JP3632124B2

JP3632124B2 - Refrigeration equipment

Info

Publication number: JP3632124B2
Application number: JP2000308873A
Authority: JP
Inventors: 雅章竹上; 光史和田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP2002115920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍装置に関し、特に、運転開始時の始動対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、利用側との間で循環する熱媒体（ブライン）の冷却を冷凍サイクルにより行う冷凍装置が、いわゆるチリングユニットとして知られている。例えば、特開平５−２８０８０９号公報には、冷却したブラインで工作機械の冷却を行う冷凍装置が開示されている。具体的に、上記冷凍装置は、圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器を順次接続して構成される冷媒回路を備え、該冷媒回路の蒸発器と利用側である工作機械との間でブラインを循環させ、蒸発器において冷媒がブラインから吸熱することによってブラインの冷却を行っている。
【０００３】
上記冷凍装置の凝縮器においては、冷却水を使用して冷媒を冷却することが一般的に行われ、上記冷凍装置の起動時には、圧縮機を起動させるのと同時に冷却水を凝縮器に流通させると共に、蒸発器にブラインを流通させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記冷凍装置において、冷却運転の開始時について何らの対策も考慮されていないため、運転異常が起こり易いという問題があった。例えば、圧縮機の起動と同時に冷却水を凝縮器に供給し始めているので、凝縮器の温度が高くなると圧縮機の吐出側の冷媒圧力が上昇する。この結果、圧縮機に過剰な負荷がかかり、圧縮機の耐久性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い運転開始を行うようにすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、運転開始時に、圧縮機の起動前に所定の動作を行うようにしたものである。
【０００７】
具体的に、第１の解決手段は、圧縮機（21）と凝縮器（22）と膨張機構（71）と蒸発器（72）とが接続されて冷媒が循環する冷媒回路（20）と、冷却媒体が流れ、該冷却媒体が上記凝縮器（22）に冷熱を供給すると共に、冷却熱交換器（41）を有する冷却系統（40）と、上記冷却熱交換器（41）で、又は冷却熱交換器（41）と上記冷媒回路（20）の蒸発器（72）とで冷却された熱媒体を利用側に供給すると共に、熱媒体が過冷却されると該熱媒体を加熱する加熱手段（73）を備えた利用側系統（70）と、運転開始時に、少なくとも圧縮機（21）の起動前に所定の熱媒体が上記加熱手段（73）を流れるように利用側系統（70）の循環を開始する開始制御手段（75）とを備えている。
【０００８】
さらに、該開始制御手段（75）は、利用側系統（70）の循環を開始すると共に、利用側に供給する熱媒体の温度が所定温度より高温であると、冷却媒体が冷却熱交換器（41）を流れるように冷却系統（40）を制御する。
【０００９】
また、第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、利用側系統（70）は、所定温度に冷却された低温側の熱媒体を利用側に供給する低温側回路（60）に構成され、冷媒回路（20）の膨張機構（71）及び蒸発器（72）は、低温側回路（60）の熱媒体を冷却する低温側膨張機構（E2）及び低温側蒸発器（24）に構成される一方、上記冷媒回路（20）には、低温側膨張機構（E2）及び低温側蒸発器（24）と並列に高温側膨張機構（E1）及び高温側蒸発器（23）が設けられ、該高温側蒸発器（23）には、低温側回路（60）の低温側の熱媒体より高温に冷却された高温側の熱媒体を利用側に供給する高温側回路（50）が接続され、該高温側回路（50）は、冷却系統（40）に設けられた冷却熱交換器（41）で、又は該冷却熱交換器（41）と冷媒回路（20）の高温側蒸発器（23）とで冷却されるように構成されている。
【００１０】
また、第３の解決手段は、上記第１の解決手段において、利用側系統（70）は、所定温度に冷却された高温側の熱媒体を利用側に供給する高温側回路（50）に構成され、冷媒回路（20）の膨張機構（71）及び蒸発器（72）は、高温側回路（50）の熱媒体を冷却する高温側膨張機構（E1）及び高温側蒸発器（23）に構成される一方、上記冷媒回路（20）には、高温側膨張機構（E1）及び高温側蒸発器（23）と並列に低温側膨張機構（E2）及び低温側蒸発器（24）が設けられ、該低温側蒸発器（24）には、高温側回路（50）の高温側の熱媒体より低温に冷却された低温側の熱媒体を利用側に供給する低温側回路（60）が接続されている。
【００１１】
すなわち、上記第１の解決手段では、冷媒回路（20）の蒸発器（72）及び冷却系統（40）の冷却熱交換器（41）のうち、少なくとも冷却熱交換器（41）において熱媒体を冷却する。運転開始時には、開始制御手段（75）が、圧縮機（21）の起動前に熱媒体が利用側系統（70）を循環するように制御する。従って、圧縮機（21）が起動する前に所定の熱媒体が加熱手段（73）を冷却し、該加熱手段（73）の余熱を取り除く。
【００１２】
さらに、上記開始制御手段（75）が、圧縮機（21）の起動前に利用側系統（70）の循環を開始すると共に、利用側に供給する熱媒体の温度が所定温度より高温のときに、冷却媒体が冷却熱交換器（41）を流れるように冷却系統（40）を制御する。従って、熱媒体が加熱手段（73）の余熱を取り除く一方、所定温度の熱媒体が利用側系統（70）を流れる。
【００１３】
また、上記第２の解決手段では、上記第１の解決手段において、凝縮器（22）で冷却系統（40）の冷却媒体から冷熱を受けた冷媒が、低温側蒸発器（24）において低温側回路（60）の熱媒体を冷却する。該低温側回路（60）では、所定温度に冷却された低温側の熱媒体を利用側に供給する。特に、上記第３の解決手段においては、低温側回路（60）の熱媒体が過冷却されると、加熱手段（73）が熱媒体を加熱する。
【００１４】
一方、冷媒回路（20）の高温側蒸発器（23）及び冷却系統（40）の冷却熱交換器（41）のうち、少なくとも冷却熱交換器（41）において、高温側回路（50）の熱媒体を冷却する。該高温側回路（50）では、所定温度に冷却された高温側の熱媒体を利用側に供給する。
【００１５】
また、上記第３の解決手段では、上記第１の解決手段において、冷媒回路（20）の高温側蒸発器（23）及び冷却系統（40）の冷却熱交換器（41）のうち、少なくとも冷却熱交換器（41）において、高温側回路（50）の熱媒体を冷却する。該高温側回路（50）では、所定温度に冷却された高温側の熱媒体を利用側に供給する。特に、上記第６の解決手段においては、高温側回路（50）の熱媒体が過冷却されると、加熱手段（73）が熱媒体を加熱する。
【００１６】
一方、冷媒回路（20）の冷媒が、低温側蒸発器（24）において低温側回路（60）の熱媒体を冷却する。該低温側回路（60）では、所定温度に冷却された低温側の熱媒体を利用側に供給する。
【００１７】
【発明の効果】
従って、上記第１、第２、第３の解決手段によれば、圧縮機（21）の起動前に熱媒体を循環させるようにしたために、加熱手段（73）の余熱を取り除くことにより、該加熱手段（73）の異常昇温を防止することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【００１８】
さらに、利用側に供給する熱媒体の温度が所定温度より高温のときに、冷却熱交換器（41）において熱媒体を冷却するようにしたために、運転開始時に、確実に所定温度の熱媒体を利用側に供給することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る冷凍装置により構成された、ブラインのチリングユニットである。
【００２０】
図１に示すように、上記チリングユニット（10）は、冷媒回路（20）、冷却系統である冷却水回路（40）、高温側回路である第１回路（50）、低温側回路である第２回路（60）、及びコントローラ（80）を備えている。上記第１回路（50）又は第２回路（60）が利用側系統（70）を構成している。このチリングユニット（10）は、半導体の製造工程におけるシリコンウェハーの冷却を行うために、温度レベルの異なる第１ブラインと第２ブラインとを、利用側である半導体の生産設備に供給するためのものである。
【００２１】
《冷媒回路》
上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）、凝縮器（22）、高温側膨張機構である第１膨張弁（E1）、高温側蒸発器である第１蒸発器（23）、低温側膨張機構である第２膨張弁（E2）、低温側蒸発器である第２蒸発器（24）及びアキュームレータ（25）を配管接続して構成されている。上記第１膨張弁（E1）又は第２膨張弁（E2）が膨張機構（71）を構成している。上記第１蒸発器（23）又は第２蒸発器（24）が蒸発器（72）を構成している。上記第１膨張弁（E1）及び第１蒸発器（23）と、第２膨張弁（E2）及び第２蒸発器（24）とは、冷媒回路（20）において並列に接続されている。この冷媒回路（20）には、Ｒ４０７Ｃが冷媒として充填されている。冷媒回路（20）では、この冷媒が相変化しつつ循環し、冷凍サイクルが行われる。
【００２２】
上記冷媒回路（20）において、圧縮機（21）の吐出側は、吐出ガス配管（31）を介して凝縮器（22）における冷媒流路（22a）の上端に接続されている。凝縮器（22）における冷媒流路（22a）の下端には、液配管（32）の一端が接続されている。液配管（32）は、他端側で２つの分岐管に分岐されている。液配管（32）の第１分岐管（32a）は、第１膨張弁（E1）を介して、第１蒸発器（23）における１次側流路（23a）の上端に接続されている。一方、液配管（32）の第２分岐管（32b）は、第２膨張弁（E2）を介して、第２蒸発器（24）における１次側流路（24a）の上端に接続されている。
【００２３】
第１蒸発器（23）と第２蒸発器（24）とは、吸入ガス配管（33）を介して圧縮機（21）の吸入側に接続されている。具体的に、吸入ガス配管（33）は、一端側で２つの分岐管に分岐されている。そして、吸入ガス配管（33）は、その第１分岐管（33a）が第１蒸発器（23）における１次側流路（23a）の下端に接続され、その第２分岐管（33b）が第２蒸発器（24）における１次側流路（24a）の下端に接続されている。また、吸入ガス配管（33）の他端は、アキュームレータ（25）を介して圧縮機（21）の吸入側に接続されている。
【００２４】
上記第１膨張弁（E1）及び第２膨張弁（E2）は、モータで駆動されて開度が変更される、いわゆる電子膨張弁により構成されている。
【００２５】
