JP4465686B2 - アンモニア/co2冷凍システム - Google Patents
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Description
しかしながらアンモニアは毒性を有するために、アンモニアサイクルとCO2サイクルとを組み合わせCO2を冷却負荷側の二次冷媒として用いる冷凍サイクルが製氷工場、冷蔵倉庫や食品の冷凍工場で多く用いられている。
一方、炭酸ガスサイクルでは、カスケードコンデンサ107によって冷やされて液化した液化炭酸ガスが、液ヘッド差を利用した自然循環現象によって下降し、流量調整弁108を通って、目的の冷却を行うボトムフィード型の蒸発器109に入り、ここで温められて蒸発し、ガスとなって再びカスケードコンデンサ107に戻っていく。
そして前記従来技術においては、カスケードコンデンサ107は、目的の冷却を行う蒸発器109よりも高い位置、例えば屋上等に設置され、そしてこのような構成を採ることによって、カスケードコンデンサ107とクーラファン109aを有する蒸発器109との間に液ヘッド差を形成するものである。
かかる原理を第1図(B)の圧力線図に基づいて説明するに、図中点線は圧縮機によるヒートポンプサイクルに基づくアンモニアサイクルで、実線が自然循環によるCO2サイクルを示し、本図ではカスケードコンデンサ107とボトムフィードの蒸発器109との間に液ヘッド差を利用して自然循環可能に構成してある。
特に冷凍ショーケースやフリーザユニットは顧客の都合により、中高層ビルの高層階に据え付ける必要があることもあり、このような場合には全く対応できない。
このため、前記従来技術では、図11(B)に示すように、二酸化炭素媒体の循環を二次的に補助し、循環をより確実なものとするために、サイクル内に液ポンプ110を設ける形態をとっているものもある。しかしながらかかる技術も液ヘッド差を利用した自然循環にとどまり、補助的に液の循環量を制御して二酸化炭素媒体を冷却するものである。
即ち前記従来技術においても自然循環サイクルに並列して補助ポンプ流路を配置するものであるために、液ヘッド差を利用した自然循環経路の存在が前提となるものであり、CO2自然循環サイクルが形成された上での補助ポンプ流路である。(従って補助ポンプ流路は自然循環サイクルに対して並列接続でなければならない。)
特に前記従来技術も液ヘッド差を確保していることを前提に補助的に液ポンプを利用するもので、カスケードコンデンサ(二酸化炭素媒体を冷やす蒸発器)が炭酸ガスサイクル内の目的の蒸発器より高い位置に設定することが前提となるものであり、前記した基本的な欠点の解消にはつながらない。
しかも前記従来技術は1階と2階に蒸発器(冷凍ショーケース、冷房機等)を設置する場合にそれぞれの蒸発器のカスケードコンデンサとの間の液ヘッド差が異なる場合にもその適用が困難である。
しかしながらボトムフィード構造では下方入口側の冷却管の中では、CO2液が管内に奪熱されながら蒸発するがその蒸発したガスは、冷却管の上方に向かって流れ冷却管の上方位置ではガスのみとなって冷却が十分行われず、下方の冷却管のみが有効に冷却され、また入口側に液ヘッダを設けた場合に冷却管への均一な分配も出来ないという問題がある。実際に第1図(B)に示す圧力線図でも蒸発器109でCO2が完全に蒸発した後回収される線図になっている。
本発明の他の目的は、CO2サイクル側の冷却器の位置、種類(ボトムフィード型、トップフィード型)及びその数、更には蒸発器と冷却器間に高低差を有する場合でも円滑にCO2循環サイクルが形成できる冷凍システムと該システムに使用されるCO2ブライン生成装置を提供することを目的とする。
また、他の目的は、CO2サイクル側の冷却器のデフロスト(霜取り)および洗浄作業を行なう際の、CO2サイクルからのCO2液の回収を迅速かつ確実に行なうことを目的とする。
前記ブラインクーラで冷却されたCO2ブラインを受液する受液器と、
給液量可変型の強制循環ポンプで形成した前記液ポンプと、
前記液ポンプと冷却負荷の熱交換器間に介装した立ち上げ配管と、
前記立ち上げ配管の頂部と前記受液器のCO2ガス層とを連通する連通管と、
前記冷却負荷側の冷却器出口より回収されるCO2が液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)で前記ブラインクーラもしくは前記受液器に戻るように、前記液ポンプ吐出圧(強制駆動流量)を設定するとともに、
前記立ち上げ配管の立ち上げレベルを前記受液器のCO2ブラインの最高貯留レベルと同等もしくはそれより高く設定したことを要旨とする。
この場合に、受液器のCO2ブラインの最高貯留レベルは、CO2ブラインサイクル停止時における液ポンプ入口までを含む受液器の容積を、受液器内に回収したCO2ブライン液とともに、その上部にCO2ガス層が存在する容積に設定することにより立ち上げ配管の立ち上げレベルを固定できる。
そして請求項1記載の発明は、立ち上げ配管の頂部と受液器のCO 2 ガス層とを連通管で連結させ、液ポンプ運転時には、CO 2 ブラインの一部を受液器に還流するとともに、液ポンプ停止時には、CO 2 ガスを立ち上げ配管の頂部へ、受液器のCO 2 ガス層から導入するように構成し、その連通管に流量制御弁を設ける。
より具体的には.前記液ポンプの入口/出口間の差圧を検知する圧力センサを設け、該センサ出力に基づいて、液ポンプから戻り配管の立ち上げレベルまでのポンプ実揚程と配管圧力損失以上の圧力になるように前記液ポンプ吐出圧(強制駆動流量)を設定するのがよい。
この場合に冷却負荷側熱交換器出口より回収されるCO2が戻り配管経路を通って液若しくは気液混合状態でブラインクーラ3に戻るように構成してあるために、ボトムフィード構造の冷却器であっても、該冷却器の冷却管の上方位置でも気液混合状態が維持できるためにガスのみとなって冷却が十分行われないことがなく、冷却管全体にわたって円滑な冷却が可能である。
前記停止後に液ポンプ5を再駆動するには、液ポンプ5入ロではキャビテーション防止のために十分な吸込みヘッドが必要であり、このため液入口を過冷却状態にした後に駆動する必要がある。
従って、本発明は受液器4、若しくはポンプ入口側までの過冷却状態を維持するための受液器4のCO2を過冷却する過冷却器を設けるのがよい。
