JP4269597B2 - Refrigeration system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮式冷凍装置と吸収式冷凍装置とを組み合わせて構成される冷凍システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ホテルやレストラン等の建物において、必要な電気を発電するための発電機を設ける一方、該発電機の排熱を給湯や室内の空気調和等に有効に利用するようにした熱電併給システム(コージェネレーションシステム)は知られている。
【0003】
そして、従来より、この熱電併給システムにおいて、圧縮式冷凍装置と吸収式冷凍装置とにより構成される冷凍システムを設けることが知られている。すなわち、上記圧縮式冷凍装置は、発電機で発電された電気により駆動して、例えば室内の冷房等を行うようになっている。一方、上記吸収式冷凍装置は、発電機の排熱により駆動して、上記圧縮式冷凍装置の冷媒回路の液冷媒を過冷却するようになっている。こうして、上記冷凍システムでは、発電機の排熱を、圧縮式冷凍装置の冷凍効果を向上させるために利用するようにしている。
【0004】
例えば、特開平11−223412号公報に開示されている冷凍システムでは、圧縮式冷凍装置の冷媒回路における凝縮器と減圧機構との中間位置に、吸収式冷凍装置の蒸発器を介在させている。そして、該吸収式冷凍装置の蒸発器で生成される冷熱によって、上記冷媒回路の凝縮器と減圧機構との間を流れる液冷媒を過冷却するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記冷凍システムでは、凝縮の高圧液冷媒を過冷却しているので、過冷却を大きくするためには、吸収式冷凍装置の蒸発器の熱交換器を大きくし、熱交換される熱量を増大させることが考えられる。しかしながら、これでは、熱交換器が大きくなることで、システム全体が大型化することは避けられない。
【0006】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸収式冷凍装置により圧縮式冷凍装置の冷媒を冷却するようにした冷凍システムについて、システム全体を大型化することなく、その冷凍効果を向上させようとすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路において、該冷媒回路の中間圧冷媒を吸収式冷凍装置の冷熱によって冷却する冷却器を設けるようにした。
【0008】
具体的に、請求項1に係る発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(3)と、吸収式冷凍サイクルを行う吸収式冷凍装置(10)とを備える冷凍システムが対象である。そして、上記冷媒回路(3)は、第1圧縮機構(16)と、凝縮器(18)と、該冷媒回路(3)の高圧冷媒を中間圧冷媒に減圧する第1減圧機構(EV1)と、上記吸収式冷凍装置(10)で発生する冷熱によって上記冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却する冷却器(7)と、中間圧冷媒を低圧冷媒にまで減圧する第2減圧機構(EV2)と、蒸発器(19)とを順に接続した閉回路の主回路(4)を備えている
【0009】
上記の発明によると、冷媒回路(3)では蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われて、該冷媒回路(3)を冷媒が循環する。すなわち、冷媒回路(3)の第1圧縮機構(16)から吐出されたガス冷媒は、凝縮器(18)で凝縮して高圧冷媒となる。この高圧冷媒は、第1減圧機構(EV1)により減圧されて気液2相状態の中間圧冷媒となる。この中間圧冷媒は、冷却器(7)において吸収式冷凍装置(10)で発生した冷熱により冷却される。
【0010】
このとき、冷却器(7)内の配管を流れる冷媒が気液2相状態であり、液化冷却と異なり、凝縮熱伝達により冷熱が伝達され、熱伝達率が大きくなる。その結果、冷却器(7)で冷媒が効率よく冷却されるため、上記冷媒回路(3)における冷却効果が向上する。冷却器(7)で冷却された冷媒は、第2減圧機構(EV2)によりさらに減圧されて低圧冷媒となり、冷媒回路(3)の蒸発器(19)へ流れる。その後、蒸発器(19)で蒸発したガス冷媒は、再び第1圧縮機構(16)へ戻る。
【0011】
請求項2に係る発明は、上記請求項1に係る発明において、上記冷媒回路(3)は、第2圧縮機構(17)を備える補助回路(5)を備え、上記補助回路(5)の低圧側は、主回路(4)における蒸発器(19)と第1圧縮機構(16)との間に接続され、高圧側は、主回路(4)における第1減圧機構(EV1)と冷却器(7)との間に接続されている。
【0012】
上記の発明によると、主回路(4)において、第1圧縮機構(16)は、蒸発器(19)で蒸発したガス冷媒の一部を吸い込んで吐出する。吐出されたガス冷媒は、凝縮器(18)で凝縮して高圧冷媒となる。該高圧冷媒は、第1減圧機構(EV1)により減圧されて中間圧冷媒となる。一方、第2圧縮機構(17)は、蒸発器(19)で蒸発したガス冷媒の他の一部を吸い込んで吐出する。吐出されたガス冷媒は、補助回路(5)を通った後、上記第1減圧機構(EV1)で減圧された中間圧冷媒に合流する。合流した冷媒は、冷却器(7)で冷却された後、第2減圧機構(EV2)により減圧されて低圧冷媒となる。
【0013】
このとき、補助回路(5)を通過したガス冷媒の一部は、第1減圧機構(EV1)を通過した中間圧冷媒によって予め凝縮される。その結果、この補助回路(5)からの冷媒を冷却するために必要な冷却器(7)の冷却能力は、軽減される。
【0014】
請求項3に係る発明は、上記請求項1又は2に係る発明において、上記吸収式冷凍装置(10)で生じた冷熱を冷却器(7)へ搬送するための熱搬送回路(20)が設けられている。
【0015】
この発明によると、吸収式冷凍装置(10)で生成された冷熱は、熱搬送回路(20)を介して冷却器(7)へ搬送される。そして、該冷却器(7)に搬送された冷熱によって、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は冷却される。
【0016】
請求項4に係る発明は、上記請求項1〜3の何れか1つに係る発明において、上記熱搬送回路(20)は、該熱搬送回路(20)で冷媒を循環させるためのポンプ(30)を備え、上記ポンプ(30)は、液冷媒を貯留するためのタンク(T1,T2)と、液冷媒を加熱して高圧のガス冷媒を生成する高圧部(HEX3)と、ガス冷媒を冷却して低圧の液冷媒を生成する低圧部(HEX4)とを備え、上記タンク(T1,T2)を高圧部(HEX3)に連通させて加圧することにより該タンク(T1,T2)内から液冷媒を押し出す一方、タンク(T1,T2)を低圧部(HEX4)に連通させて減圧することにより該タンク(T1,T2)内に液冷媒を吸引するように構成されている。
【0017】
上記の発明によると、上記タンク(T1,T2)が高圧部(HEX3)に連通すると、タンク(T1,T2)内は、高圧部(HEX3)で生成された高圧のガス冷媒が導入されて加圧される。その結果、該タンク(T1,T2)内に貯留されている液冷媒が、タンク(T1,T2)外の熱搬送回路(20)へ押し出される。一方、タンク(T1,T2)が低圧部(HEX4)に連通すると、タンク(T1,T2)内は減圧され、タンク(T1,T2)外の熱搬送回路(20)の冷媒が該タンク(T1,T2)内へ吸引される。このようにして、冷媒は熱搬送回路(20)を循環する。
【0018】
請求項5に係る発明は、上記請求項4に係る発明において、上記ポンプ(30)の高圧部(HEX3)には、吸収式冷凍装置(10)の凝縮器(12)又は吸収器(14)からの放出熱が供給される。
【0019】
この発明によると、凝縮器(12)では冷媒が凝縮して凝縮熱が放出される一方、吸収器(14)では冷媒ガスが吸収溶液に吸収されて吸収熱が放出される。これら凝縮器(12)又は吸収器(14)からの放出熱は、上記ポンプ(30)の高圧部(HEX3)へ供給される。そして、高圧部(HEX3)では、上記放出熱により液冷媒が加熱されて高圧のガス冷媒が生成される。
【0020】
請求項6に係る発明は、上記請求項1〜5の何れか1つに係る発明において、上記吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)の熱媒体は、空気により冷却される。
【0021】
この発明によると、吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)には、ファン等により空気が供給される。その結果、吸収器(14)及び凝縮器(12)を通過する熱媒体は、空気により冷却される。
【0022】
請求項7に係る発明は、上記請求項1に係る発明において、上記冷媒回路(3)には、冷却器(7)により冷却された冷媒をさらに冷却するための冷熱を蓄える蓄熱槽(85)が設けられている。
【0023】
上記の発明によると、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は、まず冷却器(7)で冷却される。その後、該冷媒は、蓄熱槽(85)において、冷却器(7)で伝えられる冷熱よりも冷熱量の大きい冷熱が伝えられて冷却される。
【0024】
請求項8に係る発明は、上記請求項7に係る発明において、上記冷媒回路(3)は、圧縮機構(16,17)と凝縮器(18)と第1減圧機構(EV1)と冷却器(7)と蓄熱槽(85)と第2減圧機構(EV2)と蒸発器(19)とを順に接続した閉回路の主回路(4)と、該主回路(4)における蓄熱槽(85)と蒸発器(19)との間に一端が接続され且つ他端が蒸発器(19)と圧縮機構(16,17)との間に接続されて、冷媒が蒸発器(19)をバイパスして流通可能なバイパス回路(6)とを備える一方、蓄熱槽(85)による冷媒の冷却時に冷媒が蒸発器(19)に流れ、蓄熱槽(85)の蓄熱時に冷媒がバイパス回路(6)に流れるように冷媒通路を切り換える切換手段(SV5,SV6)が設けられ、冷却器(7)は、蓄熱槽(85)の蓄熱時に、冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却するように構成されている。
【0025】
上記の発明によると、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は、冷却器(7)により冷却された後、蓄熱槽(85)へ供給される。
【0026】
そして、蓄熱槽(85)による冷媒の冷却時には、冷媒通路は、蓄熱槽(85)の出口と蒸発器(19)とが連通するように、切換手段(SV5,SV6)によって切り換えられる。その結果、蓄熱槽(85)へ供給された冷媒は、該蓄熱槽(85)に蓄えられている冷熱によりさらに冷却されて蒸発器(19)へ流れる。その後、蒸発器(19)で蒸発した冷媒は、圧縮機へ流れる。
【0027】
一方、蓄熱槽(85)の蓄熱時には、冷媒通路は、蓄熱槽(85)の出口と圧縮機の吸入側とがバイパス回路(6)を介して連通するように、切換手段(SV5,SV6)によって切り換えられる。その結果、冷却器(7)で冷却された冷媒が、蓄熱槽(85)に供給され、蓄熱槽(85)に冷熱が蓄えられる。その後、冷媒は、バイパス回路(6)を流通する。つまり、冷媒は、蒸発器(19)をバイパスして圧縮機の吸入側へ流れる。
【0028】
請求項9に係る発明は、上記請求項7又は8に係る発明において、上記冷媒回路(3)の冷媒は、非共沸混合冷媒である。
【0029】
ところで、非共沸混合冷媒の温度は、凝縮が進むにつれて低下する。例えば、上記非共沸混合冷媒をR407Cとし、1.1MPaで凝縮する場合、凝縮開始点の温度は、27.7℃となる一方、凝縮完了点の温度は、22.2℃となり、約5℃の温度差がある。
【0030】
したがって、上記請求項9の発明によると、まず、上記非共沸混合冷媒は、凝縮開始点近傍の比較的高温の領域で吸収式冷凍装置(10)により冷却されるため、該吸収式冷凍装置(10)の冷媒の蒸発温度が比較的高くなる。その結果、吸収式冷凍装置(10)は、冷却負荷が低減されて効率よく運転される。
【0031】
請求項10に係る発明は、上記請求項1に係る発明において、上記吸収式冷凍装置(10)で発生する温熱によって上記冷媒回路(3)の冷媒を蒸発させる加熱器(8)が設けられる一方、上記冷媒回路(3)は、冷房サイクルと暖房サイクルとに冷媒循環方向が可逆になるように構成されると共に、冷媒が冷房サイクル時に冷却器(7)に流れ、暖房サイクル時に加熱器(8)に流れるように冷媒通路を切り換える切換機構(15,28,29)を備えている。
【0032】
上記の発明によると、冷房サイクル時には、冷媒は、冷媒回路(3)を所定の循環方向に循環する。このとき、切換機構(15,28,29)は、冷媒が冷却器(7)を流れるように冷媒経路を切り換える。そして、冷媒回路(3)の中間圧冷媒が冷却器(7)で過冷却されて、圧縮式冷凍装置の冷却効果が向上する。
【0033】
一方、暖房サイクル時には、冷媒は、冷媒回路(3)を上記循環方向と逆方向に循環する。このとき、切換機構(15,28,29)は、冷媒が加熱器(8)を通過するように冷媒通路を切り換える。そして、冷媒回路(3)の冷媒は、加熱器(8)で加熱されて蒸発し、圧縮機構(16,17)へ流れる。
【0034】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
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。
【0035】
図1は、本発明に係る冷凍システムの実施形態1を示している。この冷凍システム(1)は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(3)と、吸収式冷凍サイクルを行う吸収式冷凍装置(10)とを備えている。
【0036】
上記吸収式冷凍装置(10)は、冷媒蒸気を、吸収溶液へ吸収させるための吸収器(14)と、該吸収器(14)内で冷媒蒸気を吸収して薄くなった吸収溶液から水を蒸発させて分離し、該吸収溶液を濃縮するための再生器(11)とを備えている。さらに、吸収式冷凍装置(10)は、水蒸気を凝縮する凝縮器(12)と、凝縮した水を蒸発させる蒸発器(13)とを備えている。そして、図示は省略するが、これらの吸収器(14)と再生器(11)と凝縮器(12)と蒸発器(13)とは、配管により接続されて閉回路を構成している。
【0037】
また、吸収式冷凍装置(10)は、吸収器(14)及び凝縮器(12)に空気を供給するための冷却ファン(図示省略)を備えている。そして、該冷却ファンから送られる空気によって、上記吸収器(14)及び凝縮器(12)の熱媒体を冷却するようになっている。
【0038】
上記再生器(11)には、例えばマイクロガスタービン発電機(図示省略)からの排熱が供給されるようになっている。つまり、吸収式冷凍装置(10)は、上記発電機の排熱を熱源として駆動し、蒸発器(13)で冷熱を発生するようになっている。
【0039】
上記冷媒回路(3)は、主回路(4)と、補助回路(5)とにより構成されている。そして、上記冷媒回路(3)は、四路切換弁(15)が設けられ、該四路切換弁(15)により冷媒通路を切り換えることで、冷房サイクルと暖房サイクルとに冷媒循環方向が可逆になるように構成されている。
【0040】
上記主回路(4)は、第1圧縮機構である第1圧縮機(16)と、冷房サイクル時に凝縮器となる室外熱交換器(18)と、第1減圧機構である第1膨張弁(EV1)と、冷却器(7)と、第2減圧機構である第2膨張弁(EV2)と冷房サイクル時に蒸発器となる室内熱交換器(19)とを順に接続した閉回路に構成されている。また、冷媒回路(3)には、暖房サイクル時に、吸収式冷凍装置(10)で発生する温熱によって冷媒回路(3)の冷媒を蒸発させる加熱器(8)が設けられている。一方、上記補助回路(5)は、第2圧縮機構である第2圧縮機(17)を備え、上記主回路(4)に接続されている。そして、第2圧縮機(17)の圧縮比は、第1圧縮機(16)よりも小さくなっている。
【0041】
上記第1圧縮機(16)の吐出管である第1吐出管(70)は、四路切換弁(15)の1つのポートに接続されている。また、四路切換弁(15)の1つのポートには、第1配管(71)を介して室外熱交換器(18)が接続されている。該四路切換弁(15)の1つのポートには、第1圧縮機(16)の吸入管である第1吸入管(72)が接続されている。さらに、四路切換弁(15)の1つのポートには、第4配管(73)を介して室内熱交換器(19)が接続されている。
【0042】
上記四路切換弁(15)は、第1吐出管(70)と第1配管(71)とが連通し且つ第1吸入管(72)と第4配管(73)とが連通する第1状態(図1実線参照)と、第1吐出管(70)と第4配管(73)とが連通し且つ第1吸入管(72)と第1配管(71)とが連通する第2状態(図1破線参照)とに切り換わるように構成されている。つまり、上記冷媒回路(3)は、上記四路切換弁(15)を第1状態に切り換えることで、冷房サイクルを行う一方、第2状態に切り換えることで、暖房サイクルを行うようになっている。
【0043】
尚、上記室外熱交換器(18)は、例えば、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、熱源ファンである室外ファン(図示省略)が近接して配置されている。また、同様に、上記室内熱交換器(19)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であって、利用ファンである室内ファン(図示省略)が近接して設けられている。
【0044】
室外熱交換器(18)と冷却器(7)とは、第2配管(74)により接続されている。第2配管(74)には、室外膨張弁(EV4)と、第1膨張弁(EV1)と、第1三路弁(28)とが、室外熱交換器(18)側から冷却器(7)側へ向かって順に配設されている。室外膨張弁(EV4)及び第1膨張弁(EV1)は、開度調整自在な電動膨張弁により構成されている。室外膨張弁(EV4)は、冷房サイクル時に全開状態に調整される一方、第1膨張弁(EV1)は、冷房サイクル時に所定の開度に調整されて流通する冷媒を減圧するようになっている。すなわち、上記第1膨張弁(EV1)は、冷房サイクル時に、室外熱交換器(18)で凝縮された冷媒回路(3)の高圧冷媒を中間圧冷媒に減圧するように構成されている。そして、冷却器(7)は、冷房サイクル時に、吸収式冷凍装置(10)で発生する冷熱によって上記冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却するようになっている。
【0045】
冷却器(7)と室内熱交換器(19)とは、第3配管(75)により接続されている。室内熱交換器(19)は、複数台設けられており、例えば2台の室内熱交換器(19)が冷媒回路(3)に配設されている。すなわち、冷却器(7)から延びる第3配管(75)の先端側は2つに分岐しており、これらの端部が各室内熱交換器(19)にそれぞれ接続されている。
【0046】
第3配管(75)には、第2三路弁(29)と、第5開閉弁(SV5)と、第2膨張弁(EV2)とが、冷却器(7)側から室内熱交換器(19)側へ向かって順に配設されている。第5開閉弁(SV5)は、第3配管(75)を開閉すると共に、その開放状態で、第2三路弁(29)側から第2膨張弁(EV2)へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。第2膨張弁(EV2)は、開度調整自在な電動膨張弁により構成されており、冷房サイクル時に所定の開度に調整されて流通する冷媒を減圧するようになっている。すなわち、上記第2膨張弁(EV2)は、冷却器(7)で冷却された中間圧冷媒を低圧冷媒にまで減圧するように構成されている。
【0047】
上記冷媒回路(3)は、冷媒が冷房サイクル時に冷却器(7)に流れ、暖房サイクル時に加熱器(8)に流れるように冷媒通路を切り換える切換機構(15,28,29)を備えている。該切換機構(15,28,29)は、四路切換弁(15)と、第1三路弁(28)と、第2三路弁(29)とにより構成されている。
【0048】
上記第1三路弁(28)は、冷房サイクル時に、第1膨張弁(EV1)と冷却器(7)とが連通するように冷媒通路を切り換える一方、暖房サイクル時に、第1膨張弁(EV1)と加熱器(8)とが連通するように冷媒通路を切り換えるようになっている。
【0049】
一方、第2三路弁(29)は、冷房サイクル時に、冷却器(7)と第5開閉弁(SV5)とが連通するように冷媒通路を切り換える一方、暖房サイクル時に、加熱器(8)と第5開閉弁(SV5)とが連通するように冷媒通路を切り換えるようになっている。
【0050】
そして、本実施形態では、上記冷却器(7)は、上記吸収式冷凍装置(10)の蒸発器(13)により構成されている。すなわち、冷却器(7)である蒸発器(13)は、上記冷媒回路(3)に接続されており、冷房サイクル時に、蒸発器(13)において冷媒回路(3)の冷媒と、蒸発器(13)で蒸発する熱媒体との間で熱交換可能に構成されている。
【0051】
一方、上記加熱器(8)は、吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)により構成されている。すなわち、加熱器(8)である吸収器(14)及び凝縮器(12)は、上記冷媒回路(3)に接続されており、暖房サイクル時に、これら吸収器(14)及び凝縮器(12)において、冷媒回路(3)の冷媒と、吸収器(14)及び凝縮器(12)の熱媒体との間で熱交換可能に構成されている。
【0052】
上記第2配管(74)における室外膨張弁(EV4)と第1膨張弁(EV1)との間には、第1連絡管(76)の一端が接続されている。一方、上記第3配管(75)における第5開閉弁(SV5)と第2膨張弁(EV2)との間とは、上記第1連絡管(76)の他端が接続されている。この第1連絡管(76)には、第4開閉弁(SV4)が設けられている。第4開閉弁(SV4)は、第1連絡管(SV4)を開閉すると共に、その開放状態で、第2配管(74)側から第3配管(75)側へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。
【0053】
また、この第1連絡管(76)には、冷媒が第4開閉弁(SV4)をバイパスして流通可能な補助管(76a)が設けられている。補助管(76a)には、第3配管(75)側から第2配管(74)側へ向かう冷媒流れのみを許容する逆止弁(81)が設けられている。
【0054】
上記補助回路(5)の低圧側は、主回路(4)における室内熱交換器(19)と第1圧縮機(16)との間に接続され、高圧側は、主回路(4)における第1膨張弁(EV1)と冷却器(7)との間に接続されている。
【0055】
第2圧縮機(17)の吐出管である第2吐出管(77)は、第1吐出管(70)に合流するように接続されている。該第2吐出管(77)には、第1開閉弁(SV1)が設けられている。第1開閉弁(SV1)は、第2吐出管を開閉すると共に、その開放状態で、第2圧縮機(17)側から第1吐出管(70)側へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。
【0056】
第2圧縮機(17)の吸入管である第2吸入管(78)は、第1吸入管(72)に接続されており、該第1吸入管(72)から分岐するように設けられている。第2吸入管(78)には、第3開閉弁(SV3)が設けられている。第3開閉弁(SV3)は、第2吸入管を開閉すると共に、その開放状態で、第1吸入管(72)側から第2圧縮機側へ向かう冷媒の流れのみを許容するようになっている。
【0057】
また、第2吐出管(77)における第2圧縮機(17)と第1開閉弁(SV1)との間には、第2連絡管(79)の一端が接続されている。一方、第2配管(74)における第1膨張弁(EV1)と第1三路弁(28)との間には、上記第2連絡管(79)の他端が接続されている。この第2連絡管(79)には、第2開閉弁(SV2)が設けられている。第2開閉弁(SV2)は、第2連絡管(79)を開閉すると共に、その開放状態で、第2吐出管(77)側から第2配管(74)側へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。
【0058】
上記補助回路(5)は、第2圧縮機(17)と、第2吐出管(77)と、第2吸入管(78)と、第2連絡管(79)と、第1開閉弁(SV1)と、第2開閉弁(SV2)と、第3開閉弁(SV3)とにより構成されている。
【0059】
また、上記第2吸入管(78)における第2圧縮機(17)と第3開閉弁(SV3)との間には、第3連絡管(80)の一端が接続されている。一方、第3配管(75)における第2三路弁(29)と第5開閉弁(SV5)との間には、上記第3連絡管(80)の他端が接続されている。この第3連絡管(80)には、第6開閉弁(SV6)が設けられている。第6開閉弁(SV6)は、第3連絡管(80)を開閉すると共に、その開放状態で、第3配管(75)側から第2吸入管(78)側へ向かう冷媒の流れのみを許容するようになっている。
【0060】
−冷凍システムの作動−
次に、本実施形態1に係る冷凍システム(1)の作動について説明する。この冷凍システム(1)は、上記切換機構(15,28,29)による冷媒通路の切換作動によって、冷房運転又は暖房運転を行うようになっている。
【0061】
≪冷房運転≫
まず、冷媒回路(3)で冷房サイクルを行う冷房運転について、図2〜図6を参照して説明する。冷凍システム(1)は、第1冷房運転と、第2冷房運転と、第3冷房運転との3種類の冷房運転を行うようになっている。各冷房運転では、四路切換弁(15)を第1状態に切り換えることで、冷媒回路(3)で冷房サイクルが行われる。
【0062】
<第1冷房運転>
まず、図2を参照して、第1冷房運転について説明する。第1冷房運転は、第1圧縮機(16)が駆動する一方、第2圧縮機(17)が停止している運転であって、室内の冷房負荷が比較的小さい場合に行われる。
【0063】
この第1冷房運転では、第5開閉弁(SV5)を開放する一方、第1開閉弁(SV1)、第2開閉弁(SV2)、第3開閉弁(SV3)、第4開閉弁(SV4)及び第6開閉弁(SV6)を閉鎖する。また、第1膨張弁(EV1)及び第2膨張弁(EV2)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧する一方、室外膨張弁(EV4)を全開状態とする。
【0064】
また、第1三路弁(28)を、第1膨張弁(EV1)と冷却器(7)とが連通するように切り換える。さらに、第2三路弁(29)を、冷却器(7)と第5開閉弁(SV5)とが連通するように切り換える。
【0065】
