JP2009270817A - 省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天候の寒い時でも比較的低い温度で作動させてエネルギーを節約すること。
【解決手段】圧縮機，凝縮器，ポンプバルブ，蒸発器及び水冷設備によって組成され、前記凝縮器には、鰭状チュウブ，冷却用ファン，コイル状パイプを含み、前記水冷設備には、シャワー水容器，水槽，水ポンプ，給水パイプ及び水位制御装置を含み、前記水槽は鰭状チュウブの下方に設置されると共に、水を貯蔵して鰭状チュウブを濡らし、同時に余分のシャワー水を回収して次回の使用に備える。
【選択図】図１

Description

本願発明は、省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法、特に凝縮器及び降圧装置の応用により省エネ効果を達成することに関するものである。

従来の冷凍システム（例えば、空調装置，冷凍庫，電気冷蔵庫など）は、主として圧縮機，凝縮器，降圧装置及び蒸発器によって組成され、その中で、前記圧縮機は、蒸発器の気体冷媒を抽出して圧縮した後凝縮器へ伝送するものである。そしてこの室外に取り付けられた凝縮器は、圧縮後の高温気体冷媒の熱エネルギーを室外に排除すると共に、凝縮器内の気体冷媒を液体冷媒に凝結させる。又、前記降圧装置の機能は、凝縮器内の液体冷媒が蒸発器へ流れる流量を制御し、そして室内に取り付けられた蒸発器は、凝縮器から送られてきた液体冷媒を蒸発させると共に、室内の熱エネルギーを吸収して室内の温度を下げる。且つ蒸発器内の気体冷媒は、圧縮機により再び抽出圧縮されて更に次の循環が行われる。

冷凍システムの運行過程において、凝縮器は、比較的低温時には圧縮機の電力を節約してシステムの効率を向上させることができ（BTU/KWH）、水冷式凝縮器は空冷式凝縮器に比べより優れた冷却効果がある。従って水冷式凝縮器の方がより好ましいが、従来使われている水冷式凝縮器は、より大きいスペース（冷却水塔装置など）が必要なため、一般のユーザーには採用されない。

一方、冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる冷凍流量は、冷凍システムの容量にきわめて大きな関係があり、冷凍システムの冷凍容量の安定を確保するため、降圧装置というものがシステムの中に設置されて、冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量が制御される。そして従来の降圧装置は、熱膨張バルブや毛細管等によって高内圧凝縮器から低内圧蒸発器へ流れる液体冷媒の流量を制御する。

しかし、従来の降圧装置は、一種の流量限定器であり、抵抗によって凝縮器内の高圧冷媒が蒸発器（内部は低圧の冷媒）へ流れる量を制限している。凝縮器の温度が低すぎるときは、その内部冷媒の圧力が低すぎて、冷媒が蒸発器へ流れる量が不足し、そのため蒸発器に飢餓状態（蒸発器内冷媒の量が蒸発用として不足する）が起こる。このように蒸発用液体冷媒が不足することは、システムの冷凍容量を引き下げる。従って上述の欠点を避けるため、通常はシステムの中に前圧（降圧装置前端の圧力）制御器を設置している。しかし、前圧制御器は、凝縮器を一定温度以上に保持する方法を採用して前圧が低すぎるのを避けている。
この方法は、蒸発器が飢餓状態になることを防ぎ、且つシステムに十分の冷凍容量を保たせることが出来るが、凝縮器は比較的低温状態下で作動することに適合しないので、システムは寒冷気候期間においてエネルギーを節約するチャンスがない。

このように上述した従来の方法には、多くの欠点があり、よい設計とは言いがたく、改良が待たれていた。

本願の発明者は、上述した従来方法に派生する欠点に鑑み、極力新規改良を試み、且つ長年の苦心研鑽の末、ついに本願省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法の完成に成功した。

本願発明の主要な目的は、省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法を提供し、従来の冷凍システムの凝縮器における欠点を解決し、且つ冷凍システムのエネルギー利用効率（ＢＴＵ／ＫＷＨ）向上させることにある。その中には、凝縮器の排熱効果及び鉱物付着のメンテナンス問題を解決する目的をも含む。
本願発明の次の目的は、省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法を提供し、従来の冷凍システムにおける降圧装置の欠点を解決し、且つ凝縮器が低温下においても作業に適合し、システムの冷凍容量を減少することなく、省エネ目的を達成することにある。
本願発明の更に次の目的は、省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法を提供し、前記冷凍システムの凝縮器及び降圧装置が冷凍庫，冷蔵庫及び空調装置にも適用でき、システムの省エネに役立てることにある。

