JP2002235960A - プロセス冷却及び空調用のパッケージ装置とその熱源供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空調用冷熱源と冷蔵、冷凍のプロセス冷却用
冷熱源の２〜３系統よりなる冷却機能と、加熱機能とよ
りなる多機能冷凍サイクルを備え、且つ環境破壊の恐れ
のない自然系１次冷媒とブライン系２次冷媒を作動媒体
として使用したプロセス冷却及び空調用のパッケージ装
置と、系統の安定運転を可能とする熱源供給方法とを提
供する。 【構成】 本発明のプロセス冷却及び空調用のパッケー
ジ装置は、二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルよりなる多
機能冷凍サイクル３０と、空調冷温熱回路２７と、プロ
セス冷熱回路２６とより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンビニエンスス
トアやスーパや工場の空調、プロセス冷却等に必要とす
る複数の冷温熱を一括供給でき、環境破壊の恐れの無い
自然系冷媒であるアンモニアを１次冷媒として使用し、
食品安全性のあるエタノールブライン等を２次冷媒とし
て使用した、多機能のプロセス冷却及び空調用のパッケ
ージ装置とその熱源供給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されている冷凍サイクルで
は、圧縮機を１台使用する一段圧縮方式と高段及び低段
の２台の圧縮機を使用する二段圧縮方式とがあり、二段
圧縮方式には一段膨張方式と二段膨張方式がある。前記
多機能冷凍サイクルについては、特開平７−２２５０２
９号公報に記載された提案がある。

【０００３】上記提案は、二段圧縮一段膨張方式の改良
型に係わるもので、低段、高段の２台の圧縮機を通年に
わたり２台運転と１台運転とに使い分け、切り換え運転
を行なうようにして暖房用温熱源と貯湯用高温熱源と製
氷用冷熱源を得るようにしたものである。例えば、冬期
は；２台の高段、低段の圧縮機を運転し、外気より吸熱
を行い、室内熱交換器で放熱、暖房用温熱源とするとと
もに、貯湯兼製氷槽熱交換器で貯湯用高温熱源を得る。
夏期には；２台の高段、低段の圧縮機を運転し、夜間電
力で貯湯製氷槽熱交換器で製氷蓄熱させ、冷熱源とす
る。春秋中間期には；高段圧縮機１台で作動させ、貯湯
兼製氷槽熱交換器で凝縮放熱させている。斯くして、従
来の冬期における暖房能力の低下を抑制し、通年にわた
り高効率でかつ高能力での暖房、貯湯、製氷の冷温熱源
を得ている。なお、本提案の場合、外気温度、各熱交換
器と圧縮機出入口の温度と圧力をセンサで測定し１台作
動、及び２台作動の切り替えに適切な制御を必要として
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近は昼夜
通して営業をするコンビエンスストアや夜遅くまで営業
するスーパが増える傾向にあり、しかもそれらの各店舗
には常時一定雰囲気温度に保持する空調設備と冷蔵・冷
凍ショーケースを設け、それぞれ冷凍、冷蔵対象物の鮮
度維持を図っており、無駄な電力の消費防止と負荷の平
準化が要求されるとともに、前記空調用熱源、冷凍、冷
蔵用ないしプロセス冷却用熱源を単一システムに内蔵さ
せ、店舗内の空調及びプロセス冷却の総合的且つ効率的
熱管理が要求されている。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、空調用冷熱源と冷蔵、冷凍のプロセス冷却用冷熱源
の２〜３系統よりなる冷却機能と、加熱機能とよりなる
多機能冷凍サイクルを備え、且つ環境破壊の恐れのない
自然系１次冷媒とブライン系２次冷媒を使用したプロセ
ス冷却及び空調用のパッケージ装置と、系統の安定運転
を可能とする熱源供給方法の提供を目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明のプロセ
ス冷却及び空調用のパッケージ装置は、自然系冷媒を作
動媒体とする低段圧縮機と高段圧縮機と低段蒸発器と高
段蒸発器と高圧受液器と空冷凝縮器と高段蒸発用膨張弁
と低段蒸発用膨張弁とで二段圧縮一段膨張式冷凍サイク
ルを形成させパッケージ内に一体収納状に構成したパッ
ケージ装置であって、前記高圧受液器より低段蒸発器に
至る高圧管路を分岐して、高段蒸発用膨張弁と中間冷却
器を経由して高段圧縮機の吸入側に至る中間圧管路を設
け、該中間圧管路を介して高圧受液器よりの液冷媒の一
部を中間冷却器である高段蒸発器に導入蒸発させ、該蒸
発器による空調用冷熱源と、高段圧縮機の吐出側管路に
設けた温水熱交換器による空調用温熱源と、を選択的若
しくは同時に形成させるとともに、一方、前記高圧管路
を介して低段蒸発用膨張弁を経由して低段蒸発器に導入
される液冷媒の蒸発によりプロセス冷熱回路を形成する
プロセス冷却用冷熱源を形成させ、少なくとも３種の熱
源を利用可能に構成したことを特徴とする。

