JP2559409B2

JP2559409B2 - 冷凍装置

Info

Publication number: JP2559409B2
Application number: JP62140426A
Authority: JP
Inventors: 良則井上; 正雄遠藤; 晋司三浦; 斉和三宅
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1987-06-04
Filing date: 1987-06-04
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPS63306369A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は冷凍装置、詳しくは、圧縮機と凝縮器として
作用する第１液体用熱交換器と、蒸発器として作用する
第２液体用熱交換器と、凝縮器又は蒸発器として作用す
る空気用熱交換器とを備えた冷凍装置に関する。

（従来の技術）従来、凝縮器として作用する第１水用熱交換器と蒸発
器として作用する第２水用熱交換器とを用い、冷水と温
水とを同時に得るようにした熱回収運転が行なえなが
ら、更に凝縮器又は蒸発器として作用する空気用熱交換
器を用い、冷水のみを得る冷水運転又は温水のみを得る
温水運転が行なえるようにしたものは、例えば特開昭52
−140045号公報に示されているようにすでに知られてい
る。

この従来例は、第５図に示した通り、圧縮機（CP）の
吐出側に、三方弁（V₁）を介して凝縮器となる第１水用
熱交換器（Ａ）の入口と、凝縮器又は蒸発器となる空気
用熱交換器（Ｂ）の第１出入口（P₁）とを並列に接続
し、吸込側に、三方弁（V₂）を介して前記空気用熱交換
器（Ｂ）の第１出入口（P₁）と、蒸発器となる第２水用
熱交換器（Ｃ）の出口とを並列に接続すると共に、前記
第１水用熱交換器（Ａ）の出口を前記空気用熱交換器
（Ｂ）の第２出入口（P₂）に、受液器（Ｒ）を介して膨
張機能及び閉鎖機能をもつ流量制御器（Ｄ）をもった連
絡路（Ｅ）により連通させ、また、前記第１水用熱交換
器（Ａ）の出口を、前記第２水用熱交換器（Ｃ）の入口
に、前記受液器（Ｒ）を介して膨張機能及び閉鎖機能を
もつ流量制御器（Ｆ）をもつ連結路（Ｇ）により連通さ
せたものである。

尚、第５図において（Ｓ）は油分離器、（Ｈ）はアキ
ュムレータである。

しかして、以上の構成において、前記三方弁（V₁）
（V₂）の切換えで圧縮機（CP）を実線矢印の如く、前記
第１及び第２水用熱交換器（Ａ）（Ｃ）にのみ連通させ
ることにより、冷温水を同時に得ることのできる熱回収
運転が行なえるし、また、前記圧縮機（CP）を点線矢印
の如く前記空気用熱交換器（Ｂ）と第２水用熱交換器
（Ｃ）とに連通させることにより冷水のみを得る冷水運
転が行なえ、また、前記圧縮機（CP）を、鎖線矢印の如
く前記第１水用熱交換器（Ａ）と空気用熱交換器（Ｂ）
とに連通させることにより温水のみを得る温水運転が行
なえるのである。

（発明が解決しようとする問題点）所が、前記した従来例では、第５図に示したように、
前記空気用熱交換器（Ｂ）の第１出入口（P₁）を、前記
三方弁（V₁）を介して圧縮機（CP）の吐出側と、前記三
方弁（V₂）を介して圧縮機（CP）の吸込側とに接続する
と共に、第２出入口（P₂）を前記連絡路（Ｅ）を介して
第１水用熱交換器（Ａ）の出口に接続するものであるか
ら、冷水運転を行なう場合、つまり前記空気用熱交換器
（Ｂ）を凝縮器として用いる場合には、点線矢印の如く
第１出入口（P₁）から高圧ガス冷媒が入って第２出入口
（P₂）から流出するのに対し、温水運転を行なう場合、
つまり、前記空気用熱交換器（Ｂ）を蒸発器として用い
る場合には、鎖線矢印の如く前記第２出入口（P₂）から
低圧液冷媒が入って第１出入口（P₁）から流出すること
になり、運転の変更により前記空気用熱交換器（Ｂ）を
流れる冷媒の流れ方向が逆となるのである。

