JP2021134954A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】給湯温度を高くする場合でも、冷凍能力不足を発生させず、運転させることができる冷凍装置を提供する。【解決手段】低段圧縮機構１１からの吐出冷媒を冷却するインタークーラー３０と、高段圧縮機構１２からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラー３１と、主ガスクーラー３１通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラー３２と、を備え、高段圧縮機構１２と主ガスクーラー３１の間に設けられた第１冷媒流路切替弁２５と、主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２との間に設けられた第１冷媒合流部２６と、第１冷媒流路切替弁２５と第１冷媒合流部２６を接続する冷媒バイパス配管２７と、を備えている。【選択図】図１
Description
本発明は、冷凍装置に係り、特に、給湯により排熱回収を行うことのできる冷凍装置に関するものである。
従来から、例えば、スーパーマーケットなどの大型店舗においては、多くの冷凍ショーケースや冷蔵ショーケースが設置され、これらのショーケースを冷凍機で運転する冷凍装置が多く用いられている。
このような冷凍装置として、従来、例えば、インタークーラー、ガスクーラーに水配管が並列に接続され、それぞれに供給された冷却水で、インタークーラーでは低段側圧縮機構からの吐出冷媒との間で熱交換を行い、ガスクーラーでは高段側圧縮機構からの吐出冷媒との間で熱交換を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、前記従来の技術においては、給湯温度を高くするためには、インタークーラーおよびガスクーラーの水配管を流れる水の流量を減らす必要があった。そのため、水の流量を減らすことにより熱交換性能が低下し、インタークーラーおよびガスクーラーで冷媒の放熱不足が発生し、ガスクーラーの出口側の冷媒温度が高くなり、その結果、冷凍装置の冷凍能力が不足してしまう。そこで、追加のガスクーラーを新たに設けることで、少ない水の流量でも冷媒の冷却が可能となり、冷凍能力を保ちながら給湯することが可能となる。一方、給湯を行わない場合、つまり通常の冷凍装置として運転させる場合、水の流量を減らす必要がないため、新たに設けたガスクーラーに水を流さない。しかしながら、追加のガスクーラーには、高温冷媒が流入し、内部に滞留した水が加熱されるため、給湯を行う時に滞留していた高温の水が流れるため、火傷の危険性があるという課題があった。
本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、給湯の有無で運転モードを切り替え、そのモードの切り替えが安全に行うことができる冷凍装置を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するため、本発明は、低段圧縮機構と、高段圧縮機構と、膨張機構と、蒸発器とを有し、冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、前記低段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却するインタークーラーと、前記高段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラーと、前記主ガスクーラー通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラーと、を備え、前記高段圧縮機構と前記主ガスクーラーの間に設けられた第１冷媒流路切替機構と、前記主ガスクーラーと前記補助ガスクーラーとの間に設けられた第１冷媒合流部と、前記第１冷媒流路切替機構と前記第１冷媒合流部を接続する冷媒バイパス配管と、を備えていることを特徴とする。
これによれば、給湯を行わない標準モード時に、第１冷媒流路切替機構を冷媒バイパス配管側に切り替えることで、主ガスクーラーに高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー内の水温が上がるのを防ぐことができる。
本発明によれば、給湯を行わない標準モード時に、第１冷媒流路切替機構を冷媒バイパス配管側に切り替えることで、主ガスクーラーに高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー内の水温が上がるのを防ぐことができる。そのため、主ガスクーラー内の水温が上がらないので、給湯モード切替時に出湯する水が低温となり、火傷の危険性がなくなり、安全性を高めることができる。
第１の発明は、低段圧縮機構と、高段圧縮機構と、膨張機構と、蒸発器とを有し、冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、前記低段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却するインタークーラーと、前記高段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラーと、前記主ガスクーラー通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラーと、を備え、前記高段圧縮機構と前記主ガスクーラーの間に設けられた第１冷媒流路切替機構と、前記主ガスクーラーと前記補助ガスクーラーとの間に設けられた第１冷媒合流部と、前記第１冷媒流路切替機構と前記第１冷媒合流部を接続する冷媒バイパス配管と、を備えている。
これによれば、給湯を行わない標準モード時に、第１冷媒流路切替機構を冷媒バイパス配管側に切り替えることで、主ガスクーラーに高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー内の水温が上がるのを防ぐことができる。そのため、主ガスクーラー内の水温が上がらないので、給湯モード切替時に出湯する水が低温となり、火傷の危険性がなくなる。
