JP2009275970A - Refrigerating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、空冷ヒートポンプチラー等の冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus such as an air cooling heat pump chiller.
従来、冷凍装置としては、図6に示すように、圧縮機101と、空気熱交換器102と、膨張弁103と、複数のプレート式水熱交換器104とを備えたものがある(特開2005−337688号公報:特許文献1参照)。
Conventionally, as shown in FIG. 6, a refrigeration apparatus includes a
圧縮機101、空気熱交換器102、膨張弁103および複数の水熱交換器104は、順に、冷媒流路110を介して、環状に接続されている。複数の水熱交換器104は、冷媒流路110を介して、直列に接続されている。
The
この冷媒流路110に、冷房運転時と暖房運転時との冷媒の流れを変える四方弁105が設けられている。上記水熱交換器104には、水流路120が設けられている。
The
この冷凍装置の冷媒流れを説明すると、冷房運転時では、実線の矢印に示すように、圧縮機101で圧縮された冷媒は、順に、四方弁105、空気熱交換器102、膨張弁103および水熱交換器104を通って、圧縮機101へ戻ってくる。このとき、空気熱交換器102は、凝縮器となり、水熱交換器104は、蒸発器となる。
The refrigerant flow of this refrigeration apparatus will be described. During the cooling operation, the refrigerant compressed by the
一方、暖房運転時では、一点鎖線の矢印に示すように、圧縮機101で圧縮された冷媒は、順に、四方弁105、水熱交換器104、膨張弁103、空気熱交換器102を通って、圧縮機101へ戻ってくる。このとき、空気熱交換器102は、蒸発器となり、水熱交換器104は、凝縮器となる。
On the other hand, during the heating operation, as indicated by the one-dot chain line arrow, the refrigerant compressed by the
図7に示すように、各水熱交換器104は、下側の冷媒流路口104aと上側の冷媒流路口104bとを有する。なお、図7では、水熱交換器104が蒸発器と作用する場合の冷媒と水の流れを示す。
As shown in FIG. 7, each
複数の水熱交換器104は、左右横方向に、配列されている。この隣り合う水熱交換器104,104において、左側の水熱交換器104の上側の冷媒流路口104bと、右側の水熱交換器104の下側の冷媒流路口104aとが、冷媒流路110を介して、接続されている。
しかしながら、上記従来の冷凍装置では、左右横方向に隣り合う水熱交換器104,104において、左側の水熱交換器104の上側の冷媒流路口104bと、右側の水熱交換器104の下側の冷媒流路口104aとが、冷媒流路110を介して、接続されているので、隣り合う水熱交換器104,104を接続する冷媒流路110が長くなって、冷媒の圧力損失が増大し、性能が低下する問題がある。また、全ての水熱交換器104を設置するための床面積が、必要となり、設置スペースが大きくなる問題がある。
However, in the conventional refrigeration apparatus, in the
そこで、この発明の課題は、水熱交換器における冷媒の圧力損失を低減して性能を向上できると共に、水熱交換器の設置スペースを低減できる冷凍装置を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the refrigerating apparatus which can reduce the pressure loss of the refrigerant | coolant in a water heat exchanger, can improve performance, and can reduce the installation space of a water heat exchanger.
上記課題を解決するため、この発明の冷凍装置は、
圧縮機と、
空気熱交換器と、
膨張機構と、
複数のプレート式水熱交換器と
を備え、
上記圧縮機、上記空気熱交換器、上記膨張機構および上記複数のプレート式水熱交換器は、順に、冷媒流路を介して、環状に接続され、
上記各プレート式水熱交換器は、下側の冷媒流路口と上側の冷媒流路口とを有し、
上記複数のプレート式水熱交換器は、上下方向に、配列され、
上記隣り合うプレート式水熱交換器において、下側の上記プレート式水熱交換器の上記上側の冷媒流路口と、上側の上記プレート式水熱交換器の上記下側の冷媒流路口とが、上記冷媒流路を介して、接続されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the refrigeration apparatus of the present invention provides:
A compressor,
An air heat exchanger,
An expansion mechanism;
With a plurality of plate-type water heat exchangers,
The compressor, the air heat exchanger, the expansion mechanism, and the plurality of plate-type water heat exchangers are sequentially connected in a ring shape via a refrigerant flow path,
Each of the plate-type water heat exchangers has a lower refrigerant channel port and an upper refrigerant channel port,
The plurality of plate type water heat exchangers are arranged in the vertical direction,
In the adjacent plate type water heat exchanger, the upper refrigerant channel port of the lower plate type water heat exchanger and the lower refrigerant channel port of the upper plate type water heat exchanger are: It is connected through the refrigerant flow path.