具体的には前記受液器4の過冷却状態の判断が、前記冷却液化後のCO2を液溜する受液器4の圧力と液温を計測して、前記圧力に基づく飽和温度と実測液温を比較して過冷却度を演算するコントローラによりおこなわれるのがよい。
たとえば図6(a)において、受液器4の液は飽和状態で過冷却度を飽和温度より1〜5℃程度低く設定した状態で液ポンプ5の駆動を行うと円滑な駆動が可能となる。
又立ち上げ配管90のA−B間の垂直高さは約2.5mであるので圧力差に換算すると約0.0279Mpaであるので、このヘッド(高さ)は液ポンプ5で打ち勝つ必要がある。この液ポンプ5の吐出圧がないとCO2ブライン液は強制循環しない。
従って、本発明では前記液ポンプ5の入口/出口間の差圧を検知する圧力センサを設け、該センサ出力に基づいて、液ポンプ5から戻り配管の立ち上げレベルまでのポンプ実揚程と配管圧力損失以上の圧力になるように前記液ポンプ5の吐出圧(強制駆動流量)を設定している。なお、連通管100を通じてCO2ブライン液の一部は、受液器4に還流されるが、大部分は冷却器6に供給される。連通管100の径、または流量制御弁102によって還流量が制御される。
液ポンプ5を運転してシステムが正常に運転される状態でポンプを停止すると上記の2.5mのヘッドを打ち勝つ力がなくなるので液循環が停止する。停止と同時に、連通管100を通って受液器4のCO2ガス層からCO2ガスが立ち上げ管90の頂部に導入される。
従って、液ポンプ5停止中は、常にブライン液の循環がなされない状態になっている。
即ち、受液器の液面Lと同一レベルの立ち上げ配管90のA点以上の配管中の液が落ち、立ち上げ配管90のA−B−A‘中に飽和蒸気が満たされており、液循環が不可能となることは前記した通りである。
そこでポンプ起動時に間欠運転と回転数可変制御を組み合わせてポンプ吐出圧力を設計圧力以下で運転し、その後回転数可変制御で運転を行うのがよい。
更に安全設計思想として、前記冷却器出口側とブラインクーラ3を結ぶCO2回収経路と別個に冷却器とブラインクーラ3若しくはその下流側の受液器4を結ぶ圧力逃がし経路を設け、常温時のポンプ起動時のように冷却器内圧力が所定圧力(設計圧力の近傍例えば90%負荷)以上の場合に圧力逃がし経路を介してCO2圧力を逃がして安全設計思想を組み込むのがよい。
又前記冷却器は複数組設けてもよく、液ポンプ5の給液経路を分岐させる場合や冷却負荷の変動が大きい場合であっても対応でき、少なくともその1つがトップフィード型冷却器であっても対応できる。
又、前記液ポンプ5出口側とブラインクーラ3間を、開閉制御弁を介してバイパスするバイパス通路を設けるのがよい。
更に、液ポンプ5の入口/出口間の差圧検知結果に基づいてアンモニア冷凍サイクルの冷凍機を強制アンロードするコントローラを備えているのがよく、又前記ブライン生成装置の給送ラインと冷却負荷との接続部に、断熱継手が介装されているのがよい。
図6(b)に示すように、ブラインクーラ3を受液器4より高い位置に配置し、冷却負荷側の冷却器6出口より回収される液若しくは気液混合ガス状態CO2を受液器4のCO2ガス層4aに戻し、受液器4のCO2ガス層4aとブラインクーラ3を配管104で連結して凝縮液化したCO2ブラインを受液器4に貯留するように構成する。
冷却負荷側の冷却器6の出口より回収されるCO2が液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)であるため、ブラインクーラ3に戻すと、ブラインクーラ3内の流路抵抗が増大して、液ポンプ5に対する圧力負荷が過大となり、液ポンプの大型化、装置の大型化をまねくおそれがあるが、受液器4のCO2ガス層4aに戻すことによって、液ポンプ5の背圧の低下を図ることができる。さらに、受液器4のCO2ガス層4aを配管104でブラインクーラ3へ導き、受液器4のCO2ガス層4a部分のCO2を凝縮液化し、液化したCO2を受液器4へ戻して貯留することによって、凝縮サイクルを形成することができるため、ブラインクーラ3へ戻さなくても、CO2ガスの凝縮液化を行なうことができる。
なお、その他効果については、前述した図6(a)と同様のことがいえる。
2 エバコン式凝縮器
3 ブラインクーラ
4 受液器
5 液ポンプ
6 冷却器
7 アンモニア除害水槽
8 過冷却器
53 戻し配管
54 給液配管
90 立ち上げ配管
100 連通管
102 流量制御弁
A マシンユニット(CO2ブライン生成装置)
B フリーザユニット
CL コントローラ
P1〜P2 圧力センサ
T1〜T4 温度センサ
これにより冷却負荷の冷却器とブラインクーラ3間に高低差や距離があっても、前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器を構成したために、単一及び複数ポンプによる多室(冷却器)冷却管理及び冷却器のボトムフィード及びトップフィード方式等あらゆる冷却サイクルに対応できる。
次にマシンユニットの構成について説明する。
1はアンモニア冷凍機(圧縮機)で、該冷凍機1で圧縮されたガスは、凝縮器2で凝縮された後、その液アンモニアを膨張弁で膨張させ、ついでライン24(第3図参照)を介してCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3でCO2と熱交換させながら蒸発させて再度冷凍機1に導入してアンモニア冷凍サイクルを構成する。
CO2ブラインはフリーザユニットB側からCO2気液を回収した後、CO2ブライン冷却用ブラインクーラ3に導き、アンモニア冷媒との熱交換によりCO2を冷却凝縮した後、該凝縮した液CO2を受液器4に貯留させた後、インバータモータにより回転数可変及び間欠運転可能な液ポンプ5で圧送されて、立ち上げ配管90を介してフリーザユニットB側に導く。
そしてCO2ブラインサイクル停止時における液ポンプ5入口までを含む受液器4の容積を、受液器内に回収したCO2ブライン液とともに、その上部にCO2ガス層が存在する容積に設定されており、又前記立ち上げ配管90の立ち上げレベルを受液器のCO2ブライン液の最高貯留レベルLより同等かそれより高く設定されている。
立ち上げ配管90の頂部と受液器4内の上部のCO2ガス層とは、連通管100で連通され、液ポンプ5の作動時には、CO2ブライン液の一部が連通管100を経由して受液器4内に還流され、液ポンプ5の停止時には、受液器4内の上部のCO2ガスが立ち上げ配管90の頂部に流れる。