上述した本願発明の目的を達成する省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法は、圧縮機，ＥＳ凝縮器（Energy Saving Condenser），ポンプバルブ，蒸発器，マイクロコンピュータ及び水冷設備によって組成される、前記ＥＳ凝縮器には、鰭状チュウブ（冷媒管には多くの放熱用鰭状チュウブを付着させてある），冷却用ファン，コイル状パイプ（冷媒パイプを巻きつけて運行の長さを増やす）などを含み、前記水冷設備には、シャワー水容器，水槽，水ポンプ，給水パイプ及び水位制御装置を含み、前記水槽は、鰭状チュウブの下方に設置され、且つ鰭状チュウブを濡らすための水を貯蔵すると共に、余分のシャワー水を回収して再利用する。
又、前記水ポンプは、水を水槽から抽出して鰭状チュウブの上方へ送り、比較的温度の低いときに鰭状チュウブを濡らすようになっており、しかも鰭状チュウブ表面の水分は流動的なので、鰭状チュウブ表面に付着する鉱物質は軽微であり、長期的に使用しても鰭状チュウブの放熱効果に影響しすぎることはない。
前記ＥＳ凝縮器には強い放熱効果があるため、天候が寒い時は、温度が低すぎて蒸発器が飢餓状態になる（蒸発器内冷媒の量が蒸発に不足する）ことがある。以上の問題を解決するため、本願発明では、ポンプバルブの降圧装置を採用した。前記ポンプバルブは、天候の寒いときに蒸発器を飢餓から守ることが出来る。従って凝縮器が非常な低温状態においても、冷凍システムは正常な冷凍容量で運転出来ることになり、これによって省エネの目的を達成できる。本願発明では、ＥＳ凝縮器とポンプバルブは別々に冷凍システムの中に使用される。前記ＥＳ凝縮器の高度放熱効率によって、システムにおける大量の電力を節約できる。そして、前記ポンプバルブは従来の任意の降圧装置に取って代わり、凝縮器を比較的低い温度においても仕事をさせることができて、エネルギーを節約することが出来る。

１．本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムにおいて、凝縮器の特徴は小さな水槽及び小さな水ポンプを使用するだけでよく、体積が比較的小さいため、この小型化ＥＳ凝縮器は小型冷凍システムに適用できるほか、従来の水冷式凝縮器にとって代わって設備の占用スペースを節約することも出来る。
２．本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムにおいて、前記ポンプバルブは寒い天候の時に、蒸発器の飢餓状態（蒸発器内の液体冷媒の量が蒸発用として不足する）を避けることが出来る。従って、ポンプバルブは凝縮器を非常な低温状態においても作動させることが出来、冷凍システムは依然正常な運転容量を保持して、省エネの目的を達成することが出来る。
３.本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムにおいて、前記ＥＳ凝縮器とポンプバルブは別々に冷凍システムの中に応用することが出来る。前記ＥＳ凝縮器の高度放熱効率は、システムにおける大量の電力を節約できる。又、天候が非常に寒い状態では、前記ポンプバルブは従来の任意の降圧装置に取って代わり、従来の凝縮器を比較的低い温度においても仕事をさせることができて、エネルギーを節約することが出来る。
４．本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムにおいて、前記ＥＳ凝縮器の長所は、
１）従来の水冷式凝縮器の高度放熱効率は、冷凍システムにおいてエネルギーを節約でき、空冷式凝縮器と比べた場合、夏季高温状態では、エネルギーを４０％節約できる。
２）製造コストが低い（製造コストは空冷式凝縮器と似ており、水冷式凝縮器より低い）。
３）メンテナンスが容易（空冷式凝縮器と似ており、機械的に掃除するだけで、従来の水冷式凝縮器のような化学的処理が不要）。
４）体積が小さい（大小各タイプの冷凍システムに応用できる）。
５）冷凍システムの寿命を延長できる（高く且つ安定した凝縮器排熱効果によって、システムの圧縮機が超負荷で焼け付くのを避ける事が出来る）。
５．本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムにおいて、前記ポンプバルブの長所は、
１）エネルギーの消耗を減らせる。ポンプバルブを冷凍システムに応用する場合、凝縮器は比較的低温状態で作動しても蒸発器の飢餓問題の心配がなく、省エネの機能がある。
２）天候寒冷地区の冷凍システムにポンプバルブを採用すると、前圧制御器を取り付ける必要がなく、費用の支出を節約できる。

本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法における冷凍システム略図である。 本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるＥＳ凝縮器のハードウエア構成図である。 本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるポンプバルブ装置の略図である。 本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるポンプバルブ装置の断面図である。 本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるポンプバルブ装置の断面拡大略図である。 本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法における水冷設備略図である。