【０００７】本発明は、その最大目的である多機能冷凍
サイクルを二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルの使用によ
り形成させ、空調用冷熱源と空調用温熱源とプロセス冷
却用冷熱源の３種の熱源を利用可能にしている。また、
環境保全のため、１次冷媒に自然系冷媒を使用し、オゾ
ン層破壊係数零、地球温暖化係数零のアンモニア等を使
用するようにしたものである。また、熱源機はパッケー
ジ内に一体収納する構造とし、現場における取り付け作
業は各冷熱源と負荷との間の２次冷媒管路の配設に止
め、マシーン部は工場での緻密な製造管理のもとに製造
された完結型とし、特にマシーン部における液冷媒、冷
媒ガスの漏洩等による故障を皆無としてある。

【０００８】そこで、本発明は請求項１においては、低
段圧縮機と高段圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧
受液器と空冷凝縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨
張弁とで二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルを構成する。
該冷凍サイクルにより、前記高圧受液器より高段蒸発用
膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮機の吸入側に至
る中間圧管路を分岐させ、該中間圧管路を介して高圧受
液器よりの液冷媒の一部を使用して中間冷却器である高
段蒸発器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱源
を形成させ、また、高段圧縮機の吐出側管路に温水熱交
換器を設け、該熱交換器を介して低段圧縮機と高段圧縮
機による圧縮熱と熱交換して空調用温熱源を形成させ、
前記空調用冷熱源と空調用温熱源とを使い分けて、例え
ば店舗内の暖冷房を行なうようにしてある。また、前記
高圧受液器内の大部分の液冷媒を低段蒸発用膨張弁を介
して低段蒸発器に導入して、該蒸発器でプロセス冷却用
冷熱源を形成させ、プロセス冷熱回路を介して例えばシ
ョーケース内の冷蔵または冷凍負荷の冷却を行なうよう
にしてある。

【０００９】また、前記請求項１記載のプロセス冷熱回
路は、プロセス負荷熱交換手段と冷凍用凝縮器とを設
け、該凝縮器により別途設けた冷凍負荷用の冷凍サイク
ルを介して冷凍負荷を冷却させる構成としたことを特徴
とする。

【００１０】上記請求項２記載の発明は、前記請求項１
記載の発明において形成されたプロセス冷却用冷熱源よ
りの冷熱を負荷に供給するプロセス冷熱回路に、冷凍用
凝縮器を設け該凝縮器の作動を介して別途設けた冷凍負
荷用の冷凍サイクルを作動させるようにしたものであ
る。

【００１１】また、前記請求項１記載のプロセス冷熱回
路は、プロセス負荷熱交換手段に並列に氷蓄熱槽を設け
たことを特徴とする。

【００１２】上記請求項３記載の発明は、前記請求項１
記載の発明において形成されたプロセス冷却用冷熱源よ
り冷熱を冷蔵ないし冷凍のプロセス冷却負荷に供給する
プロセス冷熱回路に氷蓄熱槽を付設し、負荷と熱源との
間に前記氷蓄熱槽を介在させ、熱源との間にバッファー
タンクを形成するとともに、電力使用の平準化を図って
いる。また、氷蓄熱槽に蓄熱された冷熱の適宜使用によ
り効率化を図っている。

