JP2007100987A - 冷凍システム - Google Patents
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Abstract
【課題】
室外空気を熱源としたヒートポンプ空調では室外温度が低下すると暖房能力が低下し、それに伴う成績係数(COP)の低下や著しく室外気温が低下した場合には暖房機としての利用ができなくなる等の問題が発生している。
【解決手段】
本発明によれば、空調用冷媒回路の暖房運転時には冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を凝縮器を介さずにカスケード熱交換器に流すため、冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒からの廃熱を効率よく回収することができる。特に、冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒をカスケード熱交換器を流した後に凝縮器を介さずに蒸発器に流すため、室外温度が低い場合に凝縮器において室外に排熱し過ぎてしまうことを防ぐことができる。
【選択図】図4
室外空気を熱源としたヒートポンプ空調では室外温度が低下すると暖房能力が低下し、それに伴う成績係数(COP)の低下や著しく室外気温が低下した場合には暖房機としての利用ができなくなる等の問題が発生している。
【解決手段】
本発明によれば、空調用冷媒回路の暖房運転時には冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を凝縮器を介さずにカスケード熱交換器に流すため、冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒からの廃熱を効率よく回収することができる。特に、冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒をカスケード熱交換器を流した後に凝縮器を介さずに蒸発器に流すため、室外温度が低い場合に凝縮器において室外に排熱し過ぎてしまうことを防ぐことができる。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば店舗等において室内空調や冷却貯蔵設備の庫内冷却を行うための冷凍システムに関するものである。
従来よりコンビニエンスストア等の店舗の店内は、空気調和機によって冷暖房空調されている。また、店内には商品を陳列販売する冷蔵や冷凍用のオープンショーケースや扉付ショーケース(冷却貯蔵設備)が設置されており、これらは冷凍機によって庫内冷却が行われている。また、省エネを図るために、これらの空調機や冷凍機の冷媒回路を一つのシステムとして構成されたものが考案されている(特許文献1参照)。
特開2004−360999号公報
ところで、室外空気を熱源としたヒートポンプ空調では室外温度が低下すると暖房能力が低下し、それに伴う成績係数(COP)の低下や著しく室外気温が低下した場合には暖房機としての利用ができなくなる等の問題が発生している。
本発明の目的は、空調用冷媒回路と冷却貯蔵設備用冷媒回路との間で熱交換を行うことで、これらを組み合わせることにより、室外気温が低下しても高い暖房能力を発揮でき、高いCOPを維持できる冷凍システムを構築することである。
上記目的を達成するために本発明の冷凍システムは、圧縮機と熱源側熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器からなる空調用冷媒回路と、圧縮機と凝縮器と減圧装置と蒸発器からなる冷却貯蔵設備用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路の低圧側と前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側とを熱交換させるカスケード熱交換器を備え、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器に流した後、前記凝縮器を介さずに前記蒸発器に流すことを特徴とする。
請求項2の発明の冷凍システムは、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器、前記凝縮器を介して前記蒸発器に流すことを特徴とする。
請求項3の発明の冷凍システムは、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すことを特徴とする。
請求項4の発明の冷凍システムは、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の冷房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すことを特徴とする
請求項5の発明の冷凍システムは、請求項1乃至請求項4の発明の冷凍システムにおいて、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の流路制御手段を、1個の三方弁と2個の四方弁にて構成したことを特徴とする。
請求項6の発明の冷凍システムは、請求項1乃至請求項4の発明の冷凍システムにおいて、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の流路制御手段を、3個の四方弁にて構成したことを特徴とする。
請求項7の発明の冷凍システムは、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記凝縮器の下流にレシーバタンクを有し、該凝縮器と該レシーバタンク間を逆止弁を介して連通したことを特徴とする。
本発明によれば、圧縮機と熱源側熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器からなる空調用冷媒回路と、圧縮機と凝縮器と減圧装置と蒸発器からなる冷却貯蔵設備用冷媒回路と、前記空調用冷媒回路の低圧側と前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側とを熱交換させるカスケード熱交換器を備え、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器に流した後、前記凝縮器を介さずに前記蒸発器に流すため、冷却貯蔵設備用冷媒回路の冷媒が凝縮器において過剰に放熱することを防ぐことができる。そのため、著しく店外気温が低い場合に、冷却貯蔵設備用冷媒回路の冷媒から空調用冷媒回路の冷媒へ効率よく熱交換できるため、空気調和機の暖房能力向上と冷凍システム全体の運転効率改善を図ることができる。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器、前記凝縮器を介して前記蒸発器に流すため、冷却貯蔵設備用冷媒回路の冷媒がカスケード熱交換器において放熱した後も過剰に熱を有する場合に、前記凝縮器においてこの過剰な熱を放出することができるので安定した廃熱回収運転ができる。