この発明の冷凍装置によれば、上記複数のプレート式水熱交換器は、上下方向に、配列され、上記隣り合うプレート式水熱交換器において、下側の上記プレート式水熱交換器の上記上側の冷媒流路口と、上側の上記プレート式水熱交換器の上記下側の冷媒流路口とが、上記冷媒流路を介して、接続されているので、上記隣り合うプレート式水熱交換器を接続する冷媒流路を短くできて、冷媒の圧力損失を低減し、性能を向上できる。また、上記複数のプレート式水熱交換器を設置するための床面積が、一つのプレート式水熱交換器のみで足りて、プレート式水熱交換器の設置スペースを低減できる。 According to the refrigeration apparatus of the present invention, the plurality of plate-type water heat exchangers are arranged in the vertical direction, and in the adjacent plate-type water heat exchanger, the lower plate-type water heat exchanger is configured as described above. Since the upper refrigerant flow path opening and the lower refrigerant flow path opening of the upper plate type water heat exchanger are connected via the refrigerant flow path, the adjacent plate type water heat exchangers are connected. Can be shortened, the pressure loss of the refrigerant can be reduced, and the performance can be improved. Moreover, the floor area for installing the plurality of plate-type water heat exchangers is sufficient with only one plate-type water heat exchanger, and the installation space for the plate-type water heat exchanger can be reduced.
また、一実施形態の冷凍装置では、上記複数のプレート式水熱交換器は、互いに、側板を介して、結合される。 In one embodiment, the plurality of plate type water heat exchangers are coupled to each other via a side plate.
この実施形態の冷凍装置によれば、上記複数のプレート式水熱交換器は、互いに、側板を介して、結合されるので、上記複数のプレート式水熱交換器を一体化できる。また、側板を、例えばボルト等にて、プレート式水熱交換器の伝熱プレートに固定できて、上記複数のプレート式水熱交換器の一体化が容易となる。 According to the refrigeration apparatus of this embodiment, the plurality of plate-type water heat exchangers are coupled to each other via the side plates, so that the plurality of plate-type water heat exchangers can be integrated. Further, the side plate can be fixed to the heat transfer plate of the plate-type water heat exchanger with, for example, bolts, and the integration of the plurality of plate-type water heat exchangers becomes easy.
また、一実施形態の冷凍装置では、上記プレート式水熱交換器は、上記プレート式水熱交換器が蒸発器として作用するときの冷媒を、上記下側の冷媒流路口から上記上側の冷媒流路口へ流すように構成されている。 Further, in the refrigeration apparatus of one embodiment, the plate-type water heat exchanger causes the refrigerant when the plate-type water heat exchanger acts as an evaporator to flow from the lower refrigerant passage to the upper refrigerant flow. It is configured to flow to the roadway.
この実施形態の冷凍装置によれば、上記プレート式水熱交換器は、上記プレート式水熱交換器が蒸発器として作用するときの冷媒を、上記下側の冷媒流路口から上記上側の冷媒流路口へ流すように構成されているので、冷媒と水との熱交換を効率よく行える。 According to the refrigeration apparatus of this embodiment, the plate-type water heat exchanger transfers the refrigerant when the plate-type water heat exchanger acts as an evaporator from the lower refrigerant flow port to the upper refrigerant flow. Since it is configured to flow to the roadway, heat exchange between the refrigerant and water can be performed efficiently.
