CN101598472A - 冷冻装置的排热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的冷冻装置的排热利用系统，即使就夏季、中间期而言也能够利用冷冻装置的冷凝排热，能够实现全年节能化。其具备冷冻机等冷冻装置和热水器，所述冷冻装置具有压缩机(27)、冷凝器(29)等，所述热水器具有储水箱(51)，在将来自压缩机(27)的高压气体制冷剂向冷凝器(29)进行运送的制冷剂配管(13)的途中，设置用于利用上述高压气体制冷剂的冷凝排热的排热热交换器(5)。使来自储水箱(51)的水在该排热热交换器(5)中进行循环，使高压气体制冷剂和水热交换，加热储水箱的水。

Description

冷冻装置的排热利用系统

技术领域

本发明涉及与展示柜等接通的冷冻机、空调装置等冷冻装置的排热利用系统，尤其涉及适合设置在除具有冷冻装置外还具有用于向洗涤台等供给热水的热水供给装置的店铺等中的冷冻装置的排热利用系统。

背景技术

已往，作为与展示柜等连接的冷冻机、空调机等冷冻装置的排热利用系统，如专利文献1所示，提出了在具备与设置于店铺的展示柜等连接的冷冻机和对店铺内进行空气调节的空调装置的情况下，根据这些机器间的运转状况，进行最佳运转控制，谋求节能化的方案。特别是记载了在空调装置的制热运转时，通过空调装置的空冷室外热交换器，对冷冻机的冷凝排热进行吸热，提高制热效率的发明。

[专利文献1]日本专利第4088671号

在上述现有的技术中，在设置于店铺的空调装置中，利用冷冻机的冷凝排热，在空调装置的制热运转时有效，特别是在低外气温度地域有效。但是，针对在不进行空调装置的制热运转而是进行制冷运转的夏季、中间期等中的节能化，则没有进行过考虑。

发明内容

本发明的目的是，获得即使就夏期、中间期而言也能够利用冷冻装置的冷凝排热、能够实现全年节能化的冷冻装置的排热利用系统。

为了实现上述目的，本发明是一种冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，设有冷冻装置和热水器；所述冷冻装置通过制冷剂配管将压缩机、冷凝器、受液器、膨胀阀、蒸发器依次连接，所述热水器具有储水箱并制造热水进行热水供给，在将来自所述压缩机的高压气体制冷剂向所述冷凝器进行运送的所述制冷剂配管的途中，设置用于利用所述高压气体制冷剂的冷凝排热的排热热交换器，使来自所述储水箱的水在该排热热交换器中进行循环，使所述高压气体制冷剂和水进行热交换，加热储水箱的水。

优选为，具备用于使来自所述储水箱的水在排热热交换器中进行循环的循环泵，通过将向所述储水箱供给的自来水等低温的水与所述循环泵的吸入侧的配管连通，优先将低温的水供给到所述排热热交换器进行加热。

另外，优选为，将电加热器设置在所述储水箱内的上部、并具备用于使来自所述储水箱的水在所述排热热交换器中进行循环的循环泵的回路，吸引所述储水箱的下部的水并使之返回到储水箱内的上下方向中央部附近，通过所述电加热器进一步加热被所述排热热交换器加热了的水可获得所需温度的热水。

优选为，将储水箱内的热水用于热水供给、地板采暖、道路供热中的至少任意一种。

本发明的另一冷冻装置的排热利用系统的特征是，设有冷冻装置和热水器，所述冷冻装置通过制冷剂配管将压缩机、冷凝器、受液器、膨胀阀、蒸发器依次连接，所述热水器具有储水箱并制造热水进行热水供给，在所述储水箱内设置用于使所述冷冻装置的制冷剂通过而对储水箱内的水进行加热的热交换器，来自所述压缩机的高压气体制冷剂在通过了所述储水箱内的所述热交换器后，被运送到所述冷凝器，以此，通过所述高压气体制冷剂对所述储水箱内的水进行加热。

在此，优选为，具备设置在所述储水箱内的上部的电加热器、设置在所述储水箱的上部的热敏电阻，和通过来自该热敏电阻的信号控制所述加热器并将所述储水箱内的水加温到由所述控制器设定的温度的控制器。