このとき、第1圧縮機(16)から吐出されたガス冷媒は、第1吐出管(70)、四路切換弁(15)及び第1配管(71)を通って、室外熱交換器(18)へ供給される。室外熱交換器(18)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる。この高圧冷媒は、全開状態の室外膨張弁(EV4)及び第2配管(74)を通って、第1膨張弁(EV1)へ送られる。第1膨張弁(EV1)では、その開度が調整されることで、高圧冷媒は、気液2相状態の中間圧冷媒に減圧される。この第2配管(74)の中間圧冷媒は、第1三路弁(28)を介して冷却器(7)である蒸発器(13)へ送られる。
【0066】
ところで、吸収式冷凍装置(10)は、図外の発電機の排熱が再生器(11)に供給されて駆動する。すなわち、再生器(11)において、上記発電機から供給された排熱と、吸収式冷凍装置(10)の吸収溶液との間で熱交換が行われる。その結果、再生器(11)では、吸収溶液が加熱されて水蒸気が発生し、吸収溶液が濃縮される。
【0067】
再生器(11)で生成された水蒸気は、凝縮器(12)へ送られる。そして、この水蒸気は、凝縮器(12)において、冷却ファン(図示省略)により供給される空気により冷却されて凝縮する。凝縮器(12)で凝縮した水は、蒸発器(13)へ送られて、上記冷媒回路(3)の中間圧冷媒との間で熱交換が行われる。その結果、冷媒である水は、上記中間圧冷媒から吸熱して蒸発する。一方、中間圧冷媒は冷媒により冷却される。
【0068】
その後、上記蒸発器(13)で蒸発した水蒸気は、吸収器(14)へ送られる。吸収器(14)では、水蒸気が吸収溶液に吸収される。このとき、発生する吸収熱は、冷却ファン(19)により供給される空気流により外部へ排出される。そして、吸収器(14)で吸収されて薄くなった吸収溶液は、再び再生器(11)へ送られる。
【0069】
このように、吸収式冷凍装置(10)の蒸発器(13)で発生する冷熱により冷却された中間圧冷媒は、第3配管(75)を流通し、第2三路弁(29)及び第5開閉弁(SV5)を介して各第2膨張弁(EV2)へ送られる。中間圧冷媒は、この第2膨張弁(EV2)で減圧されて低圧冷媒となる。その後、この低圧冷媒は各室内熱交換器(19)へ供給される。
【0070】
室内熱交換器(19)では、低圧冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。その結果、室内空気が冷却される一方、低圧冷媒は蒸発する。蒸発したガス冷媒は、第4配管(73)を流通し、四路切換弁(15)を介して第1吸入管(72)へ供給される。第1吸入管(72)を流れるガス冷媒は、第1圧縮機(16)へ吸い込まれる。
【0071】
以上のようにして、第1冷房運転では、第1圧縮機(16)が駆動することで、冷媒回路(3)で冷媒が循環して冷房サイクルが行われると共に、該冷媒回路(3)の中間圧冷媒が冷却器(7)により冷却される。
【0072】
次に、図3及び図5のモリエル線図を参照して、上記第1冷房運転の冷房サイクルについて説明する。
【0073】
まず、第1圧縮機(16)で圧縮して吐出された冷媒は、点aの状態となる。続いて、室外熱交換器(18)で凝縮された冷媒は、点bの状態となる。そして、第1膨張弁(EV1)で減圧された中間圧冷媒は、点cの状態となる。気液2相状態の中間圧冷媒は、冷却器(7)により冷却されて点dの状態となる。その後、冷却された冷媒は、第2膨張弁(EV2)により減圧されて点eの状態の低圧冷媒となる。続いて、低圧冷媒は、室内熱交換器(19)により蒸発されて点fの状態となる。その後、第1圧縮機(16)に吸入圧縮されて、再び点aの状態に戻る。
【0074】
<第2冷房運転>
次に、図4を参照して、第2冷房運転について説明する。第2冷房運転は、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)の双方が駆動する運転であって、室内の冷房負荷が比較的大きい場合に行われる。
【0075】
この第2冷房運転では、第2開閉弁(SV2)、第3開閉弁(SV3)及び第5開閉弁(SV5)を開放する一方、第1開閉弁(SV1)、第4開閉弁(SV4)及び第6開閉弁(SV6)を閉鎖する。また、上記第1冷房運転と同様に、第1膨張弁(EV1)及び第2膨張弁(EV2)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧する一方、室外膨張弁(EV4)を全開状態とする。
【0076】
また、第1三路弁(28)を、第1膨張弁(EV1)と冷却器(7)とが連通するように切り換える。さらに、第2三路弁(29)を、冷却器(7)と第5開閉弁(SV5)とが連通するように切り換える。
【0077】
このとき、第1圧縮機(16)から吐出されたガス冷媒は、第1吐出管(70)、四路切換弁(15)及び第1配管(71)を通って、室外熱交換器(18)へ供給される。室外熱交換器(18)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる。この高圧冷媒は、全開状態の室外膨張弁(EV4)及び第2配管(74)を通って、第1膨張弁(EV1)へ送られる。第1膨張弁(EV1)では、高圧冷媒は減圧される。
【0078】
一方、第2圧縮機(17)から吐出されたガス冷媒は、第2吐出管(77)及び第2連絡管(79)を通って、上記第1膨張弁(EV1)で減圧された冷媒に合流する。そして、第1膨張弁(EV1)の開度は、この合流後の冷媒が所定の中間圧力を有する気液2相状態の中間圧冷媒となるように調整される。この第2配管(74)の中間圧冷媒は、第1三路弁(28)を介して冷却器(7)である吸収式冷凍装置(10)の蒸発器(13)へ送られる。
【0079】
そして、上記中間圧冷媒は、蒸発器(13)において冷却された後、第3配管(75)を流通し、第2三路弁(29)及び第5開閉弁(SV5)を介して各第2膨張弁(EV2)へ送られる。中間圧冷媒は、この第2膨張弁(EV2)で減圧されて低圧冷媒となる。その後、この低圧冷媒は各室内熱交換器(19)へ供給される。
【0080】
室内熱交換器(19)では、低圧冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。その結果、室内空気が冷却されて冷房に利用される一方、低圧冷媒は蒸発する。蒸発したガス冷媒は、第4配管(73)を流通し、四路切換弁(15)を介して第1吸入管(72)へ供給される。第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の一部は、そのまま第1吸入管(72)を通って第1圧縮機(16)へ吸い込まれる。一方、上記第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の他の一部は、第2吸入管(78)を流れる。第2吸入管(78)を流れるガス冷媒は、第3開閉弁(SV3)を介して第2圧縮機(17)へ吸入される。
【0081】
以上のようにして、第2冷房運転では、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)が共に駆動し、冷媒回路(3)で冷媒が循環して冷房サイクルが行われると共に、該冷媒回路(3)の中間圧冷媒が冷却器(7)により冷却される。
【0082】
次に、図3及び図5のモリエル線図を参照して、上記第2冷房運転の冷房サイクルについて説明する。
【0083】
まず、第1圧縮機(16)で圧縮して吐出された冷媒は、点Aの状態となる。続いて、室外熱交換器(18)で凝縮された冷媒は、点Bの状態となる。そして、第1膨張弁(EV1)で減圧された冷媒は、点Cの状態となる。
【0084】
一方、第2圧縮機(17)で圧縮された冷媒は、点Dの状態となる。そして、この点Dの状態の冷媒と、上記点Cの状態の冷媒とが合流して混合されることで、点Eの状態となる。このとき、第2圧縮機(17)から吐出された点Dの状態の冷媒は、第1圧縮機(16)側から流れてきた点Cの状態の冷媒によって、図5における線分DEの大きさだけ凝縮される。
【0085】
その後、点Eの状態の中間圧冷媒は、気液2相状態で冷却器(7)により冷却されて点Fの状態となる。その後、冷却された冷媒は、第2膨張弁(EV2)により減圧されて点Gの状態の低圧冷媒となる。続いて、低圧冷媒は、室内熱交換器(19)により蒸発されて点Hの状態となる。その後、第1圧縮機(16)に吸入圧縮された冷媒は、再び点Aの状態に戻ると共に、第2圧縮機(17)に吸入圧縮された冷媒は、再び点Dの状態に戻る。
【0086】
<第3冷房運転>
次に、図6を参照して、第3冷房運転について説明する。第3冷房運転は、第1圧縮機(16)が連続して駆動する一方、第2圧縮機(17)が室内の冷房負荷に応じて駆動又は停止する運転である。この第3冷房運転は、上記第1冷房運転及び第2冷房運転が行われない場合(つまり、冷房負荷が所定の範囲の値である場合)に行われる。
【0087】
この第3冷房運転では、第1開閉弁(SV1)、第3開閉弁(SV3)及び第4開閉弁(SV4)を開放する一方、第2開閉弁(SV2)、第5開閉弁(SV5)及び第6開閉弁(SV6)を閉鎖する。また、第1膨張弁(EV1)を閉鎖し、第2膨張弁(EV2)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧すると共に、室外膨張弁(EV4)を全開状態とする。
【0088】
このとき、第1圧縮機(16)から吐出されたガス冷媒は、第1吐出管(70)を流通する。一方、第2圧縮機(17)が駆動しているときには、該第2圧縮機(17)から吐出されたガス冷媒は、第2吐出管(77)を流通し、第1開閉弁(SV1)を介して上記第1吐出管(70)へ供給される。その結果、第1圧縮機(16)の吐出冷媒と、第2圧縮機(17)の吐出冷媒とは、第1吐出管(70)で合流して混合される。
【0089】
その後、混合された高圧のガス冷媒は、四路切換弁(15)及び第1配管(71)を通って、室外熱交換器(18)へ供給される。室外熱交換器(18)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる。この高圧冷媒は、全開状態の室外膨張弁(EV4)を通って、第1連絡管(76)へ供給される。第1連絡管(76)を流通する高圧冷媒は、第4開閉弁(SV4)及び第3配管(75)を介して第2膨張弁(EV2)へ送られる。第2膨張弁(EV2)では、高圧冷媒は、減圧されて低圧冷媒となる。その後、この低圧冷媒は各室内熱交換器(19)へ供給される。
【0090】
室内熱交換器(19)では、低圧冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。その結果、室内空気が冷却される一方、低圧冷媒は蒸発する。蒸発したガス冷媒は、第4配管(73)を流通し、四路切換弁(15)を介して第1吸入管(72)へ供給される。第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の一部は、そのまま第1吸入管(72)を通って第1圧縮機(16)へ吸い込まれる。一方、上記第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の他の一部は、第2吸入管(78)を流れる。第2吸入管(78)を流れるガス冷媒は、第3開閉弁(SV3)を介して第2圧縮機(17)へ吸入される。
【0091】
また、第2圧縮機(17)が停止しているときには、第1吐出管(70)には、第1圧縮機(16)の吐出冷媒のみが流れる一方、第1吸入管(72)には、第4配管(73)から流れてくる全ての冷媒が流れて、第1圧縮機(16)に吸い込まれる。
【0092】
以上のようにして、第3冷房運転では、第1圧縮機(16)が連続して駆動する一方、第2圧縮機(17)が駆動又は停止することにより、冷媒回路(3)で冷媒が循環して冷房サイクルが行われる。そして、この第3冷房運転では、吸収式冷凍装置(10)は停止しており、冷媒回路(3)の冷媒の過冷却は行われない。
【0093】
≪暖房運転≫
次に、冷媒回路(3)で暖房サイクルを行う暖房運転について、図7〜図9を参照して説明する。冷凍システム(1)は、第1暖房運転と、第2暖房運転と、第3暖房運転との3種類の暖房運転を行うようになっている。各暖房運転では、四路切換弁(15)を第2状態に切り換えることで、冷媒回路で暖房サイクルが行われる。
【0094】
<第1暖房運転>
まず、図7を参照して、第1暖房運転について説明する。第1暖房運転は、第2圧縮機(17)が駆動する一方、第1圧縮機(16)が停止している運転であって、室内の暖房負荷が比較的小さい場合に行われる。
【0095】
この第1暖房運転では、第1開閉弁(SV1)、第4開閉弁(SV4)及び第6開閉弁(SV6)を開放する一方、第2開閉弁(SV2)、第3開閉弁(SV3)及び第5開閉弁(SV5)を閉鎖する。また、第1膨張弁(EV1)及び第2膨張弁(EV2)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧する一方、室外膨張弁(EV4)を閉鎖状態とする。
【0096】
また、第1三路弁(28)を、第1膨張弁(EV1)と加熱器(8)とが連通するように切り換える。さらに、第2三路弁(29)を、加熱器(8)と第6開閉弁(SV6)とが連通するように切り換える。
【0097】
このとき、第2圧縮機(17)から吐出されたガス冷媒は、第2吐出管(77)を流通し、第1開閉弁(SV1)を介して第1吐出管(70)へ供給される。第1吐出管(70)の高圧のガス冷媒は、四路切換弁(15)及び第4配管(73)を通って、室内熱交換器(19)へ供給される。室内熱交換器(19)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる一方、室内空気が加熱される。この高圧冷媒は、全開状態の第2膨張弁(EV2)及び第3配管(75)を通って、第1連絡管(76)へ流れる。第1連絡管(76)を流通する高圧冷媒は、補助管(76a)を流通して再び第1連絡管(76)へ送られることで、第4開閉弁(SV4)をバイパスして流れる。
【0098】
その後、第1連絡管(76)の高圧冷媒は、第2配管(74)を通って第1膨張弁(EV1)へ送られる。第1膨張弁(EV1)では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、第1三路弁(28)を介して加熱器(8)である凝縮器(12)へ送られる。加熱器(8)では、低圧冷媒が加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、第2三路弁(29)及び第3配管(75)を介して第3連絡管(80)を流通する。第3連絡管(80)を流れるガス冷媒は、第6開閉弁(SV6)及び第2吸入管(78)を通って第2圧縮機(17)に吸入される。
【0099】
以上のようにして、第1暖房運転では、第2圧縮機(17)が駆動し、冷媒回路(3)で冷媒が循環して暖房サイクルが行われる。そして、第2圧縮機(17)に吸引される冷媒は、加熱器(8)により加熱されて蒸発する。
【0100】
<第2暖房運転>
次に、図8を参照して、第2暖房運転について説明する。第2暖房運転は、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)の双方が駆動する運転であって、室内の暖房負荷が比較的大きい場合に行われる。
【0101】
この第2暖房運転では、第1開閉弁(SV1)、第4開閉弁(SV4)及び第6開閉弁(SV6)を開放する一方、第2開閉弁(SV2)、第3開閉弁(SV3)及び第5開閉弁(SV5)を閉鎖する。また、第1膨張弁(EV1)及び室外膨張弁(EV4)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧する一方、第2膨張弁(EV2)を全開状態とする。
【0102】
また、第1三路弁(28)を、第1膨張弁(EV1)と加熱器(8)とが連通するように切り換える。さらに、第2三路弁(29)を、加熱器(8)と第5開閉弁(SV5)とが連通するように切り換える。
【0103】
このとき、第1圧縮機(16)から吐出されたガス冷媒は、第1吐出管(70)を流通する。一方、第2圧縮機(17)から吐出されたガス冷媒は、第2吐出管(77)を流通し、第1開閉弁(SV1)を介して上記第1吐出管(70)へ供給される。その結果、第1圧縮機(16)の吐出冷媒と、第2圧縮機(17)の吐出冷媒とは、第1吐出管(70)で合流して混合される。
【0104】
混合された高圧のガス冷媒は、四路切換弁(15)及び第4配管(73)を通って、凝縮器となる室内熱交換器(19)へ供給される。室内熱交換器(19)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる一方、室内空気が加熱されて暖房に利用される。この高圧冷媒は、全開状態の第2膨張弁(EV2)及び第3配管(75)を通って、第1連絡管(76)へ流れる。第1連絡管(76)を流通する高圧冷媒は、補助管(76a)を流通して再び第1連絡管(76)へ送られることで、第4開閉弁(SV4)をバイパスして流れる。
【0105】
その後、第1連絡管(76)を流れる高圧冷媒の一部は、第2配管(74)を通って室外膨張弁(EV4)へ送られる。室外膨張弁(EV4)では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、蒸発器となる室外熱交換器(18)で蒸発してガス冷媒となり、第1配管(71)を流れる。第1配管(71)のガス冷媒は、四路切換弁(15)及び第1吸入管(72)を通って第1圧縮機(16)へ吸い込まれる。
【0106】
一方、上記第1連絡管(76)を流れる高圧冷媒の他の一部は、第2配管(74)を通って第1膨張弁(EV1)へ送られる。第1膨張弁(EV1)では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、第1三路弁(28)を介して加熱器(8)である吸収式冷凍装置(10)の凝縮器(12)へ送られる。加熱器(8)では、低圧冷媒が加熱されて蒸発し、ガス冷媒となる。このガス冷媒は、第2三路弁(29)及び第3配管(75)を介して第3連絡管(80)を流通する。第3連絡管(80)を流れるガス冷媒は、第6開閉弁(SV6)及び第2吸入管(78)を通って第2圧縮機(17)に吸入される。
【0107】
以上のようにして、第2暖房運転では、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)が共に駆動し、冷媒回路(3)で冷媒が循環して暖房サイクルが行われる。そして、第2圧縮機(17)に吸引される冷媒は、加熱器(8)により加熱されて蒸発する。
【0108】
<第3暖房運転>
次に、図9を参照して、第3暖房運転について説明する。第3暖房運転は、
第1圧縮機(16)が連続して駆動する一方、第2圧縮機(17)が室内の暖房負荷に応じて駆動又は停止する運転である。この第3暖房運転は、上記第1暖房運転及び第2暖房運転が行われない場合(つまり、暖房負荷が所定の範囲の値である場合)に行われる。
【0109】
この第3暖房運転では、第1開閉弁(SV1)、第3開閉弁(SV3)及び第4開閉弁(SV4)を開放する一方、第2開閉弁(SV2)、第5開閉弁(SV5)及び第6開閉弁(SV6)を閉鎖する。また、第1膨張弁(EV1)を閉鎖し、室外膨張弁(EV4)を所定の開度に制御して通過する冷媒を減圧すると共に、第2膨張弁(EV2)を全開状態とする。
【0110】
このとき、第1圧縮機(16)から吐出されたガス冷媒は、第1吐出管(70)を流通する。一方、第2圧縮機(17)が駆動しているときには、該第2圧縮機(17)から吐出されたガス冷媒は、第2吐出管(77)を流通し、第1開閉弁(SV1)を介して上記第1吐出管(70)へ供給される。その結果、第1圧縮機(16)の吐出冷媒と、第2圧縮機(17)の吐出冷媒とは、第1吐出管(70)で合流して混合される。
【0111】
混合された高圧のガス冷媒は、四路切換弁(15)及び第4配管(73)を通って、室内熱交換器(19)へ供給される。室内熱交換器(19)では、冷媒が凝縮して高圧の液冷媒となる一方、室内空気が加熱される。この高圧冷媒は、全開状態の第2膨張弁(EV2)及び第3配管(75)を通って、第1連絡管(76)へ流れる。第1連絡管(76)を流通する高圧冷媒は、補助管(76a)を流通して再び第1連絡管(76)へ送られることで、第4開閉弁(SV4)をバイパスして流れる。
【0112】
その後、第1連絡管(76)を流れる高圧冷媒は、第2配管(74)を通って室外膨張弁(EV4)へ送られる。室外膨張弁(EV4)では、高圧冷媒が減圧されて低圧冷媒となる。この低圧冷媒は、室外熱交換器(18)で蒸発してガス冷媒となり、第1配管(71)を流れる。第1配管(71)のガス冷媒は、四路切換弁(15)を介して第1吸入管(72)へ供給される。第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の一部は、そのまま第1吸入管(72)を通って第1圧縮機(16)へ吸い込まれる。一方、上記第1吸入管(72)を流れるガス冷媒の他の一部は、第2吸入管(78)を流れる。第2吸入管(78)を流れるガス冷媒は、第3開閉弁(SV3)を介して第2圧縮機(17)へ吸入される。
【0113】
また、第2圧縮機(17)が停止しているときには、第1吐出管(70)には、第1圧縮機(16)の吐出冷媒のみが流れる一方、第1吸入管(72)には、第4配管(73)から流れてくる全ての冷媒が流れて、第1圧縮機(16)に吸い込まれる。
【0114】
以上のようにして、第3暖房運転では、第1圧縮機(16)が連続して駆動する一方、第2圧縮機(17)が駆動又は停止することにより、冷媒回路(3)で冷媒が循環して暖房サイクルが行われる。そして、この第3暖房運転では、吸収式冷凍装置(10)は停止しており、加熱器(8)による冷媒回路(3)の冷媒の加熱は行われない。
【0115】
−実施形態1の効果−
以上説明したように、この実施形態1によると、吸収式冷凍装置(10)の蒸発器(13)で発生する冷熱により冷媒回路(3)の冷媒を冷却する運転である上記第1冷房運転及び第2冷房運転において、冷却器(7)内の配管を流れる中間圧冷媒が気液2相状態であり、液化冷却と異なり、凝縮熱伝達により冷熱が伝達されるため、その熱伝達率を大きくすることが可能となる。その結果、冷却器(7)において冷媒が効率よく冷却されるため、冷凍システム(1)の全体としての冷却効果を向上させることができる。
【0116】
さらに、冷却器(7)における熱交換が効率よく行われるため、熱交換器である冷却器(7)を小さくして、システム全体の小型化を図ることができる。換言すれば、システム全体を大型化することなく、冷凍システム(1)の冷凍効果を向上させることが可能となる。
【0117】
さらにまた、上記第1冷房運転において、補助回路(5)を通過したガス冷媒の一部を、第1膨張弁(EV1)を通過して減圧された冷媒と混合することにより予め凝縮させることが可能となる。すなわち、図5において、補助回路(5)の第2圧縮機(17)の吐出冷媒は、点Dの状態にある。そして、この点Dの状態の冷媒を、第1膨張弁(EV1)を通過した点Cの状態の冷媒と混合することによりその一部を凝縮し、点Eの状態とすることができる。
【0118】
その結果、図5において、冷媒を点Gから点Hまで蒸発させるために、冷却器(7)は、上記補助回路(5)から流れてくる冷媒を点Cから点Dまでではなく、それよりも小さい点Cから点Eまでを冷却すれば足りるため、冷媒回路(3)の冷媒を冷却するために必要な冷却器(7)の冷却能力を、軽減することができる。
【0119】
また、上記第1暖房運転及び第2暖房運転において、室外熱交換器(18)だけでなく、加熱器(8)が冷媒回路(3)の冷媒を蒸発させるため、室内熱交換器(19)における暖房能力を大きくして、冷凍システム(1)の全体としての暖房能力を向上させることができる。
【0120】
さらにまた、冷房運転時に吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)の熱媒体を、空気により冷却するようにしたので、冷却水や水配管を不要としてメンテナンスを容易にすることができる。
【0121】
(実施形態2)
図10は、本発明の実施形態2を示している。尚、以下の各実施形態において、図1〜図9と同じ部分については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。この実施形態2では、冷凍システム(1)は、吸収式冷凍装置(10)で生じた冷熱を冷却器(7)へ搬送するための熱搬送回路(20)が設けられている。さらに、熱搬送回路(20)は、該熱搬送回路(20)で2次側冷媒を循環させるためのポンプ(30)を備えている。
【0122】
冷却器(7)には、室外熱交換器(18)から延びる第2配管(74)の先端が接続される一方、室内熱交換器(19)から延びる第3配管(75)の先端が接続されている。すなわち、冷却器(7)は、第1膨張弁(EV1)と第2膨張弁(EV2)との間に配設されている。
【0123】
一方、冷却器(7)には、主ガス配管(24)の一端が接続される一方、その他端が第1三路弁(28)を介して吸収式冷凍装置(10)の蒸発器(13)に接続されている。さらに、冷却器(7)には、第1主液管(25)の一端が接続される一方、その他端が膨張弁(22)を介してポンプ(30)の吐出口に接続されている。ポンプ(30)の吸入口には、第2主液管(26)の一端が接続される一方、その他端が第2三路弁(29)を介して蒸発器(13)に接続されている。また、蒸発器(13)は、冷却器(7)よりも上方に位置付けられている。
【0124】
このようにして、熱搬送回路(20)は、主ガス配管(24)、第1主液管(25)、第2主液管(26)、膨張弁(22)及びポンプ(30)を備え、ポンプ(30)が駆動することで2次側冷媒が循環可能に構成されている。本実施形態では、ポンプ(30)は、吸入した液冷媒を吐出する冷媒液ポンプ(30)に構成されている。
【0125】
そして、上記冷却器(7)は、冷房サイクルを行う冷房運転時に冷媒回路(3)の冷媒を冷却するように構成される一方、暖房サイクルを行う暖房運転時に、冷媒回路(3)の冷媒を加熱する加熱器(8)として作動するように構成されている。
【0126】
すなわち、上記第1三路弁(28)は、冷房運転時に、蒸発器(13)と冷却器(7)とが連通するように冷媒通路を切り換える一方、暖房運転時に、吸収器(14)及び凝縮器(12)と加熱器(8)(つまり、上記冷却器(7))とが連通するように冷媒通路を切り換えるようになっている。さらに、上記第2三路弁(29)は、冷房運転時に、蒸発器(13)とポンプ(30)とを連通するように冷媒通路を切り換える一方、暖房運転時に、吸収器(14)及び凝縮器(12)と加熱器(8)とを連通するように冷媒通路を切り換えるようになっている。
【0127】
