JP3360362B2 - 冷凍装置 - Google Patents
冷凍装置Info
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- JP3360362B2 JP3360362B2 JP18367693A JP18367693A JP3360362B2 JP 3360362 B2 JP3360362 B2 JP 3360362B2 JP 18367693 A JP18367693 A JP 18367693A JP 18367693 A JP18367693 A JP 18367693A JP 3360362 B2 JP3360362 B2 JP 3360362B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/02—Details of evaporators
- F25B2339/024—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
- F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements
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- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液冷媒を開放するシェ
ルの内部に多数の伝熱管を配管した満液式蒸発器を備え
た冷凍装置に関する。
ルの内部に多数の伝熱管を配管した満液式蒸発器を備え
た冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平１−２５６７６０号公報に
開示され、且つ図３に示すように、液冷媒を開放するシ
ェルＳの内部に多数の伝熱管Ｔを配管した満液式蒸発器
Ｅを備え、その上流側に、低負荷時にシェルＳの冷媒液
位が全ての伝熱管Ｔを濡らす高位置に確保し得る開口径
をもつ固定絞りＣと、高負荷時にシェルＳに付設するフ
ロートスイッチＦの検出液位の低下により開放して冷媒
液位を高位置に復帰させる電磁弁Ｖとを並列に備え、低
負荷時及び高負荷時双方について、シェルＳの冷却液位
が高位置に保たれるように制御している。
開示され、且つ図３に示すように、液冷媒を開放するシ
ェルＳの内部に多数の伝熱管Ｔを配管した満液式蒸発器
Ｅを備え、その上流側に、低負荷時にシェルＳの冷媒液
位が全ての伝熱管Ｔを濡らす高位置に確保し得る開口径
をもつ固定絞りＣと、高負荷時にシェルＳに付設するフ
ロートスイッチＦの検出液位の低下により開放して冷媒
液位を高位置に復帰させる電磁弁Ｖとを並列に備え、低
負荷時及び高負荷時双方について、シェルＳの冷却液位
が高位置に保たれるように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のもので
は、低負荷時及び高負荷時双方について、シェルＳの冷
媒液位が伝熱管Ｔを濡らす高位置に保たれるため、冷媒
と伝熱管Ｔに流す被冷却媒体との伝熱面積Ａは高値に保
持できるが、低負荷時は、高負荷時に対し、減少する冷
媒循環量に見合って冷媒の沸騰現象も不活発になるた
め、伝熱管Ｔ周りの境界層を十分に打ち破るほどの活発
な熱交換を期待できず、このため、伝熱係数Ｋが悪化
し、低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒の
蒸発温度と被冷却媒体の温度との差Δｔｍを比較的大き
く確保する必要がある。
は、低負荷時及び高負荷時双方について、シェルＳの冷
媒液位が伝熱管Ｔを濡らす高位置に保たれるため、冷媒
と伝熱管Ｔに流す被冷却媒体との伝熱面積Ａは高値に保
持できるが、低負荷時は、高負荷時に対し、減少する冷
媒循環量に見合って冷媒の沸騰現象も不活発になるた
め、伝熱管Ｔ周りの境界層を十分に打ち破るほどの活発
な熱交換を期待できず、このため、伝熱係数Ｋが悪化
し、低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒の
蒸発温度と被冷却媒体の温度との差Δｔｍを比較的大き
く確保する必要がある。
【０００４】即ち、伝熱量Ｑは、次の数式１で示すよう
に、伝熱係数Ｋ、伝熱面積Ａ、温度差Δｔｍの積で表さ
れ、低負荷時、伝熱面積Ａは高負荷時と同様に高値に保
持できても、伝熱係数Ｋが高負荷時の例えば８０００に
対して４０００〜３０００程度と大きく低下するため、
低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、結局、温度
差Δｔｍを大きくする必要がある。
に、伝熱係数Ｋ、伝熱面積Ａ、温度差Δｔｍの積で表さ
れ、低負荷時、伝熱面積Ａは高負荷時と同様に高値に保
持できても、伝熱係数Ｋが高負荷時の例えば８０００に
対して４０００〜３０００程度と大きく低下するため、
低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、結局、温度
