JP2003336911A - 冷却装置 - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/047—Water-cooled condensers
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外気温が高いときにおいても十分な冷凍能力
を得ること。 【解決手段】 放熱器２の出口温度が高くなる場合に、
蓄熱手段１０に蓄えられた冷水を放熱器２と減圧手段３
の間に設けられた補助放熱器７に供給し、その冷熱で冷
媒を過冷却することによって放熱過程後の冷媒のエンタ
ルピが低くなるようにしている。これによって、吐出圧
力の上昇を伴わずに十分な冷凍能力を得ることができ、
冷却運転を行わないときに蓄冷運転を行い、蓄冷手段に
冷熱を蓄えておき、冷却運転時に、必要に応じて補助放
熱器７に供給することができる。
を得ること。 【解決手段】 放熱器２の出口温度が高くなる場合に、
蓄熱手段１０に蓄えられた冷水を放熱器２と減圧手段３
の間に設けられた補助放熱器７に供給し、その冷熱で冷
媒を過冷却することによって放熱過程後の冷媒のエンタ
ルピが低くなるようにしている。これによって、吐出圧
力の上昇を伴わずに十分な冷凍能力を得ることができ、
冷却運転を行わないときに蓄冷運転を行い、蓄冷手段に
冷熱を蓄えておき、冷却運転時に、必要に応じて補助放
熱器７に供給することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を二酸化炭素
としたヒートポンプで冷却を行う冷却装置に関するもの
である。
としたヒートポンプで冷却を行う冷却装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヒートポンプで冷却することによ
って空調や製氷などを行う装置が広く用いられている
が、その作動冷媒はほとんどがフロンであり、万が一、
機器から漏洩し、大気中に放出されるとオゾン層の破壊
や地球温暖化などを引き起こすため、地球環境保護の観
点から大きな問題となっている。そのため、冷媒の脱フ
ロン対策として、大気放出時に環境への負荷の小さい自
然冷媒を用いたヒートポンプへの関心が高まっている。
そのなかでも、可燃性、毒性のない安全な冷媒として二
酸化炭素が注目されており、例えば特公平７−１８６０
２号公報に記載のように、冷媒に二酸化炭素を用いたヒ
ートポンプ冷却装置が提案されている。
って空調や製氷などを行う装置が広く用いられている
が、その作動冷媒はほとんどがフロンであり、万が一、
機器から漏洩し、大気中に放出されるとオゾン層の破壊
や地球温暖化などを引き起こすため、地球環境保護の観
点から大きな問題となっている。そのため、冷媒の脱フ
ロン対策として、大気放出時に環境への負荷の小さい自
然冷媒を用いたヒートポンプへの関心が高まっている。
そのなかでも、可燃性、毒性のない安全な冷媒として二
酸化炭素が注目されており、例えば特公平７−１８６０
２号公報に記載のように、冷媒に二酸化炭素を用いたヒ
ートポンプ冷却装置が提案されている。
【０００３】冷媒に二酸化炭素を用いたヒートポンプ冷
却装置は一般的に図３に示すように圧縮機１と放熱器２
と減圧手段３と蒸発器４が冷媒回路５で順に接続されて
おり、基本的な動作としては、従来のヒートポンプ冷却
装置と同様に、圧縮機１で冷媒である二酸化炭素を圧縮
して高温高圧にし、放熱器２で放熱を行い、減圧手段３
により減圧して気液二相状態になった二酸化炭素を蒸発
器４で蒸発させ、蒸発潜熱により外部から熱を奪って冷
却を行う。従来のフロンを用いたものとの違いとして
は、二酸化炭素の臨界温度は約３１℃と従来のフロンの
臨界温度に比べて低いため、夏場等の条件下では、放熱
器２での二酸化炭素の温度が臨界温度を超えてしまう場
合がある。この場合、高圧側において二酸化炭素は超臨
界状態となるため、放熱器２において凝縮といった相変
化が行われない。
却装置は一般的に図３に示すように圧縮機１と放熱器２
と減圧手段３と蒸発器４が冷媒回路５で順に接続されて
おり、基本的な動作としては、従来のヒートポンプ冷却
装置と同様に、圧縮機１で冷媒である二酸化炭素を圧縮