上記凝縮器（22）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されている。凝縮器（22）には、冷媒流路（22a）と冷却水流路（22b）とが区画形成されている。この凝縮器（22）は、冷媒流路（22a）の冷媒と冷却水流路（22b）の冷却水とを熱交換させ、この熱交換によって冷媒を凝縮させるためのものである。
【００２６】
上記第１蒸発器（23）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されている。第１蒸発器（23）には、１次側流路（23a）と２次側流路（23b）とが区画形成されている。この第１蒸発器（23）は、１次側流路（23a）の冷媒と２次側流路（23b）のブラインとを熱交換させ、この熱交換によってブラインを冷却するためのものである。
【００２７】
上記第２蒸発器（24）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されている。第２蒸発器（24）には、１次側流路（24a）と２次側流路（24b）とが区画形成されている。この第２蒸発器（24）は、１次側流路（24a）の冷媒と２次側流路（24b）のブラインとを熱交換させ、この熱交換によってブラインを冷却するためのものである。
【００２８】
上記圧縮機（21）は、全密閉型のスクロール圧縮機（21）によって、容量可変に構成されている。つまり、この圧縮機（21）の電動機には、図外のインバータを介して電力が供給される。そして、インバータの出力周波数を調節して電動機の回転数を変更することにより、圧縮機（21）の容量が変更される。また、上記圧縮機（21）は、冷媒加熱手段であるクランクケースヒータ（21a）を備えている。
【００２９】
更に、上記冷媒回路（20）には、液冷媒導入管（34）、ガス冷媒導入管（35）、第３膨張弁（E3）、及び第４膨張弁（E4）が設けられている。
【００３０】
上記液冷媒導入管（34）の一端は、上記液配管（32）における第１及び第２膨張弁（E1,E2）の上流側に接続されている。また、液冷媒導入管（34）の他端は、上記吸入ガス配管（33）におけるアキュームレータ（25）の上流側に接続されている。液冷媒導入管（34）には、第３膨張弁（E3）が設けられている。この第３膨張弁（E3）は、上述の電子膨張弁によって構成されている。
【００３１】
上記ガス冷媒導入管（35）の一端は、上記吐出ガス配管（31）に接続されている。また、液冷媒導入管（34）の他端は、上記吸入ガス配管（33）におけるアキュームレータ（25）の上流側に接続されている。ガス冷媒導入管（35）には、第４膨張弁（E4）が設けられている。この第４膨張弁（E4）は、上述の電子膨張弁によって構成されている。
【００３２】
《冷却水回路》
上記冷却水回路（40）は、流入配管（42）及び流出配管（43）を備えている。また、冷却水回路（40）には、冷却熱交換器（41）が接続されている。この冷却水回路（40）では、上記凝縮器（22）及び冷却熱交換器（41）と、図外の冷却塔との間で冷却媒体である冷却水が循環する。
【００３３】
上記流入配管（42）の一端は、図外のポンプを介して冷却塔に接続されている。また、流入配管（42）は、他端側で２つの分岐管に分岐されている。流入配管（42）の第１分岐管（42a）は、第１電動弁（S1）を介して冷却熱交換器（41）における冷却水流路（41b）の下端に接続されている。一方、流入配管（42）の第２分岐管（42b）は、第２電動弁（S2）を介して凝縮器（22）における冷却水流路（22b）の下端に接続されている。
【００３４】
上記冷却熱交換器（41）と凝縮器（22）とは、流出配管（43）を介して冷却塔に接続されている。具体的に、流出配管（43）は、その一端側で２つの分岐管に分岐されている。流出配管（43）の第１分岐管（43a）は、冷却熱交換器（41）における冷却水流路（41b）の上端に接続されている。一方、流入配管（42）の第２分岐管（43b）は、凝縮器（22）における冷却水流路（22b）の上端に接続されている。また、流入配管（42）は、その他端が図外の冷却塔に接続されている。
【００３５】
上記冷却熱交換器（41）は、いわゆるプレート式熱交換器により構成されている。冷却熱交換器（41）には、冷却水流路（41b）とブライン流路（41a）とが区画形成されている。この冷却熱交換器（41）は、冷却水流路（41b）の冷却水とブライン流路（41a）のブラインとを熱交換させ、この熱交換によってブラインを冷却するためのものである。
【００３６】
《第１回路、第２回路》
上記第１回路（50）は、冷却熱交換器（41）、第１蒸発器（23）、第１ヒータ（52）、及び第１タンク（53）を順に配管接続して構成された閉回路である。この第１回路（50）には、熱媒体である第１ブラインが充填されている。第１回路（50）では、第１ブラインは、冷却熱交換器（41）及び第１蒸発器（23）において冷却され、第１設定温度となって利用側に供給される。尚、第１ブラインとして、フッ素系不活性液体である３Ｍ社のフロリナート（商標）が用いられている。また、第１設定温度は、例えば３０℃〜１２０℃の範囲内の設定温度に設定される。
【００３７】
上記第１回路（50）において、利用側から延びるブラインの戻り管（51）は、冷却熱交換器（41）におけるブライン流路（41a）の下端に接続されている。冷却熱交換器（41）におけるブライン流路（41a）の上端は、第１蒸発器（23）における２次側流路（23b）の下端と配管接続されている。つまり、冷却熱交換器（41）の下流側に第１蒸発器（23）が配置されている。第１蒸発器（23）における２次側流路（23b）の上端は、第１ヒータ（52）を介して第１タンク（53）の最下部と配管接続されている。第１ヒータ（52）は、第１ブラインが過冷却されて、第１設定温度より低温になったときに、第１ブラインを加熱するためのものである。
【００３８】
第１タンク（53）内には、その底部に第１ブラインポンプ（54）が設置されている。この第１ブラインポンプ（54）には、利用側へ延びるブラインの送出管（55）が接続されている。第１ブラインポンプ（54）は、第１タンク（53）内の第１ブラインを吸入し、送出管（55）を通じて利用側へ送り出すことにより、第１回路（50）に第１ブラインを循環させるためのものである。また、送出管（55）には、第１逆止弁（CV1）が設けられている。この第１逆止弁（CV1）は、第１タンク（53）から利用側へ向かう第１ブラインの流通のみを許容する。
【００３９】
上記第２回路（60）は、第２蒸発器（24）、第２ヒータ（62）、及び第２タンク（63）を順に配管接続して構成された閉回路である。この第２回路（60）には、熱媒体である第２ブラインが充填されている。第２回路（60）では、第２ブラインは、第２蒸発器（24）において冷媒回路（20）の冷媒から冷熱を受け、第２設定温度となって利用側へ供給される。尚、第２ブラインとして、フッ素系不活性液体である３Ｍ社のフロリナート（商標）が用いられている。また、第２設定温度は、例えば−３０℃〜６０℃の範囲内の設定温度に設定される。ただし、第２ブラインの設定温度は、上記第１ブラインの設定温度よりも低い値に設定される。
【００４０】
上記第２回路（60）において、利用側から延びるブラインの戻り管（61）は、第２蒸発器（24）における２次側流路（24b）の下端に接続されている。第２蒸発器（24）における２次側流路（24b）の上端は、第２ヒータ（62）を介して第２タンク（63）の最下部と配管接続されている。第２ヒータ（62）は、第２ブラインが過冷却されて、第２設定温度より低温になったときに、第２ブラインを加熱するためのものである。
【００４１】
第２タンク（63）内には、その底部に第２ブラインポンプ（64）が設置されている。この第２ブラインポンプ（64）には、利用側へ延びるブラインの送出管（65）が接続されている。第２ブラインポンプ（64）は、第２タンク（63）内の第２ブラインを吸入し、送出管（65）を通じて利用側へ送り出すことにより、第２回路（60）に第２ブラインを循環させるためのものである。また、送出管（65）には、第２逆止弁（CV2）が設けられている。この第２逆止弁（CV2）は、第２タンク（63）から利用側へ向かう第２ブラインの流通のみを許容する。
【００４２】
上記第１タンク（53）及び第２タンク（63）は、同様の形状に構成され、共に直方体形状の容器で構成されている。両タンク（53,63）は、容量が１８リットル程度に構成されている。第１タンク（53）には、第１ヒータ（52）を通過した第１ブラインが貯留されている。つまり、第１タンク（53）には、第１設定温度の第１ブラインが貯留されている。第２タンク（63）には、第２ヒータ（62）を通過した第２ブラインが貯留されている。つまり、第２タンク（63）には、第２設定温度の第２ブラインが貯留されている。
【００４３】
上記第１ヒータ（52）又は第２ヒータ（62）が加熱手段（73）を構成している。
【００４４】
《各種センサ》
上記冷媒回路（20）、第１回路（50）、及び第２回路（60）には、各種のセンサが設けられている。
【００４５】
具体的に、上記冷媒回路（20）には、第１圧力センサ（P1）、第２圧力センサ（P2）、第１サーミスタ（T1）、第２サーミスタ（T2）、及び第３サーミスタ（T3）が設けられている。第１圧力センサ（P1）は、吸入ガス配管（33）に接続され、圧縮機（21）の吸入側圧力Lpを検出する。第２圧力センサ（P2）は、吐出ガス配管（31）に接続され、圧縮機（21）の吐出側圧力を検出する。第１サーミスタ（T1）は、吸入ガス配管（33）に取り付けられ、圧縮機（21）の吸入側温度を検出する。第２サーミスタ（T2）は、吐出ガス配管（31）に取り付けられ、圧縮機（21）の吐出側温度t2を検出する。第３サーミスタ（T3）は、吸入ガス配管（33）の第２分岐管（33b）に設けられ、この第２分岐管（33b）の温度を検出することによって、第２蒸発器（24）から流出した冷媒の温度を検出する。
【００４６】
上記第１回路（50）には、第１白金温度計（Pt1）、第２白金温度計（Pt2）、第４白金温度計（Pt4）、及び第３圧力センサ（P3）が設けられている。第１白金温度計（Pt1）は、第１回路（50）の戻り管（51）に設けられ、利用側から戻り、冷却熱交換器（41）に流入する前の第１ブラインの温度を検出する。第２白金温度計（Pt2）は、第１回路（50）における冷却熱交換器（41）の出口付近に設けられ、冷却熱交換器（41）から流出する第１ブラインの温度を検出する。第４白金温度計（Pt4）は、第１回路（50）における第１ヒータ（52）の出口付近に設けられ、第１タンク（53）に流入する前の第１ブラインの温度を検出する。第３圧力センサ（P3）は、第１回路（50）の送出管（55）に接続され、第１ブラインポンプ（54）から吐出された第１ブラインの圧力を検出する。
【００４７】
上記第２回路（60）には、第５白金温度計（Pt5）、第７白金温度計（Pt7）、及び第４圧力センサ（P4）が設けられている。第５白金温度計（Pt5）は、第２回路（60）の戻り管（61）に設けられ、利用側から戻り、第２蒸発器（24）に流入する前の第２ブラインの温度を検出する。第７白金温度計（Pt7）は、第２回路（60）における第２ヒータ（62）の出口付近に設けられ、第２タンク（63）に流入する前の第２ブラインの温度を検出する。第４圧力センサ（P4）は、第２回路（60）の送出管（65）に接続され、第２ブラインポンプ（64）から吐出された第２ブラインの圧力を検出する。尚、上記の各白金温度計は、白金測温抵抗体を用いた温度センサである。
