CN101793445B - 制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种消除制冷剂回路陷入过载的不良情况而能够安全运转的制冷装置。具备控制装置(Z),该控制装置(Z)根据运转信号使制冷剂回路(10)的制冷剂压缩机(11)开始运转,并调整膨胀阀(减压装置)(13)的开度,以使水热交换器(12)中的制冷剂的温度为+80℃以上,并且使蒸发器(14)中的制冷剂的温度为0℃以下,控制装置(Z)在从压缩机(11)开始运转到经过规定时间后,检测出冰蓄热单元(C)的冰蓄热槽(50)内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使压缩机(11)停止运转。

Description

制冷装置
技术领域
本发明涉及如下的制冷装置,即,具备将制冷剂压缩机、水热交换器、减压装置及蒸发器进行配管连接而形成环状的制冷剂回路,利用水热交换器对经由水回路而循环的来自贮热水箱的水进行加热,并利用蒸发器对周围的水进行冷却而能够蓄冷。
背景技术
以往,作为对食品或饮料等被冷却对象进行冷却的方法,使用了蒸发压缩式制冷循环的制冷装置被广泛利用。在此种制冷装置中,利用蒸发器中的制冷剂的蒸发所产生的吸热作用对被冷却对象进行冷却,并利用散热器中的制冷剂的散热而将热量散热到空气中。
近年来,在此种制冷装置中,尝试在散热器(热交换器)中对释放到空气中而以往未利用的热量进行再利用,从而实现能量的有效利用,作为一个例子,开发有将来自散热器(水热交换器)的散热利用于供给热水的装置。
具体来说,使制冷循环的由压缩机压缩而成为高温高压的制冷剂流向水热交换器,在该水热交换器中使制冷剂与从贮热水箱流出的水进行热交换。通过进行如此的热交换,制冷剂被从贮热水箱内下部取出的水夺走热量而进行散热。
一方面,通过利用该水热交换器与制冷剂进行热交换,即,通过来自制冷剂的散热作用,而来自贮热水箱内下部的低温的水被加热,成为高温的水(热水),并从贮热水箱的上部返回该贮热水箱内。如此,通过反复进行从贮热水箱下部取出低温的水、使其与在热交换器中流动的制冷剂进行热交换而将其加热、并使成为了高温的水(热水)从上部返回贮热水箱内的动作,能够使贮热水箱内从上部到下部蓄积有高温的热水。
另一方面,在热交换器中温度下降了的制冷剂由膨胀阀节流,膨胀而成为低压后,流入蒸发器,并在蒸发器中膨胀,即蒸发。利用该制冷剂的蒸发作用,对该蒸发器周围的被冷却对象(例如水)进行冷却。此后,制冷剂从蒸发器流出而再次被吸入压缩机。利用这样的蒸发器中的制冷剂的吸热作用,对被冷却对象进行冷却(例如,被冷却对象为水时,若在0℃以下使制冷剂蒸发,则成为冰),同时利用水热交换器中的制冷剂的散热作用而产生高温的热水(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2007-78266号公报
但是,在上述制冷装置中,在利用蒸发器冷却的被冷却对象的温度成为规定的低温且贮热水箱内的水全部沸腾(即,贮热水箱内充满热水)之前,进行制冷循环的运转。即,即使贮热水箱内充满热水,只要被冷却对象未被充分冷却,该冷却运转就继续进行,但是这种情况下,由于在热交换器中流动的来自贮热水箱的水是被充分加热了的高温的热水,因此无法将制冷剂利用蒸发器从被冷却对象夺取的热量在该热交换器中释放,从而产生制冷循环陷入过载状态的问题。
另一方面,即使被冷却对象在被充分冷却了的状态下,只要贮热水箱内未充满热水,该冷却运转就继续进行,但是这种情况下,由于在蒸发器中流动的过程中,制冷剂无法从被冷却对象吸取热量,因此无法充分加热在热交换器中流动的水。再者,在该蒸发器中,由于制冷剂无法吸热而蒸发,因此有液体制冷剂返回压缩机而产生回液现象的担心。
发明内容
本发明为了解决如此的现有技术的课题,其目的在于提供一种消除制冷剂回路陷入过载的不良情况而能够安全运转的制冷装置。
本发明的制冷装置的特征在于,具备:制冷剂回路,其利用制冷剂配管将制冷剂压缩机、水热交换器、减压装置及蒸发器连接成环状而形成;贮热水箱,其构成为从下部供给城市用水且从上部能够取出蓄积在内部的热水;水回路,其在利用水热交换器加热该贮热水箱下部的城市用水后,使城市用水返回贮热水箱上部;蓄冷单元,其浸渍蒸发器;控制装置,其根据运转信号使制冷剂压缩机开始运转,并调整减压装置以使水热交换器中的制冷剂的温度为+80℃以上且使蒸发器中的制冷剂的温度为0℃以下,该控制装置在从制冷剂压缩机开始运转到经过规定时间后,检测出蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使制冷剂压缩机停止运转。
第二发明的制冷装置的特征在于,在第一发明中,具备如下的结构,即,利用从蓄冷单元供给的冷水对向牛奶箱供给的牛奶进行冷却,并使用贮热水箱内的热水对牛奶箱内进行加热或清洗。
第三发明的制冷装置的特征在于,在第一或第二发明中,蓄冷单元构成为在内部能够产生冰。
第四发明的制冷装置的特征在于,在第一至第三发明任一发明中,具有将贮热水箱内的热水排出的结构,并且控制装置具有常规运转模式及冷却优先模式,在常规运转模式中,检测出蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使制冷剂压缩机停止运转,在冷却优先模式中,在判断出贮热水箱内充满热水后,将贮热水箱内的热水排出而使制冷剂压缩机继续运转。
根据本发明的制冷装置,具备:制冷剂回路,其利用制冷剂配管将制冷剂压缩机、水热交换器、减压装置及蒸发器连接成环状而形成;贮热水箱,其构成为从下部供给城市用水且从上部能够取出蓄积在内部的热水;水回路,其在利用水热交换器加热该贮热水箱下部的城市用水后,使城市用水返回贮热水箱上部;蓄冷单元,其浸渍蒸发器;控制装置,其根据运转信号使制冷剂压缩机开始运转,并调整减压装置以使水热交换器中的制冷剂的温度为+80℃以上且使蒸发器中的制冷剂的温度为0℃以下,由于该控制装置在从制冷剂压缩机开始运转到经过规定时间后,检测出蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使制冷剂压缩机停止运转,因此能够可靠进行水热交换器中的制冷剂的散热和蒸发器中的制冷剂的蒸发。
由此,能够消除蒸发器中的制冷剂的吸热量不足的不良情况和水热交换器中的制冷剂的散热量不足而制冷剂回路陷入过载的不良情况,从而能够进行安全运转。