して高温高圧にし、放熱器２で放熱を行い、減圧手段３
により減圧して気液二相状態になった二酸化炭素を蒸発
器４で蒸発させ、蒸発潜熱により外部から熱を奪って冷
却を行う。従来のフロンを用いたものとの違いとして
は、二酸化炭素の臨界温度は約３１℃と従来のフロンの
臨界温度に比べて低いため、夏場等の条件下では、放熱
器２での二酸化炭素の温度が臨界温度を超えてしまう場
合がある。この場合、高圧側において二酸化炭素は超臨
界状態となるため、放熱器２において凝縮といった相変
化が行われない。
【０００４】二酸化炭素の特性として、オゾン層破壊係
数は０であり、地球温暖化係数もフロンガスに比べて非
常に小さい。また、他の自然冷媒のように可燃性や毒性
もない。よって、万が一、冷媒が漏洩した場合でも、環
境に与える負荷が小さく、また、引火などの危険性を伴
わない、安全なヒートポンプ冷却装置とすることができ
る。
数は０であり、地球温暖化係数もフロンガスに比べて非
常に小さい。また、他の自然冷媒のように可燃性や毒性
もない。よって、万が一、冷媒が漏洩した場合でも、環
境に与える負荷が小さく、また、引火などの危険性を伴
わない、安全なヒートポンプ冷却装置とすることができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、一般的に冷媒の種類にかかわらず、夏場等の
条件下では、放熱器において冷媒と熱交換を行う外部の
冷熱源、例えば外気などの温度が高くなり、それに応じ
て冷媒の放熱器出口温度が高くなるため、放熱器出口で
の冷媒の持つエンタルピを十分に低くすることができ
ず、十分な冷凍能力を得ることができない場合がある。
そしてこのような場合に十分な冷凍能力を得るために
は、圧縮機での吐出圧力を上げることによって、放熱器
出口での冷媒の持つエンタルピを低くする必要があるこ
とは周知の事実である。
構成では、一般的に冷媒の種類にかかわらず、夏場等の
条件下では、放熱器において冷媒と熱交換を行う外部の
冷熱源、例えば外気などの温度が高くなり、それに応じ
て冷媒の放熱器出口温度が高くなるため、放熱器出口で
の冷媒の持つエンタルピを十分に低くすることができ
ず、十分な冷凍能力を得ることができない場合がある。
そしてこのような場合に十分な冷凍能力を得るために
は、圧縮機での吐出圧力を上げることによって、放熱器
出口での冷媒の持つエンタルピを低くする必要があるこ
とは周知の事実である。
【０００６】しかし、二酸化炭素の臨界圧力は、７．４
ＭＰａであり、フロンであるＲ２２の５．０ＭＰａより
高く、かつ、フロンを使用しているヒートポンプ冷却装
置はサイクルの作動圧力がこの臨界圧力を超えることが
ないのに対し、二酸化炭素を用いたヒートポンプ冷却装
置は、臨界点を超えた圧力で運転が行われる。よって、
十分な冷凍能力を得るために圧縮機での吐出圧力を上げ
ようとすると、従来のフロンを用いたヒートポンプ冷却
装置に比べて非常に高い圧力となってしまうため、十分
な冷凍能力を得ることが困難であるといった課題があっ
た。
ＭＰａであり、フロンであるＲ２２の５．０ＭＰａより
高く、かつ、フロンを使用しているヒートポンプ冷却装
置はサイクルの作動圧力がこの臨界圧力を超えることが
ないのに対し、二酸化炭素を用いたヒートポンプ冷却装
置は、臨界点を超えた圧力で運転が行われる。よって、
十分な冷凍能力を得るために圧縮機での吐出圧力を上げ
ようとすると、従来のフロンを用いたヒートポンプ冷却
装置に比べて非常に高い圧力となってしまうため、十分
な冷凍能力を得ることが困難であるといった課題があっ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の冷却装置は、放熱器で放熱された後
の冷媒をさらに冷却するための補助放熱器を冷媒回路の
放熱器と減圧手段の間に設置したものである。
るために、本発明の冷却装置は、放熱器で放熱された後
の冷媒をさらに冷却するための補助放熱器を冷媒回路の
放熱器と減圧手段の間に設置したものである。
【０００８】これによって、放熱器で放熱された後の冷
媒をさらに冷却することによって、放熱過程終了後の冷
媒が持つエンタルピを低くすることができる。よって、