この発明の冷凍装置によれば、上記複数のプレート式水熱交換器は、上下方向に、配列され、上記隣り合う水熱交換器において、下側の上記水熱交換器の上記上側の冷媒流路口と、上側の上記水熱交換器の上記下側の冷媒流路口とが、上記冷媒流路を介して、接続されているので、水熱交換器における冷媒の圧力損失を低減して性能を向上できると共に、水熱交換器の設置スペースを低減できる。 According to the refrigeration apparatus of the present invention, the plurality of plate-type water heat exchangers are arranged in the vertical direction, and in the adjacent water heat exchanger, the upper refrigerant flow of the lower water heat exchanger is arranged. Since the passage opening and the lower refrigerant passage opening of the upper water heat exchanger are connected via the refrigerant passage, the pressure loss of the refrigerant in the water heat exchanger is reduced and performance is improved. It can be improved and the installation space for the water heat exchanger can be reduced.
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、この発明の冷凍装置の第1の実施形態である簡略構成図を示している。この冷凍装置は、圧縮機1と、空気熱交換器2と、(膨張機構としての)膨張弁3と、2つのプレート式水熱交換器4とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a simplified configuration diagram as a first embodiment of the refrigeration apparatus of the present invention. This refrigeration apparatus includes a
圧縮機1、空気熱交換器2、膨張弁3および2つの水熱交換器4は、順に、(配管等の)冷媒流路10を介して、環状に接続されている。2つの水熱交換器4は、冷媒流路10を介して、直列に接続されている。
The
この冷媒流路10に、(流路切換弁としての)四方弁5が設けられ、この四方弁5は、冷房運転時と暖房運転時との冷媒流路10内の冷媒の流れを変える。
The
空気熱交換器2には、ファンが設けられ、ファンにより送られた空気と冷媒流路10を流れる冷媒との熱交換を行う。
The air heat exchanger 2 is provided with a fan, and performs heat exchange between the air sent by the fan and the refrigerant flowing through the
2つの水熱交換器4には、この2つの水熱交換器4を直列に接続する(配管等の)水流路20が設けられ、この水流路20を流れる水と冷媒流路10を流れる冷媒との熱交換を行う。
The two
この冷凍装置の冷媒流れを説明すると、冷房運転時では、実線の矢印に示すように、圧縮機1で圧縮された冷媒は、順に、四方弁5、空気熱交換器2、膨張弁3、一方の水熱交換器4および他方の水熱交換器4を通って、圧縮機1へ戻ってくる。このとき、空気熱交換器2は、凝縮器となり、2つの水熱交換器4は、蒸発器となる。
The refrigerant flow of this refrigeration apparatus will be described. During the cooling operation, the refrigerant compressed by the
一方、暖房運転時では、一点鎖線の矢印に示すように、圧縮機1で圧縮された冷媒は、順に、四方弁5、他方の水熱交換器4、一方の水熱交換器4、膨張弁3および空気熱交換器2を通って、圧縮機1へ戻ってくる。このとき、空気熱交換器2は、蒸発器となり、2つの水熱交換器4は、凝縮器となる。
On the other hand, during heating operation, the refrigerant compressed by the
図2に示すように、各水熱交換器4は、下側の冷媒流路口4aと、上側の冷媒流路口4bと、下側の水流路口4cと、上側の水流路口4dとを有する。
As shown in FIG. 2, each
下側の冷媒流路口4aおよび上側の冷媒流路口4bと、下側の水流路口4cおよび上側の水流路口4dは、互いに反対側の面に、設けられている。
The lower
図3に示すように、2つの水熱交換器4は、上下方向に、直列にかつ互いに重なるように、配列されている。2つの水熱交換器4は、上側の水熱交換器4の冷媒流路口4a,4bと、下側の水熱交換器4の冷媒流路口4a,4bとが、同一方向を向くように、配置されている。
As shown in FIG. 3, the two
隣り合う水熱交換器4,4において、下側の水熱交換器4の上側の冷媒流路口4bと、上側の水熱交換器4の下側の冷媒流路口4aとが、冷媒流路10を介して、接続され、下側の水熱交換器4の上側の水流路口4dと、上側の水熱交換器4の下側の水流路口4cとが、水流路20を介して、接続されている。
In the adjacent
下側の水熱交換器4の下側の冷媒流路口4aと、上側の水熱交換器4の上側の冷媒流路口4bとは、それぞれ、冷媒流路10に、接続されている。下側の水熱交換器4の下側の水流路口4cと、上側の水熱交換器4の上側の水流路口4dとは、それぞれ、水流路20に、接続されている。
The lower refrigerant
図3では、水熱交換器4が蒸発器と作用する場合の冷媒と水の流れを示し、水熱交換器4は、水熱交換器4が蒸発器として作用するときの冷媒を、下側の冷媒流路口4aから上側の冷媒流路口4bへ流すように構成されている。
In FIG. 3, the flow of the refrigerant and water when the