所で、前記空気用熱交換器（Ｂ）は複数の熱交換管
（ｂ）を、ファンにより通過する空気の流れ（矢印Ｘ方
向）に沿って複数列並設し、第１出入口（P₁）と第２出
入口（P₂）との一方が空気の流れの入口側に位置し、他
方が空気の流れの出口側に位置するように構成してい
る。

従って、斯かる構成の空気用熱交換器を前記した冷凍
装置に用いると、凝縮器として使用する場合と蒸発器と
して使用する場合とで冷媒の流れが逆となるため、凝縮
器として用いる際に、対向流とした場合蒸発器として用
いる場合には並行流となり、この結果、ガス冷媒の出口
温度が空気の出口温度により制限され、対向流に対する
場合に比較して蒸発温度が低下し、能力がそれだけ低下
するのであり、また、逆に蒸発器として用いる際に対向
流とした場合、凝縮器として用いる場合には並行流とな
り、このため液冷媒の出口温度が空気の出口温度により
制限され、対向流にする場合に比較して凝縮温度及び高
圧圧力が上昇し、成績係数が低下するのであって、前記
空気用熱交換器を有効に利用できない問題があった。

本発明の目的は、凝縮器又は蒸発器として用いる空気
用熱交換器を、何れの場合でも対向流として、その熱交
換性能を向上し、前記空気用熱交換器を有効に利用でき
るようにする点にある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記した問題点を解決するため、圧縮機
（１）と凝縮器として作用する第１液体用熱交換器
（２）と、蒸発器として作用する第２液体用熱交換器
（４）と、凝縮器又は蒸発器として作用する空気用熱交
換器（３）とを備えた冷凍装置において、前記第１液体
用熱交換器（２）入口側と空気用熱交換器（３）の入口
側とを前記圧縮機（１）の吐出側に第１切換手段を介し
て並列に接続すると共に、前記空気用熱交換器（３）の
出口側と第２液体用熱交換器（４）の出口側とを圧縮機
（１）の吸込側に第２切換手段を介して並列に接続する
一方、前記第１液体用熱交換器（２）の出口側を、前記
空気用熱交換器（３）の入口側と、前記第２液体用熱交
換器（４）の入口側とに、膨張機構をもった第１及び第
２通路（13）（16）を介して接続し、かつ、前記空気用
熱交換器（３）の出口側から、前記第２通路（16）の膨
張機構の入口側に向ってのみ高圧液冷媒を流通させる第
３通路（23）を設けたのである。

（作用）前記第１及び第２切換手段の切換操作により、冷水運
転と温水運転とが行なえながら、前記空気用熱交換器
（３）を凝縮器として用いる冷水運転における冷媒の流
れと、蒸発器として用いる温水運転における冷媒の流れ
とは同じ流れにして、何れの運転でも空気流と対向流に
できるのである。

即ち、前記冷水運転において圧縮機（１）から高圧ガ
ス冷媒が前記空気用熱交換器（３）に入る入口は、前記
温水運転において前記第１液体用熱交換器（２）から前
記第１通路（13）を経て前記空気用熱交換器（３）に入
る低圧液冷媒の入口となり、何れの場合でも前記空気用
熱交換器（３）を通過する空気流に対し対向流で冷媒を
流通させられるのであって、熱交換性能を向上し、前記
空気用熱交換器（３）を有効に利用できるのである。

（実施例）本発明冷凍装置の基本構造は、第１図に示したよう
に、圧縮機（１）の吐出側に、凝縮器として作用する第
１水用熱交換器（２）と凝縮器又は蒸発器として作用す
る空気用熱交換器（３）とを第１切換手段を介して並列
に接続すると共に、前記圧縮機（１）の吸込側に、前記
空気用熱交換器（３）と蒸発器となる第２液体用熱交換
器（４）とを第２切換手段を介して並列に接続し、前記
第１及び第２液体用熱交換器（２）（４）を用い、冷水
と温水とを同時に供給する熱回収運転と、前記空気用熱
交換器（３）を凝縮器として用い、冷水のみを得る冷水
運転と、前記空気用熱交換器（３）を蒸発器として用い
温水のみを得る温水運転とを可能にするものである。

