JP2014134316A - Refrigeration unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば冷蔵倉庫の内部を所定温度に冷却、維持する冷凍装置に関するもので、特にドレンパンヒータを備えた冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a refrigeration apparatus that cools and maintains, for example, the inside of a refrigerated warehouse at a predetermined temperature, and particularly relates to a refrigeration apparatus that includes a drain pan heater.
従来から、例えば冷蔵倉庫の内部を所定温度に冷却、維持する冷凍装置が存在している。このような冷凍装置では、一般的に、冷却運転中において冷却器に霜が成長して伝熱を阻害するので、所定の周期で除霜運転が行われるようになっている。このとき発生するドレン水がドレンパン上で再凍結するなどの状況を想定し、ドレンパンにも電気ヒータなどの加熱手段を備えるようにしているのが一般的である。 Conventionally, for example, there are refrigeration apparatuses that cool and maintain the inside of a refrigerated warehouse at a predetermined temperature. In such a refrigeration apparatus, in general, frost grows in the cooler during the cooling operation and hinders heat transfer, so that the defrosting operation is performed at a predetermined cycle. In general, it is assumed that the drain water generated at this time is frozen again on the drain pan, and the drain pan is also provided with heating means such as an electric heater.
電気ヒータによってドレンパンを加熱する方式では、多大な電気入力が必要となってしまう。また、局所的に高温になる箇所でドレン水が大量に蒸発し、庫内壁面で再凝縮が発生してしまう。これらのことが問題となるため、冷媒配管をドレンパンヒータとし、これに高温冷媒を循環させることでドレンパン加熱を行う方法が提案されている。 In the method of heating the drain pan with an electric heater, a large amount of electric input is required. Further, a large amount of drain water evaporates at a location where the temperature is locally high, and recondensation occurs on the inner wall surface. Because of these problems, there has been proposed a method of performing drain pan heating by using a refrigerant pipe as a drain pan heater and circulating a high-temperature refrigerant therethrough.
例えば、ホットガスによる除霜運転を行う際のバイパス配管に、ドレンパンヒータ(ドレンパンヒータ20)を介装することで、ホットガスバイパス冷媒によってドレンパンを加熱する方式が知られている(例えば、特許文献1参照)。 For example, a system is known in which a drain pan heater (drain pan heater 20) is interposed in a bypass pipe when performing a defrosting operation using hot gas, thereby heating the drain pan with a hot gas bypass refrigerant (for example, Patent Documents). 1).
また、減圧する前の高圧液冷媒が流通する配管をドレンパンヒータ(ドレンパンヒータ17)にするとともに、エコノマイザによってドレンパン周囲温度近くまで液冷媒を冷却し、冷却運転中にはドレンパンヒータから冷蔵倉庫内への放熱を抑制する方式が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the drain pan heater (drain pan heater 17) is used as a pipe through which the high-pressure liquid refrigerant flows before decompressing, and the liquid refrigerant is cooled to near the drain pan ambient temperature by an economizer. There is known a method for suppressing heat dissipation (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1に示されたような冷凍装置では、ホットガス除霜運転中しかドレンパンを加熱できない。そのため、除霜開始直後にはドレンパン上でドレン水が凍結し、排水不良になる可能性がある。加えて、ドレンパン加熱の熱源として冷却運転中の凝縮排熱を利用できず、圧縮機の電気入力でドレンパンと冷却器の双方を加熱することとなるため、除霜時間が長くなってしまう。
However, in the refrigeration apparatus shown in
また、特許文献2に示されたような冷凍装置では、冷却運転中は液冷媒がドレンパンヒータ配管を循環し、除霜運転中はガス冷媒が循環するため、冷媒封入量が多くなってしまう。加えて、除霜運転時には高温の吐出ガス冷媒がドレンパンヒータを流通するため、ドレン水の蒸発量が多くなってしまう。さらには、液冷媒は中間圧冷媒温度までしか冷却されないので、冷却対象である冷凍倉庫内温度が中間圧冷媒温度よりも十分低くなるような条件では、倉庫内への放熱を抑制することができない。
Further, in the refrigeration apparatus as shown in
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却運転中、ホットガス除霜運転中のいずれの運転状態においても、凝縮排熱を利用して任意のタイミングでドレンパンを加熱できるようにすることで、効率がよく、除霜時間を短縮できる冷凍装置を得ることを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and in any operation state during the cooling operation and the hot gas defrosting operation, the condensed exhaust heat is used at an arbitrary timing. An object of the present invention is to obtain a refrigeration apparatus that can efficiently heat the drain pan and shorten the defrosting time.