このようにして、冷房運転時には、上記実施形態1と同様に、冷媒回路(3)で冷房サイクルが行われると共に、第1三路弁(28)及び第2三路弁(29)を切り換えることで、蒸発器(13)と冷却器(7)とが熱搬送回路(20)を介して連通する。蒸発器(13)で冷却されて凝縮した2次側冷媒は、該蒸発器(13)よりも下方に位置している冷却器(7)へ向かって第1主液管(25)を流れ落ちる。その2次側冷媒は、膨張弁(22)で減圧された後に、冷却器(7)へ流れる。冷却器(7)では、2次側冷媒と、冷媒回路(3)の冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒回路(3)の冷媒が冷却される一方、2次側冷媒は蒸発する。この蒸発したガス冷媒は、主ガス配管(24)を上昇して、蒸発器(13)へ戻る。こうして、熱搬送回路(20)では2次側冷媒の自然循環が行われ、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は、冷却器(7)で冷却される。
【0128】
一方、暖房運転時には、上記実施形態1と同様に、冷媒回路(3)で暖房サイクルが行われると共に、第1三路弁(28)及び第2三路弁(29)を切り換えることで、吸収器(14)及び凝縮器(12)と加熱器(8)とが熱搬送回路(20)を介して連通する。そして、冷媒液ポンプ(30)が駆動することで、上記吸収器(14)及び凝縮器(12)で加熱されて蒸発した2次側のガス冷媒は、主ガス配管(24)を通って加熱器(8)へ送られる。加熱器(8)では、該熱搬送回路(20)のガス冷媒と、冷媒回路(3)の冷媒との間で熱交換が行われる。その結果、冷媒回路(3)の冷媒は蒸発する一方、2次側冷媒は凝縮する。この凝縮した液冷媒は、全開状態の膨張弁(22)及び第1主液管を通って、冷媒液ポンプ(30)へ吸入され、上記吸収器(14)及び凝縮器(12)へ再び吐出される。こうして、加熱器(8)は、熱搬送回路(20)により搬送された吸収器(14)及び凝縮器(12)の温熱によって、第2圧縮機(17)へ吸入される冷媒を加熱して蒸発させる。
【0129】
−実施形態2の効果−
したがって、この実施形態2によると、冷媒液ポンプ(30)という簡単な構成により、2次側冷媒を熱搬送回路(20)で循環させることができる。そして、吸収式冷凍装置(10)の1つの蒸発器(13)(又は凝縮器(12))で発生する熱を、熱搬送回路(20)を介して複数の冷却器(7)(又は加熱器(8))へ搬送することが可能となる。
【0130】
また、冷房運転時には、冷媒を熱搬送回路(20)で自然循環させるようにすることにより、上記冷媒液ポンプ(30)を暖房運転時にのみ使用するようにしたので、冷媒液ポンプ(30)の稼働時間を短縮することができる。さらに、ポンプの吐出方向の切換機構が不要となり、システムの構成を簡略化することが可能となる。その結果、冷凍システムの全体としての信頼性を向上させることができる。
【0131】
(実施形態3)
図11は、本発明の実施形態3を示している。この実施形態3では、上記実施形態2におけるポンプ(30)を、次に述べるポンプ回路(30)により構成するようにしている。
【0132】
−ポンプ回路の構成−
ポンプ回路(30)は、第1メインタンク(T1)、第2メインタンク(T2)、サブタンク(ST)、及びバッファタンク(BT)を備えている。また、ポンプ回路(30)には、高圧部である加熱熱交換器(HEX3)と、低圧部である冷却熱交換器(HEX4)とがそれぞれ設けられている。さらに、ポンプ回路(30)には、該ポンプ回路(30)を駆動するための駆動用回路(50)が接続されている。
【0133】
上記加熱熱交換器(HEX3)は、第1メインタンク(T1)、第2メインタンク(T2)及びサブタンク(ST)のそれぞれに対し、タンク加圧電磁弁(SVH1,SVH2,SVH3)を介して配管接続されている。一方、上記冷却熱交換器(HEX4)は、第1メインタンク(T1)、第2メインタンク(T2)及びサブタンク(ST)のそれぞれに対し、タンク減圧電磁弁(SVL1,SVL2,SVL3)を介して配管接続される。これらタンク加圧電磁弁(SVH1,SVH2,SVH3)、及びタンク減圧電磁弁(SVL1,SVL2,SVL3)は、切換部(46)を構成している。切換部(46)は、各タンク(T1,T2,ST)を加熱熱交換器(HEX3)に連通する状態と、冷却熱交換器(HEX4)に連通する状態とに切り換えるためのものである。
【0134】
そして、上記ポンプ回路(30)は、一方のタンク(T1,T2)を加熱熱交換器(HEX3)に連通させて加圧することにより該タンク(T1,T2)内から液冷媒を押し出す一方、他方のタンク(T1,T2)を冷却熱交換器(HEX4)に連通させて減圧することにより該タンク(T1,T2)内に液冷媒を吸引することで、2次側冷媒を熱搬送回路(20)で所定方向に循環させるように構成されている。
【0135】
すなわち、上記第1メインタンク(T1)及び第2メインタンク(T2)は、液冷媒を溜めるためのものであって、略円筒形の密閉容器状に形成されている。第1,第2メインタンク(T1,T2)は、第1,第2給排管(41,42)と、流出側液配管(37)と、流入側液配管(38)とを介して、上記熱搬送回路(20)に接続されている。
【0136】
上記流出側液配管(37)は、その一端が第1主液管(25)に接続される一方、他端側で2つの分岐管(37a,37b)に分岐されている。流出側液配管(37)の第1分岐管(37a)には、第1流出側逆止弁(CVH1)が設けられている。この第1流出側逆止弁(CVH1)は、第1メインタンク(T1)から流出する方向の冷媒流通だけを許容する。流出側液配管(37)の第2分岐管(37b)には、第2流出側逆止弁(CVH2)が設けられている。この第2流出側逆止弁(CVH2)は、第2メインタンク(T2)から流出する方向の冷媒流通だけを許容する。
【0137】
上記流入側液配管(38)は、その一端が第2主液管(26)に接続される一方、他端側で2つの分岐管(38a,38b)に分岐されている。流入側液配管(38)の第1分岐管(38a)には、第1流入側逆止弁(CVL1)が設けられている。この第1流入側逆止弁(CVL1)は、第1メインタンク(T1)へ流入する方向の冷媒流通だけを許容する。流入側液配管(38)の第2分岐管(38b)には、第2流入側逆止弁(CVL2)が設けられている。この第2流入側逆止弁(CVL2)は、第2メインタンク(T2)へ流入する方向の冷媒流通だけを許容する。
【0138】
上記第1給排管(41)は、その一端が第1メインタンク(T1)の内部に延びている。この第1給排管(41)の一端は、下向きにほぼ90°曲がった形状とされ、第1メインタンク(T1)の底面付近に開口している。第1給排管(41)の他端は、流出側液配管(37)の第1分岐管(37a)と、流入側液配管(38)の第1分岐管(38a)との連結部に接続されている。
【0139】
上記第2給排管(42)は、その一端が第2メインタンク(T2)の内部に延びている。この第2給排管(42)の一端は、下向きにほぼ90°曲がった形状とされ、第2メインタンク(T2)の底面付近に開口している。第2給排管(42)の他端は、流出側液配管(37)の第2分岐管(37b)と、流入側液配管(38)の第2分岐管(38b)との連結部に接続されている。
【0140】
上記サブタンク(ST)は、メインタンク(T1,T2)よりも小型の密閉容器状に形成されている。このサブタンク(ST)は、上記加熱熱交換器(HEX3)に液冷媒を供給するためのものである。サブタンク(ST)は、加熱熱交換器(HEX3)よりも上方に配置されている。
【0141】
サブタンク(ST)の上端部には、液吸引管(35)の一端が接続されている。この液吸引管(35)の他端は、上記流出側液配管(37)における第1,第2流出側逆止弁(CVH1,CVH2)の下流側に接続されている。また、液吸引管(35)には、第3流入側逆止弁(CVL3)が設けられている。第3流入側逆止弁(CVL3)は、サブタンク(ST)へ流入する方向の冷媒流通だけを許容する。
【0142】
サブタンク(ST)の下端部には、液送出管(34)の一端が接続されている。この液送出管(34)の他端は、加熱熱交換器(HEX3)における2次側の下端に接続されている。また、液送出管(34)には、サブタンク(ST)から加熱熱交換器(HEX3)へ向かって順に、第3流出側逆止弁(CVH3)とバッファタンク(BT)とが設けられている。この第3流出側逆止弁(CVH3)は、サブタンク(ST)から流出する方向の冷媒流通だけを許容する。
【0143】
上記バッファタンク(BT)は、サブタンク(ST)から加熱熱交換器(HEX3)へ送られる液冷媒を一時的に溜めるためのものである。このバッファタンク(BT)は、サブタンク(ST)よりも下方かつ加熱熱交換器(HEX3)よりも上方に配置されている。また、バッファタンク(BT)は、均圧管(39)を介して、加熱熱交換器(HEX3)における2次側の上端と連通されている。従って、バッファタンク(BT)に溜められた液冷媒は、位置ヘッド差によって加熱熱交換器(HEX3)の2次側に送り込まれる。
【0144】
上記加熱熱交換器(HEX3)は、液冷媒を加熱して高圧のガス冷媒を生成するためのものであって、いわゆるプレート型熱交換器により構成されている。この加熱熱交換器(HEX3)は、1次側を流れる駆動用回路(50)の冷媒と、2次側を流れるポンプ回路(30)の冷媒とを熱交換させる。加熱熱交換器(HEX3)の2次側は、送り込まれた冷媒が蒸発することによって高圧に維持される。加熱熱交換器(HEX3)で生じたガス冷媒は、両メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)を加圧するために利用される。
【0145】
加熱熱交換器(HEX3)における2次側の上端には、ガス供給管(31)の一端が接続されている。ガス供給管(31)は、他端側で3本の分岐管(31a,31b,31c)に分岐され、これら分岐管(31a,31b,31c)が第1,第2メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)に接続されている。そして、第1メインタンク(T1)の上端部に接続する第1分岐管(31a)には第1タンク加圧電磁弁(SVH1)が、第2メインタンク(T2)の上端部に接続する第2分岐管(31b)には第2タンク加圧電磁弁(SVH2)が、サブタンク(ST)の上端部に接続する第3分岐管(31c)には第3タンク加圧電磁弁(SVH3)が、それぞれ設けられている。
【0146】
上記冷却熱交換器(HEX4)は、ガス冷媒を冷却して低圧の液冷媒を生成するためのものであって、いわゆるプレート型熱交換器により構成されている。この冷却熱交換器(HEX4)は、1次側を流れる駆動用回路(50)の冷媒と、2次側を流れるポンプ回路(30)の冷媒とを熱交換させる。冷却熱交換器(HEX4)の2次側は、送り込まれたガス冷媒が凝縮することによって低圧に維持される。この冷却熱交換器(HEX4)の2次側へ両メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)のガス冷媒を吸引し、メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)を減圧する。
【0147】
冷却熱交換器(HEX4)における2次側の上端には、ガス回収管(32)の一端が接続されている。ガス回収管(32)は、他端側で3本の分岐管(32a,32b,32c)に分岐され、これら分岐管(32a,32b,32c)が第1,第2メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)に接続されている。そして、第1メインタンク(T1)の上端部に接続する分岐管(32a)には第1タンク減圧電磁弁(SVL1)が、第2メインタンク(T2)の上端部に接続する分岐管(32b)には第2タンク減圧電磁弁(SVL2)が、サブタンク(ST)の上端部に接続する分岐管(32c)には第3タンク減圧電磁弁(SVL3)が、それぞれ設けられている。
【0148】
冷却熱交換器(HEX4)における2次側の下端には、液戻し管(33)の一端が接続されている。液戻し管(33)は、他端側で2本の分岐管(33a,33b)に分岐されている。また、冷却熱交換器(HEX4)は、第1,第2メインタンク(T1,T2)よりも上方に配置されている。冷却熱交換器(HEX4)で凝縮した冷媒は、液戻し管(33)を通じて第1,第2メインタンク(T1,T2)に戻される。
【0149】
上記液戻し管(33)の第1分岐管(33a)は、ガス供給管(31)の第1分岐管(31a)における第1タンク加圧電磁弁(SVH1)と第1メインタンク(T1)の間に接続されている。また、この第1分岐管(33a)には、第1液戻し逆止弁(CVR1)が設けられている。第1液戻し逆止弁(CVR1)は、冷却熱交換器(HEX4)から第1メインタンク(T1)に向かう冷媒の流通だけを許容する。
【0150】
上記液戻し管(33)の第2分岐管(33b)は、ガス供給管(31)の第2分岐管(31b)における第2タンク加圧電磁弁(SVH2)と第2メインタンク(T2)の間に接続されている。また、この第2分岐管(33b)には、第2液戻し逆止弁(CVR2)が設けられている。第2液戻し逆止弁(CVR2)は、冷却熱交換器(HEX4)から第2メインタンク(T2)に向かう冷媒の流通だけを許容する。
【0151】
ここで、上記流出側液配管(37)の第1,第2流出側逆止弁(CVH1,CVH2)と、流入側液配管(38)の第1,第2流入側逆止弁(CVL1,CVL2)と、液送出管(34)の第3流出側逆止弁(CVH3)と、液吸引管(35)の第3流入側逆止弁(CVL3)と、液戻し管(33)の第1,第2液戻し逆止弁(CVR1,CVR2)とは、メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)へ出入りする液冷媒の流れを制御するための流通制御手段(47)を構成している。
【0152】
上記駆動用回路(50)は、駆動用圧縮機(51)、加熱熱交換器(HEX3)、駆動用膨張弁(52)、冷却熱交換器(HEX4)を順に接続して構成された閉回路である。具体的に、駆動用圧縮機(51)の吐出側は、加熱熱交換器(HEX3)における1次側の上端と接続されている。加熱熱交換器(HEX3)における1次側の下端は、駆動用膨張弁(52)の一端と接続されている。駆動用膨張弁(52)の他端は、冷却熱交換器(HEX4)における1次側の下端と接続されている。冷却熱交換器(HEX4)における1次側の上端は、駆動用圧縮機(51)の吸入側と接続されている。
【0153】
上記駆動用回路(50)では、駆動用冷媒が循環し、加熱熱交換器(HEX3)を凝縮器とし且つ冷却熱交換器(HEX4)を蒸発器として蒸気圧縮式冷凍サイクルが行われる。この駆動用回路(50)の冷凍サイクル動作によって、加熱熱交換器(HEX3)の2次側が高圧に維持され、冷却熱交換器(HEX4)の2次側が低圧に維持される。つまり、駆動用回路(50)での冷凍サイクル動作により生成した冷熱及び温熱は、ポンプ回路(30)が2次側冷媒に循環駆動力を付与する動作を行うために利用される。
【0154】
《ポンプ回路の作動》
上記駆動用圧縮機(51)を運転すると、駆動用回路(50)では、図11に二点鎖線で示すように駆動用冷媒が循環し、冷凍サイクルが行われる。駆動用圧縮機(51)から吐出された駆動用冷媒は、加熱熱交換器(HEX3)の1次側に導入される。加熱熱交換器(HEX3)では、1次側の駆動用冷媒が2次側の冷媒へ放熱して凝縮する。凝縮した駆動用冷媒は、駆動用膨張弁(52)で減圧された後に、冷却熱交換器(HEX4)の1次側へ送り込まれる。冷却熱交換器(HEX4)では、1次側の駆動用冷媒が2次側の冷媒から吸熱して蒸発する。蒸発した駆動用冷媒は、駆動用圧縮機(51)に吸入される。駆動用圧縮機(51)は、吸入した駆動用冷媒を圧縮して再び吐出する。
【0155】
上記駆動用回路(50)の冷凍サイクル動作により、加熱熱交換器(HEX3)の2次側が高圧に維持され、冷却熱交換器(HEX4)の2次側が低圧に維持される。タンク加圧電磁弁(SVH1〜SVH3)及びタンク減圧電磁弁(SVL1〜SVL3)を所定のタイミングで開閉することにより、ポンプ回路(30)では、第1,第2メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)を加熱熱交換器(HEX3)と連通させて加圧する加圧動作と、第1,第2メインタンク(T1,T2)やサブタンク(ST)を冷却熱交換器(HEX4)と連通させて減圧する減圧動作とが、切り換えて行われる。
【0156】
まず、第1,第2メインタンク(T1,T2)を加圧又は減圧する動作について説明する。ここでは、第1タンク加圧電磁弁(SVH1)及び第2タンク減圧電磁弁(SVL2)が開放され、第1タンク減圧電磁弁(SVL1)及び第2タンク加圧電磁弁(SVH2)が閉鎖された状態にあるところから説明を始める。
【0157】
この状態において、第1メインタンク(T1)は、加熱熱交換器(HEX3)の2次側と連通する。第1メインタンク(T1)には、加熱熱交換器(HEX3)の高圧のガス冷媒がガス供給管(31,31a)を通じて供給され、これによって第1メインタンク(T1)が加圧される。第1メインタンク(T1)を加圧すると、溜められていた液冷媒が第1メインタンク(T1)から押し出される。この時には、第1流出側逆止弁(CVH1)が連通状態となり、第1流入側逆止弁(CVL1)が遮断状態となっている。従って、第1メインタンク(T1)から押し出された液冷媒は、図11に実線の矢印で示すように、第1給排管(41)及び流出側液配管(37a,37)を流れて熱搬送回路(20)に送り出される。
【0158】
一方、第2メインタンク(T2)は、冷却熱交換器(HEX4)の2次側と連通する。第2メインタンク(T2)内のガス冷媒は、ガス回収管(32b,32)を通じて冷却熱交換器(HEX4)に吸引され、これによって第2メインタンク(T2)が減圧される。第2メインタンク(T2)を減圧すると、第2メインタンク(T2)に熱搬送回路(20)から2次側冷媒が回収される。つまり、この時には、第2流出側逆止弁(CVH2)が遮断状態となり、第2流入側逆止弁(CVL2)が連通状態となっている。従って、熱搬送回路(20)の2次側冷媒は、図11に実線の矢印で示すように、流入側液配管(38,38b)及び第2給排管(42)を流れて第2メインタンク(T2)へ流入する。
【0159】
このような動作を所定時間行い、第1メインタンク(T1)が空になると、ポンプ回路(30)の電磁弁(SVH1,SVH2,…)を切換える。つまり、第1タンク加圧電磁弁(SVH1)及び第2タンク減圧電磁弁(SVL2)を閉鎖し、第1タンク減圧電磁弁(SVL1)及び第2タンク加圧電磁弁(SVH2)を開放する。
【0160】
この状態では、第1メインタンク(T1)が減圧されると共に、第1流入側逆止弁(CVL1)が連通状態となり、第1流出側逆止弁(CVH1)が遮断状態となる。そして、第1メインタンク(T1)には、流入側液配管(38,38a)及び第1給排管(41)を通じて、熱搬送回路(20)の2次側冷媒が流入する。また、第2メインタンク(T2)が加圧されると共に、第2流入側逆止弁(CVL2)が遮断状態となり、第2流出側逆止弁(CVH2)が連通状態となる。そして、第2メインタンク(T2)から押し出された冷媒は、第2給排管(42)及び流出側液配管(37b,37)を通じて、熱搬送回路(20)に送り込まれる。
【0161】
以上説明したように、ポンプ回路(30)では、両メインタンク(T1,T2)の加減圧が交互に行われ、メインタンク(T1,T2)からの液冷媒の押し出しと、メインタンク(T1,T2)への液冷媒の回収とが行われる。この動作により、ポンプ回路(30)は、熱搬送回路(20)の2次側冷媒に循環駆動力を付与する。
【0162】
次に、サブタンク(ST)を加減圧する動作について説明する。ここでは、第3タンク加圧電磁弁(SVH3)が開放され、第3タンク減圧電磁弁(SVL3)が閉鎖された状態にあるところから説明を始める。
【0163】
この状態において、サブタンク(ST)は、加熱熱交換器(HEX3)の2次側と連通する。サブタンク(ST)には、加熱熱交換器(HEX3)の高圧のガス冷媒がガス供給管(31,31c)を通じて供給され、これによってサブタンク(ST)が加圧される。サブタンク(ST)を加圧すると、溜められていた液冷媒がサブタンク(ST)から押し出される。この時には、第3流出側逆止弁(CVH3)が連通状態となり、第3流入側逆止弁(CVL3)が遮断状態となっている。従って、サブタンク(ST)から押し出された液冷媒は、図11に破線の矢印で示すように、液送出管(34)を流れ、バッファタンク(BT)を通って加熱熱交換器(HEX3)へ送り込まれる。
【0164】
その後、サブタンク(ST)が空になると、今度は第3タンク加圧電磁弁(SVH3)を閉鎖し、第3タンク減圧電磁弁(SVL3)を開放する。この状態において、サブタンク(ST)は、冷却熱交換器(HEX4)の2次側と連通する。サブタンク(ST)内のガス冷媒は、ガス回収管(32c,32)を通じて冷却熱交換器(HEX4)に吸引され、これによってサブタンク(ST)が減圧される。サブタンク(ST)を減圧すると、流出側液配管(37)を流れる液冷媒の一部がサブタンク(ST)に回収される。つまり、この時には、第3流入側逆止弁(CVL3)が連通状態となり、第3流出側逆止弁(CVH3)が遮断状態となっている。従って、第1又は第2メインタンク(T1,T2)から押し出されて流出側液配管(37)を流れる液冷媒の一部が、液吸引管(35)を通ってサブタンク(ST)へ流入する。
【0165】
以上のようにサブタンク(ST)を加減圧し、加熱熱交換器(HEX3)に対して液冷媒を供給する。供給された液冷媒は、加熱熱交換器(HEX3)を高圧に維持するために利用される。また、サブタンク(ST)を減圧する状態では、バッファタンク(BT)に溜まった液冷媒が加熱熱交換器(HEX3)へ流入する。従って、加熱熱交換器(HEX3)の2次側には、継続的に液冷媒が送り込まれる。
【0166】
上記冷却熱交換器(HEX4)の2次側で凝縮した冷媒は、液戻し管(33)を通じて第1又は第2メインタンク(T1,T2)に戻される。具体的に、第2メインタンク(T2)を減圧する状態では、第1液戻し逆止弁(CVR1)が遮断状態となり、第2液戻し逆止弁(CVR2)が連通状態となる。そして、冷却熱交換器(HEX4)で凝縮した冷媒は、液戻し管(33)及びその第2分岐管(33b)を流れ、上記ガス供給管(31)の第2分岐管(31b)を通って第2メインタンク(T2)へ流入する。逆に、第1メインタンク(T1)を減圧する状態では、第2液戻し逆止弁(CVR2)が遮断状態となり、第1液戻し逆止弁(CVR1)が連通状態となる。そして、冷却熱交換器(HEX4)で凝縮した冷媒は、液戻し管(33)及びその第1分岐管(33a)を流れ、上記ガス供給管(31)の第1分岐管(31a)を通って第1メインタンク(T1)へ流入する。
【0167】
−実施形態3の効果−
したがって、この実施形態3によると、熱搬送回路(20)のポンプを、比較的寿命の長い上記ポンプ回路(30)により構成したので、冷凍システムの信頼性を向上させることができる。
【0168】
尚、上記実施形態では、上記実施形態2と同様に、暖房運転時にポンプ回路(30)を駆動する一方、冷房運転時に2次側冷媒を自然循環させるようにしたが、ポンプ回路(30)の吐出方向を切り換えるための吐出方向切換手段を設けるようにして、暖房運転及び冷房運転の双方において上記ポンプ回路(30)を駆動し、2次側冷媒を強制循環させるようにしてもよい。
【0169】
(実施形態4)
図12は、本発明の実施形態4を示している。この実施形態では、上記実施形態3において、駆動回路(50)を設ける代わりに、ポンプ回路(30)の加熱熱交換器(HEX3)に、吸収式冷凍装置(10)の凝縮器(12)又は吸収器(14)からの放出熱が供給されるようになっている。
【0170】
すなわち、凝縮器(12)と、ポンプ回路(30)の加熱熱交換器(HEX3)とは、第1配管(65)により接続されている。第1配管(65)には、第1閉鎖弁(67)が設けられている。第1配管(65)には、凝縮器(12)を通過する水蒸気を凝縮させるための冷却水が流通するようになっている。
【0171】
また、吸収器(14)には、第2配管(66)の一端が接続され、その他端が上記第1配管(65)に合流接続されている。第2配管(66)には、第2閉鎖弁(68)が設けられている。第2配管(66)には、吸収器(14)を通過する吸収溶液を冷却するための冷却水が流通するようになっている。こうして、上記凝縮器(12)又は吸収器(14)を通過した冷却水を加熱熱交換器(HEX3)へ供給するようにしている。また、図示は省略するが、加熱熱交換器(HEX3)を通過した冷却水を、冷却塔へ送って冷却した後に、再び吸収器(14)及び凝縮器(12)へ戻すようにしている。
【0172】
こうして、凝縮器(12)で昇温した冷却水は、第1閉鎖弁(67)を開放することで、第1配管(65)を通って加熱熱交換器(HEX3)へ送られる。一方、吸収器(14)で昇温した冷却水は、第2閉鎖弁(68)を開放することで、第2配管(66)を通って加熱熱交換器(HEX3)へ送られる。加熱熱交換器(HEX3)では、供給された冷却水により、ポンプ回路(30)の液冷媒が加熱されて高圧のガス冷媒が生成される。そして、加熱熱交換器(HEX3)で熱が奪われた冷却水は、外部の冷却塔へ送られて冷却された後、吸収器(14)及び凝縮器(12)へ戻る。
【0173】
−実施形態4の効果−
したがって、この実施形態4によると、吸収式冷凍装置(10)の凝縮器(12)又は吸収器(14)の放出熱を加熱熱交換器(HEX3)に供給し、ポンプ回路(30)を駆動させるようにしたので、上記凝縮器(12)又は吸収器(14)の熱を、熱搬送回路(20)における2次側冷媒の搬送に有効に利用することができる。
【0174】
さらに、2次側冷媒を熱搬送回路(20)で強制循環させる目的で、ポンプ回路(30)を駆動させるための電力を別途消費しないため、システム全体の省エネルギー化を図ることができる。
【0175】
(実施形態5)
図13〜図17は、本発明の実施形態5を示している。図13に示すように、この実施形態では、上記実施形態1の冷媒回路(3)において、冷却器(7)により冷却された冷媒をさらに冷却するための冷熱を蓄える蓄熱槽(85)を設けるようにしたものである。そして、本実施形態では、冷凍システム(1)は、上記蓄熱槽(85)により冷媒を冷却する冷房運転と、蓄熱槽(85)に冷熱を溜める蓄熱運転とを行うように構成されている。
【0176】
冷媒回路(3)は、主回路(4)とバイパス回路(6)とを備えている。主回路(4)は、第1圧縮機(16)と室外熱交換器(18)と第1膨張弁(EV1)と冷却器(7)と第2膨張弁(EV2)と蓄熱槽(85)と室内熱交換器(19)とを順に接続した閉回路に構成されている。また、この冷媒回路(3)の冷媒は、非共沸混合冷媒である。
【0177】
室外熱交換器(18)側から延びる第1配管(74)の先端は、冷却器(7)である蒸発器(13)に接続されている。また、室内熱交換器(19)側から延びる第3配管(75)の先端は、蓄熱槽(85)を経由して上記冷却器(7)に接続されている。すなわち、第2配管(74)及び第3配管(75)には、上記第1三路弁(28)及び第2三路弁(29)が設けられていない。