フリーザユニットBは液ポンプ5吐出側とブラインクーラ3吸込側間にCO2ブラインラインが形成されており、そのライン上に前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器6が一又は複数個配設されており、フリーザユニットに導入された液CO2を冷却器6でその一部が蒸発して液若しくは気液混合ガス状態でマシンユニット内のCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3に戻され、CO2二次冷媒サイクルが構成される。
そして第2図(A)は前記ポンプ吐出側にトップフィード方式の冷却器6とボトムフィード方式の冷却器6が並列配置されている。
そしてボトムフィードの冷却器6の場合にガス化されたCO2による無用の圧力上昇を防ぐため、又起動時の圧力上昇を防ぐために、前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器6出口側とブラインクーラ3を結ぶCO2回収ライン53と別個に冷却器6とブラインクーラ3若しくはその下流側の受液器4を結ぶ安全弁若しくは圧力調整弁31が介装された圧力逃がしライン30を設け、冷却器6内圧力が所定圧力以上の場合に安全弁若しくは圧力調整弁31が開き圧力逃がしライン30を介してCO2圧力を逃がすように構成している。
この場合も起動時の圧力上昇を防ぐために、前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器6出口側とブラインクーラ3を結ぶCO2回収ライン53と別個に冷却器とブラインクーラ3若しくはその下流側の受液器4を結ぶ安全弁若しくは圧力調整弁31が介装された圧力逃がしライン30を設けている。本実施例の場合もCO2ブラインは液ポンプ5で圧送されて、立ち上げ配管90を介してフリーザユニットB側に導くように構成されている。
第2図(C)はブラインクーラ3出口側に給送路52上に複数のポンプ5を設け、夫々独立してボトムフィードの冷却器6との間で強制循環可能に構成してある。本実施例の場合もCO2ブラインは液ポンプ5で圧送されて、立ち上げ配管90を介してフリーザユニットB側に導くように構成されている。
このように構成すれば冷却器毎の高低差や距離が大きく異なる場合でもそれに適した強制循環容量に設定できるが、いずれも前記冷却負荷側の冷却器出口より回収されるCO2が液若しくは気液混合状態で回収されるように、前記液ポンプ5強制循環量を冷却器側の必要循環量の2倍以上に設定する必要がある。
この場合もボトムフィードの冷却器6の場合にガス化されたCO2による無用の圧力上昇を防ぐため、起動時の圧力上昇を防ぐために、前記冷却器出口側とブラインクーラ3を結ぶCO2回収ライン53と別個に冷却器とブラインクーラ3若しくはその下流側の受液器を結ぶ安全弁若しくは圧力調整弁31が介装された圧力逃がしライン30を設けている。
Aは、アンモニア冷凍サイクル部とアンモニア/CO2熱交換部(ブラインクーラ3)が組み込まれたマシンユニット(CO2ブライン生成装置)、Bは冷却負荷をマシンユニット側で液冷却したCO2ブラインを利用してその蒸発潜熱により負荷を冷却(冷凍)するフリーザユニットである。
次にマシンユニットの構成について説明する。
1はアンモニア冷凍機(圧縮機)で、該冷凍機1で圧縮されたガスは、エバコン式凝縮器2で凝縮された後、その液アンモニアを膨張弁23で膨張させ、ついでライン24を介してCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3でCO2と熱交換させながら蒸発させて再度冷凍機1に導入してアンモニア冷凍サイクルを構成する。8は膨張弁23出口側とCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3入口側間のライン24をバイパスさせたバイパス管に接続させた過冷却器8で、CO2受液器4内に内蔵されている。
7はアンモニア除害水槽で、エバコン式アンモニア凝縮器2を散布した水をポンプ26を介して繰り返し循環している。
CO2ブラインはポンプ5の吐出側に前記立ち上げ配管90を設けた後、断熱継手10を介してフリーザユニットB側からCO2ガスを回収した後、CO2ブライン冷却用ブラインクーラ3に導き、アンモニア冷媒との熱交換によりCO2を冷却凝縮した後、該凝縮した液CO2を受液器4に導き、該受液器4内で過冷却器8により飽和点より1〜5℃低い温度で過冷却する。
そして過冷却された液CO2は、インバータモータ51により給送路52上の回転数可変な液ポンプ5を介して断熱継手10よりフリーザユニットB側に導く。
12は中和ラインでブラインクーラ3よりのCO2を除害水槽7に導入してアンモニアを炭酸アンモニアへと中和させて除害している。
13は消火ラインで、ユニット内で火災等が発生した場合は、その温度上昇を検知して開放する温度検知バルブもしくはブラインクーラ3内のCO2系統の異常圧力上昇を検知する安全弁等で構成されたバルブ131を開いてノズル132よりCO2を噴射させて消火を行う。
14はCO2放出ラインで、CO2ブライン冷却用ブラインクーラ3よりの液CO2を受液器4を巻回した自冷装置15を介してバルブ151を開放してユニットA内に放出して該ユニット内が温度上昇した場合の自冷を行う。そして前記バルブ151は負荷運転停止中にブラインクーラ3内圧力が規定圧力以上に上昇した場合に開放される安全弁で構成されている。
フリーザユニットBは被冷凍品を搬送するコンベア25の上方にCO2ブライン冷却器6がコンベア搬送方向に沿って複数個配設されており、断熱継手10を介して導入された液CO2を冷却器6で一部蒸発(液若しくは気液混合状態)して、その冷気をクーラファン29により被冷凍品27にむけて噴射する。
クーラファン29はコンベア25に沿って複数配列され、インバータモータ261により回転制御可能に構成されている。
クーラファン29と冷却器6の間にはデフロスト熱源に接続されたデフロスト散布ノズル28が介装されている。
そして冷却器により一部CO2が蒸発して気液混合CO2は断熱継手10よりマシンユニット内のCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3に戻され、CO2二次冷媒サイクルが構成される。
