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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023067227
(43)【公開日】2023-05-16
(54)【発明の名称】水冷式冷凍機システム
(51)【国際特許分類】
F28G 13/00 20060101AFI20230509BHJP
F28F 27/00 20060101ALI20230509BHJP
F28C 1/02 20060101ALI20230509BHJP
F24F 1/0007 20190101ALI20230509BHJP
【ＦＩ】
F28G13/00 A
F28F27/00 501D
F28C1/02
F24F1/0007 331
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021178268
(22)【出願日】2021-10-29
(71)【出願人】
【識別番号】503164502
【氏名又は名称】荏原冷熱システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】内村 知行
(72)【発明者】
【氏名】北村 正史
(72)【発明者】
【氏名】上総 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】磯辺 剛司
(72)【発明者】
【氏名】中村 知亮
【テーマコード（参考）】
3L050
【Ｆターム（参考）】
3L050BB14
(57)【要約】
【課題】システム構成を簡素化しながら循環水の質を適切に管理する水冷式冷凍機システムを提供する。
【解決手段】水冷式冷凍機システム１は、冷水Ｃが保有する熱を冷却水ＣＤに放出することで冷水Ｃを冷却する水冷式の冷凍機１１と、冷凍機１１から冷却水ＣＤを導入し、循環水ＣＤの蒸発潜熱を冷却水ＣＤから奪うことで冷却水ＣＤを冷却する冷却塔２１と、冷凍機１１に入る冷水Ｃの温度と冷凍機１１から出た冷水Ｃの温度との差を検出する温度検出器１５、１６と、冷凍機１１を通過する冷水Ｃの流量を検出する流量検出器１８と、温度検出器１５、１６で検出した温度差と流量検出器１８で検出した流量とから算出した冷凍機１１の冷凍出力、及び冷凍機１１の運転に利用された消費動力、の合計を、冷凍機１１における冷水Ｃから冷却水ＣＤへの放熱量と推定して、冷却塔２１における循環水ＣＤの蒸発量を算出する制御装置５０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】水冷式冷凍機システム１は、冷水Ｃが保有する熱を冷却水ＣＤに放出することで冷水Ｃを冷却する水冷式の冷凍機１１と、冷凍機１１から冷却水ＣＤを導入し、循環水ＣＤの蒸発潜熱を冷却水ＣＤから奪うことで冷却水ＣＤを冷却する冷却塔２１と、冷凍機１１に入る冷水Ｃの温度と冷凍機１１から出た冷水Ｃの温度との差を検出する温度検出器１５、１６と、冷凍機１１を通過する冷水Ｃの流量を検出する流量検出器１８と、温度検出器１５、１６で検出した温度差と流量検出器１８で検出した流量とから算出した冷凍機１１の冷凍出力、及び冷凍機１１の運転に利用された消費動力、の合計を、冷凍機１１における冷水Ｃから冷却水ＣＤへの放熱量と推定して、冷却塔２１における循環水ＣＤの蒸発量を算出する制御装置５０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷水が保有する熱を冷却水に放出することで前記冷水を冷却する、水冷式の冷凍機と、
前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、
前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、
前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、
前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及び前記冷凍機の運転に利用された消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える、
水冷式冷凍機システム。
前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、
前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、
前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、
前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及び前記冷凍機の運転に利用された消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える、
水冷式冷凍機システム。
【請求項2】
冷水が保有する熱を冷却水に放出することで前記冷水を冷却する、水冷式の冷凍機と、
前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、
前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、
前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、
前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及びあらかじめ把握された前記冷凍機の成績係数から推定された前記冷凍機の消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える、
水冷式冷凍機システム。
前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、
前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、
前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、
前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及びあらかじめ把握された前記冷凍機の成績係数から推定された前記冷凍機の消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える、
水冷式冷凍機システム。
【請求項3】
前記制御装置は、複数種類の前記冷凍機について、前記循環水の蒸発量の算出手順が、前記冷凍機の種類ごとに記憶されていると共に、前記算出手順は、前記冷凍機の種類に応じて選択可能に構成されている、
請求項１又は請求項２に記載の水冷式冷凍機システム。
請求項１又は請求項２に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項4】
前記冷凍機は圧縮式の冷凍機であり、
前記消費動力は、前記冷凍機の消費電力である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
前記消費動力は、前記冷凍機の消費電力である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項5】
前記冷凍機は直焚き式の吸収式冷凍機であり、
前記消費動力は、前記冷凍機が単位時間あたりに消費した燃料の量に対してボイラ効率を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
前記消費動力は、前記冷凍機が単位時間あたりに消費した燃料の量に対してボイラ効率を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項6】
前記冷凍機は蒸気式の吸収式冷凍機であり、
前記消費動力は、前記冷凍機に対して単位時間あたりに供給された蒸気の量又は排出された凝縮水の量に、蒸気と凝縮水との比エンタルピ差を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
前記消費動力は、前記冷凍機に対して単位時間あたりに供給された蒸気の量又は排出された凝縮水の量に、蒸気と凝縮水との比エンタルピ差を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項7】
前記冷凍機は温水式の吸収式冷凍機であり、
前記消費動力は、前記冷凍機に導入される駆動温水の流量に対して前記駆動温水の出入口温度差を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
前記消費動力は、前記冷凍機に導入される駆動温水の流量に対して前記駆動温水の出入口温度差を乗じて求められる、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項8】
前記流量検出器は、前記冷凍機に入る前記冷水の圧力と前記冷凍機から出た前記冷水の圧力との差を検出する圧力検出器を有すると共に、前記圧力検出器で検出した圧力差から前記冷水の流量を検出する、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項9】
前記循環水に補給される補給水の流量を検出する補給水流量検出器を備え、
前記制御装置は、算出した前記循環水の蒸発量と、前記補給水流量検出器で検出された前記補給水の流量と、から、前記循環水の濃縮倍率を算出する、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
