JP2018119763A - Refrigeration device - Google Patents

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瑞紀 斎藤
Mizuki Saito
瑞紀 斎藤
信義 川瀬
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信義 川瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a refrigeration device whose cost is low, and which includes a liquid injection circuit capable of securing an injection amount supplied to a compressor surely without generating a flash gas.SOLUTION: A refrigeration device includes a compressor 1, a condenser 2, a decompression device 9, an evaporator 10, and a liquid injection circuit 22 branched from between the condenser 2 and an expansion valve 9 and flowing a refrigerant to an injection port 18 of the compressor 1. The liquid injection circuit 22 includes: first injection piping 13 branched from refrigerant piping between the condenser 2 and the expansion valve 9; an injection decompression device 15 for decompressing the refrigerant from the first injection piping 13; second injection piping 16 for flowing the refrigerant decompressed in the injection decompression device 15 to the injection port 18; and a heat exchange part 23 for exchanging heat between the refrigerant flowing in the first injection piping 13 and the refrigerant flowing in the second injection piping 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液インジェクション方式で圧縮機を冷却する液インジェクション配管回路を備える冷凍装置に関する。   The present invention relates to a refrigeration apparatus including a liquid injection piping circuit that cools a compressor by a liquid injection method.

特開平7−4754号公報(特許文献1)には、受液器から出た液冷媒を空冷式凝縮器で過冷却させ、圧縮機へインジェクションすることが記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-4754 (Patent Document 1) describes that a liquid refrigerant discharged from a liquid receiver is supercooled by an air-cooled condenser and injected into a compressor.

特開平7−4754号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-4754

液インジェクション方式で圧縮機を冷却する冷凍装置では、冷媒不足となると凝縮器での過冷却が取れなくなり、フラッシュガスが発生する。フラッシュガスは、液インジェクション回路内にも流れるので、液インジェクション回路を流れる冷媒が減少し、適正なインジェクション量が圧縮機に供給されず、圧縮機の冷却不良による焼損が発生する。   In the refrigeration system that cools the compressor by the liquid injection method, when the refrigerant runs short, the condenser cannot be overcooled and flash gas is generated. Since the flash gas also flows in the liquid injection circuit, the refrigerant flowing through the liquid injection circuit decreases, an appropriate injection amount is not supplied to the compressor, and burning due to poor cooling of the compressor occurs.

特許文献1には、受液器出口配管から分岐した液冷媒を空冷凝縮器で過冷却することで、液インジェクション配管回路内にはフラッシュガスが発生せず、圧縮機にインジェクションする際に確実に圧縮機を保護できると記載されている。   In Patent Document 1, the liquid refrigerant branched from the receiver outlet pipe is supercooled by an air-cooled condenser, so that no flash gas is generated in the liquid injection pipe circuit, and it is ensured when injecting into the compressor. It is stated that the compressor can be protected.

しかし、特許文献1の液インジェクション配管回路の液冷媒は、空冷凝縮器で過冷却するため、空冷凝縮器に過冷却するための液インジェクション配管回路を組み込む必要がある。このため、液インジェクション配管回路の配管径が小さくてもよいとはいえ、空冷凝縮器への液インジェクションの過冷却用パス増加によるサイズアップ、空冷凝縮器の幅寸法分の配管が必要となり、コストアップする課題がある。   However, since the liquid refrigerant of the liquid injection piping circuit of Patent Document 1 is supercooled by the air-cooled condenser, it is necessary to incorporate a liquid injection piping circuit for supercooling into the air-cooled condenser. For this reason, although the pipe diameter of the liquid injection piping circuit may be small, it is necessary to increase the size by increasing the subcooling path for liquid injection to the air-cooled condenser, and piping for the width of the air-cooled condenser is required. There are challenges to improve.

そこで本発明は、コストが安く、フラッシュガスを発生させずに確実に圧縮機へ供給するインジェクション量を確保可能な液インジェクション回路を備える冷凍装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus including a liquid injection circuit that is low in cost and that can ensure an injection amount to be reliably supplied to a compressor without generating flash gas.

