特許 6759481 冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6759481

(24)【登録日】2020年9月4日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20200910BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20200910BHJP

   F24F 11/64 20180101ALI20200910BHJP

   F24F 11/70 20180101ALI20200910BHJP

   F24F 110/12 20180101ALN20200910BHJP

   F24F 110/22 20180101ALN20200910BHJP

   F24F 110/32 20180101ALN20200910BHJP

【ＦＩ】

   F24F5/00 101Z

   F25B1/00 399Y

   F24F11/64

   F24F11/70

   F24F110:12

   F24F110:22

   F24F110:32

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-71490(P2020-71490)

(22)【出願日】2020年4月13日

【審査請求日】2020年4月13日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄仁

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７０１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０９３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７２９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１３８０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５９５８５０３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１３−１７８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１９／０１７１２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平４−２０８３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２２３７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１７５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第８２２３４９５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１００６１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１０００４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｂ １／００− ４９／０４

Ｆ２４Ｆ １／００−１４０／６０

Ｆ２５Ｄ １／００− ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷凍機により冷却媒体を冷却する第１冷却装置と、
フリークーリングにより前記冷却媒体を冷却する第２冷却装置と、
前記第１冷却装置および前記第２冷却装置の駆動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が設けられた場所で計測された計測気象情報と、前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が設けられた場所に最も近い気象予測情報とを取得する取得部と、
前記計測気象情報に基づいて、前記取得部で取得された前記気象予測情報を補正して補正気象予測情報を導出する補正部と、
前記補正気象予測情報に基づいて、前記冷凍機の運転状態を切り替える駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、
前記第２冷凍装置に引き込まれる前記冷却媒体の温度が第１温度閾値より高い場合、前記補正部によって前記補正気象予測情報を導出させることなく、前記冷凍機を駆動させる冷却装置。

【請求項2】

前記駆動制御部は、
前記第１冷却装置が駆動されておらず、かつ、前記第２冷却装置が駆動されているときに、第１時間後の前記補正気象予測情報に基づく値が、所定の第２温度閾値以上である場合に、前記冷凍機を始動させる請求項１に記載の冷却装置。

【請求項3】

前記駆動制御部は、
前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が駆動されているときに、第２時間後の前記補正気象予測情報に基づく値が、所定の第２温度閾値以下である場合に、前記冷凍機を停止させる請求項１または２に記載の冷却装置。

【請求項4】

前記駆動制御部は、
前記第２時間に亘る前記補正気象予測情報の値が、継続して前記第２温度閾値以下である場合に、前記冷凍機を停止させる請求項３に記載の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のフリークーリングを用いた冷却装置は、冷凍機、および、フリークーリングが可能な熱交換器を備えており、冷凍機および熱交換器の一方または双方を用いて冷却媒体を冷却する。

【0003】

このような冷却装置の中には、遠方に存在している気象予報センターから取得した気象予測情報に基づいて、冷凍機による冷却および熱交換器による冷却の切り替えを行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５９５８５０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に記載される従来技術では、気象予報センターにおいて提供されている複数の計測地点での気象予測情報のうち、冷却装置が設けられた場所に最も近い計測地点の気象予測情報を取得することになる。

【0006】

しかしながら、冷却装置が設けられた場所と、取得した気象予測情報の計測地点とは、異なる。そのため、取得した気象予測情報は、冷却装置が設けられた場所の気象情報（例えば、湿球温度）と異なることになる。

【0007】

したがって、特許文献１に記載される従来技術では、冷却媒体を目標温度に維持することが困難であった。

【0008】

本発明は、このような課題に鑑み、冷却媒体を目標温度に維持することが可能な冷却装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の冷却装置は、冷凍機により冷却媒体を冷却する第１冷却装置と、フリークーリングにより前記冷却媒体を冷却する第２冷却装置と、前記第１冷却装置および前記第２冷却装置の駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が設けられた場所で計測された計測気象情報と、前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が設けられた場所に最も近い気象予測情報とを取得する取得部と、前記計測気象情報に基づいて、前記取得部で取得された前記気象予測情報を補正して補正気象予測情報を導出する補正部と、前記補正気象予測情報に基づいて、前記冷凍機の運転状態を切り替える駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記第２冷凍装置に引き込まれる前記冷却媒体の温度が第１温度閾値より高い場合、前記補正部によって前記補正気象予測情報を導出させることなく、前記冷凍機を駆動させる。