高圧側の圧力を上昇させることなく十分な冷却能力を得
ることができる。
媒をさらに冷却することによって、放熱過程終了後の冷
媒が持つエンタルピを低くすることができる。よって、
高圧側の圧力を上昇させることなく十分な冷却能力を得
ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、放熱器
で冷却された後の冷媒をさらに冷却するための補助放熱
器を冷媒回路の放熱器と減圧手段の間に設置した。この
補助放熱器によって放熱器で放熱された後の冷媒をさら
に冷却することで、放熱過程終了後の冷媒が持つエンタ
ルピを低くすることができる。よって、高圧側の圧力を
上昇させることなく十分な冷却能力を得ることができ
る。
で冷却された後の冷媒をさらに冷却するための補助放熱
器を冷媒回路の放熱器と減圧手段の間に設置した。この
補助放熱器によって放熱器で放熱された後の冷媒をさら
に冷却することで、放熱過程終了後の冷媒が持つエンタ
ルピを低くすることができる。よって、高圧側の圧力を
上昇させることなく十分な冷却能力を得ることができ
る。
【００１０】請求項２に記載の発明は、補助放熱器に冷
熱を供給する、蓄冷手段を設けている。これによって補
助放熱器への外部からの冷熱の供給が難しい場合でも、
蓄熱手段に蓄えておいた冷熱を用いることによって補助
放熱器に冷熱を供給することができる。
熱を供給する、蓄冷手段を設けている。これによって補
助放熱器への外部からの冷熱の供給が難しい場合でも、
蓄熱手段に蓄えておいた冷熱を用いることによって補助
放熱器に冷熱を供給することができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、蓄冷手段に冷熱
を蓄える、蓄冷運転を冷却装置自体で行うことによっ
て、外部からの冷熱を蓄冷手段に直接供給する必要がな
い。また、運転の効率が高い時に冷熱をためる蓄冷運転
を行うことができる。
を蓄える、蓄冷運転を冷却装置自体で行うことによっ
て、外部からの冷熱を蓄冷手段に直接供給する必要がな
い。また、運転の効率が高い時に冷熱をためる蓄冷運転
を行うことができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、蒸発器とは別
に、蓄冷運転を行うための蓄冷熱交換器を設けることに
よって、通常の冷却運転時における蒸発器の熱交換方式
と、蓄冷手段に蓄冷を行う場合の熱交換方式が違う場合
でも蓄冷運転ができる構成とすることができる。
に、蓄冷運転を行うための蓄冷熱交換器を設けることに
よって、通常の冷却運転時における蒸発器の熱交換方式
と、蓄冷手段に蓄冷を行う場合の熱交換方式が違う場合
でも蓄冷運転ができる構成とすることができる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、蓄冷熱交換器と
して、蓄冷運転時に補助放熱器を用いる構成とすること
によって、熱交換器を新たに設けることなく蓄冷運転が
できる冷却装置とすることができる。
して、蓄冷運転時に補助放熱器を用いる構成とすること
によって、熱交換器を新たに設けることなく蓄冷運転が
できる冷却装置とすることができる。
【００１４】請求項６に記載の発明は、蓄冷手段に液体
の蓄冷材を冷却し凝固させて蓄冷することによって、蓄
冷材の潜熱を利用して蓄冷を行うことができるので、蓄
冷手段の蓄冷密度を高めることができる。
の蓄冷材を冷却し凝固させて蓄冷することによって、蓄
冷材の潜熱を利用して蓄冷を行うことができるので、蓄
冷手段の蓄冷密度を高めることができる。
【００１５】請求項７に記載の発明は、蓄冷材を蓄冷材
搬送回路によって連続的に蓄冷熱交換器に流して蓄冷す
ることによって、蓄冷運転を行うにつれて凝固された蓄
冷材の量の増加に伴う冷媒の蒸発温度の低下が起こらな
いので、効率よく蓄冷運転を行うことができる。
搬送回路によって連続的に蓄冷熱交換器に流して蓄冷す
ることによって、蓄冷運転を行うにつれて凝固された蓄
冷材の量の増加に伴う冷媒の蒸発温度の低下が起こらな
いので、効率よく蓄冷運転を行うことができる。
【００１６】請求項８に記載の発明は、蓄冷熱交換器に