前記制御装置は、算出した前記循環水の蒸発量と、前記補給水流量検出器で検出された前記補給水の流量と、から、前記循環水の濃縮倍率を算出する、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項10】
前記循環水を前記冷却塔から排出するブロー管と、
前記ブロー管を介して前記冷却塔から排出される前記循環水の量を調節するブロー弁と、を備え、
前記制御装置は、算出された前記濃縮倍率が所定の値を超えないように、前記ブロー弁の開度を調節する、
請求項９に記載の水冷式冷凍機システム。
前記ブロー管を介して前記冷却塔から排出される前記循環水の量を調節するブロー弁と、を備え、
前記制御装置は、算出された前記濃縮倍率が所定の値を超えないように、前記ブロー弁の開度を調節する、
請求項９に記載の水冷式冷凍機システム。
【請求項11】
前記制御装置は、前記冷凍機の動作を制御する制御盤に実装されている、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の水冷式冷凍機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は水冷式冷凍機システムに関し、特に冷却塔で蒸発する循環水の質を適切に管理する水冷式冷凍機システムに関する。
【背景技術】
【0002】
水冷式の冷凍機は、多くの場合、冷却塔を用いて冷却水の排熱を放出する。冷却塔では、一般に、循環水が蒸発する際に必要な気化熱を冷却水から奪うことで冷却水を冷却する。なお、ここでいう循環水は、開放型冷却塔にあっては冷却水自身、密閉型冷却塔にあっては冷却水チューブの外に散布される散布水を指す。循環水は、循環中に、蒸発分が減少するため、減少分を補給している。補給水は、一般に、不純物を含む水道水が用いられる。このため、循環水の蒸発に伴い、補給水が補充された循環水中の不純物が徐々に濃縮され、循環水中の不純物濃度が高まると、不純物がスケールとなって沈着する場合があり、また、循環水が接する部材が腐食する原因となり得る。このような不都合を回避するために、一般に、濃縮された循環水を適宜排出し、循環水の濃縮倍率を所定値以下に維持するようにしている。循環水の質を維持するのに際し、過剰な排出を抑制しつつ、適正濃度に維持する冷却水管理の手法がある。従来の冷却水管理は、冷却水の流量及び温度差から蒸発量ひいては濃縮倍率を求めていた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００３－１３０５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された冷却水管理では、冷却水の流量を測定する必要がある。一般に、冷凍機の冷却水流量は監視したり精密に制御したりする必要性が高くないため、冷却水の流量計を設置した場合は、濃縮倍率の測定に用途が限定されることになる。また、冷却水は、比較的流量が大きいので、流量計を設置する場合は、比較的高価な大流量の流量計を設置することになる。濃縮倍率の測定のためだけに比較的高価な大流量の流量計を設置することは、システムの運用効率の低下を招来することとなる。
【0005】
本開示は上述の課題に鑑み、システム構成を簡素化しながら循環水の質を適切に管理する水冷式冷凍機システムを提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第１の態様に係る水冷式冷凍機システムは、冷水が保有する熱を冷却水に放出することで前記冷水を冷却する、水冷式の冷凍機と、前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及び前記冷凍機の運転に利用された消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える。ここで、「検出する」とは、計測機器で計測することのほか、計測値から演算で対象値を求めることも含む。
【0007】
このように構成すると、冷却水の物理量の計測を要さずに循環水の蒸発量を把握することができ、システム構成を簡素化しながら循環水の質を適切に管理することができる。
【0008】
本開示の第２の態様に係る水冷式冷凍機システムは、冷水が保有する熱を冷却水に放出することで前記冷水を冷却する、水冷式の冷凍機と、前記冷凍機から前記冷却水を導入し、循環水の蒸発潜熱を前記冷却水から奪うことで前記冷却水を冷却する冷却塔と、前記冷凍機に入る前記冷水の温度と前記冷凍機から出た前記冷水の温度との差を検出する温度検出器と、前記冷凍機を通過する前記冷水の流量を検出する流量検出器と、前記温度検出器で検出した温度差と前記流量検出器で検出した流量とから算出した前記冷凍機の冷凍出力、及びあらかじめ把握された前記冷凍機の成績係数から推定された前記冷凍機の消費動力、の合計を、前記冷凍機における前記冷水から前記冷却水への放熱量と推定して、前記冷却塔における前記循環水の蒸発量を算出する制御装置と、を備える。
【0009】
このように構成すると、冷却水の物理量の計測を要さずに循環水の蒸発量を把握することができ、システム構成を簡素化しながら循環水の質を適切に管理することができる。
【0010】
また、本開示の第３の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様又は第２の態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記制御装置は、複数種類の前記冷凍機について、前記循環水の蒸発量の算出手順が、前記冷凍機の種類ごとに記憶されていると共に、前記算出手順は、前記冷凍機の種類に応じて選択可能に構成されている。
【0011】
このように構成すると、採用する冷凍機の種類に応じて消費動力を適切に把握することができる。
【0012】
また、本開示の第４の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記冷凍機は圧縮式の冷凍機であり、前記消費動力は、前記冷凍機の消費電力である。
【0013】
このように構成すると、冷凍機の消費電力を消費動力に当てはめて循環水の蒸発量を算出することができ、循環水の蒸発量を適切に把握することができる。
【0014】
また、本開示の第５の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記冷凍機は直焚き式の吸収式冷凍機であり、前記消費動力は、前記冷凍機が単位時間あたりに消費した燃料の量に対してボイラ効率を乗じて求められる。
【0015】
このように構成すると、冷凍機が単位時間あたりに消費した燃料の量にボイラ効率を乗じたものを消費動力に当てはめて循環水の蒸発量を算出することができ、循環水の蒸発量を適切に把握することができる。
【0016】
また、本開示の第６の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記冷凍機は蒸気式の吸収式冷凍機であり、前記消費動力は、前記冷凍機に対して単位時間あたりに供給された蒸気の量又は排出された凝縮水の量に、蒸気と凝縮水との比エンタルピ差を乗じて求められる。
【0017】
このように構成すると、蒸気供給量又は凝縮水排出量に比エンタルピ差を乗じたものを消費動力に当てはめて循環水の蒸発量を算出することができ、循環水の蒸発量を適切に把握することができる。
【0018】
また、本開示の第７の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記冷凍機は温水式の吸収式冷凍機であり、前記消費動力は、前記冷凍機に導入される駆動温水の流量に対して前記駆動温水の出入口温度差を乗じて求められる。
【0019】
このように構成すると、駆動温水の流量に出入口温度差を乗じたものを消費動力に当てはめて循環水の蒸発量を算出することができ、循環水の蒸発量を適切に把握することができる。
【0020】
また、本開示の第８の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第７の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記流量検出器は、前記冷凍機に入る前記冷水の圧力と前記冷凍機から出た前記冷水の圧力との差を検出する圧力検出器を有すると共に、前記圧力検出器で検出した圧力差から前記冷水の流量を検出する。
【0021】
このように構成すると、流量計を用いることなく冷水流量を検出することができ、システム構成の簡素化を図ることができる。
【0022】
また、本開示の第９の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第８の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記循環水に補給される補給水の流量を検出する補給水流量検出器を備え、前記制御装置は、算出した前記循環水の蒸発量と、前記補給水流量検出器で検出された前記補給水の流量と、から、前記循環水の濃縮倍率を算出する。
【0023】
このように構成すると、循環水の水質管理の指標となる濃縮倍率を簡便に把握することができる。
【0024】
また、本開示の第１０の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第９の態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記循環水を前記冷却塔から排出するブロー管と、前記ブロー管を介して前記冷却塔から排出される前記循環水の量を調節するブロー弁と、を備え、前記制御装置は、算出された前記濃縮倍率が所定の値を超えないように、前記ブロー弁の開度を調節する。
【0025】
このように構成すると、冷却塔の水質管理を自動で行うことができる。
【0026】
