JP7569210B2 - Heat source equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷却塔で冷却された冷却水を利用する熱源設備に関する。 The present invention relates to a heat source facility that uses cooling water cooled in a cooling tower.
上記のような熱源設備では、冷却塔で冷却された冷却水を利用して冷水を生成する冷凍機が備えられ、その冷凍機からの冷水を熱負荷機器に供給して、熱負荷機器において冷水が有する冷熱を利用した処理が行われている（例えば、特許文献１参照）。 The heat source equipment described above is equipped with a chiller that uses the cooling water cooled in the cooling tower to produce cold water, and the cold water from the chiller is supplied to heat load equipment, where processing is carried out using the cold heat contained in the cold water (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献１に記載の設備では、熱負荷機器から冷凍機ヘの還り路に予冷用熱交換部が備えられ、その予冷用熱交換部に、冷却塔で冷却された冷却水を供給可能となっている。そこで、運転制御部は、運転モードを、予冷用熱交換部で負荷側熱媒を冷却し、その冷却した負荷側熱媒を冷凍機でさらに冷却するフリークーリング利用モードと、予冷用熱交換部での負荷側熱媒の冷却を停止した状態で、負荷側熱媒を冷凍機で冷却する冷凍機単用モードと、冷凍機の運転を停止した状態で予冷用熱交換部での冷却のみにより負荷側熱媒を負荷側の要求温度まで冷却するフリークーリングモードとに切り換え可能に構成されている。
In the facility described in
特許文献１に記載の設備では、熱負荷機器に冷熱を供給する熱源設備の運転モードとして、冷凍機単用モードに加えて、フリークーリング利用モードとフリークーリングモードとを備えることで、フリークーリングを極力利用できるようにして、熱源設備の省エネルギー化を図るようにしている。
In the facility described in
ところで、熱源設備の冷熱供給対象として備えられる熱負荷機器には多種多様なものがあり、例えば、要求温度が異なる２種類の熱負荷機器が備えられる場合がある。しかしながら、特許文献１には、要求温度が異なる２種類の熱負荷機器が備えられた場合において、いかにフリークーリングを活用してエネルギー消費量を削減するかについては記載されていない。
Incidentally, there are a wide variety of heat load equipment that are provided as targets for cold heat supply in heat source equipment. For example, there are cases where two types of heat load equipment with different required temperatures are provided. However,
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、要求温度が異なる２種類の熱負荷機器に冷熱を供給する熱源設備において、フリークーリングを適切に活用することで、各熱負荷機器で必要な冷熱量を確保しながら、冷凍機での冷水の冷却に要するエネルギー消費量を削減する点にある。 In light of this situation, the main objective of the present invention is to reduce the amount of energy consumed to cool the cold water in the chiller while ensuring the required amount of cold energy for each heat load device by appropriately utilizing free cooling in a heat source facility that supplies cold energy to two types of heat load devices with different required temperatures.
本発明の第１特徴構成は、冷却塔で冷却された冷却水を前記冷却塔と冷凍機との間で循環させる冷却水循環路と、
前記冷却水を利用して前記冷凍機で冷却された冷水を前記冷凍機と第１熱負荷機器との間で循環させる第１冷水循環路と、
前記第１熱負荷機器よりもフリークーリングの利用可能温度が低い第２熱負荷機器と前記冷凍機との間で前記冷水を循環させる第２冷水循環路と、
前記第１冷水循環路における前記第１熱負荷機器から前記冷凍機への還り路に備えられた熱交換部と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させて、前記第１熱負荷機器から前記冷凍機への還り冷水の前記熱交換部での冷却を可能にする第１フリークーリング路と、
前記冷却塔と前記第２熱負荷機器との間で前記冷却水を循環させて、前記第２熱負荷機器への前記冷却水の直接供給を可能にする第２フリークーリング路と、が備えられ、
前記第２熱負荷機器には、前記冷水が供給される第１冷却コイルと、前記冷水又は前記冷却水が供給される第２冷却コイルとが備えられ、
前記冷凍機には、前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とが並列に接続されて、前記冷凍機からの前記冷水が前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とに供給可能に構成され、
運転モードを、前記冷凍機を運転させて冷却した前記冷水を前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とに分岐して循環させる循環状態で前記第１フリークーリング路に前記冷却水を循環させる第１フリークーリング併用モードと、前記循環状態で前記第１フリークーリング路と前記第２フリークーリング路とに前記冷却水を循環させる第２フリークーリング併用モードと、に切り替える運転制御部が備えられ、
前記第２フリークーリング併用モードでは、前記第１冷却コイルに前記冷水が供給されるとともに前記第２冷却コイルに前記冷却水が供給される点にある。
A first characteristic configuration of the present invention is a cooling water circulation path that circulates cooling water cooled in a cooling tower between the cooling tower and a refrigerator;
a first cold water circulation path that circulates cold water cooled by the refrigerator using the cooling water between the refrigerator and a first heat load device;
a second cold water circulation path that circulates the cold water between a second heat load device having a lower available temperature for free cooling than the first heat load device and the refrigerator;
a first free cooling path that circulates the cooling water between a heat exchange unit provided in a return path from the first heat load device to the chiller in the first chilled water circulation path and the cooling tower, thereby enabling cooling of the return chilled water from the first heat load device to the chiller in the heat exchange unit;
A second free cooling path is provided for circulating the cooling water between the cooling tower and the second heat load device to enable direct supply of the cooling water to the second heat load device;
The second heat load device includes a first cooling coil to which the cold water is supplied, and a second cooling coil to which the cold water or the cooling water is supplied,
the first cold water circulation path and the second cold water circulation path are connected in parallel to the chiller, and the chilled water from the chiller can be supplied to the first cold water circulation path and the second cold water circulation path;
an operation control unit that switches an operation mode between a first free cooling combined mode in which the cooling water cooled by operating the refrigerator is branched into the first cold water circulation path and the second cold water circulation path and circulated, and a second free cooling combined mode in which the cooling water is circulated through the first free cooling path and the second free cooling path in the circulation state;
In the second free cooling combination mode, the cold water is supplied to the first cooling coil, and the cooling water is supplied to the second cooling coil .
本構成によれば、第１フリークーリング併用モードでは、冷凍機で冷却された冷水を第１熱負荷機器と第２熱負荷機器とに供給して両熱負荷機器を冷却するのに加えて、第１熱負荷機器にて冷熱が消費された後の還り冷水を、冷凍機で冷却する前の段階で、第１フリークーリング路を循環する冷却水の冷熱で予冷することができる。これにより、冷熱消費後の還り冷水を冷凍機のみで冷却する場合に比較して、冷凍機での還り冷水の冷却に要するエネルギー消費量を削減することができる。 According to this configuration, in the first free cooling combined mode, in addition to supplying the cold water cooled by the refrigerator to the first heat load device and the second heat load device to cool both heat load devices, the return cold water after the cold energy is consumed by the first heat load device can be pre-cooled with the cold energy of the cooling water circulating through the first free cooling path before being cooled by the refrigerator. This makes it possible to reduce the amount of energy consumed to cool the return cold water by the refrigerator compared to when the return cold water after the cold energy is consumed is cooled only by the refrigerator.
これに加えて、第２フリークーリング併用モードでは、第２熱負荷機器に、冷凍機で冷却された冷水と、冷却塔で冷却された冷却水とを供給することができる。これにより、冷凍機で冷却された冷水のみを第２熱負荷機器に供給する場合に比較して、第２熱負荷機器で必要な冷熱量を確保しながら、冷水から消費される冷熱量を削減することができ、冷凍機にて冷水を冷却するのに要するエネルギー消費量を削減することができる。 In addition, in the second free cooling combined mode, the second heat load equipment can be supplied with both cold water cooled by a refrigerator and cooling water cooled by a cooling tower. This makes it possible to reduce the amount of cold energy consumed from the cold water while ensuring the amount of cold energy required by the second heat load equipment, compared to when only cold water cooled by a refrigerator is supplied to the second heat load equipment, and reduces the amount of energy consumed to cool the cold water by the refrigerator.
そして、フリークーリングの利用可能温度が異なる第１熱負荷機器と第２熱負荷機器に対してそれぞれ専用のフリークーリング路を設けることから、共用のフリークーリング路を設ける場合のようにフリークーリングの利用可能温度が低い側の温度に制限されることなく、各熱負荷機器に対してフリークーリングを適宜に利用することができる。 In addition, since a dedicated free cooling path is provided for each of the first and second heat load devices, which have different available free cooling temperatures, free cooling can be used appropriately for each heat load device without being limited to the lower available free cooling temperature, as would be the case if a shared free cooling path were provided.
本発明の第２特徴構成は、前記運転制御部は、前記冷却塔による冷却後の前記冷却水の温度に基づいて、前記冷却水の温度が前記第１熱負荷機器に対して前記フリークーリングの利用が可能な第１設定温度以下で、かつ、前記冷却水の温度が前記第２熱負荷機器に対して前記フリークーリングの利用が可能な第２設定温度を超えた温度域であると、前記運転モードを第１フリークーリング併用モードに切り替え、前記冷却水の温度が前記第２設定温度以下であると、前記運転モードを第２フリークーリング併用モードに切り替える点にある。 The second characteristic configuration of the present invention is that the operation control unit switches the operation mode to a first free cooling combined mode when the temperature of the cooling water after cooling by the cooling tower is equal to or lower than a first set temperature at which the free cooling can be used for the first heat load device and is in a temperature range exceeding a second set temperature at which the free cooling can be used for the second heat load device, and switches the operation mode to a second free cooling combined mode when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the second set temperature.
本構成によれば、冷却水の温度に基づいて熱源設備の運転モードを適切に切り替えることができ、これにより、各熱負荷機器で必要な冷熱量を確保しながら、冷凍機でのエネルギー消費量をより好適に削減することができる。 With this configuration, the operating mode of the heat source equipment can be appropriately switched based on the cooling water temperature, which makes it possible to more appropriately reduce the energy consumption of the chiller while ensuring the required amount of cold heat for each heat load device.
本発明の第３特徴構成は、前記第２熱負荷機器は、前記第１冷却コイルと前記第２冷却コイルとで空気を冷却し、かつ、前記第２冷却コイルが前記第１冷却コイルよりも空気流し方向上流側に配置された空調機である点にある。 A third characteristic configuration of the present invention is that the second thermal load equipment is an air conditioner that cools air using the first cooling coil and the second cooling coil, and the second cooling coil is positioned upstream of the first cooling coil in the air flow direction.
本構成によれば、第２フリークーリング併用モードでは、冷凍機で冷却された冷水が第１冷却コイルに供給され、冷却塔で冷却された冷却水が第２冷却コイルに供給されることから、冷却対象の空気を、第２冷却コイルに供給される冷却水で予冷した後に、第１冷却コイルに供給される冷水で冷却することができる。これにより、空調機の冷却性能を確保しながら、第１冷却コイルにおいて冷水から消費される冷熱量を削減することができ、冷凍機にて冷水を冷却するのに要するエネルギー消費量を削減することができる。 According to this configuration, in the second free cooling combined mode, the cold water cooled by the refrigerator is supplied to the first cooling coil, and the cold water cooled by the cooling tower is supplied to the second cooling coil, so that the air to be cooled can be pre-cooled with the cold water supplied to the second cooling coil, and then cooled with the cold water supplied to the first cooling coil. This makes it possible to reduce the amount of cold energy consumed from the cold water in the first cooling coil while ensuring the cooling performance of the air conditioner, and to reduce the amount of energy consumed to cool the cold water in the refrigerator.
