JP2012102919A - 冷凍システム - Google Patents

Abstract

【課題】
負荷が小なるとき圧縮機を低回転にして運転する低負荷運転時でも、プレート式熱交換器の冷媒流路内に、同流路内を流れる冷媒内の油分が滞留するのを防止できる冷凍システムを提供できるようにする。
【課題を解決するための手段】
少なくとも、インバータ制御により運転される圧縮機７、凝縮器２を経た冷媒が冷媒往管３、膨張弁４を経てプレート式熱交換器５に送られ、同プレート式熱交換器５から冷媒復管６にて前記圧縮機７に戻る冷媒循環回路１を有する冷凍システムにおいて、圧縮機７を低回転で運転する低負荷運転時に、圧縮機７の吐出口７ａから吐出するホットガスを分岐し、開閉弁９、供給管１０を介して膨張弁４後段の冷媒往管３内に定期的に供給して、前記プレート式熱交換器５の冷媒管５ｃ内における冷媒の循環量を前記ホットガス供給時に一時的に増加させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸発器にプレート式熱交換器を用い、圧縮機をインバータ制御により運転する冷凍システムに関し、より詳しくは、圧縮機を低回転で運転する低負荷運転時に、プレート式熱交換器の冷媒流路内に同流路を流れる冷媒内の油分が滞留しないようにできる冷凍システムに関する。

近年、冷凍システムにおいても、エネルギーを効率的に使用するいわゆる省エネルギー化のため、冷凍システムの構成機器である圧縮機をインバータ制御により運転していることが多い。

さらには、同冷凍システムの構成機器たる蒸発器に、伝熱性能に優れるとともにコンパクトに構成できるプレート式熱交換器を用いることが多い（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、負荷が小なるとき圧縮機を低回転にして運転する低負荷運転時には、プレート式熱交換器の冷媒流路内を流れる冷媒の流速が著しく低下し、同冷媒内の油分が、前記低負荷運転を長時間継続することによって徐々にプレート式熱交換器の冷媒流路内に滞留する問題があった。

特開２０１０−１４５００５号公報（第１〜１０頁、図１〜１０）

本発明の目的とするところは、負荷が小なるとき圧縮機を低回転にして運転する低負荷運転を行う時でも、プレート式熱交換器の冷媒流路内に、同流路内を流れる冷媒内の油分が滞留するのを防止できる冷凍システムを提供できるようにすることにある。

上述した課題を解決するために、本発明に係る冷凍システムは、少なくとも、圧縮機、凝縮器を経た冷媒が冷媒往管、膨張弁を経て蒸発器に送られ、同蒸発器から冷媒復管にて圧縮機に戻る冷媒循環回路を有し、かつ前記圧縮機がインバータ制御により運転され、前記蒸発器にプレート式熱交換器を用いてなる冷凍システムにおいて、圧縮機を低回転で運転する低負荷運転時に、必要に応じてホットガスを膨張弁後段の少なくとも冷媒往管内に供給するものとしてある。

また、前記ホットガスを、定期的に膨張弁後段の少なくとも冷媒往管内に供給するものとしてある。

また、前記ホットガスを、プレート式熱交換器の冷媒管内に供給するものとしてある。

また、前記圧縮機から吐出するホットガスを分岐し、供給管、開閉弁を経て蒸発器の入り口付近の冷媒往管内に供給するものとしてある。

また、圧縮機の油量を検知し、設定量以下でホットガスを供給するものとしてある。

本発明に係る冷凍システムによれば、負荷が小なるとき圧縮機を低回転にして運転する低負荷運転時に、プレート式熱交換器の冷媒管内における冷媒の循環量を定期的に増加させることによって同冷媒管内を流れる冷媒の流速を定期的に速めているので、前記低負荷運転によってプレート式熱交換器の冷媒管内を流れる冷媒内の油分が同管内に徐々に滞留し始めても、この油分を流速が速められた前記冷媒が定期的に同冷媒管の後段すなわちプレート式熱交換器の後段に流し出すため、したがってプレート式熱交換器の冷媒管内に滞留する油分が原因となる低負荷運転時におけるシステムの油圧停止もなく、システムを安定して運転することができる。

また、プレート式熱交換器の冷媒管内における冷媒の循環量を増加させるためのホットガスの供給を、負荷が小なるとき圧縮機を低回転にして運転する低負荷運転時に限定し、かつ短い供給時間で定期的に行うようにしているので、省エネルギー運転が逆行する恐れがない。

しかも本発明は、低負荷運転を行った時にプレート式熱交換器の冷媒流路内に徐々に滞留し始める同冷媒流路内を流れる冷媒内の油分の除去を、圧縮機から吐出するホットガスを利用していて、かつ同ホットガスを分岐してプレート式熱交換器の冷媒管内に供給するホットガスの案内路も簡単に形成できるので、したがって費用も安価ですみ、経済的にも非常に優れるものである。