【0010】

前記駆動制御部は、前記第１冷却装置が駆動されておらず、かつ、前記第２冷却装置が駆動されているときに、第１時間後の前記補正気象予測情報に基づく値が、所定の第２温度閾値以上である場合に、前記冷凍機を始動させてもよい。

【0011】

前記駆動制御部は、前記第１冷却装置および前記第２冷却装置が駆動されているときに、第２時間後の前記補正気象予測情報に基づく値が、所定の第２温度閾値以下である場合に、前記冷凍機を停止させてもよい。

【0012】

前記駆動制御部は、前記第２時間に亘る前記補正気象予測情報の値が、継続して前記第２温度閾値以下である場合に、前記冷凍機を停止させてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、冷却媒体を目標温度に維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、冷却システムの概略的な構成を説明する図である。

【図2】図２は、冷却装置の構成を説明する図である。

【図3】図３は、冷却装置の電気的な構成を説明する図である。

【図4】図４は、制御装置の制御処理を示すフローチャートである。

【図5】図５は、気象予測情報が示す湿球温度、および、補正気象予測情報に基づく湿球温度曲線、および、フリークーリング可能温度曲線を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0016】

図１は、冷却システム１の概略的な構成を説明する図である。図１に示すように、冷却システム１は、冷却装置１０、気象情報装置１２および通信ネットワーク１４を備える。

【0017】

冷却装置１０は、発熱機器、物品、空気等の冷却対象を冷却する。冷却装置１０は、例えば、ビルの屋上に設置される。冷却装置１０は、通信ネットワーク１４を介して気象情報装置１２と接続される。

【0018】

気象情報装置１２は、予め設定された複数の計測地点での現在の気温、湿度、湿球温度等の気象情報を取得する。また、気象情報装置１２は、複数の計測地点での将来（例えば、３０分間隔ごと）の気象情報の予測値を導出する。そして、気象情報装置１２は、現在の気象情報、および、将来の気象情報の予測値を含む気象予測情報を、通信ネットワーク１４を介して冷却装置１０に送信する。

【0019】

通信ネットワーク１４は、携帯電話網、インターネット網、ＬＡＮ(Local Area Network)、専用回線等で構成され、冷却装置１０と気象情報装置１２との無線もしくは有線による通信接続を実現する。

【0020】

図２は、冷却装置１０の構成を説明する図である。図２に示すように、冷却装置１０は、第１冷却装置２０、第２冷却装置２２、負荷側循環路２４、負荷側ポンプ２６、負荷バルブ２８、負荷熱交換器３０、引込路３２、引込ポンプ３４、温度計３６ａ、３６ｂ、３６ｃを備える。

【0021】

第１冷却装置２０は、冷凍機４０、第１冷却塔４２、冷凍機側循環路４４、冷凍機側ポンプ４６を備える。第１冷却装置２０では、冷凍機４０と第１冷却塔４２とが冷凍機側循環路４４を介して接続されており、冷却水Ｗ１が冷凍機側循環路４４を介して冷凍機４０と第１冷却塔４２との間で循環する。

【0022】

冷凍機側循環路４４は、冷凍機４０から第１冷却塔４２に向かって冷却水Ｗ１が排出される冷凍機側排出路４４ａと、第１冷却塔４２から冷凍機４０に向かって冷却水Ｗ１が供給される冷凍機側供給路４４ｂとを備える。

【0023】

冷凍機４０は、第１冷却塔４２から冷却水Ｗ１を受け取り、ヒートポンプの原理により、負荷側循環路２４を循環する冷水（冷却媒体）Ｗ２を冷却し、目標温度の冷水Ｗ２を生成する。冷凍機４０は、例えば、ターボ冷凍機や吸収式冷凍機等である。冷凍機４０は、冷水Ｗ２を冷却する際に発生する熱を冷却水Ｗ１により冷却する。

