冷却系统转让专利
申请号 : CN202011300996.X
文献号 : CN112824792A
文献日 : 2021-05-21
发明人 : 伊藤彰浩 , 国保典男 , 纐缬雅之 , 长谷川功宏 , 中泽敏治 , 高梨圭介 , 福住幸大
申请人 : CKD株式会社 , 株式会社荏原制作所 , 荏原冷热系统株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.冷却系统,具备:
第一冷却装置,被电力驱动以供给第一设定温度以下的第一热媒;
多个第二冷却装置,具有使从所述第一冷却装置供给的所述第一热媒和第二热媒之间进行热交换的热交换部,并被电力驱动以供给第二设定温度以下的第三热媒,所述第二设定温度根据时间经过而分别改变;以及设定部,获得所述多个第二冷却装置的所述第二设定温度,并根据获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度。
2.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为获得的多个所述第二设定温度的平均值。
3.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述第二冷却装置包括:压缩部,被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒;旁路流路,使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通;以及开闭阀,对所述旁路流路进行开闭,其中,所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度,并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开,其中,所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度,所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中的所述最高的第二设定温度的所述第二冷却装置。
4.根据权利要求3所述的冷却系统,其中,所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中最高的第二设定温度比预定温度高为条件,将所述第一设定温度设定为所述停止温度,并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。
5.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述第二冷却装置包括:压缩部,被电力驱动而压缩气体状态的第二热媒;旁路流路,使所述第二热媒绕过所述压缩部而流通;以及开闭阀,对所述旁路流路进行开闭,其中,所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度,并在目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开,其中,所述停止温度是在所述目标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给存在最多的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度,所述目标第二冷却装置是被设定为获得的多个所述第二设定温度中的所述存在最多的第二设定温度的所述第二冷却装置。
6.根据权利要求5所述的冷却系统,其中,所述设定部以获得的多个所述第二设定温度中存在最多的第二设定温度比预定温度高为条件,将所述第一设定温度设定为所述停止温度,并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。
7.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度,以使得所述冷却系统的功耗最小。
8.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述设定部依次获得所述第一设定温度、多个所述第二设定温度以及所述冷却系统的功耗的实测值,学习所述第一设定温度、多个所述第二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的预定关系,根据学习到的所述预定关系和获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度,以使得所述冷却系统的功耗最小。
9.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述设定部基于预先获得的所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系、预先获得的所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系、以及获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度,使得所述第一冷却装置的功耗和多个所述第二冷却装置的功耗之和最小。