これによれば、給湯を行わない標準モード時に、第１冷媒流路切替機構を冷媒バイパス配管側に切り替えることで、主ガスクーラーに高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー内の水温が上がるのを防ぐことができる。そのため、主ガスクーラー内の水温が上がらないので、給湯モード切替時に出湯する水が低温となり、火傷の危険性がなくなる。
第２の発明は、前記水配管は、第１水配管と、前記第１水配管の途中で分岐する第１分岐部と、第１合流部と、前記第１分岐部と前記第１合流部とを前記補助ガスクーラーを経由して接続する第２水配管と、前記第２水配管と合流することなく前記第１分岐部と前記第１合流部とを前記インタークーラーを経由して接続する第３水配管と、前記第１合流部と前記主ガスクーラーとを接続する第４水配管と、前記主ガスクーラーと給湯利用先とを接続する給湯配管と、前記第４水配管に設けられた排水配管と、前記水配管の中途部に設けられた送水機構と、前記主ガスクーラーと前記排水配管に流れる水流量を調整する第１流量調整機構と、前記第１流量調整機構を制御する制御部と、を備えている。
これによれば、補助ガスクーラーおよびインタークーラーに並列に水を送ることができ、通過後の水は再び合流して主ガスクーラーに流れるため、主ガスクーラーの手前に第１流量調整弁を設けることで、標準モードでも従来型の冷凍装置と同じ水路を形成できる。また、標準モード時における冷凍能力、効率、水圧損が低下してしまうことがない。
これによれば、補助ガスクーラーおよびインタークーラーに並列に水を送ることができ、通過後の水は再び合流して主ガスクーラーに流れるため、主ガスクーラーの手前に第１流量調整弁を設けることで、標準モードでも従来型の冷凍装置と同じ水路を形成できる。また、標準モード時における冷凍能力、効率、水圧損が低下してしまうことがない。
第３の発明は、前記水配管は、前記補助ガスクーラーに接続される第１水配管と、補助ガスクーラーと前記インタークーラーを接続する第６水配管と、インタークーラーと主ガスクーラーとを接続する第７水配管と、前記主ガスクーラーと給湯利用先とを接続する給湯配管と、前記第７水配管に設けられた排水配管と、前記水配管の中途部に設けられた送水機構と、前記主ガスクーラーと前記排水配管に流れる水流量を調整する第１流量調整機構と、前記第１流量調整機構を制御する制御部と、を備えている。
これによれば、補助ガスクーラー、インタークーラーおよび主ガスクーラーを直列に接続し、補助ガスクーラー、インタークーラー、主ガスクーラーの順に水を送ることで、給湯温度を高くすることができる。また、主ガスクーラーに第１流量調整弁を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラーに水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
これによれば、補助ガスクーラー、インタークーラーおよび主ガスクーラーを直列に接続し、補助ガスクーラー、インタークーラー、主ガスクーラーの順に水を送ることで、給湯温度を高くすることができる。また、主ガスクーラーに第１流量調整弁を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラーに水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
第４の発明は、前記排水配管と接続される外部放熱機構と、前記第１水配管上に設けられた第２水合流部と、前記外部放熱機構と前記第２水合流部とを接続する第５水配管と、を備えている。
これによれば、排水配管に流れる水を外部放熱装置において冷却することができ、冷却された水が水配管を介して補助ガスクーラーおよびインタークーラーに送られることにより、水を廃棄することなく再利用することができ、使用する水を低減させて冷凍装置を運転することが可能となる。
これによれば、排水配管に流れる水を外部放熱装置において冷却することができ、冷却された水が水配管を介して補助ガスクーラーおよびインタークーラーに送られることにより、水を廃棄することなく再利用することができ、使用する水を低減させて冷凍装置を運転することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る冷凍装置の第１実施の形態を示す冷媒回路図である。
図１に示すように、冷凍装置１は、冷凍装置１から送られる冷媒により冷却される冷却機器に接続されるものであり、冷却機器は、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置され、陳列された冷蔵・冷凍商品を冷却するショーケースなどである。
また、本実施の形態においては、冷凍装置１は、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）が臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素を冷媒として用いている。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性および毒性などを考慮した自然冷媒である。
図１は、本発明に係る冷凍装置の第１実施の形態を示す冷媒回路図である。
図１に示すように、冷凍装置１は、冷凍装置１から送られる冷媒により冷却される冷却機器に接続されるものであり、冷却機器は、例えば、コンビニエンスストアやスーパーマーケットなどの施設に設置され、陳列された冷蔵・冷凍商品を冷却するショーケースなどである。
また、本実施の形態においては、冷凍装置１は、高圧側の冷媒圧力（高圧圧力）が臨界圧力以上（超臨界）となる二酸化炭素を冷媒として用いている。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性および毒性などを考慮した自然冷媒である。
冷凍装置１は、圧縮機１０を備えている。本実施の形態において、圧縮機１０は、低段圧縮機構１１と、高段圧縮機構１２との２段の圧縮機構を備えている。
なお、本実施の形態においては、圧縮機１０に低段圧縮機構１１と、高段圧縮機構１２との２段圧縮機構を備えたが、圧縮機２台を、それぞれ低段側圧縮機、高段側圧縮機として用いても同等の機能が得られる。
低段圧縮機構１１には、低段吸込口１３および低段吐出口１４が設けられており、高段圧縮機構１２には、高段吸込口１５および高段吐出口１６が設けられている。