また、本開示の第１１の態様に係る水冷式冷凍機システムは、上記本開示の第１の態様乃至第１０の態様のいずれか１つの態様に係る水冷式冷凍機システムにおいて、前記制御装置は、前記冷凍機の動作を制御する制御盤に実装されている。
【0027】
このように構成すると、循環水の蒸発量の算出に用いる値を検出するセンサ等を冷凍機に関連する値を検出するセンサ等と共用にすることができ、構成を簡素化してコストを抑制することができる。
【発明の効果】
【0028】
本開示によれば、冷却水の物理量の計測を要さずに循環水の蒸発量を把握することができ、システム構成を簡素化しながら循環水の質を適切に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】一実施の形態に係る水冷式冷凍機システムの模式的系統図である。
【図2】別の実施の形態に係る水冷式冷凍機システムの模式的系統図である。
【図3】変形例に係る水冷式冷凍機システムの部分系統図である。
【図4】冷却塔を密閉式とした場合の冷却塔回りの構成例を示す部分系統図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【0031】
［水冷式冷凍機システムの一形態］
まず図１を参照して、一実施の形態に係る水冷式冷凍機システム１（以下、単に「冷凍機システム１」という。）を説明する。図１は、冷凍機システム１の模式的系統図である。冷凍機システム１は、主要な構成として、水冷式の冷凍機１１と、冷却塔２１とを備えている。冷凍機システム１は、冷却塔２１に出入りする冷却水ＣＤの流量を直接計測することなく、冷却水ＣＤを冷却するために蒸発した液体の量（蒸発量）を把握することができるシステムである。このことを実現するため、冷凍機システム１は、冷凍機１１及び冷却塔２１のほか、温度計１５、１６と、差圧計１８と、電力計１９と、制御装置５０と、を備えている。以下、冷凍機システム１の構成を説明する。
まず図１を参照して、一実施の形態に係る水冷式冷凍機システム１（以下、単に「冷凍機システム１」という。）を説明する。図１は、冷凍機システム１の模式的系統図である。冷凍機システム１は、主要な構成として、水冷式の冷凍機１１と、冷却塔２１とを備えている。冷凍機システム１は、冷却塔２１に出入りする冷却水ＣＤの流量を直接計測することなく、冷却水ＣＤを冷却するために蒸発した液体の量（蒸発量）を把握することができるシステムである。このことを実現するため、冷凍機システム１は、冷凍機１１及び冷却塔２１のほか、温度計１５、１６と、差圧計１８と、電力計１９と、制御装置５０と、を備えている。以下、冷凍機システム１の構成を説明する。
【0032】
冷凍機１１は、空調機等の熱負荷を処理する機器（不図示）に供給する冷水Ｃの温度を調節する機器である。換言すれば、冷凍機１１は、冷熱を利用する場所（熱負荷を処理する機器が設置されている場所）から送られてきた冷水Ｃを導入し、導入した冷水Ｃを冷却して、冷却された冷水Ｃを冷熱の利用場所に向けて流出させるものである。冷凍機１１は、内部において、液体の機内熱媒体が蒸発する際に費やされる潜熱を冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、蒸発した機内熱媒体が凝縮する際に生じる凝縮熱を冷却水ＣＤに放出する冷凍サイクルを行う。つまり、冷凍機１１は、内部において、冷媒となる機内熱媒体が相変化を伴う冷凍サイクルを行うことで、冷水Ｃから奪った熱を冷却水ＣＤに放出している。このように、冷凍機１１は、空気ではなく、冷却水ＣＤで冷却する構成（すなわち水冷）になっている。冷凍機１１は、本実施の形態では、圧縮式の冷凍機が用いられている。圧縮式の冷凍機１１は、外部から電力を入力して、蒸発した機内熱媒体を圧縮する圧縮機を作動させるように構成されている。冷凍機１１に電力を供給するルートには、冷凍機１１の消費電力を検出する電力計１９が設けられている。
【0033】
冷凍機１１には、冷水往管１２と、冷水還管１３と、冷却水往管２２と、冷却水還管２３と、が接続されている。冷水往管１２は、冷凍機１１で冷却された冷水Ｃを冷熱の利用場所に向けて流す配管である。冷水還管１３は、温度が上昇した冷水Ｃを冷凍機１１に導く配管である。冷却水往管２２は、冷却塔２１で冷却された冷却水ＣＤを冷凍機１１に導く配管である。冷却水還管２３は、冷凍機１１内で温度が上昇した冷却水ＣＤを冷却塔２１に向けて流す配管である。冷水往管１２には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する往温度計１５が設けられている。冷水還管１３には、内部を流れる冷水Ｃの温度を検出する還温度計１６が設けられている。また、冷水往管１２及び冷水還管１３には、それぞれの内部を流れる冷水Ｃの圧力の差を検出する差圧計１８が、両配管１２、１３にまたがって設けられている。
【0034】
冷却塔２１は、冷凍機１１に供給する冷却水ＣＤの温度を低下させる機器である。換言すれば、冷却塔２１は、冷凍機１１から送られてきた冷却水ＣＤを導入し、導入した冷却水ＣＤを冷却して、冷却された冷却水ＣＤを冷凍機１１に向けて流出させるものである。冷却塔２１は、本実施の形態では、開放型の冷却塔が用いられている。つまり、冷却塔２１は、内部に設けられている充填層に、冷凍機１１から導入した冷却水ＣＤ自体を散布して、散布した冷却水ＣＤの一部が蒸発する際に残りの冷却水ＣＤから蒸発潜熱を奪うことで、残りの冷却水ＣＤを冷却するように構成されている。本実施の形態では、冷却水ＣＤ自体が残りの冷却水ＣＤから蒸発潜熱を奪うので、冷却水ＣＤが循環水に相当する。つまり、本実施の形態では、冷却水ＣＤが循環水を兼ねている。冷却塔２１は、内部に空気を強制的に通過させるためのファンが設けられている。冷却塔２１は、ファンの回転速度を変えることで内部を通過する空気の流量を変えることができ、通過空気流量の変化によって循環水としての冷却水ＣＤの蒸発量を調節することができるように構成されている。
【0035】
冷却塔２１には、冷却水往管２２と、冷却水還管２３と、が接続されている。換言すれば、冷却塔２１と冷凍機１１とは、冷却水往管２２及び冷却水還管２３を介して接続されてる。冷却水往管２２には、冷却塔２１で冷却された冷却水ＣＤを冷凍機１１に圧送する冷却水ポンプ２５が設けられている。冷却塔２１は、冷却水還管２３を介して冷凍機１１からの温度が上昇した冷却水ＣＤを導入して冷却し、温度が低下した冷却水ＣＤを冷凍機１１に向けて冷却水往管２２に流出するように構成されている。
【0036】
また、冷却塔２１には、ブロー管３２と、補給水管３５と、が接続されている。ブロー管３２は、循環水としての冷却水ＣＤを、冷却塔２１から排出して、冷凍機システム１の外へ導く配管である。ブロー管３２には、ブロー弁３３が設けられている。ブロー弁３３は、ブロー管３２を流れる流体の流量を調節するために設けられている。ブロー弁３３は、典型的には開度を０％から１００％まで無段階に調節することができるように構成されているが、開状態と閉状態との二位置で切り換えるように構成されていてもよい。ブロー弁３３は、典型的には電動弁又は電磁弁が用いられ、制御装置５０からの指令により開度を調節することができるようになっている。補給水管３５は、補給水Ａを、冷凍機システム１の外から、冷却塔２１に導く配管である。冷却塔２１に導入された補給水Ａは、循環水としての冷却水ＣＤに混合され、冷却のための蒸発により減少した冷却水ＣＤを補充する。冷却塔２１における補給水管３５の端部にはボールタップが設けられており、冷却された冷却水ＣＤを貯留する下部水槽の水位が所定の水位よりも低下しているときにボールタップの弁が開いて補給水Ａが補充されるようになっている。また、本実施の形態では、補給水管３５に、補給水流量計３６が設けられている。補給水流量計３６は、本実施の形態では、積算式流量計が用いられており、パルス発信機が取り付けられている。補給水流量計３６のパルス定数（パルスが発信される間隔における流量）は、冷却塔２１の定格運転時に、補給水Ａが、概ね１０分間～３０分間で補給される流量に設定するとよい。
【0037】
制御装置５０は、冷凍機システム１の動作を制御する装置である。制御装置５０は、冷凍機１１と有線又は無線で電気的に接続されており、冷凍機１１に信号を送信して、冷凍機１１の出力（冷凍容量）を調節することができるように構成されている。また、制御装置５０は、冷却塔２１と有線又は無線で電気的に接続されており、冷却塔２１に信号を送信して、ファンの回転速度を調節することができるように構成されている。また、制御装置５０は、冷却水ポンプ２５と有線又は無線で電気的に接続されており、冷却水ポンプ２５に信号を送信して、冷却水ポンプ２５の発停を制御することができるように構成されている。また、制御装置５０は、往温度計１５及び還温度計１６のそれぞれと有線又は無線で電気的に接続されており、各温度計１５、１６で検出された値を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置５０は、差圧計１８と有線又は無線で電気的に接続されており、差圧計１８で検出された値を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置５０は、電力計１９と有線又は無線で電気的に接続されており、電力計１９で検出された値を信号として受信することができるように構成されている。また、制御装置５０は、ブロー弁３３と有線又は無線で電気的に接続されており、ブロー弁３３に信号を送信して、ブロー弁３３の開度を調節することができるように構成されている。また、制御装置５０は、補給水流量計３６と有線又は無線で電気的に接続されており、補給水流量計３６から発信されたパルスを受信することができるように構成されている。
【0038】
