CN108700354A - 冷凝器及具备该冷凝器的涡轮制冷装置 - Google Patents

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Abstract

在使用了以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂的涡轮制冷装置中，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体，并且抑制冷凝效率的下降。冷凝器(3)具备：壳式容器(21)，导入以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂；制冷剂入口(22)，设置于该壳式容器(21)的上部；制冷剂出口(23)，设置于壳式容器(21)的下部；传热管束(25)，捆扎有在内部使冷却液流通的多个传热管(25a)，且在壳式容器(21)的内部延伸；传热管束内抽气管(31)，配置于传热管束(25)的束径方向中心区域，并且呈与该传热管束(25)的轴向并行的管状，且在其下表面形成有抽出低压制冷剂中混在一起的不凝气体的不凝气体抽气孔(31a)；及抽气装置(33)，与传热管束内抽气管(31)连接且抽出不凝气体。

Description

冷凝器及具备该冷凝器的涡轮制冷装置
技术领域
本发明涉及一种使低压制冷剂气化的冷凝器及具备该冷凝器的涡轮制冷装置。
背景技术
例如，如周知，用作区域冷暖气设备的热源的涡轮制冷装置构成为具备对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机、使被压缩的制冷剂冷凝的冷凝器、使被冷凝的制冷剂膨胀的膨胀阀及使已膨胀的制冷剂蒸发的蒸发器。
冷凝器通常具备沿水平方向延伸的球壳形状的壳式容器，且以沿长边轴方向贯穿该壳式容器的方式配设有传热管束。传热管束为隔着较窄的间隔捆扎了在内部使水等冷却液流通的多个传热管的管束，并且设计成沿水平方向且沿长边轴方向通过壳式容器的内部。
通过涡轮压缩机压缩的高温/高压的制冷剂气体从设置于壳式容器的上部的制冷剂入口流入内部，并通过与表面积大的传热管束接触而进行热交换以被冷却而冷凝，成为制冷剂液而从设置于壳式容器的下部的制冷剂出口供给至蒸发器侧。
以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的R1233zd等低压制冷剂能够使涡轮制冷装置高效率化，而且地球温室效应系数较小，因此作为下一代制冷剂而所期待。但是，在因该低压制冷剂所具有的特性而涡轮压缩机的吸引力发挥作用时，有时制冷剂路径的内部的一部分成为负压。在该情况下，会导致外部的不凝气体(空气等)从轴封的间隙等混入到制冷剂路径内。如此混入到制冷剂路径内的不凝气体滞留于冷凝器，降低冷凝效率，从而导致损坏作为冷热设备的性能。
于是，如专利文献1中所公开，有通过抽气装置从制冷剂气体中分离并去除滞留于冷凝器的内部的不凝气体的冷凝器。作为该分离方法，用抽气装置将不凝气体与制冷剂气体一同抽出，在抽气装置的内部将其冷却而使制冷剂气体冷凝，仅分离不凝气体。空气等不凝气体的比重小于制冷剂且具有分布于冷凝器的内部上方的倾向，因此在以往的抽气装置中，从设置于壳式容器的最上部的抽气用端口抽出了分布于壳式容器的内部上方的不凝气体。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2-254271号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，不凝气体的比重小于制冷剂，因此具有涡轮制冷装置停止运行时分布于冷凝器的上部空间的倾向。因此，如以往，停止运行时能够从设置于壳式容器的上部的抽气用端口有效地抽出不凝气体。
然而，当涡轮制冷装置运行时，通过涡轮压缩机压缩的压缩制冷剂从设置于壳式容器的上部的制冷剂入口吹落到壳式容器的内部，因此受到该压缩制冷剂的下降气流的影响而不凝气体变得与壳式容器的上部空间相比较多分布于压缩制冷剂被冷凝/液化的传热管束的内部。
因此，涡轮制冷装置运行时的壳式容器上部空间的不凝气体的浓度与传热管束的内部的浓度相比变低。因此，运行中从壳式容器的上部空间抽出不凝气体时会导致与不凝气体一同也抽出纯度高的制冷剂气体，从而不仅无法有效地抽出不凝气体，还可能会因丧失制冷剂气体而导致冷凝效率的下降。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种使用了以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂的涡轮制冷装置中，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体，并且能够抑制冷凝效率下降的冷凝器及具备该冷凝器的涡轮制冷装置。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明采用以下方法。