【００４８】
上記コントローラ（80）は、チリングユニット（10）の運転制御及び停止制御を行うものである。コントローラ（80）には、上記の各サーミスタ（T1,…）、各圧力センサ（P1,…）、及び各白金温度計（Pt1,…）、の検出信号が入力される。そして、コントローラ（80）は、入力された信号に基づき、各膨張弁（E1,…）の開度調節、各電動弁（S1,S2）の開度調節、圧縮機（21）の容量調節、各ヒータ（52,62）の出力調節などを行うように構成されている。
【００４９】
一方、上記コントローラ（80）は、高圧制御部（81）と第１低圧制御部（82）と第２低圧制御部（83）と第１開始制御部（84）と第２開始制御部（85）と冷媒加熱制御部（86）とを備えている。
【００５０】
上記高圧制御部（81）は、高圧制御手段を構成している。つまり、上記高圧制御部（81）は、運転開始時に、圧縮機（21）を起動する前に第２電動弁（S2）を開放することにより、凝縮器（22）に所定の冷却水が流れるように制御するように構成されている。
【００５１】
上記第１低圧制御部（82）は、運転開始時に、圧縮機（21）の吸入側圧力が所定圧力より低圧のときに、圧縮機（21）の起動前に第１膨張弁（E1）を所定開度だけ開放するように構成されている。
【００５２】
上記第２低圧制御部（83）は、運転開始時に、圧縮機（21）の吸入側圧力が所定圧力より低圧のときに、圧縮機（21）の起動前に第２膨張弁（E2）を所定開度だけ開放するように構成されている。
【００５３】
上記所定圧力は、２Kgf/cm² に設定され、上記所定開度は、２００パルスに設定されている。
【００５４】
上記第１低圧制御部（82）又は第２低圧制御部（83）が、低圧制御手段（74）を構成している。
【００５５】
上記第１開始制御部（84）は、運転開始時に、圧縮機（21）の起動前に第１ブラインポンプ（54）を駆動することにより、第１回路（50）に第１ブラインを循環させ、第１ヒータ（52）に所定の第１ブラインを流すように構成されている。また、上記第１開始制御部（84）は、第１タンク（53）に流入する第１ブラインの温度が第１設定温度より高温のときは、運転開始時に、圧縮機（21）の起動前に第１電動弁（S1）を開放することにより、所定の冷却水が冷却熱交換器（41）を流れるように制御するように構成されている。
【００５６】
上記第２開始制御部（85）は、運転開始時に、圧縮機（21）の起動前に第２ブラインポンプ（64）を駆動することにより、第２回路（60）に第２ブラインを循環させ、第２ヒータ（62）に所定の第２ブラインを流すように構成されている。
【００５７】
上記第１開始制御部（84）又は第２開始制御部（85）が、開始制御手段（75）を構成している。
【００５８】
上記冷媒加熱制御部（86）は、冷媒加熱制御手段を構成している。つまり、上記冷媒加熱制御部（86）は、圧縮機（21）の停止中に、圧縮機（21）の吐出側温度t2が第１の所定温度より低温となるとクランクケースヒータ（21a）をオンさせ、且つ吐出側温度t2が第２の所定温度より高温となると、クランクケースヒータ（21a）をオフさせるように構成されている。上記第１の所定温度は、70℃に設定され、上記第２の所定温度は、75℃に設定されている。
【００５９】
−運転動作−
上記チリングユニット（10）の運転動作について説明する。
【００６０】
《冷媒回路、冷却水回路における動作》
冷媒回路（20）において、圧縮機（21）を運転すると、圧縮されたガス冷媒が圧縮機（21）から吐出される。このガス冷媒は、吐出ガス配管（31）を通って凝縮器（22）の冷媒流路（22a）に導入される。凝縮器（22）の冷媒流路（22a）では、導入された冷媒が冷却水流路（22b）の冷却水に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、凝縮器（22）から出て液配管（32）を流れる。その後、液配管（32）の冷媒は、二手に分流されて、一方が第１分岐管（32a）に流入し、他方が第２分岐管（32b）に流入する。
【００６１】
液配管（32）の第１分岐管（32a）に流入した冷媒は、第１膨張弁（E1）で減圧された後に、第１蒸発器（23）の１次側流路（23a）に導入される。この１次側流路（23a）では、導入された冷媒が２次側流路（23b）の第１ブラインから吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、第１蒸発器（23）から出て吸入ガス配管（33）の第１分岐管（33a）に流入する。
【００６２】
一方、液配管（32）の第２分岐管（32b）に流入した冷媒は、第２膨張弁（E2）で減圧された後に、第２蒸発器（24）の１次側流路（24a）に導入される。この１次側流路（24a）では、導入された冷媒が２次側流路（24b）の第２ブラインから吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、第２蒸発器（24）から出て吸入ガス配管（33）の第２分岐管（33b）に流入する。
【００６３】
吸入ガス配管（33）において、第１分岐管（33a）の冷媒と第２分岐管（33b）の冷媒とが合流する。この合流後の冷媒は、アキュームレータ（25）を通って圧縮機（21）に吸入される。圧縮機（21）は、吸入した冷媒を圧縮して再び吐出する。冷媒回路（20）では、以上のように冷媒が循環して、冷凍サイクルが行われる。
【００６４】
冷却水回路（40）において、ポンプ（図外）を運転すると、冷却塔（図外）で冷却された冷却水が、流入配管（42）を通じて送り込まれる。流入配管（42）を流れる冷却水は、二手に分流され、一方が第１分岐管（42a）に流入し、他方が第２分岐管（42b）に流入する。
【００６５】
流入配管（42）の第１分岐管（42a）に入った冷却水は、第１電動弁（S1）を通過して冷却熱交換器（41）の冷却水流路（41b）に導入される。冷却熱交換器（41）では、導入された冷却水がブライン流路（41a）の第１ブラインから吸熱する。吸熱後の冷却水は、冷却熱交換器（41）から出て流出配管（43）の第１分岐管（43a）を流れる。
【００６６】
一方、流入配管（42）の第２分岐管（42b）に入った冷却水は、第２電動弁（S2）を通過して凝縮器（22）の冷却水流路（22b）に導入される。凝縮器（22）では、導入された冷却水が冷媒流路（22a）の冷媒から吸熱する。吸熱後の冷却水は、凝縮器（22）から出て流出配管（43）の第２分岐管（43b）を流れる。
【００６７】
流出配管（43）において、第１分岐管（43a）の冷却水と第２分岐管（43b）の冷却水とが合流する。この合流後の冷却水は、冷却塔（図外）に送られて冷却され、再び流入配管（42）を通じて送り込まれる。
【００６８】
《第１回路及び第２回路における動作》
第１回路（50）において、第１ブラインポンプ（54）を運転すると、第１ブラインが循環する。利用側で対象物から吸熱した第１ブラインは、戻り管（51）を流れて冷却熱交換器（41）のブライン流路（41a）に導入される。冷却熱交換器（41）では、ブライン流路（41a）の第１ブラインが冷却水流路（41b）の冷却水と熱交換する。この熱交換により、第１ブラインは、冷却水に放熱して冷却される。冷却熱交換器（41）で冷却された第１ブラインは、第１蒸発器（23）の２次側流路（23b）に導入される。第１蒸発器（23）では、２次側流路（23b）の第１ブラインが１次側流路（23a）の冷媒と熱交換する。この熱交換により、第１ブラインは、冷媒に放熱して更に冷却される。
【００６９】
第１蒸発器（23）から出た第１ブラインは、第１ヒータ（52）に導入される。このとき、第１タンク（53）に流入する前の第１ブラインの温度が第１設定温度未満のとき、第１ブラインは、第１ヒータ（52）により、第１設定温度になるように加熱された後、第１タンク（53）に流入して貯留される。
【００７０】
第１タンク（53）に貯留された第１設定温度の第１ブラインは、第１ブラインポンプ（54）に吸入され、送出管（55）に送り出される。送出管（55）を通じて供給された第１ブラインは、利用側において対象物の冷却に利用される。利用側で対象物から吸熱した第１ブラインは、戻り管（51）を通じて再び冷却熱交換器（41）へ送り込まれる。
【００７１】
第２回路（60）において、第２ブラインポンプ（64）を運転すると、第２ブラインが循環する。利用側で対象物から吸熱した第２ブラインは、戻り管（61）を流れて第２蒸発器（24）の２次側流路（24b）に導入される。第２蒸発器（24）では、２次側流路（24b）の第２ブラインが１次側流路（24a）の冷媒と熱交換する。この熱交換により、第２ブラインは、冷媒に放熱して冷却される。
【００７２】
第２蒸発器（24）から出た第２ブラインは、第２ヒータ（62）に導入される。このとき、第２タンク（63）に流入する前の第２ブラインの温度が第２設定温度未満のとき、第２ブラインは、第２ヒータ（62）により、第２設定温度になるように加熱された後、第２タンク（63）に流入して貯留される。
【００７３】
第２タンク（63）に貯留された所定温度の第２ブラインは、第２ブラインポンプ（64）に吸入され、送出管（65）に送り出される。送出管（65）を通じて供給された第２ブラインは、利用側において対象物の冷却に利用される。利用側で対象物から吸熱した第２ブラインは、戻り管（61）を通じて再び第２蒸発器（24）へ送り込まれる。
【００７４】
《コントローラの制御動作》
上述のように、上記コントローラ（80）は、チリングユニット（10）の運転制御を行う。ここでは、その内容について説明する。
【００７５】
上記コントローラ（80）は、冷却熱交換器（41）における熱交換量の調節を行う。つまり、第１電動弁（S1）の開度を調節し、冷却熱交換器（41）に対する冷却水の供給量を変更することによって、冷却熱交換器（41）における第１ブラインからの放熱量を調節する。
【００７６】
上記コントローラ（80）は、第１蒸発器（23）及び第２蒸発器（24）における熱交換量の調節を行う。つまり、第１膨張弁（E1）の開度を調節し、第１蒸発器（23）に対する冷媒の供給量を変更することによって、第１蒸発器（23）における第１ブラインからの放熱量を調節する。また、第２膨張弁（E2）の開度を調節し、第２蒸発器（24）に対する冷媒の供給量を変更することによって、第２蒸発器（24）における第２ブラインからの放熱量を調節する。その際、コントローラ（80）は、圧縮機（21）の容量調節も行う。つまり、第２蒸発器（24）における冷却能力の過不足に応じてインバータ（図外）の出力周波数を変更し、圧縮機（21）における電動機の回転数を変更することによって、圧縮機（21）の容量を調節する。
【００７７】
尚、上記コントローラ（80）は、冷却熱交換器（41）の出口において、第１ブラインの温度が既に所定温度より低温となっている場合には、第１蒸発器（23）における第１ブラインの冷却を停止する。つまり、このような場合には、上記コントローラ（80）が第１膨張弁（E1）を全閉し、第１蒸発器（23）に対する冷媒の供給を遮断する。
【００７８】
上記コントローラ（80）は、第１ヒータ（52）及び第２ヒータ（62）の出力調節を行う。つまり、第１ヒータ（52）については、第４白金温度計（Pt4）の検出温度が第１設定温度となるように出力を調節する。また、第２ヒータ（62）については、第７白金温度計（Pt7）の検出温度が第２設定温度となるように出力を調節する。
