JP2002286310A - Compressive refrigerating machine - Google Patents
Compressive refrigerating machineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮式冷凍機の効
率の改善、及びメンテナンス性能の向上に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in efficiency of a compression refrigerator and an improvement in maintenance performance.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開平6−129718号公報及び特開
平8−219580号公報で開示されている従来技術で
は、図11に示すように、ガスエンジンEgで圧縮機3
Bを駆動する空調システムに電動式圧縮機13Bを付加
して、ガスエンジン駆動の圧縮機系統の効率が低下する
低負荷運転時に、電動式圧縮機系統を単独で運転するこ
とにより部分負荷での効率向上をはかるようにしてい
る。また、過負荷時にはガスエンジンと電動機の両系統
を同時に運転して、空調能力を増強している。しかし、
この従来技術による方式では、電動式圧縮機13Bの単
独運転に切り換える必要のない負荷率の高い運転条件で
は効率向上に寄与しない、という問題点が存在する。2. Description of the Related Art In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-129718 and 8-219580, as shown in FIG.
The electric compressor 13B is added to the air-conditioning system that drives B, and at the time of low-load operation in which the efficiency of the compressor system driven by the gas engine is reduced, the electric compressor system is operated alone to reduce the partial load. We are trying to improve efficiency. In addition, at the time of overload, both the gas engine and the electric motor are operated at the same time to increase the air conditioning capacity. But,
In the method according to the related art, there is a problem that it does not contribute to an improvement in efficiency under an operating condition with a high load factor that does not require switching to the independent operation of the electric compressor 13B.
【0003】また、特開2000−111198号公報
で示す従来技術では、図12に示すように、ガスエンジ
ンEgと電動機13Bと圧縮機3Bを、クラッチCL1
とCL2で直列に配置させ、前案と同様の効果をあげる
ようにしている。さらに室外熱交換器5Bと室内熱交換
器10との間に蓄熱槽Chを設け、安価な深夜電力を利
用して電動機13Bの駆動で蓄熱槽Chに冷熱を蓄熱
し、必要に応じて放熱して効率向上を図っている。しか
し、この方式では、メンテナンスの安全保持等から電動
機13Bを運転したままでのガスエンジンEgの休止整
備が実質的に困難であり、また蓄熱槽Chの設置コスト
や場所の確保が問題となる等の問題点がある。In the prior art disclosed in JP-A-2000-111198, as shown in FIG. 12, a gas engine Eg, an electric motor 13B and a compressor 3B are connected to a clutch CL1.
And CL2 in series to achieve the same effect as the previous proposal. Further, a heat storage tank Ch is provided between the outdoor heat exchanger 5B and the indoor heat exchanger 10, and cold heat is stored in the heat storage tank Ch by driving the electric motor 13B using inexpensive midnight power, and heat is released as necessary. To improve efficiency. However, in this method, it is substantially difficult to stop the maintenance of the gas engine Eg while the electric motor 13B is operated, for example, from the viewpoint of maintaining safety of maintenance, and there is a problem in securing an installation cost and a place of the heat storage tank Ch. There is a problem.
【0004】換言すれば、「空調能力の増加」、「コス
ト抑制」、「メンテナンスが容易」の3点を同時に充足
する従来技術は、未だに提案されていない。[0004] In other words, the prior art which simultaneously satisfies the three points of "increase in air conditioning capacity", "cost reduction" and "easy maintenance" has not yet been proposed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、空調能
力を増加することが出来て、コストが抑制され、しかも
メンテナンス作業が容易に行われる様な圧縮式冷凍機の
提供を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can increase the air-conditioning capacity, reduce costs, and facilitate maintenance work. The purpose of the present invention is to provide a compression refrigeration machine such as that described above.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】発明者等は種々研究の結
果、第1の系統(C1)と第2の系統(C2)を設けれ
ば、メイン系統の凝縮器(5)出口冷媒の過冷却度を増
大させることにより、冷房運転時の定格条件下或いは負
荷率が高い条件下で効率の向上が図れること、及び、過
冷却の熱源を提供する(過冷却サイクルを担当する)サ
ブ系統(C2)の効率を向上すれば、全体として高効率
化が達成出来ること、の2点に着目した。As a result of various studies, the present inventors have found that if the first system (C1) and the second system (C2) are provided, the excess refrigerant in the outlet of the condenser (5) of the main system is provided. By increasing the degree of cooling, efficiency can be improved under rated conditions or high load factors during cooling operation, and a sub-system (in charge of a super-cooling cycle) that provides a super-cooling heat source (in charge of a super-cooling cycle) Attention was paid to two points that, if the efficiency of C2) is improved, higher efficiency can be achieved as a whole.
