JP2001235247A - Double-element freezer - Google Patents

Double-element freezer

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JP2001235247A
JP2001235247A JP2000041101A JP2000041101A JP2001235247A JP 2001235247 A JP2001235247 A JP 2001235247A JP 2000041101 A JP2000041101 A JP 2000041101A JP 2000041101 A JP2000041101 A JP 2000041101A JP 2001235247 A JP2001235247 A JP 2001235247A
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JP
Japan
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refrigerant
circuit
temperature side
heat exchanger
evaporator
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Application number
JP2000041101A
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Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Ueno
明敏 上野
Akihiro Kajimoto
明裕 梶本
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a positive adjustment for a supplying amount of refrigerant to an evaporator for an upper stage freezing operation even in the case that a compressor with a fixed capacity is employed in a refrigerant circuit at a low temperature side of double-element type freezer. SOLUTION: A low temperature side refrigerant circuit (30) is provided with a bypassing circuit (40) and a refrigerant heat exchanger (50). A first passage (51) in the refrigerant heat exchanger (50) is connected between a compressor (38) and a cascade condenser (26) in a low temperature side refrigerant circuit (30). A second passage (52) in the refrigerant heat exchanger (50) is arranged at the middle part of the bypassing circuit (40). When one freezing device (13b) is thermally turned off, a bypassing solenoid valve (41) is opened to cause a part of a liquid refrigerant to be fed into the bypassing circuit (40). The refrigerant entered the bypassing circuit (40) is decreased in its pressure with a capillary tube (42), thereafter the refrigerant is fed into a second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50). Then, a part of discharged refrigerant at the compressor (38) is condensed at the first passage (51) of the refrigerant heat exchanger (50).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二元冷凍サイクル
を行う冷凍装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration system for performing a binary refrigeration cycle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、特開平9−210515号公
報に開示されているように、二元冷凍サイクルを行う冷
凍装置が知られている。この種の冷凍装置は、例えば冷
凍庫内を低温に維持するために用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration system for performing a binary refrigeration cycle has been known as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-210515. This type of refrigeration apparatus is used, for example, to maintain the inside of a freezer at a low temperature.

【0003】具体的に、上記冷凍装置には、高温側冷媒
回路と低温側冷媒回路とカスケードコンデンサとが設け
られる。高温側冷媒回路及び低温側冷媒回路は、それぞ
れ閉回路に構成されており、その内部を冷媒が循環して
蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う。その際、両冷媒回路を
循環する冷媒は、カスケードコンデンサにおいて互いに
熱交換を行う。このカスケードコンデンサは、高温側冷
媒回路の蒸発器を構成すると共に、低温側冷媒回路の凝
縮器を構成する。そして、例えば、低温側冷媒回路の蒸
発器が冷凍庫に設けられ、冷凍装置の運転によって庫内
をマイナス数十度程度に維持している。
[0003] Specifically, the refrigerating apparatus is provided with a high-temperature side refrigerant circuit, a low-temperature side refrigerant circuit, and a cascade condenser. The high-temperature side refrigerant circuit and the low-temperature side refrigerant circuit are each configured as a closed circuit, in which the refrigerant circulates to perform a vapor compression refrigeration cycle. At this time, the refrigerant circulating in both refrigerant circuits exchanges heat with each other in the cascade condenser. The cascade condenser constitutes an evaporator of the high-temperature side refrigerant circuit and constitutes a condenser of the low-temperature side refrigerant circuit. For example, the evaporator of the low-temperature side refrigerant circuit is provided in the freezer, and the inside of the refrigerator is maintained at about minus several tens degrees by the operation of the refrigerating device.

【0004】上記冷凍装置では、低温側冷媒回路の圧縮
機として、容量固定のものを用いる場合が多い。これ
は、低温側冷媒回路における運転条件やコスト等を考慮
してのことである。一方、低温側冷媒回路における冷却
負荷が変動することから、この負荷変動に対応して低温
側冷媒回路での冷媒循環量を変更する必要がある。特
に、低温側冷媒回路に複数の蒸発器を並列に設けて複数
の冷凍庫を個別に冷却するような場合には、各冷凍庫が
個別にサーモオン/オフを行うため、低温側冷媒回路で
の冷媒循環量が大きく変動する。従って、このような場
合には、低温側冷媒回路における冷媒循環量の変更が不
可欠となる。
In the refrigerating apparatus, a compressor having a fixed capacity is often used as a compressor of the low-temperature side refrigerant circuit. This is in consideration of operating conditions, cost, and the like in the low-temperature side refrigerant circuit. On the other hand, since the cooling load in the low-temperature side refrigerant circuit fluctuates, it is necessary to change the refrigerant circulation amount in the low-temperature side refrigerant circuit corresponding to this load fluctuation. In particular, in the case where a plurality of evaporators are provided in parallel in the low-temperature side refrigerant circuit and a plurality of freezers are individually cooled, since each of the freezers individually performs thermo-on / off, the refrigerant circulation in the low-temperature side refrigerant circuit is performed. The amount fluctuates greatly. Therefore, in such a case, it is essential to change the refrigerant circulation amount in the low-temperature side refrigerant circuit.

【0005】このため、上記冷凍装置の低温側冷媒回路
では、いわゆるホットガスバイパスによって、蒸発器へ
送る冷媒量を変更していた。つまり、圧縮機の吐出冷媒
を圧縮機の吸入側へ導く回路を設け、吐出ガスの全部を
カスケードコンデンサには送らずに、この吐出ガスの一
部を減圧した後に再び圧縮機へ戻すようにしていた。
[0005] For this reason, in the low-temperature side refrigerant circuit of the refrigerating apparatus, the amount of refrigerant sent to the evaporator is changed by a so-called hot gas bypass. In other words, a circuit for guiding the refrigerant discharged from the compressor to the suction side of the compressor is provided, and the entire discharge gas is not sent to the cascade condenser, but a part of the discharge gas is depressurized and then returned to the compressor again. Was.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記冷
凍装置の低温側冷媒回路では、吐出ガスの一部をそのま
ま圧縮機に戻しているため、圧縮機が吸入する冷媒のエ
ンタルピが増大する。このため、吐出ガスの温度及び圧
力が過大となり、低温側冷媒回路における冷凍サイクル
運転が不安定化するという問題があった。また、ホット
ガスバイパス用の回路ではガス状態の冷媒が比較的速い
流速で流れるため、これに伴って生じる音が過大となる
という問題があった。
However, in the low-temperature side refrigerant circuit of the refrigerating apparatus, since a part of the discharge gas is returned to the compressor as it is, the enthalpy of the refrigerant sucked by the compressor increases. For this reason, there has been a problem that the temperature and pressure of the discharged gas become excessive, and the refrigeration cycle operation in the low-temperature side refrigerant circuit becomes unstable. Further, in the hot gas bypass circuit, since the gaseous refrigerant flows at a relatively high flow velocity, there has been a problem that the noise generated thereby becomes excessive.

【0007】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、容量固定の圧縮機を
採用した場合であっても、上記の弊害を回避しつつ低温
側冷媒回路での蒸発器に対する冷媒供給量の調節を確実
に行うことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a low-temperature side refrigerant circuit while avoiding the above-mentioned problems even when a fixed-capacity compressor is employed. The purpose of the present invention is to reliably control the supply amount of the refrigerant to the evaporator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明が講じた第1の解
決手段は、高温側冷媒回路(20)と低温側冷媒回路(3
0)と中間熱交換器(26)とを備え、高温側冷媒回路(2
0)を循環する冷媒と低温側冷媒回路(30)を循環する
冷媒とが中間熱交換器(26)において熱交換して二元冷
凍サイクルを行う二元冷凍装置を対象としている。そし
て、上記低温側冷媒回路(30)には、圧縮機(38)と、
中間熱交換器(26)と、冷媒の膨張機構(35a,35b)
と、蒸発器(32a,32b)とが接続されると共に、凝縮し
た冷媒の一部が上記蒸発器(32a,32b)をバイパスする
ことによって該蒸発器(32a,32b)へ送る冷媒量を調節
し、且つ上記蒸発器(32a,32b)をバイパスする冷媒を
利用して上記圧縮機(38)で圧縮された冷媒の一部を凝
縮させるためのバイパス手段が設けられるものである。
A first solution of the present invention is to provide a high-temperature refrigerant circuit (20) and a low-temperature refrigerant circuit (3).
0) and an intermediate heat exchanger (26).
The present invention is directed to a binary refrigeration apparatus that performs a binary refrigeration cycle by exchanging heat in an intermediate heat exchanger (26) between a refrigerant circulating in a low temperature side refrigerant circuit (30) and a refrigerant circulating in a low temperature side refrigerant circuit (30). And, in the low temperature side refrigerant circuit (30), a compressor (38),
Intermediate heat exchanger (26) and refrigerant expansion mechanism (35a, 35b)
And the evaporators (32a, 32b) are connected, and a part of the condensed refrigerant bypasses the evaporators (32a, 32b) to adjust the amount of refrigerant sent to the evaporators (32a, 32b). In addition, bypass means for condensing a part of the refrigerant compressed by the compressor (38) using the refrigerant bypassing the evaporator (32a, 32b) is provided.