本発明に係る冷凍システムの実施例を示す構成図。

以下、本発明に係る冷凍システムの実施例を、添付図面に示す具体例に基づいて説明する。

図１は、冷凍システムの一例を示していて、図中の符合１は、所定の冷媒が循環する冷媒循環回路を示している。

冷媒循環回路１においては、凝縮器２の液相２ａに一端が接続された冷媒往管３の他端が膨張弁４を介してプレート式熱交換器５の冷媒流路入口５ａに接続され、同プレート式熱交換器５の冷媒流路出口５ｂに一端が接続された冷媒復管６の他端が圧縮機７を介して前記凝縮器２の気相２ｂに接続されている。

そして、前記冷媒循環回路１に、一端を圧縮機７の吐出口７ａと凝縮器２の気相２ｂとを接続する接続管８に接続し、他端が開閉弁９を介して前記プレート式熱交換器５の冷媒流路入口５ａ付近の前記冷媒往管３に接続する供給管１０を設けている（図中の破線で囲んでいる部分）。

以下、上述のように構成した本発明における冷凍システムの作用について説明する。

図中の負荷側における負荷が減少すると、圧縮機７を低回転で運転する低負荷運転に切り替えられ、これにしたがい同圧縮機７はインバータ制御のもと低回転になる。

圧縮機７が低回転になったことで、プレート式熱交換器５の冷媒流路たる冷媒管５ｃ内を冷媒流路入口５ａから冷媒流路出口５ｂに向かって流れる冷媒の循環量が低下し、これにともない冷媒管５ｃ内における同冷媒の流速も低下して冷媒内の油分が冷媒管５ｃ内に徐々に滞留し始める。

そして、圧縮機７が低回転で運転される低負荷運転に切り替わると、供給管１０に有する開閉弁９が定期的に開閉を繰り返して、圧縮機７の吐出口７ａより吐出する同圧縮機７によって圧縮された高温高圧の冷媒ガスたるホットガスを、前記供給管１０を介してプレート式熱交換器５の冷媒流路入口５ａ付近の冷媒往管３に、定期的に供給する。

したがって冷媒往管３を流れる膨張弁４を経て温度が下げられた低圧の冷媒に定期的に高温高圧のホットガスが供給されて、プレート式熱交換器５の冷媒管５ｃ内における冷媒の循環量が前記ホットガス供給時に一時的に増加し、かつこれにともない同冷媒管５ｃ内における冷媒の流速も一時的に速まり、冷媒管５ｃ内に徐々に滞留し始めている油分を、流速が上昇した前記冷媒が冷媒管５ｃの後段すなわちプレート式熱交換器５の後段に、定期的に流し出す。

また、前記ホットガスの供給は、冷凍システムや同負荷側の規模によって最適な供給時間、供給間隔を選定している。

また、前記ホットガスは、プレート式熱交換器５の冷媒流路たる冷媒管５ｃ内に直接供給する場合がある。

また、実施例に示した冷凍システムの場合、プレート式熱交換器５の後段に同プレート式熱交換器５より流し出された油分を貯留でき、また必要に応じて外部に排出できる貯留手段を設ける場合がある。

また、実施例中には示していないが、冷凍システムを同システム中に受液器（レシーバ）を配した構成とする場合がある。

また、前記ホットガスを定期的に供給するのではなく、例えば、プレート式熱交換器５の冷媒流路出口５ｂにおける冷媒の流速などを監視することにより、プレート式熱交換器５の冷媒管５ｃ内における油分滞留の有無を判断し、この結果に基づいて適量のホットガスを所定の部位に供給する場合がある。

実施例中における符号７ｂは、冷媒復管６にてプレート式熱交換器５（冷媒流路出口５ｂ）から戻る気化した冷媒を吸入する圧縮機７の吸入口である。

１ 冷媒循環回路
２ 凝縮器
２ａ 液相
２ｂ 気相
３ 冷媒往管
４ 膨張弁
５ プレート式熱交換器
５ａ 冷媒流路入口
５ｂ 冷媒流路出口
５ｃ 冷媒管
６ 冷媒復管
７ 圧縮機
７ａ 吐出口
７ｂ 吸入口
８ 接続管
９ 開閉弁
１０ 供給管

Claims (5)

1. 少なくとも、圧縮機、凝縮器を経た冷媒が冷媒往管、膨張弁を経て蒸発器に送られ、同蒸発器から冷媒復管にて圧縮機に戻る冷媒循環回路を有し、かつ前記圧縮機がインバータ制御により運転され、前記蒸発器にプレート式熱交換器を用いてなる冷凍システムにおいて、圧縮機を低回転で運転する低負荷運転時に、必要に応じてホットガスを膨張弁後段の少なくとも冷媒往管内に供給してなる冷凍システム。
2. 前記ホットガスを、定期的に膨張弁後段の少なくとも冷媒往管内に供給してなる請求項１に記載の冷凍システム。
3. 前記ホットガスを、プレート式熱交換器の冷媒管内に供給してなる請求項１に記載の冷凍システム。
4. 前記圧縮機から吐出するホットガスを分岐し、供給管、開閉弁を経て蒸発器の入り口付近の冷媒往管内に供給してなる請求項１に記載の冷凍システム。
5. 圧縮機の油量を検知し、設定量以下でホットガスを供給してなる請求項１に記載の冷凍システム。

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