JP3663046B2 - Refrigeration equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばコンデンシングユニット等の冷凍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、圧縮機、コンデンサ、レシーバタンクを備えると共に、このレシーバタンクからの冷媒をエバポレータに送り出す主回路、オイルクーラを経て前記圧縮機に戻すオイル冷却回路、及び過冷却器を経て前記圧縮機に戻す過冷却回路、並びに冷却用冷媒として前記圧縮機に戻すインジェクション回路等を備えたコンデンシングユニット等の冷凍装置が知られている。
【0003】
この種のものでは、レシーバタンクからの取出口が二箇所設けられ、一箇所には前記主回路が接続され、別の一箇所にはオイル冷却回路、及び過冷却回路、並びにインジェクション回路等が接続されている。
【0004】
一方、空冷式2段スクリュ圧縮機を使用した超低温用冷凍装置の場合、この冷凍装置に接続されたエバポレータでの蒸発温度が−50℃〜−60℃になるので、蒸発圧力が負圧となり、配管接続口から冷媒回路内にエアが進入し、このエアが回路内を循環する。このエアを逃がすため、従来、冷凍装置のコンデンサの冷媒配管にエアパージ弁を設けるのが一般的である。
【0005】
更に、圧縮機を備えた冷凍装置において、アナログ圧力スイッチを設けて、圧縮機の低圧側の圧力を検出し、このアナログ圧力スイッチの検出圧力が所定値になった時に圧縮機の運転を停止させる冷凍装置が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、まずレシーバタンクからの取出口が二箇所設けられるので、接続口からの冷媒漏れの可能性が増大すると共に、冷媒配管等の複雑さに伴ってレシーバタンクの構造が複雑化するという問題がある。
【0007】
また、コンデンサの冷媒配管にエアパージ弁を設けるにしても、従来、コンデンサにおける複数のヘッダーの連結管に設けているので、この連結管よりも上位に位置する冷媒管内をエアパージできないという問題がある。
【0008】
更に、アナログ圧力スイッチで圧縮機の低圧側圧力を検出するようにしたものでは、2段スクリュ圧縮機の場合に低圧側圧力がゲージ圧で負圧になるので、直接検出することができず、従来2段スクリュ圧縮機の中間圧を検出して当該圧縮機の運転を停止させている。しかしこの中間圧と低圧との間にはある程度の相関関係があるものゝ圧縮機の低圧を正確に検出できないという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、従来技術が有する課題を解消し、レシーバタンクの構造の簡素化が図れ、ほぼ確実なエアパージが可能になり、更にほぼ正確に圧縮機の低圧が検出される冷凍装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、圧縮機、オイルセパレータ、コンデンサ、レシーバタンクを冷媒配管で接続し、このレシーバタンクから導出された液冷媒を過冷却器を経てエバポレータに供給する主回路を備え、前記コンデンサは略V字状に配列されると共に、略V字状に配列された当該コンデンサの夫々が入口ヘッダー及び出口ヘッダーを備え、入口ヘッダー及び出口ヘッダーのうちの内側に配置された夫々の入口ヘッダーの最上部にエアパージ弁を設けたことを特徴とするものである。
【0015】
これらの発明では、エアパージ弁が冷媒管の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。また、エアパージ弁が複数のヘッダーの夫々に設けられているので、各ヘッダー毎個別にエアパージが可能である。
【0016】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記圧縮機がゲージ圧で吸入圧力が負圧になる2段スクリュ圧縮機であり、前記2段スクリュ圧縮機の低圧側の圧力を検出するデジタル圧力スイッチを負圧を検出可能に構成し、このデジタル圧力スイッチの検出圧力が所定値になった時に前記2段スクリュ圧縮機の運転を停止させることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1において、1は空冷式2段スクリュ圧縮機を示し、この圧縮機1は高圧部1a、中間圧部1b、低圧部1cを備えている。この低圧部1cに吸込管2を介して吸入される冷媒は圧縮機1で圧縮されて高圧部1aから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管3を経てオイルセパレータ4に流入し、ここで冷媒中のオイルが除去された後、管5を経て冷媒がコンデンサ6に流入する。コンデンサ6で凝縮、液化した冷媒は、管7を経てレシーバタンク8に流入する。