【0007】本発明の圧縮式冷凍機は、圧縮機(3)、
室外熱交換器(5)、過冷却用熱交換器(7)及び室内
熱交換器(10)を介装している第1の系統(C1)
と、圧縮機(13)及び室外熱交換器(15)を介装し
且つ前記過冷却用熱交換器(7)を介して第1の系統
(C1)と熱的に接続されている第2の系統(C2)と
を備え、第2の系統(C2)における過冷却熱交換器
(7)出口の冷媒温度(例えば20℃)は第1の系統
(C1)における室内熱交換器(10)出口の冷媒温度
(例えば5℃)よりも高温に設定されている(請求項
1)。[0007] The compression refrigerator of the present invention comprises: a compressor (3);
A first system (C1) including an outdoor heat exchanger (5), a subcooling heat exchanger (7), and an indoor heat exchanger (10).
A second system, which is provided with a compressor (13) and an outdoor heat exchanger (15) and is thermally connected to the first system (C1) via the supercooling heat exchanger (7). And the refrigerant temperature (for example, 20 ° C.) at the outlet of the subcooling heat exchanger (7) in the second system (C2) is the indoor heat exchanger (10) in the first system (C1). The temperature is set higher than the refrigerant temperature at the outlet (for example, 5 ° C.).
【0008】上記した様な構成を具備する本発明によれ
ば、第1の系統(C1)に過冷却用熱交換器(7)を介
装して、第2の系統(C2)により冷媒を過冷却させ
る。モリエル線図である図10を参照すれば明らかな様
に、この過冷却によって、等エンタルピー線Ieの左側
の領域Aaを付加することになり、定格条件下或いは負
荷率が高い条件下で効率の向上がはかれる。According to the present invention having the above-described configuration, the first system (C1) is provided with the supercooling heat exchanger (7), and the second system (C2) supplies the refrigerant. Allow to cool down. As is clear from FIG. 10 which is a Mollier diagram, this supercooling adds an area Aa on the left side of the isenthalpy line Ie, and increases the efficiency under the rated condition or the condition with a high load factor. Improve.
【0009】そして、第2の系統(C2)における過冷
却熱交換器(7)出口の冷媒温度(例えば、20℃)は
第1の系統(C1)における室内熱交換器(10)出口
の冷媒温度(例えば、5℃)よりも高温に設定する。こ
れにより、図10で示す様に、冷房能力を示す等圧線E
vを上方へ移動して、所要動力を示す幅寸法Bを減少
(△B)することになり、同一冷房能力で所要動力が大
幅に減少する。したがって効率が向上する。その結果、
第1の系統(C1)と第2の系統(C2)の全体として
も効率が向上する。The refrigerant temperature (for example, 20 ° C.) at the outlet of the subcooling heat exchanger (7) in the second system (C2) depends on the refrigerant at the outlet of the indoor heat exchanger (10) in the first system (C1). The temperature is set higher than the temperature (for example, 5 ° C.). As a result, as shown in FIG.
By moving v upward, the width B indicating the required power is reduced (△ B), and the required power is greatly reduced with the same cooling capacity. Therefore, efficiency is improved. as a result,
Efficiency is improved as a whole of the first system (C1) and the second system (C2).
【0010】本発明の実施に際しては、第1の系統(C
1)に介装された室外熱交換器(5A)が、第2の系統
(D2)の室外熱交換器(5A)として兼用されてお
り、第1の系統(C1)の室内熱交換器(10)と圧縮
器(3A)との間の領域(11)と、第2の系統(D
2)の過冷却用熱交換器(7)と圧縮機(13A)との
間の領域(18)が、開閉弁(20)を介装したライン
(19)により連通しているのが好ましい(請求項
2)。In implementing the present invention, the first system (C
The outdoor heat exchanger (5A) interposed in 1) is also used as the outdoor heat exchanger (5A) of the second system (D2), and the indoor heat exchanger (5A) of the first system (C1). 10) and the region (11) between the compressor (3A) and the second system (D
The region (18) between the subcooling heat exchanger (7) and the compressor (13A) in 2) is preferably connected by a line (19) provided with an on-off valve (20) ( Claim 2).
【0011】通常時は前記開閉弁(20)を閉鎖して、
第1の系統(C1)と第2の系統(D2)を並列に運転
して高負荷運転を保持する。そして、第1の系統(C
1)における圧縮機(3A)のメンテナンス時には、開
閉弁(20)を開放して前記ライン(19)を介して、
第1の系統(C1)の室内熱交換器(10)を第2の系
統(D2)の圧縮機(13A)に連通させる。第1の系
統(C1)における圧縮機(3A)のメンテナンス時に
は、第2の系統(D2)の圧縮機(13A)により、冷
媒の循環(冷凍運転)を続行する。第2の系統(D2)
における圧縮機(13A)のメンテナンス時には、前記
開閉弁(20)を閉鎖して、第1の系統(C1)のみ冷
媒を循環すれば良い。Normally, the on-off valve (20) is closed,
The first system (C1) and the second system (D2) are operated in parallel to maintain high-load operation. Then, the first system (C
During maintenance of the compressor (3A) in 1), the on-off valve (20) is opened and the line (19) is opened.