【００７９】
《第１回路及び第２回路の起動前制御動作》
上記コントローラ（80）は、第１回路（50）及び第２回路（60）の起動前制御を行う。ここでは、その内容について説明する。
【００８０】
先ず、第１回路（50）の起動前制御動作について、図２を参照しながら説明する。
【００８１】
この第１回路（50）の起動前制御動作では、先ず、ステップST11において、第１タンク（53）に流入する前の第１ブラインの温度が第１設定温度より高温のときには、第１電動弁（S1）を開放して、冷却水が冷却熱交換器（41）を流れるようにし、ステップST12に移る。従って、起動前に冷却熱交換器（41）において第１ブラインを冷却する。
【００８２】
ステップST12では、第１ブラインポンプ（54）の駆動を開始し、第１回路（50）に第１ブラインを循環させて、ステップST13に移る。つまり、圧縮機（21）を起動する前に第１ブラインを循環させることにより、第１ヒータ（52）に所定の第１ブラインを流し、該第１ヒータ(52)を冷却して余熱を取り除く。
【００８３】
ステップST13では、第２電動弁（S2）を開放して、凝縮器（22）に冷却水を流し、ステップST14に移る。つまり、圧縮機（21）の起動前に凝縮器（22）を冷却することにより、起動時に凝縮器（22）が高温にならず、圧縮機（21）の吐出側圧力が過剰に高くなるのを防止している。
【００８４】
ステップST14では、圧縮機（21）の吸入側圧力Lpが２Kgf/cm²より低圧となっているか否かを判定し、吸入側圧力Lpが２Kgf/cm²より低圧のときはステップST15に移り、第１膨張弁（E1）を２００パルスだけ開放する。つまり、圧縮機（21）の停止時に冷媒を回収するため、運転開始時には圧縮機（21）の吸入側に冷媒がなく、低圧が低下する。従って、第１膨張弁（E1）を開放することによって、圧縮機（21）に冷媒を吸入させ、吸入側圧力Lpが異常に低下するのを防止している。また、２００パルスを越えて第１膨張弁（E1）を開放すると、液バックが生じ、圧縮機（21）を損傷させてしまうため、２００パルスだけ開放することにより、液バックの発生を防止している。
【００８５】
一方、吸入側圧力Lpが２Kgf/cm²以上のときは、第１膨張弁（E1）を閉じたままにしておき、運転開始後に第１膨張弁（E1）を開放する。
【００８６】
そして、圧縮機（21）を起動して、第１回路（50）の運転を行う。
【００８７】
次に、第２回路（60）の起動前制御動作について、図３を参照しながら説明する。
【００８８】
この第２回路（60）の起動前制御動作では、先ず、ステップST21において、第２電動弁（S2）を開放して凝縮器（22）に冷却水を流すことにより、凝縮器（22）を冷却し、ステップST22に移る。つまり、圧縮機（21）の起動前に凝縮器（22）を冷却することにより、圧縮機（21）の起動時に吐出側圧力が過剰に上昇するのを防止している。ステップST22では、第２ブラインポンプ（64）の駆動を開始し、第２回路（60）に第２ブラインを循環させて、ステップST23に移る。つまり、第２ブラインを循環させることにより、第２ヒータ（62）に所定の第２ブラインを流して余熱を取り除く。
【００８９】
ステップST23では、圧縮機（21）の吸入側圧力Lpが２Kgf/cm²より低圧となっているか否かを判定し、吸入側圧力Lpが２Kgf/cm²より低圧のときはステップST24に移り、第２膨張弁（E2）を２００パルスだけ開放する。つまり、第２膨張弁（E2）を２００パルスだけ開放することにより、液バックの発生を防止すると共に、吸入側に所定量の冷媒を流し、吸入側圧力Lpが異常に低下するのを防止している。
【００９０】
一方、吸入側の圧力Lpが２Kgf/cm²以上のときには、第２膨張弁（E2）を閉じたままにしておき、運転開始後に第２膨張弁（E2）を開放する。
【００９１】
そして、圧縮機（21）を起動して、第２回路（60）の運転を行う。
【００９２】
《圧縮機の停止中における冷媒加熱制御動作》
上記コントローラ（80）は、圧縮機（21）の停止中に冷媒加熱制御を行う。ここでは、その内容について、図４を参照しながら説明する。
【００９３】
圧縮機（21）を停止させる際には、先ず、ステップST31において、第２電動弁（S2）を閉鎖することにより、凝縮器（22）への冷却水の流入を止め、ステップST32において、第１〜第４膨張弁（E1,…）を全て閉鎖することにより、第１蒸発器（23）における第１ブラインの冷却を停止すると共に、第２蒸発器（24）における第２ブラインの冷却を停止し、ステップST33において、圧縮機（21）を停止させる。
【００９４】
そして、ステップST34に移り、圧縮機（21）の吐出側温度t2が75℃より高温となっているか否かを判定し、吐出側温度t2が75℃以下のときは、ステップST35に移る。ステップST35では、吐出側温度t2が70℃より低温となっているか否かを判定し、吐出側温度t2が70℃より低温となっているときは、ステップST37に移り、クランクケースヒータ（21a）をオンさせ、圧縮機（21）の内部の冷媒を加熱して、リターンする。
【００９５】
一方、吐出側温度t2が75℃より高温となっているときは、ステップST34の判定がＹＥＳとなって、ステップST36に移り、クランクケースヒータ（21a）をオフさせる。
【００９６】
つまり、圧縮機（21）の内部の冷媒温度が一定範囲内に維持することにより、冷媒の冷凍機油への溶け込みを防止すると共に、モータコイルの焼損や冷凍機油の劣化を防止している。
【００９７】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、圧縮機（21）の起動前に凝縮器（22）を冷却するようにしたために、運転開始時に、凝縮器（22）の温度が上昇して圧縮機（21）の吐出側圧力が過剰に高くなるのを防止することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【００９８】
また、圧縮機（21）の吸入側圧力が所定圧力より低圧のときに、該圧縮機（21）の起動前に第１膨張弁（E1）又は第２膨張弁（E2）を開放するようにしたために、運転開始時に、圧縮機（21）にすぐに冷媒が吸入されて、低圧が異常に低下するのを防止することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【００９９】
また、圧縮機（21）の起動前に第１ブライン又は第２ブラインを循環させるようにしたために、第１ヒータ（52）又は第２ヒータ（62）の余熱を取り除くことにより、第１ヒータ（52）又は第２ヒータ（62）の異常昇温を防止することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【０１００】
また、利用側に供給する第１ブラインの温度が第１設定温度より高温のときに、冷却熱交換器（41）において第１ブラインを冷却するようにしたために、運転開始時に、確実に第１設定温度の第１ブラインを利用側に供給することができ、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【０１０１】
また、圧縮機（21）の停止中に、冷媒の温度を一定の範囲内に維持するようにしたために、圧縮機（21）の冷媒が冷凍機油に溶け込むのを防止し、圧縮機（21）の起動不良の発生を防止するので、信頼性の高い運転開始を行うことができる。
【０１０２】
＜発明のその他の実施の形態＞
本発明は、上記実施形態と異なり、第２回路（60）を省略し、第１回路（50）のみを備える構成にしてもよい。斯かる構成において、コントローラ（80）は、高圧制御部（81）、第１低圧制御部（82）のうち、何れか１つのみを備える構成にしてもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態のコントローラ（80）は、高圧制御部（81）を省略する構成にしてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態のコントローラ（80）は、第１低圧制御部（82）及び第２低圧制御部（83）の少なくとも何れか一方を省略する構成にしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態のコントローラ（80）は、冷媒加熱制御部（86）を省略する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るチリングユニットの全体構成を示す配管系統図である。
【図２】実施形態に係る第１回路の起動前制御を示すフロー図である。
【図３】実施形態に係る第２回路の起動前制御を示すフロー図である。
【図４】実施形態に係る圧縮機の停止中制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
（20）冷媒回路
（21）圧縮機
（21a）クランクケースヒータ
（22）凝縮器
（23）第１蒸発器
（24）第２蒸発器
（40）冷却水回路
（41）冷却熱交換器
（50）第１回路
（60）第２回路
（70）利用側系統
（71）膨張機構
（72）蒸発器
（73）加熱手段
（74）低圧制御手段
（75）開始制御手段
（81）高圧制御部
（82）第１低圧制御部
（83）第２低圧制御部
（84）第１開始制御部
（85）第２開始制御部
（86）冷媒加熱制御部
（E1）第１膨張弁
（E2）第２膨張弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration apparatus, and particularly relates to a starting measure at the start of operation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigeration apparatus that performs cooling of a heat medium (brine) that circulates with a user side by a refrigeration cycle is known as a so-called chilling unit. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-280809 discloses a refrigeration apparatus that cools a machine tool with cooled brine. Specifically, the refrigeration apparatus includes a refrigerant circuit configured by sequentially connecting a compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator, and between the evaporator of the refrigerant circuit and the machine tool on the usage side. The brine is circulated and the brine is cooled by the refrigerant absorbing heat from the brine in the evaporator.