2つの水熱交換器4は、互いに、仮想線にて示す側板6を介して、結合される。側板6は、冷媒流路口4a,4bが設けられた面と、水流路口4c,4dが設けられた面とに、それぞれ、取り付けられる。側板6は、例えばボルト等にて、水熱交換器4の伝熱プレートに固定される。側板6は、2つの水熱交換器4を一体状に固定すると共に、床面に固定される。
The two
図4に示すように、水熱交換器4は、積層された複数の伝熱プレート40を有する。隣接するこの伝熱プレート40,40の間に、交互に、冷媒流通路50と水流通路60とが形成される。各伝熱プレート40に、冷媒流通路50にのみ連通する冷媒の流入路51および流出路52と、水流通路60にのみ連通する水の流入路61および流出路62とが形成される。なお、図4では、水熱交換器4が、蒸発器として作用する場合を示している。
As shown in FIG. 4, the
具体的に述べると、伝熱プレート40は、金属製の平板からなり、隣接する伝熱プレート40,40において、この伝熱プレート40の周縁部同士が、当接し、この周縁部が、ろう付けにより接合されて一体に構成されている。なお、図4では、隣接する伝熱プレート40,40の間の隙間を実際よりも大きく描き、伝熱プレート40の枚数を少なく描いている。
Specifically, the
各伝熱プレート40の四隅部には、それぞれ、孔部41が設けられ、この孔部41の周囲には、適宜、シール部42が設けられる。そして、孔部41およびシール部42により、冷媒の流入路51および流出路52と、水の流入路61および流出路62とが形成される。
A
そして、冷媒は、実線の矢印に示すように、順次、流入路51、冷媒流通路50および流出路52を流れ、水は、点線の矢印に示すように、順次、流入路61、水流通路60および流出路62を流れて、冷媒流通路50を流れる冷媒と、水流通路60を流れる水とが、互いに熱交換を行う。
The refrigerant sequentially flows through the
冷媒の流入路51は、下側の冷媒流路口4aに、連通され、冷媒の流出路52は、上側の冷媒流路口4bに、連通され、水の流入路61は、上側の水流路口4dに、連通され、水の流出路62は、下側の水流路口4cに、連通されている。
The
上記構成の冷凍装置によれば、2つの水熱交換器4は、上下方向に、配列され、隣り合う水熱交換器4,4において、下側の水熱交換器4の上側の冷媒流路口4bと、上側の水熱交換器4の下側の冷媒流路口4aとが、冷媒流路10を介して、接続されているので、隣り合う水熱交換器4,4を接続する冷媒流路10を短くできて、冷媒の圧力損失を低減し、性能を向上できる。また、2つの水熱交換器4を設置するための床面積が、一つの水熱交換器4のみで足りて、水熱交換器4の設置スペースを低減できる。
According to the refrigeration apparatus having the above-described configuration, the two
また、2つの水熱交換器4は、互いに、側板6を介して、結合されるので、2つの水熱交換器4を一体化できる。また、側板6を、例えばボルト等にて、水熱交換器4の伝熱プレート40に固定できて、2つの水熱交換器4の一体化が容易となる。
Moreover, since the two
なお、これに対して、熱交換器としてヒートパイプを用いる場合、側板6を、例えばボルト等にて、パイプに固定できないので、ヒートパイプを上下方向に一体状に配列できない。
On the other hand, when a heat pipe is used as a heat exchanger, the
また、水熱交換器4は、水熱交換器4が蒸発器として作用するときの冷媒を、下側の冷媒流路口4aから上側の冷媒流路口4bへ流すように構成されているので、冷媒と水との熱交換を効率よく行える。
Further, the
(第2の実施形態)
図5は、この発明の冷凍装置の第2の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第2の実施形態では、水熱交換器の配置が相違する。なお、この第2の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment of the refrigeration apparatus of the present invention. The difference from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the arrangement of the water heat exchanger is different. In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図5に示すように、2つの水熱交換器4は、上下方向に、配列されている。2つの水熱交換器4は、上側の水熱交換器4の上側の冷媒流路口4bと、下側の水熱交換器4の下側の冷媒流路口4aとが、互いに対向するように、配置されている。
As shown in FIG. 5, the two
したがって、上側の水熱交換器4の上側の冷媒流路口4bと、下側の水熱交換器4の下側の冷媒流路口4aとを接続する冷媒流路10を、一層短くできて、冷媒の圧力損失を一層低減できる。
Therefore, the
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、膨張機構として、上記膨張弁3以外に、キャピラリーチューブであってもよい。また、流路切換弁として、上記四方弁5以外に、他の弁であってもよい。また、水熱交換器の数量の増減は自由であり、複数の水熱交換器を、上下方向に、配列するようにすればよい。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the expansion mechanism may be a capillary tube other than the expansion valve 3. In addition to the four-way valve 5, other valves may be used as the flow path switching valve. In addition, the number of water heat exchangers can be increased or decreased, and a plurality of water heat exchangers may be arranged in the vertical direction.
