JP4592616B2 - Refrigeration cycle equipment - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を含む冷媒回路を備えた冷凍サイクル装置に関し、詳細には、放熱器からの放熱により加熱作用を発揮すると共に、蒸発器による吸熱により冷却作用を発揮して成る冷凍サイクル装置に関するものである。   The present invention relates to a refrigeration cycle device including a refrigerant circuit including a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator. Specifically, the refrigeration cycle device exhibits a heating action by heat radiation from the radiator and is cooled by heat absorption by the evaporator. The present invention relates to a refrigeration cycle apparatus that exhibits its action.

従来より冷房や冷凍等のように、被冷却物を冷却する方法として蒸気圧縮式冷凍サイクルを用いた冷凍サイクル装置が広く利用されている。この種の冷凍サイクル装置では、蒸発器における冷媒の吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却し、放熱器における冷媒の放熱により生じる熱を大気等へ放熱していた。   Conventionally, a refrigeration cycle apparatus using a vapor compression refrigeration cycle has been widely used as a method for cooling an object to be cooled, such as cooling and refrigeration. In this type of refrigeration cycle apparatus, the object to be cooled is cooled by the heat absorption of the refrigerant in the evaporator to cool the object to be cooled, and the heat generated by the heat radiation of the refrigerant in the radiator is radiated to the atmosphere or the like.

近年この種冷凍サイクル装置では、従来放熱器で大気中に放出して利用されていなかった熱を利用して、エネルギーの有効活用を図る試みが成されており、その一例として、例えば、放熱器からの放熱を給湯に利用する装置も開発されて来ている。   In recent years, in this kind of refrigeration cycle apparatus, an attempt has been made to effectively use energy by utilizing heat that has not been used by being released to the atmosphere with a conventional radiator. As an example, for example, a radiator Devices that use the heat released from the hot water supply have also been developed.

このように、従来大気中に排気されていた熱を給湯に利用することで、エネルギーの有効利用を図ることができるようになる。また、従来の如き放熱器において熱を大気に排出した場合には、当該熱の排出により冷凍サイクル装置の周囲の温度上昇を招く不都合が生じていたが、上述のように放熱器の熱を給湯に利用することで、このような不都合を解消することができるようになった(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−106360号公報
As described above, the heat that has been exhausted to the atmosphere in the past can be used for hot water supply, so that the energy can be effectively used. Further, when heat is discharged to the atmosphere in a conventional radiator, there is a disadvantage that the discharge of the heat causes an increase in the temperature around the refrigeration cycle apparatus. However, as described above, the heat of the radiator is heated. It has become possible to eliminate such an inconvenience by using it (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-106360 A

ところが、上述のように蒸発器において発生した熱を放熱器にて加熱に利用した場合、冷却負荷の増大、或いは、加熱の負荷の低下により、放熱器における冷媒の放熱量が不足、或いは、低下すると、これに伴い、蒸発器における冷却能力が低下して被冷却物の冷却に支障を来す問題が生じていた。   However, when the heat generated in the evaporator is used for heating in the radiator as described above, the amount of heat released from the refrigerant in the radiator is insufficient or decreased due to an increase in cooling load or a decrease in heating load. As a result, there has been a problem that the cooling capacity of the evaporator is reduced and the cooling of the object to be cooled is hindered.

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、蒸発器における吸熱により発生した熱を放熱器にて加熱に利用する冷凍サイクル装置において、放熱器における放熱量の不足、或いは、低下により、蒸発器における冷却能力が低下する不都合を確実に回避して、冷却作用を維持することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems of the related art, and in a refrigeration cycle apparatus that uses heat generated by heat absorption in an evaporator for heating in a radiator, the heat dissipation in the radiator is insufficient. Alternatively, it is an object of the present invention to reliably avoid the disadvantage that the cooling capacity of the evaporator decreases due to the decrease and maintain the cooling action.

そこで、請求項1に記載の冷凍サイクル装置は、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を含む冷媒回路と、貯湯タンクとを備え、この貯湯タンク内の水と放熱器とを熱交換させることにより、当該放熱器からの放熱で湯を生成し、貯湯タンク内に貯留すると共に、蒸発器による吸熱により冷却作用を発揮して成るものであって、貯湯タンク内に給水する給水装置と、貯湯タンク内の水を排出する排出装置と、貯湯タンクの上部に設けられた高温湯取出口とを備え、排出装置の排出管は、高温湯取出口より下方の貯湯タンクに配置されると共に、貯湯タンク内の水、若しくは、放熱器と貯湯タンク内の水を熱交換させるための熱交換器に循環される水の温度、又は、放熱器内、若しくは、当該放熱器を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、排出装置により貯湯タンク内の水を排出することを特徴とする。 Therefore, the refrigeration cycle apparatus according to claim 1 includes a refrigerant circuit including a compressor, a radiator, a decompression device, and an evaporator, and a hot water storage tank, and exchanges heat between the water in the hot water storage tank and the radiator. Thus, hot water is generated by heat radiation from the radiator, stored in the hot water storage tank, and exhibits a cooling action by absorbing heat from the evaporator, and a water supply device for supplying water into the hot water storage tank; A discharge device that discharges water in the hot water storage tank and a high temperature hot water outlet provided at the top of the hot water storage tank, and a discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank below the high temperature hot water outlet, The temperature of the water in the hot water storage tank, or the water circulated through the heat exchanger for exchanging heat between the heat radiator and the water in the hot water storage tank, or the temperature of the refrigerant in the heat radiator or from the heat radiator Rose above a certain value If, characterized by discharging the water in the hot water storage tank by the discharge device.

請求項2に記載の冷凍サイクル装置は、上記発明において貯湯タンクは、下部に低温湯取出口を備え、排出装置の排出管は低温湯取出口より上方の貯湯タンクに配置されていることを特徴とする。 The refrigeration cycle apparatus according to claim 2 is characterized in that, in the above invention, the hot water storage tank is provided with a low temperature hot water outlet in the lower part, and the discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank above the low temperature hot water outlet. And

請求項1の発明によれば、圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を含む冷媒回路と、貯湯タンクとを備え、この貯湯タンク内の水と放熱器とを熱交換させることにより、当該放熱器からの放熱で湯を生成し、貯湯タンク内に貯留すると共に、蒸発器による吸熱により冷却作用を発揮して成る冷凍サイクル装置において、貯湯タンク内に給水する給水装置と、貯湯タンク内の水を排出する排出装置と、貯湯タンクの上部に設けられた高温湯取出口とを備え、排出装置の排出管は、高温湯取出口より下方の貯湯タンクに配置されると共に、貯湯タンク内の水、若しくは、放熱器と貯湯タンク内の水を熱交換させるための熱交換器に循環される水の温度、又は、放熱器内、若しくは、当該放熱器を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、排出装置により貯湯タンク内の水を排出するので、当該排出装置により排出された水の分、給水装置から貯湯タンク内に排出された水より低温の水を供給することができるので、放熱器と熱交換させる水の温度を下げることができるようになる。 According to the first aspect of the present invention, a refrigerant circuit including a compressor, a radiator, a pressure reducing device, and an evaporator, and a hot water storage tank are provided, and the water in the hot water storage tank and the radiator are subjected to heat exchange, thereby In a refrigeration cycle apparatus that generates hot water by heat radiation from a radiator and stores it in a hot water storage tank, and exhibits a cooling action by absorbing heat by an evaporator, a water supply device that supplies water into the hot water storage tank, A discharge device for discharging water and a high temperature hot water outlet provided in the upper part of the hot water storage tank are provided, and a discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank below the high temperature hot water outlet and is disposed in the hot water storage tank. Water or the temperature of water circulated through a heat exchanger for exchanging heat between the radiator and the water in the hot water storage tank, or the temperature of the refrigerant in the radiator or exiting the radiator is a predetermined value. If it rises above, Since the water in the hot water storage tank is discharged by the device, water lower in temperature than the water discharged from the water supply device into the hot water storage tank can be supplied by the amount of water discharged by the discharge device. The temperature of the water to be exchanged can be lowered.

これにより、放熱器における冷媒の放熱量を確保することができるので、蒸発器における冷却能力を維持することが可能となる。   Thereby, since the heat radiation amount of the refrigerant in the radiator can be ensured, the cooling capacity in the evaporator can be maintained.

特に、排出装置の排出管は、高温湯取出口より下方の貯湯タンクに配置されているので、高温湯取出口より取り出される水(湯)より低温の水(湯)を排出装置から取り出すことが可能となる。これにより、貯湯タンクに貯えられた高温の水(湯)の利用に支障を来すことなく、排出装置から貯湯タンク内の水を排出することができるようになる。 In particular, since the discharge pipe of the discharge device is arranged in a hot water storage tank below the high temperature hot water outlet, water (hot water) lower in temperature than the water (hot water) extracted from the high temperature hot water outlet can be taken out from the discharge device. It becomes possible. Thereby, the water in the hot water storage tank can be discharged from the discharge device without hindering the use of the high-temperature water (hot water) stored in the hot water storage tank.

また、請求項2の発明によれば、上記に加えて貯湯タンクは、下部に低温湯取出口を備え、排出装置の排出管は低温湯取出口より上方の貯湯タンクに配置されているので、当該排出装置から取り出される貯湯タンク内の湯は、高温湯取出口より取り出される湯より低温で、且つ、低温取出口より取り出される水より高温である中温の湯となる。従って、当該排出装置により貯湯タンク内から中温の湯を排出することが可能となります。According to the invention of claim 2, in addition to the above, the hot water storage tank includes a low temperature hot water outlet in the lower part, and the discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank above the low temperature hot water outlet. The hot water in the hot water storage tank taken out from the discharge device is an intermediate hot water that is lower in temperature than hot water taken out from the high temperature hot water outlet and hotter than water taken out from the low temperature hot water outlet. Therefore, it is possible to discharge hot water from the hot water storage tank by the discharge device.

総じて、熱的損失を極力抑えて、且つ、貯湯タンクに貯えられた高温の水(湯)の利用に支障を来すことなく、排出装置から貯湯タンク内の水を排出して、放熱器と熱交換させる水の温度を下げることができるようになる。  In general, the heat in the hot water storage tank is discharged from the discharge device while minimizing the heat loss and without hindering the use of hot water (hot water) stored in the hot water storage tank. The temperature of the water to be heat exchange can be lowered.

以下、図面に基づき本発明の冷凍サイクル装置の実施形態を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the refrigeration cycle apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した一実施例の冷凍サイクル装置の概略構成図である。本実施例の冷凍サイクル装置1は、圧縮機10、放熱器11、減圧装置としての膨張弁14及び蒸発器16を含む冷媒回路2と、貯湯タンク30を含む給湯回路3とを備え、放熱器11からの放熱により加熱作用を発揮すると共に、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して成るものである。即ち、当該冷凍サイクル装置1は、給湯回路3を循環する貯湯タンク30内の水、若しくは、湯と放熱器11とを熱交換させることにより、放熱器11からの放熱で高温の湯を生成し、貯湯タンク30内に貯留すると共に、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却するものである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied. The refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment includes a compressor 10, a radiator 11, a refrigerant circuit 2 including an expansion valve 14 and an evaporator 16 as a decompression device, and a hot water supply circuit 3 including a hot water storage tank 30, and a radiator. In addition to exhibiting a heating action by heat radiation from the heat sink 11, a cooling action is exhibited by heat absorption by the evaporator 16. That is, the refrigeration cycle apparatus 1 generates high-temperature hot water by heat dissipation from the radiator 11 by exchanging heat between the water in the hot water storage tank 30 circulating in the hot water supply circuit 3 or hot water and the radiator 11. In addition to being stored in the hot water storage tank 30, the object to be cooled is cooled by exhibiting a cooling action by absorbing heat from the evaporator 16.

上記冷媒回路2は、圧縮機10、放熱器11、絞り手段としての膨張弁14、蒸発器16を順次環状に配管接続して閉回路を成すように構成されている。具体的には、圧縮機10の吐出側に接続された高圧冷媒配管40は放熱器11の入口に接続されている。当該放熱器11は、熱交換器13の一部を構成する冷媒通路であり、給湯回路3の水通路12と熱交換可能に配設されている。この熱交換器13は、放熱器11と給湯回路3の貯湯タンク30内の水を熱交換させる水−冷媒熱交換型の熱交換器であり、放熱器11としての冷媒通路と給湯回路3の水通路12から構成されている。当該熱交換器13の一端には、放熱器11の冷媒通路の入口と、水通路12の出口が形成され、他端には、放熱器11の冷媒通路の出口と、水通路12の入口がそれぞれ形成されている。従って、当該熱交換器13において、圧縮機10から吐出され、放熱器11を流れる高温高圧の冷媒と、水通路12を流れる水とは対向した流れとなる。   The refrigerant circuit 2 is configured to form a closed circuit by sequentially connecting the compressor 10, the radiator 11, the expansion valve 14 as the throttle means, and the evaporator 16 in an annular manner. Specifically, the high-pressure refrigerant pipe 40 connected to the discharge side of the compressor 10 is connected to the inlet of the radiator 11. The radiator 11 is a refrigerant passage that constitutes a part of the heat exchanger 13, and is disposed so as to be able to exchange heat with the water passage 12 of the hot water supply circuit 3. The heat exchanger 13 is a water-refrigerant heat exchange type heat exchanger that exchanges heat between the radiator 11 and the water in the hot water storage tank 30 of the hot water supply circuit 3. It consists of a water passage 12. One end of the heat exchanger 13 is formed with an inlet of the refrigerant passage of the radiator 11 and an outlet of the water passage 12, and the other end is provided with an outlet of the refrigerant passage of the radiator 11 and an inlet of the water passage 12. Each is formed. Therefore, in the heat exchanger 13, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 and flowing through the radiator 11 and the water flowing through the water passage 12 are opposed to each other.

一方、放熱器11の出口に接続された冷媒配管41は膨張弁14の入口に接続されている。膨張弁14は、放熱器11にて放熱した冷媒を減圧するための減圧装置であり、当該膨張弁14の出口に接続された冷媒配管42は、蒸発器16の入口に接続されている。そして、蒸発器16の出口には吸入管45の一端が接続され、吸入管45の他端は圧縮機10の低圧側(吸入部)に接続されている。また、蒸発器16と圧縮機の低圧側とを連結する当該吸入管45には、圧縮機10に液冷媒が吸い込まれて損傷する不都合等から圧縮機を保護するためのアキュムレータ17が介設されている。   On the other hand, the refrigerant pipe 41 connected to the outlet of the radiator 11 is connected to the inlet of the expansion valve 14. The expansion valve 14 is a decompression device for decompressing the refrigerant radiated by the radiator 11, and the refrigerant pipe 42 connected to the outlet of the expansion valve 14 is connected to the inlet of the evaporator 16. One end of the suction pipe 45 is connected to the outlet of the evaporator 16, and the other end of the suction pipe 45 is connected to the low pressure side (suction part) of the compressor 10. The suction pipe 45 connecting the evaporator 16 and the low pressure side of the compressor is provided with an accumulator 17 for protecting the compressor from the disadvantage that liquid refrigerant is sucked into the compressor 10 and is damaged. ing.

また、冷媒回路2の前記高圧冷媒配管40には、圧縮機10から吐出される高温高圧の冷媒の温度を検出するための吐出温度センサT1が設置されている。この吐出温度センサT1は後述する制御装置に接続されている。   A discharge temperature sensor T <b> 1 for detecting the temperature of the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 is installed in the high-pressure refrigerant pipe 40 of the refrigerant circuit 2. The discharge temperature sensor T1 is connected to a control device described later.

また、上述した冷媒回路2には、冷媒として自然冷媒である二酸化炭素が封入されている。そして、当該冷媒回路2の高圧側の圧力は臨界圧力を超えて上昇するため、当該冷媒サイクルは、遷臨界サイクルとなる。また、圧縮機10の潤滑油としては、例えば、鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキレングリコール)、POE(ポリオールエーテル)等が使用される。   In addition, carbon dioxide, which is a natural refrigerant, is enclosed in the refrigerant circuit 2 described above as a refrigerant. Since the pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit 2 rises above the critical pressure, the refrigerant cycle becomes a transcritical cycle. Further, as the lubricating oil of the compressor 10, for example, mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, PAG (polyalkylene glycol), POE (polyol ether) and the like are used.

他方、前記給湯回路3は、上述した冷媒回路2の放熱器11を流れる冷媒から熱を受け取ることにより水を加熱し、高温の湯を生成して、当該湯を貯湯タンク30に貯える貯湯回路5と、貯湯タンク30内に給水する給水装置32と、貯湯タンク30に貯留された湯を給湯負荷設備に供給する給湯装置34と、後述する排出装置36とから構成されている。   On the other hand, the hot water supply circuit 3 heats water by receiving heat from the refrigerant flowing through the radiator 11 of the refrigerant circuit 2 described above, generates hot hot water, and stores the hot water in the hot water storage tank 30. A hot water supply device 32 for supplying water into the hot water storage tank 30, a hot water supply device 34 for supplying hot water stored in the hot water storage tank 30 to a hot water supply load facility, and a discharge device 36 described later.

貯湯回路5は、貯湯タンク30、循環ポンプ31、流量調整弁35、熱交換器13の水通路12を順次環状に配管接続することにより構成されている。即ち、貯湯タンク30の下部に接続された低温配管47は、循環ポンプ31、流量調整弁35を経て熱交換器13の他端に形成された水通路12の入口に接続されている。当該低温配管47は、貯湯タンク30の下方から当該貯湯タンク30に貯留された温度の低い湯(水)を取り出して、熱交換器13に流すため、貯湯タンク30の下部と熱交換器13の水通路12の入口とを接続する配管である。上記循環ポンプ31は、貯湯回路5内に水を循環させるためのものである。本実施例の循環ポンプ31は、貯湯タンク30の下部から取り出した水を熱交換器13側に吐出し、当該熱交換器13の水通路12内の水流が、前述の如き放熱器11内の冷媒流に対して対向流となるように貯湯回路5内の水を循環させている(図1において、時計回りに水を循環)。また、流量調整弁35は、当該循環ポンプ31により循環される貯湯回路5内の温水の流量を調節するための弁装置であり、前記制御装置により弁の開閉及び開度が制御されている。   The hot water storage circuit 5 is configured by pipe-connecting a hot water storage tank 30, a circulation pump 31, a flow rate adjusting valve 35, and the water passage 12 of the heat exchanger 13 in order. That is, the low temperature pipe 47 connected to the lower part of the hot water storage tank 30 is connected to the inlet of the water passage 12 formed at the other end of the heat exchanger 13 through the circulation pump 31 and the flow rate adjusting valve 35. The low-temperature pipe 47 takes out the low temperature hot water (water) stored in the hot water storage tank 30 from below the hot water storage tank 30 and flows it to the heat exchanger 13, so that the lower part of the hot water storage tank 30 and the heat exchanger 13 This pipe connects the inlet of the water passage 12. The circulation pump 31 is for circulating water in the hot water storage circuit 5. The circulation pump 31 of this embodiment discharges water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 to the heat exchanger 13 side, and the water flow in the water passage 12 of the heat exchanger 13 is in the radiator 11 as described above. Water in the hot water storage circuit 5 is circulated so as to be opposed to the refrigerant flow (in FIG. 1, water is circulated clockwise). The flow rate adjustment valve 35 is a valve device for adjusting the flow rate of the hot water in the hot water storage circuit 5 circulated by the circulation pump 31, and the opening and closing and the opening degree of the valve are controlled by the control device.

一方、熱交換器13の一端に形成された水通路12の出口には高温配管48の一端が接続され、当該高温配管48の他端は前記給湯タンク30の上部(本実施例では上端)に接続されている。この高温配管48の途中部には熱交換器13にて放熱器11からの放熱により生成され、貯湯タンク30内に入る高温の湯の温度を検出するための出湯温度センサT2が設けられている。また、前記低温配管47の途中部には、熱交換器13に循環される水の温度を検出するための温度センサT6が設置されている。そして、出湯温度センサT2及び温度センサT6はそれぞれ制御装置に接続されている。   On the other hand, one end of a high-temperature pipe 48 is connected to the outlet of the water passage 12 formed at one end of the heat exchanger 13, and the other end of the high-temperature pipe 48 is connected to the upper part of the hot water supply tank 30 (the upper end in this embodiment). It is connected. A hot water temperature sensor T <b> 2 for detecting the temperature of hot water that is generated by heat dissipation from the radiator 11 in the heat exchanger 13 and enters the hot water storage tank 30 is provided in the middle of the high-temperature pipe 48. . A temperature sensor T6 for detecting the temperature of the water circulated through the heat exchanger 13 is installed in the middle of the low temperature pipe 47. The hot water temperature sensor T2 and the temperature sensor T6 are each connected to a control device.

一方、上記貯湯タンク30は熱交換器13において放熱器11からの放熱で、生成された高温の湯を内部に貯えるためのタンクであり、外周面全体が断熱材にて被覆され、内部に貯えられた湯が冷め難い構造とされている。   On the other hand, the hot water storage tank 30 is a tank for storing hot hot water generated by heat dissipation from the radiator 11 in the heat exchanger 13, and the entire outer peripheral surface is covered with a heat insulating material and stored inside. The structure is such that the hot water that is produced is difficult to cool.

この貯湯タンク30の上部には、前記高温配管48が接続されると共に、当該貯湯タンク30内から高温の湯を取り出す高温湯取出口37が設けられている。当該高温湯取出口37には給湯装置34の高温湯取出配管34Aが接続されている。また、貯湯タンク30の下部には、前記低温配管47が接続されると共に、当該貯湯タンク30内から低温の湯を取り出す低温湯取出口38が設けられている。この低温湯取出口38には給湯装置34の低温湯取出配管34Bが接続されている。   The hot pipe 48 is connected to the upper portion of the hot water storage tank 30 and a high temperature hot water outlet 37 for taking out hot hot water from the hot water storage tank 30 is provided. The high temperature hot water outlet 37 is connected to a high temperature hot water outlet pipe 34 </ b> A of the hot water supply device 34. In addition, the low temperature pipe 47 is connected to the lower part of the hot water storage tank 30 and a low temperature hot water outlet 38 for taking out low temperature hot water from the hot water storage tank 30 is provided. The low temperature hot water outlet 38 is connected to a low temperature hot water discharge pipe 34B of the hot water supply device 34.

上記給湯装置34は、高温湯取出配管34Aから取り出した貯湯タンク30内の高温の湯を必要に応じて低温湯取出配管34Bから取り出した低温の湯と混合し、最適な温度に調節した後、給湯負荷設備に供給するものである。給湯負荷設備に対しての湯の供給は、図示しない給湯弁を開くことにより行われる。給湯弁は、例えば、給湯用の蛇口等であり、一つに限らず、複数設けるものとしても構わない。   The hot water supply device 34 mixes the hot water in the hot water storage tank 30 taken out from the high temperature hot water extraction pipe 34A with the low temperature hot water taken out from the low temperature hot water extraction pipe 34B as necessary, and adjusts it to an optimum temperature. It is supplied to the hot water supply load facility. Hot water is supplied to the hot water supply load facility by opening a hot water supply valve (not shown). The hot water supply valve is, for example, a faucet for hot water supply, and is not limited to one, and a plurality of hot water supply valves may be provided.