低段吸込口１３には、冷却機器の蒸発器４０に接続される低圧冷媒配管１７が接続されており、低圧冷媒配管１７を介して冷却機器の蒸発器４０から送られる低圧冷媒を低段吸込口１３から低段圧縮機構１１に送る。
なお、本実施の形態においては、圧縮機１０に低段圧縮機構１１と、高段圧縮機構１２との２段圧縮機構を備えたが、圧縮機２台を、それぞれ低段側圧縮機、高段側圧縮機として用いても同等の機能が得られる。
低段圧縮機構１１には、低段吸込口１３および低段吐出口１４が設けられており、高段圧縮機構１２には、高段吸込口１５および高段吐出口１６が設けられている。
低段吸込口１３には、冷却機器の蒸発器４０に接続される低圧冷媒配管１７が接続されており、低圧冷媒配管１７を介して冷却機器の蒸発器４０から送られる低圧冷媒を低段吸込口１３から低段圧縮機構１１に送る。
低段圧縮機構１１は、低段吸込口１３から吸い込まれた低温低圧の冷媒を圧縮して中間圧まで昇圧して低段吐出口１４から吐出する。低段圧縮機構１１により圧縮された中間圧の冷媒は、中間圧吐出配管１８、インタークーラー３０、中間圧吸込配管１９をそれぞれ介して高段吸込口１５から吸い込まれ、高段圧縮機構１２により圧縮して高圧まで昇圧し、高段吐出口１６から吐出するように構成されている。
低段圧縮機構１１に接続された中間圧吐出配管１８は、インタークーラー３０の一方の流路の入口側３０ａに接続されている。
インタークーラー３０の一方の流路の出口側３０ｂには、中間圧吸込配管１９が接続されており、中間圧吸込配管１９は、高段圧縮機構１２の高段吸込口１５に接続されている。
インタークーラー３０の一方の流路の出口側３０ｂには、中間圧吸込配管１９が接続されており、中間圧吸込配管１９は、高段圧縮機構１２の高段吸込口１５に接続されている。
また、高段圧縮機構１２の高段吐出口１６には、高圧吐出配管２０が接続されており、高圧吐出配管２０は、主ガスクーラー３１の一方の流路の入口側３１ａに接続されている。
主ガスクーラー３１の一方の流路の出口側３１ｂには、冷媒配管２１を介して補助ガスクーラー３２の一方の流路の入口側３２ａに接続されている。補助ガスクーラー３２の一方の流路の出口側３２ｂは、冷媒配管２２を介して冷却機器の膨張機構４１に接続されている。膨張機構４１には、蒸発器４０が接続されており、蒸発器４０には、低段圧縮機構１１が接続されている。
主ガスクーラー３１の一方の流路の出口側３１ｂには、冷媒配管２１を介して補助ガスクーラー３２の一方の流路の入口側３２ａに接続されている。補助ガスクーラー３２の一方の流路の出口側３２ｂは、冷媒配管２２を介して冷却機器の膨張機構４１に接続されている。膨張機構４１には、蒸発器４０が接続されており、蒸発器４０には、低段圧縮機構１１が接続されている。
本実施の形態においては、高段圧縮機構１２と主ガスクーラー３１とを接続する高圧吐出配管２０には、第１冷媒流路切替機構としての第１冷媒流路切替弁２５が設けられている。
なお、本実施の形態においては、第１冷媒流路切替弁２５に１つの三方弁を備えたが、２つの二方弁を第１冷媒流路切替弁として用いても同等の効果が得られる。
また、主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２との間の冷媒配管２１には、第１冷媒合流部２６が設けられており、第１冷媒流路切替弁２５と第１冷媒合流部２６を接続する冷媒バイパス配管２７が設けられている。
第１冷媒流路切替弁２５は、高圧吐出配管２０から送られる冷媒を主ガスクーラー３１に送る流路と、主ガスクーラー３１をバイパスして冷媒バイパス配管２７を介して補助ガスクーラー３２に直接送る流路とに切り替えが可能に構成されている。
なお、本実施の形態においては、第１冷媒流路切替弁２５に１つの三方弁を備えたが、２つの二方弁を第１冷媒流路切替弁として用いても同等の効果が得られる。
また、主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２との間の冷媒配管２１には、第１冷媒合流部２６が設けられており、第１冷媒流路切替弁２５と第１冷媒合流部２６を接続する冷媒バイパス配管２７が設けられている。
第１冷媒流路切替弁２５は、高圧吐出配管２０から送られる冷媒を主ガスクーラー３１に送る流路と、主ガスクーラー３１をバイパスして冷媒バイパス配管２７を介して補助ガスクーラー３２に直接送る流路とに切り替えが可能に構成されている。
補助ガスクーラー３２、主ガスクーラー３１およびインタークーラー３０の他方の流路には、水配管５０が接続されている。
水配管５０は、第１水配管５１と、第１水配管５１の途中で分岐する第１分岐部５２と、第１合流部５３と、第１分岐部５２と第１合流部５３とを補助ガスクーラー３２の入口側３２ｃおよび出口側３２ｄを経由して接続する第２水配管５４と、第２水配管５４と合流することなく第１分岐部５２と前記第１合流部５３とをインタークーラー３０の入口側３０ｃおよび出口側３０ｄを経由して接続する第３水配管５５と、第１合流部５３と主ガスクーラー３１の入口側３１ｃとを接続する第４水配管５６と、主ガスクーラー３１の出口側３１ｄと給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、から構成されている。
水配管５０は、第１水配管５１と、第１水配管５１の途中で分岐する第１分岐部５２と、第１合流部５３と、第１分岐部５２と第１合流部５３とを補助ガスクーラー３２の入口側３２ｃおよび出口側３２ｄを経由して接続する第２水配管５４と、第２水配管５４と合流することなく第１分岐部５２と前記第１合流部５３とをインタークーラー３０の入口側３０ｃおよび出口側３０ｄを経由して接続する第３水配管５５と、第１合流部５３と主ガスクーラー３１の入口側３１ｃとを接続する第４水配管５６と、主ガスクーラー３１の出口側３１ｄと給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、から構成されている。
このように本実施の形態においては、水配管５０は、第２水配管５４、第３水配管５５により補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に並列に接続されており、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に接続された第２水配管５４、第３水配管５５は、第４水配管５６により主ガスクーラー３１とを直列に接続するように構成されている。