[0003]
In the condenser of the refrigeration apparatus, cooling water is generally used to cool the refrigerant. When the refrigeration apparatus is started, the cooling water is circulated through the condenser at the same time as starting the compressor. At the same time, brine was circulated through the evaporator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the refrigeration apparatus, since no countermeasure is taken into consideration at the start of the cooling operation, there is a problem that an operation abnormality is likely to occur. For example, since the cooling water starts to be supplied to the condenser simultaneously with the start of the compressor, the refrigerant pressure on the discharge side of the compressor increases when the temperature of the condenser increases. As a result, there is a problem that an excessive load is applied to the compressor and the durability of the compressor is lowered.
[0005]
The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to perform a highly reliable operation start.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a predetermined operation is performed before starting the compressor at the start of operation.
[0007]
Specifically, the first solution is: A refrigerant circuit (20) in which a compressor (21), a condenser (22), an expansion mechanism (71), and an evaporator (72) are connected to circulate the refrigerant, the cooling medium flows, and the cooling medium condenses above A cooling system (40) having a cooling heat exchanger (41) and the cooling heat exchanger (41), or the cooling heat exchanger (41) and the refrigerant circuit ( The heat medium cooled by the evaporator (72) of 20) is supplied to the user side, and when the heat medium is subcooled, the user side system (70) provided with heating means (73) for heating the heat medium is provided. And at the start of operation, at least before the start of the compressor (21), start control means (75) for starting circulation of the user side system (70) so that a predetermined heat medium flows through the heating means (73) It has.
[0008]
Furthermore, the The start control means (75) starts circulation of the use side system (70), and when the temperature of the heat medium supplied to the use side is higher than a predetermined temperature, the cooling medium turns the cooling heat exchanger (41). The cooling system (40) is controlled to flow.
[0009]
Further, the second solving means is the above first solving means, The utilization side system (70) is configured by a low temperature side circuit (60) that supplies a low temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature to the utilization side, and includes an expansion mechanism (71) and an evaporator ( 72) is composed of a low temperature side expansion mechanism (E2) and a low temperature side evaporator (24) for cooling the heat medium of the low temperature side circuit (60), while the refrigerant circuit (20) includes a low temperature side expansion mechanism. (E2) and a low temperature side evaporator (24) are provided in parallel with a high temperature side expansion mechanism (E1) and a high temperature side evaporator (23). The high temperature side evaporator (23) includes a low temperature side circuit (60). A high temperature side circuit (50) for supplying a high temperature side heat medium cooled to a higher temperature than the low temperature side heat medium to the utilization side is connected, and the high temperature side circuit (50) is provided in the cooling system (40). The cooling heat exchanger (41) or the cooling heat exchanger (41) and the high-temperature side evaporator (23) of the refrigerant circuit (20) are configured to be cooled.
[0010]
The third solution means is the first solution means, The utilization side system (70) is configured by a high temperature side circuit (50) that supplies a high temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature to the utilization side, and includes an expansion mechanism (71) and an evaporator ( 72) is composed of a high temperature side expansion mechanism (E1) and a high temperature side evaporator (23) for cooling the heat medium of the high temperature side circuit (50), while the refrigerant circuit (20) includes a high temperature side expansion mechanism. (E1) and a high temperature side evaporator (23) are provided in parallel with a low temperature side expansion mechanism (E2) and a low temperature side evaporator (24). The low temperature side evaporator (24) includes a high temperature side circuit (50). A low temperature side circuit (60) for supplying a low temperature side heat medium cooled to a lower temperature than the high temperature side heat medium to the utilization side is connected.
[0011]
That is, in the first solving means, Of the evaporator (72) of the refrigerant circuit (20) and the cooling heat exchanger (41) of the cooling system (40), the heat medium is cooled at least in the cooling heat exchanger (41). At the start of operation, the start control means (75) controls the heat medium to circulate through the user side system (70) before the compressor (21) is started. Therefore, before the compressor (21) is started, the predetermined heat medium cools the heating means (73) and removes the remaining heat of the heating means (73).
[0012]
In addition, the above When the start control means (75) starts circulation of the use side system (70) before starting the compressor (21) and the temperature of the heat medium supplied to the use side is higher than a predetermined temperature, the cooling medium Controls the cooling system (40) to flow through the cooling heat exchanger (41). Accordingly, the heat medium removes the residual heat of the heating means (73), while the heat medium having a predetermined temperature flows through the use side system (70).
[0013]
In the second solution means, in the first solution means, The refrigerant that has received cold heat from the cooling medium of the cooling system (40) in the condenser (22) cools the heat medium of the low-temperature circuit (60) in the low-temperature evaporator (24). In the low temperature side circuit (60), the low temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature is supplied to the use side. In particular, in the third solution means, when the heat medium of the low temperature side circuit (60) is supercooled, the heating means (73) heats the heat medium.
[0014]
On the other hand, among the high-temperature side evaporator (23) of the refrigerant circuit (20) and the cooling heat exchanger (41) of the cooling system (40), the heat of the high-temperature side circuit (50) is at least in the cooling heat exchanger (41). Cool the medium. In the high temperature side circuit (50), the high temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature is supplied to the use side.
[0015]
In the third solving means, in the first solving means, Of the high temperature side evaporator (23) of the refrigerant circuit (20) and the cooling heat exchanger (41) of the cooling system (40), at least in the cooling heat exchanger (41), the heat medium of the high temperature side circuit (50) Cooling. In the high temperature side circuit (50), the high temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature is supplied to the use side. In particular, in the sixth solution means, when the heat medium of the high temperature side circuit (50) is supercooled, the heating means (73) heats the heat medium.
[0016]
On the other hand, the refrigerant in the refrigerant circuit (20) cools the heat medium in the low temperature side circuit (60) in the low temperature side evaporator (24). In the low temperature side circuit (60), the low temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature is supplied to the use side.
[0017]
【The invention's effect】
Therefore, According to the first, second and third solving means, Since the heat medium is circulated before the compressor (21) is started, by removing the residual heat of the heating means (73), an abnormal temperature rise of the heating means (73) can be prevented, and reliability is improved. High start of operation can be performed.
[0018]
further, When the temperature of the heat medium supplied to the use side is higher than the predetermined temperature, the heat medium is cooled in the cooling heat exchanger (41). It is possible to start operation with high reliability.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment is a brine chilling unit constituted by a refrigeration apparatus according to the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 1, the chilling unit (10) includes a refrigerant circuit (20), a cooling water circuit (40) as a cooling system, a first circuit (50) as a high temperature side circuit, and a first circuit as a low temperature side circuit. Two circuits (60) and a controller (80) are provided. The first circuit (50) or the second circuit (60) constitutes a use side system (70). This chilling unit (10) is for supplying the first brine and the second brine having different temperature levels to the semiconductor production equipment on the use side in order to cool the silicon wafer in the semiconductor manufacturing process. It is.
[0021]
<Refrigerant circuit>
The refrigerant circuit (20) includes a compressor (21), a condenser (22), a first expansion valve (E1) as a high temperature side expansion mechanism, a first evaporator (23) as a high temperature side evaporator, and a low temperature side. The second expansion valve (E2), which is an expansion mechanism, the second evaporator (24), which is a low-temperature side evaporator, and an accumulator (25) are connected by piping. The first expansion valve (E1) or the second expansion valve (E2) constitutes an expansion mechanism (71). The first evaporator (23) or the second evaporator (24) constitutes an evaporator (72). The first expansion valve (E1) and the first evaporator (23), and the second expansion valve (E2) and the second evaporator (24) are connected in parallel in the refrigerant circuit (20). The refrigerant circuit (20) is filled with R407C as a refrigerant. In the refrigerant circuit (20), the refrigerant circulates while undergoing phase change, and a refrigeration cycle is performed.
[0022]
In the refrigerant circuit (20), the discharge side of the compressor (21) is connected to the upper end of the refrigerant flow path (22a) in the condenser (22) via the discharge gas pipe (31). One end of the liquid pipe (32) is connected to the lower end of the refrigerant flow path (22a) in the condenser (22). The liquid pipe (32) is branched into two branch pipes on the other end side. The first branch pipe (32a) of the liquid pipe (32) is connected to the upper end of the primary flow path (23a) in the first evaporator (23) via the first expansion valve (E1). On the other hand, the second branch pipe (32b) of the liquid pipe (32) is connected to the upper end of the primary flow path (24a) in the second evaporator (24) via the second expansion valve (E2). Yes.
[0023]
The first evaporator (23) and the second evaporator (24) are connected to the suction side of the compressor (21) via the suction gas pipe (33). Specifically, the suction gas pipe (33) is branched into two branch pipes on one end side. The suction gas pipe (33) has a first branch pipe (33a) connected to the lower end of the primary flow path (23a) in the first evaporator (23), and a second branch pipe (33b) The second evaporator (24) is connected to the lower end of the primary side flow path (24a). The other end of the suction gas pipe (33) is connected to the suction side of the compressor (21) via the accumulator (25).
[0024]
The first expansion valve (E1) and the second expansion valve (E2) are constituted by so-called electronic expansion valves that are driven by a motor and whose opening degree is changed.
[0025]
The condenser (22) is a so-called plate heat exchanger. In the condenser (22), a refrigerant channel (22a) and a cooling water channel (22b) are partitioned. The condenser (22) is for exchanging heat between the refrigerant in the refrigerant channel (22a) and the cooling water in the cooling water channel (22b), and condensing the refrigerant by this heat exchange.
[0026]
The first evaporator (23) is a so-called plate heat exchanger. The first evaporator (23) is partitioned into a primary channel (23a) and a secondary channel (23b). The first evaporator (23) is for exchanging heat between the refrigerant in the primary channel (23a) and the brine in the secondary channel (23b), and cooling the brine by this heat exchange. .
[0027]
The second evaporator (24) is a so-called plate heat exchanger. In the second evaporator (24), a primary channel (24a) and a secondary channel (24b) are partitioned. The second evaporator (24) heat-exchanges the refrigerant in the primary flow path (24a) and the brine in the secondary flow path (24b), and cools the brine by this heat exchange. .
