CN1637362A - 具有制冷剂/水热交换器的冷冻装置 - Google Patents

具有制冷剂/水热交换器的冷冻装置 Download PDF

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Abstract

一种冷冻装置，具有如下结构，将多个板式制冷剂/水热交换器20a、20b的另一侧并联到使用连接到利用侧热交换器(30)的冷热水配管(4a)、(4b)而构成的冷热水回路上，将所述多个板式制冷剂/水热交换器(20a)、(20b)的一侧串联到使用连接到热源单元(1)的制冷剂配管(3a)、(3b)而构成的制冷剂回路上。另外，设置对在制冷剂/水热交换器(20a)、(20b)上游侧流通的制冷剂和在下游侧流通的制冷剂进行热交换的热交换器(20c)，并设置检测在上述上游侧流通的制冷剂温度的第一制冷剂温度传感器和检测在上述下游侧流通的制冷剂温度的第二制冷剂温度传感器，选择由该第一、第二制冷剂温度传感器检测的温度的任意个温度来运转冷冻装置。

Description

具有制冷剂/水热交换器的冷冻装置
技术领域
本发明涉及连接热源单元和热交换单元而构成的冷冻装置。
背景技术
众所周知，作为现在使用的冷冻装置连接热源单元和热交换单元而构成，其中，该热源单元搭载压缩排出制冷剂的压缩机，该热交换单元搭载对从该热源单元供给的上述制冷剂与水进行热交换的制冷剂/水热交换器，生成冷热水而向利用侧热交换器供给(例如参照特开平08-233405号公报及特开平08-233398号公报)。
在这样的现有型冷冻装置，特别是在前者特开平08-233405号公报中开示的冷冻装置中，设置多个形成以螺旋状搭载于热交换单元上的制冷剂/水热交换器的两层管式制冷剂/水热交换器，朝向这些多个制冷剂/水热交换器并列连接，与上述利用侧热交换器连接的冷热水回路和与上述热源单元连接的制冷剂回路被分别并联，并且进行热交换。向上述利用侧热交换器供给的冷热水的流量由于如上所述是分别从朝向上述热水回路并联的上述多个制冷剂/水热交换器同时供给的，故可以确保，但从上述热源单元供给的制冷剂不能高效率地进行热交换，要解决该问题，必须将对上述冷热水和上述制冷剂进行热交换的长度加长。即必须分别使上述多个制冷剂/水热交换器大型化，而不能使热交换单元小型化，同时，不能使上述冷冻装置小型化。
另外，由于将两层管式制冷剂/水热交换器上下重叠设置，故具有重心位置变高，且在运送时或装配时倾倒等危险性。
另外，从流通电阻或热交换效率考虑，由于使上述制冷剂流通两层管式热交换器的内管和外管之间，并使上述冷热水在该内管内部流通，故在从上述热交换单元向利用侧热交换器供给冷水时，要防止该冻结，必须将上述温度传感器插入上述内管内，而该热交换器的加工不容易。
另外，在上述公报的冷冻装置中，在进行上述热源单元或上述热交换单元控制的各控制装置的外包装上设置隔热材料等来防止该控制装置内的结露。特别是在供给冷热水的热交换单元上，由于通过使热源单元运转，从而被收纳的制冷剂/水热交换器与外部气体温度没有关系地进行温度变化，故容易在被收纳于上述热交换单元内的热交换侧控制装置上产生结露，该控制装置必须进行充分的隔热，而构成成本增加的主要原因。
另一方面，在特开平08-233398号公报中公开的冷冻装置中，由于仅检测从上述热交换单元向上述利用侧热交换器供给的冷热水的行进侧温度和返回侧温度，故通常仅可进行重视效率的运转。另外，由于从热源单元向热交换单元供给的制冷剂不能被充分过冷却，故不能有效地进行上述制冷剂的热交换。
发明内容
因此，本发明是为解决这样的问题点而开发的，本发明的第一方面提供一种冷冻装置，其具有小型且高效的热交换单元。
本发明的第二方面提供一种冷冻装置，其具有防止运输或装配时倾倒的危险性，同时还可便于防止向利用侧热交换器供给的冷热水冻结的热交换单元。
本发明的第三方面提供一种冷冻装置，其防止控制装置结露，抑制了成本。
本发明的第四方面提供一种冷冻装置，其具有在提高热交换效率的同时，可选择重视功率的运转和重视节能的运转的热交换单元。
实现以上目的的本发明的冷冻装置是连接热源单元和热交换单元而构成的，其中，热源单元搭载压缩排出制冷剂的压缩机及热源侧热交换器，热交换单元搭载对上述制冷剂和向利用侧热交换器供给的冷热水进行热交换的热交换器，其特征在于，上述热交换器由分割为多个板式热交换器而构成的制冷剂/水热交换器构成。