本発明の第４特徴構成は、前記運転制御部は、前記冷却水の温度が前記第２熱負荷機器に対して前記フリークーリングの利用が可能な第２設定温度よりも低い第２熱負荷機器の要求温度である第３設定温度以下であると、前記運転モードを、少なくとも前記冷凍機の運転を停止させた状態で前記第１フリークーリング路と前記第２フリークーリング路との双方に前記冷却水を循環させるフリークーリングモードに切り替える点にある。 A fourth characteristic configuration of the present invention is that, when the temperature of the cooling water is equal to or lower than a third set temperature which is a required temperature of the second thermal load equipment which is lower than a second set temperature at which the free cooling can be used for the second thermal load equipment , the operation control unit switches the operation mode to a free cooling mode in which the cooling water is circulated through both the first free cooling path and the second free cooling path while at least the operation of the chiller is stopped.
本構成によれば、フリークーリングモードでは、第１熱負荷機器にて冷熱が消費された後の還り冷水を、第１フリークーリング路を循環する冷却水との熱交換部での熱交換により、第１熱負荷機器で必要な温度まで低下させることができる。又、冷却塔にて第３設定温度（第２熱負荷機器の要求温度）以下に冷却された冷却水を第２熱負荷機器に供給することができる。これにより、フリークーリングモードでは、冷凍機にてエネルギーを消費することなく、冷却塔からの冷却水が保有する冷熱だけで各熱負荷機器で必要な冷熱量を確保することができる。 According to this configuration, in the free cooling mode, the return cold water after the cold energy is consumed by the first heat load equipment can be cooled to the temperature required by the first heat load equipment by heat exchange with the cooling water circulating through the first free cooling path in the heat exchange section. Also, the cooling water cooled to a third set temperature (required temperature of the second heat load equipment) or lower in the cooling tower can be supplied to the second heat load equipment. As a result, in the free cooling mode, the amount of cold energy required by each heat load equipment can be secured using only the cold energy contained in the cooling water from the cooling tower, without consuming energy in the chiller.
本発明に係る熱源設備の実施形態を図面に基づいて説明する。
この熱源設備１は、図１に示すように、冷却塔２と、その冷却塔２にて生成された冷却水を利用して冷水を生成する冷凍機３とが備えられ、冷却塔２にて生成された冷却水や冷凍機３にて生成した冷水を利用するための設備である。冷却塔２にて生成された冷却水や冷凍機３にて生成した冷水は、第１熱負荷機器４、５や第２熱負荷機器６等の熱負荷機器に供給され、熱負荷機器において冷却対象物の冷却や空調対象空間の冷房等の冷熱利用処理が行われている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a heat source facility according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1, this
ちなみに、図１～図５は、熱源設備１における冷却水回路や冷水回路の概略構成を示すものであり、同様の回路構成を示している。図１～図５では、冷却水や冷水が流通する部位が異なるので、冷却水や冷水が流通する部位を太線にて示し、冷却水や冷水が流通しない部位を細線にて示している。
Incidentally, Figures 1 to 5 show the schematic configuration of the cooling water circuit and the chilled water circuit in the
冷却塔２及び冷凍機３については、１台又は複数台備えることができる。図１では、複数台（例えば、３台）備える場合を模式的に示している。例えば、複数台備える場合には、複数台の冷却塔２を並列状態で接続し、複数台の冷凍機３を並列状態で接続することができる。
One or
熱負荷機器としては、多種多様な機器を適用可能であるが、冷熱利用処理を行うための要求温度が異なる第１熱負荷機器４、５と第２熱負荷機器６との２種類の熱負荷機器が備えられている。第１熱負荷機器４、５は、第２熱負荷機器６よりも要求温度が高い温度に設定されている。
A wide variety of devices can be used as heat load devices, but two types of heat load devices are provided: first
例えば、第１熱負荷機器４、５は、電子機器や情報処理機器等を冷却対象物として、電子機器や情報処理機器等を冷却するための冷却機器にて構成されている。第１熱負荷機器４、５においても、冷却対象物を冷却するための要求温度が異なる高温側の第１熱負荷機器４（例えば、要求温度が２８℃に設定されている）と低温側の第１熱負荷機器５（例えば、要求温度が１８℃に設定されている）との２種類が備えられている。第２熱負荷機器６は、電子機器や情報処理機器等が設置される部屋を空調対象空間として、その空調対象空間の冷房等の空調を行う空調機（例えば、要求温度が１４℃に設定されている）にて構成されている。第２熱負荷機器６は、空気を冷却する第１冷却コイル６ａと第２冷却コイル６ｂとが備えられている。第２冷却コイル６ｂは、第１冷却コイル６ａよりも空気流し方向上流側（空気流通方向上流側、図１中矢印参照）に配置されている。
For example, the first
冷却塔２にて生成された冷却水（冷却された冷却水）は、第１ヘッダＨ１及び第２ヘッダＨ２を用いて、複数の流路に分岐させたり、複数の流路を合流させながら、冷凍機３、熱交換部７、８、第２熱負荷機器６等の各種の機器に循環供給自在に構成されている。冷却塔２にて生成された冷却水を各種の機器に循環供給するための流路として、冷却塔２と冷凍機３との間で冷却水を循環させる冷却水循環路１１と、冷却塔２と熱交換部７、８との間で冷却水を循環させる第１フリークーリング路１２、１３と、冷却塔２と第２熱負荷機器６との間で冷却水を循環させる第２フリークーリング路１４とが備えられている。
The cooling water (cooled cooling water) generated in the
冷凍機３にて生成された冷水（冷却された冷水）は、第３ヘッダＨ３及び第４ヘッダＨ４を用いて、複数の流路に分岐させたり、複数の流路を合流させながら、第１熱負荷機器４、５、第２熱負荷機器６等の各種の機器に循環供給自在に構成されている。冷凍機３にて生成された冷水を各種の機器に循環供給するための流路として、冷凍機３と第１熱負荷機器４、５との間で冷水を循環させる第１冷水循環路１５、１６と、冷凍機３と第２熱負荷機器６との間で冷水を循環させる第２冷水循環路１７、１８とが備えられている。
The cold water (cooled cold water) generated by the
以下、各流路について説明を加える。
（冷却水循環路）
冷却塔２と冷凍機３との間で冷却水を循環させる冷却水循環路１１は、冷却塔２から第１ヘッダＨ１に冷却水を供給する第１流路Ｒ１と、第１ヘッダＨ１にて分岐されて第１ヘッダＨ１から冷凍機３に冷却水を供給する第２流路Ｒ２と、冷凍機３から第２ヘッダＨ２に冷却水を供給する第３流路Ｒ３と、第２ヘッダＨ２にて合流されて第２ヘッダＨ２から冷却塔２に冷却水を供給する第４流路Ｒ４とが備えられている。第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とから、冷却塔２から冷凍機３に冷却水を供給する往き路が構成され、第３流路Ｒ３と第４流路Ｒ４とから、冷凍機３から冷却塔２に冷却水を還す還り路が構成されている。
Each flow path will now be described.
(Cooling water circulation path)
The cooling
第１流路Ｒ１には、冷却水の流通方向の上流側から、冷却塔２から冷却水を各種の機器に供給するための第１ポンプＰ１、その冷却水の流量を検出する第１流量検出部Ｆ１が備えられ、第１ヘッダＨ１には、冷却塔２から供給する冷却後の冷却水温度を検出する第１温度検出部Ｔ１が備えられている。第２流路Ｒ２には、冷凍機３に冷却水を供給する第２ポンプＰ２が備えられ、第３流路Ｒ３には、冷却塔２に還す冷却水の流量を検出する第２流量検出部Ｆ２が備えられている。
The first flow path R1 is provided with a first pump P1 for supplying cooling water from the
（第１冷水循環路）
第１冷水循環路１５、１６は、冷凍機３と第１熱負荷機器４、５との間で冷水を循環させるものであり、第１熱負荷機器４、５として、高温側の第１熱負荷機器４と低温側の第１熱負荷機器５とが備えられていることから、高温側の第１冷水循環路１５と低温側の第１冷水循環路１６とが備えられている。
(First cold water circuit)
The first cold
高温側の第１冷水循環路１５は、冷凍機３から第３ヘッダＨ３に冷水を供給する第５流路Ｒ５と、第３ヘッダＨ３にて分岐されて第３ヘッダＨ３から高温側の第１熱負荷機器４に冷水を供給する第６流路Ｒ６と、高温側の第１熱負荷機器４から第４ヘッダＨ４に冷水を供給する第７流路Ｒ７と、第４ヘッダＨ４にて合流されて第４ヘッダＨ４から冷凍機３に冷水を供給する第８流路Ｒ８とが備えられている。第５流路Ｒ５と第６流路Ｒ６とから、冷凍機３から高温側の第１熱負荷機器４に冷水を供給する往き路が構成され、第７流路Ｒ７と第８流路Ｒ８とから、高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す還り路が構成されている。
The first cold
第５流路Ｒ５には、冷凍機３からの冷水を各種の機器に供給するための第３ポンプＰ３が備えられている。第６流路Ｒ６には、冷水の流通方向の上流側から、高温側の第１熱負荷機器４に供給する冷水温度を検出する第２温度検出部Ｔ２、高温側の第１熱負荷機器４に冷水を供給するための第４ポンプＰ４が備えられている。第７流路Ｒ７には、冷水の流通方向の上流側から、高温側の熱交換部７、高温側の熱交換部７への冷水の供給を断続自在な第１制御弁Ｄ１、高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す冷水の流量を検出する第３流量検出部Ｆ３が備えられている。高温側の熱交換部７は、高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す還り路となる第７流路Ｒ７に備えられている。第７流路Ｒ７には、高温側の熱交換部７をバイパスさせるための第９流路Ｒ９が接続されている。第９流路Ｒ９が、第７流路Ｒ７における冷水の流通方向において、高温側の熱交換部７よりも上流側部位にて第７流路Ｒ７から分岐され、且つ、第１制御弁Ｄ１よりも下流側部位にて第７流路Ｒ７に合流している。第９流路Ｒ９には、第９流路Ｒ９への冷水の供給を断続自在な第２制御弁Ｄ２が備えられている。
The fifth flow path R5 is provided with a third pump P3 for supplying cold water from the
第７流路Ｒ７と第６流路Ｒ６とは、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水の一部を、高温側の熱交換部７及び冷凍機３をバイパスさせて、高温側の第１熱負荷機器４に供給される前の冷水に混合させる第１０流路Ｒ１０にて接続されている。第１０流路Ｒ１０は、第７流路Ｒ７における冷水の流通方向において、高温側の熱交換部７よりも上流側部位にて第７流路Ｒ７から分岐され、且つ、第６流路Ｒ６における冷水の流通方向において、第２温度検出部Ｔ２よりも上流側部位にて第６流路Ｒ６に合流している。第１０流路Ｒ１０には、第１０流路Ｒ１０に供給する冷水の水量を調整自在な第３制御弁Ｄ３が備えられている。
The seventh flow path R7 and the sixth flow path R6 are connected by a tenth flow path R10 that allows a portion of the cold water that has passed through the first
低温側の第１冷水循環路１６は、第５流路Ｒ５と、第３ヘッダＨ３にて分岐されて第３ヘッダＨ３から低温側の第１熱負荷機器５に冷水を供給する第１１流路Ｒ１１と、低温側の第１熱負荷機器５から第４ヘッダＨ４に冷水を供給する第１２流路Ｒ１２と、第８流路Ｒ８とが備えられている。第５流路Ｒ５と第１１流路Ｒ１１とから、冷凍機３から低温側の第１熱負荷機器５に冷水を供給する往き路が構成され、第１２流路Ｒ１２と第８流路Ｒ８とから、低温側の第１熱負荷機器５から冷凍機３に還す還り路が構成されている。