更に、貯湯タンク30の下部には、給水装置32の給水配管32Aが減圧弁32Bを介して接続されている。当該給水装置32は、貯湯タンク30内に水を供給するものであり、給湯タンク30内の湯の使用量に相当する水、例えば、市水が給水配管32Aから貯湯タンク30内に当該貯湯タンク30の下部から供給される。この給水配管32Aには、給水弁(図示せず)が介設されており、通常当該給水弁は常時開状態とされている。   Further, a water supply pipe 32A of the water supply device 32 is connected to the lower part of the hot water storage tank 30 via a pressure reducing valve 32B. The water supply device 32 supplies water into the hot water storage tank 30, and water corresponding to the amount of hot water used in the hot water supply tank 30, for example, city water, enters the hot water storage tank 30 from the water supply pipe 32 </ b> A. It is supplied from the lower part of 30. The water supply pipe 32A is provided with a water supply valve (not shown), and the water supply valve is normally kept open.

更にまた、貯湯タンク30の下部には、当該貯湯タンク30不使用時に貯湯タンク30内の湯を排出するための排出弁と排出管が接続されている(図示せず)。   Furthermore, a discharge valve and a discharge pipe for discharging hot water in the hot water storage tank 30 when the hot water storage tank 30 is not used are connected to the lower part of the hot water storage tank 30 (not shown).

ここで、前述した排出装置36は、貯湯タンク30内の水(湯)を排出するためのものであり、高温湯取出口37より下方であって、低温湯取出口38より上方に配置されている。本実施例では、貯湯タンク30の高温湯取出口37より下方であって、低温湯取出口38より上方に当該排出装置36の湯排出管36Aが湯排出弁36Bを介して接続されている。このように、排出装置36を高温湯取出口37より下方であって、低温湯取出口38より上方に配置することで、当該排出装置36から取り出される貯湯タンク30内の湯は、高温湯取出口37より取り出される湯より低温で、且つ、低温湯取出口38より取り出される水より高温である中温の湯となる。従って、湯排出弁36Bを開放することで、貯湯タンク30内から中温の湯を排出することが可能となる。   Here, the discharge device 36 described above is for discharging water (hot water) in the hot water storage tank 30, and is disposed below the high temperature hot water outlet 37 and above the low temperature hot water outlet 38. Yes. In this embodiment, a hot water discharge pipe 36A of the discharge device 36 is connected via a hot water discharge valve 36B below the high temperature hot water outlet 37 of the hot water storage tank 30 and above the low temperature hot water outlet 38. In this way, by disposing the discharge device 36 below the high temperature hot water outlet 37 and above the low temperature hot water outlet 38, the hot water in the hot water storage tank 30 taken out from the discharge device 36 can be removed from the high temperature hot water outlet 38. The hot water is at a lower temperature than the hot water taken out from the outlet 37 and is hotter than the hot water taken out from the low temperature hot water outlet 38. Therefore, by opening the hot water discharge valve 36 </ b> B, it becomes possible to discharge the medium temperature hot water from the hot water storage tank 30.

他方、貯湯タンク30の外面には、上部から下部に渡って適当な間隔に複数の貯湯センサT4が配設されている。当該貯湯センサT4は、貯湯タンク30内に貯えられた湯の各部の温度と湯の有無をそれぞれ検出するためのセンサである。このように、貯湯センサT4を高さを変えて複数設置し、各部の温度を検出することで、貯湯タンク30の上部から下部に渡る温度分布を把握しながら、貯湯タンク30内に貯えられている湯の量を検出することができる。また、各貯湯センサT4は前記制御装置に接続されている。   On the other hand, a plurality of hot water storage sensors T4 are arranged on the outer surface of the hot water storage tank 30 at appropriate intervals from the upper part to the lower part. The hot water storage sensor T4 is a sensor for detecting the temperature of each part of hot water stored in the hot water storage tank 30 and the presence or absence of hot water. In this manner, a plurality of hot water storage sensors T4 are installed at different heights, and the temperature of each part is detected, so that the temperature distribution from the upper part to the lower part of the hot water storage tank 30 is grasped and stored in the hot water storage tank 30. It is possible to detect the amount of hot water. Each hot water storage sensor T4 is connected to the control device.

そして、上述した制御装置は、本発明の冷凍サイクル装置1の制御を司る制御手段であり、圧縮機10及び循環ポンプ31の運転、各弁装置(膨張弁14、流量調整弁35、湯排出弁36B)の開閉や開度などを制御している。また、制御装置には前記各センサT1、T2、T4、T6が接続され、更に、蒸発器16にて冷却される被冷却物、或いは、被冷却物の収納された空間の温度や外気温度を検出するための図示しない温度センサも接続されており、当該制御装置はこれらの入力情報に基づき冷凍サイクル装置1の運転を制御している。   And the control apparatus mentioned above is a control means which manages control of the refrigerating-cycle apparatus 1 of this invention, operation | movement of the compressor 10 and the circulation pump 31, each valve apparatus (expansion valve 14, the flow regulating valve 35, the hot water discharge valve) 36B) is controlled for opening / closing and opening. Further, the sensors T1, T2, T4, and T6 are connected to the control device, and the temperature of the object to be cooled by the evaporator 16 or the space in which the object to be cooled is stored or the outside air temperature. A temperature sensor (not shown) for detection is also connected, and the control device controls the operation of the refrigeration cycle apparatus 1 based on these input information.

尚、上記貯湯タンク30の容量は、冷媒回路2の蒸発器16によって冷却される被冷却物の冷却負荷と、必要とされる給湯負荷と、各々の負荷の発生時刻等を充分に考慮した上で決定する必要がある。即ち、冷却運転時に、貯湯タンク30の下部から低温の水ではなく高温の湯が取り出されて、熱交換器13の水通路12に流れ込むと、放熱器11における放熱量が著しく低下し、その結果、冷媒回路2の冷却能力とCOPも悪化してしまう。そのため、貯湯タンク30の容量は、当該貯湯タンク30の下部から常に低温の水を取り出して、熱交換器13の水通路12に流すことができる充分な容積の貯湯タンクを用いるべきである。具体的な容量については、使用用途や条件に応じて適宜検討することが好ましい。   It should be noted that the capacity of the hot water storage tank 30 is based on sufficient consideration of the cooling load of the object to be cooled by the evaporator 16 of the refrigerant circuit 2, the required hot water supply load, the time at which each load is generated, and the like. It is necessary to decide on. That is, when the hot water is taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 and flows into the water passage 12 of the heat exchanger 13 during the cooling operation, the heat dissipation amount in the radiator 11 is significantly reduced. The cooling capacity and COP of the refrigerant circuit 2 are also deteriorated. Therefore, the capacity of the hot water storage tank 30 should be a hot water storage tank with a sufficient volume that allows low temperature water to be always taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 and flowed to the water passage 12 of the heat exchanger 13. It is preferable to appropriately examine the specific capacity according to the intended use and conditions.

尚、本発明において上述した水とは、給水装置32から貯湯タンク30内に供給される冷水は勿論、貯湯タンク30内に貯留された高温の湯も含む給湯回路3を流れる全ての温度帯の水を総称したものである。従って、本発明において湯も水の一部と解するものとする。   In the present invention, the water described above refers to all the temperature zones flowing through the hot water supply circuit 3 including not only cold water supplied from the water supply device 32 into the hot water storage tank 30 but also hot water stored in the hot water storage tank 30. It is a general term for water. Therefore, in the present invention, hot water is also understood as a part of water.

以上の構成で、本実施例の冷凍サイクル装置1の動作を説明する。   With the above configuration, the operation of the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment will be described.

(1)冷却運転時の冷媒回路の動作
先ず、冷却運転時における冷媒回路2の動作について説明する。制御装置は、各入力情報(上記各センサ等により入力される情報)に基づき、要求される冷却負荷に応じて、冷媒回路2の圧縮機10を起動する。制御装置により当該圧縮機10が駆動されると、吸入管45から圧縮機10の低圧側(吸入部)に低温低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮される。これにより、高温高圧となった冷媒ガスが吐出側から高圧冷媒配管40に入り、圧縮機10の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。
(1) Operation of Refrigerant Circuit During Cooling Operation First, the operation of the refrigerant circuit 2 during the cooling operation will be described. The control device starts the compressor 10 of the refrigerant circuit 2 in accordance with the required cooling load based on each input information (information input by each of the sensors and the like). When the compressor 10 is driven by the control device, the low-temperature and low-pressure refrigerant gas is sucked into the low-pressure side (suction part) of the compressor 10 from the suction pipe 45 and compressed. As a result, the refrigerant gas that has reached high temperature and pressure enters the high-pressure refrigerant pipe 40 from the discharge side and is discharged to the outside of the compressor 10. At this time, the refrigerant is compressed to an appropriate supercritical pressure.

圧縮機10から吐出された高温高圧の冷媒は、高圧冷媒配管40を経て放熱器11の入口から熱交換器13内に入る。そして、当該高温高圧の冷媒ガスは、熱交換器13の放熱器11を通過する過程で、放熱器11と交熱的に設けられた水通路12を流れる貯湯回路5の水に熱を放出して冷却され、低温となる。一方、この放熱器11での放熱作用で水通路12内の水が加熱され、高温の湯が生成される。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 10 enters the heat exchanger 13 from the inlet of the radiator 11 through the high-pressure refrigerant pipe 40. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas releases heat to the water in the hot water storage circuit 5 flowing through the water passage 12 provided in heat exchange with the radiator 11 in the process of passing through the radiator 11 of the heat exchanger 13. It is cooled and becomes low temperature. On the other hand, the heat in the radiator 11 heats the water in the water passage 12 to generate hot water.

このとき、当該放熱器11において、冷媒の状態は通常臨界圧力以上の液相である。即ち、本実施例では冷媒として二酸化炭素を用いているため、放熱器11内の冷媒圧力は臨界圧力以上であり、放熱器11内で冷媒の凝縮は生じないので、放熱器11の入口から出口に向かって、冷媒の温度は水通路12内の水への放熱に伴い、徐々に低下する。他方、熱交換器13の水通路12内において水の温度は入口から出口に向かって、冷媒からの吸熱に伴い、徐々に上昇する。このように、二酸化炭素冷媒を用いて、放熱器11内の冷媒圧力を臨界圧力以上とすることで、従来の冷媒、例えば、HFC系冷媒のように、温度一定の下での凝縮放熱と比較して、効率の高い熱交換が可能となり、且つ、高温の湯を生成することができる。また、当該熱交換器13において、放熱器11を構成する冷媒通路と水通路12とが前述したように対向流となるように設置されているため、水と冷媒とを更に効率よく熱交換させることができる。   At this time, in the radiator 11, the state of the refrigerant is usually a liquid phase that is equal to or higher than the critical pressure. That is, since carbon dioxide is used as the refrigerant in this embodiment, the refrigerant pressure in the radiator 11 is equal to or higher than the critical pressure, and the refrigerant does not condense in the radiator 11. The temperature of the refrigerant gradually decreases as the heat is released to the water in the water passage 12. On the other hand, in the water passage 12 of the heat exchanger 13, the temperature of water gradually increases from the inlet toward the outlet as heat is absorbed from the refrigerant. In this way, by using the carbon dioxide refrigerant, the refrigerant pressure in the radiator 11 is set to be equal to or higher than the critical pressure, so that it is compared with the condensation heat radiation under a constant temperature like a conventional refrigerant, for example, an HFC refrigerant. Thus, highly efficient heat exchange is possible, and high-temperature hot water can be generated. Further, in the heat exchanger 13, since the refrigerant passage and the water passage 12 constituting the radiator 11 are installed so as to face each other as described above, heat is more efficiently exchanged between the water and the refrigerant. be able to.

放熱器11にて冷却された低温高圧の冷媒は、当該放熱器11の出口から熱交換器13を出て、冷媒配管41を通過し、膨張弁14で膨張して低圧となり、冷媒配管42を経由して蒸発器16に至る。尚、当該蒸発器16入口における冷媒の状態は、液冷媒と蒸気冷媒が混在する二相混合状態である。そして、当該蒸発器16において、液相冷媒が被冷却物から吸熱することにより、蒸発して蒸気冷媒となる。このとき、当該吸熱により被冷却物が冷却される。尚、上述した被冷却物は、例えば、冷却や保冷を必要とする食品及び飲料、空気調和を行う場合の空気、又は、熱搬送や蓄熱を利用したシステムにおける水、ブライン、及び氷等が挙げられる。   The low-temperature and high-pressure refrigerant cooled by the radiator 11 exits the heat exchanger 13 from the outlet of the radiator 11, passes through the refrigerant pipe 41, expands at the expansion valve 14, becomes low pressure, and passes through the refrigerant pipe 42. To the evaporator 16. The state of the refrigerant at the inlet of the evaporator 16 is a two-phase mixed state in which liquid refrigerant and vapor refrigerant are mixed. And in the said evaporator 16, when a liquid phase refrigerant | coolant absorbs heat from a to-be-cooled object, it will evaporate and will become a vapor | steam refrigerant | coolant. At this time, the object to be cooled is cooled by the heat absorption. The above-described objects to be cooled include, for example, foods and beverages that require cooling and cold storage, air when air conditioning is performed, or water, brine, and ice in a system using heat transfer and heat storage. It is done.

そして、蒸発器16にて蒸発した冷媒は、当該蒸発器16から出て吸入管45に入り、アキュムレータ17を経て低圧側(吸入部)から再び圧縮機10に吸い込まれるサイクルを繰り返す。以上のサイクルを繰り返すことにより、蒸発器16による吸熱により被冷却物が冷却され、同時に放熱器11からの放熱で湯が生成される。   Then, the refrigerant evaporated in the evaporator 16 exits the evaporator 16 and enters the suction pipe 45, and repeats a cycle in which the refrigerant is sucked into the compressor 10 again from the low pressure side (suction part) through the accumulator 17. By repeating the above cycle, the object to be cooled is cooled by heat absorption by the evaporator 16, and at the same time, hot water is generated by heat radiation from the radiator 11.

上記冷却運転中は冷媒回路2の高圧冷媒配管40に設置された吐出温度センサT1にて検出した吐出冷媒の温度が、所定温度となるように制御装置により、膨張弁14の開度が調節される。具体的には、吐出温度センサT1で検出した冷媒温度が所定の値より上昇すると、制御装置により膨張弁14の開度が拡大される。逆に、吐出温度センサT1で検出した冷媒温度が所定の値より低くなると、制御装置により膨張弁14の開度が縮小される。これにより、給湯のための高温の湯を発生させる運転における好適な条件での高効率な運転を行うことができる。   During the cooling operation, the opening degree of the expansion valve 14 is adjusted by the control device so that the temperature of the discharge refrigerant detected by the discharge temperature sensor T1 installed in the high-pressure refrigerant pipe 40 of the refrigerant circuit 2 becomes a predetermined temperature. The Specifically, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T1 rises above a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 14 is expanded by the control device. Conversely, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T1 becomes lower than a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 14 is reduced by the control device. Thereby, the highly efficient driving | running on the suitable conditions in the driving | operation which generate | occur | produces the hot water for hot water supply can be performed.

尚、冷却運転中の圧縮機10の回転数は、一定であっても良いし、冷却負荷に応じて、インバータ等により周波数が調節されるものであっても差し支えない。   In addition, the rotation speed of the compressor 10 during the cooling operation may be constant, or the frequency may be adjusted by an inverter or the like according to the cooling load.

(2)冷却運転時の給湯回路3の動作
次に、冷却運転時における給湯回路3の動作について説明する。上述した冷却運転が開始されると、前述した制御装置により、給湯回路3の循環ポンプ31が起動され、貯湯タンク30の下部から低温の湯、若しくは、水(以降、水と省略する)が低温配管47を経て、循環ポンプ31に吸い込まれ、当該循環ポンプ31の出口に接続された熱交換器13側の低温配管47に押し出される。これにより、循環ポンプ31から押し出された水は、流量調整弁35を経て、水通路12の入口から熱交換器13内に流入する。熱交換器13では、上述の如く放熱器11を流れる冷媒との熱交換により水通路12内を流れる水が放熱器11から熱を受け取って加熱され、高温の湯が生成される。そして、水通路12の出口から熱交換器13を出た高温の湯は、貯湯回路5の高温配管48を通り、貯湯タンク30の上部(上端)から貯湯タンク30内に注入される。当該貯湯タンク30では、熱交換器13にて生成された高温の湯を上部から注入し、下部から水を取り出しているので、水の温度の違いによる密度差を利用して、上部に高温の水が、下部に低温の水が貯留される。
(2) Operation of Hot Water Supply Circuit 3 During Cooling Operation Next, the operation of the hot water supply circuit 3 during the cooling operation will be described. When the above-described cooling operation is started, the circulating pump 31 of the hot water supply circuit 3 is activated by the control device described above, and low temperature hot water or water (hereinafter abbreviated as water) is cooled from the lower part of the hot water storage tank 30. It is sucked into the circulation pump 31 through the pipe 47 and pushed out to the low-temperature pipe 47 on the heat exchanger 13 side connected to the outlet of the circulation pump 31. Thereby, the water pushed out from the circulation pump 31 flows into the heat exchanger 13 from the inlet of the water passage 12 through the flow rate adjustment valve 35. In the heat exchanger 13, the water flowing in the water passage 12 is heated by receiving heat from the radiator 11 by heat exchange with the refrigerant flowing through the radiator 11 as described above, and high-temperature hot water is generated. The hot water that has exited the heat exchanger 13 from the outlet of the water passage 12 passes through the high-temperature pipe 48 of the hot water storage circuit 5 and is injected into the hot water storage tank 30 from the upper part (upper end) of the hot water storage tank 30. In the hot water storage tank 30, the hot water generated in the heat exchanger 13 is injected from the upper part and the water is taken out from the lower part. Water is stored at the bottom and low-temperature water is stored.

また、前記流量調整弁35は、熱交換器13の水通路12出口の湯の温度が所定の値となるように水の流量を調節している。本実施例では、制御装置により、出湯温度センサT2にて検出される熱交換器13の水通路12出口の湯の温度に基づいて、流量調整弁35が制御されている。即ち、出湯温度センサT2にて検出される水通路12出口の湯の温度が所定温度より高い場合には、制御装置により流量調整弁35の開度が拡大される。これにより、当該貯湯回路5内を循環する水の循環量(流量)を増加させることができる。   The flow rate adjusting valve 35 adjusts the flow rate of water so that the temperature of hot water at the outlet of the water passage 12 of the heat exchanger 13 becomes a predetermined value. In this embodiment, the flow rate adjusting valve 35 is controlled by the control device based on the temperature of hot water at the outlet of the water passage 12 of the heat exchanger 13 detected by the hot water temperature sensor T2. That is, when the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 12 detected by the hot water temperature sensor T2 is higher than a predetermined temperature, the opening degree of the flow rate adjustment valve 35 is expanded by the control device. Thereby, the circulation amount (flow rate) of the water circulating in the hot water storage circuit 5 can be increased.

一方、出湯温度センサT2にて検出される水通路12出口の湯の温度が所定温度より低い場合には、制御装置により流量調整弁35の開度が縮小される。これにより、当該貯湯回路5内を循環する水の循環量(流量)を減少させることができる。尚、本実施例では高温配管48の途中部に設置された出湯温度センサT2にて水通路12出口の湯の温度を検出するものとしたが、これに限らず、熱交換器13の水通路12出口に当該温度センサを設置して、当該温度を検出するものとしても勿論構わない。また、上記所定の温度とは、給湯用途に適した温度、具体的には、50℃〜85℃程度の範囲内で使用用途に応じて決定することが好ましい。   On the other hand, when the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 12 detected by the hot water temperature sensor T2 is lower than a predetermined temperature, the opening degree of the flow rate adjusting valve 35 is reduced by the control device. Thereby, the circulation amount (flow rate) of the water circulating in the hot water storage circuit 5 can be reduced. In the present embodiment, the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 12 is detected by the hot water temperature sensor T2 installed in the middle of the high temperature pipe 48. However, the present invention is not limited to this, and the water passage of the heat exchanger 13 is used. Of course, the temperature sensor may be installed at the outlet 12 to detect the temperature. The predetermined temperature is preferably determined according to the intended use within a range of about 50 ° C. to 85 ° C., specifically a temperature suitable for hot water use.

尚、上記流量調整弁35を使用せずに、例えば、インバータ式の循環ポンプを用いて水の流量を調節しても構わない。この場合、水通路12出口における湯の温度が所定温度より高い場合には、制御装置によりインバータ式循環ポンプの回転数を高く制御することで、貯湯回路5内を循環する水の循環量を増加させることができる。逆に、水通路12出口における湯の温度が所定温度より低い場合には、制御装置によりインバータ式循環ポンプの回転数を低く制御することで、貯湯回路5内を循環する水の循環量を減少させることができる。   Note that the flow rate of water may be adjusted using, for example, an inverter type circulation pump without using the flow rate adjusting valve 35. In this case, when the temperature of hot water at the outlet of the water passage 12 is higher than a predetermined temperature, the amount of water circulating in the hot water storage circuit 5 is increased by controlling the rotational speed of the inverter circulation pump to be high by the control device. Can be made. Conversely, when the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 12 is lower than the predetermined temperature, the control device controls the rotation speed of the inverter circulation pump to be low, thereby reducing the amount of water circulating in the hot water storage circuit 5. Can be made.

また、上述した熱交換器13により生成され、貯湯タンク30に貯えられた湯は、図示しない給湯弁(前記蛇口等)を操作することで、給湯負荷設備に供給される。具体的には、給湯弁を開くと、貯湯タンク30に貯えられた高温の湯が貯湯タンク30の上部に形成された高温湯取出口37から高温湯取出配管34Aを介して図示しない混合弁に流れる。同様に、貯湯タンク30に貯えられた低温の湯が貯湯タンク30の下部に形成された低温湯取出口38から低温湯取出配管34Bを介して上記混合弁に流れる。そして、当該混合弁で高温の湯と低温の湯(或いは、水)が混合され、所定の温度に調節された後、給湯弁を介して各負荷設備に供給される。   The hot water generated by the heat exchanger 13 and stored in the hot water storage tank 30 is supplied to a hot water supply load facility by operating a hot water supply valve (not shown) such as the faucet. Specifically, when the hot water supply valve is opened, high temperature hot water stored in the hot water storage tank 30 is changed from a high temperature hot water outlet 37 formed in the upper part of the hot water storage tank 30 to a mixing valve (not shown) via the high temperature hot water outlet pipe 34A. Flowing. Similarly, the low temperature hot water stored in the hot water storage tank 30 flows from the low temperature hot water outlet 38 formed in the lower part of the hot water storage tank 30 to the mixing valve via the low temperature hot water extraction pipe 34B. Then, hot water and low temperature hot water (or water) are mixed by the mixing valve, adjusted to a predetermined temperature, and then supplied to each load facility via the hot water supply valve.

尚、上述する各負荷設備に供給される湯の温度は、混合弁と給湯弁とを接続する配管上に設けられた図示しない給湯温度センサにより検出される。また、給水装置32の前記給水弁は、通常、常時開かれた状態であるので、各負荷設備に供給される湯の量に相当する量の市水が給水装置32の給水配管32Aから給湯回路3の系内に供給される。   Note that the temperature of hot water supplied to each load facility described above is detected by a hot water supply temperature sensor (not shown) provided on a pipe connecting the mixing valve and the hot water supply valve. In addition, since the water supply valve of the water supply device 32 is normally open, an amount of city water corresponding to the amount of hot water supplied to each load facility is supplied from the water supply pipe 32A of the water supply device 32 to the hot water supply circuit. 3 is supplied into the system.

