JP2013152031A - Refrigerating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置に関し、例えば、各種店舗において商品を冷却する冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration apparatus, for example, a refrigeration apparatus that cools products in various stores.
スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの各種店舗においては、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの商品陳列のため、ショーケースや冷蔵庫などを冷却する冷凍機が用いられている。この冷凍機は、通常、圧縮機や凝縮器、受液器などを備えており、ショーケースや冷蔵庫の蒸発器に冷媒を送り、熱交換によって各種商品を冷却する。 In various stores such as supermarkets and convenience stores, refrigerators that cool showcases, refrigerators, and the like are used for displaying refrigerated foods, frozen foods, and fresh foods. This refrigerator usually includes a compressor, a condenser, a liquid receiver, and the like, sends a refrigerant to an evaporator of a showcase or a refrigerator, and cools various products by heat exchange.
このような冷凍機において省エネルギー化が望まれている。例えば、液冷媒を過冷却して冷凍機の冷凍能力を向上させ、省エネルギー化を実現する技術が開発されている。この技術としては、氷蓄熱システムや過冷却システムなどが提案されている(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。 In such a refrigerator, energy saving is desired. For example, a technology has been developed that realizes energy saving by improving the refrigeration capacity of a refrigerator by supercooling a liquid refrigerant. As this technique, an ice heat storage system, a supercooling system, etc. are proposed (for example, refer patent document 1 or patent document 2).
氷蓄熱システムでは、夜間に冷凍機の余剰能力でブライン(不凍液)を冷やし、そのブラインにより製氷を行い、その後、昼間に氷によりブラインを冷やし、そのブラインにより液冷媒を冷却する。また、過冷却システムでは、効率の良い小型中温冷凍機で低温冷凍機の液冷媒を直接過冷却する。なお、省エネルギー化に加え、省ランニングコスト化を図る店舗では、氷蓄熱システム及び過冷却システムのどちらか一方を導入することが一般的である。 In an ice heat storage system, brine (antifreeze) is cooled at night by the surplus capacity of the refrigerator, ice is made with the brine, then the brine is cooled with ice during the day, and the liquid refrigerant is cooled with the brine. In the supercooling system, the liquid refrigerant of the low-temperature refrigerator is directly supercooled by an efficient small-sized medium-temperature refrigerator. In addition, it is common to introduce either an ice heat storage system or a supercooling system in a store that aims to reduce running costs in addition to energy saving.
しかしながら、氷蓄熱システムにおいては、店舗全体を賄うシステムを構築すると、イニシャルコスト(機器費+工事費)が高くなってしまう。また、大型店舗では、前述のブラインを用いる間接冷却方式の氷蓄熱システムを採用することが多いが、この場合には、大型の循環ポンプが必須となるため、やはりイニシャルコストが高くなってしまう。また、直接冷却方式の氷蓄熱システムに比べ、熱交換ロスも大きくなってしまう。 However, in the ice heat storage system, if a system that covers the entire store is constructed, the initial cost (equipment cost + construction cost) becomes high. In large stores, the above-described indirect cooling type ice heat storage system using brine is often used, but in this case, a large circulation pump is essential, and the initial cost is also increased. In addition, the heat exchange loss is increased as compared with the direct cooling type ice heat storage system.
一方、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムでは、二つの冷凍機(過冷却専用の小型中温冷凍機と過冷却対象の低温冷凍機)の法定冷凍トンの合算値が20トン未満(例えば、冷媒がフロンガスである場合)となるように冷凍機の選定が行われる。これは、二つの冷凍機(冷媒が共通)の法定冷凍トンの合算値が20トン以上となると、高圧ガス法に基づく手続きが必要となるためである。このような冷凍機の選定が行われると、過冷却を行う冷凍機の馬力が制限されるため、省エネルギー性能が低下してしまう。 On the other hand, in the supercooling system that directly supercools the liquid refrigerant, the total value of the legal refrigeration tons of two refrigerators (a small-sized medium temperature refrigerator dedicated to supercooling and a low-temperature refrigerator targeted for supercooling) is less than 20 tons (for example, The refrigerator is selected such that the refrigerant is chlorofluorocarbon. This is because a procedure based on the high-pressure gas method is required when the combined value of legal refrigeration tons of two refrigerators (common refrigerant) is 20 tons or more. When such a refrigerator is selected, the horsepower of the refrigerator that performs supercooling is limited, so that the energy saving performance is reduced.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる冷凍装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of the above, The objective is to provide the freezing apparatus which can improve energy saving performance, suppressing cost.