The first cold
第１１流路Ｒ１１には、冷水の流通方向の上流側から、低温側の第１熱負荷機器５に供給する冷水温度を検出する第３温度検出部Ｔ３、低温側の第１熱負荷機器５に冷水を供給するための第５ポンプＰ５が備えられている。第１２流路Ｒ１２には、冷水の流通方向の上流側から、低温側の熱交換部８、低温側の熱交換部８への冷水の供給を断続自在な第４制御弁Ｄ４、低温側の第１熱負荷機器５から冷凍機３に還す冷水の流量を検出する第４流量検出部Ｆ４が備えられている。低温側の熱交換部８は、低温側の第１熱負荷機器５から冷凍機３に還す還り路となる第１２流路Ｒ１２に備えられている。第１２流路Ｒ１２には、低温側の熱交換部８をバイパスさせるための第１３流路Ｒ１３が接続されている。第１３流路Ｒ１３が、第１２流路Ｒ１２における冷水の流通方向において、低温側の熱交換部８よりも上流側部位にて第１２流路Ｒ１２から分岐され、且つ、第４制御弁Ｄ４よりも下流側部位にて第１２流路Ｒ１２に合流している。第１３流路Ｒ１３には、第１３流路Ｒ１３への冷水の供給を断続自在な第５制御弁Ｄ５が備えられている。
The 11th flow path R11 is provided with a third temperature detection unit T3 that detects the temperature of the cold water supplied to the first
第１２流路Ｒ１２と第１１流路Ｒ１１とは、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水の一部を、低温側の熱交換部８及び冷凍機３をバイパスさせて、低温側の第１熱負荷機器５に供給される前の冷水に混合させる第１４流路Ｒ１４にて接続されている。第１４流路Ｒ１４は、第１２流路Ｒ１２における冷水の流通方向において、低温側の熱交換部８よりも上流側部位にて第１２流路Ｒ１２から分岐され、且つ、第１１流路Ｒ１１における冷水の流通方向において、第３温度検出部Ｔ３よりも上流側部位にて第１１流路Ｒ１１に合流している。第１４流路Ｒ１４には、第１４流路Ｒ１４に供給する冷水の水量を調整自在な第６制御弁Ｄ６が備えられている。
The 12th flow path R12 and the 11th flow path R11 are connected by a 14th flow path R14 that allows a portion of the cold water that has passed through the first
（第２冷水循環路）
第２冷水循環路１７、１８は、冷凍機３と第２熱負荷機器６との間で冷水を循環させるものであり、第２熱負荷機器６が、第１冷却コイル６ａと第２冷却コイル６ｂとが備えられていることから、第２冷水循環路１７、１８としては、第１冷却コイル６ａ側の第２冷水循環路１７と第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８とが備えられている。
(Second cold water circuit)
The second cold
第１冷却コイル６ａ側の第２冷水循環路１７は、第５流路Ｒ５と、第３ヘッダＨ３にて分岐されて第３ヘッダＨ３から第１冷却コイル６ａに冷水を供給する第１５流路Ｒ１５と、第１冷却コイル６ａから第４ヘッダＨ４に冷水を供給する第１６流路Ｒ１６と、第８流路Ｒ８とが備えられている。第５流路Ｒ５と第１５流路Ｒ１５とから、冷凍機３から第２熱負荷機器６の第１冷却コイル６ａに冷水を供給する往き路が構成され、第１６流路Ｒ１６と第８流路Ｒ８とから、第２熱負荷機器６の第１冷却コイル６ａから冷凍機３に還す還り路が構成されている。
The second cold
第１５流路Ｒ１５には、冷水の流通方向の上流側から、第１冷却コイル６ａに冷水を供給するための第６ポンプＰ６、第１開閉弁Ｋ１が備えられている。第１６流路Ｒ１６には、冷水の流通方向の上流側から、第１冷却コイル６ａへの冷水の供給を断続自在な第７制御弁Ｄ７、第２開閉弁Ｋ２、第１冷却コイル６ａから還す冷水の流量を検出する第５流量検出部Ｆ５が備えられている。ここで、第１開閉弁Ｋ１及び第２開閉弁Ｋ２は、通常、開状態となっており、第１冷却コイル６ａへの冷水の流通を停止させたい場合に閉状態に切り替えられる。
The 15th flow path R15 is provided with a sixth pump P6 and a first on-off valve K1 for supplying cold water to the
第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８は、第５流路Ｒ５と、第３ヘッダＨ３にて分岐されて第３ヘッダＨ３から第２冷却コイル６ｂに冷水を供給する第１７流路Ｒ１７と、第１冷却コイル６ａから第４ヘッダＨ４に冷水を供給する第１８流路Ｒ１８と、第８流路Ｒ８とが備えられている。第５流路Ｒ５と第１７流路Ｒ１７とから、冷凍機３から第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂに冷水を供給する往き路が構成され、第１８流路Ｒ１８と第８流路Ｒ８とから、第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂから冷凍機３に還す還り路が構成されている。
The second cold
第１７流路Ｒ１７には、冷水の流通方向の上流側から、冷凍機３から第２冷却コイル６ｂへの冷水の供給を断続自在な第８制御弁Ｄ８、第２冷却コイル６ｂに冷水を供給するための第７ポンプＰ７、第３開閉弁Ｋ３が備えられている。第１８流路Ｒ１８には、冷水の流通方向の上流側から、第２冷却コイル６ｂへの冷水の供給を断続自在な第９制御弁Ｄ９、第４開閉弁Ｋ４、第２冷却コイル６ｂから還す冷水の流量を検出する第６流量検出部Ｆ６、第２冷却コイル６ｂから冷凍機３への冷水の還しを断続自在な第１０制御弁Ｄ１０が備えられている。ここで、第３開閉弁Ｋ３及び第４開閉弁Ｋ４は、通常、開状態となっており、第２冷却コイル６ｂへの冷水の流通を停止させたい場合に閉状態に切り替えられる。
The 17th flow path R17 is provided with an eighth control valve D8 capable of interrupting the supply of cold water from the
（第１フリークーリング路）
第１フリークーリング路１２、１３は、冷却塔２と熱交換部７、８との間で冷却水を循環させるものであり、冷却塔２からの冷却水を第１熱負荷機器４、５に直接供給するのではなく、冷却塔２からの冷却水が有する冷熱を、熱交換部７、８等を介して、第１熱負荷機器４、５に間接的に供給するように構成されている。第１熱負荷機器４、５として、高温側の第１熱負荷機器４と低温側の第１熱負荷機器５とが備えられているので、熱交換部７、８についても、高温側の第１熱負荷機器４に冷熱を供給するための高温側の熱交換部７と、低温側の第１熱負荷機器５に冷熱を供給するための低温側の熱交換部８とが備えられている。そのために、第１フリークーリング路１２、１３としても、冷却塔２と高温側の熱交換部７との間で冷却水を循環させる高温側の第１フリークーリング路１２と、冷却塔２と低温側の熱交換部８との間で冷却水を循環させる低温側の第１フリークーリング路１３とが備えられている。
(First free cooling route)
The first
高温側の第１フリークーリング路１２は、第１流路Ｒ１と、第１ヘッダＨ１にて分岐されて第１ヘッダＨ１から高温側の熱交換部７に冷却水を供給する第１９流路Ｒ１９と、高温側の熱交換部７から第２ヘッダＨ２に冷却水を供給する第２０流路Ｒ２０と、第４流路Ｒ４とが備えられている。第１流路Ｒ１と第１９流路Ｒ１９とから、冷却塔２から高温側の熱交換部７に冷却水を供給する往き路が構成され、第４流路Ｒ４と第２０流路Ｒ２０とから、高温側の熱交換部７から冷却塔２に冷却水を還す還り路が構成されている。
The first
第１９流路Ｒ１９には、冷却水の流通方向の上流側から、冷却塔２からの冷却水を高温側の熱交換部７に供給するための第８ポンプＰ８、高温側の熱交換部７に供給する冷却水の流量を検出する第７流量検出部Ｆ７が備えられている。第２０流路Ｒ２０には、高温側の熱交換部７への冷却水の供給を断続自在な第１１制御弁Ｄ１１が備えられている。
The 19th flow path R19 is provided with an eighth pump P8 for supplying cooling water from the
低温側の第１フリークーリング路１３は、第１流路Ｒ１と、第１ヘッダＨ１にて分岐されて第１ヘッダＨ１から低温側の熱交換部８に冷却水を供給する第２１流路Ｒ２１と、低温側の熱交換部８から第２ヘッダＨ２に冷却水を供給する第２２流路Ｒ２２と、第４流路Ｒ４とが備えられている。第２１流路Ｒ２１と高温側の第１フリークーリング路１２における第１９流路Ｒ１９とは、その上流側部位が共通の流路として構成され、その下流側部位が分岐されている。第２２流路Ｒ２２と高温側の第１フリークーリング路１２における第２０流路Ｒ２０とは、その中間部位にて合流されて、下流側部位が共通の流路として構成されている。第１流路Ｒ１と第２１流路Ｒ２１とから、冷却塔２から低温側の熱交換部８に冷却水を供給する往き路が構成され、第２２流路Ｒ２２と第４流路Ｒ４とから、低温側の熱交換部８から冷却塔２に冷却水を還す還り路が構成されている。
The first
第２１流路Ｒ２１には、冷却水の流通方向の上流側から、冷却塔２からの冷却水を低温側の熱交換部８に供給する第８ポンプＰ８、低温側の熱交換部８に供給する冷却水の流量を検出する第８流量検出部Ｆ８が備えられている。第２２流路Ｒ２２には、低温側の熱交換部８への冷却水の供給を断続自在な第１２制御弁Ｄ１２が備えられている。
The 21st flow path R21 is provided with an eighth pump P8 that supplies cooling water from the
（第２フリークーリング路）
冷却塔２と第２熱負荷機器６との間で冷却水を循環させる第２フリークーリング路１４は、冷却塔２からの冷却水を第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂに直接供給して、冷却塔２からの冷却水が有する冷熱を、第２冷却コイル６ｂに直接的に供給するように構成されている。第２フリークーリング路１４は、第１流路Ｒ１と、第１ヘッダＨ１にて分岐されて第１ヘッダＨ１から第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂに冷却水を供給する第２３流路Ｒ２３と、第２冷却コイル６ｂから第２ヘッダＨ２に冷却水を供給する第２４流路Ｒ２４と、第４流路Ｒ４とが備えられている。第２３流路Ｒ２３は、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８における第１７流路Ｒ１７の途中部位に合流接続され、それよりも下流側部位が第１７流路Ｒ１７に合流する共通の流路となっている。第２３流路Ｒ２３と第１７流路Ｒ１７との合流箇所は、第１７流路Ｒ１７において、第８制御弁Ｄ８と第７ポンプＰ７との間となっている。第２４流路Ｒ２４は、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８における第１８流路Ｒ１８の途中部位から分岐され、それよりも上流側部位が共通の流路となっている。第２４流路Ｒ２４と第１８流路Ｒ１８との分岐箇所は、第１８流路Ｒ１８において、第６流量検出部Ｆ６と第１０制御弁Ｄ１０との間となっている。第１流路Ｒ１と第２３流路Ｒ２３とから、冷却塔２から第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂに冷却水を供給する往き路が構成され、第２４流路Ｒ２４と第４流路Ｒ４とから、第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂから冷却塔２に冷却水を還す還り路が構成されている。
(Second free cooling route)
The second
第２３流路Ｒ２３において第１７流路Ｒ１７に合流接続されるまでの上流側部位には、冷却水の流通方向の上流側から、冷却塔２から第２冷却コイル６ｂへの冷却水の供給を断続自在な第１３制御弁Ｄ１３、冷却塔２から第２冷却コイル６ｂに供給する冷却水の流量を検出する第９流量検出部Ｆ９が備えられている。第２４流路Ｒ２４において第１８流路Ｒ１８から分岐された下流側部位には、第２冷却コイル６ｂから冷却塔２に還す冷却水を断続自在な第１４制御弁Ｄ１４が備えられている。
In the upstream portion of the 23rd flow path R23 up to the junction with the 17th flow path R17, a 13th control valve D13 that can interrupt the supply of cooling water from the
（その他の流路）
この熱源設備１では、他に、第１ヘッダＨ１と第２ヘッダＨ２とを接続して第１ヘッダＨ１と第２ヘッダＨ２との間で冷却水の流通を可能とする第２５流路Ｒ２５と、第２流路Ｒ２と第３流路Ｒ３とを接続して、冷凍機３から冷却塔２に還す冷却水の一部を冷却塔２から冷凍機３に供給する前の冷却水に混合可能とする第２６流路Ｒ２６と、第３ヘッダＨ３と第４ヘッダＨ４とを接続して第３ヘッダＨ３と第４ヘッダＨ４との間での冷水の流通を可能とする第２７流路Ｒ２７とが備えられている。第２６流路Ｒ２６には、冷却塔２から冷凍機３に供給する前の冷却水に混合させる冷却水の流量を調整自在な第１５制御弁Ｄ１５が備えられている。
(Other flow paths)
In addition, the
以下、熱源設備１の運転を制御するための構成について説明する。
この熱源設備１の運転を制御する運転制御部９が備えられている。運転制御部９は、冷却塔２の作動状態、冷凍機３の作動状態、第１～第８ポンプＰ１～Ｐ８の作動状態、第１～第１５制御弁Ｄ１～Ｄ１５の作動状態等を制御することで、熱源設備１の運転を制御している。運転制御部９は、第１～第３温度検出部Ｔ１～Ｔ３の検出情報、及び、第１～第９流量検出部Ｆ１～Ｆ９の検出情報を取得自在であり、これらの検出部から取得した情報に基づいて、熱源設備１の運転を制御している。