また、制御装置５０は、冷却塔２１における循環水としての冷却水ＣＤの蒸発量を算出することができるように構成されている。前述のように、従来は、冷却水の流量及び冷却塔出入口温度差を計測して、冷却水の蒸発量を求めていた。しかし、冷却水は、一般に、流量や熱量を管理しないことが多いため、冷却水の流量及び温度差から蒸発量を算出する場合は、このためだけに流量計及び温度計を設けることとなる。他方、冷凍機は、エネルギーの管理や効率の悪化などを検出するために、冷水の流量、冷凍出力、消費動力（冷凍機を動かすために利用されたエネルギー）等を、測定及び／又は演算していることが多い。ここで、冷凍機の熱収支を考えると、冷凍機における冷却水への放熱量は、冷凍出力（冷水からの吸熱量）と、冷凍機の消費動力との和にほぼ等しくなる。そこで本実施の形態では、水冷式冷凍機の冷水流量及び冷水の出入り温度差から算出した冷凍出力と、水冷式冷凍機の消費動力とを求め、この合計を冷却水への放熱量とみなして冷却水の蒸発量を演算することとしている。このような演算をするために、制御装置５０は、冷水流量算出部５１と、冷凍出力算出部５２と、蒸発量算出部５３と、濃縮倍率算出部５４と、を有している。
【0039】
冷水流量算出部５１は、冷水Ｃの流量を算出するものである。冷水流量算出部５１は、本実施の形態では、差圧計１８から受信した差圧の情報から、冷水Ｃの流量を算出することとしている。冷水Ｃについて差圧から流量を算出する際、流体の圧力損失は流量の二乗に比例するという法則を用いている。冷水流量算出部５１には、典型的には、次の計算式が記憶されている。
Ｑ＝Ｑｎ・（ｄＰ／ｄＰｎ）１／２
ここで、Ｑは求めるべき冷水Ｃの流量、Ｑｎは冷凍機１１の定格流量、ｄＰｎは定格運転時の差圧、ｄＰは差圧計１８で検出された差圧である。定格流量Ｑｎ及び定格差圧ｄＰｎは、あらかじめ計測して冷水流量算出部５１に記憶させておく。冷水流量算出部５１は、上述の計算式を記憶しておく代わりに、あらかじめ測定された差圧と流量との関係（流量特性）をテーブルとして記憶させておき、差圧計１８で検出された差圧を当該テーブルに照らして冷水Ｃの流量を求めることとしてもよい。特に非線形性のある場合（冷水流量を層流域まで減少させて使用する場合など）では、その方が適している場合もある。テーブル演算にて冷水Ｃの流量を算出する場合、複数の点をあらかじめ測定により求めておく。テーブルに数値がない点については、当該点を挟む隣接する２点間の線形比例に基づいて求めることができる。
Ｑ＝Ｑｎ・（ｄＰ／ｄＰｎ）１／２
ここで、Ｑは求めるべき冷水Ｃの流量、Ｑｎは冷凍機１１の定格流量、ｄＰｎは定格運転時の差圧、ｄＰは差圧計１８で検出された差圧である。定格流量Ｑｎ及び定格差圧ｄＰｎは、あらかじめ計測して冷水流量算出部５１に記憶させておく。冷水流量算出部５１は、上述の計算式を記憶しておく代わりに、あらかじめ測定された差圧と流量との関係（流量特性）をテーブルとして記憶させておき、差圧計１８で検出された差圧を当該テーブルに照らして冷水Ｃの流量を求めることとしてもよい。特に非線形性のある場合（冷水流量を層流域まで減少させて使用する場合など）では、その方が適している場合もある。テーブル演算にて冷水Ｃの流量を算出する場合、複数の点をあらかじめ測定により求めておく。テーブルに数値がない点については、当該点を挟む隣接する２点間の線形比例に基づいて求めることができる。
【0040】
冷凍出力算出部５２は、冷凍機１１の冷凍出力を算出するものである。冷凍出力算出部５２は、本実施の形態では、往温度計１５及び還温度計１６のそれぞれで検出された温度、並びに冷水流量算出部５１で算出された冷水Ｃの流量から、冷凍機１１の冷凍出力を算出することとしている。冷凍出力算出部５２には、典型的には、次の計算式が記憶されている。
Ｐｗ＝Ｃｗ・Ｑ（Ｔ２－Ｔ１）
ここで、Ｐｗは求めるべき冷凍出力、Ｃｗは冷水Ｃの比熱、Ｑは上述の冷水流量算出部５１で算出された冷水Ｃの流量、Ｔ１は往温度計１５で検出された温度、Ｔ２は還温度計１６で検出された温度である。なお、冷凍機の分野で一般的であるように、冷水Ｃの出口温度が一定になるように制御する場合は、その変動範囲は小さいため、比熱Ｃｗを冷水Ｃの種類（例えば、水、エチレングリコール等）による定数として差し支えない。冷凍出力算出部５２には、冷水Ｃの種類に応じた定数の比熱Ｃｗが記憶されている。
Ｐｗ＝Ｃｗ・Ｑ（Ｔ２－Ｔ１）
ここで、Ｐｗは求めるべき冷凍出力、Ｃｗは冷水Ｃの比熱、Ｑは上述の冷水流量算出部５１で算出された冷水Ｃの流量、Ｔ１は往温度計１５で検出された温度、Ｔ２は還温度計１６で検出された温度である。なお、冷凍機の分野で一般的であるように、冷水Ｃの出口温度が一定になるように制御する場合は、その変動範囲は小さいため、比熱Ｃｗを冷水Ｃの種類（例えば、水、エチレングリコール等）による定数として差し支えない。冷凍出力算出部５２には、冷水Ｃの種類に応じた定数の比熱Ｃｗが記憶されている。
【0041】
蒸発量算出部５３は、冷却水ＣＤの蒸発量を算出するものである。蒸発量算出部５３は、本実施の形態では、冷凍出力算出部５２で算出された冷凍出力Ｐｗ、及び電力計１９で検出された電力から、冷却水ＣＤの蒸発量を算出することとしている。蒸発量算出部５３には、典型的には、次の計算式が記憶されている。
Ｅ＝（Ｐｗ＋Ｐ）／Ｃｅ
ここで、Ｅは求めるべき冷却水ＣＤの蒸発量、Ｐｗは冷凍出力算出部５２で算出された冷凍出力、Ｐは電力計１９で検出された電力、Ｃｅは循環水の蒸発潜熱に相当する値である。前述のように、水冷式冷凍機の冷却水の放熱量は、熱収支から、冷凍出力と冷凍機の消費動力との和にほぼ等しくなる。厳密には、冷凍機本体からの放熱量により差異が生じるが、当該放熱量は、冷凍機本体の保温・保冷を行わない場合でも冷凍出力の数％程度であり、保温を行っている状態であれば、ほぼ無視して差し支えない。また、圧縮式冷凍機の場合、冷凍機で高温となるところは少なく、冷却水温度は外気温度とあまり変わらないため、放熱は、外気温度より低温である冷水からが主となる。したがって、熱収支としては正方向（収入側）であるため、冷却水の放熱量をやや多めに評価することになり、循環水の濃縮を抑制するという観点で見れば安全側となる。このような観点から、上述の計算式を用いて冷却水ＣＤの蒸発量を算出することとしている。なお、蒸発潜熱Ｃｅに関し、従来は冷却水の放熱量をｋｃａｌ単位で計算したうえで当該温度域の蒸発潜熱を切り上げた６００ｋｃａｌ／ｋｇが一般に用いられてきた。しかし、冷凍出力Ｐｗ及び電力ＰをｋＷとし、蒸発量Ｅをｋｇ／ｓｅｃの単位で求める場合、単位を換算して、蒸発潜熱Ｃｅは２５０００ｋＪ／ｋｇの値を用いるとよい。あるいは、蒸発量Ｅをｋｇ／ｍｉｎ≒ＬＰＭ（リットル／ｍｉｎ）の単位で求める場合、蒸発潜熱Ｃｅは４２ｋＷ／ＬＰＭの値を用いるとよい。ここからさらに蒸発量Ｅの単位をｋｇ／ｈとする場合、蒸発潜熱Ｃｅの逆数１／Ｃｅは１．４４ｋｇ／ｋＷｈとなるので、上述の蒸発量Ｅを求める式を以下のように表すこともできる。
Ｅ［ｋｇ／ｈ］＝１．４４（Ｐｗ［ｋＷ］＋Ｐ［ｋＷ］）
なお、上記計算式により得られる蒸発量Ｅ［ｋｇ／ｈ］は瞬時値であることに留意し、数時間や１日単位で蒸発量Ｅを捕らえる場合は積算するとよい。
Ｅ＝（Ｐｗ＋Ｐ）／Ｃｅ
ここで、Ｅは求めるべき冷却水ＣＤの蒸発量、Ｐｗは冷凍出力算出部５２で算出された冷凍出力、Ｐは電力計１９で検出された電力、Ｃｅは循環水の蒸発潜熱に相当する値である。前述のように、水冷式冷凍機の冷却水の放熱量は、熱収支から、冷凍出力と冷凍機の消費動力との和にほぼ等しくなる。厳密には、冷凍機本体からの放熱量により差異が生じるが、当該放熱量は、冷凍機本体の保温・保冷を行わない場合でも冷凍出力の数％程度であり、保温を行っている状態であれば、ほぼ無視して差し支えない。また、圧縮式冷凍機の場合、冷凍機で高温となるところは少なく、冷却水温度は外気温度とあまり変わらないため、放熱は、外気温度より低温である冷水からが主となる。したがって、熱収支としては正方向（収入側）であるため、冷却水の放熱量をやや多めに評価することになり、循環水の濃縮を抑制するという観点で見れば安全側となる。このような観点から、上述の計算式を用いて冷却水ＣＤの蒸発量を算出することとしている。なお、蒸発潜熱Ｃｅに関し、従来は冷却水の放熱量をｋｃａｌ単位で計算したうえで当該温度域の蒸発潜熱を切り上げた６００ｋｃａｌ／ｋｇが一般に用いられてきた。しかし、冷凍出力Ｐｗ及び電力ＰをｋＷとし、蒸発量Ｅをｋｇ／ｓｅｃの単位で求める場合、単位を換算して、蒸発潜熱Ｃｅは２５０００ｋＪ／ｋｇの値を用いるとよい。あるいは、蒸発量Ｅをｋｇ／ｍｉｎ≒ＬＰＭ（リットル／ｍｉｎ）の単位で求める場合、蒸発潜熱Ｃｅは４２ｋＷ／ＬＰＭの値を用いるとよい。ここからさらに蒸発量Ｅの単位をｋｇ／ｈとする場合、蒸発潜熱Ｃｅの逆数１／Ｃｅは１．４４ｋｇ／ｋＷｈとなるので、上述の蒸発量Ｅを求める式を以下のように表すこともできる。
Ｅ［ｋｇ／ｈ］＝１．４４（Ｐｗ［ｋＷ］＋Ｐ［ｋＷ］）
なお、上記計算式により得られる蒸発量Ｅ［ｋｇ／ｈ］は瞬時値であることに留意し、数時間や１日単位で蒸発量Ｅを捕らえる場合は積算するとよい。
【0042】
濃縮倍率算出部５４は、循環水としての冷却水ＣＤの濃縮倍率を算出するものである。濃縮倍率算出部５４は、本実施の形態では、蒸発量算出部５３で算出された蒸発量Ｅを適切に積算したもの、及び補給水流量計３６で検出された補給水Ａの積算流量から、冷却水ＣＤの濃縮倍率を算出することとしている。濃縮倍率算出部５４には、典型的には、次の計算式が記憶されている。
Ｎ＝Ｍ／（Ｍ－Ｅ）
ここで、Ｎは求めるべき濃縮倍率、Ｍは補給水流量計３６で検出された補給水Ａの積算流量、Ｅは蒸発量算出部５３で算出された蒸発量を適切に積算したものである。濃縮倍率算出部５４は、本実施の形態では、補給水流量計３６からパルスを受信するごとに濃縮倍率Ｎを算出するように構成されている。仮に、ある決まった時間間隔で濃縮倍率Ｎを算出することとすると、パルス定数によっては、当該時間間隔に入るパルスの数が変動し得る。例えば、パルス定数が１ｍ３で、１時間に４ｍ３の補給水量である場合、既定の時間おきに濃縮倍率を計算すると、１つのパルスがぎりぎり検定時間に入るか入らないかで、パルスは最小３回から最大５回のばらつきが生じる。この場合、正しい補給水量（４ｍ３）に対して±１ｍ３（２５％）もの誤差（いわゆる、量子化誤差の一種）が生じることとなる。この点、本実施の形態のように補給水流量計３６からパルスを受信するごとに濃縮倍率Ｎを算出すると、パルス定数の大きさによる誤差をなくし、適切な濃縮倍率を演算して維持することが可能となる。