[実施例]
図１及び図２は、本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法における冷凍システム略図及びＥＳ凝縮器のハードウエア構成図である。

本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システムには、圧縮機１１と、ＥＳ凝縮器１２と、ポンプバルブ１３と、蒸発器１４と、マイクロコンピュータ１６と、水冷設備と、を含む。

前記圧縮機１１は、従来式設備で、圧縮機１１によって蒸発器１４から来た気体冷媒（図一中蒸発器の比較的疎らな部分）を圧縮した後、ＥＳ凝縮器１２へ送って放熱を行う、気体冷媒は放熱後液体冷媒となって凝結する（図一中凝縮器の比較的密集した部分）。

前記ＥＳ凝縮器１２は、高温の気体冷媒が圧縮機１１からＥＳ凝縮器１２へ入った後、気体冷媒がＥＳ凝縮器１２の二つの主要構成部品（水蒸発冷却式の鰭状チュウブ２２及び直接水冷式コイル状パイプ２３）によって放熱，凝結して液体冷媒となる。前記ＥＳ凝縮器１２には非常に高い放熱効果があるため、天候の寒いときは凝縮器の冷媒が過度に冷却し、前圧（降圧装置前端の圧力）の不足を招き、蒸発器１４が飢餓状態となりシステムの冷凍容量が下がる。以上の問題を解決するため、本願発明では、ポンプバルブの降圧装置を採用した。前記ポンプバルブは天候が寒いときに蒸発器の飢餓状態を避けさせることが出来る。従って凝縮器が非常な低温下で作動するときでも、冷凍システムは依然正常な冷凍運転容量が保てる。

そして、前記ＥＳ凝縮器１２は、水冷式凝縮器である。このＥＳ凝縮器１２は、従来タイプの水冷式凝縮器より小型であり、製造コストも比較的低く、中型又は小型を製造するのに適している。前記ＥＳ凝縮器１２には、非常に高い放熱効果を備えており、冷凍システムのエネルギー利用率(BTU/KWH)を向上させることができる、又製造コストが安いため、一般ユーザーにとっては負担し易い。

又、前記水蒸発冷却式の鰭状チュウブ２２は、冷媒パイプに多くの鰭状チュウブを付着させてなるもので、その外観は空冷式凝縮器に類似している。その鰭状チュウブは水蒸気の蒸発面積を増加させることによって放熱効果を向上させることができる。前記鰭状チュウブ２２は、外表面の水蒸発によって温度を下げる効果を達成する。つまり、鰭状チュウブ２２の表面水分を蒸発させることによって冷媒を冷却させる。従って水蒸発タイプの凝縮器に属する。

又、鉱物質が凝縮器に付着するのは全ての水冷式凝縮器に現れる共同現象であり、そして前記鰭状チュウブ２２は比較的低温の状況下で水分に触れるように設計される。その上、鰭状チュウブ２２の表面上の水分は流動的であるため、その表面に付着した鉱物質は軽微で、長期的に使用しても、鰭状チュウブ２２の放熱効果に影響する程ではない。

前記ＥＳ凝縮器１２のもう一つの重要な構成部品は、直接水冷式のコイル状パイプ２３である。この直接水冷式コイル状パイプ２３は、圧縮機１１から延伸され、冷媒パイプに巻きつけられ、水中に漬けられる長さを増加している。コイル状パイプ２３は水槽内に漬けられた直接水冷の方式である。そしてこの直接水冷式コイル状パイプ２３は、高温状態で水分に接触するので、鉱物質がコイル状パイプ２３の表面に付着し易くなる。しかし、水槽２１は設計上開口式となっているので、コイル状パイプ２３上に付着した鉱物質は容易く掃除できる。

上述した鉱物質の付着を解決するメンテナンス方法は、
１．圧縮機１１から送り出された高温冷媒を先ずコイル状パイプ２３に入れて冷却する。コイル状パイプ２３は高温の時に水槽２１内の水で直接冷却されるので、その表面に鉱物質が付着し易いが、水槽２１の上方を開口式にすれば、付着した鉱物質を掃除するのはかなり容易である。

２．水槽２１を移動式に設計すれば、コイル状パイプ２３を掃除するとき、水槽２１を移動できるので、掃除が一層し易くなる。

３．高温の冷媒は、コイル状パイプ２３によって冷却された後再び鰭状チュウブ２２に入るとき、冷媒は既にかなり低温になっている。つまり鰭状チュウブ２２は相当低温の時に水分に触れ、しかもその外表面の水分は流動的であるので、鰭状チュウブ２２に付着する鉱物質の量は軽微なもので、長時間経過しても鰭状チュウブ２２の放熱効果に影響する程にはならない。