另外,根据第二发明,在上述发明中,由于构成为利用从蓄冷单元供给的冷水对向牛奶箱供给的牛奶进行冷却,并使用贮热水箱内的热水对牛奶箱内进行加热或清洗,因此能够利用该贮热水箱内的热水对牛奶箱内进行加热清洗或洗净。
根据第三发明,由于在第一或第二发明中,蓄冷单元构成为在内部能够产生冰,因此利用浸渍在蓄冷单元内的蒸发器中的制冷剂的吸热作用,能够在该蓄冷单元的内部产生冰而蓄积制冷剂回路的冷能。
根据第四发明,由于在第一至第三发明的任一发明中,具有将贮热水箱内的热水排出的结构,并且控制装置具有常规运转模式及冷却优先模式,在常规运转模式中,检测出蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使制冷剂压缩机停止运转,在冷却优先模式中,在判断出贮热水箱内充满热水后,将贮热水箱内的热水排出而使制冷剂压缩机继续运转,因此在该冷却优先模式中,能够在贮热水箱内充满热水的情况下,舍弃贮热水箱内的热水,而将低温水装入贮热水箱,从使该低温水流向水热交换器。
由此,能够消除水热交换器中的制冷剂的散热量不足而制冷剂回路陷入过载的不良情况的同时,能够安全且可靠地进行蓄冷单元内的蓄冷。
附图说明
图1是适用了本发明的一实施例的制冷装置的回路图。
图2是具有图1的制冷装置的牛奶冷却系统的简要结构图。
图3是图2的制冷装置的控制装置的控制框图。
图4是示出图2的制冷装置的控制装置的控制动作的流程图。
标号说明:
A热泵单元
B贮热水箱单元
C冰蓄热单元
1制冷装置
10制冷剂回路
11制冷剂压缩机
12水热交换器
12A制冷剂通路(散热器)
12B水通路
13膨胀阀(减压装置)
14蒸发器
15内部热交换器
15A高压侧配管
15B低压侧配管
16蓄热器
17止回阀
18、19旁通阀
20贮热水箱
22供水配管
22V供水阀
23减压阀
25止回阀
27水取出配管
28、29排水配管
28V、29V排水阀
30水回路
31循环泵
32三通阀
34、35水配管
37旁通配管
40制冷剂导入管
41制冷剂喷出管
42、44、45、46制冷剂配管
47、48旁通配管
48V充液阀
50冰蓄热槽
52去程配管
53循环泵
54回程配管
55冷能供给回路
58供水配管
58V供水阀
59排水配管
59V排水阀
60供给热水回路
62供给热水配管
63供给热水阀
64止回阀
65热交换器
65A冷却通路
65B  水通路
69排水配管
69V压力安全阀
70牛奶箱
75制冷机
76制冷剂回路
78蒸发器
具体实施方式
以下,基于附图详细说明本发明的供给热水装置的实施方式。
(实施例1)
图1示出适用了本发明的一实施例的制冷装置1的回路图。本实施例的制冷装置1包括:具有制冷剂回路10的热泵单元(CO2复合热泵单元)A;具有贮热水箱20的贮热水箱单元B;在制冷剂回路10的水热交换器12与贮热水箱20之间使水循环的水回路30;具有冰蓄热槽50的冰蓄热单元(蓄冷单元)C。
上述热泵单元A用于对来自贮热水箱20的水(向贮热水箱供给的城市用水)进行加热而产生高温的水(热水),并且对冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的水进行冷却而产生冰。在实施例的热泵单元A中,通过利用制冷剂配管将制冷剂压缩机11、水热交换器12的制冷剂通路(散热器)12A、作为减压装置的膨胀阀13及蒸发器14连接成环状来构成制冷剂回路10。工作制冷剂使用例如二氧化碳(CO2)。
具体来说,本实施例的制冷剂回路10构成为,将制冷剂压缩机11、制冷剂喷出管41、水热交换器12的制冷剂通路12A、制冷剂配管42、内部热交换器15的高压侧配管15A、制冷剂配管43、膨胀阀13、制冷剂配管44、蒸发器14、制冷剂配管45、内部热交换器15的低压侧配管15B、制冷剂配管46、蓄热器16及制冷剂导入管40依次连接成环状而形成闭回路。制冷剂压缩机11是如下的内部中间压型二级压缩式的压缩机,即,在未图示的密闭容器内具备驱动原件和通过该驱动原件驱动的低级侧压缩元件及高级侧压缩元件,将由低级侧压缩元件压缩的制冷剂喷出到密闭容器内,然后将该密闭容器内的制冷剂吸入高级侧压缩元件而进行压缩。
在此,水热交换器12包括制冷剂回路10侧的制冷剂通路12A(相当于散热器)和水回路30侧的水通路12B,且被结合为,制冷剂通路12A与水通路12B成为热交换关系(交换热量),并且在制冷剂通路12A中流动的来自制冷剂压缩机11的制冷剂与在水通路12B中流动的来自贮热水箱20的水的流动相对,即成为逆流。
另外,内部热交换器15用于使从制冷剂通路12A流出的高压侧的制冷剂与从蒸发器14流出的低压侧的制冷剂进行热交换,且包括使来自制冷剂通路12A的高压侧制冷剂流动的高压侧配管15A和使来自蒸发器14的低压侧制冷剂流动的低压侧配管15B。所述高压侧配管15A与低压侧配管15B也配置为热交换关系(交换热量),并且在各配管15A、15B中流动的制冷剂的流向相对(即,成为逆流)。
在制冷剂喷出管41上安装有对进入水热交换器12(制冷剂通路12A)的制冷剂的温度(即,从制冷剂压缩机11喷出的喷出制冷剂温度,相当于水热交换器12中的制冷剂的温度)进行检测的温度传感器(水热交换器入口温度传感器)T2,在制冷剂配管42上安装有对从水热交换器12(制冷剂通路12A)流出的制冷剂的温度进行检测的温度传感器(水热交换器出口温度传感器)T3。并且,在制冷剂配管44上安装有对进入蒸发器14的制冷剂的温度(相当于蒸发器14中的制冷剂的温度)进行检测的温度传感器(蒸发器入口温度传感器)T4,在制冷剂配管45上安装有对从蒸发器14流出的制冷剂的温度进行检测的温度传感器(蒸发器出口温度传感器)T5。
另外,所述蓄热器16为了保护制冷剂压缩机11免于由吸入液体制冷剂所引起的损伤等而设置。再者,在蒸发器14与连接内部热交换器15的低压侧配管15B的制冷剂配管45之间夹设有止回阀17,该止回阀17用于防止制冷剂从制冷剂回路的高压侧返回蒸发器14(倒流)。此外,配管47是连接压缩机11的未图示的密闭容器与制冷剂配管42的旁通配管,该制冷剂配管42与水热交换器12的制冷剂通路12A的出口连接,配管48是连通配管47与制冷剂配管46的旁通配管,该制冷剂配管46与内部热交换器15的低压侧配管15B的出口连接。在各旁通配管47、48上设置有在制冷剂充入时打开的抽成真空用的旁通阀18、19和制冷剂充入用的充液阀48V。