根据上述发明，通过采用由多个板式热交换器构成制冷剂/水热交换器可将热交换单元小型化，将冷冻装置小型化。
另外，上述冷冻装置还具有从上述热源单元供给的上述制冷剂流通的制冷剂回路及向上述利用侧热交换供给的上述冷热水流通的冷热水回路，上述制冷剂回路与上述多个板式热交换器串联，以使上述制冷剂依次流通上述多个板式热交换器而返回上述热源单元，上述冷热水回路具有与上述多个板式热交换器并联的并联回路，以使上述冷热水在上述多个板式热交换器中同时并行流通。
根据上述冷冻装置，通过使制冷剂串联流向多个板式热交换器，可提高上述制冷剂的热交换效率，通过使向上述利用侧热交换器供给的冷热水并联流向多个板式热交换器，可确保向上述利用侧热交换器流通上述冷热水的流通量，同时可降低上述冷热水的流速，防止上述板式热交换器等腐蚀。
另外，上述冷冻装置的特征在于，上述热源单元还具有气体发动机，且上述压缩机被上述气体发动机驱动。
根据上述冷冻装置，由于压缩机可被以气体为燃料的发动机驱动，故可使用廉价的气体。
上述冷冻装置的特征在于，上述热源单元和上述热交换单元内的上述热交换器由制冷剂配管连接，上述热交换单元内的上述热交换器和上述利用侧热交换器介由循环泵由水配管连接。
根据上述冷冻装置，由于由压缩机压缩排出的制冷剂仅在热源单元内和热交换单元内循环，故可减少上述制冷剂的使用量。
上述冷冻装置的特征在于，还具有制冷剂热交换器和存储罐，其中，制冷剂热交换器对从上述热源单元供给的制冷剂与返回上述热源单元的制冷剂进行热交换，存储罐暂时存储在上述热交换单元内循环的制冷剂，将上述制冷剂/水热交换器、上述制冷剂热交换器及上述存储罐大致均等地分散配置在上述热交换单元内。
根据上述冷冻装置，通过将制冷剂/水热交换器、制冷剂热交换器及存储罐大致均等地分散配置在热交换单元内，可使上述热交换单元的重心位于该热交换单元的大致中央，同时，可降低上述重心的高位置。
上述冷冻装置的特征在于，将已被分割为上述多个的制冷剂/水热交换器设为偶数个而均等地分散配置在上述热交换单元内，朝向任意制冷剂/水热交换器附近配设上述制冷剂热交换器，并以上述热交换单元的中央为中心，在与该制冷剂热交换器相对的位置配设上述存储罐。
根据上述冷冻装置，首先，将最重的制冷剂/水热交换器以偶数个均等地配置在上述热交换单元内，朝向任意制冷剂/水热交换器的附近配设如下的重量物的上述制冷剂热交换器，以上述热交换单元的中央为中心，通过在与该制冷剂热交换器相对的位置配设和上述制冷剂热交换器大致相同重量的存储罐，可容易地使该热交换单元的重心位于大致中央。
另外，上述冷冻装置的特征在于，将上述多个制冷剂/水热交换器、上述制冷剂热交换器、上述存储罐大致均等地分散配设在上述热交换单元内的边缘附近，同时，在上述多个制冷剂/水热交换器和上述制冷剂热交换器中配设各热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口，以使其与其它热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口相对。
根据上述冷冻装置，通过将配置上述多个制冷剂/水热交换器、上述制冷剂交换器、上述存储罐的位置位于上述热交换单元的边缘附近，且将上述制冷剂/水热交换器或上述制冷剂热交换器的各热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口与其它热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口相对配置，由此，在上述热交换单元内的中央部仅形成连接上述热交换器等的制冷剂配管等，因此，可在该中央部设置进行该热交换单元的维修空间。
上述冷冻装置的特征在于，将各上述制冷剂/水热交换器内的最外层作为上述冷热水流通的冷热水层，同时，在上述制冷剂/水热交换器的上述冷热水出口附近设置检测从该制冷剂/水热交换器流出的冷热水温度的温度传感器。
根据上述冷冻装置，通过将各上述制冷剂/水热交换器内的最外层作为上述冷热水流通的冷热水层，并在上述制冷剂/水热交换器的上述冷热水出口附近设置检测从该制冷剂/水热交换器流出的冷热水温度的温度传感器，可检测出更正确的上述冷热水温度，防止上述冷热水的冻结。
上述冷冻装置的特征在于，上述温度传感器设置在各上述制冷剂/水热交换器的上述冷热水出口附近的外表面，进行和外部气体的隔热处理。