差Δｔｍを大きくする必要がある。
【０００５】
【数１】
【０００６】従って、温度差Δｔｍを大きくするには、
冷媒の蒸発温度を小さくする必要があり、このため、圧
縮比が大きくなって、システム全体の効率が悪化する問
題が起こるのである。
冷媒の蒸発温度を小さくする必要があり、このため、圧
縮比が大きくなって、システム全体の効率が悪化する問
題が起こるのである。
【０００７】本発明は、従来のようなシェル内の冷媒液
面を一定に保つ制御では全くなく、低負荷時に、敢えて
高負荷時よりも冷媒液面を下げることにより、伝熱面積
は多少犠牲にしても、伝熱係数が大きく低下するのを抑
制し、全体として、必要伝熱量を確保するのに要する冷
媒の蒸発温度を高めに設定できるようにし、システム全
体の効率を上げることができる冷凍装置を提供すること
を目的とする。
面を一定に保つ制御では全くなく、低負荷時に、敢えて
高負荷時よりも冷媒液面を下げることにより、伝熱面積
は多少犠牲にしても、伝熱係数が大きく低下するのを抑
制し、全体として、必要伝熱量を確保するのに要する冷
媒の蒸発温度を高めに設定できるようにし、システム全
体の効率を上げることができる冷凍装置を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、上記目的を達成
するため、請求項１記載の発明は、負荷に応じて容量制
御する圧縮機（１）、該圧縮機（１）の吐出側に接続す
る凝縮器（２）、該凝縮器（２）の出口側に接続する給
液制御弁（３）、該給液制御弁（３）から流出する液冷
媒を開放するシェル（４１）及びその内部に配管され冷
水を流す多数の伝熱管（４２）をもつ満液式蒸発器
（４）を備えた冷凍装置において、高負荷時、前記給液
制御弁（３）の開度を大きくして前記シェル（４１）の
冷媒液位を高くし、低負荷時、前記給液制御弁（３）の
開度を小さくして前記シェル（４１）の冷媒液位を低く
する液位変更手段（５）を備え、前記シェル（４１）の
冷媒液位を低くした状態では、伝熱管（４２）の一部が
冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体は減るが、前記シェ
ル（４１）内での沸騰による液面変動は冷媒液の上層部
分で起こり、この上層部分の伝熱管（４２）の本数は大
きく変わらず、伝熱面積Ａの減少度合いは少なく、給液
制御弁（３）が、温度式膨張弁（３０）と、この膨張弁
（３０）と並列に接続する電磁弁（３１，３２）とから
成り、液位変更手段（５）が、前記電磁弁（３１，３
２）を開閉する開閉制御器であることを特徴とする冷凍
装置である。
するため、請求項１記載の発明は、負荷に応じて容量制
御する圧縮機（１）、該圧縮機（１）の吐出側に接続す
る凝縮器（２）、該凝縮器（２）の出口側に接続する給
液制御弁（３）、該給液制御弁（３）から流出する液冷
媒を開放するシェル（４１）及びその内部に配管され冷
水を流す多数の伝熱管（４２）をもつ満液式蒸発器
（４）を備えた冷凍装置において、高負荷時、前記給液
制御弁（３）の開度を大きくして前記シェル（４１）の
冷媒液位を高くし、低負荷時、前記給液制御弁（３）の
開度を小さくして前記シェル（４１）の冷媒液位を低く
する液位変更手段（５）を備え、前記シェル（４１）の
冷媒液位を低くした状態では、伝熱管（４２）の一部が
冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体は減るが、前記シェ
ル（４１）内での沸騰による液面変動は冷媒液の上層部
分で起こり、この上層部分の伝熱管（４２）の本数は大
きく変わらず、伝熱面積Ａの減少度合いは少なく、給液
制御弁（３）が、温度式膨張弁（３０）と、この膨張弁
（３０）と並列に接続する電磁弁（３１，３２）とから
成り、液位変更手段（５）が、前記電磁弁（３１，３
２）を開閉する開閉制御器であることを特徴とする冷凍
装置である。
【０００９】この場合、簡易な構成で、しかも、連続し
た給液制御も成し得ながら、上記目的を達成するため、
請求項２記載の発明は、温度式膨張弁（３０）は、圧縮
機（１）の吸入通路（１０）に付設される感温筒（３０
ａ）を有し、給液制御弁（３）は、温度式膨張弁（３
０）と並列に接続される第一および第二制御弁（３１，
３２）を有し、液位変更手段（５）は、前記高負荷時、
第一および第二制御弁（３１，３２）を開き、前記低負
荷時、第一制御弁（３１）を開き、第二制御弁（３２）
を閉じ、前記低負荷時よりもさらに低い極低負荷時、第
一および第二制御弁（３１，３２）を閉じることを特徴
とする。
た給液制御も成し得ながら、上記目的を達成するため、
請求項２記載の発明は、温度式膨張弁（３０）は、圧縮
機（１）の吸入通路（１０）に付設される感温筒（３０
ａ）を有し、給液制御弁（３）は、温度式膨張弁（３
０）と並列に接続される第一および第二制御弁（３１，
３２）を有し、液位変更手段（５）は、前記高負荷時、
第一および第二制御弁（３１，３２）を開き、前記低負