以上のように、冷凍サイクル装置1により、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却すると共に、当該冷却過程で発生する熱を有効に利用し、即ち、放熱器14からの放熱で湯を生成し、生成された湯を給湯負荷設備に供給することができるようになる。特に、本実施例の如く二酸化炭素冷媒を用いた遷臨界サイクルを利用することで、放熱器11で生成される湯の温度を高温とすることが可能となる。従って、従来のボイラー等で湯を沸かし供給する給湯装置に比べて、消費エネルギーを大幅に削減することができる。また、冷凍サイクル装置の高温側の熱を利用することで、従来、高圧側から大気中に放出されていた熱も削減できるので、当該冷凍サイクル装置の周囲温度の上昇も抑えることができるようになる。   As described above, the refrigeration cycle apparatus 1 exhibits a cooling action by absorbing heat from the evaporator 16 to cool the object to be cooled, and effectively uses the heat generated in the cooling process, that is, from the radiator 14. It is possible to generate hot water by heat dissipation and supply the generated hot water to the hot water supply load facility. In particular, by using a transcritical cycle using a carbon dioxide refrigerant as in this embodiment, the temperature of the hot water generated by the radiator 11 can be increased. Therefore, energy consumption can be greatly reduced as compared with a hot water supply apparatus that boils and supplies hot water with a conventional boiler or the like. In addition, by using the heat on the high temperature side of the refrigeration cycle apparatus, the heat that has been released to the atmosphere from the high pressure side can be reduced, so that the increase in the ambient temperature of the refrigeration cycle apparatus can also be suppressed. Become.

(3)冷却運転時における放熱器11の放熱量を確保する動作
ところで、このような冷凍サイクル装置では、冷却運転時において冷却負荷の増大、或いは、給湯負荷の低下により、貯湯タンク30内に貯留される高温の湯量が過剰となると、貯湯タンク30の下部から取り出される湯の温度も上昇し、その結果、熱交換器13に高温の湯が流れ込む不都合が生じる。
(3) Operation to ensure the heat radiation amount of the radiator 11 during the cooling operation By the way, in such a refrigeration cycle apparatus, it is stored in the hot water storage tank 30 due to an increase in cooling load or a decrease in hot water supply load during the cooling operation. If the amount of hot water to be produced becomes excessive, the temperature of the hot water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 also rises. As a result, there arises a problem that the hot water flows into the heat exchanger 13.

このように熱交換器13に高温の湯が流れ込むと、熱交換器13の放熱器11において、当該放熱器11を流れる冷媒が水通路12を流れる水に熱を放出する、冷媒の放熱量が著しく低下、或いは、不足することとなる。これにより、当該放熱器11において冷媒を低温とすることができないので、蒸発器16に流れる冷媒の比エンタルピも上昇し、蒸発器16における冷却能力、及び、冷凍サイクル装置1の効率が著しく低下し、蒸発器16における被冷却物の冷却に支障を来たす問題が生じる。   When high-temperature hot water flows into the heat exchanger 13 in this way, in the radiator 11 of the heat exchanger 13, the refrigerant flowing through the radiator 11 releases heat to the water flowing through the water passage 12. It will be significantly reduced or insufficient. As a result, since the refrigerant cannot be cooled to a low temperature in the radiator 11, the specific enthalpy of the refrigerant flowing in the evaporator 16 is also increased, and the cooling capacity in the evaporator 16 and the efficiency of the refrigeration cycle apparatus 1 are significantly reduced. There arises a problem that hinders cooling of the object to be cooled in the evaporator 16.

このような問題を解消するため、本発明では放熱器11における放熱量を把握可能な指標に基づき、蒸発器16における冷却作用を維持するために必要な放熱器11における所定の放熱量を確保する動作を実行するものとする。具体的には、本実施例の冷凍サイクル装置1は、貯湯タンク30内の水、若しくは、放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度、又は、放熱器11内、若しくは、当該放熱器11を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、排出装置36により貯湯タンク30内の水を排出するものとする。   In order to solve such a problem, the present invention secures a predetermined heat dissipation amount in the radiator 11 necessary for maintaining the cooling action in the evaporator 16 based on an index that can grasp the heat dissipation amount in the radiator 11. The operation shall be executed. Specifically, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment is configured so that water in the hot water storage tank 30 or water circulated to the heat exchanger 13 for heat exchange between the radiator 11 and the water in the hot water storage tank 30 is used. When the temperature or the temperature of the refrigerant in the radiator 11 or the refrigerant discharged from the radiator 11 rises to a predetermined value or more, the water in the hot water storage tank 30 is discharged by the discharge device 36.

ここで、当該排出装置36による貯湯タンク30の水の排出動作について説明する。本実施例の冷凍サイクル装置1では、温度センサT6にて検出される放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度が所定の値以上、例えば、25℃〜30℃以上に上昇した場合、排出装置36により貯湯タンク30内の水を排出するものとする。尚、排出装置36により貯湯タンク30内の水を排出する温度は、本実施例のように放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度に限らず、貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク30内の水の温度であっても良く、また、熱交換器13の放熱器11内冷媒の温度や、放熱器11を出た冷媒の温度であっても差し支えない。   Here, the water discharge operation of the hot water storage tank 30 by the discharge device 36 will be described. In the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment, the temperature of water circulated through the heat exchanger 13 for exchanging heat between the radiator 11 detected by the temperature sensor T6 and the water in the hot water storage tank 30 is equal to or higher than a predetermined value. For example, when the temperature rises to 25 ° C. to 30 ° C. or higher, the water in the hot water storage tank 30 is discharged by the discharge device 36. The temperature at which the water in the hot water storage tank 30 is discharged by the discharge device 36 is the water circulated in the heat exchanger 13 for exchanging heat between the radiator 11 and the water in the hot water storage tank 30 as in this embodiment. Not only the temperature but also the temperature of the water in the hot water storage tank 30 detected by the hot water storage sensor T4, the temperature of the refrigerant in the radiator 11 of the heat exchanger 13, and the refrigerant discharged from the radiator 11 The temperature can be any temperature.

また、排出装置36の湯排出管36Aに設けられた湯排出弁36Bは、前記制御装置により通常、閉じられており、この状態では、貯湯タンク30内の水は湯排出管36Aから排出されないものとする。   The hot water discharge valve 36B provided in the hot water discharge pipe 36A of the discharge device 36 is normally closed by the control device, and in this state, water in the hot water storage tank 30 is not discharged from the hot water discharge pipe 36A. And

そして、冷却運転中に、前記温度センサT6にて検出される水の温度が所定の値以上(本実施例では25℃〜30℃以上)に上昇した場合、前述した制御装置により、湯排出管36Aの湯排出弁36Bが開かれる。これにより、貯湯タンク30内の高温湯取出口37より取り出される湯より低温で、且つ、低温湯取出口38より取り出される水より高温である中温の湯が湯排出管36Aから貯湯タンク30の外部に排出される。   During the cooling operation, when the temperature of the water detected by the temperature sensor T6 rises to a predetermined value or more (in this embodiment, 25 ° C. to 30 ° C. or more), the above-described control device controls the hot water discharge pipe. 36A hot water discharge valve 36B is opened. As a result, medium-temperature hot water that is lower in temperature than the hot water taken out from the hot water outlet 37 in the hot water storage tank 30 and higher in temperature than the water taken out from the low temperature hot water outlet 38 is discharged from the hot water discharge pipe 36A to the outside of the hot water tank 30. To be discharged.

当該湯排出管36Aからの湯の排出と同時に、排出された湯量に相当する量の冷水が給水装置32の給水配管32Aから貯湯タンク30内に供給される。尚、上記湯排出管36Aから貯湯タンク30の外部に排出される湯は、適切な用途があれば利用することも可能である。   Simultaneously with the discharge of hot water from the hot water discharge pipe 36 </ b> A, an amount of cold water corresponding to the amount of discharged hot water is supplied from the water supply pipe 32 </ b> A of the water supply device 32 into the hot water storage tank 30. The hot water discharged from the hot water discharge pipe 36A to the outside of the hot water storage tank 30 can be used if there is an appropriate use.

このように、湯排出管36Aから貯湯タンク30の外部に湯を排出し、同時に、排出された湯量に相当する冷水を当該貯湯タンク30内に供給することで、貯湯タンク30内下部の湯の温度を低くすることができ、当該貯湯タンク30内下部の湯、若しくは、給水装置32から当該貯湯タンク30内に供給された冷水を熱交換器13に供給することができるようになる。   In this way, hot water is discharged from the hot water discharge pipe 36 </ b> A to the outside of the hot water storage tank 30, and at the same time, cold water corresponding to the amount of discharged hot water is supplied into the hot water storage tank 30. The temperature can be lowered, and the hot water in the lower part of the hot water storage tank 30 or the cold water supplied from the water supply device 32 into the hot water storage tank 30 can be supplied to the heat exchanger 13.

これにより、熱交換器13において、冷媒が蒸発器16における冷却作用を維持するために必要な放熱量を確保することが可能となる。即ち、熱交換器13において、放熱器11を流れる冷媒の熱を水通路12を流れる水に充分に放出して、冷媒の温度を低温とすることができるので、蒸発器16における冷却能力を維持して、確実に、被冷却物の冷却を行うことが可能となる。   Thereby, in the heat exchanger 13, it becomes possible to ensure the heat radiation amount required for the refrigerant to maintain the cooling action in the evaporator 16. That is, in the heat exchanger 13, the heat of the refrigerant flowing through the radiator 11 can be sufficiently released to the water flowing through the water passage 12, and the temperature of the refrigerant can be lowered, so that the cooling capacity in the evaporator 16 is maintained. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled.

特に、本実施例の冷凍サイクル装置1では、排出装置36の湯排出管36Aが貯湯タンク30の高温湯取出口37より下方であって、低温湯取出口38より上方に配置されている。具体的に、当該湯排出管36Aの位置は、下部から貯湯タンク30内に貯留される水の容積が20L〜50L程度となる位置に当該排出装置36の湯排出管36Aを取り付けることが好ましい。即ち、当該位置より下方に湯排出管36Aを取り付けると、給水装置32の給水配管32Aから貯湯タンク内に流入した冷水と貯湯タンク30内の温水との混合、及び、熱の伝導により、冷水を導入する効果が充分に得られなくなってしまう。逆に、当該位置より、上方に取り付けた場合には、貯湯タンク30内に貯えられた高温の湯が当該排出装置36から貯湯タンク30の外部に排出されることなり、熱的損失が大きくなる。   In particular, in the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment, the hot water discharge pipe 36 </ b> A of the discharge device 36 is disposed below the high temperature hot water outlet 37 of the hot water storage tank 30 and above the low temperature hot water outlet 38. Specifically, the position of the hot water discharge pipe 36A is preferably attached to the hot water discharge pipe 36A of the discharge device 36 at a position where the volume of water stored in the hot water storage tank 30 from the lower part is about 20L to 50L. That is, when the hot water discharge pipe 36A is attached below the position, the cold water is fed by mixing the cold water flowing into the hot water storage tank from the water supply pipe 32A of the water supply device 32 and the hot water in the hot water storage tank 30 and conducting heat. The effect of introducing cannot be obtained sufficiently. On the contrary, when it is attached above the position, the hot water stored in the hot water storage tank 30 is discharged from the discharge device 36 to the outside of the hot water storage tank 30, and the thermal loss increases. .

そこで、貯湯タンク30の高温湯取出口37より下方であって、低温湯取出口38より上方であり、且つ、下部から貯湯タンク30内に貯留される水の容積が20L〜50L程度となる位置に当該排出装置36の湯排出管36Aを取り付けることで、給湯負荷設備への給湯に支障を来すことなく、当該排出装置36から湯を排出して、熱交換器13の放熱器11における放熱量も確保することができる。   Therefore, a position below the high temperature hot water outlet 37 of the hot water storage tank 30 and above the low temperature hot water outlet 38 and the volume of water stored in the hot water storage tank 30 from the lower part is about 20L to 50L. By attaching the hot water discharge pipe 36A of the discharge device 36 to the hot water supply facility, the hot water is discharged from the discharge device 36 without hindering the hot water supply to the hot water supply load facility, and is released in the radiator 11 of the heat exchanger 13. The amount of heat can also be secured.

ところで、上記排出装置36から排出される湯量は少なすぎると、貯湯タンク30に流入する冷水の量が不十分となり、その結果、貯湯タンク30内の高温の湯の量が過剰となって、冷却能力と効率に悪影響を及ぼす恐れがある。従って、当該排出装置36を設けることによって得られる効果は極めて少なくなる恐れがある。他方、排出装置36から排出される湯量が多すぎると、湯の排出に伴い、熱交換器13を流れる水の量を制御することが困難となり、その結果、貯湯回路5の水の循環量が過剰となって、熱交換器13にて生成される湯の温度が低下する恐れがある。更に、給水配管32Aから勢いよく流入する冷水により、貯湯タンク30内部の温度成層が乱され、貯湯タンク30内での熱損失が増大する恐れがある。   By the way, if the amount of hot water discharged from the discharge device 36 is too small, the amount of cold water flowing into the hot water storage tank 30 becomes insufficient. As a result, the amount of hot water in the hot water storage tank 30 becomes excessive and cooling is performed. May negatively impact capacity and efficiency. Therefore, the effect obtained by providing the discharge device 36 may be extremely reduced. On the other hand, if the amount of hot water discharged from the discharge device 36 is too large, it becomes difficult to control the amount of water flowing through the heat exchanger 13 as hot water is discharged. As a result, the amount of water circulating in the hot water storage circuit 5 is reduced. There is a risk that the temperature of the hot water generated in the heat exchanger 13 will be reduced. Furthermore, the cold water that flows in vigorously from the water supply pipe 32 </ b> A disturbs the temperature stratification inside the hot water storage tank 30, which may increase heat loss in the hot water storage tank 30.

従って、排出装置36から排出される湯量が適切な量となるように予め設定するものとする。具体的には、当該湯排出弁36B、若しくは、湯排出管36Aに、適切な絞り部を設けて(図示せず)、排出装置36から単位時間当たりに排出される貯湯タンク30内の湯の量が所定の値となるように予め設定されている。当該所定の値は、冷媒回路1の加熱能力と、生成される湯の温度とから求められる貯湯回路5の湯の循環量(定格流量、若しくは、生成される湯の流量)より大きく、且つ、生成される湯の温度に影響を及ぼさず、貯湯タンク30内の温度成層(貯湯タンク30の上部に高温の湯が溜まり、下方に行く程、湯の温度が低くなる)を乱さない程度に小さい値とする。具体的には、貯湯回路5の定格流量の1.2倍から2倍程度が望ましく、例えば、生成される湯の量が毎分1Lであるシステムでは、1.2L/分から2L/分の湯排出量が望ましい。   Therefore, the amount of hot water discharged from the discharge device 36 is set in advance so as to be an appropriate amount. Specifically, the hot water discharge valve 36B or the hot water discharge pipe 36A is provided with an appropriate throttle portion (not shown), and the hot water in the hot water storage tank 30 discharged from the discharge device 36 per unit time. The amount is set in advance so as to be a predetermined value. The predetermined value is larger than the hot water circulation amount (rated flow rate or generated hot water flow rate) of the hot water storage circuit 5 obtained from the heating capacity of the refrigerant circuit 1 and the generated hot water temperature, and It is small enough not to disturb the temperature stratification in the hot water storage tank 30 (high temperature hot water accumulates in the upper part of the hot water storage tank 30, and the temperature of the hot water decreases as it goes downward) without affecting the temperature of the generated hot water. Value. Specifically, about 1.2 to 2 times the rated flow rate of the hot water storage circuit 5 is desirable. For example, in a system in which the amount of hot water generated is 1 L / min, hot water of 1.2 L / min to 2 L / min Emissions are desirable.

以上詳述したように、本実施例の冷凍サイクル装置1により、冷却負荷の増大、或いは、加熱の負荷の低下により、貯湯タンク30内部の高温の湯量が過剰となる場合であっても、排出装置36から貯湯タンク30内の水を排出すると共に、給水装置32から貯湯タンク30内に冷水を取り込み、熱交換器13に供給することができるので、放熱器11における冷媒の放熱量を確保して、蒸発器16における冷却能力が低下する不都合を未然に回避することができる。これにより、被冷却物の確実な冷却を行うことができるようになる。   As described above in detail, the refrigeration cycle apparatus 1 of the present embodiment discharges even if the amount of hot water in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load or a decrease in heating load. The water in the hot water storage tank 30 can be discharged from the device 36 and the cold water can be taken into the hot water storage tank 30 from the water supply device 32 and supplied to the heat exchanger 13. Thus, the disadvantage that the cooling capacity in the evaporator 16 is reduced can be avoided. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled.

次に、本発明の冷凍サイクル装置の他の実施例について説明する。図2は、本発明を適用した他の実施例の冷凍サイクル装置の概略構成図である。図2において、図1と同一の符号が付されたものは同一、或いは、類似の作用又は効果を奏するものであるため、説明を省略し、本実施例では上記実施例と相違する部分を中心に説明する。   Next, another embodiment of the refrigeration cycle apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to another embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or similar actions or effects, so the description is omitted, and in this embodiment, the parts different from the above embodiment are mainly described. Explained.

先ず、本実施例の冷凍サイクル装置100と、前記実施例1の冷凍サイクル装置1との構成上の相違点について説明する。実施例1の冷凍サイクル装置1は、必要に応じて貯湯タンク30内の湯を排出する排出装置36を備えているのに対し、本実施例の冷凍サイクル装置100は、排出装置36を備えていない。本実施例の冷凍サイクル装置100は、貯湯タンク30の下部と熱交換器13の水通路12の入口を接続する低温配管47上に水冷却装置80を備えている。この水冷却装置80は、貯湯タンク30から熱交換器13に流れ、当該熱交換器13において放熱器11と熱交換する水を冷却するための熱交換器である。   First, the structural differences between the refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment and the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment will be described. The refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment includes a discharge device 36 that discharges hot water in the hot water storage tank 30 as necessary, whereas the refrigeration cycle apparatus 100 according to the present embodiment includes a discharge device 36. Absent. The refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment includes a water cooling device 80 on a low-temperature pipe 47 that connects the lower part of the hot water storage tank 30 and the inlet of the water passage 12 of the heat exchanger 13. The water cooling device 80 is a heat exchanger for cooling water that flows from the hot water storage tank 30 to the heat exchanger 13 and exchanges heat with the radiator 11 in the heat exchanger 13.

本実施例の水冷却装置80は、例えば、所謂チューブアンドフィン型の熱交換器であり、銅管と、この銅管に設けられた伝熱促進アルミフィンとから構成されている。そして、当該銅管の内部に貯湯タンク30の下部から取り出され、熱交換器13に供給される水が流れるための流路が構成されている。また、当該水冷却装置80の近傍には、銅管内を流れる水と熱交換させるための空気を水冷却装置80に供給するためのファン80Fと、当該ファン80Fを駆動するファンモータ80Mが設置されている。当該ファンモータ80Mの運転は当該冷凍サイクル装置100の制御を司る図示しない制御装置により制御されているものとする。尚、上記水冷式装置80の形式はこれに限定されるものではなく、他の形式の熱交換器、例えば、アルミ押し出し多孔偏平管を用いて、当該偏平管に設けられた複数の孔を冷媒の通路とした、所謂、マイクロチャンネル型の熱交換器マイクロチューブ型の熱交換器やロールドチューブオンシート型の熱交換器を適用しても差し支えない。また、放熱器11と熱交換する水を冷却する熱媒体としては上記空気に限らず、水やブライン等の熱媒体であっても構わない。水やブラインなどの流体を熱媒体とする場合には、例えば、対向流式の二重管式熱交換器、若しくは、銅管接合式の熱交換器などを用いることができる。   The water cooling device 80 according to the present embodiment is, for example, a so-called tube-and-fin heat exchanger, and includes a copper pipe and heat transfer promoting aluminum fins provided on the copper pipe. And the flow path for the water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 and supplied to the heat exchanger 13 to flow inside the copper pipe is configured. Also, in the vicinity of the water cooling device 80, a fan 80F for supplying air to the water cooling device 80 for heat exchange with water flowing in the copper pipe, and a fan motor 80M for driving the fan 80F are installed. Has been. The operation of the fan motor 80M is controlled by a control device (not shown) that controls the refrigeration cycle apparatus 100. The type of the water-cooled apparatus 80 is not limited to this, and other types of heat exchangers, for example, aluminum extruded porous flat tubes are used, and a plurality of holes provided in the flat tubes are made into a refrigerant. A so-called microchannel type heat exchanger, a microtube type heat exchanger, or a rolled tube on sheet type heat exchanger may be applied. In addition, the heat medium that cools the water that exchanges heat with the radiator 11 is not limited to the air, and may be a heat medium such as water or brine. In the case where a fluid such as water or brine is used as the heat medium, for example, a counter-flow double pipe heat exchanger or a copper pipe junction heat exchanger can be used.

以上の構成で、次に、本実施例の冷凍サイクル装置100の動作を説明する。尚、通常の冷却運転中の冷媒回路2及び貯湯回路5の動作、並びに、給湯負荷設備に湯を供給する動作、即ち、冷媒回路2の蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して、被冷却物を冷却すると共に、放熱器11における冷媒の放熱で高温の湯を生成し、貯湯タンク30に貯えて、これを利用する動作については前記実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment with the above configuration will be described. The operation of the refrigerant circuit 2 and the hot water storage circuit 5 during the normal cooling operation and the operation of supplying hot water to the hot water supply load facility, that is, the heat absorption by the evaporator 16 of the refrigerant circuit 2 exerts a cooling action, The operation of cooling the cooling object and generating hot water by the heat dissipation of the refrigerant in the radiator 11 and storing it in the hot water storage tank 30 is the same as in the first embodiment. Omitted.

通常の冷却運転中において、水冷却装置80に空気を供給するためのファンモータ80Mは制御装置により停止された状態であり、この状態では、水冷却装置80には水と熱交換を行う空気が供給されないので、当該水冷却装置80を流れる水と空気との熱交換は殆ど行われない。   During normal cooling operation, the fan motor 80M for supplying air to the water cooling device 80 is stopped by the control device. In this state, the water cooling device 80 has air that exchanges heat with water. Since it is not supplied, heat exchange between water and air flowing through the water cooling device 80 is hardly performed.

そして、本実施例の冷凍サイクル装置100は、放熱器11と熱交換する水の温度(貯湯タンク30内の水、若しくは、放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度)、又は、放熱器11内、若しくは、当該放熱器11を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、水冷却装置80により水を冷却するものとする。   And the refrigerating cycle apparatus 100 of a present Example is the heat exchange for heat-exchanging the temperature of the water which heat-exchanges with the radiator 11 (the water in the hot water storage tank 30, or the water in the heat radiator 11 and the hot water storage tank 30). The temperature of the water circulated through the radiator 13), or when the temperature of the refrigerant in the radiator 11 or the refrigerant exiting the radiator 11 rises above a predetermined value, the water cooling device 80 cools the water. And

ここで、当該水冷却装置80による水の冷却動作について詳述する。本実施例の冷凍サイクル装置100は、低温配管47上に設置された温度センサT6にて検出される放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度(熱交換器13の入口の水の温度)が所定の値以上になったら、前記制御装置によりファンモータ80Mを駆動し、ファン80Fを回転させる。尚、ファンモータ80Mを駆動する温度は、本実施例のように温度センサT6にて検出される熱交換器13の入口の水の温度に限らず、貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク30内の水の温度であっても良く、また、熱交換器13の放熱器11内冷媒の温度や、放熱器11を出た冷媒の温度であっても構わない。   Here, the water cooling operation by the water cooling device 80 will be described in detail. The refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment is circulated to the heat exchanger 13 for exchanging heat between the radiator 11 detected by the temperature sensor T6 installed on the low temperature pipe 47 and the water in the hot water storage tank 30. When the temperature of the water (the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13) exceeds a predetermined value, the fan motor 80M is driven by the control device to rotate the fan 80F. The temperature at which the fan motor 80M is driven is not limited to the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 as in this embodiment, but the hot water storage tank 30 detected by the hot water storage sensor T4. The temperature of the inside water may be sufficient, and the temperature of the refrigerant | coolant in the heat radiator 11 of the heat exchanger 13 and the temperature of the refrigerant | coolant which exited the heat radiator 11 may be sufficient.