本发明的第1方式所涉及的冷凝器具备：壳式容器，导入以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂；制冷剂入口，设置于所述壳式容器的上部；制冷剂出口，设置于所述壳式容器的下部；传热管束，捆扎有在内部使冷却液流通的多个传热管，且在所述壳式容器的内部延伸；传热管束内抽气管，配置于所述传热管束的束径方向中心区域，并且呈与该传热管束的轴向并行的管状，且在其下表面形成有抽出所述低压制冷剂中混在一起的不凝气体的不凝气体抽气孔；及抽气装置，与所述传热管束内抽气管连接且抽出所述不凝气体。
根据本结构的冷凝器，在涡轮制冷装置运行时不凝气体最多分布而成为高浓度的传热管束的内部配置有传热管束内抽气管，因此通过使抽气装置工作，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体。由此，能够抑制由不凝气体的混入而引起的冷凝效率的下降。
包含不凝气体的制冷剂气体从不凝气体抽气孔抽出至传热管束内抽气管内，但不凝气体抽气孔形成于传热管束内抽气管的下表面，因此被冷凝的液态制冷剂变得难以流入到不凝气体抽气孔。因此，能够抑制由导致抽出被冷凝的液态制冷剂而引起的冷凝效率的下降。
在上述结构的冷凝器中，可以设成如下，即，还具备传热管束外抽气管，配置于所述壳式容器内的上部空间，并且在其下表面形成有所述不凝气体抽气孔，且与所述抽气装置连接，所述抽气装置能够从所述传热管束内抽气管及所述传热管束外抽气管分别独立地抽出所述不凝气体。
根据本结构的冷凝器，除了在涡轮制冷装置运行时不凝气体最多分布的传热管束的内部配置有传热管束内抽气管以外，还在涡轮制冷装置停止时不凝气体最多分布的壳式容器内的上部空间配置传热管束外抽气管。而且，抽气装置能够从传热管束内抽气管及传热管束外抽气管分别独立地抽出所述不凝气体。
因此，当涡轮制冷装置停止运行时，从位于壳式容器内的上部空间的传热管束外抽气管进行抽气，当涡轮制冷装置运行时，从位于传热管束的内部的传热管束内抽气管进行抽气，由此不管涡轮制冷装置的运行状态如何，始终以高浓度有效地抽出不凝气体，从而能够抑制由不凝气体的混入而引起的冷凝效率的下降。当然，也可以从传热管束内抽气管及传热管束外抽气管这两者同时进行抽气。
在上述结构的冷凝器中，可以设成如下结构，即，所述壳式容器为沿水平方向延伸的球体形状，所述传热管束具备从所述壳式容器的内部中的长边轴方向一端延伸至另一端的去程管束、及在所述壳式容器的内部中的长边轴方向另一端与所述去程管束连通且从所述壳式容器的内部中的长边轴方向另一端返回至一端的回程管束，在所述壳式容器的内部，所述去程管束配置于下方，所述回程管束配置于上方，所述传热管束内抽气管配置于所述回程管束的束径方向中心区域。
在本结构中，传热管束内抽气管位于比去程管束更靠上方，并且比去程管束更靠下游侧，因此配置于气体制冷剂的冷凝量较少的回程管束的内部。因此，传热管束内抽气管浸渍于液态制冷剂的概率变低，防止导致液态制冷剂从不凝气体抽气孔进入传热管束内抽气管的内部而被抽出，从而能够抑制由液态制冷剂的抽出而引起的冷凝效率的下降。
本发明的第2方式所涉及的涡轮制冷装置具备：涡轮压缩机，对以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂进行压缩；权利要求1至3中任一项所述的冷凝器，使被压缩的所述低压制冷剂冷凝；膨胀阀，使已冷凝的所述低压制冷剂膨胀；及蒸发器，使已膨胀的所述低压制冷剂蒸发。由此，能够发挥上述的各作用/效果。
发明效果
如以上，根据本发明所涉及的冷凝器及具备该冷凝器的涡轮制冷装置，在使用了以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂的涡轮制冷装置中，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体，从而能够抑制冷凝效率的下降。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的涡轮制冷装置的整体图。
图2是图1所示的冷凝器的立体透视图，是表示本发明的一实施方式的图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的实施方式所涉及的涡轮制冷装置的整体图。该涡轮制冷装置1构成为具备对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机2、冷凝器3、高压膨胀阀4、中间冷却器5、低压膨胀阀6、蒸发器7、润滑油罐8、回程箱9、逆变器单元10及操作盘11等的单元状。润滑油罐8为储存供给至涡轮压缩机2的轴承及增速器等的润滑油的储罐。