本発明に係る冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、第1の流路開閉手段、第1の膨張手段、蒸発器が接続された冷媒回路と、前記蒸発器の下方に配置されたドレンパンと、前記ドレンパンに付設された冷媒配管である第1のドレンパン加熱手段と、前記圧縮機の下流から分岐し、第2の流路開閉手段、前記第1のドレンパン加熱手段を経由して、前記蒸発器の上流に合流する第1のバイパス回路と、前記第1の膨張手段の上流から分岐し、第2の膨張手段、前記第1のドレンパン加熱手段の順に流通した後、前記蒸発器の上流に合流する第2のバイパス回路と、前記第2の膨張手段と前記第1のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、を備えたものである。 A refrigeration apparatus according to the present invention includes a compressor, a condenser, a first flow path opening / closing means, a first expansion means, a refrigerant circuit connected to an evaporator, a drain pan disposed below the evaporator, The first drain pan heating means which is a refrigerant pipe attached to the drain pan, and the evaporator branches from the downstream side of the compressor and passes through the second flow path opening / closing means and the first drain pan heating means. The first bypass circuit that joins upstream of the first branch circuit and the first expansion means branch from upstream of the first expansion means, and then the second expansion means and the first drain pan heating means flow in this order, and then join upstream of the evaporator. And a refrigerant heating means for heating the refrigerant flowing between the second expansion means and the first drain pan heating means.
本発明に係る冷凍装置は、冷却運転を行っている状態であっても、任意のタイミングでドレンパン加熱手段にホットガス冷媒を流通させることができる。よって、本発明に係る冷凍装置によれば、除霜開始直前のタイミングでドレンパンを加熱することで、庫内負荷の増大を最小限にすることができ、除霜開始時にはドレンパンが十分に加熱されているのでドレン溢れや残霜による不具合の発生を抑制できる。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。 The refrigeration apparatus according to the present invention can distribute the hot gas refrigerant to the drain pan heating means at an arbitrary timing even when the cooling operation is performed. Therefore, according to the refrigeration apparatus according to the present invention, the drain pan is heated at the timing immediately before the start of the defrosting, whereby the increase in the load in the warehouse can be minimized, and the drain pan is sufficiently heated at the start of the defrosting. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of problems due to drain overflow and residual frost. Further, since the drain pan heating heat source during the cooling operation is a part of the condensed exhaust heat, it does not require an input for drain pan heating and is energy saving.
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図1を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in the following drawings including FIG. 1, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. Further, in the following drawings including FIG. 1, the same reference numerals denote the same or equivalent parts, and this is common throughout the entire specification. Furthermore, the forms of the constituent elements shown in the entire specification are merely examples, and are not limited to these descriptions.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍装置100の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図1に基づいて、冷凍装置100の構成について説明する。この冷凍装置100は、冷媒を循環させることで、冷蔵倉庫内を冷却するものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a refrigerant circuit configuration of a