又前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器には夫々一部がガス化されたCO2による無用の圧力上昇を防ぐため、起動時の圧力上昇を防ぐために、前記冷却器出口側とブラインクーラ3を結ぶCO2回収ラインと別個に冷却器6とブラインクーラ3若しくはその下流側の受液器4を結ぶ安全弁若しくは圧力調整弁31が介装された圧力逃がしライン30を設けている。
第3図及び第4図のT1は受液器内CO2液温を検知する温度センサ、T2はフリーザユニット入口側のCO2温度を検知する温度センサ、T3はフリーザユニット出口側のCO2温度を検知する温度センサ、T4はフリーザユニット内庫内温度を検知する温度センサ、又P1は受液器内圧力を検知する圧力センサ、P2は冷却器圧力を検知する圧力センサ、P3はポンプ差圧を検知する圧力センサ、CLは液ポンプインバータモータ51とクーラファンインバータモータ261制御用のコントローラ、20は過冷却器8へアンモニアを供給するバイパス管81の開閉制御弁、21は液ポンプ5出口側のバイパスライン9の開閉制御弁である。
本実施例はCO2受液器4のCO2圧力と液温を計測するセンサP1,T1よりの信号に基づいて、飽和温度と実測液温を比較して過冷却度を演算するコントローラCLを設けてバイパス管81に導入するアンモニア冷媒の量を調整可能に構成しており、これにより受液器4内のCO2温度は飽和点より1〜5℃低く制御されている。
このように構成することにより受液器4の液の全量もしくは一部を、受液器4の内部もしくは外部に装備したCO2液を冷却する過冷却器8で安定した過冷却度を確保できる。
又前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器6の内部圧力を検知する圧力センサP2の信号は液ポンプ5の送液量を可変させるインバータモータ51を制御するコントローラCLに入力されて、(間欠給液や連続可変を含む)インバータ制御により安定給液を行う。
更に前記圧力センサP2の信号はフリーザユニットB内のクーラファン29の送風量を可変するインバータモータ261のコントローラCLにも入力されて、液ポンプ5とともにクーラファン29のインバータ制御によりCO2液の安定給液を行うように構成されている。
又前記CO2ブラインをフリーザユニットB側に給送する液ポンプ5は、冷却負荷側(フリーザユニット側)が必要とするCO2ブライン循環量の3〜4倍のポンプ容量を持たせて強制循環を行うとともに、該ポンプ5のインバータモータ51を利用して冷却器6に液CO2を満たし管内の液CO2速度を上昇させ伝熱性能を向上させている。
更に液ポンプ5の起動時や冷却負荷変動時に過冷却度が低下した場合、ポンプの差圧が低下してキャビテーション状態になった場合は、まず前記ポンプの差圧を検知する圧力センサP3が、ポンプ5の差圧が低下したことを検知し、コントローラCLが液ポンプ出口側のバイパスライン9の開閉制御弁21を開放してポンプ5からCO2ブライン冷却用ブラインクーラ3へのバイパスを行うことにより、キャビテーション状態にある液ガス混合CO2ガスを液化することができる。
又前記制御はアンモニア冷凍サイクル側で行うこともできる。
すなわち、液ポンプ5の起動時や冷却負荷変動時に過冷却度が低下してポンプ5の差圧が低下してキャビテーション状態になった場合、圧力センサP3がポンプの差圧が低下したことを検知し、これをコントローラCL側で早期復帰のために冷凍機(容積型圧縮機)の制御弁33を利用して強制アンロードさせ、CO2の飽和温度を擬似的に上昇させ過冷却度を確保するようにしてもよい。
まずアンモニアサイクル側の冷凍機1を運転し、ブラインクーラ3及び受液器4の液CO2を冷却運転しておく。この状態で液ポンプ5はポンプ差圧を見ながら起動時は間欠/周波数運転を行う。
具体的には0→100%→60%→0→100%→60%である。このように構成することによりポンプ差圧が設計圧力以上になるのを防ぐことができる。
また、具体的には液ポンプを100%で運転して、ポンプ差圧が運転全負荷(ポンプヘッド)に達したら60%に落とし、更に液ポンプ5の運転を所定時間停止してその後100%運転を行い、ポンプ差圧が運転全負荷(ポンプヘッド)に達したら60%に落とし更にその後インバータ周波数(ポンプ回転数)を増加させながら定常運転に移行する。
このように構成することで前記液ポンプ5強制循環量を前記液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)での蒸発機能を有する冷却器6側の必要循環量の2倍以上に、好ましくは3〜4倍に設定した場合でも起動時は常温から運転するために、無用な圧力上昇が起こり、ポンプ設計圧力を超えてしまう恐れを解消できる。
また、立ち上げ配管90の頂部と受液器4内の上部のCO2ガス層とは連通管100で連通され、連通管100の径の大きさ、流量制御弁102を制御することによって、還流量が制御されるので、冷却負荷の自由な調整が可能である。
又前記CO2回収制御は、庫内温度検知センサT4と冷却器6側の圧力センサP2でCO2圧力を検知し、そのCO2圧力の飽和温度と庫内温度をコントローラで比較して前記飽和温度と庫内温度の差に基づいて庫内のCO2残量がなくなったと判断することも可能である。
又冷却器が、散水デフロスト方式のクーラの場合、散水の熱量を利用してCO2の回収時間を短縮するように制御することができるが、この場合に冷却器6側の圧力センサP2にてCO2の圧力を監視して散水熱量を調整するデフロスト制御を行うのがよい。
更に、フリーザユニットBは食品の凍結を行うために、各作業終了時に高温殺菌する場合がある、このとき温度が配管を伝わってマシンユニットA側のCO2の連絡管全体を昇温しないようフリーザユニットBの接続部に強化ガラス等の低伝熱性の断熱継手を使用したCO2連絡管で構成している。
本実施例2は(NH3)エバコンユニットA1、マシンユニットA2、及び製氷室Bの三ユニットからなり、いずれのユニットもグラウンドライン(地上ライン)に設置されており、ユニット間での高低差はない。
(NH3)エバコンユニットA1はアンモニア圧縮機1、該圧縮機1で圧縮されたアンモニアガスを水散布によるクーリングファン2aにより冷却凝縮するエバコン2(エバポレータコンデンサ)凝縮されたアンモニア液を膨張気化させる膨張弁23及び、アンモニアの気化熱(奪熱)を利用してCO2の冷却を行うブラインクーラ3からなるアンモニア冷凍サイクルが形成されており、ブラインクーラ3はエバコンユニット2の天井付近の高い位置に配置されている。
