JPS5926206Y2 - 熱回収式タ−ボ冷凍機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱回収式ターボ冷凍機、詳しくは冷房専用運転
と、冷暖房を同時に行なう熱回収運転とが行なえる熱回
収式ターボ冷凍機に関する。

従来此種ターボ冷凍機は１台のターボ圧縮機を用いて、
冷房専用運転と熱回収運転とを行なうごとくしているの
であるが、一般に熱回収運転を行なう冬期又は中間期に
おいては、冷房負荷が夏期に対し少なく、そのために前
記圧縮機が吸入する蒸発ガス量も少なくなる。

（一般に冷房専用運転時の７０〜８０％程度） 之に対し、凝縮圧力は暖房負荷に応じた高い圧力となり
前記圧縮機の断熱ヘッドが高くなってサージングが生ず
るサージングラインに近づくことになる。

従って従来ターボ冷凍機において、熱回収運転を行なう
場合、前記圧縮機のブロア径を大きくしたり、回転数を
速くするなどして、前記圧縮機の性能を、前記熱回収運
転に適合できるように、即ち第４図の性能特性図に示し
たごとく断熱ヘッドの高い位置（０１）で最良の効率が
得られるように設計しているのである。

所が以上の如く設計した圧縮機で冷房専用運転を行なう
と、冷房専用に設計したものに比較して効率が悪くなり
動力が増大する問題がある。

即ち冷房専用運転を行なう場合、凝縮圧力は、熱回収運
転を行なう場合に対し低くなり、蒸発圧力との差圧も小
さくなって第４図矢印Ｘで示したごとく前記圧縮機の断
熱ヘッドが、０、から０２に移行して低くなるから、断
熱ヘッドの高い位置で最良効率となる圧縮機を用いると
、該圧縮機の性能は冷房専用運転において最良効率の位
置（０１）から効率が悪くなる位置（０２）に落込み効
率の悪い位置で運転されることになるのであり、それ丈
所要動力が増大するのである。

尚冷房専用時、冷房負荷は熱回収運転時に比較して多く
、そのため前記圧縮機に吸入される蒸発ガス量（吸込量
）も多くなるのが通常であるから、この吸込量増大によ
って圧縮機の性能は第４図矢印Ｙで示したごとく断熱ヘ
ッドの低い前記した０２の位置から吸込量の多い０３の
位置に移行し、最良効率の位置（０１）から効・率の悪
い方向に更にずれることになるのである。

そこで本考案は以上の問題点に鑑み考案したもので、断
熱ヘッドの低い位置で最良効率となるブロアーをもった
第１ターボ圧縮機と、断熱ヘッドの高い位置で最良効率
となるブロアーをもった第２ターボ圧縮機とを形成し、
これら圧縮機を、前記凝縮器及び蒸発器に対し並列的に
接続して、前記第１ターボ圧縮機により冷房専用運転を
行ない、前記第２ターボ圧縮機により熱回収運転を行な
うごとくしたことにより、冷房専用運転及び熱回収運転
が行なえながら、各運転に適した効率的な運転が行なえ
、サージングが生ずる危険は勿論、動力損失の問題も解
決したのである。

以下本考案冷凍機の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において１は第１ターボ圧縮機、２は第２ターボ
圧縮機であって、前記第１ターボ圧縮機１は、その性能
が第２図に示したごとく所定の吸込量に対し低い断熱ヘ
ッドで最良効率となるごとくそのブロア１ａのインペラ
ー径と回転速度を設定するのであり、また前記第２ター
ボ圧縮機２は、その性能が第３図に示したごとく所定の
吸込量に対し高い断熱ヘッドで最良効率となるごとく、
ブロア２ａのインペラー径と回転速度を設定するのであ
る。

尚第２図及び第３図において、直線Ａはサージングライ
ンであり、曲線Ｂはブロアの開度を１００％とした場合
の性能曲線であり、また曲線Ｃ・・・・・・は、等効率
線であって、最良効率点く設定点）Ｏを中心に波紋状に
なっている。

しかして第１図に示したものは、以上の如く構成する前
記第１及び第２ターボ圧縮機１，２を直列に配置して一
つのモータ３を共用し、クラッチ装置４’、４”の一方
を介して前記モータ３の駆動力を、前記側圧縮機１，２
の一方のブロアにそれぞれ同一回転数で伝えるごとくし
たもので、前記第２ターボ圧縮機２におけるブロア２ａ
のインペラー径を、前記第１ターボ圧縮機１におけるブ
ロア１ａのインペラー径より大きくして、所定の吸込量
に対し最良効率となる断熱ヘッドを高くしている。

尚以上の構成において、前記モータ３から前記第１又は
第２ターボ圧縮機１又は２のブロア１ａ、２ａへの動力
伝達経路に増速機を設けて、前記第２ターボ圧縮機２に
おけるブロア２ａの回転速度を、第１ターボ圧縮機１に
おけるブロア１ａの回転速度を速くするごとくしてもよ
いし、また前記モータ３を共用することなく各圧縮機１
，２ごとにそれぞれ専用のモータを設けてもよい。

又５は凝縮器、６は蒸発器であって、前記圧縮機１，２
の下方に配置して組立てるのであり、前記凝縮器５はそ
の上部を前記圧縮機１，２の各吐出口と、連通路７，８
を介して並列に連通ずると共に、底部に、内部に膨張機
能を備えたフロートバルブ９を内装した液チャンバー１
０を設け、この液チャンバー１０を、その下部に設ける
リキッドファネル１１及び分配器（図示せず）を介して
前記蒸発器６の入口に連通し、そして前記蒸発器６の上
部に工）ミネータ１２を設けて、前記上部を前記圧縮機
１．２の各吸入口に連通路１３．１４を介して並列に連
通ずるのである。