10.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,所述设定部依次获得所述第一设定温度和所述第一冷却装置的功耗的实测值,学习所述第一设定温度与所述第一冷却装置的功耗的实测值的第一关系,并且依次获得所述第一设定温度、所述第二设定温度、以及所述第二冷却装置的功耗的实测值,学习所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系,根据学习到的所述第一关系、学习到的所述第二关系和获得的多个所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度,以使得所述冷却系统的功耗最小。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的冷却系统,其中,所述第一冷却装置包括:第一压缩部,被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒;第一热交换部,使通过大气冷却的第五热媒与所述第四热媒之间进行热交换;第一旁路流路,使所述第四热媒绕过所述第一压缩部而流通;以及第一开闭阀,对所述第一旁路流路进行开闭,在所述第一冷却装置中,当能够在使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开的状态下供给所述第一设定温度以下的所述第一热媒时,所述设定部使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开。
说明书 :
冷却系统
技术领域
背景技术
部的冷却管供给制冷剂(参考专利文献1)。专利文献1所记载的冷却系统通过使向各个冷却
装置供给的制冷剂的流量最佳化,从而在不多余驱动泵的情况下抑制泵的功耗。
发明内容
定温度根据时间经过而分别改变;以及
方面,第二冷却装置具有使从第一冷却装置供给的第一热媒和第二热媒之间进行热交换的
热交换部。因此,第二冷却装置在冷却第三热媒时,能够使用从第一热媒经由热交换部向第
二热媒供给的热量。
的和,根据当时的第一设定温度和多个第二冷却装置的各自的第二设定温度的关系而变
化。关于这一点,设定部获得多个第二冷却装置的第二设定温度,并根据获得的多个第二设
定温度可变地设定第一设定温度。因此,能够根据当时的多个第二设定温度适当地改变第
一设定温度,从而能够抑制冷却系统整体的功耗。
设定温度的差变得极大,从而能够抑制产生功耗极大的第二冷却装置。因此,能够抑制冷却
系统整体的功耗。
路流路进行开闭,其中,所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度,并在目标
第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开,其中,所述停止温度是在所述目
标第二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给所述最高
的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度,所述目标第二冷却装置是被设
定为获得的多个所述第二设定温度中最高的第二设定温度的所述第二冷却装置。
行开闭。因此,如果与第二设定温度相比第一设定温度足够低,则通过使压缩部停止且将开
闭阀打开,从而第二冷却装置能够使用所谓的自由冷却供给第二设定温度以下的第三热
媒。
压缩部停止且将开闭阀打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的第三热媒的第一设
定温度,目标第二冷却装置是被设定为获得的多个第二设定温度中最高的第二设定温度的
第二冷却装置。因此,目标第二冷却装置能够通过自由冷却供给第二设定温度以下的第三
媒,并能够大幅抑制目标第二冷却装置的功耗。例如,停止温度是从最高的第二设定温度减
去自由冷却所需要的必要温度差后的温度。
置进行自由冷却,则第一冷却装置的功耗变得过大,导致可能无法抑制冷却系统整体的功
耗。
在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。即,在最高的第二设
定温度比预定温度高的情况下,通过第二冷却装置进行自由冷却,在最高的第二设定温度
比预定温度低的情况下,不通过第二冷却装置进行自由冷却。因此,能够抑制冷却系统整体
的功耗。
路进行开闭,其中,所述设定部将所述第一设定温度可变地设定为停止温度,并在目标第二
冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开,其中,所述停止温度是在所述目标第
二冷却装置中能够在使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开的状态下供给所述存在最多
