JPH0131898Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は熱回収式冷凍装置、詳しくは、主とし
てターボ形圧縮機を備え、冷房専用運転と熱回収
運転とを可能とした熱回収式冷凍装置に関する。

（従来技術） この種冷凍装置は実開昭56−96262号公報に記
載され第３図に示す如くすでに知られている。

この第３図に示したものは、一般に、熱回収運
転の凝縮圧力を冷房専用運転に比してかなり大き
くする必要がある点を考慮して、各々の凝縮圧力
でそれぞれ最適な能力を発揮する２台のターボ形
圧縮機、即ち、冷房専用運転用の第１圧縮機５０
と熱回収運転用の第２圧縮機５１とを設け、これ
ら第１、第２圧縮機５０，５１の吐出側を熱回収
用の熱交換管５２と放熱管５３とをもつ一つの凝
縮器５４に接続する一方、前記各圧縮機５０，５
１の吸入側をそれぞれ冷房用熱交換管（図示せ
ず）をもつ蒸発器５５に接続し、更に、前記凝縮
器５４と蒸発器５５とを膨張機構５６を介して接
続し、斯くして、冷房専用運転時には第１圧縮機
５０のみを駆動させて冷房負荷を処理する一方、
熱回収運転時には、第２圧縮機５１のみを駆動さ
せて暖房負荷と冷房負荷とを処理する如く成して
いたのである。尚、第３図中、５７，５８は逆止
弁で、実線矢印、破線矢印はそれぞれ第１、第２
圧縮機５０，５１の駆動により形成される各冷媒
サイクルを示している。

ところが、斯く構成するものは熱回収運転時に
暖房負荷と冷房負荷とを一つの前記第２圧縮機５
１で処理するようにしていたために、下記する２
つの問題が生じていた。

熱回収運転時における最大冷房負荷が最大暖
房負荷よりも大きい場合には、前記第２圧縮機
５１の容量を前記最大冷房負荷に合わせて大き
くしなければならず、この第２圧縮機５１が大
形化する不具合が生じていた。

また、一般に同じ大きさの冷房負荷を処理す
る場合でも、凝縮圧力が高くなると圧縮機の所
要動力が大きくなることが知られているが、こ
の従来のものは、熱回収運転時において、冷房
負荷が暖房負荷を上回つた場合、この暖房負荷
を上回つた部分の冷房負荷（以下超過冷房負荷
という）までをも、前記第２圧縮機５１で処理
する必要があり、しかも、１つの凝縮器５４の
みを用いているため、凝縮（吐出）圧力が高く
なり、この結果、前記超過冷房負荷を処理する
ための所要動力が増大することになり、それだ
けエネルギー効率が悪くなる不具合も生じてい
たのである。

（考案の目的） 本考案の目的は、従来と同様に熱回収用の圧縮
機と冷房専用の圧縮機とを設ける一方、これら各
圧縮機に対応する凝縮器をそれぞれ別途に設け
て、熱回収運転時に、冷房負荷を前記熱回収用の
圧縮機で処理させると共に、冷房負荷が増大し
て、前記熱回収用圧縮機で処理できなくなつた場
合には、この超過冷房負荷を前記冷房専用の圧縮
機とこの圧縮機に対応する凝縮器とを作用させて
処理できるようにし、もつて、前記熱回収用の圧
縮機の容量を小さくして小形化が計れ、また、熱
回収運転時における所要動力を従来に比し少なく
できるようにする点にある。

（考案の構成） 本考案の構成は、冷房専用の第１圧縮機と熱回
収用の第２圧縮機とを備え、これら圧縮機の吐出
側に、冷房専用の第１凝縮器及び熱回収用の第２
凝縮器をそれぞれ接続し、また、吸入側にこれら
各凝縮器の出口側と接続する蒸発器を接続して、
冷房専用運転と熱回収運転とを可能にする一方、
熱回収運転時の冷房負荷を検出し、前記第１圧縮
機を駆動制御する制御機構を設け、熱回収運転
時、前記制御機構により、冷房負荷を検出して、
前記第２圧縮機の運転により発揮される冷房能力
に不足が生じたことを検知し、この場合に前記第
２圧縮機に加え、前記第１圧縮機も駆動させられ
るようになすと共に、この第１圧縮機の吐出ガス
を、熱回収用の前記第２凝縮器とは別に設けた前
記第１凝縮器で凝縮させて、この吐出ガスの凝縮
圧力を前記第２圧縮機の吐出ガスの凝縮圧力より
低く設定できるようにしたのである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に示したものは、２台のターボ形圧縮機
を用い、冷房専用運転と熱回収運転とを可能にし
た熱回収式冷凍装置である。