[0028]
The compressor (21) has a variable capacity by a hermetic scroll compressor (21). That is, electric power is supplied to the electric motor of the compressor (21) via an inverter (not shown). And the capacity | capacitance of a compressor (21) is changed by adjusting the output frequency of an inverter and changing the rotation speed of an electric motor. The compressor (21) includes a crankcase heater (21a) that is a refrigerant heating means.
[0029]
Further, the refrigerant circuit (20) is provided with a liquid refrigerant introduction pipe (34), a gas refrigerant introduction pipe (35), a third expansion valve (E3), and a fourth expansion valve (E4).
[0030]
One end of the liquid refrigerant introduction pipe (34) is connected to the upstream side of the first and second expansion valves (E1, E2) in the liquid pipe (32). The other end of the liquid refrigerant introduction pipe (34) is connected to the upstream side of the accumulator (25) in the suction gas pipe (33). The liquid refrigerant introduction pipe (34) is provided with a third expansion valve (E3). The third expansion valve (E3) is constituted by the above-described electronic expansion valve.
[0031]
One end of the gas refrigerant introduction pipe (35) is connected to the discharge gas pipe (31). The other end of the liquid refrigerant introduction pipe (34) is connected to the upstream side of the accumulator (25) in the suction gas pipe (33). The gas refrigerant introduction pipe (35) is provided with a fourth expansion valve (E4). The fourth expansion valve (E4) is configured by the above-described electronic expansion valve.
[0032]
<Cooling water circuit>
The cooling water circuit (40) includes an inflow pipe (42) and an outflow pipe (43). A cooling heat exchanger (41) is connected to the cooling water circuit (40). In the cooling water circuit (40), cooling water as a cooling medium circulates between the condenser (22) and the cooling heat exchanger (41) and a cooling tower (not shown).
[0033]
One end of the inflow pipe (42) is connected to the cooling tower via a pump (not shown). The inflow pipe (42) is branched into two branch pipes on the other end side. The first branch pipe (42a) of the inflow pipe (42) is connected to the lower end of the cooling water flow path (41b) in the cooling heat exchanger (41) via the first electric valve (S1). On the other hand, the 2nd branch pipe (42b) of the inflow piping (42) is connected to the lower end of the cooling water flow path (22b) in a condenser (22) via the 2nd motor operated valve (S2).
[0034]
The cooling heat exchanger (41) and the condenser (22) are connected to the cooling tower via the outflow pipe (43). Specifically, the outflow pipe (43) is branched into two branch pipes at one end side thereof. The first branch pipe (43a) of the outflow pipe (43) is connected to the upper end of the cooling water flow path (41b) in the cooling heat exchanger (41). On the other hand, the second branch pipe (43b) of the inflow pipe (42) is connected to the upper end of the cooling water flow path (22b) in the condenser (22). The other end of the inflow pipe (42) is connected to a cooling tower (not shown).
[0035]
The cooling heat exchanger (41) is a so-called plate heat exchanger. A cooling water channel (41b) and a brine channel (41a) are defined in the cooling heat exchanger (41). The cooling heat exchanger (41) heat-exchanges the cooling water in the cooling water channel (41b) and the brine in the brine channel (41a), and cools the brine by this heat exchange.
[0036]
<< First Circuit, Second Circuit >>
The first circuit (50) is a closed circuit formed by connecting a cooling heat exchanger (41), a first evaporator (23), a first heater (52), and a first tank (53) in this order. It is. The first circuit (50) is filled with a first brine as a heat medium. In the first circuit (50), the first brine is cooled in the cooling heat exchanger (41) and the first evaporator (23), and is supplied to the use side as the first set temperature. As the first brine, Fluorinert (trademark) of 3M Company, which is a fluorine-based inert liquid, is used. Moreover, 1st preset temperature is set to preset temperature in the range of 30 degreeC-120 degreeC, for example.
[0037]
In the first circuit (50), the brine return pipe (51) extending from the use side is connected to the lower end of the brine flow path (41a) in the cooling heat exchanger (41). The upper end of the brine flow path (41a) in the cooling heat exchanger (41) is connected to the lower end of the secondary flow path (23b) in the first evaporator (23) by piping. That is, the first evaporator (23) is disposed on the downstream side of the cooling heat exchanger (41). The upper end of the secondary side flow path (23b) in the first evaporator (23) is connected to the lowermost part of the first tank (53) via the first heater (52). The first heater (52) is for heating the first brine when the first brine is supercooled and becomes lower than the first set temperature.
[0038]
A first brine pump (54) is installed at the bottom of the first tank (53). The first brine pump (54) is connected to a brine delivery pipe (55) extending to the use side. The first brine pump (54) circulates the first brine in the first circuit (50) by sucking the first brine in the first tank (53) and sending it to the user side through the delivery pipe (55). Is for. The delivery pipe (55) is provided with a first check valve (CV1). The first check valve (CV1) allows only the first brine to flow from the first tank (53) toward the user side.
[0039]
The second circuit (60) is a closed circuit configured by connecting a second evaporator (24), a second heater (62), and a second tank (63) in order. The second circuit (60) is filled with a second brine as a heat medium. In the second circuit (60), the second brine receives cold from the refrigerant in the refrigerant circuit (20) in the second evaporator (24), and is supplied to the use side at the second set temperature. As the second brine, Fluorinert (trademark) of 3M Company, which is a fluorine-based inert liquid, is used. Moreover, 2nd preset temperature is set to preset temperature within the range of -30 degreeC-60 degreeC, for example. However, the set temperature of the second brine is set to a value lower than the set temperature of the first brine.
[0040]
In the second circuit (60), the brine return pipe (61) extending from the use side is connected to the lower end of the secondary flow path (24b) in the second evaporator (24). The upper end of the secondary side flow path (24b) in the second evaporator (24) is connected to the lowermost part of the second tank (63) through a second heater (62). The second heater (62) is for heating the second brine when the second brine is supercooled and becomes lower than the second set temperature.
[0041]
A second brine pump (64) is installed at the bottom of the second tank (63). The second brine pump (64) is connected to a brine delivery pipe (65) extending to the use side. The second brine pump (64) circulates the second brine in the second circuit (60) by sucking the second brine in the second tank (63) and sending it out to the user side through the delivery pipe (65). Is for. The delivery pipe (65) is provided with a second check valve (CV2). The second check valve (CV2) only allows the second brine to flow from the second tank (63) toward the user side.
[0042]
The said 1st tank (53) and the 2nd tank (63) are comprised by the same shape, and are comprised by the rectangular parallelepiped container. Both tanks (53, 63) have a capacity of about 18 liters. The first tank (53) stores the first brine that has passed through the first heater (52). That is, the 1st brine of the 1st preset temperature is stored in the 1st tank (53). The second tank (63) stores the second brine that has passed through the second heater (62). That is, the second brine at the second set temperature is stored in the second tank (63).
[0043]
The first heater (52) or the second heater (62) constitutes the heating means (73).
[0044]
《Various sensors》
Various sensors are provided in the refrigerant circuit (20), the first circuit (50), and the second circuit (60).
[0045]
Specifically, the refrigerant circuit (20) includes a first pressure sensor (P1), a second pressure sensor (P2), a first thermistor (T1), a second thermistor (T2), and a third thermistor (T3). Is provided. The first pressure sensor (P1) is connected to the suction gas pipe (33) and detects the suction side pressure Lp of the compressor (21). The second pressure sensor (P2) is connected to the discharge gas pipe (31) and detects the discharge side pressure of the compressor (21). The first thermistor (T1) is attached to the suction gas pipe (33) and detects the suction side temperature of the compressor (21). The second thermistor (T2) is attached to the discharge gas pipe (31) and detects the discharge side temperature t2 of the compressor (21). The third thermistor (T3) is provided in the second branch pipe (33b) of the suction gas pipe (33). By detecting the temperature of the second branch pipe (33b), the third thermistor (T3) is removed from the second evaporator (24). The temperature of the refrigerant that has flowed out is detected.
[0046]
The first circuit (50) is provided with a first platinum thermometer (Pt1), a second platinum thermometer (Pt2), a fourth platinum thermometer (Pt4), and a third pressure sensor (P3). . The first platinum thermometer (Pt1) is provided in the return pipe (51) of the first circuit (50), detects the temperature of the first brine before returning from the use side and flowing into the cooling heat exchanger (41). To do. The second platinum thermometer (Pt2) is provided near the outlet of the cooling heat exchanger (41) in the first circuit (50), and detects the temperature of the first brine flowing out of the cooling heat exchanger (41). The fourth platinum thermometer (Pt4) is provided near the outlet of the first heater (52) in the first circuit (50), and detects the temperature of the first brine before flowing into the first tank (53). The third pressure sensor (P3) is connected to the delivery pipe (55) of the first circuit (50), and detects the pressure of the first brine discharged from the first brine pump (54).
[0047]
The second circuit (60) is provided with a fifth platinum thermometer (Pt5), a seventh platinum thermometer (Pt7), and a fourth pressure sensor (P4). The fifth platinum thermometer (Pt5) is provided in the return pipe (61) of the second circuit (60), detects the temperature of the second brine before returning from the use side and flowing into the second evaporator (24). To do. The seventh platinum thermometer (Pt7) is provided near the outlet of the second heater (62) in the second circuit (60), and detects the temperature of the second brine before flowing into the second tank (63). The fourth pressure sensor (P4) is connected to the delivery pipe (65) of the second circuit (60), and detects the pressure of the second brine discharged from the second brine pump (64). Each platinum thermometer is a temperature sensor using a platinum resistance thermometer.
[0048]
The controller (80) performs operation control and stop control of the chilling unit (10). The controller (80) receives detection signals from the thermistors (T1,...), Pressure sensors (P1,...), And platinum thermometers (Pt1,...). Based on the input signal, the controller (80) adjusts the opening of each expansion valve (E1,...), Adjusts the opening of each motorized valve (S1, S2), adjusts the capacity of the compressor (21), It is configured to adjust the output of each heater (52, 62).
[0049]
On the other hand, the controller (80) includes a high pressure controller (81), a first low pressure controller (82), a second low pressure controller (83), a first start controller (84), and a second start controller (85). ) And a refrigerant heating control unit (86).
[0050]
The high-pressure control unit (81) constitutes a high-pressure control means. That is, at the start of operation, the high-pressure controller (81) opens the second motor-operated valve (S2) before starting the compressor (21), so that predetermined cooling water flows through the condenser (22). It is comprised so that it may control.