的第二设定温度以下的所述第三热媒的所述第一设定温度,所述目标第二冷却装置是被设
定为获得的多个所述第二设定温度中存在最多的第二设定温度的所述第二冷却装置。
为停止温度,并在目标第二冷却装置中使压缩部停止且将开闭阀打开,其中,停止温度为,
在目标第二冷却装置中能够在使压缩部停止且将开闭阀打开的状态下供给存在最多的第
二设定温度以下的第三热媒的第一设定温度,目标第二冷却装置时被设定为获得的多个第
二设定温度中存在最多的第二设定温度的第二冷却装置。因此,目标第二冷却装置能够通
过自由冷却供给第二设定温度以下的第三媒,并能够大幅抑制目标第二冷却装置的功耗。
例如,停止温度是从存在最多的第二设定温度减去自由冷却所需要的必要温度差后的温
度。
却装置进行自由冷却,则第一冷却装置的功耗变得过大,导致可能无法抑制冷却系统整体
的功耗。
度,并在所述目标第二冷却装置中使所述压缩部停止且将所述开闭阀打开。即,在存在最多
的第二设定温度比预定温度高的情况下,通过目标第二冷却装置进行自由冷却,在存在最
多的第二设定温度比预定温度低的情况下,不通过目标第二冷却装置进行自由冷却。因此,
能够抑制冷却系统整体的功耗。
系。
设定温度可变地设定所述第一设定温度,使得所述冷却系统的功耗最小。根据这样的结构,
由于预先获得第一设定温度、多个第二设定温度与冷却系统的功耗的实测值的关系,因此
能够减轻设定部的处理负荷,并能够抑制冷却系统整体的功耗。
二设定温度与所述冷却系统的功耗的实测值的预定关系,根据学习到的所述预定关系和获
得的多个所述第二设定温度,可变地设定所述第一设定温度,使得所述冷却系统的功耗最
小。根据这样的结构,设定部能够通过冷却系统的运转来学习预定关系,随着学习进展而预
定关系的精度越高,越能够抑制冷却系统整体的功耗。
一设定温度和第二设定温度的组合而变化。而且,能够通过试验等预先获得第一设定温度、
第二设定温度与第二冷却装置的功耗的实测值的关系。
二设定温度与所述第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系、以及获得的多个所述第二设
定温度可变地设定所述第一设定温度,使得所述第一冷却装置的功耗和多个所述第二冷却
装置的功耗之和最小。根据这样的结构,能够更正确地计算第一冷却装置的功耗和多个第
二冷却装置的功耗,从而能够进一步抑制冷却系统整体的功耗。
定温度与第二冷却装置的功耗的实测值的第二关系。
值的第一关系,并且依次获得所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置
的功耗的实测值,学习所述第一设定温度、所述第二设定温度与所述第二冷却装置的功耗
的实测值的第二关系,根据学习到的所述第一关系、学习到的所述第二关系和获得的多个
所述第二设定温度可变地设定所述第一设定温度,使得所述冷却系统的功耗最小。根据这
样的结构,设定部可通过冷却系统的运转来学习第一关系和第二关系,随着学习进展,第一
关系和第二关系的精度越高,越能够抑制冷却系统整体的功耗。
进行热交换;第一旁路流路,使所述第四热媒绕过所述第一压缩部而流通;以及第一开闭
阀,对所述第一旁路流路进行开闭,在所述第一冷却装置中,在能够使所述第一压缩部停止
且将所述第一开闭阀打开的状态下供给所述第一设定温度以下的所述第一热媒的情况下,
所述设定部使所述第一压缩部停止且将所述第一开闭阀打开。
旁路流路,使第四热媒绕过第一压缩部而流通;以及第一开闭阀,对第一旁路流路进行开
闭。因此,第一冷却装置在冷却第一热媒时,能够使用从由大气冷却的第五热媒经由第一热
交换部向第四热媒供给的热能。因此,如果与第一设定温度相比气温足够低,则通过使第一
压缩部停止且将第一开闭阀打开,从而第一冷却装置能够通过自由冷却供给第一设定温度
以下的第一热媒。
开闭阀打开。因此,第一冷却装置能够通过自由冷却供给第一设定温度以下的第一媒,并能
够大幅抑制第一冷却装置的功耗。例如,在气温比从第一设定温度减去自由冷却所需要的
必要温度差后的温度低的情况下,第一冷却装置能够进行自由冷却。
附图说明
具体实施方式
压缩机11被电力驱动而压缩气体状态的第四热媒。压缩机11和冷凝器16通过流路13连接。
30的流出端口通过流路31连接。流路17的另一端(第二端)与冷却塔30的流入端口通过流路
32连接。冷却塔30利用大气对从流路32流入的第五热媒进行冷却,使其从流路31流出。第五
热媒例如为水。也就是说,冷凝器16使由大气冷却的第五热媒和第四热媒进行热交换。
经由流路18向蒸发器21供给。
第一热媒在流路22、公共流路35、36中流通。第一热媒例如为水。由此,在流路22中流通的第
一热媒被冷却。在蒸发器21中气化的第四热媒经由流路26向压缩机11供给。
公共流路35、36中循环。大型制冷机10的运转状态由设定部70控制。
由冷却)。例如,冬季气温变低,因此从冷却塔30向冷凝器16供给的第五热媒的温度变低。因
此,即使在使压缩机11停止的状态下,也能够对在蒸发器21的流路22中流通的第一热媒进
行冷却,大型制冷机10能够供给第一设定温度Tw以下的第一热媒。另外,如果从冷却塔30向
冷凝器16供给的第五热媒的温度比第一设定温度Tw低大致10℃(必要温度差)以上,则大型