本発明に係る冷凍装置は、熱媒体液を貯留する液槽と、冷媒が循環する冷媒循環流路を有し、液槽内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、液槽内の熱媒体液を冷やす冷凍機と、冷媒が循環する冷媒循環流路をそれぞれ有し、液槽内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、その冷媒循環流路を流れる冷媒を過冷却する複数の冷凍機とを備える。 The refrigeration apparatus according to the present invention has a liquid tank for storing the heat medium liquid and a refrigerant circulation channel through which the refrigerant circulates, and heat exchange between the heat medium liquid in the liquid tank and the refrigerant flowing through the refrigerant circulation channel. , A refrigerator that cools the heat medium liquid in the liquid tank, and a refrigerant circulation channel through which the refrigerant circulates, and the refrigerant is obtained by heat exchange between the heat medium liquid in the liquid tank and the refrigerant that flows through the refrigerant circulation channel. And a plurality of refrigerators for supercooling the refrigerant flowing through the circulation flow path.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、季節に応じて、液槽内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更することが望ましい。 In the refrigeration apparatus according to the present invention, the refrigerator that cools the heat medium liquid preferably changes the temperature of the refrigerant that exchanges heat with the heat medium liquid in the liquid tank according to the season.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、液槽内の熱媒体液の温度を検出する温度検出器を備え、冷媒を過冷却する冷凍機は、温度検出器により検出された液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することが望ましい。 Further, in the above-described refrigeration apparatus according to the present invention, the refrigerator that includes the temperature detector that detects the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank and that supercools the refrigerant is provided in the liquid tank detected by the temperature detector. It is desirable to limit the supercooling of the refrigerant according to the temperature of the heat medium liquid.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は圧縮機を有しており、その圧縮機をインバータ制御することが望ましい。 In the refrigeration apparatus according to the present invention described above, the refrigerator that cools the heat medium liquid has a compressor, and it is desirable that the compressor be inverter-controlled.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、馬力が冷媒を過冷却する冷凍機より小さく冷蔵を行う小型中温冷凍機であり、冷媒を過冷却する冷凍機は冷凍を行う低温冷凍機であることが望ましい。 Further, in the above-described refrigeration apparatus according to the present invention, the refrigerator that cools the heat medium liquid is a small medium temperature refrigerator that refrigerates smaller than a refrigerator that has a horsepower that supercools the refrigerant, and the refrigerator that supercools the refrigerant is A low-temperature refrigerator that performs freezing is desirable.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、液槽は、冷媒を過冷却する冷凍機ごとに、熱媒体液を貯留する液室を有しており、熱媒体液を冷やす冷凍機は、液室ごとに、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有しており、冷媒を過冷却する冷凍機は、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有していることが望ましい。 In the refrigeration apparatus according to the present invention described above, the liquid tank has a liquid chamber for storing the heat medium liquid for each refrigerator that supercools the refrigerant, and the refrigerator that cools the heat medium liquid is liquid Each chamber has a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium liquid in the liquid chamber and the refrigerant flowing in the refrigerant circulation flow path, and the refrigerator that supercools the refrigerant includes the heat medium liquid and the refrigerant in the liquid chamber. It is desirable to have a heat exchanger that performs heat exchange with the refrigerant flowing through the circulation channel.
また、前述の本発明に係る冷凍装置において、熱媒体液を冷やす冷凍機は、冷媒を過冷却する冷凍機ごとの冷却負荷に応じ、液室ごとにその液室内の熱媒体液の温度を調整することが望ましい。 In the refrigeration apparatus according to the present invention described above, the refrigerator that cools the heat medium liquid adjusts the temperature of the heat medium liquid in the liquid chamber for each liquid chamber according to the cooling load of each refrigerator that supercools the refrigerant. It is desirable to do.
本発明に係る冷凍装置によれば、液槽内の熱媒体液が一台の冷凍機により冷やされ、その液槽内の熱媒体液により各冷凍機の冷媒が過冷却される。すなわち、一台の冷凍機によって液槽内の熱媒体液を介して各冷凍機の冷媒を過冷却することが可能となる。これにより、間接冷却方式の氷蓄熱システムで必須となる循環ポンプが不要となり、さらに、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムに比べ、熱媒体液を冷やす冷凍機の馬力を大きくすることができる。その結果、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる。 According to the refrigeration apparatus of the present invention, the heat medium liquid in the liquid tank is cooled by one refrigerator, and the refrigerant of each refrigerator is supercooled by the heat medium liquid in the liquid tank. That is, the refrigerant of each refrigerator can be supercooled by the single refrigerator via the heat medium liquid in the liquid tank. This eliminates the need for a circulation pump, which is essential in an indirect cooling type ice heat storage system, and further increases the horsepower of the refrigerator that cools the heat medium liquid compared to a supercooling system that directly supercools the liquid refrigerant. . As a result, the energy saving performance can be improved while suppressing the cost.