水配管５０の第１水配管５１には、例えば、送水ポンプなどの送水機構６０が設けられている。
補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０の出口側に接続されて合流した第４水配管５６の中途部には、第１流量調整機構としての第１流量調整弁６１が設けられている。第１流量調整弁６１は、本実施の形態においては、三方弁とされており、水配管５０に接続されていない箇所には、排水配管５８が接続されている。
なお、本実施の形態においては、第１流量調整弁６１に三方弁を備えたが、２つの二方弁を第１流量調整弁６１として用いても同等の機能が得られる。
補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０の出口側に接続されて合流した第４水配管５６の中途部には、第１流量調整機構としての第１流量調整弁６１が設けられている。第１流量調整弁６１は、本実施の形態においては、三方弁とされており、水配管５０に接続されていない箇所には、排水配管５８が接続されている。
なお、本実施の形態においては、第１流量調整弁６１に三方弁を備えたが、２つの二方弁を第１流量調整弁６１として用いても同等の機能が得られる。
補助ガスクーラー３２の冷媒配管２１の出口側には、補助ガスクーラー３２の出口側の冷媒温度を検出する冷媒温度センサー７１が設けられている。第１水配管５１には、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に入水する水の温度を検出する入口側水温センサー７２が設けられており、主ガスクーラー３１の出口側の給湯配管５７には、出口側水温センサー７３が設けられている。
図２は、本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態においては、冷凍装置１は、各部を統括して制御する制御部７０を備えている。この制御部７０は、圧縮機１０の駆動制御や膨張機構４１の開度制御を行う。また、制御部７０は、冷媒温度センサー７１、入口側水温センサー７２および出口側水温センサー７３による検出値に基づいて、送水機構６０および第１流量調整弁６１の駆動を制御するように構成されている。
図２に示すように、本実施の形態においては、冷凍装置１は、各部を統括して制御する制御部７０を備えている。この制御部７０は、圧縮機１０の駆動制御や膨張機構４１の開度制御を行う。また、制御部７０は、冷媒温度センサー７１、入口側水温センサー７２および出口側水温センサー７３による検出値に基づいて、送水機構６０および第１流量調整弁６１の駆動を制御するように構成されている。
次に、第１実施の形態の動作について説明する。
まず、圧縮機１０を動作させることにより、低段圧縮機構１１の低段吸込口１３により冷却機器の蒸発器４０から送られる冷媒を吸込み、吸い込まれた冷媒は、低段圧縮機構１１により、中間圧力に圧縮されて低段吐出口１４から吐出される。
まず、圧縮機１０を動作させることにより、低段圧縮機構１１の低段吸込口１３により冷却機器の蒸発器４０から送られる冷媒を吸込み、吸い込まれた冷媒は、低段圧縮機構１１により、中間圧力に圧縮されて低段吐出口１４から吐出される。
また、低段圧縮機構１１の低段吐出口１４から吐出された冷媒は、中間圧吐出配管１８を介してインタークーラー３０に流入する。流入した冷媒は、このインタークーラー３０で水と熱交換して冷却され、高段圧縮機構１２の高段吸込口１５に戻される。
インタークーラー３０から戻された冷媒は、高段圧縮機構１２により圧縮して高段吐出口１６から吐出され、主ガスクーラー３１に送られる。
インタークーラー３０から戻された冷媒は、高段圧縮機構１２により圧縮して高段吐出口１６から吐出され、主ガスクーラー３１に送られる。
高段圧縮機構１２から送られた冷媒は、主ガスクーラー３１で水と熱交換した後、補助ガスクーラー３２で熱交換して、膨張機構４１を介して蒸発器４０に送られる。
ここで、本実施の形態においては、高段圧縮機構１２と主ガスクーラー３１との間に、第１冷媒流路切替弁２５が設けることで、標準モード時に高温冷媒が主ガスクーラーに流入することがなくなり、主ガスクーラー内の水が加熱されず、安全に給湯モードへと切替が可能となる。
なお、標準モードとは、給湯を行う給湯モードに対して、給湯を行わず、冷却機器の冷却のみを行うモードをいう。
なお、標準モードとは、給湯を行う給湯モードに対して、給湯を行わず、冷却機器の冷却のみを行うモードをいう。
また、本実施の形態においては、水配管５０は、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に並列に接続された後、主ガスクーラー３１に直列に接続されている。
そのため、水配管５０を流れる水は、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に同時に流れ、その後、主ガスクーラー３１に流れる。
これにより、補助ガスクーラー３２とインタークーラー３０に並列入水することで、補助ガスクーラー３２出口冷媒およびインタークーラー３０出口冷媒の温度を入水温度付近まで冷却することができる。
主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２とがあるため、少ない水の流量でも冷媒を十分冷却することが可能となる。
そのため、水配管５０を流れる水は、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に同時に流れ、その後、主ガスクーラー３１に流れる。
これにより、補助ガスクーラー３２とインタークーラー３０に並列入水することで、補助ガスクーラー３２出口冷媒およびインタークーラー３０出口冷媒の温度を入水温度付近まで冷却することができる。
主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２とがあるため、少ない水の流量でも冷媒を十分冷却することが可能となる。
また、送水機構６０によって水配管５０を流れる水の流量を調整することができるので、所定温度の給湯を行いながら、冷凍能力を担保することができる。