第１図中、１は冷房運転時の断熱ヘツドで最良
効率となるブロアーをもつた冷房専用の第１圧縮
機、２は熱回収運転時の断熱ヘツドで最良効率と
なるブロアーをもつた熱回収用の第２圧縮機であ
り、これら第１、第２圧縮機１，２はそれぞれ駆
動用のモータM₁，M₂を備えている。そして、前
記第１、第２圧縮機１，２の吸入側を共に蒸発器
３に接続する一方、前記第１圧縮機１の吐出側を
冷房専用の第１凝縮器４に、また、前記第２圧縮
機２の吐出側を熱回収用の第２凝縮器５に接続
し、更に、前記第１、第２凝縮器４，５の出口側
を共に膨張機構６を介して、前記蒸発器３に接続
するのである。

また、前記第１凝縮器４には冷却水を流通させ
る放熱管７を、又、前記蒸発器３には冷房負荷に
接続する第１熱交換管８を、更に前記第２凝縮器
５には暖房負荷に接続する第２熱交換管９をそれ
ぞれ内設している。

斯くして、前記第１圧縮機１の駆動により、冷
媒を第１圧縮機１→第１凝縮器４→膨張機構６→
蒸発器３→第１圧縮機１と循環させ、前記蒸発器
３で冷房負荷を処理する第１冷媒サイクルが形成
でき、また、前記第２圧縮機２の駆動により冷媒
を、第２圧縮機２→第２凝縮器５→膨張機構６→
蒸発器３→第２圧縮機２と循環させ、前記第２凝
縮器５で暖房負荷を、また前記蒸発器３で冷房負
荷を処理する第２冷媒サイクルが形成でき、更に
第１、第２圧縮機１，２を共に駆動させることに
より、前記第１、第２冷媒サイクルを同時に作用
させられるようにしている。

また、前記第１、第２圧縮機１，２の吸入側に
はそれぞれ容量制御を行なうために、弁開度調節
用モータM₃，M₄をもつサクシヨンベーン１０，
１１を設けている。そして、前記蒸発器３におけ
る前記第１熱交換管８の出口側の冷水温度を検出
する第１温度検出器１２と、該検出器１２の出力
を基に、前記モータM₃に出力するコントローラ
TC₁とを設け、該コントローラTC₁の作動によ
り、前記第１圧縮機１の容量制御が行なえるよう
にしている。尚、前記コントローラTC₁は、検出
した前記冷水温度と設定冷水温度との温度差を基
に出力するものである。また、前記第２凝縮器５
における第２熱交換管９の出口側の温水温度を検
出する第２温度検出器１３と、該検出器１３の出
力を基に、前記モータM₄に出力するコントロー
ラTC₂とを設け、該コントローラTC₂の作動によ
り、前記第２圧縮機２の容量制御が行なえるよう
にしている。

尚、前記コントローラTC₂も検出した温水温度
と設定温水温度との温度差を基に出力するように
している。

また、第１図中、１４は補助膨張機構、１５は
クーリングタワー、P₁〜P₃はポンプ、４０，４
１は逆止弁である。

次に第２図を基に上記した冷凍装置の運転制御
回路を説明する。

この制御回路は電源線間に、 冷房専用運転と熱回収運転とを切換える切換
スイツチSWと、該スイツチSWの冷房側接点
Ｓに接続される冷房用補助リレーSXと熱回収
側接点Ｗに接続される熱回収用補助リレーWX
とから成る切換スイツチ回路１６、 第１圧縮機１のモータM₁駆動制御用の第１
開閉器MC₁と冷房用の前記補助リレーSXの常
開接点SX−１との直列回路から成る第１圧縮
機駆動制御回路１７、 第２圧縮機２のモータM₂駆動制御用の第２
開閉器MC₂と熱回収用の前記補助リレーWXの
常開接点WX−１との直列回路から成る第２圧
縮機駆動制御回路１８、 前記第１、第２圧縮機１，２の各々の容量制
御を行なう前記各コントローラTC₁，TC₂と前
記各ベーン１０，１１の各モータM₃，M₄とを
もつサクシヨンベーン弁開度調節回路１９ とを接続する一方、後述する冷房負荷判定器２０
をもち、熱回収用の前記補助リレーWXの常開接
点WX−１と前記第１開閉器MC₁とを直列に接続
する冷房負荷判定回路２１を設けている。

前記冷房負荷判定器２０は、冷房負荷を検出
し、該負荷が設定値よりも大きくなると閉路し、
設定値以下で開路する如く成すものであるが、こ
の判定器２０の開閉制御は、例えば前記第１熱交
換管８の冷水入口温度を検知し、設定値と比較し
て出力する温度調節器の出力接点で行なうように
してもよい。また冷水出入口水温差、水量から演
算装置で演算させ、その出力により行なうように
してもよい。