請求項3の発明によれば、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すため、カスケード熱交換器における前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の冷媒の放熱量が過大な場合に、予め前記凝縮器において放熱することでカスケード熱交換器における過大な放熱を防ぐことができるので安定した運転ができる。
請求項4の発明によれば、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記空調用冷媒回路の冷房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すため、前記空調用冷媒回路により前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側冷媒を過冷却できるので、冷却貯蔵設備用冷媒回路の運転効率及び能力の改善を図ることができる。
請求項5の発明によれば、請求項1乃至請求項4の発明の冷凍システムにおいて、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の流路制御手段を、1個の三方弁と2個の四方弁にて構成することにより、請求項1乃至請求項4の発明のように複雑な冷媒回路の制御を単純な構成で実現することができる。
請求項6の発明によれば、請求項1乃至請求項4の発明の冷凍システムにおいて、3個の四方弁にて構成することにより、請求項1乃至請求項4の発明のように複雑な冷媒回路の制御を単純な構成で実現することができる。
請求項7の発明によれば、請求項1の発明の冷凍システムにおいて、前記凝縮器の下流にレシーバタンクを有し、該凝縮器と該レシーバタンク間を逆止弁を介して連通することにより、冷媒が前記凝縮器内に貯留することを回避し、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の冷媒不足や前記凝縮器内の昇圧を防止することで、安定した運転ができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。図1は本発明を適用した冷凍システム1による冷媒回路を含む空調冷凍機全体を説明する図である。この冷凍システム1は、例えばコンビニエンスストアの店内2の空調と、この店内2に設置されている冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース31や冷凍ケース34の庫内冷却を行うものである。
これらの冷蔵ケース31や冷凍ケース34は、前面や上面が開口しているオープンショーケースや、ガラス扉によって開閉が自由なクローズショーケース等である。例えば、冷蔵ケース31の庫内は約+3℃から約+10℃の冷蔵温度に冷却され、飲料や食料品等が陳列されると共に、冷凍ケース34の庫内は約ー10℃から約―20℃の冷凍温度に冷却され、冷凍食品や氷菓等が陳列されるものである。
図1において、4は空調用冷媒回路5を備える空気調和機であり、6は冷蔵ケース31や冷凍ケース34の庫内を冷却するための冷却貯蔵設備用冷媒回路7を備えた冷却装置である。空気調和機4は、店内2の天井等に設置された図示しない室内機と、室外ユニット3とから構成され、これらの間に渡って前記空調用冷媒回路5が構成されている。
この空調用冷媒回路5は、室外ユニット3のケース内に設置されたアキュムレータ20と、二台の圧縮機21A及び21Bと、逆止弁22A及び22Bと、オイルセパレータ23と、四方弁24と、熱源側熱交換器25と、膨張弁26、27及び28と、カスケード熱交換器18と、逆止弁29と、室内2に設置された利用側熱交換器30等から構成されている。なお、圧縮機21Aはインバータによる周波数制御運転が可能であり、圧縮機21Bは定速運転を行う圧縮機である。
圧縮機21A及び21Bは相互に並列接続されており、各圧縮機21A及び21Bの吐出側はそれぞれ逆止弁22A及び22Bを介して合流され、オイルセパレータ23の入口に接続されている。なお、逆止弁22A及び22Bはオイルセパレータ23方向が順方向とされている。オイルセパレータ23の出口は四方弁24の一方の入口に接続されており、一方の出口は熱源側熱交換器25の入口に接続されている。この熱源側熱交換器25は多数の並列配管から構成される流路抵抗の比較的小さい入口側25Aと、これらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側25Bとで構成されている。そして、この熱源側熱交換器25の出口側25Bの出口は膨張弁26を介して膨張弁28の入口に接続され、膨張弁28の出口は店内2に渡って利用側熱交換器30Aの入口に接続される。
利用側熱交換器30Aの出口は室外ユニット3に渡り、四方弁24の他方の入口に接続され、四方弁24の他方の出口は逆止弁29を介してアキュムレータ20の入口に接続されている。そして、このアキュムレータ20の出口は圧縮機21A及び21Bの吸込み側に接続されている。なお、逆止弁29はアキュムレータ20方向が順方向とされている。
また、膨張弁26と28の間の配管は膨張弁27の入口に接続され、膨張弁27の出口はカスケード熱交換器18の空調側管路18Aの入口に接続されている。このカスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出口はアキュムレータ20を介して圧縮機21A及び21Bの吸込み側に接続されている。
一方、冷却装置6は室外ユニット3と店内2に設置された冷蔵ケース31及び冷凍ケース34との間に渡り冷却貯蔵設備用冷媒回路7が配管構成されている。この冷却貯蔵設備用冷媒回路7は、室外ユニット3のケース内に設置された第一の圧縮機11と、凝縮器14と、二つの四方弁13及び17と、逆止弁15と、オイルセパレータ12と、レシーバタンク16と、カスケード熱交換器18と、三方弁50等と、店内2に設置された冷蔵ケース31と、冷凍ケース34と、膨張弁32及び35と、電磁弁33及び36と、逆止弁40と、第二の圧縮機41と、オイルセパレータ42等によって構成されており、これらの間に渡って空調例冷媒回路7が配管構成される。
圧縮機11の吐出側はオイルセパレータ12を介して四方弁13の一方の入口に接続され、この四方弁13の一方の出口は凝縮器14の入口に接続されている。この凝縮器14は多数の並列配管から構成される流路抵抗の比較的小さい入口側14Aと、これらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側14Bとで構成されている。そして、この凝縮器14の出口側14Bの出口は逆止弁15を介してレシーバタンク16の入口に接続され、このレシーバタンク16の出口が四方弁17の一方の入口に接続されている。
そして、四方弁17の一方の出口はカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口に接続されている。なお、カスケード熱交換器18は、内部に構成された空調側管路18Aとケース側管路18Bを対向に通過する冷媒を相互に熱交換させるものであり、これによって空調用冷媒回路5の低圧側と冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側とは熱的に結合されている。