おいて蓄冷材を凝固させないように冷却して過冷却状態
とし、蓄冷手段内部において相変化させる構成とするこ
とによって、蓄冷材を粒子の小さい固体と液体の混ざっ
たシャーベット状のものとすることができるので、冷熱
利用時に蓄冷材を搬送しやすい状態で蓄冷を行うことが
できる。
おいて蓄冷材を凝固させないように冷却して過冷却状態
とし、蓄冷手段内部において相変化させる構成とするこ
とによって、蓄冷材を粒子の小さい固体と液体の混ざっ
たシャーベット状のものとすることができるので、冷熱
利用時に蓄冷材を搬送しやすい状態で蓄冷を行うことが
できる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１８】（実施例１）図１は本発明の実施例におけ
るヒートポンプ冷却装置を模式的に示したものである。
図１のヒートポンプ冷却装置は、図３の従来例と同一符
号は同一部材を示し、同一機能を有しているので、詳細
な説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
るヒートポンプ冷却装置を模式的に示したものである。
図１のヒートポンプ冷却装置は、図３の従来例と同一符
号は同一部材を示し、同一機能を有しているので、詳細
な説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
【００１９】構成において図３と異なるのは、まず、冷
媒回路５においては、放熱器２と減圧手段３の間に、蓄
冷運転用減圧手段６と補助放熱器７と三方弁８を、放熱
器２、蓄冷運転用減圧手段６、補助放熱器７、三方弁
８、減圧手段３という順番になるように設置し、三方弁
８を切替えることによって減圧手段３と蒸発器４をバイ
パスするバイパス回路９を設けた点である。また、蓄冷
手段１０とポンプ１１と補助放熱器７が蓄冷材搬送回路
１２で順に接続されており、ポンプ１１によって冷水が
補助放熱器７に供給されるようになっている。
媒回路５においては、放熱器２と減圧手段３の間に、蓄
冷運転用減圧手段６と補助放熱器７と三方弁８を、放熱
器２、蓄冷運転用減圧手段６、補助放熱器７、三方弁
８、減圧手段３という順番になるように設置し、三方弁
８を切替えることによって減圧手段３と蒸発器４をバイ
パスするバイパス回路９を設けた点である。また、蓄冷
手段１０とポンプ１１と補助放熱器７が蓄冷材搬送回路
１２で順に接続されており、ポンプ１１によって冷水が
補助放熱器７に供給されるようになっている。
【００２０】この構成における動作について以下に説明
する。冷却運転時は蓄冷運転用減圧手段６を減圧が行わ
れないように全開にし、三方弁８を減圧手段３と蒸発器
４に冷媒が流れる向きに切替えておく。基本的な動作と
しては、従来例のヒートポンプ冷却装置と同様である
が、外気温が高いため、放熱器２出口での冷媒温度を十
分に低くする事ができず、冷凍能力が十分に得られない
場合は、蓄冷手段１０からの冷水をポンプ１１によって
補助放熱器７に供給して放熱器２で放熱された後の冷媒
をさらに冷却する。そして補助放熱器７で冷媒を冷却し
終えた水を蓄冷手段１０上部から蓄冷手段１０に戻す。
また、冷却運転を行わないときには次のようにして蓄冷
手段１０に冷熱を蓄える、蓄冷運転をおこなう。これ
は、三方弁８をバイパス回路９側に切替えて、圧縮機１
で冷媒である二酸化炭素を圧縮して高温高圧にし、放熱
器２で放熱を行い、蓄冷運転用減圧手段６により減圧し
て気液二相状態になった二酸化炭素を補助放熱器７で蒸
発させる。このとき、ポンプ１１によって蓄冷手段１０
から蓄冷材搬送回路１２を通って補助放熱器７に供給さ
れる水がもつ熱を奪うことで水を冷却する。このとき、
水を氷点下の温度まで過冷却して過冷却水として液体の
まま蓄冷手段１０に戻し、蓄冷手段１０に戻すときの衝
撃で過冷却水をシャーベット状の氷に変化させ、蓄冷手
段に１０に氷を蓄えることで蓄冷を行う。そして、この
蓄えた冷熱を冷却運転時に必要に応じて補助放熱器７に
供給する。
する。冷却運転時は蓄冷運転用減圧手段６を減圧が行わ
れないように全開にし、三方弁８を減圧手段３と蒸発器
４に冷媒が流れる向きに切替えておく。基本的な動作と
しては、従来例のヒートポンプ冷却装置と同様である
