JP3619764B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の圧縮機を備えた冷凍装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧縮機を並列に接続した冷凍装置は、特開2000−88368号公報に記載されたものがある。
【0003】
また、この冷凍装置と同種のもので、半密閉型の圧縮機を並列接続し、凝縮器と減圧装置そして利用側機器の蒸発器とを環状に接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述の半密閉型圧縮機を用いた冷凍装置では、圧縮機からの吐出管の全てがオイルセパレータにつながれ、このオイルセパレータから凝縮器につながれる管路は1本のみであった。このため、このオイルセパレータから凝縮器に至る管路中のホットガスを使用する場合には、全でのホットガスを用いるか、1部のホットガスを使用するためには新たにバイパス管を設けなければならなかった。バイパス管を設ける場合は、現地にて個別に作業する必要が生じ、望ましくない。
【0005】
本発明は、ホットガスの一部を利用できるようにした冷凍装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、並列接続された複数台の圧縮機、オイルセパレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、100%に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてON/OFF制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御するように構成したものである。
【0007】
また、請求項1記載の冷凍装置において、前記ホットガス取出部に着脱可能なU字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記U字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図1は本発明の冷凍装置の冷媒回路である。
【0010】
1A、1B、1C、1D、1EはNo.1、No.2、No.3、No.4、No.5の圧縮機で、例えば、横型の半密閉型の圧縮機を用いている。また、この圧縮機や、冷媒回路には、冷凍装置が冷蔵用として使用される場合は冷媒としてR22が、冷凍装置が冷凍用として使用される場合はR404Aが充填されている。更に、この実施例の圧縮機の能力は、図2のA機種のものとして示しているように、NO.1〜No.3の圧縮機は15.0kW、No.4の圧縮機は10.5kW、No.5の圧縮機は7.5kWの圧縮機を用いている。
【0011】
圧縮機1A、1B、1C、1D、1Eの吐出管2A、2B、2C、2D、2Eには夫々マフラー3A、3B、3C、3D、3Eがつながれている。吐出管2A、2Bにつながれた管4AはNo.1、No.2用オイルセパレータ5につながれている。吐出管2C、2D、2Eにつながれた管4Bは2つのオイルセパレータ6A、6Bにつながれている。オイルセパレータ5と空冷コンデンサ7とは管路8Aでつながれており、その途中には、ホットガス取出部9Aが形成されている。
【0012】
また、オイルセパレータ6A、6Bと空冷コンデンサ7とは管路8Bでつながれており、その途中には、ホットガス取出部9Bが形成されている。ホットガス取出部9A、9BにはU字管10A、10Bが取付けられており、このU字管が取付けられている状態ではホットガスは凝縮器を備えた空冷コンデンサ7に送られるものである。また、U字管10A、10Bが取り外され、ホットガス取出部9A、9Bに、床暖房やショーケースの下部(顧客が近づいた場合は足部)を加熱するような、ホットガスを利用する機器(図示せず)につながれた管が接続された場合には、管路8A、8Bからのホットガスの熱が利用されるものである。
【0013】
空冷コンデンサ7は、3つの凝縮器ユニット15A、15B、15Cから構成されており、16A、16B、16Cは凝縮器、17A、17B、17Cはコンデンサファン、18A、18B、18Cはバックアップ高圧スイッチである。19は可溶栓で、凝縮器内の圧力が上昇し温度が所定温度以上、例えば摂氏73度以上の時に溶解し、内部の高圧ガスを機外に放出するためのものである。
【0014】
20はレシーバタンクで、空冷コンデンサ7と管21で接続されている。22は可溶栓、23は逆止弁、24は高圧圧力計、25はフィルタドライヤ、26はモイスチャーインジケータ、27、28は利用側機器の接続部で、利用側機器としては、ショーケースや、大型冷蔵庫などが使用される。当然、この利用側機器には、蒸発器(図示せず)を備えており、図示しないが減圧装置も備えている。接続部27は液冷媒の出口となり、接続部28はガス冷媒の入り口となるものである。
【0015】