カスケード熱交換器18のケース側通路18Bの出口は、三方弁50の入口に接続されており、この三方弁50の一方の出口は四方弁13の他方の入口に接続されている。この四方弁13の他方の出口は四方弁17の他方の入口に接続され、この四方弁17の他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入り分岐する。
分岐した一方の配管は電磁弁33、膨張弁32を介して冷蔵用蒸発器31Aの入口に接続されている。分岐した他方の配管は電磁弁36、膨張弁35を介して冷凍用蒸発器34Aの入口に接続されている。
冷凍用蒸発器34Aの出口は逆止弁40を介して圧縮機41の吸込側に接続されている。なお、逆止弁40は圧縮機41方向が順方向とされている。この圧縮機41は圧縮機11よりも出力の小さい圧縮機であり、その吐出側はオイルセパレータ42を介して圧縮機11の吸込側に接続されている。即ち、圧縮機41と圧縮機11は冷媒回路上直列に接続される。また、冷蔵用蒸発器31Aの出口は圧縮機41の吐出側のオイルセパレータ42の出口側に接続されている。
以上の構成で本発明の冷凍システム1の動作を説明する。尚、圧縮機11と圧縮機21Aはインバータにより周波数制御がなされ、圧縮機21Bと圧縮機41は定速運転される。
(1)空気調和機の冷房運転
まず、夏場等に空気調和機4が冷房運転を行う際は、室外ユニット3において図1に示される冷媒回路を構成する。
まず、夏場等に空気調和機4が冷房運転を行う際は、室外ユニット3において図1に示される冷媒回路を構成する。
空気調和機4を構成する空調用冷媒回路5において、四方弁24はオイルセパレータ23の出口と熱源側熱交換器25の入口側Aを連通させ、利用側熱交換器30の出口と逆止弁29の入口を連通させる。また、膨張弁28を全開とする。そして、圧縮機21A及び21Bを運転する。尚、冷房能力調整は圧縮機21Aの運転周波数を制御することにより行われる。
圧縮機21A及び21Bが運転されると、圧縮機21A及び21Bの吐出側から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁24を介して熱源側熱交換器25の入口側25Aに入る。この熱源側熱交換器25において冷媒は放熱し、凝縮液化する。即ち、この熱源側熱交換器25は凝縮器として機能する。この液冷媒は熱源側熱交換器25の入口側25Aから出口側25Bを経て膨張弁26の入口に流れる。そして、膨張弁26を通過した後に分岐する。分岐した一方は膨張弁28によって減圧され、利用側熱交換器30に流入し、そこで蒸発する。
この利用側熱交換器30には送風機30Bにより店内2の空気が通風されており、冷媒の蒸発による吸熱作用によって店内2の空気は冷却される。これにより、店内2の冷房が行われる。利用側熱交換器30を出た低温の冷媒ガスは、四方弁24の前記他方の入口から他方の出口へと通過し、逆止弁29を介してアキュムレータ20へ流入する。アキュムレータにて冷媒が気体と液体に分離された後、気体となった冷媒のみアキュムレータより圧縮機21A及び21Bの吸込側に吸い込まれる。
膨張弁26を通過して分岐した冷媒の他方は膨張弁27によって減圧され、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aに流入し、ここで蒸発により吸熱を行う。よって、カスケード熱交換器18は冷却され、低温となる。カスケード熱交換器18の空調側管路18Aを出た低温のガス冷媒はアキュムレータ20へ流入する。アキュムレータにて冷媒が気体と液体に分離された後、気体となった冷媒のみアキュムレータより圧縮機21A及び21Bの吸込側に吸い込まれる。
ここで、利用側熱交換器30の出入口の冷媒温度、利用側熱交換器30自体の温度、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出入口の冷媒温度、カスケード熱交換器18自体の温度に基づいて適正な過熱度となるように膨張弁27及び28の弁開度を調整する。
一方で、冷却装置6の冷却貯蔵設備用冷媒回路7において、四方弁13はオイルセパレータ12の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させ、三方弁50の一方の出口と四方弁17の前記他方の入口を連通させる。さらに、四方弁17はレシーバタンク16の出口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、四方弁17の前記他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入る。
そして、圧縮機11及び41を運転する。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒はオイルセパレータ12にてオイルと分離された後、四方弁13を介して凝縮器14の入口側14Aに入る。凝縮器14に流入した冷媒は放熱し、凝縮液化する。
この凝縮器14の入口側14Aを通過した冷媒は出口側14Bに至り、そこからレシーバタンク16に流入する。冷媒はさらにレシーバタンクからカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに流入する。このケース側管路18Bに流入した冷却貯蔵用冷媒回路7の冷媒は、前述のように空調用冷媒回路5の冷媒によって冷却され低温となったカスケード熱交換器18によって冷却され、過冷却状態が進行する。
カスケード熱交換器18によって冷却された冷媒は三方弁50、四方弁13及び四方弁17を順次通過した後、店内2において分岐する。この分岐した冷媒の一方は電磁弁33を通過した後、膨張弁32に至り減圧され冷蔵用蒸発器31Aに流入し、そこで蒸発することで冷蔵ケース31内を冷却する。冷蔵用蒸発器31Aを出た低温のガス冷媒は圧縮機11の入口側に向かう。
一方、カスケード熱交換器18を出て分岐された他方の冷媒は電磁弁36を通過した後、膨張弁35に至り減圧され冷凍用蒸発器34Aに流入し、冷凍ケース34内を冷却する。冷凍用蒸発器34Aを出た低温ガス冷媒は逆止弁40を経て圧縮機41に至り、そこで冷蔵用蒸発器31Aの出口側の圧力まで昇圧され、圧縮機41から吐出されオイルセパレータ42でオイルを分離された後、冷蔵ケース31からの冷媒と合流し、圧縮機11の入口側に向かう。
このように、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aを流れる空調用冷媒回路5の低圧側冷媒によって冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒を過冷却することができるので、冷蔵ケース31及び冷凍ケース34の蒸発器31A及び34Aにおける冷却能力と冷却貯蔵設備用冷媒回路7の運転効率が改善される。なお、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒は凝縮器14を介してカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに流されるため、空調用冷媒回路5の過熱度も適正範囲に維持することができる。