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が季節に応じて液槽内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更する場合には、例えば、季節が夏であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が下げられ、また、季節が冬であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が上げられる。このように季節に応じて冷媒の温度、すなわち液槽内の熱媒体液を冷やす温度を変更することによって、季節が夏であるときの冷媒の温度を四季にわたって用いる場合に比べ、熱媒体液を冷やす冷凍機の消費電力を抑えることが可能となるので、省エネルギー性能をより向上させることができる。 In addition, when the refrigerator that cools the heat medium liquid changes the temperature of the refrigerant that exchanges heat with the heat medium liquid in the liquid tank according to the season, for example, if the season is summer, the season is spring or autumn. The temperature of the refrigerant is lowered compared to the case where the temperature is low, and if the season is winter, the temperature of the refrigerant is increased compared to the case where the season is spring or autumn. Thus, by changing the temperature of the refrigerant according to the season, that is, the temperature at which the heat medium liquid in the liquid tank is cooled, the temperature of the refrigerant when the season is summer is changed compared to the case where the temperature of the refrigerant is used over the four seasons. Since it becomes possible to suppress the power consumption of the refrigerator which cools, energy saving performance can be improved more.
また、冷媒を過冷却する冷凍機が、温度検出器により検出された液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限する場合には、例えば、液槽内の熱媒体液の温度が設定温度より高いとき、冷媒の過冷却が停止され、一方、液槽内の熱媒体液の温度が設定温度以下であるときには、冷媒の過冷却が行われる。このように液槽内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することによって、確実な過冷却が可能となるので、省エネルギー性能を確実に向上させることができる。 Further, when the refrigerator that supercools the refrigerant limits the supercooling of the refrigerant according to the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank detected by the temperature detector, for example, the heat medium liquid in the liquid tank When the temperature of the refrigerant is higher than the set temperature, the supercooling of the refrigerant is stopped. On the other hand, when the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank is equal to or lower than the set temperature, the refrigerant is supercooled. In this way, by restricting the supercooling of the refrigerant according to the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank, reliable supercooling can be achieved, so that the energy saving performance can be improved with certainty.
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が圧縮機を有しており、その圧縮機をインバータ制御する場合には、圧縮機の発停回数が少なくなるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。 Moreover, since the refrigerator which cools a heat-medium liquid has a compressor, when performing inverter control of the compressor, since the frequency | count of a start / stop of a compressor decreases, energy saving performance can be improved more.
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が冷蔵を行う小型中温冷凍機である場合には、大型中温や小型低温などの冷凍機を用いる場合に比べ、冷凍機の消費電力を抑えることが可能となるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。 In addition, when the refrigerator that cools the heat medium liquid is a small-sized medium-temperature refrigerator that performs refrigeration, it is possible to reduce the power consumption of the refrigerator as compared with the case of using a large-sized medium-temperature or small-sized low-temperature refrigerator. Therefore, energy saving performance can be further improved.
また、液槽が、冷媒を過冷却する冷凍機ごとに、熱媒体液を貯留する液室を有しており、熱媒体液を冷やす冷凍機が、液室ごとに、液室内の熱媒体液と冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有している場合には、冷凍機ごとに冷媒を過冷却することが可能となるので、各冷凍機の冷媒を確実に過冷却することができる。その結果、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。 Further, the liquid tank has a liquid chamber for storing the heat medium liquid for each refrigerator that supercools the refrigerant, and the refrigerator that cools the heat medium liquid has a heat medium liquid in the liquid chamber for each liquid chamber. And a refrigerant that flows through the refrigerant circulation channel, the refrigerant can be supercooled for each refrigerator, so that the refrigerant in each refrigerator can be reliably Can be supercooled. As a result, energy saving performance can be improved with certainty.