荷時、第一制御弁（３１）を開き、第二制御弁（３２）
を閉じ、前記低負荷時よりもさらに低い極低負荷時、第
一および第二制御弁（３１，３２）を閉じることを特徴
とする。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明では、低負荷時、シェル４
１の冷媒液位が、少ない冷媒循環量に見合って高負荷時
よりも低位にされ、伝熱管４２の一部が冷媒液から露出
し、伝熱面積Ａ自体は減るが、伝熱管４２の一本あたり
の沸騰現象を活発化させることができ、伝熱係数Ｋの大
きな低下を防止できる。伝熱管４２はシェル４１の内部
に多数配設されており、冷媒液位を低下させても、沸騰
による液面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この上層
部分の伝熱管４２の本数は大きく変わらないから、実質
的に、伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。こうして、低
負荷時の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積は、冷媒液位を
高位置に保持する従来のものに比べて、すなわち冷媒液
位が高位置にある高負荷時に比べて、大きくすることが
でき、低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒
の蒸発温度と被冷却媒体の温度との差Δｔｍを従来のも
のより小さくすることができる。これにより、冷媒の蒸
発温度を高めに設定でき、圧縮比を小さくすることがで
きて、システム全体の効率を上げることができる。
１の冷媒液位が、少ない冷媒循環量に見合って高負荷時
よりも低位にされ、伝熱管４２の一部が冷媒液から露出
し、伝熱面積Ａ自体は減るが、伝熱管４２の一本あたり
の沸騰現象を活発化させることができ、伝熱係数Ｋの大
きな低下を防止できる。伝熱管４２はシェル４１の内部
に多数配設されており、冷媒液位を低下させても、沸騰
による液面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この上層
部分の伝熱管４２の本数は大きく変わらないから、実質
的に、伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。こうして、低
負荷時の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積は、冷媒液位を
高位置に保持する従来のものに比べて、すなわち冷媒液
位が高位置にある高負荷時に比べて、大きくすることが
でき、低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒
の蒸発温度と被冷却媒体の温度との差Δｔｍを従来のも
のより小さくすることができる。これにより、冷媒の蒸
発温度を高めに設定でき、圧縮比を小さくすることがで
きて、システム全体の効率を上げることができる。
【００１１】電磁弁３１，３２の開閉制御によりシェル
４１への給液量を変更でき、シェル４１の冷媒液位を簡
易に変更することができる。しかも、温度式膨張弁３０
により、連続した給液制御も確保できるため、安定した
制御を行うこともできる。特に本発明に従えば、低負荷
になるにつれて、シェル４１の冷媒液位が低くなり、伝
熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体は
減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現象を活発化さ
せることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下を防止でき、
沸騰による液面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この
上層部分の伝熱管４２の本数は大きく変わらないから、
伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。したがって低負荷時
の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積を、前述のように冷媒
液位を高位置に保持する前述の先行技術に比べて大きく
することができるのである。請求項２記載の発明では、
温度式膨張弁３０の感温筒３０ａが圧縮機１の吸入通路
１０に付設されており、液位変更手段５によって、温度
式膨張弁３０に並列に接続された第一および第二制御弁
３１，３２が選択的に開閉制御され、特に極低負荷時、
第一および第二制御弁３１，３２のいずれもが閉じられ
て膨張弁３０のみを経てシェル４１に給液され、こうし
て広い負荷変動範囲にわたって、シェル４１の冷媒液位
を制御することができる。
４１への給液量を変更でき、シェル４１の冷媒液位を簡
易に変更することができる。しかも、温度式膨張弁３０