29A、29Bは夫々No.1、2用の圧縮機1A、1Bのアキュームレータ、No.3,4,5用の圧縮機1C、1D、1Eのアキュームレータ、30Aは吸込管で、吸込管31A、31Bにつながれている。30Bはアキュームレータ29Bにつながれている吸込管で、吸込管31C、31D、31Eにつながれている。
【0016】
端部28とアキュームレータ29Aをつなぐガス管32には、サービス用止弁33の設けられた管34や、サービス用止弁35や低圧圧力計36やNo.1,2用の圧縮機の圧力スイッチ37やNo.3,4用の圧力スイッチ38やNo.5用の圧力スイッチ39の設けられた管40が取付けられている。
【0017】
モイスチャーインジケータ26の取付けられているガス管41には、リキッドインジェクション用パイプ42が取付けられている。また、このパイプに分岐して接続され、夫々の圧縮機に接続された圧縮機側のリキッドインジェクション用パイプ43A、43B、43C、43D、43Eには、分岐直後に設けられたサービス用止弁(符号を付すスペースがないので、符号を付けてない)や電磁弁44A、44B、44C、44D、44Eやリキッドインジェクション用キャピラリーチューブ45A、45B、45C、45D、45Eが取付けられている。46A、46B、46C、46D、46Eは高低圧圧力スイッチである。
【0018】
また、50はオイルタンクで、オイル管51A、51Bでオイルセパレータ5、6A、6Bにつながれていると共に、オイル管52A、52B、52C、52D、52Eで夫々の圧縮機にオイルを戻すものである。更に、夫々のオイル管52A、52B、52C、52D、52Eには、サービス用止弁53A、53B、53C、53D、53Eやオイルレギュレータ54A、54B、54C、54D、54Eが取付けられている。
【0019】
すなわち、本発明の冷凍装置は、並列接続された複数台の圧縮機1A、1B、1C、1D、1E、オイルセパレータ5、6A、6B、凝縮器16A、16B、16C、減圧装置(図示せず)、蒸発器(図示せず)を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータ5、6A、6Bと凝縮器16A、16B、16Cとをつなぐ複数の管路8A、8Bを設け、これらの管路8A、8Bの夫々には(或いは何れか一方には)、ホットガスを利用する機器(図示せず)につながれるホットガス取出部9A、9Bを設けたものである。
【0020】
また、本発明の冷凍装置は、複数のオイルセパレータ5、6A、6Bを備えると共に、このオイルセパレータ5、6A、6Bに流れるホットガスの量が夫々異るようにつながれる圧縮機の能力や台数を設定したものである。つまり、オイルセパレータに5流れるホットガスはNo.1と2の圧縮機1A、1Bの2台分、合計30.0kW分のホットガスが流れ、管路8Aにも同量のホットガスが流れるものである。また、オイルセパレータ、6A、6BにはNo.3と4と5との圧縮機1C、1D、1Eの3台分、合計33.0kW分のホットガスが流れ、管路8Bにも同量のホットガスが流れるものである。
【0021】
このように構成された冷凍装置では、接続部27、28に利用側機器が接続されて使用されるものである。また、接続される利用側機器や他の条件によっては、使用するホットガスを、多く利用したり、少なめに利用したりすることがある。例えば、利用側機器として冷蔵用ショーケースが使用された場合は、顧客がこのケースに近づいてもそう寒く感じることはないと云うことで、ホットガス取出部10Aに床暖房用の配管を接続して30.0kW分のホットガスを利用し、利用側機器として冷凍用ショーケースが使用された場合は、顧客がこのケースに近づくと寒く感じるかもしれないと予想されこれを解消するため、ホットガス取出部10A、10Bに床暖房用の配管や温風用の配管を接続して全出力分の63.0kW分のホットガスを利用するものである。
【0022】
このように、ホットガス取出部10A、10Bが夫々の管路8A、8Bに設けられており、しかも、夫々の管路からのホットガスの量は異なるため、使用者の希望や使用形態により、一方の管路8A、8Bから、あるいは両方の管路8A、8Bからホットガスを取り出して利用することができるものである。これにより、ホットガスの量を選択して使用することができるので、使用者の要望や、つながれる利用側機器に応じた冷凍装置を構成することができるものである。
【0023】
このように構成された冷凍装置の制御、特に圧縮機の制御は、次に説明する一例のように制御される。
【0024】
No.1とNo.2の圧縮機1A、1Bは最優先で運転されるように(カットイン/カットアウト)設定されているため、例えば、夜間や冬季などのように、利用側機器の負荷が小さいときにでもその運転が停止されることは殆ど無いのが一般的である。これにより、床暖房として利用されるホットガスの供給もホットガス取出部から継続的に供給されるものである。つまり、圧縮機1A、1Bは常時運転されていると考えて差し支えなく、その運転率も100%に近い運転率である。
【0025】
これに対してNo.3,4,5の3台の圧縮機1C、1D、1Eは、利用側機器の負荷に応じて容量制御、即ちON/OFF制御されるもので、圧縮機1A、1Bの100%に近い運転率に比べるとやや運転率が低いものである。