第１流量調整弁６１を用いることで、不要な水を排水することができるので、主ガスクーラー３１に流入する水流量を減らしながら、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に流入する水流量を確保できる。これにより、冷凍能力を担保しながら、高段圧縮機構１２から吐出される冷媒温度まで水を加熱して給湯することが可能となる。
第１流量調整弁６１を用いることで、不要な水を排水することができるので、主ガスクーラー３１に流入する水流量を減らしながら、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に流入する水流量を確保できる。これにより、冷凍能力を担保しながら、高段圧縮機構１２から吐出される冷媒温度まで水を加熱して給湯することが可能となる。
次に、第１実施の形態の制御動作について説明する。
図３は、第１実施の形態の標準モードによる動作を示すフローチャートである。図４は、第１実施の形態の給湯モードによる動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、給水（給湯）の流量制御を行う場合は、制御部７０は、まず、第１流量調整機構の開度を全開し（ＳＴ１）、初期の流量となるように設定し、運転を開始する（ＳＴ２）。
その後、制御部７０は、標準モード信号があるか否かを判断し（ＳＴ３）、標準モード信号があった場合には（ＳＴ３：ＹＥＳ）、第１冷媒流路切替弁２５を冷媒バイパス配管２７側に切り替える（ＳＴ４）。
図３は、第１実施の形態の標準モードによる動作を示すフローチャートである。図４は、第１実施の形態の給湯モードによる動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、給水（給湯）の流量制御を行う場合は、制御部７０は、まず、第１流量調整機構の開度を全開し（ＳＴ１）、初期の流量となるように設定し、運転を開始する（ＳＴ２）。
その後、制御部７０は、標準モード信号があるか否かを判断し（ＳＴ３）、標準モード信号があった場合には（ＳＴ３：ＹＥＳ）、第１冷媒流路切替弁２５を冷媒バイパス配管２７側に切り替える（ＳＴ４）。
制御部７０は、入口側水温センサー７２による入口側水温Ｔｉｎおよび冷媒温度センサー７１による冷媒出口温度Ｔｒｅｆを取得する（ＳＴ５）。
そして、制御部７０は、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いか否かを判断する（ＳＴ６）。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いと判断した場合は（ＳＴ６：ＹＥＳ）、送水機構６０による流量を増加するように制御する（ＳＴ７）。
そして、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
そして、制御部７０は、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いか否かを判断する（ＳＴ６）。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いと判断した場合は（ＳＴ６：ＹＥＳ）、送水機構６０による流量を増加するように制御する（ＳＴ７）。
そして、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
一方、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より低いと判断した場合は（ＳＴ６：ＮＯ）、制御部７０は、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いか否かを判断する（ＳＴ９）。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いと判断した場合は（ＳＴ９：ＹＥＳ）、制御部７０は、送水機構６０による流量を減少するように制御する（ＳＴ１０）。その後は、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より高いと判断した場合は（ＳＴ９：ＮＯ）、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
その後、流量制御の終了信号が入力されたら（ＳＴ８：ＹＥＳ）、流量制御を終了する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いと判断した場合は（ＳＴ９：ＹＥＳ）、制御部７０は、送水機構６０による流量を減少するように制御する（ＳＴ１０）。その後は、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より高いと判断した場合は（ＳＴ９：ＮＯ）、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
その後、流量制御の終了信号が入力されたら（ＳＴ８：ＹＥＳ）、流量制御を終了する。
また、標準モード信号がない場合には（ＳＴ３：ＮＯ）、図４に示すフローチャートに移行する。
図４に示すように、制御部７０は、第１冷媒流路切替弁２５を主ガスクーラー３１側に切り替える（ＳＴ１１）。
制御部７０は、目標給湯温度設定値Ｔｇ、出口側水温センサー７３による現在の出口側水温度Ｔｏｕｔ、入口側水温センサー７２による入口側水温Ｔｉｎ、冷媒温度センサー７１による冷媒出口温度Ｔｒｅｆを取得する（ＳＴ１２）。
図４に示すように、制御部７０は、第１冷媒流路切替弁２５を主ガスクーラー３１側に切り替える（ＳＴ１１）。
制御部７０は、目標給湯温度設定値Ｔｇ、出口側水温センサー７３による現在の出口側水温度Ｔｏｕｔ、入口側水温センサー７２による入口側水温Ｔｉｎ、冷媒温度センサー７１による冷媒出口温度Ｔｒｅｆを取得する（ＳＴ１２）。
制御部７０は、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いか否かを判断する（ＳＴ１３）。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いと判断した場合は（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、送水機構６０による流量を増加するように制御する。（ＳＴ１４）。