根据上述冷冻装置，由于上述温度传感器设置在各上述制冷剂/水热交换器的上述冷热水出口附近的外表面而进行和外部气体的隔热处理，故容易地进行上述温度传感器的安装，同时，使由上述温度传感器检出的上述冷热水温度不受外部气体的影响。
上述冷冻装置的特征在于，在上述热交换单元内还具有暂时贮存上述制冷剂的存储罐，上述热源单元具有进行上述压缩机的控制等的热源侧控制装置，上述热交换单元具有进行上述制冷剂/水热交换器的控制的热交换侧控制装置，在上述存储罐和上述热交换侧控制装置之间设置热传递装置。
根据上述冷冻装置，通过在热交换单元内设置存储罐，可确保在该热交换单元循环的制冷剂量，在热源单元出现故障时，上述热源单元侧的制冷剂被回收到上述热交换单元内，可容易地进行修理或维修等，同时，通过在上述存储罐和热交换侧控制装置之间设置热传递装置，可使上述热交换侧控制装置的隔热简单化。
上述冷冻装置的上述热传递装置是在上述存储罐罐体和上述热交换侧控制装置侧面之间设置可进行热传递的角部来进行热传递的热传递装置。
根据上述冷冻装置，由于上述热传递装置在上述存储罐罐体和上述热交换侧控制装置侧面之间设置可进行热传递的角部，故可容易地进行热传递。
上述冷冻装置的特征在于，上述热传递装置是形成上述热交换侧控制装置侧面的一部分，使其面接触上述存储罐的外周面来进行热传递的热传递装置。
根据上述冷冻装置，由于上述热传递装置使热交换侧控制装置侧面的一部分与存储罐的外周面面接触来进行热传递而形成，故即使不设置角部等也可以容易地进行热传递。
本发明的冷冻装置是连接热源单元和热交换单元而构成的，其中，热源单元搭载压缩排出制冷剂的压缩机，热交换单元搭载对上述制冷剂和向利用侧热交换器供给的冷热水进行热交换的热交换器，其特征在于，在上述热交换单元内设置制冷剂/水热交换器和制冷剂热交换器，其中，制冷剂/水热交换器对从上述热源单元供给的上述制冷剂和向上述利用侧热交换器供给的上述冷热水进行热交换，制冷剂热交换器对在该制冷剂/水热交换器上游侧流通的制冷剂和在下游侧流通的制冷剂热交换，设置检测在上述上游侧流通的制冷剂温度的第一制冷剂温度传感器和检测在上述下游侧流通的制冷剂温度的第二制冷剂温度传感器，选择由该第一、第二制冷剂温度传感器检出的温度任意一温度，运转该冷冻装置。
根据上述冷冻装置，由于设置有制冷剂/水热交换器和制冷剂热交换器，该制冷剂/水热交换器对从上述热源单元供给的上述制冷剂和向上述利用侧热交换器供给的上述冷热水进行热交换，该制冷剂热交换器对在该制冷剂/水热交换器上游侧流通的制冷剂和在下游侧流通的制冷剂进行热交换，故可充分得到流入上述制冷剂/水热交换器的制冷剂的过冷却，因此，可提高上述制冷剂的热交换效率，同时，设置检测流通上述制冷剂热交换器上游侧的制冷剂温度的第一制冷剂温度传感器和检测流通上述下游侧的制冷剂温度的第二制冷剂温度传感器，并可通过选择由这些第一、第二制冷剂温度传感器检出的任意一温度选择重视效率的运转和重视节能的运转。
上述冷冻装置的特征在于，通过选择由上述第一制冷剂温度传感器检出的制冷剂温度检测流通制冷剂热交换器上游侧的制冷剂温度来进行重视上述节能的运转，通过选择由上述第二制冷剂温度传感器检出的制冷剂温度检测流通制冷剂热交换器下游侧的制冷剂温度来进行上述功率重视的运转。
根据上述冷冻装置，通过选择由上述第一制冷剂温度传感器检出的制冷剂的温度来检测流通制冷剂热交换器上游侧的制冷剂温度来进行重视上述节能的运转，通过选择由上述第二制冷剂温度传感器检出的制冷剂温度检测在制冷剂热交换器下游侧流通的制冷剂温度来进行上述功率重视的运转，因此，即使不变更进行冷冻装置控制的程序软件也可以容易地进行运转的切换。
上述冷冻装置的特征在于，由上述第一温度传感器检出的制冷剂温度和由上述第二温度传感器检出的制冷剂温度的选择是通过在上述热交换单元内或上述热源单元内设置的开关、或在指示该冷冻装置运转的遥控器等内设置的操作开关来选择操作的。
根据上述冷冻装置，由于由上述第一温度传感器检出的制冷剂温度和由上述第二温度传感器检出的制冷剂温度的选择是通过在上述热交换单元内或上述热源单元内设置的开关、或在指示该冷冻装置运转的遥控器等内设置的操作开关来选择操作的，故可容易地进行上述的选择操作。
附图说明
图1是包括冷冻装置制冷剂回路的系统结构的说明图；
图2是制冷剂/水热交换器的展开图；
图3是制冷剂热交换器的展开图；
图4是热交换单元结构的图；
图5是表示存储罐和热交换侧控制装置的连接的图；