また、ファンモータ80Mを駆動する上記所定の値とは、例えば、水冷却装置80において水と熱交換を行う空気の温度を基準に定めることができる。即ち、温度センサT6で検出した熱交換器13の入口の水の温度が空気の温度より高くなった場合、制御装置によりファンモータ80Mを駆動し、ファン80Fを回転させて、水冷却装置80に空気を供給する。   The predetermined value for driving the fan motor 80M can be determined based on the temperature of air that exchanges heat with water in the water cooling device 80, for example. That is, when the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 is higher than the temperature of the air, the fan motor 80M is driven by the control device, the fan 80F is rotated, and the water cooling device 80 is turned on. Supply air.

これにより、貯湯タンク30の下部から取り出された水は、低温配管47を介して、水冷却装置80の銅管内に流入する。そこで、貯湯タンク30から取り出された水は、当該銅管を通過する過程で、ファン80Fによる通風により空気に熱を放出して低温となる。これにより、熱交換器13に低温の水を供給することができるようになる。   Thereby, the water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 flows into the copper pipe of the water cooling device 80 through the low temperature pipe 47. Therefore, in the process of passing through the copper pipe, the water taken out from the hot water storage tank 30 releases heat to the air by the ventilation by the fan 80F and becomes a low temperature. Thereby, low temperature water can be supplied to the heat exchanger 13.

従って、前記実施例1と同様に冷却負荷の増大や給湯負荷の低下等により、貯湯タンク30内に貯留される高温の湯の量が過剰となり、貯湯タンク30の下部から取り出されて熱交換器13に供給される水の温度が高温となった場合であっても、当該水冷却装置80により、貯湯タンク30の下部から取り出された水を冷却して、熱交換器13に供給することができる。   Accordingly, as in the first embodiment, the amount of hot water stored in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load, a decrease in hot water supply load, etc., and the heat exchanger is taken out from the lower part of the hot water storage tank 30. Even when the temperature of the water supplied to 13 becomes high, water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 can be cooled by the water cooling device 80 and supplied to the heat exchanger 13. it can.

これにより、熱交換器13において、冷媒が蒸発器16における冷却作用を維持するために必要な放熱量を確保することが可能となる。即ち、熱交換器13において、放熱器11を流れる冷媒の熱を水通路12を流れる水に充分に放出して、冷媒の温度を低温とすることができるので、蒸発器16における冷却能力を維持して、確実に、被冷却物の冷却を行うことが可能となる。   Thereby, in the heat exchanger 13, it becomes possible to ensure the heat radiation amount required for the refrigerant to maintain the cooling action in the evaporator 16. That is, in the heat exchanger 13, the heat of the refrigerant flowing through the radiator 11 can be sufficiently released to the water flowing through the water passage 12, and the temperature of the refrigerant can be lowered, so that the cooling capacity in the evaporator 16 is maintained. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled.

本実施例では、水冷却装置80への送風をファンモータ80Mの運転(駆動及び停止)により制御して、水冷却装置80での冷却の有無を切り換えるものとしたが、これに限らず、水冷却装置80をバイパスするバイパス配管を並設し、貯湯タンク30の下部から取り出した水を当該バイパス配管に流すか、水冷却装置80に流すかを択一的に切り換え可能な切換弁を設けて、該切換弁を操作するものとしても、本実施例と同様の制御を行うことが可能である。   In this embodiment, the air blowing to the water cooling device 80 is controlled by the operation (drive and stop) of the fan motor 80M, and the presence or absence of cooling in the water cooling device 80 is switched. A bypass pipe that bypasses the cooling device 80 is provided in parallel, and a switching valve is provided that can selectively switch whether the water taken out from the lower part of the hot water storage tank 30 flows into the bypass piping or the water cooling device 80. Even when the switching valve is operated, the same control as in this embodiment can be performed.

即ち、通常の冷却運転においては、熱交換器13に供給される貯湯タンク30からの水はバイパス配管に流れるように切換弁が制御されている(例えば、前記制御装置により切換弁の動作を制御)。そして、温度センサT6にて検出される熱交換器13入口の水の温度が上記所定の値以上となったら、貯湯タンク30からの水が水冷却装置80に流れるように切換弁が切り換えられる。これにより、熱交換器13に供給される水の温度が上昇した場合にのみ水冷却装置80に水を流して、熱交換器13に供給される水を冷却することができる。   That is, in the normal cooling operation, the switching valve is controlled so that the water from the hot water storage tank 30 supplied to the heat exchanger 13 flows to the bypass pipe (for example, the operation of the switching valve is controlled by the control device). ). When the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 becomes equal to or higher than the predetermined value, the switching valve is switched so that the water from the hot water storage tank 30 flows to the water cooling device 80. Thereby, only when the temperature of the water supplied to the heat exchanger 13 rises, the water can be allowed to flow through the water cooling device 80 to cool the water supplied to the heat exchanger 13.

尚、本実施例では、熱交換器13に供給される貯湯タンク30からの水を水冷却装置80において、空気により冷却するものとしたが、これに限らず、上述したようにその他の熱媒体を用いることが可能であり、例えば、熱媒体を水やブラインなどの流体とし、当該熱媒体の循環を循環ポンプにより行う場合には、当該循環ポンプの運転(駆動及び停止)により冷却を行うか否かを制御することも可能であるし、熱媒体を供給する配管上に遮断弁を設けて、当該遮断弁の開閉により冷却を行うか否かを制御することも可能である。   In the present embodiment, the water from the hot water storage tank 30 supplied to the heat exchanger 13 is cooled by air in the water cooling device 80. However, the present invention is not limited to this. For example, when the heat medium is a fluid such as water or brine and the heat medium is circulated by a circulation pump, is the cooling performed by operating (driving and stopping) the circulation pump? It is also possible to control whether or not cooling is performed by providing a shut-off valve on the pipe for supplying the heat medium and opening and closing the shut-off valve.

以上詳述したように、本実施例の冷凍サイクル装置100においても、前記実施例1の冷凍サイクル装置1と同様に、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却すると共に、当該冷却過程で発生する熱を有効に利用し、即ち、放熱器14からの放熱で湯を生成し、生成された湯を給湯負荷設備に供給することができる。従って、従来、利用されずに大気中に放出されていた冷却過程に発生する熱を有効に利用して、エネルギー消費を低減することができる。   As described above in detail, also in the refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment, as in the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment, the cooling object is exhibited by the heat absorption by the evaporator 16 to cool the object to be cooled. The heat generated in the cooling process can be used effectively, that is, hot water can be generated by heat dissipation from the radiator 14, and the generated hot water can be supplied to the hot water supply load facility. Therefore, energy consumption can be reduced by effectively using the heat generated in the cooling process that has been conventionally released into the atmosphere without being used.

更に、本実施例の冷凍サイクル装置100によれば、冷却負荷の増大、若しくは、加熱負荷の低下により、貯湯タンク30内部の高温の湯量が過剰となる場合であっても、水冷却装置80によって貯湯タンク30から熱交換器13に供給される水を冷却することができるので、放熱器11における冷媒の放熱量を確保して、蒸発器16における冷却能力が低下する不都合を未然に回避することができる。これにより、被冷却物の確実な冷却を行うことができるようになる。   Furthermore, according to the refrigeration cycle apparatus 100 of the present embodiment, even if the amount of hot water in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load or a decrease in heating load, the water cooling apparatus 80 Since the water supplied from the hot water storage tank 30 to the heat exchanger 13 can be cooled, the heat radiation amount of the refrigerant in the radiator 11 is ensured, and the disadvantage that the cooling capacity in the evaporator 16 is reduced can be avoided. Can do. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled.

次に、本発明の冷凍サイクル装置のもう一つの他の実施例について説明する。図3は、本発明を適用した実施例3の冷凍サイクル装置の概略構成図である。尚、図3において、図1及び図2と同一の符号が付されたものは同一、或いは、類似の作用又は効果を奏するものであるため、説明を省略し、本実施例では上記各実施例と相違する部分を中心に説明する。   Next, another embodiment of the refrigeration cycle apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to a third embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have the same or similar functions or effects, and thus the description thereof will be omitted. The description will focus on the differences.

先ず、本実施例の冷凍サイクル装置200と、実施例1の冷凍サイクル装置1との構成上の相違点について説明する。実施例1の冷凍サイクル装置1は、必要に応じて貯湯タンク30内の湯を排出する排出装置36を備えているのに対して、本実施例の冷凍サイクル装置200は、排出装置36を備えていない。本実施例の冷凍サイクル装置200は、冷媒回路2の放熱器11と膨張弁14とを接続する冷媒配管41上に、放熱器11を出た冷媒を冷却するための第2放熱器90を備え、放熱器11と第2の放熱器90の間の冷媒配管41には、放熱器11を出た冷媒の温度(放熱器11を通過した後の冷媒温度)を検出する温度センサT7が設置されている。   First, differences in configuration between the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment and the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment will be described. The refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment includes the discharge device 36 that discharges hot water in the hot water storage tank 30 as necessary, whereas the refrigeration cycle apparatus 200 according to the present embodiment includes the discharge device 36. Not. The refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment includes a second radiator 90 for cooling the refrigerant that has exited the radiator 11 on the refrigerant pipe 41 that connects the radiator 11 and the expansion valve 14 of the refrigerant circuit 2. The refrigerant pipe 41 between the radiator 11 and the second radiator 90 is provided with a temperature sensor T7 that detects the temperature of the refrigerant that has exited the radiator 11 (the refrigerant temperature after passing through the radiator 11). ing.

第2放熱器90は、例えば、所謂チューブアンドフィン型の熱交換器であり、銅管と、この銅管に設けられた伝熱促進アルミフィンとから構成されている。そして、当該銅管の内部に放熱器11からの冷媒が流れるための通路が構成されている。また、当該第2放熱器90の近傍には、銅管内を流れる冷媒と熱交換させるための空気を第2放熱器90に供給するためのファン90Fと、当該ファン90Fを駆動するファンモータ90Mが設置されている。当該ファンモータ90Mの運転は当該冷凍サイクル装置200の制御を司る図示しない制御装置により制御されているものとする。尚、第2放熱器90の形状はこれに限定されるものではなく、他の形式の熱交換器、例えば、前記マイクロチャンネル型の熱交換器やロールドチューブオンシート型の熱交換器を適用しても差し支えない。   The second radiator 90 is, for example, a so-called tube-and-fin heat exchanger, and includes a copper tube and heat transfer promoting aluminum fins provided on the copper tube. And the channel | path for the refrigerant | coolant from the heat radiator 11 to flow inside the said copper pipe is comprised. Further, in the vicinity of the second radiator 90, a fan 90F for supplying air to the second radiator 90 for heat exchange with a refrigerant flowing in the copper pipe, and a fan motor 90M for driving the fan 90F. Is installed. The operation of the fan motor 90M is controlled by a control device (not shown) that controls the refrigeration cycle apparatus 200. The shape of the second radiator 90 is not limited to this, and other types of heat exchangers such as the microchannel type heat exchanger and the rolled tube on sheet type heat exchanger are applied. It doesn't matter.

以上の構成で、次に、本実施例の冷凍サイクル装置200の動作を説明する。尚、通常の冷却運転中の冷媒回路2及び貯湯回路5の動作、並びに、給湯負荷設備に湯を供給する動作、即ち、冷媒回路2の蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して、被冷却物を冷却すると共に、放熱器11における冷媒の放熱で高温の湯を生成し、貯湯タンク30に貯えて、これを利用する動作については前記実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment with the above configuration will be described. The operation of the refrigerant circuit 2 and the hot water storage circuit 5 during the normal cooling operation and the operation of supplying hot water to the hot water supply load facility, that is, the heat absorption by the evaporator 16 of the refrigerant circuit 2 exerts a cooling action, The operation of cooling the cooling object and generating hot water by the heat dissipation of the refrigerant in the radiator 11 and storing it in the hot water storage tank 30 is the same as in the first embodiment. Omitted.

通常の冷却運転中において、第2放熱器90に空気を供給するためのファンモータ90Mは制御装置により停止された状態であり、この状態では、第2放熱器90には冷媒と熱交換を行う空気が供給されないので、当該第2放熱器90を流れる水と空気との熱交換は殆ど行われない。   During normal cooling operation, the fan motor 90M for supplying air to the second radiator 90 is stopped by the control device, and in this state, the second radiator 90 exchanges heat with the refrigerant. Since air is not supplied, heat exchange between the water flowing through the second radiator 90 and air is hardly performed.

そして、本実施例の冷凍サイクル装置200は、放熱器11と熱交換する水の温度(貯湯タンク30内の水、若しくは、放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度)、又は、放熱器11内、若しくは、当該放熱器11を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、第2放熱器90により放熱器11を出た冷媒を冷却するものとする。   And the refrigerating cycle apparatus 200 of a present Example is the heat exchange for heat-exchanging the temperature of the water which heat-exchanges with the radiator 11 (the water in the hot water storage tank 30, or the water in the heat radiator 11 and the hot water storage tank 30). The temperature of the water circulated through the radiator 13), or when the temperature of the refrigerant in the radiator 11 or the refrigerant exiting the radiator 11 rises above a predetermined value, the second radiator 90 causes the radiator 11 to The refrigerant that has come out shall be cooled.

ここで、当該第2放熱器90による冷媒の冷却動作について詳述する。本実施例の冷凍サイクル装置200は、冷媒配管41上に設置された前記温度センサT7にて検出される放熱器11を出た冷媒の温度が所定の値以上となったら、前記制御装置によりファンモータ90Mを駆動し、ファン90Fを回転させる。尚、ファンモータ90Mを駆動する温度は、本実施例のように温度センサT7にて検出される放熱器11を出た冷媒の温度に限らず、貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク30内の水の温度や温度センサT6にて検出される放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度(熱交換器13の入口の水の温度)であっても良く、また、熱交換器13の放熱器11内の冷媒の温度であっても構わない。   Here, the cooling operation of the refrigerant by the second radiator 90 will be described in detail. The refrigeration cycle apparatus 200 according to the present embodiment is configured so that when the temperature of the refrigerant exiting the radiator 11 detected by the temperature sensor T7 installed on the refrigerant pipe 41 becomes equal to or higher than a predetermined value, The motor 90M is driven and the fan 90F is rotated. Note that the temperature at which the fan motor 90M is driven is not limited to the temperature of the refrigerant exiting the radiator 11 detected by the temperature sensor T7 as in this embodiment, but is within the hot water storage tank 30 detected by the hot water storage sensor T4. The temperature of the water in the heat exchanger 13 for heat exchange between the radiator 11 detected by the temperature sensor T6 and the water in the hot water storage tank 30 detected by the temperature sensor T6 (the water at the inlet of the heat exchanger 13) Temperature), or the temperature of the refrigerant in the radiator 11 of the heat exchanger 13.

また、ファンモータ90Mを駆動する上記所定の値とは、例えば、第2放熱器90において冷媒と熱交換を行う空気の温度を基準に定めることができる。即ち、温度センサT7で検出した放熱器11を出た冷媒の温度が空気の温度より高くなった場合に、制御装置によりファンモータ90Mを駆動し、ファン90Fを回転させて、第2放熱器90に空気を供給する。   The predetermined value for driving the fan motor 90M can be determined based on, for example, the temperature of air that exchanges heat with the refrigerant in the second radiator 90. That is, when the temperature of the refrigerant exiting the radiator 11 detected by the temperature sensor T7 becomes higher than the temperature of the air, the fan motor 90M is driven by the control device, and the fan 90F is rotated to rotate the second radiator 90. To supply air.

これにより、熱交換器13の放熱器11にて、水通路12を流れる水と熱交換して温度低下した冷媒は、冷媒配管41を介して、第2放熱器90の銅管内に流入する。そこで、放熱器11からの冷媒は、当該銅管を通過する過程で、ファン90Fによる通風により空気に熱を放出して更に低温となる。これにより、蒸発器16に流入する冷媒の比エンタルピを小さくすることができる。   As a result, the refrigerant whose temperature has decreased due to heat exchange with the water flowing through the water passage 12 in the radiator 11 of the heat exchanger 13 flows into the copper pipe of the second radiator 90 via the refrigerant pipe 41. . Therefore, the refrigerant from the radiator 11 releases the heat to the air by the ventilation by the fan 90F in the process of passing through the copper pipe, and becomes a lower temperature. Thereby, the specific enthalpy of the refrigerant flowing into the evaporator 16 can be reduced.

従って、前記実施例1と同様に冷却負荷の増大や給湯負荷の低下等により、貯湯タンク30内に貯留される高温の湯の量が過剰となり、貯湯タンク30の下部から取り出されて熱交換器13に供給される水の温度が高温となり、放熱器11における放熱量が低下した場合であっても、当該第2放熱器90により、放熱器11を通過した後の冷媒を冷却して、低温とすることができる。   Accordingly, as in the first embodiment, the amount of hot water stored in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load, a decrease in hot water supply load, etc., and the heat exchanger is taken out from the lower part of the hot water storage tank 30. Even when the temperature of the water supplied to the heater 13 becomes high and the amount of heat released in the radiator 11 decreases, the second radiator 90 cools the refrigerant after passing through the radiator 11, It can be.

このように、第2放熱器90により、冷媒が蒸発器16における冷却作用を維持するために必要な放熱量を確保することが可能となる。即ち、放熱器11では、水通路12の温度が高いために冷媒の熱を充分に放出して、低温とすることはできないが、第2放熱器90にて冷媒の熱を空気に放出して、当該冷媒の温度を低温とすることができるので、蒸発器16における冷却能力を維持して、確実に、被冷却物の冷却を行うことが可能となる。   Thus, the second radiator 90 makes it possible to ensure the amount of heat radiation necessary for the refrigerant to maintain the cooling action in the evaporator 16. That is, in the radiator 11, since the temperature of the water passage 12 is high, the heat of the refrigerant can be sufficiently released and the temperature cannot be lowered, but the second radiator 90 releases the heat of the refrigerant to the air. Since the temperature of the refrigerant can be lowered, the cooling capacity in the evaporator 16 can be maintained and the object to be cooled can be reliably cooled.

本実施例では、第2放熱器90への送風をファンモータ90Mの運転(駆動及び停止)により制御して、第2放熱器90での冷却の有無を切り換えるものとしたが、これに限らず、第2放熱器90をバイパスするバイパス配管を並設し、放熱器11からの冷媒を当該バイパス配管に流すか、第2放熱器90に流すかを択一的に切り換え可能な切換弁を設けて、該切換弁を操作するものとしても、本実施例と同様の制御を行うことが可能である。   In the present embodiment, the ventilation to the second radiator 90 is controlled by the operation (drive and stop) of the fan motor 90M, and the presence or absence of cooling in the second radiator 90 is switched. In addition, a bypass pipe that bypasses the second radiator 90 is provided in parallel, and a switching valve that can selectively switch between flowing the refrigerant from the radiator 11 to the bypass pipe or the second radiator 90 is provided. Thus, even when the switching valve is operated, the same control as in this embodiment can be performed.

即ち、通常の冷却運転においては、放熱器11からの冷媒はバイパス配管に流れるように切換弁が制御されている(例えば、前記制御装置により切換弁の動作を制御)。そして、温度センサT7にて検出される放熱器11から出た冷媒の温度が上記所定の値以上となったら、放熱器11からの冷媒が第2放熱器90に流れるように切換弁が切り換えられる。これにより、放熱器11を通過した後の冷媒の温度が上昇した場合、即ち、放熱器11において所定の放熱量を確保できない場合にのみ第2放熱器90に冷媒を流して、蒸発器16に供給される冷媒を冷却することができる。   That is, in the normal cooling operation, the switching valve is controlled so that the refrigerant from the radiator 11 flows into the bypass pipe (for example, the operation of the switching valve is controlled by the control device). And if the temperature of the refrigerant | coolant which came out of the heat radiator 11 detected by the temperature sensor T7 becomes more than the said predetermined value, a switching valve will be switched so that the refrigerant | coolant from the heat radiator 11 may flow into the 2nd heat radiator 90. . As a result, when the temperature of the refrigerant after passing through the radiator 11 rises, that is, when a predetermined heat radiation amount cannot be secured in the radiator 11, the refrigerant is allowed to flow through the second radiator 90 and is supplied to the evaporator 16. The supplied refrigerant can be cooled.

尚、本実施例では、放熱器11から出た冷媒を、第2放熱器90において、空気により冷却するものとしたが、冷媒を冷却する熱媒体は空気以外のものであっても良く、例えば、水やブラインなどの熱媒体を用いることも可能である。水やブラインなどの流体を熱媒体とする場合には、第2の放熱器として、例えば、対向流式の二重管式熱交換器、若しくは、銅管接合式の熱交換器などを用いることができる。また、流体を熱媒体として使用し、当該熱媒体の循環を循環ポンプにより行う場合には、当該循環ポンプの運転(駆動及び停止)により冷却を行うか否かを制御することも可能であるし、熱媒体を供給する配管上に遮断弁を設けて、当該遮断弁の開閉により冷却を行うか否かを制御することも可能である。   In this embodiment, the refrigerant discharged from the radiator 11 is cooled by air in the second radiator 90, but the heat medium for cooling the refrigerant may be other than air, for example, It is also possible to use a heat medium such as water or brine. When a fluid such as water or brine is used as the heat medium, for example, a counter-flow double pipe heat exchanger or a copper pipe junction heat exchanger is used as the second radiator. Can do. In addition, when a fluid is used as a heat medium and the heat medium is circulated by a circulation pump, it is possible to control whether or not cooling is performed by operating (driving and stopping) the circulation pump. It is also possible to provide a shutoff valve on the pipe for supplying the heat medium and control whether or not cooling is performed by opening and closing the shutoff valve.

更に、本実施例の冷凍サイクル装置200では、第2放熱器90における冷媒の冷却に加えて、低温配管47上に設置された温度センサT6で検出される熱交換器13の入口の水の温度、或いは、貯湯タンク30に設けられた貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク30内の水の温度、又は、高温配管48上に設置された出湯温度センサT2にて検出される貯湯タンク30内に入る高温の湯の温度が、所定の値以上となった場合、循環ポンプ31を停止し、且つ、流量調整弁35を閉じる動作を行う。   Furthermore, in the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment, in addition to cooling of the refrigerant in the second radiator 90, the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 installed on the low-temperature pipe 47. Alternatively, the temperature of the water in the hot water storage tank 30 detected by the hot water storage sensor T4 provided in the hot water storage tank 30 or the inside of the hot water storage tank 30 detected by the hot water temperature sensor T2 installed on the high temperature pipe 48. When the temperature of the hot water entering enters a predetermined value or higher, the circulation pump 31 is stopped and the flow rate adjustment valve 35 is closed.