そして、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より高いと判断した場合は（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、送水機構６０による流量を増加するように制御する。（ＳＴ１４）。
そして、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
一方、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ１より低いと判断した場合は（ＳＴ１３：ＮＯ）、制御部７０は、冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いか否かを判断する（ＳＴ１５）。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いと判断した場合は（ＳＴ１５：ＹＥＳ）、制御部７０は、送水機構６０による流量を減少するように制御する（ＳＴ１６）。その後は、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より低いと判断した場合は（ＳＴ１５：ＹＥＳ）、制御部７０は、送水機構６０による流量を減少するように制御する（ＳＴ１６）。その後は、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
冷媒出口温度Ｔｒｅｆが入口側水温Ｔｉｎ＋Δｔｉｎ２より高いと判断した場合は（ＳＴ１５：ＮＯ）、制御部７０は、出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ＋Δｔｇより高いか否かを判断する（ＳＴ１７）。
そして、出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ＋Δｔｇより高いと判断した場合は（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、制御部７０は、第１流量調整弁６１の出湯側の流量を増加するように制御する（ＳＴ１８）。その後は、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
そして、出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ＋Δｔｇより高いと判断した場合は（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、制御部７０は、第１流量調整弁６１の出湯側の流量を増加するように制御する（ＳＴ１８）。その後は、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
そして、出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ＋Δｔｇより低いと判断した場合は（ＳＴ１７：ＮＯ）、制御部７０は、出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ−Δｔｇより低いか否かを判断する（ＳＴ１９）。
出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ−Δｔｇより低いと判断した場合は（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、制御部７０は、第１流量調整弁６１の出湯側の流量を減少するように制御する（ＳＴ２０）。
出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ−Δｔｇより低いと判断した場合は（ＳＴ１９：ＹＥＳ）、制御部７０は、第１流量調整弁６１の出湯側の流量を減少するように制御する（ＳＴ２０）。
出口側水温Ｔｏｕｔが目標給湯温度設定値Ｔｇ−Δｔｇより高いと判断した場合は（ＳＴ１０：ＮＯ）、図３のステップＳＴ８に戻り、流量制御の終了信号が入力されるまで（ＳＴ８：ＮＯ）、前述の制御を継続する。
その後、流量制御の終了信号が入力されたら（ＳＴ８：ＹＥＳ）、流量制御を終了する。
その後、流量制御の終了信号が入力されたら（ＳＴ８：ＹＥＳ）、流量制御を終了する。
以上述べたように、第１実施の形態においては、低段圧縮機構１１からの吐出冷媒を冷却するインタークーラー３０と、高段圧縮機構１２からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラー３１と、主ガスクーラー３１通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラー３２と、を備え、高段圧縮機構１２と主ガスクーラー３１の間に設けられた第１冷媒流路切替弁２５と、主ガスクーラー３１と補助ガスクーラー３２との間に設けられた第１冷媒合流部２６と、第１冷媒流路切替弁２５と第１冷媒合流部２６を接続する冷媒バイパス配管２７と、を備えている。
これによれば、給湯を行わない標準モード時に第１冷媒流路切替弁２５を冷媒バイパス配管２７側に切り替えることで、主ガスクーラー３１に高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー３１内の水温が上がるのを防ぐことができる。そのため、主ガスクーラー３１内の水温が上がらないので、給湯モード切替時に出湯する水が低温となり、火傷の危険性がなくなる。
これによれば、給湯を行わない標準モード時に第１冷媒流路切替弁２５を冷媒バイパス配管２７側に切り替えることで、主ガスクーラー３１に高温冷媒が流入せず、主ガスクーラー３１内の水温が上がるのを防ぐことができる。そのため、主ガスクーラー３１内の水温が上がらないので、給湯モード切替時に出湯する水が低温となり、火傷の危険性がなくなる。
また、本実施の形態においては、水配管５０は、第１水配管５１と、第１水配管５１の途中で分岐する第１分岐部と、第１合流部と、第１分岐部と第１合流部とを補助ガスクーラー３２を経由して接続する第２水配管５４と、第２水配管５４と合流することなく第１分岐部と第１合流部とをインタークーラー３０を経由して接続する第３水配管５５と、第１合流部と主ガスクーラー３１とを接続する第４水配管５６と、主ガスクーラー３１と給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、第４水配管５６に設けられた排水配管５８と、水配管５０の中途部に設けられた送水機構６０と、主ガスクーラー３１と排水配管５８に流れる水流量を調整する第１流量調整弁６１と、第１流量調整弁６１を制御する制御部７０と、を備えている。