制冷机10能够进行自由冷却。
连接,流路48与流路47的另一端(第二端)连接。冷凝器46具有使液体状态的第一热媒流通
的流路45。在流路45的一端(第一端)连接有分支流路37,在流路45的另一端(第二端)连接
有分支流路38。分支流路37从公共流路35分支。分支流路38从公共流路36分支。然后,冷凝
器46使在流路45中流通的第一热媒和在流路47中流通的第二热媒进行热交换。
媒经由流路48向蒸发器51供给。
通过流路54连接。流路52容纳在流通部53中。流通部53连接有流路55和流路56。第三热媒在
流通部53、流路55及流路56中流通。第三热媒是例如由60%的乙二醇和40%的水构成的液
体。泵59使第三热媒在流通部53及流路55、56中循环。根据上述结构,在流路52中流通的第
二热媒蒸发,在流通部53中流通的第三热媒冷却。在蒸发器51中气化的第二热媒经由流路
54向压缩机41供给。
环。冷却器40A的运转状态由设定部70控制。设定部70控制压缩机41的驱动状态,从而向流
路55供给第二设定温度的第三热媒。
(自由冷却)。另外,如果从公共流路35向冷凝器46供给的第一热媒的温度比第二设定温度
Ta低大致10℃(必要温度差)以上,则冷却器40A能够进行自由冷却。
41停止且将开闭阀58打开的状态下分别供给第二设定温度Tb、Tc以下的第三热媒的情况
下,设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开(自由冷却)。
别由控制部A~C根据时间经过而分别改变。
温度Tt1是从冷却塔30向大型制冷机10流入的第五热媒的温度。
耗Pc=0。大型制冷机10的功耗Po与冷却器40A~40C的功耗Pa~Pc之和根据当时的第一设
定温度Tw与冷却器40A~40C各自的第二设定温度Ta~Tc的关系而变化。
的功耗Pa、Pb、Pc分别为10kW、6kW、8kW。冷却系统100整体的功耗是将功耗Po、Pa~Pc合计的
44kW。此时,第一设定温度Tw=7℃不成为第一设定温度Tw(停止温度Tf),其中,该第一设定
温度Tw为,在被设定为第二设定温度Ta~Tc中最高的第二设定温度Tb=-10℃的冷却器40B
(目标冷却器、目标冷却装置)中,能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给
第二设定温度Tb=-10℃以下的第三热媒的温度。停止温度Tf是从最高的第二设定温度减
去上述必要温度差(例如10℃)后的温度以下的温度,此时的停止温度Tf大致为-20℃以下。
大,导致可能无法抑制冷却系统100整体的功耗Pt。因此,设定部70以从控制部A~C获得的
第二设定温度Ta~Tc中最高的第二设定温度比预定温度高为条件,将第一设定温度Tw设定
为停止温度Tf,并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开(自由冷却)。在时刻
t1,未将第一设定温度Tw设定为停止温度Tf,不进行自由冷却。在时刻t1,设定为大型制冷
机10的运转效率最高的第一设定温度Tw=7℃。另外,大型制冷机10的运转效率为最高的第
一设定温度Tw根据气温、进而根据从冷却塔30向大型制冷机10供给的第五热媒的温度等而
变化。
高的第二设定温度Tb=25℃的冷却器40B(目标冷却器)中,能够在使压缩机41停止且将开
闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Tb=25℃以下的第三热媒的温度。另外,该情况下
的停止温度Tf为大致15℃以下。而且,第二设定温度Ta~Tc中最高的第二设定温度Tb=25
℃比预定温度(例如0℃)高。因此,在冷却器40B中,设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58
打开,进行自由冷却。其结果,冷却器40A~40C的功耗Pa~Pc分别为10kW、0kW、8kW,大型制
冷机10的功耗Po=18kW,冷却系统100的功耗Pt=36kW。
温度Ta~Tc中第二高的第二设定温度Tb=25℃的冷却器40B中,能够在使压缩机41停止且
将开闭阀58打开的状态下供给第二设定温度Tb=25℃以下的第三热媒的温度。另外,该情
况下的第二停止温度Tf2为大致15℃以下。而且,第二设定温度Ta~Tc中第二高的第二设定
温度Tb=25℃比预定温度(例如0℃)高。进而,被设定为第二设定温度Ta~Tc中最高的第二
设定温度Tc=28℃的冷却器40C也满足进行自由冷却的条件。因此,在冷却器40B、40C中,设
定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开,进行自由冷却。其结果,冷却器40A~40C的功耗
Pa~Pc分别为13kW、0kW、0kW,大型制冷机10的功耗Po=16kW,冷却系统100的功耗Pt=
29kW。
改变第一设定温度Tw,并能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
Tc中最高的第二设定温度的冷却器即目标冷却器中,能够在使压缩机41停止且将开闭阀58