【0009】本発明が講じた第2の解決手段は、上記第
1の解決手段において、低温側冷媒回路(30)には、複
数の蒸発器(32a,32b)が互いに並列に接続される一
方、バイパス手段は、凝縮した冷媒の一部が上記蒸発器
(32a,32b)の全てをバイパスするように構成されるも
のである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a plurality of evaporators (32a, 32b) are connected in parallel to the low-temperature side refrigerant circuit (30). The bypass means is configured such that a part of the condensed refrigerant bypasses all of the evaporators (32a, 32b).

【0010】本発明が講じた第3の解決手段は、上記第
1又は第2の解決手段において、バイパス手段は、蒸発
器(32a,32b)をバイパスする冷媒と圧縮機(38)で圧
縮された冷媒とを熱交換させる冷媒熱交換器(50)を備
えるものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the bypass means is compressed by a compressor (38) with a refrigerant bypassing the evaporator (32a, 32b). And a refrigerant heat exchanger (50) for exchanging heat with the refrigerant.

【0011】本発明が講じた第4の解決手段は、上記第
3の解決手段において、バイパス手段は、凝縮後に膨張
機構(35a,35b)へ送られる冷媒の一部が蒸発器(32a,3
2b)をバイパスするために流入し、且つ流入した冷媒の
一部を減圧して冷媒熱交換器(50)へ導入するためのバ
イパス回路(40)を備えるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the bypass means is configured such that a part of the refrigerant sent to the expansion mechanism (35a, 35b) after the condensation is removed from the evaporator (32a, 3b).
It has a bypass circuit (40) for inflowing to bypass 2b) and for decompressing a part of the inflowing refrigerant and introducing it to the refrigerant heat exchanger (50).

【0012】−作用−上記第1の解決手段では、高温側
冷媒回路(20)及び低温側冷媒回路(30)のそれぞれに
おいて、冷媒が相変化しつつ循環する。そして、両冷媒
回路(20,30)では、圧縮、凝縮、膨張、蒸発の各過程
からなるサイクルが繰り返され、蒸気圧縮式の冷凍サイ
クルが行われる。その際、中間熱交換器(26)におい
て、両冷媒回路(20,30)を循環する冷媒が互いに熱交
換を行う。そして、中間熱交換器(26)では、低温側冷
媒回路(30)の冷媒が放熱して凝縮する一方、高温側冷
媒回路(20)の冷媒が吸熱して蒸発する。つまり、中間
熱交換器(26)は、いわゆるカスケードコンデンサを構
成している。
In the first solution, the refrigerant circulates in the high-temperature side refrigerant circuit (20) and the low-temperature side refrigerant circuit (30) while changing phase. In each of the refrigerant circuits (20, 30), a cycle including compression, condensation, expansion, and evaporation is repeated, and a vapor compression refrigeration cycle is performed. At that time, in the intermediate heat exchanger (26), the refrigerant circulating in the two refrigerant circuits (20, 30) exchange heat with each other. In the intermediate heat exchanger (26), the refrigerant in the low-temperature side refrigerant circuit (30) releases heat and condenses, while the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20) absorbs heat and evaporates. That is, the intermediate heat exchanger (26) forms a so-called cascade condenser.

【0013】低温側冷媒回路(30)には、バイパス手段
が設けられる。低温側冷媒回路(30)では、このバイパ
ス手段の動作によって、蒸発器(32a,32b)へ供給する
冷媒量の調節を行う。具体的には、凝縮した冷媒の一部
が蒸発器(32a,32b)をバイパスして流れるようにす
る。つまり、冷凍サイクル動作において凝縮した冷媒
は、一部の冷媒が蒸発器(32a,32b)をバイパスして流
れ、残りの冷媒だけが蒸発器(32a,32b)へと送られ
る。このため、蒸発器(32a,32b)へ供給される冷媒量
が削減される。その際、凝縮後の高圧液冷媒が蒸発器
(32a,32b)をバイパスするようにしてもよく、また膨
張機構(35a,35b)で減圧された後の冷媒が蒸発器(32
a,32b)をバイパスするようにしてもよい。
The low temperature side refrigerant circuit (30) is provided with bypass means. In the low-temperature side refrigerant circuit (30), the amount of the refrigerant supplied to the evaporators (32a, 32b) is adjusted by the operation of the bypass means. Specifically, a part of the condensed refrigerant flows so as to bypass the evaporator (32a, 32b). That is, in the refrigerant condensed in the refrigeration cycle operation, a part of the refrigerant flows by bypassing the evaporator (32a, 32b), and only the remaining refrigerant is sent to the evaporator (32a, 32b). Therefore, the amount of refrigerant supplied to the evaporators (32a, 32b) is reduced. At this time, the condensed high-pressure liquid refrigerant may bypass the evaporator (32a, 32b), and the refrigerant decompressed by the expansion mechanism (35a, 35b) may be supplied to the evaporator (32
a, 32b) may be bypassed.

【0014】上記バイパス手段において、蒸発器(32a,
32b)をバイパスする冷媒は、圧縮機(38)から吐出さ
れた高圧ガス冷媒の一部を凝縮させるために利用され
る。つまり、高圧ガス冷媒は、蒸発器(32a,32b)をバ
イパスする冷媒に対して放熱し、その一部が凝縮する。
従って、低温側冷媒回路(30)の高圧ガス冷媒のうち中
間熱交換器(26)で凝縮させるべきものの量が減少し、
中間熱交換器(26)において高温側冷媒回路(20)の冷
媒が吸熱すべき熱量も減少する。蒸発器(32a,32b)を
バイパスする冷媒は、高圧ガス冷媒の凝縮に利用された
後に、圧縮機(38)の吸入側へ戻される。
In the bypass means, the evaporator (32a,
The refrigerant bypassing 32b) is used to condense a part of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (38). That is, the high-pressure gas refrigerant radiates heat to the refrigerant bypassing the evaporator (32a, 32b), and a part of the refrigerant condenses.
Accordingly, the amount of the high-pressure gas refrigerant in the low-temperature side refrigerant circuit (30) to be condensed in the intermediate heat exchanger (26) is reduced,
In the intermediate heat exchanger (26), the amount of heat to be absorbed by the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20) also decreases. The refrigerant bypassing the evaporators (32a, 32b) is returned to the suction side of the compressor (38) after being used for condensation of the high-pressure gas refrigerant.

【0015】上記第2の解決手段では、低温側冷媒回路
(30)に複数の蒸発器(32a,32b)が設けられる。各蒸
発器(32a,32b)は、互いに並列に接続されている。そ
して、低温側冷媒回路(30)を循環する冷媒は、各蒸発
器(32a,32b)に分配されて蒸発する。一方、蒸発器(3
2a,32b)へ供給する冷媒量の調節を行う場合には、バイ
パス手段の動作によって、凝縮した冷媒の一部が全ての
蒸発器(32a,32b)をバイパスして流れる。つまり、こ
の場合、各蒸発器(32a,32b)に分配される前の冷媒の
一部がバイパス手段によって分流され、圧縮機(38)か
ら吐出された高圧ガス冷媒の一部を凝縮させるために利
用された後に圧縮機(38)の吸入側に戻される。
In the second solution, a plurality of evaporators (32a, 32b) are provided in the low-temperature side refrigerant circuit (30). Each evaporator (32a, 32b) is connected in parallel with each other. Then, the refrigerant circulating in the low-temperature side refrigerant circuit (30) is distributed to each evaporator (32a, 32b) and evaporates. Meanwhile, the evaporator (3
When adjusting the amount of refrigerant supplied to the evaporators (2a, 32b), a part of the condensed refrigerant flows by bypassing all the evaporators (32a, 32b) by the operation of the bypass means. That is, in this case, a part of the refrigerant before being distributed to each evaporator (32a, 32b) is diverted by the bypass means, and a part of the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (38) is condensed. After being used, it is returned to the suction side of the compressor (38).

