JP2013204981A - Cooling unit and refrigeration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、プレハブ冷蔵庫等の被冷却空間に設置される冷却ユニット及び冷凍装置に関する。 The present invention relates to a cooling unit and a refrigeration apparatus installed in a space to be cooled such as a prefabricated refrigerator.
一般に、プレハブ冷蔵庫(冷凍装置)等の被冷却空間には、例えば天吊り式に冷却ユニットが設置されている。この冷却ユニットは、蒸発器と送風機とを収容し、蒸発器は、冷凍機に接続されている。この冷凍機は、圧縮機、凝縮器、膨張弁を有し、これら機器は、蒸発器と接続されて冷凍サイクルを構成している。この種の装置では、熱交換効率を向上し、COPを向上するため、例えば膨張弁の入口管と蒸発器の出口管とを互いに接触するように沿わせて配置し、入口管と出口管との間で熱交換を行い、蒸発器に向かう冷媒を過冷却するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Generally, in a space to be cooled such as a prefabricated refrigerator (refrigeration apparatus), a cooling unit is installed, for example, in a ceiling manner. This cooling unit accommodates an evaporator and a blower, and the evaporator is connected to a refrigerator. This refrigerator has a compressor, a condenser, and an expansion valve, and these devices are connected to an evaporator to constitute a refrigeration cycle. In this type of apparatus, in order to improve heat exchange efficiency and COP, for example, the inlet pipe of the expansion valve and the outlet pipe of the evaporator are arranged so as to contact each other, and the inlet pipe and the outlet pipe It has been proposed to perform heat exchange between the two and supercool the refrigerant toward the evaporator (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の冷凍装置では、入口管と出口管を互いに接触させる作業は、冷凍装置の設置時に、現場で行うことになる。
作業者にとっては、入口管と出口管を窮屈な姿勢をとるなどして、互いを接触させて設けなければならず、入口管と出口管を設置する作業の煩わしさに起因して、冷凍装置の設置作業の負担が増大していた。
However, in the conventional refrigeration apparatus, the operation of bringing the inlet pipe and the outlet pipe into contact with each other is performed at the site when the refrigeration apparatus is installed.
For the operator, the inlet pipe and the outlet pipe must be provided in contact with each other, for example, by taking a tight posture, and the refrigeration apparatus is caused by the troublesome work of installing the inlet pipe and the outlet pipe. The burden of installation work has increased.
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、入口管を流れる冷媒の過冷却を十分できるとともに、作業者の負担を軽減できる冷却ユニット及び冷凍装置を得ることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to obtain a cooling unit and a refrigeration apparatus that can sufficiently subcool the refrigerant flowing through the inlet pipe and reduce the burden on the operator. .
上記目的を達成するために、本発明は、ドレンパンの表面の一側に蒸発器を配置し、前記蒸発器を経由する気流を発生させる送風機を前記表面の他側に配置した冷却ユニットにおいて、前記蒸発器に接続される入口管を前記ドレンパンの裏面に接触するように蛇行させて配置したことを特徴とする。
本発明では、入口管内を流れる冷媒が、ドレンパンに貯留するドレン水の冷熱により冷却されて蒸発器に流入するため、過冷却され、これにより熱交換効率が向上し、COPを向上できる。
この場合において、前記入口管の接続ポート及び前記蒸発器の出口ポートを前記ドレンパンの外部に露出させて設けてもよい。
また、前記冷却ユニットが、前記ドレンパンの裏面を、プレハブ冷蔵庫等の被冷却空間に向けて設置されていてもよい。
前記冷却ユニットが、プレハブ冷蔵庫等の天面に天吊り式に設置されていてもよい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling unit in which an evaporator is disposed on one side of a surface of a drain pan, and a blower that generates an airflow passing through the evaporator is disposed on the other side of the surface. The inlet pipe connected to the evaporator is arranged to meander so as to contact the back surface of the drain pan.
In the present invention, since the refrigerant flowing in the inlet pipe is cooled by the cold heat of the drain water stored in the drain pan and flows into the evaporator, it is supercooled, thereby improving the heat exchange efficiency and improving the COP.