The indoor heat exchanger (10) of the first system (C1) is communicated with the compressor (13A) of the second system (D2). During maintenance of the compressor (3A) in the first system (C1), the circulation (refrigeration operation) of the refrigerant is continued by the compressor (13A) in the second system (D2). Second system (D2)
At the time of maintenance of the compressor (13A), the on-off valve (20) may be closed and the refrigerant may be circulated only in the first system (C1).
【0012】この様に構成することにより、メンテナン
ス時においても、冷房運転の続行が可能となる。すなわ
ち、メンテナンス性が向上するのである。With this configuration, it is possible to continue the cooling operation even during maintenance. That is, maintainability is improved.
【0013】なお、圧縮機(3A及び13A)の駆動は
内燃機関等の機械式でも、電動式でも何れでも良い。The driving of the compressors (3A and 13A) may be mechanical or electric, such as an internal combustion engine.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の圧
縮式冷凍機の実施形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a compression refrigerator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1において、全体を符号2で示す圧縮式
冷凍機(以降、冷凍機と略記する。)は、容量の大きな
主圧縮機を含む第1の系統C1と、容量の小さいサブ圧
縮機を含む第2の系統C2、とで熱的に接続されて構成
されている。In FIG. 1, a compression refrigerator (hereinafter, abbreviated as a refrigerator) indicated by reference numeral 2 is composed of a first system C1 including a main compressor having a large capacity and a sub-compressor having a small capacity. , And a second system C2 including the second system C2.
【0016】第1の系統C1は、主圧縮機3と、室外熱
交換器5と、過冷却用熱交換器7と、室内熱交換器1
0、とで主要構成がされている。The first system C1 includes a main compressor 3, an outdoor heat exchanger 5, a subcooling heat exchanger 7, and an indoor heat exchanger 1.
0, the main configuration.
【0017】主圧縮器3と室外熱交換器5とは管4で連
通され、室外熱交換器5と過冷却用熱交換器7とは管6
で連通されている。The main compressor 3 and the outdoor heat exchanger 5 are communicated with each other by a pipe 4, and the outdoor heat exchanger 5 and the supercooling heat exchanger 7 are connected by a pipe 6.
It is communicated with.
【0018】過冷却用熱交換器7と室内熱交換器10と
は、膨張弁8を介した管7aで連通され、室内熱交換器
7と主圧縮機3とは管11で連通されている。The supercooling heat exchanger 7 and the indoor heat exchanger 10 are communicated by a pipe 7a via an expansion valve 8, and the indoor heat exchanger 7 and the main compressor 3 are communicated by a pipe 11. .
【0019】第2の系統C2は、サブ圧縮機13と、室
外熱交換器15とを介装して、かつ過冷却用熱交換器7
を介して第1の系統C1と熱的に接続されている。The second system C2 includes a sub-compressor 13 and an outdoor heat exchanger 15, and a subcooling heat exchanger 7
And is thermally connected to the first system C1 via the.
【0020】サブ圧縮機13と室外熱交換器15とは管
14で連通され、室外熱交換器15と過冷却用熱交換器
7とは膨張弁17を介して連通され、過冷却用熱交換器
7とサブ圧縮機13とは管18で連通されている。The sub-compressor 13 and the outdoor heat exchanger 15 communicate with each other through a pipe 14, and the outdoor heat exchanger 15 and the supercooling heat exchanger 7 communicate with each other via an expansion valve 17. The compressor 7 and the sub-compressor 13 are connected by a pipe 18.
【0021】過冷却用熱交換器7への第2の系統C2の
冷媒温度は、過冷却用熱交換器7の出口温度(例えば2
0℃)が、室内熱交換器10の冷媒の出口温度(例えば
5℃)よりも高温になるよう設定されている。The refrigerant temperature of the second system C2 to the subcooling heat exchanger 7 is determined by the outlet temperature of the subcooling heat exchanger 7 (for example, 2
0 ° C.) is set to be higher than the outlet temperature of the refrigerant of the indoor heat exchanger 10 (for example, 5 ° C.).