前記フロートバルブ９は、既知の通り前記液チャンバー
１０に、前記凝縮器５からの液冷媒が所定量溜ると上動
して、所定の開度で開き、前記液冷媒を減圧膨張して、
前記蒸発器６に送り出すのである。

また前記凝縮器７には冷却水管１５と、ファンコイルユ
ニットなどの暖房負荷に接続する温水管１６とを配管す
るのである。

しかして、前記各圧縮機１，２の選択により、一つの第
１又は第２ターボ圧縮機１又は２と、前記凝縮器５、液
チャンバー１０及び前記蒸発器６との間で冷凍サイクル
を形成するのであって、前記第１ターボ圧縮機１を選択
して冷房専用運転を、また第２ターボ圧縮機２を選択し
て冷暖房を同時に行なう熱回収運転を行なうのであるよ 即ち夏季において冷房のみを行なう場合には、前記クラ
ッチ装置４′により第１ターボ圧縮機１を選択し、前記
冷却水管１５に冷却水を流通させて、前記凝縮器５で前
記圧縮機１からのガス冷媒を凝縮させ、この凝縮液冷媒
を前記蒸発器６で蒸発させて、蒸発ガス冷媒を前記連通
路１３から前記第１ターボ圧縮機１の吸込口に戻す冷房
専用の冷凍サイクルを形成するのであり、また冬期又は
中間期において、冷房負荷と暖房負荷がある場合には、
前記クラッチ装置４″により前記第２ターボ圧縮機２を
選択し、前記温水管１６に被冷却水を流通させるのであ
って、前記連通路８から前記凝縮器５に送られてくるガ
ス冷媒の凝縮排熱を、前記被冷却水に熱回収して温水と
し、前記被冷却水に熱を与えて凝縮した液冷媒を蒸発器
６で蒸発させ、この蒸発ガス冷媒を前記連通路１４から
前記第２ターボ圧縮機２の吸込口に戻す熱回収用の冷凍
サイクルを形成するのである。

以上の如く行なう冷房専用運転は、前記した性能を有す
る第１ターボ圧縮機１を用いるから、１台のターボ圧縮
機で熱回収運転を併用している従来品に比較して効率の
良い運転が可能となり、成績係数を６〜１０％向上でき
るのであり、また熱回収運転は前記した性能を有する第
２ターボ圧縮機２を用いるから、この熱回収運転時凝縮
圧力が暖房負荷に対応した圧力となり、冷房専用運転時
の凝縮圧力より高くなって、前記圧縮機２の断熱ヘッド
が高くなるけれども、また冷房専用運転時の蒸発ガス量
に対しその蒸発ガス量が少なくなって、前記圧縮機２へ
の吸込量も、少なくなるけれども、前記圧縮機２はこれ
ら断熱ヘッド及び吸込量に対し最良効率の位置で運転で
きるのである。

尚以上の構成において、前記凝縮器５を１基として冷却
水管１５と温水管１６とを配設したダブルバンドル式凝
縮器を用いたが、その他前記凝縮器５を２基としてその
１基に冷却水管を、また他の１基に温水管を配設し、こ
れら各凝縮器を、前記各圧縮機１，２にそれぞれ各別に
接続してもよい。

又第１図において１７．１８は、前記連通路７，８に設
ける逆止弁である。

以上の如く本考案は、断熱ヘッドの低い位置で最良効率
となる性能の第１ターボ圧縮機と、断熱ヘッドの高い位
置で最良効率となる性能の第２ターボ圧縮機とを形成し
、これら圧縮機を、ターボ冷凍機の凝縮器及び蒸発器に
対し並列的に接続して前記第１ターボ圧縮機により冷房
専用運転を、また第２ターボ圧縮機により熱回収運転を
行なうようにしたから、一つの冷凍機で、冷房専用運転
と冷暖房を同時に行なう熱回収運転とが選択的に行なえ
ながら、何れの運転時においても、効率の良い運転が行
なえるのであって、１基のターボ圧縮機を用いて、冷房
専用運転の地熱回収運転も可能にした従来装置の問題点
、特に冷房専用運転時、前記圧縮機が効率の悪い所で使
用されることになって、所要動力が増大する問題を解決
できなから熱回収運転時に、サージングが発生すること
もなくし得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案冷凍機の実施例を示す概略図、第２図は
第１ターボ圧縮機の性能特性図、第３図は第２ターボ圧
縮機の性能特性図、第４図は従来のターボ冷凍機を説明
する性能特性図である。 １・・・・・・ターボ圧縮機、２・・・・・・第２ター
ボ圧縮機、５・・・・・・凝縮器、６・・・・・・蒸発
器、１５・・・・・・冷却水管、１６・・・・・・温水
管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ターボ圧縮機、凝縮器及び蒸発器を備え、冷房専用運転
   及び前記凝縮器で温水を加熱して冷暖房を同時に行なう
   熱回収運転を可能とした熱回収式ターボ冷凍機であって
   、断熱ヘッドの低い位置で、最良効率となるブロアーを
   もった第１ターボ圧縮機と、断熱ヘッドの高い位置で最
   良効率となるブロアーをもった第２ターボ圧縮機とを形
   成し、これら圧縮機を、前記凝縮器及び蒸発器に対し並
   列的に接続して、前記第１ターボ圧縮機により冷房専用
   運転を行ない、前記第２ターボ圧縮機により熱回収運転
   を行なうごとくしたことを特徴とする熱回収式ターボ冷
   凍機。