【００１３】また、前記請求項３記載のプロセス冷熱回
路は、プロセス負荷熱交換手段と氷蓄熱槽との並列回路
に直列に冷凍用凝縮器を設け、該凝縮器により別途設け
た冷凍負荷用の冷凍サイクルを介して冷凍負荷を冷却さ
せるとともに、前記氷蓄熱槽より空調用冷水を供給する
構成としたことを特徴とする。

【００１４】上記請求項４記載の発明は、前記プロセス
冷熱回路にプロセス冷却負荷と氷蓄熱槽とを並列に設
け、該並列回路に直列に冷凍用凝縮器を設け、該凝縮器
に別途設けた冷凍負荷用の冷凍サイクルを介して冷凍負
荷を冷却させるとともに、前記氷蓄熱槽より空調用冷水
を供給するようにしたもので、高段圧縮機故障の場合に
対応できるようにしてある。

【００１５】また、前記請求項１、２若しくは３記載の
低段圧縮機及び高段圧縮機は負荷の変動に対し、回転数
制御を行なう構成としたことを特徴とする。

【００１６】また、前記請求項１、２若しくは３記載の
プロセス冷却用冷熱源、空調冷熱源、冷凍用冷熱源を形
成する熱源機は屋外に設け、２次冷媒に冷ブラインを使
用するとともに、空調熱媒体に冷温水を使用する構成と
し、間接熱交換器は直膨式の構成としたことを特徴とす
る。

【００１７】上記請求項６記載の発明は、熱源機はパッ
ケージ状として屋外に設け、特に１次冷媒にアンモニア
使用の場合は漏洩アンモニアガスの店舗内への拡散を防
止する。また、屋外に設けた熱源機の熱源と、屋内に付
設した冷蔵、冷凍のプロセス冷却負荷との間を結ぶ２次
冷媒には食品安全性が高く、廃棄時に環境汚染を起こさ
ないエタノール等のブラインを使用するようにし、空調
熱媒体には冷温水を使用するようにしてある。

【００１８】また、前記請求項１、２若しくは３記載の
高段圧縮機の吐出側管路に設けた空冷凝縮器は散水型と
し、アンモニア使用時の高圧異常昇圧時に対応させたこ
とを特徴とする。

【００１９】上記請求項７記載の発明は、空冷凝縮器に
使用する散水は前記氷蓄熱槽の冷水を使用するようにし
ても良い。

【００２０】また、前記請求項１、２、若しくは３記載
の低段蒸発器、高段蒸発器、温水熱交換器、冷凍用凝縮
器には、完全溶接タイプのプレート式熱交換器を使用す
る構成としたことを特徴とする。

【００２１】上記請求項８記載の発明は、請求項１、
２、若しくは３記載の低段、高段蒸発器、温水熱交換器
や冷凍用凝縮器には、ろう付けにより一体形成された構
造のプレート式熱交換器を使用する構成にしてあるた
め、高ＣＯＰ運転を可能にしている。

【００２２】また、前記請求項１、２、若しくは３記載
のプロセス冷熱回路に使用するチルド用オープンショー
ケースの循環ブラインの設定温度を、空調機吸込み温度
（店舗内室温）に略比例させて調整可能に構成したこと
を特徴とする。

【００２３】上記請求項９記載の発明は、オープンショ
ーケースの性能は店内環境に大きく左右されるため、該
ケースの循環ブラインの設定温度を、空調機吸込み温度
（店舗内室温）に略比例させて調整可能に構成したもの
である。