The configuration for controlling the operation of the
An
運転制御部９は、熱源設備１の運転モードとして、通常モード（図１参照）と第１フリークーリング併用モード（図２及び図３参照）と第２フリークーリング併用モード（図４参照）とフリークーリングモード（図５参照）とを有している。以下、各運転モードについて説明する。
The
（通常モード）
通常モードは、図１に示すように、冷却塔２及び冷凍機３を運転させて、冷凍機３が冷却塔２にて生成した冷却水を利用して所望温度の冷水を生成し、その生成された冷水を第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６に供給して、第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６において冷却対象物の冷却や空調対象空間の冷房等の冷熱利用処理を行うものである。
(Normal mode)
In normal mode, as shown in FIG. 1, the
通常モードでは、運転制御部９が、冷却塔２及び冷凍機３を運転させ、冷却塔２にて生成した冷却水を冷却水循環路１１にて冷凍機３に供給し、冷凍機３にて生成した冷水の一部を第１冷水循環路１５、１６にて第１熱負荷機器４、５に供給するとともに、残りの一部を第２冷水循環路１７にて第２熱負荷機器６に供給している。
In normal mode, the
運転制御部９は、冷却水循環路１１における制御として、冷却塔２から供給される冷却水の流量が必要最小限となるように、第１ポンプＰ１の作動状態を制御し、冷凍機３から冷却塔２に還す冷却水温度が一定の所望温度となるように、第２ポンプＰ２の作動状態を制御している。このとき、冷却水の流量の必要最小限については、例えば、冷凍機３が設定温度の冷水を生成するために冷凍機３にて要求される一次側流量とすることができ、第２流量検出部Ｆ２の検出情報等から一次側流量を求めることができる。また、運転制御部９は、冷凍機３に供給する冷却水温度が冷凍機停止温度以下とならないように、第１５制御弁Ｄ１５の開度を制御している。例えば、冷凍機停止温度を基準として最低温度を設定し、運転制御部９が、冷凍機３に供給する冷却水温度が最低温度以上となるように、第１５制御弁Ｄ１５の開度を制御することができる。
The
運転制御部９は、冷凍機３及び第３ポンプＰ３における制御として、冷凍機３から供給される冷水温度が設定温度（例えば、第２熱負荷機器６にて要求される第３設定温度（例えば、１４℃））となるように、冷凍機３の作動状態を制御し、冷凍機３から供給される冷水の流量が必要最小限となるように、第３ポンプＰ３の作動状態を制御している。このとき、冷水の流量の必要最小限については、例えば、第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６の全ての熱負荷を賄うために熱負荷機器にて要求される二次側流量とすることができ、第３～第５流量検出部Ｆ３～Ｆ５の検出情報等から二次側流量を求めることができる。
The
運転制御部９は、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８及び第１～第１４制御弁Ｄ１～Ｄ１４における制御として、第７ポンプＰ７及び第８ポンプＰ８のみを作動停止状態とし且つ他のポンプを作動状態とするとともに、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６以外の制御弁を開閉制御している。
The
運転制御部９は、第４ポンプＰ４及び第５ポンプＰ５の作動状態を制御することで、第１冷水循環路１５、１６における冷水の流量制御を行っている。運転制御部９は、高温側の第１熱負荷機器４の熱負荷の大きさに応じて、第４ポンプＰ４の出力を制御し、低温側の第１熱負荷機器５の熱負荷の大きさに応じて、第５ポンプＰ５の出力を制御している。例えば、運転制御部９は、高温側の第１熱負荷機器４の熱負荷が大きくなるほど、第４ポンプＰ４が高出力となるように制御し、低温側の第１熱負荷機器５の熱負荷が大きくなるほど、第５ポンプＰ５が高出力となるように制御している。ちなみに、第４ポンプＰ４及び第５ポンプＰ５は、複数備えることもでき、複数の第４ポンプＰ４及び第５ポンプＰ５を備える場合には、運転制御部９が、第１熱負荷機器４、５の熱負荷が大きくなるほど、作動状態のポンプの台数を増加させるように、台数制御することができる。
The
運転制御部９は、第６ポンプＰ６の作動状態を制御することで、第１冷却コイル６ａへの冷水の供給量を制御している。運転制御部９は、第１冷却コイル６ａの熱負荷の大きさに応じて、第６ポンプＰ６の出力を制御している。例えば、運転制御部９は、第１冷却コイル６ａの熱負荷が大きくなるほど、第６ポンプＰ６が高出力となるように制御している。ちなみに、第６ポンプＰ６は、複数備えることもでき、複数の第６ポンプＰ６を備える場合には、運転制御部９が、第１冷却コイル６ａの熱負荷が大きくなるほど、作動状態のポンプの台数を増加させるように、台数制御することができる。このとき、運転制御部９は、第７ポンプＰ７を作動停止させている。
The
制御弁の開閉制御について説明すると、運転制御部９は、第１制御弁Ｄ１を閉状態とし且つ第２制御弁Ｄ２を開状態とすることで、高温側の第１冷水循環路１５において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第６流路Ｒ６を通して高温側の第１熱負荷機器４に供給し、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水を、第７流路Ｒ７、第９流路Ｒ９及び第８流路Ｒ８を通して、高温側の熱交換部７をバイパスさせる状態で冷凍機３に還している。このとき、第８ポンプＰ８が作動停止状態で且つ第１１制御弁Ｄ１１が閉状態であるので、高温側の第１フリークーリング路１２による冷却塔２から高温側の熱交換部７への冷却水の供給は停止されている。
Regarding the control valve opening and closing control, the
運転制御部９は、第４制御弁Ｄ４を閉状態とし且つ第５制御弁Ｄ５を開状態とすることで、低温側の第１冷水循環路１６において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第１１流路Ｒ１１を通して低温側の第１熱負荷機器５に供給し、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水を、第１２流路Ｒ１２、第１３流路Ｒ１３及び第８流路Ｒ８を通して、低温側の熱交換部８をバイパスさせる状態で冷凍機３に還している。このとき、第８ポンプＰ８が作動停止状態で且つ第１２制御弁Ｄ１２が閉状態であるので、低温側の第１フリークーリング路１３による冷却塔２から低温側の熱交換部８への冷却水の供給は停止されている。
By closing the fourth control valve D4 and opening the fifth control valve D5, the
運転制御部９は、第７制御弁Ｄ７を開状態とすることで、第１冷却コイル６ａ側の第２冷水循環路１７において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第１５流路Ｒ１５を通して第１冷却コイル６ａに供給し、第１冷却コイル６ａを通過した冷水を、第１６流路Ｒ１６及び第８流路Ｒ８を通して冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８制御弁Ｄ８、第９制御弁Ｄ９及び第１０制御弁Ｄ１０を閉状態とすることで、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８による冷凍機３から第２冷却コイル６ｂへの冷水の供給を停止している。更に、運転制御部９は、第１３制御弁Ｄ１３及び第１４制御弁Ｄ１４を閉状態とすることで、第２フリークーリング路１４による冷却塔２から第２冷却コイル６ｂへの冷却水の供給も停止している。
By opening the seventh control valve D7, the
このように、通常モードでは、第１冷却コイル６ａだけに冷凍機３からの冷水を供給しているので、例えば、故障やメンテナンス時には、運転制御部９が、第７制御弁Ｄ７を閉状態とし且つ第８～第１０制御弁Ｄ８～Ｄ１０を開状態とすることで、第１冷却コイル６ａ側の第２冷水循環路１７による冷凍機３から第１冷却コイル６ａへの冷水の供給を停止して、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８にて冷凍機３から第２冷却コイル６ｂに冷水を供給することができる。これにより、冷却コイルの二重化を図ることができ、故障やメンテナンスにも柔軟に対応しながら、第２熱負荷機器６での冷熱利用処理を継続することができる。
In this way, in normal mode, cold water is supplied from the
ちなみに、運転制御部９は、第７制御弁Ｄ７を開状態とすることに加えて、第８～第１０制御弁Ｄ８～Ｄ１０を開状態とすることで、第１冷却コイル６ａと第２冷却コイル６ｂとの両方に冷水を供給して、第２熱負荷機器６において、第１冷却コイル６ａと第２冷却コイル６ｂとの両方にて空気を冷却する状態で、空調対象空間の冷房等の冷熱利用処理を行うこともできる。
Incidentally, the
運転制御部９は、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６の開度を制御することで、第１熱負荷機器４、５に供給する冷水温度を制御する冷水温度制御を行っている。運転制御部９は、第２温度検出部Ｔ２の検出温度が高温側の第１熱負荷機器４の要求温度（例えば、２８℃）になるように、第３制御弁Ｄ３の開度を制御することで、高温側の第１熱負荷機器４に一定の要求温度の冷水を供給している。運転制御部９は、第３温度検出部Ｔ３の検出温度が低温側の第１熱負荷機器５の要求温度（例えば、１８℃）になるように、第６制御弁Ｄ６の開度を制御することで、低温側の第１熱負荷機器５に一定の要求温度の冷水を供給している。
The
（第１フリークーリング併用モード）
第１フリークーリング併用モードは、図２及び図３に示すように、冷凍機３にて生成した冷水を第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６に供給して、第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６において冷熱利用処理を行うという通常モードの動作に加えて、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を熱交換部７、８に供給して、冷凍機３に還す前の冷水を予冷し、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を間接的に用いて、第１熱負荷機器４、５での冷熱利用処理を行うものである。
(First free cooling combined mode)
As shown in Figures 2 and 3, in the first free cooling combination mode, in addition to the normal mode operation in which cold water produced in the
第１熱負荷機器４、５が、高温側の第１熱負荷機器４と低温側の第１熱負荷機器５との２種類があるので、第１フリークーリング併用モードも、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を高温側の熱交換部７に供給する高温側の第１フリークーリング併用モード（図２参照）と、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を低温側の熱交換部８に供給する低温側の第１フリークーリング併用モード（図３参照）とを有している。
Since there are two types of first
（高温側の第１フリークーリング併用モード）
高温側の第１フリークーリング併用モードでは、図２に示すように、運転制御部９が、冷却塔２及び冷凍機３を運転させ、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を冷却水循環路１１にて冷凍機３に供給し、残りの一部を高温側の第１フリークーリング路１２にて高温側の熱交換部７に供給している。そして、冷凍機３にて生成した冷水の一部を第１冷水循環路１５、１６にて第１熱負荷機器４、５に供給するとともに、残りの一部を第２冷水循環路１７にて第２熱負荷機器６に供給している。
(High temperature side first free cooling combined mode)
2, in the high-temperature side first free cooling combined mode, the
冷却塔２にて生成した冷却水の一部を高温側の熱交換部７に供給しているので、高温側の熱交換部７において、高温側の第１熱負荷機器４にて温度上昇した冷水（例えば、３６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、３２℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、高温側の第１冷水循環路１５にて高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す前の冷水を予冷することができ、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。
Because a portion of the cooling water generated in the
以下、ポンプや制御弁等の具体的な制御について説明するが、通常モード（図１参照）と異なる制御を主に説明し、同様の制御については説明を省略する。 The specific controls of the pump, control valves, etc. are explained below, but mainly the controls that differ from the normal mode (see Figure 1) are explained, and explanations of similar controls are omitted.