また、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷凍用蒸発器34Aから出た冷媒の圧力は、その蒸発温度が低くなることから冷蔵用蒸発器31Aから出た冷媒よりも低くなるが、冷蔵用蒸発器31Aから出た冷媒と合流させる以前に圧縮機41により圧縮することで昇圧されるので、圧縮機11の吸込み側圧力を調整することにより、冷蔵ケース31と冷凍ケース34の庫内を各蒸発器31A及び34Aによりそれぞれ円滑に冷却することができる。
(2)空気調和機の暖房運転
次に、冬場等に空気調和機4が暖房運転を行う際は、室外ユニット3において図2に示される冷媒回路を構成する。
次に、冬場等に空気調和機4が暖房運転を行う際は、室外ユニット3において図2に示される冷媒回路を構成する。
空気調和機4を構成する空調用冷媒回路5において、四方弁24はオイルセパレータ23の出口と利用側熱交換器30の入口を連通させ、熱源側熱交換器25の入口側Aと逆止弁29の入口を連通させる。また、膨張弁28を全開とする。そして、圧縮機21A及び21Bを運転する。尚、冷房能力調整は圧縮機21Aの運転周波数を制御することにより行われる。
圧縮機21A及び21Bより吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ23から四方弁24を経て利用側熱交換器30に入る。この利用側熱交換器30には送風機30Bにより店内2の空気が通風されており、冷媒はここで放熱し室内空気を加熱することで凝縮液化する。
利用側熱交換機30で液化した冷媒は利用側熱交換器30から流出して膨張弁28を通過し、膨張弁27において減圧された後、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aに流入し、蒸発することで吸熱した後、アキュムレータ20を経て圧縮機21A及び21Bに吸引される。
カスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出入口の冷媒温度あるいは、カスケード熱交換器18の温度に基づいて適正な過熱度となるように膨張弁27の弁開度を調整する。また、利用側熱交換器30の温度やそこに通風される空気の温度に基づき、送風機30Bの制御を行う。
一方、冷却装置6の冷却貯蔵設備用冷媒回路7の四方弁13はオイルセパレータ12の出口と四方弁17の一方の入口を連通させ、三方弁50の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させる。また、四方弁17は四方弁13の一方の出口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、レシーバタンク16の出口と電磁弁33及び36を連通させる。尚、電磁弁の開閉及び圧縮機の動作は前記冷房運転時と同様である。
これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁13及び17を順次通過してカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに入る。よって、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器14で放熱する前に直接カスケード熱交換器18のケース側管路18Bに供給される。このケース側管路18Bに流入した冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒は、カスケード熱交換器18において放熱するため、前記空調側管路18Aで蒸発する空調用冷媒回路5の冷媒によって冷却される。空調用冷媒回路5の冷媒は冷却貯蔵設備用冷媒回路7の廃熱を利用することができる。
このカスケード熱交換器18のケース側管路18Bを通過した冷媒は三方弁50及び四方弁13を通過して凝縮器14の入口側14Aに入る。この凝縮器14に流入した冷媒はそこで放熱し、凝縮液化する。
この凝縮器14を通過した冷媒は逆止弁15介してレシーバタンク16内に入り、そこで気液分離が行われる。分離された液冷媒はレシーバタンク16から流出し、四方弁17を通過した後に分岐し、電磁弁33及び36の入口へと向かう。
このような運転により、空気調和機4の空調用冷媒回路5の暖房運転時には、カスケード熱交換器18で冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒の廃熱を回収して空調用冷媒回路5の利用側熱交換器30に搬送することができる。これによって、空気調和機4の暖房能力の改善を図ることができ、店内空調と冷蔵ケース31及び冷凍ケース34の庫内冷却を行う冷凍システム1の効率改善及び省エネを図ることができる。
特に、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側の冷媒を凝縮器14よりも先にカスケード熱交換器18に通すことで、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒からの廃熱を効率よく回収し、空調用冷媒回路5の利用側熱交換器30における暖房能力をより向上させることができる、
ここで、店内2が比較的暖かいなど空気調和機4の負荷が軽くなった場合、膨張弁27の弁開度を絞って冷媒流量を低減させていくようになるので、カスケード熱交換器18における冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒の放熱量が過剰となるが、本発明では冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒をカスケード熱交換器18を通した後に凝縮器14に流すようにしているので、凝縮器14において過剰な熱量を放出することができる。これによって、安定した廃熱回収運転が可能となる。
また、前記四方弁13及び17を用いて流路を切り換えることで、空調用冷媒回路5の冷房運転時と暖房運転時において、冷却貯蔵設備用冷媒回路における凝縮器14及びレシーバタンク16に流れる冷媒の流通方向を同一としている。これにより、冷房運転時と暖房運転時において冷却貯蔵設備用冷媒回路内を流れる冷媒の方向が異なる構成と比べて、この冷媒の圧力損失の発生を防止もしくは抑制することができ、効率的な運転が可能となる。
(3)カスケード熱交換器において熱交換をほとんど必要としない空気調和機の暖房運転
また、上述したような空気調和機4が暖房運転を行う際に、店内2における負荷が一層小さくなり暖房能力が過大となった場合には、室外ユニット3において図3に示される冷媒回路を構成する。
また、上述したような空気調和機4が暖房運転を行う際に、店内2における負荷が一層小さくなり暖房能力が過大となった場合には、室外ユニット3において図3に示される冷媒回路を構成する。