【００２４】また、前記請求項１、２、若しくは３記載
の低段圧縮機及び高段圧縮機は、負荷の変動に対し回転
数制御を行なう構成としたことを特徴とする。

【００２５】また、前記請求項１、２、若しくは３記載
のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置の熱源供給
方法は、自然系冷媒を作動媒体とする低段圧縮機と高段
圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧受液器と空冷凝
縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨張弁とで二段圧
縮一段膨張式冷凍サイクルを形成させパッケージ内に一
体収納状に構成したパッケージ装置であって、前記高圧
受液器より低段蒸発器に至る高圧管路を分岐して、高段
蒸発用膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮機の吸入
側に至る中間圧管路を設け、該中間圧管路を介して高圧
受液器よりの液冷媒の一部を中間冷却器である高段蒸発
器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱源と、高
段圧縮機の吐出側管路に設けた温水熱交換器による空調
用温熱源と、を選択的若しくは同時に形成させるととも
に、一方、前記高圧管路を介して低段蒸発用膨張弁を経
由して低段蒸発器に導入される液冷媒の蒸発によりプロ
セス冷却用冷熱源を形成させ、少なくとも３種の熱源を
利用可能に構成し、前記高段圧縮機の故障時に、前記中
間圧管路を閉鎖して低段圧縮機を運転し、高圧受液器の
液冷媒を低段蒸発用膨張弁を介して低段蒸発器に導入さ
せて、プロセス冷却運転を可能とさせたことを特徴とす
る。

【００２６】上記請求項１１記載の発明は、請求項１、
２、若しくは３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケ
ージ装置の高段圧縮機の故障が起きたときの熱源供給方
法を記載したもので、この場合は、中間圧管路を閉鎖し
て高段蒸発器の作動の停止に伴う空調負荷を停止させる
とともに、低段圧縮機を運転し高圧受液器の液冷媒を低
段蒸発用膨張弁を介して低段蒸発器に導入させ、最重要
系統であるプロセス冷却運転を可能としたものである。

【００２７】また、前記請求項１１記載の高段圧縮機の
故障時には、低段圧縮機の駆動モータにポールチェンジ
モータを使用して、前記故障時のプロセス冷却の負荷容
量変化に対応させたことを特徴とする。

【００２８】上記請求項１２記載の発明は、前記請求項
１１と同様に高段圧縮機故障の場合の熱源供給方法の別
の方法を記載したもので、この場合は低段圧縮機の駆動
モータに極数変換モータを使用し、負荷の変動に対応さ
せるようにしたものである。

【００２９】また、前記請求項１、２、若しくは３記載
のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置の熱源供給
方法は、自然系冷媒を作動媒体とする低段圧縮機と高段
圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧受液器と空冷凝
縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨張弁とで二段圧
縮一段膨張式冷凍サイクルを形成させパッケージ内に一
体収納状に構成したパッケージ装置であって、前記高圧
受液器より低段蒸発器に至る高圧管路を分岐して、高段
蒸発用膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮機の吸入
側に至る中間圧管路を設け、該中間圧管路を介して高圧
受液器よりの液冷媒の一部を中間冷却器である高段蒸発
器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱源と、高
段圧縮機の吐出側管路に設けた温水熱交換器による空調
用温熱源と、を選択的若しくは同時に形成させるととも
に、一方、前記高圧管路を介して低段蒸発用膨張弁を経
由して低段蒸発器に導入される液冷媒の蒸発によりプロ
セス冷却用冷熱源を形成させ、少なくとも３種の熱源を
利用可能に構成し、前記低段圧縮機の故障時には、高段
圧縮機を一段圧縮機として構成し、低段蒸発器を介して
プロセス冷却用冷熱源を生成をする構成としたことを特
徴とする。

【００３０】上記請求項１３記載の発明は、請求項１、
２、若しくは３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケ
ージ装置の低段圧縮機の故障の場合の熱源供給方法を記
載したもので、この場合は、高段圧縮機を一段圧縮機と
して作動させ、低段蒸発器を介してプロセス冷却用冷熱
源を生成させ、最重要系統の機能を確保する構成とした
ものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特
に特定的な記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１
は本発明のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置の
概略の構成を示す図で、図２は、図１のプロセス負荷の
概略の構成を示す図である。図３は、図１のプロセス負
荷に、冷蔵負荷と氷蓄熱槽を並列状に設け、該並列状負
荷に直列に設けた冷凍用凝縮器とより構成した場合の高
段機故障時の熱源供給方法を示す図で、図４は図３と同
様のプロセス負荷を使用した場合においての低段機故障
時の熱源供給方法を示す図である。

