JP2013142487A - 冷凍装置及び冷凍機ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷凍装置は、容量制御可能な圧縮装置1と、該圧縮装置で圧縮された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器3と、この凝縮器で凝縮された高圧冷媒を減圧する減圧機構7と、この減圧機構で減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器8とを順次冷媒配管で接続して構成される冷凍サイクルを備える。また、冷凍サイクルの主回路を循環する高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により主回路を流れる液冷媒を過冷却すると共に、主回路の液冷媒を冷却後の減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路41と、この液冷媒冷却回路を流れる液冷媒の流量を制御し減圧するための流量制御手段11と、主回路の負荷変動に応じて前記流量制御手段を制御するコントローラ16を備える。
【選択図】図1
Description
図1において、Iは冷凍装置で、この冷凍装置Iは、屋外に設置される冷凍機ユニット
II及び屋内に設置され、前記冷凍機ユニットと冷媒配管で接続される低圧機器IIIで構成されている。本実施例では、前記低圧機器IIIは、スーパーマーケット等の店舗内に設置され食品などの被冷却物を冷却するショーケースなどである。このようなショーケースは一般に負荷が大きく変動し易いものである。なお、低圧機器IIIとしては、これに限られるものではなく、他の形態の冷蔵庫や冷凍庫、或いは空気調和機の室内機等にも同様に適用可能であり、また低圧機器の数も複数台並列に接続することも同様に可能である。
前記減圧機構7は膨張弁などで構成され、前記蒸発器8と共に前記低圧機器IIIに設置されている。
冷媒としては、HFC系のもの(例えば、R404AやR410A)が用いられる。
低圧機器IIIに冷却負荷の変動が生じた場合、圧縮機1への吸入圧力に変動が生じるので、この圧力変動を吸入圧力センサ14により検出し、この検出された吸入圧力値はコントローラ16に入力される。コントローラ16は検出された吸入圧力値に応じて、低圧機器IIIの冷却温度(設定温度)に対応して決定される吸入圧力値となるように、前記液冷媒冷却回路41の流量制御弁11を制御して、冷凍能力を調整する。
この比較の結果、検出圧力値Psが設定圧力範囲より高くなったか否かを判定し、検出圧力値Psが設定圧力範囲よりも高いと判定された場合には、冷凍能力を増加する必要がある場合と想定されるので、次にステップS4に移り、まずは冷媒循環量が最大(Max)であるか否かを判定する(ステップS4)。冷媒循環量が最大か否かは圧縮機の回転数が最大か否かで判定することができる。
更に、液冷媒冷却回路41からの低温の冷媒ガスを圧縮機の中間圧部に注入するので、圧縮機の冷却も可能となり、その温度上昇を抑えることができる。
3…凝縮器、4…受液器、5…空気過冷却熱交換器、
6…過冷却熱交換器、6a…第1流路、6b…第2流路、
7…減圧機構、8…蒸発器、
9,10…減圧手段、11…流量制御弁(流量制御手段)、
14…吸入圧力センサ、15…吐出ガス温度センサ、
16…コントローラ、
17…油戻し回路、
18…液温度センサ、19…吐出圧力センサ、
41…液冷媒冷却回路、42…液インジェクション回路、
60…冷却ファン、
I…冷凍装置、II…冷凍機ユニット、III…低圧機器、
A…過冷却度の調整範囲、
B…液冷媒冷却回路による冷凍能力制御領域。
Claims (12)
- 容量制御が可能な圧縮装置と、該圧縮装置で圧縮された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器と、この凝縮器で凝縮された高圧冷媒を減圧する減圧機構と、この減圧機構で減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次冷媒配管で接続して構成される冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
前記冷凍サイクルの主回路を循環する高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記主回路を流れる液冷媒を過冷却すると共に、主回路の液冷媒を冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、
前記液冷媒冷却回路を流れる液冷媒の流量を制御すると共に減圧するための流量制御手段と、
前記主回路の負荷変動に応じて前記流量制御手段を制御するコントローラと
を備えることを特徴とする冷凍装置。 - 請求項1に記載の冷凍装置において、前記コントローラは、前記主回路の負荷変動に応じて前記流量制御手段を制御して冷凍能力を制御した後、前記圧縮装置の容量制御による冷凍能力の制御が更に必要な場合に、圧縮機の容量制御を行うことを特徴とする冷凍装置。
- 請求項2に記載の冷凍装置において、前記容量制御が可能な圧縮装置は、回転数制御が可能な少なくとも1台の圧縮機を備えることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項3に記載の冷凍装置において、前記主回路の負荷変動を検出するために前記圧縮装置への吸入圧力を検知する吸入圧力センサを備え、前記コントローラは、前記吸入圧力センサで検出された吸入圧力値に応じて前記流量制御手段を制御して冷凍能力を制御した後、前記圧縮装置の容量制御による冷凍能力の制御が更に必要な場合に、回転数制御が可能な前記圧縮機の回転数制御を行うことを特徴とする冷凍装置。
- 請求項4に記載の冷凍装置において、前記凝縮器と前記減圧機構との間の主回路に過冷却熱交換器を備え、この過冷却熱交換器を流れる主回路の液冷媒を、前記液冷媒冷却回路を流れる減圧された冷媒で過冷却するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項2に記載の冷凍装置において、前記流量制御手段は電子膨張弁であることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項1に記載の冷凍装置において、前記冷凍サイクルの主回路を循環する高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧手段により減圧させた減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液インジェクション回路を更に備え、前記圧縮機1から吐出される吐出ガス温度または吐出ガスの過熱度に基づいて液インジェクション回路に設けられた前記減圧手段が制御されることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項5に記載の冷凍装置において、前記過冷却熱交換器の出口側に液温度センサを備え、前記コントローラは、この液温度センサから得られた液冷媒温度も取り込んで、前記流量制御手段の開度を制御するように構成されていることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項2に記載の冷凍装置において、前記容量制御が可能な圧縮装置は、固定容量型圧縮機を複数台組み合わせて台数制御による容量制御を可能にした圧縮装置、或いは可変容量型圧縮機と固定容量型圧縮機との組み合わせとして容量制御を可能にした圧縮装置の何れかであることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項5に記載の冷凍装置において、前記凝縮器の下流に受液器を設け、この受液器からの液冷媒を更に外気で過冷却する空気過冷却熱交換器を備え、この空気過冷却熱交換器の下流側に前記過冷却熱交換器が備えられていることを特徴とする冷凍装置。
- 請求項1に記載の冷凍装置において、前記圧縮装置と前記凝縮器との間に油分離器を設け、この油分離器内の油を前記圧縮装置の吸入側に戻すための油戻し回路を備え、この油戻し回路には減圧手段が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
- 容量制御が可能な圧縮装置と、該圧縮装置で圧縮された高圧冷媒を凝縮させる凝縮器とを備え、前記凝縮器で凝縮された高圧冷媒を減圧するための減圧機構と、この減圧機構で減圧された低圧冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える低圧機器と接続されて冷凍サイクルを構成可能にしている冷凍機ユニットにおいて、
前記冷凍サイクルの主回路となる冷媒配管から高圧液冷媒の一部を抜き出して減圧させた減圧冷媒により前記主回路を流れる液冷媒を過冷却すると共に、主回路の液冷媒を冷却後の前記減圧冷媒を圧縮機の中間圧部に注入する液冷媒冷却回路と、
前記液冷媒冷却回路を流れる液冷媒の流量を制御すると共に減圧するための流量制御手段と、
前記主回路の負荷変動を検出して前記流量制御手段を制御するコントローラと
を備えることを特徴とする冷凍機ユニット。
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