在该制冷剂回路10中封入有上述的二氧化碳(CO2)作为制冷剂。因此,由于制冷剂通路12A等制冷剂回路10的高压侧的制冷剂压力超过超临界压力,因此制冷剂回路10成为跨临界循环。而且,作为制冷剂压缩机11的润滑油,使用与二氧化碳制冷剂的相溶性优良的润滑油,例如矿物油、烷基苯油、醚油、PAG(聚亚烷基二醇)、POE(多元醇酯)等。
另一方面,贮热水箱单元B包括:外周面由隔热材料覆盖,且在内部蓄积热水的贮热水箱20;在该贮热水箱20与水热交换器12的水通路12B之间使水循环的水回路30;向供给热水负载设备供给热水的供给热水回路60。贮热水箱20呈纵向长圆筒状,构成为从下部供给城市用水且能够从上部取出蓄积在内部的高温的水(热水)。
即,在贮热水箱20的下部连接有供水配管22。该供水配管22的一端与城市用水的供水源连接,另一端在贮热水箱20内的底部开口,之间夹设有用于控制向贮热水箱20供给水的供水阀22V、用于将城市用水的供水压力减压为规定压力例如170kPa(约1.7kgf/cm2)的减压阀23、用于防止水从贮热水箱20流出(倒流)的止回阀25。并且,能够始终从该供水配管22向贮热水箱20供给城市用水。因此,对贮热水箱20总是附加供水压力(即,在本实施例中利用减压阀23减压到规定压力后的供水压力)。
另外,在贮热水箱20的下部连接有用于从该贮热水箱20内的下部取出低温水(主要是从上述供水配管22供给到贮热水箱20内的城市用水)的水回路30的水取出配管27。该水取出配管27构成为,一端在贮热水箱20内的底部开口,且能够从该开口取出贮热水箱20内的下部的水(城市用水)。而且,在该水取出配管27的中间部连接有具有排水阀28V的排水配管28的一端。通过打开该排水阀28V,能够使贮热水箱20内的下部的低温水从贮热水箱20内的下部经由水取出配管27、排水配管28向外部排出。
并且,水取出配管27的另一端与下述的三通阀32的一方的入口连接。上述水回路30是如下的循环回路,即,使贮热水箱20内的下部的水(主要是从供水配管22供给到贮热水箱20内的城市用水)流向水热交换器12的水通路12B,且在那里与在制冷剂通路12A中流动的制冷剂进行热交换而加热,此后,返回贮热水箱20的上部,其中所述制冷剂通路12A设计为与该水通路12B交换热量。实施例的水回路30通过如下所述构成,即,将水取出配管27、三通阀32、水配管34、水热交换器12内的水通路12B及水配管35依次连接为环状,并在水配管34上设置用于使水流向水热交换器12的水通路12B的循环泵31。而且,在三通阀32的另一方的入口连接有旁通配管37。该旁通配管37的一端与水配管35的中间部连接。
在通常的贮热水运转时,使来自贮热水箱20的下部的低温水流向水热交换器12的水通路12B后,控制所述三通阀32,以使其流向贮热水箱20的上部,即连通水取出配管27和水配管34。由此,能够使在水热交换器12中利用制冷剂加热而成为高温的热水从上部返回贮热水箱20,从而能够在贮热水箱20的上部蓄积高温的热水。
另一方面,在贮热水运转开始之后等的水热交换器12的制冷剂通路12A中流动的制冷剂无法达到充分高温的状况下,在水热交换器12内,无法利用在制冷剂通路12A中流动的制冷剂将来自贮热水箱20下部的低温水加热成高温。若使该低温水从上部返回贮热水箱20内,则扰乱由贮热水箱20内的热水的密度差形成的温度叠层(即,在贮热水箱20内的上部积存密度小的最高温的热水,在越下部越积存密度大的低温水),从而使贮热水箱20内上部的热水的温度下降。因此,在从水热交换器12的水通路12B流出的水的温度低的情况下,切换三通阀32以使该水不流向贮热水箱20的上部。即,控制三通阀32,连通旁通配管37和水配管34。由此,从水热交换器12的水通路12B流出的水不流入贮热水箱20,而在从水配管35经由旁通配管37、三通阀32、水配管34返回水热交换器12的水通路12B的闭回路中流动。
此外,如上所述,水热交换器12的水通路12B与制冷剂通路12A配置为交换热量且在水通路12B中流动的水与在制冷剂通路12A中流动的制冷剂的流动成为相对流。而且,在水配管34上安装有对进入水热交换器12(水通路12B)的水的温度进行检测的温度传感器(温水传感器)T6。而且,水配管35用于使在水热交换器12的水通路12B中流动的水(热水)从上部返回贮热水箱20内,并利用该水配管35连接水热交换器12的水通路12B的出口与贮热水箱20的上部。而且,在水配管35上安装有温度传感器(温水传感器)T7,该温度传感器T7用于对利用水热交换器12(水通路12B)与在制冷剂通路12A中流动的制冷剂进行热交换被加热而成为高温的水(热水)的温度(热水温度)进行检测。
另外,在贮热水箱20的下方,在比上述水取出配管27靠上方连接有具有排水阀29V的排水配管29。在后述的冷却优先模式中,在贮热水箱20内充满热水的情况下,该排水配管29用于从贮热水箱20舍弃热水,通过打开排水阀29V,能够将贮热水箱20内的下方的热水经由排水配管29向外部排出。
一方面,在贮热水箱20的上部连接有供给热水回路60的供给热水配管62。在该供给热水配管62上设置有供给热水阀63,通过打开该供给热水阀63,能够将蓄积在贮热水箱20内的上部的高温的热水取出到供给热水配管62。而且,在供给热水配管62上设置有用于防止热水向贮热水箱20返回(倒流)的止回阀64。再者,在供给热水配管62的中间部经由压力安全阀69V连接有排水配管69。它们为了防止供给热水配管62内部的压力异常上升而设置。具体来说,若贮热水箱20内的压力上升到规定值以上,则打开压力安全阀69V,将贮热水箱20内部的高温的热水经由排水配管69向供给热水回路60的系统外排出。由此,能够防止供给热水配管62内部的压力的异常上升。
此外,在贮热水箱20内从上部到下部隔开规定间隔设置有多个热水温度检测传感器(残留热水量传感器)T1。该热水温度传感器T1是用于对蓄积在贮热水箱20内的热水的各部分的温度进行检测的传感器。如此,通过将贮存热水传感器T1从贮热水箱20的上部改变高度设置多个并检测各部分的温度,能够把握贮热水箱20的从上部到下部的温度分布的同时,检测出贮热水箱20内的高温的热水量(残留热水量)。
另一方面,所述冰蓄热单元C包括在内部蓄积水的冰蓄热槽50和使该冰蓄热槽50内的水(冷水)循环的冷能供给回路55。在蓄积在该冰蓄热槽50内的水中浸渍有制冷剂回路10的蒸发器14,利用该蒸发器14对冰蓄热槽50内的水进行冷却,产生冰而蓄积制冷剂回路10的冷能。冷能供给回路55使蓄积在冰蓄热槽50内的冷能流向后述的热交换器65,而能够利用该热交换器65对作为被冷却对象的牛奶(MILK)进行冷却。