上記所定の温度とは、熱交換器13にて生成され、貯湯タンク30内に貯えられる高温の湯の設定温度(即ち、沸き上げ設定温度)を考慮して決定され、貯湯タンク30内に所定の高温の湯が満たされた状態と判断できる値である。例えば、低温配管47上に設けられた温度センサT6で検出される熱交換器13の入口の水の温度が目標となる上記設定温度に充分に近づいた場合には、貯湯タンク30内は高温の湯で満たされたことが判断できる。また、貯湯タンク30に高さを変えて複数個設置された貯湯センサT4で検出される貯湯タンク30内の湯の温度が、前記略設定温度に達し、且つ、各々の高さの温度が略同程度となった場合にも、貯湯タンク30内は高温の湯で満たされたと判断できる。更にまた、流量調整弁35が全開であるにも拘わらず、高温配管48上に設置された出湯温度センサT2にて検出される貯湯タンク30内に入る高温の湯の温度が、目標出湯温度を超えて上昇する場合にも、貯湯タンク30内に高温の湯が満たされたと判断できる。   The predetermined temperature is determined in consideration of a set temperature (that is, a boiling set temperature) of high-temperature hot water generated in the heat exchanger 13 and stored in the hot water storage tank 30, and is predetermined in the hot water storage tank 30. It is a value that can be determined to be a state where the hot water of is filled. For example, when the temperature of water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 provided on the low temperature pipe 47 is sufficiently close to the target set temperature, the hot water storage tank 30 has a high temperature. It can be determined that the water has been filled. Moreover, the temperature of the hot water in the hot water storage tank 30 detected by the hot water storage sensors T4 installed at a plurality of heights in the hot water storage tank 30 reaches the substantially set temperature, and the temperature of each height is substantially the same. Even when the temperature becomes the same level, it can be determined that the hot water storage tank 30 is filled with hot water. Furthermore, although the flow rate adjustment valve 35 is fully open, the temperature of the hot water entering the hot water storage tank 30 detected by the hot water temperature sensor T2 installed on the high temperature pipe 48 becomes the target hot water temperature. Even when the temperature rises exceeding this level, it can be determined that the hot water storage tank 30 is filled with hot water.

このように、温度センサT6、貯湯センサT4、或いは、出湯温度センサT2にて検出される湯の温度が所定の値以上となったら、循環ポンプ31を停止し、流量調整弁35を閉じることにより、貯湯タンク30内が高温の湯で満たされ、これ以上湯を作る必要が無い場合に、無駄な水(湯)の循環を行うことを回避することができる。尚、この場合、貯湯回路5における水の循環は行われないので、熱交換器13において冷媒と水との熱交換は全く行われず、従って、冷媒の放熱は全て、第2放熱器90において行われることとなる。   As described above, when the temperature of the hot water detected by the temperature sensor T6, the hot water storage sensor T4, or the hot water temperature sensor T2 exceeds a predetermined value, the circulation pump 31 is stopped and the flow rate adjustment valve 35 is closed. When the hot water storage tank 30 is filled with hot water and it is not necessary to make hot water any more, it is possible to avoid circulating unnecessary water (hot water). In this case, since water is not circulated in the hot water storage circuit 5, heat exchange between the refrigerant and water is not performed at all in the heat exchanger 13, and therefore, all heat dissipation of the refrigerant is performed in the second radiator 90. Will be.

以上詳述するように、本実施例の冷凍サイクル装置200においても、前記実施例1の冷凍サイクル装置1と同様に、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却すると共に、当該冷却過程で発生する熱を有効に利用し、即ち、放熱器14からの放熱で湯を生成し、生成された湯を給湯負荷設備に供給することができる。従って、従来、利用されずに大気中に放出されていた冷却過程に発生する熱を有効に利用して、エネルギー消費を低減することができる。   As described in detail above, also in the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment, similarly to the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment, the object to be cooled is cooled by the heat absorption by the evaporator 16 to cool the object to be cooled. The heat generated in the cooling process can be used effectively, that is, hot water can be generated by heat dissipation from the radiator 14, and the generated hot water can be supplied to the hot water supply load facility. Therefore, energy consumption can be reduced by effectively using the heat generated in the cooling process that has been conventionally released into the atmosphere without being used.

更に、本実施例の冷凍サイクル装置200によれば、冷却負荷の増大、若しくは、加熱負荷の低下により、貯湯タンク30内部の高温の湯量が過剰となる場合であっても、第2放熱器90によって放熱器11を通過後の冷媒を冷却できるので、冷媒の放熱量を確保して、蒸発器16における冷却能力が低下する不都合を未然に回避することができる。これにより、被冷却物の確実な冷却を行うことができるようになる。特に、本実施例の冷凍サイクル装置200では、放熱器11通過後の冷媒を冷却するので、熱交換器13に供給される水を冷却する構成とした実施例2の冷凍サイクル装置100よりも、冷却能力の低下を防止する効果に優れて、且つ、貯湯タンク30内の湯も高温に保つことができるので、給湯能力の向上も図ることができる。   Furthermore, according to the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment, even if the amount of hot water in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load or a decrease in heating load, the second radiator 90 Therefore, the refrigerant after passing through the radiator 11 can be cooled, so that the heat radiation amount of the refrigerant can be secured and the disadvantage that the cooling capacity in the evaporator 16 is reduced can be avoided. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled. In particular, in the refrigeration cycle apparatus 200 of the present embodiment, the refrigerant after passing through the radiator 11 is cooled, so that the refrigeration cycle apparatus 100 of the second embodiment configured to cool water supplied to the heat exchanger 13 Since it is excellent in the effect of preventing the cooling capacity from being lowered and the hot water in the hot water storage tank 30 can be kept at a high temperature, the hot water supply capacity can be improved.

次に、本発明の冷凍サイクル装置の更にもう一つの他の実施例について説明する。図4は、本発明を適用した実施例4の冷凍サイクル装置の概略構成図である。尚、図4において、図1乃至図3と同一の符号が付されたものは同一、或いは、類似の作用又は効果を奏するものであるため、説明を省略し、本実施例では上記各実施例と相違する部分を中心に説明する。   Next, still another embodiment of the refrigeration cycle apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus according to a fourth embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same or have similar actions or effects, and thus the description thereof will be omitted. The description will focus on the differences.

先ず、本実施例の冷凍サイクル装置300と、実施例1の冷凍サイクル装置1との構成上の相違点について説明する。実施例1の冷凍サイクル装置1は、必要に応じて貯湯タンク30内の湯を排出する排出装置36を備えているのに対して、本実施例の冷凍サイクル装置200は、排出装置36を備えていない。本実施例の冷凍サイクル装置300は、冷媒回路2の放熱器11と並列接続された第2放熱器95を備え、圧縮機10にて圧縮された冷媒を放熱器11に流すか、第2放熱器95に流すかを択一的に切り換えることが可能である。具体的には、放熱器11の入口に接続された高圧冷媒配管40の途中部と放熱器11の出口に接続された冷媒配管41の途中部とをバイパス配管98にて接続し、当該バイパス配管98上に第2放熱器95を設置すると共に、第2放熱器95の入口側のバイパス配管98上と、バイパス配管98の接続点より下流側となる高圧冷媒配管40上にそれぞれ切換弁98B、40Bを設けて、各切換弁98B、40Bの開閉を切り換えることにより、圧縮機10からの冷媒を放熱器11、若しくは、第2放熱器95に択一的に流す。また、第2放熱器95の出口側のバイパス配管98、及び、バイパス配管98の接続点より上流側となる冷媒配管41には、それぞれ逆止弁99、41Bを設けて、冷媒の逆流を防止するものとする。尚、切換弁は、本実施例のように第2放熱器95の入口側のバイパス配管98上と、バイパス配管98の接続点より下流側となる高圧冷媒配管40上にそれぞれ設ける場合に限らず、バイパス配管98の接続点に三方弁を設置して、当該三方弁により圧縮機10からの冷媒を放熱器11、若しくは、第2放熱器95に択一的に流すものとしても構わない。   First, differences in configuration between the refrigeration cycle apparatus 300 of the present embodiment and the refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment will be described. The refrigeration cycle apparatus 1 according to the first embodiment includes the discharge device 36 that discharges hot water in the hot water storage tank 30 as necessary, whereas the refrigeration cycle apparatus 200 according to the present embodiment includes the discharge device 36. Not. The refrigeration cycle apparatus 300 according to the present embodiment includes a second radiator 95 connected in parallel with the radiator 11 of the refrigerant circuit 2, and allows the refrigerant compressed by the compressor 10 to flow to the radiator 11 or be second heat radiation. It is possible to selectively switch the flow to the vessel 95. Specifically, a middle part of the high-pressure refrigerant pipe 40 connected to the inlet of the radiator 11 and a middle part of the refrigerant pipe 41 connected to the outlet of the radiator 11 are connected by a bypass pipe 98, and the bypass pipe The second radiator 95 is installed on the 98, and the switching valve 98B, on the bypass pipe 98 on the inlet side of the second radiator 95 and on the high-pressure refrigerant pipe 40 on the downstream side from the connection point of the bypass pipe 98, respectively. 40B is provided to selectively open and close the switching valves 98B and 40B, thereby allowing the refrigerant from the compressor 10 to flow selectively to the radiator 11 or the second radiator 95. The bypass pipe 98 on the outlet side of the second radiator 95 and the refrigerant pipe 41 upstream from the connection point of the bypass pipe 98 are provided with check valves 99 and 41B, respectively, to prevent the refrigerant from flowing back. It shall be. The switching valve is not limited to the case where it is provided on the bypass pipe 98 on the inlet side of the second radiator 95 and on the high-pressure refrigerant pipe 40 on the downstream side from the connection point of the bypass pipe 98 as in this embodiment. Alternatively, a three-way valve may be installed at the connection point of the bypass pipe 98, and the refrigerant from the compressor 10 may alternatively flow to the radiator 11 or the second radiator 95 by the three-way valve.

上記第2放熱器95は、例えば、所謂チューブアンドフィン型の熱交換器であり、銅管と、この銅管に設けられた伝熱促進アルミフィンとから構成されている。そして、当該銅管の内部に圧縮機10からの冷媒が流れるための通路が構成されている。また、当該第2放熱器95の近傍には、銅管内を流れる冷媒と熱交換させるための空気を第2放熱器95に供給するためのファン95Fと、当該ファン95Fを駆動するファンモータ95Mが設置されている。当該ファンモータ95Mの運転は当該冷凍サイクル装置300の制御を司る図示しない制御装置により制御されているものとする。尚、第2放熱器95の形状はこれに限定されるものではなく、他の形式の熱交換器、例えば、前記マイクロチャンネル型の熱交換器やロールドチューブオンシート型の熱交換器を適用しても差し支えない。   The second radiator 95 is, for example, a so-called tube-and-fin heat exchanger, and includes a copper pipe and heat transfer promoting aluminum fins provided on the copper pipe. And the channel | path for the refrigerant | coolant from the compressor 10 to flow inside the said copper pipe is comprised. Further, in the vicinity of the second radiator 95, there are a fan 95F for supplying air to the second radiator 95 for heat exchange with the refrigerant flowing in the copper pipe, and a fan motor 95M for driving the fan 95F. Is installed. The operation of the fan motor 95M is controlled by a control device (not shown) that controls the refrigeration cycle apparatus 300. The shape of the second radiator 95 is not limited to this, and other types of heat exchangers such as the microchannel type heat exchanger and the rolled tube on sheet type heat exchanger are applied. It doesn't matter.

以上の構成で、次に、本実施例の冷凍サイクル装置300の動作を説明する。尚、通常の冷却運転中の冷媒回路2及び貯湯回路5の動作、並びに、給湯負荷設備に湯を供給する動作、即ち、冷媒回路2の蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して、被冷却物を冷却すると共に、放熱器11における冷媒の放熱で高温の湯を生成し、貯湯タンク30に貯えて、これを利用する動作については前記実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。   Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus 300 of the present embodiment with the above configuration will be described. The operation of the refrigerant circuit 2 and the hot water storage circuit 5 during the normal cooling operation and the operation of supplying hot water to the hot water supply load facility, that is, the heat absorption by the evaporator 16 of the refrigerant circuit 2 exerts a cooling action, The operation of cooling the cooling object and generating hot water by the heat dissipation of the refrigerant in the radiator 11 and storing it in the hot water storage tank 30 is the same as in the first embodiment. Omitted.

通常の冷却運転中において、切換弁40Bが開放され、切換弁98Bは全閉されて、第2放熱器95への冷媒の流通は遮断された状態であり、圧縮機10にて圧縮され高温高圧となった冷媒ガスは、第2放熱器95に流れること無く、全て放熱器11に流入する。また、ファンモータ95Mは制御装置により停止された状態である。従って、この状態では、第2放熱器95における空気と冷媒との熱交換は行われない。   During the normal cooling operation, the switching valve 40B is opened, the switching valve 98B is fully closed, and the flow of the refrigerant to the second radiator 95 is shut off. The refrigerant gas thus formed does not flow into the second radiator 95 but flows into the radiator 11. The fan motor 95M is stopped by the control device. Therefore, in this state, heat exchange between the air and the refrigerant in the second radiator 95 is not performed.

そして、本実施例の冷凍サイクル装置300は、放熱器11と熱交換する水の温度(貯湯タンク30内の水、若しくは、放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度)、又は、放熱器11内、若しくは、当該放熱器11を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、第2放熱器95に冷媒を流すものとする。   And the refrigerating cycle apparatus 300 of a present Example is the heat exchange for heat-exchanging the temperature of the water which heat-exchanges with the radiator 11 (the water in the hot water storage tank 30, or the water in the heat radiator 11 and the hot water storage tank 30). The temperature of the water circulated through the radiator 13), or when the temperature of the refrigerant in the radiator 11 or from the radiator 11 rises above a predetermined value, the refrigerant flows through the second radiator 95. And

ここで、当該第2放熱器95による冷媒の冷却動作について詳述する。本実施例の冷凍サイクル装置300は、低温配管47上に設置された温度センサT6にて検出される放熱器11と貯湯タンク30内の水を熱交換させるための熱交換器13に循環される水の温度(熱交換器13の入口の水の温度)が、所定の値以上となったら、切換弁40Bを全閉し、放熱器11への冷媒流通を遮断すると共に、切換弁98Bを開放して、圧縮機10からの冷媒を第2放熱器95に流す。更に、前記制御装置によりファンモータ95Mを駆動し、ファン95Fを回転させる。尚、切換弁98Bを開放し、ファンモータ95Mを駆動する温度は、本実施例のように温度センサT6にて検出される熱交換器13の入口の水の温度に限らず、貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク30内の水の温度であっても良く、また、熱交換器13の放熱器11内の冷媒の温度や放熱器11を出た冷媒の温度であっても構わない。   Here, the cooling operation of the refrigerant by the second radiator 95 will be described in detail. The refrigeration cycle apparatus 300 of the present embodiment is circulated to the heat exchanger 13 for exchanging heat between the radiator 11 detected by the temperature sensor T6 installed on the low temperature pipe 47 and the water in the hot water storage tank 30. When the water temperature (water temperature at the inlet of the heat exchanger 13) exceeds a predetermined value, the switching valve 40B is fully closed, the refrigerant flow to the radiator 11 is shut off, and the switching valve 98B is opened. Then, the refrigerant from the compressor 10 is caused to flow to the second radiator 95. Further, the control device drives the fan motor 95M to rotate the fan 95F. Note that the temperature at which the switching valve 98B is opened and the fan motor 95M is driven is not limited to the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 as in this embodiment, but the temperature of the hot water storage sensor T4. The temperature of the water in the hot water storage tank 30 detected in this way may be used, or the temperature of the refrigerant in the radiator 11 of the heat exchanger 13 or the temperature of the refrigerant that has exited the radiator 11 may be used.

また、切換弁98Bを開放し、ファンモータ95Mを駆動する上記所定の値とは、例えば、貯湯タンク30内の湯の量と蒸発器16における被冷却物の温度とを考慮して決定され、貯湯タンク30内が高温の湯で満たされた状態に近いと判断できる値であり、且つ、充分な冷却能力を発揮できる値とし、更に、外気温度も考慮して決定するものとする。例えば、給水装置32から貯湯タンク30に供給される水の温度が+17℃程度である場合、所定の値は+25℃とし、低温配管47上に設けられた温度センサT6にて検出される熱交換器13の入口の水の温度が+25℃以上となった場合に、切換弁40Bを全閉し、切換弁98Bを開放すると共に、ファンモータ95Mを起動して、ファン95Fを回転させて、第2放熱器95による放熱を行うものとする。   The predetermined value for opening the switching valve 98B and driving the fan motor 95M is determined in consideration of, for example, the amount of hot water in the hot water storage tank 30 and the temperature of the object to be cooled in the evaporator 16; It is a value that can be determined to be close to a state in which the hot water storage tank 30 is filled with high-temperature hot water, and a value that can exhibit sufficient cooling capacity, and is determined in consideration of the outside air temperature. For example, when the temperature of water supplied from the water supply device 32 to the hot water storage tank 30 is about + 17 ° C., the predetermined value is + 25 ° C., and the heat exchange is detected by the temperature sensor T 6 provided on the low temperature pipe 47. When the temperature of the water at the inlet of the vessel 13 becomes + 25 ° C. or more, the switching valve 40B is fully closed, the switching valve 98B is opened, the fan motor 95M is started, the fan 95F is rotated, 2 Heat dissipation by the radiator 95 is performed.

このように、温度センサT6にて検出される熱交換器13の入口の水の温度が所定の値以上となった場合に、切換弁40Bを全閉し、切換弁98Bを開放すると共に、ファンモータ95Mを起動して、ファン95Fを回転させて、第2放熱器95による放熱を開始する。   As described above, when the temperature of the water at the inlet of the heat exchanger 13 detected by the temperature sensor T6 exceeds a predetermined value, the switching valve 40B is fully closed, the switching valve 98B is opened, and the fan The motor 95M is started, the fan 95F is rotated, and the heat radiation by the second radiator 95 is started.

これにより、圧縮機10からの高温高圧の冷媒は、バイパス配管98を介して第2放熱器95の銅管内に流入する。そこで、圧縮機10からの冷媒は、当該銅管を通過する過程で、ファン95Fによる通風により空気に熱を放出して低温となる。これにより、蒸発器16に流入する冷媒の温度を効果的に冷却して、所定の低温とすることができるようになる。   Thereby, the high-temperature and high-pressure refrigerant from the compressor 10 flows into the copper pipe of the second radiator 95 via the bypass pipe 98. Therefore, the refrigerant from the compressor 10 becomes low temperature by releasing heat to the air by the ventilation by the fan 95F in the process of passing through the copper pipe. Thereby, the temperature of the refrigerant flowing into the evaporator 16 can be effectively cooled to a predetermined low temperature.

従って、前記実施例1と同様に冷却負荷の増大や給湯負荷の低下等により、貯湯タンク30内に貯留される高温の湯の量が過剰となり、貯湯タンク30の下部から取り出されて熱交換器13に供給される水の温度が高温となり、放熱器11における放熱量が低下した場合であっても、当該第2放熱器95により、圧縮機10からの冷媒を冷却して、低温とすることができる。   Accordingly, as in the first embodiment, the amount of hot water stored in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load, a decrease in hot water supply load, etc., and the heat exchanger is taken out from the lower part of the hot water storage tank 30. Even when the temperature of the water supplied to the heater 13 becomes high and the amount of heat released from the radiator 11 decreases, the refrigerant from the compressor 10 is cooled by the second radiator 95 to a low temperature. Can do.

このように、第2放熱器95により、冷媒が蒸発器16における冷却作用を維持するために必要な放熱量を確保することが可能となる。これにより、蒸発器16における冷却能力を維持して、確実に、被冷却物の冷却を行うことが可能となる。   Thus, the second radiator 95 makes it possible to ensure the amount of heat radiation necessary for the refrigerant to maintain the cooling action in the evaporator 16. As a result, the cooling capacity of the evaporator 16 can be maintained and the object to be cooled can be reliably cooled.

更に、この場合、前記実施例3と同様に貯湯回路5の循環ポンプ31を停止し、流量調整弁35を閉じることにより、貯湯タンク30内が高温の湯で満たされ、これ以上湯を作る必要が無い場合に、無駄な水(湯)の循環を行うことを回避することができる。   Further, in this case, as in the third embodiment, the circulating pump 31 of the hot water storage circuit 5 is stopped and the flow rate adjusting valve 35 is closed, so that the hot water storage tank 30 is filled with hot water and more hot water needs to be produced. When there is no water, it is possible to avoid the circulation of useless water (hot water).

尚、本実施例では、第2放熱器95において、空気により冷却するものとしたが、前記実施例3と同様に冷媒を冷却する熱媒体は空気以外のものであっても良く、例えば、水やブラインなどの熱媒体を用いることも可能である。   In the present embodiment, the second radiator 95 is cooled by air. However, as in the third embodiment, the heat medium for cooling the refrigerant may be other than air. It is also possible to use a heat medium such as brine or brine.

以上詳述するように、本実施例の冷凍サイクル装置300においても、上記各実施例の冷凍サイクル装置と同様に、蒸発器16による吸熱により冷却作用を発揮して被冷却物を冷却すると共に、当該冷却過程で発生する熱を有効に利用し、即ち、放熱器14からの放熱で湯を生成し、生成された湯を給湯負荷設備に供給することができる。従って、従来、利用されずに大気中に放出されていた冷却過程に発生する熱を有効に利用して、エネルギー消費を低減することができる。   As described in detail above, also in the refrigeration cycle apparatus 300 of the present embodiment, as in the refrigeration cycle apparatus of each of the above-described embodiments, while cooling the object to be cooled by exhibiting a cooling action due to heat absorption by the evaporator 16, The heat generated in the cooling process can be used effectively, that is, hot water can be generated by heat dissipation from the radiator 14, and the generated hot water can be supplied to the hot water supply load facility. Therefore, energy consumption can be reduced by effectively using the heat generated in the cooling process that has been conventionally released into the atmosphere without being used.

更に、本実施例の冷凍サイクル装置300によれば、冷却負荷の増大、若しくは、加熱負荷の低下により、貯湯タンク30内部の高温の湯量が過剰となる場合であっても、圧縮機10にて圧縮された高温高圧の冷媒を第2放熱器95に流して、当該第2放熱器95にて放熱させることで、冷媒の放熱量を確保して、蒸発器16における冷却能力が低下する不都合を未然に回避することができる。これにより、被冷却物の確実な冷却を行うことができるようになる。   Furthermore, according to the refrigeration cycle apparatus 300 of the present embodiment, even when the amount of hot water in the hot water storage tank 30 becomes excessive due to an increase in cooling load or a decrease in heating load, the compressor 10 The compressed high-temperature and high-pressure refrigerant is caused to flow through the second radiator 95 and radiated by the second radiator 95, so that the heat radiation amount of the refrigerant is secured and the cooling capacity of the evaporator 16 is reduced. It can be avoided in advance. As a result, the object to be cooled can be reliably cooled.

