JP2000088431A - ブライン冷却装置 - Google Patents
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Abstract
かつブライン熱交換器内での凍結が防止されたブライン
冷却装置を得る。 【解決手段】スクリュー圧縮機1、凝縮器3、主膨張弁
5、蒸発器6を配管にて接続し蒸発器6を流通するブラ
インを冷却するブライン冷却装置において、アンモニア
冷媒とされた冷媒と、複数枚のプレートが積層されるプ
レート式熱交換器とされた蒸発器6と、ブラインの流量
に応じてスクリュー圧縮機1の容量を制御する容量制御
手段とを備える。
Description
ケース、冷凍、冷蔵庫等に用いられる冷却されたブライ
ンを循環させる冷却装置に関するものである。
媒としてフロン系冷媒が使用されていきたが、オゾン層
破壊や地球温暖化に対する見直しから冷媒としてアンモ
ニアを用いることが冷却装置においても検討されてい
る。アンモニア冷凍機で用いられる冷却装置は満液式
や、液循環式が例えば、特開平10-170124号公
報に記載されている。
するには、蒸発器にヘリンボーンプレートやコルゲート
プレート等に代表されるプレート式熱交換器を用いるこ
とが適していることが知られている。
液式や、液循環式の冷却機では大量の冷媒を必要とする
ため、オゾン層破壊や地球温暖化に対して適さないばか
りか、アンモニア冷媒を用いることもその効率、危険性
等より充分ではなかった。
は、ブライン流量が減少した際に、内部凍結が発生し、
熱交換器を形成する伝熱管が閉塞して変形あるいは破裂
する危険性があった。
インの熱交換器内での凍結を防止し、信頼性が向上され
安定した運転が図れるブライン冷却装置を提供すること
にある。
を少なくし、オゾン層破壊の恐れを少なくする、地球温
暖化を防止するなど環境問題へ対応したブライン冷却装
置を提供することにある。
性能向上を図ると共に、自然系冷媒を用いても効率を良
好とし、自然系冷媒の可燃性や毒性に対して安全性を高
めたブライン冷却装置を提供することにある。なお、本
発明は上記課題の少なくとも一つを解決するものであ
る。
に、本発明は、スクリュー圧縮機、凝縮器、主膨張弁、
蒸発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発器にて蒸発する
ことにより前記蒸発器を流通するブラインを冷却するブ
ライン冷却装置において、アンモニア冷媒とされた前記
冷媒と、複数枚のプレートが積層されるプレート式熱交
換器とされた蒸発器と、前記ブラインの流量に応じて前
記スクリュー圧縮機の容量を制御する容量制御手段とを
備えたものである。
ン層破壊や地球温暖化の恐れがなく、その冷媒の使用量
も蒸発器を複数枚のプレートが積層されるプレート式熱
交換器とすることで少なくできる。そして、ブラインの
流量に応じて高出力の得られるスクリュー圧縮機の容量
を制御するので、冷媒封入量を削減したことに起因する
熱交換器内での凍結を防止し、信頼性を向上できる。
器、主膨張弁、蒸発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発
器にて蒸発することにより前記蒸発器を流通するブライ
ンを冷却するブライン冷却装置において、アンモニア冷
媒とされた前記冷媒と、複数枚のプレートが積層される
プレート式熱交換器とされた蒸発器と、前記ブラインの
流量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段によ
りブライン流量の減少が検出された場合、前記スクリュ
ー圧縮機の運転容量を減少させる容量制御手段とを備え
たものである。
するが、このときブライン流量の減少が検出された場
合、スクリュー圧縮機の運転容量を減少させるので、ブ
ラインは凍結温度まで過度に温度低下することがない。
よって、熱交換器内での凍結を防止し、信頼性を向上で
きる。
器、主膨張弁、蒸発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発
器にて蒸発することにより前記蒸発器を流通するブライ
ンを冷却するブライン冷却装置において、アンモニア冷
媒とされた前記冷媒と、複数枚のプレートが積層される