ＥＳ凝縮器１２は水蒸発冷却方式なので、天候が寒いとき水が凍結して水撒きが行えない場合、鰭状チュウブ２２の広い放熱面積によって、空冷方式で凝縮器を冷却することが出来る。前記ＥＳ凝縮器１２には多くの放熱鰭状チュウブがあるので、しかも気温が非常に低い状態でも、空冷方式には依然優れた冷却効果があるので、システムを正常に作動させることが出来る（もし冷凍システムにポンプバルブの降圧装置が設置されているならば、システムを凝縮器１２の温度変化に適応できるようにすることが出来る）。

又、ＥＳ凝縮器１２の二つの主要構成部品（鰭状チュウブ２２及びコイル状パイプ２３）のうち、コイル状パイプ２３の主な目的は鉱物質を掃除し易くするためである。単に鰭状チュウブ２２の水蒸発放熱のみによっても、冷却効果を十分達成できるが、若し鉱物質の付着問題を考慮しないならば、ＥＳ凝縮器１２にコイル状パイプ２３を含まなくても良い。

前記ポンプバルブ１３は、降圧装置であり、凝縮器及び蒸発器の間に設置され、従来使用されている降圧装置（熱膨張バルブ，自動バルブ及び毛細管など）にとって代わるものである。ポンプバルブ１３は、主として電力モーター，液体ポンプ及び排除ポンプによって組成される。前記液体ポンプ内には細長い冷媒の通路（毛細管の細長い通路に似た）があり、液体冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量を制限する。又、前記液体ポンプはドライバーとしても使える。電力モーターによってポンプの回転を加速させ、液体冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量を増加することも出来る。従って前記ポンプバルブ１３の機能はリミッターに似ており、冷媒が高内圧のＥＳ凝縮器１２から低内圧の蒸発器１４へ流れる流量を制御することが出来る。又、前記ポンプバルブ１３は、推進器としても使える。天候が寒すぎて前圧が不足するとき、ポンプバルブ１３の推進力によって、冷媒がＥＳ凝縮器１２から蒸発器１４へ流れる流量を向上させ、蒸発器の飢餓を避けることが出来る。

又、冷凍システム中にポンプバルブ１３を取り付けると、前圧保持器（凝縮器の温度を一定以上に保つ）を取り付けて蒸発器１４の飢餓を避ける必要がなくなる。前記ポンプバルブ１３の応用は、凝縮器の温度が低すぎてもシステムの冷凍容量を保つことが出来る。このように、ＥＳ凝縮器１２が低温を保つことによって、冷凍システムの消耗を減らす方式で、省エネの目的を達成する（前圧が低い程、圧縮機１１がより省力的になる）。

前記省エネ方法は、前記ポンプバルブ１３がマイクロコンピュータ１６の指示に従ってＥＳ凝縮器１２から蒸発器１４へ冷媒が流れる流量を調整し、ＥＳ凝縮器１２の温度が低すぎるとき（蒸発器が飢餓状態になったとき）は、ポンプバルブ１３が冷媒を蒸発器へ加速して送り、蒸発器の飢餓状態を避ける。凝縮器が低温である程、冷凍システムのエネルギー消耗が低くなるので、この方法により省エネの目的を達成する（前圧が低い程、圧縮機がより省力的になる）。

前記ポンプバルブ１３内部の回転軸はネジ型のドリルヘッドに類似しており、この回転軸は円チュウブに囲まれて細長い液体通路を構成し、毛細管が凝縮器から蒸発器１４へ流れる冷媒の量を制限するのに類似しており、前圧（ポンプバルブの前端圧力）が十分な場合、冷媒が回転軸の回転を助けるので、モーターは電力を消耗しない。凝縮器の温度が低すぎて、前圧が不足すると、蒸発器１４が飢餓状態になる。この時、電力モーターはポンプバルブ１３の運転を加速させ、蒸発器１４へ流れる冷媒の量を増加する。前記ポンプバルブ１３の電力用量は微量であり、ポンプバルブ１３を取り付けた冷凍システムで節約できる電力に比べ、その電力消耗量は無視してよい程である。

前記蒸発器１４は、従来の設備であり、この蒸発器の中の冷媒は熱を吸収すると液体が気体に変わる。そして気体冷媒は再び圧縮機１１に入り、もう一度循環する。又、前記蒸発器１４のセンサー１５１，１５２は、信号をマイクロコンピュータ１６へ送り、マイクロコンピュータ１６が受け取った信号を分析した後、ポンプバルブ１３の回転スピードを制御し、適当な量の冷媒をＥＳ凝縮器１２から蒸発器１４へ送り、蒸発器１４が飢餓状態になることを防ぐ。