【0178】
上記蓄熱槽(85)は、第3配管(75)に設けられ、該第3配管(75)と第3連絡管(80)との合流部と、冷却器(7)との間に配設されている。蓄熱槽(85)は、いわゆる氷蓄熱槽であって、第3配管(75)を流通する冷媒と、蓄熱槽(85)の蓄熱材との間で熱交換を行うように構成されている。
【0179】
第3配管(75)における蓄熱槽(85)と冷却器(7)との間には、第3膨張弁(EV3)が配設されている。第3膨張弁(EV3)は、電動膨張弁により構成されており、通過する冷媒を減圧するようになっている。
【0180】
この第3配管(75)には、冷媒が第3膨張弁(EV3)をバイパスして流通可能な補助管(75a)が設けられている。補助管(75a)には、該補助管(75a)を開閉する第7開閉弁(SV7)が設けられている。第7開閉弁(SV7)は、その開放状態で、冷却器(7)側から蓄熱槽(85)側へ向かう冷媒の流れのみを許容するように構成されている。
【0181】
第2吸入管(78)には、冷媒が第3開閉弁(SV3)をバイパスして流通可能な補助管(78a)が設けられている。補助管(78a)には、第3連絡管(80)側から第1吸入管(72)側へ向かう冷媒の流れのみを許容する逆止弁(83)が設けられている。
【0182】
一方、バイパス回路(6)は、主回路(4)における蓄熱槽(85)と室内熱交換器(19)との間に一端が接続され且つ他端が室内熱交換器(19)と第1圧縮機(16)との間に接続されて、冷媒が室内熱交換器(19)をバイパスして流通可能に構成されている。つまり、バイパス回路(6)は、第3連絡管(80)、第6開閉弁(SV6)、第2吸入管(78)、補助管(78a)及び逆止弁(83)により構成されている。
【0183】
上記冷媒回路(3)には、蓄熱槽(85)による冷媒の冷却時(冷房運転時)に冷媒が室内熱交換器(19)に流れ、蓄熱槽(85)の蓄熱時(蓄熱運転時)に冷媒がバイパス回路(6)に流れるように冷媒通路を切り換える切換手段(SV5,SV6)が設けられている。切換手段(SV5,SV6)は、第5開閉弁(SV5)と第6開閉弁(SV6)により構成されている。
【0184】
こうして、冷却器(7)は、蓄熱槽(85)の蓄熱時(蓄熱運転時)に、冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却するように構成されている。
【0185】
<第1冷房運転>
次に、図14を参照して、第1冷房運転について説明する。尚、以下の第1冷房運転、第2冷房運転及び第3冷房運転において、上記実施形態1と同じ部分については、その詳細な説明は省略する。
【0186】
第1冷房運転では、第7開閉弁(SV7)が開放される一方、第3膨張弁(EV3)が閉鎖されている。そして、第1圧縮機(16)から吐出された高圧冷媒は、室外熱交換器(18)で凝縮し、第1膨張弁(EV1)で中間圧冷媒に減圧される。この中間圧冷媒は、冷却器(7)で冷却された後、補助管(75a)を介して蓄熱槽(85)へ供給される。蓄熱槽(85)では、中間圧冷媒は、該蓄熱槽(85)に蓄えられている冷熱によりさらに冷却される。
【0187】
その後、冷却器(7)及び蓄熱槽(85)により冷却された中間圧冷媒は、第3配管(75)、室内熱交換器(19)、第4配管(73)、四路切換弁(15)及び第1吸入管(72)を通って、第1圧縮機(16)に吸い込まれる。
【0188】
したがって、この第1冷房運転では、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は、冷却器(7)及び蓄熱槽(85)とにより冷却される。
【0189】
<第2冷房運転>
次に、図15を参照して、第2冷房運転について説明する。第2冷房運転では、第7開閉弁(SV7)が開放される一方、第3膨張弁(EV3)が閉鎖されている。そして、第1圧縮機(16)から吐出された高圧冷媒は、室外熱交換器(18)で凝縮し、第1膨張弁(EV1)で減圧されると共に、第2圧縮機(17)の吐出冷媒と混合されることで、中間圧冷媒となる。この中間圧冷媒は、冷却器(7)で冷却された後、補助管(75a)及び第7開閉弁(SV7)を通って蓄熱槽(85)へ供給される。蓄熱槽(85)に供給された中間圧冷媒は、該蓄熱槽(85)に蓄えられている冷熱によりさらに冷却される。
【0190】
その後、冷却器(7)及び蓄熱槽(85)により冷却された中間圧冷媒は、第3配管(75)、室内熱交換器(19)、第4配管(73)及び四路切換弁(15)を通って、第1吸入管(72)へ流れる。第1吸入管(72)を流通する冷媒の一部は、そのまま第1吸入管(72)を通って第1圧縮機(17)に吸い込まれる。一方、第1吸入管(72)を流通する他の一部の冷媒は、第2吸入管(78)及び第3開閉弁(SV3)を通って第2圧縮機(17)へ吸入される。
【0191】
したがって、この第2冷房運転においても、冷媒回路(3)の中間圧冷媒は、冷却器(7)及び蓄熱槽(85)とによって冷却される。
【0192】
<第3冷房運転>
次に、図16を参照して、第3冷房運転について説明する。第3冷房運転では、第7開閉弁(SV7)及び第3膨張弁(EV3)が閉鎖されている。そして、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)から吐出された高圧冷媒は、室外熱交換器(18)で凝縮し、第1連絡管(76)を介して第2膨張弁(EV2)へ流れる。その後、冷媒は、第2膨張弁(EV2)で減圧され、室内熱交換器(19)で蒸発した後に、第4配管(73)を介して第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)へ戻る。つまり、この第3冷房運転では、冷却器(7)及び蓄熱槽(85)による冷媒の冷却は行われない。
【0193】
<蓄熱運転>
次に、図17を参照して、蓄熱運転について説明する。蓄熱運転では、第7開閉弁(SV7)が閉鎖される一方、第3膨張弁(EV3)はその開度が制御される。また、切換手段(SV5,SV6)により冷媒通路が切り換えられる。つまり、第5開閉弁(SV5)が閉鎖される一方、第6開閉弁(SV6)が開放される。
【0194】
そして、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)から吐出された冷媒は、第1吐出管(70)、四路切換弁(15)及び第1配管(71)を通って室外熱交換器(18)へ流れる。室外熱交換器(18)で凝縮した高圧冷媒は、第2配管(74)を介して第1膨張弁(EV1)へ流れる。高圧冷媒は、第1膨張弁(EV1)で減圧されて中間圧冷媒となる。この中間圧冷媒は、冷却器(7)で冷却された後、第3膨張弁(EV3)で減圧されて蓄熱槽(85)へ流れる。
【0195】
蓄熱槽(85)では、該蓄熱槽(85)の蓄熱材と中間圧冷媒との間で熱交換が行われる。その結果、蓄熱槽(85)に冷熱が蓄えられると共に、冷媒は蒸発する。蓄熱槽(85)で蒸発したガス冷媒は、上記バイパス回路を流通する。すなわち、ガス冷媒は、第3連絡管(80)及び第6開閉弁(SV6)を通って第2吸入管(78)へ流れる。第2吸入管(78)を流通する冷媒の一部は、そのまま第2吸入管(78)を通って第2圧縮機(17)へ吸入される。一方、第2吸入管(78)を流れる他の冷媒の一部は、補助管(78a)を介して第1吸入管(72)へ流れ、第1圧縮機(16)に吸い込まれる。
【0196】
このようにして、蓄熱運転時には、蓄熱するための冷媒は、冷却器(7)により予め冷却された後、蓄熱槽(85)へ送られる。
【0197】
−実施形態5の効果−
したがって、この実施形態5によると、冷媒回路(3)の冷媒は、冷熱量の比較的小さい冷却器(7)の冷熱によって冷却された後に、冷熱量の比較的大きい蓄熱槽(85)の冷熱によって冷却されるため、冷却器(7)の冷熱と蓄熱槽(85)の冷熱とを、それぞれ効率よく利用することができる。特に、蓄熱槽(85)を氷蓄熱槽としたので、その冷熱量を吸収式冷凍装置(10)よりも大きくするのに好適となる。
【0198】
さらに、蓄熱運転時には、冷媒回路(3)の中間圧冷媒が冷却器(7)により効果的に冷却され、この冷媒が第3膨張弁(EV3)により減圧された後に蓄熱槽(85)に供給される。その結果、蓄熱槽(85)に冷熱を効果的に蓄えることができる。
【0199】
また、冷媒回路(3)の冷媒を、所定範囲の凝縮温度を有する非共沸混合冷媒としたので、非共沸混合冷媒が、凝縮開始点近傍の比較的高温の領域で、まず吸収式冷凍装置(10)により冷却されるため、該吸収式冷凍装置(10)の冷媒の蒸発温度を比較的高くすることができる。その結果、吸収式冷凍装置(10)の冷却負荷を低減して、冷媒回路(3)の非共沸混合冷媒を効率よく冷却することができる。
【0200】
尚、この実施形態5では、蓄熱運転時に、吸収式冷凍装置(10)を駆動して冷媒回路(3)の冷媒を過冷却するようにしたが、該吸収式冷凍装置(10)を駆動させないで蓄熱槽に冷熱を蓄えるようにしてもよい。
【0201】
また、この実施形態5では、蓄熱槽(85)を、冷熱を蓄熱する氷蓄熱槽としたが、温熱を蓄える蓄熱槽に構成してもよい。例えば、第3配管(75)と第3連絡管(80)との合流部に、第4連絡管の一端を接続する。一方、該第4連絡管の他端を、第4配管(73)に接続する。さらに、第4配管に、第8開閉弁を設ける。
【0202】
そして、温熱の蓄熱運転時に、第1圧縮機(16)及び第2圧縮機(17)の吐出冷媒を、第1吐出管(70)、四路切換弁(15)及び第4配管(73)を介して、上記第4連絡管へ流す。その後、第4連絡管のガス冷媒を蓄熱槽(85)で凝縮させることにより、該蓄熱槽(85)に温熱を蓄える。その後、蓄熱槽(85)で凝縮した液冷媒は、第3膨張弁(EV3)等で蒸発した後、第2配管(74)を流れる。そして、この第2配管(74)の冷媒は、室外膨張弁(EV4)で減圧されて、室外熱交換器(18)で蒸発し、第1配管(71)及び四路切換弁(15)を介して各圧縮機(16,17)へ吸入されることとなる。
【0203】
こうして蓄熱された蓄熱槽の温熱は、暖房運転時に、吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)と共に、冷媒回路(3)の冷媒を加熱するために利用される。
【0204】
また、上記各実施形態では、複数の室内熱交換器(19)を設けて、室内の空気調和を行うようにしたが、各室内熱交換器(19)の1つをマイクロガスタービン発電機の吸気を冷却するための熱交換器に構成してもよい。こうすることで、夏季とうの外気温度の高いときであっても、発電機の出力が維持されるため、冷凍システム(1)を効率よく運転させることができる。
【0205】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によると、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路は、第1圧縮機構と、凝縮器と、該冷媒回路の高圧冷媒を中間圧冷媒に減圧する第1減圧機構と、上記吸収式冷凍装置で発生する冷熱によって上記冷媒回路の中間圧冷媒を冷却する冷却器と、中間圧冷媒を低圧冷媒にまで減圧する第2減圧機構と、蒸発器とを順に接続した閉回路の主回路を備えることにより、冷却器内の配管を流れる冷媒が気液2相状態であり、液化冷却と異なり、凝縮熱伝達により冷熱が伝達されるため、熱伝達率を大きくすることが可能となる。その結果、冷却器において冷媒が効率よく冷却されるため、システム全体の冷却効果を向上させることができる。また、冷却器における熱交換が効率よく行われるため、該冷却器を小さくして、システムの小型化を図ることができる。
【0206】
請求項2に係る発明によると、冷媒回路は、第2圧縮機構を備える補助回路を備え、補助回路の低圧側を、主回路における蒸発器と第1圧縮機構との間に接続し、高圧側を、主回路における第1減圧機構と冷却器との間に接続することにより、補助回路を通過したガス冷媒の一部を、第1減圧機構を通過した中間圧冷媒と混合することによって予め凝縮させることが可能となる。その結果、この補助回路からの冷媒を冷却するために必要な冷却器の冷却能力を、軽減することができる。
【0207】
請求項3に係る発明によると、吸収式冷凍装置で生じた冷熱を冷却器へ搬送するための熱搬送回路を設けることにより、吸収式冷凍装置で生成された冷熱を、熱搬送回路を介して冷却器へ搬送することができる。また、複数の冷却器を、熱搬送回路を介して吸収式冷凍装置に接続することで、吸収式冷凍装置の冷熱を、熱搬送回路を介して各冷却器へ搬送することが可能となる。
【0208】
請求項4に係る発明によると、熱搬送回路は、熱搬送回路で冷媒を循環させるためのポンプを備え、ポンプは、液冷媒を貯留するためのタンクと、液冷媒を加熱して高圧のガス冷媒を生成する高圧部と、ガス冷媒を冷却して低圧の液冷媒を生成する低圧部とを備え、タンクを高圧部に連通させて加圧することによりタンク内から液冷媒を押し出す一方、タンクを低圧部に連通させて減圧することによりタンク内に液冷媒を吸引するように構成することにより、タンク内を高圧部に連通して加圧することで、タンク内の液冷媒を外部の利用側回路へ押し出すことができる。一方、タンクが低圧部に連通して減圧することで、外部の利用側回路の冷媒をタンク内へ吸引することができる。その結果、冷媒を利用側回路で循環させることができる。
【0209】
請求項5に係る発明によると、ポンプの高圧部に、吸収式冷凍装置の凝縮器又は吸収器からの放出熱を供給することにより、高圧部では、その放出熱を液冷媒のために有効に利用して、高圧のガス冷媒を生成することが可能となる。
【0210】
請求項6に係る発明によると、吸収式冷凍装置の吸収器及び凝縮器の熱媒体を、空気により冷却することにより、冷却水や水配管を不要としてメンテナンスを容易にすることができる。
【0211】
請求項7に係る発明によると、冷媒回路に、冷却器により冷却された冷媒をさらに冷却するための冷熱を蓄える蓄熱槽を設けることにより、冷媒回路の冷媒は、冷熱量の比較的小さい冷却器の冷熱によって冷却された後に、冷熱量の比較的大きい蓄熱槽の冷熱によって冷却されるため、冷却器の冷熱と蓄熱槽の冷熱とを、それぞれ効率よく利用することができる。
【0212】
請求項8に係る発明によると、冷媒回路は、圧縮機構と凝縮器と第1減圧機構と冷却器と蓄熱槽と第2減圧機構と蒸発器とを順に接続した閉回路の主回路と、主回路における蓄熱槽と蒸発器との間に一端が接続され且つ他端が蒸発器と圧縮機構との間に接続されて、冷媒が蒸発器をバイパスして流通可能なバイパス回路とを備える一方、蓄熱槽による冷媒の冷却時に冷媒が蒸発器に流れ、蓄熱槽の蓄熱時に冷媒がバイパス回路に流れるように冷媒通路を切り換える切換手段が設けられ、冷却器は、蓄熱槽の蓄熱時に、冷媒回路の中間圧冷媒を冷却するように構成することにより、蓄熱時には、冷媒回路の中間圧冷媒が冷却器により効果的に冷却され、この冷媒が蓄熱槽に供給される。その結果、蓄熱槽に冷熱を効果的に蓄えることができる。
【0213】
請求項9に係る発明によると、冷媒回路の冷媒を、非共沸混合冷媒とすることにより、非共沸混合冷媒が、凝縮開始点近傍の比較的高温の領域で吸収式冷凍装置により冷却されるため、該吸収式冷凍装置の冷媒の蒸発温度を比較的高くすることができる。その結果、吸収式冷凍装置の冷却負荷を低減して、非共沸混合冷媒を効率よく冷却することが可能となる。
【0214】
請求項10に係る発明によると、吸収式冷凍装置で発生する温熱によって冷媒回路の冷媒を蒸発させる加熱器が設ける一方、冷媒回路を、冷房サイクルと暖房サイクルとに冷媒循環方向が可逆になるように構成すると共に、冷媒が冷房サイクル時に冷却器に流れ、暖房サイクル時に加熱器に流れるように冷媒通路を切り換える切換機構を備えることにより、暖房サイクル時に、熱源側の蒸発器だけでなく、加熱器が冷媒回路の冷媒を蒸発させるため、システムの暖房能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態1の冷凍システムの冷媒回路を示す回路図である。
【図2】 実施形態1の第1冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図3】 第1冷房運転時の冷房サイクルを示すモリエル線図である。
【図4】 実施形態1の第2冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図5】 第2冷房運転時の冷房サイクルを示すモリエル線図である。
【図6】 実施形態1の第3冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図7】 実施形態1の第1暖房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図8】 実施形態1の第2暖房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図9】 実施形態1の第3暖房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図10】 実施形態2の冷凍システムの冷媒回路を示す回路図である。
【図11】 実施形態3のポンプ回路を示す回路図である。
【図12】 実施形態4の冷凍システムの冷媒回路を示す回路図である。
【図13】 実施形態5の冷凍システムの冷媒回路を示す回路図である。
【図14】 実施形態5の第1冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図15】 実施形態5の第2冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図16】 実施形態5の第3冷房運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図17】 実施形態5の蓄熱運転時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【符号の説明】
(1) 冷凍システム
(3) 冷媒回路
(4) 主回路
(5) 補助回路
(6) バイパス回路
(7) 冷却器
(8) 加熱器
(10) 吸収式冷凍装置
(12) 凝縮器
(14) 吸収器
(15) 四路切換弁(切換機構)
(16) 第1圧縮機(第1圧縮機構)
(17) 第2圧縮機(第2圧縮機構)
(18) 室外熱交換器(凝縮器)
(19) 室内熱交換器(蒸発器)
(20) 熱搬送回路
(28) 第1三路弁(切換機構)
(29) 第2三路弁(切換機構)
(30) ポンプ回路(ポンプ)
(85) 蓄熱槽
(EV2) 第2膨張弁(第2減圧機構)
(EV1) 第1膨張弁(第1減圧機構)
(SV5) 第5開閉弁(切換手段)
(SV6) 第6開閉弁(切換手段)
(T1) 第1メインタンク
(T2) 第2メインタンク
(HEX3) 加熱熱交換器(高圧部)
(HEX4) 冷却熱交換器(低圧部)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigeration system configured by combining a compression refrigeration apparatus and an absorption refrigeration apparatus.
[0002]
[Prior art]
In general, in a building such as a hotel or a restaurant, a generator for generating necessary electricity is provided, and the exhaust heat of the generator is effectively used for hot water supply or indoor air conditioning ( Cogeneration systems) are known.
[0003]
Conventionally, it is known to provide a refrigeration system including a compression refrigeration apparatus and an absorption refrigeration apparatus in this combined heat and power supply system. That is, the compression refrigeration apparatus is driven by electricity generated by a generator to perform, for example, indoor cooling. On the other hand, the absorption refrigeration apparatus is driven by exhaust heat from the generator to supercool the liquid refrigerant in the refrigerant circuit of the compression refrigeration apparatus. Thus, in the refrigeration system, the exhaust heat of the generator is used to improve the refrigeration effect of the compression refrigeration apparatus.
[0004]
For example, in the refrigeration system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-223412, the evaporator of the absorption refrigeration apparatus is interposed between the condenser and the decompression mechanism in the refrigerant circuit of the compression refrigeration apparatus. The liquid refrigerant flowing between the condenser of the refrigerant circuit and the pressure reducing mechanism is supercooled by the cold generated by the evaporator of the absorption refrigeration apparatus.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above refrigeration system, the condensed high-pressure liquid refrigerant is supercooled. Therefore, in order to increase the supercooling, the heat exchanger of the evaporator of the absorption refrigeration apparatus is enlarged and the amount of heat exchanged is increased. It can be increased. However, this inevitably increases the size of the entire system due to the large heat exchanger.
[0006]
The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to enlarge the entire system of a refrigeration system in which a refrigerant of a compression refrigeration apparatus is cooled by an absorption refrigeration apparatus. There is no attempt to improve the freezing effect.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the refrigerant circuit that performs the vapor compression refrigeration cycle, a cooler that cools the intermediate pressure refrigerant of the refrigerant circuit by the cold heat of the absorption refrigeration apparatus is provided.
[0008]
Specifically, the invention according to claim 1 is directed to a refrigeration system including a refrigerant circuit (3) that performs a vapor compression refrigeration cycle and an absorption refrigeration apparatus (10) that performs an absorption refrigeration cycle. And the refrigerant circuit (3) A first compression mechanism (16), a condenser (18), A first decompression mechanism (EV1) for decompressing the high-pressure refrigerant of the refrigerant circuit (3) to an intermediate-pressure refrigerant; A cooler (7) that cools the intermediate pressure refrigerant of the refrigerant circuit (3) by the cold generated in the absorption refrigeration apparatus (10); A second pressure reducing mechanism (EV2) for reducing the intermediate pressure refrigerant to a low pressure refrigerant; , Closed circuit main circuit (4) connected in sequence with the evaporator (19) With ing .