図5は、本発明を適用した実施例5の冷凍サイクル装置の概略構成図である。本実施例の冷凍サイクル装置は、搾乳直後の牛乳(本実施例の被冷却物)を冷却容器にて冷却保冷すると共に、当該牛乳の冷却により得られた熱で湯を生成し、当該湯を冷却容器の自動洗浄に利用するものである。冷凍サイクル装置500は、圧縮機510、放熱器511、減圧装置としての膨張弁514及び蒸発器516を含む冷媒回路502と、第2の圧縮機580、第2の放熱器581、減圧装置としての膨張弁584及び蒸発器586を含む第2の冷媒回路508と、貯湯タンク530を含む給湯回路503と、後述する自動洗浄装置509とを備えて成るものである。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus of Example 5 to which the present invention is applied. The refrigeration cycle apparatus of the present embodiment cools and cools milk immediately after milking (the object to be cooled of the present embodiment) in a cooling container, generates hot water with the heat obtained by cooling the milk, It is used for automatic cleaning of cooling containers. The refrigeration cycle apparatus 500 includes a compressor 510, a radiator 511, a refrigerant circuit 502 including an expansion valve 514 and an evaporator 516 as a decompression device, a second compressor 580, a second radiator 581, and a decompression device. The apparatus includes a second refrigerant circuit 508 including an expansion valve 584 and an evaporator 586, a hot water supply circuit 503 including a hot water storage tank 530, and an automatic cleaning device 509 described later.

前記冷媒回路502は、圧縮機510、放熱器511、膨張弁514及び蒸発器516を順次環状に配管接続して閉回路を成すように構成されている。具体的には、圧縮機510の吐出側に接続された高圧冷媒配管540は放熱器511の入口に接続されている。当該放熱器511は、熱交換器513の一部を構成する冷媒通路であり、給湯回路503の水通路512と熱交換可能に配設されている。この熱交換器513は、放熱器511と給湯回路503の貯湯タンク530内の水を熱交換させる水−冷媒熱交換型の熱交換器であり、放熱器511としての冷媒通路と給湯回路503の水通路512から構成されている。当該熱交換器513の一端には、放熱器511の冷媒通路の入口と、水通路512の出口が形成され、他端には、放熱器511の冷媒通路の出口と、水通路512の入口がそれぞれ形成されている。従って、当該熱交換器513において、圧縮機510から吐出され、放熱器511を流れる高温高圧の冷媒と、水通路512を流れる水とは対向した流れとなる。   The refrigerant circuit 502 is configured such that a compressor 510, a radiator 511, an expansion valve 514, and an evaporator 516 are sequentially connected in a circular pipe to form a closed circuit. Specifically, the high-pressure refrigerant pipe 540 connected to the discharge side of the compressor 510 is connected to the inlet of the radiator 511. The heat radiator 511 is a refrigerant passage that constitutes a part of the heat exchanger 513 and is arranged to be able to exchange heat with the water passage 512 of the hot water supply circuit 503. The heat exchanger 513 is a water-refrigerant heat exchange type heat exchanger that exchanges heat between water in the hot water storage tank 530 of the heat radiator 511 and the hot water supply circuit 503. It consists of a water passage 512. At one end of the heat exchanger 513, an inlet of the refrigerant passage of the radiator 511 and an outlet of the water passage 512 are formed, and at the other end, an outlet of the refrigerant passage of the radiator 511 and an inlet of the water passage 512 are formed. Each is formed. Therefore, in the heat exchanger 513, the high-temperature and high-pressure refrigerant that is discharged from the compressor 510 and flows through the radiator 511 and the water that flows through the water passage 512 are opposed to each other.

一方、放熱器511の出口に接続された冷媒配管541は膨張弁514の入口に接続されている。膨張弁514は、放熱器511にて放熱した冷媒を減圧するための減圧装置であり、当該膨張弁514の出口に接続された冷媒配管542は、蒸発器516の入口に接続されている。そして、蒸発器516の出口には吸入管545の一端が接続され、吸入管545の他端は圧縮機510の低圧側(吸入部)に接続されている。また、蒸発器516と圧縮機510の低圧側とを連結する当該吸入管545には、圧縮機10側を順方向とする逆止弁518と、圧縮機510に液冷媒が吸い込まれて損傷する不都合等から圧縮機510を保護するためのアキュムレータ517が介設されている。逆止弁518は、後述する保冷運転時において、冷媒回路502の高圧側から蒸発器516に冷媒が逆流することを防止するために設置されている。   On the other hand, the refrigerant pipe 541 connected to the outlet of the radiator 511 is connected to the inlet of the expansion valve 514. The expansion valve 514 is a decompression device for decompressing the refrigerant radiated by the radiator 511, and the refrigerant pipe 542 connected to the outlet of the expansion valve 514 is connected to the inlet of the evaporator 516. One end of the suction pipe 545 is connected to the outlet of the evaporator 516, and the other end of the suction pipe 545 is connected to the low pressure side (suction part) of the compressor 510. Further, the suction pipe 545 connecting the evaporator 516 and the low pressure side of the compressor 510 is damaged by sucking the liquid refrigerant into the check valve 518 having the compressor 10 side in the forward direction and the compressor 510. An accumulator 517 is provided to protect the compressor 510 from inconveniences. The check valve 518 is installed in order to prevent the refrigerant from flowing back to the evaporator 516 from the high pressure side of the refrigerant circuit 502 during a cold insulation operation to be described later.

また、冷媒回路502の前記高圧冷媒配管540には、圧縮機510から吐出される高温高圧の冷媒の温度を検出するための吐出温度センサT1が設置されている。   Further, a discharge temperature sensor T1 for detecting the temperature of the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 510 is installed in the high-pressure refrigerant pipe 540 of the refrigerant circuit 502.

そして、上述した冷媒回路502には、冷媒として自然冷媒である二酸化炭素が封入されている。そして、当該冷媒回路502の高圧側の圧力は臨界圧力を超えて上昇するため、当該冷媒回路502は、遷臨界サイクルとなる。また、圧縮機510の潤滑油としては、例えば、鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキレングリコール)、POE(ポリオールエーテル)等が使用される。   In the refrigerant circuit 502 described above, carbon dioxide, which is a natural refrigerant, is enclosed as a refrigerant. Since the pressure on the high pressure side of the refrigerant circuit 502 rises above the critical pressure, the refrigerant circuit 502 enters a transcritical cycle. Further, as the lubricating oil of the compressor 510, for example, mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, PAG (polyalkylene glycol), POE (polyol ether) and the like are used.

一方、前記蒸発器516は、冷却容器507の内側タンク570内に貯蔵される被冷却物(本実施例では牛乳)を冷却するものであり、この冷却容器507に一体形成されている。当該冷却容器507は、外郭を構成する外装タンク572の内側に内部に被冷却物(牛乳)を貯蔵するための空間が形成された内側タンク570が形成され、内側タンク570と外装タンク572との間に、例えば、ウレタンなどの発泡性素材から成る断熱材574を充填して成る。また、内側タンク570の外面(図6及び図7では底面)には熱伝導性の高い板材から成る外板576が設けられ、当該外板576の周辺部全周が内側タンク570の底面に固着されて、内側タンク570の底面と外板576との間には密閉された冷媒通路空間577が形成され、これを蒸発器516の冷媒流路としている。   On the other hand, the evaporator 516 cools an object to be cooled (milk in this embodiment) stored in the inner tank 570 of the cooling container 507 and is integrally formed with the cooling container 507. In the cooling container 507, an inner tank 570 in which a space for storing an object to be cooled (milk) is formed inside an outer tank 572 constituting an outer shell, and the inner tank 570 and the outer tank 572 are separated from each other. Between them, for example, a heat insulating material 574 made of a foamable material such as urethane is filled. Further, an outer plate 576 made of a plate material having high thermal conductivity is provided on the outer surface of the inner tank 570 (the bottom surface in FIGS. 6 and 7), and the entire periphery of the outer plate 576 is fixed to the bottom surface of the inner tank 570. Thus, a sealed refrigerant passage space 577 is formed between the bottom surface of the inner tank 570 and the outer plate 576, and this is used as the refrigerant flow path of the evaporator 516.

また、外板576の周辺部以外の部分には、所定間隔をおいて複数箇所内側タンク570の底面に固着された内側固着部578が形成されている。具体的には、外板576の周辺部全周が内側タンク570の底面にシーム溶接により固着され、当該周辺部以外の部分は所定間隔をおいて碁盤目配列状、若しくは、千鳥状にスポット溶接により固着されている(スポット溶接により固着された箇所が内側固着部578)。   In addition to the peripheral portion of the outer plate 576, inner fixing portions 578 fixed to the bottom surface of the inner tank 570 at a plurality of positions are formed at predetermined intervals. Specifically, the entire periphery of the outer plate 576 is fixed to the bottom surface of the inner tank 570 by seam welding, and the portions other than the periphery are spot-welded in a grid pattern or zigzag pattern at a predetermined interval. (The place fixed by spot welding is the inner fixing portion 578).

ここで、前記蒸発器516の冷媒流路(冷媒通路空間577)は、加圧加工により成形されている。具体的には、外板576の周辺部全周を前述の如く内側タンク570の底部に固着した後、内側タンク570と外板576との間に圧力を印加することにより、内側タンク570と外板576間に冷媒通路空間577を膨張形成している。そのため、外板576の前記内側固着部578以外の部分が断面略弓形に外側に膨らんで、この膨らみが碁盤目配列状、若しくは、千鳥状に多数連なった形状となる。   Here, the refrigerant flow path (refrigerant passage space 577) of the evaporator 516 is formed by pressurization. Specifically, the entire periphery of the peripheral portion of the outer plate 576 is fixed to the bottom of the inner tank 570 as described above, and then pressure is applied between the inner tank 570 and the outer plate 576 to thereby remove the inner tank 570 from the outer plate 576. A refrigerant passage space 577 is expanded between the plates 576. Therefore, a portion other than the inner fixing portion 578 of the outer plate 576 bulges outward in a substantially arcuate cross section, and this bulge has a grid arrangement or a staggered shape.

この場合、内側タンク570の前記外板576が固着される底面は、蒸発器516の冷媒流路(冷媒通路空間577)を流れる冷媒と当該内側タンク570内に貯蔵される被冷却物(牛乳)との熱交換が行われ易いように熱伝導性の高い材質にて構成することが好ましく、その他の内側タンク570、外板576及び外装タンク572の材質は、腐食性や耐久性等を考慮して選択することが望ましい。例えば、内側タンク570、外板576及び外装タンク572の材質としてステンレス鋼を用いても良い。また、前記断熱材574は、内側タンク570の底部に外板576を固着し、更にその外側に外装タンク572を組み立てた後、内側タンク570の外周と外装タンク572の間に形成された空間に注入するものとする。   In this case, the bottom surface of the inner tank 570 to which the outer plate 576 is fixed is the refrigerant flowing through the refrigerant flow path (refrigerant passage space 577) of the evaporator 516 and the object to be cooled (milk) stored in the inner tank 570. It is preferable to use a material having high thermal conductivity so that heat exchange with the outer tank 570 can be easily performed. The other inner tank 570, outer plate 576, and outer tank 572 are formed in consideration of corrosivity, durability, and the like. It is desirable to select them. For example, stainless steel may be used as the material of the inner tank 570, the outer plate 576, and the exterior tank 572. Further, the heat insulating material 574 is formed in a space formed between the outer periphery of the inner tank 570 and the outer tank 572 after the outer plate 576 is fixed to the bottom of the inner tank 570 and the outer tank 572 is assembled on the outer side. Shall be injected.

また、上記冷却容器507の形状は、円柱状、横置き楕円柱状、直方体等の種々の形状が考えられるが、本実施例では横置きの楕円柱状とする。また、本実施例では、被冷却物(牛乳)を効率的に冷却できるように、外板576を内側タンク底面に配して蒸発器516の冷媒流路(冷媒通路空間577)を形成するものとしたが、必要に応じて、更に、内側タンク570の側面に形成しても構わない。尚、図6には、図の簡略化のため表されていないが、冷却容器507には、被冷却物である牛乳を投入するための投入口507Aと、牛乳を取り出すための取出口(図示せず)が設けられている。   Further, the cooling container 507 may have various shapes such as a columnar shape, a horizontally placed elliptical column shape, and a rectangular parallelepiped shape. Further, in this embodiment, the outer plate 576 is disposed on the bottom surface of the inner tank so as to efficiently cool the object to be cooled (milk) to form the refrigerant flow path (refrigerant passage space 577) of the evaporator 516. However, it may be further formed on the side surface of the inner tank 570 as necessary. Although not shown in FIG. 6 for simplification of the drawing, the cooling container 507 is provided with an inlet 507A for feeding milk as an object to be cooled and an outlet for taking out the milk (FIG. 6). Not shown).

そして、内側タンク570の底面と外板576との間に形成された前記冷媒通路空間577(蒸発器516の冷媒流路)には、当該冷媒通路空間577に連通して複数の冷媒入口管516A及び冷媒出口管516Bが取り付けられている。冷媒入口管516Aは、蒸発器516(冷媒通路空間577)に冷媒を流入させるためのものであり、一端が当該冷媒通路空間577に接続されている。当該冷媒入口管516Aの他端は、冷媒配管542からの冷媒が冷媒通路空間577に分岐して流入するように当該冷媒配管542に接続されている。また、冷媒出口管516Bは、蒸発器516(冷媒通路空間577)から冷媒を流出させるためのものであり、一端が前記冷媒通路空間577に接続されている。そして、当該冷媒出口管516Bの他端は、冷媒出口管516Bからの冷媒が合流するように吸入管545に接続されている。   The refrigerant passage space 577 (refrigerant flow passage of the evaporator 516) formed between the bottom surface of the inner tank 570 and the outer plate 576 communicates with the refrigerant passage space 577 and includes a plurality of refrigerant inlet pipes 516A. And a refrigerant outlet pipe 516B. The refrigerant inlet pipe 516A is for allowing the refrigerant to flow into the evaporator 516 (refrigerant passage space 577), and one end thereof is connected to the refrigerant passage space 577. The other end of the refrigerant inlet pipe 516A is connected to the refrigerant pipe 542 so that the refrigerant from the refrigerant pipe 542 branches and flows into the refrigerant passage space 577. The refrigerant outlet pipe 516B is for allowing the refrigerant to flow out of the evaporator 516 (refrigerant passage space 577), and has one end connected to the refrigerant passage space 577. The other end of the refrigerant outlet pipe 516B is connected to the suction pipe 545 so that the refrigerant from the refrigerant outlet pipe 516B merges.

内側タンク570の板厚は2mm、外板576の板厚は1mmである。スポット溶接の内側固着部578の直径は6mmであり、スポットピッチは二酸化炭素冷媒の使用に耐えうるように20mm以下にすることが望ましい。本実施例では、スポットピッチを18.5mmとしている。冷媒入口管516A及び冷媒出口管516Bの外径は、管接合部の強度低下を防止するため、スポットピッチの1/2以下が望ましく、本実施例では、外径φ6.35mm(1/4インチ)、板厚1.0mmである。   The plate thickness of the inner tank 570 is 2 mm, and the plate thickness of the outer plate 576 is 1 mm. The diameter of the inner fixing portion 578 of spot welding is 6 mm, and the spot pitch is desirably 20 mm or less so as to withstand the use of the carbon dioxide refrigerant. In this embodiment, the spot pitch is 18.5 mm. The outer diameters of the refrigerant inlet pipe 516A and the refrigerant outlet pipe 516B are preferably ½ or less of the spot pitch in order to prevent the strength of the pipe joint from being lowered. In this embodiment, the outer diameter φ6.35 mm (1/4 inch). ) And a plate thickness of 1.0 mm.

尚、蒸発器516の冷媒流路となる冷媒通路空間577は、シーム溶接によって分割することより、自由に構成することが可能である。例えば、中央で領域を2分割して冷媒流路を2つのパスとすることも可能であるし、また、別の方法としては、更に細かく領域を分割することにより3パス、4パス、若しくはそれ以上の冷媒流路とすることも可能である。更には、シーム溶接により蛇行状の冷媒流路や、渦巻状の冷媒流路とすることも可能である。   Note that the refrigerant passage space 577 serving as the refrigerant flow path of the evaporator 516 can be freely configured by dividing it by seam welding. For example, it is possible to divide the region into two parts at the center to make the refrigerant flow path into two passes. Another method is to further divide the region into three passes, four passes, or The above refrigerant flow path can also be used. Furthermore, a meandering refrigerant flow path or a spiral refrigerant flow path can be formed by seam welding.

尚、本実施例では、内側タンク570と外板576との固着をスポット溶接及びシーム溶接により行うとして説明したが、固着の方法はこれに限定されるものではなく、例えば、レーザー溶接等、他の方法により固着することも可能である。   In this embodiment, the inner tank 570 and the outer plate 576 are fixed by spot welding and seam welding. However, the fixing method is not limited to this, for example, laser welding or the like. It is also possible to fix by this method.

他方、図5に示すように、前記冷却容器507の牛乳投入口507Aには投入配管550が投入口弁550Bを介して着脱可能に接続され、更に、前記牛乳取出口には取出弁552Bを介して、牛乳を取り出すための取出配管552が着脱可能に接続されている。そして、牛乳投入配管550は冷却容器507の内側タンク570内に牛乳を投入する場合にのみ牛乳投入口507Aに装着され、それ以外の場合には、当該牛乳投入口507Aから取り外されて、牛乳投入口507Aは密栓されている。同様に、牛乳取出配管552は冷却容器507の内側タンク570内の牛乳を取り出す場合にのみ牛乳取出口に装着されて、それ以外の場合には、牛乳取出口から取り外されて、当該牛乳取出口は密栓されている。   On the other hand, as shown in FIG. 5, a feeding pipe 550 is detachably connected to the milk inlet 507A of the cooling vessel 507 via an inlet valve 550B, and further, the milk outlet is connected to a milk outlet 552B. An extraction pipe 552 for extracting milk is detachably connected. The milk inlet pipe 550 is attached to the milk inlet 507A only when milk is put into the inner tank 570 of the cooling container 507, and is removed from the milk inlet 507A in other cases. The mouth 507A is sealed. Similarly, the milk extraction pipe 552 is attached to the milk outlet only when milk in the inner tank 570 of the cooling container 507 is taken out, and is removed from the milk outlet in other cases. Is sealed.

また、冷却容器507の内側タンク570の外周面には、被冷却物である牛乳の温度を検出するための牛乳温度センサT5が取り付けられている。更に、冷却容器507には冷却時の伝熱を促進すると共に、温度ムラを小さくして正確な温度計測を行うために、牛乳を攪拌する攪拌機575が設置されている。攪拌機575は、攪拌羽根と、攪拌モータと、それらを結合するシャフトから構成されている。   In addition, a milk temperature sensor T5 for detecting the temperature of the milk to be cooled is attached to the outer peripheral surface of the inner tank 570 of the cooling container 507. Further, the cooling vessel 507 is provided with a stirrer 575 for stirring milk in order to promote heat transfer during cooling and to reduce temperature unevenness and perform accurate temperature measurement. The stirrer 575 includes a stirring blade, a stirring motor, and a shaft that couples them.

他方、前記第2の冷媒回路508は、圧縮機580、放熱器581、膨張弁584及び蒸発器586を順次環状に配管接続して閉回路を成すように構成されている。具体的には、圧縮機580の吐出側に接続された高圧冷媒配管590は放熱器581の入口に接続されている。当該放熱器581は、熱交換器583の一部を構成する冷媒通路であり、給湯回路503の第2の水通路582と熱交換可能に配設されている。この熱交換器583は、放熱器581と給湯回路503の貯湯タンク530内の水を熱交換させる水−冷媒熱交換型の熱交換器であり、放熱器581としての冷媒通路と給湯回路503の水通路582から構成されている。当該熱交換器583の一端には、放熱器581の冷媒通路の入口と、水通路582の出口が形成され、他端には、放熱器581の冷媒通路の出口と、水通路582の入口がそれぞれ形成されている。従って、当該熱交換器583において、圧縮機580から吐出され、放熱器581を流れる高温高圧の冷媒と、水通路582を流れる水とは対向した流れとなる。   On the other hand, the second refrigerant circuit 508 is configured such that a compressor 580, a radiator 581, an expansion valve 584, and an evaporator 586 are sequentially connected in a pipe to form a closed circuit. Specifically, the high-pressure refrigerant pipe 590 connected to the discharge side of the compressor 580 is connected to the inlet of the radiator 581. The heat radiator 581 is a refrigerant passage constituting a part of the heat exchanger 583, and is disposed so as to be able to exchange heat with the second water passage 582 of the hot water supply circuit 503. The heat exchanger 583 is a water-refrigerant heat exchange type heat exchanger that exchanges heat between water in the hot water storage tank 530 of the heat radiator 581 and the hot water supply circuit 503. A water passage 582 is formed. One end of the heat exchanger 583 is formed with an inlet of the refrigerant passage of the radiator 581 and an outlet of the water passage 582, and the other end is provided with an outlet of the refrigerant passage of the radiator 581 and an inlet of the water passage 582. Each is formed. Therefore, in the heat exchanger 583, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 580 and flowing through the radiator 581 and the water flowing through the water passage 582 are opposed to each other.

一方、放熱器581の出口に接続された冷媒配管591は膨張弁584の入口に接続されている。膨張弁584は、放熱器581にて放熱した冷媒を減圧するための減圧装置であり、当該膨張弁584の出口に接続された冷媒配管592は、蒸発器586の入口に接続されている。当該蒸発器586は、例えば、チューブアンドフィン型の熱交換器であり、銅管と、この銅管に設けられた伝熱促進アルミフィンとから構成されている。そして、当該銅管の内部に膨張弁584からの冷媒が流れるための流路が構成されている。また、蒸発器586の近傍には、銅管内を流れる水と熱交換させるための熱源としての大気(空気)を蒸発器586に供給するためのファン586Fと、当該ファン586Fを駆動するファンモータ586Mが設置されている。尚、上記蒸発器586の熱源は上述する大気に限らず、水、排水、太陽熱、地下水やその他の熱源を用いることも可能である。   On the other hand, the refrigerant pipe 591 connected to the outlet of the radiator 581 is connected to the inlet of the expansion valve 584. The expansion valve 584 is a decompression device for decompressing the refrigerant radiated by the radiator 581, and the refrigerant pipe 592 connected to the outlet of the expansion valve 584 is connected to the inlet of the evaporator 586. The evaporator 586 is, for example, a tube-and-fin type heat exchanger, and includes a copper pipe and heat transfer promoting aluminum fins provided on the copper pipe. And the flow path for the refrigerant | coolant from the expansion valve 584 to flow inside the said copper pipe is comprised. Further, in the vicinity of the evaporator 586, a fan 586F for supplying air (air) as a heat source for heat exchange with water flowing in the copper pipe to the evaporator 586, and a fan motor for driving the fan 586F 586M is installed. Note that the heat source of the evaporator 586 is not limited to the air described above, and water, waste water, solar heat, ground water, and other heat sources can also be used.

そして、蒸発器586の出口には吸入管595の一端が接続され、吸入管595の他端は圧縮機580の低圧側(吸入部)に接続されている。また、蒸発器586と圧縮機580の低圧側とを連結する当該吸入管595には、圧縮機580に液冷媒が吸い込まれて損傷する不都合等から圧縮機580を保護するためのアキュムレータ587が介設されている。   One end of the suction pipe 595 is connected to the outlet of the evaporator 586, and the other end of the suction pipe 595 is connected to the low pressure side (suction part) of the compressor 580. The suction pipe 595 connecting the evaporator 586 and the low pressure side of the compressor 580 is provided with an accumulator 587 for protecting the compressor 580 from inconvenience that liquid refrigerant is sucked into the compressor 580 and damaged. It is installed.

