JP3966345B2 - 過冷却装置 - Google Patents
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B2600/19—Refrigerant outlet condenser temperature
Description
本実施形態1の冷凍システムは、コンビニエンスストアなどに設置されて、店内の空気調和とショーケース内の冷却とを行うものである。この冷凍システムは、本発明に係る過冷却装置としての過冷却ユニット(200)と、この過冷却ユニット(200)が取り付けられた冷凍装置(10)とによって構成されている。
室外ユニット(11)は、冷凍装置(10)の熱源側機器を構成している。この室外ユニット(11)は、室外回路(40)を備えている。
空調ユニット(12)は、利用側機器を構成している。空調ユニット(12)は、空調回路(100)を備えている。この空調回路(100)は、その液側端が第2液側連絡配管(22)、ガス側端が第2ガス側連絡配管(24)にそれぞれ接続されている。
冷蔵ショーケース(13)は、利用側機器を構成している。冷蔵ショーケース(13)は、冷蔵回路(110)を備えている。この冷蔵回路(110)は、その液側端が第2液側連絡配管(22)に、ガス側端が第1ガス側連絡配管(23)にそれぞれ接続されている。
冷凍ショーケース(14)は、利用側機器を構成している。冷凍ショーケース(14)は、冷凍回路(130)を備えている。この冷凍回路(130)は、その液側端が第2液側連絡配管(22)に接続されている。また、冷凍回路(130)のガス側端は、配管を介してブースタユニット(15)に接続されている。
ブースタユニット(15)は、ブースタ回路(140)を備えている。このブースタ回路(140)には、ブースタ圧縮機(141)と、吸入管(143)と、吐出管(144)と、バイパス管(150)とが設けられている。
過冷却ユニット(200)は、冷媒通路(205)と過冷却用冷媒回路(220)と過冷却用熱交換器(210)と制御手段としてのコントローラ(240)とを備えている。
上記冷凍システムが行う運転動作のうち、主要なものについて説明する。
冷房運転は、冷蔵ショーケース(13)及び冷凍ショーケース(14)において庫内空気の冷却を行い、空調ユニット(12)で室内空気の冷却を行って店内を冷房する運転である。
暖房運転は、冷蔵ショーケース(13)及び冷凍ショーケース(14)において庫内空気の冷却を行い、空調ユニット(12)で室内空気の加熱を行って店内を暖房する運転である。
過冷却ユニット(200)の運転動作について説明する。過冷却ユニット(200)の運転状態では、過冷却用圧縮機(221)が運転されると共に、過冷却用膨張弁(223)の開度が適宜調節される。
上記過冷却ユニット(200)において、コントローラ(240)は、過冷却ユニット(200)に設けられたセンサの検出値など、過冷却ユニット(200)内で得られる情報だけに基づいて過冷却用圧縮機(221)の運転を制御している。つまり、この過冷却ユニット(200)では、冷凍装置(10)との間で信号の授受などを行わなくても、冷凍装置(10)の運転状態に応じて過冷却用圧縮機(221)の運転を制御することが可能となる。このため、上記過冷却ユニット(200)を冷凍装置(10)に取り付ける際には、冷凍装置(10)の第1,第2液側連絡配管(21,22)に過冷却ユニット(200)の冷媒通路(205)を接続するだけでよく、冷凍装置(10)と過冷却ユニット(200)との間で信号を授受するための通信用配線を敷設する必要が無くなる。
各変形例(変形例1〜5)は、冷凍装置(10)の冷媒の過冷却度以外の各種パラメータに基いて室外ユニット(11)の電力量を推定するようにしたものである。
本変形例1の過冷却ユニット(200)では、図示しないが、冷媒通路(205)に流量検出手段としての流量センサを設け、この流量センサが検出した冷媒通路(205)の流量に基づいて過冷却用圧縮機(221)を運転制御するようにしてもよい。つまり、流量センサの検出流量は、過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒状態を示す。
本変形例2の過冷却ユニット(200)では、図示しないが、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用熱交換器(210)の両側、つまり第1流路(211)の上下流側に過冷却用冷媒の温度検出手段として温度センサを設け、これら2つの温度センサが検出した検出温度の差に基づいて過冷却用圧縮機(221)を運転制御するようにしてもよい。すなわち、上記検出した過冷却用冷媒の温度差は、冷凍装置(10)の冷媒を過冷却する前と過冷却した後の過冷却用冷媒の温度差であり、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用冷媒の状態を示す。
本変形例3の過冷却ユニット(200)では、図示しないが、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用熱交換器(210)の入口側または出口側に流量検出手段としての流量センサを設け、この検出流量に基づいて過冷却用圧縮機(221)を運転制御するようにしてもよい。すなわち、検出流量は過冷却用冷媒の状態である過冷却用熱交換器(210)を流れる過冷却用冷媒の流量を示す。
本変形例4の過冷却ユニット(200)では、図示しないが、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用冷媒の高圧圧力を検出する圧力検出手段としての圧力センサを設け、この検出圧力に基づいて過冷却用圧縮機(221)を運転制御するようにしてもよい。すなわち、検出圧力は、過冷却用冷媒の状態を示す。