また、熱媒体液を冷やす冷凍機が、冷媒を過冷却する冷凍機ごとの冷却負荷に応じ、液室ごとにその液室内の熱媒体液の温度を調整する場合には、例えば、冷媒を過冷却する各冷凍機が、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの冷却温度が異なる冷凍機であるときでも、その冷却負荷に応じて熱媒体液の温度を調整することによって、各冷凍機の冷媒を確実に過冷却することが可能となるので、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。 Also, when the refrigerator that cools the heat medium liquid adjusts the temperature of the heat medium liquid in the liquid chamber for each liquid chamber according to the cooling load of each refrigerator that supercools the refrigerant, Even when each refrigerator to be cooled is a refrigerator having a different cooling temperature, such as refrigerated food, frozen food, and fresh food, the temperature of the heat transfer medium liquid is adjusted according to the cooling load, so that the refrigerant of each refrigerator As a result, it is possible to reliably cool the battery, so that the energy saving performance can be improved.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図1及び図2を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る冷凍装置1は、熱媒体液を貯留する液槽2と、その液槽2内の熱媒体液と循環する冷媒との熱交換によりその熱媒体液を冷やすA系統の冷凍機3と、液槽2内の熱媒体液と循環する冷媒との熱交換によりその冷媒を過冷却するB系統、C系統及びD系統の三つの冷凍機4と、各種制御を行う制御部5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is configured to exchange heat between a
液槽2は、熱媒体液(例えば、ブライン(不凍液)や水などの液体)を貯留するタンクである。この液槽2の内部には、液槽2に貯留された熱媒体液の温度を検出する温度検出器2aが設けられている。温度検出器2aは、熱媒体液中であって液槽2の内壁に設けられており、制御部5に電気的に接続されている。この温度検出器2aは、液槽2内の熱媒体液の温度を検出して制御部5に入力する。温度検出器2aとしては、各種の温度センサを用いることが可能である。
The
A系統の冷凍機3は、冷媒を圧縮する圧縮機3aと、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器3bと、冷媒を減圧する膨張弁3cと、減圧された冷媒と液槽2内の熱媒体液との熱交換を行う熱交換器3dと、それらの各部を接続する冷媒配管3eとを有している。この冷凍機3としては、例えば、冷蔵を行う小型中温冷凍機を用いることが可能である。
The
冷媒配管3eは、圧縮機3a、凝縮器3b、膨張弁3c及び熱交換器3dを接続して冷媒を循環させる冷媒循環流路であり、例えば、銅管などの配管により構成されている。この冷媒配管3eを流れる冷媒は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の四工程を繰り返しながら冷媒配管3eを循環する。
The
詳述すると、圧縮機3aにより圧縮された高温高圧のガス冷媒は凝縮器3bに流入し、その凝縮器3bにより冷却され、凝縮熱を放出して液化する。その後、受液器(図示せず)を経て、常温高圧の液冷媒は膨張弁3cに流入し、その膨張弁3cにより減圧されて沸点が下げられた状態となる。この状態の低温低圧の液冷媒は熱交換器3dにより液槽2内の熱媒体液と熱交換されて沸騰蒸発し、周囲の熱を奪って熱媒体液を冷却する。その後、蒸発した低圧ガス冷媒は圧縮機3aに流入し、圧縮機3aにより圧縮されて高温高圧のガス冷媒となり、これを液化するため、空気による冷却(空冷式)あるいは水による冷却(水冷式)を行う凝縮器3bに再び流入する。
More specifically, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the
冷媒配管3eには、開閉弁11が設けられている。この開閉弁11は、凝縮器3bと膨張弁3cとの間に位置付けられている。開閉弁11としては、例えば、電磁弁などを用いることが可能である。開閉弁11は制御部5に電気的に接続されており、その駆動が制御部5により制御される。
An opening / closing
B系統、C系統及びD系統の各冷凍機4は、それぞれ、冷媒を圧縮する圧縮機4aと、圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器4bと、冷媒と液槽2内の熱媒体液との熱交換を行う熱交換器4cと、冷媒の減圧及び蒸発により冷却を行う冷却機4dと、それらの各部を接続する冷媒配管4eとを有している。各冷凍機4としては、例えば、冷凍を行う低温冷凍機を用いることが可能である。
Each of the
なお、冷却機4dは、冷媒を減圧する膨張弁及びその減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器を具備している。この冷却機4dは、例えば、各種店舗に設置されたショーケースあるいは冷蔵庫などに内蔵されている。 The cooler 4d includes an expansion valve that decompresses the refrigerant and an evaporator that evaporates the decompressed refrigerant. The cooler 4d is built in, for example, a showcase or a refrigerator installed in various stores.