上記課題を解決するために、本発明の一形態に係る冷凍装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機より吐出したガス冷媒を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器により凝縮した液冷媒を減圧する減圧装置と、前記膨張弁で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器と前記膨張弁との間から分岐され、前記圧縮機のインジェクションポートへ冷媒を流す液インジェクション回路と、を備え、前記液インジェクション回路は、前記凝縮器と前記膨張弁との間の冷媒配管から分岐された第1インジェクション配管と、前記第1インジェクション配管からの冷媒を減圧するインジェクション減圧装置と、前記インジェクション減圧装置で減圧された冷媒を前記インジェクションポートへ流す第2インジェクション配管と、前記第1インジェクション配管を流れる冷媒と第2インジェクション配管を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部とを備える。   In order to solve the above problems, a refrigeration apparatus according to an aspect of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses gas refrigerant discharged from the compressor, and a liquid refrigerant that is condensed by the condenser. A decompressor for decompressing the refrigerant, an evaporator for evaporating the refrigerant decompressed by the expansion valve, a liquid injection circuit branched from between the condenser and the expansion valve, and flowing the refrigerant to the injection port of the compressor; The liquid injection circuit includes: a first injection pipe branched from a refrigerant pipe between the condenser and the expansion valve; an injection pressure reducing device that depressurizes the refrigerant from the first injection pipe; A second injection pipe for flowing the refrigerant decompressed by the injection decompression device to the injection port; and the first injection Comprising the refrigerant flowing through the down pipe and the heat exchange unit to perform heat exchange between the refrigerant flowing through the second injection pipe.

本発明によれば、コストが安く、フラッシュガスを発生させずに確実に圧縮機へ供給するインジェクション量を確保可能な液インジェクション回路を備える冷凍装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a refrigeration apparatus provided with the liquid injection circuit which is cheap and can ensure the injection amount supplied to a compressor reliably, without generating flash gas can be provided.

本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷凍サイクル図を示す。The refrigeration cycle figure of the freezing apparatus which concerns on embodiment of this invention is shown. 変形例に係る冷凍装置の冷凍サイクル図を示す。The refrigeration cycle figure of the freezing apparatus which concerns on a modification is shown. 変形例に係る冷凍装置の冷凍サイクル図を示す。The refrigeration cycle figure of the freezing apparatus which concerns on a modification is shown.

以下、本発明の実施形態に係る冷凍装置19について図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る冷凍装置19の冷凍サイクル図を示している。
Hereinafter, a refrigeration apparatus 19 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a refrigeration cycle diagram of a refrigeration apparatus 19 according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように冷凍装置19は、圧縮機1と、空冷凝縮器2と、受液器3と、阻止弁5、フィルタドライヤ6、サイトグラス7、電磁弁8と、減圧装置9と、蒸発器10と、気液分離器11とを備え、これらが冷媒配管で互いに接続され、冷凍サイクルが構成されている。   As shown in FIG. 1, the refrigeration apparatus 19 includes a compressor 1, an air-cooled condenser 2, a liquid receiver 3, a blocking valve 5, a filter dryer 6, a sight glass 7, an electromagnetic valve 8, a decompression device 9, The evaporator 10 and the gas-liquid separator 11 are provided, these are mutually connected by refrigerant | coolant piping, and the refrigerating cycle is comprised.