Ｎ＝Ｍ／（Ｍ－Ｅ）
ここで、Ｎは求めるべき濃縮倍率、Ｍは補給水流量計３６で検出された補給水Ａの積算流量、Ｅは蒸発量算出部５３で算出された蒸発量を適切に積算したものである。濃縮倍率算出部５４は、本実施の形態では、補給水流量計３６からパルスを受信するごとに濃縮倍率Ｎを算出するように構成されている。仮に、ある決まった時間間隔で濃縮倍率Ｎを算出することとすると、パルス定数によっては、当該時間間隔に入るパルスの数が変動し得る。例えば、パルス定数が１ｍ３で、１時間に４ｍ３の補給水量である場合、既定の時間おきに濃縮倍率を計算すると、１つのパルスがぎりぎり検定時間に入るか入らないかで、パルスは最小３回から最大５回のばらつきが生じる。この場合、正しい補給水量（４ｍ３）に対して±１ｍ３（２５％）もの誤差（いわゆる、量子化誤差の一種）が生じることとなる。この点、本実施の形態のように補給水流量計３６からパルスを受信するごとに濃縮倍率Ｎを算出すると、パルス定数の大きさによる誤差をなくし、適切な濃縮倍率を演算して維持することが可能となる。
【0043】
上述の、冷水流量算出部５１、冷凍出力算出部５２、蒸発量算出部５３、濃縮倍率算出部５４に記憶された計算式は、プログラムとして格納されていてもよい。上述のような制御装置５０に関し、図１では、冷水流量算出部５１、冷凍出力算出部５２、蒸発量算出部５３、及び濃縮倍率算出部５４が別々に構成されているように示している。しかしながら、これは機能の観点から概念的に別々に表現したものであり、物理的には渾然一体に構成されていてもよい。また、図１では、冷水流量算出部５１、冷凍出力算出部５２、蒸発量算出部５３、及び濃縮倍率算出部５４が１つの筐体に収容されて制御装置５０を構成しているように示されているが、これは概念を示しているものであって、物理的にはこれらが分離して配設されていてもよい。
【0044】
引き続き図１を参照して、冷凍機システム１の作用を説明する。冷凍機システム１を起動すると、制御装置５０は、冷水ポンプ（不図示）を起動し、冷水Ｃを流動させる。これにより、流動を始めた冷水Ｃは、冷水還管１３内を流れてから冷凍機１１に流入し、冷凍機１１内を通過した後に冷水往管１２に流出し、冷水往管１２を流れて冷熱の利用場所に供給される。また、制御装置５０は、冷却水ポンプ２５を起動し、冷却水ＣＤを流動させる。これにより、流動を始めた冷却水ＣＤは、冷却塔２１から冷却水往管２２内を流れて冷凍機１１に流入し、冷凍機１１内を通過した後に冷却水還管２３に流出し、冷却水還管２３を流れて再び冷却塔２１に至る。冷却水ＣＤの流動が開始したら、制御装置５０は、冷却塔２１を起動する。冷却塔２１が起動すると、冷却塔２１のファンが回転を始める。冷却水ＣＤは、冷却塔２１に流入すると、冷却塔２１の上部から充填層に向けて散布され、充填層の各層を伝わりながら落下し、下部水槽に集まる。冷却水ＣＤは、充填層の各層を伝わりながら落下する際に、一部が蒸発するのであるが、この蒸発のための潜熱を残りの冷却水ＣＤから奪うことで、残りの冷却水ＣＤが、最大で外気湿球温度付近まで冷却される。このため、下部水槽に貯留される冷却水ＣＤは、冷却塔２１に流入した冷却水ＣＤよりも温度が低くなっている。制御装置５０は、冷却塔２１のファンの回転速度を調節して冷却塔２１内を通過する外気量を調節することで、下部水槽に貯留される冷却水ＣＤの温度を調節する。
【0045】
冷却塔２１を起動したら、制御装置５０は、冷凍機１１を起動する。冷凍機１１が起動すると、冷凍機１１の圧縮機が作動を始める。すると、冷凍機１１の内部では、圧縮機の助けを借りて機内熱媒体が相変化を伴う冷凍サイクルを行う。冷凍機１１では、流入した冷水Ｃが保有する熱を、機内熱媒体を介して、流入した冷却水ＣＤに放出することで、冷水Ｃの温度が低下し、冷却水ＣＤの温度は上昇する。制御装置５０は、典型的には随時、往温度計１５で検出された温度を受信して、往温度計１５で検出された温度が所定の温度（例えば７℃）になるように、冷凍機１１の出力（冷凍容量）を調節する。冷凍機システム１の作動中、制御装置５０は、往温度計１５で検出された温度のほか、還温度計１６で検出された温度、差圧計１８で検出された差圧、及び電力計１９で検出された電力を、典型的には随時受信している。また、制御装置５０は、補給水流量計３６から発信されたパルスを適宜受信している。冷却塔２１においては、冷却水ＣＤの一部が蒸発して量が少なくなり、下部水槽に貯留されている冷却水ＣＤの水位が所定の水位よりも低下しているときに、ボールタップの弁が開いて補給水Ａが下部水槽に補充される。
【0046】
上述のように冷凍機システム１が作動しているとき、制御装置５０は、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）及び濃縮倍率（Ｎ）を適時に算出している。本実施の形態では、制御装置５０は、まず、差圧計１８で検出された差圧から冷水Ｃの流量（Ｑ）を求める。次に、この冷水Ｃの流量（Ｑ）と往温度計１５及び還温度計１６のそれぞれで検出された温度差（Ｔ２－Ｔ１）とから、定数の比熱（Ｃｗ）を参照して、冷凍出力（Ｐｗ）を求める。その後、この冷凍出力（Ｐｗ）と電力計１９で検出された電力（Ｐ）とから、冷却水ＣＤの蒸発潜熱に相当する値（Ｃｅ）を参照して、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）を求める。このように、本実施の形態では、冷凍機１１の冷凍容量の制御にも用いられる冷水Ｃに関する計測値を利用して冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）を求めているので、冷却水ＣＤの物理量を計測する構成を別途設けなくて済み、構成を簡素にすることができる。
【0047】
制御装置５０は、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）を求めたら、この蒸発量（Ｅ）と補給水流量計３６から受信した流量とから、濃縮倍率（Ｎ）を求める。濃縮倍率（Ｎ）は、前述のように、補給水流量計３６からパルスを受信するごとに算出する。制御装置５０は、算出した濃縮倍率（Ｎ）が所定の値を上回ったら、ブロー弁３３を制御してその開度を上げる。ここで、濃縮倍率（Ｎ）の所定の値は、不純物がスケールとなって沈着することがない濃度の範囲で任意に決定することができ、例えば補給水Ａ中の不純物濃度の３倍程度であってもよい。ブロー弁３３の開度が大きくなると、ブロー弁３３を介して排出される冷却水ＣＤの流量が増加し、濃度が高い冷却水ＣＤが比較的多く冷却塔２１から排出される。比較的濃度が高い冷却水ＣＤが排出され、変わって補給水Ａが冷却塔２１に導入されることで、冷却塔２１内の冷却水ＣＤの濃度が希釈される。これにより、冷却水ＣＤ中の不純物がスケールとなって沈着することを抑制することができる。制御装置５０は、引き続き補給水流量計３６からパルスを受信するごとに濃縮倍率（Ｎ）を算出し、濃縮倍率（Ｎ）が所定の値を下回ったら、ブロー弁３３を制御してその開度を下げる。このように、冷凍機システム１では、その運転状態から冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）を算出して、適切な量の冷却水ＣＤを排出しているので、必要以上の補給水Ａを消費することを抑制することができる。
【0048】
以上で説明したように、本実施の形態に係る冷凍機システム１によれば、検出した冷水Ｃの流量及び冷水Ｃの冷凍機１１に対する出入口温度差並びに冷凍機１１の消費電力から循環水としての冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）を求めている。このため、冷却水ＣＤの物理量を計測することなく冷却水ＣＤの蒸発量を把握することができ、冷凍機システム１の構成を簡素にしつつ、かつ、補給水（Ａ）の過剰消費を抑制しつつ、冷却水ＣＤの質を適切に管理することができる。
【0049】
［直焚き吸収式冷凍機］
次に図２を参照して、別の実施の形態に係る水冷式冷凍機システム２（以下、単に「冷凍機システム２」という。）を説明する。図２は、冷凍機システム２の模式的系統図である。冷凍機システム２の、冷凍機システム１（図１参照）と異なる主要な点として、圧縮式の冷凍機１１（図１参照）に代えて直焚きの吸収式の冷凍機６１が設けられている点、電力計１９（図１参照）に代えて燃料流量計６３が設けられている点がある。冷凍機６１は、内部において、吸収液と冷媒とが吸収冷凍サイクルを行うことで、蒸発器において冷媒が蒸発する際に利用される潜熱を冷水Ｃから奪って冷水Ｃを冷却する。また、冷凍機６１では、吸収器において冷媒を吸収した吸収液から冷媒を離脱させるための加熱を、再生器で燃料Ｆを燃焼させて行っている。燃料Ｆを燃焼させて吸収液を加熱する再生器は、ボイラとみなすことができる。また、冷凍機６１では、冷水Ｃから熱を奪って蒸発した冷媒を吸収器において吸収液が吸収した際に生じる熱、及び再生器で加熱されて離脱した冷媒を凝縮器において凝縮させた際に生じた熱を、冷却水ＣＤに放出する。冷凍機６１には、動力源として、電力ではなく、燃料供給管６２を介して燃料Ｆが供給されるように構成されている。燃料流量計６３は、燃料供給管６２に設けられている。また、冷凍機６１には、燃料Ｆを燃焼させて生じた排ガスを排出する排ガス流路６４が接続されている。排ガス流路６４には、内部を流れる排ガスの温度を検出する排ガス温度計６５が設けられている。燃料流量計６３及び排ガス温度計６５は、それぞれ、制御装置５０と有線又は無線で電気的に接続されており、検出した値を信号として制御装置５０に送信することができるように構成されている。