マシンユニットA2は前記エバコンユニットA1に隣接して、グラウンドレベルは一致しているが、天井高はエバコンユニットA1より僅かに低く建物高さを形成し、その内部に前記エバコンユニットA1側のブラインクーラ3で液化冷却されたCO2を受液する受液器4と、回転数可変なブライン液ポンプ5と、立ち上がり配管90とからなり、前記立ち上がり配管は、CO2受液器液面より高くブラインクーラ3の高さと同等若しくはそれ以上の高さの製氷室よりの戻り配管53と同等か僅かに低い高さに設定する。
基本的には前記立ち上げ配管90の立ち上げレベルは受液器4のCO2ブラインの最高貯留レベルより高く設定すればいいのであって、本実施例によればブラインポンプ5の実揚程+管の圧損を考慮して設定された戻し配管53が施設される天井裏連絡ダクト内に設置している。
また、立ち上げ配管90の頂部と受液器4内の上部のCO2ガス層とは連通管100によって、液ポンプ5の作動時には、連通管100を通じてCO2ブライン液の一部は、受液器4に還流される。還流量は、連通管100の径、例えば、給液配管54の径より小さく設定、または流量制御弁102によって制御される。また、液ポンプ5の停止時には、受液器4内の上部のCO2ガスが立ち上げ配管90の頂部に供給される。
尚、受液器4の容積はCO2ブラインサイクル停止時における液ポンプ5入口までを含む受液器4の容積を、ブラインサイクルを流れるCO2ブライン液とともに、その上部にCO2ガス層が存在する容積に設定している。
又前記ブライン液ポンプ5は強制循環ポンプであって、前記冷却負荷側の冷却器出口よりブラインクーラ3に回収されるCO2が液か若しくは実質的に液状態の気液混合状態で回収されるように、少なくとも前記ブラインポンプ吐出流量を冷却器側の必要循環量の2倍以上に設定している。
具体的にはブラインポンプは実揚程と配管圧損を考慮した全揚程を有する駆動力を持たせるとともに、該ブライン液ポンプ5は吸込みヘッドを十分確保した配置とする。この吸込ヘッドとはポンプの吐出流量が最大でも、ポンプ吸込側が飽和圧力以上に維持されている状態をいい、少なくとも過冷却されている液CO2が貯留されている受液器がポンプ吸込側より高い位置にあることが必要である。
製氷室BはマシンユニットA2及びエバコンユニットA1とから離れて配置しているが、グラウンドレベルは一致している。そして製氷室B内にはCO2ブライン型へリングボンコイル6A(蒸発器)が収納された塩カルブライン槽71が配設され、前記コイル6A(蒸発器)に下側より前記立ち上がり配管より給液されたCO2液がバルブ72を介して給液され、コイル6A内で該CO2液の気化潜熱にて塩カルブラインが奪熱冷却して、液ガス混合状態でブラインクーラ3より高い位置に配設してなる戻り配管53(天井裏連絡ダクト73)を介してエバコンユニットA1のブラインクーラ3に戻るように構成されている。
エバコンユニットA1側ではアンモニア圧縮機1で圧縮されたガスが、エバコン式凝縮器2で凝縮された後、その液アンモニアを膨張弁23で膨張させ、ついでブラインクーラ3でCO2と熱交換させながらアンモニアを蒸発させて再度圧縮機1に導入してアンモニア冷凍サイクルを構成する。
一方ブラインクーラ3と製氷室内のCO2サイクルは、ブラインクーラ3内でのアンモニア冷媒との熱交換によりCO2を冷却凝縮した後、該凝縮した液CO2をマシンユニットA2側の受液器4に導き、該受液器4内の過冷却器(図3参照)により飽和点より1〜5℃低い温度に過冷却する。
そして過冷却された液CO2は、ブライン液ポンプ5の強制循環量を冷却器6側の必要循環量の2倍以上に設定しているために、該ブラインポンプ5により立ち上がり配管90の実揚程高さまで容易に圧送される。
そして立ち上がり配管90まで揚程されたCO2液は、更にその圧送力を利用して、製氷室の冷却器(ヘリングボンコイル)6Aに給液される。(CO2液のブラインクーラ3より冷却器までの給送側搬送工程)
そして該冷却器内で該CO2液の気化潜熱にて塩カルブラインを奪熱冷却するが、前記ブラインポンプ吐出流量を少なくとも冷却器側の必要循環量の2倍以上の実揚程高さ以上に設定しているために最大負荷時でもCO2ブラインの全てが蒸発することなく、戻り配管経路53では液もしくは気液混合状態(液ミスト状態)で戻り搬送されて、その頂部がブラインクーラ3より高い位置に配設してなる戻り配管53(天井裏連絡)を介してブラインクーラ3に液もしくは気液混合状態で戻すことができる。
即ち、冷却器6Aの位置はブラインクーラ3の位置より低い位置にあり、その戻りCO2は実質的に液若しくは液ミスト(戻り配管53内)状態であるために重力の作用により戻り経路53の頂部に至るまでの冷却器6A側では降下が生じるが、ブラインポンプの強制循環量を冷却器側の必要循環量の2倍以上に設定し、ブラインポンプ5の圧送力がCO2の液若しくは液ミスト(気液混合)状態(戻り配管側)でブラインクーラ3側に搬送できる。
即ち、製氷室のヘリングボンコイル6A側からブラインクーラ3への戻り配管側の戻り搬送は気液混合状態(液ミスト状態)の搬送であるために、言い換えればガス状態でないために、戻り配管の小径化が可能であり、戻り配管の口径を、蒸発器入口側の立ち上げ配管90の口径と同等か小に出来、天井裏配管も容易である。
従ってブラインクーラ3→蒸発器(ヘリングボンコイル)→ブラインクーラ3の循環はブライン液ポンプ5による実質的液状態の強制循環であるために戻り配管径を小径化できるとともに立ち上げ配管90及び戻り配管はいずれもブラインクーラ3より高い位置に配設、言い換えれば冷却器6Aが地上設置でも立ち上げ配管90及び戻り配管を天井設置にすることができ、蒸発器やブラインポンプ回りに配管系が延在することなく作業環境が大幅に改善する。
また、立ち上げ配管90、および連通管100の作用については、実施例1で説明した作用と同様のことがいえる。
そして屋外ユニット側には、アンモニア圧縮機1、エバコン2、膨張弁23及ブラインクーラ3からなるアンモニア冷凍サイクルが形成されており、ブラインクーラ3.受液器4とブライン液ポンプ5が配設されており、ブライン液ポンプ5の実揚程+管圧損に相当する高さ位置まで立ち上げた立ち上がり配管90を介して冷蔵倉庫B内の空気冷却器6Bに接続されている。