しかして、第１図に示した第１実施例は、前記第１切
換手段として電磁弁（５）（６）（７）を用い、また、
第２切換手段として電磁弁（８）と逆止弁（９）とを用
いると共に、前記第１液体用熱交換器（２）の出口管
（10）に、三方電磁弁（11）を介して膨張弁（12）をも
った第１通路（13）と、受液器（14）及び膨張弁（15）
をもった第２通路（16）とを接続して、前記第１通路
（13）を前記空気用熱交換器（３）の入口側、つまり、
圧縮機（１）の吐出管（17）に接続する高圧ガス管（1
8）に接続し、また、前記第２通路（16）を前記第２液
体用熱交換器（４）の入口側に接続し、前記第１液体用
熱交換器（２）の出口側を、前記空気用熱交換器（３）
の入口側と第２液体用熱交換器（４）の入口側とに選択
的に連通させるのである。

そして、前記第２通路（16）における前記三方電磁弁
（11）から受液器（14）に至る経路と、前記空気用熱交
換器（３）の出口側即ち、前記圧縮機（１）の吸入管
（19）とサクションアキュムレータ（20）を介して接続
する低圧ガス管（21）の接続側との間に電磁弁（22）を
もった第３通路（23）を設け、前記第２液体用熱交換器
（４）の入口側を、前記第１液体用熱交換器（２）の出
口側と空気用熱交換器（３）の出口側とに第２通路（1
6）及び第３通路（23）を介して接続するのである。

又、第１実施例における前記第１液体用熱交換器
（２）は、液体として水を用い、２槽式となっていて第
１槽（2a）により給湯用温水を形成して給湯配管（30）
を接続し、第２槽（2b）から暖房用温水を形成して、温
水配管（31）を接続するようになっており、これら各槽
（2a）（2b）の入口側には、それぞれ前記電磁弁（５）
（６）をもった高圧ガス管（24）（25）を接続してい
る。

また、前記第２液体用熱交換器（４）は連続氷スラリ
ー製氷器を構成するもので、この熱交換器（４）には、
冷水蓄熱槽（32）を、ポンプ（33）をもった冷水入口管
（34）と冷水出口管（35）とを介して接続しており、前
記蓄熱槽（32）には、冷房用ファンコイル（36）を冷水
往管（37）とポンプ（38）をもった冷水戻管（39）によ
り接続している。尚、前記冷水とは、単に水の他、水に
特殊溶液を混入した液体を含む概念である。

また、前記第２液体用熱交換器（４）は満液式熱交換
器を用いるものであって、吸入管（19）の途中には、前
記サクションアキュムレータ（20）を介装し、液滴が圧
縮機（１）に液バックするのを防止ている。そして、こ
のアキュムレータ（20）と前記受液器（14）との間には
逆止弁（41）をもった液戻管（42）を介装し、圧縮機
（１）停止時、前記アキュムレータ（20）で分離した液
冷媒を前記受液器（14）に戻すようにしている。

尚、第１図において（43）は吐出管（17）に設ける油
分離器、（44）は吸入管熱交換器、（45）は空気用熱交
換器に付設するファンである。

次に以上の如く構成する第１実施例の作用を説明す
る。

先ず、冷水と温水とを同時に得る熱回収運転は、電磁
弁（７）（８）及び（22）を閉じ、電磁弁（５）（６）
の一方又は両方を開くと共に、三方電磁弁（11）を第２
通路（16）に切換えることにより行なえるのである。

この場合、圧縮機（１）から吐出されるガス冷媒は、
実線矢印の如く前記第１液体用熱交換器（２）に入って
凝縮し、給湯用温水及び／又は暖房用温水を生成するの
であり、凝縮した液冷媒は出口管（10）、三方電磁弁
（11）、第２通路（16）、受液器（14）、吸入管熱交換
器（44）及び膨張弁（15）を経て前記第２液体用熱交換
器（４）に入って蒸発し、冷水又はスラリー状氷を生成
するのである。

そして、蒸発したガス冷媒は吸入管（19）を介してサ
クションアキュムレータ（20）及び吸入管熱交換器（4
4）を通り圧縮機（１）に戻り以後このサイクルを繰返
すのである。