In this case, the connection port of the inlet pipe and the outlet port of the evaporator may be provided exposed to the outside of the drain pan.
Moreover, the said cooling unit may be installed toward the to-be-cooled space, such as a prefabricated refrigerator, the back surface of the said drain pan.
The cooling unit may be suspended from a ceiling such as a prefabricated refrigerator.
本発明によれば、入口管内を流れる冷媒が、ドレンパンに貯留するドレン水の冷熱により冷却されて蒸発器に流入するため、過冷却され、これにより熱交換効率を向上し、COPを向上できる。また、冷却ユニットの製造時において、入口管をドレンパンの裏面に予め取り付けできるため、冷却ユニットの設置に際し、現場で窮屈な姿勢をとるなどして、入口管を設置する作業を省略できる。 According to the present invention, since the refrigerant flowing in the inlet pipe is cooled by the cold heat of the drain water stored in the drain pan and flows into the evaporator, it is supercooled, thereby improving the heat exchange efficiency and improving the COP. In addition, since the inlet pipe can be attached to the back surface of the drain pan in advance during the manufacture of the cooling unit, it is possible to omit the work of installing the inlet pipe by taking a cramped posture at the site when installing the cooling unit.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1において、Rは、冷凍装置(例えば、プレハブ冷凍冷蔵庫等)を示している。
この冷凍装置Rは、クーリングコイル(冷却ユニット)10と、冷凍機30とを備えている。クーリングコイル10は、プレハブ冷凍庫1の被冷却空間1aの天井1bに金具2を介して吊設され、冷凍機30は、プレハブ冷凍庫1の外側に設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, R indicates a refrigeration apparatus (for example, a prefabricated refrigerator-freezer).
The refrigeration apparatus R includes a cooling coil (cooling unit) 10 and a
図2は冷凍装置Rの冷媒回路図である。
この冷媒回路Cによりなされる冷凍サイクルは、クーリングコイル10と、冷凍機30とを備え、高圧側の冷媒圧力(高圧圧力)がその臨界圧力以上(超臨界)となる二酸化炭素を冷媒として用いる。この二酸化炭素冷媒は、地球環境に優しく、可燃性及び毒性等を考慮した自然冷媒である。
冷凍機30は、並列に配置された2台の二段圧縮機31,31を備える。二段圧縮機31,31は、内部中間圧型多段圧縮式ロータリ圧縮機であり、鋼板から成る円筒状の密閉容器32,32と、この密閉容器32,32の内部空間に配置収納された駆動機(図示せず)と、駆動機により回転駆動される第1回転圧縮要素(1段目圧縮機)33,33及び第2回転圧縮要素(2段目圧縮機)34,34とを備えている。なお、第1回転圧縮要素33,33は、第2回転圧縮要素34,34より低圧側で用いられる。
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of the refrigeration apparatus R.
The refrigeration cycle formed by the refrigerant circuit C includes a
The
第1回転圧縮要素33,33の冷媒吸入部には、低圧管35,35が接続されている。第1回転圧縮要素33,33に吸入された低圧冷媒は、第1回転圧縮要素33,33で圧縮されて中間圧に昇圧し、第1回転圧縮要素33,33の冷媒吐出口となる低段側吐出口37,37から吐出される。
各二段圧縮機31,31の低段側吐出口37,37には、第1中間圧管38が接続されて、第1中間圧管38は、下流側で合流し、インタークーラ39の入口に接続されている。インタークーラ39の出口には、第2中間圧管40が接続されて下流側で分岐され、分岐された第2中間圧管40のそれぞれが、第2回転圧縮要素34,34の冷媒吸入部となる高段側吸入口41,41に連結されている。