尚、前記空気冷却器6Bはブラインクーラ3の高さ以上の高さの冷蔵倉庫内の天井部に設置されているために、冷却器の前記立ち上がり配管90の立ち上げ頂部は、自動的に冷却器よりの戻り配管53と同等高さに設定することが出来る。
その他の構成は実施例2と同様であるが、冷蔵倉庫内に配設した空気冷却器が天井よりつり下げられた天吊りCO2ブライン型空気冷却器であり、ブラインクーラ3より冷却器が重力的に高い位置にあり、本発明は前記先行技術と異なり、このような場合でも問題なく実施できる。
その他の構成は前記実施例と同様であるが、フリーザ室内に配設したフリーザ冷却器6Cは、フリーザ室B天井に設置した屋外ユニットAのブラインクーラ3より重力的に低い位置にあるが、立ち上げ配管90及び戻り配管53はいずれも受液器4のCO2ブライン液の最高貯留レベルL、好ましくはブラインクーラ3より高い位置に配設している。
本実施例5は、(NH3)エバコンユニットA1は、図示しないが、アンモニア圧縮機、エバポレータコンデンサ、膨張弁、からなり、マシンユニットA2側に、ブラインクーラ3が設けられて、アンモニア冷凍サイクルが形成されている。
マシンユニットA2は、前記エバコンユニットA1に隣接して設けられ、ブラインクーラ3で液化冷却されたCO2を受液する受液器4と、回転数可変な液ポンプ5と、立ち上がり配管90とからなり、前記立ち上がり配管90の頂部には、CO2の受液器4の液面より高く設定されている。そして、その頂部には、受液器4のCO2ガス層4aに連通管100で連結し、連通管100には流量制御弁102が設けられている。
また、受液器4より下に設けられた液ポンプ5の吐出圧力によって、立ち上がり配管90の頂部を経由して、CO2ブライン液は、給液配管54を通過して、バルブ72から冷却器6へ流入する。冷却器6内で、負荷との熱交換によりCO2ブライン液の一部が気化して気液混合状態となったCO2が、戻し配管53を通過して受液器4に戻る。
また、実施例5は、ブラインクーラ3を受液器4より高い位置に配置し、冷却負荷側の冷却器6出口より回収されるCO2をブラインクーラ3ではなく、受液器4のCO2ガス層4aに戻している。そして、受液器4のCO2ガス層4aとブラインクーラ3を配管104で連結して凝縮液化したCO2ブラインを受液器4に貯留するように構成している。
冷却負荷側の冷却器6出口より回収されるCO2は、液若しくは気液混合ガス状態であるため、ブラインクーラ3に戻されると、ブラインクーラ3内の流路抵抗が増大して、液ポンプ5に対する圧力負荷が過大となるので、受液器4のCO2ガス層4aに戻すことによって、液ポンプ5の背圧の低下を図ることができる。さらに、受液器4のCO2ガス層4aをブラインクーラ3へ配管104で導き、受液器4のCO2ガス層4a部分のCO2を凝縮液化し、液化したCO2を管路106で受液器4へ戻して貯留することによって、凝縮サイクルを形成することができるため、ブラインクーラ3へ戻さなくても、CO2ガスの凝縮液化を行なうことができる。
又本発明によれば、CO2サイクル側の冷却器の位置、種類(ボトムフィード型、トップフィード型)及びその数、更にはブラインクーラと冷却器間に高低差を有する場合でも円滑にCO2循環サイクルが形成できる。
Claims (7)
- アンモニア冷凍サイクルと、そのアンモニアの蒸発潜熱を利用してCO2の冷却を行うブラインクーラと、前記ブラインクーラで冷却された液CO2を冷却負荷の熱交換器(冷却器)側に給送する給送ライン上に液ポンプを備えたアンモニア/CO2冷凍システムにおいて、
前記ブラインクーラで冷却されたCO2ブラインを受液する受液器と、
給液量可変型の強制循環ポンプで形成した液ポンプと、
前記液ポンプと冷却負荷の熱交換器間に介装した立ち上げ配管と、
前記立ち上げ配管の頂部と前記受液器のCO2ガス層とを連通する連通管と、
前記冷却負荷側の冷却器出口より回収されるCO2が液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)で前記ブラインクーラもしくは前記受液器に戻るように、前記液ポンプ吐出圧(強制駆動流量)を設定するとともに、
前記立ち上げ配管の立ち上げレベルを前記受液器のCO2ブラインの最高貯留レベルと同等もしくはそれより高く設定し、
更に前記連通管に流量制御弁が設けられたことを特徴とするアンモニア/CO2冷凍システム。 - アンモニア冷凍サイクルと、そのアンモニアの蒸発潜熱を利用してCO2の冷却を行うブラインクーラと、前記ブラインクーラで冷却された液CO2を冷却負荷の熱交換器(冷却器)側に給送する給送ライン上に液ポンプを備えたアンモニア/CO2冷凍システムにおいて、
前記ブラインクーラで冷却されたCO2ブラインを受液する受液器と、
給液量可変型の強制循環ポンプで形成した液ポンプと、
前記液ポンプと冷却負荷の熱交換器間に介装した立ち上げ配管と、
前記立ち上げ配管の頂部と前記受液器のCO2ガス層とを連通する連通管と、
前記冷却負荷側の冷却器出口より回収されるCO2が液若しくは気液混合状態(不完全蒸発状態)で前記ブラインクーラもしくは前記受液器に戻るように、前記液ポンプ吐出圧(強制駆動流量)を設定するとともに、
前記立ち上げ配管の立ち上げレベルを前記受液器のCO2ブラインの最高貯留レベルと同等もしくはそれより高く設定し、
更に前記受液器内の液CO 2 の少なくとも一部を過冷却する過冷却器を設け、前記液ポンプ入口側のCO 2 液を飽和温度以下の過冷却状態に維持させたことを特徴とするアンモニア/CO2冷凍システム。 - CO2ブラインサイクル停止時における前記液ポンプ入口までを含む受液器の容積を、該受液器内に回収したCO2ブライン液とともに、その上部にCO2ガス層が存在する容積に設定したことを特徴とする請求項1若しくは2記載のアンモニア/CO2冷凍システム。
- 前記受液器のCO2圧力を検出する圧力センサとその液温を計測する温度センサよりの信号に基づいて、該受液器内のCO2飽和温度と実測液温を比較して過冷却度を演算するコントローラと、該コントローラよりの信号に基づいて導入されるアンモニア冷媒の量が調整される前記過冷却器とを具えた請求項2記載のアンモニア/CO2冷凍システム。