により、連続した給液制御も確保できるため、安定した
制御を行うこともできる。特に本発明に従えば、低負荷
になるにつれて、シェル４１の冷媒液位が低くなり、伝
熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体は
減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現象を活発化さ
せることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下を防止でき、
沸騰による液面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この
上層部分の伝熱管４２の本数は大きく変わらないから、
伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。したがって低負荷時
の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積を、前述のように冷媒
液位を高位置に保持する前述の先行技術に比べて大きく
することができるのである。請求項２記載の発明では、
温度式膨張弁３０の感温筒３０ａが圧縮機１の吸入通路
１０に付設されており、液位変更手段５によって、温度
式膨張弁３０に並列に接続された第一および第二制御弁
３１，３２が選択的に開閉制御され、特に極低負荷時、
第一および第二制御弁３１，３２のいずれもが閉じられ
て膨張弁３０のみを経てシェル４１に給液され、こうし
て広い負荷変動範囲にわたって、シェル４１の冷媒液位
を制御することができる。
【００１２】
【実施例】図１に示す冷凍装置は、ターボ式の圧縮機
１、その吐出側に接続する水冷式の凝縮器２、その出口
側に接続する給液制御弁３、該弁３の出口側に接続する
満液式蒸発器４を備える。満液式蒸発器４は、図２にも
示すように、給液制御弁３から流出する液冷媒を開放す
る円筒形のシェル４１と、その内部で管板４ａ，４ｂの
間に配管する多数の伝熱管４２、並びに、該伝熱管４２
に冷房用水を流す冷水取入部４３及び冷水取出部４４を
備える。図１において、冷水取出部４４に接続する冷水
出口管４４ａには、冷水の出口温度を検出して負荷を知
る検出器６を備え、検出負荷に基づき、圧縮機１の吸入
通路１０に設けるサクションベーン１１の開度をベーン
コントローラ７及びベーンモータ８を介して調節し、吸
入風量を増減して容量制御を行うようにしている。
１、その吐出側に接続する水冷式の凝縮器２、その出口
側に接続する給液制御弁３、該弁３の出口側に接続する
満液式蒸発器４を備える。満液式蒸発器４は、図２にも
示すように、給液制御弁３から流出する液冷媒を開放す
る円筒形のシェル４１と、その内部で管板４ａ，４ｂの
間に配管する多数の伝熱管４２、並びに、該伝熱管４２
に冷房用水を流す冷水取入部４３及び冷水取出部４４を
備える。図１において、冷水取出部４４に接続する冷水
出口管４４ａには、冷水の出口温度を検出して負荷を知
る検出器６を備え、検出負荷に基づき、圧縮機１の吸入
通路１０に設けるサクションベーン１１の開度をベーン
コントローラ７及びベーンモータ８を介して調節し、吸
入風量を増減して容量制御を行うようにしている。
【００１３】以上の構成で、ベーンコントローラ７から
ベーン開度を入力し、そのベーン開度が最大に開かれ
て、１００％ロードで運転される高負荷時、給液制御弁
３の開度を大きくしてシェル４１の冷媒液位を高くし、
ベーン開度が小さく絞られて、例えば５０％ロードや１
０％ロードで運転される低負荷時、給液制御弁３の開度
を負荷の程度に応じて小さくし、シェル４１の冷媒液位
を低くする液位変更手段５を設ける。
ベーン開度を入力し、そのベーン開度が最大に開かれ
て、１００％ロードで運転される高負荷時、給液制御弁
３の開度を大きくしてシェル４１の冷媒液位を高くし、
ベーン開度が小さく絞られて、例えば５０％ロードや１
０％ロードで運転される低負荷時、給液制御弁３の開度
を負荷の程度に応じて小さくし、シェル４１の冷媒液位
を低くする液位変更手段５を設ける。
【００１４】この場合、給液制御弁３は、可変弁開度式
の電動弁等を用いて構成することも可能だが、このもの
では、感温筒３０ａを吸入通路１０側に付設する温度式
膨張弁３０と、この膨張弁３０と並列に接続する第一電
磁弁３１及び第二電磁弁３２とで構成しており、液位変
更手段５は、各電磁弁３１，３２を、例えば次の表１に
示すように開閉する開閉制御器で構成することとしてい
る。
の電動弁等を用いて構成することも可能だが、このもの
では、感温筒３０ａを吸入通路１０側に付設する温度式
膨張弁３０と、この膨張弁３０と並列に接続する第一電
磁弁３１及び第二電磁弁３２とで構成しており、液位変
更手段５は、各電磁弁３１，３２を、例えば次の表１に
示すように開閉する開閉制御器で構成することとしてい
る。
【００１５】
【表１】
【００１６】こうして、低負荷になるにつれて、第一，