インタークーラ39は、低段側吐出口37,37から流入される中間圧の冷媒ガスを空冷するものであり、冷却された冷媒ガスは、第2中間圧管40を介して、高段側吸入口41から第2回転圧縮要素34,34に吸い込まれる。第2回転圧縮要素34,34は、この中間圧の冷媒(ガス)を圧縮して、高温高圧の状態として、高段側吐出口43,43から吐出する。
A first
The
第2回転圧縮要素34,34の高段側吐出口43,43には、第1高圧管44,44が接続されて、下流側で合流し、合流した第1高圧管44は、オイルセパレータ46を介してガスクーラ47の入口に接続されている。
さらに、ガスクーラ47の出口と中間熱交換器60とが、第2高圧管48を介して接続されている。即ち、高段側吐出口43,43から吐出される冷媒は、オイルセパレータ46で油分を取り除かれて、ガスクーラ47に流入されて空冷される。また、オイルセパレータ46には、オイルクーラ51を介して、二段圧縮機31,31に至るオイル管52が配管され、オイルセパレータ46で取り除かれた油分は、オイルクーラ51で空冷された後、二段圧縮機31,31に戻される。
The first high-
Furthermore, the outlet of the
ガスクーラ47は、二段圧縮機31,31から吐出された高圧の冷媒を冷却するものであり、ガスクーラ47の近傍には当該ガスクーラ47を空冷する冷凍機側送風機49が配設されている。本実施形態では、ガスクーラ47、インタークーラ39、及びオイルクーラ51と並設されており、これらは、同一の風路53に配設され、同一の冷凍機側送風機49の駆動による冷却風によって冷却される。
The
中間熱交換器60は、第1流路60A及び第2流路60Bを有し、第1流路60Aの一端(入口)とガスクーラ47の出口とが、第2高圧管48を介して接続されている。また、第1流路60Aの出口には、第3高圧管55の一端が接続されている。
ガスクーラ47に流入された冷媒は、強制空冷されてガスクーラ47から吐出され、中間熱交換器60の第1流路60Aに流入される。
第2流路60Bの一端と、第3高圧管55の所定部位とが第1スプリット管68により接続されている。第1スプリット管68には、ストレーナ71及び中間膨張弁72が組み込まれている。また、第2流路60Bの他端と、ガスクーラ47の出口に接続された第2中間圧管40の所定部位とが、第2スプリット管69により接続されている。
中間熱交換器60では、ガスクーラ47から第1流路60Aに流れ込んだ冷媒と、第1流路60Aを経た後に中間膨張弁72にて適宜減圧された冷媒との間で熱交換が行われる。第1流路60Aの冷媒は、第2流路60Bの冷媒により冷却されて、第3高圧管55に送られることになる。
The
The refrigerant flowing into the
One end of the
In the
また、第2流路60Bを経由した冷媒は、第1流路60Aの冷媒の熱を奪って暖められた後、中間圧の冷媒が流れる第2中間圧管40に戻されて、高段側吸入口41,41から第2回転圧縮要素34,34に吸入される。
中間膨張弁72が設けられた第1スプリット管68、第2流路60B、第2スプリット管69は、クーリングコイル10に供給する冷媒を冷却するためのスプリット回路C2を構成している。
第3高圧管55の他端には、冷媒送り管17aを介してクーリングコイル10の入口管12の一端が接続され、冷凍機30から送られる冷媒は、入口管12の一端に流入されるようになっている。入口管12は、例えば、銅を材料として作製される。
入口管12の他端には、膨張弁14が接続され、膨張弁14は、クーリングコイル10の蒸発器16に接続されている。この蒸発器16には、冷媒戻り管17bの一端が接続され、冷媒戻り管17bの他端は、低圧管35,35に接続され、低圧管35,35は、上述したように、第1回転圧縮要素33,33の冷媒吸入部に接続されている。
以上のように、冷媒回路Cは、クーリングコイル10と冷凍機30とを経路に有する冷媒主回路C1を有するとともに、クーリングコイル10に送る冷媒を冷やすためのスプリット回路C2を有している。
In addition, the refrigerant that has passed through the
The
One end of the
An
As described above, the refrigerant circuit C includes the refrigerant main circuit C1 having the cooling
図3はクーリングコイル10の断面図、図4はクーリングコイル10の底面図である。
クーリングコイル10は、図1及び図3に示すように、例えば、ステンレスを材料とするドレンパン11を備え、ドレンパン11の表面上に、即ち、ドレンパン11の一端及び他端の上部に、蒸発器16及び送風機18が配置されている。
ドレンパン11は、外形矩形の底部11a、及び底部11aの外周縁部の全域から表面側に突出される側壁部11bを備え、開口側の全体がケース20で覆われている。
ドレンパン11(底部11a)の裏面には、溜まったドレン水を排水するためのドレン管13が突設されている。底部11aの裏面は、被冷却空間1aに露出されている。