冷却水循環路１１における第２ポンプＰ２及び第１５制御弁Ｄ１５の制御、冷凍機３及び第３ポンプＰ３の制御、第４～第７ポンプＰ４～Ｐ７の制御、第１～第１５制御弁Ｄ１～Ｄ１５のうち、第１制御弁Ｄ１、第２制御弁Ｄ２、第１１制御弁Ｄ１１以外の制御弁の制御については、通常モードと同様である。
The control of the second pump P2 and the 15th control valve D15 in the cooling
運転制御部９は、冷却水循環路１１における第１ポンプＰ１の制御として、冷凍機３にて要求される一次側流量と高温側の熱交換部７にて要求される二次側流量とが同じ流量となるように、第１ポンプＰ１の作動状態を制御している。このとき、冷却水の流量は、例えば、冷凍機３が設定温度の冷水を生成するために冷凍機３にて要求される一次側流量と、高温側の熱交換部７にて要求される二次側流量との合計流量とすることができ、第２流量検出部Ｆ２及び第７流量検出部Ｆ７の検出情報等から一次側流量と二次側流量との合計流量を求めることができる。
The
また、運転制御部９は、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８及び第１～第１４制御弁Ｄ１～Ｄ１４における制御として、第７ポンプＰ７以外のポンプを作動状態とするとともに、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６以外の制御弁を開閉制御している。
The
通常モードとは異なり、運転制御部９は、第２制御弁Ｄ２を閉状態とし且つ第１制御弁Ｄ１を開状態とすることで、高温側の第１冷水循環路１５において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第６流路Ｒ６を通して高温側の第１熱負荷機器４に供給し、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水を、第９流路Ｒ９に通流させずに第７流路Ｒ７及び第８流路Ｒ８を通して、高温側の熱交換部７を通過させる状態で冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１１制御弁Ｄ１１を開状態とすることで、高温側の第１フリークーリング路１２において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第１９流路Ｒ１９を通して高温側の熱交換部７に供給し、高温側の熱交換部７を通過した冷却水を、第２０流路Ｒ２０及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、高温側の熱交換部７における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。
Unlike the normal mode, the
そして、運転制御部９は、第７流量検出部Ｆ７の検出情報等に基づいて、高温側の熱交換部７にて要求される冷却水の流量を確保するように、第８ポンプＰ８の作動状態を制御することで、高温側の第１フリークーリング路１２における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、高温側の熱交換部７にて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第８ポンプＰ８が高出力となるように制御している。ちなみに、第８ポンプＰ８は、複数備えることもでき、複数の第８ポンプＰ８を備える場合には、運転制御部９が、高温側の熱交換部７にて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、作動状態のポンプの台数を増加させるように、台数制御することができる。
The
このように、高温側の第１フリークーリング併用モードでは、第８ポンプＰ８が作動状態で且つ第１１制御弁Ｄ１１が開状態であるので、高温側の第１フリークーリング路１２にて冷却塔２から高温側の熱交換部７に冷却水が供給され、高温側の熱交換部７において冷却水と冷水との熱交換が行われる。これにより、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水を予冷したのち、冷凍機３に還すことができ、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。しかも、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を、高温側の熱交換部７において高温側の第１冷水循環路１５の冷水に伝達し、その冷水を高温側の第１熱負荷機器４に供給しているので、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を間接的に用いて、高温側の第１熱負荷機器４における冷熱利用処理を行うことができる。
In this way, in the high-temperature side first free cooling combined mode, the eighth pump P8 is in operation and the eleventh control valve D11 is in an open state, so that cooling water is supplied from the
（低温側の第１フリークーリング併用モード）
低温側の第１フリークーリング併用モードでは、図３に示すように、運転制御部９が、冷却塔２及び冷凍機３を運転させ、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を冷却水循環路１１にて冷凍機３に供給し、残りの一部を、高温側の第１フリークーリング路１２にて高温側の熱交換部７に供給するとともに、低温側の第１フリークーリング路１３にて低温側の熱交換部８にも供給している。そして、冷凍機３にて生成した冷水の一部を第１冷水循環路１５、１６にて第１熱負荷機器４、５に供給するとともに、残りの一部を第２冷水循環路１７にて第２熱負荷機器６に供給している。
(Low temperature side first free cooling combined mode)
3, in the first free cooling combined mode on the low temperature side, the
冷却塔２にて生成した冷却水の一部を高温側の熱交換部７に供給しているので、高温側の熱交換部７において、高温側の第１熱負荷機器４にて温度上昇した冷水（例えば、３６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、２４℃以下の冷却水）にて冷却することができる。しかも、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を低温側の熱交換部８にも供給しているので、低温側の熱交換部８においても、低温側の第１熱負荷機器５にて温度上昇した冷水（例えば、２６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、２４℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、高温側の第１冷水循環路１５にて高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す前の冷水だけでなく、低温側の第１冷水循環路１６にて低温側の第１熱負荷機器５から冷凍機３に還す前の冷水をも予冷することができ、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。
Since a part of the cooling water generated in the
以下、ポンプや制御弁等の具体的な制御について説明するが、通常モード（図１参照）と異なる制御を主に説明し、同様の制御については説明を省略する。 The specific controls of the pump, control valves, etc. are explained below, but mainly the controls that differ from the normal mode (see Figure 1) are explained, and explanations of similar controls are omitted.