【0024】

第１冷却塔４２は、筐体５０、ノズル群５２、ファン５４、貯水槽５６、モータ５８を備える。ノズル群５２、ファン５４、貯水槽５６、モータ５８は、筐体５０内に収容されている。

【0025】

ノズル群５２は、冷凍機側排出路４４ａに接続され、筐体５０内に冷却水Ｗ１を散布する。

【0026】

ファン５４は、筐体５０内におけるノズル群５２よりも上方に設けられ、モータ５８によって回転駆動される。ファン５４は、回転駆動することにより、ノズル群５２から散布された冷却水Ｗ１を外空気に晒して、冷却水Ｗ１を冷却する。そして、ノズル群５２から散布され、ファン５４によって外空気に晒されて冷却された冷却水Ｗ１は、筐体５０の下部に設けられた貯水槽５６内に貯留される。

【0027】

貯水槽５６には、冷凍機側供給路４４ｂが接続される。冷凍機側供給路４４ｂの途中には、冷凍機側ポンプ４６が設けられる。貯水槽５６内に貯留された冷却水Ｗ１は、冷凍機側ポンプ４６によって、冷凍機４０内に供給される。

【0028】

冷却装置１０では、第１冷却装置２０の冷凍機４０と、負荷熱交換器３０とが負荷側循環路２４を介して接続されている。冷水Ｗ２は、負荷側循環路２４を介して冷凍機４０と負荷熱交換器３０との間で循環する。

【0029】

負荷側循環路２４は、冷凍機４０から負荷熱交換器３０に向かって冷水Ｗ２が供給される負荷側供給路２４ａと、負荷熱交換器３０から冷凍機４０に向かって冷水Ｗ２が排出される負荷側排出路２４ｂとを備える。

【0030】

負荷熱交換器３０は、発熱機器や物品を冷却するための熱交換器、または、空気を冷却するための冷房等であり、１つまたは複数設けられる。負荷熱交換器３０は、負荷バルブ２８を介して負荷側供給路２４ａに接続されているとともに、負荷側排出路２４ｂに接続されている。負荷側排出路２４ｂの途中には、負荷側ポンプ２６が設けられ、負荷側ポンプ２６によって、負荷熱交換器３０から冷凍機４０に向けて冷水Ｗ２が供給される。

【0031】

負荷熱交換器３０は、負荷側供給路２４ａから供給された冷水Ｗ２と、発熱機器や物品、または、空気等の冷却対象との間で熱交換を行い、冷却対象を冷却する。冷却対象を冷却することで温められた冷水Ｗ２は、負荷側排出路２４ｂを介して冷凍機４０に排出される。なお、負荷バルブ２８は、負荷熱交換器３０ごとに設けられ、負荷熱交換器３０に対して冷水Ｗ２の供給および停止を切り替える。

【0032】

第２冷却装置２２は、熱交換器６０、第２冷却塔６２、フリークーリング側循環路６４、フリークーリング側ポンプ６６を備える。

【0033】

第２冷却装置２２では、熱交換器６０と第２冷却塔６２とがフリークーリング側循環路６４を介して接続されており、冷却水Ｗ３がフリークーリング側循環路６４を介して熱交換器６０と第２冷却塔６２との間で循環する。

【0034】

フリークーリング側循環路６４は、熱交換器６０から第２冷却塔６２に向かって冷却水Ｗ３が排出されるフリークーリング側排出路６４ａと、第２冷却塔６２から熱交換器６０に向かって冷却水Ｗ３が供給されるフリークーリング側供給路６４ｂとを備える。

【0035】

熱交換器６０は、フリークーリング側循環路６４内を循環する冷却水Ｗ３と、引込路３２内を流通する冷水Ｗ２との間で熱交換を行う。具体的には、熱交換器６０は、引込路３２内を流通する冷水Ｗ２の熱を、フリークーリング側循環路６４内を循環する冷却水Ｗ３に伝達させる。これにより、熱交換器６０は、引込路３２内を流通する冷水Ｗ２を冷却する。

【0036】

第２冷却塔６２は、筐体７０、ノズル群７２、ファン７４、貯水槽７６、モータ７８を備える。ノズル群７２、ファン７４、貯水槽７６、モータ７８は、筐体７０内に収容されている。