冷媒配管4eは、圧縮機4a、凝縮器4b、熱交換器4c及び冷却機4dを接続して冷媒を循環させる冷媒循環流路であり、例えば、銅管などの配管により構成されている。この冷媒配管4eには、冷媒循環流路のバイパスとしてバイパス配管4fが接続されている。このバイパス配管4fは、熱交換器4cに対して並列に設けられている。
The
この冷媒配管4eには開閉弁12が設けられており、バイパス配管4fには開閉弁13が設けられている。開閉弁12は、冷媒配管4e及びバイパス配管4fの分岐点と熱交換器4cとの間に設けられている。また、開閉弁13は、冷媒配管4e及びバイパス配管4fの分岐点とそれらの合流点、すなわちバイパス配管4fの途中に設けられている。各開閉弁12、13としては、例えば、電磁弁などを用いることが可能である。これらの開閉弁12、13は制御部5に電気的に接続されており、その駆動が制御部5により制御される。
The
ここで、冷媒配管4eを流れる冷媒は、圧縮、凝縮、膨張及び蒸発の四工程を繰り返しながら冷媒配管4eを循環する。ただし、開閉弁12が開状態で、開閉弁13が閉状態となると、冷媒は熱交換器4cに流れ込むため、熱交換器4cによる過冷却が行われる。一方、開閉弁12が閉状態で、開閉弁13が開状態となると、冷媒は熱交換器4cに流れず、過冷却が行われない。なお、過冷却とは、冷却機4d内の膨張弁に入る前の液冷媒を冷却し、冷凍機4の冷凍能力を上げることである。
Here, the refrigerant flowing through the
詳述すると、過冷却を行う場合には、圧縮機4aにより圧縮された高温高圧のガス冷媒は凝縮器4bに流入し、その凝縮器4bにより冷却され、凝縮熱を放出して液化する。その常温高圧の液冷媒は熱交換器4cを通過する。このとき、液冷媒と液槽2内の熱媒体液との熱交換が行われ、液冷媒が冷却される。その後、冷却された液冷媒は冷却機4dに流入し、その冷却機4d内の膨張弁により減圧されて沸点が下げられた状態となる。この状態の低温低圧の液冷媒は冷却機4d内の蒸発器により沸騰蒸発し、周囲の熱を奪って冷却を行う。蒸発した低圧ガス冷媒は圧縮機4aに流入し、圧縮機4aにより圧縮されて常温空気により液化可能な高温高圧のガス冷媒となり、再び凝縮器4bに流入する。
More specifically, when supercooling is performed, the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the
一方、過冷却を行わない場合には、前述の熱交換器4cによる熱交換が実行されず、冷媒は凝縮器4bから直接、冷却機4d内の膨張弁に流入する。なお、冷媒がそれぞれ循環する多数系統としては、三つの系統としてB系統、C系統及びD系統が設けられているが、これに限るものではなく、少なくとも二つ以上の系統が設けられていれば良い。
On the other hand, when supercooling is not performed, heat exchange by the
制御部5は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、各種情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部と、操作者からの入力操作を受け付ける操作部とを備えている。記憶部としては、メモリやハードディスクドライブ(HDD)などを用いることが可能である。この制御部5は、温度検出器2aにより検出された液槽2内の熱媒体液の温度に応じて各開閉弁11、12及び13を制御する(詳しくは、後述する)。
The
次に、前述の冷凍装置1が行う冷却処理について説明する。なお、冷凍装置1の制御部5が各種プログラム及び各種情報に基づいて冷却処理を実行する。
Next, the cooling process performed by the refrigeration apparatus 1 will be described. In addition, the
図2に示すように、まず、季節に応じて液槽2内の熱媒体液を冷やす冷媒の温度が設定される(ステップS1)。例えば、季節が夏である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒温度が下げられて設定される。また、季節が冬である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒温度が上げられて設定される。このように季節に応じて冷媒温度を変更することによって、季節が夏である場合の冷媒温度を四季にわたって用いる場合に比べ、A系統の冷凍機3の消費電力を抑えることが可能となる。
As shown in FIG. 2, first, the temperature of the refrigerant that cools the heat medium liquid in the
次いで、ステップS1の処理後、液槽2内の熱媒体液の温度が設定温度より高いか否かが判断される(ステップS2)。液槽2内の熱媒体液の温度は、温度検出器2aにより常時検出されて制御部5に入力されている。また、設定温度は、B系統、C系統及びD系統の各冷媒の温度より低くなるように決定されている。これにより、B系統、C系統及びD系統の各冷媒に対する過冷却が可能になる。
Next, after the process of step S1, it is determined whether or not the temperature of the heat medium liquid in the
ステップS2において、液槽2内の熱媒体液の温度が設定温度より高いと判断されると(ステップS2のYES)、B系統、C系統及びD系統の各開閉弁12が閉じられ、各開閉弁13が開けられる(ステップS3)。さらに、A系統の開閉弁11が開けられ(ステップS4)、その後、処理がステップS2から繰り返される。
If it is determined in step S2 that the temperature of the heat medium liquid in the
これにより、B系統、C系統及びD系統では、冷媒配管4eを流れる冷媒は熱交換器4cを通過せずに冷却機4dに直接供給される(過冷却実行せず)。また、A系統では、冷媒配管3eを流れる冷媒と液槽2内の熱媒体液との熱交換が液槽2内の熱交換器3dにより行われ、液槽2内の熱媒体液はその温度が設定温度になるまで冷却される(熱媒体液冷却)。
Thereby, in the B system, the C system, and the D system, the refrigerant flowing through the