打开的状态下供给最高的第二设定温度以下的第二热媒的第一设定温度Tw。因此,目标冷
却器能够通过自由冷却来供给第二设定温度以下的第三媒,从而能够大幅抑制目标冷却器
的功耗。
闭阀58打开。也就是说,在最高的第二设定温度比预定温度高的情况下,通过冷却器进行自
由冷却,在最高的第二设定温度比预定温度低的情况下,不通过冷却器进行自由冷却。因
此,能够抑制冷却系统100整体的功耗。
的第二设定温度Ta~Tc中第二高的第二设定温度的冷却器即第二目标冷却器中,能够在使
压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给第二高的第二设定温度以下的第二热媒的
第一设定温度Tw。因此,第二目标冷却器能够通过自由冷却来供给第二设定温度以下的第
三媒,从而能够大幅抑制第二目标冷却器的功耗。
加。因此,不希望将第一设定温度Tw设定得过高。
C获得的第二设定温度Ta~Tc的平均值=11℃。在该情况下,冷却器40B、40C也满足进行自
由冷却的条件。因此,在冷却器40B、40C中,设定部70使压缩机41停止且将开闭阀58打开,而
进行自由冷却。
这样的结构,能够抑制大型制冷机10的功耗Po变得过大。
却器的分支流路38与公共流路36连接。
C……获得的第二设定温度Ta、Tb、Tc……中存在最多的第二设定温度的冷却器即目标冷却
器(目标第二冷却装置)中,能够在使压缩机41停止且将开闭阀58打开的状态下供给存在最
多的第二设定温度以下的第三热媒的第一设定温度Tw。
温度Tf(例如不足-10℃)而通过目标冷却器进行自由冷却,则大型制冷机10的功耗Po变得
过大,导致可能不能抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
并在目标冷却器中使压缩机41停止且将开闭阀58打开。
标冷却器的功耗。进而,能够增加进行自由冷却的目标冷却器的数量。
开闭阀58打开。也就是说,在存在最多的第二设定温度比预定温度高的情况下,通过目标冷
却器进行自由冷却,在存在最多的第二设定温度比预定温度低的情况下,不通过目标冷却
器进行自由冷却。因此,能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
却器的分支流路38与公共流路36连接。各冷却器不具备旁路流路57及开闭阀58。也就是说,
各冷却器不进行自由冷却。
Pt的实测值的关系。
使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构,由于预先获得第一设定温度Tw、多个第
二设定温度与冷却系统100的功耗Pt的实测值的关系,因此能够减轻设定部70的处理负荷,
并且能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
Pt的实测值减少的第一设定温度Tw的变化方向,使第一设定温度Tw向减少功耗Pt的实测值
的方向变化。
定关系,根据学习到的预定关系和获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw,
使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构,设定部70能够通过冷却系统100的运转
来学习预定关系,随着学习进展而预定关系的精度越高,越能够抑制冷却系统100整体的功
耗Pt。
各冷却器不进行自由冷却。另外,大型制冷机10不具备旁路流路27及开闭阀28。也就是说,
大型制冷机10不进行自由冷却。
根据气温、进而根据从冷却塔30向大型制冷机10供给的第五热媒的温度而变化,因此,针对
每个气温,通过试验等预先获得第一设定温度Tw与大型制冷机10的功耗Po的实测值的关
系。另外,冷却器的功耗根据第一设定温度Tw和第二设定温度的组合而变化。而且,能够通
过试验等预先获得第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的关系。
二关系、以及获得的多个第二设定温度可变地设定第一设定温度Tw,使得大型制冷机10的
功耗Po和多个冷却器的功耗之和最小。根据这样的结构,能够更准确地计算大型制冷机10
的功耗Po以及多个冷却器的功耗,从而能够进一步抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的上述第二关系。在这种情况下,设定部70
例如求出功耗Po的实测值与多个冷却器的功耗的实测值之和减少的第一设定温度Tw的变
化方向,并使第一设定温度Tw向减小和的方向变化。
却器的功耗的实测值,学习第一设定温度Tw、第二设定温度与冷却器的功耗的实测值的第
二关系,根据学习到的第一关系、学习到的第二关系以及获得的多个第二设定温度可变地
设定第一设定温度Tw,使得冷却系统100的功耗Pt最小。根据这样的结构,设定部70能够通
过冷却系统100的运转来学习第一关系和第二关系,随着学习进展,第一关系和第二关系的
精度越高,越能够抑制冷却系统100整体的功耗Pt。
括其中仅一个要素或其以上或以下的其他组合和方式也落入本公开的范畴和思想范围内。