JP2545162B2 - 冷却システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の蒸発温度別ライ
ンを備えた冷却システムに関するものである。

【０００３】

【従来の技術】例えば、ビール工場等においては、多種
の冷却負荷が存在し、冷却温度も数種類に分類される。
また、各々の冷却負荷は、時間帯によってその大きさと
全体負荷におけるその割合が変化する。

【０００４】従来、上記のような多温度、多種の冷却負
荷を賄う冷却システムとして、次の二つのシステムが知
られている。

【０００５】一つの冷却システムは、図２に示されるよ
うに、圧縮機11、凝縮器12、受液器13、膨張弁14および
蒸発器15により構成された冷凍サイクルにおいて、複数
の蒸発器15と複数の圧縮機11とを共通のライン16により
接続し、そして、全ての圧縮機11が最低蒸発温度（−10
℃）に合わせて冷媒を吸入し、各々の凝縮器12における
冷却器（熱交換器）の冷媒（冷却水）の供給量を調整す
るか、もしくは蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）17によって蒸
発圧力を調整するものがある。

【０００６】他の冷却システムとしては、図３に示され
るように、各々の冷却負荷に対して圧縮機11等の冷凍サ
イクルを個別に設置して、固定的な負荷の割当を行うも
のがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２に示される冷却シ
ステムは、全ての圧縮機11が最低蒸発温度（−10℃）に
合わせて冷媒を吸入するので、多くの消費動力を必要と
し、また、任意の圧縮機11により任意の冷却負荷を選択
的に担うことができないので、最適な負荷の分配を行う
ことができず、この点でも多くの消費動力を必要とする
問題がある。

【０００８】図３に示される冷却システムは、故障等に
より使用できなくなった圧縮機11がある場合、その圧縮
機に係る冷凍サイクルも使用できず、その冷凍サイクル
をバックアップする手段もない。

【０００９】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、最高蒸発温度による冷凍機消費動力の低減と、最
適負荷の分配による冷凍機消費動力の低減と、全圧縮機
バックアップシステムによる信頼性の向上とを図ること
を目的とするものである。

【００１０】〔発明の構成〕

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、各サイクル専
用の圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を有した複数
の独立した冷凍サイクルによる冷却システムにおいて、
複数の圧縮機の吸入側にあって蒸発温度別に設けられた
複数の蒸発温度別ラインと、この複数の蒸発温度別ライ
ンと複数の圧縮機との間にそれぞれ設けられた一つの圧
縮機につき複数の吸入ラインと、この複数の吸入ライン
にそれぞれ設けられた弁とを備えた冷却システムであ
る。

【００１２】

【作用】本発明は、各吸入ラインに設けられた弁の開閉
または絞り度を選択することにより、どの圧縮機も自身
に最も適合する蒸発温度別ラインから各々の最高蒸発温
度にて冷媒を吸入し、また、どの圧縮機でも最も適する
蒸発温度の冷却負荷を担うことができ、さらに、使用で
きない圧縮機がある場合は、他の圧縮機によりバックア
ップする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１に示される実施例を参照
して詳細に説明する。

【００１４】複数の冷凍サイクルが、圧縮機11、凝縮器
12、受液器13、膨張弁14および蒸発器15によりそれぞれ
構成されている。

【００１５】この各冷凍サイクルにおいて、各圧縮機11
の吸入側に複数の蒸発温度別ライン21，22，23，24が、
例えば５℃、０℃、−５℃、−10℃の蒸発温度別に設け
られている。この複数の蒸発温度別ライン21，22，23，
24と複数の圧縮機11との間には、一つの圧縮機につき複
数の吸入ライン31，32，33，34がそれぞれ設けられてい
る。この各圧縮機11の複数の吸入ライン31，32，33，34
には、この吸入ラインの開閉または絞り調整に使用され
る自動弁41，42，43，44がそれぞれ設けられている。こ
の弁41，42，43，44は、手動弁にしてもよい。