第二電磁弁３１，３２が順次閉じられて、シェル４１へ
の給液量が減り、該シェル４１の冷媒液位が、少ない冷
媒循環量に見合って順次低位に制御される。このため、
伝熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体
は減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現象を活発化
させることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下を防止でき
る。すなわち、伝熱管４２はシェル４１の内部に多数配
設されており、冷媒液位を低下させても、沸騰による液
面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この上層部分の伝
熱管４２の本数は大きく変わらないから、実質的に、伝
熱面積Ａの減少度合いは少なく、低負荷時の伝熱係数Ｋ
と伝熱面積Ａとの積は、冷媒液位を高位置に保持する従
来のものに比べて大きくすることができる。こうして、
低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒の蒸発
温度と被冷却媒体たる冷水温度との差Δｔｍを従来のも
のより小さくでき、冷媒の蒸発温度を高めに設定するこ
とができて、圧縮比を小さくすることができ、システム
全体の効率を上げることができる。
第二電磁弁３１，３２が順次閉じられて、シェル４１へ
の給液量が減り、該シェル４１の冷媒液位が、少ない冷
媒循環量に見合って順次低位に制御される。このため、
伝熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自体
は減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現象を活発化
させることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下を防止でき
る。すなわち、伝熱管４２はシェル４１の内部に多数配
設されており、冷媒液位を低下させても、沸騰による液
面変動は冷媒液の上層部分で起こり、この上層部分の伝
熱管４２の本数は大きく変わらないから、実質的に、伝
熱面積Ａの減少度合いは少なく、低負荷時の伝熱係数Ｋ
と伝熱面積Ａとの積は、冷媒液位を高位置に保持する従
来のものに比べて大きくすることができる。こうして、
低負荷時に必要な伝熱量Ｑを確保するには、冷媒の蒸発
温度と被冷却媒体たる冷水温度との差Δｔｍを従来のも
のより小さくでき、冷媒の蒸発温度を高めに設定するこ
とができて、圧縮比を小さくすることができ、システム
全体の効率を上げることができる。
【００１７】因に、低負荷時の必要伝熱量Ｑを２８００
００ｋｃａｌ／ｈとすると、本願では、伝熱係数Ｋが高
負荷時の例えば８０００に対し同程度の高値例えば７８
００程度に維持でき、伝熱面積Ａは高負荷時の例えば１
０に対し少し低下した９程度の減少に止めることがで
き、冷媒の蒸発温度と被冷却媒体たる冷水温度との温度
差Δｔｍは約４℃となる。これに対し、冷媒液位を高位
に保つ従来のものでは、伝熱係数Ｋが例えば３０００程
度と大きく低下し、伝熱面積Ａは１０に維持できても、
温度差Δｔｍは９．３℃となる。ここに、温度差Δｔｍ
は、次の数式２で表すように、被冷却媒体たる冷水の入
出口温度差を考慮した対数平均温度差を表し、被冷却媒
体たる冷水の入口温度を例えば１２℃、出口温度を例え
ば７℃とすると、本願の温度差Δｔｍ＝４℃を確保する
ための冷媒の蒸発温度ＴＥは約５℃となり、従来の温度
差Δｔｍ＝９．３℃を確保するための冷媒の蒸発温度Ｔ
Ｅは約０℃となり、本願では、蒸発温度を高めに設定で
きることになる。
００ｋｃａｌ／ｈとすると、本願では、伝熱係数Ｋが高
負荷時の例えば８０００に対し同程度の高値例えば７８
００程度に維持でき、伝熱面積Ａは高負荷時の例えば１
０に対し少し低下した９程度の減少に止めることがで
き、冷媒の蒸発温度と被冷却媒体たる冷水温度との温度
差Δｔｍは約４℃となる。これに対し、冷媒液位を高位
に保つ従来のものでは、伝熱係数Ｋが例えば３０００程
度と大きく低下し、伝熱面積Ａは１０に維持できても、
温度差Δｔｍは９．３℃となる。ここに、温度差Δｔｍ
は、次の数式２で表すように、被冷却媒体たる冷水の入
出口温度差を考慮した対数平均温度差を表し、被冷却媒
体たる冷水の入口温度を例えば１２℃、出口温度を例え
ば７℃とすると、本願の温度差Δｔｍ＝４℃を確保する
ための冷媒の蒸発温度ＴＥは約５℃となり、従来の温度
差Δｔｍ＝９．３℃を確保するための冷媒の蒸発温度Ｔ
Ｅは約０℃となり、本願では、蒸発温度を高めに設定で
きることになる。
【００１８】
【数２】
【００１９】尚、上記実施例では、液位変更手段５に、
ベーンコントローラ７からベーン開度を入力させて負荷
の検出を行ったが、冷水出口温度を検出する負荷検出器
６を直接入力させて、冷水出口温度から負荷を検出する