【0026】
このため、この冷凍装置では、オイルセパレータ5、6A、6Bと凝縮器16A、16B、16Cとをつなぐ管路8A、8Bを複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路8Aには、ホットガスを利用する機器につながれるホットガス取出部10Aを設けると共に、この管路8Aにつながれた圧縮機1A、1Bの運転率を、他方の管路につながれた圧縮機1C、1D、1Eの運転率よりも、100%に近づけて制御するように構成すると共に、他方の管路8Bにつながれている圧縮機1C、1D、1Eの運転を制御、例えば0N/0FF制御するように構成しているものである。
【0027】
このように、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部9Aを設けた管路8Aにつながれる圧縮機1A、1Bの運転率を100%に近づけて制御するように構成しているので、ホットガスを利用する機器の運転も100%に近い運転にすることができ、ホットガスを利用する機器の快適性を損なう恐れを最小限に抑えることができる。
【0028】
また、低負荷時の低圧カットイン/カットアウト設定値を変更することにより、No.3,4,5の圧縮機1C,1D,1Eを優先することもできる。
【0029】
尚、この冷凍装置の容量制御の例としてON/OFF制御すると説明したが、例えば、吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すようなアンロード運転により容量制御を行って構わない。
【0030】
図2は本発明の冷凍装置における圧縮機の能力の組み合わせを示す説明図である。前述したように、この実施例のA機種では、NO.1〜No.3の圧縮機は15.0kW、No.4の圧縮機は10.5kW、No.5の圧縮機は7.5kWの圧縮機を用いている。
【0031】
このA機種と異る組み合わせの圧縮機を備えたB機種や、C機種も、1例として説明図に示す。
【0032】
B機種は最大能力が67.5kWのもので、C機種は最大能力が70.5kWのもので、何れもA機種よりも、能力の大きな冷凍装置に使用される圧縮機の組み合わせである。
【0033】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、100%に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてON/OFF制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御するように構成したので、ホットガスを利用する機器の運転も100%に近い運転にすることができ、ホットガスを利用する機器の快適性を損なう恐れを最小限に抑えることができる上、他方の管路につながれている圧縮機の運転を容量制御するので、ホットガスを利用する機器を運転しつつ、冷凍装置の必要とする負荷に応じた運転も行うことができる。
【0034】
請求項2に記載の冷凍装置によれば、請求項1記載の冷凍装置において、前記ホットガス取出部に着脱可能なU字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記U字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続するようにしたので、ホットガス取出口とホットガス戻り口が同じ位置になり、前記機器につながれた管の接続作業性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷凍装置の冷媒回路図である。
【図2】同冷凍装置における圧縮機の能力の組み合わせを示す説明図である。
【符号の説明】
1A、1B、1C、1D、1E 圧縮機
5、6A、6B オイルセパレータ
8A、8B 管路
9A、9B ホットガス取出部
16A、16B、16C 凝縮器
Claims (2)
- 並列接続された複数台の圧縮機、オイルセパレータ、凝縮器、減圧装置、蒸発器を環状に配管接続して冷凍サイクルを構成した冷凍装置において、前記オイルセパレータを複数備えて、これらのオイルセパレータと凝縮器とをつなぐ管路を複数設け、これらの管路の少なくとも一方の管路には、ホットガスを利用する機器に管でつながれるホットガス取出部を設けると共に、この管路につながれた圧縮機の運転率を、他方の管路につながれた圧縮機の運転率よりも、100%に近づけて運転制御し、そして他方の管路につながれた圧縮機の運転を利用側機器の負荷に応じてON/OFF制御により、あるいは吐出させたホットガスの一部を再び圧縮機に戻すアンロード運転により容量制御することを特徴とする冷凍装置。
- 前記ホットガス取出部に着脱可能なU字管を取り付け、前記ホットガス取出部にホットガスを利用する機器を接続する際は、前記U字管を取り外し、前記機器につながれた管を前記ホットガス取出部に接続することを特徴とする請求項1記載の冷凍装置。
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