【００３２】図１に示すように、本発明のプロセス冷却
及び空調用のパッケージ装置は、二段圧縮一段膨張式冷
凍サイクルよりなる多機能冷凍サイクル３０と、空調冷
温熱回路２７と、プロセス冷熱回路２６とより構成す
る。

【００３３】前記多機能冷凍サイクル３０は、アンモニ
アを作動媒体とし、低段機１０、高段機１１、低段蒸発
器１２、中間冷却器として作動する高段蒸発器１３、温
水器１４と空冷凝縮器１５、高圧受液器１６、高段蒸発
用膨張弁ＥＸＰ２、低段蒸発用膨張弁ＥＸＰ１より構成
する。

【００３４】そして、前記多機能冷凍サイクル３０にお
いては、図１に見るように、低段蒸発器１２で蒸発した
蒸発後の冷媒ガスは低段機１０に吸入され中間圧力まで
圧縮され、中間冷却器である高段蒸発器１３を出た低温
ガスにより過冷却状態から飽和状態まで冷却され、つい
で高段機１１に吸入され圧縮され高圧高温冷媒ガスを形
成する。該高圧高温冷媒ガスは温水熱交換器である温水
器１４へ導入され該温水器で温熱源１４ｂを形成する。
そして、前記温水器１４を経由した高温高圧冷媒ガスは
空冷凝縮器１５で冷却凝縮され液冷媒として高圧受液器
１６に貯留される。高圧受液器１６を出た液冷媒の一部
は高圧管路２５より分岐する中間圧管路２４を経由し高
段蒸発用膨張弁ＥＸＰ２を介して高段蒸発器１３で蒸発
し、該蒸発器で空調用冷熱源１３ｂを形成し、低温ガス
は前記したように低段機１０の吐出ガスと合流する。一
方前記高圧受液器１６を出た液冷媒の大部分は高圧管路
２５、低段蒸発用膨張弁ＥＸＰ１を経由して低段蒸発器
１２に導入され、該低段蒸発器１２でプロセス冷却用冷
熱源１２ｂを形成する。

【００３５】前記空調冷温熱回路２７は、作動媒体に冷
温水を使用し、熱源に温熱源１４ｂと空調用冷熱源１３
ｂとを使用し、空調負荷１７に温熱または冷熱を選択的
に適宜切り替え供給し暖冷房を行なうようにしてある。

【００３６】前記プロセス冷熱回路２６は、作動媒体に
環境に優しいブラインを使用し、熱源に前記プロセス冷
却用冷熱源１２ｂを使用し、負荷側に設けたプロセス負
荷２８とより構成する。前記プロセス負荷２８は、図２
に示すように、冷蔵負荷１８と氷蓄熱槽２３との並列回
路に直列に設けた冷凍用凝縮器１９とより構成し、該冷
凍用凝縮器１９には、該凝縮器により作動する冷凍用冷
凍機２０と、冷凍負荷２２に冷凍ブラインポンプ２１ａ
を介して冷凍熱を供給する冷凍蒸発器２１とより構成し
てある。なお、冷凍プロセス負荷２８は冷蔵負荷１８の
みで構成してもよく、または並設した冷蔵負荷１８と氷
蓄熱槽２３のみで構成しても良い。前記蓄熱槽２３は並
設した負荷の変動に対応してバッファーとして作動する
ばかりでなく、使用電力の平準化にも貢献し、蓄熱し冷
熱を適宜他の負荷例えば空調用冷水として使用しても良
い。なお、前記冷凍用凝縮器１９を冷蔵負荷の戻り冷ブ
ラインで冷却し省エネ化を図っている。なお、プロセス
冷熱回路２６に使用する循環ブライン設定温度は、冷蔵
負荷１８にチルド用オープンショーケースを使用する場
合は、空調機吸込み温度（店舗内温度）に略比例させて
調整可能にしてある。