本変形例5の過冷却ユニット(200)では、図示しないが、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用冷媒の高圧圧力および低圧圧力を検出する圧力検出手段としての2つの圧力センサを設け、これら2つの検出圧力の差に基づいて過冷却用圧縮機(221)を運転制御するようにしてもよい。すなわち、この検出圧力の差は、過冷却用冷媒の状態を示す。
本実施形態2の過冷却ユニット(200)は、上記実施形態1が直接過冷却用圧縮機(221)の運転を停止させて該過冷却用圧縮機(221)の消費電力を低減するようにしたのに代えて、過冷却用室外熱交換器(222)の室外ファン(230)の運転周波数を増大させることによって過冷却用圧縮機(221)の消費電力を低減するようにしたものである。つまり、本実施形態では、過冷却用圧縮機(221)の運転周波数は一定である。
この参考形態の冷凍システムは、図示しないが、上記実施形態1では冷却用流体回路を過冷却用冷媒が循環する冷媒回路により構成したが、これに代えて冷却水が流れる冷却水回路により構成するようにしたものである。具体的に、この冷却水回路は、過冷却用熱交換器(210)およびポンプを備え、該ポンプによってクーリングタワーの冷却水が過冷却用熱交換器(210)へ搬送される。そして、上記過冷却用熱交換器(210)において、冷却水が冷媒通路(205)の冷媒と熱交換して該冷媒を冷却する。つまり、この参考形態の冷却用流体回路では、冷却水が冷却用流体として流れる。
(200) 過冷却ユニット(過冷却装置)
(210) 過冷却用熱交換器
(220) 過冷却回路(冷却用流体回路)
(221) 過冷却用圧縮機(ポンプ機構)
(222) 過冷却用室外熱交換器(熱源側熱交換器)
(230) 室外ファン(ファン)
(240) コントローラ(制御手段)
Claims (8)
- 過冷却用熱交換器(210)と、該過冷却用熱交換器(210)へ冷却用流体を搬送するポンプ機構(221)とを有する冷却用流体回路(220)を備え、冷凍装置(10)の冷媒を過冷却用熱交換器(210)で冷却用流体と熱交換させて過冷却する過冷却装置であって、
上記冷凍装置(10)からの信号を受信することなく、上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態または冷却用流体回路(220)の冷却用流体の状態と外気温度とに基づいて上記ポンプ機構(221)の消費電力を低減する制御手段(240)を備え、
上記冷却用流体回路は、ポンプ機構としての圧縮機(221)と熱源側熱交換器(222)とを有し、冷却用流体としての過冷却用冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う過冷却用冷媒回路(220)であり、
上記制御手段(240)は、上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態または過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態と外気温度とに基づいて上記圧縮機(221)の運転周波数を低下させることによって該圧縮機(221)の消費電力を低減するように構成されている
ことを特徴とする過冷却装置。 - 過冷却用熱交換器(210)と、該過冷却用熱交換器(210)へ冷却用流体を搬送するポンプ機構(221)とを有する冷却用流体回路(220)を備え、冷凍装置(10)の冷媒を過冷却用熱交換器(210)で冷却用流体と熱交換させて過冷却する過冷却装置であって、
上記冷凍装置(10)からの信号を受信することなく、上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態または冷却用流体回路(220)の冷却用流体の状態と外気温度とに基づいて上記ポンプ機構(221)の消費電力を低減する制御手段(240)を備え、
上記冷却用流体回路は、ポンプ機構としての圧縮機(221)と熱源側熱交換器(222)とを有し、冷却用流体としての過冷却用冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う過冷却用冷媒回路(220)であり、
上記制御手段(240)は、上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態または過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態と外気温度とに基づいて上記熱源側熱交換器(222)のファン(230)の運転周波数を増大させることによって上記圧縮機(221)の消費電力を低減するように構成されている
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態は、過冷却用熱交換器(210)における冷凍装置(10)の冷媒の過冷却度である
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒の状態は、過冷却用熱交換器(210)を流れる冷凍装置(10)の冷媒流量である
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態は、過冷却用熱交換器(210)で冷凍装置(10)の冷媒を過冷却する前と過冷却した後の過冷却用冷媒の温度差である
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態は、過冷却用熱交換器(210)を流れる過冷却用冷媒の流量である
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態は、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用冷媒の高圧圧力である
ことを特徴とする過冷却装置。 - 請求項1又は2に記載の過冷却装置において、
上記過冷却用冷媒回路(220)の過冷却用冷媒の状態は、過冷却用冷媒回路(220)における過冷却用冷媒の高圧圧力および低圧圧力の圧力差である
ことを特徴とする過冷却装置。
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