【0037】

ノズル群７２は、フリークーリング側排出路６４ａに接続され、筐体７０内に冷却水Ｗ３を散布する。

【0038】

ファン７４は、筐体７０内におけるノズル群７２よりも上方に設けられ、モータ７８によって回転駆動される。ファン７４は、回転駆動することにより、ノズル群７２から散布された冷却水Ｗ３を外空気に晒して、冷却水Ｗ３を冷却する。そして、ノズル群７２から散布され、ファン７４によって外空気に晒され冷却された冷却水Ｗ３は、筐体７０の下部に設けられた貯水槽７６内に貯留される。

【0039】

貯水槽７６には、フリークーリング側供給路６４ｂが接続される。フリークーリング側供給路６４ｂの途中には、フリークーリング側ポンプ６６が設けられる。貯水槽７６内に貯留された冷却水Ｗ３は、フリークーリング側ポンプ６６によって、熱交換器６０内に供給される。

【0040】

引込路３２は、引込供給路３２ａおよび引込排出路３２ｂを備える。引込路３２は、負荷側排出路２４ｂの途中に接続される。引込供給路３２ａは、負荷側排出路２４ｂの途中である上流側分岐点２４ｃと熱交換器６０とを接続し、負荷側排出路２４ｂを流通する冷水Ｗ２の一部または全部を熱交換器６０に導く。引込排出路３２ｂは、負荷側排出路２４ｂにおける上流側分岐点２４ｃよりも下流側の下流側分岐点２４ｄと熱交換器６０とを接続し、熱交換器６０から排出された冷水Ｗ２を負荷側排出路２４ｂに戻す。

【0041】

引込供給路３２ａの途中には、引込ポンプ３４が設けられる。引込ポンプ３４は、負荷側排出路２４ｂを流通する冷水Ｗ２を熱交換器６０に引き込む（流通させる）。

【0042】

このように、第２冷却装置２２は、冷凍機を用いずにフリークーリングによって熱交換器６０が冷水Ｗ２を冷却する。

【0043】

温度計３６ａは、負荷側排出路２４ｂにおける上流側分岐点２４ｃと負荷熱交換器３０との間に設けられる。温度計３６ａは、引込路３２に導入される冷水Ｗ２の温度を計測する。

【0044】

温度計３６ｂは、負荷側排出路２４ｂにおける下流側分岐点２４ｄと冷凍機４０との間に設けられる。温度計３６ｂは、冷凍機４０に導入される冷水Ｗ２の温度を計測する。

【0045】

温度計３６ｃは、負荷側供給路２４ａにおける冷凍機４０と負荷バルブ２８との間に設けられる。温度計３６ｃは、冷凍機４０から負荷熱交換器３０に供給される冷水Ｗ２の温度を計測する。

【0046】

図３は、冷却装置１０の電気的な構成を説明する図である。図３に示すように、冷却装置１０は、制御装置８０および湿球温度計９０を備える。

【0047】

制御装置８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなる。制御装置８０は、本実施形態において、駆動制御部８２、取得部８４および補正部８６として機能する。

【0048】

制御装置８０は、通信ネットワーク１４を介して気象情報装置１２と通信可能である。また、制御装置８０は、第１冷却装置２０、第２冷却装置２２、負荷側ポンプ２６、温度計３６ａ、３６ｂ、３６ｃおよび湿球温度計９０と接続される。

【0049】

より具体的には、制御装置８０は、第１冷却装置２０の冷凍機４０、冷凍機側ポンプ４６およびモータ５８と接続される。また、制御装置８０は、第２冷却装置２２のフリークーリング側ポンプ６６およびモータ７８と接続される。

【0050】

また、冷却装置１０は、運転モードとして、第１冷却装置２０のみを駆動させる第１モード、第１冷却装置２０および第２冷却装置２２の双方を駆動させる第２モード、および、第２冷却装置２２のみを駆動させる第３モードが設けられている。運転モードは、駆動制御部８２によって切り替えられる。

【0051】

図４は、制御装置８０の制御処理を示すフローチャートである。制御装置８０は、所定間隔ごとに、図４に示す制御処理を繰り返し実行する。また、図４に示す制御処理は、第１冷却装置２０および第２冷却装置２２の少なくとも一方が既に駆動されている状態で実行される。