冷却水循環路１１における第２ポンプＰ２及び第１５制御弁Ｄ１５の制御、冷凍機３及び第３ポンプＰ３の制御、第４～第７ポンプＰ４～Ｐ７の制御、第１～第１５制御弁Ｄ１～Ｄ１５のうち、第１制御弁Ｄ１、第２制御弁Ｄ２、第１１制御弁Ｄ１１、第４制御弁Ｄ４、第５制御弁Ｄ５、第１２制御弁Ｄ１２以外の制御弁の制御については、通常モードと同様である。
The control of the second pump P2 and the 15th control valve D15 in the cooling
運転制御部９は、冷却水循環路１１における第１ポンプＰ１の制御として、冷凍機３にて要求される一次側流量と熱交換部７、８にて要求される二次側流量とが同じ流量となるように、第１ポンプＰ１の作動状態を制御している。このとき、冷却水の流量は、例えば、冷凍機３が設定温度の冷水を生成するために冷凍機３にて要求される一次側流量と、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される二次側流量との合計流量とすることができ、第２流量検出部Ｆ２、第７流量検出部Ｆ７及び第８流量検出部Ｆ８の検出情報等から一次側流量と二次側流量との合計流量を求めることができる。
The
また、運転制御部９は、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８及び第１～第１４制御弁Ｄ１～Ｄ１４における制御として、第７ポンプＰ７以外のポンプを作動状態とするとともに、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６以外の制御弁を開閉制御している。
The
通常モードとは異なり、運転制御部９は、第２制御弁Ｄ２を閉状態とし且つ第１制御弁Ｄ１を開状態とすることで、高温側の第１冷水循環路１５において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第６流路Ｒ６を通して高温側の第１熱負荷機器４に供給し、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水を、第９流路Ｒ９に通流させずに第７流路Ｒ７及び第８流路Ｒ８を通して、高温側の熱交換部７を通過させる状態で冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１１制御弁Ｄ１１を開状態とすることで、高温側の第１フリークーリング路１２において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第１９流路Ｒ１９を通して高温側の熱交換部７に供給し、高温側の熱交換部７を通過した冷却水を、第２０流路Ｒ２０及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、高温側の熱交換部７における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。ちなみに、これらの制御は、高温側の第１フリークーリング併用モード（図２参照）と同様である。
Unlike the normal mode, the
運転制御部９は、第５制御弁Ｄ５を閉状態とし且つ第４制御弁Ｄ４を開状態とすることで、低温側の第１冷水循環路１６において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第１１流路Ｒ１１を通して低温側の第１熱負荷機器５に供給し、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水を、第１３流路Ｒ１３に通流させずに第１２流路Ｒ１２及び第８流路Ｒ８を通して、低温側の熱交換部８を通過させる状態で冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１２制御弁Ｄ１２を開状態とすることで、低温側の第１フリークーリング路１３において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第２１流路Ｒ２１を通して低温側の熱交換部８に供給し、低温側の熱交換部８を通過した冷却水を、第２２流路Ｒ２２及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、低温側の熱交換部８における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。
The
運転制御部９は、第７流量検出部Ｆ７及び第８流量検出部Ｆ８の検出情報等に基づいて、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量を確保するように、第８ポンプＰ８の作動状態を制御することで、高温側の第１フリークーリング路１２における冷却水の流量制御、及び、低温側の第１フリークーリング路１３における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第８ポンプＰ８が高出力となるように制御している。
The
このように、低温側の第１フリークーリング併用モードでは、第８ポンプＰ８が作動状態で且つ第１１制御弁Ｄ１１及び第１２制御弁Ｄ１２が開状態であるので、高温側の第１フリークーリング路１２にて冷却塔２から高温側の熱交換部７に冷却水が供給され、高温側の熱交換部７において冷却水と冷水との熱交換が行われるとともに、低温側の第１フリークーリング路１３にて冷却塔２から低温側の熱交換部８に冷却水が供給され、低温側の熱交換部８においても冷却水と冷水との熱交換が行われる。これにより、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水だけでなく、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水も予冷したのち、冷凍機３に還すことができ、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。
In this way, in the low-temperature side first free cooling combined mode, the eighth pump P8 is in operation and the eleventh control valve D11 and the twelfth control valve D12 are in an open state, so that cooling water is supplied from the
しかも、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を、高温側の熱交換部７において高温側の第１冷水循環路１５の冷水に伝達し、その冷水を高温側の第１熱負荷機器４に供給するとともに、低温側の熱交換部８において低温側の第１冷水循環路１６の冷水に伝達し、その冷水を低温側の第１熱負荷機器５に供給しているので、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を間接的に用いて、高温側の第１熱負荷機器４及び低温側の第１熱負荷機器５の両方の第１熱負荷機器４、５における冷熱利用処理を行うことができる。
In addition, the cold energy contained in the cooling water generated in the
（第２フリークーリング併用モード）
第２フリークーリング併用モードでは、図４に示すように、冷凍機３にて生成した冷水を第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６に供給して、第１熱負荷機器４、５及び第２熱負荷機器６において冷熱利用処理を行うという通常モードの動作に加えて、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を熱交換部７、８に供給して、冷凍機３に還す前の冷水を予冷し、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を間接的に用いて、第１熱負荷機器４、５での冷熱利用処理を行うだけでなく、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を第２熱負荷機器６にも供給して、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を直接的に用いて、第２熱負荷機器６での冷熱利用処理を行うものである。
(Second free cooling combined mode)
In the second free cooling combination mode, as shown in Figure 4, in addition to the normal mode operation of supplying cold water produced in the
第２フリークーリング併用モードでは、運転制御部９が、冷却塔２及び冷凍機３を運転させ、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を冷却水循環路１１にて冷凍機３に供給し、残りの一部については、高温側の第１フリークーリング路１２にて高温側の熱交換部７に供給し、低温側の第１フリークーリング路１３にて低温側の熱交換部８に供給し、第２フリークーリング路１４にて第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂに供給して、３つの機器に供給している。そして、冷凍機３にて生成した冷水の一部を第１冷水循環路１５、１６にて第１熱負荷機器４、５に供給するとともに、残りの一部を第２冷水循環路１７にて第２熱負荷機器６に供給している。
In the second free cooling combined mode, the
冷却塔２にて生成した冷却水の一部を高温側の熱交換部７に供給しているので、高温側の熱交換部７において、高温側の第１熱負荷機器４にて温度上昇した冷水（例えば、３６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、２０℃以下の冷却水）にて冷却することができる。しかも、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を低温側の熱交換部８にも供給しているので、低温側の熱交換部８においても、低温側の第１熱負荷機器５にて温度上昇した冷水（例えば、２６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、２０℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、高温側の第１冷水循環路１５にて高温側の第１熱負荷機器４から冷凍機３に還す前の冷水だけでなく、低温側の第１冷水循環路１６にて低温側の第１熱負荷機器５から冷凍機３に還す前の冷水をも予冷することができ、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。
Since a part of the cooling water generated in the
更に、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂにも供給しているので、第２冷却コイル６ｂにおいて、第１冷却コイル６ａに供給される前の空気（例えば、３０℃の空気）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、２０℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、第１冷却コイル６ａでは、第２冷却コイル６ｂにて予冷された空気を冷却するだけでよいので、空気を十分に冷却することができ、空調対象空間の空調を効果的に行うことができる。また、第１冷却コイル６ａにて消費される冷熱量の低減を図ることができるので、冷凍機３の消費エネルギーの低減を図ることができる。
Furthermore, a portion of the cooling water generated in the
以下、ポンプや制御弁等の具体的な制御について説明するが、通常モード（図１参照）と異なる制御を主に説明し、同様の制御については説明を省略する。 The specific controls of the pump, control valves, etc. are explained below, but mainly the controls that differ from the normal mode (see Figure 1) are explained, and explanations of similar controls are omitted.
冷却水循環路１１における第２ポンプＰ２及び第１５制御弁Ｄ１５の制御、冷凍機３及び第３ポンプＰ３の制御、第４～第６ポンプＰ４～Ｐ６の制御、第１～第１５制御弁Ｄ１～Ｄ１５のうち、第３制御弁Ｄ３、第６制御弁Ｄ６、第７制御弁Ｄ７の制御については、通常モードと同様である。
The control of the second pump P2 and the 15th control valve D15 in the cooling
運転制御部９は、冷却水循環路１１における第１ポンプＰ１の制御として、冷凍機３にて要求される一次側流量と、熱交換部７、８及び第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂにて要求される二次側流量とが同じ流量となるように、第１ポンプＰ１の作動状態を制御している。このとき、冷却水の流量は、例えば、冷凍機３が設定温度の冷水を生成するために冷凍機３にて要求される一次側流量と熱交換部７、８及び第２冷却コイル６ｂにて要求される二次側流量との合計流量とすることができ、第２流量検出部Ｆ２、第７流量検出部Ｆ７、第８流量検出部Ｆ８及び第９流量検出部Ｆ９の検出情報等から一次側流量と二次側流量との合計流量を求めることができる。
The
運転制御部９は、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８及び第１～第１４制御弁Ｄ１～Ｄ１４における制御として、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８の全てのポンプを作動状態とするとともに、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６以外の制御弁を開閉制御している。
The
通常モードとは異なり、運転制御部９は、第２制御弁Ｄ２を閉状態とし且つ第１制御弁Ｄ１を開状態とすることで、高温側の第１冷水循環路１５において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第６流路Ｒ６を通して高温側の第１熱負荷機器４に供給し、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水を、第９流路Ｒ９に通流させずに第７流路Ｒ７及び第８流路Ｒ８を通して、高温側の熱交換部７を通過させる状態で冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１１制御弁Ｄ１１を開状態とすることで、高温側の第１フリークーリング路１２において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第１９流路Ｒ１９を通して高温側の熱交換部７に供給し、高温側の熱交換部７を通過した冷却水を、第２０流路Ｒ２０及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、高温側の熱交換部７における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。ちなみに、これらの制御は、高温側の第１フリークーリング併用モード（図２参照）及び低温側の第１フリークーリング併用モード（図３参照）と同様である。
Unlike the normal mode, the
運転制御部９は、第５制御弁Ｄ５を閉状態とし且つ第４制御弁Ｄ４を開状態とすることで、低温側の第１冷水循環路１６において、冷凍機３にて生成した冷水の一部を、第５流路Ｒ５及び第１１流路Ｒ１１を通して低温側の第１熱負荷機器５に供給し、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水を、第１３流路Ｒ１３に通流させずに第１２流路Ｒ１２及び第８流路Ｒ８を通して、低温側の熱交換部８を通過させる状態で冷凍機３に還している。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１２制御弁Ｄ１２を開状態とすることで、低温側の第１フリークーリング路１３において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第２１流路Ｒ２１を通して低温側の熱交換部８に供給し、低温側の熱交換部８を通過した冷却水を、第２２流路Ｒ２２及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、低温側の熱交換部８における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。ちなみに、これらの制御は、低温側の第１フリークーリング併用モード（図３参照）と同様である。
The
運転制御部９は、第８制御弁Ｄ８及び第１０制御弁Ｄ１０を閉状態とし且つ第９制御弁Ｄ９、第１３制御弁Ｄ１３及び第１４制御弁Ｄ１４を開状態とすることで、第２フリークーリング路１４において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第２３流路Ｒ２３を通して第２冷却コイル６ｂに供給し、第２冷却コイル６ｂを通過した冷却水を、第２４流路Ｒ２４及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。このとき、第８制御弁Ｄ８及び第１０制御弁Ｄ１０が閉状態であるので、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８による冷凍機３から第２冷却コイル６ｂへの冷水の供給は停止されている。
The
運転制御部９は、第７ポンプＰ７の作動状態を制御することで、第２冷却コイル６ｂへの冷却水の供給量を制御している。運転制御部９は、第２冷却コイル６ｂの熱負荷の大きさに応じて、第７ポンプＰ７の出力を制御している。例えば、運転制御部９は、第２冷却コイル６ｂの熱負荷が大きくなるほど、第７ポンプＰ７が高出力となるように制御している。ちなみに、第７ポンプＰ７は、複数備えることもでき、複数の第７ポンプＰ７を備える場合には、運転制御部９が、第２冷却コイル６ｂの熱負荷が大きくなるほど、作動状態のポンプの台数を増加させるように、台数制御することができる。
The
運転制御部９は、第７流量検出部Ｆ７及び第８流量検出部Ｆ８の検出情報等に基づいて、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量を確保するように、第８ポンプＰ８の作動状態を制御することで、高温側の第１フリークーリング路１２における冷却水の流量制御、及び、低温側の第１フリークーリング路１３における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第８ポンプＰ８が高出力となるように制御している。また、運転制御部９は、第９流量検出部Ｆ９の検出情報等に基づいて、第２冷却コイル６ｂにて要求される冷却水の流量を確保するように、第７ポンプＰ７の作動状態を制御することで、第２フリークーリング路１４における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、第２冷却コイル６ｂにて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第７ポンプＰ７が高出力となるように制御している。
The
このように、第２フリークーリング併用モードでは、第８ポンプＰ８が作動状態で且つ第１１制御弁Ｄ１１及び第１２制御弁Ｄ１２が開状態であるので、高温側の第１フリークーリング路１２にて冷却塔２から高温側の熱交換部７に冷却水が供給され、高温側の熱交換部７において冷却水と冷水との熱交換が行われるとともに、低温側の第１フリークーリング路１３にて冷却塔２から低温側の熱交換部８に冷却水が供給され、低温側の熱交換部８においても冷却水と冷水との熱交換が行われる。これにより、高温側の第１熱負荷機器４を通過した冷水だけでなく、低温側の第１熱負荷機器５を通過した冷水も予冷したのち、冷凍機３に還すことができる。更に、第７ポンプＰ７が作動状態で且つ第１３制御弁Ｄ１３及び第１４制御弁Ｄ１４が開状態であるので、第２フリークーリング路１４にて冷却塔２から第２冷却コイル６ｂに冷却水が供給され、第２冷却コイル６ｂにおいて第１冷却コイル６ａに供給される前の空気を予冷することができる。
In this way, in the second free cooling combined mode, the eighth pump P8 is in an operating state and the eleventh control valve D11 and the twelfth control valve D12 are in an open state, so that cooling water is supplied from the
（フリークーリングモード）
フリークーリングモードでは、図５に示すように、冷凍機３を運転停止させ且つ冷却塔２を運転させて、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を熱交換部７、８に供給して、第１冷水循環路１５にて循環される冷水を冷却し、その冷却された冷水を第１熱負荷機器４、５に供給することで、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を間接的に用いて、第１熱負荷機器４、５での冷熱利用処理を行うだけでなく、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を第２熱負荷機器６にも供給して、冷却塔２にて生成した冷却水が有する冷熱を直接的に用いて、第２熱負荷機器６での冷熱利用処理を行うものである。
(Free cooling mode)
In the free cooling mode, as shown in FIG. 5, the
フリークーリングモードでは、運転制御部９が、冷凍機３を運転停止させ且つ冷却塔２を運転させて、冷却塔２にて生成した冷却水を、高温側の第１フリークーリング路１２にて高温側の熱交換部７に供給し、低温側の第１フリークーリング路１３にて低温側の熱交換部８にも供給し、更に、第２フリークーリング路１４にて第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂにも供給している。そして、第１冷水循環路１５、１６にて冷水を循環させて、第１熱負荷機器４、５に冷水を供給している。
In the free cooling mode, the
冷却塔２にて生成した冷却水の一部を高温側の熱交換部７に供給しているので、高温側の熱交換部７において、高温側の第１熱負荷機器４にて温度上昇した冷水（例えば、３６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、１４℃以下の冷却水）にて冷却することができる。しかも、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を低温側の熱交換部８にも供給しているので、低温側の熱交換部８においても、低温側の第１熱負荷機器５にて温度上昇した冷水（例えば、２６℃の冷水）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、１４℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、高温側の第１冷水循環路１５により高温側の熱交換部７にて冷却された冷水を高温側の第１熱負荷機器４に供給して、高温側の第１熱負荷機器４での冷熱利用処理を行うことができるだけでなく、低温側の第１冷水循環路１６により低温側の熱交換部８にて冷却された冷水を低温側の第１熱負荷機器５に供給して、低温側の第１熱負荷機器５での冷熱利用処理を行うことができる。よって、冷凍機３を運転停止させた状態においても、第１熱負荷機器４、５での冷熱利用処理を適切に行うことができ、省エネルギー化を図ることができる。
Because a portion of the cooling water generated in the
更に、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂにも供給しているので、第２冷却コイル６ｂにおいて、空気（例えば、３０℃の空気）を冷却塔２にて生成した冷却水（例えば、１４℃以下の冷却水）にて冷却することができる。これにより、第２冷却コイル６ｂにて冷却することで、空調対象空間を冷房するための温調空気を生成して、空調対象空間の空調を行うことができる。よって、冷凍機３を運転停止させた状態においても、第２冷却コイル６ｂでの冷却により、空調対象空間の空調を効果的に行うことができる。
Furthermore, a portion of the cooling water generated in the
以下、ポンプや制御弁等の具体的な制御について説明するが、通常モード（図１参照）と異なる制御を主に説明し、同様の制御については説明を省略する。 The specific controls of the pump, control valves, etc. are explained below, but mainly the controls that differ from the normal mode (see Figure 1) are explained, and explanations of similar controls are omitted.