【0022】上記構成による作用は、第1の系統C1の
圧縮機3で高圧、高温となった冷媒が室外熱交換器5で
凝縮されて飽和溶液となり、過冷却用熱交換器7によっ
て第2の系統C2の膨張冷媒により飽和溶液冷媒を過冷
却させる。The operation of the above configuration is as follows. The refrigerant which has become high-pressure and high-temperature in the compressor 3 of the first system C1 is condensed in the outdoor heat exchanger 5 to become a saturated solution, and the second cooling is performed by the subcooling heat exchanger 7. The saturated solution refrigerant is supercooled by the expansion refrigerant of the system C2.
【0023】図10は、縦軸を圧力、横軸をエンタルピ
ーで表す公知のモリエル線図の1例で、この飽和冷媒溶
液の過冷却によって、等エンタルピー線Ieの左側の領
域Aaを付加することになり、定格条件下或いは負荷率
が高い条件下で効率の向上がなされる。FIG. 10 is an example of a known Mollier diagram in which the vertical axis is pressure and the horizontal axis is enthalpy, and the area Aa on the left side of the isenthalpy line Ie is added by supercooling this saturated refrigerant solution. Thus, the efficiency is improved under the rated condition or the condition where the load factor is high.
【0024】また、第2の系統C2が供給する冷媒が、
過冷却熱交換器7の出口温度(例えば20℃)で第1の
系統C1の室内熱交換器10の出口温度(例えば5℃)
よりも高温に設定してあるので、図10におけるモリエ
ル線図で下側の冷房能力を示す等圧線Evを上方へ移動
して、所要動力を示す幅寸法Bを減少(△B)すること
になり、同一冷房能力で所要動力が大幅に減少する。し
たがって効率が向上して、また、第1の系統C1と第2
の系統C2の全体としても効率が向上する。The refrigerant supplied by the second system C2 is
At the outlet temperature of the subcooling heat exchanger 7 (for example, 20 ° C.), the outlet temperature of the indoor heat exchanger 10 of the first system C1 (for example, 5 ° C.)
Since the temperature is set higher than that, the isobar Ev indicating the cooling capacity on the lower side in the Mollier diagram in FIG. 10 is moved upward, and the width B indicating the required power is reduced (△ B). The required power is greatly reduced with the same cooling capacity. Therefore, the efficiency is improved, and the first system C1 and the second
As a whole, the efficiency of the system C2 is improved.
【0025】図2は、前記実施形態をコンパクトで実施
容易にした形態を示している。図2において、全体を符
号2Aで示す冷凍機は、容量の大きな主圧縮機(例え
ば、ガスエンジンで駆動するタイプの機械駆動式圧縮
機:以下同じ)3Aを含む第1の系統C1と、容量の小
さいサブ圧縮機13Aを含む第2の系統D2、とで熱的
に接続されて構成されている。FIG. 2 shows an embodiment in which the above embodiment is compact and easy to implement. In FIG. 2, a refrigerator generally denoted by reference numeral 2A is a first system C1 including a main compressor 3A having a large capacity (for example, a mechanically driven compressor of the type driven by a gas engine; the same applies hereinafter) 3A, and a capacity thereof. And a second system D2 including a small sub-compressor 13A.
【0026】第1の系統C1は、主圧縮機3Aと、室外
熱交換器5Aと、過冷却用熱交換器7と、室内熱交換器
10、とで主要構成がされている。The first system C1 mainly includes a main compressor 3A, an outdoor heat exchanger 5A, a subcooling heat exchanger 7, and an indoor heat exchanger 10.
【0027】主圧縮器3Aと室外熱交換器5Aとは管4
で連通され、室外熱交換器5Aと過冷却用熱交換器7と
は管16で連通されている。The main compressor 3A and the outdoor heat exchanger 5A are connected to the pipe 4
The outdoor heat exchanger 5A and the subcooling heat exchanger 7 are connected by a pipe 16.
【0028】過冷却用熱交換器7と室内熱交換器10と
は、膨張弁8を介した管7aで連通され、室内熱交換器
7と主圧縮機3Aとは管11で連通されている。The supercooling heat exchanger 7 and the indoor heat exchanger 10 are connected by a pipe 7a via an expansion valve 8, and the indoor heat exchanger 7 and the main compressor 3A are connected by a pipe 11. .
【0029】第2の系統D2は、サブ圧縮機(例えば、
電動モータで駆動する電動圧縮機:以下同じ)13A
と、第1の系統C1の室外熱交換器5Aと、第1の系統
C1の過冷却用熱交換器7を共用して熱的に接続されて
構成されている。The second system D2 includes a sub-compressor (for example,
13A electric compressor driven by an electric motor
And the outdoor heat exchanger 5A of the first system C1 and the supercooling heat exchanger 7 of the first system C1 are shared and thermally connected.