【0016】上記第3の解決手段では、低温側冷媒回路
(30)のバイパス手段に冷媒熱交換器(50)が設けられ
る。冷媒熱交換器(50)には、バイパス手段によって蒸
発器(32a,32b)をバイパスする冷媒と、圧縮機(38)
で圧縮された高圧ガス冷媒とが導入される。冷媒熱交換
器(50)では、両冷媒が熱交換を行って高圧ガス冷媒が
放熱する。そして、高圧ガス冷媒の一部が、冷媒熱交換
器(50)において凝縮する。一方、蒸発器(32a,32b)
をバイパスして冷媒熱交換器(50)へ導入された冷媒
は、吸熱して蒸発した後に圧縮機(38)の吸入側へ戻さ
れる。
In the third solution, the refrigerant heat exchanger (50) is provided in the bypass means of the low-temperature side refrigerant circuit (30). The refrigerant heat exchanger (50) includes a refrigerant that bypasses the evaporator (32a, 32b) by bypass means, and a compressor (38).
The high-pressure gas refrigerant compressed in the above is introduced. In the refrigerant heat exchanger (50), both refrigerants exchange heat, and the high-pressure gas refrigerant radiates heat. Then, a part of the high-pressure gas refrigerant is condensed in the refrigerant heat exchanger (50). Meanwhile, evaporators (32a, 32b)
The refrigerant introduced into the refrigerant heat exchanger (50) by bypassing the refrigerant absorbs heat, evaporates, and is returned to the suction side of the compressor (38).

【0017】上記第4の解決手段では、低温側冷媒回路
(30)のバイパス手段にバイパス回路(40)が設けられ
る。このバイパス回路(40)には、膨張機構(35a,35
b)へ送られる冷媒の一部が流入する。つまり、バイパ
ス回路(40)には、凝縮して減圧される前の高圧液冷媒
が流入する。この高圧液冷媒の一部がバイパス回路(4
0)を流れることによって蒸発器(32a,32b)をバイパス
し、蒸発器(32a,32b)へ送られる冷媒量が削減され
る。バイパス回路(40)に流入した冷媒は、減圧された
後に冷媒熱交換器(50)へ導入される。冷媒熱交換器
(50)では、減圧後の冷媒が圧縮機(38)で圧縮された
冷媒から吸熱し、蒸発する。冷媒熱交換器(50)で蒸発
した冷媒は、その後に圧縮機(38)の吸入側へ戻され
る。
In the fourth solution, a bypass circuit (40) is provided in the bypass means of the low temperature side refrigerant circuit (30). This bypass circuit (40) has an expansion mechanism (35a, 35
Part of the refrigerant sent to b) flows in. That is, the high-pressure liquid refrigerant before being condensed and decompressed flows into the bypass circuit (40). Part of this high-pressure liquid refrigerant is supplied to the bypass circuit (4
0) bypasses the evaporator (32a, 32b) and reduces the amount of refrigerant sent to the evaporator (32a, 32b). The refrigerant flowing into the bypass circuit (40) is introduced into the refrigerant heat exchanger (50) after being decompressed. In the refrigerant heat exchanger (50), the decompressed refrigerant absorbs heat from the refrigerant compressed by the compressor (38) and evaporates. The refrigerant evaporated in the refrigerant heat exchanger (50) is thereafter returned to the suction side of the compressor (38).

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明では、低温側冷媒回路(30)にバ
イパス手段を設け、循環する冷媒の一部が蒸発器(32a,
32b)をバイパスすることによって蒸発器(32a,32b)へ
送る冷媒量を調節している。そして、蒸発器(32a,32
b)をバイパスする冷媒を利用して、圧縮機(38)で圧
縮された冷媒の一部を凝縮させている。このため、中間
熱交換器(26)で凝縮させる必要のある冷媒量を削減で
き、中間熱交換器(26)で高温側冷媒回路(20)の冷媒
が吸熱すべき熱量を削減できる。この結果、高温側冷媒
回路(20)で処理すべき熱量を削減でき、高温側冷媒回
路(20)での冷凍サイクル動作に要するエネルギを削減
して冷却運転に要するエネルギの低減を図ることができ
る。
According to the present invention, the low-temperature side refrigerant circuit (30) is provided with bypass means so that a part of the circulating refrigerant is evaporated (32a, 32a).
The amount of refrigerant sent to the evaporator (32a, 32b) is adjusted by bypassing 32b). And the evaporator (32a, 32
A part of the refrigerant compressed by the compressor (38) is condensed using the refrigerant bypassing b). Therefore, the amount of refrigerant that needs to be condensed in the intermediate heat exchanger (26) can be reduced, and the amount of heat that the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20) should absorb in the intermediate heat exchanger (26) can be reduced. As a result, the amount of heat to be processed in the high-temperature side refrigerant circuit (20) can be reduced, the energy required for the refrigeration cycle operation in the high-temperature side refrigerant circuit (20) can be reduced, and the energy required for the cooling operation can be reduced. .

【0019】また、本発明のバイパス手段では、凝縮し
た冷媒が蒸発器(32a,32b)をバイパスするようにして
いる。つまり、高圧の液冷媒又は減圧後の気液二相状態
の冷媒が蒸発器(32a,32b)をバイパスすることとな
る。このため、従来のようなホットガスバイパスによる
循環量の調節を行う場合に比べ、バイパスのための配管
内を流れる冷媒流速を低減でき、冷媒の流通に伴って生
じる音を低減できる。
In the bypass means of the present invention, the condensed refrigerant bypasses the evaporators (32a, 32b). That is, the high-pressure liquid refrigerant or the refrigerant in the gas-liquid two-phase state after the pressure reduction bypasses the evaporator (32a, 32b). For this reason, the flow velocity of the refrigerant flowing through the piping for the bypass can be reduced, and the noise caused by the flow of the refrigerant can be reduced as compared with the case where the circulation amount is adjusted by the hot gas bypass as in the related art.

【0020】また、本発明のバイパス手段では、凝縮に
よりエンタルピの低下した冷媒が蒸発器(32a,32b)を
バイパスして流れ、高圧ガス冷媒の一部を凝縮させるの
に利用された後に圧縮機(38)の吸入側へ戻される。こ
のため、従来のようなホットガスバイパスによる循環量
の調節を行う場合に比べ、圧縮機(38)が吸入する冷媒
のエンタルピが上昇するのを抑制できる。この結果、圧
縮機(38)からの吐出ガスの温度及び圧力が過大となる
のを回避して安定した運転を行いつつ、蒸発器(32a,32
b)に送る冷媒量を適切に調節できる。
Further, in the bypass means of the present invention, the refrigerant whose enthalpy has been reduced by condensation flows by bypassing the evaporators (32a, 32b), and is used to condense a part of the high-pressure gas refrigerant. It is returned to the suction side of (38). For this reason, it is possible to suppress an increase in the enthalpy of the refrigerant sucked by the compressor (38), as compared with the case where the circulation amount is adjusted by the hot gas bypass as in the related art. As a result, the temperature and pressure of the gas discharged from the compressor (38) are prevented from becoming excessive, and the evaporator (32a, 32
The amount of refrigerant sent to b) can be adjusted appropriately.