このような場合には、図2から図3へと四方弁13及び17を切り換える。即ち、四方弁13はオイルセパレータ12の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させ、三方弁50の一方の出口と四方弁17の前記他方の入口を連通させる。さらに、四方弁17はレシーバタンク16の入口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、四方弁17の前記他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入る。
これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧の冷媒は、図1の場合と同様に凝縮器14を通過し放熱してからカスケード熱交換器18に流れるようになるので、空調用冷媒回路5の冷媒がカスケード熱交換器18を通過する際に過剰に過熱されることを防ぐことができる。
(4)店外温度が非常に低くなった状態における空気調和機の暖房運転
ここで、店外気温が著しく低下した場合には、空調用冷媒回路5において熱源側熱交換器25で十分な熱をくみ上げることができないと共に、冷却貯蔵用冷媒回路7において凝縮器14で冷却貯蔵設備用冷媒回路7内の冷媒が熱を放出し過ぎてしまい、カスケード熱交換器18において十分な熱を空調用冷媒回路5に供給できなくなり、空気調和機4の暖房能力が低下してしまう問題がある。
ここで、店外気温が著しく低下した場合には、空調用冷媒回路5において熱源側熱交換器25で十分な熱をくみ上げることができないと共に、冷却貯蔵用冷媒回路7において凝縮器14で冷却貯蔵設備用冷媒回路7内の冷媒が熱を放出し過ぎてしまい、カスケード熱交換器18において十分な熱を空調用冷媒回路5に供給できなくなり、空気調和機4の暖房能力が低下してしまう問題がある。
このような場合には、図2から図4へと三方弁50を切り換える。即ち、カスケード熱交換器18のケース側管路18Bの出口とレシーバタンク16の入口とを連通させる。この時、レシーバタンク16の入口と凝縮器18の出口側18Bの間には逆止弁15が配置されているため、カスケード熱交換器18のケース側管路18Bの出口から流出した冷媒は凝縮器14に流入することはない。
このような構成を取ることにより、圧縮機11を吐出された高温高圧の冷媒はカスケード熱交換器18において、空調用冷媒回路5の冷媒に熱を供給した後、凝縮器14にて放熱することなく電磁弁33及び36に向かう。これによって、冷凍貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒が凝縮器14において過剰に放熱してしまうことを防止することができる
また、この構成において、凝縮器14及び熱源側熱交換器25における店外との熱交換は発生しないため、店内2に存在する熱量を効率的に利用することが可能となり、空気調和機4の暖房効率向上と冷凍システム1の省エネ化を図ることができる。
冷却貯蔵設備用冷媒回路において、図1乃至図4における三方弁50及び逆止弁15の変わりに、図5乃至図8における四方弁51を設けることによって図1と同様の冷媒回路構成を得ることができる。以下、図面に基づき詳細について説明する。
図5は本発明を適用した冷凍システム1による冷媒回路を含む空調冷凍機全体を説明する図である。この冷凍システム1は、実施例1と同様に例えばコンビニエンスストアの店内2の空調と、この店内2に設置されている冷却貯蔵設備としての冷蔵ケース31や冷凍ケース34の庫内冷却を行うものである。
図5において、4は空調用冷媒回路5を備える空気調和機であり、6は冷蔵ケース31や冷凍ケース34の庫内を冷却するための冷却貯蔵設備用冷媒回路7を備えた冷却装置である。空気調和機4は、店内2の天井等に設置された図示しない室内機と、室外ユニット3とから構成され、これらの間に渡って前記空調用冷媒回路5が構成されている。
この空調用冷媒回路5は、室外ユニット3のケース内に設置されたアキュムレータ20と、二台の圧縮機21A及び21Bと、逆止弁22A及び22Bと、オイルセパレータ23と、四方弁24と、熱源側熱交換器25と、膨張弁26、27及び28と、カスケード熱交換器18と、逆止弁29と、室内2に設置された利用側熱交換器30等から構成されている。なお、圧縮機21Aはインバータによる周波数制御運転が可能であり、圧縮機21Bは定速運転を行う圧縮機である。
圧縮機21A及び21Bは相互に並列接続されており、各圧縮機21A及び21Bの吐出側はそれぞれ逆止弁22A及び22Bを介して合流され、オイルセパレータ23の入口に接続されている。なお、逆止弁22A及び22Bはオイルセパレータ23方向が順方向とされている。オイルセパレータ23の出口は四方弁24の一方の入口に接続されており、一方の出口は熱源側熱交換器25の入口に接続されている。この熱源側熱交換器25は多数の並列配管から構成される流路抵抗の比較的小さい入口側25Aと、これらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側25Bとで構成されている。そして、この熱源側熱交換器25の出口側25Bの出口は膨張弁26を介して膨張弁28の入口に接続され、膨張弁28の出口は店内2に渡って利用側熱交換器30Aの入口に接続される。
利用側熱交換器30Aの出口は室外ユニット3に渡り、四方弁24の他方の入口に接続され、四方弁24の他方の出口は逆止弁29を介してアキュムレータ20の入口に接続されている。そして、このアキュムレータ20の出口は圧縮機21A及び21Bの吸込み側に接続されている。なお、逆止弁29はアキュムレータ20方向が順方向とされている。
また、膨張弁26と28の間の配管は膨張弁27の入口に接続され、膨張弁27の出口はカスケード熱交換器18の空調側管路18Aの入口に接続されている。このカスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出口はアキュムレータ20を介して圧縮機21A及び21Bの吸込み側に接続されている。
一方、冷却装置6は室外ユニット3と店内2に設置された冷蔵ケース31及び冷凍ケース34との間に渡り冷却貯蔵設備用冷媒回路7が配管構成されている。この冷却貯蔵設備用冷媒回路7は、室外ユニット3のケース内に設置された第一の圧縮機11と、凝縮器14と、三つの四方弁13、17及び51と、オイルセパレータ12と、レシーバタンク16と、カスケード熱交換器18と、逆止弁19等と、店内2に設置された冷蔵ケース31と、冷凍ケース34と、膨張弁32及び35と、電磁弁33及び36と、逆止弁40と、第二の圧縮機41と、オイルセパレータ42等によって構成されており、これらの間に渡って空調例冷媒回路7が配管構成される。