圧縮機1は、スクロール圧縮機であり、冷媒ガスを吸引して圧縮する。空冷凝縮器2は、圧縮機1から吐出される冷媒ガスを凝縮して液化する。受液器3は、空冷凝縮器2で液冷媒および冷媒ガスになった混相を気液分離し、液冷媒を循環させる。阻止弁5は、手動弁であり、メンテナンス時以外は常に開状態で用いられる。受液器3と阻止弁5は、受液器出口配管4により接続されている。フィルタドライヤ6は、液冷媒中のごみを取り除くフィルタと水分を吸着する乾燥剤を有する。サイトグラス7は、液冷媒の流れを外部から目視するために設けられる。   The compressor 1 is a scroll compressor and sucks and compresses refrigerant gas. The air-cooled condenser 2 condenses and liquefies the refrigerant gas discharged from the compressor 1. The liquid receiver 3 gas-liquid separates the mixed phase that has become liquid refrigerant and refrigerant gas in the air-cooled condenser 2, and circulates the liquid refrigerant. The blocking valve 5 is a manual valve, and is always used in an open state except during maintenance. The liquid receiver 3 and the blocking valve 5 are connected by a liquid receiver outlet pipe 4. The filter dryer 6 has a filter that removes dust in the liquid refrigerant and a desiccant that adsorbs moisture. The sight glass 7 is provided for viewing the flow of the liquid refrigerant from the outside.

電磁弁8は、開閉弁であり、運転中は常に開状態で用いられる。減圧装置9は、膨張弁であり、空冷凝縮器2により液化された液冷媒を減圧する。蒸発器10は、減圧装置9により減圧された液冷媒を蒸発させる。気液分離器11は、蒸発器10で液冷媒および冷媒ガスになった混相を気液分離し、冷媒ガスを循環させる。   The solenoid valve 8 is an on-off valve and is always used in an open state during operation. The decompression device 9 is an expansion valve, and decompresses the liquid refrigerant liquefied by the air-cooled condenser 2. The evaporator 10 evaporates the liquid refrigerant decompressed by the decompression device 9. The gas-liquid separator 11 gas-liquid separates the mixed phase that has become the liquid refrigerant and the refrigerant gas in the evaporator 10 and circulates the refrigerant gas.

また、冷凍装置19は、受液器3に接続された受液器出口配管4から、圧縮機1の中間圧に液インジェクションするためのインジェクションポート18へ液冷媒を流すための液インジェクション回路22を備える。液インジェクション回路22は、阻止弁12と、第1インジェクション配管13と、電磁弁14と、減圧装置15と、第2インジェクション配管16と、断熱材17とを有する。   In addition, the refrigeration apparatus 19 includes a liquid injection circuit 22 for flowing a liquid refrigerant from a liquid receiver outlet pipe 4 connected to the liquid receiver 3 to an injection port 18 for liquid injection to an intermediate pressure of the compressor 1. Prepare. The liquid injection circuit 22 includes a blocking valve 12, a first injection pipe 13, an electromagnetic valve 14, a pressure reducing device 15, a second injection pipe 16, and a heat insulating material 17.

阻止弁12は、手動弁であり、メンテナンス時以外は常に開状態で用いられる。電磁弁14は、インジェクション量を制御する。減圧装置15は、例えば膨張弁であり、受液器3からの液冷媒を減圧し冷却する。第1インジェクション配管13は、減圧装置15の一次側に位置し、阻止弁12と電磁弁14とに接続されている。第2インジェクション配管16は、減圧装置15の二次側に位置し、減圧装置15と圧縮機1とに接続されている。断熱材17は、互いに接触する第1インジェクション配管13の一部と第2インジェクション配管16の一部との周りを覆うように設けられている。第1インジェクション配管13の一部と、第2インジェクション配管16の一部と、断熱材17とにより、熱交換部23が構成される。   The blocking valve 12 is a manual valve, and is always used in an open state except during maintenance. The solenoid valve 14 controls the injection amount. The decompression device 15 is an expansion valve, for example, and decompresses and cools the liquid refrigerant from the liquid receiver 3. The first injection pipe 13 is located on the primary side of the pressure reducing device 15 and is connected to the blocking valve 12 and the electromagnetic valve 14. The second injection pipe 16 is located on the secondary side of the decompression device 15 and is connected to the decompression device 15 and the compressor 1. The heat insulating material 17 is provided so as to cover a part of the first injection pipe 13 and a part of the second injection pipe 16 that are in contact with each other. A part of the first injection pipe 13, a part of the second injection pipe 16, and the heat insulating material 17 constitute a heat exchange unit 23.