【0019】
このレシーバタンク8からの液冷媒の導出口9は一箇所だけである。この導出口9には主回路10が接続されている。この主回路10はフィルタドライヤ11、モイスチャインジケータ12、チーズ13、管14、過冷却器15と連なった後に、管16を経て図示を省略したエバポレータに連通する。
【0020】
主回路10のチーズ13の下流にはチーズ17が設けられ、このチーズ17にはオイル冷却回路21が接続されている。このオイル冷却回路21はチーズ22で分岐し、管23を経てオイルクーラ24に連なった後に、管25、チーズ26、並びに管27を経て圧縮機1の中間圧部1bに連通する。
【0021】
オイルクーラ24には、オイルセパレータ4で分離されたオイルが管28を介して流入し、このオイルは管23,25を流れる冷媒で冷却された後、オイルフィルタ29、管30を通して圧縮機1に戻される。
【0022】
オイル冷却回路21のチーズ22にはインジェクション回路31が接続されている。このインジェクション回路31は管32、膨張弁33を経て圧縮機1に連なり、温度センサ33aの検出温度が所定温度以上に達した場合に、膨張弁33が開かれ、インジェクション回路31を介して圧縮機1に冷却用の冷媒が供給される。
【0023】
主回路10のチーズ17には管34、膨張弁35、過冷却器15、管36を経て冷媒を圧縮機1の中間圧部1bに戻す過冷却回路37が接続されている。過冷却器15では管14,16(主回路10)を流れる冷媒が管34,36(過冷却回路37)を流れる冷媒で過冷却される。
【0024】
この実施形態では、レシーバタンク8からの液冷媒の導出口9は一箇所だけであり、この導出口9に主回路10が接続され、この主回路10にチーズ13を介してオイル冷却回路21、及び過冷却回路37が接続されている。
【0025】
従って、従来のように、レシーバタンク8に複数の導出口を設ける必要がないので、当該接続口からの冷媒漏れが抑制され、冷媒配管等の複雑さが解消され、これに伴ってレシーバタンク8の構造が単純化される。
【0026】
以上の冷媒回路を構成する圧縮機1、オイルセパレータ4、コンデンサ6、レシーバタンク8等の各種機器は、図2に示すように、ユニットケース40に収納されている。このユニットケース40内は上下に仕切られ、下部には機械室41が形成され、上部には熱交換室42が形成されている。この熱交換室42には、図3に示すように、略V字状にコンデンサ6が配列され、このコンデンサ6の間にコンデンサファンモータ43が収納されている。コンデンサ6は複数のヘッダー45,46を備え、コンデンサ6への冷媒は、図1に示すように、入口側ヘッダー45を通じて流入し、出口側ヘッダ46を通じて流出する。
【0027】
前記の空冷式2段圧縮機を使用した場合には、当該冷凍装置に接続されたエバポレータでの蒸発温度が−50℃〜−60℃になる。従って、蒸発圧力が負圧となるので、配管接続口等から冷媒回路内にエアが進入し、このエアが冷媒回路内を循環するおそれが発生する。
【0028】
この冷媒回路内のエアをパージするために、本実施形態では、各入口側ヘッダー45の最上部にエアパージ弁47,48が設けられている。このエアパージ弁47,48は適宜に開放され、これによってエアが大気開放される。この実施形態では、エアパージ弁47,48が各入口側ヘッダー45の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。また、エアパージ弁47,48が各入口側ヘッダー45の夫々に設けられているので、各入口側ヘッダー45毎に個別にエアパージが可能になる。
【0029】
図4は別の実施形態を示す。
【0030】
図4において、100は2段スクリュ圧縮機を示している。この2段スクリュ圧縮機100は高圧部100a、中間圧部100b、低圧部100cを備えている。この低圧部100cに吸込管102を介して吸入される冷媒は圧縮機100で圧縮されて高圧部100aから吐出される。吐出された冷媒は、吐出管103を経てコンデンサ104に流入し、このコンデンサ104で凝縮、液化した後に、管105を経てレシーバタンク106に流入する。このレシーバタンク106からの液冷媒は電磁弁107、膨張弁108を経てエバポレータ109に流入し、圧縮機100の吸込管102に流入する。
【0031】