<回路構成>
図1において、冷凍装置100は、屋外に置かれた熱源ユニット1と、冷蔵倉庫内に置かれた冷却ユニット2と、を有している。熱源ユニット1と冷却ユニット2とは、液配管3、ガス配管4で接続されて冷凍サイクルを形成している。なお、冷凍装置100の冷媒回路中に封入されている冷媒を特に限定するものではないが、以下の説明ではR410Aを使用した場合を例にしている。
<Circuit configuration>
In FIG. 1, a
熱源ユニット1には、低段圧縮部6及び高段圧縮部7を有し、圧縮途中の中間圧力部に冷媒を注入できる中間圧ポート5aを備えた二段圧縮機5、空冷凝縮器8、受液器10、エコノマイザ11、液電磁弁29が直列に配備されている。二段圧縮機5の中間圧ポート5aには、インジェクション管14を介して冷媒が注入されるようになっている。空冷凝縮器8には、室外空気と冷媒との熱交換量を調整する室外送風機9が併設されている。また、熱源ユニット1には、エコノマイザ11と液電磁弁29との間で液配管3が分岐され、二段圧縮機5の中間圧ポート5aに接続されるインジェクション管14が設けられている。
The
インジェクション管14は、エコノマイザ11の低圧側に冷媒を導く第1分岐インジェクション管14aと、エコノマイザ11をバイパスする第2分岐インジェクション管14bと、で構成されている。第1分岐インジェクション管14aと第2分岐インジェクション管14bとは、エコノマイザ11の下流側で接続されている。
The
エコノマイザ11の低圧側には、高圧液冷媒が流れる液配管3から分岐されたバイパス冷媒(第1分岐インジェクション管14aを流れる冷媒)がエコノマイザ膨張弁12を経由して流通するようになっている。エコノマイザ膨張弁12は、エコノマイザ11の上流側における第1分岐インジェクション管14aに接続されている。また、高圧液冷媒を直接中間圧ポート5aにバイパスするための液バイパス膨張弁13が第2分岐インジェクション管14bに設置されている。
On the low pressure side of the
さらに、熱源ユニット1では、二段圧縮機5の出口側とエコノマイザ11の高圧冷媒の流れ下流側とを接続するホットガスバイパス管15が設けられている。つまり、二段圧縮機5から吐出された冷媒の一部を、ホットガスバイパス管15に流し、熱源側ホットガス弁16を介して高圧冷媒出口であるエコノマイザ11の下流に合流することが可能になっている。
Further, in the
冷却ユニット2には、液電磁弁17、熱回収器23、主膨張弁18、分配器19、冷却器20が直列に配備されている。冷却器20には、冷蔵倉庫内の空気と冷媒との熱交換量を調整する庫内送風機21が併設されている。また、冷却器20の下部にはドレンパン22が併設されている。ドレンパン22は、除霜運転時に冷却器20から落ちるドレン水を受け、倉庫外に排水するようになっている。そして、このドレンパン22の下面には、ドレンパン加熱配管25とドレンパン加熱ヒータ27とが張り付けられている。ドレンパン加熱ヒータ27は、ヒータ電源28に接続され、電源が供給されるようになっている。
In the
また、冷却ユニット2には、液配管3を、液電磁弁17の高圧冷媒の流れ上流側で分岐し、ドレンパン加熱配管25に接続する第1分岐配管3aが設けられている。第1分岐配管3aには、庫内側ホットガス弁26が設置されている。なお、ドレンパン加熱配管25の下流側は、主膨張弁18と分配器19との間に接続されている。
Further, the
さらに、冷却ユニット2には、液配管3を、熱回収器23と主膨張弁18との間で分岐し、第1分岐配管3aにおける庫内側ホットガス弁26の下流側に接続する第2分岐配管3bが設けられている。第2分岐配管3bには、熱回収膨張弁24が設置されている。
Further, in the
熱回収器23の低圧側には、主膨張弁18の上流側で分岐された冷媒(第2分岐配管3bを流れる冷媒)が、熱回収膨張弁24を経由して流通するようになっている。第2分岐配管3bを流れる冷媒は、ドレンパン加熱配管25の上流側で第1分岐配管3aに合流し、ドレンパン加熱配管25を流通し、主膨張弁18の下流に合流するように接続されている。さらに、液配管3からのホットガスが第1分岐配管3aに送られてくる除霜運転時には、膨張弁(主膨張弁18、熱回収膨張弁24)を通過せずにドレンパン加熱配管25と冷却器20に冷媒が流通するように構成されている。
On the low pressure side of the
「二段圧縮機5」が、本発明の「圧縮機」に相当する。
「空冷凝縮器8」が、本発明の「凝縮器」に相当する。
「熱源側ホットガス弁16」が、本発明の「第2の流路開閉手段」に相当する。
「ホットガスバイパス管15」及び「第1分岐配管3a」が、本発明の「第1のバイパス回路」に相当する。
「インジェクション管14」が、本発明の「第3のバイパス回路」に相当する。
「エコノマイザ膨張弁12」が、本発明の「第3の膨張手段」に相当する。
「エコノマイザ11」が、本発明の「第2の内部熱交換器」に相当する。
The “two-
The “air-cooled
The “heat source side
The “hot
The “
“Economizer expansion valve 12” corresponds to “third expansion means” of the present invention.
The “
「液電磁弁17」が、本発明の「第1の流路開閉手段」に相当する。
「主膨張弁18」が、本発明の「第1の膨張手段」に相当する。
「冷却器20」が、本発明の「蒸発器」に相当する。
「ドレンパン加熱配管25」が、本発明の「第1のドレンパン加熱手段」に相当する。
「熱回収膨張弁24」が、本発明の「第2の膨張手段」に相当する。
「第2分岐配管3b」が、本発明の「第2のバイパス回路」に相当する。
「熱回収器23」が、本発明の「冷媒加熱手段」、「第1の内部熱交換器」に相当する。
「ドレンパン加熱ヒータ27」が、本発明の「第2のドレンパン加熱手段」に相当する。
The “liquid
The “
The “cooler 20” corresponds to the “evaporator” of the present invention.