また、第2の冷媒回路508の前記高圧冷媒配管590には、圧縮機580から吐出される高温高圧の冷媒の温度を検出するための吐出温度センサT7が設置されている。   A discharge temperature sensor T7 for detecting the temperature of the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 580 is installed in the high-pressure refrigerant pipe 590 of the second refrigerant circuit 508.

尚、第2の冷媒回路508にも冷媒として自然冷媒である二酸化炭素が封入されている。即ち、そして、当該第2の冷媒回路508の高圧側の圧力は臨界圧力を超えて上昇するため、当該冷媒回路508は、遷臨界サイクルとなる。また、圧縮機580の潤滑油としては、前記冷媒回路502の圧縮機510と同様に、例えば、鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、PAG(ポリアルキレングリコール)、POE(ポリオールエーテル)等が使用される。   The second refrigerant circuit 508 is also filled with carbon dioxide, which is a natural refrigerant, as a refrigerant. That is, since the pressure on the high pressure side of the second refrigerant circuit 508 rises above the critical pressure, the refrigerant circuit 508 enters a transcritical cycle. As the lubricating oil of the compressor 580, for example, as with the compressor 510 of the refrigerant circuit 502, for example, mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, PAG (polyalkylene glycol), POE (poe oil). Polyol ether) and the like.

他方、前記給湯回路503は、上述した冷媒回路502の放熱器511を流れる冷媒、若しくは、第2の冷媒回路508の放熱器581を流れる冷媒から熱を受け取ることにより水を加熱し、高温の湯を生成して、当該湯を貯湯タンク530に貯える貯湯回路505と、貯湯タンク530内に給水する給水装置532と、貯湯タンク530に貯留された湯を給湯負荷設備に供給する給湯装置534と、後述する排出装置536とから構成されている。   On the other hand, the hot water supply circuit 503 heats water by receiving heat from the refrigerant flowing through the radiator 511 of the refrigerant circuit 502 or the refrigerant flowing through the radiator 581 of the second refrigerant circuit 508, and thereby supplying hot water. A hot water storage circuit 505 for storing the hot water in the hot water storage tank 530, a water supply device 532 for supplying water into the hot water storage tank 530, a hot water supply device 534 for supplying hot water stored in the hot water storage tank 530 to the hot water supply load facility, It is comprised from the discharge device 536 mentioned later.

上記貯湯タンク530は熱交換器513において放熱器511、或いは、熱交換器583において放熱器581からの放熱で、生成された高温の湯を内部に貯えるためのタンクであり、外周面全体が断熱材にて被覆され、内部に貯えられた湯が冷め難い構造とされている。   The hot water storage tank 530 is a tank for storing the hot water generated by heat dissipation from the radiator 511 in the heat exchanger 513 or from the radiator 581 in the heat exchanger 583, and the entire outer peripheral surface is insulated. The structure is such that the hot water covered with the material and stored inside is difficult to cool.

そして、貯湯タンク530の下部には、貯湯タンク530の下方から当該貯湯タンク530に貯留された温度の低い湯(水)を取り出すための低温配管547が接続され、当該低温配管547は、循環ポンプ531、流量調整弁535を経て熱交換器513の他端に形成された水通路512の入口に接続されている。上記循環ポンプ531は、貯湯回路505内に水を循環させるためのものである。本実施例の循環ポンプ531は、貯湯タンク530の下部から取り出した水を熱交換器513側、或いは、熱交換器583側に吐出し、各熱交換器513、583の水通路512、582内の水流が、前述の如き放熱器511、581内の冷媒流に対して対向流となるように貯湯回路505内の水を循環させている(図5において、時計回りに水を循環)。また、流量調整弁535は、当該循環ポンプ531により循環される貯湯回路505内の温水の流量を調節するための弁装置である。   A low temperature pipe 547 for taking out hot water (water) stored in the hot water storage tank 530 from below the hot water storage tank 530 is connected to the lower part of the hot water storage tank 530. The low temperature pipe 547 is connected to the circulation pump. 531 and a flow rate adjusting valve 535, which is connected to an inlet of a water passage 512 formed at the other end of the heat exchanger 513. The circulation pump 531 is for circulating water in the hot water storage circuit 505. The circulation pump 531 of this embodiment discharges water taken out from the lower part of the hot water storage tank 530 to the heat exchanger 513 side or the heat exchanger 583 side, and in the water passages 512 and 582 of the respective heat exchangers 513 and 583. The water in the hot water storage circuit 505 is circulated so that the water flow is opposed to the refrigerant flow in the radiators 511 and 581 as described above (in FIG. 5, water is circulated clockwise). The flow rate adjustment valve 535 is a valve device for adjusting the flow rate of hot water in the hot water storage circuit 505 circulated by the circulation pump 531.

また、低温配管547の前記循環ポンプ531の上流側には三方弁547Aが設置され、当該三方弁547Aを介して低温配管547から分岐するようにバイパス配管549の一端が接続されている。当該バイパス配管549の他端は高温配管548の途中部に接続されている。そして、三方弁547Aを切り換えることにより、貯湯タンク530下方の水を循環ポンプ531に流すか、熱交換器513を通過した後の湯(水)、或いは、熱交換器583を通過した後の湯(水)を循環ポンプ531に流すかを択一的に切り換えることができる。   Further, a three-way valve 547A is installed on the upstream side of the circulation pump 531 in the low-temperature pipe 547, and one end of a bypass pipe 549 is connected to branch from the low-temperature pipe 547 via the three-way valve 547A. The other end of the bypass pipe 549 is connected to the middle part of the high temperature pipe 548. Then, by switching the three-way valve 547A, the water below the hot water storage tank 530 is allowed to flow to the circulation pump 531, hot water after passing through the heat exchanger 513, or hot water after passing through the heat exchanger 583. It is possible to selectively switch whether (water) flows to the circulation pump 531.

更に、低温配管547の流量調整弁535の下流側には三方弁547Bが設置され、当該三方弁547Bを介して低温配管547から分岐するように低温配管597が接続されている。当該低温配管597は、熱交換器583の他端に形成された水通路582の入口に接続されている。当該三方弁547Bは、流量調整弁535を通過した水を、熱交換器513に流すか、又は、熱交換器583に流すかを択一的に切り換えるものである。   Further, a three-way valve 547B is installed on the downstream side of the flow rate adjustment valve 535 of the low-temperature pipe 547, and a low-temperature pipe 597 is connected so as to branch from the low-temperature pipe 547 via the three-way valve 547B. The low temperature pipe 597 is connected to an inlet of a water passage 582 formed at the other end of the heat exchanger 583. The three-way valve 547B selectively switches whether the water that has passed through the flow rate adjustment valve 535 flows into the heat exchanger 513 or the heat exchanger 583.

そして、熱交換器583の一端に形成された水通路582の出口には、高温配管598の一端が接続され、当該高温配管598の他端は、高温配管548の途中部に接続されている。   Then, one end of the high temperature pipe 598 is connected to the outlet of the water passage 582 formed at one end of the heat exchanger 583, and the other end of the high temperature pipe 598 is connected to the middle part of the high temperature pipe 548.

一方、熱交換器513の一端に形成された水通路512の出口には高温配管548の一端が接続され、当該高温配管548の他端は前記給湯タンク530の上部(本実施例では上端)に接続されている。この高温配管548の前記高温配管598の接続箇所より下流側には、熱交換器513にて放熱器511からの放熱、若しくは、熱交換器583にて放熱器581からの放熱により生成され、貯湯タンク530内に入る高温の湯の温度を検出するための出湯温度センサT2が設けられている。   On the other hand, one end of the high temperature pipe 548 is connected to the outlet of the water passage 512 formed at one end of the heat exchanger 513, and the other end of the high temperature pipe 548 is connected to the upper part of the hot water supply tank 530 (the upper end in this embodiment). It is connected. On the downstream side of the connection point of the high-temperature pipe 548 of the high-temperature pipe 548, heat generated from the heat radiator 511 by the heat exchanger 513 or heat from the heat radiator 581 by the heat exchanger 583 is generated. A tapping temperature sensor T2 for detecting the temperature of hot water entering the tank 530 is provided.

当該貯湯タンク530の上部には、前記高温配管548が接続されると共に、当該貯湯タンク530内から高温の湯を取り出す高温湯取出口537が設けられている。当該高温湯取出口537には給湯装置534の高温湯取出配管534Aが接続されている。また、貯湯タンク530の下部には、前記低温配管547が接続されると共に、当該貯湯タンク530内から低温の湯を取り出す低温湯取出口538が設けられている。この低温湯取出口538には給湯装置534の低温湯取出配管534Bが接続されている。   The hot pipe 548 is connected to the upper part of the hot water storage tank 530, and a high temperature hot water outlet 537 for taking out hot hot water from the hot water storage tank 530 is provided. The high temperature hot water outlet 537 is connected to a high temperature hot water outlet pipe 534A of the hot water supply device 534. In addition, the low temperature pipe 547 is connected to the lower part of the hot water storage tank 530, and a low temperature hot water outlet 538 for taking out low temperature hot water from the hot water storage tank 530 is provided. The low temperature hot water outlet 538 is connected to a low temperature hot water outlet pipe 534B of the hot water supply device 534.

また、前記高温湯取出配管534Aには、洗浄用給湯配管600が接続され、高温湯取出口537から取り出した貯湯タンク530内の高温の湯は、洗浄用給湯配管600を経て自動洗浄装置509に供給される。当該自動洗浄装置509は、前記冷却容器507を洗浄するための装置であり、貯湯タンク530に貯えられた高温の湯を洗浄用給湯配管600から取り出して、冷却容器507の洗浄水として使用している。また、洗浄用給湯配管600には、当該洗浄用給湯配管600を流れる湯が貯湯タンク530に逆流する不都合を防止するための逆止弁601と、洗浄水としての当該湯の供給を行うための給湯弁602が設置されている。尚、図5では示されていないが、洗浄用給湯配管600には、必要に応じて、当該洗浄用給湯配管600を流れる湯の温度を検出する温度センサ、湯量を検出する流量センサ、或いは、フロースイッチなどを設置することも可能である。   A hot water supply pipe 600 for cleaning is connected to the high temperature hot water discharge pipe 534A, and hot water in the hot water storage tank 530 taken out from the high temperature hot water outlet 537 passes through the hot water supply pipe 600 for cleaning to the automatic cleaning device 509. Supplied. The automatic cleaning device 509 is a device for cleaning the cooling container 507. The hot water stored in the hot water storage tank 530 is taken out from the hot water supply pipe 600 for cleaning and used as cleaning water for the cooling container 507. Yes. The cleaning hot water supply pipe 600 has a check valve 601 for preventing inconvenience that hot water flowing through the cleaning hot water supply pipe 600 flows back to the hot water storage tank 530, and for supplying the hot water as cleaning water. A hot water supply valve 602 is installed. Although not shown in FIG. 5, the cleaning hot water supply pipe 600 includes a temperature sensor that detects the temperature of hot water flowing through the cleaning hot water supply pipe 600, a flow rate sensor that detects the amount of hot water, or It is also possible to install a flow switch or the like.

更に、本実施例では洗浄用給湯配管600から供給される高温の湯を冷却容器507の洗浄に使用するものとしたが、洗浄用給湯配管600を、冷却容器507以外の装置、例えば、搾乳機や搾乳パイプライン(図示せず。但し、一部は前記牛乳投入配管550に接続される)等の洗浄を行うための洗浄装置に接続し、それらのものを洗浄するための湯として利用することも可能である。   Further, in this embodiment, the hot water supplied from the hot water supply pipe 600 for cleaning is used for cleaning the cooling container 507. However, the hot water supply pipe 600 for cleaning is used in an apparatus other than the cooling container 507, for example, a milking machine. Or a milking pipeline (not shown, some of which are connected to the milk input pipe 550), etc., and connected to a washing device for washing, and used as hot water for washing those things Is also possible.

また、混合弁610は、高温湯取出配管534Aから取り出した貯湯タンク530内の高温の湯と低温湯取出配管534Bから取り出した貯湯タンク530内の低温の湯、或いは、低温湯取出配管534Bを介して供給される給水装置532からの水とを混合し、最適な温度に調節した後、上記洗浄用途以外の給湯負荷設備に供給するためのものであり、当該混合弁610は、洗浄用途以外の給湯負荷設備に夫々接続されている。そして、給湯負荷設備に対しての湯の供給は、図示しない給湯弁を開くことにより行われる。また、混合弁610と接続される高温湯取出配管534A、低温湯取出配管534Bには、貯湯タンク530への逆流を防止するための逆止弁613がそれぞれ設けられている。   The mixing valve 610 is connected to the hot water in the hot water storage tank 530 taken out from the high temperature hot water extraction pipe 534A and the low temperature hot water in the hot water storage tank 530 taken out from the low temperature hot water extraction pipe 534B or the low temperature hot water extraction pipe 534B. The water supplied from the water supply device 532 is mixed, adjusted to an optimal temperature, and then supplied to a hot water supply load facility other than the above-described cleaning application. The mixing valve 610 is used for other than the cleaning application. Each is connected to a hot water supply load facility. Then, hot water is supplied to the hot water supply load facility by opening a hot water supply valve (not shown). In addition, a check valve 613 for preventing a back flow to the hot water storage tank 530 is provided in the high temperature hot water extraction pipe 534A and the low temperature hot water extraction pipe 534B connected to the mixing valve 610, respectively.

また、混合弁610から各給湯負荷設備の給湯弁に至る給湯配管612には、貯湯タンク530への逆流を防止するための逆止弁614と、給湯制御に利用するための温度センサT3が設置されている。そして、給湯負荷設備に供給される湯の温度は当該温度センサT3により検出される。尚、給湯弁は、例えば、給湯用の蛇口等であり、一つに限らず、複数設けるものとしても構わない。また、給湯配管612には、必要に応じて、流量センサやフロースイッチ(共に図示せず)等を設置することも可能である。   A hot water supply pipe 612 from the mixing valve 610 to the hot water supply valve of each hot water supply load facility is provided with a check valve 614 for preventing a back flow to the hot water storage tank 530 and a temperature sensor T3 for use in hot water control. Has been. And the temperature of the hot water supplied to the hot water supply load facility is detected by the temperature sensor T3. The hot water supply valve is, for example, a faucet for hot water supply, and is not limited to one, and a plurality of hot water supply valves may be provided. The hot water supply pipe 612 can be provided with a flow sensor, a flow switch (both not shown), or the like as necessary.

更に、貯湯タンク530の下部には、給水装置532の給水配管532Aが減圧弁532Bを介して接続されている。当該給水装置532は、貯湯タンク530内に水を供給するものであり、給湯タンク530内の湯の使用量に相当する水、例えば、市水が給水配管532Aから貯湯タンク530内に当該貯湯タンク530の下部から供給される。この給水配管532Aには、給水弁(図示せず)が介設されており、当該給水弁は通常、常時開状態とされている。   Furthermore, a water supply pipe 532A of a water supply device 532 is connected to the lower part of the hot water storage tank 530 via a pressure reducing valve 532B. The water supply device 532 supplies water into the hot water storage tank 530, and water corresponding to the amount of hot water used in the hot water supply tank 530, for example, city water, is supplied from the water supply pipe 532A to the hot water storage tank 530. Supplied from the lower part of 530. The water supply pipe 532A is provided with a water supply valve (not shown), and the water supply valve is normally kept open.

更にまた、貯湯タンク530の下部には、当該貯湯タンク530不使用時に貯湯タンク530内の湯を排出するための排出管560Aが排出弁560Bを介して接続されている。   Furthermore, a discharge pipe 560A for discharging hot water in the hot water storage tank 530 when the hot water storage tank 530 is not used is connected to the lower part of the hot water storage tank 530 via a discharge valve 560B.

ここで、前述した排出装置536は、貯湯タンク530内の水(湯)を排出するためのものであり、高温湯取出口537より下方であって、低温湯取出口538より上方に配置されている。本実施例では、貯湯タンク530の高温湯取出口537より下方であって、低温湯取出口538より上方に当該排出装置536の湯排出管536Aが湯排出弁536Bを介して接続されている。このように、排出装置536を高温湯取出口537より下方であって、低温湯取出口538より上方に配置することで、当該排出装置536から取り出される貯湯タンク530内の湯は、高温湯取出口537より取り出される湯より低温で、且つ、低温湯取出口538より取り出される水より高温である中温の湯となる。従って、必要に応じて、湯排出弁536Bを開放することで、貯湯タンク530内から中温の湯を排出することが可能となる。   Here, the discharge device 536 described above is for discharging the water (hot water) in the hot water storage tank 530 and is disposed below the high temperature hot water outlet 537 and above the low temperature hot water outlet 538. Yes. In this embodiment, a hot water discharge pipe 536A of the discharge device 536 is connected via a hot water discharge valve 536B below the high temperature hot water outlet 537 of the hot water storage tank 530 and above the low temperature hot water outlet 538. In this way, by disposing the discharge device 536 below the high temperature hot water outlet 537 and above the low temperature hot water outlet 538, the hot water in the hot water storage tank 530 taken out from the discharge device 536 can be heated. The hot water is at a lower temperature than the hot water taken out from the outlet 537 and is hotter than the hot water taken out from the low temperature hot water outlet 538. Therefore, by opening the hot water discharge valve 536B as necessary, it becomes possible to discharge the hot water at a medium temperature from the hot water storage tank 530.

他方、貯湯タンク530の外面には、上部から下部に渡って適当な間隔に複数の貯湯センサT4が配設されている。当該貯湯センサT4は、貯湯タンク530内に貯えられた湯の各部の温度と湯の有無をそれぞれ検出するためのセンサである。このように、貯湯センサT4を高さを変えて複数設置し、各部の温度を検出することで、貯湯タンク530の上部から下部に渡る温度分布を把握しながら、貯湯タンク530内に貯えられている湯の量を検出することができる。   On the other hand, on the outer surface of the hot water storage tank 530, a plurality of hot water storage sensors T4 are disposed at appropriate intervals from the upper part to the lower part. The hot water storage sensor T4 is a sensor for detecting the temperature of each part of hot water stored in the hot water storage tank 530 and the presence or absence of hot water. In this way, by installing a plurality of hot water storage sensors T4 at different heights and detecting the temperature of each part, it is stored in the hot water storage tank 530 while grasping the temperature distribution from the upper part to the lower part of the hot water storage tank 530. It is possible to detect the amount of hot water.

尚、上記貯湯タンク530の容量は、冷却容器507に投入される被冷却物である牛乳の量と、想定される給湯負荷と、各々の負荷の発生時刻等を充分に考慮した上で決定する必要がある。即ち、冷却運転時に、貯湯タンク530の下部から低温の水ではなく高温の湯が取り出されて、熱交換器513の水通路512に流れ込むと、放熱器511における放熱量が著しく低下し、その結果、冷媒回路502の冷却能力とCOPも悪化してしまう。そのため、貯湯タンク530の容量は、当該貯湯タンク530の下部から常に低温の水を取り出して、熱交換器513の水通路512に流すことができる充分な容積の貯湯タンクを用いるべきである。   It should be noted that the capacity of the hot water storage tank 530 is determined in consideration of the amount of milk, which is an object to be cooled, put into the cooling container 507, the assumed hot water supply load, the generation time of each load, and the like. There is a need. That is, when hot water is taken out from the lower part of the hot water storage tank 530 during the cooling operation and flows into the water passage 512 of the heat exchanger 513, the amount of heat released in the radiator 511 is significantly reduced. The cooling capacity and COP of the refrigerant circuit 502 are also deteriorated. Therefore, the capacity of the hot water storage tank 530 should be a hot water storage tank having a sufficient volume that allows low temperature water to be always taken out from the lower part of the hot water storage tank 530 and flowed to the water passage 512 of the heat exchanger 513.

具体的には、使用条件に合わせて個々に検討する必要があるが、例えば、冷却運転と同時に湯を使用しない場合には、1回の冷却運転で冷却容器507に投入されると想定される被冷却物である牛乳の最大量と同等、若しくは、それを超える容量の貯湯タンクを用いることが好ましい。例えば、冷却容器507に投入する被冷却物(牛乳)が500リットルである場合には、貯湯タンク530の容量は500リットル程度、若しくは、それを超える容量であることが好ましい。また、冷却運転中に湯を使用することが想定される場合には、貯湯タンク530の容量は上述の容量より小さくすることも可能である。   Specifically, it is necessary to examine individually according to the use conditions. For example, when hot water is not used at the same time as the cooling operation, it is assumed that the cooling container 507 is charged in one cooling operation. It is preferable to use a hot water storage tank having a capacity equal to or exceeding the maximum amount of milk to be cooled. For example, when the object to be cooled (milk) put into the cooling container 507 is 500 liters, the capacity of the hot water storage tank 530 is preferably about 500 liters or more. Further, when it is assumed that hot water is used during the cooling operation, the capacity of the hot water storage tank 530 can be made smaller than the above-described capacity.

また、前記自動洗浄装置509は、洗浄用循環ポンプ631、洗浄配管632、冷却容器507、取出弁552B、循環切替弁634及び洗浄戻り配管635を順次接続してなる循環洗浄回路630と、洗浄用排出弁640Bを介して当該循環洗浄回路630の洗浄戻り配管635に接続される洗浄水排出通路640と、循環洗浄回路630の洗浄戻り配管635に接続される洗浄用バッファタンク650とから構成されている。   The automatic cleaning device 509 includes a cleaning circuit 630 in which a cleaning circulation pump 631, a cleaning pipe 632, a cooling vessel 507, an extraction valve 552B, a circulation switching valve 634, and a cleaning return pipe 635 are sequentially connected to each other. The cleaning water discharge passage 640 is connected to the cleaning return pipe 635 of the circulation cleaning circuit 630 via the discharge valve 640B, and the cleaning buffer tank 650 is connected to the cleaning return pipe 635 of the circulation cleaning circuit 630. Yes.

洗浄用バッファタンク650には、洗剤や殺菌剤を供給するための少なくとも1以上の洗剤供給配管652と、洗浄用水(本実施例では市水)を供給するための給水配管654と、前記給湯回路503から洗浄用の湯を供給するための洗浄用給湯配管600が接続されている。給水配管654には給水弁654Bが設けられ、当該給水弁654Bにより洗浄用バッファタンク650への給水が制御される。洗剤供給配管652上には、洗剤を供給するための洗剤供給ポンプ(図示せず)が設けられ、洗剤供給配管652の他端は洗剤容器(図示せず)に接続される。   The cleaning buffer tank 650 includes at least one or more detergent supply pipes 652 for supplying detergents and disinfectants, a water supply pipe 654 for supplying cleaning water (city water in this embodiment), and the hot water supply circuit. A cleaning hot water supply pipe 600 for supplying hot water for cleaning from 503 is connected. The water supply pipe 654 is provided with a water supply valve 654B, and water supply to the cleaning buffer tank 650 is controlled by the water supply valve 654B. A detergent supply pump (not shown) for supplying detergent is provided on the detergent supply pipe 652, and the other end of the detergent supply pipe 652 is connected to a detergent container (not shown).

以上の構成で、本実施例の冷凍サイクル装置500の動作を説明する。   With the above configuration, the operation of the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment will be described.