【0021】従って、本発明によれば、低温側冷媒回路
(30)において容量固定の圧縮機を採用した場合であっ
ても、上述のような冷媒音の発生や運転状態の不安定化
を回避しつつ、蒸発器(32a,32b)へ供給する冷媒量の
調節を確実に行うことができる。
Therefore, according to the present invention, even when a fixed-capacity compressor is employed in the low-temperature side refrigerant circuit (30), generation of the above-described refrigerant noise and instability of the operation state are avoided. In addition, the amount of refrigerant supplied to the evaporators (32a, 32b) can be reliably adjusted.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態1】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0023】図1及び図2に示すように、本実施形態に
係る二元冷凍装置(10)は、スーパーマーケットに設置
されて冷凍庫を冷却するためのものである。この二元冷
凍装置(10)は、1つの室外ユニット(11)と、1つの
カスケードユニット(12)と、2つの冷凍ユニット(13
a,13b)とを備えている。室外ユニット(11)、カスケ
ードユニット(12)及び冷凍ユニット(13a,13b)には
各種の機器が収納されており、これら機器を配管接続し
て高温側冷媒回路(20)及び低温側冷媒回路(30)が構
成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the binary refrigeration system (10) according to the present embodiment is installed in a supermarket to cool a freezer. This binary refrigeration system (10) includes one outdoor unit (11), one cascade unit (12), and two refrigeration units (13
a, 13b). The outdoor unit (11), the cascade unit (12), and the refrigeration units (13a, 13b) contain various types of equipment, and these equipment are connected by piping to connect the high-temperature side refrigerant circuit (20) and the low-temperature side refrigerant circuit ( 30) is configured.

【0024】上記高温側冷媒回路(20)には、圧縮機構
(21)と、室外凝縮器(23)と、レシーバ(24)と、電
動膨張弁(25)と、カスケードコンデンサ(26)とが接
続されている。このうち、圧縮機構(21)と、室外凝縮
器(23)と、レシーバ(24)と、電動膨張弁(25)と
は、室外ユニット(11)に設けられている。また、カス
ケードコンデンサ(26)は、中間熱交換器を構成してお
り、カスケードユニット(12)に設けられている。
The high-temperature side refrigerant circuit (20) includes a compression mechanism (21), an outdoor condenser (23), a receiver (24), an electric expansion valve (25), and a cascade condenser (26). It is connected. Among these, the compression mechanism (21), the outdoor condenser (23), the receiver (24), and the electric expansion valve (25) are provided in the outdoor unit (11). The cascade condenser (26) forms an intermediate heat exchanger, and is provided in the cascade unit (12).

【0025】上記高温側冷媒回路(20)の圧縮機構(2
1)は、2台の圧縮機(22)を並列に接続して構成され
ている。この圧縮機構(21)は、圧縮機(22)の運転台
数を変更することによって容量可変に構成されている。
各圧縮機(22)の吐出側には、それぞれ逆止弁(CV)が
設けられている。各圧縮機(22)の吐出側は、室外凝縮
器(23)の入口端に接続されている。
The compression mechanism (2) of the high-temperature side refrigerant circuit (20)
1) is configured by connecting two compressors (22) in parallel. The compression mechanism (21) is configured to have a variable capacity by changing the number of operating compressors (22).
A check valve (CV) is provided on the discharge side of each compressor (22). The discharge side of each compressor (22) is connected to the inlet end of the outdoor condenser (23).

【0026】上記室外凝縮器(23)は、室外空気との熱
交換により冷媒を凝縮させるものである。室外ユニット
(11)には室外ファン(14)が設けられ、この室外ファ
ン(14)によって室外凝縮器(23)へ室外空気が送られ
る。この室外凝縮器(23)の出口端は、レシーバ(24)
に接続されている。レシーバ(24)は、電動膨張弁(2
5)を介してカスケードコンデンサ(26)における高温
側の入口端に接続されている。このカスケードコンデン
サ(26)は、高温側冷媒回路(20)における蒸発器を構
成する。カスケードコンデンサ(26)における高温側の
出口端は、圧縮機構(21)の吸入側、即ち各圧縮機(2
2)の吸入側に接続されている。
The outdoor condenser (23) is for condensing the refrigerant by heat exchange with outdoor air. The outdoor unit (11) is provided with an outdoor fan (14), and the outdoor fan (14) sends outdoor air to the outdoor condenser (23). The outlet end of this outdoor condenser (23) is connected to the receiver (24)
It is connected to the. The receiver (24) is an electric expansion valve (2
5) is connected to the high temperature side inlet end of the cascade capacitor (26). The cascade condenser (26) forms an evaporator in the high-temperature side refrigerant circuit (20). The outlet end on the high temperature side of the cascade condenser (26) is connected to the suction side of the compression mechanism (21), that is, each compressor (2
2) It is connected to the suction side.

【0027】上記低温側冷媒回路(30)には、圧縮機
(38)と、冷媒熱交換器(50)と、カスケードコンデン
サ(26)と、レシーバ(31)と、2つの冷凍用蒸発器
(32a,32b)と、アキュームレータ(33)とが設けられ
ている。このうち、圧縮機(38)と、冷媒熱交換器(5
0)と、カスケードコンデンサ(26)と、レシーバ(3
1)と、アキュームレータ(33)とは、カスケードユニ
ット(12)に設けられている。また、冷凍用蒸発器(32
a,32b)は、互いに並列に接続され、それぞれが別個の
冷凍ユニット(13a,13b)に設けられている。
The low temperature side refrigerant circuit (30) includes a compressor (38), a refrigerant heat exchanger (50), a cascade condenser (26), a receiver (31), and two refrigeration evaporators ( 32a, 32b) and an accumulator (33). Of these, the compressor (38) and the refrigerant heat exchanger (5
0), a cascade capacitor (26) and a receiver (3
1) and the accumulator (33) are provided in the cascade unit (12). In addition, refrigeration evaporator (32
a, 32b) are connected in parallel to each other, and each is provided in a separate refrigeration unit (13a, 13b).

【0028】上記冷媒熱交換器(50)には、第1通路
(51)と第2通路(52)とが区画形成されている。この
第1通路(51)及び第2通路(52)には、何れも冷媒が
導入される。そして、冷媒熱交換器(50)は、第1通路
(51)を流れる冷媒と第2通路(52)を流れる冷媒とを
互いに熱交換させるように構成されている。
A first passage (51) and a second passage (52) are defined in the refrigerant heat exchanger (50). A refrigerant is introduced into each of the first passage (51) and the second passage (52). The refrigerant heat exchanger (50) is configured to exchange heat between the refrigerant flowing through the first passage (51) and the refrigerant flowing through the second passage (52).

【0029】上記圧縮機(38)は、容量固定に構成され
ている。つまり、圧縮機(38)に対して、インバータに
よる圧縮機モータの回転数制御等は行われない。この圧
縮機(38)の吐出側は、冷媒熱交換器(50)における第
1通路(51)の入口端に接続される。冷媒熱交換器(5
0)における第1通路(51)の出口端は、カスケードコ
ンデンサ(26)における低温側の入口端に接続されてい
る。カスケードコンデンサ(26)における低温側の出口
端は、レシーバ(31)に接続されている。レシーバ(3
1)は、各冷凍用蒸発器(32a,32b)の入口端に接続され
ている。各冷凍用蒸発器(32a,32b)の出口端は、アキ
ュームレータ(33)を介して圧縮機(38)の吸入側に接
続されている。
The compressor (38) has a fixed capacity. That is, control of the number of revolutions of the compressor motor by the inverter is not performed on the compressor (38). The discharge side of the compressor (38) is connected to the inlet end of the first passage (51) in the refrigerant heat exchanger (50). Refrigerant heat exchanger (5
The outlet end of the first passage (51) in (0) is connected to the lower end of the cascade condenser (26). An outlet end on the low-temperature side of the cascade capacitor (26) is connected to the receiver (31). Receiver (3
1) is connected to the inlet end of each freezing evaporator (32a, 32b). The outlet end of each refrigerating evaporator (32a, 32b) is connected to the suction side of a compressor (38) via an accumulator (33).