冷凝器3及蒸发器7形成为耐压性高的球壳形状，且以将其轴线大致沿水平方向延伸的状态彼此相邻的方式平行地配置。冷凝器3配置于比蒸发器7相对更高的位置，且在其下方设置有回程箱9。中间冷却器5及润滑油罐8设置成被夹持于冷凝器3与蒸发器7之间。逆变器单元10设置于冷凝器3的上部，操作盘11配置于蒸发器7的上方。
涡轮压缩机2为由电动机13旋转驱动的公知的离心涡轮型的涡轮压缩机，且以将其轴线大致沿水平方向延伸的姿势配置于蒸发器7的上方。电动机13由逆变器单元10驱动。如后述，涡轮压缩机2对从蒸发器7经吸入管14而被供给的气相状的制冷剂进行压缩。作为制冷剂，例如可使用以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的R1233zd等低压制冷剂。
涡轮压缩机2的排出口与设置于冷凝器3的上部的制冷剂入口22之间由排出管15连接，设置于冷凝器3的底部的制冷剂出口23与中间冷却器5的底部之间由制冷剂管16连接。并且，中间冷却器5的底部与蒸发器7之间由制冷剂管17连接，中间冷却器5的上部与涡轮压缩机2的中段之间由制冷剂管18连接。在制冷剂管16中设置有高压膨胀阀4，在制冷剂管17中设置有低压膨胀阀6。
在如以上方式构成的涡轮制冷装置1中，涡轮压缩机2由电动机13旋转驱动，并对从蒸发器7经吸入管14而被供给的气相状的低压制冷剂进行压缩，且将该被压缩的低压制冷剂从排出管15供给至冷凝器3。
在冷凝器3的内部，通过涡轮压缩机2压缩的高温的低压制冷剂与水等冷却液进行热交换而使冷凝热冷却后被冷凝液化。在此被加热的冷却液用作供暖用热介质等。通过冷凝器3成为液相状的低压制冷剂通过从冷凝器3延伸突出的制冷剂管16中所设置的高压膨胀阀4而膨胀，从而成为气液混合状态供给至中间冷却器5，且暂时储存于该处。
在中间冷却器5的内部，在高压膨胀阀4中膨胀的气液混合状态的低压制冷剂气液分离成气相份及液相份。在此被分离的低压制冷剂的液相份通过从中间冷却器5的底部延伸突出的制冷剂管17中所设置的低压膨胀阀6进一步膨胀而成为气液两相流并供给至蒸发器7。并且，在中间冷却器5中分离的低压制冷剂的气相份经从中间冷却器5的上部延伸突出的制冷剂管18而供给至涡轮压缩机2的中段部，并且再次被压缩。
在蒸发器7的内部，在低压膨胀阀6中断热膨胀之后的低温的液态制冷剂与水等被冷却液进行热交换，在此被冷却的被冷却液用作空调用冷热介质或工业用冷却液。通过与被冷却液的热交换而气化的制冷剂经吸入管14再次被涡轮压缩机2吸入并被压缩，之后重复该循环。
图2是表示本发明的一实施方式的冷凝器3的立体透视图。
如前述，冷凝器3为沿水平方向延伸的球体形状，且构成为具备导入以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂的壳式容器21、设置于该壳式容器21的上部的制冷剂入口22、设置于壳式容器21的下部的制冷剂出口23、在壳式容器21的内部沿长边轴方向水平延伸的传热管束25及成为本发明的主要部分的抽气系统30。
制冷剂入口22及制冷剂出口23分别配置于壳式容器21的长边轴方向中间部。如图1所示，制冷剂入口22经由排出管15与涡轮压缩机2的排出口连接，制冷剂出口23经由制冷剂管16与中间冷却器5连接。
传热管束25具备从壳式容器21的内部中的长边轴方向一端(图2中左端)以水平延伸至另一端(图2中右端)的去程管束25A、及在壳式容器21内部的长边轴方向另一端与去程管束25A连通且从壳式容器21内部的长边轴方向另一端以水平返回到一端的回程管束25B。去程管束25A及回程管束25B均具有在内部使水等冷却液流通的多个传热管25a插穿于未图示的多个多孔状传热管支承板并被捆扎的公知的管束结构。
在壳式容器21的内部，去程管束25A配置于下方，回程管束25B配置于上方。在壳式容器21的另一端(图2中右端)设置有未图示的U型转弯室，去程管束25A和回程管束25B的端部通过与该U型转弯室相连而彼此连通。并且，在壳式容器21的一端(图2中左端)设置有与去程管束25A的一端相连的未图示的喷嘴状的冷却水入口、及位于该冷却水入口的上方且与回程管束25B的一端相连的未图示的喷嘴状的冷却水出口。
在传热管束25中流动的冷却液经冷却水入口从去程管束25A的一端(图2中左端)流入而流向另一端(图2中右端)，在U型转弯室进行U型转弯之后，从回程管束25B的另一端(图2中右端)流向一端(图2中左端)，并且经冷却水出口被排出。另一方面，通过涡轮压缩机2压缩的高温/高压的气体制冷剂从制冷剂入口22进入壳式容器21内，通过分配板27沿壳式容器21的长边轴方向分散，并通过依次与回程管束25B及去程管束25A接触而进行热交换之后被冷凝，成为液态制冷剂而从制冷剂出口23被排出。
成为本发明的主要部分的抽气系统30为抽出容易混入于低压制冷剂中的空气等不凝气体的系统，且构成为具备传热管束内抽气管31、传热管束外抽气管32、抽气装置33及闸门阀34、35。