プレート式熱交換器とされた蒸発器と、前記圧縮機の吸
入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、前記吸入圧力検
出手段により前記圧縮機の吸入圧力が低下したと判断さ
れた場合、前記スクリュー圧縮機の運転容量を減少させ
る容量制御手段とを備えたものである。
少し圧縮機の吸入圧力が低下する。そして、吸入圧力検
出手段により圧縮機の吸入圧力が低下したと判断された
場合、スクリュー圧縮機の運転容量を減少させるので、
通常の連続運転の動作の中で熱交換器内のブライン凍結
を防止できる。
器、主膨張弁、蒸発器を配管にて接続しアンモニア冷媒
を前記蒸発器にて蒸発することにより前記蒸発器を流通
するブラインを冷却するブライン冷却装置において、複
数枚のプレートが積層されるプレート式熱交換器とされ
た蒸発器と、前記スクリュー圧縮機の容量制御手段と、
前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段とを
備え、前記圧縮機の吸入圧力が予め定めた設定値以下と
なる時間が所定の一定時間継続した場合、前記スクリュ
ー圧縮機の運転容量を減少させるものである。
た設定値以下となる時間が所定の一定時間継続した場
合、スクリュー圧縮機の運転容量を減少させるので、通
常の連続運転の動作の中で熱交換器内のブライン凍結を
確実に防止でき、アンモニアの冷凍サイクル内の封入量
を少なくするため熱交換器にプレート式熱交換器を用い
ることが可能となり、オゾン層破壊や地球温暖化に対し
て好適なものとすることができる。
入圧力の設定値をブライン凍結温度よりも5〜10℃高
い温度に相当する飽和圧力とすることが望ましい。
クリュー圧縮機の運転容量は100%の運転容量から5
0%へ減少させることが、凍結防止用の運転から再度、
冷却運転に復帰させる場合、運転効率等の点から好まし
い。
入圧力検出手段として圧力開閉器を用いることが、低価
格化、信頼性の点より有利である。
いし6を参照して説明する。図1は、アンモニア冷凍サ
イクルのサイクル系統図であり、実線は冷媒、破線は冷
凍機油の流れ方向を示す。圧縮機は、開放型のスクリュ
ー圧縮機1を二段としたもので、スクリュー圧縮機11
の低段、高段ロータによりアンモニア(ガス)は圧縮さ
れ、高温高圧のガスとなり冷凍機油と共に吐出され、油
分離器2内にて冷媒ガスと冷凍機油に分離される。
凝縮液となり、過冷却器4にて更に液温が下げられ、主
膨張弁5により低温の湿りガスとなり、蒸発器であるプ
レート式熱交換器6内で被冷却物であるブラインの冷却
作用が行われ後、スクリュー圧縮機1へと吸入される。
入口の構造を示す斜視図であり、ブラインは、プレート
式熱交換器の上部入口より流入する。アンモニア冷媒が
蒸発することにより、ブラインは上部から下部に向かっ
て流れていく間に冷却され、下部出口より温度が下げら
れた状態で排出される。
熱交換器6内にて、ブラインの流れは均一ではなくな
り、プレート内で正規の流れを持つ流路と比べて極端に
ブラインの通過速度が低下、又は流れず滞留することに
なる。そのため、プレート式熱交換器6内で滞留してい
るブラインは、プレート式熱交換器6内でアンモニア冷
媒が蒸発することによって冷却され徐々に凍結を始め
る。
で、ブラインの凍結はさらに増長し、ブライン流量が減
少するため、プレート式熱交換器6内にエアが混入する
場合がある。よって、ブラインの濃度が低下し、凍結温
度が高くなり、ブライン凍結を発生しやすくする要因と
なる。
すると、積層された各プレートの変形又は破損等を起こ
す場合があり、アンモニア冷媒が、ブラインサイクル内
へ漏洩又は外部への漏洩を起こし、他の機器に腐食等の
影響を与える危険性がある。
は、油タンク7に排出され、油タンク7から油冷却器8
に入る。油冷却器8にて冷却水により冷却された冷凍機
油は、油ストレーナ9にて油中の異物が除去された後、
スクリュー圧縮機1の中間圧力部である軸受15a、1
5b部及び軸封装置16部へ給油される。
接続方法を示す構成図であり、スクリュー圧縮機1の吸
入圧力を表示する圧力連成計11はスクリュー圧縮機1
の吸入圧力部と、サービスバルブ17を介して配管12
にて接続されており、この配管12を分岐させ、分岐さ