一方、ステップS2において、液槽2内の熱媒体液の温度が設定温度より高くない、すなわち設定温度以下であると判断されると(ステップS2のNO)、B系統、C系統及びD系統の各開閉弁13が閉じられ、各開閉弁12が開けられる(ステップS5)。さらに、A系統の開閉弁11が閉じられ(ステップS6)、その後、処理がステップS2から繰り返される。
On the other hand, in step S2, if it is determined that the temperature of the heat medium liquid in the
これにより、B系統、C系統及びD系統では、冷媒配管4eを流れる冷媒は液槽2内の熱交換器4cにより過冷却され、冷却機4dに供給されることになる(過冷却実行)。この冷媒の過冷却により、各冷凍機4の冷凍能力を向上させて省エネルギー化を実現することが可能となる。また、A系統では、冷媒が冷媒配管3eを流れなくなり、冷媒配管3e内の冷媒と液槽2内の熱媒体液との熱交換が実行されず、液槽2内の熱媒体液は冷却されなくなる(熱媒体液冷却せず)。
Thereby, in B system, C system, and D system, the refrigerant which flows through
このようにして、B系統、C系統及びD系統では、過冷却により冷凍機4の冷凍能力が上がる。これにより、省エネルギー化のために冷凍機4の馬力を下げることが可能であり、また、冷媒充填量を減らすこともできる。また、過冷却運転を行うことでピーク時の使用電力量を下げることが可能であり、その結果、基本料金を下げることができる。また、A系統の冷凍機3に対して夜間電力を使用することで、電力平準化を図ることもできる。
Thus, in the B system, the C system, and the D system, the refrigeration capacity of the
なお、前述のステップS6におけるA系統の開閉弁11を閉じるタイミングは、ステップS5において各開閉弁12が開けられた直後ではなく、時間差を設け、一定時間経過した後の方が、各制御動作が安定し好適である。すなわち、B系統、C系統及びD系統の過冷却が始まると、液槽2内の熱媒体液の温度が徐々に上昇するため、前述の時間差を設けることによって、ステップS2でのYES/NOの判断が目まぐるしく切り替わることを抑え、冷凍機3の発停及び各開閉弁11、12のオン/オフが煩雑になることを防ぐことができる。
It should be noted that the timing of closing the A system on-off
以上説明したように、第1の実施形態によれば、液槽2内の熱媒体液がA系統の冷凍機3により冷却され、その液槽2内の熱媒体液によりB系統、C系統及びD系統の各冷媒が過冷却される。すなわち、A系統の冷凍機3によって液槽2内の熱媒体液を介してB系統、C系統及びD系統の各系統の冷媒を過冷却することが可能となる。これにより、間接冷却方式の氷蓄熱システムで必須となる循環ポンプが不要となり、さらに、液冷媒を直接過冷却する過冷却システムに比べ、A系統の冷凍機3の馬力を大きくすることができる。その結果、コストを抑えつつ、省エネルギー性能を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the heat medium liquid in the
また、A系統の冷凍機3が季節に応じて液槽2内の熱媒体液と熱交換を行う冷媒の温度を変更することから、例えば、季節が夏であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が下げられ、また、季節が冬であると、季節が春や秋である場合に比べ、冷媒の温度が上げられる。このように季節に応じて冷媒の温度、すなわち液槽2内の熱媒体液を冷やす温度を変更することによって、季節が夏であるときの冷媒の温度を四季にわたって用いる場合に比べ、A系統の冷凍機3の消費電力を抑えることが可能となるので、省エネルギー性能をより向上させることができる。
In addition, since the
また、B系統、C系統及びD系統の各冷凍機4において、各開閉弁12、13の開閉状態の切り替えにより、液槽2内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することから、例えば、液槽2内の熱媒体液の温度が設定温度より高いとき、冷媒の過冷却は不可能であるため、冷媒の過冷却が停止される。一方、液槽2内の熱媒体液の温度が設定温度以下であるときには、冷媒の過冷却が行われる。このように液槽2内の熱媒体液の温度に応じて冷媒の過冷却を制限することによって、確実な過冷却が可能となるので、省エネルギー性能を確実に向上させることができる。
Further, in each of the
また、A系統の冷凍機3の圧縮機3aをインバータ制御することによって、圧縮機3aの発停回数が少なくなるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
Further, by controlling the
また、A系統の冷凍機3として、馬力が他の冷凍機4より小さく冷蔵を行う小型中温冷凍機を用いることによって、大型中温や小型低温などの冷凍機を用いる場合に比べ、冷凍機3の消費電力を抑えることが可能となるので、より省エネルギー性能を向上させることができる。
In addition, by using a small-sized medium temperature refrigerator that has a smaller horsepower than
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について図3及び図4を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第2の実施形態は基本的に第1の実施形態と同様である。第2の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。 The second embodiment of the present invention is basically the same as the first embodiment. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, the same parts as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will also be omitted.