The “drain
The “heat
The “
The “
The “
<運転動作>
(通常冷却運転モード)
図2は、冷凍装置100の通常冷却運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図3は、冷凍装置100の通常冷却運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力−エンタルピ線図である。図2及び図3に基づいて、冷凍装置100の通常冷却運転時の冷凍サイクル動作について説明する。図2は、図1の概略構成図に、バルブ動作と冷媒の流れを示す矢印を追加記載したものである。なお、図2では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図2に示すアルファベットは、図3に示すアルファベットに対応している。
<Driving action>
(Normal cooling operation mode)
FIG. 2 is a refrigerant circuit configuration diagram showing valve operation and refrigerant flow direction when the
通常冷却運転モードでは、二段圧縮機5から吐出された高温高圧の冷媒(状態A)は、空冷凝縮器8で外気に放熱して凝縮し、高圧液冷媒(状態B)となる。この高圧液冷媒は、受液器10を経由してエコノマイザ11に流通し、エコノマイザ膨張弁12によって減圧された中間圧冷媒(状態F)によって冷却され、過冷却度を増大させた液冷媒(状態C)となる。
In the normal cooling operation mode, the high-temperature and high-pressure refrigerant (state A) discharged from the two-
この過冷却度を増大させた液冷媒(状態C)は、液配管3を流通して冷却ユニット2に流入し、液電磁弁17、主膨張弁18を通過して減圧され、例えば飽和温度−30℃程度の低圧二相冷媒(状態D)となって冷却器20に流入する。この低圧二相冷媒(状態D)は、庫内送風機21によって送られてくる冷蔵倉庫の約−20℃の空気によって加熱されて蒸発し、低圧ガス冷媒(状態E)となる。この低圧ガス冷媒は、ガス配管4を経由して再び熱源ユニット1に戻り、二段圧縮機5に再び吸入される。
The liquid refrigerant having increased the degree of supercooling (state C) flows through the
一方、熱源ユニット1のエコノマイザ11においては、第1インジェクション管4aを流れ、エコノマイザ膨張弁12で中間圧まで減圧された冷媒(状態F)が、再びエコノマイザ11に流入して高圧液冷媒(状態B)と熱交換を行う。ここで、二段圧縮機5の中間圧ポート5aに流入させる冷媒としては、高乾き度であり、吐出ガス温度を十分に冷却できないことが考えられる。そのため、エコノマイザ膨張弁12は、二段圧縮機5の吐出ガス温度が異常高温とならないように流量調整を行う。
On the other hand, in the
結果として、二段圧縮機5の中間圧ポート5aにインジェクションする冷媒(状態G)は、エコノマイザ11によって蒸発したガス冷媒と液バイパス膨張弁13を流通する液冷媒との合流したものとなっている。この中間圧二相冷媒(状態G)と、低圧ガス冷媒(状態E)として二段圧縮機5に吸入されて中間圧まで昇圧された冷媒と、が二段圧縮機5内部で合流し、状態Hとなっている。
As a result, the refrigerant (state G) injected into the
冷蔵倉庫内の空気は、表面温度が−30℃程度になっている冷却器20で冷却減湿されるので、結露した水分は氷結し、霜となって冷却器20の表面に積層する。この霜は、時間の経過とともに成長し、やがて冷却器20の通風量を低下させてしまう。そのため、一定時間間隔で除霜運転を必要となる。 Since the air in the refrigerated warehouse is cooled and dehumidified by the cooler 20 having a surface temperature of about −30 ° C., the condensed moisture freezes and becomes frost and is stacked on the surface of the cooler 20. This frost grows with the passage of time, and eventually reduces the ventilation rate of the cooler 20. Therefore, defrosting operation is required at regular time intervals.