2段スクリュ圧縮機100の低圧部100cには管110を経てゲージ圧で負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチ111が接続されている。このデジタル圧力スイッチ111は、図5に示すように、ピエゾ素子等を用いた圧力センサ113と、8ビットマイクロコンピュータ等により実現可能な制御部114と、半導体スイッチング素子からなるスイッチ115とから構成され、このスイッチ115には2段スクリュ圧縮機100の駆動用電磁リレー116が接続されている。制御部114は圧力センサ113からの圧力信号と予め設定された圧力値とに基づき、スイッチ115を開閉する。制御部114を構成するマイクロコンピュータには、通常、EEPROM(不揮発性メモリ)が設けられ、当該メモリに上記圧力値が格納されている。117は電源スイッチである。
【0032】
一般に、図4に示すエバポレータ109はクーリングコイル等に内蔵され、冷蔵庫の庫内温度が高い時にはエバポレータ109での冷媒の温度上昇が大きくなるため当該エバポレータ109の出口側の冷媒圧力が高くなり、そのまゝ冷媒が吸込管102を介して圧縮機100の低圧部100cに吸い込まれる。従って、圧縮機100の低圧側圧力を検出し、この低圧圧力が所定値になった時に2段スクリュ圧縮機100の運転を停止させる制御を行えば、冷蔵庫内の温度制御が可能になる。
【0033】
要するに、2段スクリュ圧縮機100の低圧側圧力を検出するデジタル圧力スイッチ111は圧縮機100の「低圧カット」を司る。この2段スクリュ圧縮機100の運転を停止させる場合、電磁弁107を閉じて、圧縮機100の運転を一時的に継続させて、冷媒をレシーバタンク106に回収(ポンプダウン運転)した後に、低圧側の圧力が所定値となったことを確認(冷媒回収終了の確認)した上で、圧縮機100の運転が停止される。
【0034】
この実施形態では、従来のものに比べて、圧縮機100の低圧側圧力を検出する手段が、負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチ111で構成されるので、2段スクリュ圧縮機100の場合に低圧部100cの圧力がゲージ圧で負圧になったとしても当該低圧を直接検出することができる。
【0035】
従って、従来のように、2段スクリュ圧縮機100の中間圧部100bの圧力を検出して当該圧縮機100の運転を停止させる必要がない。
【0036】
ちなみに、圧縮機100の低圧側圧力が低すぎた場合には、圧縮機100の潤滑オイル不足、オイル変質の原因となり、圧縮機100の低圧側圧力が高すぎた場合には、圧縮機100による液圧縮の原因となるが、このデジタル圧力スイッチ111の採用によって、2段スクリュ圧縮機100の低圧圧力がほぼ正確に検出されるので、これらの問題が一遍に解消される。
【0037】
また、デジタル圧力スイッチ111の採用によって、0.005MPa毎の圧縮機1のカットオン、カットオフ値の設定が可能になり、しかもデジタル圧力スイッチ111の表示部111aの圧力表示が0.005MPa毎に可能となり、更には、圧縮機1のオン、オフ圧力差を最小で0.01MPaと細かく設定することが可能になる。
【0038】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。前記の実施形態では、コンデンシングユニット1について説明したが、これに限定されるものではなく、一部の発明は例えばエアコンの室外機などにも適用が可能である。
【0040】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、エアパージ弁が冷媒管の最上部に位置するので、エアがほぼ完全にパージされる。またエアパージ弁が複数のヘッダーの夫々に設けられるので、各ヘッダー毎個別にエアパージが可能になる。
【0041】
請求項2に記載の発明では、圧縮機の低圧側圧力を検出する手段が、負圧を検出可能なデジタル圧力スイッチで構成されるので、2段スクリュ圧縮機の場合に、低圧圧力がゲージ圧で負圧になったとしても、当該低圧圧力を直接、ほぼ正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す冷媒回路図である。
【図2】コンデンシングユニットの正面図である。
【図3】コンデンシングユニットの熱交換室の断面図である。
【図4】別の実施形態を示す冷媒回路図である。
【図5】デジタル圧力スイッチを示す図である。
【符号の説明】
1 2段スクリュ圧縮機
4 オイルセパレータ
6 コンデンサ
8 レシーバタンク
9 導出口
10 主回路
21 オイル冷却回路
24 オイルクーラ
31 インジェクション回路
37 過冷却回路
40 ユニットケース
42 熱交換室
43 コンデンサファンモータ
45,46 ヘッダー
47,48 エアパージ弁
100 2段スクリュ圧縮機
100c 低圧部
111 デジタル圧力スイッチ111[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration apparatus such as a condensing unit.