【0030】サブ圧縮機13Aは管18aによって連結
点B3で管4に連通され、連結点B3と分岐点B4の間
は管4で連通され、室外熱交換器5A及び管16は第1
の系統C1と共用で連通されている。The sub-compressor 13A is connected to the pipe 4 at a connection point B3 by a pipe 18a, and the pipe 4 is connected between the connection point B3 and the branch point B4.
Is shared with the system C1.
【0031】分岐点B4と過冷却用熱交換器7とは膨張
弁17Aを介して連通され、過冷却用熱交換器7とサブ
圧縮機13Aとは結合点B2を介した管18で連通され
ている。The branch point B4 is connected to the subcooling heat exchanger 7 via an expansion valve 17A, and the subcooling heat exchanger 7 and the sub-compressor 13A are connected to each other via a pipe 18 via a connection point B2. ing.
【0032】結合点B2と第1の系統C1の分岐点B1
とは、開閉弁20を介したラインの管19によって連通
されている。The junction B2 and the branch B1 of the first system C1
Is communicated with a line pipe 19 via an on-off valve 20.
【0033】過冷却用熱交換器7への第2の系統D2の
冷媒温度は、過冷却用熱交換器7の出口温度(例えば2
0℃)が、室内熱交換器10の冷媒の出口温度(例えば
5℃)よりも高温になるよう設定されている。The temperature of the refrigerant in the second system D2 to the subcooling heat exchanger 7 depends on the outlet temperature of the subcooling heat exchanger 7 (for example, 2
0 ° C.) is set to be higher than the outlet temperature of the refrigerant of the indoor heat exchanger 10 (for example, 5 ° C.).
【0034】図3及び図4は、上記構成の冷凍機2Aを
室内ユニットUiと室外ユニットUoに区分配置した状
態と、冷媒の流れを示す説明図であって、次記の作用説
明で詳記する。FIG. 3 and FIG. 4 are explanatory views showing a state in which the refrigerator 2A having the above-described configuration is separately arranged in the indoor unit Ui and the outdoor unit Uo, and the flow of the refrigerant. I do.
【0035】上記構成による作用を、第1の系統C1の
主圧縮機3と第2の系統のサブ圧縮機13Aとを同時に
作動させて高負荷運転をする場合と、サブ圧縮機13A
だけの低負荷または第1の系統C1のメンテナンス時の
バックアップ運転の場合とにわけて説明する。The operation of the above-described configuration is performed when the main compressor 3 of the first system C1 and the sub-compressor 13A of the second system are simultaneously operated to perform a high load operation, and when the sub-compressor 13A is operated.
The description will be made separately for the case of only low load or the backup operation at the time of maintenance of the first system C1.
【0036】図3は、第1の系統C1と第2の系統D2
を同時に作動させて、第1の系統C1の冷媒を第2の系
統D2で過冷却する状態を示している。この場合は、開
閉弁20は閉鎖にしてある。FIG. 3 shows a first system C1 and a second system D2.
Are operated at the same time to supercool the refrigerant in the first system C1 in the second system D2. In this case, the on-off valve 20 is closed.
【0037】図3において、ガスエンジンで駆動された
主圧縮機3Aによって高圧、高温となった冷媒が室外熱
交換器5Aによって冷却凝縮される。冷却凝縮された冷
媒は、管16を介して室内熱交換器10に向かって進行
する。In FIG. 3, a high-pressure, high-temperature refrigerant is cooled and condensed by an outdoor heat exchanger 5A by a main compressor 3A driven by a gas engine. The cooled and condensed refrigerant proceeds toward the indoor heat exchanger 10 via the pipe 16.
【0038】室内熱交換器10に向かって進行した冷媒
は、分岐点B4で分岐され1部が第2の系統D2となっ
て膨張弁17Aを介して過冷却熱交換器16Aを通過す
る。そして、管18、四方弁24及び管18Aを介して
サブ圧縮機13Aに戻る。The refrigerant that has proceeded toward the indoor heat exchanger 10 is branched at the branch point B4, and a part thereof becomes the second system D2 and passes through the subcooling heat exchanger 16A via the expansion valve 17A. Then, the flow returns to the sub-compressor 13A via the pipe 18, the four-way valve 24, and the pipe 18A.
【0039】分岐点B4で分岐された第1の系統C1の
冷媒である他部は、過冷却熱交換器7を経由して室内熱
交換器10に向う。The other part, which is the refrigerant of the first system C1 branched at the branch point B4, passes through the subcooling heat exchanger 7 to the indoor heat exchanger 10.
【0040】上記過程で、膨張弁17Aを介した第2の
系統D2の冷媒は膨張し低温になり過冷却熱交換器7で
第1の系統C1の冷媒を過冷却させる。In the above process, the refrigerant in the second system D2 expands to a low temperature via the expansion valve 17A, and the supercooling heat exchanger 7 supercools the refrigerant in the first system C1.