(除霜準備運転モード(ドレンパン加熱運転モード))
図4は、冷凍装置100の除霜準備運転モード時のバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図5は、冷凍装置100の除霜準備運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。図4及び図5に基づいて、冷凍装置100の除霜準備運転時の冷凍サイクルの動作について説明する。図4は、図1の概略構成図に、バルブ動作と冷媒の流れを示す矢印を追加記載したものである。なお、図4では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図4に示すアルファベットは、図5に示すアルファベットに対応している。
(Defrost preparation operation mode (drain pan heating operation mode))
FIG. 4 is a refrigerant circuit configuration diagram showing the valve operation and the refrigerant flow direction when the
冷凍装置100では、冷却ユニット2が所定時間連続で冷却運転を行うか、あるいは庫内空気温度と冷媒蒸発温度との温度差が所定値以上に広がるなど、冷却器20に霜が成長していると判断すると、まず、除霜準備運転モードに入る。除霜準備運転の基本動作は前述の通常冷却運転モードと同じであるが、エコノマイザ11で熱交換を行わない点と、冷却ユニット2内の熱回収器23で高温高圧の液冷媒から熱を回収し、その熱によってドレンパン22を加熱する点で通常冷却運転とは相違している。
In the
熱源ユニット1内部では、中間圧ポート5aにインジェクションする冷媒流量を、エコノマイザ11を経由しない液バイパス膨張弁13のみで調整し、エコノマイザ膨張弁12は全閉とする。これにより、空冷凝縮器8を通過した高圧液冷媒(状態B)は、エコノマイザ11で冷却されることなく冷却ユニット2に流入することになる。
Inside the
冷却ユニット2では、状態Bから僅かに圧力を下げただけの液冷媒(状態C)は、熱回収器23を通過後に一部分岐されて熱回収膨張弁24によって低圧まで減圧された低圧二相冷媒(状態J)と熱交換を行い、過冷却度を増大した液冷媒(状態I)となる。一方、分岐した低圧冷媒(状態J)は、熱回収器23で高温液冷媒により加熱されて高温の低圧ガス冷媒(状態K)となり、ドレンパン加熱配管25を流通することでドレンパン22を高温にするとともに、やや温度を低下させた冷媒(状態L)となって主流冷媒と合流する。その後の動作は通常冷却運転モードと同一である。
In the
このように動作することで、除霜運転を始める前にドレンパン22を30℃程度まで加熱することができ、ドレン水が落下しても再凍結させないようにすることができる。また、このときの加熱源は、熱源ユニット1で室外空気に排出する凝縮排熱の一部であるので、新たな電気入力を必要としておらず、高効率な加熱が行える。また、ドレンパン22を加熱するために分岐した低圧冷媒は、ドレンパン22の冷熱を回収して冷却能力の増大に寄与することになる。
By operating in this way, the
(ホットガス除霜運転モード)
図6は、冷凍装置100のホットガス除霜運転モードのバルブ動作および冷媒流れ方向を示す冷媒回路構成図である。図7は、冷凍装置100のホットガス除霜運転モード時の冷凍サイクル動作を示す圧力―エンタルピ線図である。図6及び図7に基づいて、冷凍装置のホットガス除霜運転モードの冷凍サイクルの動作について説明する。なお、図6では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。また、図6に示すアルファベットは、図7に示すアルファベットに対応している。
(Hot gas defrosting operation mode)
FIG. 6 is a refrigerant circuit configuration diagram showing the valve operation and the refrigerant flow direction in the hot gas defrosting operation mode of the
ホットガス除霜運転モードでは、熱源ユニット1内にある液電磁弁29が閉止されるとともに、熱源側ホットガス弁16が開放される。冷却ユニット2側では庫内送風機21が停止し、液電磁弁17が閉止、庫内側ホットガス弁26が開放される。
In the hot gas defrosting operation mode, the liquid
これにより、二段圧縮機5を流出する高温高圧の吐出ガス冷媒(状態A)の大半がそのまま冷却ユニット2に運ばれ、冷却器20の除霜に使用されることになるが、冷媒の一部は空冷凝縮器8、受液器10、液バイパス膨張弁13を経由して二段圧縮機5の中間圧ポート5aに戻る。この僅かに分岐されて熱源ユニット1内を循環する冷媒流量は、液バイパス膨張弁13によって二段圧縮機5の吐出ガス温度が適正に維持されるよう調整されている。
As a result, most of the high-temperature and high-pressure discharged gas refrigerant (state A) flowing out of the two-
冷却ユニット2側に流通するホットガス冷媒は、熱源ユニット1側にある熱源側ホットガス弁16によって主に減圧され、30℃程度の低圧ガス冷媒(状態K)となってドレンパン加熱配管25まで到達する。このとき、ドレンパン22は除霜準備運転モードによって十分加熱されているので、ドレンパン加熱配管25を流通したホットガス冷媒はほとんど状態を変えることなく冷却器20に流入する。
The hot gas refrigerant flowing to the
冷却器20に流入したホットガス冷媒は、冷却器20に付着した霜を融かしながら温度を下げ、およそ0℃のガス冷媒(状態E)となった後に冷却器20を流出し、ガス配管4を経由して再び二段圧縮機5に吸入される。