该冷能供给回路55包括:去程配管52,其连接冰蓄热槽50的下部与设置在热交换器65内的水通路65B的入口;回程配管54,其连接该水通路65B的出口与冰蓄热槽50的上部;循环泵53,其设置在去程配管52上并用于从冰蓄热槽50的下部取出蓄积在该冰蓄热槽50内的冷水(冷能),并使该取出的冷水流向热交换器65的水通路65B。而且,在去程配管52上安装有温度传感器(冷水温度传感器)T9,该温度传感器T9用于对从冰蓄热槽50取出的冷水的温度(即,相当于冰蓄热槽50内的冷水的温度)进行检测。此外,温度传感器T10是为了对返回冰蓄热槽50的水的温度进行检测而安装在回程配管54上的传感器(冷水温度传感器)。
再者,在冰蓄热槽50的上部连接有供水配管58,在该供水配管58上设置有供水阀58V,该供水阀58V用于控制向冰蓄热槽50内供给水(城市用水)。而且,在冰蓄热槽50的下部连接有排水配管59,该配水配管59夹设有排水阀59V,通过打开该排水阀59,能够使冰蓄热槽50内的水经由排水配管59向外部排出。再者,在冰蓄热槽50内设置有传感器T8。该传感器T8是检测冰蓄热槽50的水位上升而检测冰蓄热结束(满冰)的水位传感器。
具体来说,水位传感器T8包括设置在冰蓄热槽50内的不同的高度上的两个传感器。若供水配管58的供水量达到规定量,则淹没设置在低位置上的一方的传感器,由此,关闭供水阀28V,停止来自供水配管28的供水。而且,另一方的传感器位于比其高的位置,且设置在若冰蓄热槽50内所浸渍的蒸发器14的周围产生规定量的冰则被淹没的位置上。如此,若淹没两个传感器,则利用后述的控制装置Z判断为冰蓄热结束(满冰)。此外,传感器T8并不局限于这样的水位传感器,也可以是冰厚传感器,该冰厚传感器利用两个电极间的静电容量检测冰蓄热的结束(满冰),即,若两个电极间没有水而成为冰,则冰蓄热结束。
接下来,图2是具有图1的制冷装置1的牛奶冷却系统S的简要结构图。该牛奶冷却系统S利用在上述制冷装置1的冰蓄热单元C中蓄积的冷能对向牛奶箱70供给的牛奶进行冷却。
这种情况下,上述热交换器65配置在从挤奶机向牛奶箱70供给的牛奶所通过的路径上。该热交换器65包括来自挤奶机的牛奶(被冷却对象)所流动的冷却通路65A和来自冰蓄热单元C的冰蓄热槽50的冷水所流动的水通路65B,从挤奶机流出的牛奶在该热交换器65的冷却通路65A中流动的过程中,能够由在水通路65B中流动的冷水的冷能来冷却。而且,在该热交换器65中,以使牛奶与水相对流动的方式配置冷却通路65A和水通路65B。
通过上述结构,被挤奶而集中在挤奶机中的牛奶从挤奶机流出而进入热交换器的冷却通路65A,在该冷却通路65A中流动的过程中,由在水通路65B中流动的水冷却后,向牛奶箱70供给,其中所述水通路65B设置为与该冷却通路65A交换热量。该牛奶箱70内的牛奶能够由与本发明的制冷装置1不同的制冷机75冷却。
即,使制冷机75的制冷剂回路76的蒸发器78能够进行热交换地与将由挤奶机供给的牛奶贮藏在内部的内装容器的外侧接合,在其外侧安装由不锈钢等构成的外包装后,通过在内装容器与外包装之间的空间内注入氨基甲酸乙酯等发泡性隔热材料而构成实施例的牛奶箱70。上述蒸发器78可以为管状(传热管),也可以为板状(例如,使两张板重合,通过焊接两板的周围进行接合,将两板的间隙形成为制冷剂流动的通路(蒸发器)),而且,也可以为其它形式。而且,在制冷机75的制冷剂回路76内封入有R22(氯二氟代甲烷:CHCIF2)。
此外,制冷机75的制冷剂并不局限于上述R22,也可以使用通常使用的制冷剂作为蒸发压缩式制冷循环的制冷剂。例如,可以使用R404A(由R125(五氟乙烷:CHF2CF3)、R143a(1,1,1-三氟乙烷:CH3CF3)、R134a(1,1,1,2-四氟乙烷:CH2FCF3)构成的制冷剂)或二氧化碳(CO2)等。
并且,通过运转制冷机75,在制冷剂回路76中使制冷剂循环而在蒸发器78中使制冷剂蒸发。由此,对贮藏在牛奶箱70内部的牛奶进行冷却、保冷。
通过该制冷机75的控制机构运转控制该制冷机75,以将该牛奶箱70内的牛奶的温度维持为规定的低温(例如,+4℃)。
再者,牛奶箱70构成为能够利用贮热水箱单元B的贮热水箱20内的高温的热水来加热内部。具体来说,与贮热水箱20的上部连接的供给热水配管62的一端与牛奶箱70的上部连接。并且,打开所述供给热水阀63,将蓄积在贮热水箱20内的上部的高温的热水经由供给热水配管62向牛奶箱70的上部供给。由此,由于来自贮热水箱20的高温的热水流入牛奶箱70内,因此能够利用该高温的热水对牛奶箱70内进行加热、杀菌。
再者,在对牛奶箱70内进行清洗时,通过构成为打开供给热水阀63并打开供给热水配管62而能够将来自贮热水箱20的高温的热水向牛奶箱70供给,从而能够使用贮热水箱20的高温的热水作为清洗水。由此,能够利用清洗效果高的高温的热水来清洗牛奶箱70。此外,并不局限于牛奶箱70,也可以对来自挤奶机的配管进行杀菌、清洗的方式构成供给热水配管62。
接下来,使用图3说明本实施例中的制冷装置1的控制装置Z。控制装置Z由通用的微型计算机构成。在该控制装置Z的输入侧连接有检测外部气体温度的外部气体温度传感器T0、设置在贮热水箱20内的热水温度检测传感器(残留热水量传感器)T1、设置在水热交换器12的制冷剂通路12A(散热器)入口的温度传感器T2、设置在制冷剂通路12A(散热器)出口的温度传感器T3、设置在蒸发器14入口的温度传感器T4、设置在蒸发器14出口的温度传感器T5、水热交换器12的水通路12B入口的温度传感器T6、水通路12B出口的温度传感器T7、设置在冰蓄热槽50内的水位传感器T8、设置在冰蓄热槽50出口的冷能供给回路55(去程配管52)上的温度传感器T9及设置在冰蓄热槽50入口的冷能供给回路55(回程配管54)上的温度传感器T10等。再者,控制装置Z能够接收来自对牛奶箱70进行冷却的制冷机75或挤奶机的控制机构及对牛奶箱70内进行清洗的清洗机(未图示)的控制机构的信号(外部信号)。
另外,在控制装置Z的输出侧连接有热泵单元A的制冷剂压缩机11及膨胀阀13、贮热水箱单元B的贮热水箱20的供水阀22V、各排水阀28V、29V及压力安全阀69V、水回路30的循环泵31、冰冷能单元C的供水阀58V及排水阀59V、供给热水回路60的供给热水阀62及循环泵53等。并且,控制装置Z根据来自与输入侧连接的各传感器T0至T10及制冷机75、牛奶箱70、挤奶机及清洗机的控制机构的输入信息(电信号和温度信号等),来控制与输出侧连接的制冷剂压缩机11的运转或频率、膨胀阀13的开度、或者循环泵31的运转、各阀22V、28V、29V、58V、59V、63、69V等的动作、膨胀阀13的开度等。