圧縮機11の吐出側はオイルセパレータ12を介して四方弁13の一方の入口に接続され、この四方弁13の一方の出口は四方弁51の一方の入口に接続される。そして、この四方弁51の一方の出口は凝縮器14の入口に接続されている。この凝縮器14は多数の並列配管から構成される流路抵抗の比較的小さい入口側14Aと、これらが少数の並列配管若しくは単数の配管に集約される出口側14Bとで構成されている。そして、この凝縮器14の出口側14Bの出口は四方弁51の他方の入口と接続され、この四方弁51の他方の出口はレシーバタンク16の入口に接続され、このレシーバタンク16の出口は四方弁17の一方の入口に接続されている。また、凝縮器14の出口側14Bは、上述した四方弁51を介する経路とは別に逆止弁19を介してレシーバタンク16に連通している。なお、逆止弁19はレシーバタンク16方向を順方向としている。
そして、四方弁17の一方の出口はカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口に接続されている。なお、カスケード熱交換器18は、内部に構成された空調側管路18Aとケース側管路18Bを対向に通過する冷媒を相互に熱交換させるものであり、これによって空調用冷媒回路5の低圧側と冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側とは熱的に結合されている。
カスケード熱交換器18のケース側通路18Bの出口は四方弁13の他方の入口に接続されている。この四方弁13の他方の出口は四方弁17の他方の入口に接続され、この四方弁17の他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入り分岐する。
分岐した一方の配管は電磁弁33、膨張弁32を介して冷蔵用蒸発器31Aの入口に接続されている。分岐した他方の配管は電磁弁36、膨張弁35を介して冷凍用蒸発器34Aの入口に接続されている。
冷凍用蒸発器34Aの出口は逆止弁40を介して圧縮機41の吸込側に接続されている。なお、逆止弁40のは圧縮機41方向が順方向とされている。この圧縮機41は圧縮機11よりも出力の小さい圧縮機であり、その吐出側はオイルセパレータ42を介して圧縮機11の吸込側に接続されている。即ち、圧縮機41と圧縮機11は冷媒回路上直列に接続される。また、冷蔵用蒸発器31Aの出口は圧縮機41の吐出側のオイルセパレータ42の出口側に接続されている。
以上の構成で本発明の冷凍システム1の動作を説明する。尚、圧縮機11と圧縮機21Aはインバータにより周波数制御がなされ、圧縮機21Bと圧縮機41は定速運転される。
(5)空気調和機の冷房運転
まず、夏場等に空気調和機4が冷房運転を行う際は、室外ユニット3において図5に示される冷媒回路を構成する。
まず、夏場等に空気調和機4が冷房運転を行う際は、室外ユニット3において図5に示される冷媒回路を構成する。
空気調和機4を構成する空調用冷媒回路5において、四方弁24はオイルセパレータ23の出口と熱源側熱交換器25の入口側Aを連通させ、利用側熱交換器30の出口と逆止弁29の入口を連通させる。また、膨張弁28を全開とする。そして、圧縮機21A及び21Bを運転する。尚、冷房能力調整は圧縮機21Aの運転周波数を制御することにより行われる。
圧縮機21A及び21Bが運転されると、圧縮機21A及び21Bの吐出側から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁24を介して熱源側熱交換器25の入口側25Aに入る。この熱源側熱交換器25において冷媒は放熱し、凝縮液化する。即ち、この熱源側熱交換器25は凝縮器として機能する。この液冷媒は熱源側熱交換器25の入口側25Aから出口側25Bを経て膨張弁26の入口に流れる。そして、膨張弁26を通過した後に分岐する。分岐した一方は膨張弁28によって減圧され、利用側熱交換器30に流入し、そこで蒸発する。
この利用側熱交換器30には送風機30Bにより店内2の空気が通風されており、冷媒の蒸発による吸熱作用によって店内2の空気は冷却される。これにより、店内2の冷房が行われる。利用側熱交換器30を出た低温の冷媒ガスは、四方弁24、逆止弁29を介してアキュムレータ20へ流入する。アキュムレータにて冷媒が気体と液体に分離された後、気体となった冷媒のみアキュムレータより圧縮機21A及び21Bの吸込側に吸い込まれる。
膨張弁26を通過して分岐した冷媒の他方は膨張弁27によって減圧され、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aに流入し、ここで蒸発により吸熱を行う。よって、カスケード熱交換器18は冷却され、低温となる。カスケード熱交換器18の空調側管路18Aを出た低温のガス冷媒はアキュムレータ20へ流入する。アキュムレータにて冷媒が気体と液体に分離された後、気体となった冷媒のみアキュムレータより圧縮機21A及び21Bの吸込側に吸い込まれる。
ここで、利用側熱交換器30の出入口の冷媒温度、利用側熱交換器30自体の温度、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出入口の冷媒温度、カスケード熱交換器18自体の温度に基づいて適正な過熱度となるように膨張弁27及び28の弁開度を調整する。
一方で、冷却装置6の冷却貯蔵設備用冷媒回路7において、四方弁13はオイルセパレータ12の出口と四方弁51の前記一方の入口を連通させ、カスケード熱交換器18のケース側管路18Bの出口と四方弁17の前記他方の入口を連通させる。四方弁17はレシーバタンク16の出口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、四方弁17の前記他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入る。四方弁51は四方弁13の前記一方の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させ、凝縮器14の出口側14Bとレシーバタンク16の入口を連通させる。
そして、圧縮機11及び41を運転する。圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒はオイルセパレータ12にてオイルと分離された後、四方弁13、四方弁51を介して凝縮器14の入口側14Aに入る。凝縮器14に流入した冷媒は放熱し、凝縮液化する。
この凝縮器14の入口側14Aを通過した冷媒は出口側14Bに至り、そこから四方弁51を介してレシーバタンク16に流入する。冷媒はさらにレシーバタンクからカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに流入する。このケース側管路18Bに流入した冷却貯蔵用冷媒回路7の冷媒は、前述のように空調用冷媒回路5の冷媒によって冷却され低温となったカスケード熱交換器18によって冷却され、過冷却される。
カスケード熱交換器18によって冷却された冷媒は四方弁13、四方弁17を介して、店内2において分岐する。この分岐した冷媒の一方は電磁弁33を通過した後、膨張弁32において減圧され冷蔵用蒸発器31Aに流入し、そこで蒸発することで冷蔵ケース31内を冷却する。冷蔵用蒸発器31Aを出た低温のガス冷媒は圧縮機11の入口側に向かう。