次に、冷凍サイクルを形成する冷凍装置19の基本的な動作について説明する。   Next, the basic operation of the refrigeration apparatus 19 that forms the refrigeration cycle will be described.

気液分離器11から圧縮機1に吸入された低圧の冷媒ガスが、この圧縮機1で圧縮されて高圧の冷媒ガスになり吐出される。高圧の冷媒ガスは空冷凝縮器2で冷却されて凝縮し、液冷媒となって受液器3に蓄えられる。その後、液冷媒の一部は、受液器出口配管4を通過し、阻止弁5、フィルタドライヤ6、サイトグラス7、電磁弁8を通過後、減圧装置9で減圧され、蒸発器10が設置される負荷側機器で被冷却物を冷却しながら蒸発し、再び低圧の冷媒ガスとなったのち、気液分離器11を通過し圧縮機1へ吸入される。   The low-pressure refrigerant gas drawn into the compressor 1 from the gas-liquid separator 11 is compressed by the compressor 1 and discharged as high-pressure refrigerant gas. The high-pressure refrigerant gas is cooled and condensed by the air-cooled condenser 2, becomes a liquid refrigerant, and is stored in the liquid receiver 3. Thereafter, a part of the liquid refrigerant passes through the receiver outlet pipe 4, passes through the blocking valve 5, the filter dryer 6, the sight glass 7, and the electromagnetic valve 8, and then is decompressed by the decompression device 9, and the evaporator 10 is installed. Then, the object to be cooled evaporates while cooling the object to be cooled, and again becomes low-pressure refrigerant gas, and then passes through the gas-liquid separator 11 and is sucked into the compressor 1.

また、液インジェクション回路22では、受液器3からの液冷媒の一部が、受液器出口配管4から分岐し、阻止弁12および第1インジェクション配管13を通る。熱交換部23において、第1インジェクション配管13中を流れる冷媒は、第2インジェクション配管16中を流れる冷媒との間で熱交換され過冷却される。その後、液冷媒は、電磁弁14を通過し、減圧装置15において減圧され冷却され、第2インジェクション配管16を通り、圧縮機1のインジェクションポート18に入り、圧縮機1内部の図示せぬモータを冷却する。   In the liquid injection circuit 22, part of the liquid refrigerant from the liquid receiver 3 branches from the liquid receiver outlet pipe 4 and passes through the blocking valve 12 and the first injection pipe 13. In the heat exchanging unit 23, the refrigerant flowing in the first injection pipe 13 is heat-exchanged with the refrigerant flowing in the second injection pipe 16 and is supercooled. Thereafter, the liquid refrigerant passes through the electromagnetic valve 14, is depressurized and cooled in the decompression device 15, passes through the second injection pipe 16, enters the injection port 18 of the compressor 1, and operates a motor (not shown) inside the compressor 1. Cooling.

以上のように本実施形態に係る冷凍装置19において、液インジェクション回路22は、空冷凝縮器2と減圧装置9との間の冷媒配管から分岐された第1インジェクション配管13と、第1インジェクション配管13からの冷媒を減圧する減圧装置15と、減圧装置15で減圧された冷媒をインジェクションポート18へ流す第2インジェクション配管16と、第1インジェクション配管を流れる冷媒と第2インジェクション配管を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部23とを備える。   As described above, in the refrigeration apparatus 19 according to the present embodiment, the liquid injection circuit 22 includes the first injection pipe 13 branched from the refrigerant pipe between the air-cooled condenser 2 and the decompression apparatus 9, and the first injection pipe 13. Between the refrigerant flowing through the first injection pipe and the refrigerant flowing through the second injection pipe, the decompression device 15 for decompressing the refrigerant from the second injection pipe 16, the second injection pipe 16 for flowing the refrigerant decompressed by the decompression apparatus 15 to the injection port 18, And a heat exchanging unit 23 for exchanging heat.