ようにしてもよいし、冷水取入部４３に接続する冷水入
口管４３ａに負荷検出器６を介装して、これを入力さ
せ、冷水入口温度から負荷を検出するようにしてもよ
い。
ベーンコントローラ７からベーン開度を入力させて負荷
の検出を行ったが、冷水出口温度を検出する負荷検出器
６を直接入力させて、冷水出口温度から負荷を検出する
ようにしてもよいし、冷水取入部４３に接続する冷水入
口管４３ａに負荷検出器６を介装して、これを入力さ
せ、冷水入口温度から負荷を検出するようにしてもよ
い。
【００２０】又、上記実施例では、圧縮機１にターボ式
のものを用いたが、スクロール式でもロータリー式でも
よく、圧縮機１の型式は限定されるものではないし、
又、容量制御機構もサクションベーン１１の開度変更に
よる他、バイパス方式その他の方式であってもよいのは
勿論である。
のものを用いたが、スクロール式でもロータリー式でも
よく、圧縮機１の型式は限定されるものではないし、
又、容量制御機構もサクションベーン１１の開度変更に
よる他、バイパス方式その他の方式であってもよいのは
勿論である。
【００２１】
【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、低
負荷時、シェル４１の冷媒液位を、少ない冷媒循環量に
見合って高負荷時よりも低位にするため、伝熱管４２の
一本あたりの沸騰現象を活発化させることができ、伝熱
係数を高値に維持できて、低負荷時に必要な伝熱量を確
保するのに要する冷媒の蒸発温度を高めに設定でき、シ
ステム全体の効率を上げることができる。
負荷時、シェル４１の冷媒液位を、少ない冷媒循環量に
見合って高負荷時よりも低位にするため、伝熱管４２の
一本あたりの沸騰現象を活発化させることができ、伝熱
係数を高値に維持できて、低負荷時に必要な伝熱量を確
保するのに要する冷媒の蒸発温度を高めに設定でき、シ
ステム全体の効率を上げることができる。
【００２２】電磁弁３１，３２の開閉制御により、シェ
ル４１の冷媒液位を簡易に変更することができ、しか
も、温度式膨張弁３０により連続した給液制御も確保で
きて安定した制御を行うこともできる。特に本発明によ
れば、低負荷になるにつれて、シェル４１の冷媒液位が
低くなり、伝熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱
面積Ａ自体は減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現
象を活発化させることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下
を防止でき、沸騰による液面変動は冷媒液の上層部分で
起こり、この上層部分の伝熱管４２の本数は大きく変わ
らないから伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。したがっ
て、低負荷時の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積を、前述
のように冷媒液位を高位置に保持する前述の先行技術に
比べて大きくすることができるのである。また本発明に
よれば、温度式膨張弁３０の感温筒３０ａが圧縮機１の
吸入通路１０に付設されており、液位変更手段５によっ
て、温度式膨張弁３０に並列に接続された第一および第
二制御弁３１，３２が選択的に開閉制御され、特に極低
負荷時、第一および第二制御弁３１，３２のいずれもが
閉じられて膨張弁３０のみを経てシェル４１に給液さ
れ、こうして広い負荷変動範囲にわたって、シェル４１
の冷媒液位を制御することができる。
ル４１の冷媒液位を簡易に変更することができ、しか
も、温度式膨張弁３０により連続した給液制御も確保で
きて安定した制御を行うこともできる。特に本発明によ
れば、低負荷になるにつれて、シェル４１の冷媒液位が
低くなり、伝熱管４２の一部が冷媒液から露出し、伝熱
面積Ａ自体は減るが、伝熱管４２の一本あたりの沸騰現
象を活発化させることができ、伝熱係数Ｋの大きな低下
を防止でき、沸騰による液面変動は冷媒液の上層部分で
起こり、この上層部分の伝熱管４２の本数は大きく変わ
らないから伝熱面積Ａの減少度合いは少ない。したがっ
て、低負荷時の伝熱係数Ｋと伝熱面積Ａとの積を、前述
のように冷媒液位を高位置に保持する前述の先行技術に
比べて大きくすることができるのである。また本発明に
よれば、温度式膨張弁３０の感温筒３０ａが圧縮機１の
吸入通路１０に付設されており、液位変更手段５によっ
て、温度式膨張弁３０に並列に接続された第一および第
二制御弁３１，３２が選択的に開閉制御され、特に極低
負荷時、第一および第二制御弁３１，３２のいずれもが
閉じられて膨張弁３０のみを経てシェル４１に給液さ
れ、こうして広い負荷変動範囲にわたって、シェル４１
の冷媒液位を制御することができる。
【図１】本発明に係る冷凍装置の配管図。
【図２】同冷凍装置に備える満液式蒸発器の断面図。