【００３７】前記多機能冷凍サイクル３０を形成する低
段機１０、高段機１１、低段蒸発器１２、高段蒸発器１
３、温水器１４と空冷凝縮器１５、高圧受液器１６、低
段蒸発用膨張弁ＥＸＰ１、高段蒸発用膨張弁ＥＸＰ２よ
りなる熱源機をパッケージ状の一体構造として屋外に設
け、特に１次冷媒にアンモニア使用の場合は散水除害装
置等を付設して漏洩アンモニアガスの店舗内への拡散を
防止する。また、屋外に設けた熱源機の熱源と、屋内に
付設した冷蔵、冷凍のプロセス冷却負荷との間を結ぶ２
次冷媒には食品安全性が高く、廃棄時に環境汚染を起こ
さないエタノール等のブラインを使用するようにし、空
調熱媒体には冷温水を使用するようにしてある。

【００３８】前記空冷凝縮器１５は、図１に示すように
散水ポンプ１５ａによる散水冷却の可能の構造とし、特
に自然系冷媒にアンモニア使用時の高圧異常昇圧時に対
応できるようにしてある。また、前記氷蓄熱槽を設置し
てない場合は、負荷の変動に対しては、前記低段機１
０、高段機１１の回転数制御を行なう構成とし、例えば
駆動モータに極数可変モータを使用しても良い。また、
低段、高段蒸発器や温水熱交換器や冷凍用凝縮器には、
ろう付けにより一体形成された構造のプレート式熱交換
器を使用する構成にしてあるため、高ＣＯＰ運転を可能
にしている。

【００３９】図３には、図１のプロセス負荷２８を、冷
蔵負荷１８と氷蓄熱槽２３を並列状に設け、該並列状負
荷に直列に設けた冷凍用凝縮器１９とより構成した場合
のパッケージ状装置の高段機１１の故障に対する熱源供
給方法を示してある。前記高段機１１の故障時には、前
記中間圧管路２４を閉鎖して高圧受液器１６の液冷媒を
低段蒸発用膨張弁ＥＸＰ１を介して低段蒸発器１２に導
入させて、低段圧縮機を介しての最重要系統であるプロ
セス冷却運転を可能としたものである。そして、空調冷
温熱回路２７には、プロセス冷熱回路２６に設けた氷蓄
熱槽２３より冷水を供給し、または温熱源１４ｂより温
水を供給して、空調用冷熱源１３ｂの作動停止に対応さ
せている。

【００４０】図４には、図１のプロセス負荷２８を、冷
蔵負荷１８と氷蓄熱槽２３を並列状に設け、該並列状負
荷に直列に設けた冷凍用凝縮器１９とより構成した場合
のパッケージ状装置の 低段機１０の故障に対する熱源
供給方法を示してある。この場合は、図に見るように、
高段機１１を一段圧縮機として作動させ、高圧受液器１
６の液冷媒を高圧管路２５、低段蒸発膨張弁ＥＸＰ１を
介して低段蒸発器１２に導入させ、該蒸発器によりプロ
セス冷却用冷熱源１２ｂを形成させ、最重要系統の機能
を確保する構成としたものである。この場合も高段蒸発
器１３は作動しないため、空調用冷熱源はプロセス冷却
回路２６に設けた氷蓄熱槽２３よりの冷却水に行なうよ
うにしている。

【００４１】

【発明の効果】上記構成により、空調用冷熱源と冷蔵、
冷凍のプロセス冷却用冷熱源よりなる２〜３系統の冷却
系よりなる冷却機能と、加熱機能とを備えることによ
り、多機能化を図ることができ、且つ自然系１次冷媒と
ブライン系２次冷媒の使用により環境に優しい冷却運転
を可能とし、また、プロセス負荷に氷蓄熱槽を付設する
ようにしてあるため高段／低段機の故障時の熱源供給の
安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプロセス冷却及び空調用のパッケー
ジ装置の概略の構成を示す図である。

【図２】 図１のプロセス負荷の概略の構成を示す図で
ある。

【図３】 図１のプロセス負荷に、冷蔵負荷と氷蓄熱槽
を並列状に設け、該並列状負荷に直列に設けた冷凍用凝
縮器とより構成した場合の高段機故障時の熱源供給方法
を示す図である。