かかる構成により、第1インジェクション配管13を流れる液冷媒と、第2インジェクション配管16を流れ減圧装置15で減圧された液冷媒との間で熱交換されるので、第1インジェクション配管13を流れる液冷媒を過冷却することができ、フラッシュガスの発生を防止することができる。これにより、液インジェクション回路を流れる冷媒の量が減減少することなく適正なインジェクション量を圧縮機1に供給することができる。   With this configuration, heat is exchanged between the liquid refrigerant flowing through the first injection pipe 13 and the liquid refrigerant flowing through the second injection pipe 16 and depressurized by the pressure reducing device 15, so that the liquid refrigerant flowing through the first injection pipe 13 Can be supercooled, and generation of flash gas can be prevented. As a result, an appropriate injection amount can be supplied to the compressor 1 without decreasing or decreasing the amount of refrigerant flowing through the liquid injection circuit.

また、冷媒不足などにより、受液器出口配管4にフラッシュガスが発生した場合でも、第1インジェクション配管13と第2インジェクション配管16との間で熱交換が行われるため、液インジェクション回路22内でのフラッシュガスの発生を防止することができる。さらに、冷媒不足または冷媒漏れの発生を、冷凍装置19の使用者が発見できずに冷凍装置19の運転を継続しても、液インジェクション回路22内の冷媒を過冷却するのに必要な熱量は回路内の配管を通過する冷媒量で十分なため、低圧機器(蒸発器10、気液分離器11)側を通過する冷媒量に関わらず、圧縮機1を確実に保護することができる。   In addition, even when flash gas is generated in the receiver outlet pipe 4 due to a lack of refrigerant or the like, heat exchange is performed between the first injection pipe 13 and the second injection pipe 16, so that in the liquid injection circuit 22 The generation of flash gas can be prevented. Furthermore, even if the user of the refrigeration apparatus 19 cannot detect the occurrence of refrigerant shortage or refrigerant leakage and continues the operation of the refrigeration apparatus 19, the amount of heat necessary to supercool the refrigerant in the liquid injection circuit 22 is Since the amount of refrigerant passing through the piping in the circuit is sufficient, the compressor 1 can be reliably protected regardless of the amount of refrigerant passing through the low-pressure device (evaporator 10, gas-liquid separator 11) side.

また、液インジェクション回路22の熱交換部23は、空冷凝縮器2に組み込む構成ではないので、空冷凝縮器2および液インジェクション回路22の構成を簡略化でき、液インジェクション回路22によるコストの増加を抑制することができる。   Further, since the heat exchanging portion 23 of the liquid injection circuit 22 is not configured to be incorporated in the air-cooled condenser 2, the configuration of the air-cooled condenser 2 and the liquid injection circuit 22 can be simplified, and an increase in cost due to the liquid injection circuit 22 is suppressed. can do.

また、熱交換部23は、第1インジェクション配管13の一部と、第2インジェクション配管16とを接触させ、それらの周りを断熱材17により覆うことにより構成されるので、液インジェクション回路22によるコストの増加を抑制することができる。   Moreover, since the heat exchange part 23 is comprised by making a part of 1st injection piping 13 and the 2nd injection piping 16 contact, and covering those around with the heat insulating material 17, the cost by the liquid injection circuit 22 is comprised. Can be suppressed.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。   In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.

例えば、図2に示すように、熱交換部20を、プレート式熱交換器により構成してもよい。かかる構成によれば、第1インジェクション配管13と第2インジェクション配管16との間での熱交換を十分に行うことができるので、第1インジェクション配管13を流れる液冷媒を十分に過冷却することができ、フラッシュガスの発生を確実に抑制することができる。   For example, as shown in FIG. 2, the heat exchanging unit 20 may be configured by a plate heat exchanger. According to such a configuration, since heat exchange between the first injection pipe 13 and the second injection pipe 16 can be sufficiently performed, the liquid refrigerant flowing through the first injection pipe 13 can be sufficiently subcooled. And generation of flash gas can be reliably suppressed.