根据本发明，因为具备冷冻装置和热水器，所述冷冻装置具备压缩机、冷凝器等，所述热水器具有储水箱，在通过来自压缩机的高压气体制冷剂加热了上述储水箱的水后，向上述冷凝器运送，所以，能够得到就夏季、中间期而言，也能够利用冷冻装置的冷凝排热，能够实现全年节能化的冷冻装置的排热利用系统。

附图说明

图1是说明将本发明作为便利店等店铺用来采用的情况下的实施例1的店铺的概略立体图。

图2是图1所示的冷冻装置的排热利用系统的系统构成图。

图3是说明本发明的实施例2的冷冻装置的排热利用系统的系统构成图。

图4是表示压缩机效率和冷凝液制冷剂温度的关系的线图。

图5是表示冷凝器用送风机转速和高压压力·冷凝液制冷剂温度的关系的线图。

附图标记说明

1   冷冻机

3   热水器

4   洗涤台

5   排热热交换器

5a  热交换器

7、55  控制器

9   开放式展示柜

11  店铺

13  制冷剂配管

23  通信线

25  水配管

27  压缩机

28  送风机

29  冷凝器

31  受液器

37  蒸发器

51  储水箱

52  电加热器

具体实施方式

本发明是通过将冷冻装置的冷凝排热用于热水器的水的加热，进行热水供给，来谋求省电化、节能化的冷冻装置的排热利用系统。

【实施例1】

首先，说明本发明的实施例1。该实施例在将由冷冻装置的压缩机压缩的高温高压的制冷剂气体向冷凝器运送的制冷剂配管的途中，设置用于利用高压气体制冷剂的冷凝排热的排热热交换器，使积存在热水器的储水箱的用于制造热水的水在该排热热交换器中进行循环，与高压气体制冷剂和水进行热交换。

另外，在本实施例中，被构成为，虽然是将通过上述排热热交换器暖热的水导入储水箱，加温到某种程度，但是，在此后，在没有达到由控制机器(控制器)设定的设定温度的情况下，由在储水箱内设置的电加热器进一步加温，达到设定温度。据此，能够大幅降低在热水器的加热器加热量，能够实现大幅度的节能化。还能够使上述电加热器的容量小，还能谋求降低热水器的成本。

再有，通过上述构成，由于在排热热交换器中高压气体制冷剂被水冷却，所以，高压气体制冷剂在降低了压力的状态下被导入冷冻装置的冷凝器，据此，能够使制冷剂的冷凝温度降低几摄氏度。具有若制冷剂冷凝温度降低，则压缩机效率提高的特性，据此，还使冷冻装置本身的节能化成为可能。另外，在冷凝器为空冷式的情况下，虽然是通过冷凝液的制冷剂温度或者制冷剂压力值来进行冷凝器用送风机的转速控制，但是，通过采用本实施例，由于温度以及压力降低了的制冷剂被导入冷凝器，所以，能够使冷凝器用送风机的转速降低，从这点出发也能够实现节能，同时，还能够降低送风机的运转噪音。因此，本实施例的系统作为住宅密集的便利店等店铺用来采用，效果特别大。

下面，根据附图，详细说明实施例1。

图1是说明将本发明作为便利店等店铺用来采用的情况下的实施方式的店铺的概略立体图。

在店铺11设置通过制冷剂配管13与开放式展示柜9等连接的冷冻机1，另外，不同于该冷冻装置，作为热水供给系统，设置用于向洗涤台4等供给热水的热水器3。热水器3通过通信线23与控制器7连接。另外，5是排热热交换器，在该排热热交换器5通过制冷剂配管13引导从冷冻机1的压缩机到冷凝器的途中的高压制冷剂气体，还通过水配管25引导来自一个热水器3的水。通过这样的构成，在排热热交换器5由上述高压气体制冷剂加热热水器的水，被加热的水返回到热水器，由水冷却的高压气体制冷剂返回到冷冻机的冷凝器。