[0051]
The first low pressure control section (82) starts the first expansion valve (E1) before starting the compressor (21) when the suction side pressure of the compressor (21) is lower than a predetermined pressure at the start of operation. It is comprised so that only predetermined opening may open | release.
[0052]
The second low pressure control unit (83) starts the second expansion valve (E2) before starting the compressor (21) when the suction side pressure of the compressor (21) is lower than a predetermined pressure at the start of operation. It is comprised so that only predetermined opening may open | release.
[0053]
The above specified pressure is 2Kgf / cm ² The predetermined opening degree is set to 200 pulses.
[0054]
The first low pressure control section (82) or the second low pressure control section (83) constitutes a low pressure control means (74).
[0055]
The first start control unit (84) circulates the first brine in the first circuit (50) by driving the first brine pump (54) before starting the compressor (21) at the start of operation. The predetermined first brine is caused to flow through the first heater (52). The first start control unit (84) is configured to start the compressor (21) before starting the compressor (21) when the temperature of the first brine flowing into the first tank (53) is higher than the first set temperature. In addition, the first motor-operated valve (S1) is opened to control the predetermined cooling water to flow through the cooling heat exchanger (41).
[0056]
The second start control unit (85) circulates the second brine in the second circuit (60) by driving the second brine pump (64) before starting the compressor (21) at the start of operation. The second heater (62) is configured to flow a predetermined second brine.
[0057]
The first start control section (84) or the second start control section (85) constitutes a start control means (75).
[0058]
The refrigerant heating control unit (86) constitutes refrigerant heating control means. That is, the refrigerant heating control unit (86) turns on the crankcase heater (21a) when the discharge side temperature t2 of the compressor (21) becomes lower than the first predetermined temperature while the compressor (21) is stopped. When the discharge side temperature t2 becomes higher than the second predetermined temperature, the crankcase heater (21a) is turned off. The first predetermined temperature is set to 70 ° C., and the second predetermined temperature is set to 75 ° C.
[0059]
-Driving action-
The operation of the chilling unit (10) will be described.
[0060]
<< Operation in refrigerant circuit and cooling water circuit >>
When the compressor (21) is operated in the refrigerant circuit (20), the compressed gas refrigerant is discharged from the compressor (21). This gas refrigerant is introduced into the refrigerant flow path (22a) of the condenser (22) through the discharge gas pipe (31). In the refrigerant flow path (22a) of the condenser (22), the introduced refrigerant dissipates heat to the cooling water in the cooling water flow path (22b) and condenses. The condensed refrigerant exits the condenser (22) and flows through the liquid pipe (32). Thereafter, the refrigerant in the liquid pipe (32) is divided into two, one flowing into the first branch pipe (32a) and the other into the second branch pipe (32b).
[0061]
The refrigerant flowing into the first branch pipe (32a) of the liquid pipe (32) is decompressed by the first expansion valve (E1) and then introduced into the primary flow path (23a) of the first evaporator (23). Is done. In the primary channel (23a), the introduced refrigerant absorbs heat from the first brine in the secondary channel (23b) and evaporates. The evaporated refrigerant exits from the first evaporator (23) and flows into the first branch pipe (33a) of the suction gas pipe (33).
[0062]
On the other hand, the refrigerant flowing into the second branch pipe (32b) of the liquid pipe (32) is depressurized by the second expansion valve (E2), and then the primary flow path (24a) of the second evaporator (24). To be introduced. In the primary side flow path (24a), the introduced refrigerant absorbs heat from the second brine in the secondary side flow path (24b) and evaporates. The evaporated refrigerant exits from the second evaporator (24) and flows into the second branch pipe (33b) of the suction gas pipe (33).
[0063]
In the suction gas pipe (33), the refrigerant in the first branch pipe (33a) and the refrigerant in the second branch pipe (33b) merge. The combined refrigerant is sucked into the compressor (21) through the accumulator (25). The compressor (21) compresses the sucked refrigerant and discharges it again. In the refrigerant circuit (20), the refrigerant circulates as described above to perform a refrigeration cycle.
[0064]
When the pump (not shown) is operated in the cooling water circuit (40), the cooling water cooled by the cooling tower (not shown) is sent through the inflow pipe (42). The cooling water flowing through the inflow pipe (42) is split into two, one flowing into the first branch pipe (42a) and the other into the second branch pipe (42b).
[0065]
The cooling water that has entered the first branch pipe (42a) of the inflow pipe (42) passes through the first motor-operated valve (S1) and is introduced into the cooling water flow path (41b) of the cooling heat exchanger (41). In the cooling heat exchanger (41), the introduced cooling water absorbs heat from the first brine in the brine flow path (41a). The cooling water after absorbing heat exits from the cooling heat exchanger (41) and flows through the first branch pipe (43a) of the outflow pipe (43).
[0066]
On the other hand, the cooling water that has entered the second branch pipe (42b) of the inflow pipe (42) passes through the second motor-operated valve (S2) and is introduced into the cooling water flow path (22b) of the condenser (22). In the condenser (22), the introduced cooling water absorbs heat from the refrigerant in the refrigerant flow path (22a). The cooling water after endotherm exits the condenser (22) and flows through the second branch pipe (43b) of the outflow pipe (43).
[0067]
In the outflow pipe (43), the cooling water of the first branch pipe (43a) and the cooling water of the second branch pipe (43b) merge. The combined cooling water is sent to the cooling tower (not shown), cooled, and sent again through the inflow pipe (42).
[0068]
<< Operation in the first circuit and the second circuit >>
When the first brine pump (54) is operated in the first circuit (50), the first brine circulates. The first brine that has absorbed heat from the object on the use side flows through the return pipe (51) and is introduced into the brine flow path (41a) of the cooling heat exchanger (41). In the cooling heat exchanger (41), the first brine in the brine channel (41a) exchanges heat with the cooling water in the cooling water channel (41b). By this heat exchange, the first brine is cooled by releasing heat to the cooling water. The first brine cooled by the cooling heat exchanger (41) is introduced into the secondary flow path (23b) of the first evaporator (23). In the first evaporator (23), the first brine in the secondary channel (23b) exchanges heat with the refrigerant in the primary channel (23a). By this heat exchange, the first brine is further cooled by releasing heat to the refrigerant.
[0069]
The 1st brine which came out of the 1st evaporator (23) is introduced into the 1st heater (52). At this time, when the temperature of the first brine before flowing into the first tank (53) is lower than the first set temperature, the first brine is heated by the first heater (52) to the first set temperature. Then, it flows into the first tank (53) and is stored.
[0070]
The first brine of the first set temperature stored in the first tank (53) is sucked into the first brine pump (54) and sent out to the delivery pipe (55). The first brine supplied through the delivery pipe (55) is used for cooling the object on the use side. The first brine that has absorbed heat from the object on the use side is sent again to the cooling heat exchanger (41) through the return pipe (51).
[0071]
When the second brine pump (64) is operated in the second circuit (60), the second brine circulates. The second brine that has absorbed heat from the object on the use side flows through the return pipe (61) and is introduced into the secondary side flow path (24b) of the second evaporator (24). In the second evaporator (24), the second brine in the secondary channel (24b) exchanges heat with the refrigerant in the primary channel (24a). Through this heat exchange, the second brine is cooled by releasing heat to the refrigerant.
[0072]
The second brine exiting from the second evaporator (24) is introduced into the second heater (62). At this time, when the temperature of the second brine before flowing into the second tank (63) is lower than the second set temperature, the second brine is heated by the second heater (62) to the second set temperature. Then, it flows into the second tank (63) and is stored.
[0073]
The second brine having a predetermined temperature stored in the second tank (63) is sucked into the second brine pump (64) and sent out to the delivery pipe (65). The second brine supplied through the delivery pipe (65) is used for cooling the object on the use side. The second brine that has absorbed heat from the object on the use side is sent again to the second evaporator (24) through the return pipe (61).
[0074]
<Control operation of controller>
As described above, the controller (80) controls the operation of the chilling unit (10). Here, the contents will be described.
[0075]
The controller (80) adjusts the amount of heat exchange in the cooling heat exchanger (41). That is, the amount of heat released from the first brine in the cooling heat exchanger (41) is adjusted by adjusting the opening of the first motor operated valve (S1) and changing the amount of cooling water supplied to the cooling heat exchanger (41). Adjust.
[0076]
The controller (80) adjusts the amount of heat exchange in the first evaporator (23) and the second evaporator (24). That is, by adjusting the opening of the first expansion valve (E1) and changing the amount of refrigerant supplied to the first evaporator (23), the amount of heat released from the first brine in the first evaporator (23) can be reduced. Adjust. Further, by adjusting the opening of the second expansion valve (E2) and changing the amount of refrigerant supplied to the second evaporator (24), the amount of heat released from the second brine in the second evaporator (24) can be reduced. Adjust. At that time, the controller (80) also adjusts the capacity of the compressor (21). That is, by changing the output frequency of the inverter (not shown) according to the excess or deficiency of the cooling capacity in the second evaporator (24) and changing the rotation speed of the electric motor in the compressor (21), the compressor (21 ).
[0077]
When the temperature of the first brine is already lower than the predetermined temperature at the outlet of the cooling heat exchanger (41), the controller (80) is configured to output the first brine in the first evaporator (23). Stop cooling. That is, in such a case, the controller (80) fully closes the first expansion valve (E1) and shuts off the supply of the refrigerant to the first evaporator (23).
[0078]
The controller (80) adjusts the output of the first heater (52) and the second heater (62). That is, the output of the first heater (52) is adjusted so that the detected temperature of the fourth platinum thermometer (Pt4) becomes the first set temperature. The output of the second heater (62) is adjusted so that the detected temperature of the seventh platinum thermometer (Pt7) becomes the second set temperature.
[0079]
<< Control operation before starting the first circuit and the second circuit >>
The controller (80) performs pre-startup control of the first circuit (50) and the second circuit (60). Here, the contents will be described.
[0080]
First, the pre-startup control operation of the first circuit (50) will be described with reference to FIG.
[0081]
In the pre-startup control operation of the first circuit (50), first, in step ST11, when the temperature of the first brine before flowing into the first tank (53) is higher than the first set temperature, the first electric valve (S1) is opened so that the cooling water flows through the cooling heat exchanger (41), and the process proceeds to step ST12. Therefore, the first brine is cooled in the cooling heat exchanger (41) before starting.
[0082]
In step ST12, driving of the first brine pump (54) is started, the first brine is circulated through the first circuit (50), and the process proceeds to step ST13. That is, by circulating the first brine before starting the compressor (21), the predetermined first brine is caused to flow through the first heater (52), and the first heater (52) is cooled to remove residual heat. .