第４ポンプＰ４及び第５ポンプＰ５の制御、第１～第１５制御弁Ｄ１～Ｄ１５のうち、第３制御弁Ｄ３、第６制御弁Ｄ６の制御については、通常モードと同様である。 The control of the fourth pump P4 and the fifth pump P5, and the control of the third control valve D3 and the sixth control valve D6 among the first to fifteenth control valves D1 to D15 are the same as in the normal mode.
通常モードとは異なり、運転制御部９は、第１５制御弁Ｄ１５の開度制御を停止し、第２ポンプＰ２及び第３ポンプＰ３を作動停止させて、冷凍機３を運転停止させている。
Unlike the normal mode, the
運転制御部９は、冷却水循環路１１における第１ポンプＰ１の制御として、熱交換部７、８及び第２熱負荷機器６の第２冷却コイル６ｂにて要求される二次側流量を確保するように、第１ポンプＰ１の作動状態を制御している。このとき、第７流量検出部Ｆ７、第８流量検出部Ｆ８及び第９流量検出部Ｆ９の検出情報等から二次側流量を求めることができる。
The
運転制御部９は、第４～第８ポンプＰ４～Ｐ８及び第１～第１４制御弁Ｄ１～Ｄ１４における制御として、第６ポンプＰ６以外のポンプを作動状態とするとともに、第３制御弁Ｄ３及び第６制御弁Ｄ６以外の制御弁を開閉制御している。
The
通常モードとは異なり、運転制御部９は、第２制御弁Ｄ２を閉状態とし且つ第１制御弁Ｄ１を開状態とすることで、高温側の第１冷水循環路１５において、第９流路Ｒ９に通流させずに第６流路Ｒ６、第７流路Ｒ７、第２７流路Ｒ２７を通して、高温側の第１熱負荷機器４及び高温側の熱交換部７を通過させる状態で冷水を循環させている。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１１制御弁Ｄ１１を開状態とすることで、高温側の第１フリークーリング路１２において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第１９流路Ｒ１９を通して高温側の熱交換部７に供給し、高温側の熱交換部７を通過した冷却水を、第２０流路Ｒ２０及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、高温側の熱交換部７における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。
Unlike the normal mode, the
運転制御部９は、第５制御弁Ｄ５を閉状態とし且つ第４制御弁Ｄ４を開状態とすることで、低温側の第１冷水循環路１６において、第１３流路Ｒ１３に通流させずに第１１流路Ｒ１１、第１２流路Ｒ１２、第２７流路Ｒ２７を通して、低温側の第１熱負荷機器５及び低温側の熱交換部８を通過させる状態で冷水を循環させている。また、運転制御部９は、第８ポンプＰ８を作動状態とし、第１２制御弁Ｄ１２を開状態とすることで、低温側の第１フリークーリング路１３において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第２１流路Ｒ２１を通して低温側の熱交換部８に供給し、低温側の熱交換部８を通過した冷却水を、第２２流路Ｒ２２及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。これにより、低温側の熱交換部８における冷却水と冷水との熱交換を可能としている。
By closing the fifth control valve D5 and opening the fourth control valve D4, the
運転制御部９は、第８制御弁Ｄ８及び第１０制御弁Ｄ１０を閉状態とし且つ第９制御弁Ｄ９、第１３制御弁Ｄ１３及び第１４制御弁Ｄ１４を開状態とすることで、第２フリークーリング路１４において、冷却塔２にて生成した冷却水の一部を、第１流路Ｒ１及び第２３流路Ｒ２３を通して第２冷却コイル６ｂに供給し、第２冷却コイル６ｂを通過した冷却水を、第２４流路Ｒ２４及び第４流路Ｒ４を通して冷却塔２に還している。このとき、第３ポンプＰ３が作動停止状態であり、第８制御弁Ｄ８及び第１０制御弁Ｄ１０が閉状態であるので、第２冷却コイル６ｂ側の第２冷水循環路１８による第２冷却コイル６ｂへの冷水の供給は停止されている。
The
運転制御部９は、第６ポンプＰ６を作動停止させ且つ第７制御弁Ｄ７を閉状態とすることで、第１冷却コイル６ａ側の第２冷水循環路１７における冷水の流通を停止させて、第１冷却コイル６ａへの冷水の供給を停止している。
The
運転制御部９は、第７ポンプＰ７の作動状態を制御することで、第２冷却コイル６ｂへの冷却水の供給量を制御している。運転制御部９は、第２冷却コイル６ｂの熱負荷の大きさに応じて、第７ポンプＰ７の出力を制御している。
The
運転制御部９は、第７流量検出部Ｆ７及び第８流量検出部Ｆ８の検出情報等に基づいて、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量を確保するように、第８ポンプＰ８の作動状態を制御することで、高温側の第１フリークーリング路１２における冷却水の流量制御、及び、低温側の第１フリークーリング路１３における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８にて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第８ポンプＰ８が高出力となるように制御している。また、運転制御部９は、第９流量検出部Ｆ９の検出情報等に基づいて、第２冷却コイル６ｂにて要求される冷却水の流量を確保するように、第７ポンプＰ７の作動状態を制御することで、第２フリークーリング路１４における冷却水の流量制御を行っている。運転制御部９は、第２冷却コイル６ｂにて要求される冷却水の流量が大きくなるほど、第７ポンプＰ７が高出力となるように制御している。
The
このように、フリークーリングモードでは、第８ポンプＰ８が作動状態で且つ第１１制御弁Ｄ１１及び第１２制御弁Ｄ１２が開状態であるので、高温側の第１フリークーリング路１２にて冷却塔２から高温側の熱交換部７に冷却水が供給され、高温側の熱交換部７において冷却水と冷水との熱交換が行われるとともに、低温側の第１フリークーリング路１３にて冷却塔２から低温側の熱交換部８に冷却水が供給され、低温側の熱交換部８においても冷却水と冷水との熱交換が行われる。これにより、高温側の第１冷水循環路１５により高温側の熱交換部７にて冷却された冷水を高温側の第１熱負荷機器４に供給して、高温側の第１熱負荷機器４での冷熱利用処理を行うことができるだけでなく、低温側の第１冷水循環路１６により低温側の熱交換部８にて冷却された冷水を低温側の第１熱負荷機器５に供給して、低温側の第１熱負荷機器５での冷熱利用処理を行うことができる。
In this way, in the free cooling mode, the eighth pump P8 is in an operating state and the eleventh control valve D11 and the twelfth control valve D12 are in an open state, so that cooling water is supplied from the
更に、第７ポンプＰ７が作動状態で且つ第１３制御弁Ｄ１３及び第１４制御弁Ｄ１４が開状態であるので、第２フリークーリング路１４にて冷却塔２から第２冷却コイル６ｂに冷却水が供給され、第２冷却コイル６ｂにおいて冷却水にて空気を冷却することで、空調対象空間を冷房するための温調空気を生成して、空調対象空間の空調を行うことができる。
Furthermore, because the seventh pump P7 is in an operating state and the thirteenth control valve D13 and the fourteenth control valve D14 are in an open state, cooling water is supplied from the
運転制御部９による運転モードの切り替えについて説明すると、運転制御部９は、冷却塔２による冷却後の冷却水の温度（生成された冷却水温度）に基づいて、通常モード（図１参照）と第１フリークーリング併用モード（図２及び図３参照）と第２フリークーリング併用モード（図４参照）とフリークーリングモード（図５参照）との何れかに自動的に切り替えている。
Regarding the switching of the operation mode by the
運転制御部９は、第１温度検出部Ｔ１の検出情報に基づいて、冷却塔２による冷却後の冷却水の温度（生成された冷却水温度）を取得している。そこで、図６のフローチャートに示すように、運転制御部９は、第１温度検出部Ｔ１の検出温度がどのような温度領域であるかに応じて、通常モード（図１参照）と第１フリークーリング併用モード（図２及び図３参照）と第２フリークーリング併用モード（図４参照）とフリークーリングモード（図５参照）との何れかに切り替えている。
The
図６に示すように、第１温度検出部Ｔ１の検出温度が上側温度領域よりも高い場合には、運転制御部９が、運転モードを通常モードに切り替えている（ステップ＃１のＹｅｓの場合、ステップ＃２）。上側温度領域は、高温側の第１熱負荷機器４に対してフリークーリングの利用が可能な設定温度（例えば、３２℃、第１設定温度に相当する）以下で、且つ、低温側の第１熱負荷機器５に対してフリークーリングの利用が可能な設定温度（例えば、２４℃、第１設定温度に相当する）よりも高い温度領域に設定されている。
As shown in FIG. 6, when the temperature detected by the first temperature detection unit T1 is higher than the upper temperature range, the
第１温度検出部Ｔ１の検出温度が上側温度領域内である場合には、運転制御部９が、運転モードを高温側の第１フリークーリング併用モードに切り替えている（ステップ＃３のＹｅｓの場合、ステップ＃４）。
If the temperature detected by the first temperature detection unit T1 is within the upper temperature range, the
第１温度検出部Ｔ１の検出温度が中間温度領域内である場合には、運転制御部９が、運転モードを低温側の第１フリークーリング併用モードに切り替えている（ステップ＃５のＹｅｓの場合、ステップ＃６）。中間温度領域は、低温側の第１熱負荷機器５に対してフリークーリングの利用が可能な設定温度（例えば、２４℃、第１設定温度に相当する）以下で、且つ、第２熱負荷機器６に対してフリークーリングの利用が可能な第２設定温度（例えば、２０℃）よりも高い温度領域に設定されている。
If the temperature detected by the first temperature detection unit T1 is within the intermediate temperature range, the
第１温度検出部Ｔ１の検出温度が下側温度領域内である場合には、運転制御部９が、運転モードを第２フリークーリング併用モードに切り替えている（ステップ＃７のＹｅｓの場合、ステップ＃８）。下側温度領域は、第２熱負荷機器６に対してフリークーリングの利用が可能な第２設定温度（例えば、２０℃）以下で、且つ、第２熱負荷機器６の要求温度である第３設定温度（例えば、１４℃）よりも高い温度領域に設定されている。
When the temperature detected by the first temperature detection unit T1 is within the lower temperature range, the
第１温度検出部Ｔ１の検出温度が第３設定温度以下である場合には、運転制御部９が、運転モードをフリークーリングモードに切り替えている（ステップ＃９のＹｅｓの場合、ステップ＃１０）。
If the temperature detected by the first temperature detection unit T1 is equal to or lower than the third set temperature, the
図１では、熱源設備１における冷却水回路や冷水回路の概略構成を示しているが、図７及び図８に示すように、冷却水回路及び冷水回路において、配管の二重化を図ることができる。これにより、メンテナンス作業を効率的に行うことができるだけでなく、例えば、一方の機器が故障しても、他方の機器を用いて、冷却水や冷水の供給を行うことができ、設備の信頼性を向上させることができる。
Figure 1 shows the schematic configuration of the cooling water circuit and the chilled water circuit in the