【0052】

制御処理を開始すると、取得部８４は、温度計３６ａ、３６ｂ、３６ｃにより計測された冷水Ｗ２の温度、湿球温度計９０で計測された外気の湿球温度（計測気象情報）を取得する。また、取得部８４は、冷却装置１０（第１冷却装置２０および第２冷却装置２２）が設けられた場所に最も近い計測地点の気象予測情報を気象情報装置１２から取得する（Ｓ１）。

【0053】

駆動制御部８２は、温度計３６ａにより計測された冷水Ｗ２の温度、すなわち、引込路３２に導かれる冷水Ｗ２の温度が第１閾値以下であるか判定する（Ｓ２）。第１閾値は、湿球温度計９０で計測された湿球温度に所定値が加算された温度である。所定値は、第２冷却塔６２の仕様や、第２冷却装置２２の熱損失などを考慮して予め設定された正の値である。したがって、第１閾値は、第２冷却装置２２で冷水Ｗ２を冷却可能な温度を示すことになる。

【0054】

そして、引込路３２に導かれる冷水Ｗ２の温度が第１閾値以下でない場合（Ｓ２のＮＯ）、すなわち、外気温が高く、第２冷却装置２２で冷水Ｗ２を冷却可能でない場合、駆動制御部８２は、運転モードを第１モードに設定する（Ｓ３）。

【0055】

運転モードが第１モードに設定された場合、駆動制御部８２は、温度計３６ｃで計測される冷水Ｗ２の温度が目標温度となるように、負荷側ポンプ２６、第１冷却装置２０の冷凍機４０、冷凍機側ポンプ４６およびモータ５８を駆動させる。

【0056】

一方、引込路３２に導かれる冷水Ｗ２の温度が第１閾値以下である場合（Ｓ２のＹＥＳ）、すなわち、外気温が低く、第２冷却装置２２で冷水Ｗ２を冷却可能である場合、駆動制御部８２は、第３モードに設定されているかを判定する（Ｓ４）。

【0057】

そして、第３モードに設定されている場合（Ｓ４のＹＥＳ）、補正部８６は、湿球温度計９０で計測された湿球温度に基づいて、気象情報装置１２から取得された気象予測情報を補正して補正気象予測情報を導出する（Ｓ５）。

【0058】

ここで、第３モードに設定されている場合、駆動制御部８２は、温度計３６ｃで計測される冷水Ｗ２の温度が目標温度となるように、負荷側ポンプ２６、第２冷却装置２２のフリークーリング側ポンプ６６およびモータ７８を駆動させる。つまり、第３モードでは、フリークーリングによって冷水Ｗ２を冷却している。

【0059】

そして、外気温（湿球温度）が上昇すると、フリークーリングのみでは冷水Ｗ２を目標温度に維持できなくなる。このような場合、運転モードを第２モードに切り替え、第１冷却装置２０を駆動させることになる。

【0060】

ここで、冷凍機４０は、始動してから安定的に冷水Ｗ２を冷却させる状態になるまでに、例えば３０分から１時間の予備運転が必要になる。

【0061】

そこで、駆動制御部８２は、気象情報装置１２から取得したて気象予測情報に基づいて、第３モードから第２モードに切り替えるタイミングを予測し、予測した時刻よりも前に冷凍機４０を始動させる。

【0062】

しかしながら、気象情報装置１２から取得した気象予測情報は、実際に冷却装置１０が設けられた場所に最も近い計測地点の気象予測情報である。したがって、実際に冷却装置１０が設けられた場所と、取得した気象予測情報の計測地点とは一致していない。そのため、取得した気象予測情報は、冷却装置が設けられた場所の将来的な気象情報（湿球温度）と異なることになる。そのため、取得した気象予測情報をそのまま利用すると、冷水Ｗ２を目標温度に維持できなくなるおそれがある。一方で、実際に冷却装置１０が設けられた場所と、取得した気象予測情報の計測地点とは近いため、将来的な気象情報の変化の傾向は同じまたは近いものとなり、冷水Ｗ２を目標温度に維持することが可能となる。

【0063】

そこで、補正部８６は、湿球温度計９０で計測された湿球温度に基づいて、気象情報装置１２から取得された気象情報装置を補正して補正気象予測情報を導出する。

【0064】

図５は、気象予測情報が示す湿球温度、および、補正気象予測情報に基づく湿球温度曲線、および、フリークーリング可能温度曲線を説明する図である。

【0065】

図５に示すように、補正部８６は、湿球温度計９０で計測された現在の時刻Ｓ１の湿球温度Ｔ１と、気象予測情報に含まれる現在の時刻Ｓ１の湿球温度Ｔ２との差分ΔＴ（湿球温度Ｔ２−湿球温度Ｔ１）を導出する。

【0066】

そして、補正部８６は、気象予測情報に含まれる現在および将来の湿球温度（図中、黒丸で示す）に対して、差分ΔＴをそれぞれ減算することにより、補正された湿球温度（図中、白丸で示す）を補正気象予測情報として導出する。

【0067】

続いて、補正部８６は、補正気象予測情報に含まれる各時刻での湿球温度を曲線近似した湿球温度曲線Ｃ１を導出する。なお、曲線近似は、どのような方法で導出してもよい。また、湿球温度曲線Ｃ１の代わりに、補正気象予測情報に含まれる各時刻での湿球温度を直線で結んだ線分を用いるようにしてもよい。

【0068】

その後、補正部８６は、導出した湿球温度曲線Ｃ１に対して、パラメータ値Ｐを加算することにより、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２（図４では、ＦＣ可能温度曲線）を導出する（Ｓ５）。ここで、パラメータ値Ｐは、第２冷却装置２２で冷水Ｗ２を冷却可能な最大の温度差、第２冷却装置２２の熱損失などを考慮して予め設定された正の値である。したがって、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２は、各時刻において、第２冷却装置２２によって生成することができる冷水Ｗ２の温度、すなわち、熱交換器６０から排出することができる冷水Ｗ２の最低温度を示すことになる。

【0069】

駆動制御部８２は、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における現在（図５中、時刻Ｓ３で示す）から第１時間後（図５中、時刻Ｓ２で示す）の温度（ＦＣ可能温度、補正気象予測情報に基づく値）が、第２閾値（温度閾値）以上であるかを判定する（Ｓ６）。なお、第１時間は、冷凍機４０の予備運転が行われる時間に設定されている。また、第２閾値は、目標温度に設定されている。

【0070】

そして、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における第１時間後（時刻Ｓ２）の湿球温度が第２閾値以上である場合（Ｓ６のＹＥＳ）、すなわち、第１時間後において第２冷却装置２２を最大限駆動しても冷水Ｗ２を目標温度に冷却することができない場合、駆動制御部８２は、冷凍機４０を始動させる（Ｓ７）。ここでは、駆動制御部８２は、第２冷却装置２２のフリークーリング側ポンプ６６およびモータ７８を最小回転数で駆動させる。

【0071】

その後、駆動制御部８２は、冷凍機４０を始動させてから第１時間が経過すると（Ｓ８のＹＥＳ）、運転モードを第２モードに切り替える（Ｓ９）。

【0072】

第２モードに設定されている場合、駆動制御部８２は、温度計３６ｃで計測される冷水Ｗ２の温度が目標温度となるように、負荷側ポンプ２６、第１冷却装置２０の冷凍機４０、冷凍機側ポンプ４６およびモータ５８、第２冷却装置２２のフリークーリング側ポンプ６６およびモータ７８を駆動させる。

【0073】

より具体的には、駆動制御部８２は、第２冷却装置２２のフリークーリング側ポンプ６６およびモータ７８を最大限駆動させ、できるだけフリークーリングで冷水Ｗ２を冷却させる。そして、駆動制御部８２は、温度計３６ｂで計測される温度、すなわち、第２冷却装置２２で冷却された後の冷水Ｗ２の温度、および、目標温度に基づいて、第１冷却装置２０の冷凍機４０、冷凍機側ポンプ４６およびモータ５８を駆動させる。つまり、第１冷却装置２０は、第２冷却装置２２で冷却しきれなかった分を冷却することになる。