【0041】過冷却された第1の系統C1の冷媒は、膨
張弁8で膨張し低温になり室内熱交換器10を経由して
昇温し、管11を介して主圧縮機3Aに戻る。この時、
開閉弁20が閉鎖されているので、第1の系統C1の冷
媒が第2の系統D2とは別の経路を通り混合することは
ない。The supercooled refrigerant of the first system C1 expands at the expansion valve 8 to a low temperature, rises in temperature via the indoor heat exchanger 10, and returns to the main compressor 3A via the pipe 11. At this time,
Since the on-off valve 20 is closed, the refrigerant in the first system C1 does not mix through a different path from the second system D2.
【0042】図4は、第2の系統D2だけの単独運転を
させる状態を示している。この場合は、開閉弁20は開
放状態、膨張弁17Aは閉鎖状態になっている。図4に
おいて、電動圧縮機13Aによって高圧、高温となった
冷媒が室外熱交換器5Aによって冷却凝縮される。冷却
凝縮された冷媒は、管16を介して室内熱交換器10に
向かって進行する。FIG. 4 shows a state in which only the second system D2 is operated alone. In this case, the on-off valve 20 is open and the expansion valve 17A is closed. In FIG. 4, the refrigerant which has become high pressure and high temperature by the electric compressor 13A is cooled and condensed by the outdoor heat exchanger 5A. The cooled and condensed refrigerant proceeds toward the indoor heat exchanger 10 via the pipe 16.
【0043】そして、膨張弁8で膨張し低温になって室
内熱交換器10を経由して昇温し、管11を介して圧縮
機3Aに戻る。Then, the temperature is expanded by the expansion valve 8 to a low temperature, the temperature is raised via the indoor heat exchanger 10, and the flow returns to the compressor 3A via the pipe 11.
【0044】上記の管11を介した冷媒の圧縮機3Aへ
の過程で、開閉弁20の開放によって冷媒の全流量が四
方弁24、管18Aを介して電動圧縮機13Aに戻され
る。In the process of passing the refrigerant to the compressor 3A through the pipe 11, the entire flow rate of the refrigerant is returned to the electric compressor 13A through the four-way valve 24 and the pipe 18A by opening the on-off valve 20.
【0045】したがって、圧縮機3Aは休止でき、メン
テナンス作業空間Smでの圧縮機3Aのメンテナンス作
業が可能となる。Therefore, the compressor 3A can be stopped, and maintenance work of the compressor 3A in the maintenance work space Sm becomes possible.
【0046】また、サブ圧縮機13Aをメンテナンスす
る場合は、開閉弁20を閉鎖し且つ膨張弁17を閉鎖し
て、第1系統C1の単独運転にすれば第2の系統D2を
休止できる。When the sub-compressor 13A is to be maintained, the second system D2 can be stopped by closing the on-off valve 20 and the expansion valve 17 to operate the first system C1 alone.
【0047】上記冷凍機2Aの構成が、冷却能力向上
と、COP(成績係数)を良くする条件を、図5〜図9
で説明する。The conditions for improving the cooling capacity and improving the COP (coefficient of performance) by the configuration of the refrigerator 2A are shown in FIGS.
Will be described.
【0048】COPを検討するにあたって、主圧縮機3
または3Aの単独運転による基本の冷凍サイクルを、前
出図10とする。そして、図中の等エンタルピー線Ie
の左方への移動即ち、冷媒の過冷却が冷却能力を向上さ
せる。In examining the COP, the main compressor 3
Alternatively, FIG. 10 shows a basic refrigeration cycle based on the single operation of 3A. And the isenthalpy line Ie in the figure
Is moved to the left, that is, the supercooling of the refrigerant improves the cooling capacity.
【0049】図5は、図10における過冷却0℃の等エ
ンタルピー線Ieを過冷却し、等エンタルピー線Ies
に移動した第1の系統C1の状態である。冷凍サイクル
は、例えば圧縮機入り口の過熱度は15℃、出口は8
2.8℃であり、蒸発は5℃、凝縮は50℃である。FIG. 5 shows that the isoenthalpy line Ie at 0 ° C. in FIG.
Is the state of the first system C1 that has moved to. In the refrigerating cycle, for example, the superheat degree at the inlet of the compressor is 15 ° C., and the outlet is 8 ° C.
2.8 ° C., evaporation 5 ° C., condensation 50 ° C.
【0050】図6は、サブ圧縮機13または13Aの運
転による第2の系統C2またはD2の冷凍サイクルを示
している。20℃蒸発の等圧線Ev1を前提として、第
1の系統C1の冷媒を過冷却させるようにしている。FIG. 6 shows a refrigeration cycle of the second system C2 or D2 by operation of the sub-compressor 13 or 13A. The refrigerant in the first system C1 is supercooled on the basis of the isobar Ev1 at 20 ° C. evaporation.