また、冷水又はスラリー状氷を形成する冷水運転は、
電磁弁（５）（６）及び（８）を閉じ、電磁弁（７）
（22）を開くことにより行なうのである。

この場合、圧縮機（１）から吐出されるガス冷媒は、
点線矢印の如く高圧ガス管（18）を経て前記空気用熱交
換器（３）に入って凝縮し、凝縮した液冷媒は前記第３
通路（23）、第２通路（16）、受液器（14）、吸入管熱
交換器（44）及び膨張弁（45）を経て前記第２液体用熱
交換器（４）に入って蒸発し、冷水又はスラリー状氷を
生成するのである。

また、温水のみを形成する温水運転は、前記電磁弁
（７）（22）を閉じ、電磁弁（５）（６）の一方又は両
方及び電磁弁（８）を開くと共に、前記三方電磁弁（1
1）を第１通路（13）に切換えることにより行なうので
ある。

この場合、圧縮機（１）から吐出されるガス冷媒は、
鎖線に示した如く前記第１液体用熱交換器（２）に入っ
て凝縮し、給湯用温水及び／又は暖房用温水を生成する
のであり、凝縮した液冷媒は、前記第１通路（13）、膨
張弁（12）を経て、前記した冷水運転時、高圧ガス冷媒
が入る入口と同じ入口から前記空気用熱交換器（３）に
入って蒸発するのである。

そして、蒸発したガス冷媒は、低圧ガス管（21）、サ
クションアキュムレータ（20）、吸入管熱交換器（44）
を経て、吸入管（19）から圧縮機（１）に戻るのであ
る。

尚、前記した熱回収運転において、前記電磁弁（７）
（22）を開くことにより、圧縮機（１）から吐出される
吐出ガス冷媒の一部は空気用熱交換器（３）にも流れて
凝縮させることも可能であって、夏期において温水が余
剰になる場合、凝縮熱を前記空気用熱交換器（３）から
放出して冷温水を同時に得る冷水主体の一部熱回収運転
が行なえるのである。

しかして、以上の運転において、前記空気用熱交換器
（３）を凝縮器として用いる冷水運転時の高圧ガス冷媒
の流れと、蒸発器として用いる温水運転時の低圧ガス冷
媒の流れとは点線及び鎖線矢印のように同一流れとなる
のである。

そして、前記空気用熱交換器（３）は、第４図に示す
ようにその熱交換チューブ（3a）を前記ファン（45）に
よる空気流れに沿って上流側と下流側にわたり複数本列
状に配設し、かつ、前記空気流の下流側（出口側）に位
置する前記熱交換チューブ（3a）に、前記高圧ガス管
（18）及び第１通路（13）を接続し、また、前記空気流
の上流側（入口側）に、前記低圧ガス管（21）及び第３
通路（23）を接続するのであるから、前記空気用熱交換
器（３）を凝縮器として用いる場合及び蒸発器として用
いる場合の何れも、冷媒流れを空気流れに対し対向流に
できるのである。

従って、前記空気用熱交換器（３）を用いる何れの運
転においても、冷媒温度と空気温度とを充分とることが
でき、前記空気用熱交換器（３）の熱交換性能を向上で
き、該空気用熱交換器（３）を有効に利用できるのであ
る。

尚、以上説明した第１実施例は、前記第１切換手段と
して電磁弁（５）（６）（７）を用い、また、第２切換
手段として電磁弁（８）及び逆止弁（９）を用いている
が、第２図に示した第２実施例のようにこれらに代えて
三方弁（51）（52）を用いてもよい。

更に、前記第1,2実施例では、前記第１水用熱交換器
（２）の出口管（10）に、三方電磁弁（11）を介して第
１及び第２通路（13）（16）を接続し、この三方電磁弁
（11）により、前記出口管（10）を前記第１及び第２通
路（13）（16）の一方と選択的に切換えるようにしてい
るが、その他、第３図のように、出口管（10）に逆止弁
（53）を設けると共に、第１及び第２通路（13）（16）
に電磁弁（54）（55）を設けてもよい。

この実施例において、第３通路（23）を、第３図のよ
うに前記逆止弁（53）と受液器（14）との間に接続する
場合には、前記第３通路（23）の電磁弁は、逆止弁（5
6）に代えることができる。