送風機18は、支持フレーム18cを介してケース20及びドレンパン11に支持されている。この送風機18は、羽根部18aと、羽根部18aを回転駆動する駆動力を発生するモータ18bとを有している。
FIG. 3 is a sectional view of the cooling
As shown in FIGS. 1 and 3, the cooling
The
On the back surface of the drain pan 11 (
The
本実施形態では、蒸発器16への入口管12の一部が、図4に示すように、その主要部を蛇行させて、ドレンパン11の底部11aの裏面に密着して取り付けられている。
入口管12は、ドレンパン11の裏面の長手方向の略全域を往復して延びるように蛇行し、入口管12は、反転部12aの間に位置する複数の直線部12bが、互いに平行に配置されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, a part of the
The
入口管12は、固定金具25により、ドレンパン11の裏面に押し付けられるように固定されている。
固定金具25は、図3及び図4に示すように、平板状の固定部26と、固定部26の両側に連続し、開口部を同方向に向けて配置される断面半円状の一対の管保持部27とを備えている。
固定金具25は、固定部26を、隣接する直線部12b間に位置する底部11aの裏面に固定され、一対の管保持部27の内周側に固定部26の両側に位置する直線部12bを嵌めて、入口管12を支持している。
このとき、管保持部27は、底部11aの裏面に直線部12bを押し付ける弾性力を発揮するよう構成されている。
The
As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing
The fixing
At this time, the
また、蒸発器16の入口ポート15a及び出口ポート15bは、ドレンパン11の底部11aを貫通して底部11aの裏面からそれぞれ延出されており、それぞれ、底部11aの短手方向の一端側に位置している。入口ポート15aが、底部11aの長手方向の一端近傍に位置し、出口ポート15bが、底部11aの長手方向の他端近傍に位置している。
そして、膨張弁14の冷媒出口が、入口ポート15aに連結され、入口管12の他端側が、底部11aの短手方向の一端側、かつ底部11aの長手方向の一端近傍から延出されて、膨張弁14の冷媒入口に接続されている。
また、入口管12の一端(接続ポート)は、底部11aの短手方向の他端側、かつ底部11aの長手方向の他端近傍から延出されて、冷凍機30の冷媒送り口30aから延びる冷媒送り管17aに連結されている。また、出口ポート15bには、冷媒戻り管17bの一端が連結されて、他端を冷凍機30の低圧管35に連結されている。
このように、入口管12は、底部11aの裏面全域に、できるだけ長くなるように、蛇行して設けられている。
また、加熱手段としての電熱線28が、ドレンパン11の表面側に、入口管12と同様に蛇行して設けられている。電熱線28に通電することにより、例えば、ドレンパン11に滞留するドレン水を蒸発させる。
In addition, the
Then, the refrigerant outlet of the
In addition, one end (connection port) of the
Thus, the
Further, a heating wire 28 as a heating means is provided meandering on the surface side of the
この実施形態のクーリングコイル10は、ドレンパン11の表面の一側に蒸発器16が配置され、蒸発器16を経由する気流を発生させる送風機18がドレンパン11の表面の他側に配置され、蒸発器16の入口に接続される入口管12が、ドレンパン11の裏面に取り付けられている。
入口管12をドレンパン11の裏面に固定する作業を、冷凍装置Rの設置現場でなく、クーリングコイル10の製造時に予め行っておくことができるので、クーリングコイル10の設置に際し、現場で窮屈な姿勢をとるなどして、入口管12を設置する作業を省略できる。入口管12を流れる冷媒は、冷却されているプレハブ冷凍庫1内により空冷される。このとき、送風機18の駆動により、気流が、入口管12の周りにも発生するので効果的に入口管12が冷却される。
さらに、入口管12は、ドレンパン11に接触しているので、ドレンパン11との間でも熱交換が行われ、入口管12をよりさらに効果的に冷却できる。
即ち、本実施形態のクーリングコイル10によれば、作業者の設置時の作業負担を軽減しつつ、冷媒を効果的に過冷却できる。
In the cooling
Since the operation of fixing the
Furthermore, since the
That is, according to the cooling
また、入口管12が、ドレンパン11の裏面に固定されているので、蒸発器16を経由する気流が、入口管12により乱されることもなく、入口管12が、クーリングコイル10のよる冷却性能の低下を招くこともない。
また、入口管12が、ドレンパン11の裏面に固定されているので、入口管12の振動が抑制される。これにより、入口管12の耐久性を確保できる。