图6是表示自冷冻装置供给冷水时的制冷剂、冷热水的循环的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是包括适用于本发明的冷冻装置制冷剂回路的系统结构的图。冷冻装置100是由制冷剂配管3a、3b连接热源单元1和热交换单元2而构成的。
在热源单元1中，在未图示的基架上设置收纳了气体发动机10或利用该气体发动机10运转的压缩机11、及其控制气体发动机10等或与后述的热交换单元2的热交换侧控制装置24进行通信等的热源侧控制装置16等的机械室12，并在上述机械室12的上方设置收纳了室外热交换器13和向该室外热交换器13送风的送风扇14等的排热室15。
在热交换单元2上设置有：作为多个板式热交换器的制冷剂/水热交换器20a、20b；制冷剂热交换器20c；控制流通上述制冷剂/水热交换器20a、20b及上述制冷剂热交换器20c的制冷剂流量的电动膨胀阀21；暂时贮存上述制冷剂的存储罐22；止回阀23a、23b；根据来自后述的各种温度传感器的温度信号进行上述电动膨胀阀21的开度调节或与热源单元1的热源侧控制装置16进行通信的热交换侧控制装置24。
然后，说明该热交换单元2内的制冷剂配管的连接，从热源单元1延伸的制冷剂配管3a连接到存储罐22的一端，该存储罐22的另一端介由止回阀23a连接到制冷剂热交换器20c的一侧的第一制冷剂入口53a(参照图3)，上述止回阀23a是朝向上述制冷剂自上述存储罐22向上述制冷剂热交换器20c流动的方向设置的。另外，在该存储罐22的上述另一端连接一端与上述制冷剂热交换器20c的上述一侧的第一制冷剂出口53b(参照图3)连接的止回阀23b，该止回阀23b是朝向制冷剂从制冷剂热交换器20c的上述第一制冷剂出口53b向上述存储罐22的上述另一端流动的方向设置的。另外，制冷剂热交换器20c的上述一侧的第一制冷剂出口53b介由电动膨胀阀21连接到制冷剂/水热交换器20a的制冷剂入口34a(参照图2)，制冷剂/水热交换器20a的制冷剂出口34b(参照图2)连接到制冷剂/水热交换器20b的制冷剂入口。制冷剂/水热交换器20b的制冷剂出口连接到上述制冷剂热交换器20c另一侧的第二制冷剂入口54a(参照图3)，且该制冷剂热交换器20c的第二制冷剂出口54b(参照图3)被连接到自热源单元1延伸的制冷剂配管3b。即制冷剂/水热交换器20a、20b串联连接到制冷剂回路上。
另外，冷热水配管4a、4b从热交换单元2延伸，例如连接到设于室内的利用侧热交换器30，自制冷剂/水热交换器20a的冷热水出口35b(参照图2)延伸的冷热水配管25a与自制冷剂/水热交换器20b的冷热水出口延伸的冷热水配管25b连接，并形成为上述冷热水配管4a经由循环泵37连接到利用侧热交换器30一侧的冷热水入口，自制冷剂/水热交换器20a的冷热水入口35a(参照图2)延伸的冷热水配管26a与自制冷剂/水热交换器20b的冷热水入口延伸的冷热水配管26b连接，并作为上述冷热水配管4b连接到利用侧热交换器30的一侧的冷热水出口。即制冷剂/水热交换器20a、20b被并联到与利用侧热交换器30连接的冷热水回路上。
因此，在自热源单元1供给的制冷剂的制冷剂回路侧，可使与从热交换单元2向利用侧热交换器30供给的冷热水进行热交换的制冷剂的路径设定得长来提高上述制冷剂和上述冷热水的热交换效率，同时，可不减少在上述冷热水回路侧，从热交换单元2向上述利用侧热交换器30供给的冷热水的流量，而降低制冷剂/水热交换器20a、20b内、及连接配管的各冷热水配管内的上述冷热水的流速来抑制该配管等的上述冷热水所引起的腐蚀。另外，即使减少向各制冷剂/水热交换器20a、20b循环的冷热水的流量，也可以确保从热交换单元2向利用侧热交换器30供给的冷热水的流量，故可分别将上述冷热水配管25a、25b、26a、26b的直径减小，同时可使用铜管来进行配管，因此，配管加工变地容易，并可降低制造成本。
另外，在制冷剂/水热交换器20a的制冷剂入口34a附近的制冷剂配管上设置制冷剂入口传感器(第一制冷剂温度传感器)T1，在制冷剂/水热交换器20c的第二制冷剂出口54b附近的制冷剂配管3b上设置制冷剂出口传感器(第二温度传感器)T2，并在从制冷剂/水热交换器20a、20b分别延伸的冷热水配管25a及25b汇合的位置设置冷热水出口传感器t2，在冷热水配管26a及26b的汇合的位置设置冷热水入口传感器t1，同时，在连接上述冷热水配管25a、25b的各制冷剂/水热交换器20a、20b的冷热水出口上分别设置防冻传感器(温度传感器)t3、t4，利用这些温度传感器检出的温度信号由热交换侧控制装置24进行检测。