[0009]
According to the above invention, the refrigerant circuit (3) performs the vapor compression refrigeration cycle, and the refrigerant circulates through the refrigerant circuit (3). That is, the refrigerant circuit (3) First Compression mechanism (1 6) The gas refrigerant discharged from is condensed in the condenser (18) to become a high-pressure refrigerant. This high-pressure refrigerant is decompressed by the first decompression mechanism (EV1) and becomes an intermediate-pressure refrigerant in a gas-liquid two-phase state. This intermediate pressure refrigerant is cooled by the cold generated in the absorption refrigeration apparatus (10) in the cooler (7).
[0010]
At this time, the refrigerant flowing through the pipe in the cooler (7) is in a gas-liquid two-phase state, and unlike liquefaction cooling, cold heat is transmitted by condensation heat transfer, and the heat transfer coefficient increases. As a result, since the refrigerant is efficiently cooled by the cooler (7), the cooling effect in the refrigerant circuit (3) is improved. The refrigerant cooled by the cooler (7) is further decompressed by the second decompression mechanism (EV2) to become a low-pressure refrigerant, and flows to the evaporator (19) of the refrigerant circuit (3). After that, the gas refrigerant evaporated in the evaporator (19) First Compression mechanism (1 6) Return to.
[0011]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the refrigerant circuit (3) is The second Auxiliary circuit with two compression mechanisms (17) (5 ) The auxiliary circuit (5) has a low pressure side connected between the evaporator (19) and the first compression mechanism (16) in the main circuit (4), and a high pressure side connected to the first circuit in the main circuit (4). 1 It is connected between the decompression mechanism (EV1) and the cooler (7).
[0012]
According to the above invention, in the main circuit (4), the first compression mechanism (16) sucks and discharges a part of the gas refrigerant evaporated in the evaporator (19). The discharged gas refrigerant is condensed by the condenser (18) to become a high-pressure refrigerant. The high-pressure refrigerant is decompressed by the first decompression mechanism (EV1) and becomes an intermediate-pressure refrigerant. On the other hand, the second compression mechanism (17) sucks and discharges another part of the gas refrigerant evaporated by the evaporator (19). The discharged gas refrigerant passes through the auxiliary circuit (5), and then merges with the intermediate pressure refrigerant decompressed by the first decompression mechanism (EV1). The merged refrigerant is cooled by the cooler (7) and then depressurized by the second decompression mechanism (EV2) to become a low-pressure refrigerant.
[0013]
At this time, a part of the gas refrigerant that has passed through the auxiliary circuit (5) is condensed in advance by the intermediate-pressure refrigerant that has passed through the first decompression mechanism (EV1). As a result, the cooling capacity of the cooler (7) necessary for cooling the refrigerant from the auxiliary circuit (5) is reduced.
[0014]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, further comprising a heat transfer circuit (20) for transferring the cold generated in the absorption refrigeration apparatus (10) to the cooler (7). It has been.
[0015]
According to this invention, the cold generated by the absorption refrigeration apparatus (10) is transferred to the cooler (7) via the heat transfer circuit (20). The intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cold heat transferred to the cooler (7).
[0016]
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat transfer circuit (20) includes a pump (30 for circulating the refrigerant in the heat transfer circuit (20)). The pump (30) includes a tank (T1, T2) for storing the liquid refrigerant, a high-pressure part (HEX3) that generates the high-pressure gas refrigerant by heating the liquid refrigerant, and cools the gas refrigerant And a low-pressure part (HEX4) that generates a low-pressure liquid refrigerant. The tank (T1, T2) communicates with the high-pressure part (HEX3) to pressurize the liquid refrigerant from the tank (T1, T2). The tank (T1, T2) is communicated with the low pressure part (HEX4) to reduce the pressure, thereby sucking the liquid refrigerant into the tank (T1, T2).
[0017]
According to the above invention, when the tank (T1, T2) communicates with the high pressure part (HEX3), the high pressure gas refrigerant generated in the high pressure part (HEX3) is introduced into the tank (T1, T2) and added. Pressed. As a result, the liquid refrigerant stored in the tank (T1, T2) is pushed out to the heat transfer circuit (20) outside the tank (T1, T2). On the other hand, when the tank (T1, T2) communicates with the low pressure part (HEX4), the inside of the tank (T1, T2) is depressurized, and the refrigerant in the heat transfer circuit (20) outside the tank (T1, T2) is transferred to the tank (T1 , T2). In this way, the refrigerant circulates through the heat transfer circuit (20).
[0018]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the high pressure section (HEX3) of the pump (30) includes a condenser (12) or an absorber (14) of the absorption refrigeration apparatus (10). The heat released from is supplied.
[0019]
According to the present invention, in the condenser (12), the refrigerant is condensed and the heat of condensation is released, while in the absorber (14), the refrigerant gas is absorbed by the absorbing solution and the absorbed heat is released. The heat released from the condenser (12) or the absorber (14) is supplied to the high pressure section (HEX3) of the pump (30). In the high-pressure section (HEX3), the liquid refrigerant is heated by the released heat, and high-pressure gas refrigerant is generated.
[0020]
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat medium of the absorber (14) and the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) is air. It is cooled by.
[0021]
According to this invention, air is supplied to the absorber (14) and the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) by a fan or the like. As a result, the heat medium passing through the absorber (14) and the condenser (12) is cooled by air.
[0022]
The invention according to claim 7 is the heat storage tank (85) for storing cold heat for further cooling the refrigerant cooled by the cooler (7) in the refrigerant circuit (3) in the invention according to claim 1. Is provided.
[0023]
According to the above invention, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is first cooled by the cooler (7). Thereafter, the refrigerant is cooled in the heat storage tank (85) by transmitting cold heat having a larger amount of cold heat than the cold heat transferred by the cooler (7).
[0024]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the refrigerant circuit (3) includes a compression mechanism (16, 17), a condenser (18), a first pressure reduction mechanism (EV1), a cooler ( 7), a heat storage tank (85), a second decompression mechanism (EV2), and a closed circuit main circuit (4) connected in order to the evaporator (19), and a heat storage tank (85) in the main circuit (4) One end is connected between the evaporator (19) and the other end is connected between the evaporator (19) and the compression mechanism (16, 17), and the refrigerant flows through the evaporator (19). On the other hand, the refrigerant flows into the evaporator (19) when the refrigerant is cooled by the heat storage tank (85) and flows into the bypass circuit (6) when the heat storage tank (85) stores heat. Switching means (SV5, SV6) for switching the refrigerant passage are provided in the cooling circuit (7), and the cooler (7) is configured to cool the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) during heat storage in the heat storage tank (85). It is.
[0025]
According to the above invention, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cooler (7) and then supplied to the heat storage tank (85).
[0026]
When the refrigerant is cooled in the heat storage tank (85), the refrigerant passage is switched by the switching means (SV5, SV6) so that the outlet of the heat storage tank (85) and the evaporator (19) communicate with each other. As a result, the refrigerant supplied to the heat storage tank (85) is further cooled by the cold heat stored in the heat storage tank (85) and flows to the evaporator (19). Thereafter, the refrigerant evaporated in the evaporator (19) flows to the compressor.
[0027]
On the other hand, at the time of heat storage in the heat storage tank (85), the refrigerant passage is provided with switching means (SV5, SV6) so that the outlet of the heat storage tank (85) and the suction side of the compressor communicate with each other via the bypass circuit (6). It is switched by. As a result, the refrigerant cooled by the cooler (7) is supplied to the heat storage tank (85), and cold heat is stored in the heat storage tank (85). Thereafter, the refrigerant flows through the bypass circuit (6). That is, the refrigerant flows to the suction side of the compressor, bypassing the evaporator (19).
[0028]
The invention according to claim 9 is the invention according to claim 7 or 8, wherein the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is a non-azeotropic refrigerant mixture.
[0029]
By the way, the temperature of the non-azeotropic refrigerant mixture decreases as the condensation proceeds. For example, when the non-azeotropic refrigerant mixture is R407C and condensed at 1.1 MPa, the temperature at the condensation start point is 27.7 ° C., while the temperature at the completion point of condensation is 22.2 ° C. There is a temperature difference of ℃.
[0030]
Therefore, according to the ninth aspect of the invention, first, the non-azeotropic refrigerant mixture is cooled by the absorption refrigeration apparatus (10) in a relatively high temperature region near the condensation start point. The evaporation temperature of the refrigerant in (10) becomes relatively high. As a result, the absorption refrigeration apparatus (10) is efficiently operated with a reduced cooling load.
[0031]
The invention according to claim 10 is the invention according to claim 1, wherein a heater (8) for evaporating the refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the heat generated in the absorption refrigeration apparatus (10) is provided. The refrigerant circuit (3) is configured such that the refrigerant circulation direction is reversible between the cooling cycle and the heating cycle, and the refrigerant flows to the cooler (7) during the cooling cycle, and the heater (8 ) Is provided with a switching mechanism (15, 28, 29) for switching the refrigerant passage so as to flow.
[0032]
According to the above invention, during the cooling cycle, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (3) in the predetermined circulation direction. At this time, the switching mechanism (15, 28, 29) switches the refrigerant path so that the refrigerant flows through the cooler (7). Then, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is supercooled by the cooler (7), and the cooling effect of the compression refrigeration apparatus is improved.
[0033]
On the other hand, during the heating cycle, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (3) in the direction opposite to the circulation direction. At this time, the switching mechanism (15, 28, 29) switches the refrigerant passage so that the refrigerant passes through the heater (8). The refrigerant in the refrigerant circuit (3) is heated by the heater (8), evaporates, and flows to the compression mechanism (16, 17).
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 shows Embodiment 1 of a refrigeration system according to the present invention. The refrigeration system (1) includes a refrigerant circuit (3) that performs a vapor compression refrigeration cycle and an absorption refrigeration apparatus (10) that performs an absorption refrigeration cycle.
[0036]
The absorption refrigeration apparatus (10) includes an absorber (14) for absorbing refrigerant vapor into an absorbing solution, and water from the absorbing solution that has been thinned by absorbing the refrigerant vapor in the absorber (14). A regenerator (11) for separating by evaporation and concentrating the absorbent solution. Furthermore, the absorption refrigeration apparatus (10) includes a condenser (12) that condenses water vapor and an evaporator (13) that evaporates the condensed water. And although illustration is abbreviate | omitted, these absorbers (14), the regenerator (11), the condenser (12), and the evaporator (13) are connected by piping, and comprise the closed circuit.
[0037]
The absorption refrigeration apparatus (10) includes a cooling fan (not shown) for supplying air to the absorber (14) and the condenser (12). And the heat medium of the said absorber (14) and a condenser (12) is cooled with the air sent from this cooling fan.
[0038]
The regenerator (11) is supplied with, for example, exhaust heat from a micro gas turbine generator (not shown). That is, the absorption refrigeration apparatus (10) is driven by using the exhaust heat of the generator as a heat source, and generates cold heat in the evaporator (13).
[0039]
The refrigerant circuit (3) includes a main circuit (4) and an auxiliary circuit (5). The refrigerant circuit (3) is provided with a four-way switching valve (15), and the refrigerant circulation direction is reversible between the cooling cycle and the heating cycle by switching the refrigerant passage by the four-way switching valve (15). It is comprised so that it may become.
[0040]
The main circuit (4) includes a first compressor (16) that is a first compression mechanism, an outdoor heat exchanger (18) that is a condenser during a cooling cycle, and a first expansion valve ( EV1), cooler (7), second expansion valve (EV2), which is the second decompression mechanism, and indoor heat exchanger (19), which becomes an evaporator during the cooling cycle, are connected in sequence to form a closed circuit. Yes. Further, the refrigerant circuit (3) is provided with a heater (8) that evaporates the refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the heat generated in the absorption refrigeration apparatus (10) during the heating cycle. On the other hand, the auxiliary circuit (5) includes a second compressor (17) as a second compression mechanism, and is connected to the main circuit (4). The compression ratio of the second compressor (17) is smaller than that of the first compressor (16).
[0041]
The first discharge pipe (70), which is the discharge pipe of the first compressor (16), is connected to one port of the four-way switching valve (15). The outdoor heat exchanger (18) is connected to one port of the four-way switching valve (15) via the first pipe (71). A first suction pipe (72) which is a suction pipe of the first compressor (16) is connected to one port of the four-way switching valve (15). Furthermore, the indoor heat exchanger (19) is connected to one port of the four-way selector valve (15) via the fourth pipe (73).
[0042]
The four-way selector valve (15) is in a first state in which the first discharge pipe (70) and the first pipe (71) communicate with each other and the first suction pipe (72) and the fourth pipe (73) communicate with each other. (Refer to the solid line in FIG. 1), a second state in which the first discharge pipe (70) and the fourth pipe (73) communicate with each other and the first suction pipe (72) and the first pipe (71) communicate with each other (see FIG. 1) (see the broken line 1). That is, the refrigerant circuit (3) performs the cooling cycle by switching the four-way switching valve (15) to the first state, and performs the heating cycle by switching to the second state. .
[0043]
The outdoor heat exchanger (18) is, for example, a cross fin type fin-and-tube heat exchanger, and an outdoor fan (not shown), which is a heat source fan, is disposed close to the outdoor heat exchanger (18). Similarly, the indoor heat exchanger (19) is a cross-fin type fin-and-tube heat exchanger, and an indoor fan (not shown) as a utilization fan is provided close to the indoor heat exchanger (19). .
[0044]
The outdoor heat exchanger (18) and the cooler (7) are connected by a second pipe (74). The second pipe (74) includes an outdoor expansion valve (EV4), a first expansion valve (EV1), and a first three-way valve (28) from the outdoor heat exchanger (18) side to the cooler (7 ) Side by side. The outdoor expansion valve (EV4) and the first expansion valve (EV1) are constituted by electric expansion valves whose opening degrees can be adjusted. The outdoor expansion valve (EV4) is adjusted to a fully opened state during the cooling cycle, while the first expansion valve (EV1) is adjusted to a predetermined opening degree during the cooling cycle to depressurize the circulating refrigerant. . That is, the first expansion valve (EV1) is configured to depressurize the high-pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) condensed in the outdoor heat exchanger (18) to an intermediate-pressure refrigerant during the cooling cycle. The cooler (7) cools the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the cold generated in the absorption refrigeration apparatus (10) during the cooling cycle.
[0045]
The cooler (7) and the indoor heat exchanger (19) are connected by a third pipe (75). A plurality of indoor heat exchangers (19) are provided. For example, two indoor heat exchangers (19) are arranged in the refrigerant circuit (3). That is, the tip end side of the third pipe (75) extending from the cooler (7) is branched into two, and these end portions are connected to the indoor heat exchangers (19), respectively.
[0046]
The third pipe (75) includes a second three-way valve (29), a fifth on-off valve (SV5), and a second expansion valve (EV2) from the cooler (7) side to the indoor heat exchanger ( 19) Arranged in order toward the side. The fifth on-off valve (SV5) opens and closes the third pipe (75) and allows only the refrigerant flow from the second three-way valve (29) side to the second expansion valve (EV2) in the open state. Is configured to do. The second expansion valve (EV2) is configured by an electric expansion valve whose opening degree can be adjusted, and is configured to depressurize the circulating refrigerant by being adjusted to a predetermined opening degree during the cooling cycle. That is, the second expansion valve (EV2) is configured to depressurize the intermediate pressure refrigerant cooled by the cooler (7) to a low pressure refrigerant.
[0047]
The refrigerant circuit (3) includes a switching mechanism (15, 28, 29) for switching the refrigerant passage so that the refrigerant flows to the cooler (7) during the cooling cycle and flows to the heater (8) during the heating cycle. . The switching mechanism (15, 28, 29) includes a four-way switching valve (15), a first three-way valve (28), and a second three-way valve (29).
[0048]
The first three-way valve (28) switches the refrigerant passage so that the first expansion valve (EV1) and the cooler (7) communicate with each other during the cooling cycle, while the first expansion valve (EV1) during the heating cycle. ) And the heater (8) communicate with each other so that the refrigerant passage is switched.
[0049]
On the other hand, the second three-way valve (29) switches the refrigerant passage so that the cooler (7) and the fifth on-off valve (SV5) communicate with each other during the cooling cycle, while the heater (8) during the heating cycle. And the fifth on-off valve (SV5) are configured to switch the refrigerant passage.
[0050]
And in this embodiment, the said cooler (7) is comprised by the evaporator (13) of the said absorption refrigeration apparatus (10). That is, the evaporator (13), which is the cooler (7), is connected to the refrigerant circuit (3). During the cooling cycle, the evaporator (13) and the evaporator (13) It is configured to be able to exchange heat with the heat medium that evaporates in 13).
[0051]
On the other hand, the heater (8) is constituted by the absorber (14) and the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10). That is, the absorber (14) and the condenser (12), which are the heater (8), are connected to the refrigerant circuit (3), and during the heating cycle, the absorber (14) and the condenser (12) The heat exchange between the refrigerant in the refrigerant circuit (3) and the heat medium in the absorber (14) and the condenser (12) is possible.
[0052]
One end of the first communication pipe (76) is connected between the outdoor expansion valve (EV4) and the first expansion valve (EV1) in the second pipe (74). On the other hand, the other end of the first connecting pipe (76) is connected between the fifth on-off valve (SV5) and the second expansion valve (EV2) in the third pipe (75). The first connecting pipe (76) is provided with a fourth on-off valve (SV4). The fourth on-off valve (SV4) opens and closes the first connecting pipe (SV4) and allows only the refrigerant flow from the second pipe (74) side to the third pipe (75) side in the opened state. It is configured as follows.
[0053]
The first communication pipe (76) is provided with an auxiliary pipe (76a) through which refrigerant can flow by bypassing the fourth on-off valve (SV4). The auxiliary pipe (76a) is provided with a check valve (81) that allows only the refrigerant flow from the third pipe (75) side to the second pipe (74) side.
[0054]
The low pressure side of the auxiliary circuit (5) is connected between the indoor heat exchanger (19) and the first compressor (16) in the main circuit (4), and the high pressure side is connected to the first circuit in the main circuit (4). 1 It is connected between the expansion valve (EV1) and the cooler (7).
[0055]
The 2nd discharge pipe (77) which is a discharge pipe of the 2nd compressor (17) is connected so that it may merge with the 1st discharge pipe (70). The second discharge pipe (77) is provided with a first on-off valve (SV1). The first on-off valve (SV1) opens and closes the second discharge pipe and allows only the refrigerant flow from the second compressor (17) side to the first discharge pipe (70) side in the open state. It is configured.
[0056]
The second suction pipe (78), which is the suction pipe of the second compressor (17), is connected to the first suction pipe (72) and is provided so as to branch from the first suction pipe (72). Yes. The second suction pipe (78) is provided with a third on-off valve (SV3). The third on-off valve (SV3) opens and closes the second suction pipe, and permits only the refrigerant flow from the first suction pipe (72) side to the second compressor side in the opened state. Yes.
[0057]
In addition, one end of the second communication pipe (79) is connected between the second compressor (17) and the first on-off valve (SV1) in the second discharge pipe (77). On the other hand, the other end of the second communication pipe (79) is connected between the first expansion valve (EV1) and the first three-way valve (28) in the second pipe (74). The second connecting pipe (79) is provided with a second on-off valve (SV2). The second on-off valve (SV2) opens and closes the second connecting pipe (79) and allows only the refrigerant flow from the second discharge pipe (77) side to the second pipe (74) side in the open state. Is configured to do.
[0058]
The auxiliary circuit (5) includes a second compressor (17), a second discharge pipe (77), a second suction pipe (78), a second communication pipe (79), and a first on-off valve (SV1 ), A second on-off valve (SV2), and a third on-off valve (SV3).
[0059]
Further, one end of the third communication pipe (80) is connected between the second compressor (17) and the third on-off valve (SV3) in the second suction pipe (78). On the other hand, the other end of the third communication pipe (80) is connected between the second three-way valve (29) and the fifth on-off valve (SV5) in the third pipe (75). The third connecting pipe (80) is provided with a sixth on-off valve (SV6). The sixth on-off valve (SV6) opens and closes the third connecting pipe (80) and permits only the flow of refrigerant from the third pipe (75) side to the second suction pipe (78) side in the open state. It is supposed to be.
[0060]
-Operation of refrigeration system-
Next, the operation of the refrigeration system (1) according to Embodiment 1 will be described. The refrigeration system (1) is configured to perform a cooling operation or a heating operation by switching operation of the refrigerant passage by the switching mechanism (15, 28, 29).
[0061]
≪Cooling operation≫
First, a cooling operation in which a cooling cycle is performed in the refrigerant circuit (3) will be described with reference to FIGS. The refrigeration system (1) is configured to perform three types of cooling operations, a first cooling operation, a second cooling operation, and a third cooling operation. In each cooling operation, a cooling cycle is performed in the refrigerant circuit (3) by switching the four-way switching valve (15) to the first state.
[0062]
<First cooling operation>
First, the first cooling operation will be described with reference to FIG. The first cooling operation is an operation in which the first compressor (16) is driven while the second compressor (17) is stopped and the indoor cooling load is relatively small.
[0063]
In the first cooling operation, the fifth on-off valve (SV5) is opened while the first on-off valve (SV1), the second on-off valve (SV2), the third on-off valve (SV3), and the fourth on-off valve (SV4). And the sixth open / close valve (SV6) is closed. In addition, the first expansion valve (EV1) and the second expansion valve (EV2) are controlled to a predetermined opening to depressurize the passing refrigerant, while the outdoor expansion valve (EV4) is fully opened.
[0064]
Further, the first three-way valve (28) is switched so that the first expansion valve (EV1) and the cooler (7) communicate with each other. Further, the second three-way valve (29) is switched so that the cooler (7) and the fifth on-off valve (SV5) communicate with each other.
[0065]
At this time, the gas refrigerant discharged from the first compressor (16) passes through the first discharge pipe (70), the four-way switching valve (15), and the first pipe (71), and passes through the outdoor heat exchanger (18 ). In the outdoor heat exchanger (18), the refrigerant is condensed into a high-pressure liquid refrigerant. The high-pressure refrigerant is sent to the first expansion valve (EV1) through the fully-expanded outdoor expansion valve (EV4) and the second pipe (74). In the first expansion valve (EV1), the opening degree is adjusted, so that the high-pressure refrigerant is reduced to an intermediate-pressure refrigerant in a gas-liquid two-phase state. The intermediate pressure refrigerant in the second pipe (74) is sent to the evaporator (13) as the cooler (7) through the first three-way valve (28).
[0066]
By the way, the absorption refrigeration apparatus (10) is driven by the exhaust heat of the generator (not shown) being supplied to the regenerator (11). That is, in the regenerator (11), heat exchange is performed between the exhaust heat supplied from the generator and the absorption solution of the absorption refrigeration apparatus (10). As a result, in the regenerator (11), the absorbing solution is heated to generate water vapor, and the absorbing solution is concentrated.
[0067]
The water vapor generated in the regenerator (11) is sent to the condenser (12). And this water vapor | steam is cooled and condensed by the air supplied with a cooling fan (illustration omitted) in a condenser (12). The water condensed in the condenser (12) is sent to the evaporator (13) to exchange heat with the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3). As a result, water as the refrigerant absorbs heat from the intermediate pressure refrigerant and evaporates. On the other hand, the intermediate pressure refrigerant is cooled by the refrigerant.
[0068]
Thereafter, the water vapor evaporated in the evaporator (13) is sent to the absorber (14). In the absorber (14), water vapor is absorbed by the absorbing solution. At this time, the generated absorbed heat is discharged to the outside by the air flow supplied by the cooling fan (19). Then, the absorption solution absorbed and thinned by the absorber (14) is sent again to the regenerator (11).
[0069]
Thus, the intermediate-pressure refrigerant cooled by the cold generated in the evaporator (13) of the absorption refrigeration apparatus (10) flows through the third pipe (75), and the second three-way valve (29) and the second It is sent to each second expansion valve (EV2) via the 5 on-off valve (SV5). The intermediate pressure refrigerant is decompressed by the second expansion valve (EV2) to become a low pressure refrigerant. Thereafter, the low-pressure refrigerant is supplied to each indoor heat exchanger (19).
[0070]
In the indoor heat exchanger (19), heat is exchanged between the low-pressure refrigerant and the room air. As a result, the indoor air is cooled, while the low-pressure refrigerant evaporates. The evaporated gas refrigerant flows through the fourth pipe (73) and is supplied to the first suction pipe (72) through the four-way switching valve (15). The gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) is sucked into the first compressor (16).
[0071]
As described above, in the first cooling operation, when the first compressor (16) is driven, the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (3) to perform the cooling cycle, and the refrigerant circuit (3) The intermediate pressure refrigerant is cooled by the cooler (7).
[0072]
Next, the cooling cycle of the first cooling operation will be described with reference to the Mollier diagrams of FIGS. 3 and 5.
[0073]
First, the refrigerant compressed and discharged by the first compressor (16) is in the state of point a. Subsequently, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (18) is in the state of point b. Then, the intermediate pressure refrigerant decompressed by the first expansion valve (EV1) is in the state of point c. The intermediate-pressure refrigerant in the gas-liquid two-phase state is cooled by the cooler (7) to be in the state of point d. Thereafter, the cooled refrigerant is decompressed by the second expansion valve (EV2) to become a low-pressure refrigerant in the state of point e. Subsequently, the low-pressure refrigerant is evaporated by the indoor heat exchanger (19) to be in the state of point f. Then, it is suction-compressed by the first compressor (16) and returns to the state of point a again.