[0083]
In step ST13, the second motor-operated valve (S2) is opened, cooling water is allowed to flow through the condenser (22), and the process proceeds to step ST14. In other words, by cooling the condenser (22) before starting the compressor (21), the condenser (22) does not become hot at the time of starting, and the discharge side pressure of the compressor (21) becomes excessively high. Is preventing.
[0084]
In step ST14, the suction side pressure Lp of the compressor (21) is 2 kgf / cm. ² Judge whether the pressure is lower or not, and suction side pressure Lp is 2Kgf / cm ² When the pressure is lower, the process proceeds to step ST15, and the first expansion valve (E1) is opened by 200 pulses. That is, since the refrigerant is recovered when the compressor (21) is stopped, there is no refrigerant on the suction side of the compressor (21) at the start of operation, and the low pressure is reduced. Therefore, by opening the first expansion valve (E1), the refrigerant is sucked into the compressor (21), and the suction side pressure Lp is prevented from abnormally decreasing. In addition, if the first expansion valve (E1) is opened beyond 200 pulses, a liquid back is generated and the compressor (21) is damaged. Therefore, by opening only 200 pulses, the occurrence of a liquid back is prevented. ing.
[0085]
On the other hand, suction side pressure Lp is 2Kgf / cm ² In such a case, the first expansion valve (E1) is kept closed, and the first expansion valve (E1) is opened after the operation is started.
[0086]
And a compressor (21) is started and a 1st circuit (50) is drive | operated.
[0087]
Next, the pre-startup control operation of the second circuit (60) will be described with reference to FIG.
[0088]
In the pre-startup control operation of the second circuit (60), first, in step ST21, the second motor-operated valve (S2) is opened and the cooling water is allowed to flow to the condenser (22), thereby causing the condenser (22) to flow. Cool down and move to step ST22. That is, by cooling the condenser (22) before starting the compressor (21), the discharge-side pressure is prevented from excessively rising when the compressor (21) is started. In step ST22, driving of the second brine pump (64) is started, the second brine is circulated through the second circuit (60), and the process proceeds to step ST23. That is, by circulating the second brine, the predetermined second brine is caused to flow through the second heater (62) to remove residual heat.
[0089]
In step ST23, the suction side pressure Lp of the compressor (21) is 2 kgf / cm. ² Judge whether the pressure is lower or not, and suction side pressure Lp is 2Kgf / cm ² When the pressure is lower, the process proceeds to step ST24, and the second expansion valve (E2) is opened by 200 pulses. That is, by opening the second expansion valve (E2) by 200 pulses, the occurrence of liquid back is prevented, and a predetermined amount of refrigerant is allowed to flow to the suction side, thereby preventing the suction side pressure Lp from abnormally decreasing. ing.
[0090]
On the other hand, the pressure Lp on the suction side is 2Kgf / cm ² At this time, the second expansion valve (E2) is kept closed, and the second expansion valve (E2) is opened after the operation is started.
[0091]
And a compressor (21) is started and a 2nd circuit (60) is drive | operated.
[0092]
<< Refrigerant heating control operation while compressor is stopped >>
The controller (80) performs refrigerant heating control while the compressor (21) is stopped. Here, the contents will be described with reference to FIG.
[0093]
When stopping the compressor (21), first, in step ST31, the second motor-operated valve (S2) is closed to stop the cooling water from flowing into the condenser (22). By closing all of the first to fourth expansion valves (E1,...), The cooling of the first brine in the first evaporator (23) is stopped and the cooling of the second brine in the second evaporator (24) is stopped. In step ST33, the compressor (21) is stopped.
[0094]
Then, the process proceeds to step ST34, where it is determined whether or not the discharge side temperature t2 of the compressor (21) is higher than 75 ° C. When the discharge side temperature t2 is 75 ° C. or less, the process proceeds to step ST35. In step ST35, it is determined whether or not the discharge side temperature t2 is lower than 70 ° C. If the discharge side temperature t2 is lower than 70 ° C, the process proceeds to step ST37 and the crankcase heater (21a) Is turned on, the refrigerant inside the compressor (21) is heated, and the process returns.
[0095]
On the other hand, when the discharge side temperature t2 is higher than 75 ° C., the determination in step ST34 is YES, the process proceeds to step ST36, and the crankcase heater (21a) is turned off.
[0096]
In other words, the refrigerant temperature inside the compressor (21) is maintained within a certain range, thereby preventing the refrigerant from being melted into the refrigerating machine oil and preventing the motor coil from being burned out and the refrigerating machine oil from being deteriorated.
[0097]
-Effect of the embodiment-
According to the present embodiment, since the condenser (22) is cooled before the compressor (21) is started, the temperature of the condenser (22) rises at the start of operation, and the compressor (21) It is possible to prevent the discharge side pressure from becoming excessively high, and to start operation with high reliability.
[0098]
Further, when the suction side pressure of the compressor (21) is lower than a predetermined pressure, the first expansion valve (E1) or the second expansion valve (E2) is opened before the compressor (21) is started. Therefore, when the operation is started, the refrigerant is immediately sucked into the compressor (21), so that the low pressure can be prevented from being abnormally reduced, and the operation can be started with high reliability.
[0099]
Further, since the first brine or the second brine is circulated before the compressor (21) is started, the first heater (52) or the second heater (62) is removed by removing the residual heat. 52) or the abnormal heating of the second heater (62) can be prevented, and the operation can be started with high reliability.
[0100]
Further, since the first brine is cooled in the cooling heat exchanger (41) when the temperature of the first brine supplied to the user side is higher than the first set temperature, the first brine is surely set at the start of operation. The first brine at the set temperature can be supplied to the user side, and the operation can be started with high reliability.
[0101]
In addition, since the refrigerant temperature is maintained within a certain range while the compressor (21) is stopped, the refrigerant in the compressor (21) is prevented from dissolving in the refrigeration oil, and the compressor (21) Therefore, it is possible to start operation with high reliability.
[0102]
<Other Embodiments of the Invention>
Unlike the above embodiment, the present invention may be configured such that the second circuit (60) is omitted and only the first circuit (50) is provided. In such a configuration, the controller (80) includes the high pressure control unit (81), the first low pressure control unit (82). )of Of these, only one of them may be provided.
[0103]
Further, the controller (80) of the above embodiment may be configured to omit the high-pressure controller (81).
[0104]
Further, the controller (80) of the above embodiment may be configured to omit at least one of the first low pressure control unit (82) and the second low pressure control unit (83).
[0105]
Also ,Up The controller (80) of the embodiment may be configured to omit the refrigerant heating control unit (86).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping system diagram showing an overall configuration of a chilling unit according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing pre-startup control of the first circuit according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing pre-startup control of the second circuit according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing control during stop of the compressor according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
(20) Refrigerant circuit
(21) Compressor
(21a) Crankcase heater
(22) Condenser
(23) First evaporator
(24) Second evaporator
(40) Cooling water circuit
(41) Cooling heat exchanger
(50) First circuit
(60) Second circuit
(70) User side system
(71) Expansion mechanism
(72) Evaporator
(73) Heating means
(74) Low pressure control means
(75) Start control means
(81) High pressure control unit
(82) First low pressure control unit
(83) Second low pressure controller
(84) First start control unit
(85) Second start control unit
(86) Refrigerant heating control unit
(E1) First expansion valve
(E2) Second expansion valve

Claims

A refrigerant circuit ( 20 ) in which a compressor ( 21 ), a condenser ( 22 ), an expansion mechanism ( 71 ) and an evaporator ( 72 ) are connected to circulate the refrigerant ;
A cooling system ( 40 ) having a cooling heat exchanger ( 41 ) , and a cooling medium flows, and the cooling medium supplies cold heat to the condenser ( 22 ) ;
The heat medium cooled by the cooling heat exchanger ( 41 ) or the cooling heat exchanger ( 41 ) and the evaporator ( 72 ) of the refrigerant circuit ( 20 ) is supplied to the user side, and the heat medium A utilization side system ( 70 ) provided with heating means ( 73 ) for heating the heat medium when cooled;
Start control means ( 75 ) for starting circulation of the user side system ( 70 ) so that a predetermined heat medium flows through the heating means ( 73 ) at least before starting the compressor ( 21 ) at the start of operation ,
The start control means (75) starts circulation of the use side system (70), and when the temperature of the heat medium supplied to the use side is higher than a predetermined temperature, the cooling medium is the cooling heat exchanger (41). The refrigeration system characterized by controlling the cooling system (40) so as to flow.

In claim 1 ,
The utilization side system (70) is configured by a low temperature side circuit (60) that supplies a low temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature to the utilization side.
The expansion mechanism (71) and the evaporator (72) of the refrigerant circuit (20) are configured as a low temperature side expansion mechanism (E2) and a low temperature side evaporator (24) for cooling the heat medium of the low temperature side circuit (60). on the other hand,
The refrigerant circuit (20) is provided with a high temperature side expansion mechanism (E1) and a high temperature side evaporator (23) in parallel with the low temperature side expansion mechanism (E2) and the low temperature side evaporator (24),
The high temperature side evaporator (23) is connected to a high temperature side circuit (50) for supplying a high temperature side heat medium cooled to a higher temperature than the low temperature side heat medium of the low temperature side circuit (60) to the user side,
The high temperature side circuit (50) is a cooling heat exchanger (41) provided in a cooling system (40) or a high temperature side evaporator (23) of the cooling heat exchanger (41) and the refrigerant circuit (20). And a refrigeration apparatus configured to be cooled by

In claim 1 ,
The utilization side system (70) is configured as a high temperature side circuit (50) that supplies a high temperature side heat medium cooled to a predetermined temperature to the utilization side.
The expansion mechanism (71) and the evaporator (72) of the refrigerant circuit (20) are configured as a high temperature side expansion mechanism (E1) and a high temperature side evaporator (23) for cooling the heat medium of the high temperature side circuit (50). on the other hand,
The refrigerant circuit (20) is provided with a low temperature side expansion mechanism (E2) and a low temperature side evaporator (24) in parallel with the high temperature side expansion mechanism (E1) and the high temperature side evaporator (23),
The low temperature side evaporator (24) is connected to a low temperature side circuit (60) for supplying a low temperature side heat medium cooled to a lower temperature than the high temperature side heat medium of the high temperature side circuit (50) to the user side. A refrigeration apparatus characterized by comprising: