a heat exchanger heat pipe 15 embedded in the ground.

従って、蒸発器21に流れる外気を熱交換器用ヒートパイプ15によって予め冷却できる。その結果、チラー本体3の負担を軽減し、夏期のピーク電力をカットすることができる。また、冷房に必要な消費電力を全体的に低減することもできる。さらに、冷却システム1は、既設のチラーに対して熱交換器用ヒートパイプ15等を追加することによって実現可能であることから、設置コストが安い。   Therefore, the outside air flowing through the evaporator 21 can be cooled in advance by the heat exchanger heat pipe 15. As a result, the burden on the chiller body 3 can be reduced and the peak power in summer can be cut. In addition, the power consumption required for cooling can be reduced overall. Furthermore, since the cooling system 1 can be realized by adding a heat exchanger heat pipe 15 or the like to the existing chiller, the installation cost is low.

図4は、冷却システム1の消費電力低減の効果を説明するための模式図である。この図において、横軸は、夏期の日を示し、縦軸は、各日の最高気温及び各日の消費電力を示している。上部の実線L1で示す折れ線グラフは、最高気温を示している。下部の棒グラフは消費電力を示している。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the effect of reducing the power consumption of the cooling system 1. In this figure, the horizontal axis indicates summer days, and the vertical axis indicates the maximum temperature of each day and the power consumption of each day. The line graph indicated by the upper solid line L1 indicates the maximum temperature. The lower bar graph shows power consumption.

日本の夏期においては、最高気温は30℃以上の日が多く、35℃〜37℃に至ることもある。また、図4において模式的に示すように、本願発明者の調査では、最高気温と、消費電力との間には、比較的強い相関があり、最高気温が高い日は、1日の消費電力も大きくなる傾向にある。   In Japan's summer season, the maximum temperature is often 30 ° C or higher, sometimes reaching 35 ° C to 37 ° C. In addition, as schematically shown in FIG. 4, according to the inventor's investigation, there is a relatively strong correlation between the maximum temperature and the power consumption. Tend to be larger.

ここで、本実施形態の冷却システム1のように、熱交換器用ヒートパイプ15によって、蒸発器21に流れる外気を予め冷却すると、点線L2で示すように、蒸発器21にとっては、実質的に外気の気温が下がることになる。例えば、本願発明者の実験等によれば、熱交換器用ヒートパイプ15によって、35℃〜37℃の外気は、30℃〜33℃まで冷却することが可能であると推測される。そして、下部の棒グラフに交差する点線L3で示すように、消費電力のうち点線L3よりも上の部分は、カットすることが可能である。この消費電力のカットによる経済効果は、建築物101が大きくなるほど大きくなる。   Here, when the outside air flowing through the evaporator 21 is cooled in advance by the heat exchanger heat pipe 15 as in the cooling system 1 of the present embodiment, the outside air is substantially outside for the evaporator 21 as indicated by a dotted line L2. The temperature will drop. For example, according to the experiment of the present inventor and the like, it is estimated that the outside air of 35 ° C. to 37 ° C. can be cooled to 30 ° C. to 33 ° C. by the heat pipe 15 for heat exchanger. And as shown with the dotted line L3 which cross | intersects a lower bar graph, the part above the dotted line L3 among power consumption can be cut. The economic effect of this cut in power consumption increases as the building 101 increases.

また、本実施形態では、熱交換器用ヒートパイプ15の作動液105は、大気圧下における沸点が25℃以上35℃以下である。   In the present embodiment, the working fluid 105 of the heat exchanger heat pipe 15 has a boiling point of 25 ° C. or more and 35 ° C. or less under atmospheric pressure.

従って、作動液105は、比較的低温で沸騰することから、既に述べたように、熱交換器用ヒートパイプ15の真空度を高くしなくても、効果的に、夏期の外気の温度(例えば30℃以上)で作動液105を蒸発させることができる。また、沸点が低すぎると、地中の温度(例えば20℃程度)で作動液105を凝縮させにくくなるが、そのような不都合も低減される。その結果、本実施形態の冷却システム1の実現容易性が向上する。   Accordingly, since the working fluid 105 boils at a relatively low temperature, as described above, the temperature of the outdoor air in summer (for example, 30) can be effectively obtained without increasing the degree of vacuum of the heat exchanger heat pipe 15. The hydraulic fluid 105 can be evaporated at a temperature higher than or equal to. If the boiling point is too low, it becomes difficult to condense the hydraulic fluid 105 at an underground temperature (for example, about 20 ° C.), but such inconvenience is also reduced. As a result, the ease of realization of the cooling system 1 of the present embodiment is improved.

なお、特許文献1の技術は、本実施形態とは逆に、夏期の外気の温度で作動液を凝縮させるものである。従って、特許文献1において作動液の沸点は、本実施形態に比較して高いと考えられる。また、特許文献2の技術は、夏期だけでなく、冬期にも用いられ、夏期においては作動液を地中の温度(20℃程度)で凝縮させ、冬期においては作動液を地中の温度(夏期と同じく20℃程度)で蒸発させるものである。このような作用を実現するためにどのような沸点の作動液が用いられることが好ましいのか、特許文献2では不明である。   In contrast to the present embodiment, the technique of Patent Document 1 condenses the working fluid at the temperature of the outdoor air in summer. Therefore, in patent document 1, it is thought that the boiling point of a hydraulic fluid is high compared with this embodiment. The technique of Patent Document 2 is used not only in summer, but also in winter. In summer, the working fluid is condensed at an underground temperature (about 20 ° C.). It is evaporated at about 20 ° C. as in summer. It is unclear in Patent Document 2 what kind of boiling point hydraulic fluid is preferably used to realize such an action.

また、本実施形態では、冷却システム1は、放熱部15bの作動液105を吸熱部15aに送出可能なポンプ49を有している。   Moreover, in this embodiment, the cooling system 1 has the pump 49 which can send out the hydraulic fluid 105 of the thermal radiation part 15b to the thermal absorption part 15a.

従って、例えば、最もよく知られているウィック式のヒートパイプのように、毛細管力によって放熱部から吸熱部へ作動液を供給する場合に比較して、作動液105を迅速かつ長い距離で吸熱部15aへ供給することができる。その結果、例えば、放熱部15bを地中に配置する一方で、吸熱部15aを地面から離れた位置(高所等)に配置しても、吸熱部15aにおける作動液105の蒸発に遅れずに、作動液105を吸熱部15aに供給することができる。ひいては、冷却システム1の各部の配置の自由度が向上し、また、既設の冷却システムに対する本発明の適用も容易化される。   Therefore, for example, as in the most well-known wick-type heat pipe, the hydraulic fluid 105 is quickly and at a long distance compared to the case where the hydraulic fluid is supplied from the heat radiating portion to the heat absorbing portion by capillary force. 15a can be supplied. As a result, for example, even if the heat dissipating part 15b is disposed in the ground, the heat absorbing part 15a is disposed at a position away from the ground (such as a high place) without delaying the evaporation of the working fluid 105 in the heat absorbing part 15a The hydraulic fluid 105 can be supplied to the heat absorption part 15a. As a result, the freedom degree of arrangement | positioning of each part of the cooling system 1 improves, and the application of this invention with respect to the existing cooling system is also facilitated.

また、本実施形態では、冷却システム1は、蒸発器21との間で冷媒を循環させ、冷媒を冷却水により冷却する凝縮器25と、凝縮器25との間で冷却水を循環させ、冷却水を空冷する冷却塔5と、吸熱部17a(図2)が外気の冷却塔5内の冷却水への流路に位置し、放熱部(不図示。放熱部15bを参照)が地中に埋設された冷却塔用ヒートパイプ17と、を有している。   Moreover, in this embodiment, the cooling system 1 circulates the coolant between the evaporator 21, circulates the coolant between the condenser 25 that cools the coolant with the coolant, and the condenser 25, and cools the coolant. The cooling tower 5 for cooling the air and the heat absorption part 17a (FIG. 2) are located in the flow path to the cooling water in the cooling tower 5 of the outside air, and the heat radiation part (not shown; refer to the heat radiation part 15b) is in the ground And a cooling tower heat pipe 17 embedded therein.

従って、冷却塔5に流れ込む外気を冷却塔用ヒートパイプ17によって予め冷却できる。その結果、冷却塔5の負担を軽減し、夏期のピーク電力をカットすることができる。また、冷房に必要な消費電力を全体的に低減することもできる。さらに、冷却システム1は、既設のチラーに対して冷却塔用ヒートパイプ17等を追加することによって実現可能であることから、設置コストが安い。   Therefore, the outside air flowing into the cooling tower 5 can be cooled in advance by the cooling tower heat pipe 17. As a result, the burden on the cooling tower 5 can be reduced and the peak power in summer can be cut. In addition, the power consumption required for cooling can be reduced overall. Furthermore, since the cooling system 1 can be realized by adding a cooling tower heat pipe 17 or the like to the existing chiller, the installation cost is low.

<第2の実施形態>
図5は、第2の実施形態に係る冷却システム201の要部の構成を示す模式図である。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of the cooling system 201 according to the second embodiment.

冷却システム201は、チラーが空冷式である点が第1の実施形態の冷却システム1と相違する。すなわち、冷却システム201のチラー203は、第1の実施形態のチラー本体3と概略同様の構成であるが、凝縮器225において、冷媒流路19を流れる冷媒は空気によって冷却される。チラー203は、例えば、凝縮器225に送風するファン239と、ファン239を駆動する不図示の電動機とを有している。   The cooling system 201 is different from the cooling system 1 of the first embodiment in that the chiller is air-cooled. That is, the chiller 203 of the cooling system 201 has substantially the same configuration as the chiller body 3 of the first embodiment, but in the condenser 225, the refrigerant flowing through the refrigerant flow path 19 is cooled by air. The chiller 203 includes, for example, a fan 239 that blows air to the condenser 225 and an electric motor (not shown) that drives the fan 239.

そして、冷却システム201においては、第1の実施形態の冷却塔用ヒートパイプ17に代えて、凝縮器225へ流れる外気を冷却するための凝縮器用ヒートパイプ217が設けられている。凝縮器用ヒートパイプ217は、例えば、図3を参照して説明した熱交換器用ヒートパイプ15と同様の構成であり、吸熱部217aが外気の凝縮器225への流路(例えばファン239の手前位置)に配置され、不図示の放熱部(図3の放熱部15b参照)が地中に埋設されている。   And in the cooling system 201, it replaces with the heat pipe 17 for cooling towers of 1st Embodiment, and the heat pipe 217 for condensers for cooling the external air which flows into the condenser 225 is provided. The condenser heat pipe 217 has, for example, the same configuration as the heat exchanger heat pipe 15 described with reference to FIG. 3, and the heat absorption part 217 a is a flow path to the condenser 225 of outside air (for example, a position before the fan 239). ) And a heat radiating section (not shown) (see the heat radiating section 15b in FIG. 3) is buried in the ground.

このような構成の冷却システム201においても、第1の実施形態の冷却システム1と同様の効果が奏される。例えば、ピーク電力のカットが期待される。   Even in the cooling system 201 having such a configuration, the same effects as those of the cooling system 1 of the first embodiment are exhibited. For example, cutting of peak power is expected.

<ヒートパイプの変形例>
以下では、ヒートパイプの変形例について説明する。なお、熱交換器用ヒートパイプを例にとって説明するが、冷却塔用ヒートパイプ及び凝縮器用ヒートパイプについても同様である。
<Modification of heat pipe>
Below, the modification of a heat pipe is demonstrated. In addition, although it demonstrates taking the case of the heat pipe for heat exchangers, it is the same also about the heat pipe for cooling towers and the heat pipe for condensers.

(第1の変形例)
図6(a)〜図6(c)は、第1の変形例に係る熱交換器用ヒートパイプ151を示す模式図である。具体的には、図6(a)は、外気ダクト7の側方から熱交換器用ヒートパイプ151を見た模式図、図6(b)は、外気ダクト7の開口方向から熱交換器用ヒートパイプ151を見た模式図、図6(c)は図6(a)のVIc−VIc線における断面図(一部省略)である。
(First modification)
Fig.6 (a)-FIG.6 (c) are the schematic diagrams which show the heat pipe 151 for heat exchangers which concerns on a 1st modification. Specifically, FIG. 6A is a schematic view of the heat exchanger heat pipe 151 viewed from the side of the outside air duct 7, and FIG. 6B is a heat exchanger heat pipe from the opening direction of the outside air duct 7. FIG. 6C is a schematic view of 151, and FIG. 6C is a cross-sectional view (partially omitted) taken along line VIc-VIc in FIG.

熱交換器用ヒートパイプ151は、最もよく知られているウィック式のヒートパイプによって構成されている。すなわち、図6(c)に示すように、熱交換器用ヒートパイプ151は、その概ね全体が、管状部材151dの内壁にウィックなどの毛管構造部151cが設けられた構造となっている。   The heat exchanger heat pipe 151 is constituted by a wick type heat pipe that is most well known. That is, as shown in FIG. 6C, the heat exchanger heat pipe 151 has a structure in which a capillary structure portion 151c such as a wick is provided on the inner wall of the tubular member 151d.

また、熱交換器用ヒートパイプ151は、例えば、全体が直線状に延びるように構成されている。そして、熱交換器用ヒートパイプ151は、長手方向を上下方向にして配置され、一端側部分により構成された吸熱部151aが外気ダクト7の手間に配置され、他端側部分により構成された放熱部151bが地中に埋設されている。熱交換器用ヒートパイプ151は、例えば、複数本設けられ、また、互いに平行に設けられている。   Further, the heat exchanger heat pipe 151 is configured, for example, so as to extend linearly as a whole. The heat exchanger heat pipe 151 is arranged with the longitudinal direction set in the vertical direction, the heat absorption part 151a constituted by the one end side part is arranged between the hands of the outside air duct 7, and the heat radiation part constituted by the other end side part. 151b is buried in the ground. For example, a plurality of heat exchanger heat pipes 151 are provided, and are provided in parallel to each other.

このような構成の熱交換器用ヒートパイプ151においても、実施形態の熱交換器用ヒートパイプ15と同様に、外気の熱を地中に放熱し、ひいては、チラー本体3の負担を軽減することができる。   Also in the heat exchanger heat pipe 151 having such a configuration, as in the heat exchanger heat pipe 15 of the embodiment, the heat of the outside air can be radiated into the ground, and thus the burden on the chiller body 3 can be reduced. .

(第2の変形例)
図7は、第2の変形例に係る熱交換器用ヒートパイプ153を示す断面図である。
(Second modification)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a heat exchanger heat pipe 153 according to a second modification.

熱交換器用ヒートパイプ153は、吸熱部153a及び放熱部153bの外周面に複数のフィン153fを有している。このようにして吸熱部153a及び放熱部153bの表面積を大きくすることにより、外気からの吸熱及び地中への放熱が効率的になされる。なお、図7では、第1の変形例と同様のウィック式のヒートパイプを例にとっているが、実施形態と同様のポンプ式のヒートパイプにおいて、複数のフィン153fのような吸熱部及び放熱部の表面積を大きくするための形状が採用されてもよい。   The heat exchanger heat pipe 153 has a plurality of fins 153f on the outer peripheral surfaces of the heat absorbing portion 153a and the heat radiating portion 153b. In this way, by increasing the surface areas of the heat absorbing part 153a and the heat radiating part 153b, heat absorption from the outside air and heat radiation to the ground are efficiently performed. In FIG. 7, the wick type heat pipe similar to the first modification is taken as an example. However, in the pump type heat pipe similar to the embodiment, the heat absorption parts such as the fins 153f and the heat radiation parts A shape for increasing the surface area may be employed.

(第3の変形例)
図8は、第3の変形例に係る熱交換器用ヒートパイプ151を示す断面図である。
(Third Modification)
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a heat exchanger heat pipe 151 according to a third modification.

この変形例では、放熱部151bは、地下水に触れている。夏期において地下水の温度は地中の温度よりも低いことが多く、より効果的に外気の温度を低くできると考えられる。なお、図8では、第1の変形例と同様のウィック式のヒートパイプを例にとっているが、実施形態と同様のポンプ式のヒートパイプにおいて、放熱部が地下水に触れるように配置されてもよい。   In this modification, the heat radiating portion 151b is in contact with groundwater. In summer, the temperature of groundwater is often lower than the temperature of the ground, and it is considered that the temperature of the outside air can be lowered more effectively. In FIG. 8, the wick type heat pipe similar to the first modification is taken as an example, but in the pump type heat pipe similar to the embodiment, the heat radiating portion may be disposed so as to touch the groundwater. .

本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。   The present invention is not limited to the above embodiments and modifications, and may be implemented in various aspects.

室内は、建築物によって構成されたものに限定されない。例えば、室内は、食品を陳列する陳列棚の内部であってもよいし、冷蔵庫(建築物とは言えない比較的小型のもの)の内部であってもよいし、大型コンピュータの筐体内部であってもよいし、製造装置若しくは実験装置のチャンバ内であってもよい。   The interior of the room is not limited to that constituted by buildings. For example, the inside of the room may be inside a display shelf for displaying food, inside a refrigerator (a relatively small thing that cannot be said to be a building), or inside a case of a large computer. It may be in a chamber of a manufacturing apparatus or an experimental apparatus.

ダクトは、適宜に省略可能である。例えば、チラーの、外気を取り入れるための筐体開口が設けられている部分を室外に露出させて外気ダクトを省略してもよい。また、例えば、チラーの、冷却後の空気を排出する筐体開口が設けられている部分を室内に露出させて給気ダクトを省略してもよい。   The duct can be omitted as appropriate. For example, the portion of the chiller where the housing opening for taking in outside air is provided may be exposed outside the room, and the outside air duct may be omitted. Further, for example, a portion of the chiller in which a housing opening for discharging the air after cooling is provided may be exposed indoors and the air supply duct may be omitted.

ヒートパイプは、ポンプにより放熱部から吸熱部へ作動液を供給するもの、及び、ウィック式のものに限定されない。例えば、ヒートパイプは、自動励振式のものであってもよいし、気泡を利用して作動液を放熱部から吸熱部へ供給するものであってもよい。   A heat pipe is not limited to what supplies a hydraulic fluid from a thermal radiation part to a thermal absorption part with a pump, and a wick type thing. For example, the heat pipe may be of an automatic excitation type or may supply hydraulic fluid from the heat radiating unit to the heat absorbing unit using bubbles.

熱交換器用ヒートパイプの吸熱部の配置位置は、熱交換器(蒸発器)に流れる外気に熱交換器用ヒートパイプが触れる位置(外気の蒸発器への流路内)であればよく、外気ダクト手前に限定されない。例えば、吸熱部の位置は、外気ダクトの端部(吸い込み口)であってもよいし、外気ダクト内部の適宜な位置であってもよい。また、例えば、外部ダクトが設けられている場合又は設けられていない場合において、吸熱部の位置は、チラーの、外気を取り入れるための筐体開口の手前であってもよいし、筐体開口の位置であってもよいし、筐体開口よりも筐体内部側の位置であってもよい。ただし、外気ダクトの手前であれば、建築物用の既設の冷却システムに対する本発明の適用が容易である。   The position of the heat absorption part of the heat exchanger heat pipe may be any position where the heat exchanger heat pipe is in contact with the outside air flowing through the heat exchanger (evaporator) (in the flow path to the outside air evaporator). It is not limited to this side. For example, the position of the heat absorption part may be an end part (suction port) of the outside air duct, or may be an appropriate position inside the outside air duct. Further, for example, in the case where an external duct is provided or not provided, the position of the heat absorption part may be before the housing opening of the chiller for taking in outside air, It may be a position, or may be a position inside the housing with respect to the housing opening. However, application of the present invention to an existing cooling system for buildings is easy as long as it is in front of the outside air duct.

同様に、冷却塔用ヒートパイプの吸熱部の配置位置は、冷却塔内の冷却水へ流れる外気に冷却塔用ヒートパイプが触れる位置(外気の冷却塔内の冷却水への流路内)であればよく、取入口の手前に限定されない。例えば、吸熱部の位置は、取入口の位置であってもよいし、取入口よりも冷却塔の内部側の位置であってもよい。ただし、取入口の手前であれば、既設の冷却システムに対する本発明の適用が容易である。   Similarly, the arrangement position of the heat absorption part of the cooling tower heat pipe is the position where the cooling tower heat pipe touches the outside air flowing to the cooling water in the cooling tower (in the flow path of the outside air to the cooling water in the cooling tower). What is necessary is not limited to the front of the intake. For example, the position of the heat absorption part may be the position of the intake port, or may be a position on the inner side of the cooling tower than the intake port. However, application of the present invention to an existing cooling system is easy if it is before the intake port.

同様に、凝縮器用ヒートパイプの吸熱部の配置位置は、凝縮器に流れる外気に凝縮器用ヒートパイプが触れる位置(外気の凝縮器への流路内)であればよく、チラーの、外気を取り入れるための筐体開口の手前に限定されない。例えば、吸熱部の位置は、筐体開口の位置であってもよいし、筐体開口よりもチラーの筐体内部側の位置であってもよい。ただし、チラーの筐体開口の手前であれば、既設の冷却システムに対する本発明の適用が容易である。   Similarly, the arrangement position of the heat absorption part of the condenser heat pipe may be a position where the condenser heat pipe comes into contact with the outside air flowing in the condenser (in the flow path to the condenser of the outside air), and takes in the outside air of the chiller. It is not limited to the front of the housing opening for. For example, the position of the heat absorption part may be the position of the housing opening, or the position of the chiller inside the housing relative to the housing opening. However, the present invention can be easily applied to an existing cooling system as long as it is before the housing opening of the chiller.

実施形態では、熱交換器用ヒートパイプ及び冷却塔用ヒートパイプの双方が設けられる場合、並びに、熱交換器用ヒートパイプ及び凝縮器用ヒートパイプの双方が設けられる場合について例示したが、熱交換器用ヒートパイプのみ、冷却塔用ヒートパイプのみ、又は、凝縮器用ヒートパイプのみが設けられてもよい。なお、これらヒートパイプは、チラーに流れる外気の熱を地中又は地下水に放熱するという点において、従来技術に比較した特徴が共通している。   In the embodiment, the case where both the heat pipe for the heat exchanger and the heat pipe for the cooling tower are provided, and the case where both the heat pipe for the heat exchanger and the heat pipe for the condenser are provided are exemplified, but the heat pipe for the heat exchanger Only the heat pipe for the cooling tower or only the heat pipe for the condenser may be provided. In addition, these heat pipes have the same feature compared with the prior art in that the heat of the outside air flowing through the chiller is radiated to the ground or groundwater.

熱交換器用ヒートパイプを有する冷却システムにおいて、チラーは、室内へ取り入れられる外気のみを冷却するもの(室内を循環する空気を冷却する機能を有さないもの)であってもよい。また、冷却塔用ヒートパイプのみ、又は、凝縮器用ヒートパイプのみが設けられる冷却システムにおいて、チラーは、室内を循環する空気のみを冷却するもの(外気を室内へ取り入れる機能又は室内へ取り入れられる外気を冷却する機能を有さないもの)であってもよい。   In a cooling system having a heat exchanger heat pipe, the chiller may be one that cools only the outside air taken into the room (one that does not have a function of cooling the air circulating in the room). In a cooling system in which only the cooling tower heat pipe or only the condenser heat pipe is provided, the chiller cools only the air circulating in the room (the function of taking outside air into the room or the outside air taken into the room). It may have no cooling function).

水冷式チラーのチラー本体及び冷却塔、並びに、空冷式のチラーの構成は、公知の種々の構成が採用されてよい。例えば、図2では、冷却塔として、冷却水が直接的に外気に触れ(開放型)、冷却水と外気とが互いに反対方向に流れる(向流型)ものを例示したが、冷却水と外気とが直接には触れないもの(密閉型)や冷却水と外気とが互いに直交する方向に流れるもの(直交流型)が冷却塔として採用されてもよい。   Various known configurations may be adopted as the configuration of the chiller body and cooling tower of the water-cooled chiller, and the configuration of the air-cooled chiller. For example, FIG. 2 illustrates an example of the cooling tower in which the cooling water directly touches the outside air (open type), and the cooling water and the outside air flow in opposite directions (counter flow type). May not be directly touched (sealed type), or cooling water and outside air may flow in directions orthogonal to each other (cross flow type).

1…冷却システム、21…蒸発器(熱交換器)、15…熱交換器用ヒートパイプの、15a…吸熱部、15b…放熱部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cooling system, 21 ... Evaporator (heat exchanger), 15 ... 15a ... Heat absorption part of heat pipe for heat exchangers, 15b ... Radiation part.

Claims (3)

室内へ流れ込む外気を冷却可能な熱交換器と、
吸熱部が外気の前記熱交換器への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、熱交換器用ヒートパイプと、
前記熱交換器との間で冷媒を循環させ、前記冷媒を冷却水により冷却する凝縮器と、
前記凝縮器との間で前記冷却水を循環させ、前記冷却水を空冷する冷却塔と、
吸熱部が外気の前記冷却塔内の冷却水への流路に位置し、放熱部が地中に埋設された又は地下水に触れる、冷却塔用ヒートパイプと、
を有する冷却システム。
A heat exchanger capable of cooling the outside air flowing into the room,
A heat pipe for a heat exchanger in which a heat absorption part is located in a flow path to the heat exchanger of outside air, and a heat radiation part is embedded in the ground or touches groundwater;
A condenser for circulating a refrigerant between the heat exchanger and cooling the refrigerant with cooling water;
A cooling tower for circulating the cooling water between the condenser and air-cooling the cooling water;
A heat pipe for the cooling tower, wherein the heat absorption part is located in a flow path to the cooling water in the cooling tower of the outside air, and the heat radiating part is buried in the ground or touches the ground water,
Having a cooling system.
前記熱交換器用ヒートパイプの作動液は、大気圧下における沸点が25℃以上35℃以下である
請求項1に記載の冷却システム。
The cooling system according to claim 1, wherein the hydraulic fluid of the heat exchanger heat pipe has a boiling point of 25 ° C. or more and 35 ° C. or less under atmospheric pressure.
前記熱交換器用ヒートパイプの前記放熱部の作動液を前記熱交換器用ヒートパイプの前記吸熱部に送出可能なポンプを更に有する
請求項1又は2に記載の冷却システム。
Cooling system according to claim 1 or 2 further comprising a deliverable pump hydraulic fluid of the heat radiating portion of the heat exchanger heat pipe to the heat absorbing portion of the heat exchanger heat pipe.
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