传热管束内抽气管31配置于传热管束25中的回程管束25B的束径方向中心区域，并且呈与回程管束25B的轴向并行的水平管状，且在其下表面形成有多个圆孔状不凝气体抽气孔31a。传热管束内抽气管31的长度例如设成遍及回程管束25B的大致总长度的长度，但也可设成更短。在传热管束内抽气管31的一端或中间部连结有向上方延伸的不凝气体排出管37。在本实施方式中，传热管束内抽气管31的一端朝向上方弯曲或折弯而直接设成不凝气体排出管37。传热管束内抽气管31的另一端被封闭。不凝气体排出管37向上方贯穿壳式容器21的周面，且经由闸门阀34与从抽气装置33延伸突出的不凝气体集合管40连接。
传热管束内抽气管31的管径例如为15mm～20mm左右。不凝气体抽气孔31a例如沿轴向以20cm左右的间隔穿设，其孔径例如为5～10mm左右。若该不凝气体抽气孔31a的孔径过小，则有时会导致淹没于液态制冷剂中时因液态制冷剂的表面张力而被液封。相反，若孔径过大，则变得液态制冷剂容易从不凝气体抽气孔31a流入传热管束内抽气管31内。另外，不凝气体抽气孔31a的孔形状不一定是圆孔状，例如也可以考虑设成角孔状、相对于传热管束内抽气管31的轴向倾斜的长孔状及沿传热管束内抽气管31的轴向的狭缝状等。
并且，也可以从传热管束内抽气管31的出口侧(不凝气体排出管37侧)朝向入口侧(前端侧)逐渐加大不凝气体抽气孔31a的孔径。如此，通过缩小吸引力强的(压力损失小的)出口侧的孔径而加大吸引力弱的(压力损失大的)入口侧的孔径，能够遍及传热管束内抽气管31的总长度均匀地抽出不凝气体。
另一方面，传热管束外抽气管32为配置于壳式容器21内的上部空间即去程管束25A的上方且沿壳式容器21的长边轴方向水平延伸的管状部件。该传热管束外抽气管32的管径例如为与传热管束内抽气管31相同的直径，且在其下表面穿设有与传热管束内抽气管31的不凝气体抽气孔31a相同的不凝气体抽气孔32a。在该传热管束外抽气管32中也连结有向上方延伸的不凝气体排出管38。不凝气体排出管38向上方贯穿壳式容器21的周面，且经由闸门阀35与从抽气装置33延伸突出的不凝气体集合管40连接。
抽气装置33为以如下方式构成的公知的抽气装置，即，将混入到壳式容器21中的制冷剂中的空气等不冷凝性气体与一部分制冷剂气体一同抽出，并通过对其进行冷却而仅冷凝/液化制冷剂气体以从不冷凝性气体中分离。若该抽气装置33进行工作，则规定的负压经不凝气体集合管40及不凝气体排出管37、38施加于传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32，从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32中所形成的不凝气体抽气孔31a、32a混入到壳式容器21中的制冷剂中的不冷凝性气体与一部分制冷剂气体一同被抽出。
如前述，从传热管束内抽气管31延伸的不凝气体排出管37及从传热管束外抽气管32延伸的不凝气体排出管38分别经由闸门阀34、35与从抽气装置33延伸突出的不凝气体集合管40连接。抽气装置33通过打开闸门阀34或闸门阀35，能够从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32中分别独立地抽出不凝气体。并且，通过打开闸门阀34、35这两者，也能够从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32这两者抽出不冷凝性气体。而且，通过使闸门阀34、35的开阀度不同，也能够使传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32的抽气比例不同。
冷凝器3如以上方式构成。
在该冷凝器3中，与抽气装置33连接且抽出混入到壳式容器21内的制冷剂中的空气等不凝气体的传热管束内抽气管31以配置于传热管束25(回程管束25B)的束径方向中心区域且与传热管束25的轴向并行的方式设置。根据本结构，在涡轮制冷装置1运行时不凝气体最多分布而成为高浓度的传热管束25的内部配置有传热管束内抽气管31，因此通过使抽气装置33工作，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体。由此，能够抑制由不凝气体的混入而引起的冷凝效率的下降。
包含不凝气体的制冷剂气体从多个不凝气体抽气孔31a抽出至传热管束内抽气管31内，但不凝气体抽气孔31a形成于传热管束内抽气管31的下表面，因此变得被冷凝的液态制冷剂难以流入到不凝气体抽气孔31a。因此，能够抑制由导致抽出被冷凝的液态制冷剂而引起的冷凝效率的下降。
并且，传热管束内抽气管31在构成传热管束25的去程管束25A及回程管束25B中，位于比去程管束25A更靠上方的位置，并且比去程管束25A更靠下游侧，因此配置于气体制冷剂的冷凝量较少的回程管束25B的束径方向中心区域。因此，传热管束内抽气管31浸渍于液态制冷剂的概率变低，防止导致液态制冷剂从不凝气体抽气孔31a进入传热管束内抽气管31的内部而被抽出，从而能够抑制由液态制冷剂的抽出而引起的冷凝效率的下降。