[0002]
[Prior art]
In general, a compressor, a condenser, and a receiver tank are provided, and a main circuit for sending refrigerant from the receiver tank to the evaporator, an oil cooling circuit for returning the refrigerant to the compressor through an oil cooler, and a supercooler for returning to the compressor A refrigeration apparatus such as a condensing unit provided with a supercooling circuit and an injection circuit for returning to the compressor as a cooling refrigerant is known.
[0003]
In this type, two outlets from the receiver tank are provided, the main circuit is connected to one place, and an oil cooling circuit, a supercooling circuit, and an injection circuit are connected to another place. Has been.
[0004]
On the other hand, in the case of an ultra-low temperature refrigeration apparatus using an air-cooled two-stage screw compressor, the evaporation temperature in the evaporator connected to the refrigeration apparatus is -50 ° C to -60 ° C, so the evaporation pressure becomes negative pressure, Air enters the refrigerant circuit from the pipe connection port, and this air circulates in the circuit. In order to release this air, conventionally, an air purge valve is generally provided in the refrigerant pipe of the condenser of the refrigeration apparatus.
[0005]
Further, in the refrigeration apparatus provided with the compressor, an analog pressure switch is provided to detect the pressure on the low pressure side of the compressor, and the operation of the compressor is stopped when the detected pressure of the analog pressure switch reaches a predetermined value. A refrigeration system has been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration, since two outlets from the receiver tank are provided, the possibility of refrigerant leakage from the connection port increases, and the receiver tank structure is complicated due to the complexity of the refrigerant piping and the like. There is a problem of becoming.
[0007]
Further, even if an air purge valve is provided in the refrigerant pipe of the condenser, there is a problem that the inside of the refrigerant pipe located above the connection pipe cannot be air purged because it is conventionally provided in the connection pipe of a plurality of headers in the condenser.
[0008]
Furthermore, in the case where the low pressure side pressure of the compressor is detected by an analog pressure switch, the low pressure side pressure becomes negative pressure due to the gauge pressure in the case of a two-stage screw compressor, so it cannot be detected directly. Conventionally, the intermediate pressure of the two-stage screw compressor is detected to stop the operation of the compressor. However, although there is a certain degree of correlation between the intermediate pressure and the low pressure, there is a problem that the low pressure of the compressor cannot be accurately detected.
[0009]
An object of the present invention is to provide a refrigeration apparatus that eliminates the problems of the prior art, simplifies the structure of the receiver tank, enables almost reliable air purging, and detects the low pressure of the compressor almost accurately. There is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0015]
In these inventions, the air purge valve is positioned at the top of the refrigerant pipe, so that the air is almost completely purged. In addition, since the air purge valve is provided in each of the plurality of headers, air purge can be performed for each header individually.
[0016]
The invention according to
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
In FIG. 1,
[0019]
There is only one outlet 9 for liquid refrigerant from the
[0020]
A
[0021]
Oil separated by the
[0022]
An
[0023]
A
[0024]
In this embodiment, there is only one outlet for liquid refrigerant from the
[0025]
Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to provide a plurality of outlets in the
[0026]
Various devices such as the
[0027]
When the air-cooled two-stage compressor is used, the evaporation temperature in the evaporator connected to the refrigeration apparatus is −50 ° C. to −60 ° C. Therefore, since the evaporation pressure becomes a negative pressure, air enters the refrigerant circuit from a pipe connection port or the like, and there is a possibility that the air circulates in the refrigerant circuit.
[0028]
In this embodiment,
[0029]
FIG. 4 shows another embodiment.
[0030]
In FIG. 4,
[0031]
A
[0032]
In general, the
[0033]
In short, the
[0034]
In this embodiment, the means for detecting the low-pressure side pressure of the
[0035]
Therefore, unlike the prior art, there is no need to detect the pressure of the
[0036]
By the way, if the low pressure side pressure of the
[0037]
Further, by adopting the
[0038]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, it is clear that this invention is not limited to this. In the above embodiment, the condensing
[0040]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, since the air purge valve is located at the uppermost part of the refrigerant pipe, the air is almost completely purged. Further, since the air purge valve is provided in each of the plurality of headers, air purge can be performed for each header individually.
[0041]
In the second aspect of the present invention, the means for detecting the low-pressure side pressure of the compressor is constituted by a digital pressure switch capable of detecting a negative pressure. Even if the pressure becomes negative, the low pressure can be detected almost directly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a condensing unit.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a heat exchange chamber of a condensing unit.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram showing another embodiment.
FIG. 5 shows a digital pressure switch.
[Explanation of symbols]
1 Two-
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