1 圧縮機
2 空気熱交換器
3 膨張弁(膨張機構)
4 プレート式水熱交換器
4a (下側の)冷媒流路口
4b (上側の)冷媒流路口
4c (下側の)水流路口
4d (上側の)水流路口
5 四方弁(流路切換弁)
6 側板
10 冷媒流路
20 水流路
40 伝熱プレート
50 冷媒流通路
51 (冷媒の)流入路
52 (冷媒の)流出路
60 水流通路
61 (水の)流入路
62 (水の)流出路
DESCRIPTION OF
4 plate type
6
Claims (3)
空気熱交換器(2)と、
膨張機構(3)と、
複数のプレート式水熱交換器(4)と
を備え、
上記圧縮機(1)、上記空気熱交換器(2)、上記膨張機構(3)および上記複数のプレート式水熱交換器(4)は、順に、冷媒流路(10)を介して、環状に接続され、
上記各プレート式水熱交換器(4)は、下側の冷媒流路口(4a)と上側の冷媒流路口(4b)とを有し、
上記複数のプレート式水熱交換器(4)は、上下方向に、配列され、
上記隣り合うプレート式水熱交換器(4,4)において、下側の上記プレート式水熱交換器(4)の上記上側の冷媒流路口(4b)と、上側の上記プレート式水熱交換器(4)の上記下側の冷媒流路口(4a)とが、上記冷媒流路(10)を介して、接続されていることを特徴とする冷凍装置。 A compressor (1);
An air heat exchanger (2);
An expansion mechanism (3);
A plurality of plate-type water heat exchangers (4),
The compressor (1), the air heat exchanger (2), the expansion mechanism (3), and the plurality of plate-type water heat exchangers (4) are annularly arranged in this order via a refrigerant channel (10). Connected to
Each of the plate-type water heat exchangers (4) has a lower refrigerant channel port (4a) and an upper refrigerant channel port (4b),
The plurality of plate-type water heat exchangers (4) are arranged in the vertical direction,
In the adjacent plate type water heat exchangers (4, 4), the upper refrigerant channel port (4b) of the lower plate type water heat exchanger (4) and the upper plate type water heat exchanger. (4) The lower refrigerant passage port (4a) of (4) is connected via the refrigerant passage (10).
上記複数のプレート式水熱交換器(4)は、互いに、側板(6)を介して、結合されることを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 1,
The plurality of plate-type water heat exchangers (4) are coupled to each other via side plates (6).
上記プレート式水熱交換器(4)は、上記プレート式水熱交換器(4)が蒸発器として作用するときの冷媒を、上記下側の冷媒流路口(4a)から上記上側の冷媒流路口(4b)へ流すように構成されていることを特徴とする冷凍装置。 The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2,
The plate-type water heat exchanger (4) is configured to transfer refrigerant when the plate-type water heat exchanger (4) acts as an evaporator from the lower refrigerant channel port (4a) to the upper refrigerant channel port. A refrigeration apparatus configured to flow to (4b).
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Legal Events
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Effective date: 20101221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101224 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110419 |