前記マイクロコンピュータ１６は、ポンプバルブ１３の回転スピードを制御する。そして前記マイクロコンピュータ１６は、蒸発器１４のセンサー１５１，１５２の信号に基づいてポンプの回転スピードを制御して凝縮器１２から蒸発器１４へ冷媒が入る量を調整することによって、蒸発器の飢餓状態を避ける。

前記水冷設備は、シャワー用のシャワー水容器２４と、水槽２１と、水ポンプ２６と、給水パイプ２９及び水位制御装置２９２と、を含む。前記シャワー水容器２４は鰭状チュウブ２２（鰭状チュウブ２２の外観は空冷式凝縮チュウブに類似）の上方にあり、且つ冷却用ファン２５が鰭状チュウブ２２の付近にある。前記冷却用ファン２５の固定架２５１は透明なので、シャワーシステムが正常に作動しているかどうかを容易く観察できる。又、別途ネットカバーがあって凝縮器を異物による破損から守ることが出来る。そして、前記水槽２１は、鰭状チュウブ２２の下方に装着され、水槽は水を蓄えるだけでなく、同時に鰭状チュウブ２２を濡らすために落下した水を回収して繰り返し使用することが出来る。又、前記水槽２１は、移動可能な（水管２６１及びコイル状パイプ２３は凝縮器に固定されて移動できない）設計とすれば、コイル状パイプ２３を掃除するとき、水管のジョイント２６２及び水槽２１の固定ネジ２８を外し、水槽２１を動かすと、より大きなスペースが出来、掃除が一層し易くなる。そして、水槽２１を外すときは、その他の構成部品（例えば水ポンプ２６，撹拌水ポンプ２７）も一緒に掃除し易くなる。

又、前記給水パイプ２９及び水位制御装置２９２（浮き筒式或いは電子制御式を使用すると良い）は、主として水槽２１内に一定の水位を確保するためのもので、手動制御バルブ２９３は水道水の供給を行う。そして、ＥＳ凝縮器１２の中にはフィルター２１１があり、異物が水ポンプ２６へ入り込むのを防ぐ。同時に撹拌ポンプ２７が水槽２１内の水を撹拌し、水槽２１内の水を流動させ、コイル状パイプ２３の放熱効果を増加する。

システムの作動中は、圧縮機１１が送り出す高温の冷媒はコイル状パイプ２３の入口２３１からコイル状パイプ２３へ入り、温和な熱度に冷却され、この温和な熱度の冷媒が再び鰭状チュウブ２２の入口２２１から鰭状チュウブ２２へ入り、更に冷却し液化する。そして液化した冷媒は再び鰭状チュウブ２２の出口２２２から降圧装置へ入る。鰭状チュウブ２２には非常に大きな水蒸発面積があり、そしてコイル状パイプ２３には水で冷却されるに十分な長さがあるため、更にファンによる強烈な気流を加えて水の蒸発量を引き上げることによって、ＥＳ凝縮器１２に非常に高い冷却効果をもたらす。

図３は、本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるポンプバルブ装置の略図である。

同図に示すように、前記ポンプバルブ３０には、電力モーター３１と、液体ポンプ３２及び排除ポンプ３３を含む。冷媒はＥＳ凝縮器からポンプバルブの入口３４を経由して液体ポンプ３２へ入り、次に冷媒は液体ポンプ３２を離れてポンプバルブの出口３５を経て蒸発器へ到達する。又、前記電力モーター３１は液体ポンプ３２の上方に設置されている。

又、電力端子３６は、マイクロコンピュータと接続され、電力モーター３１の運転を制御する。そして前記排除ポンプ３３は、電力モーター３１の中から液体冷媒を排除する役割りを持ち、凝結した冷媒が電力モーターの中に残留することを予防する。又、前記液体ポンプ３２はＥＳ凝縮器１２から液体冷媒を蒸発器の中へ抽送する役割を持つ。

図４及び図５は、本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法におけるポンプバルブ装置の断面図及び断面拡大略図である。

同図に示すように、前記ポンプバルブには、共同の軸を持った電力モーター３１と、液体ポンプ３２及び排除ポンプ３３を含み、前記軸はポンプバルブ両側の端台４２１，４２２の間に取り付けてある。