が、外気温が高いため、放熱器２出口での冷媒温度を十
分に低くする事ができず、冷凍能力が十分に得られない
場合は、蓄冷手段１０からの冷水をポンプ１１によって
補助放熱器７に供給して放熱器２で放熱された後の冷媒
をさらに冷却する。そして補助放熱器７で冷媒を冷却し
終えた水を蓄冷手段１０上部から蓄冷手段１０に戻す。
また、冷却運転を行わないときには次のようにして蓄冷
手段１０に冷熱を蓄える、蓄冷運転をおこなう。これ
は、三方弁８をバイパス回路９側に切替えて、圧縮機１
で冷媒である二酸化炭素を圧縮して高温高圧にし、放熱
器２で放熱を行い、蓄冷運転用減圧手段６により減圧し
て気液二相状態になった二酸化炭素を補助放熱器７で蒸
発させる。このとき、ポンプ１１によって蓄冷手段１０
から蓄冷材搬送回路１２を通って補助放熱器７に供給さ
れる水がもつ熱を奪うことで水を冷却する。このとき、
水を氷点下の温度まで過冷却して過冷却水として液体の
まま蓄冷手段１０に戻し、蓄冷手段１０に戻すときの衝
撃で過冷却水をシャーベット状の氷に変化させ、蓄冷手
段に１０に氷を蓄えることで蓄冷を行う。そして、この
蓄えた冷熱を冷却運転時に必要に応じて補助放熱器７に
供給する。
【００２１】次に、作用について説明する。冷却運転時
に外気温が高く、放熱器２出口での冷媒温度を低くする
事ができず、図２のモリエル線図に示すＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
→Ａといったサイクルで動作する場合に、放熱器２でＡ
→Ｂと放熱した後の冷媒をさらに補助放熱器７に供給さ
れる冷水でＢ→Ｅと冷却することによって、放熱過程終
了後の冷媒が持つエンタルピを低くすることができ、Ａ
→Ｅ→Ｆ→Ｄ→Ａといったサイクルとすることで、高圧
側の圧力を上昇させることなく十分な冷却能力を得るこ
とができる。また、蓄冷手段１０を設けており、そこに
蓄えられている冷水を冷熱として補助放熱器７に用いる
事ができるので、常に外気温等の外部要因に左右される
事なく、補助放熱器に安定した冷熱を供給することがで
きる。また、蓄冷運転を冷却装置自体で行うことによっ
て、外部からの冷熱を蓄冷手段に直接供給する必要がな
く、さらに、運転の効率が高い時に冷熱をためる蓄冷運
転を行うことができる。また、蓄冷運転時に補助放熱器
７を蓄冷熱交換器とする事によって、冷却運転時は、空
気を冷却し、蓄冷運転時は、水を冷却する事ができる構
成を、熱交換器を新たに設けることなく実現する事がで
きる。また、水を冷却して氷を生成し、蓄冷を行ってい
るため、水の固体から液体への変化に伴って必要な潜熱
を利用して蓄冷を行うことができるので、蓄冷手段１０
の蓄冷密度を高めることができ、限られた大きさの蓄冷
手段１０により多くの冷熱を蓄えることができる。
に外気温が高く、放熱器２出口での冷媒温度を低くする
事ができず、図２のモリエル線図に示すＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
→Ａといったサイクルで動作する場合に、放熱器２でＡ
→Ｂと放熱した後の冷媒をさらに補助放熱器７に供給さ
れる冷水でＢ→Ｅと冷却することによって、放熱過程終
了後の冷媒が持つエンタルピを低くすることができ、Ａ
→Ｅ→Ｆ→Ｄ→Ａといったサイクルとすることで、高圧
側の圧力を上昇させることなく十分な冷却能力を得るこ
とができる。また、蓄冷手段１０を設けており、そこに
蓄えられている冷水を冷熱として補助放熱器７に用いる
事ができるので、常に外気温等の外部要因に左右される
事なく、補助放熱器に安定した冷熱を供給することがで
きる。また、蓄冷運転を冷却装置自体で行うことによっ
て、外部からの冷熱を蓄冷手段に直接供給する必要がな
く、さらに、運転の効率が高い時に冷熱をためる蓄冷運
転を行うことができる。また、蓄冷運転時に補助放熱器
７を蓄冷熱交換器とする事によって、冷却運転時は、空
気を冷却し、蓄冷運転時は、水を冷却する事ができる構
成を、熱交換器を新たに設けることなく実現する事がで
きる。また、水を冷却して氷を生成し、蓄冷を行ってい
るため、水の固体から液体への変化に伴って必要な潜熱
を利用して蓄冷を行うことができるので、蓄冷手段１０