【0051】図7は、図5及び図6の冷凍サイクルを実
現させるに要する冷房能力1kw当たりエネルギ計算を
したもので、上段Ghに第1の系統C1をガスエンジン
(GHP)で圧縮機3または3Aを駆動する各諸元項目
を示し、下段Ehに第2の系統C2またはD2を過冷却
用の電動(EHP)圧縮機13または13Aで駆動する
各諸元項目を示している。FIG. 7 shows a calculation of energy per 1 kW of cooling capacity required to realize the refrigeration cycle shown in FIGS. 5 and 6. In the upper stage Gh, the first system C1 is connected to a compressor 3 or a gas engine (GHP). Each item for driving 3A is shown, and each item for driving the second system C2 or D2 by the electric (EHP) compressor 13 or 13A for supercooling is shown in the lower stage Eh.
【0052】表中の各項目に対する計算結果Rcとその
経緯内訳Pcを右欄に記してあり、最下段に総合の1次
換算COPをまとめてある。この結果では、1次換算C
OPは1.006である。なお、電力の1次換算係数は
1kw=2450kcalとしている。また、上記計算
の基礎とするガスエンジンと、電動の設定効率Effと
を、図9に示している。The calculation results Rc for each item in the table and the details Pc thereof are described in the right column, and the total primary conversion COP is summarized at the bottom. In this result, the primary conversion C
OP is 1.006. The primary conversion coefficient of the electric power is 1 kW = 2450 kcal. FIG. 9 shows the gas engine used as the basis for the above calculation and the set efficiency Eff of electric power.
【0053】図8は、図10の基準サイクルをガスエン
ジンで運転の場合Gb、第1、第2の系統C1、D2と
もガスエンジン運転の場合GG、前記第1、第2の系統
C1、D2をガスエンジンと電動で運転の場合GE、と
について1次換算COPをまとめてある。 この結果か
ら、第1次の系統C1をガスエンジン運転とし、第2次
の系統D2を電動にし、かつその諸元を図7のようにす
れば効率的に最良である。FIG. 8 shows Gb when the reference cycle of FIG. 10 is operated by a gas engine, GG when the first and second systems C1 and D2 are both operated by a gas engine, and the first and second systems C1 and D2 when the gas engine is operated. , The primary conversion COP is summarized for the gas engine and GE for electric operation. From this result, it is most efficient if the primary system C1 is operated by the gas engine, the secondary system D2 is electrically operated, and the specifications are as shown in FIG.
【0054】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を
付記する。例えば、図示の実施形態では、第1の系統に
おける主圧縮機をガスエンジン駆動の機械式圧縮機で構
成し、第2の系統におけるサブ圧縮機を電動モータで駆
動する電動圧縮機で構成しているが、圧縮機の種類等に
ついては、これに限定されるものではない。The illustrated embodiment is merely an example,
It is noted that the description is not to limit the technical scope of the present invention. For example, in the illustrated embodiment, the main compressor in the first system is constituted by a mechanical compressor driven by a gas engine, and the sub-compressor in the second system is constituted by an electric compressor driven by an electric motor. However, the type of compressor is not limited to this.
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列記する。 (1) 本発明によれば、第1の系統の主圧縮機と第2
の系統のサブ圧縮機を同時に運転して第1の系統におけ
る凝縮器出口冷媒の過冷却度を増大すれば、冷房運転時
の定格条件あるいは負荷率が高い条件で冷房能力の増加
と効率向上がはかれる。 (2) 本発明によれば、第1の系統の主圧縮機単独で
の低効率な低負荷運転時には、第2の系統のサブ圧縮機
だけの単独運転が可能である。 (3) 第1の系統における主圧縮機のメンテナンス
は、第2の系統のサブ圧縮機だけの単独運転によって冷
房運転を継続しながら、安全に実施できる。また、第2
の系統のサブ圧縮機をメンテナンスの場合は、第1の系
統の主圧縮機だけの運転によって冷房運転を継続しなが
ら安全に実施できる。The effects of the present invention are listed below. (1) According to the present invention, the main compressor of the first system and the second compressor
If the sub-compressor of the system is operated at the same time to increase the degree of supercooling of the refrigerant at the condenser outlet in the first system, the cooling capacity can be increased and the efficiency can be improved under the rated condition or the high load factor during the cooling operation. To be peeled off. (2) According to the present invention, at the time of low-efficiency low-load operation using only the main compressor of the first system, the single operation of only the sub-compressor of the second system is possible. (3) Maintenance of the main compressor in the first system can be performed safely while cooling operation is continued by sole operation of only the sub-compressor in the second system. Also, the second
In the case of maintenance of the sub-compressor of the first system, the cooling operation can be performed safely by continuing the cooling operation by operating only the main compressor of the first system.