【００１６】そうして、各吸入ライン31，32，33，34に
設けられた弁41，42，43，44の開閉または絞り度を選択
または調整することにより、どの圧縮機11も自身に最も
適合する蒸発温度別ライン21，22，23，24から各々の最
高蒸発温度にて冷媒を吸入できるから、後述するように
その消費動力を低減できる。また、上記弁41，42，43，
44の開閉を選択することにより、どの圧縮機11でも最も
適する蒸発温度の冷却負荷を担うことができるように、
蒸発温度別ライン21，22，23，24を選択して、最適な負
荷の分配を行うことができる。さらに、故障等により使
用できない圧縮機がある場合でも、全圧縮機が相互にバ
ックアップし得る。

【００１７】次に、効果の一例を示すと、全冷凍サイク
ルの凝縮温度Ｔc を４０℃としたとき、蒸発温度Ｔe が
５℃、０℃、−５℃、−10℃の各温度における冷凍機消
費動力の冷却原単位は、以下の表１のようになる。

【００１８】

【表１】

【００１９】これに対し、全ての圧縮機11が−10℃で冷
媒を吸入すると、−10℃の冷却原単位（１．３２ｋＷｈ
／ＪＲＴ）で全ての負荷を賄うことになる。本システム
は、各圧縮機11が各々の最高蒸発温度で冷媒を吸入する
ことにより、その分、原単位の低減を図ることができる
とともに、自動弁41〜44の設置により各圧縮機間のバッ
クアップシステムを組むことができる。

【００２０】なお、この種のシステムで、凝縮温度の異
なる冷凍サイクルが混在する場合は凝縮圧力も異なり、
異なった凝縮圧力を持つ冷凍サイクル間で冷媒の移動が
生じ得るので、そのような場合は、図１に示されるよう
に、各受液器13の間に弁51およびポンプ52を設け、この
弁51およびポンプ52を制御して、どの蒸発器15に対しも
任意の受液器13から凝縮液をいつでも補給できるように
しておくと、各冷凍サイクルによって異なった凝縮圧力
を維持したまま、受液器13間で凝縮液を過不足のないよ
うに再分配することができる。このように、各冷凍サイ
クルが個別の凝縮圧力を維持して個別の凝縮温度を確保
すると、前記冷却原単位をさらに低減することができ
る。

【００２１】さらに、前記圧縮機11の大きさ（冷凍機容
量）を数種類用意しておけば、前記最適負荷分配の効果
をさらに向上できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、複数の圧縮機の吸入側
に複数の蒸発温度別ラインを設け、弁により、蒸発温度
を選択できるようにしたから、各圧縮機は自身に適合す
る最高蒸発温度にて冷媒を吸入することにより消費動力
を低減できるとともに、どの圧縮機でも全負荷を担うこ
とができるように最適な負荷の分配を行うことができ
る。また、全圧縮機を相互にバックアップできるので、
システムの信頼性を向上できる。さらに、本発明は、各
凝縮器の冷却手段により、各冷凍サイクルにおける凝縮
温度が異なり、凝縮圧力が異なることも想定して、単に
吸入圧力のみを考慮にいれた効率ではなく、吸入圧力お
よび吐出圧力による圧縮比の概念で各サイクルの効率を
向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却システムの一実施例を示す回路図
である。

【図２】従来の冷却システムの一例を示す回路図であ
る。

【図３】従来の冷却システムの他の例を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

11 圧縮機 21〜24 蒸発温度別ライン 31〜34 吸入ライン 41〜44 弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各サイクル専用の圧縮機、凝縮器、膨張
   弁および蒸発器を有した複数の独立した冷凍サイクルに
   よる冷却システムにおいて、 複数の圧縮機の吸入側にあって蒸発温度別に設けられた
   複数の蒸発温度別ラインと、 この複数の蒸発温度別ラインと複数の圧縮機との間にそ
   れぞれ設けられた一つの圧縮機につき複数の吸入ライン
   と、 この複数の吸入ラインにそれぞれ設けられた弁とを具備
   したことを特徴とする冷却システム。