の蓄冷密度を高めることができ、限られた大きさの蓄冷
手段１０により多くの冷熱を蓄えることができる。
【００２２】また、水を連続的に蓄冷熱交換器となる補
助放熱器７に流して蓄冷運転をしているので、スタティ
ック式製氷の場合のように、製氷量の増加につれて冷却
負荷が増大していくために補助放熱器７での冷媒の蒸発
温度が低下していくといったことがなく、ほぼ一定の蒸
発温度で蓄冷運転を行うことができるため、効率の良い
蓄冷運転を行うことができる。また、蓄冷熱交換器とな
っている補助放熱器７では製氷を行わずに水を過冷却す
るだけなので、蓄冷熱交換器を特殊なものとする必要が
なく、水熱交換器とすることができる。そして、シャー
ベット状の氷を蓄冷手段１０に蓄えるため、冷熱利用時
に搬送しやすい状態で蓄冷を行うことができる。
助放熱器７に流して蓄冷運転をしているので、スタティ
ック式製氷の場合のように、製氷量の増加につれて冷却
負荷が増大していくために補助放熱器７での冷媒の蒸発
温度が低下していくといったことがなく、ほぼ一定の蒸
発温度で蓄冷運転を行うことができるため、効率の良い
蓄冷運転を行うことができる。また、蓄冷熱交換器とな
っている補助放熱器７では製氷を行わずに水を過冷却す
るだけなので、蓄冷熱交換器を特殊なものとする必要が
なく、水熱交換器とすることができる。そして、シャー
ベット状の氷を蓄冷手段１０に蓄えるため、冷熱利用時
に搬送しやすい状態で蓄冷を行うことができる。
【００２３】なお、本実施例においては、放熱器２と蒸
発器４を空気熱交換器とし、補助放熱器７を水熱交換器
とし、蓄冷材を水としているが、発明の効果は本実施例
の方式のみに限定されるものではなく、同様の効果が得
られるものであればよい。よって、また、冷媒回路にお
いて蓄冷運転用減圧手段６、三方弁８とバイパス回路９
を設けることで冷却運転と蓄冷運転の切替えを実現して
いるが、発明の効果は本実施例での冷媒回路の構成のみ
に限定されるものではなく、同様の効果が得られる冷媒
回路構成であればよい。また、それぞれの発明は単独で
も効果があるものである。
発器４を空気熱交換器とし、補助放熱器７を水熱交換器
とし、蓄冷材を水としているが、発明の効果は本実施例
の方式のみに限定されるものではなく、同様の効果が得
られるものであればよい。よって、また、冷媒回路にお
いて蓄冷運転用減圧手段６、三方弁８とバイパス回路９
を設けることで冷却運転と蓄冷運転の切替えを実現して
いるが、発明の効果は本実施例での冷媒回路の構成のみ
に限定されるものではなく、同様の効果が得られる冷媒
回路構成であればよい。また、それぞれの発明は単独で
も効果があるものである。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冷媒の
放熱器出口温度が高くなる場合に、冷熱を放熱器と減圧
手段の間に設けられた補助放熱器に供給して冷媒を過冷
却することによって放熱過程後の冷媒のエンタルピを低
くして、吐出圧力の上昇を伴わずに十分な冷凍能力を得
ることができる。また、冷却運転を行わないときに蓄冷
運転を行い、蓄冷手段に冷熱を蓄えておき、冷却運転時
に、必要に応じて補助放熱器７に冷熱を供給することが
できる。
放熱器出口温度が高くなる場合に、冷熱を放熱器と減圧
手段の間に設けられた補助放熱器に供給して冷媒を過冷
却することによって放熱過程後の冷媒のエンタルピを低
くして、吐出圧力の上昇を伴わずに十分な冷凍能力を得
ることができる。また、冷却運転を行わないときに蓄冷
運転を行い、蓄冷手段に冷熱を蓄えておき、冷却運転時
に、必要に応じて補助放熱器７に冷熱を供給することが
できる。
【図１】本発明の実施例におけるヒートポンプ冷却装置
の構成図
の構成図
【図２】同冷却装置の運転状態を表すモリエル線図
【図３】従来のヒートポンプ冷却装置の構成図
１ 圧縮機
２ 放熱器
３ 減圧手段
４ 蒸発器
５ 冷媒回路
７ 補助放熱器
１０ 蓄冷手段
１２ 蓄冷材搬送回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 尾浜 昌宏
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 西山 吉継