【図1】本発明の第1実施形態を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施形態を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図3】第2の実施形態における主圧縮機(ガスエンジ
ン作動)とサブ圧縮機(電動機作動)の共動状態を示す
説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a co-operating state of a main compressor (gas engine operation) and a sub-compressor (electric motor operation) in a second embodiment.
【図4】第2の実施形態における主圧縮機(ガスエンジ
ン作動)休止、サブ圧縮機(電動機作動)のみ作動の状
態を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a main compressor (gas engine operation) is stopped and only a sub-compressor (electric motor operation) is operated in the second embodiment.
【図5】主圧縮機と過冷却用のサブ圧縮機が共動する場
合のモリエル線図の例。FIG. 5 is an example of a Mollier diagram when a main compressor and a sub-cooling sub-compressor cooperate.
【図6】図5における過冷却用のサブ圧縮機による冷凍
サイクルのモリエル線図。6 is a Mollier diagram of a refrigeration cycle using the sub-cooler for supercooling in FIG.
【図7】図5及び図6の線図を実現するために主圧縮機
をガスエンジンで作動させ、サブ圧縮機を電動機で作動
させる場合の成績係数の試算結果例。FIG. 7 is an example of a trial calculation result of a coefficient of performance when the main compressor is operated by the gas engine and the sub-compressor is operated by the electric motor in order to realize the diagrams of FIGS. 5 and 6;
【図8】主圧縮機をガスエンジンで、サブ圧縮機をガス
エンジンまたは電動機で作動させる場合の成績係数の試
算結果比較例。FIG. 8 is a comparison example of trial calculation results of coefficients of performance when the main compressor is operated by a gas engine and the sub-compressor is operated by a gas engine or an electric motor.
【図9】図7及び図8の試算に使用したガスエンジンと
電動機の仕様数値。FIG. 9 shows specification values of the gas engine and the electric motor used in the calculation of FIGS. 7 and 8.
【図10】主圧縮機のみで作動させる場合のモリエル線
図の例。FIG. 10 is an example of a Mollier diagram when operated only by the main compressor.
【図11】従来方式において、主圧縮機をガスエンジ
ン、サブ圧縮機を電動機で作動させる構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional system in which a main compressor is operated by a gas engine and a sub-compressor is operated by an electric motor.
【図12】従来方式において、蓄熱槽を設けて熱効率向
上及びコスト効率の向上を図っている例を示す構成図。FIG. 12 is a configuration diagram showing an example in which a heat storage tank is provided to improve thermal efficiency and cost efficiency in the conventional method.
C1・・第1の系統 C2・・第2の系統 3・・・主圧縮機 5・・・室外熱交換器 7・・・冷却用熱交換器 10・・室内熱交換器 13・・サブ圧縮機 15・・室外熱交換器 17・・膨張弁 C1 first system C2 second system 3 main compressor 5 outdoor heat exchanger 7 cooling heat exchanger 10 indoor heat exchanger 13 sub-compression Machine 15 outdoor heat exchanger 17 expansion valve
Claims (2)
器及び室内熱交換器を介装している第1の系統と、圧縮
機及び室外熱交換器を介装し且つ前記過冷却用熱交換器
を介して第1の系統と熱的に接続されている第2の系統
とを備え、第2の系統における過冷却熱交換器出口の冷
媒温度は第1の系統における室内熱交換器出口の冷媒温
度よりも高温に設定されていることを特徴とする圧縮式
冷凍機。A first system including a compressor, an outdoor heat exchanger, a subcooling heat exchanger, and an indoor heat exchanger; a first system including a compressor and an outdoor heat exchanger; A second system that is thermally connected to the first system via a cooling heat exchanger, wherein the refrigerant temperature at the outlet of the supercooling heat exchanger in the second system is the indoor heat in the first system. A compression refrigerator having a temperature higher than the refrigerant temperature at the outlet of the exchanger.
が、第2の系統の室外熱交換器として兼用されており、
第1の系統の室内熱交換器と圧縮器との間の領域と、第
2の系統の過冷却用熱交換器と圧縮機との間の領域が、
開閉弁を介装したラインにより連通している請求項1の
圧縮式冷凍機。2. An outdoor heat exchanger interposed in the first system is also used as an outdoor heat exchanger in the second system.
The area between the indoor heat exchanger of the first system and the compressor, and the area between the subcooling heat exchanger and the compressor of the second system,
2. The compression refrigerator according to claim 1, wherein the compressor is connected to a line provided with an on-off valve.
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