次に図２を参照して、別の実施の形態に係る水冷式冷凍機システム２（以下、単に「冷凍機システム２」という。）を説明する。図２は、冷凍機システム２の模式的系統図である。冷凍機システム２の、冷凍機システム１（図１参照）と異なる主要な点として、圧縮式の冷凍機１１（図１参照）に代えて直焚きの吸収式の冷凍機６１が設けられている点、電力計１９（図１参照）に代えて燃料流量計６３が設けられている点がある。冷凍機６１は、内部において、吸収液と冷媒とが吸収冷凍サイクルを行うことで、蒸発器において冷媒が蒸発する際に利用される潜熱を冷水Ｃから奪って冷水Ｃを冷却する。また、冷凍機６１では、吸収器において冷媒を吸収した吸収液から冷媒を離脱させるための加熱を、再生器で燃料Ｆを燃焼させて行っている。燃料Ｆを燃焼させて吸収液を加熱する再生器は、ボイラとみなすことができる。また、冷凍機６１では、冷水Ｃから熱を奪って蒸発した冷媒を吸収器において吸収液が吸収した際に生じる熱、及び再生器で加熱されて離脱した冷媒を凝縮器において凝縮させた際に生じた熱を、冷却水ＣＤに放出する。冷凍機６１には、動力源として、電力ではなく、燃料供給管６２を介して燃料Ｆが供給されるように構成されている。燃料流量計６３は、燃料供給管６２に設けられている。また、冷凍機６１には、燃料Ｆを燃焼させて生じた排ガスを排出する排ガス流路６４が接続されている。排ガス流路６４には、内部を流れる排ガスの温度を検出する排ガス温度計６５が設けられている。燃料流量計６３及び排ガス温度計６５は、それぞれ、制御装置５０と有線又は無線で電気的に接続されており、検出した値を信号として制御装置５０に送信することができるように構成されている。
【0050】
冷凍機６１の消費動力は、冷凍機６１で単位時間あたりに燃焼される燃料Ｆの消費量（ｋｇ／ｓｅｃ）に、燃料Ｆの単位発熱量（ｋＪ／ｋｇ）と、ボイラ効率とを乗じることで求めることができる。冷凍機６１で燃焼される燃料Ｆの消費量は、本変形例では燃料供給管６２を通過した燃料Ｆの量に等しいと見ることができ、燃料流量計６３で検出することができる。単位発熱量は、燃料Ｆの種類に固有の値となる。燃料Ｆの燃焼に伴う発熱量は、燃料Ｆの単位発熱量に燃料Ｆの消費量を乗じたものとなり、これにボイラ効率を掛け合わせたものが冷凍機６１への入熱量となる。ボイラ効率は、排ガス温度計６５で検出した排ガスの温度から推定することができる（熱損失法）。厳密には、冷凍機６１における燃焼ガスの空燃比を排気ガス中の酸素濃度などから求めて吸気量を推定し、吸気の温度も測定することが好ましい。しかし、一般に冷凍機のバーナでは空燃比が適切になるように調整されているので、空燃比を一定と仮定することができ、これに基づいて吸気量を推定することができる。また、冷凍機６１が冷凍運転を行う期間中の外気温度はそれほど大きくは変わらないので、これも一定と仮定することができる。したがって、排気ガス温度を計測すれば、ボイラ効率は演算可能となる。また、一般にボイラ効率も、冷凍機６１の運転条件によって大きくは変わらないので、これを一定と仮定してもよい。なお、単位発熱量としては低位発熱量を用いる方法と高位発熱量を用いる方法とがあるが、発熱量とボイラ効率とが整合していればどちらを用いてもよい。この場合、推定される効率を実際の効率を若干上回る値としておくことで、蒸発量（Ｅ）を過少に評価するリスク（濃縮倍率（Ｎ）を過少に評価するリスク）を低減することができる。冷凍機システム２は、制御装置５０の蒸発量算出部５３において、前述の蒸発量（Ｅ）を算出する計算式中で、冷凍機システム１（図１参照）における電力（Ｐ）を、上述の冷凍機６１の消費動力（燃料Ｆの消費量×単位発熱量×ボイラ効率）に置き換えればよい。冷凍機システム２の上記以外の構成は、冷凍機システム１（図１参照）と同様である。
【0051】
上述のように構成された冷凍機システム２は、冷凍機システム１（図１参照）と同様に作用して、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）及び濃縮倍率（Ｎ）を算出し、冷却水ＣＤの質を適切に管理することができる。
【0052】
［蒸気式吸収式冷凍機］
なお、図示は省略するが、冷凍機システム１（図１参照）の圧縮式の冷凍機１１を、冷凍機システム２（図２参照）では直焚きの吸収式の冷凍機６１に代えたのに倣い、冷凍機として蒸気式の吸収式冷凍機を用いてもよい。蒸気式の吸収式冷凍機は、直焚きの吸収式の冷凍機６１（図２参照）と比較して、再生器における加熱を、燃料を燃焼させて発生した熱ではなく、蒸気の熱で行っている点が異なっている。その他の蒸気式の吸収式冷凍機の構成は、直焚きの吸収式の冷凍機６１（図２参照）と同様である。したがって、蒸気式の吸収式冷凍機は、吸収液と冷媒との吸収冷凍サイクルにより、蒸発器における冷媒の蒸発潜熱を冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、吸収器における吸収熱及び凝縮器における凝縮熱を冷却水ＣＤに放出する。また、蒸気式の吸収式冷凍機は、燃料供給管６２（図２参照）に代えて、蒸気を内部に流す蒸気供給管が接続されている。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、蒸気式の吸収式冷凍機に供給される蒸気の流量を計測する蒸気流量計及び／又は蒸気利用後に生じるドレン水（凝縮水）の流量を計測するドレン流量計が設けられているとよい。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、排ガス流路６４（図２参照）及び排ガス温度計６５（図２参照）は設けられていない。
なお、図示は省略するが、冷凍機システム１（図１参照）の圧縮式の冷凍機１１を、冷凍機システム２（図２参照）では直焚きの吸収式の冷凍機６１に代えたのに倣い、冷凍機として蒸気式の吸収式冷凍機を用いてもよい。蒸気式の吸収式冷凍機は、直焚きの吸収式の冷凍機６１（図２参照）と比較して、再生器における加熱を、燃料を燃焼させて発生した熱ではなく、蒸気の熱で行っている点が異なっている。その他の蒸気式の吸収式冷凍機の構成は、直焚きの吸収式の冷凍機６１（図２参照）と同様である。したがって、蒸気式の吸収式冷凍機は、吸収液と冷媒との吸収冷凍サイクルにより、蒸発器における冷媒の蒸発潜熱を冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、吸収器における吸収熱及び凝縮器における凝縮熱を冷却水ＣＤに放出する。また、蒸気式の吸収式冷凍機は、燃料供給管６２（図２参照）に代えて、蒸気を内部に流す蒸気供給管が接続されている。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、蒸気式の吸収式冷凍機に供給される蒸気の流量を計測する蒸気流量計及び／又は蒸気利用後に生じるドレン水（凝縮水）の流量を計測するドレン流量計が設けられているとよい。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、排ガス流路６４（図２参照）及び排ガス温度計６５（図２参照）は設けられていない。
【0053】
蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムにおける消費動力は、蒸気式の吸収式冷凍機に単位時間あたりに供給される蒸気の量（ｋｇ／ｓｅｃ）に、蒸気の比エンタルピとドレン水の比エンタルピとの差（ｋＪ／ｋｇ）を乗じることで求めることができる。なお、蒸気式の吸収式冷凍機に単位時間あたりに供給される蒸気の量に代えて、蒸気式の吸収式冷凍機から単位時間あたりに排出されるドレン水の量を適用してもよい。蒸気式の吸収式冷凍機に供給される蒸気の量は蒸気流量計で計測することができ、蒸気式の吸収式冷凍機から排出されるドレン水の量はドレン流量計で計測することができる。なお、蒸気式の吸収式冷凍機に供給される蒸気の圧力がほぼ一定であれば、蒸気の比エンタルピもほぼ一定とみなすことができ、ドレン水の温度も大きくは変化しないので、比エンタルピ差は定数として差し支えない。この場合、定数として扱う比エンタルピ差を、運転条件の変動範囲内で大きめの値としておくことで、蒸発量（Ｅ）を過少に評価するリスク（濃縮倍率（Ｎ）を過少に評価するリスク）を低減することができる。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムは、制御装置５０の蒸発量算出部５３において、前述の蒸発量（Ｅ）を算出する計算式中で、電力（Ｐ）を、上述の蒸気式の吸収式冷凍機の消費動力（蒸気又はドレン水の量×比エンタルピ差）に置き換えればよい。蒸気式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムの上記以外の構成は、冷凍機システム１（図１参照）及び冷凍機システム２（図２参照）と同様である。上述のように構成された蒸気式の吸収式冷凍機利用の冷凍機システムは、冷凍機システム１（図１参照）及び冷凍機システム２（図２参照）と同様に作用して、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）及び濃縮倍率（Ｎ）を算出し、冷却水ＣＤの質を適切に管理することができる。
【0054】
［温水式吸収式冷凍機］