一方、カスケード熱交換器18を出て分岐された他方の冷媒は電磁弁36を通過した後、膨張弁35に至り減圧され冷凍用蒸発器34Aに流入し、冷凍ケース34内を冷却する。冷凍用蒸発器34Aを出た低温ガス冷媒は逆止弁40を経て圧縮機41に至り、そこで冷蔵用蒸発器31Aの出口側の圧力まで昇圧され、圧縮機41から吐出されオイルセパレータ42でオイルを分離された後、冷蔵ケース31からの冷媒と合流し、圧縮機11の入口側に向かう。
このように、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aを流れる空調用冷媒回路5の低圧側冷媒によって冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒を過冷却することができるので、冷蔵ケース31や冷凍ケース34の蒸発器31A及び34Aにおける冷却能力と冷却貯蔵設備用冷媒回路7の運転効率が改善される。なお、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒は凝縮器14を介してカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに流すので、空調用冷媒回路5の過熱度も適正範囲に維持することができる。
また、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷凍用蒸発器34Aから出た冷媒の圧力は、その蒸発温度が低くなることから冷蔵用蒸発器31Aから出た冷媒よりも低くなるが、冷蔵用蒸発器31Aから出た冷媒と合流させる以前に圧縮機41により圧縮することで昇圧されるので、圧縮機11の吸込み側圧力を調整することにより、冷蔵ケース31と冷凍ケース34の庫内を各蒸発器31A及び34Aによりそれぞれ円滑に冷却することができる。
(6)空気調和機の暖房運転
次に、冬場等に空気調和機4が暖房運転を行う際は、室外ユニット3において図6に示される冷媒回路を構成する。
次に、冬場等に空気調和機4が暖房運転を行う際は、室外ユニット3において図6に示される冷媒回路を構成する。
空気調和機4を構成する空調用冷媒回路5において、四方弁24はオイルセパレータ23の出口と利用側熱交換器30の入口を連通させ、熱源側熱交換器25の入口側Aと逆止弁29の入口を連通させる。また、膨張弁28を全開とする。そして、圧縮機21A及び21Bを運転する。尚、冷房能力調整は圧縮機21Aの運転周波数を制御することにより行われる。
圧縮機21A及び21Bより吐出された高温高圧のガス冷媒は、オイルセパレータ23、四方弁24を介して利用側熱交換器30に入る。この利用側熱交換器30には送風機30Bにより店内2の空気が通風されており、冷媒はここで放熱し室内空気を加熱することで凝縮液化する。
利用側熱交換機30で液化した冷媒は利用側熱交換器30から流出して膨張弁28を通過し、膨張弁27において減圧された後、カスケード熱交換器18の空調側管路18Aに流入し、蒸発することで吸熱した後、アキュムレータ20を経て圧縮機21A及び21Bに吸引される。
カスケード熱交換器18の空調側管路18Aの出入口の冷媒温度あるいは、カスケード熱交換器18の温度に基づいて適正な過熱度となるように膨張弁27の弁開度を調整する。また、利用側熱交換器30の温度やそこに通風される空気の温度に基づき、送風機30Bの制御を行う。
一方、冷却装置6の冷却貯蔵設備用冷媒回路7の四方弁13はオイルセパレータ12の出口と四方弁17の一方の入口を連通させ、カスケード熱交換器18のケース側管路18Bの出口と四方弁51の一方の入口を連通させる。四方弁17は四方弁13の一方の出口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、レシーバタンク16の出口と電磁弁33及び36を連通させる。四方弁51は四方弁13の前記一方の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させ、凝縮器14の出口側14Bとレシーバタンク16の入口を連通させる。尚、電磁弁の開閉及び圧縮機の動作は前記冷房運転時と同様である。
これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁13、17を介してカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに入る。よって、圧縮機11から吐出された高温高圧のガス冷媒は凝縮器14で放熱する前に直接カスケード熱交換器18のケース側管路18Bに供給される。このケース側管路18Bに流入した冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒は、カスケード熱交換器18において放熱し、前記空調側管路18Aで蒸発する空調用冷媒回路5の冷媒によって冷却される。空調用冷媒回路5の冷媒は冷却貯蔵設備用冷媒回路7の廃熱を利用することができる。
このカスケード熱交換器18のケース側管路18Bを通過した冷媒は四方弁13及び51を通過して凝縮器14の入口側14Aに入る。この凝縮器14に流入した冷媒はそこで放熱し、凝縮液化する。
この凝縮器14を通過した冷媒は四方弁51を介してレシーバタンク16内に入り、そこで気液分離が行われる。分離された液冷媒はレシーバタンク16から流出し、四方弁17を介して店内2へ流入した後に分岐し、電磁弁33及び36の入口へと向かう。
このような運転により、空気調和機4の空調用冷媒回路5の暖房運転時には、カスケード熱交換器18で冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒の廃熱を回収して空調用冷媒回路5の利用側熱交換器30に搬送することができる。これによって、空気調和機4の暖房能力の改善を図ることができ、店内空調と冷蔵ケース31及び冷凍ケース34の庫内冷却を行う冷凍システム1の効率改善及び省エネを図ることができる。
特に、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側の冷媒を凝縮器14よりも先にカスケード熱交換器18に通すことで、冷却貯蔵設備用冷媒回路7の高圧側冷媒からの廃熱を効率よく回収し、空調用冷媒回路5の利用側熱交換器30における暖房能力をより向上させることができる、
ここで、店内2が比較的暖かいなど空気調和機4の負荷が軽くなった場合、膨張弁27の弁開度を絞って冷媒流量を低減させていくようになるので、カスケード熱交換器18における冷却貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒の放熱量が過剰となるが、本発明では冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒をカスケード熱交換器18を通した後に凝縮器14に流すようにしているので、凝縮器14において過剰な熱量を放出することができる。これによって、安定した廃熱回収運転が可能となる。