図3に示すように、本発明の第2の実施形態に係る冷凍装置1では、液槽2は、B系統、C系統及びD系統の冷凍機4ごとに熱媒体液を貯留する液室、すなわち合計三つの液室R1を有している。これらの液室R1は、仕切壁により液槽2内を区分することで形成されている。
As shown in FIG. 3, in the refrigeration apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention, the
各液室R1には、B系統、C系統及びD系統の各熱交換器4cが個別に設けられている。また、各液室R1には、それぞれ温度検出器2aが設けられている。これらの温度検出器2aは、熱媒体液中であって各液室R1の内壁に個別に設けられており、制御部5に電気的に接続されている。各温度検出器2aは、各液室R1内の熱媒体液の温度をそれぞれ検出し、制御部5に入力する。各温度検出器2aとしては、各種の温度センサを用いることが可能である。
Each liquid chamber R1 is individually provided with a
A系統の冷凍機3は、圧縮機3a及び凝縮器3bに加え、液室R1ごとに膨張弁3c、熱交換器3d及び開閉弁11を備えている。これに応じて、冷媒配管3eは、膨張弁3c、熱交換器3d及び開閉弁11を圧縮機3a及び凝縮器3bに対して並列に接続するように形成されている。
In addition to the
次に、前述の冷凍装置1が行う冷却処理について説明する。なお、冷凍装置1の制御部5が各種プログラム及び各種情報に基づいて冷却処理を実行する。
Next, the cooling process performed by the refrigeration apparatus 1 will be described. In addition, the
図4に示すように、まず、季節に応じて液室R1ごとに熱媒体液を冷やす冷媒の温度が設定される(ステップS11)。例えば、季節が夏である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、液室R1ごとの冷媒温度が下げられて設定される。また、季節が冬である場合には、季節が春や秋である場合に比べ、液室R1ごとの冷媒温度が上げられて設定される。このように季節に応じて液室R1ごとの冷媒温度を変更することによって、季節が夏である場合の冷媒温度を四季にわたって用いる場合に比べ、A系統の冷凍機3の消費電力を抑えることが可能となる。
As shown in FIG. 4, first, the temperature of the refrigerant that cools the heat medium liquid is set for each liquid chamber R1 according to the season (step S11). For example, when the season is summer, the refrigerant temperature for each liquid chamber R1 is set lower than when the season is spring or autumn. In addition, when the season is winter, the refrigerant temperature for each liquid chamber R1 is set higher than when the season is spring or autumn. In this way, by changing the refrigerant temperature for each liquid chamber R1 according to the season, the power consumption of the
次いで、ステップS11の処理後、液室R1ごとに熱媒体液の温度が設定温度より高いか否かが判断される(ステップS12)。液室R1ごとの熱媒体液の温度は、各温度検出器2aにより常時検出されて制御部5に入力されている。また、液室R1ごとの設定温度は、B系統、C系統及びD系統の各冷媒の温度より低くなるようにそれぞれ決定されている。これにより、B系統、C系統及びD系統の各冷媒に対する過冷却が可能になる。
Next, after the processing of step S11, it is determined whether or not the temperature of the heat medium liquid is higher than the set temperature for each liquid chamber R1 (step S12). The temperature of the heat medium liquid for each liquid chamber R1 is constantly detected by each
ステップS12において、液室R1ごとの熱媒体液の温度が設定温度より高いと判断されると(ステップS12のYES)、B系統、C系統及びD系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室R1に係る系統の開閉弁12が閉じられ、開閉弁13が開けられる(ステップS13)。さらに、A系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室R1に係る開閉弁11が開けられ(ステップS14)、その後、処理がステップS12から繰り返される。
If it is determined in step S12 that the temperature of the heat medium liquid for each liquid chamber R1 is higher than the set temperature (YES in step S12), the temperature of the heat medium liquid is set in the B system, the C system, and the D system. The on-off
これにより、B系統、C系統及びD系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室R1に対応する系統では、冷媒配管4eを流れる冷媒は熱交換器4cを通過せずに冷却機4dに直接供給される(過冷却実行せず)。また、A系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度より高い液室R1では、冷媒配管3eを流れる冷媒と液室R1内の熱媒体液との熱交換が液室R1内の熱交換器3dにより行われ、液室R1内の熱媒体液はその温度が設定温度になるまで冷却される(熱媒体液の冷却)。
Thereby, in the system corresponding to the liquid chamber R1 in which the temperature of the heat medium liquid is higher than the set temperature among the B system, the C system, and the D system, the refrigerant flowing through the
一方、ステップS12において、液室R1ごとの熱媒体液の温度が設定温度より高くない、すなわち設定温度以下であると判断されると(ステップS12のNO)、B系統、C系統及びD系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室R1に係る系統の開閉弁13が閉じられ、開閉弁12が開けられる(ステップS15)。さらに、A系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室R1に係る開閉弁11が閉じられ(ステップS16)、その後、処理がステップS12から繰り返される。
On the other hand, in step S12, when it is determined that the temperature of the heat medium liquid for each liquid chamber R1 is not higher than the set temperature, that is, lower than the set temperature (NO in step S12), the B system, the C system, and the D system Among them, the on-off
これにより、B系統、C系統及びD系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室R1に対応する系統では、冷媒配管4eを流れる冷媒は液室R1内の熱交換器4cにより過冷却され、冷却機4dに供給されることになる(過冷却実行)。この冷媒の過冷却により、各冷凍機4の冷凍能力を向上させて省エネルギー化を実現することが可能となる。また、A系統の中で、熱媒体液の温度が設定温度以下である液室R1では、冷媒が冷媒配管3eを流れなくなり、冷媒配管3e内の冷媒と液室R1内の熱媒体液との熱交換が実行されず、液槽2内の熱媒体液は冷却されなくなる(熱媒体液冷却せず)。