- 前記液ポンプの入口/出口間の差圧を検知する圧力センサを設け、該センサ出力に基づいて、前記液ポンプから戻り配管の立ち上げレベルまでのポンプ実揚程と配管圧力損失以上の圧力になるように前記液ポンプ吐出圧(強制駆動流量)を設定したことを特徴とする請求項1若しくは2記載のアンモニア/CO2冷凍システム。
- 少なくとも過冷却されている液CO2が貯留されている前記受液器が前記液ポンプ吸込側より高い位置にある請求項1若しくは2記載のアンモニア/CO2冷凍システム。
- 前記ブラインクーラを前記受液器より高い位置に配置し、前記冷却負荷側の冷却器出口より回収される液若しくは気液混合状態のCO2を前記受液器のCO2ガス層に戻し、該受液器のCO2ガス層と前記ブラインクーラを連通して前記ブラインクーラで凝縮液化したCO2ブラインを前記受液器に戻して貯留することを特徴とする請求項1若しくは2記載のアンモニア/CO2冷凍システム。
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DE102007024842A1 (de) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kryoeinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren zum aktiven Brandschutz |
US20090260389A1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Serge Dube | Co2 refrigeration unit |
US9989280B2 (en) * | 2008-05-02 | 2018-06-05 | Heatcraft Refrigeration Products Llc | Cascade cooling system with intercycle cooling or additional vapor condensation cycle |
JP5246891B2 (ja) * | 2008-07-28 | 2013-07-24 | 株式会社前川製作所 | ヒートポンプシステム |
US9238398B2 (en) * | 2008-09-25 | 2016-01-19 | B/E Aerospace, Inc. | Refrigeration systems and methods for connection with a vehicle's liquid cooling system |
US20100140286A1 (en) * | 2008-12-08 | 2010-06-10 | Michael Christopher Quinn | Portable beverage machine |
JP5512339B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-06-04 | 株式会社前川製作所 | 既設食品冷凍設備の改造方法 |
JP5662112B2 (ja) * | 2010-11-11 | 2015-01-28 | 株式会社前川製作所 | 凍結冷蔵方法及び凍結冷蔵設備 |
US9657977B2 (en) | 2010-11-17 | 2017-05-23 | Hill Phoenix, Inc. | Cascade refrigeration system with modular ammonia chiller units |
US9664424B2 (en) * | 2010-11-17 | 2017-05-30 | Hill Phoenix, Inc. | Cascade refrigeration system with modular ammonia chiller units |
AU2011356121B2 (en) * | 2011-01-20 | 2014-09-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Air conditioner |
BR112013032198B1 (pt) | 2011-06-13 | 2021-11-03 | Fred Lingelbach | Sistema de evaporador e condensador (ces) e método de operação do mesmos |
WO2012174105A2 (en) | 2011-06-13 | 2012-12-20 | Lingelbach Fred | Refrigeration system and methods for refrigeration |
EP2562491B1 (en) * | 2011-08-24 | 2019-05-01 | Mahle International GmbH | Filling system for transferring refrigerant to a refrigeration system and method of operating a filling system |
US9651288B2 (en) * | 2012-03-30 | 2017-05-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Refrigeration apparatus and refrigeration cycle apparatus |
WO2014126005A1 (ja) | 2013-02-12 | 2014-08-21 | 八洋エンジニアリング株式会社 | データセンタの冷却機構 |
EP2999932B1 (en) | 2013-05-03 | 2019-07-17 | Hill Phoenix Inc. | Systems and methods for pressure control in a co2 refrigeration system |
US20150068037A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Spx Corporation | Thermal System Including an Environmental Test Chamber |