ここで、冷媒として、圧力が高一方、臨界点が低く、外気との温度差を取りにくい二酸化炭素冷媒を用いているが、この場合、入口管12と入口管12のまわりの空気との熱交換により、冷媒を冷却させづらい。二酸化炭素冷媒の過冷却を十分にとるには、入口管12の長さを取る必要があるが、クーリングコイル10では、入口管12が蛇行して配置されているので、入口管12の長さを長くとることができ、入口管12を流れる冷媒の冷却効果を高めることができる。
Further, since the
Further, since the
Here, as the refrigerant, a carbon dioxide refrigerant that has a high pressure but a low critical point and is difficult to take a temperature difference from the outside air is used. In this case, the heat of the
また、ドレンパン11に霜がつくような場合、電熱線28に通電してドレンパン11を暖めて、霜取りを行う必要がある。
クーリングコイル10では、プレハブ冷凍庫1内より高温の冷媒が流れる入口管12をドレンパン11に接触させているため、ドレンパン11と入口管12との間でも熱交換が行われ、入口管12が冷やされる一方で、ドレンパン11が暖められる。
これにより、ドレンパン11に霜がつきにくく、また、霜がついたとしても、霜取りに必要な電熱線28への供給電力を削減できる。
また、入口管12をドレンパン11の裏面に接触させ、ドレン水に入口管12がつかることがないので、電食による入口管12の劣化を抑制できる。
Moreover, when the
In the cooling
Thereby, it is hard to form frost on the
Moreover, since the
また、ドレンパン11に固定される固定部26から延在して入口管12をドレンパン11に弾性力より押圧する、言い換えれば、入口管12をドレンパン11に押圧する付勢力を発揮して保持する管保持部27を有する固定金具25を備えているので、入口管12をドレンパン11に押し付けた状態に確実に保持して、入口管12の振動を確実に抑制しつつ入口管12を冷やすことができる。
Moreover, it extends from the fixing | fixed
また、冷媒として、二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素は、毒性や可燃性もなく冷媒管理が容易となる。なお、冷媒として、二酸化炭素を用いた場合を例に挙げたが、その他の冷媒を用いるものでも、本願の効果を得ることができる。
また、冷却ユニットは、プレハブ冷凍庫1に設けられるクーリングコイル10であるものとして説明したが、例えば、クーリングコイル10と同様の構成を有し、大型のショーケース等に収められるものにも利用できる。
Carbon dioxide is used as the refrigerant. Carbon dioxide is easy to manage refrigerant without toxicity or flammability. In addition, although the case where the carbon dioxide was used was mentioned as an example as a refrigerant | coolant, the effect of this application can be acquired even if it uses another refrigerant | coolant.
Moreover, although the cooling unit was demonstrated as what is the cooling
10 クーリングコイル(冷却ユニット)
11 ドレンパン
12 入口管
15b 出口ポート
16 蒸発器
R 冷凍装置
10 Cooling coil (cooling unit)
11
Claims (4)
前記蒸発器に接続される入口管を前記ドレンパンの裏面に接触するように蛇行させて配置したことを特徴とする冷却ユニット。 In the cooling unit in which an evaporator is arranged on one side of the surface of the drain pan, and a blower that generates an airflow passing through the evaporator is arranged on the other side of the surface,
A cooling unit, wherein an inlet pipe connected to the evaporator is arranged to meander so as to contact the back surface of the drain pan.
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