尤其是,在本发明中,若控制装置Z接收到来自与输入侧连接的传感器的输入信息或来自各控制机构的规定的信号,则使制冷剂压缩机11开始运转,并调整膨胀阀13的开度,以使水热交换器12中的制冷剂的温度为+80℃以上,并且使蒸发器14中的制冷剂的温度(蒸发温度)为0℃以下。具体来说,通过控制装置Z控制该膨胀阀13,以使由温度传感器T2检测出的从制冷剂压缩机11喷出的流入水热交换器12的制冷剂温度(以下,称为喷出制冷剂温度)成为预先设定的规定的温度(以下,称为目标喷出温度)。这种情况下,在由温度传感器T2检测出的喷出制冷剂温度比目标喷出温度低时,控制装置Z缩小膨胀阀13的开度,且在比目标喷出温度高时,控制装置Z扩大膨胀阀13的开度。
上述目标喷出温度根据所要求的供给热水负载(在本实施例中,相当于供给热水箱20)和冷却负载(在本实施例中,相当于冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的水)而决定,具体来说,如上所述,设定为使温度传感器T2的目标喷出温度为+80℃以上且由温度传感器T4检测出的蒸发器14入口的制冷剂温度(蒸发温度)为0℃以下。如此,将目标吐出温度形成为+80℃以上是为了在贮热水箱20内蓄积后述的牛奶箱70的清洗所需的+65℃以上的热水,并且确保充分的制冷效果(蒸发器14出入口的制冷剂比焓差),进行高效的运转。
在比+80℃低的温度下,难以对牛奶箱70供给清洗所需温度的热水,制冷剂的加热冷却能力也明显下降。而且,若考虑热水的散热和杀菌效果等,则优选使比+65℃更高的热水,在本实施例中,为+85℃的热水。这种情况下,利用温度传感器T2检测出的喷出制冷剂温度的目标喷出温度为+115℃。此外,该目标喷出温度的上限从润滑油的劣化或电动机绕组的烧制等制冷剂压缩机11的耐久性的观点来确定,具体来说,为+130℃以下。
在此,详细叙述膨胀阀13的动作与蒸发器14中的制冷剂的温度(蒸发温度)的关系。若增大膨胀阀13的开度,则蒸发器14中的制冷剂的蒸发温度上升,若缩小膨胀阀13的开度,则蒸发温度下降。如此,可知利用膨胀阀13的开度能够控制蒸发温度。在实施例中,如上所述控制膨胀阀13的开度以使从制冷剂压缩机11喷出的喷出制冷剂温度成为目标喷出温度(+115℃)的基础上,通过控制装置Z控制膨胀阀13以使蒸发器14中的制冷剂的蒸发温度为0℃以下。
为了实现这样的控制,在以目标喷出温度进行运转时,需要预先封入适量的制冷剂以使蒸发温度成为规定的温度(上述0℃以下),并将制冷剂压缩机11的运转频率(转速)设定为适当的值。通过进行这样的控制,与仅控制膨胀阀13的开度相比,能够实现高效率的运转。此外,使蒸发温度为0℃以下是为了有效地利用水的相变时的潜热来确保与冰蓄热槽50的容积相对的大蓄热容量(蓄热热量)。在这以上的温度下,无法利用从水向冰的相变。
此外,虽然如上所述将制冷剂压缩机11的转速形成为预先设定的值,但是也可以根据被冷却对象(即,在本实施例中,相当于浸渍有蒸发器14的蓄热槽50内的水)的温度或蒸发温度进行控制。例如,在被冷却对象(水)的温度高时,能够提高制冷剂压缩机11的转速,在被冷却对象(水)的温度低时,能够降低制冷剂压缩机11的转速。
若使制冷剂压缩机11的转速上升,则加热冷却的能力增大,蒸发温度下降。另一方面,若使制冷剂压缩机11的转速下降,则加热冷却能力减少,蒸发温度上升。如此,通过控制膨胀阀13的开度并且控制制冷剂压缩机11的转速,能够在被冷却对象(水)的温度高时,增大冷却及加热能力,使被冷却对象(水)急速冷却。而且,在被冷却对象(水)的温度低时,通过较低地抑制冷却能力,能够进行高效率的运转。
此外,上述说明了将来自制冷剂压缩机11的喷出制冷剂温度控制为目标喷出温度,但是并不局限于此,也可以控制膨胀阀13以使制冷剂回路10的高压侧的制冷剂压力或制冷剂压缩机11的吸入制冷剂的过热度等成为规定的值。
再者,冷能供给回路55的循环泵53的运转由来自牛奶箱70侧的挤奶机的控制机构的信号(外部信号)控制。即,若控制装置Z接收到来自挤奶机的控制机构的运转信号,则使循环泵53开始运转,并且根据来自控制机构的信号,控制该循环泵53的运转。
另外,在本实施例的牛奶冷却系统S中设置有模式切换开关SW,该模式切换开关SW也与控制装置Z的输入侧连接。模式切换开关SW构成为,具备冷却优选模式、常规运转模式以及无开始时刻控制模式,用户可以选择任一种模式。
常规运转模式及无开始时刻控制模式是如下的运转模式,即,从制冷剂压缩机11的运转开始经过规定时间后,检测出在冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的蓄冷量达到规定量以上时(即,在冰蓄热槽50内产生规定量以上的冰时,以下,将该状态称为满冰)或者判断出贮热水箱20内充满热水的情况的各个状态,在满足任一状态时使制冷剂压缩机11停止运转。而且,在所述运转模式下,判断出冰蓄热槽50内满冰时或判断出贮热水箱20内充满热水的情况的任一情况下,使制冷剂压缩机11不开始运转,而仅在冰蓄热槽50内不满冰且贮热水箱20内不充满热水的情况下,使制冷剂压缩机11开始运转。
另一方面,冷却优先模式是如下的运转模式,即,即使判断出贮热水箱20内充满热水的情况下,只要冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内未满冰时,就在冰蓄热槽50内满冰之前使制冷剂压缩机11开始运转来执行冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冰蓄热。而且,在该冷却优先模式下,虽然贮热水箱20内充满热水,但是只要冰蓄热槽50内不满冰,就使制冷剂压缩机11开始运转。
并且,控制装置Z在利用模式切换开关SW所选择的运转模式下进行运转控制。而且,在上述常规运转模式下,在深夜时间带在规定时刻算出从贮热水量到沸腾量并且到全部沸腾所需的时间,从沸腾结束时刻考虑所述所需时间,若成为逆运算的时刻T,则利用控制装置Z控制运转的开始时刻以使运转开始,但是在无开始时刻控制模式的情况下,不受开始时刻T限制,直接开始运转。具体的控制动作在下面说明。此外,在本实施例中,各模式的选择由模式切换开关SW进行,但是并不局限于此,也可以利用制冷机75的控制机构或其它的外部信号进行切换。