これによれば、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に並列に水を送ることができ、通過後の水は再び合流して主ガスクーラー３１に流れるため、主ガスクーラー３１の手前に第１流量調整弁６１を設けることで、標準モードでも従来型の冷凍装置１と同じ水路を形成できる。また、標準モード時における冷凍能力、効率、水圧損が低下してしまうことがない。
これによれば、補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に並列に水を送ることができ、通過後の水は再び合流して主ガスクーラー３１に流れるため、主ガスクーラー３１の手前に第１流量調整弁６１を設けることで、標準モードでも従来型の冷凍装置１と同じ水路を形成できる。また、標準モード時における冷凍能力、効率、水圧損が低下してしまうことがない。
また、本実施の形態においては、排水配管５８と接続される外部放熱装置８０と、第１水配管５１上に設けられた第２合流部８２と、外部放熱装置８０と第２合流部８２とを接続する第５水配管８１と、を備えている。
これによれば、外部放熱装置８０を設けることにより、外部放熱装置８０で冷却された水を補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に送ることができ、水を廃棄することなく再利用することができ、使用する水を低減させて冷凍装置１を運転することが可能となる。
これによれば、外部放熱装置８０を設けることにより、外部放熱装置８０で冷却された水を補助ガスクーラー３２およびインタークーラー３０に送ることができ、水を廃棄することなく再利用することができ、使用する水を低減させて冷凍装置１を運転することが可能となる。
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施の形態を示す冷凍装置の冷媒回路図である。
図５に示すように、本実施の形態においては、水配管５０は、補助ガスクーラー３２に接続される第１水配管５１と、補助ガスクーラー３２とインタークーラー３０を接続する第６水配管９０と、インタークーラー３０と主ガスクーラー３１とを接続する第７水配管９１と、主ガスクーラー３１と給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、第３水配管５５に設けられた排水配管５８と、から構成されている。
その他の構成は、第１実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
また、送水機構６０、第１流量調整弁６１の制御についても、第１実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施の形態を示す冷凍装置の冷媒回路図である。
図５に示すように、本実施の形態においては、水配管５０は、補助ガスクーラー３２に接続される第１水配管５１と、補助ガスクーラー３２とインタークーラー３０を接続する第６水配管９０と、インタークーラー３０と主ガスクーラー３１とを接続する第７水配管９１と、主ガスクーラー３１と給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、第３水配管５５に設けられた排水配管５８と、から構成されている。
その他の構成は、第１実施の形態と同様であるため、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
また、送水機構６０、第１流量調整弁６１の制御についても、第１実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
本実施の形態においては、水配管５０を第１水配管５１、第６水配管９０および第７水配管９１で構成することにより、補助ガスクーラー３２、インタークーラー３０および主ガスクーラー３１を直列に接続するようにしたものである。
そして、このように接続することで、水配管５０の水が、冷媒温度の低い補助ガスクーラー３２、インタークーラー３０、主ガスクーラー３１の順に供給されることにより、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。給湯温度を高くする場合でも、給湯流量の低下を抑えることができる。また、インタークーラー３０、補助ガスクーラー３２、主ガスクーラー３１において、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置１の冷凍能力を維持することができる。
また、主ガスクーラー３１に第１流量調整弁６１を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラー３１に水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
そして、このように接続することで、水配管５０の水が、冷媒温度の低い補助ガスクーラー３２、インタークーラー３０、主ガスクーラー３１の順に供給されることにより、冷媒と水との間の熱交換を高い効率で行うことができる。給湯温度を高くする場合でも、給湯流量の低下を抑えることができる。また、インタークーラー３０、補助ガスクーラー３２、主ガスクーラー３１において、冷媒の十分な放熱が可能となるので、冷凍装置１の出口側の冷媒温度も低くなり、冷凍装置１の冷凍能力を維持することができる。
また、主ガスクーラー３１に第１流量調整弁６１を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラー３１に水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
以上述べたように、本実施の形態においては、水配管５０は、補助ガスクーラー３２に接続される第１水配管５１と、補助ガスクーラー３２とインタークーラー３０を接続する第６水配管９０と、インタークーラー３０と主ガスクーラー３１とを接続する第７水配管９１と、主ガスクーラー３１と給湯利用先とを接続する給湯配管５７と、第３水配管５５に設けられた排水配管５８と、を備えている。