せた一方と凍結保護用圧力開閉器10とを同サイズの配
管13にて接続し、スクリュー圧縮機1の吸入圧力を検
知させる。
変化を示すグラフであり、図5は、吸入圧力を検知し容
量制御を行うためのシーケンス回路を、図6は容量制御
用電磁弁の動作を示す。
磁弁(20A,C)19a、19cが開状態となってお
り、この100%ロードでの運転中に、プレート式熱交
換器6内でのブライン流量が減少すると、冷却負荷も減
少するため主膨張弁5は閉方向の制御を行い、吸入圧力
は低下する。
凍結保護用圧力開閉器10の設定値まで低下し、これが
限時継電器18の設定時間を継続した場合、二段とされ
たスクリュー圧縮機1のそれぞれの容量制御用電磁弁
(20B,C)19b、19cが通電され開状態にな
り、運転容量を50%ロードの容量制御運転に移行す
る。
能力は減少し、プレート式熱交換器6内に停滞している
ブラインが凍結温度まで低下することを防止できる。
開閉器10の復帰値に達するまで、50%ロードの容量
制御運転をさせ、その後、スクリュー圧縮機1の運転容
量を100%ロードに復帰させ、再度冷却運転を行わせ
る。
は、スクリュー圧縮機1の吸入圧力部で検知され、この
吸入圧力に相当する飽和温度は、プレート式熱交換器6
内のアンモニア冷媒の蒸発温度よりもプレート式熱交換
器6内及び吸入配管14内の圧力損失に相当する飽和温
度の分のみ低い温度となるように設定する。
定値以下となる時間が所定の一定時間継続した場合、ス
クリュー圧縮機の運転容量を減少させ、通常の連続運転
の動作の中で熱交換器内のブライン凍結を確実に防止す
る。そして、アンモニアの冷凍サイクル内の封入量を少
なくするため熱交換器にプレート式熱交換器をオゾン層
破壊や地球温暖化の恐れを少なくする。さらに、吸入圧
力の設定値をブライン凍結温度よりも5〜10℃高い温
度に相当する飽和圧力とすることが望ましく、、ブライ
ン凍結に対する保護としては、より安全サイドとなる。
また、この場合のブラインは被冷却物である流体であれ
ば良く、水もブラインとして利用できる。
冷媒とし冷凍サイクルを構成する場合、アンモニアの冷
凍サイクル内の封入量をブライン冷却器にプレート式熱
交換器6を使用することで、最小限の冷媒量とすること
ができる。
因するプレート式熱交換器6の内部凍結を未然に防止す
れば、プレートの破損によるアンモニア冷媒の漏洩の危
険性も回避することができる。
にて、スクリュー圧縮機1の50%ロードの容量制御運
転を行わせ、吸入圧力が凍結保護用圧力開閉器10の復
帰値まで上昇すると、スクリュー圧縮機1の運転容量を
100%ロードとし、再度冷却運転に復帰させることに
より、ブラインの内部凍結でユニットを異常停止させる
ことなく、日常の連続運転の動作の中で、プレート式熱
交換器6内でのブライン凍結を回避することができる。
暖化の恐れがない冷媒としてアンモニアを用い、その冷
媒の使用量も蒸発器を複数枚のプレートが積層されるプ
レート式熱交換器とすることで少なくし、ブラインの流
量に応じてスクリュー圧縮機の容量を制御するので、冷
媒封入量を削減したことに起因する熱交換器内での凍結
が防止され、信頼性が向上されたブライン冷却装置を提
供することができる。
少が検出された場合、スクリュー圧縮機の運転容量を減
少させるので、ブラインは凍結温度まで過度に温度低下
することがなく、信頼性が向上されたブライン冷却装置
を提供することができる。
により圧縮機の吸入圧力が低下したと判断された場合、
スクリュー圧縮機の運転容量を減少させるので、圧縮機
の吸入圧力が低下は冷却負荷の減少となり、ブライン流
量の減少となり、熱交換器内のブライン凍結を通常の連
続運転の動作の中で防止できる。
が予め定めた設定値以下となる時間が所定の一定時間継
続した場合、スクリュー圧縮機の運転容量を減少させ、
熱交換器にプレート式熱交換器を用いるので、ブライン
凍結を確実に防止でき、アンモニアの冷凍サイクル内の
封入量を少なくしてオゾン層破壊や地球温暖化に対して
好適なブライン冷却装置を提供することができる。
イクル系統である。
の構造を示す斜視図。
10の配管接続方法を示す構成図。
入圧力の変化を示すグラフ。
構成図である。
の動作表である。
…過冷却器、5…主膨張弁、6…プレート式熱交換器
(蒸発器)、7…油タンク、8…・油冷却器、10…凍