在以上的结构中,接下来使用图4说明本实施例中的控制装置Z的控制动作。图4是示出控制装置Z的控制的流程图。首先,控制装置Z在步骤S1中利用作为自身的功能所具有的定时器,判断运转时刻。即,在步骤S1中,若成为深夜电力时间带,则控制装置Z判断为运转时刻(是),向接下来的步骤S2前进。而且,若为上述以外(否),则在到达运转时刻之前反复进行步骤S1。
接下来,在步骤S2中,控制装置Z基于传感器T8的输出来判断冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冰量(蓄冷量)。这种情况下,若利用传感器T8检测出的冰蓄热槽50内的冰量为规定量(冰蓄热槽50内的蓄冷量为规定量)以上,则判断为满冰,返回步骤S1。另一方面,在未满冰时,控制装置Z向步骤S3前进,对运转模式进行判断。
即,在步骤S3中,控制装置Z判断是否利用上述模式切换开关SW而成为冷却优先模式。并且,在常规运转模式或无开始时刻控制模式的情况下,即不是冷却优先模式的情况下(否),控制装置Z向步骤S4前进。另一方面,在步骤S3中利用模式切换开关SW而成为冷却优先模式的情况下(是),控制装置Z自身作成运转信号而向后述的步骤S10前进。比外,也可以根据冰蓄热槽50内的冰量算出所需运转时间来控制运转开始时间。
在步骤S4中,控制装置Z基于传感器T1的输出,判断贮热水箱20内是否充满热水。即,运转开始前(制冷剂压缩机11未运转的状态)的贮热水箱20充满热水的判断(相当于该步骤S4)基于设置在贮热水箱20的温度传感器T1检测出的贮热水箱20内的水温(热水温度)来进行。即,控制装置Z在改变高度而设置的多个温度传感器T1内,在利用设置在最下部的温度传感器检测出的温度比规定的温度(例如+50℃)高时,判断为充满热水。
在该步骤S4中,在贮热水箱20内充满热水的情况下,控制装置Z返回步骤S1。因此,在上述步骤S2中判断为满冰时,或者虽然在步骤S2中判断为未满冰但是在步骤S4中判断为充满热水时,由于控制装置Z返回步骤S1,因此制冷剂压缩机11不运转。
一方面,在步骤S4中,在贮热水箱20内未充满热水时,控制装置Z向步骤S5前进。在该步骤S5中,控制装置Z判断是否利用所述模式切换开关SW进行开始时刻控制。并且,在常规运转模式的情况下,控制装置Z判断为有开始时刻控制,向接下来的步骤S6前进。
此外,在步骤S5中,利用模式切换开关SW而成为无开始时刻控制模式的情况下,控制装置Z判断为无开始时刻控制(即运转),向后述的步骤S10移动。
另一方面,在步骤S6中,控制装置Z基于来自传感器T1的输出,判断(运算)贮热水箱20内的残留热水量,在接下来的步骤S7中利用外部气体温度传感器T0判断出外部气体温度后,在步骤S8中从所述残留热水量和外部气体温度算出为了在指定时刻(深夜电力时间带结束时刻,例如,上午七点)结束贮热水箱20的沸腾(全部沸腾)而应该在何时使制冷剂压缩机11运转,即,算出运转开始时刻T。
若在步骤S8中算出运转开始时刻T,则接下来,控制装置Z向步骤S9前进,而待机到运转开始时刻T为止(等待开始时刻T)。然后,若成为运转开始时刻T,则控制装置Z自身作成运转信号而向步骤S10前进。
并且,控制装置Z在该步骤S10中使制冷剂压缩机11开始运转(压缩机开动)。由此,吸入制冷剂压缩机11的低温低压的制冷剂气体受第一级的低级侧压缩元件压缩而成为中间压力,向密闭容器内喷出。喷出到密闭容器内的制冷剂在那里受到成为第二级的高级侧压缩元件压缩而成为高温高压的制冷剂气体,从制冷剂压缩机11喷出。
从制冷剂压缩机11喷出的高温高压的制冷剂气体经由制冷剂喷出管41而流入水热交换器12内的制冷剂通路(散热器)12A,且在该制冷剂通路12A中流动的过程中与在水通路12B中流动的水进行热交换而进行散热。然后,散热了的制冷剂从水热交换器12流出,经由制冷剂配管42而在内部热交换器15的高压侧配管15A中流动。此时,在该内部热交换器15中,在高压侧配管15A中流动的来自制冷剂通路12A的制冷剂与在低压侧配管15B中流动的来自蒸发器14的制冷剂进行热交换而进一步散热。如此,通过设置内部热交换器15,能够利用在低压侧配管15B中流动的来自蒸发器14的低压侧的制冷剂来进一步冷却在高压侧配管15A中流动的来自水热交换器12的制冷剂,从而能够提高冷却能力。
此后,制冷剂从内部热交换器15流出,经由制冷剂配管43进入膨胀阀13,利用该膨胀阀13进行减压。由膨胀阀13减压的制冷剂经由制冷剂配管44而流入蒸发器14,从该蒸发器14的周围的水(即,冰蓄热槽50内的水)吸热而蒸发后,从蒸发器14流出,通过制冷剂配管45,流入内部热交换器15的低压侧配管15B。在该内部热交换器15中,在低压侧配管15B中流动的来自蒸发器14的制冷剂与在上述高压侧配管15A中流动的来自制冷剂通路12A的制冷剂进行热交换而被加热。如此,通过设置内部热交换器15,即使在利用蒸发器14未使制冷剂完全气化的情况下,也能够利用该内部热交换器15,与在高压侧配管15A中流动的制冷剂进行热交换而加热,使制冷剂气化。
然后,从内部热交换器15流出的制冷剂反复进行如下的循环,即,经由制冷剂配管46、蓄热器16,从制冷剂导入管40再次被吸入制冷剂压缩机11。通过进行这样的运转,蒸发器14的周围的冰蓄热槽50内的水由该蒸发器14中的制冷剂的吸热作用而被冷却,温度慢慢下降而产生冰。
另外,控制装置Z在所述制冷剂压缩机11开始运转的同时,使水回路30的循环泵31开始运转,并且控制三通阀32来连通旁通配管37与水配管34。由此,水回路30内的水反复进行如下的循环,即,经由水配管34,在通过水热交换器12的水通路12B后,经由水配管35、旁通配管37、三通阀32,再次返回水配管34。如此,在起动之后的水热交换器12的制冷剂通路12A中流动的制冷剂在未达到充分高温的状况下,控制三通阀32,使水回路30内的水在从水配管35经由旁通配管37、三通阀32、水配管34而返回水热交换器12的水通路12B的闭回路中流动,由此,能够避免温度低的水流入贮热水箱20的上部,从而能够避免扰乱贮热水箱20内的温度产生层的不良情况。