また、図3に示すように、熱交換部21を、二重管式熱交換器により構成してもよい。かかる構成によっても、第1インジェクション配管13と第2インジェクション配管17との間での熱交換を十分に行うことができるので、第1インジェクション配管13を流れる液冷媒を十分に過冷却することができ、フラッシュガスの発生を確実に抑制することができる。   Moreover, as shown in FIG. 3, you may comprise the heat exchange part 21 with a double-pipe heat exchanger. Even with such a configuration, the heat exchange between the first injection pipe 13 and the second injection pipe 17 can be sufficiently performed, so that the liquid refrigerant flowing through the first injection pipe 13 can be sufficiently subcooled. The generation of flash gas can be reliably suppressed.

1:圧縮機、2:空冷凝縮器、3:受液器、4:受液器出口配管、5:阻止弁、8:電磁弁、9:減圧装置、10:蒸発器、13:第1インジェクション配管、15:減圧装置、16:第2インジェクション配管、17:断熱材、18:中間圧インジェクションポート、19:冷凍装置、20、21、23、熱交換部22:液インジェクション回路
1: compressor, 2: air-cooled condenser, 3: liquid receiver, 4: liquid receiver outlet piping, 5: blocking valve, 8: solenoid valve, 9: pressure reducing device, 10: evaporator, 13: first injection Piping, 15: decompression device, 16: second injection piping, 17: heat insulating material, 18: intermediate pressure injection port, 19: refrigeration device, 20, 21, 23, heat exchanger 22: liquid injection circuit

Claims (4)

冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機より吐出したガス冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器により凝縮した液冷媒を減圧する減圧装置と、
前記膨張弁で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器と前記膨張弁との間から分岐され、前記圧縮機のインジェクションポートへ冷媒を流す液インジェクション回路と、を備え、
前記液インジェクション回路は、
前記凝縮器と前記膨張弁との間の冷媒配管から分岐された第1インジェクション配管と、
前記第1インジェクション配管からの冷媒を減圧するインジェクション減圧装置と、
前記インジェクション減圧装置で減圧された冷媒を前記インジェクションポートへ流す第2インジェクション配管と、
前記第1インジェクション配管を流れる冷媒と第2インジェクション配管を流れる冷媒との間で熱交換を行わせる熱交換部と、を備える冷凍装置。
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser that condenses the gas refrigerant discharged from the compressor;
A decompression device for decompressing the liquid refrigerant condensed by the condenser;
An evaporator for evaporating the refrigerant decompressed by the expansion valve;
A liquid injection circuit branched from between the condenser and the expansion valve, and flowing a refrigerant to an injection port of the compressor,
The liquid injection circuit is
A first injection pipe branched from a refrigerant pipe between the condenser and the expansion valve;
An injection decompression device for decompressing the refrigerant from the first injection pipe;
A second injection pipe for flowing the refrigerant depressurized by the injection depressurization device to the injection port;
A refrigeration apparatus comprising: a heat exchanging unit that exchanges heat between the refrigerant flowing through the first injection pipe and the refrigerant flowing through the second injection pipe.
前記熱交換部は、前記第1インジェクション配管の一部と、前記第2インジェクション配管とを接触させ、それらの周りを断熱材により覆うことにより構成される、請求項1に記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange unit is configured by bringing a part of the first injection pipe into contact with the second injection pipe and covering the periphery thereof with a heat insulating material. 前記熱交換部は、プレート式熱交換器により構成されている、請求項1に記載の冷凍装置。   The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange unit is configured by a plate heat exchanger. 前記熱交換部は、二重管式熱交換器により構成されている、請求項1に記載の冷凍装置。
The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the heat exchange unit is configured by a double-pipe heat exchanger.
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