图2是图1所示的冷冻装置的排热利用系统的系统构成图，标注了与图1相同的符号的部分表示相同的部分。在图1所示的冷冻机1内，设置压缩机27、冷凝器29、受液器31以及蓄压器39，与图1所示的开放式展示柜9等的蒸发器37连接，构成冷冻循环。展示柜等的蒸发器37在便利店等中通常设置数台，在各自的向蒸发器37的入口侧的制冷剂配管分别设置膨胀阀35和开闭阀(电磁阀)33，能够按照各个蒸发器37进行控制而构成。在冷凝器29安装送风机28。另外，在压缩机27和冷凝器29之间的制冷剂配管13设置连接口19，从该连接口19将制冷剂配管13引出到冷冻机1的外部，如图1所示，来自压缩机27的高温高压的气体制冷剂向在冷冻机1和热水器3之间所设置的排热热交换器5流动后，向冷冻机1内的冷凝器29流动而构成。

51是设置在热水器3(参照图1)的内部的储水箱，引导该储水箱51的水，向上述排热热交换器5流动，然后，使之返回到储水箱51的大致上下方向中央部的循环路由水配管25构成，在该水配管25配置用于使水循环的循环泵53。在本实施例中，上述循环泵53设置在将储水箱内下部和上述排热热交换器5连接的水配管25上，优选为配置在与储水箱51的底相比低的位置，来自水管等的供水配管与该循环泵53的吸入侧的水配管25连接。另外，在储水箱51内设置用于对储水箱内的水(也包括被加热制造的热水，有时为了方便称为水)进行加温的电加热器52，另外，用于检测储水箱上部的水的温度的热敏电阻54设置在储水箱51的上部。55是控制器，获取来自热敏电阻54的温度信息，控制上述电加热器52，对储水箱内的水进行加热，直至达到设定温度。

接着，说明本实施例的动作。

由压缩机27压缩的高温高压的气体制冷剂为了排热利用，从连接口19通过制冷剂配管13被导入排热热交换器5，与通过循环泵53从热水器的储水箱51导入到上述排热热交换器5的水进行热交换。由高温高压的气体制冷剂加温的热水通过水配管25流入储水箱51内的上下方向中央部附近的中热水部。在现有的热水器中，由于仅通过电加热器将水加温而暖热成为设定的热水，所以，电加热器的电量大。与此相对，在本实施例中，由于是利用由冷冻装置的压缩机27压缩的高温高压气体制冷剂的排热，对热水器的水进行加温，由储水箱51内的水温测量用的热敏电阻54检测热水温度，通过控制器55，计算设定温度和检测温度的差，向电加热器52通电，将热水加温到设定温度的构成，所以，能够以必要的最小限度的电量，将水加温到必要的温度。

另外，通过本实施例制造的热水除热水供给以外，还能够用于地板采暖、道路供热，与现有的仅由电加热器制造热水的热水器相比，能够实现大幅的节能化。

图4是表示压缩机效率和冷凝液制冷剂温度的关系的线图。在本实施例中，因为是利用来自压缩机27的高温高压气体制冷剂的排热，对热水器的水进行加温的构成，所以，导入冷凝器29的制冷剂的温度由于被来自热水器的水冷却，所以，其温度降低，如图4所示，本实施例的利用排热时的压缩机效率能够以比没有利用高压气体制冷剂的排热的现有的标准条件高的效率进行运转。

即，根据本实施例，向冷冻装置的冷凝器导入与通常相比温度降低的制冷剂气体，因此，冷凝液制冷剂温度比通常降低几摄氏度，高压气体制冷剂压力也降低，所以，能够进行在压缩机效率好的条件下的运转，能够实现高效率化。象这样，根据本实施例，因为能够提高压缩机的运转效率，所以，能够降低消耗电量，谋求节能化。

图5是表示设置在冷凝器29上的冷凝器用送风机28的转速和高压压力·冷凝液制冷剂温度的关系的线图。冷凝器用送风机28的转速控制一般根据高压压力或者冷凝液制冷剂温度进行。在本实施例中，因为利用高温高压气体制冷剂的排热，所以，压力以及温度降低的气体制冷剂被导入冷凝器29。其结果为，如图5所示，本实施例的排热利用时的送风机转速，能够相应于制冷剂压力以及温度降低的量将送风机转速控制得比没有利用高压气体制冷剂的排热的现有的标准条件低。

象这样，根据本实施例，在使用空冷式的冷凝器的情况下，能够降低送风机28的运转噪音，在采用在住宅密集地等的便利店等的情况下，具有能够提供在环境方面进行了特别考虑的系统的效果。