【0030】上記低温側冷媒回路(30)のうち冷凍ユニ
ット(13a,13b)に設けられた部分は、利用側回路(34
a,34b)に構成されている。即ち、各利用側回路(34a,3
4b)に冷凍用蒸発器(32a,32b)が1つずつ配置されて
いる。各利用側回路(34a,34b)における冷凍用蒸発器
(32a,32b)の入口側には、感温膨張弁(35a,35b)と利
用側電磁弁(37a,37b)とが1つずつ直列に設けられて
いる。感温膨張弁(35a,35b)の感温筒(36a,36b)は、
利用側回路(34a,34b)における冷凍用蒸発器(32a,32
b)の出口側に取り付けられている。そして、感温膨張
弁(35a,35b)は、感温筒(36a,36b)が取り付けられて
いる冷凍用蒸発器(32a,32b)の出口側の配管温度に対
応して開度が変化し、低温側冷媒回路(30)における冷
媒の膨張機構を構成している。
The part provided in the refrigeration units (13a, 13b) of the low-temperature side refrigerant circuit (30) is used in the utilization side circuit (34).
a, 34b). That is, each user side circuit (34a, 3
4b), one freezing evaporator (32a, 32b) is arranged. At the inlet side of the refrigerating evaporator (32a, 32b) in each use side circuit (34a, 34b), one thermosensitive expansion valve (35a, 35b) and one use side solenoid valve (37a, 37b) are connected in series. It is provided in. The temperature-sensitive cylinders (36a, 36b) of the temperature-sensitive expansion valves (35a, 35b)
Evaporator for refrigeration (32a, 32) in use side circuit (34a, 34b)
b) Installed on the exit side. The degree of opening of the temperature-sensitive expansion valves (35a, 35b) changes according to the pipe temperature at the outlet side of the refrigerating evaporator (32a, 32b) to which the temperature-sensitive cylinders (36a, 36b) are attached. This constitutes a refrigerant expansion mechanism in the low-temperature side refrigerant circuit (30).

【0031】上記冷凍用蒸発器(32a,32b)は、冷凍庫
の庫内空気との熱交換により冷媒を蒸発させるものであ
る。各冷凍ユニット(13a,13b)にそれぞれ冷凍庫内フ
ァン(15a,15b)が設けられ、この冷凍庫内ファン(15
a,15b)によって冷凍用蒸発器(32a,32b)へ冷凍庫内の
庫内空気が送られる。
The freezing evaporators (32a, 32b) evaporate the refrigerant by heat exchange with the air in the freezer. Each freezer unit (13a, 13b) is provided with a freezer fan (15a, 15b).
a, 15b) sends air inside the freezer to the freezing evaporator (32a, 32b).

【0032】また、上記低温側冷媒回路(30)には、バ
イパス回路(40)が接続されている。このバイパス回路
(40)は、カスケードユニット(12)に設けられてい
る。バイパス回路(40)の一端は、低温側冷媒回路(3
0)におけるレシーバ(31)と冷凍用蒸発器(32a,32b)
の間、つまり冷凍用蒸発器(32a,32b)の上流に一端が
接続されている。バイパス回路(40)の他端は、低温側
冷媒回路(30)における冷凍用蒸発器(32a,32b)とア
キュームレータ(33)の間、つまり、冷凍用蒸発器(32
a,32b)の下流に他端が接続されている。バイパス回路
(40)には、一端から他端に向かって順に、バイパス電
磁弁(41)と、キャピラリチューブ(42)と、冷媒熱交
換器(50)とが設けられている。
A bypass circuit (40) is connected to the low-temperature side refrigerant circuit (30). This bypass circuit (40) is provided in the cascade unit (12). One end of the bypass circuit (40) is connected to the low-temperature side refrigerant circuit (3
0) Receiver (31) and refrigeration evaporator (32a, 32b)
, That is, one end is connected upstream of the refrigerating evaporator (32a, 32b). The other end of the bypass circuit (40) is located between the refrigerating evaporator (32a, 32b) and the accumulator (33) in the low-temperature side refrigerant circuit (30), that is, the refrigerating evaporator (32
The other end is connected downstream of a, 32b). The bypass circuit (40) is provided with a bypass solenoid valve (41), a capillary tube (42), and a refrigerant heat exchanger (50) in order from one end to the other end.

【0033】上記バイパス回路(40)には、レシーバ
(31)から冷凍用蒸発器(32a,32b)に向けて送られる
冷媒量を調節する際に、レシーバ(31)から出た液冷媒
の一部が導入される。バイパス回路(40)は、導入され
た液冷媒をキャピラリチューブ(42)で減圧してから冷
媒熱交換器(50)の第2通路(52)に送り込む。また、
バイパス回路(40)は、冷媒熱交換器(50)の第2通路
(52)から流出した冷媒を、アキュームレータ(33)
に、即ち圧縮機(38)の吸入側に戻す。上記バイパス回
路(40)及び冷媒熱交換器(50)は、バイパス手段を構
成している。
When the amount of refrigerant sent from the receiver (31) to the refrigerating evaporators (32a, 32b) is adjusted, one of the liquid refrigerant discharged from the receiver (31) is supplied to the bypass circuit (40). Department is introduced. The bypass circuit (40) depressurizes the introduced liquid refrigerant with the capillary tube (42), and then sends it to the second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50). Also,
The bypass circuit (40) converts the refrigerant flowing out of the second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50) into an accumulator (33).
That is, return to the suction side of the compressor (38). The bypass circuit (40) and the refrigerant heat exchanger (50) constitute bypass means.

【0034】−運転動作− 上記二元冷凍装置(10)の冷却運転時における動作を説
明する。
-Operating operation- An operation during the cooling operation of the binary refrigeration system (10) will be described.

【0035】《通常運転時の動作》先ず、両方の冷凍ユ
ニット(13a,13b)において庫内空気を冷却する通常運
転時の動作について説明する。
<< Operation in Normal Operation >> First, the operation in the normal operation of cooling the refrigerator air in both refrigeration units (13a, 13b) will be described.

【0036】低温側冷媒回路(30)では、各利用側回路
(34a,34b)の利用側電磁弁(37a,37b)が開放され、バ
イパス電磁弁(41)が閉鎖される。この状態で圧縮機
(38)を運転すると、低温側冷媒回路(30)において低
温側冷媒が循環して冷凍サイクル動作が行われる。
In the low temperature side refrigerant circuit (30), the use side solenoid valves (37a, 37b) of each use side circuit (34a, 34b) are opened, and the bypass solenoid valve (41) is closed. When the compressor (38) is operated in this state, the low-temperature side refrigerant circulates in the low-temperature side refrigerant circuit (30) to perform a refrigeration cycle operation.

【0037】具体的に、圧縮機(38)から吐出された冷
媒は、冷媒熱交換器(50)の第1通路(51)を通過して
カスケードコンデンサ(26)へ流入する。通常運転にお
いて、圧縮機(38)の吐出冷媒は、単に冷媒熱交換器
(50)を通過するだけである。従って、冷媒熱交換器
(50)において、何ら熱交換は行われない。
Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (38) passes through the first passage (51) of the refrigerant heat exchanger (50) and flows into the cascade condenser (26). In normal operation, the refrigerant discharged from the compressor (38) simply passes through the refrigerant heat exchanger (50). Therefore, no heat exchange is performed in the refrigerant heat exchanger (50).

【0038】カスケードコンデンサ(26)へ流入した冷
媒は、高温側冷媒回路(20)の冷媒と熱交換し、放熱し
て凝縮する。凝縮した冷媒は、一旦レシーバ(31)へ流
入し、その後に分流されて各冷凍ユニット(13a,13b)
の利用側回路(34a,34b)へ送られる。上述のように、
バイパス回路(40)のバイパス電磁弁(41)は、閉鎖さ
れている。従って、レシーバ(31)から流出した液冷媒
の全てが、各利用側回路(34a,34b)へと供給される。
The refrigerant flowing into the cascade condenser (26) exchanges heat with the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20), radiates heat and condenses. The condensed refrigerant once flows into the receiver (31), and is then split and separated into each of the refrigeration units (13a, 13b).
To the user side circuits (34a, 34b). As mentioned above,
The bypass solenoid valve (41) of the bypass circuit (40) is closed. Therefore, all of the liquid refrigerant flowing out of the receiver (31) is supplied to each of the use side circuits (34a, 34b).