[0074]
<Second cooling operation>
Next, the second cooling operation will be described with reference to FIG. The second cooling operation is an operation in which both the first compressor (16) and the second compressor (17) are driven, and is performed when the indoor cooling load is relatively large.
[0075]
In the second cooling operation, the second on-off valve (SV2), the third on-off valve (SV3) and the fifth on-off valve (SV5) are opened, while the first on-off valve (SV1) and the fourth on-off valve (SV4). And the sixth open / close valve (SV6) is closed. Similarly to the first cooling operation, the first expansion valve (EV1) and the second expansion valve (EV2) are controlled to a predetermined opening to depressurize the passing refrigerant, while the outdoor expansion valve (EV4) is Fully open.
[0076]
Further, the first three-way valve (28) is switched so that the first expansion valve (EV1) and the cooler (7) communicate with each other. Further, the second three-way valve (29) is switched so that the cooler (7) and the fifth on-off valve (SV5) communicate with each other.
[0077]
At this time, the gas refrigerant discharged from the first compressor (16) passes through the first discharge pipe (70), the four-way switching valve (15), and the first pipe (71), and passes through the outdoor heat exchanger (18 ). In the outdoor heat exchanger (18), the refrigerant is condensed into a high-pressure liquid refrigerant. The high-pressure refrigerant is sent to the first expansion valve (EV1) through the fully-expanded outdoor expansion valve (EV4) and the second pipe (74). In the first expansion valve (EV1), the high-pressure refrigerant is depressurized.
[0078]
On the other hand, the gas refrigerant discharged from the second compressor (17) passes through the second discharge pipe (77) and the second communication pipe (79) and becomes refrigerant reduced in pressure by the first expansion valve (EV1). Join. The opening degree of the first expansion valve (EV1) is adjusted so that the combined refrigerant becomes a gas-liquid two-phase intermediate pressure refrigerant having a predetermined intermediate pressure. The intermediate pressure refrigerant in the second pipe (74) is sent to the evaporator (13) of the absorption refrigeration apparatus (10), which is the cooler (7), via the first three-way valve (28).
[0079]
And after the said intermediate pressure refrigerant | coolant is cooled in an evaporator (13), it distribute | circulates the 3rd piping (75), and each 1st through a 2nd 3 way valve (29) and a 5th on-off valve (SV5). It is sent to the 2 expansion valve (EV2). The intermediate pressure refrigerant is decompressed by the second expansion valve (EV2) to become a low pressure refrigerant. Thereafter, the low-pressure refrigerant is supplied to each indoor heat exchanger (19).
[0080]
In the indoor heat exchanger (19), heat is exchanged between the low-pressure refrigerant and the room air. As a result, the indoor air is cooled and used for cooling, while the low-pressure refrigerant evaporates. The evaporated gas refrigerant flows through the fourth pipe (73) and is supplied to the first suction pipe (72) through the four-way switching valve (15). Part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) passes through the first suction pipe (72) and is sucked into the first compressor (16). On the other hand, the other part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) flows through the second suction pipe (78). The gas refrigerant flowing through the second suction pipe (78) is sucked into the second compressor (17) through the third on-off valve (SV3).
[0081]
As described above, in the second cooling operation, the first compressor (16) and the second compressor (17) are both driven, the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (3), and a cooling cycle is performed. The intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cooler (7).
[0082]
Next, the cooling cycle of the second cooling operation will be described with reference to the Mollier diagrams of FIGS. 3 and 5.
[0083]
First, the refrigerant compressed and discharged by the first compressor (16) is in the state of point A. Subsequently, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (18) is in a point B state. The refrigerant depressurized by the first expansion valve (EV1) is in the state of point C.
[0084]
On the other hand, the refrigerant compressed by the second compressor (17) is in a point D state. And the refrigerant | coolant of the state of this point D and the refrigerant | coolant of the said state of the said point C merge and are mixed, and it will be in the state of the point E. At this time, the refrigerant in the state of point D discharged from the second compressor (17) is large in the line segment DE in FIG. 5 by the refrigerant in the state of point C flowing from the first compressor (16) side. It is just condensed.
[0085]
Thereafter, the intermediate-pressure refrigerant in the state of point E is cooled by the cooler (7) in the gas-liquid two-phase state to be in the state of point F. Thereafter, the cooled refrigerant is decompressed by the second expansion valve (EV2) to become a low-pressure refrigerant in a state of point G. Subsequently, the low-pressure refrigerant is evaporated by the indoor heat exchanger (19) and becomes a point H state. Thereafter, the refrigerant sucked and compressed by the first compressor (16) returns to the state of point A, and the refrigerant sucked and compressed by the second compressor (17) returns to the state of point D again.
[0086]
<Third cooling operation>
Next, the third cooling operation will be described with reference to FIG. The third cooling operation is an operation in which the first compressor (16) is continuously driven while the second compressor (17) is driven or stopped according to the indoor cooling load. The third cooling operation is performed when the first cooling operation and the second cooling operation are not performed (that is, when the cooling load is within a predetermined range).
[0087]
In the third cooling operation, the first on-off valve (SV1), the third on-off valve (SV3) and the fourth on-off valve (SV4) are opened, while the second on-off valve (SV2) and the fifth on-off valve (SV5). And the sixth open / close valve (SV6) is closed. Further, the first expansion valve (EV1) is closed, the second expansion valve (EV2) is controlled to a predetermined opening, the refrigerant passing therethrough is decompressed, and the outdoor expansion valve (EV4) is fully opened.
[0088]
At this time, the gas refrigerant discharged from the first compressor (16) flows through the first discharge pipe (70). On the other hand, when the second compressor (17) is being driven, the gas refrigerant discharged from the second compressor (17) flows through the second discharge pipe (77), and the first on-off valve (SV1). To the first discharge pipe (70). As a result, the discharge refrigerant of the first compressor (16) and the discharge refrigerant of the second compressor (17) are merged and mixed in the first discharge pipe (70).
[0089]
Thereafter, the mixed high-pressure gas refrigerant is supplied to the outdoor heat exchanger (18) through the four-way switching valve (15) and the first pipe (71). In the outdoor heat exchanger (18), the refrigerant is condensed into a high-pressure liquid refrigerant. This high-pressure refrigerant is supplied to the first communication pipe (76) through the fully opened outdoor expansion valve (EV4). The high-pressure refrigerant flowing through the first communication pipe (76) is sent to the second expansion valve (EV2) via the fourth on-off valve (SV4) and the third pipe (75). In the second expansion valve (EV2), the high-pressure refrigerant is decompressed and becomes a low-pressure refrigerant. Thereafter, the low-pressure refrigerant is supplied to each indoor heat exchanger (19).
[0090]
In the indoor heat exchanger (19), heat is exchanged between the low-pressure refrigerant and the room air. As a result, the indoor air is cooled, while the low-pressure refrigerant evaporates. The evaporated gas refrigerant flows through the fourth pipe (73) and is supplied to the first suction pipe (72) through the four-way switching valve (15). Part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) passes through the first suction pipe (72) and is sucked into the first compressor (16). On the other hand, the other part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) flows through the second suction pipe (78). The gas refrigerant flowing through the second suction pipe (78) is sucked into the second compressor (17) through the third on-off valve (SV3).
[0091]
When the second compressor (17) is stopped, only the refrigerant discharged from the first compressor (16) flows through the first discharge pipe (70), while the first suction pipe (72) All the refrigerant flowing from the fourth pipe (73) flows and is sucked into the first compressor (16).
[0092]
As described above, in the third cooling operation, the first compressor (16) is continuously driven, while the second compressor (17) is driven or stopped, whereby the refrigerant is generated in the refrigerant circuit (3). Circulation and a cooling cycle are performed. In the third cooling operation, the absorption refrigeration apparatus (10) is stopped and the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is not supercooled.
[0093]
≪Heating operation≫
Next, the heating operation which performs a heating cycle with a refrigerant circuit (3) is demonstrated with reference to FIGS. The refrigeration system (1) performs three types of heating operations including a first heating operation, a second heating operation, and a third heating operation. In each heating operation, a heating cycle is performed in the refrigerant circuit by switching the four-way switching valve (15) to the second state.
[0094]
<First heating operation>
First, the first heating operation will be described with reference to FIG. The first heating operation is performed when the second compressor (17) is driven and the first compressor (16) is stopped, and the indoor heating load is relatively small.
[0095]
In the first heating operation, the first on-off valve (SV1), the fourth on-off valve (SV4) and the sixth on-off valve (SV6) are opened, while the second on-off valve (SV2) and the third on-off valve (SV3). And the fifth on-off valve (SV5) is closed. In addition, the first expansion valve (EV1) and the second expansion valve (EV2) are controlled to a predetermined opening to depressurize the passing refrigerant, while the outdoor expansion valve (EV4) is closed.
[0096]
Further, the first three-way valve (28) is switched so that the first expansion valve (EV1) and the heater (8) communicate with each other. Further, the second three-way valve (29) is switched so that the heater (8) communicates with the sixth on-off valve (SV6).
[0097]
At this time, the gas refrigerant discharged from the second compressor (17) flows through the second discharge pipe (77) and is supplied to the first discharge pipe (70) through the first on-off valve (SV1). . The high-pressure gas refrigerant in the first discharge pipe (70) is supplied to the indoor heat exchanger (19) through the four-way switching valve (15) and the fourth pipe (73). In the indoor heat exchanger (19), the refrigerant is condensed to become a high-pressure liquid refrigerant, while the indoor air is heated. The high-pressure refrigerant flows to the first communication pipe (76) through the fully opened second expansion valve (EV2) and the third pipe (75). The high-pressure refrigerant flowing through the first connecting pipe (76) flows through the auxiliary pipe (76a) and is sent to the first connecting pipe (76) again, thereby bypassing the fourth on-off valve (SV4).
[0098]
Thereafter, the high-pressure refrigerant in the first communication pipe (76) is sent to the first expansion valve (EV1) through the second pipe (74). In the first expansion valve (EV1), the high-pressure refrigerant is depressurized to become a low-pressure refrigerant. This low-pressure refrigerant is sent to the condenser (12) as the heater (8) through the first three-way valve (28). In the heater (8), the low-pressure refrigerant is heated and evaporated to become a gas refrigerant. This gas refrigerant flows through the third connecting pipe (80) via the second three-way valve (29) and the third pipe (75). The gas refrigerant flowing through the third communication pipe (80) is sucked into the second compressor (17) through the sixth on-off valve (SV6) and the second suction pipe (78).
[0099]
As described above, in the first heating operation, the second compressor (17) is driven, the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (3), and a heating cycle is performed. The refrigerant sucked into the second compressor (17) is heated by the heater (8) and evaporates.
[0100]
<Second heating operation>
Next, the second heating operation will be described with reference to FIG. The second heating operation is an operation in which both the first compressor (16) and the second compressor (17) are driven, and is performed when the indoor heating load is relatively large.
[0101]
In this second heating operation, the first on-off valve (SV1), the fourth on-off valve (SV4) and the sixth on-off valve (SV6) are opened, while the second on-off valve (SV2) and the third on-off valve (SV3). And the fifth on-off valve (SV5) is closed. In addition, the first expansion valve (EV1) and the outdoor expansion valve (EV4) are controlled to a predetermined opening to depressurize the passing refrigerant, while the second expansion valve (EV2) is fully opened.
[0102]
Further, the first three-way valve (28) is switched so that the first expansion valve (EV1) and the heater (8) communicate with each other. Further, the second three-way valve (29) is switched so that the heater (8) and the fifth on-off valve (SV5) communicate with each other.
[0103]
At this time, the gas refrigerant discharged from the first compressor (16) flows through the first discharge pipe (70). On the other hand, the gas refrigerant discharged from the second compressor (17) flows through the second discharge pipe (77) and is supplied to the first discharge pipe (70) through the first on-off valve (SV1). . As a result, the discharge refrigerant of the first compressor (16) and the discharge refrigerant of the second compressor (17) are merged and mixed in the first discharge pipe (70).
[0104]
The mixed high-pressure gas refrigerant is supplied to the indoor heat exchanger (19) serving as a condenser through the four-way switching valve (15) and the fourth pipe (73). In the indoor heat exchanger (19), the refrigerant is condensed to become a high-pressure liquid refrigerant, while the indoor air is heated and used for heating. The high-pressure refrigerant flows to the first communication pipe (76) through the fully opened second expansion valve (EV2) and the third pipe (75). The high-pressure refrigerant flowing through the first connecting pipe (76) flows through the auxiliary pipe (76a) and is sent to the first connecting pipe (76) again, thereby bypassing the fourth on-off valve (SV4).
[0105]
Thereafter, part of the high-pressure refrigerant flowing through the first communication pipe (76) is sent to the outdoor expansion valve (EV4) through the second pipe (74). In the outdoor expansion valve (EV4), the high-pressure refrigerant is decompressed to become low-pressure refrigerant. This low-pressure refrigerant evaporates in the outdoor heat exchanger (18) serving as an evaporator to become a gas refrigerant and flows through the first pipe (71). The gas refrigerant in the first pipe (71) is sucked into the first compressor (16) through the four-way switching valve (15) and the first suction pipe (72).
[0106]
On the other hand, the other part of the high-pressure refrigerant flowing through the first communication pipe (76) is sent to the first expansion valve (EV1) through the second pipe (74). In the first expansion valve (EV1), the high-pressure refrigerant is depressurized to become a low-pressure refrigerant. This low-pressure refrigerant is sent to the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) which is the heater (8) through the first three-way valve (28). In the heater (8), the low-pressure refrigerant is heated and evaporated to become a gas refrigerant. This gas refrigerant flows through the third connecting pipe (80) via the second three-way valve (29) and the third pipe (75). The gas refrigerant flowing through the third communication pipe (80) is sucked into the second compressor (17) through the sixth on-off valve (SV6) and the second suction pipe (78).
[0107]
As described above, in the second heating operation, the first compressor (16) and the second compressor (17) are both driven, and the refrigerant is circulated in the refrigerant circuit (3) to perform the heating cycle. The refrigerant sucked into the second compressor (17) is heated by the heater (8) and evaporates.
[0108]
<Third heating operation>
Next, the third heating operation will be described with reference to FIG. The third heating operation
The first compressor (16) is driven continuously, while the second compressor (17) is driven or stopped according to the indoor heating load. The third heating operation is performed when the first heating operation and the second heating operation are not performed (that is, when the heating load is a value within a predetermined range).
[0109]
In the third heating operation, the first on-off valve (SV1), the third on-off valve (SV3) and the fourth on-off valve (SV4) are opened, while the second on-off valve (SV2) and the fifth on-off valve (SV5). And the sixth open / close valve (SV6) is closed. Further, the first expansion valve (EV1) is closed, the outdoor expansion valve (EV4) is controlled to a predetermined opening, the refrigerant passing therethrough is decompressed, and the second expansion valve (EV2) is fully opened.
[0110]
At this time, the gas refrigerant discharged from the first compressor (16) flows through the first discharge pipe (70). On the other hand, when the second compressor (17) is driven, the gas refrigerant discharged from the second compressor (17) flows through the second discharge pipe (77), and the first on-off valve (SV1). To the first discharge pipe (70). As a result, the discharge refrigerant of the first compressor (16) and the discharge refrigerant of the second compressor (17) are merged and mixed in the first discharge pipe (70).
[0111]
The mixed high-pressure gas refrigerant is supplied to the indoor heat exchanger (19) through the four-way switching valve (15) and the fourth pipe (73). In the indoor heat exchanger (19), the refrigerant is condensed to become a high-pressure liquid refrigerant, while the indoor air is heated. The high-pressure refrigerant flows to the first communication pipe (76) through the fully opened second expansion valve (EV2) and the third pipe (75). The high-pressure refrigerant flowing through the first connecting pipe (76) flows through the auxiliary pipe (76a) and is sent to the first connecting pipe (76) again, thereby bypassing the fourth on-off valve (SV4).
[0112]
Thereafter, the high-pressure refrigerant flowing through the first communication pipe (76) is sent to the outdoor expansion valve (EV4) through the second pipe (74). In the outdoor expansion valve (EV4), the high-pressure refrigerant is decompressed to become low-pressure refrigerant. The low-pressure refrigerant evaporates in the outdoor heat exchanger (18) to become a gas refrigerant and flows through the first pipe (71). The gas refrigerant in the first pipe (71) is supplied to the first suction pipe (72) through the four-way switching valve (15). Part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) passes through the first suction pipe (72) and is sucked into the first compressor (16). On the other hand, the other part of the gas refrigerant flowing through the first suction pipe (72) flows through the second suction pipe (78). The gas refrigerant flowing through the second suction pipe (78) is sucked into the second compressor (17) through the third on-off valve (SV3).
[0113]
When the second compressor (17) is stopped, only the refrigerant discharged from the first compressor (16) flows through the first discharge pipe (70), while the first suction pipe (72) All the refrigerant flowing from the fourth pipe (73) flows and is sucked into the first compressor (16).
[0114]
As described above, in the third heating operation, the first compressor (16) is continuously driven, while the second compressor (17) is driven or stopped, whereby the refrigerant is generated in the refrigerant circuit (3). Circulating and heating cycle is performed. In the third heating operation, the absorption refrigeration apparatus (10) is stopped and the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is not heated by the heater (8).
[0115]
-Effect of Embodiment 1-
As described above, according to the first embodiment, the first cooling operation, which is an operation for cooling the refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the cold heat generated in the evaporator (13) of the absorption refrigeration apparatus (10), and In the second cooling operation, the intermediate pressure refrigerant flowing through the pipe in the cooler (7) is in a gas-liquid two-phase state, and unlike liquefied cooling, cold heat is transmitted by condensation heat transfer, so the heat transfer coefficient is increased. It becomes possible to do. As a result, since the refrigerant is efficiently cooled in the cooler (7), the cooling effect of the entire refrigeration system (1) can be improved.
[0116]
Furthermore, since heat exchange is efficiently performed in the cooler (7), the cooler (7), which is a heat exchanger, can be reduced in size, and the entire system can be downsized. In other words, the refrigeration effect of the refrigeration system (1) can be improved without increasing the size of the entire system.
[0117]
Furthermore, in the first cooling operation, a part of the gas refrigerant that has passed through the auxiliary circuit (5) may be condensed in advance by mixing with the refrigerant that has been reduced in pressure by passing through the first expansion valve (EV1). It becomes possible. That is, in FIG. 5, the refrigerant discharged from the second compressor (17) of the auxiliary circuit (5) is in the state of point D. Then, by mixing the refrigerant in the state of point D with the refrigerant in the state of point C that has passed through the first expansion valve (EV1), a part of the refrigerant can be condensed to be in the state of point E.
[0118]
As a result, in FIG. 5, in order to evaporate the refrigerant from point G to point H, the cooler (7) causes the refrigerant flowing from the auxiliary circuit (5) to flow from point C to point D instead of from point C to point D. However, since it is sufficient to cool the small point C to point E, the cooling capacity of the cooler (7) necessary for cooling the refrigerant in the refrigerant circuit (3) can be reduced.
[0119]
In the first heating operation and the second heating operation, not only the outdoor heat exchanger (18) but also the heater (8) evaporates the refrigerant in the refrigerant circuit (3), so the indoor heat exchanger (19) The heating capacity of the refrigeration system (1) as a whole can be improved by increasing the heating capacity.
[0120]
Furthermore, since the heat medium of the absorber (14) and condenser (12) of the absorption refrigeration system (10) is cooled by air during cooling operation, maintenance is easy by eliminating the need for cooling water and water piping. Can be.
[0121]
(Embodiment 2)
FIG. 10 shows Embodiment 2 of the present invention. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as FIGS. 1-9, and the detailed description is abbreviate | omitted. In Embodiment 2, the refrigeration system (1) is provided with a heat transfer circuit (20) for transferring the cold generated in the absorption refrigeration apparatus (10) to the cooler (7). Furthermore, the heat transfer circuit (20) includes a pump (30) for circulating the secondary refrigerant in the heat transfer circuit (20).
[0122]
The tip of the second pipe (74) extending from the outdoor heat exchanger (18) is connected to the cooler (7), while the tip of the third pipe (75) extending from the indoor heat exchanger (19) is connected to the cooler (7). Has been. That is, the cooler (7) is disposed between the first expansion valve (EV1) and the second expansion valve (EV2).
[0123]
On the other hand, one end of the main gas pipe (24) is connected to the cooler (7), while the other end is connected to the evaporator (13) of the absorption refrigeration apparatus (10) via the first three-way valve (28). )It is connected to the. Further, one end of the first main liquid pipe (25) is connected to the cooler (7), and the other end is connected to the discharge port of the pump (30) via the expansion valve (22). One end of the second main liquid pipe (26) is connected to the suction port of the pump (30), and the other end is connected to the evaporator (13) via the second three-way valve (29). . The evaporator (13) is positioned above the cooler (7).
[0124]
Thus, the heat transfer circuit (20) includes the main gas pipe (24), the first main liquid pipe (25), the second main liquid pipe (26), the expansion valve (22), and the pump (30). The secondary refrigerant can be circulated by driving the pump (30). In the present embodiment, the pump (30) is configured as a refrigerant liquid pump (30) that discharges the sucked liquid refrigerant.
[0125]
The cooler (7) is configured to cool the refrigerant in the refrigerant circuit (3) during the cooling operation in which the cooling cycle is performed, while the refrigerant (3) is cooled in the heating operation in which the heating cycle is performed. It is configured to operate as a heater (8) for heating.
[0126]
That is, the first three-way valve (28) switches the refrigerant passage so that the evaporator (13) and the cooler (7) communicate with each other during the cooling operation, while the absorber (14) and the The refrigerant passage is switched so that the condenser (12) and the heater (8) (that is, the cooler (7)) communicate with each other. Further, the second three-way valve (29) switches the refrigerant passage so that the evaporator (13) communicates with the pump (30) during the cooling operation, while the absorber (14) and the condenser during the heating operation. The refrigerant passage is switched so that the heater (12) communicates with the heater (8).
[0127]
In this way, during the cooling operation, the cooling cycle is performed in the refrigerant circuit (3) and the first three-way valve (28) and the second three-way valve (29) are switched as in the first embodiment. Thus, the evaporator (13) and the cooler (7) communicate with each other via the heat transfer circuit (20). The secondary refrigerant cooled and condensed by the evaporator (13) flows down the first main liquid pipe (25) toward the cooler (7) positioned below the evaporator (13). The secondary refrigerant is depressurized by the expansion valve (22) and then flows to the cooler (7). In the cooler (7), heat is exchanged between the secondary refrigerant and the refrigerant in the refrigerant circuit (3), and the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled, while the secondary refrigerant evaporates. . The evaporated gas refrigerant ascends the main gas pipe (24) and returns to the evaporator (13). Thus, the secondary refrigerant is naturally circulated in the heat transfer circuit (20), and the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cooler (7).
[0128]
On the other hand, during the heating operation, the heating cycle is performed in the refrigerant circuit (3) and the first three-way valve (28) and the second three-way valve (29) are switched as in the first embodiment. The vessel (14), the condenser (12), and the heater (8) communicate with each other via the heat transfer circuit (20). When the refrigerant liquid pump (30) is driven, the secondary gas refrigerant heated and evaporated by the absorber (14) and the condenser (12) is heated through the main gas pipe (24). Sent to vessel (8). In the heater (8), heat exchange is performed between the gas refrigerant in the heat transfer circuit (20) and the refrigerant in the refrigerant circuit (3). As a result, the refrigerant in the refrigerant circuit (3) evaporates while the secondary refrigerant condenses. The condensed liquid refrigerant is sucked into the refrigerant liquid pump (30) through the fully opened expansion valve (22) and the first main liquid pipe, and discharged again to the absorber (14) and the condenser (12). Is done. Thus, the heater (8) heats the refrigerant sucked into the second compressor (17) by the heat of the absorber (14) and the condenser (12) transferred by the heat transfer circuit (20). Evaporate.
[0129]
-Effect of Embodiment 2-
Therefore, according to the second embodiment, the secondary refrigerant can be circulated in the heat transfer circuit (20) with a simple configuration of the refrigerant liquid pump (30). Then, heat generated in one evaporator (13) (or condenser (12)) of the absorption refrigeration apparatus (10) is transferred to a plurality of coolers (7) (or heating) via a heat transfer circuit (20). (8)).
[0130]
Further, during the cooling operation, the refrigerant is naturally circulated in the heat transfer circuit (20), so that the refrigerant liquid pump (30) is used only during the heating operation. The operating time can be shortened. Furthermore, a mechanism for switching the discharge direction of the pump becomes unnecessary, and the system configuration can be simplified. As a result, the reliability of the entire refrigeration system can be improved.