并且,若控制装置Z从制冷剂压缩机11开始运转到经过规定的短时间,或者由温度传感器T2检测出的喷出制冷剂温度达到规定的高温(例如+115℃),或者由温度传感器T7检测出的热水温度达到规定的高温(例如+80℃),则控制装置Z控制三通阀32来连通取出配管27与水配管34。由此,能够将贮热水箱20内的下部的低温水(主要是从供水配管22向贮热水箱20的下部供给的城市用水)取出到与贮热水箱20下部连接的水回路30的取出配管27内。
取出到该水回路30中的来自贮热水箱20的低温水(城市用水)经由三通阀32、水配管34而流入水热交换器12内的水通路12B。流入水热交换器12的水在该水热交换器12的水通路12B中流动的过程中,与在上述制冷剂通路12A中流动的高温制冷剂进行热交换而被加热,成为高温的热水,其中所述制冷剂通路12A设置为与该水通路12B交换热量。在水热交换器12内被加热而成为高温的水(热水)反复进行经由水配管35而从上部返回贮热水箱20内的循环。通过反复进行这样的循环,在贮热水箱20内慢慢地蓄积有高温的热水。
另一方面,在步骤S11中,如上所述,控制装置Z调整(节流控制)膨胀阀13的阀开度以使利用温度传感器T2检测出的喷出制冷剂温度为+80℃以上(在本实施例中为+115℃)且使蒸发器14中的制冷剂蒸发温度为0℃以下,并且基于设置在水回路30的水热交换器12的出口侧的温度传感器T7的检测,来控制循环泵31的运转。
具体来说,控制装置Z控制循环泵31的运转以使利用温度传感器T7检测出的热水温度成为规定的温度(目标喷出热水温度)。即,在利用温度传感器T7检测出的热水温度比规定的目标温度低时,使循环泵31的转速下降,使循环量减少。另一方面,在热水温度比目标喷出热水温度高时,使循环泵31的转速上升,使循环量增加。
接下来,控制装置Z向步骤S12前进,利用自身的定时器或运算来判断上述步骤S10中从开始运转之后经过的时间(运转时间)。即,控制装置Z在该步骤S12中判断再次运转时刻是否是深夜电力时间带,在深夜时间带时(是),向步骤S13前进。此外,在不是深夜时间带时(否),向步骤S17移动,直接使制冷剂压缩机11停止运转(压缩机停止)。
在上述步骤13中,控制装置Z利用水位传感器T8判断出冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冰量(蓄冷量)。此时,若冰蓄热槽50内的冰量为规定量以上(冰蓄热槽50内的蓄冷量为规定量以上),则判断为满冰,控制装置Z向步骤S17前进,使制冷剂压缩机11停止(压缩机停止)。另一方面,在步骤S13中若利用水位传感器T8检测出的冰蓄热槽50内的冰量小于规定量(冰蓄热槽50内的蓄冷量小于规定量),则控制装置Z判断为未满水,接下来向步骤S14前进,利用传感器T6判断贮热水箱20内的热水量。
在步骤S14中,控制装置Z基于传感器T6,判断贮热水箱20内是否充满热水。该步骤S14中的充满热水的判断,即运转中(制冷剂压缩机11运转的状态)的贮热水箱20的充满热水的判断基于由温度传感器T6检测出的流入水热交换器12的水通路12B的水的温度而进行。具体来说,在利用温度传感器T6检测出的流入水热交换器12内的水通路12B的水的温度比规定值高时,控制装置Z判断为贮热水箱20内由热水充满(充满热水),而在规定值以下时,判断为贮热水箱20内未由热水充满(未充满热水)。如此,利用由设置在水配管34上的温度传感器T6检测出的温度,来判断贮热水箱20是否充满热水,由此能够有效利用贮热水箱20的一直到下部的容积来蓄积热水。
在上述步骤S14中,在未充满热水时,控制装置Z返回步骤S11。另一方面,在步骤S14中,在充满热水时,控制装置Z向步骤S15前进,并且如上所述,对由模式切换开关SW所切换的运转模式进行判断。在此,控制装置Z为冷却优先模式时,向步骤S16前进,打开排水阀29V(相当于图4所示的温水排出阀),打开排水配管29。此时,排水配管28的排水阀28V仍旧为关闭的状态。
由此,贮热水箱20内的下方的热水经由排水配管29向外部排出。此时,从排水配管29排出的热水比蓄积在贮热水箱20内上部的高温的热水温度低,是比较低温的热水。伴随与此,由于从与贮热水箱20的下部连接的供水配管22向贮热水箱20内供给城市用水,因此贮热水箱20内的下部为低温的水。由此,能够确保用于在冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内产生冰的散热量。
即,在该冷却优先模式中,在贮热水箱20内充满热水时,通过舍弃贮热水箱20内下方的高温的热水而引入低温的水,能够使低温的水流入水热交换器12内的水通路12B。由此,在水热交换器12中,能够使制冷剂与水进行热交换,从而使制冷剂进行散热。由此,能够消除水热交换器12中的制冷剂的散热量不足和制冷剂回路陷入过载的不良情况的同时,能够安全且可靠地产生冰蓄热槽50的冰。
并且,在步骤S16中,若控制装置Z打开排水阀29经过规定时间或者利用传感器T1检测出的贮热水箱20内的残留热水量成为规定的残留热水量,则关闭排水阀29V。由此,来自贮热水箱20的下方的高温的热水的排出和来自贮热水箱20的下部的城市用水的流入停止。此后,控制装置Z返回步骤11,在步骤S13中在成为上述满冰之前,使制冷剂压缩机11继续运转,若在该步骤S13中成为满冰,则向步骤S17前进,使制冷剂压缩机11停止运转(压缩机停止)。而且,在S17中控制装置Z使上述制冷剂压缩机11停止的同时,也使循环泵31停止运转。
此外,在步骤S17中,若控制装置Z使制冷剂压缩机11及循环泵31停止运转,则返回步骤S1,反复进行上述的动作。这种情况下,步骤S4中的贮热水箱20内的充满热水的判断基于上述传感器T1的检测而进行。如此,通过基于由温度传感器T1检测出的温度进行贮热水箱20内充满热水的判断,能够利用水配管34的水温由于散热而下降的情况来排除检测温度下降的影响,从而能够可靠地判断残留热水量。在该状态下,运转时刻内(即,深夜电力时间带内)(步骤S1为是),在由模式切换开关所切换的运转模式为冷却优先模式以外的情况下(步骤S4为否),消耗贮热水箱20内的热水时,在步骤S4中判断为贮热水箱20未充满热水,因此再次开始运转。
利用上述的运转而蓄积在冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冷能(冰水)由于循环泵53的运转而从冰蓄热槽50被取出,流向热交换器65。具体来说,若开始挤奶,则信号从挤奶机的控制机构向控制装置Z发送。若控制装置Z接收到该信号(外部信号),则循环泵53开始运转。此时,控制装置Z能够控制通过循环泵53流向热交换器65的水通路65B的冷水的流量,以使牛奶的温度、或由温度传感器T10检测出的在热交换器56的水通路65B中与牛奶进行热交换而返回冰蓄热槽50的水的温度成为规定值(例如,由温度传感器T10检测出的水的温度为+4℃)。
若循环泵53开始运转,则蓄积在冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冷能(冰水)从该冰蓄热槽50的下部被取出到冷能供给回路55的去程配管52内,流入热交换器65的水通路65B。在该热交换器65中,来自冰蓄热槽50的冷水在通过水通路65B的过程中与在冷却通路65A中流动的牛奶进行热交换而向牛奶释放冷能,其中所述冷却通路65A设置为与该水通路65B交换热量。由此,在制冷剂通路65A中流动的牛奶被冷却。之后,在该热交换器65中,接受牛奶的热量而变热的水反复进行如下的循环,即,从水通路65B流出,通过回程配管54,从上部返回冰蓄热槽50内。
另一方面,由于所述运转而蓄积在贮热水箱单元B的贮热水箱20内的高温的热水利用供给热水阀63的动作而向牛奶箱70内供给。具体来说,控制装置Z根据牛奶箱70侧的控制机构的信号(外部信号),打开供给热水阀63,打开供给热水配管62。由此,经由供给热水配管62而蓄积在贮热水箱20内的上部的高温的热水向牛奶箱70的上部供给。
由此,由于根据来自牛奶箱70侧的信号能够将贮热水箱20内的高温的热水向牛奶箱70内供给,因此能够利用该高温的热水对牛奶箱70进行加热、杀菌。再者,在进行牛奶箱70内的清洗时,通过控制打开供给热水阀63,能够使用贮热水箱20的高温的热水作为清洗水。由此,能够有效地清洗牛奶箱70内。
如上所述,根据本发明,在深夜电力下利用蓄积在冰蓄热单元C的冰蓄热槽50内的冷能,能够对向牛奶箱70供给的牛奶进行冷却,因此能够削减电力消耗。而且,若将同样在深夜电力下产生的贮热水箱20内的高温的热水利用于牛奶箱70的加热或清洗,则能够抑制电力消费而实现牛奶箱70内的加热杀菌或有效的清洗。
此外,在上述实施例中,如上所述,控制装置Z在步骤S 1(图4)中利用作为自身的功能所具有的定时器,判断运转时刻,进行开始运转的运转开始判断控制,但是并不局限于此,也可以在冰蓄热单元C的冷却能力下降的情况下开始运转。具体来说,在图4所示的步骤S18中,控制装置Z判断是否使循环泵53(相当于图4的步骤S18的冷水泵)运转,判断为运转时(是),向步骤S19前进,判断为不运转时(否),返回步骤S18,在运转循环泵53之前,反复进行步骤S18。
接下来,在步骤S19中,控制装置Z利用温度传感器T9检测出从冰蓄热槽50内取出到冷能供给回路55的去程配管52的冷水的温度(即,相当于冰蓄热槽50内的冷水的温度),判断该冷水的温度是否高于规定的上限温度(例如+3℃)。在该步骤S19中,冷水的温度为+3℃以下时(否),返回步骤S18。而且,在该步骤S19中,冷水的温度比+3℃高时(是),控制装置Z向步骤S20前进并产生运转信号。此后,控制装置Z向图4的步骤S10前进,以后与上述的实施例1相同。
另外,并不局限于各上述实施例,本发明在利用外部信号,例如利用牛奶箱70侧的制冷机75的控制机构来控制运转开始的方面有效。
再者,在各实施例中说明了将制冷装置1分为热泵单元A、贮热水箱单元B及冰蓄热单元C的结构,但是各构成元件的配置并不局限于实施例。例如,在实施例中,供给热水阀63设置在贮热水箱单元A内,但是也可以设置在牛奶箱70或挤奶机或者清洗机内。这种情况下,供给热水阀63的动作不经由与控制装置Z的通信,而根据来自牛奶箱70或挤奶机或者清洗机的信号而进行直接开闭。

Claims (5)

1.一种制冷装置,其特征在于,具备:
制冷剂回路,其利用制冷剂配管将制冷剂压缩机、水热交换器、减压装置及蒸发器连接成环状而形成;
贮热水箱,其构成为从下部供给城市用水且从上部能够取出蓄积在内部的热水;
水回路,其在利用所述水热交换器加热该贮热水箱下部的城市用水后,使城市用水返回所述贮热水箱上部;
蓄冷单元,其浸渍所述蒸发器;
控制装置,其根据运转信号使所述制冷剂压缩机开始运转,并调整所述减压装置以使所述水热交换器中的制冷剂的温度为+80℃以上且使所述蒸发器中的制冷剂的温度为0℃以下,
该控制装置在从所述制冷剂压缩机开始运转经过规定时间后,检测出所述蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出所述贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使所述制冷剂压缩机停止运转,
所述制冷装置还具有内部热交换器,该内部热交换器用于使从所述水热交换器的制冷剂回路侧的制冷剂通路流出的高压侧的制冷剂与从所述蒸发器流出的低压侧的制冷剂进行热交换,且包括使所述高压侧的制冷剂流动的高压侧配管和使所述低压侧的制冷剂流动的低压侧配管。
2.根据权利要求1所述的制冷装置,其特征在于,
具备如下的结构,即,利用从所述蓄冷单元供给的冷水对向牛奶箱供给的牛奶进行冷却,并使用所述贮热水箱内的热水对所述牛奶箱内进行加热或清洗。
3.根据权利要求1或2所述的制冷装置,其特征在于,
所述蓄冷单元构成为在内部能够产生冰。
4.根据权利要求1或2所述的制冷装置,其特征在于,
具有将所述贮热水箱内的热水排出的结构,并且所述控制装置具有常规运转模式及冷却优先模式,
在所述常规运转模式中,检测出所述蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出所述贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使所述制冷剂压缩机停止运转,
在所述冷却优先模式中,在判断出所述贮热水箱内充满热水后,将所述贮热水箱内的热水排出而使所述制冷剂压缩机继续运转。
5.根据权利要求3所述的制冷装置,其特征在于,
具有将所述贮热水箱内的热水排出的结构,并且所述控制装置具有常规运转模式及冷却优先模式,
在所述常规运转模式中,检测出所述蓄冷单元内的蓄冷量达到规定量以上时或判断出所述贮热水箱内充满热水时的各个状态,在满足任一状态时,使所述制冷剂压缩机停止运转,
在所述冷却优先模式中,在判断出所述贮热水箱内充满热水后,将所述贮热水箱内的热水排出而使所述制冷剂压缩机继续运转。
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