【図３】従来の冷凍装置の配管図。
１；圧縮機、２；凝縮器、３；給液制御弁、３０；温度
式膨張弁、３１；第一電磁弁、３２；第二電磁弁、４；
満液式蒸発器、４１；シェル、４２；伝熱管，５；液位
変更手段
式膨張弁、３１；第一電磁弁、３２；第二電磁弁、４；
満液式蒸発器、４１；シェル、４２；伝熱管，５；液位
変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 1/00 F25B 1/053 F25B 39/02
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷に応じて容量制御する圧縮機
（１）、該圧縮機（１）の吐出側に接続する凝縮器
（２）、該凝縮器（２）の出口側に接続する給液制御弁
（３）、該給液制御弁（３）から流出する液冷媒を開放
するシェル（４１）及びその内部に配管され冷水を流す
多数の伝熱管（４２）をもつ満液式蒸発器（４）を備え
た冷凍装置において、 高負荷時、前記給液制御弁（３）の開度を大きくして前
記シェル（４１）の冷媒液位を高くし、低負荷時、前記
給液制御弁（３）の開度を小さくして前記シェル（４
１）の冷媒液位を低くする液位変更手段（５）を備え、 前記シェル（４１）の冷媒液位を低くした状態では、伝
熱管（４２）の一部が冷媒液から露出し、伝熱面積Ａ自
体は減るが、前記シェル（４１）内での沸騰による液面
変動は冷媒液の上層部分で起こり、この上層部分の伝熱
管（４２）の本数は大きく変わらず、伝熱面積Ａの減少
度合いは少なく、 給液制御弁（３）が、温度式膨張弁（３０）と、この膨
張弁（３０）と並列に接続する電磁弁（３１，３２）と
から成り、 液位変更手段（５）が、前記電磁弁（３１，３２）を開
閉する開閉制御器であることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項２】 温度式膨張弁（３０）は、 圧縮機（１）の吸入通路（１０）に付設される感温筒
（３０ａ）を有し、 給液制御弁（３）は、 温度式膨張弁（３０）と並列に接続される第一および第
二制御弁（３１，３２）を有し、 液位変更手段（５）は、 前記高負荷時、第一および第二制御弁（３１，３２）を
開き、 前記低負荷時、第一制御弁（３１）を開き、第二制御弁
（３２）を閉じ、 前記低負荷時よりもさらに低い極低負荷時、第一および
第二制御弁（３１，３２）を閉じることを特徴とする請
求項１記載の冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367693A JP3360362B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367693A JP3360362B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735420A JPH0735420A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3360362B2 true JP3360362B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=16139981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18367693A Expired - Fee Related JP3360362B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360362B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100376786B1 (ko) * | 2000-07-29 | 2003-03-19 | 만도공조 주식회사 | 터보 냉동기의 냉매량 제어장치 |
| JP5495499B2 (ja) | 2008-02-27 | 2014-05-21 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機および冷凍システムならびにこれらの制御方法 |
| JP5155953B2 (ja) * | 2009-06-19 | 2013-03-06 | 荏原冷熱システム株式会社 | ターボ冷凍機 |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP18367693A patent/JP3360362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735420A (ja) | 1995-02-07 |
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|---|---|---|---|
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