【0074】

また、第３モードに設定されていない場合（Ｓ４のＮＯ）、駆動制御部８２は、第２モードに設定されているかを判定する（Ｓ１０）。第２モードに設定されている場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、補正部８６は、上記Ｓ５と同様に、補正気象予測情報を導出するとともに、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２を導出する（Ｓ１１）。

【0075】

駆動制御部８２は、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における現在（図５中、時刻Ｓ５で示す）から第２時間後（図５中、時刻Ｓ４で示す）までに亘る温度（ＦＣ可能温度）が、継続して第２閾値以下であるかを判定する（Ｓ１２）。なお、第２時間は、例えば１時間に設定されている。

【0076】

そして、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における現在から第２時間後までに亘る温度が第２閾値以下である場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、駆動制御部８２は、運転モードを第３モードに設定する（Ｓ１３）。ここでは、駆動制御部８２は、第１冷却装置２０（冷凍機４０）の駆動を停止させる。これにより、ＦＣ可能温度が第２閾値前後で頻繁に変化したときに冷凍機４０の駆動および停止が、頻繁に切り替わってしまうことを抑制することができる。

【0077】

また、第２モードに設定されていない場合（Ｓ１０のＹＥＳ）、すなわち、第１モードに設定されている場合、駆動制御部８２は、第２モードに設定する。

【0078】

このように、冷却装置１０は、湿球温度計９０で計測された湿球温度（計測気象情報）に基づいて、気象情報装置１２から取得された気象予測情報を補正して補正気象予測情報を導出する。そして、冷却装置１０は、補正気象予測情報に基づいて冷凍機４０の運転状態（始動、停止）を切り替える。これにより、冷却装置１０は、実際に冷却装置１０が設けられた場所と、取得した気象予測情報の計測地点とが一致しないことによる、取得した気象予測情報と、冷却装置が設けられた場所の将来的な気象情報との誤差を減らすことができる。これにより、冷却装置１０は、冷水Ｗ２を目標温度に維持することが可能となる。

【0079】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0080】

上述した実施形態では、湿球温度計９０から計測気象情報として湿球温度を取得し、気象情報装置１２から気象予測情報として湿球温度を取得するようにした。しかしながら、取得部８４は、温度計で計測された外気の温度、および、湿度計で計測された外気の湿度を計測気象情報として取得し、気象情報装置１２から気象予測情報として温度および湿度を取得し、温度および湿度に基づいて湿球温度を導出するようにしてもよい。

【0081】

また、上述した実施形態における補正気象予測情報を用いた冷凍機４０の運転状態の切り替えは一例に過ぎない。冷却装置１０は、補正気象予測情報に基づいて冷凍機４０の運転状態の切り替えるのであれば、他の方法によって冷凍機４０の運転状態を切り替えてもよい。

【0082】

また、上述した実施形態では、第２モードに設定されている場合、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における現在から第２時間後までに亘る温度（ＦＣ可能温度）が、継続して第２閾値以下であるときに、冷凍機４０を停止させるようにした。しかしながら、第２モードに設定されている場合、フリークーリング可能温度曲線Ｃ２における現在から第２時間後の温度（ＦＣ可能温度）が第２閾値以下であるときに、冷凍機４０を停止させるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は、フリークーリングに用いられる冷却装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0084】

１ 冷却システム
１０ 冷却装置
２０ 第１冷却装置
２２ 第２冷却装置
４０ 冷凍機
８０ 制御装置
８２ 駆動制御部
８４ 取得部
８６ 補正部

【要約】

【課題】冷却媒体を目標温度に維持する。
【解決手段】冷却装置１０は、冷凍機４０により冷却媒体を冷却する第１冷却装置２０と、フリークーリングにより冷却媒体を冷却する第２冷却装置２２と、第１冷却装置および第２冷却装置の駆動を制御する制御装置８０と、を備え、制御装置は、第１冷却装置および第２冷却装置が設けられた場所で計測された計測気象情報と、第１冷却装置および第２冷却装置が設けられた場所に最も近い気象予測情報を取得する取得部８４と、計測気象情報に基づいて、取得部で取得された気象予測情報を補正して補正気象予測情報を導出する補正部８６と、補正気象予測情報に基づいて、冷凍機の運転状態を切り替える駆動制御部８２と、を備える。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】