如上所述，根据本实施例，具有下述的效果。

(1)能够将冷冻装置的冷凝排热有效活用于水的加温，能够大幅降低对水进行加温的热水器的电加热器的热量，能够有助于节能化。

(2)由于在冷冻装置的冷凝器的制冷剂冷凝温度以及压力降低，所以，能够提高压缩机效率，由于作为冷冻装置也能够进行更高效率的运转，所以，能够进一步有助于节能化。

(3)由于在冷冻机的冷凝器的制冷剂冷凝温度以及压力降低，所以，能够将冷凝器用送风机的转速控制得更低，使大幅降低送风机运转噪音成为可能，能够得到考虑到环境的系统。

【实施例2】

通过图3，说明本发明的实施例2。在图3中，标注了与图1、图2相同的符号的部分表示相同或者相当的部分。

该实施例是通过不设置图2所示的实施例中的排热热交换器5，来实现同样的系统的实施例。即，在本实施例中，是将热交换器5a设置在储水箱51内，将来自压缩机27的高温高压的气体制冷剂直接向储水箱51内的上述热交换器5a引导，对储水箱51内的水进行加热的实施例。即，是将制冷剂配管13从连接口19的部分引出到冷冻机1外，与在储水箱51内设置的热交换器5a连接，据此，直接通过制冷剂配管13，将来自压缩机的高温高压气体制冷剂向储水箱51内引导，对储水箱内的水进行加温的构成的实施例。

另外，替代在储水箱内设置特别的热交换器，也可以将上述制冷剂配管13引导到储水箱内，将制冷剂配管本身作为热交换器5a。

根据本实施例，也能得到与实施例1相同的作用、效果。

工业利用的可能性

本发明在设置了冷冻装置、热水供给装置以及热水利用装置的店铺(便利店、超市)利用，效果特别大。特别是，由于存在很多便利店，所以，通过在各店铺采用本发明，节能化带来的削减CO₂的效果非常大，对改善环境问题是极其有用的发明。

Claims (6)

1.一种冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，设有冷冻装置和热水器；所述冷冻装置通过制冷剂配管将压缩机、冷凝器、受液器、膨胀阀、蒸发器依次连接，所述热水器具有储水箱并制造热水进行热水供给，

在将来自所述压缩机的高压气体制冷剂向所述冷凝器进行运送的所述制冷剂配管的途中，设置用于利用所述高压气体制冷剂的冷凝排热的排热热交换器，

使来自所述储水箱的水在该排热热交换器中进行循环，使所述高压气体制冷剂和水进行热交换，加热储水箱的水。

2.如权利要求1所述的冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，具备用于使来自所述储水箱的水在排热热交换器中进行循环的循环泵，通过将向所述储水箱供给的自来水等低温的水与所述循环泵的吸入侧的配管连通，优先将低温的水供给到所述排热热交换器进行加热。

3.如权利要求2所述的冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，将电加热器设置在所述储水箱内的上部、并具备用于使来自所述储水箱的水在所述排热热交换器中进行循环的循环泵的回路，吸引所述储水箱的下部的水并使之返回到储水箱内的上下方向中央部附近，通过所述电加热器进一步加热被所述排热热交换器加热了的水。

4.如权利要求3所述的冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，将储水箱内的热水用于热水供给、地板采暖、道路供热中的至少任意一种。

5.一种冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，设有冷冻装置和热水器，所述冷冻装置通过制冷剂配管将压缩机、冷凝器、受液器、膨胀阀、蒸发器依次连接，所述热水器具有储水箱并制造热水进行热水供给，

在所述储水箱内设置用于使所述冷冻装置的制冷剂通过而对储水箱内的水进行加热的热交换器，

来自所述压缩机的高压气体制冷剂在通过了所述储水箱内的所述热交换器后，被运送到所述冷凝器，以此，通过所述高压气体制冷剂对所述储水箱内的水进行加热。

6.如权利要求1或5所述的冷冻装置的排热利用系统，其特征在于，具备设置在所述储水箱内的上部的电加热器、设置在所述储水箱的上部的热敏电阻，和通过来自该热敏电阻的信号控制所述加热器并将所述储水箱内的水加温到由所述控制器设定的温度的控制器。

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