US10174975B2 (en) * | 2013-10-17 | 2019-01-08 | Carrier Corporation | Two-phase refrigeration system |
BR112015017785B1 (pt) * | 2013-12-17 | 2022-03-03 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd | Sistema de descongelamento para aparelho de refrigeração e unidade refrigerante |
DK3295092T3 (da) * | 2015-05-13 | 2023-01-30 | Carrier Corp | Ejektorkølekredsløb |
JP2017036886A (ja) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | 八洋エンジニアリング株式会社 | アンモニア冷凍装置 |
US11125483B2 (en) | 2016-06-21 | 2021-09-21 | Hill Phoenix, Inc. | Refrigeration system with condenser temperature differential setpoint control |
CN107879359A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-06 | 营口萌达电子科技有限公司 | 一种液氨蒸发器撬装设备 |
US11378318B2 (en) | 2018-03-06 | 2022-07-05 | Vilter Manufacturing Llc | Cascade system for use in economizer compressor and related methods |
US11796227B2 (en) | 2018-05-24 | 2023-10-24 | Hill Phoenix, Inc. | Refrigeration system with oil control system |
US11397032B2 (en) | 2018-06-05 | 2022-07-26 | Hill Phoenix, Inc. | CO2 refrigeration system with magnetic refrigeration system cooling |
US10663201B2 (en) | 2018-10-23 | 2020-05-26 | Hill Phoenix, Inc. | CO2 refrigeration system with supercritical subcooling control |
CN109647093B (zh) * | 2019-01-31 | 2021-04-13 | 江苏师范大学 | 气体冷凝器、环保空气除尘装置 |
WO2020230879A1 (ja) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | 株式会社前川製作所 | 製氷機 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5270473A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-11 | Hitachi Ltd | Refrigerator |
JP2902068B2 (ja) * | 1990-07-18 | 1999-06-07 | 三機工業株式会社 | 空調用受液装置 |
GB2258298B (en) * | 1991-07-31 | 1995-05-17 | Star Refrigeration | Cooling method and apparatus |
US5442931A (en) * | 1994-08-02 | 1995-08-22 | Gas Research Institute | Simplified adsorption heat pump using passive heat recuperation |
NO970066D0 (no) * | 1997-01-08 | 1997-01-08 | Norild As | Kuldeanlegg med lukket sirkulasjonskrets |
JP3365273B2 (ja) * | 1997-09-25 | 2003-01-08 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル |
ATE315768T1 (de) * | 1999-02-24 | 2006-02-15 | Hachiyo Engineering Co Ltd | Einen ammoniakkreislauf und einen kohlendioxidkreislauf kombinierende wärmepumpe |
JP2001091069A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-04-06 | Hitachi Ltd | アンモニア冷凍装置 |
DK174257B1 (da) * | 2001-02-23 | 2002-10-21 | Teknologisk Inst | Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning |
JP2003166765A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Hachiyo Engneering Kk | アンモニアサイクルと炭酸ガスサイクルとを組み合わせた二元冷凍システム |
JP4076393B2 (ja) * | 2002-08-09 | 2008-04-16 | Necトーキン株式会社 | 導電性ペーストおよび電子部品 |
US6966196B2 (en) * | 2003-12-30 | 2005-11-22 | Mayekawa Mfg. Co., Ltd. | Refrigeration unit using ammonia |
-
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