并且，该冷凝器3还具备配置于传热管束25(25B)的外部且壳式容器21内的上部空间的传热管束外抽气管32。该传热管束外抽气管32与抽气装置33连接，并且在其下表面形成有不凝气体抽气孔32a。而且，抽气装置33能够从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32分别独立地抽出不凝气体。
根据本结构，除了在涡轮制冷装置1运行时不凝气体最多分布的传热管束25(25B)的内部配置有传热管束内抽气管31以外，还在涡轮制冷装置1停止时不凝气体最多分布的壳式容器21内的上部空间配置传热管束外抽气管32。而且，抽气装置33能够从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32分别独立地抽出不凝气体。
因此，在涡轮制冷装置1停止运行时，能够从位于壳式容器21内的上部空间的传热管束外抽气管32进行抽气，在涡轮制冷装置1运行时，能够从位于从传热管束25(25B)的内部的传热管束内抽气管31进行抽气。由此，不管涡轮制冷装置1的运行状态如何，始终以高浓度有效地抽出不凝气体，从而能够抑制由不凝气体的混入而引起的冷凝效率的下降。当然，也可以从传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32这两者同时进行抽气。
如以上进行的说明，根据本实施方式所涉及的冷凝器3及具备该冷凝器3的涡轮制冷装置1，在使用了以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂的涡轮制冷装置1中，能够以高浓度有效地抽出混入到低压制冷剂中的不凝气体，从而能够抑制冷凝效率的下降。
另外，本发明并不仅限定于上述实施方式的结构，能够附加适当变更及改良，而将附加了这种变更及改良的实施方式也视为包含于本发明的权利要求范围。
例如，在上述实施方式中，传热管束内抽气管31及传热管束外抽气管32分别各设置有1根，但也可以设置2根以上。并且，在上述实施方式中，传热管束内抽气管31配设于构成传热管束25的上部的回程管束25B的内部，但也可以考虑配设于构成传热管束25的下部的去程管束25A的内部。
符号说明
1-涡轮制冷装置，2-涡轮压缩机，3-冷凝器，4、6-膨胀阀，7-蒸发器，21-壳式容器，22-制冷剂入口，23-制冷剂出口，25-传热管束，25A-去程管束，25B-回程管束，25a-传热管，31-传热管束内抽气管，31a、32a-不凝气体抽气孔，32-传热管束外抽气管，33-抽气装置。

Claims (4)

1.一种冷凝器，其具备：
壳式容器，导入以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂；
制冷剂入口，设置于所述壳式容器的上部；
制冷剂出口，设置于所述壳式容器的下部；
传热管束，捆扎有在内部使冷却液流通的多个传热管，且在所述壳式容器的内部延伸；
传热管束内抽气管，配置于所述传热管束的束径方向中心区域，并且呈与该传热管束的轴向并行的管状，且在其下表面形成有抽出所述低压制冷剂中混在一起的不凝气体的不凝气体抽气孔；及
抽气装置，与所述传热管束内抽气管连接且抽出所述不凝气体。
2.根据权利要求1所述的冷凝器，其中，
所述冷凝器还具备传热管束外抽气管，配置于所述壳式容器内的上部空间，并且在其下表面形成有所述不凝气体抽气孔，且与所述抽气装置连接，
所述抽气装置能够从所述传热管束内抽气管及所述传热管束外抽气管分别独立地抽出所述不凝气体。
3.根据权利要求1或2所述的冷凝器，其中，
所述壳式容器为沿水平方向延伸的球体形状，
所述传热管束具备从所述壳式容器的内部中的长边轴方向一端延伸至另一端的去程管束、及在所述壳式容器的内部中的长边轴方向另一端与所述去程管束连通且从所述壳式容器的内部中的长边轴方向另一端返回到一端的回程管束，
在所述壳式容器的内部，所述去程管束配置于下方，所述回程管束配置于上方，
所述传热管束内抽气管配置于所述回程管束的束径方向中心区域。
4.一种涡轮制冷装置，其具备：
涡轮压缩机，对以最高压力小于0.2MPaG的方式使用的低压制冷剂进行压缩；
权利要求1至3中任一项所述的冷凝器，使被压缩的所述低压制冷剂冷凝；
膨胀阀，使已冷凝的所述低压制冷剂膨胀；及
蒸发器，使已膨胀的所述低压制冷剂蒸发。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550938A (zh) * 2020-05-21 2020-08-18 武汉轻工大学 内循环节水型太阳能热水器水管

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115080B1 (ko) * 2018-04-27 2020-05-25 한동대학교 산학협력단 비응축가스 영향 최소화를 통한 응축기 성능 향상 방법 및 그 장치