また、第３図に示した第３実施例は、前記第１及び第
２通路（13）（16）を受液器（14）に接続しており、前
記出口管（10）を第１通路（13）に切換える場合でも、
前記受液器（14）を経て前記空気用熱交換器（３）に液
冷媒が流れるようにしている。

又、第2,3実施例においては、前記第１液体用熱交換
器（２）を１槽式のものを用いているが、第１実施例と
同様２槽式としてもよい。

また、以上の各実施例において第３通路（23）は、第
1,2図に示した三方電磁弁（11）と受液器（14）との間
の第２通路（16）又は第３図に示した逆止弁（53）と受
液器（14）との間の出口管（10）に接続しているが、要
は第２通路（16）の膨張弁（15）の入口側に接続すれば
よい。

更に、第１図において、前記三方電磁弁（11）の代り
に２つの二方弁を用いることもできるのであって、この
２つの二方弁及び電磁弁（８）を開放し、かつ電磁弁
（22）を閉にすることにより、第２液体用熱交換（４）
及び空気用熱交換器（３）を蒸発器とする温水主体の一
部熱回収運転が行なえる。

（発明の効果）本発明は、以上の如く前記第１液体用熱交換器（２）
入口側と空気用熱交換器（３）の入口側とを前記圧縮機
（１）の吐出側に第１切換手段を介して並列に接続する
と共に、前記空気用熱交換器（３）の出口側と第２液体
用熱交換器（４）の出口側とを圧縮機（１）の吸込側に
第２切換手段を介して並列に接続する一方、前記第１液
体用熱交換器（２）の出口側を、前記空気用熱交換器
（３）の入口側と、前記第２液体用熱交換器（４）の入
口側とに、膨張機構をもった第１及び第２通路（13）
（16）を介して接続し、前記空気用熱交換器（３）の出
口側から、前記第２通路（16）の膨張機構の入口側に向
ってのみ高圧液冷媒を流通させる第３通路（23）を設け
たことを特徴とするものであるから、前記空気用熱交換
器（３）を凝縮器として用いる冷水運転時における冷媒
流れと、蒸発器として用いる温水運転時における冷媒流
れとを同じ流れとして、空気流に対し対向流にできるの
である。

従って、凝縮器として用いる際に並行流となる場合の
高圧温度、高圧圧力の上昇や、蒸発器として用いる際に
並行流となる場合の低圧圧力、低圧温度の低下が生じ、
能力低下するのを防止でき、前記空気用熱交換器（３）
の熱交換性能を常に向上でき、有効な利用が可能となる
のである。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明装置の第１実施例を示す配管系統図、第
２図は第２実施例を示す配管系統図、第３図は第３実施
例を示す配管系統図、第４図は空気用熱交換器の一例を
示す図、第５図は従来例を示す配管系統図である。（１）……圧縮機（２）……第１液体用熱交換器（３）……空気用熱交換器（４）……第２液体用熱交換器（13）……第１通路（16）……第２通路（23）……第３通路

フロントページの続き (72)発明者三浦晋司大阪市東区本町４丁目27番地株式会社竹中工務店内 (72)発明者三宅斉和堺市金岡町1304番地ダイキン工業株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献特開昭60−119737（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−143838（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−173953（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−6833（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮機（１）と凝縮器として作用する第１
液体用熱交換器（２）と、蒸発器として作用する第２液
体用熱交換器（４）と、凝縮器又は蒸発器として作用す
る空気用熱交換器（３）とを備えた冷凍装置において、
前記第１液体用熱交換器（２）入口側と空気用熱交換器
（３）の入口側とを前記圧縮機（１）の吐出側に第１切
換手段を介して並列に接続すると共に、前記空気用熱交
換器（３）の出口側と第２液体用熱交換器（４）の出口
側とを圧縮機（１）の吸込側に第２切換手段を介して並
列に接続する一方、前記第１液体用熱交換器（２）の出
口側を、前記空気用熱交換器（３）の入口側と、前記第
２液体用熱交換器（４）の入口側とに、膨張機構をもっ
た第１及び第２通路（13）（16）を介して接続し、か
つ、前記空気用熱交換器（３）の出口側から前記第２通
路（16）の膨張機構の入口側に向ってのみ高圧液冷媒を
流通させる第３通路（23）を設けたことを特徴とする冷
凍装置。