【0039】各利用側回路(34a,34b)へ流入した冷媒
は、それぞれ感温膨張弁(35a,35b)で減圧された後に
冷凍用蒸発器(32a,32b)に流入する。冷凍用蒸発器(3
2a,32b)では、冷媒が庫内空気から吸熱して蒸発する。
これによって、庫内空気が冷却される。冷凍用蒸発器
(32a,32b)で蒸発した冷媒は、アキュームレータ(3
3)を通って再び圧縮機(38)へ吸入される。低温側冷
媒回路(30)では、以上のように低温側冷媒が循環して
冷凍サイクルが行われる。
The refrigerant flowing into each of the utilization side circuits (34a, 34b) is depressurized by the temperature-sensitive expansion valve (35a, 35b), and then flows into the refrigerating evaporator (32a, 32b). Evaporator for refrigeration (3
In 2a, 32b), the refrigerant absorbs heat from the air in the refrigerator and evaporates.
Thereby, the inside air is cooled. The refrigerant evaporated in the refrigeration evaporator (32a, 32b) is supplied to the accumulator (3
It is sucked into the compressor (38) again through 3). In the low-temperature side refrigerant circuit (30), the low-temperature side refrigerant circulates as described above to perform a refrigeration cycle.

【0040】高温側冷媒回路(20)では、電動膨張弁
(25)が所定開度に調節される。この状態で、圧縮機構
(21)の両圧縮機(22)を運転すると、高温側冷媒回路
(20)で高温側冷媒が循環し、冷凍サイクル動作が行わ
れる。
In the high temperature side refrigerant circuit (20), the electric expansion valve (25) is adjusted to a predetermined opening. When both compressors (22) of the compression mechanism (21) are operated in this state, the high-temperature side refrigerant circulates in the high-temperature side refrigerant circuit (20), and the refrigeration cycle operation is performed.

【0041】具体的に、圧縮機構(21)から吐出された
冷媒は、室外凝縮器(23)へ送られる。室外凝縮器(2
3)では、室外空気との熱交換によって、冷媒が放熱し
て凝縮する。室外凝縮器(23)で凝縮した冷媒は、一旦
レシーバ(31)へ流入し、その後に電動膨張弁(25)へ
送られる。電動膨張弁(25)で減圧された冷媒は、カス
ケードコンデンサ(26)へ送られる。
Specifically, the refrigerant discharged from the compression mechanism (21) is sent to the outdoor condenser (23). Outdoor condenser (2
In 3), the refrigerant radiates heat and condenses due to heat exchange with outdoor air. The refrigerant condensed in the outdoor condenser (23) once flows into the receiver (31), and is then sent to the electric expansion valve (25). The refrigerant decompressed by the electric expansion valve (25) is sent to the cascade condenser (26).

【0042】カスケードコンデンサ(26)では、流入し
た冷媒が低温側冷媒回路(30)の冷媒から吸熱して蒸発
する。カスケードコンデンサ(26)で蒸発した冷媒は、
圧縮機構(21)へ送られ、両圧縮機(22)に再び吸入さ
れる。高温側冷媒回路(20)では、以上のように高温側
冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。
In the cascade condenser (26), the inflowing refrigerant absorbs heat from the refrigerant in the low-temperature side refrigerant circuit (30) and evaporates. The refrigerant evaporated in the cascade condenser (26)
It is sent to the compression mechanism (21) and sucked into both compressors (22) again. In the high temperature side refrigerant circuit (20), the high temperature side refrigerant circulates as described above to perform a refrigeration cycle.

【0043】《サーモオフ時の動作》次に、第2の冷凍
ユニット(13b)がサーモオフした場合の動作について
説明する。冷凍庫の庫内空気が設定温度に達した場合に
は、その冷凍庫に設けられた第2の冷凍ユニット(13
b)がサーモオフする。
<< Operation at Thermo-Off >> Next, the operation when the second refrigeration unit (13b) is thermo-off will be described. When the air inside the freezer reaches the set temperature, the second freezing unit (13
b) Thermo-off.

【0044】この場合、低温側冷媒回路(30)では、サ
ーモオフした第2の冷凍ユニット(13b)の利用側電磁
弁(37b)が閉鎖され、バイパス電磁弁(41)が開放さ
れる。この状態で圧縮機(38)を運転すると、低温側冷
媒回路(30)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行われ
る。以下では、上記通常運転時における動作と異なる点
について、説明する。
In this case, in the low-temperature side refrigerant circuit (30), the use side solenoid valve (37b) of the thermo-off second refrigeration unit (13b) is closed, and the bypass solenoid valve (41) is opened. When the compressor (38) is operated in this state, the refrigerant circulates in the low-temperature side refrigerant circuit (30) to perform a refrigeration cycle. Hereinafter, points different from the operation during the normal operation will be described.

【0045】低温側冷媒回路(30)において、レシーバ
(31)から流出した液冷媒は、一部がバイパス回路(4
0)へ流入する。従って、運転を継続する第1の冷凍ユ
ニット(13a)の冷凍用蒸発器(32a)へは、残りの冷媒
だけが送られる。この冷凍用蒸発器(32a)に送られる
冷媒は、感温膨張弁(35a)で減圧された後に該冷凍用
蒸発器(32a)に流入し、庫内空気から吸熱して蒸発し
た後にアキュームレータ(33)に送られる。この点は、
通常運転時と同様である。
In the low-temperature side refrigerant circuit (30), a part of the liquid refrigerant flowing out of the receiver (31) is bypassed (4).
0). Therefore, only the remaining refrigerant is sent to the refrigeration evaporator (32a) of the first refrigeration unit (13a) that continues to operate. The refrigerant sent to the refrigeration evaporator (32a) is depressurized by the temperature-sensitive expansion valve (35a), flows into the refrigeration evaporator (32a), absorbs heat from the air in the refrigerator, evaporates, and then accumulates the refrigerant. 33). This point
Same as during normal operation.

【0046】一方、バイパス回路(40)へ流入した冷媒
は、キャピラリチューブ(42)を流れる間に減圧され、
その後に冷媒熱交換器(50)の第2通路(52)へ導入さ
れる。冷媒熱交換器(50)の第1通路(51)には、通常
運転時と同様に、圧縮機(38)から吐出された高圧ガス
冷媒が導入される。冷媒熱交換器(50)では、第1通路
(51)の冷媒と第2通路(52)の冷媒とが熱交換を行
う。
On the other hand, the refrigerant flowing into the bypass circuit (40) is reduced in pressure while flowing through the capillary tube (42).
Thereafter, the refrigerant is introduced into the second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50). The high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor (38) is introduced into the first passage (51) of the refrigerant heat exchanger (50) as in the normal operation. In the refrigerant heat exchanger (50), the refrigerant in the first passage (51) and the refrigerant in the second passage (52) exchange heat.

【0047】冷媒熱交換器(50)の第2通路(52)で
は、キャピラリチューブ(42)で減圧された後に導入さ
れた冷媒が、吸熱して蒸発する。この蒸発した冷媒は、
アキュームレータ(33)に送られる。そして、アキュー
ムレータ(33)では、冷媒熱交換器(50)で蒸発した冷
媒と冷凍用蒸発器(32a)で蒸発した冷媒とが合流し、
合流後の冷媒が圧縮機(38)に吸入される。
In the second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50), the refrigerant introduced after being decompressed by the capillary tube (42) absorbs heat and evaporates. This evaporated refrigerant is
It is sent to the accumulator (33). Then, in the accumulator (33), the refrigerant evaporated in the refrigerant heat exchanger (50) and the refrigerant evaporated in the refrigeration evaporator (32a) merge,
The joined refrigerant is sucked into the compressor (38).

【0048】冷媒熱交換器(50)の第1通路(51)で
は、高圧ガス冷媒が放熱して、その一部が凝縮する。そ
の後、第1通路(51)の冷媒は、カスケードコンデンサ
(26)に送られ、高温側冷媒回路(20)の冷媒に対して
放熱して完全に凝縮する。つまり、カスケードコンデン
サ(26)では、冷媒熱交換器(50)において凝縮しなか
った冷媒だけが放熱して凝縮する。従って、カスケード
コンデンサ(26)における高温側冷媒回路(20)の冷媒
の吸熱量は、通常運転時に比べて減少する。
In the first passage (51) of the refrigerant heat exchanger (50), the high-pressure gas refrigerant radiates heat and a part of the refrigerant condenses. Thereafter, the refrigerant in the first passage (51) is sent to the cascade condenser (26), radiates heat to the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20), and is completely condensed. That is, in the cascade condenser (26), only the refrigerant not condensed in the refrigerant heat exchanger (50) releases heat and condenses. Therefore, the heat absorption amount of the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20) in the cascade condenser (26) is reduced as compared with the normal operation.