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 冷媒を二酸化炭素とし、圧縮機、放熱
器、減圧手段及び蒸発器が順次接続された冷媒回路にお
いて、冷媒を過冷却する補助放熱器を前記放熱器と前記
減圧手段との間に設けた冷却装置。 - 【請求項２】 蓄冷手段を有し、この蓄冷手段に蓄えら
れた冷熱で冷媒を過冷却する請求項１に記載の冷却装
置。 - 【請求項３】 冷却を行わない時に、蓄冷運転を行って
蓄冷手段に冷熱を蓄える請求項２に記載の冷却装置。 - 【請求項４】 冷熱を蓄冷手段に供給する蓄冷熱交換器
を蒸発器と別に設けた請求項３に記載の冷却装置。 - 【請求項５】 蓄冷運転時に補助放熱器を蓄冷熱交換器
として利用する請求項４に記載の冷却装置。 - 【請求項６】 液体の蓄冷材を冷却し凝固させて蓄冷手
段に蓄冷する請求項３、４または５に記載の冷却装置。 - 【請求項７】 連続的に蓄冷材を蓄冷材搬送回路によっ
て蓄冷熱交換器に流して冷却する請求項６に記載の冷却
装置。 - 【請求項８】 蓄冷材を蓄冷熱交換器内では凝固しない
ように冷却して過冷却状態とし、蓄冷手段内において凝
固させて蓄冷する請求項７に記載の冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139604A JP2003336911A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139604A JP2003336911A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003336911A true JP2003336911A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29700703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002139604A Pending JP2003336911A (ja) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | 冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003336911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7824725B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-11-02 | The Coca-Cola Company | Methods for extending the shelf life of partially solidified flowable compositions |
| KR101173157B1 (ko) | 2010-02-01 | 2012-08-16 | 한라공조주식회사 | 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템 |
-
2002
- 2002-05-15 JP JP2002139604A patent/JP2003336911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7824725B2 (en) | 2007-03-30 | 2010-11-02 | The Coca-Cola Company | Methods for extending the shelf life of partially solidified flowable compositions |
| KR101173157B1 (ko) | 2010-02-01 | 2012-08-16 | 한라공조주식회사 | 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템 |
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