前記螺旋ドリル形状の液体ポンプ３２の回転筒４４は、円管体４６の中において回転する。又、前記ポンプバルブの入口３４及びポンプバルブ出口３５はネジ式ジョイントとして設計され、冷媒パイプとの接続を容易にしている。前記ポンプバルブ出口３５は液体ポンプ３２及び排除ポンプ３３の間に設置され、そして前記ポンプバルブ入口３４は、液体ポンプ３２の底部に設置されている。

前記液体ポンプ３２の回転筒４４は、液体冷媒を推進してポンプバルブ入口３４から回転筒４４表面の細長い通路４２を経由してポンプバルブ出口３５へ到達させることが出来る。又、排除ポンプ３３の回転筒４４表面にも冷媒通路４３に類似した通路がある。そして前記冷媒通路４３は、回転筒が回転するとき、電力モーター３１内の液体冷媒を導いてポンプバルブ出口３５へ到達させる。従って前記液体ポンプ３２の回転筒４４は液体冷媒を上へ向かってポンプバルブ出口３５へ推し進める。一方、前記排除ポンプ３３の回転筒４４は、液体冷媒を下へ向かって推し進め、液体冷媒が電力モーター３１の中に残留するのを予防する。

液体冷媒はＥＳ凝縮器からポンプバルブ入口３４の細長い通路４２を経由し、ポンプバルブの出口３５を出て蒸発器へ到達する。そして前記液体ポンプ３２の回転筒４４は、その円周がやや液体ポンプ３２の円管体４６の内周円より小さく、前記回転筒４４と円管体４６の接続箇所に隙間がほとんどない様にしてある。又、冷媒がポンプバルブの内部へ入るとき、先ず細長い螺旋状冷媒通路４２を通る。そして前記冷媒通路４２は回転筒４４の表面上に位置する。且つ前記冷媒通路４２は毛細管が高圧ＥＳ凝縮器から低圧蒸発器への流量を制限するのに類似している（ＥＳ凝縮器の中には高圧冷媒があり、そして前記高圧冷媒は液体ポンプ３２の回転筒４４の回転を助けることが出来るので、モーターの回転にはあまり電力を使う必要がない）。

又、前記ポンプバルブは、電力モーター３１を採用して冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れるスピードを増加させることが出来る。凝縮器の温度が低すぎるとき、前圧が不足すると（前圧が低すぎるということは、ＥＳ凝縮器の内部圧力が低すぎるためで、冷媒がＥＳ凝縮器から蒸発器へ伝送される過程で、液体ポンプ３２が十分な冷媒を蒸発器へ伝送する十分な圧力がないことを意味する）、蒸発器が飢餓状態になる。この時、電力モーターがポンプバルブの運転を加速させて、蒸発器へ流れる冷媒の量を増加させる。前記冷媒ポンプ用電力は微量であるため、ポンプバルブを取り付けて冷凍システムが節約できる電力に比べると、その電力消耗量は無視できる程である。

ポンプバルブを据え付けるときは、比較的暖かい環境に据付て、電力モーター３１を一定以上の温度に保つと、気体冷媒が電力モーター３１の中に凝結することを避けることが出来る。又、ポンプバルブの出口３５にも毛細管が用意されて液体冷媒がポンプバルブ内で蒸発するのを予防し、電力モーター３１が低温すぎることを避けるようにしてある。

そして、電力モーター３１を使用する場合の注意事項は、
１． 電力モーター３１を暖かい低圧状態に保つ。
２． 排除ポンプ３３によって電力モーター３１中の液体冷媒を排除する。
３． ポンプバルブのポンプバルブ出口及び蒸発器の間に、毛細管を取り付けると、液体冷媒のポンプバルブ内部での蒸発を予防し、電力モーター３１の温度が低すぎるのを予防することが出来る。

又、冷凍システムの圧縮機が作動していない期間は、冷媒がＥＳ凝縮器及び蒸発器間の細長い冷媒通路において流動する。そして前記ポンプバルブは、平衡的圧力をＥＳ凝縮器及び蒸発器の間に創り出し、圧縮機が再度起動するとき、必要なねじり力を減少することが出来る。

図６は、本願発明に係る省エネ機能を備えた冷凍システム及びその運行方法における水冷設備の部分略図である。

同図に示すように、前記水冷設備のシャワー水容器２４は、回転ハンドル６１１，６１２によって回転するもので、この回転ハンドル６１１，６１２は差込溝６２１，６２２の上に置かれる。且つ前記回転ハンドル６１１，６１２及び差込溝６２１，６２２は、矩形の壁６３の中に置かれている。そして前記シャワー水容器２４の設計は、低流量の水をシャワー水容器の中に収集し、そのシャワー水容器２４内の水を急速に流し出して徹底的に鰭状チュウブを濡らすようにしたものである。

又、前記シャワー水容器２４は、平衡装置のようなもので、シャワー水容器２４に水ポンプから送られて来た水が一定水位まで収集されると、シャワー水容器２４が均衡を失い傾斜する（シャワー水容器２４右側の重量が比較的重く、シャワー水容器は時計方向に回転するので、シャワー水容器２４内の水を全部流し出し、鰭状チュウブを徹底的に濡らす）。

そして前記シャワー水容器２４は、水を流し出した後、元の位置に戻り、（シャワー水溶器２４左側の重量が少し重く、シャワー水溶器２４は逆時計方向に回転する）再び水ポンプから送られてきた水の収集を行い、次回のシャワーに備える。

シャワー後、余分の水は、鰭状チュウブを経過して水槽へ戻るとき、ファンの気流によって冷却され、この冷却された水が水槽に流れ入り、水槽内の温度を引き下げる、そのため水槽内のコイル状パイプも冷却される。

前記鰭状チュウブを濡らす方法は下記手順によって行われる。
１． 前記水冷設備は、小型水ポンプによって水槽内の水を小さい水管を経由して鰭状チュウブ上方のシャワー水容器内に送る。
２． シャワー水容器に一定量の水が収集されると、均衡が失われて傾斜し、収集された水を流し出し、鰭状チュウブを徹底的に濡らす、余分のシャワー水は水槽内に戻り、繰り返し使用される。
３． 水が流し出されると、前記シャワー水容器は元の位置へ戻り、引き続き水ポンプから送られてきた水を収集し、次回の流し出しに備える。
４． このようにして、シャワー水容器で再三水を流すことによって、常に鰭状チュウブの表面に水分を保つ。

上記した詳細な説明は、本願発明の実施可能な実施例の具体的説明であり、但し前記実施例は、本願発明の特許請求範囲を制限するものではなく、凡そ本願発明の技術精神を逸脱せずになされる等価の実施または変更は、全て本願の特許請求範囲に含まれるものとする。

１１ 圧縮機
１２ ＥＳ凝縮器
１３ ポンプバルブ
１４ 蒸発器
１５１ センサー
１５２ センサー
１６ マイクロコンピュータ
２１ 水槽
２２ 鰭状チュウブ
２２１ 鰭状チュウブ入口
２３ コイル状パイプ
２３１ コイル状パイプ入口
２４ シャワー水容器
２５ 冷却用ファン
２５１ ファン固定架
２６ 水ポンプ
２６１ 水管
２６２ 水管ジョイント
２７ 撹拌水ポンプ
２８ 水槽固定用ネジ
２９ 給水パイプ
２９２ 水位制御装置
２９３ 手動制御水バルブ
３０ ポンプバルブ
３１ 電力モーター
３２ 液体ポンプ
３３ 排除ポンプ
３４ ポンプバルブ入口
３５ ポンプバルブ出口
３６ 電力端子
４２ 冷媒通路
４２１ 端台
４２２ 端台
４３ 冷媒通路
４４ 回転筒
４６ 円管体
６０ 水冷設備
６１１ 回転ハンドル
６１２ 回転ハンドル
６２１ 差込溝
６２２ 差込溝

Claims (12)

1. 省エネ機能を備えた冷凍システムであって、
   蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、降圧装置と、水冷設備と、を含み、
   前記蒸発器内の冷媒は、熱を吸収した後、液体から気体へ変わり、気体冷媒は、再度圧縮機へ入り、二次循環を行い、
   前記圧縮機は、蒸発器から来た気体冷媒を圧縮した後、凝縮器へ送り、放熱を行って液体冷媒として凝結させ、
   前記凝縮器は、少なくとも水蒸発方式冷却の鰭状チュウブを含み、高温の気体冷媒が圧縮機から凝縮器へ入った後、凝縮器の鰭状チュウブによって放熱し、凝結して液体冷媒となり、
   前記降圧装置は、液体冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量を制御し、
   前記水冷設備は、適当な量の水を提供して鰭状チュウブを濡らし、前記鰭状チュウブの表面に水分を保持して蒸発，吸熱の機能を果すことを特徴とする省エネ機能を備えた冷凍システム。
2. 前記水冷設備には、シャワー水容器と、水槽と、水ポンプと、給水パイプ及び水位制御装置と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
3. 前記水槽は、鰭状チュウブの下方に取り付けられ、且つ前記水槽中には水ポンプを設置して水を鰭状チュウブ上方のシャワー水容器へ抽送し、凝縮器を濡らすことを特徴とする請求項２に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
4. 前記鰭状チュウブは、冷媒管に多くの鰭状チュウブを付着させてなることを特徴とする請求項１に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
5. 前記鰭状チュウブと圧縮機の間には、コイル状パイプが設置されていることを特徴とする請求項４に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
6. 前記コイル状パイプは、圧縮機から延伸され、冷媒管を巻きつけてなり、且つ水槽中に漬けられて前記冷媒管内の冷媒を冷却させることを特徴とする請求項５に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
7. 省エネ機能を備えた冷凍システムであって、
   蒸発器と、圧縮機と、凝縮器と、ポンプバルブと、を含み、
   前記蒸発器内の冷媒は、吸熱した後、液体から気体へ変わり、気体冷媒は、再度圧縮機へ入り、二次循環を行い、
   前記圧縮機は、蒸発器から来た気体冷媒を圧縮した後、凝縮器へ送り、凝縮器によって放熱した後、液体冷媒として凝結させ、
   前記凝縮器は、圧縮後の高温気体冷媒の熱エネルギーを室外に排除すると共に、凝縮器内の気体冷媒を液体冷媒として凝結させ、
   前記ポンプバルブは、降圧装置であって、凝縮器及び蒸発器の間に取り付けられ、液体冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量を制御することを特徴とする省エネ機能を備えた冷凍システム。
8. 前記ポンプバルブは、円柱体の中において回転する回転筒を備え、前記回転筒表面の細長い螺旋状冷媒通路が冷媒をポンプバルブ入口からポンプバルブ出口へ引導する、ことを特徴とする請求項７に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
9. 前記ポンプバルブは、マイクロコンピュータの指示によってポンプバルブ内の電力モーターの運転を制御し、冷媒が凝縮器から蒸発器へ流れる流量を制御することを特徴とする請求項８に記載の省エネ機能を備えた冷凍システム。
10. 省エネ機能を備えた冷凍システムの運行方法であって、その運行プロセスは下記の通りである。
    (a)圧縮機が蒸発器から来た気体冷媒を圧縮した後、凝縮器へ送り、放熱を行う。
    (b)凝縮器内の鰭状チュウブは、前記鰭状チュウブ表面の水分を冷却することによって冷媒を冷却させ、且つファンの気流によって水の蒸発量を高め、鰭状チュウブの放熱効果を強める。
    (c)凝縮器内のコイル状パイプは、水槽内に漬ける直接水冷方式で圧縮機から送られ、コイル状パイプを経由して流れる高温の冷媒を冷却させる。高温冷媒は、コイル状パイプによって冷却され、温和な熱度になった後、再度鰭状チュウブに入る。このようにして水中鉱物質のコイル状パイプに対する付着を強化し、一方、水中鉱物質の鰭状チュウブに対する付着を減少する。
    (d)ポンプバルブにより、液体冷媒が凝縮器から蒸発器へ送られる流量を調整し、凝縮器の温度が低すぎて蒸発器に飢餓状態が発生するときは、ポンプバルブが運転を加速して冷媒が凝縮器から蒸発器へ送られる流量を増加させ、蒸発器の飢餓状態を避ける。
    (e)液体冷媒が蒸発器へ入ると、冷媒は吸熱して液体から気体へ変わり、そして、気体冷媒は再度圧縮器へ入り、二次循環が行われる。
11. 前記鰭状チュウブ表面の水分を提供する方法は下記の通りである。
    (a)前記水冷設備は、小型水ポンプによって水槽内の水を抽出し、小さい水管を経由して鰭状チュウブ上方のシャワー水容器内に送る。
    (b)シャワー水容器に一定量の水が収集されると、不均衡なために傾斜して収集された水を流し出し、鰭状チュウブを徹底的に濡らす、余分のシャワー水は水槽内に回流し、繰り返し使われる。
    (c)水が流し出されると、前記シャワー水容器は元の位置へ復帰して引き続き水ポンプから送られてくる水を収集し、次回の使用に備える。
    (d)このようにして、シャワー水容器から再三水を流し出して、鰭状チュウブ表面が常に水分を保つようにし、蒸発に備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の省エネ機能を備えた冷凍システムの運行方法。
12. 前記ポンプバルブは、マイクロコンピュータによってポンプバルブの電力モーターの運転を制御し、冷媒の凝縮器から蒸発器へ流れる流量を制御する、凝縮器の温度が低すぎて飢餓状態になる恐れがあるときは、電力モーターがポンプバルブの運転を加速し、冷媒の凝縮器から蒸発器へ送られる流量を増加させ、蒸発器が飢餓状態になることを防ぐことを特徴とする請求項１０に記載の省エネ機能を備えた冷凍システムの運行方法。

Images