The hot gas refrigerant that has flowed into the cooler 20 decreases its temperature while melting the frost attached to the cooler 20, becomes a gas refrigerant (state E) of approximately 0 ° C., then flows out of the cooler 20, and
また、冷凍装置100では、除霜熱量を増大させるための補助熱源としてドレンパン22にドレンパン加熱ヒータ27を付設している。このドレンパン加熱ヒータ27は、ホットガス除霜運転モードでドレンパン22を加熱するようになっている。このときのヒータ熱量は、ドレンパン加熱配管25を流通するホットガス冷媒に伝えられ、冷却器20の除霜熱量として使用されるようになっている。
In the
除霜用補助熱源であるドレンパン加熱ヒータ27が、ホットガス冷媒を介して冷却器20を加熱するようにしたことにより、電気ヒータで直接加熱する場合よりも局所的高温部分を減少させることができ、ドレン水の蒸発による庫内壁面の結露等の不具合を回避することができる。
Since the
なお、本実施の形態1では、圧縮過程が低段と高段に分かれた二段圧縮機の場合を説明したが、中間圧ポートのない通常の圧縮機の場合でもエコノマイザ11からの戻り冷媒を二段圧縮機5の吸入側とすることで、冷凍装置100と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the case of a two-stage compressor in which the compression process is divided into a low stage and a high stage has been described, but the return refrigerant from the
以上のように、実施の形態1に係る冷凍装置100によれば、冷却運転を行っている状態であっても、ドレンパン加熱配管25にホットガス冷媒を流通させることができるので、除霜中に発生するドレン水がドレンパン22で凍結することがなく、除霜運転の信頼性が向上する。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。
As described above, according to the
また、ドレンパン加熱媒体がホットガス冷媒であるので、電気ヒータのように異常過熱することがなく、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくい。 In addition, since the drain pan heating medium is a hot gas refrigerant, it does not overheat unlike an electric heater, and an increase in the load due to evaporation of drain water and contamination due to dew condensation in the warehouse are unlikely to occur.
また、電気ヒータを補助熱源として除霜する場合でも、ドレンパン加熱配管25を加熱するように電気ヒータを配置することで、電気ヒータの放熱ムラによる異常過熱を抑制することができ、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくくすることができる。
Even when the electric heater is defrosted as an auxiliary heat source, by arranging the electric heater so as to heat the drain
また、ドレンパン加熱配管25に流通する冷媒は、常に低圧ガス冷媒であるので、通常の運転状態に対して必要冷媒量の変動が少なく、ドレンパン加熱配管25に液冷媒が溜まり込むことがなく、封入冷媒量が多くなったり、余剰冷媒を格納するための受液器が大きくなったりすることがなく、機器コストが低減される。
In addition, since the refrigerant flowing through the drain
また、エコノマイザ回路と、液バイパス回路の2系統で二段圧縮機5の吐出ガス温度を調整しているので、通常冷却運転時は液冷媒に十分な過冷却度を付与して高効率な冷却運転が行える。加えて、除霜準備運転モードでは、エコノマイザを使用しないことで高温のホットガス冷媒を生成でき、ドレンパン加熱時間を短縮することができる。
Moreover, since the discharge gas temperature of the two-
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2に係る冷凍装置100Aの冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図8に基づいて、冷凍装置100Aについて説明する。この冷凍装置100Aは、実施の形態1に係る冷凍装置100と同様に、冷媒を循環させることで、冷蔵倉庫内を冷却するものである。なお、この実施の形態2では、実施の形態1と同一部分には同一符号を付し、実施の形態1との相違点を中心に説明するものとする。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a refrigerant circuit configuration of the
図8に示す冷凍装置100Aは、冷却ユニット2が複数台(図8では2台)接続されることを想定して構成された冷媒回路を有している。また、図8では、ホットガス除霜運転時の動作を示している。なお、図8では、黒く塗りつぶしたバルブが閉止されている状態であることを示している。つまり、図8の上側に示す冷却ユニット2が除霜運転を実行しており、図8の下側に示す冷却ユニット2が除霜運転を実行していない。
The
冷凍装置100Aでは、液電磁弁29が不要となる一方、熱源ユニット1と冷却ユニット2とを接続する第3の接続配管であるホットガス配管30が追加設置されている。ホットガス配管30には、ホットガス冷媒が流通する。このホットガス配管30は、ホットガスバイパス管15と連結し、庫内側ホットガス弁26に接続している。つまり、ホットガス配管30は、実施の形態1に係る冷凍装置100の「第1分岐配管3a」に対応している。