ちなみに、図７と図８では、冷却水回路及び冷水回路を途中部位に切断することで、図７と図８とに分けて示している。図７及び図８において、切断箇所に「Ａ１～Ａ１３」を付しており、図７の「Ａ１」と図８の「Ａ１」とのように、同じ数字のものが接続されている。図７及び図８では、図１と同様に、通常モードにおいて、冷却水や冷水が通流する部位を太線にて示し、冷却水や冷水が通流しない部位を細線にて示している。 Incidentally, in Fig. 7 and Fig. 8, the cooling water circuit and the cold water circuit are shown separated by cutting them at intermediate locations. In Fig. 7 and Fig. 8, the cut locations are labeled "A1 to A13," and items with the same numbers are connected, such as "A1" in Fig. 7 and "A1" in Fig. 8. In Fig. 7 and Fig. 8, as in Fig. 1, in normal mode, the locations through which the cooling water and cold water flow are indicated by thick lines, and the locations through which the cooling water and cold water do not flow are indicated by thin lines.
図７に示すように、第１ヘッダＨ１及び第２ヘッダＨ２の二重化が図られており、それに伴って、第１ヘッダＨ１や第２ヘッダＨ２に接続される第１～第４流路Ｒ１～Ｒ４の少なくとも一部の二重化が図られている。また、第３ヘッダＨ３及び第４ヘッダＨ４についても、二重化が図られており、それに伴って、第５流路Ｒ５、第６流路Ｒ６、第７流路Ｒ７、第８流路Ｒ８、第１１流路Ｒ１１、第１２流路Ｒ１２、第１５流路Ｒ１５、第１６流路Ｒ１６、第１７流路Ｒ１７、第１８流路Ｒ１８の各流路の少なくとも一部の二重化が図られている。 As shown in FIG. 7, the first header H1 and the second header H2 are duplicated, and therefore at least a portion of the first to fourth flow paths R1 to R4 connected to the first header H1 and the second header H2 are duplicated. The third header H3 and the fourth header H4 are also duplicated, and therefore at least a portion of the fifth flow path R5, the sixth flow path R6, the seventh flow path R7, the eighth flow path R8, the eleventh flow path R11, the twelfth flow path R12, the fifteenth flow path R15, the sixteenth flow path R16, the seventeenth flow path R17, and the eighteenth flow path R18 are duplicated.
図８に示すように、高温側の熱交換部７及び低温側の熱交換部８の二重化が図られており、それに伴って、第１０流路Ｒ１０、第１４流路Ｒ１４の二重化が図られている。また、第２熱負荷機器６を複数（例えば、３つ）備えることもできるので、複数の第２熱負荷機器６の夫々に対して、第１５流路Ｒ１５、第１６流路Ｒ１６、第１７流路Ｒ１７、第１８流路Ｒ１８が接続されている。複数の第２熱負荷機器６を備える場合には、図８に示すように、並列状態で備えられている。複数の第２熱負荷機器６を備えることで、異なる複数の空調対象空間の空調を行うことができるが、１つの空調対象空間に対して複数の第２熱負荷機器６にて空調することもできる。
As shown in FIG. 8, the high-temperature side
ちなみに、図示は省略するが、高温側の第１熱負荷機器４及び低温側の第１熱負荷機器５を複数備えることもできる。この場合も、複数の高温側の第１熱負荷機器４及び複数の低温側の第１熱負荷機器５を、並列状態で備えることができる。
Although not shown in the figure, it is also possible to have multiple first
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another embodiment]
Other embodiments of the present invention will be described below. Note that the configurations of the embodiments described below are not limited to being applied alone, but may also be applied in combination with the configurations of other embodiments.
（１）上記実施形態では、第１熱負荷機器４、５を、電子機器や情報処理機器等を冷却するための冷却機器にて構成し、第２熱負荷機器６を、空調対象空間を空調する空調機にて構成しているが、熱負荷機器としては、多種多様なものが適用可能であり、要求温度が異なる第１熱負荷機器と第２熱負荷機器との２種類の熱負荷機器を含むものであればよい。
(1) In the above embodiment, the first
（２）上記実施形態では、第１熱負荷機器４、５として、高温側の第１熱負荷機器４と低温側の第１熱負荷機器５との要求温度が異なる２種類の熱負荷機器を備えているが、例えば、要求温度が異なる３種類以上の熱負荷機器を備えることもでき、逆に、１種類の熱負荷機器を備えることもできる。
(2) In the above embodiment, the first
（３）上記実施形態では、運転制御部９が、冷却塔２による冷却後の冷却水の温度に基づいて、運転モードの切り替えを行っているが、例えば、運転制御部が、外気温度に基づいて、運転モードを切り替えることもでき、季節や日付等の各種の条件に基づいて、運転モードを切り替えることができる。また、使用者や管理者等の人為操作に基づいて、運転モードを手動的に切り替えることもできる。
(3) In the above embodiment, the
２ 冷却塔
３ 冷凍機
４ 高温側の第１熱負荷機器
５ 低温側の第１熱負荷機器
６ 第２熱負荷機器
６ａ 第１冷却コイル
６ｂ 第２冷却コイル
７ 高温側の熱交換部
８ 低温側の熱交換部
９ 運転制御部
１１ 冷却水循環路
１２ 高温側の第１フリークーリング路
１３ 低温側の第１フリークーリング路
１４ 第２フリークーリング路
１５ 高温側の第１冷水循環路
１６ 低温側の第１冷水循環路
１７ 第１冷却コイル側の第２冷水循環路
１８ 第２冷却コイル側の第２冷水循環路
Claims (4)
前記冷却水を利用して前記冷凍機で冷却された冷水を前記冷凍機と第１熱負荷機器との間で循環させる第１冷水循環路と、
前記第１熱負荷機器よりもフリークーリングの利用可能温度が低い第２熱負荷機器と前記冷凍機との間で前記冷水を循環させる第２冷水循環路と、
前記第１冷水循環路における前記第１熱負荷機器から前記冷凍機への還り路に備えられた熱交換部と前記冷却塔との間で前記冷却水を循環させて、前記第１熱負荷機器から前記冷凍機への還り冷水の前記熱交換部での冷却を可能にする第１フリークーリング路と、
前記冷却塔と前記第２熱負荷機器との間で前記冷却水を循環させて、前記第２熱負荷機器への前記冷却水の直接供給を可能にする第２フリークーリング路と、が備えられ、
前記第２熱負荷機器には、前記冷水が供給される第１冷却コイルと、前記冷水又は前記冷却水が供給される第２冷却コイルとが備えられ、
前記冷凍機には、前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とが並列に接続されて、前記冷凍機からの前記冷水が前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とに供給可能に構成され、
運転モードを、前記冷凍機を運転させて冷却した前記冷水を前記第１冷水循環路と前記第２冷水循環路とに分岐して循環させる循環状態で前記第１フリークーリング路に前記冷却水を循環させる第１フリークーリング併用モードと、前記循環状態で前記第１フリークーリング路と前記第２フリークーリング路とに前記冷却水を循環させる第２フリークーリング併用モードと、に切り替える運転制御部が備えられ、
前記第２フリークーリング併用モードでは、前記第１冷却コイルに前記冷水が供給されるとともに前記第２冷却コイルに前記冷却水が供給される熱源設備。 a cooling water circulation path for circulating the cooling water cooled in the cooling tower between the cooling tower and the refrigerator;
a first cold water circulation path that circulates cold water cooled by the refrigerator using the cooling water between the refrigerator and a first heat load device;
a second cold water circulation path that circulates the cold water between a second heat load device having a lower available temperature for free cooling than the first heat load device and the refrigerator;
a first free cooling path that circulates the cooling water between a heat exchange unit provided in a return path from the first heat load device to the chiller in the first chilled water circulation path and the cooling tower, thereby enabling cooling of the return chilled water from the first heat load device to the chiller in the heat exchange unit;
A second free cooling path is provided for circulating the cooling water between the cooling tower and the second heat load device to enable direct supply of the cooling water to the second heat load device;
The second heat load device includes a first cooling coil to which the cold water is supplied, and a second cooling coil to which the cold water or the cooling water is supplied,
the first cold water circulation path and the second cold water circulation path are connected in parallel to the chiller, and the chilled water from the chiller can be supplied to the first cold water circulation path and the second cold water circulation path;
an operation control unit that switches an operation mode between a first free cooling combined mode in which the cold water cooled by operating the refrigerator is branched into the first cold water circulation path and the second cold water circulation path and circulated, and the cooling water is circulated through the first free cooling path in a circulation state, and a second free cooling combined mode in which the cooling water is circulated through the first free cooling path and the second free cooling path in the circulation state,
In the second free cooling combination mode, the cold water is supplied to the first cooling coil and the cooling water is supplied to the second cooling coil .
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