Thereby, in the system corresponding to the liquid chamber R1 in which the temperature of the heat medium liquid is equal to or lower than the set temperature among the B system, the C system, and the D system, the refrigerant flowing through the
このようにして、B系統、C系統及びD系統では、過冷却により冷凍機4の冷凍能力が上がる。これにより、省エネルギー化のために冷凍機4の馬力を下げることが可能であり、また、冷媒充填量を減らすこともできる。また、過冷却運転を行うことでピーク時の使用電力量を下げることが可能であり、その結果、基本料金を下げることができる。また、A系統の冷凍機3に対して夜間電力を使用することで、電力平準化を図ることもできる。
Thus, in the B system, the C system, and the D system, the refrigeration capacity of the
以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、B系統、C系統及びD系統の冷凍機4ごとに冷媒を過冷却することが可能となるので、B系統、C系統及びD系統の各系統の冷媒を確実に過冷却することができる。その結果、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since it becomes possible to supercool a refrigerant | coolant for every
また、A系統の冷凍機3において、B系統、C系統及びD系統の冷凍機4ごとの冷却負荷に応じ、液室R1ごとにその液室R1内の熱媒体液の温度を調整する。これにより、例えば、B系統、C系統及びD系統の各冷凍機4が、冷蔵食品や冷凍食品、生鮮食品などの冷却温度が異なる冷凍機である場合でも、その冷却負荷に応じて熱媒体液の温度を調整することによって、B系統、C系統及びD系統の各冷凍機4の冷媒を確実に過冷却することが可能となるので、確実に省エネルギー性能を向上させることができる。
Further, in the
なお、本発明は、前述の実施形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、前述の実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよく、さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the above-described embodiment, and further, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1 冷凍装置
2 液槽
2a 温度検出器
3 冷凍機
3a 圧縮機
3b 凝縮器
3c 膨張弁
3d 熱交換器
3e 冷媒配管
4 冷凍機
4a 圧縮機
4b 凝縮器
4c 熱交換器
4d 冷却機
4e 冷媒配管
4f バイパス配管
5 制御部
11 開閉弁
12 開閉弁
13 開閉弁
R1 液室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
冷媒が循環する冷媒循環流路を有し、前記液槽内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、前記液槽内の熱媒体液を冷やす冷凍機と、
冷媒が循環する冷媒循環流路をそれぞれ有し、前記液槽内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換により、その冷媒循環流路を流れる冷媒を過冷却する複数の冷凍機と、
を備えることを特徴とする冷凍装置。 A liquid tank for storing the heat medium liquid;
A refrigerating machine having a refrigerant circulation channel through which the refrigerant circulates, and cooling the heat medium liquid in the liquid tank by heat exchange between the heat medium liquid in the liquid tank and the refrigerant flowing in the refrigerant circulation channel;
A plurality of refrigerant circulation passages through which the refrigerant circulates, and heat-exchange between the heat medium liquid in the liquid tank and the refrigerant flowing through the refrigerant circulation passage to supercool the refrigerant flowing through the refrigerant circulation passage. A refrigerator,
A refrigeration apparatus comprising:
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、前記温度検出器により検出された前記液槽内の熱媒体液の温度に応じて前記冷媒の過冷却を制限することを特徴とする請求項1又は2記載の冷凍装置。 A temperature detector for detecting the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank;
The refrigerator that supercools the refrigerant limits supercooling of the refrigerant according to the temperature of the heat medium liquid in the liquid tank detected by the temperature detector. Refrigeration equipment.
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、冷凍を行う低温冷凍機であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一に記載の冷凍装置。 The refrigerator that cools the heat medium liquid is a small-sized medium temperature refrigerator that performs refrigeration smaller than a refrigerator that has superpower cooling the refrigerant.
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerator that supercools the refrigerant is a low-temperature refrigerator that performs refrigeration.
前記熱媒体液を冷やす冷凍機は、前記液室ごとに、前記液室内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有しており、
前記冷媒を過冷却する冷凍機は、前記液室内の熱媒体液と前記冷媒循環流路を流れる冷媒との熱交換を行う熱交換器を有していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一に記載の冷凍装置。 The liquid tank has a liquid chamber for storing a heat medium liquid for each refrigerator that supercools the refrigerant,
The refrigerator that cools the heat medium liquid includes a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium liquid in the liquid chamber and the refrigerant that flows through the refrigerant circulation passage for each liquid chamber.
6. The refrigerator that supercools the refrigerant has a heat exchanger that performs heat exchange between the heat medium liquid in the liquid chamber and the refrigerant flowing through the refrigerant circulation passage. The refrigeration apparatus according to any one of the above.
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