In the
液配管3には通常冷却運転モードと同じ高圧液冷媒が循環している。そのため、冷凍装置100Aでは、除霜運転をしていない冷却ユニット2(例えば、図8の下側に示す冷却ユニット2)には冷却運転用の液冷媒を供給できるようになっている。このような構成にすれば、複数の冷却ユニット2が接続された場合でも、そのそれぞれが独立にホットガス除霜運転を行うことができる。
The same high pressure liquid refrigerant as in the normal cooling operation mode is circulated in the
「ホットガスバイパス管15」及び「ホットガス配管30」が、本発明の「第1のバイパス回路」に相当する。
The “hot
以上のように、実施の形態2に係る冷凍装置100Aによれば、冷却ユニット2が増設されたとしても、冷凍装置100と同様に、冷却運転を行っている状態であっても、ドレンパン加熱配管25にホットガス冷媒を流通させることができるので、除霜中に発生するドレン水がドレンパン22で凍結することがなく、除霜運転の信頼性が向上する。また、冷却運転中のドレンパン加熱熱源は、凝縮排熱の一部であるので、ドレンパン加熱用の入力を必要とせず、省エネルギーである。
As described above, according to the
また、ドレンパン加熱媒体がホットガス冷媒であるので、電気ヒータのように異常過熱することがなく、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくい。 In addition, since the drain pan heating medium is a hot gas refrigerant, it does not overheat unlike an electric heater, and an increase in the load due to evaporation of drain water and contamination due to dew condensation in the warehouse are unlikely to occur.
また、電気ヒータを補助熱源として除霜する場合でも、ドレンパン加熱配管25を加熱するように電気ヒータを配置することで、電気ヒータの放熱ムラによる異常過熱を抑制することができ、ドレン水蒸発による庫内負荷増大や庫内結露による汚染が発生しにくくすることができる。
Even when the electric heater is defrosted as an auxiliary heat source, by arranging the electric heater so as to heat the drain
また、ドレンパン加熱配管25に流通する冷媒は、常に低圧ガス冷媒であるので、通常の運転状態に対して必要冷媒量の変動が少なく、ドレンパン加熱配管25に液冷媒が溜まり込むことがなく、封入冷媒量が多くなったり、余剰冷媒を格納するための受液器が大きくなったりすることがなく、機器コストが低減される。
In addition, since the refrigerant flowing through the drain
また、エコノマイザ回路と、液バイパス回路の2系統で二段圧縮機5の吐出ガス温度を調整しているので、通常冷却運転時は液冷媒に十分な過冷却度を付与して高効率な冷却運転が行える。加えて、除霜準備運転モードでは、エコノマイザを使用しないことで高温のホットガス冷媒を生成でき、ドレンパン加熱時間を短縮することができる。
Moreover, since the discharge gas temperature of the two-
1 熱源ユニット、2 冷却ユニット、3 液配管、4 ガス配管、4a 第1インジェクション管、5 二段圧縮機、5a 中間圧ポート、6 低段圧縮部、7 高段圧縮部、8 空冷凝縮器、9 室外送風機、10 受液器、11 エコノマイザ、12 エコノマイザ膨張弁、13 液バイパス膨張弁、14 インジェクション管、15 ホットガスバイパス管、16 熱源側ホットガス弁、17 液電磁弁、18 主膨張弁、19 分配器、20 冷却器、21 庫内送風機、22 ドレンパン、23 熱回収器、24 熱回収膨張弁、25 ドレンパン加熱配管、26 庫内側ホットガス弁、27 ドレンパン加熱ヒータ、28 ヒータ電源、29 液電磁弁、30 ホットガス配管、100 冷凍装置、100A 冷凍装置。 1 heat source unit, 2 cooling unit, 3 liquid piping, 4 gas piping, 4a first injection tube, 5 two-stage compressor, 5a intermediate pressure port, 6 low-stage compression section, 7 high-stage compression section, 8 air-cooled condenser, 9 outdoor blower, 10 liquid receiver, 11 economizer, 12 economizer expansion valve, 13 liquid bypass expansion valve, 14 injection pipe, 15 hot gas bypass pipe, 16 heat source side hot gas valve, 17 liquid electromagnetic valve, 18 main expansion valve, 19 Distributor, 20 Cooler, 21 Blower, 22 Drain pan, 23 Heat recovery unit, 24 Heat recovery expansion valve, 25 Drain pan heating piping, 26 Inside hot gas valve, 27 Drain pan heating heater, 28 Heater power supply, 29 liquid Solenoid valve, 30 hot gas piping, 100 refrigeration equipment, 100A refrigeration equipment.