これによれば、補助ガスクーラー３２、インタークーラー３０、主ガスクーラー３１の順に水を送ることで、給湯温度を高くすることができる。また、主ガスクーラー３１に第１流量調整弁を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラー３１に水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
これによれば、補助ガスクーラー３２、インタークーラー３０、主ガスクーラー３１の順に水を送ることで、給湯温度を高くすることができる。また、主ガスクーラー３１に第１流量調整弁を設けることで、標準モードで不要な主ガスクーラー３１に水を流すことなく、水圧損も減らすことができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変更が可能である。
以上のように、本発明に係る冷凍装置は、給湯温度を高くする場合でも、冷凍能力を維持することができ、給湯の有無で運転モードを切り替える冷凍装置に、好適に利用可能である。さらに、本発明に係る冷凍装置は、冷媒と水との間で熱交換を行い、熱交換により発生したお湯を用いた給湯、温水暖房などの用途に用いる給湯、温水暖房機器にも好適に利用可能である。
１ 冷凍装置
１０ 圧縮機
１１ 低段圧縮機構
１２ 高段圧縮機構
１３ 低段吸込口
１４ 低段吐出口
１５ 高段吸込口
１６ 高段吐出口
１７ 低圧冷媒配管
１８ 中間圧吐出配管
１９ 中間圧吸込配管
２０ 高圧吐出配管
２１ 冷媒配管
２２ 冷媒配管
２５ 第１冷媒流路切替弁
２６ 第１冷媒合流部
２７ 冷媒バイパス配管
３０ インタークーラー
３１ 主ガスクーラー
３２ 補助ガスクーラー
４０ 蒸発器
４１ 膨張機構
５０ 水配管
５１ 第１水配管
５２ 第１分岐部
５３ 第１合流部
５４ 第２水配管
５５ 第３水配管
５６ 第４水配管
５７ 給湯配管
５８ 排水配管
６０ 送水機構
６１ 第１流量調整弁
７０ 制御部
７１ 冷媒温度センサー
７２ 入口側水温センサー
７３ 出口側水温センサー
８０ 外部放熱装置
８１ 第５水配管
８２ 第２合流部
９０ 第６水配管
９１ 第７水配管
１０ 圧縮機
１１ 低段圧縮機構
１２ 高段圧縮機構
１３ 低段吸込口
１４ 低段吐出口
１５ 高段吸込口
１６ 高段吐出口
１７ 低圧冷媒配管
１８ 中間圧吐出配管
１９ 中間圧吸込配管
２０ 高圧吐出配管
２１ 冷媒配管
２２ 冷媒配管
２５ 第１冷媒流路切替弁
２６ 第１冷媒合流部
２７ 冷媒バイパス配管
３０ インタークーラー
３１ 主ガスクーラー
３２ 補助ガスクーラー
４０ 蒸発器
４１ 膨張機構
５０ 水配管
５１ 第１水配管
５２ 第１分岐部
５３ 第１合流部
５４ 第２水配管
５５ 第３水配管
５６ 第４水配管
５７ 給湯配管
５８ 排水配管
６０ 送水機構
６１ 第１流量調整弁
７０ 制御部
７１ 冷媒温度センサー
７２ 入口側水温センサー
７３ 出口側水温センサー
８０ 外部放熱装置
８１ 第５水配管
８２ 第２合流部
９０ 第６水配管
９１ 第７水配管
Claims (4)
- 低段圧縮機構と、高段圧縮機構と、膨張機構と、蒸発器とを有し、冷媒と水との熱交換により冷媒を冷却し、冷媒を冷却する水の水流路が水配管で接続された冷凍装置であって、
前記低段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却するインタークーラーと、
前記高段圧縮機構からの吐出冷媒を冷却する主ガスクーラーと、
前記主ガスクーラー通過後の冷媒を冷却する補助ガスクーラーと、を備え、
前記高段圧縮機構と前記主ガスクーラーの間に設けられた第１冷媒流路切替機構と、
前記主ガスクーラーと前記補助ガスクーラーとの間に設けられた第１冷媒合流部と、
前記第１冷媒流路切替機構と前記第１冷媒合流部を接続する冷媒バイパス配管と、を備えていることを特徴とする冷凍装置。 - 前記水配管は、
第１水配管と、
前記第１水配管の途中で分岐する第１分岐部と、
第１合流部と、
前記第１分岐部と前記第１合流部とを前記補助ガスクーラーを経由して接続する第２水配管と、
前記第２水配管と合流することなく前記第１分岐部と前記第１合流部とを前記インタークーラーを経由して接続する第３水配管と、
前記第１合流部と前記主ガスクーラーとを接続する第４水配管と、
前記主ガスクーラーと給湯利用先とを接続する給湯配管と、
前記第４水配管に設けられた排水配管と、
前記水配管の中途部に設けられた送水機構と、
前記主ガスクーラーと前記排水配管に流れる水流量を調整する第１流量調整機構と、
前記第１流量調整機構を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。 - 前記水配管は、
前記補助ガスクーラーに接続される第１水配管と、
補助ガスクーラーと前記インタークーラーを接続する第６水配管と、
インタークーラーと主ガスクーラーとを接続する第７水配管と、
前記主ガスクーラーと給湯利用先とを接続する給湯配管と、
前記第７水配管に設けられた排水配管と、
前記水配管の中途部に設けられた送水機構と、
前記主ガスクーラーと前記排水配管に流れる水流量を調整する第１流量調整機構と、
前記第１流量調整機構を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。 - 前記排水配管と接続される外部放熱機構と、
前記第１水配管上に設けられた第２水合流部と、
前記外部放熱機構と前記第２水合流部とを接続する第５水配管と、を備えていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷凍装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2020029842A JP2021134954A (ja) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | 冷凍装置 |
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Cited By (7)
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