また、前記四方弁13及び17を用いて流路を切り換えることで、空調用冷媒回路5の冷房運転時と暖房運転時において、冷却貯蔵設備用冷媒回路における凝縮器14及びレシーバタンク16に流れる冷媒の流通方向を同一としている。これにより、冷房運転時と暖房運転時において冷却貯蔵設備用冷媒回路内を流れる冷媒の方向が異なる構成と比べて、この冷媒の圧力損失の発生を防止もしくは抑制することができ、効率的な運転が可能となる。
(7)カスケード熱交換器において熱交換をほとんど必要としない空気調和機の暖房運転
また、上述したような空気調和機4が暖房運転を行う際に、店内2における負荷が一層小さくなり暖房能力が過大となった場合には、室外ユニット3において図7に示される冷媒回路を構成する。
また、上述したような空気調和機4が暖房運転を行う際に、店内2における負荷が一層小さくなり暖房能力が過大となった場合には、室外ユニット3において図7に示される冷媒回路を構成する。
このような場合には、図6から図7へと四方弁13及び17を切り換える。即ち、四方弁13はオイルセパレータ12の出口と四方弁51の一方の入口を連通させ、カスケード熱交換器18のケース側管路18Bの出口と四方弁17の前記他方の入口を連通させる。四方弁17はレシーバタンク16の出口とカスケード熱交換器18のケース側管路18Bの入口を連通させ、四方弁17の前記他方の出口は室内ユニット3から出て、店内2に入る。四方弁51は四方弁13の前記一方の出口と凝縮器14の入口側14Aを連通させ、凝縮器14の出口側14Bとレシーバタンク16の入口を連通させる。
これにより、圧縮機11から吐出された高温高圧の冷媒は、図5の場合と同様に凝縮器14を通過し放熱してからカスケード熱交換器18のケース側管路18Bに流れるようになるので、空調用冷媒回路5の冷媒がカスケード熱交換器18を通過する際に過剰に過熱されることを防ぐことができる。
(8)店外温度が非常に低くなった状態における空気調和機の暖房運転
ここで、店外気温が著しく低下した場合には、空調用冷媒回路5において熱源側熱交換器25で十分な熱をくみ上げることができないと共に、冷却貯蔵用冷媒回路7において凝縮器14で冷却貯蔵設備用冷媒回路7内の冷媒が熱を放出し過ぎてしまい、カスケード熱交換器18において十分な熱を空調用冷媒回路5に供給できなくなり、空気調和機4の暖房能力が低下してしまう問題がある。
ここで、店外気温が著しく低下した場合には、空調用冷媒回路5において熱源側熱交換器25で十分な熱をくみ上げることができないと共に、冷却貯蔵用冷媒回路7において凝縮器14で冷却貯蔵設備用冷媒回路7内の冷媒が熱を放出し過ぎてしまい、カスケード熱交換器18において十分な熱を空調用冷媒回路5に供給できなくなり、空気調和機4の暖房能力が低下してしまう問題がある。
このような場合には、図6から図8へと四方弁51を切り換える。即ち、四方弁13の一方の出口とレシーバタンク16の入口を連通させ、凝縮器14の入口側14Aと出口側14Bを連通させる。
この時、凝縮器14は冷却貯蔵設備用冷媒回路7から独立した冷媒回路となり、冷媒が凝縮器14内に貯留されてしまうため、冷却貯蔵設備用冷媒回路7を循環する冷媒が不足したり、凝縮器14の内圧が上昇する問題がある。そのため、上述した四方弁51を介する経路とは別に逆止弁19を介して凝縮器14とレシーバタンク16を連通させることにより、凝縮器14から冷却貯蔵設備用冷媒回路7へ冷媒が移動できるようにしている。
このような構成を取ることにより、圧縮機11を吐出された高温高圧の冷媒はカスケード熱交換器18において、空調用冷媒回路5の冷媒に熱を供給した後、凝縮器14にて放熱することなくレシーバタンク16を介して電磁弁33及び36に向かう。これによって、冷凍貯蔵設備用冷媒回路7の冷媒が凝縮器14において過剰に放熱してしまうことを防止することができる
また、この構成において、凝縮器14及び熱源側熱交換器25における店外との熱交換は発生しないため、店内2に存在する熱量を効率的に再利用することが可能となり、空気調和機4の暖房効率向上と冷凍システム1の省エネ化を図ることができる。
尚、実施例ではコンビニエンスストアを例にあげて本発明を説明したが、店内空調と冷却貯蔵設備の冷却を行う種々の冷凍システムにも本発明は有効である。更に、実施例で示した各設定値や配管構成はそれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
1 冷凍システム
4 空気調和機
5 空調用冷媒回路
6 冷却装置
7 冷却貯蔵設備用冷媒回路
11、21A、21B、41 圧縮機
13、17、24、51 四方弁
14 凝縮器
18 カスケード熱交換器
25 熱源側熱交換器
30 利用側熱交換器
31 冷蔵用蒸発器
34 冷凍用蒸発器
50 三方弁
4 空気調和機
5 空調用冷媒回路
6 冷却装置
7 冷却貯蔵設備用冷媒回路
11、21A、21B、41 圧縮機
13、17、24、51 四方弁
14 凝縮器
18 カスケード熱交換器
25 熱源側熱交換器
30 利用側熱交換器
31 冷蔵用蒸発器
34 冷凍用蒸発器
50 三方弁
Claims (7)
- 圧縮機と熱源側熱交換器と減圧装置と利用側熱交換器からなる空調用冷媒回路と、
圧縮機と凝縮器と減圧装置と蒸発器からなる冷却貯蔵設備用冷媒回路と、
前記空調用冷媒回路の低圧側と前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側とを熱交換させるカスケード熱交換器を備え、
前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器に流した後、前記凝縮器を介さずに前記蒸発器に流すことを特徴とする冷凍システム。 - 前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記カスケード熱交換器、前記凝縮器を介して前記蒸発器に流すことを特徴とする請求項1の冷凍システム。
- 前記空調用冷媒回路の暖房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すことを特徴とする請求項1の冷凍システム。
- 前記空調用冷媒回路の冷房運転時に、前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の高圧側の冷媒を前記凝縮器を介して前記カスケード熱交換器に流すことを特徴とする請求項1の冷凍システム。
- 前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の流路制御手段を、1個の三方弁と2個の四方弁にて構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4の冷凍システム。
- 前記冷却貯蔵設備用冷媒回路の流路制御手段を、3個の四方弁にて構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項4の冷凍システム。
- 前記凝縮器の下流にレシーバタンクを有し、該凝縮器と該レシーバタンク間を逆止弁を介して連通したことを特徴とする請求項1の冷凍システム。
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