Claims (6)
前記蒸発器の下方に配置されたドレンパンと、
前記ドレンパンに付設された冷媒配管である第1のドレンパン加熱手段と、
前記圧縮機の下流から分岐し、第2の流路開閉手段、前記第1のドレンパン加熱手段を経由して、前記蒸発器の上流に合流する第1のバイパス回路と、
前記第1の膨張手段の上流から分岐し、第2の膨張手段、前記第1のドレンパン加熱手段の順に流通した後、前記蒸発器の上流に合流する第2のバイパス回路と、
前記第2の膨張手段と前記第1のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱手段と、
を備えた
ことを特徴とする冷凍装置。 A refrigerant circuit connected to a compressor, a condenser, a first flow path opening / closing means, a first expansion means, and an evaporator;
A drain pan disposed below the evaporator;
A first drain pan heating means which is a refrigerant pipe attached to the drain pan;
A first bypass circuit branched from the downstream of the compressor, and joined to the upstream of the evaporator via second flow path opening / closing means and the first drain pan heating means;
A second bypass circuit that branches from the upstream side of the first expansion means, flows in the order of the second expansion means, and the first drain pan heating means, and then merges upstream of the evaporator;
Refrigerant heating means for heating the refrigerant flowing between the second expansion means and the first drain pan heating means;
A refrigeration apparatus comprising:
前記凝縮器を流通し、前記第1の流路開閉手段と前記第1の膨張手段との間を流れる冷媒と、
前記第2の膨張手段と前記第1のドレンパン加熱手段との間を流れる冷媒と、
を熱交換させる内部熱交換器である
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。 The refrigerant heating means includes
A refrigerant flowing through the condenser and flowing between the first flow path opening and closing means and the first expansion means;
A refrigerant flowing between the second expansion means and the first drain pan heating means;
The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the refrigeration apparatus is an internal heat exchanger that exchanges heat.
前記第3のバイパス回路を流れる冷媒と前記凝縮器を流出した冷媒とを熱交換させる第2の内部熱交換器と、
を備えた
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍装置。 A third bypass circuit branched from the downstream of the condenser and joined to the suction or intermediate pressure of the compressor via a third expansion means;
A second internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing through the third bypass circuit and the refrigerant flowing out of the condenser;
The refrigeration apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
前記第2の膨張手段を開放して前記第2のバイパス回路に冷媒を流通させるとともに、前記冷媒加熱手段を動作させてドレンパンを加熱するドレンパン加熱運転モードと、
前記第1の流路開閉手段を閉止し、前記第2の流路開閉手段を開放することで前記第1のバイパス回路に冷媒を流通させるホットガス除霜運転モードと、を備え、
前記通常冷却運転モードと前記ホットガス除霜運転モードとの間に前記ドレンパン加熱運転モードを実行する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍装置。 A normal cooling operation mode for closing the second flow path opening / closing means and closing the second expansion means;
A drain pan heating operation mode in which the second expansion means is opened and the refrigerant flows through the second bypass circuit, and the refrigerant heating means is operated to heat the drain pan;
A hot gas defrosting operation mode in which the first flow path opening / closing means is closed and the second flow path opening / closing means is opened to allow the refrigerant to flow through the first bypass circuit;
The refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the drain pan heating operation mode is executed between the normal cooling operation mode and the hot gas defrosting operation mode.
前記ホットガス除霜運転モード時に、前記第2のドレンパン加熱手段を動作させる
ことを特徴とする請求項4に記載の冷凍装置。 Comprising a second drain pan heating means by an external heat source;
The refrigeration apparatus according to claim 4, wherein the second drain pan heating means is operated during the hot gas defrosting operation mode.
前記圧縮機の下流と前記第1の流路開閉手段の上流とを接続することで前記蒸発器の上流に合流している、
または、
前記圧縮機の下流と前記第2のバイパス回路における前記冷媒加熱手段の下流とを接続することで前記蒸発器の上流に合流している
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷凍装置。 The first bypass circuit includes:
The downstream of the compressor and the upstream of the first flow path opening and closing means are connected to join the upstream of the evaporator,
Or
The downstream of the said compressor and the downstream of the said refrigerant | coolant heating means in the said 2nd bypass circuit are connected, It has joined the upstream of the said evaporator. The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The refrigeration apparatus described in 1.
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