而して、前記冷房負荷判定回路２１により、熱
回収運転時に、冷房負荷を検出して冷房専用の前
記第１圧縮機１の駆動制御を行なう制御機構を構
成するのである。

尚、Ｔはタイマ、Ｔ−１は該タイマＴの限時動
作の常開接点で、熱回収運転の始動時に所定時
間、前記第１圧縮機１の駆動を阻止するためのも
のである。

次に、以上の如く構成する冷凍装置の運転を各
別に説明する。

熱回収運転 切換スイツチSWを熱回収側に切換えると、
前記補助リレーWXが励磁され、その常開接点
WX−１が閉成して、第２開閉器MC₂が励磁さ
れて第２圧縮機２が駆動すると共に、前記タイ
マＴも励磁されて始動し、所定時間後に常開接
点Ｔ−１が閉成する。

斯くして、前記第２圧縮機２の駆動により、
前記第２冷媒サイクル（第１図破線矢印）が作
用して、第２凝縮器５で、前記第２熱交換管９
を流通する水を加熱する暖房運転と、前記蒸発
器３で第１熱交換管８を流通する水を冷却する
冷房運転とを同時に行なう熱回収運転が可能と
なるのである。そして、このとき、前記コント
ローラTC₂が作用し、前記第２温度検出器１３
で検知した温水温度を基に、前記第２圧縮機２
の容量制御が行なわれるのである。

而して、この時、前記冷房負荷判定器２０が
検出する冷房負荷がこの判定器２０の前記設定
値以下である場合は、換言すると、暖房負荷が
冷房負荷とバランスしており、前記第２圧縮機
２の駆動により暖房負荷と同時に冷房負荷も処
理できる場合は、前記判定器２０が開成し、こ
のため、前記第１開閉器MC₁は非励磁で第１
圧縮機１は停止状態に保持される。

一方、前記冷房負荷判定器２０が検出する前
記冷房負荷が、この判定器２０の前記設定値を
越え、換言すると、冷房負荷が暖房負荷に比し
て大きくなり、前記冷房負荷を、前記第２圧縮
機２の暖房負荷に基づく運転では処理できなく
なつた場合は、前記判定器２０が閉成して、前
記第１圧縮機１も駆動し、前記第２冷媒サイク
ルと共に、前記第１冷媒サイクル（第１図実線
矢印）を作用させて、この冷凍装置の冷房能力
をアツプできるのである。

この時、前記第１圧縮機１の吐出ガスは、前
記した如く、前記第２凝縮器５とは別に設けた
第１凝縮器４で凝縮させるようにしたから、前
記第１冷媒サイクルの凝縮圧力を前記第２冷媒
回路のそれと関係なく、冷房運転に必要なだけ
の低い値に設定できるのである。

冷房専用運転は、前記第１圧縮機１を駆動
し、第２圧縮機２を停止して行なうのであつ
て、従来と同様であるから説明を省略する。

（考案の効果） 以上の如く、本考案によれば、熱回収運転時、
前記制御機構により、第２圧縮機２の運転では、
冷房負荷を処理できなくなつた場合に第１圧縮機
１を駆動させることができ、しかも、この第１圧
縮機１の吐出ガスの凝縮圧力を第２圧縮機２の吐
出ガスの凝縮圧力とは異なる低い値に設定できる
のであつて、斯くして以下の効果が得られるので
ある。

熱回収用の第２圧縮機２の容量は最大暖房負
荷のみを処理できる容量とすればよいので、熱
回収運転時の最大冷房負荷が最大暖房よりいか
に大きくとも、従来に比して前記第２圧縮機２
の容量を小さくでき、小形化が計れる。また、
更に、 熱回収運転時に、冷房負荷を前記第２圧縮機
２の駆動では処理できなくなり、第１圧縮機１
も駆動させた場合、前記した如く、この第１圧
縮機１の吐出ガスの凝縮圧力を熱回収用の第２
圧縮機２の凝縮圧力より低くできるから、従来
に比し所要動力が少なくでき、従つて、エネル
ギー効率を向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の冷媒回路図、第２
図は同実施例の制御回路図、第３図は従来例を示
す冷媒回路図である。 １……第１圧縮機、２……第２圧縮機、３……
…蒸発器、４……第１凝縮器、５……第２凝縮
器、２０……冷房負荷判定器、２１……冷房負荷
判定回路、制御機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 冷房専用の第１圧縮機１と熱回収用の第２圧縮
   機２とを備え、これら圧縮機１，２の吐出側に、
   冷房専用の第１凝縮器４及び熱回収用の第２凝縮
   器５をそれぞれ接続し、また、吸入側にこれら各
   凝縮器４，５の出口側と接続する蒸発器３を接続
   して、冷房専用運転と熱回収運転とを可能にする
   一方、熱回収運転時の冷房負荷を検出し、前記第
   １圧縮機１を駆動制御する制御機構を設けたこと
   を特徴とする熱回収式冷凍装置。