結保護用圧力開閉器、11…吸入圧力連成計。
Claims (7)
- 【請求項1】スクリュー圧縮機、凝縮器、主膨張弁、蒸
発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発器にて蒸発するこ
とにより前記蒸発器を流通するブラインを冷却するブラ
イン冷却装置において、 アンモニア冷媒とされた前記冷媒と、 複数枚のプレートが積層されるプレート式熱交換器とさ
れた蒸発器と、 前記ブラインの流量に応じて前記スクリュー圧縮機の容
量を制御する容量制御手段とを備えたことを特徴とする
ブライン冷却装置。 - 【請求項2】スクリュー圧縮機、凝縮器、主膨張弁、蒸
発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発器にて蒸発するこ
とにより前記蒸発器を流通するブラインを冷却するブラ
イン冷却装置において、 アンモニア冷媒とされた前記冷媒と、 複数枚のプレートが積層されるプレート式熱交換器とさ
れた蒸発器と、 前記ブラインの流量を検出する流量検出手段と、 前記流量検出手段によりブライン流量の減少が検出され
た場合、前記スクリュー圧縮機の運転容量を減少させる
容量制御手段とを備えたことを特徴とするブライン冷却
装置。 - 【請求項3】スクリュー圧縮機、凝縮器、主膨張弁、蒸
発器を配管にて接続し冷媒を前記蒸発器にて蒸発するこ
とにより前記蒸発器を流通するブラインを冷却するブラ
イン冷却装置において、 アンモニア冷媒とされた前記冷媒と、 複数枚のプレートが積層されるプレート式熱交換器とさ
れた蒸発器と、 前記圧縮機の吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段と、 前記吸入圧力検出手段により前記圧縮機の吸入圧力が低
下したと判断された場合、前記スクリュー圧縮機の運転
容量を減少させる容量制御手段とを備えたことを特徴と
するブライン冷却装置。 - 【請求項4】スクリュー圧縮機、凝縮器、主膨張弁、蒸
発器を配管にて接続しアンモニア冷媒を前記蒸発器にて
蒸発することにより前記蒸発器を流通するブラインを冷
却するブライン冷却装置において、 複数枚のプレートが積層されるプレート式熱交換器とさ
れた蒸発器と、 前記スクリュー圧縮機の容量制御手段と、前記圧縮機の
吸入圧力を検出する吸入圧力検出手段とを備え、前記圧
縮機の吸入圧力が予め定めた設定値以下となる時間が所
定の一定時間継続した場合、前記スクリュー圧縮機の運
転容量を減少させることを特徴とするブライン冷却装
置。 - 【請求項5】請求項4に記載のものにおいて、前記吸入
圧力の設定値をブライン凍結温度よりも5〜10℃高い
温度に相当する飽和圧力とすることを特徴とするブライ
ン冷却装置。 - 【請求項6】請求項4に記載のものにおいて、前記スク
リュー圧縮機の運転容量は100%の運転容量から50
%へ減少させることを特徴とするブライン冷却装置。 - 【請求項7】請求項3又は4に記載のいずれかのものに
おいて、前記吸入圧力検出手段として圧力開閉器を用い
たことを特徴とするブライン冷却装置。
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000088431A true JP2000088431A (ja) | 2000-03-31 |
JP3637786B2 JP3637786B2 (ja) | 2005-04-13 |
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ID=17379567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26271398A Expired - Fee Related JP3637786B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | ブライン冷却装置 |
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Country | Link |
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