【0049】−実施形態1の効果− 本実施形態1では、低温側冷媒回路(30)にバイパス回
路(40)を設け、循環する冷媒の一部が冷凍用蒸発器
(32a,32b)をバイパスすることによって冷凍用蒸発器
(32a,32b)へ送る冷媒量を調節している。そして、冷
凍用蒸発器(32a,32b)をバイパスする冷媒を冷媒熱交
換器(50)へ導入し、圧縮機(38)で圧縮された冷媒の
一部を凝縮させるために利用している。このため、カス
ケードコンデンサ(26)で凝縮させなければならない冷
媒量を削減でき、カスケードコンデンサ(26)で高温側
冷媒回路(20)の冷媒が吸熱すべき熱量を削減できる。
この結果、高温側冷媒回路(20)で処理すべき熱量を削
減でき、高温側冷媒回路(20)の圧縮機(22)に対する
入力を削減して冷却運転に要するエネルギの低減を図る
ことができる。
-Effects of First Embodiment- In the first embodiment, a bypass circuit (40) is provided in the low-temperature side refrigerant circuit (30), and a part of the circulating refrigerant bypasses the refrigeration evaporators (32a, 32b). By doing so, the amount of refrigerant sent to the freezing evaporator (32a, 32b) is adjusted. The refrigerant that bypasses the refrigeration evaporators (32a, 32b) is introduced into the refrigerant heat exchanger (50), and is used to condense a part of the refrigerant compressed by the compressor (38). Therefore, the amount of refrigerant that must be condensed by the cascade condenser (26) can be reduced, and the amount of heat that the refrigerant in the high-temperature side refrigerant circuit (20) should absorb heat can be reduced by the cascade condenser (26).
As a result, the amount of heat to be processed in the high-temperature side refrigerant circuit (20) can be reduced, the input to the compressor (22) of the high-temperature side refrigerant circuit (20) can be reduced, and the energy required for the cooling operation can be reduced. .

【0050】また、本実施形態1のバイパス回路(40)
では、カスケードコンデンサ(26)の下流における凝縮
後の冷媒が流通する。このため、従来のようなホットガ
スバイパスによる循環量の調節を行う場合に比べ、バイ
パスのための配管内を流れる冷媒流速を低減でき、冷媒
の流通に伴って生じる音を低減できる。
The bypass circuit (40) of the first embodiment
In, the condensed refrigerant downstream of the cascade condenser (26) flows. For this reason, the flow velocity of the refrigerant flowing through the piping for the bypass can be reduced, and the noise caused by the flow of the refrigerant can be reduced as compared with the case where the circulation amount is adjusted by the hot gas bypass as in the related art.

【0051】また、本実施形態1のバイパス回路(40)
では、凝縮によりエンタルピの低下した冷媒が冷凍用蒸
発器(32a,32b)をバイパスして流れ、冷媒熱交換器(5
0)において高圧ガス冷媒の一部を凝縮させるのに利用
された後に圧縮機(38)の吸入側へ戻される。このた
め、従来のようなホットガスバイパスによる循環量の調
節を行う場合に比べ、圧縮機(38)が吸入する冷媒のエ
ンタルピが上昇するのを抑制できる。この結果、圧縮機
(38)からの吐出ガスの温度及び圧力が過大となるのを
回避して安定した運転を行いつつ、冷凍用蒸発器(32a,
32b)に送る冷媒量を適切に調節できる。
The bypass circuit (40) of the first embodiment
In this case, the refrigerant whose enthalpy has decreased due to condensation flows by bypassing the refrigeration evaporators (32a, 32b), and the refrigerant heat exchanger (5
After being used to condense a part of the high-pressure gas refrigerant in 0), it is returned to the suction side of the compressor (38). For this reason, it is possible to suppress an increase in the enthalpy of the refrigerant sucked by the compressor (38), as compared with the case where the circulation amount is adjusted by the hot gas bypass as in the related art. As a result, while the temperature and pressure of the gas discharged from the compressor (38) are prevented from becoming excessively high and stable operation is performed, the refrigeration evaporator (32a,
The amount of refrigerant sent to 32b) can be adjusted appropriately.

【0052】従って、本実施形態では圧縮機(38)を容
量固定に構成しているが、この場合であっても、上述の
ような冷媒音の発生や運転状態の不安定化を回避しつ
つ、冷凍用蒸発器(32a,32b)へ供給する冷媒量の調節
を確実に行うことができる。
Therefore, in this embodiment, the compressor (38) is configured to have a fixed capacity, but even in this case, the generation of the refrigerant noise and the instability of the operation state as described above are avoided. In addition, the amount of the refrigerant supplied to the refrigerating evaporator (32a, 32b) can be surely adjusted.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態2】本発明の実施形態2は、二元冷
凍装置(10)に3つの冷凍ユニット(13a,13b,13c)を
設け、これに伴ってバイパス回路(40)の構成を変更す
るものである。
[Embodiment 2] In Embodiment 2 of the present invention, three refrigeration units (13a, 13b, 13c) are provided in a binary refrigeration system (10), and the configuration of a bypass circuit (40) is accordingly changed. To change.

【0054】図3に示すように、各冷凍ユニット(13a,
13b,13c)は、上記実施形態1のものと同様に構成され
ている。つまり、各冷凍ユニット(13a,13b,13c)に
は、冷凍用蒸発器(32a,32b,32c)が1つずつ設けられ
ている。各冷凍用蒸発器(32a,32b,32c)は、互いに並
列に低温側冷媒回路(30)に接続されている。また、各
冷凍ユニット(13a,13b,13c)の利用側回路(34a,34b,3
4c)には、感温膨張弁(35a,35b,35c)と利用側電磁弁
(37a,37b,37c)とが1つずつ設けられている。更に、
各冷凍ユニット(13a,13b,13c)には、冷凍用蒸発器(3
2a,32b,32c)に庫内空気を送る冷凍庫内ファン(15a,15
b,15c)が設けられている。
As shown in FIG. 3, each refrigeration unit (13a,
13b, 13c) have the same configuration as that of the first embodiment. That is, each refrigeration unit (13a, 13b, 13c) is provided with one refrigeration evaporator (32a, 32b, 32c). The refrigerating evaporators (32a, 32b, 32c) are connected to the low-temperature side refrigerant circuit (30) in parallel with each other. In addition, the use side circuit (34a, 34b, 3c) of each refrigeration unit (13a, 13b, 13c)
4c), one thermosensitive expansion valve (35a, 35b, 35c) and one use-side solenoid valve (37a, 37b, 37c) are provided. Furthermore,
Each refrigeration unit (13a, 13b, 13c) has a refrigeration evaporator (3
2a, 32b, 32c) Freezer fan (15a, 15)
b, 15c) are provided.

【0055】本実施形態2に係るバイパス回路(40)に
は、2つのキャピラリチューブ(42a,42b)が並列に設
けられている。このうち、第2のキャピラリチューブ
(42b)の上流には、切換電磁弁(43)が設けられてい
る。この切換電磁弁(43)は、以下のように操作され
る。
In the bypass circuit (40) according to the second embodiment, two capillary tubes (42a, 42b) are provided in parallel. Among them, a switching solenoid valve (43) is provided upstream of the second capillary tube (42b). This switching solenoid valve (43) is operated as follows.

【0056】例えば、第3の冷凍ユニット(13c)のみ
がサーモオフし、第1及び第2の冷凍ユニット(13a,13
b)では冷却運転を継続する場合、切換電磁弁(43)が
閉鎖される。この状態で、サーモオフした第3の冷凍ユ
ニット(13c)の冷凍用蒸発器3に送られていた量に相
当する冷媒が、バイパス回路(40)へ流入する。この冷
媒は、第1のキャピラリチューブ(42a)のみを通って
減圧され、その後に冷媒熱交換器(50)の第2通路(5
2)へ導入される。
For example, only the third refrigeration unit (13c) is turned off and the first and second refrigeration units (13a, 13c) are turned off.
In b), when the cooling operation is continued, the switching solenoid valve (43) is closed. In this state, the refrigerant corresponding to the amount sent to the refrigeration evaporator 3 of the third refrigeration unit (13c) that has been thermo-off flows into the bypass circuit (40). This refrigerant is depressurized only through the first capillary tube (42a), and then the second passage (5) of the refrigerant heat exchanger (50).
Introduced in 2).