在此，说明制冷剂/水热交换器20a、20b、20c及各传感器T1、T2、t1～t4。
如图2的展开图所示，制冷剂/水热交换器20a形成在管板31a、31b之间设置多片隔离板31c的结构，流动制冷剂的制冷剂层32和流动冷热水的冷热水层33形成几层相互重叠的结构。
在管板31a的上方设置例如制冷剂入口34a和冷热水出口35b，在下方设置制冷剂出口34b和冷热水入口35a，自上述制冷剂入口34a流入的制冷剂流入被每隔一个设置的制冷剂层32，并当在该制冷剂层32内流通时与上述冷热水进行热交换，从制冷剂出口34b流出。同样，自冷热水入口35a流入的上述冷热水流入被每隔一个设置的冷热水层33，并当在该冷热水层33内流通时与上述制冷剂进行热交换、冷却或加温后，从上述冷热水出口35b流出。
然后，在制冷剂/水热交换器20a的最外层36a、36b上设置冷热水层33，在管板31a外面的冷热水出口35b附近设置上述防冻传感器t3。这是由于自热交换单元2向利用侧热交换器30供给冷水时，在自热源单元1供给的制冷剂流入的制冷剂入口34a附近冷热水出口35b附近的冷热水温度为最低的温度，故通过在该位置检测与上述制冷剂进行热交换而冷却的冷水的温度来判断热交换侧控制装置24内的上述冷水的冻结，并将信号送到热源侧控制装置16，控制气体发动机10及压缩机11的运转，这样，可准确地防止上述冷水的冻结。另外，最好将防冻传感器t3设置在上述冷热水出口35b附近的上述最外层36a内，但从制冷剂/水热交换器20a加工性的难度出发，被设置在管板31a的外表面上，且利用隔热材料等进行与外部气体的隔热处理。
另外，由于制冷剂/水热交换器20b及防冻传感器t4与上述制冷剂/水热交换器20a及防冻传感器t3相同，故省略说明。
另外，说明制冷剂热交换器20c，如图3所示，其具有与上述制冷剂/水热交换器20a、20b相同的结构，制冷剂热交换器20c形成在管板50a、50b之间设置多片隔板50c的结构，形成几层交互重叠第一制冷剂51和第二制冷剂52的结构，第一制冷剂层51在止回阀23a流通并流入制冷剂/水热交换器20a的制冷剂流动，第二制冷剂层52从制冷剂/水热交换器20b流出，流经制冷剂配管3b并返回热源单元1的制冷剂流动。
在管板50a的上方设置第一制冷剂入口53a和第二制冷剂出口54b，其中，第一制冷剂入口53a将自存储罐22流通止回阀23a出来的制冷剂流入该制冷剂热交换器20c的一侧，第二制冷剂出口54b将流通制冷剂配管3b返回热源单元1的制冷剂流出，在管板50a的下方设置将在制冷剂/水热交换起20a与冷热水进行热交换并从上述存储罐22流通止回阀23a出来的制冷剂流出的第一制冷剂出口53和将自上述制冷剂/水热交换器20a的上述制冷剂出口34b流出的制冷剂流向该制冷剂热交换器20c另一侧的第二制冷剂入口54a，流通上述止回阀23a并自上述第一制冷剂入口53a流入的制冷剂流入被每隔一个设置的一侧的第一制冷剂层51，当在该制冷剂层51中流通时，与流经另一侧第二制冷剂层52的从上述制冷剂/水热交换器20b的上述制冷剂出口流出的制冷剂进行热交换而过冷却，自第一制冷剂出口53b流出。同样的，流通自第二制冷剂入口54a流入的制冷剂/水热交换器20b的制冷剂流入被每隔一个设置的第二制冷剂层52，当在该第二制冷剂层52内流通时，与在上述止回阀23a内流通的制冷剂进行热交换而过热，自上述第二制冷剂出口54b流出。
另外，在制冷剂/水热交换器20a、20b内流通的制冷剂和冷热水的流通方向在自该热交换单元2向利用侧热交换单元30供给冷水时是以相对方向流动的，在制冷剂热交换器20c内的上述一侧流通的制冷剂和在上述另一侧流通的制冷剂的流通方向是分别以相同相对的方向流动的。另外，在从热交换单元2向利用侧热交换器30供给热水时，在制冷剂/水热交换器20a、20b内上述制冷剂和上述热水以相同方向流动，在制冷剂热交换器20c内将流通上述一侧及上述另一侧的制冷剂同时向相反方向流通，与自上述热交换单元2向利用侧热交换器30供给冷水时同样地以相对的方向流动。
其次，说明该热交换单元2的整体结构，如图4所示，该热交换单元2具有基架40，在该基架40上组装L字状部件41a～41h来构成框体基体42。
然后，在与基架40上的相对的边缘部40a、40b附近上沿这些边缘部40a、40b设置构成图1的冷热水配管4a、4b一部分的冷热水配管43a、43b。该冷热水配管43a、43b可分别构成可将其两端开放的直管，对应装配的情况来向边缘部40c侧或40d侧的任意一方向延伸上述冷热水配管4a、4b。
另外，在该基架40的边缘部40c侧配置制冷剂/水热交换器20a和制冷剂热交换器20c，并在与该边缘部40c相对的边缘部40d侧载置制冷剂/水热交换器20b、存储罐22和热交换侧控制装置24。即向热交换单元内的边缘部附近(例如基架40上)大致均等地分散配置作为重量物的制冷剂/水热交换起20a、20b，制冷剂交换器20c存储罐22等。
另外，制冷剂/水热交换器20a及制冷剂热交换器20c的上述制冷剂出入口及上述热水出入口和制冷剂/水热交换器20b的上述制冷剂出入口及上述冷热水出入口被相对配置。由此，可将该热交换单元2的重心位置形成为基架40的中央附近，同时，也可以降低其重心的高度位置，可防止运输时或装配时该热交换单元2转倒等的危险。另外，由于仅在热交换单元2内的中央部配置自热源单元1供给的制冷剂循环的制冷剂配管、连接于上述冷热水配管43a、43b上的冷热水配管25a、25b、冷热水配管26a、26b等配管种类，故可将该中央部作为热交换单元2的维修空间，也可提高维修性。另外，由于在该热交换单元2内设置存储罐22，故即使上述制冷剂/水热交换器20a、20b形成板式热交换器，也可以确保循环各制冷剂/水热交换器20a、20b的制冷剂容量，同时，可在例如热源单元1产生故障时使上述热源单元1内的制冷剂回收到该存储罐22内来进行该热源单元1的修理或维修等操作。
另外，在本实施例中，制冷剂/水热交换器形成被分割配置为两个的结构，但分割数未必为两个，也可以为三个以上的多个。此时，将被分割为多个的制冷剂/水热交换器设为偶数个，均等地分散配置到上述热交换单元内，并向任意的制冷剂/水热交换器的附近配置上述制冷剂热交换器，也可以以上述热交换单元的中央为中心，在与该制冷剂热交换器相对的位置配置上述存储罐。另外，在分散配置多个制冷剂/水热交换器和制冷剂热交换器时，也可以将相互相对配置的制冷剂/水热交换器及制冷剂热交换器的各交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口相互相对地配置。
另外，如图5(a)的内部侧面图所示，在热交换侧控制装置24的存储罐22侧的侧面设置向存储罐22中部延伸的大致M字状的角部44。另外，图5(b)是内部顶面图。由于其形成存储罐22向垂直方向延伸的圆柱形状。故在运输时等具有如下作用，抑制该存储罐22不稳；使该存储罐22的热传递到热交换侧控制装置24，而作为防止上述热交换侧控制装置24内的结露的热传递装置。另外，在本实施例中，在上述存储罐22和热交换侧控制装置24之间设有可进行热传递的角部44，但也可以构成将热交换侧控制装置24的侧面的一部分与存储罐22的罐体外周面进行面接触这样的结构。由于在该存储罐22内当然会滞留有液体制冷剂，故该存储罐22的温度在冷冻装置100运转时为大约40℃左右。通过将该存储罐22的温度传达到热交换侧控制装置24，可防止该热交换侧控制装置24内的结露，同时，由于可消减一般为防止结露而覆盖热交换侧控制装置24外壁而设置的隔热层，故也可以将制造成本降低。
其次，参照图6说明该冷冻装置100的动作。
首先，在自热交换单元2向利用侧热交换器30供给冷水，利用未图示的遥控器等向热源单元1发出运转指示时，热源侧控制装置16接收到这些信息而开始运转气体发动机10。然后，当开始运转气体发动机10时，该驱动力使压缩机11运转，并排出高温高压气体制冷剂。排出的上述气体制冷剂流向室外热交换器13，并通过风扇14的送风向外部气体放热而形成低温高压的液体制冷剂，并从制冷剂配管3a供给到热交换单元2。
上述液体制冷剂向符号X方向循环，从制冷剂配管3a流入热交换单元2的存储罐22内，经由止回阀23a在制冷剂热交换器20c内与在制冷剂/水热交换器20a、20b内流通的高温高压气体制冷剂进行热交换而过冷却，并在电动膨胀阀21内减压而流入制冷剂/水热交换器20a。
在该制冷剂/水热交换器20a内冷却蒸发自冷热水配管26a流入制冷剂/水热交换器20a的冷热水。此时，上述制冷剂的大致一半被蒸发而形成气液混合的状态。其次，流入制冷剂/水热交换器，自冷热水水配管26b流入该制冷剂/水热交换器20b的冷热水并被冷却蒸发。此时，上述制冷剂几乎全被蒸发，上述液体制冷剂在此时形成高温低压气体制冷剂。然后，在制冷剂热交换器20c内与从这里欲流入制冷剂/水热交换器20a的制冷剂进行热交换而过热，经由制冷剂配管3b返回热源单元1，经由未图示的蓄能器返回上述压缩机11。
另一方面，向利用侧热交换器30循环的冷热水被上述制冷剂冷却而形成冷水，通过运转循环泵37自制冷剂/水热交换器20a、20b的冷热水配管25a、25b流出。然后，如箭头Y所示，在冷热水配管43a内汇合，并经由冷热水配管4a流入利用侧热交换器30内，冷却连接到未图示的负载的热介质。在该利用侧热交换器30内与上述热介质进行热交换的冷热水经由冷热水配管4b、43b朝向冷热水配管26a、26b分支，再次在制冷剂/水热交换器20a、20b内冷却。
但是，此时如果上述循环泵37由于故障等而不能运转，上述冷热水冻结而膨胀，有可能破坏制冷剂/水热交换器20a、20b。
因此，在各制冷剂/水热交换器20a、20b的冷热水出口附近分别设置防冻传感器t3、t4，在这些防冻传感器t3、t4其中的任意一个检出上述冷热水的温度信号为第一规定温度Temp1以下时，在热交换侧控制装置24内判断，在制冷剂/水热交换器20a、20b的任意一个内流通的冷热水有可能冻结，并通过未图示的通信配线从该热交换侧控制装置24送信到热源侧控制装置16，而使热源单元1的气体发动机10停止。在此，上述第一规定温度Temp1最好设定为上述冷热水比开始冻结的温度稍微高的温度。
另外，如上所述，由于在制冷剂/水热交换器20a、20b的最外层36a、36b上设置冷热水层33，故可由防冻传感器t3、t4准确地检出上述冷热水的温度。由此，由于上述冷热水不会被过度冷却，故避免了上述冷热水的冻结。
然后，由各防冻传感器t3、t4检出的温度信号都形成为比上述第一规定温度高的第二规定温度Temp2以上，此时，如利用上述未图示的遥控器等指示冷冻装置100的运转，则再次开始气体发动机10的运转而自热交换单元2向利用侧热交换器30供给冷水。在此，上述第二规定温度Temp2当然为上述第一规定温度Temp1以上，且最好形成上述冷热水不会冻结的最低温度。
另外，在本发明的冷冻装置100中，如上所述，在上述第二制冷剂出口54b附近的制冷剂配管上设置制冷剂出口传感器T2，可通过选择由设于上述制冷剂/水热交换器20a制冷剂入口34a附近的制冷剂配管上的上述制冷剂入口传感器T1检出的制冷剂温度信号和由该制冷剂出口温度传感器T2检出的制冷剂温度信号的其中之一，由热交换侧控制装置选择控制，在不变更被设置在上述热交换侧控制装置24内的系统软件的情况下而进行重视该冷冻装置100的效率和重视节能的运转的任意一运转。
即，可通过采用由制冷剂入口传感器T1检出制冷剂温度信号，从而由热交换侧控制装置24来判断在热交换单元2内循环的制冷剂温度低，从热交换侧控制装置24通过未图示的通信配线向热源单元1的热源侧控制装置16发出使运转能力降低的指示，进行重视节能的运转，可通过采用由制冷剂出口传感器T2检出的制冷剂温度信号，由热交换侧控制装置24来判断在热交换单元2内循环的制冷剂温度高，从热交换侧控制装置24通过未图示的通信配线向热源单元1的热源侧控制装置16发出使运转功率充分运转的指示，进行重视功的运转。
该制冷剂入口传感器T1和制冷剂出口传感器T2的切换也可以通过在热交换侧控制装置24内或热源侧控制装置16内设置的开关等，并进行该开关等的切换操作来进行选择，或通过在上述遥控器等上设置开关，并进行该选择开关的操作来选择由上述传感器T1、T2的任意一个检出的温度信号。

Claims (15)

1、一种冷冻装置，其连接热源单元和热交换单元而构成，其中，热源单元中搭载压缩排出制冷剂的压缩机及热源侧热交换器，热交换单元中搭载对所述制冷剂和向利用侧热交换器供给的冷热水进行热交换的热交换器，其特征在于，所述热交换器由分割为多个板式热交换器构成的制冷剂/水热交换器而构成。
2、如权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，还具有从所述热源单元供给的所述制冷剂流通的制冷剂回路及向所述利用侧热交换供给的所述冷热水流通的冷热水回路，所述制冷剂回路与所述多个板式热交换器串联，以使所述制冷剂依次流通所述多个板式热交换器而返回所述热源单元；所述冷热水回路具有与所述多个板式热交换器并联的并联回路，以使所述冷热水在述多个板式热交换器中同时并行流通。
3、如权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述热源单元还具有气体发动机，且所述压缩机被所述气体发动机驱动。
4、如权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，所述热源单元和所述热交换单元内的所述热交换器由制冷剂配管连接，所述热交换单元内的所述热交换器和所述利用侧热交换器介由循环泵由水配管连接。
5、如权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，还具有制冷剂热交换器和存储罐，其中，制冷剂热交换器对从所述热源单元供给的制冷剂和返回所述热源单元的制冷剂进行热交换；存储罐暂时存储在所述热交换单元内循环的制冷剂，将所述制冷剂/水热交换器、所述制冷剂热交换器及所述存储罐大致均等地分散配置在所述热交换单元内。
6、如权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于，将所述被分割为多个的制冷剂/水热交换器设为偶数个而均等地分散配置在所述热交换单元内，朝向任意制冷剂/水热交换器附近配设所述制冷剂热交换器，并以所述热交换单元的中央为中心，在与该制冷剂热交换器相对的位置配设所述存储罐。
7、如权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于，将所述多个制冷剂/水热交换器、所述制冷剂热交换器、所述存储罐大致均等地分散配设在所述热交换单元内的边缘附近，同时，在所述多个制冷剂/水热交换器及所述制冷剂热交换器中配设各热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口，以与其它热交换器的制冷剂出入口及冷热水出入口相对。
8、如权利要求5所述的冷冻装置，其特征在于，将各所述制冷剂/水热交换器内的最外层作为所述冷热水流通的冷热水层，同时，在所述制冷剂/水热交换器的所述冷热水出口附近设置检测从该制冷剂/水热交换器流出的冷热水温度的温度传感器。
9、如权利要求8所述的冷冻装置，其特征在于，所述温度传感器设置在各所述制冷剂/水热交换器的所述冷热水出口附近的外表面，进行和外部气体的隔热处理。
10、如权利要求1所述的冷冻装置，其特征在于，在所述热交换单元内还具有暂时贮存所述制冷剂的存储罐，所述热源单元具有进行所述压缩机控制等的热源侧控制装置，所述热交换单元具有进行所述制冷剂/水热交换器控制的热交换侧控制装置，在所述存储罐和所述热交换侧控制装置之间设置热传递装置。
11、如权利要求10所述的冷冻装置，其特征在于，所述热传递装置是在所述存储罐罐体和所述热交换侧控制装置侧面之间设置可进行热传递的角部来进行热传递的热传递装置。
12、如权利要求10所述的冷冻装置，其特征在于，所述热传递装置使所述热交换侧控制装置侧面的一部分与所述存储罐的外周面进行面接触而形成，从而进行热传递的热传递装置。
13、一种冷冻装置，其连接热源单元和热交换单元而构成，其中，热源单元搭载压缩排出制冷剂的压缩机，热交换单元搭载所述制冷剂和向利用侧热交换器供给的冷热水进行热交换的热交换器，其特征在于，在所述热交换单元内设置制冷剂/水热交换器和制冷剂热交换器，其中，制冷剂/水热交换器对从所述热源单元供给的所述制冷剂和向所述利用侧热交换器供给的所述冷热水进行热交换，制冷剂热交换器对在该制冷剂/水热交换器上游侧流通的制冷剂和在下游侧流通的制冷剂进行热交换，设置检测在所述上游侧流通的制冷剂温度的第一制冷剂温度传感器和检测在所述下游侧流通的制冷剂温度的第二制冷剂温度传感器，选择由该第一、第二制冷剂温度传感器检出的温度任意一温度，运转该冷冻装置。
14、如权利要求13所述的冷冻装置，其特征在于，通过选择由所述第一制冷剂温度传感器检出制冷剂温度，从而检测在制冷剂热交换器上游侧流通的制冷剂温度来进行所述节能重视的运转，通过选择由所述第二制冷剂温度传感器检出制冷剂温度，从而检测在制冷剂热交换器下游侧流通的制冷剂温度来进行所述功率重视的运转。
15、如权利要求13所述的冷冻装置，其特征在于，由所述第一温度传感器检出的制冷剂温度和由所述第二温度传感器检出的制冷剂温度的选择是通过在所述热交换单元内或所述热源单元内设置的开关、或在指示该冷冻装置运转的遥控器等内设置的操作开关来选择操作的。
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