【図４】 図３と同様のプロセス負荷を使用した場合に
おいての低段機故障時の熱源供給方法を示す図である。

【符号の説明】

１０ 低段機 １１ 高段機 １２ 低段蒸発器 １３ 高段蒸発器 １４ 温水器 １５ 空冷凝縮器 １６ 高圧受液器 １７ 空調負荷 １８ 冷蔵負荷 １９ 冷凍用凝縮器 ２０ 冷凍用冷凍機 ２１ 冷凍蒸発器 ２２ 冷凍負荷 ２３ 氷蓄熱槽 ２４ 中間圧管路 ２５ 高圧管路 ２６ プロセス冷却回路 ２７ 空調冷温熱回路 ２８ プロセス負荷 ３０ 多機能冷凍サイクル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小早川 智明 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 佐々木 道生 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 濱岡 幸夫 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 米田 弘和 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 (72)発明者 工藤 孝典 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自然系冷媒を作動媒体とする低段圧縮機
   と高段圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧受液器と
   空冷凝縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨張弁とで
   二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルを形成させパッケージ
   内に一体収納状に構成したパッケージ装置であって、 前記高圧受液器より低段蒸発器に至る高圧管路を分岐し
   て、高段蒸発用膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮
   機の吸入側に至る中間圧管路を設け、該中間圧管路を介
   して高圧受液器よりの液冷媒の一部を中間冷却器である
   高段蒸発器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱
   源と、高段圧縮機の吐出側管路に設けた温水熱交換器に
   よる空調用温熱源と、を選択的若しくは同時に形成させ
   るとともに、 一方、前記高圧管路を介して低段蒸発用膨張弁を経由し
   て低段蒸発器に導入される液冷媒の蒸発により、プロセ
   ス冷熱回路を形成するプロセス冷却用冷熱源を形成さ
   せ、 少なくとも３種の熱源を利用可能に構成したことを特徴
   とするプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置。
2. 【請求項２】 前記プロセス冷熱回路は、プロセス負荷
   熱交換手段と冷凍用凝縮器とを設け、該凝縮器により別
   途設けた冷凍負荷用の冷凍サイクルを介して冷凍負荷を
   冷却させる構成としたことを特徴とする請求項１記載の
   プロセス冷却及び空調用のパッケージ装置。
3. 【請求項３】 前記プロセス冷熱回路は、プロセス負荷
   熱交換手段に並列に氷蓄熱槽を設けたことを特徴とする
   請求項１、２記載のプロセス冷却及び空調用のパッケー
   ジ装置。
4. 【請求項４】 前記プロセス冷熱回路は、プロセス負荷
   熱交換手段と氷蓄熱槽との並列回路に直列に冷凍用凝縮
   器を設け、該凝縮器により別途設けた冷凍負荷用の冷凍
   サイクルを介して冷凍負荷を冷却させるとともに、前記
   氷蓄熱槽より空調用冷水を供給する構成としたことを特
   徴とする請求項３記載のプロセス冷却及び空調用のパッ
   ケージ装置。
5. 【請求項５】 前記低段圧縮機及び高段圧縮機は負荷の
   変動に対し、回転数制御を行なう構成としたことを特徴
   とする請求項１、２、若しくは３記載のプロセス冷却及
   び空調用のパッケージ装置。
6. 【請求項６】 前記プロセス冷却用冷熱源、空調用冷熱
   源、冷凍用冷熱源を形成する熱源機は屋外に設け、２次
   冷媒に冷ブラインを使用するとともに、空調熱媒体に冷
   温水を使用する構成とし、間接熱交換器は直膨式の構成
   としたことを特徴とする、請求項１、２、若しくは３記
   載のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置。
7. 【請求項７】 前記高段圧縮機の吐出側管路に設けた空
   冷凝縮器は散水型とし、アンモニア使用時の高圧異常昇