[0131]
(Embodiment 3)
FIG. 11 shows Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, the pump (30) in the second embodiment is configured by a pump circuit (30) described below.
[0132]
-Pump circuit configuration-
The pump circuit (30) includes a first main tank (T1), a second main tank (T2), a sub tank (ST), and a buffer tank (BT). The pump circuit (30) is provided with a heating heat exchanger (HEX3) that is a high-pressure part and a cooling heat exchanger (HEX4) that is a low-pressure part. Furthermore, a driving circuit (50) for driving the pump circuit (30) is connected to the pump circuit (30).
[0133]
The heating heat exchanger (HEX3) is connected to each of the first main tank (T1), second main tank (T2) and sub-tank (ST) via tank pressurization solenoid valves (SVH1, SVH2, SVH3). Piping is connected. On the other hand, the cooling heat exchanger (HEX4) is connected to each of the first main tank (T1), the second main tank (T2) and the sub-tank (ST) via tank pressure reducing solenoid valves (SVL1, SVL2, SVL3). Are connected by piping. These tank pressurization solenoid valves (SVH1, SVH2, SVH3) and tank decompression solenoid valves (SVL1, SVL2, SVL3) constitute a switching unit (46). The switching unit (46) is for switching each tank (T1, T2, ST) between a state communicating with the heating heat exchanger (HEX3) and a state communicating with the cooling heat exchanger (HEX4).
[0134]
The pump circuit (30) pushes the liquid refrigerant out of the tank (T1, T2) by connecting one tank (T1, T2) to the heating heat exchanger (HEX3) and pressurizing the other. By connecting the tank (T1, T2) to the cooling heat exchanger (HEX4) and reducing the pressure, the liquid refrigerant is sucked into the tank (T1, T2), so that the secondary refrigerant is transferred to the heat transfer circuit (20 ) To circulate in a predetermined direction.
[0135]
That is, the first main tank (T1) and the second main tank (T2) are for storing liquid refrigerant and are formed in a substantially cylindrical sealed container shape. The first and second main tanks (T1, T2) are connected to the first and second supply / discharge pipes (41, 42), the outflow side liquid pipe (37), and the inflow side liquid pipe (38). It is connected to the heat transfer circuit (20).
[0136]
One end of the outflow side liquid pipe (37) is connected to the first main liquid pipe (25), while the other end is branched into two branch pipes (37a, 37b). A first outlet check valve (CVH1) is provided in the first branch pipe (37a) of the outlet liquid pipe (37). This first outflow check valve (CVH1) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing out from the first main tank (T1). The second branch pipe (37b) of the outflow side liquid pipe (37) is provided with a second outflow side check valve (CVH2). This second outflow check valve (CVH2) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing out from the second main tank (T2).
[0137]
One end of the inflow side liquid pipe (38) is connected to the second main liquid pipe (26), while the other end is branched into two branch pipes (38a, 38b). A first inflow check valve (CVL1) is provided in the first branch pipe (38a) of the inflow side liquid pipe (38). The first inflow check valve (CVL1) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing into the first main tank (T1). The second branch pipe (38b) of the inflow side liquid pipe (38) is provided with a second inflow side check valve (CVL2). The second inflow check valve (CVL2) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing into the second main tank (T2).
[0138]
One end of the first supply / discharge pipe (41) extends into the first main tank (T1). One end of the first supply / exhaust pipe (41) is bent substantially 90 ° downward and opens near the bottom of the first main tank (T1). The other end of the first supply / discharge pipe (41) is connected to a connecting portion between the first branch pipe (37a) of the outflow side liquid pipe (37) and the first branch pipe (38a) of the inflow side liquid pipe (38). It is connected.
[0139]
One end of the second supply / discharge pipe (42) extends into the second main tank (T2). One end of the second supply / discharge pipe (42) is bent substantially 90 ° downward, and is open near the bottom surface of the second main tank (T2). The other end of the second supply / discharge pipe (42) is connected to the second branch pipe (37b) of the outflow side liquid pipe (37) and the second branch pipe (38b) of the inflow side liquid pipe (38). It is connected.
[0140]
The sub tank (ST) is formed in a closed container shape smaller than the main tank (T1, T2). This sub tank (ST) is for supplying a liquid refrigerant to the heating heat exchanger (HEX3). The sub tank (ST) is disposed above the heating heat exchanger (HEX3).
[0141]
One end of the liquid suction pipe (35) is connected to the upper end of the sub tank (ST). The other end of the liquid suction pipe (35) is connected to the downstream side of the first and second outflow side check valves (CVH1, CVH2) in the outflow side liquid pipe (37). The liquid suction pipe (35) is provided with a third inflow check valve (CVL3). The third inflow side check valve (CVL3) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing into the sub tank (ST).
[0142]
One end of a liquid delivery pipe (34) is connected to the lower end of the sub tank (ST). The other end of the liquid delivery pipe (34) is connected to the lower end on the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3). The liquid delivery pipe (34) is provided with a third outflow check valve (CVH3) and a buffer tank (BT) in order from the sub tank (ST) to the heating heat exchanger (HEX3). . This third outflow check valve (CVH3) allows only the refrigerant flow in the direction of flowing out from the sub tank (ST).
[0143]
The buffer tank (BT) is for temporarily storing the liquid refrigerant sent from the sub tank (ST) to the heating heat exchanger (HEX3). The buffer tank (BT) is disposed below the sub tank (ST) and above the heating heat exchanger (HEX3). The buffer tank (BT) communicates with the upper end on the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3) via the pressure equalizing pipe (39). Therefore, the liquid refrigerant stored in the buffer tank (BT) is sent to the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3) due to the position head difference.
[0144]
The heating heat exchanger (HEX3) is for generating a high-pressure gas refrigerant by heating the liquid refrigerant, and is constituted by a so-called plate-type heat exchanger. The heating heat exchanger (HEX3) exchanges heat between the refrigerant in the driving circuit (50) flowing on the primary side and the refrigerant in the pump circuit (30) flowing on the secondary side. The secondary side of the heating heat exchanger (HEX3) is maintained at a high pressure as the sent refrigerant evaporates. The gas refrigerant generated in the heating heat exchanger (HEX3) is used to pressurize both main tanks (T1, T2) and sub tanks (ST).
[0145]
One end of a gas supply pipe (31) is connected to the upper end of the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3). The gas supply pipe (31) is branched into three branch pipes (31a, 31b, 31c) on the other end side, and these branch pipes (31a, 31b, 31c) are connected to the first and second main tanks (T1, T2). ) Or sub tank (ST). A first tank pressurizing solenoid valve (SVH1) is connected to the upper end of the second main tank (T2) in the first branch pipe (31a) connected to the upper end of the first main tank (T1). The second branch pressurization solenoid valve (SVH2) is connected to the two branch pipe (31b), and the third tank pressurization solenoid valve (SVH3) is connected to the third branch pipe (31c) connected to the upper end of the sub tank (ST). , Each provided.
[0146]
The cooling heat exchanger (HEX4) is for generating a low-pressure liquid refrigerant by cooling the gas refrigerant, and is constituted by a so-called plate heat exchanger. The cooling heat exchanger (HEX4) exchanges heat between the refrigerant in the driving circuit (50) flowing on the primary side and the refrigerant in the pump circuit (30) flowing on the secondary side. The secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4) is maintained at a low pressure as the sent gas refrigerant condenses. The gas refrigerant in both main tanks (T1, T2) and sub-tanks (ST) is sucked into the secondary side of this cooling heat exchanger (HEX4), and the main tanks (T1, T2) and sub-tanks (ST) are decompressed.
[0147]
One end of the gas recovery pipe (32) is connected to the upper end of the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4). The gas recovery pipe (32) is branched into three branch pipes (32a, 32b, 32c) at the other end, and these branch pipes (32a, 32b, 32c) are connected to the first and second main tanks (T1, T2). ) Or sub tank (ST). The branch tank (32a) connected to the upper end of the first main tank (T1) has a first tank pressure reducing solenoid valve (SVL1) connected to the upper end of the second main tank (T2) (32b). ) Is provided with a second tank pressure reducing solenoid valve (SVL2), and a branch tank (32c) connected to the upper end of the sub tank (ST) is provided with a third tank pressure reducing solenoid valve (SVL3).
[0148]
One end of a liquid return pipe (33) is connected to the lower end of the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4). The liquid return pipe (33) is branched into two branch pipes (33a, 33b) on the other end side. The cooling heat exchanger (HEX4) is arranged above the first and second main tanks (T1, T2). The refrigerant condensed in the cooling heat exchanger (HEX4) is returned to the first and second main tanks (T1, T2) through the liquid return pipe (33).
[0149]
The first branch pipe (33a) of the liquid return pipe (33) includes the first tank pressurization solenoid valve (SVH1) and the first main tank (T1) in the first branch pipe (31a) of the gas supply pipe (31). Connected between. The first branch pipe (33a) is provided with a first liquid return check valve (CVR1). The first liquid return check valve (CVR1) only allows the refrigerant to flow from the cooling heat exchanger (HEX4) toward the first main tank (T1).
[0150]
The second branch pipe (33b) of the liquid return pipe (33) includes the second tank pressurization solenoid valve (SVH2) and the second main tank (T2) in the second branch pipe (31b) of the gas supply pipe (31). Connected between. The second branch pipe (33b) is provided with a second liquid return check valve (CVR2). The second liquid return check valve (CVR2) only allows the refrigerant to flow from the cooling heat exchanger (HEX4) toward the second main tank (T2).
[0151]
Here, the first and second outflow check valves (CVH1, CVH2) of the outflow side liquid pipe (37) and the first and second inflow side check valves (CVL1, CVH2) of the inflow side liquid pipe (38). CVL2), the third outlet check valve (CVH3) of the liquid delivery pipe (34), the third inlet check valve (CVL3) of the liquid suction pipe (35), and the first of the liquid return pipe (33) 1. The second liquid return check valve (CVR1, CVR2) constitutes a flow control means (47) for controlling the flow of liquid refrigerant entering and exiting the main tank (T1, T2) and sub tank (ST). ing.
[0152]
The driving circuit (50) is a closed circuit configured by connecting a driving compressor (51), a heating heat exchanger (HEX3), a driving expansion valve (52), and a cooling heat exchanger (HEX4) in this order. It is. Specifically, the discharge side of the drive compressor (51) is connected to the upper end of the primary side in the heating heat exchanger (HEX3). The lower end of the primary side in the heating heat exchanger (HEX3) is connected to one end of the drive expansion valve (52). The other end of the drive expansion valve (52) is connected to the lower end on the primary side of the cooling heat exchanger (HEX4). The upper end of the primary side in the cooling heat exchanger (HEX4) is connected to the suction side of the drive compressor (51).
[0153]
In the driving circuit (50), the driving refrigerant circulates, and a vapor compression refrigeration cycle is performed using the heating heat exchanger (HEX3) as a condenser and the cooling heat exchanger (HEX4) as an evaporator. By the refrigeration cycle operation of the driving circuit (50), the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3) is maintained at a high pressure, and the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4) is maintained at a low pressure. That is, the cold and warm heat generated by the refrigeration cycle operation in the drive circuit (50) is used for the pump circuit (30) to perform an operation of applying a circulation driving force to the secondary side refrigerant.
[0154]
<Operation of pump circuit>
When the drive compressor (51) is operated, the drive refrigerant circulates in the drive circuit (50) as shown by a two-dot chain line in FIG. 11, and a refrigeration cycle is performed. The driving refrigerant discharged from the driving compressor (51) is introduced to the primary side of the heating heat exchanger (HEX3). In the heating heat exchanger (HEX3), the driving refrigerant on the primary side dissipates heat to the refrigerant on the secondary side and condenses. The condensed driving refrigerant is depressurized by the driving expansion valve (52) and then sent to the primary side of the cooling heat exchanger (HEX4). In the cooling heat exchanger (HEX4), the driving refrigerant on the primary side absorbs heat from the refrigerant on the secondary side and evaporates. The evaporated driving refrigerant is sucked into the driving compressor (51). The driving compressor (51) compresses the sucked driving refrigerant and discharges it again.
[0155]
By the refrigeration cycle operation of the driving circuit (50), the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3) is maintained at a high pressure, and the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4) is maintained at a low pressure. By opening and closing the tank pressurization solenoid valves (SVH1 to SVH3) and tank pressure reduction solenoid valves (SVL1 to SVL3) at a predetermined timing, the pump circuit (30) has the first and second main tanks (T1, T2) Pressurization operation to pressurize the sub-tank (ST) in communication with the heating heat exchanger (HEX3), and the first and second main tanks (T1, T2) and sub-tank (ST) in communication with the cooling heat exchanger (HEX4) The depressurization operation for depressurization is performed by switching.
[0156]
First, the operation of pressurizing or depressurizing the first and second main tanks (T1, T2) will be described. Here, the first tank pressurization solenoid valve (SVH1) and the second tank decompression solenoid valve (SVL2) are opened, and the first tank decompression solenoid valve (SVL1) and the second tank pressurization solenoid valve (SVH2) are closed. Start the explanation from where it is.
[0157]
In this state, the first main tank (T1) communicates with the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3). The high pressure gas refrigerant of the heating heat exchanger (HEX3) is supplied to the first main tank (T1) through the gas supply pipes (31, 31a), thereby pressurizing the first main tank (T1). When the first main tank (T1) is pressurized, the stored liquid refrigerant is pushed out of the first main tank (T1). At this time, the first outflow check valve (CVH1) is in communication and the first inflow check valve (CVL1) is in a shut-off state. Therefore, the liquid refrigerant pushed out from the first main tank (T1) flows through the first supply / discharge pipe (41) and the outflow side liquid pipes (37a, 37) as shown by solid arrows in FIG. It is sent out to the conveyance circuit (20).
[0158]
On the other hand, the second main tank (T2) communicates with the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4). The gas refrigerant in the second main tank (T2) is sucked into the cooling heat exchanger (HEX4) through the gas recovery pipes (32b, 32), whereby the second main tank (T2) is decompressed. When the second main tank (T2) is depressurized, the secondary refrigerant is recovered from the heat transfer circuit (20) into the second main tank (T2). That is, at this time, the second outflow check valve (CVH2) is in a shut-off state, and the second inflow check valve (CVL2) is in a communication state. Accordingly, the secondary refrigerant of the heat transfer circuit (20) flows through the inflow side liquid pipes (38, 38b) and the second supply / exhaust pipe (42) as shown by the solid arrows in FIG. It flows into the tank (T2).
[0159]
When such an operation is performed for a predetermined time and the first main tank (T1) becomes empty, the solenoid valves (SVH1, SVH2,...) Of the pump circuit (30) are switched. That is, the first tank pressurization solenoid valve (SVH1) and the second tank decompression solenoid valve (SVL2) are closed, and the first tank decompression solenoid valve (SVL1) and the second tank pressurization solenoid valve (SVH2) are opened.
[0160]
In this state, the first main tank (T1) is depressurized, the first inflow check valve (CVL1) is in communication, and the first outflow check valve (CVH1) is in a shut-off state. The secondary side refrigerant of the heat transfer circuit (20) flows into the first main tank (T1) through the inflow side liquid pipes (38, 38a) and the first supply / discharge pipe (41). In addition, the second main tank (T2) is pressurized, the second inflow check valve (CVL2) is shut off, and the second outflow check valve (CVH2) is in communication. Then, the refrigerant pushed out from the second main tank (T2) is sent to the heat transfer circuit (20) through the second supply / discharge pipe (42) and the outflow side liquid pipe (37b, 37).
[0161]
As described above, in the pump circuit (30), the pressure in the main tanks (T1, T2) is alternately increased and decreased, the liquid refrigerant is pushed out from the main tanks (T1, T2), and the main tanks (T1, T2). The liquid refrigerant is collected to T2). By this operation, the pump circuit (30) applies a circulation driving force to the secondary refrigerant of the heat transfer circuit (20).
[0162]
Next, the operation of increasing / decreasing the sub tank (ST) will be described. Here, the description starts from the state where the third tank pressurizing solenoid valve (SVH3) is opened and the third tank decompression solenoid valve (SVL3) is closed.
[0163]
In this state, the sub tank (ST) communicates with the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3). The sub tank (ST) is supplied with the high-pressure gas refrigerant of the heating heat exchanger (HEX3) through the gas supply pipe (31, 31c), and thereby the sub tank (ST) is pressurized. When the sub tank (ST) is pressurized, the stored liquid refrigerant is pushed out of the sub tank (ST). At this time, the third outflow check valve (CVH3) is in communication, and the third inflow check valve (CVL3) is in a shut-off state. Accordingly, the liquid refrigerant pushed out from the sub tank (ST) flows through the liquid delivery pipe (34) and passes through the buffer tank (BT) to the heating heat exchanger (HEX3) as shown by the broken arrow in FIG. It is sent.
[0164]
Thereafter, when the sub tank (ST) becomes empty, the third tank pressurization solenoid valve (SVH3) is closed and the third tank decompression solenoid valve (SVL3) is opened. In this state, the sub tank (ST) communicates with the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4). The gas refrigerant in the sub tank (ST) is sucked into the cooling heat exchanger (HEX4) through the gas recovery pipes (32c, 32), whereby the sub tank (ST) is decompressed. When the sub tank (ST) is depressurized, a part of the liquid refrigerant flowing through the outflow side liquid pipe (37) is collected in the sub tank (ST). That is, at this time, the third inflow side check valve (CVL3) is in a communicating state, and the third outflow side check valve (CVH3) is in a shut-off state. Accordingly, a part of the liquid refrigerant that is pushed out from the first or second main tank (T1, T2) and flows through the outflow side liquid pipe (37) flows into the sub tank (ST) through the liquid suction pipe (35). .
[0165]
The subtank (ST) is pressurized and depressurized as described above, and the liquid refrigerant is supplied to the heating heat exchanger (HEX3). The supplied liquid refrigerant is used to maintain the heating heat exchanger (HEX3) at a high pressure. Further, in a state where the sub tank (ST) is decompressed, the liquid refrigerant accumulated in the buffer tank (BT) flows into the heating heat exchanger (HEX3). Accordingly, the liquid refrigerant is continuously sent to the secondary side of the heating heat exchanger (HEX3).
[0166]
The refrigerant condensed on the secondary side of the cooling heat exchanger (HEX4) is returned to the first or second main tank (T1, T2) through the liquid return pipe (33). Specifically, in a state where the pressure of the second main tank (T2) is reduced, the first liquid return check valve (CVR1) is cut off and the second liquid return check valve (CVR2) is connected. The refrigerant condensed in the cooling heat exchanger (HEX4) flows through the liquid return pipe (33) and the second branch pipe (33b), and passes through the second branch pipe (31b) of the gas supply pipe (31). Flow into the second main tank (T2). On the contrary, in a state where the first main tank (T1) is depressurized, the second liquid return check valve (CVR2) is cut off and the first liquid return check valve (CVR1) is brought into a communication state. The refrigerant condensed in the cooling heat exchanger (HEX4) flows through the liquid return pipe (33) and the first branch pipe (33a), and passes through the first branch pipe (31a) of the gas supply pipe (31). Into the first main tank (T1).
[0167]
-Effect of Embodiment 3-
Therefore, according to the third embodiment, since the pump of the heat transfer circuit (20) is constituted by the pump circuit (30) having a relatively long life, the reliability of the refrigeration system can be improved.
[0168]
In the above embodiment, as in the second embodiment, the pump circuit (30) is driven during the heating operation, while the secondary refrigerant is naturally circulated during the cooling operation. A discharge direction switching means for switching the discharge direction may be provided, and the pump circuit (30) may be driven in both the heating operation and the cooling operation to forcibly circulate the secondary side refrigerant.
[0169]
(Embodiment 4)
FIG. 12 shows Embodiment 4 of the present invention. In this embodiment, instead of providing the drive circuit (50) in the third embodiment, the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) or the heating heat exchanger (HEX3) of the pump circuit (30) Heat released from the absorber (14) is supplied.
[0170]
That is, the condenser (12) and the heating heat exchanger (HEX3) of the pump circuit (30) are connected by the first pipe (65). The first pipe (65) is provided with a first closing valve (67). Cooling water for condensing water vapor passing through the condenser (12) flows through the first pipe (65).
[0171]
Further, one end of the second pipe (66) is connected to the absorber (14), and the other end is joined and connected to the first pipe (65). The second piping (66) is provided with a second closing valve (68). Cooling water for cooling the absorbing solution passing through the absorber (14) flows through the second pipe (66). Thus, the cooling water that has passed through the condenser (12) or the absorber (14) is supplied to the heating heat exchanger (HEX3). Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, after sending the cooling water which passed the heating heat exchanger (HEX3) to the cooling tower and cooling, it is made to return to an absorber (14) and a condenser (12) again.
[0172]
Thus, the cooling water heated by the condenser (12) is sent to the heating heat exchanger (HEX3) through the first pipe (65) by opening the first closing valve (67). On the other hand, the cooling water heated by the absorber (14) is sent to the heating heat exchanger (HEX3) through the second pipe (66) by opening the second closing valve (68). In the heating heat exchanger (HEX3), the liquid refrigerant in the pump circuit (30) is heated by the supplied cooling water to generate a high-pressure gas refrigerant. The cooling water deprived of heat in the heating heat exchanger (HEX3) is sent to an external cooling tower and cooled, and then returns to the absorber (14) and the condenser (12).
[0173]
-Effect of Embodiment 4-
Therefore, according to the fourth embodiment, the heat released from the condenser (12) or the absorber (14) of the absorption refrigeration system (10) is supplied to the heating heat exchanger (HEX3), and the pump circuit (30) is driven. Thus, the heat of the condenser (12) or the absorber (14) can be effectively used for transporting the secondary refrigerant in the heat transport circuit (20).
[0174]
Furthermore, the power for driving the pump circuit (30) is not separately consumed for the purpose of forcibly circulating the secondary refrigerant in the heat transfer circuit (20), so that the energy saving of the entire system can be achieved.
[0175]
(Embodiment 5)
13 to 17 show Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 13, in this embodiment, in the refrigerant circuit (3) of the first embodiment, a heat storage tank (85) for storing cold heat for further cooling the refrigerant cooled by the cooler (7) is provided. It is what I did. In this embodiment, the refrigeration system (1) is configured to perform a cooling operation in which the refrigerant is cooled by the heat storage tank (85) and a heat storage operation in which cold heat is accumulated in the heat storage tank (85).
[0176]
The refrigerant circuit (3) includes a main circuit (4) and a bypass circuit (6). The main circuit (4) includes a first compressor (16), an outdoor heat exchanger (18), a first expansion valve (EV1), a cooler (7), a second expansion valve (EV2), and a heat storage tank (85). And an indoor heat exchanger (19) are connected in order to form a closed circuit. The refrigerant in the refrigerant circuit (3) is a non-azeotropic refrigerant mixture.
[0177]
The tip of the first pipe (74) extending from the outdoor heat exchanger (18) side is connected to an evaporator (13) that is a cooler (7). Moreover, the front-end | tip of the 3rd piping (75) extended from the indoor heat exchanger (19) side is connected to the said cooler (7) via the thermal storage tank (85). That is, the first three-way valve (28) and the second three-way valve (29) are not provided in the second pipe (74) and the third pipe (75).
[0178]
The heat storage tank (85) is provided in the third pipe (75), and is disposed between the junction of the third pipe (75) and the third connecting pipe (80) and the cooler (7). Has been. The heat storage tank (85) is a so-called ice heat storage tank, and is configured to exchange heat between the refrigerant flowing through the third pipe (75) and the heat storage material of the heat storage tank (85).
[0179]
A third expansion valve (EV3) is disposed between the heat storage tank (85) and the cooler (7) in the third pipe (75). The third expansion valve (EV3) is constituted by an electric expansion valve, and depressurizes the refrigerant that passes therethrough.
[0180]
The third pipe (75) is provided with an auxiliary pipe (75a) through which the refrigerant can flow by bypassing the third expansion valve (EV3). The auxiliary pipe (75a) is provided with a seventh on-off valve (SV7) for opening and closing the auxiliary pipe (75a). The seventh on-off valve (SV7) is configured to allow only a refrigerant flow from the cooler (7) side to the heat storage tank (85) side in the opened state.
[0181]
The second suction pipe (78) is provided with an auxiliary pipe (78a) through which refrigerant can flow by bypassing the third on-off valve (SV3). The auxiliary pipe (78a) is provided with a check valve (83) that allows only the flow of refrigerant from the third communication pipe (80) side toward the first suction pipe (72) side.
[0182]
On the other hand, the bypass circuit (6) has one end connected between the heat storage tank (85) and the indoor heat exchanger (19) in the main circuit (4) and the other end connected to the indoor heat exchanger (19) and the first one. The refrigerant is connected to the compressor (16) so that the refrigerant can flow through the indoor heat exchanger (19). That is, the bypass circuit (6) includes the third communication pipe (80), the sixth on-off valve (SV6), the second suction pipe (78), the auxiliary pipe (78a), and the check valve (83). .