また、蒸気式の吸収式冷凍機に代えて、温水式の吸収式冷凍機を用いてもよい。温水式の吸収式冷凍機は、蒸気式の吸収式冷凍機と比較して、再生器における加熱を、蒸気の熱ではなく、温水の熱で行っている点が異なっている。その他の温水式の吸収式冷凍機の構成は、蒸気式の吸収式冷凍機と同様である。したがって、温水式の吸収式冷凍機は、吸収液と冷媒との吸収冷凍サイクルにより、蒸発器における冷媒の蒸発潜熱を冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、吸収器における吸収熱及び凝縮器における凝縮熱を冷却水ＣＤに放出する。また、温水式の吸収式冷凍機は、蒸気供給管に代えて、温水を内部に流す温水供給管が接続されている。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、温水式の吸収式冷凍機に供給される温水の流量を検出する温水流量検出器、及び温水出入口温度差を検出する温水温度検出器が設けられているとよい。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでも、排ガス流路６４（図２参照）及び排ガス温度計６５（図２参照）は設けられていない。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムにおける消費動力は、温水式の吸収式冷凍機に供給される温水について、流量と、出入口温度差と、比熱との積で求めることができる。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムは、制御装置５０の蒸発量算出部５３において、前述の蒸発量（Ｅ）を算出する計算式中で、電力（Ｐ）を、上述の温水式の吸収式冷凍機の消費動力（温水流量×温水出入口温度差×温水比熱）に置き換えればよい。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムの上記以外の構成は、冷凍機システム１（図１参照）等と同様である。上述のように構成された温水式の吸収式冷凍機利用の冷凍機システムは、冷凍機システム１（図１参照）等と同様に作用して、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）及び濃縮倍率（Ｎ）を算出し、冷却水ＣＤの質を適切に管理することができる。
また、蒸気式の吸収式冷凍機に代えて、温水式の吸収式冷凍機を用いてもよい。温水式の吸収式冷凍機は、蒸気式の吸収式冷凍機と比較して、再生器における加熱を、蒸気の熱ではなく、温水の熱で行っている点が異なっている。その他の温水式の吸収式冷凍機の構成は、蒸気式の吸収式冷凍機と同様である。したがって、温水式の吸収式冷凍機は、吸収液と冷媒との吸収冷凍サイクルにより、蒸発器における冷媒の蒸発潜熱を冷水Ｃから奪うことで冷水Ｃを冷却し、吸収器における吸収熱及び凝縮器における凝縮熱を冷却水ＣＤに放出する。また、温水式の吸収式冷凍機は、蒸気供給管に代えて、温水を内部に流す温水供給管が接続されている。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでは、温水式の吸収式冷凍機に供給される温水の流量を検出する温水流量検出器、及び温水出入口温度差を検出する温水温度検出器が設けられているとよい。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムでも、排ガス流路６４（図２参照）及び排ガス温度計６５（図２参照）は設けられていない。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムにおける消費動力は、温水式の吸収式冷凍機に供給される温水について、流量と、出入口温度差と、比熱との積で求めることができる。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムは、制御装置５０の蒸発量算出部５３において、前述の蒸発量（Ｅ）を算出する計算式中で、電力（Ｐ）を、上述の温水式の吸収式冷凍機の消費動力（温水流量×温水出入口温度差×温水比熱）に置き換えればよい。温水式の吸収式冷凍機を用いる冷凍機システムの上記以外の構成は、冷凍機システム１（図１参照）等と同様である。上述のように構成された温水式の吸収式冷凍機利用の冷凍機システムは、冷凍機システム１（図１参照）等と同様に作用して、冷却水ＣＤの蒸発量（Ｅ）及び濃縮倍率（Ｎ）を算出し、冷却水ＣＤの質を適切に管理することができる。
【0055】
［ブロー管接続位置の変形例］
次に図３を参照して、ブロー管３２まわりの変形例を説明する。図３は、変形例に係る冷凍機システムの部分系統図である。本変形例では、ブロー管３２の接続位置が、これまで説明した冷凍機システムのものと異なっている。本変形例では、ブロー管３２が、冷却塔２１の下部水槽ではなく、冷却水ポンプ２５の吐出側の冷却水往管２２に接続されている。本変形例では、ブロー管３２に、ブロー流量計３８が設けられている。ブロー流量計３８は、ブロー管３２を通って冷凍機システムから排出される冷却水ＣＤ（以下「ブロー水」という場合もある）の流量を計測するものであり、本変形例では積算流量計が用いられている。ブロー流量計３８は、制御装置５０と有線又は無線で電気的に接続されており、計測した流量を信号として制御装置５０に送信することができるように構成されている。ブロー流量計３８は、本変形例では、冷却水ポンプ２５とブロー弁３３との間のブロー管３２に設けられている。本変形例の構成は、これまで説明したすべての冷凍機システム（冷凍機が、圧縮式、各種吸収式（直焚き、蒸気式、温水式）のすべて）に適用可能である。
次に図３を参照して、ブロー管３２まわりの変形例を説明する。図３は、変形例に係る冷凍機システムの部分系統図である。本変形例では、ブロー管３２の接続位置が、これまで説明した冷凍機システムのものと異なっている。本変形例では、ブロー管３２が、冷却塔２１の下部水槽ではなく、冷却水ポンプ２５の吐出側の冷却水往管２２に接続されている。本変形例では、ブロー管３２に、ブロー流量計３８が設けられている。ブロー流量計３８は、ブロー管３２を通って冷凍機システムから排出される冷却水ＣＤ（以下「ブロー水」という場合もある）の流量を計測するものであり、本変形例では積算流量計が用いられている。ブロー流量計３８は、制御装置５０と有線又は無線で電気的に接続されており、計測した流量を信号として制御装置５０に送信することができるように構成されている。ブロー流量計３８は、本変形例では、冷却水ポンプ２５とブロー弁３３との間のブロー管３２に設けられている。本変形例の構成は、これまで説明したすべての冷凍機システム（冷凍機が、圧縮式、各種吸収式（直焚き、蒸気式、温水式）のすべて）に適用可能である。
【0056】
本変形例の構成が適用された冷凍機システムは、冷凍機システムの外へ排出される冷却水ＣＤを、冷却水ポンプ２５の圧力でブロー管３２を流すことができるので、冷却塔２１の下部水槽から自然流下する場合よりも、流量を正確に測定することができる。ここで、ブロー管３２を流れる冷却水ＣＤの流量を計測する実益は、下水道料金の減免を得ることにある。一般に、ブロー水は、下水道に排出されるが、冷却塔２１において蒸発する冷却水ＣＤ及び冷却用の空気等に同伴されるなどして飛散する冷却水ＣＤは、下水道に排出されない。一般に下水道料金は、上水の使用量がすべて下水道に流れ込んだものと推定して、上水の使用量応じて課金されるが、上水を使用しても下水道に流れ込まなかった流量を明確にすることができれば、その分、下水道料金が減免される制度のある自治体等がある。本変形例の場合、補給水流量計３６で検出された補給水Ａの量と、ブロー流量計３８で検出されたブロー水の量との差が、下水道料金の減免を受けることができる量に相当する。本変形例の構成とすることで、ブロー流量計３８はブロー管３２中の常に満水の部位で、冷却水ポンプ２５の圧力のある条件下で測定できるようになるため、ブロー水の量を安価な流量計（積算流量計）で正確に把握し、下水料金の減免を受けることが可能となる。また、補給水流量計３６で測定された補給水Ａの量から、ブロー流量計３８で測定されたブロー水の量と、制御装置５０で演算された蒸発量（Ｅ）とを差し引いた値は、冷却塔２１から飛散した飛散量の推定値となる。飛散量自体は濃縮倍率の管理等には特段必要な値ではない。しかし、飛散量が通常に比べて多かったり、一時的に増加したりした場合、冷却塔からの水漏れや、スプレー配管の異常など、何らかの異常を示唆している可能性があり、点検等を行う目安とするなどの活用もできる。
【0057】
［密閉式冷却塔］
以上で説明した各種の冷凍機システムでは、冷却塔２１が開放型であるとしたが、密閉式であってもよい。冷却塔２１が密閉式の場合、冷却塔２１において、冷却水ＣＤは、コイルの内部を流れるために、空気に触れて蒸発することはない。代わりに、冷却水ＣＤとは別の散布水が、冷却水ＣＤを流すコイルの外側に散布され、散布された散布水が蒸発する際にコイル内の冷却水ＣＤから蒸発潜熱を奪うことで、コイル内の冷却水ＣＤが冷却されるようになっている。コイルに散布された散布水のうち、蒸発しなかったものは、収集されて、再度コイルに散布されるように循環する。このように、密閉式の冷却塔の場合、散布水が循環水に相当する。冷却塔２１が密閉式の場合、冷却水ＣＤは、水が用いられる場合が多いが、ブライン等、水以外の液体であってもよい。
以上で説明した各種の冷凍機システムでは、冷却塔２１が開放型であるとしたが、密閉式であってもよい。冷却塔２１が密閉式の場合、冷却塔２１において、冷却水ＣＤは、コイルの内部を流れるために、空気に触れて蒸発することはない。代わりに、冷却水ＣＤとは別の散布水が、冷却水ＣＤを流すコイルの外側に散布され、散布された散布水が蒸発する際にコイル内の冷却水ＣＤから蒸発潜熱を奪うことで、コイル内の冷却水ＣＤが冷却されるようになっている。コイルに散布された散布水のうち、蒸発しなかったものは、収集されて、再度コイルに散布されるように循環する。このように、密閉式の冷却塔の場合、散布水が循環水に相当する。冷却塔２１が密閉式の場合、冷却水ＣＤは、水が用いられる場合が多いが、ブライン等、水以外の液体であってもよい。
【0058】