【0057】一方、第2及び第3の冷凍ユニット(13b,
13c)がサーモオフし、第1の冷凍ユニット(13a)のみ
が冷却運転を継続する場合、切換電磁弁(43)が開放さ
れる。この状態で、サーモオフした第2及び第3の冷凍
ユニット(13b,13c)の冷凍用蒸発器(32b,32c)に送ら
れていた量に相当する冷媒が、バイパス回路(40)へ流
入する。この冷媒は、両キャピラリチューブ(42a,42
b)に分配され、各キャピラリチューブ(42a,42b)で減
圧された後に冷媒熱交換器(50)の第2通路(52)へ導
入される。
On the other hand, the second and third refrigeration units (13b,
When the thermostat 13c is turned off and only the first refrigeration unit (13a) continues the cooling operation, the switching solenoid valve (43) is opened. In this state, the refrigerant corresponding to the amount sent to the refrigeration evaporators (32b, 32c) of the second and third refrigeration units (13b, 13c) that have been thermo-off flows into the bypass circuit (40). This refrigerant is supplied to both capillary tubes (42a, 42a).
After being distributed to b), the pressure is reduced in each of the capillary tubes (42a, 42b), and then introduced into the second passage (52) of the refrigerant heat exchanger (50).

【0058】つまり、バイパス回路(40)に流入する冷
媒量が増大すると、これに対応して第1及び第2のキャ
ピラリチューブ(42a,42b)を用いて冷媒の減圧を行
う。これによって、冷媒熱交換器(50)の第2通路(5
2)へ導入される冷媒の圧力を、適切に維持するように
している。
That is, when the amount of the refrigerant flowing into the bypass circuit (40) increases, the pressure of the refrigerant is reduced using the first and second capillary tubes (42a, 42b). Thereby, the second passage (5) of the refrigerant heat exchanger (50)
The pressure of the refrigerant introduced into 2) is maintained appropriately.

【0059】[0059]

【発明のその他の実施の形態】上記実施形態1では、バ
イパス回路(40)にキャピラリチューブ(42)を設けて
冷媒の減圧を行っているが、これに代えて、以下のよう
な構成としてもよい。つまり、図4に示すように、キャ
ピラリチューブ(42)に代えてバイパス回路(40)の電
動膨張弁(44)を設けてもよい。この場合には、冷凍用
蒸発器(32a,32b)へ送られる冷媒量を、段階的にでは
なく連続的に調節でき、運転条件により適した冷却運転
を行うことが可能となる。
Other Embodiments In the first embodiment described above, the capillary tube (42) is provided in the bypass circuit (40) to reduce the pressure of the refrigerant. Alternatively, the following configuration may be adopted. Good. That is, as shown in FIG. 4, an electric expansion valve (44) of a bypass circuit (40) may be provided instead of the capillary tube (42). In this case, the amount of refrigerant sent to the refrigerating evaporator (32a, 32b) can be continuously adjusted instead of stepwise, and a cooling operation more suitable for operating conditions can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態1に係る低温側冷媒回路の配管系統図
である。
FIG. 1 is a piping diagram of a low-temperature side refrigerant circuit according to a first embodiment.

【図2】実施形態1に係る高温側冷媒回路の配管系統図
である。
FIG. 2 is a piping system diagram of a high-temperature side refrigerant circuit according to Embodiment 1.

【図3】実施形態2に係る低温側冷媒回路の配管系統図
である。
FIG. 3 is a piping diagram of a low-temperature side refrigerant circuit according to a second embodiment.

【図4】その他の実施形態に係る低温側冷媒回路の配管
系統図である。
FIG. 4 is a piping diagram of a low-temperature side refrigerant circuit according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(20) 高温側冷媒回路 (26) カスケードコンデンサ(中間熱交換器) (30) 低温側冷媒回路 (32a,32b,32c) 冷凍用蒸発器(蒸発器) (35a,35b,35c) 感温膨張弁(膨張機構) (38) 圧縮機 (40) バイパス回路 (50) 冷媒熱交換器 (20) High-temperature side refrigerant circuit (26) Cascade condenser (intermediate heat exchanger) (30) Low-temperature side refrigerant circuit (32a, 32b, 32c) Refrigeration evaporator (evaporator) (35a, 35b, 35c) Thermal expansion Valve (expansion mechanism) (38) Compressor (40) Bypass circuit (50) Refrigerant heat exchanger

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温側冷媒回路(20)と低温側冷媒回路
(30)と中間熱交換器(26)とを備え、高温側冷媒回路
(20)を循環する冷媒と低温側冷媒回路(30)を循環す
る冷媒とが中間熱交換器(26)において熱交換して二元
冷凍サイクルを行う二元冷凍装置であって、 上記低温側冷媒回路(30)には、 圧縮機(38)と、中間熱交換器(26)と、冷媒の膨張機
構(35a,35b)と、蒸発器(32a,32b)とが接続されると
共に、 凝縮した冷媒の一部が上記蒸発器(32a,32b)をバイパ
スすることによって該蒸発器(32a,32b)へ送る冷媒量
を調節し、且つ上記蒸発器(32a,32b)をバイパスする
冷媒を利用して上記圧縮機(38)で圧縮された冷媒の一
部を凝縮させるためのバイパス手段が設けられている二
元冷凍装置。
The refrigerant circuit includes a high-temperature side refrigerant circuit (20), a low-temperature side refrigerant circuit (30), and an intermediate heat exchanger (26). ) Is a binary refrigeration system that exchanges heat with the refrigerant circulating in the intermediate heat exchanger (26) to perform a binary refrigeration cycle, and the low-temperature side refrigerant circuit (30) includes a compressor (38) The intermediate heat exchanger (26), the refrigerant expansion mechanism (35a, 35b), and the evaporator (32a, 32b) are connected, and a part of the condensed refrigerant is removed from the evaporator (32a, 32b). The amount of refrigerant sent to the evaporator (32a, 32b) is adjusted by bypassing the refrigerant, and the refrigerant compressed by the compressor (38) using the refrigerant bypassing the evaporator (32a, 32b). Binary refrigeration system provided with bypass means for partially condensing.
【請求項2】 請求項1記載の二元冷凍装置において、 低温側冷媒回路(30)には、複数の蒸発器(32a,32b)
が互いに並列に接続される一方、 バイパス手段は、凝縮した冷媒の一部が上記蒸発器(32
a,32b)の全てをバイパスするように構成されている二
元冷凍装置。
2. The two-way refrigeration system according to claim 1, wherein the low-temperature side refrigerant circuit (30) includes a plurality of evaporators (32a, 32b).
Are connected in parallel with each other, while the bypass means is configured so that a part of the condensed refrigerant
a, 32b) A binary refrigeration system configured to bypass all of the above.
【請求項3】 請求項1又は2記載の二元冷凍装置にお
いて、 バイパス手段は、蒸発器(32a,32b)をバイパスする冷
媒と圧縮機(38)で圧縮された冷媒とを熱交換させる冷
媒熱交換器(50)を備えている二元冷凍装置。
3. The binary refrigeration system according to claim 1, wherein the bypass means exchanges heat between the refrigerant bypassing the evaporator (32a, 32b) and the refrigerant compressed by the compressor (38). Binary refrigeration system equipped with a heat exchanger (50).
【請求項4】 請求項3記載の二元冷凍装置において、 バイパス手段は、凝縮後に膨張機構(35a,35b)へ送ら
れる冷媒の一部が蒸発器(32a,32b)をバイパスするた
めに流入し、且つ流入した冷媒の一部を減圧して冷媒熱
交換器(50)へ導入するためのバイパス回路(40)を備
えている二元冷凍装置。
4. The two-way refrigeration system according to claim 3, wherein the bypass means flows a part of the refrigerant sent to the expansion mechanism (35a, 35b) after the condensation to bypass the evaporator (32a, 32b). And a bypass refrigeration system including a bypass circuit (40) for reducing the pressure of a part of the refrigerant flowing into the refrigerant heat exchanger (50).
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