[0183]
In the refrigerant circuit (3), when the refrigerant is cooled by the heat storage tank (85) (cooling operation), the refrigerant flows into the indoor heat exchanger (19), and when the heat storage tank (85) stores heat (during heat storage operation) Further, switching means (SV5, SV6) for switching the refrigerant passage so that the refrigerant flows into the bypass circuit (6) is provided. The switching means (SV5, SV6) includes a fifth on-off valve (SV5) and a sixth on-off valve (SV6).
[0184]
Thus, the cooler (7) is configured to cool the intermediate pressure refrigerant of the refrigerant circuit (3) when the heat storage tank (85) stores heat (during heat storage operation).
[0185]
<First cooling operation>
Next, the first cooling operation will be described with reference to FIG. In the following first cooling operation, second cooling operation, and third cooling operation, detailed description of the same portions as those in the first embodiment will be omitted.
[0186]
In the first cooling operation, the seventh on-off valve (SV7) is opened while the third expansion valve (EV3) is closed. The high-pressure refrigerant discharged from the first compressor (16) is condensed in the outdoor heat exchanger (18), and is reduced to intermediate pressure refrigerant in the first expansion valve (EV1). The intermediate pressure refrigerant is cooled by the cooler (7) and then supplied to the heat storage tank (85) via the auxiliary pipe (75a). In the heat storage tank (85), the intermediate pressure refrigerant is further cooled by the cold energy stored in the heat storage tank (85).
[0187]
Thereafter, the intermediate pressure refrigerant cooled by the cooler (7) and the heat storage tank (85) is supplied to the third pipe (75), the indoor heat exchanger (19), the fourth pipe (73), and the four-way switching valve (15 ) And the first suction pipe (72) and is sucked into the first compressor (16).
[0188]
Therefore, in the first cooling operation, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cooler (7) and the heat storage tank (85).
[0189]
<Second cooling operation>
Next, the second cooling operation will be described with reference to FIG. In the second cooling operation, the seventh on-off valve (SV7) is opened while the third expansion valve (EV3) is closed. The high-pressure refrigerant discharged from the first compressor (16) condenses in the outdoor heat exchanger (18), is decompressed by the first expansion valve (EV1), and is discharged from the second compressor (17). By mixing with the refrigerant, it becomes an intermediate pressure refrigerant. The intermediate pressure refrigerant is cooled by the cooler (7), and then supplied to the heat storage tank (85) through the auxiliary pipe (75a) and the seventh on-off valve (SV7). The intermediate pressure refrigerant supplied to the heat storage tank (85) is further cooled by the cold energy stored in the heat storage tank (85).
[0190]
Thereafter, the intermediate pressure refrigerant cooled by the cooler (7) and the heat storage tank (85) is supplied to the third pipe (75), the indoor heat exchanger (19), the fourth pipe (73), and the four-way switching valve (15). ) To the first suction pipe (72). Part of the refrigerant flowing through the first suction pipe (72) passes through the first suction pipe (72) and is sucked into the first compressor (17). On the other hand, the other part of the refrigerant flowing through the first suction pipe (72) is sucked into the second compressor (17) through the second suction pipe (78) and the third on-off valve (SV3).
[0191]
Therefore, also in the second cooling operation, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cooler (7) and the heat storage tank (85).
[0192]
<Third cooling operation>
Next, the third cooling operation will be described with reference to FIG. In the third cooling operation, the seventh on-off valve (SV7) and the third expansion valve (EV3) are closed. The high-pressure refrigerant discharged from the first compressor (16) and the second compressor (17) condenses in the outdoor heat exchanger (18), and passes through the first communication pipe (76) to the second expansion valve. Flow to (EV2). Thereafter, the refrigerant is depressurized by the second expansion valve (EV2) and evaporated by the indoor heat exchanger (19), and then the first compressor (16) and the second compressor ( Return to 17). That is, in the third cooling operation, the refrigerant is not cooled by the cooler (7) and the heat storage tank (85).
[0193]
<Heat storage operation>
Next, the heat storage operation will be described with reference to FIG. In the heat storage operation, the seventh opening / closing valve (SV7) is closed, while the opening degree of the third expansion valve (EV3) is controlled. Further, the refrigerant passage is switched by the switching means (SV5, SV6). That is, the fifth on-off valve (SV5) is closed while the sixth on-off valve (SV6) is opened.
[0194]
Then, the refrigerant discharged from the first compressor (16) and the second compressor (17) passes through the first discharge pipe (70), the four-way switching valve (15), and the first pipe (71) to the outdoor. Flows to heat exchanger (18). The high-pressure refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (18) flows to the first expansion valve (EV1) via the second pipe (74). The high-pressure refrigerant is decompressed by the first expansion valve (EV1) and becomes an intermediate-pressure refrigerant. The intermediate pressure refrigerant is cooled by the cooler (7), then depressurized by the third expansion valve (EV3), and flows to the heat storage tank (85).
[0195]
In the heat storage tank (85), heat exchange is performed between the heat storage material of the heat storage tank (85) and the intermediate pressure refrigerant. As a result, cold heat is stored in the heat storage tank (85) and the refrigerant evaporates. The gas refrigerant evaporated in the heat storage tank (85) flows through the bypass circuit. That is, the gas refrigerant flows to the second suction pipe (78) through the third communication pipe (80) and the sixth on-off valve (SV6). A part of the refrigerant flowing through the second suction pipe (78) is sucked into the second compressor (17) through the second suction pipe (78) as it is. On the other hand, a part of the other refrigerant flowing through the second suction pipe (78) flows to the first suction pipe (72) through the auxiliary pipe (78a) and is sucked into the first compressor (16).
[0196]
In this way, during the heat storage operation, the refrigerant for storing heat is cooled in advance by the cooler (7) and then sent to the heat storage tank (85).
[0197]
-Effect of Embodiment 5-
Therefore, according to the fifth embodiment, after the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is cooled by the cold heat of the cooler (7) having a relatively small amount of heat, the cold heat of the heat storage tank (85) having a relatively large amount of heat. Therefore, the cold heat of the cooler (7) and the cold heat of the heat storage tank (85) can be used efficiently. In particular, since the heat storage tank (85) is an ice heat storage tank, it is suitable for making the amount of cold heat larger than that of the absorption refrigeration apparatus (10).
[0198]
Furthermore, during the heat storage operation, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) is effectively cooled by the cooler (7), and this refrigerant is decompressed by the third expansion valve (EV3) and then supplied to the heat storage tank (85). Is done. As a result, cold heat can be effectively stored in the heat storage tank (85).
[0199]
In addition, since the refrigerant in the refrigerant circuit (3) is a non-azeotropic refrigerant mixture having a condensation temperature in a predetermined range, the non-azeotropic refrigerant mixture is first a refrigerating type refrigeration in a relatively high temperature region near the condensation start point. Since it is cooled by the apparatus (10), the evaporation temperature of the refrigerant in the absorption refrigeration apparatus (10) can be made relatively high. As a result, the cooling load of the absorption refrigeration apparatus (10) can be reduced, and the non-azeotropic refrigerant mixture of the refrigerant circuit (3) can be efficiently cooled.
[0200]
In the fifth embodiment, during the heat storage operation, the absorption refrigeration apparatus (10) is driven to supercool the refrigerant in the refrigerant circuit (3), but the absorption refrigeration apparatus (10) is not driven. The cold storage may be stored in the heat storage tank.
[0201]
Moreover, in this Embodiment 5, although the heat storage tank (85) was made into the ice heat storage tank which stores cold energy, you may comprise in the heat storage tank which stores warm heat. For example, one end of the fourth connecting pipe is connected to the junction of the third pipe (75) and the third connecting pipe (80). On the other hand, the other end of the fourth connecting pipe is connected to the fourth pipe (73). Furthermore, an eighth on-off valve is provided in the fourth pipe.
[0202]
During the heat storage operation, the refrigerant discharged from the first compressor (16) and the second compressor (17) is supplied to the first discharge pipe (70), the four-way switching valve (15), and the fourth pipe (73). Through the fourth connecting pipe. Then, the thermal refrigerant is stored in the heat storage tank (85) by condensing the gas refrigerant in the fourth communication pipe in the heat storage tank (85). Thereafter, the liquid refrigerant condensed in the heat storage tank (85) evaporates in the third expansion valve (EV3) or the like and then flows through the second pipe (74). The refrigerant in the second pipe (74) is depressurized by the outdoor expansion valve (EV4), evaporates in the outdoor heat exchanger (18), and passes through the first pipe (71) and the four-way switching valve (15). It will be sucked into each compressor (16, 17).
[0203]
The heat stored in the heat storage tank is used for heating the refrigerant in the refrigerant circuit (3) together with the absorber (14) and the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) during heating operation. .
[0204]
In each of the above embodiments, a plurality of indoor heat exchangers (19) are provided to perform indoor air conditioning. However, one of the indoor heat exchangers (19) is connected to a micro gas turbine generator. You may comprise in the heat exchanger for cooling intake air. By doing so, the output of the generator is maintained even in the summer when the outside air temperature is high, so that the refrigeration system (1) can be operated efficiently.
[0205]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention according to claim 1, the refrigerant circuit for performing the vapor compression refrigeration cycle is: A first compression mechanism, a condenser, A first decompression mechanism for decompressing the high-pressure refrigerant in the refrigerant circuit to an intermediate-pressure refrigerant; A cooler that cools the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit by the cold generated in the absorption refrigeration apparatus; A second pressure reducing mechanism for reducing the intermediate pressure refrigerant to a low pressure refrigerant; , The main circuit of the closed circuit which connected the evaporator in order With Ruko Thus, the refrigerant flowing through the pipe in the cooler is in a gas-liquid two-phase state, and unlike liquefied cooling, cold heat is transmitted by condensation heat transfer, so that the heat transfer rate can be increased. As a result, since the refrigerant is efficiently cooled in the cooler, the cooling effect of the entire system can be improved. In addition, since the heat exchange in the cooler is performed efficiently, the cooler can be made small and the system can be downsized.
[0206]
According to the invention of claim 2, the refrigerant circuit is The second Auxiliary times with two compression mechanisms The road The auxiliary circuit is connected by connecting the low pressure side of the auxiliary circuit between the evaporator and the first compression mechanism in the main circuit, and connecting the high pressure side between the first pressure reduction mechanism and the cooler in the main circuit. A part of the gas refrigerant that has passed through the circuit can be condensed in advance by mixing with the intermediate-pressure refrigerant that has passed through the first pressure reducing mechanism. As a result, the cooling capacity of the cooler necessary for cooling the refrigerant from the auxiliary circuit can be reduced.
[0207]
According to the invention which concerns on Claim 3, by providing the heat conveyance circuit for conveying the cold produced | generated by the absorption refrigeration apparatus to a cooler, the cold produced | generated by the absorption refrigeration apparatus is passed through a heat conveyance circuit. Can be transported to cooler. In addition, by connecting a plurality of coolers to the absorption refrigeration apparatus via the heat transfer circuit, the cold heat of the absorption refrigeration apparatus can be transferred to each cooler via the heat transfer circuit.
[0208]
According to the invention of claim 4, the heat transfer circuit includes a pump for circulating the refrigerant in the heat transfer circuit, and the pump heats the liquid refrigerant and the high-pressure gas by storing the tank for storing the liquid refrigerant. A high-pressure part that generates a refrigerant and a low-pressure part that cools the gas refrigerant and generates a low-pressure liquid refrigerant are provided, and the tank is communicated with the high-pressure part to pressurize the liquid refrigerant from the tank. The liquid refrigerant in the tank is pressurized by communicating with the high-pressure part by connecting the low-pressure part and reducing the pressure by connecting to the low-pressure part. Can be pushed out. On the other hand, the tank communicates with the low-pressure part and depressurizes, whereby the refrigerant in the external usage-side circuit can be sucked into the tank. As a result, the refrigerant can be circulated in the use side circuit.
[0209]
According to the invention which concerns on Claim 5, by supplying the discharge | release heat | fever from the condenser or absorber of an absorption refrigeration apparatus to the high voltage | pressure part of a pump, in a high voltage | pressure part, the discharge | emission heat | fever becomes effective for a liquid refrigerant. Utilizing this, it becomes possible to generate a high-pressure gas refrigerant.
[0210]
According to the invention which concerns on Claim 6, by cooling the heat medium of the absorber of an absorption refrigeration apparatus and a condenser with air, a cooling water and water piping are unnecessary, and a maintenance can be made easy.
[0211]
According to the invention which concerns on Claim 7, the refrigerant | coolant of a refrigerant circuit is comparatively small in the amount of cooling heat by providing the thermal storage tank which stores the cold heat for further cooling the refrigerant | coolant cooled with the cooler in a refrigerant circuit. Since it cools by the cool heat of the heat storage tank with a comparatively large amount of heat, after cooling by the cool heat of this, the cool heat of a cooler and the cool heat of a heat storage tank can each be utilized efficiently.
[0212]
According to the eighth aspect of the present invention, the refrigerant circuit includes a closed circuit main circuit in which a compression mechanism, a condenser, a first pressure reduction mechanism, a cooler, a heat storage tank, a second pressure reduction mechanism, and an evaporator are connected in order. One end is connected between the heat storage tank and the evaporator in the circuit and the other end is connected between the evaporator and the compression mechanism, and the refrigerant circuit bypasses the evaporator and includes a bypass circuit. Switching means is provided for switching the refrigerant passage so that the refrigerant flows into the evaporator when the refrigerant is cooled by the heat storage tank and the refrigerant flows to the bypass circuit when the heat storage tank is stored. By configuring to cool the intermediate pressure refrigerant, at the time of heat storage, the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit is effectively cooled by the cooler, and this refrigerant is supplied to the heat storage tank. As a result, cold energy can be effectively stored in the heat storage tank.
[0213]
According to the ninth aspect of the present invention, the non-azeotropic refrigerant mixture is cooled by the absorption refrigeration apparatus in a relatively high temperature region near the condensation start point. Therefore, the evaporation temperature of the refrigerant in the absorption refrigeration apparatus can be made relatively high. As a result, the cooling load of the absorption refrigeration apparatus can be reduced, and the non-azeotropic refrigerant mixture can be efficiently cooled.
[0214]
According to the invention which concerns on Claim 10, while the heater which evaporates the refrigerant | coolant of a refrigerant circuit with the warm heat which generate | occur | produces with an absorption refrigeration apparatus is provided, a refrigerant circuit makes a refrigerant | coolant circulation direction reversible to a cooling cycle and a heating cycle. And a switching mechanism that switches the refrigerant passage so that the refrigerant flows to the cooler during the cooling cycle and flows to the heater during the heating cycle, so that not only the evaporator on the heat source side but also the heater during the heating cycle. However, since the refrigerant in the refrigerant circuit is evaporated, the heating capacity of the system can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a refrigerant circuit of a refrigeration system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a first cooling operation according to the first embodiment.
FIG. 3 is a Mollier diagram showing a cooling cycle during a first cooling operation.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a second cooling operation of the first embodiment.
FIG. 5 is a Mollier diagram showing a cooling cycle during a second cooling operation.
FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a third cooling operation according to the first embodiment.
FIG. 7 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during the first heating operation of the first embodiment.
FIG. 8 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a second heating operation according to the first embodiment.
FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a third heating operation according to the first embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit of the refrigeration system of Embodiment 2.
FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a pump circuit according to a third embodiment.
FIG. 12 is a circuit diagram showing a refrigerant circuit of the refrigeration system of Embodiment 4.
FIG. 13 is a circuit diagram illustrating a refrigerant circuit of the refrigeration system according to the fifth embodiment.
FIG. 14 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a first cooling operation of the fifth embodiment.
FIG. 15 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a second cooling operation according to the fifth embodiment.
FIG. 16 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a third cooling operation of the fifth embodiment.
FIG. 17 is a refrigerant circuit diagram illustrating a refrigerant flow during a heat storage operation according to the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
(1) Refrigeration system
(3) Refrigerant circuit
(4) Main circuit
(5) Auxiliary circuit
(6) Bypass circuit
(7) Cooler
(8) Heater
(10) Absorption refrigeration equipment
(12) Condenser
(14) Absorber
(15) Four-way switching valve (switching mechanism)
(16) First compressor (first compression mechanism)
(17) Second compressor (second compression mechanism)
(18) Outdoor heat exchanger (condenser)
(19) Indoor heat exchanger (evaporator)
(20) Heat transfer circuit
(28) First three-way valve (switching mechanism)
(29) Second three-way valve (switching mechanism)
(30) Pump circuit (pump)
(85) Thermal storage tank
(EV2) Second expansion valve (second decompression mechanism)
(EV1) First expansion valve (first decompression mechanism)
(SV5) Fifth on-off valve (switching means)
(SV6) Sixth on-off valve (switching means)
(T1) 1st main tank
(T2) Second main tank
(HEX3) Heating heat exchanger (high pressure section)
(HEX4) Cooling heat exchanger (low pressure part)

Claims (10)

蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(3)と、吸収式冷凍サイクルを行う吸収式冷凍装置(10)とを備える冷凍システムであって、
上記冷媒回路(3)は、第1圧縮機構(16)と、凝縮器(18)と、該冷媒回路(3)の高圧冷媒を中間圧冷媒に減圧する第1減圧機構(EV1)と、上記吸収式冷凍装置(10)で発生する冷熱によって上記冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却する冷却器(7)と、中間圧冷媒を低圧冷媒にまで減圧する第2減圧機構(EV2)と、蒸発器(19)とを順に接続した閉回路の主回路(4)を備えている
ことを特徴とする冷凍システム。
A refrigeration system comprising a refrigerant circuit (3) for performing a vapor compression refrigeration cycle and an absorption refrigeration apparatus (10) for performing an absorption refrigeration cycle,
The refrigerant circuit (3) includes a first compression mechanism (16), a condenser (18), a first pressure reducing mechanism for reducing the high-pressure refrigerant of the refrigerant circuit (3) to the intermediate-pressure refrigerant (EV1), the A cooler (7) that cools the intermediate pressure refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the cold generated in the absorption refrigeration system (10), and a second pressure reduction mechanism (EV2) that depressurizes the intermediate pressure refrigerant to a low pressure refrigerant; , refrigeration system according to claim <br/> that it comprises a main circuit (4) of the closed circuit connected evaporator and (19) in order.
請求項1において、
上記冷媒回路(3)は、第2圧縮機構(17)を備える補助回路(5)を備え、
上記補助回路(5)の低圧側は、主回路(4)における蒸発器(19)と第1圧縮機構(16)との間に接続され、高圧側は、主回路(4)における第1減圧機構(EV1)と冷却器(7)との間に接続されている
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 1,
The refrigerant circuit (3) includes an auxiliary circuit (5 ) including a second compression mechanism (17),
The low pressure side of the auxiliary circuit (5) is connected between the evaporator (19) and the first compression mechanism (16) in the main circuit (4), and the high pressure side is the first pressure reduction in the main circuit (4). A refrigeration system connected between a mechanism (EV1) and a cooler (7).
請求項1又は2において、
上記吸収式冷凍装置(10)で生じた冷熱を冷却器(7)へ搬送するための熱搬送回路(20)が設けられている
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 1 or 2,
A refrigeration system comprising a heat transfer circuit (20) for transferring cold heat generated in the absorption refrigeration apparatus (10) to a cooler (7).
請求項1〜3の何れか1つにおいて、
上記熱搬送回路(20)は、該熱搬送回路(20)で冷媒を循環させるためのポンプ(30)を備え、
上記ポンプ(30)は、液冷媒を貯留するためのタンク(T1,T2)と、液冷媒を加熱して高圧のガス冷媒を生成する高圧部(HEX3)と、ガス冷媒を冷却して低圧の液冷媒を生成する低圧部(HEX4)とを備え、上記タンク(T1,T2)を高圧部(HEX3)に連通させて加圧することにより該タンク(T1,T2)内から液冷媒を押し出す一方、タンク(T1,T2)を低圧部(HEX4)に連通させて減圧することにより該タンク(T1,T2)内に液冷媒を吸引するように構成されている
ことを特徴とする冷凍システム。
In any one of Claims 1-3,
The heat transfer circuit (20) includes a pump (30) for circulating a refrigerant in the heat transfer circuit (20),
The pump (30) includes tanks (T1, T2) for storing liquid refrigerant, a high-pressure unit (HEX3) that generates high-pressure gas refrigerant by heating the liquid refrigerant, A low-pressure part (HEX4) that generates liquid refrigerant, while pushing the liquid refrigerant from the tank (T1, T2) by pressurizing the tank (T1, T2) in communication with the high-pressure part (HEX3), A refrigeration system configured to suck liquid refrigerant into the tank (T1, T2) by connecting the tank (T1, T2) to the low pressure part (HEX4) and reducing the pressure.
請求項4において、
上記ポンプ(30)の高圧部(HEX3)には、吸収式冷凍装置(10)の凝縮器(12)又は吸収器(14)からの放出熱が供給される
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 4,
A refrigeration system in which the high pressure section (HEX3) of the pump (30) is supplied with heat released from the condenser (12) or the absorber (14) of the absorption refrigeration apparatus (10).
請求項1〜5の何れか1つにおいて、
上記吸収式冷凍装置(10)の吸収器(14)及び凝縮器(12)の熱媒体は、空気により冷却される
ことを特徴とする冷凍システム。
In any one of Claims 1-5,
The refrigeration system, wherein the heat medium of the absorber (14) and the condenser (12) of the absorption refrigeration apparatus (10) is cooled by air.
請求項1において、
上記冷媒回路(3)には、冷却器(7)により冷却された冷媒をさらに冷却するための冷熱を蓄える蓄熱槽(85)が設けられている
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 1,
The refrigerant circuit (3) is provided with a heat storage tank (85) for storing cold heat for further cooling the refrigerant cooled by the cooler (7).
請求項7において、
上記冷媒回路(3)は、圧縮機構(16,17)と凝縮器(18)と第1減圧機構(EV1)と冷却器(7)と蓄熱槽(85)と第2減圧機構(EV2)と蒸発器(19)とを順に接続した閉回路の主回路(4)と、該主回路(4)における蓄熱槽(85)と蒸発器(19)との間に一端が接続され且つ他端が蒸発器(19)と圧縮機構(16,17)との間に接続されて、冷媒が蒸発器(19)をバイパスして流通可能なバイパス回路(6)とを備える一方、
蓄熱槽(85)による冷媒の冷却時に冷媒が蒸発器(19)に流れ、蓄熱槽(85)の蓄熱時に冷媒がバイパス回路(6)に流れるように冷媒通路を切り換える切換手段(SV5,SV6)が設けられ、
冷却器(7)は、蓄熱槽(85)の蓄熱時に、冷媒回路(3)の中間圧冷媒を冷却するように構成されている
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 7,
The refrigerant circuit (3) includes a compression mechanism (16, 17), a condenser (18), a first pressure reduction mechanism (EV1), a cooler (7), a heat storage tank (85), and a second pressure reduction mechanism (EV2). One end is connected between the main circuit (4) of the closed circuit which connected the evaporator (19) in order, and between the heat storage tank (85) and the evaporator (19) in the main circuit (4), and the other end is A bypass circuit (6) connected between the evaporator (19) and the compression mechanism (16, 17) and allowing the refrigerant to flow through the evaporator (19);
Switching means (SV5, SV6) for switching the refrigerant path so that the refrigerant flows to the evaporator (19) when the refrigerant is cooled by the heat storage tank (85) and the refrigerant flows to the bypass circuit (6) when the heat is stored in the heat storage tank (85) Is provided,
The cooler (7) is configured to cool the intermediate pressure refrigerant of the refrigerant circuit (3) when the heat storage tank (85) stores heat.
請求項7又は8において、
上記冷媒回路(3)の冷媒は、非共沸混合冷媒である
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 7 or 8,
The refrigerant in the refrigerant circuit (3) is a non-azeotropic refrigerant mixture.
請求項1において、
上記吸収式冷凍装置(10)で発生する温熱によって上記冷媒回路(3)の冷媒を蒸発させる加熱器(8)が設けられる一方、
上記冷媒回路(3)は、冷房サイクルと暖房サイクルとに冷媒循環方向が可逆になるように構成されると共に、冷媒が冷房サイクル時に冷却器(7)に流れ、暖房サイクル時に加熱器(8)に流れるように冷媒通路を切り換える切換機構(15,28,29)を備えている
ことを特徴とする冷凍システム。
In claim 1,
While a heater (8) is provided for evaporating the refrigerant in the refrigerant circuit (3) by the heat generated in the absorption refrigeration apparatus (10),
The refrigerant circuit (3) is configured such that the refrigerant circulation direction is reversible between the cooling cycle and the heating cycle, and the refrigerant flows to the cooler (7) during the cooling cycle, and the heater (8) during the heating cycle. A refrigeration system comprising a switching mechanism (15, 28, 29) for switching the refrigerant passage so that the refrigerant flows.
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