KR20210136587A (ko) * 2020-05-08 2021-11-17 엘지전자 주식회사 터보 압축기 및 이를 포함하는 터보 냉동기
KR20220068609A (ko) * 2020-11-19 2022-05-26 엘지전자 주식회사 응축기 및 이를 포함하는 터보 칠러

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2321964A (en) * 1941-08-08 1943-06-15 York Ice Machinery Corp Purge system for refrigerative circuits
JPS63104857U (zh) * 1986-12-18 1988-07-07
JP2003207284A (ja) * 2002-01-17 2003-07-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 凝縮装置及び凝縮方法
WO2015141239A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器及びタービン設備
JP2016023913A (ja) * 2014-07-24 2016-02-08 荏原冷熱システム株式会社 冷凍機用凝縮器
WO2016035514A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機
WO2016047305A1 (ja) * 2014-09-25 2016-03-31 三菱重工業株式会社 抽気装置の制御装置及び制御方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726148Y2 (zh) * 1977-07-12 1982-06-07
JPS63104857A (ja) * 1986-10-22 1988-05-10 Fujitsu Ltd 画像印刷装置
JPH0325266A (ja) * 1989-06-23 1991-02-04 Tokyo Gas Co Ltd 空冷吸収冷温水機の抽気装置
JPH0979708A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Osaka Gas Co Ltd プレートフィン型凝縮器および吸収器
JP2002048435A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Hitachi Zosen Corp 吸収式冷凍機
US10579947B2 (en) * 2011-07-08 2020-03-03 Avaya Inc. System and method for scheduling based on service completion objectives
JP5916360B2 (ja) * 2011-11-30 2016-05-11 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2321964A (en) * 1941-08-08 1943-06-15 York Ice Machinery Corp Purge system for refrigerative circuits
JPS63104857U (zh) * 1986-12-18 1988-07-07
JP2003207284A (ja) * 2002-01-17 2003-07-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 凝縮装置及び凝縮方法
WO2015141239A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器及びタービン設備
JP2016023913A (ja) * 2014-07-24 2016-02-08 荏原冷熱システム株式会社 冷凍機用凝縮器
WO2016035514A1 (ja) * 2014-09-05 2016-03-10 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機
WO2016047305A1 (ja) * 2014-09-25 2016-03-31 三菱重工業株式会社 抽気装置の制御装置及び制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111550938A (zh) * 2020-05-21 2020-08-18 武汉轻工大学 内循环节水型太阳能热水器水管

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