図４に、冷凍機システムにおける密閉式の冷却塔２１まわりの構成の一例を示す。密閉式の冷却塔２１の場合、冷却塔２１の下部水槽には、散布水Ｓを流す散布水管２８の一端が接続されている。散布水管２８の他端は、冷却塔２１の上部の散布水ノズルに接続されている。散布水管２８には、散布水Ｓを圧送する散布水ポンプ２９が設けられている。散布水ポンプ２９の作動によって散布水ノズルから散布された散布水Ｓは、内部に冷却水ＣＤを流すコイルの外面を濡らし、一部は蒸発し、残りは下部水槽に収集されるようになっている。ブロー弁３３が設けられたブロー管３２は、散布水ポンプ２９の吐出側の散布水管２８に接続されている。ブロー管３２には、ブロー流量計３８が設けられていてもよい。図４に示す例では、冷凍機システムの外へ排出される散布水Ｓを、散布水ポンプ２９の圧力でブロー管３２を流すことができるので、ブロー流量計３８を設けることで排出される散布水Ｓの流量を正確に測定することができる。ブロー管３２を流れる散布水Ｓの流量を正確に測定することで、上述した図３に示す例の場合と同様に、下水道料金の減免を得ることができる。図４に示す例において、補給水流量計３６が設けられた補給水管３５が下部水槽に接続されている構成は、開放型の冷却塔と同様である。冷却塔２１が密閉式の場合、補給水Ａは散布水Ｓに混合される。このように構成された密閉式の冷却塔２１は、これまで説明したいずれの種類の冷凍機（圧縮式及び各種吸収式（直焚き、蒸気式、温水式））にも適用することができる。
【0059】
［ＣＯＰを利用した蒸発量の算出］
これまで、各実施の形態（変形例を含む）において、冷凍機の種類に応じた適切な算出式を説明してきた。特に、循環水の蒸発量（Ｅ）を算出する際に用いられる冷凍機の消費動力について、冷凍機の種類に応じて適切な要素を考慮してきた。他方、吸収式冷凍機や容積式の圧縮式冷凍機では、消費動力に対する冷凍出力の比（成績係数、ＣＯＰ）が、その原理上、条件によってあまり大きく変化しないものがある。例えば、二重効用型の吸収式冷凍機であれば、ＣＯＰは定格負荷時に１．５程度である場合、吸収液の循環量制御を行って部分負荷特性を改善しても、１．７程度にとどまる。ここで、冷凍出力をＣＯＰで除して消費動力を算出した場合の蒸発量を、ＣＯＰが１．５の場合と１．７（実際のＣＯＰ）の場合とで比べると、（１／１．５＋１）／（１／１．７＋１）≒１．０５となる。このように、ＣＯＰから消費動力を推定して循環水の蒸発量を求めた場合、蒸発量を５％過大に算出するだけとなる。このとき、蒸発量が多めになることから算出される濃縮倍率は高めになって、ブロー制御の観点からは安全側となる。このように、冷凍出力を（固定値の）ＣＯＰで除することで、消費動力を簡易的に算出することができる。このようにすることで、冷凍機の消費動力を測定しない場合であっても、循環水の蒸発量を演算し、濃縮倍率を一定の範囲に維持して、補給水Ａの量を最適化することが可能となる。また、定速式のターボ冷凍機などでは、冷凍機の消費電力と冷凍出力とがほぼ一次関数となるものなどがある。このような場合にも、冷凍機の消費電力を冷凍出力から推定し、これを基に蒸発量等を算出することもできる。以上のようにすることで、精度は若干低下するものの、電力計１９や燃料流量計６３等の設置を省略することができ、システム構成を簡素にして、さらに安価に蒸発量を推定し、循環水の管理を行うことが可能となる。
これまで、各実施の形態（変形例を含む）において、冷凍機の種類に応じた適切な算出式を説明してきた。特に、循環水の蒸発量（Ｅ）を算出する際に用いられる冷凍機の消費動力について、冷凍機の種類に応じて適切な要素を考慮してきた。他方、吸収式冷凍機や容積式の圧縮式冷凍機では、消費動力に対する冷凍出力の比（成績係数、ＣＯＰ）が、その原理上、条件によってあまり大きく変化しないものがある。例えば、二重効用型の吸収式冷凍機であれば、ＣＯＰは定格負荷時に１．５程度である場合、吸収液の循環量制御を行って部分負荷特性を改善しても、１．７程度にとどまる。ここで、冷凍出力をＣＯＰで除して消費動力を算出した場合の蒸発量を、ＣＯＰが１．５の場合と１．７（実際のＣＯＰ）の場合とで比べると、（１／１．５＋１）／（１／１．７＋１）≒１．０５となる。このように、ＣＯＰから消費動力を推定して循環水の蒸発量を求めた場合、蒸発量を５％過大に算出するだけとなる。このとき、蒸発量が多めになることから算出される濃縮倍率は高めになって、ブロー制御の観点からは安全側となる。このように、冷凍出力を（固定値の）ＣＯＰで除することで、消費動力を簡易的に算出することができる。このようにすることで、冷凍機の消費動力を測定しない場合であっても、循環水の蒸発量を演算し、濃縮倍率を一定の範囲に維持して、補給水Ａの量を最適化することが可能となる。また、定速式のターボ冷凍機などでは、冷凍機の消費電力と冷凍出力とがほぼ一次関数となるものなどがある。このような場合にも、冷凍機の消費電力を冷凍出力から推定し、これを基に蒸発量等を算出することもできる。以上のようにすることで、精度は若干低下するものの、電力計１９や燃料流量計６３等の設置を省略することができ、システム構成を簡素にして、さらに安価に蒸発量を推定し、循環水の管理を行うことが可能となる。
【0060】
［その他の代替構成］
これまで説明した各実施の形態（変形例を含む）における循環水の蒸発量（ひいては濃縮倍率）の算出式は、冷凍機の種類ごとに規定されていて制御装置５０に記憶されていることとした。換言すれば、循環水の蒸発量の算出式は、適用される冷凍機の種類に適合した１つが制御装置５０に記憶されていることとした。しかしながら、冷凍機の種類に応じた循環水の蒸発量の算出式の複数を制御装置５０に記憶させておき、適用する冷凍機の種類に応じて適切な算出式を選択可能に構成してもよい。この場合、これらの複数の算出式が記憶された制御装置５０は、冷却塔２１の制御盤に実装されているとよい。循環水の蒸発量の算出式の複数種類が記憶された制御装置５０が冷却塔２１の制御盤に実装されていると、この冷却塔２１にどのような種類の冷凍機を組み合わせても、循環水の管理を適切に行うことができるシステムを簡便に構築することができる。つまり、この場合は、冷却塔２１にどのような冷凍機が組み合わせられるか不明なときに特に有用となる。なお、算出式の選択は、外付け又は内蔵の入力装置を介して管理者が行うことができる。
これまで説明した各実施の形態（変形例を含む）における循環水の蒸発量（ひいては濃縮倍率）の算出式は、冷凍機の種類ごとに規定されていて制御装置５０に記憶されていることとした。換言すれば、循環水の蒸発量の算出式は、適用される冷凍機の種類に適合した１つが制御装置５０に記憶されていることとした。しかしながら、冷凍機の種類に応じた循環水の蒸発量の算出式の複数を制御装置５０に記憶させておき、適用する冷凍機の種類に応じて適切な算出式を選択可能に構成してもよい。この場合、これらの複数の算出式が記憶された制御装置５０は、冷却塔２１の制御盤に実装されているとよい。循環水の蒸発量の算出式の複数種類が記憶された制御装置５０が冷却塔２１の制御盤に実装されていると、この冷却塔２１にどのような種類の冷凍機を組み合わせても、循環水の管理を適切に行うことができるシステムを簡便に構築することができる。つまり、この場合は、冷却塔２１にどのような冷凍機が組み合わせられるか不明なときに特に有用となる。なお、算出式の選択は、外付け又は内蔵の入力装置を介して管理者が行うことができる。
【0061】
以上の説明では、ブロー弁３３が電動弁又は電磁弁のような自動弁であるとしたが、手動で開度を調節可能な弁であってもよい。この場合、制御装置５０は、算出した循環水の蒸発量を表示する表示装置を有しているとよい。これにより、システム管理者は、表示装置に表示された蒸発量を視認し、別途補給水Ａの量を測定し、これらを照らし合わせることで濃縮倍率を求め、当該濃縮倍率に基づいて手動のブロー弁３３の開度を調節することができる。
【0062】
以上の説明では、冷水流量算出部５１において、冷水Ｃの流量を、差圧計１８で検出された差圧から求めるとしたが、冷水Ｃの系統に流量計が設けられている場合は、当該流量計の計測値を用いてもよい。
【0063】
以上の説明では、往温度計１５が冷水往管１２に、還温度計１６が冷水還管１３に、それぞれ設けられていることとしたが、冷凍機１１が冷水Ｃの温度を測定するセンサを有している場合は、当該温度センサを温度検出器として用いることができる。この場合、別途往温度計１５及び還温度計１６を設けなくてよい。また、冷凍機１１が冷水Ｃの出入りの差圧を測定するセンサを内蔵している場合は、この内蔵の差圧センサを利用することとして、別途差圧計１８を設けなくてよい。冷凍機１１が温度センサ及び／又は差圧センサを有している場合は特に、制御装置５０を冷凍機１１の制御装置（制御盤）と兼用とするのが好ましい。このようにすることで、冷凍機１１が備えている装備を活用して循環水の蒸発量及び濃縮倍率を把握することができ、追加の装置の設置を抑制することとなり、構成を簡素化すると共にコストの上昇を抑制することができる。このことは、圧縮式の冷凍機１１以外の冷凍機（直焚き、蒸気式、温水式の各種の吸収式冷凍機）にも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0064】
１、２ 冷凍機システム
１１ 冷凍機
１５ 往温度計
１６ 還温度計
１８ 差圧計
２１ 冷却塔
３２ ブロー管
３３ ブロー弁
３５ 補給水管
３６ 流量計
５０ 制御装置
６１ 冷凍機
Ａ 補給水
Ｃ 冷水
ＣＤ 冷却水
１１ 冷凍機
１５ 往温度計
１６ 還温度計
１８ 差圧計
２１ 冷却塔
３２ ブロー管
３３ ブロー弁
３５ 補給水管
３６ 流量計
５０ 制御装置
６１ 冷凍機
Ａ 補給水
Ｃ 冷水
ＣＤ 冷却水
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