   圧時に対応させたことを特徴とする請求項１、２、若し
   くは３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装
   置。
8. 【請求項８】 前記低段蒸発器、高段蒸発器、温水熱交
   換器、冷凍凝縮器には、完全溶接タイプのプレート式熱
   交換器を使用する構成としたことを特徴とする請求項
   １、２、若しくは３記載のプロセス冷却及び空調用のパ
   ッケージ装置。
9. 【請求項９】 前記プロセス冷熱回路に使用するチルド
   用オープンショーケースの循環ブラインの設定温度を、
   空調機吸込み温度（店舗内室温）に略比例させて調整可
   能に構成したことを特徴とする請求項１、２、若しくは
   ３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装置。
10. 【請求項１０】 前記低段圧縮機及び高段圧縮機は、負
    荷の変動に対し回転数制御を行なう構成としたことを特
    徴とする請求項１、２、若しくは３記載のプロセス冷却
    及び空調用のパッケージ装置。
11. 【請求項１１】 自然系冷媒を作動媒体とする低段圧縮
    機と高段圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧受液器
    と空冷凝縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨張弁と
    で二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルを形成させパッケー
    ジ内に一体収納状に構成したパッケージ装置であって、 高圧受液器より低段蒸発器に至る高圧管路を分岐して、
    高段蒸発用膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮機の
    吸入側に至る中間圧管路を設け、該中間圧管路を介して
    高圧受液器よりの液冷媒の一部を中間冷却器である高段
    蒸発器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱源
    と、高段圧縮機の吐出側管路に設けた温水熱交換器によ
    る空調用温熱源と、を選択的若しくは同時に形成させる
    とともに、 一方、前記高圧管路を介して低段蒸発用膨張弁を経由し
    て低段蒸発器に導入される液冷媒の蒸発によりプロセス
    冷却用冷熱源を形成させて、少なくとも３種の熱源を利
    用可能に構成し、 前記高段圧縮機の故障時に、前記中間圧管路を閉鎖して
    低段圧縮機を運転し、高圧受液器の液冷媒を低段蒸発用
    膨張弁を介して低段蒸発器に導入させて、プロセス冷却
    運転を可能とさせたことを特徴とする請求項１、２、若
    しくは３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケージ装
    置の熱源供給方法。
12. 【請求項１２】 前記高段圧縮機の故障時には、低段圧
    縮機の駆動モータにポールチェンジモータを使用して、
    前記故障時のプロセス冷却の負荷容量変化に対応させた
    ことを特徴とする請求項１１記載のプロセス冷却及び空
    調用パッケージ装置の熱源供給方法。
13. 【請求項１３】 自然系冷媒を作動媒体とする低段圧縮
    機と高段圧縮機と低段蒸発器と高段蒸発器と高圧受液器
    と空冷凝縮器と高段蒸発用膨張弁と低段蒸発用膨張弁と
    で二段圧縮一段膨張式冷凍サイクルを形成させパッケー
    ジ内に一体収納状に構成したパッケージ装置であって、 前記高圧受液器より低段蒸発器に至る高圧管路を分岐し
    て、高段蒸発用膨張弁と中間冷却器を経由して高段圧縮
    機の吸入側に至る中間圧管路を設け、該中間圧管路を介
    して高圧受液器よりの液冷媒の一部を中間冷却器である
    高段蒸発器に導入蒸発させ、該蒸発器による空調用冷熱
    源と、高段圧縮機の吐出側管路に設けた温水熱交換器に
    よる空調用温熱源と、を選択的若しくは同時に形成させ
    るとともに、 一方、前記高圧管路を介して低段蒸発用膨張弁を経由し
    て低段蒸発器に導入される液冷媒の蒸発によりプロセス
    冷却用冷熱源を形成させ、少なくとも３種の熱源を利用
    可能に構成し、 前記低段圧縮機の故障時には、高段圧縮機を一段圧縮機
    として構成し、低段蒸発器を介してプロセス冷却用冷熱
    源を生成をする構成としたことを特徴とする請求項１、
    ２、若しくは３記載のプロセス冷却及び空調用のパッケ
    ージ装置の熱源供給方法。