(1)被冷却物(牛乳)冷却動作
先ず、被冷却物である牛乳を冷却する冷却運転時における動作を説明する。図示しない搾乳機につながる搾乳パイプラインと冷却容器507とを前記牛乳投入配管550により接続し、投入口弁550Bを開き、搾乳直後の牛乳を冷却容器507に投入する。この時、牛乳取出弁552Bは閉じた状態である。搾乳直後の牛乳の温度は、牛の体温と同程度かやや低く、具体的には35℃から38℃程度である。そこで、細菌の発生を防止し、牛乳の品質を維持する目的で冷媒回路502を運転して牛乳の冷却と保冷を行う。
(1) Cooling operation of the object to be cooled (milk) First, the operation during the cooling operation for cooling the milk to be cooled will be described. A milking pipeline connected to a milking machine (not shown) and a cooling container 507 are connected by the milk charging pipe 550, the charging valve 550B is opened, and milk immediately after milking is charged into the cooling container 507. At this time, the milk extraction valve 552B is in a closed state. The temperature of milk immediately after milking is about the same as or slightly lower than the body temperature of the cow, specifically about 35 ° C to 38 ° C. Therefore, for the purpose of preventing the generation of bacteria and maintaining the quality of milk, the refrigerant circuit 502 is operated to cool and cool the milk.

搾乳開始後(牛乳投入開始後)、冷媒回路502の圧縮機510を駆動して、同時に、攪拌機575も駆動させる。通常、冷却容器507内に所定量の牛乳が貯まってから圧縮機510を駆動して冷却動作を開始するものとするが、凍結が起こらないように配慮し、且つ、攪拌機575の空転防止を行うことにより、牛乳投入開始と同時、又は、牛乳投入前から冷却動作を開始させても構わない。   After the start of milking (after the start of feeding milk), the compressor 510 of the refrigerant circuit 502 is driven, and at the same time, the stirrer 575 is also driven. Normally, the compressor 510 is driven to start a cooling operation after a predetermined amount of milk is stored in the cooling container 507. However, in order to prevent freezing, the stirrer 575 is prevented from idling. Thus, the cooling operation may be started simultaneously with the start of milk input or before the milk input.

圧縮機510が駆動されると、吸入管545から圧縮機510の低圧側(吸入部)に低温低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮される。これにより、高温高圧となった冷媒ガスが吐出側から高圧冷媒配管540に入り、圧縮機510の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。   When the compressor 510 is driven, a low-temperature and low-pressure refrigerant gas is sucked into the low-pressure side (suction part) of the compressor 510 from the suction pipe 545 and compressed. As a result, the refrigerant gas that has reached high temperature and pressure enters the high-pressure refrigerant pipe 540 from the discharge side and is discharged to the outside of the compressor 510. At this time, the refrigerant is compressed to an appropriate supercritical pressure.

圧縮機510から吐出された高温高圧の冷媒は、高圧冷媒配管540を経て放熱器511の入口から熱交換器513内に入る。そして、当該高温高圧の冷媒ガスは、熱交換器513の放熱器511を通過する過程で、放熱器511と交熱的に設けられた水通路512を流れる貯湯回路505の水に熱を放出して冷却され、低温となる。一方、この放熱器511での放熱作用で水通路512内の水が加熱され、高温の湯が生成される。   The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 510 enters the heat exchanger 513 from the inlet of the radiator 511 through the high-pressure refrigerant pipe 540. The high-temperature and high-pressure refrigerant gas releases heat to the water in the hot water storage circuit 505 flowing through the water passage 512 provided in heat exchange with the radiator 511 in the process of passing through the radiator 511 of the heat exchanger 513. It is cooled and becomes low temperature. On the other hand, the heat in the radiator 511 heats the water in the water passage 512 to generate hot water.

このとき、当該放熱器511において、冷媒の状態は通常臨界圧力以上の液相である。即ち、本実施例では冷媒として二酸化炭素を用いているため、放熱器511内の冷媒圧力は臨界圧力以上であり、放熱器511内で冷媒の凝縮は生じないので、放熱器511の入口から出口に向かって、冷媒の温度は水通路512内の水への放熱に伴い、徐々に低下する。他方、熱交換器513の水通路512内において水の温度は入口から出口に向かって、冷媒からの吸熱に伴い、徐々に上昇する。このように、二酸化炭素冷媒を用いて、放熱器511内の冷媒圧力を臨界圧力以上とすることで、従来の冷媒、例えば、HFC系冷媒のように、温度一定の下での凝縮放熱と比較して、効率の高い熱交換が可能となり、且つ、高温の湯を生成することができる。また、当該熱交換器513において、放熱器511を構成する冷媒通路と水通路512とが前述したように対向流となるように設置されているため、水と冷媒とを更に効率よく熱交換させることができる。   At this time, in the heat radiator 511, the state of the refrigerant is usually a liquid phase equal to or higher than the critical pressure. That is, since carbon dioxide is used as the refrigerant in this embodiment, the refrigerant pressure in the radiator 511 is equal to or higher than the critical pressure, and the refrigerant does not condense in the radiator 511. The temperature of the refrigerant gradually decreases along with the heat radiation to the water in the water passage 512. On the other hand, in the water passage 512 of the heat exchanger 513, the temperature of water gradually increases from the inlet toward the outlet as heat is absorbed from the refrigerant. In this way, by using the carbon dioxide refrigerant and setting the refrigerant pressure in the radiator 511 to be equal to or higher than the critical pressure, it is compared with the condensation heat radiation under a constant temperature like a conventional refrigerant, for example, an HFC refrigerant. Thus, highly efficient heat exchange is possible, and high-temperature hot water can be generated. Further, in the heat exchanger 513, since the refrigerant passage constituting the radiator 511 and the water passage 512 are installed so as to face each other as described above, heat is more efficiently exchanged between the water and the refrigerant. be able to.

放熱器511にて冷却された低温高圧の冷媒は、当該放熱器511の出口から熱交換器513を出て、冷媒配管541を通過し、膨張弁514で膨張して低圧となり、冷媒配管542を経由して蒸発器516に至る。尚、当該蒸発器516入口における冷媒の状態は、液冷媒と蒸気冷媒が混在する二相混合状態である。そして、当該蒸発器516において、液相冷媒が被冷却物である牛乳から吸熱することにより、蒸発して蒸気冷媒となる。このとき、当該吸熱により牛乳が冷却される。   The low-temperature and high-pressure refrigerant cooled by the radiator 511 exits the heat exchanger 513 from the outlet of the radiator 511, passes through the refrigerant pipe 541, expands at the expansion valve 514, becomes low pressure, and passes through the refrigerant pipe 542. To the evaporator 516. The state of the refrigerant at the inlet of the evaporator 516 is a two-phase mixed state in which liquid refrigerant and vapor refrigerant are mixed. In the evaporator 516, the liquid-phase refrigerant absorbs heat from the milk to be cooled to evaporate into a vapor refrigerant. At this time, the milk is cooled by the heat absorption.

そして、蒸発器516にて蒸発した冷媒は、当該蒸発器516から出て吸入管545に入り、逆止弁518、アキュムレータ517を経て低圧側(吸入部)から再び圧縮機510に吸い込まれるサイクルを繰り返す。以上のサイクルを繰り返すことにより、蒸発器516による吸熱により牛乳が冷却され、同時に放熱器511からの放熱で湯が生成される。   The refrigerant evaporated in the evaporator 516 exits the evaporator 516, enters the suction pipe 545, passes through the check valve 518 and the accumulator 517, and is sucked into the compressor 510 again from the low pressure side (suction part). repeat. By repeating the above cycle, the milk is cooled by the heat absorption by the evaporator 516, and at the same time, hot water is generated by the heat radiation from the heat radiator 511.

また、前記搾乳が完了すると冷却容器507への牛乳の投入は終了するが、その後も牛乳が所定の温度に達するまで上述した冷却運転は続けられる。ここで、牛乳の温度は内側タンク570の外周面に取り付けられた牛乳温度センサT5によって検出される。冷却運転を終了する所定の温度とは牛乳内の細菌の発生を抑制し、品質を維持する観点から設定されており、具体的には約4℃である。更に、冷却運転中は冷媒回路502の高圧冷媒配管540に設置された吐出温度センサT1で検出した吐出冷媒の温度が、所定の値となるように膨張弁514の開度が調節される。具体的には、吐出温度センサT1で検出した冷媒温度が所定の値より上昇すると、膨張弁514の開度が拡大される。逆に、吐出温度センサT1で検出した冷媒温度が所定の値より低くなると、膨張弁514の開度が縮小される。これにより、洗浄用途に適した高温の湯を発生させる運転における好適な条件での高効率な運転を行うことができる。   Moreover, when the milking is completed, the feeding of the milk into the cooling container 507 is finished, but the cooling operation described above is continued until the milk reaches a predetermined temperature. Here, the temperature of the milk is detected by a milk temperature sensor T5 attached to the outer peripheral surface of the inner tank 570. The predetermined temperature at which the cooling operation is terminated is set from the viewpoint of suppressing the generation of bacteria in milk and maintaining the quality, and is specifically about 4 ° C. Further, during the cooling operation, the opening degree of the expansion valve 514 is adjusted so that the temperature of the discharge refrigerant detected by the discharge temperature sensor T1 installed in the high-pressure refrigerant pipe 540 of the refrigerant circuit 502 becomes a predetermined value. Specifically, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T1 rises above a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 514 is expanded. Conversely, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T1 becomes lower than a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 514 is reduced. Thereby, the highly efficient driving | running on the suitable conditions in the driving | operation which generate | occur | produces the hot water suitable for a washing | cleaning use can be performed.

尚、冷却運転中の圧縮機510の回転数は、一定であっても良いし、インバータ等により周波数を調節しても良い。   The rotation speed of the compressor 510 during the cooling operation may be constant, or the frequency may be adjusted by an inverter or the like.

(2)冷却運転時の給湯回路503の動作
次に、冷却運転時における給湯回路503の動作について説明する。先ず、三方弁547Aは貯湯タンク530下部からの水が循環ポンプ531に流れるように切り替えられており、三方弁547Bは流量調整弁535を通過した水が冷媒回路502(牛乳冷却用冷媒回路502)の熱交換器513に流れるように切り替えられている。
(2) Operation of Hot Water Supply Circuit 503 During Cooling Operation Next, the operation of the hot water supply circuit 503 during the cooling operation will be described. First, the three-way valve 547A is switched so that water from the lower part of the hot water storage tank 530 flows to the circulation pump 531, and the three-way valve 547B has the refrigerant circuit 502 (milk cooling refrigerant circuit 502) that has passed through the flow rate adjustment valve 535. The heat exchanger 513 is switched to flow.

そして、上述した冷却運転が開始されると、給湯回路503の循環ポンプ531が起動され、貯湯タンク530の下部から低温の湯、若しくは、水(以降、水と省略する)が低温配管547を経て、循環ポンプ531に吸い込まれ、当該循環ポンプ531の出口に接続された熱交換器513側の低温配管547に押し出される。これにより、循環ポンプ531から押し出された水は、流量調整弁535を経て、水通路512の入口から熱交換器513内に流入する。熱交換器513では、上述の如く放熱器511を流れる冷媒との熱交換により水通路512内を流れる水が放熱器511から熱を受け取って加熱され、高温の湯が生成される。そして、水通路512の出口から熱交換器513を出た高温の湯は、貯湯回路505の高温配管548を通り、貯湯タンク530の上部(上端)から貯湯タンク530内に注入される。当該貯湯タンク530では、熱交換器513にて生成された高温の湯を上部から注入し、下部から水を取り出しているので、水の温度の違いによる密度差を利用して、上部に高温の水が、下部に低温の水が貯留される。   When the above-described cooling operation is started, the circulation pump 531 of the hot water supply circuit 503 is activated, and low temperature hot water or water (hereinafter abbreviated as water) passes through the low temperature pipe 547 from the lower part of the hot water storage tank 530. Then, the refrigerant is sucked into the circulation pump 531 and pushed out to the low-temperature pipe 547 on the heat exchanger 513 side connected to the outlet of the circulation pump 531. Thereby, the water pushed out from the circulation pump 531 flows into the heat exchanger 513 from the inlet of the water passage 512 through the flow rate adjustment valve 535. In the heat exchanger 513, the water flowing in the water passage 512 is heated by receiving heat from the radiator 511 by heat exchange with the refrigerant flowing in the radiator 511 as described above, and high-temperature hot water is generated. The hot water that has exited the heat exchanger 513 from the outlet of the water passage 512 passes through the high temperature pipe 548 of the hot water storage circuit 505 and is injected into the hot water storage tank 530 from the upper part (upper end) of the hot water storage tank 530. In the hot water storage tank 530, the hot water generated in the heat exchanger 513 is injected from the upper part, and the water is taken out from the lower part. Water is stored at the bottom and low-temperature water is stored.

また、前記流量調整弁535は、熱交換器513の水通路512出口の湯の温度が所定の値となるように水の流量を調節している。本実施例では、出湯温度センサT2にて検出される熱交換器513の水通路512出口の湯の温度に基づいて、流量調整弁535が制御されている。即ち、出湯温度センサT2にて検出される水通路512出口の湯の温度が所定温度より高い場合には、流量調整弁535の開度が拡大される。これにより、当該貯湯回路505内を循環する水の循環量(流量)を増加させることができる。   Further, the flow rate adjusting valve 535 adjusts the flow rate of water so that the temperature of hot water at the outlet of the water passage 512 of the heat exchanger 513 becomes a predetermined value. In this embodiment, the flow rate adjustment valve 535 is controlled based on the temperature of hot water at the outlet of the water passage 512 of the heat exchanger 513 detected by the hot water temperature sensor T2. That is, when the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 512 detected by the hot water temperature sensor T2 is higher than a predetermined temperature, the opening degree of the flow rate adjustment valve 535 is expanded. Thereby, the circulation amount (flow rate) of the water circulating in the hot water storage circuit 505 can be increased.

一方、出湯温度センサT2にて検出される水通路512出口の湯の温度が所定温度より低い場合には、流量調整弁535の開度が縮小される。これにより、当該貯湯回路505内を循環する水の循環量(流量)を減少させることができる。尚、本実施例では高温配管548の途中部に設置された出湯温度センサT2にて水通路512出口の湯の温度を検出するものとしたが、これに限らず、熱交換器513の水通路512出口に温度センサを設置して、水通路512出口の湯の温度を検出するものとしても勿論構わない。また、上記所定の温度とは、給湯用途に適した温度、具体的には、50℃〜85℃程度の範囲内で使用用途に応じて決定することが好ましい。   On the other hand, when the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 512 detected by the hot water temperature sensor T2 is lower than a predetermined temperature, the opening degree of the flow rate adjustment valve 535 is reduced. Thereby, the circulation amount (flow rate) of the water circulating in the hot water storage circuit 505 can be reduced. In this embodiment, the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 512 is detected by the hot water temperature sensor T2 installed in the middle of the high-temperature pipe 548. However, the present invention is not limited to this, and the water passage of the heat exchanger 513 is used. Of course, a temperature sensor may be installed at the 512 outlet to detect the temperature of the hot water at the outlet of the water passage 512. The predetermined temperature is preferably determined according to the intended use within a range of about 50 ° C. to 85 ° C., specifically a temperature suitable for hot water use.

以上のように、本実施例の冷凍サイクル装置500の冷却運転では、冷却容器507に投入された搾乳直後の牛乳を、その品質を維持するために所定の温度まで冷却すると共に、冷媒回路502の高温側の放熱により高温の湯を生成し、且つ、貯湯タンク530にその湯を貯えることができる。   As described above, in the cooling operation of the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment, the milk immediately after milking put in the cooling container 507 is cooled to a predetermined temperature in order to maintain the quality, and the refrigerant circuit 502 Hot water can be generated by heat dissipation on the high temperature side, and the hot water can be stored in the hot water storage tank 530.

(3)被冷却物(牛乳)保冷動作
上述した冷却運転により牛乳の温度が所定の値に達すると、圧縮機510を停止し、膨張弁514を全閉とし、且つ、攪拌機575を停止して、冷却運転を終了し、冷却容器507に貯蔵された前記牛乳の保冷運転が行われる。この場合、冷却容器507は前述の如く断熱材574により断熱されているが、長時間の貯蔵では外部からの熱侵入により牛乳の温度が上昇する。
(3) Cooling operation of the object to be cooled (milk) When the milk temperature reaches a predetermined value by the cooling operation described above, the compressor 510 is stopped, the expansion valve 514 is fully closed, and the stirrer 575 is stopped. The cooling operation is terminated, and the milk stored in the cooling container 507 is cooled. In this case, although the cooling container 507 is insulated by the heat insulating material 574 as described above, the temperature of milk rises due to heat penetration from the outside during long-term storage.

そこで、保冷運転中は圧縮機510等を停止した状態であっても牛乳温度センサT5により冷却容器507内部に貯留された牛乳温度の検出を継続し(以下、待機という)、牛乳温度が所定の値以上になったら前記冷却運転を開始して、牛乳を冷却する。そして、保冷運転中の冷却運転により牛乳温度が所定の温度まで冷却されたら、当該冷却運転を停止して、再び待機状態となる。保冷運転中の冷却運転を開始する所定の温度とは、具体的には約4.5℃で、冷却運転を停止する所定の温度とは約4℃である。   Therefore, during the cold-retaining operation, the milk temperature sensor T5 continues to detect the temperature of the milk stored in the cooling container 507 even when the compressor 510 is stopped (hereinafter referred to as standby), and the milk temperature is a predetermined value. When the value exceeds the value, the cooling operation is started to cool the milk. Then, when the milk temperature is cooled to a predetermined temperature by the cooling operation during the cold insulation operation, the cooling operation is stopped and the standby state is entered again. The predetermined temperature for starting the cooling operation during the cold insulation operation is specifically about 4.5 ° C., and the predetermined temperature for stopping the cooling operation is about 4 ° C.

待機時に膨張弁514を全閉とするのは、吸入管545上の蒸発器516とアキュームレータ517との間に設けた逆止弁518の作用と併せて、冷媒回路502の高圧側から蒸発器516への冷媒流れを防止して、被冷却物である牛乳への熱の侵入を抑えるためである。尚、前記逆止弁518に代えて吸入管545上、又は、膨張弁4に代えて冷媒配管542上若しくは冷媒配管541上に、遮断弁等を設けて、保冷運転における待機時に該遮断弁を閉じることによっても同様の効果を得ることができる。   The expansion valve 514 is fully closed during the standby, together with the action of the check valve 518 provided between the evaporator 516 on the suction pipe 545 and the accumulator 517, and from the high pressure side of the refrigerant circuit 502 to the evaporator 516. This is to prevent the refrigerant from flowing into the milk and suppress the heat from entering the milk to be cooled. A shut-off valve or the like is provided on the suction pipe 545 instead of the check valve 518, or on the refrigerant pipe 542 or the refrigerant pipe 541 instead of the expansion valve 4, so that the shut-off valve can be used during standby in the cooling operation. The same effect can be obtained by closing.

ここで、保冷運転の待機時は一定の間隔をおいて間欠的に攪拌機575を駆動するものとする。例えば、30分間の間隔で、2分間の攪拌運転を行うものとする。攪拌機575を停止した状態では牛乳の温度の違いによる密度差により冷却容器507内部に成層上の温度分布が発生するため、正確な温度計測ができないからである。   Here, it is assumed that the stirrer 575 is intermittently driven at regular intervals during the cold-reserving operation. For example, a stirring operation for 2 minutes is performed at intervals of 30 minutes. This is because when the stirrer 575 is stopped, a temperature distribution on the stratification is generated inside the cooling vessel 507 due to the density difference due to the difference in the temperature of the milk, so that accurate temperature measurement cannot be performed.

保冷運転中の冷媒回路502の作用や給湯回路503の動作等については、前述の冷却運転と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。本実施例の冷凍サイクル装置500では、保冷運転中の冷却運転においても、牛乳の冷却と同時に、冷却時の排熱を有効に利用した貯湯が可能である。   Since the operation of the refrigerant circuit 502, the operation of the hot water supply circuit 503, and the like during the cold insulation operation are the same as those of the above-described cooling operation, detailed description thereof is omitted here. In the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment, hot water can be stored using the exhaust heat at the time of cooling simultaneously with the cooling of the milk even in the cooling operation during the cold storage operation.

(4)一般的な農場での冷却運転と保冷運転の運転パターン
以上、搾乳時の牛乳の投入に伴う冷却運転と保冷運転について説明したが、次に、一般的な農場での冷却運転と保冷運転の運転パターンについて説明する。
(4) Cooling operation and cooling operation pattern on general farms The cooling operation and cooling operation associated with the input of milk during milking have been described above. Next, cooling operation and cooling operation on a general farm A driving pattern of driving will be described.

一般的な農場では、1日に2回から3回程度の搾乳を行っており、2回目以降の搾乳では、冷却済みで保冷中の牛乳が貯留されている冷却容器507に、搾乳直後の牛乳を追加投入する。その結果、冷却容器507内部の牛乳温度が上昇するので、冷却運転を開始し、上述と同様に、所定温度に達すると冷却運転を停止して保冷運転を行う。   In a general farm, milking is performed about 2 to 3 times a day, and in the second and subsequent milking, milk immediately after milking is stored in a cooling container 507 in which cooled and kept milk is stored. Is added. As a result, since the milk temperature inside the cooling container 507 rises, the cooling operation is started, and when the temperature reaches a predetermined temperature, the cooling operation is stopped and the cooling operation is performed as described above.

また、冷却容器507からの牛乳の取り出し(牛乳の集荷)は毎日行う場合と隔日に行う場合とがある。従って、初回搾乳時から牛乳の集荷までに、牛乳の投入による冷却運転と保冷運転を2回から6回繰り返して行うことになる。   Further, milk may be taken out from the cooling container 507 (milk collection) every day or every other day. Therefore, from the time of the first milking to the collection of the milk, the cooling operation and the cooling operation by introducing the milk are repeated 2 to 6 times.

(5)洗浄運転
次に、洗浄運転について説明する。上述したように冷却容器507内にて冷却保冷された牛乳は、牛乳集荷時には、前記取出口から取り出される。具体的には、牛乳取出弁552Bに牛乳取出配管552を接続し、牛乳取出弁552Bを開いて、冷却容器507から牛乳を取り出す。そして、牛乳を取り出した後は、冷却容器507内を清浄に保ち、細菌の繁殖を抑え、牛乳の品質を確保するために、自動洗浄装置509による洗浄運転を行う。
(5) Cleaning operation Next, the cleaning operation will be described. As described above, the milk cooled and kept in the cooling container 507 is taken out from the outlet when the milk is collected. Specifically, the milk extraction pipe 552 is connected to the milk extraction valve 552B, the milk extraction valve 552B is opened, and the milk is extracted from the cooling container 507. And after taking out milk, in order to keep the inside of the cooling container 507 clean, to suppress the growth of bacteria and to ensure the quality of milk, a washing operation by the automatic washing device 509 is performed.

通常、冷却容器507の洗浄は冷却容器507から牛乳を取り出した後に行うものであるので、毎日集荷する場合は1日に1回、隔日に集荷する場合は2日に1回行うことになる。また、本実施例では、図示しない搾乳機や搾乳パイプライン等の洗浄にも洗浄用の湯を供給することができるが、搾乳機や搾乳パイプラインの洗浄は搾乳が終了する都度行うものであり、1日に2回から3回行う。   Usually, the cooling container 507 is washed after milk is taken out from the cooling container 507. Therefore, when collecting daily, it is performed once a day, and when collecting every other day, it is performed once every two days. Further, in this embodiment, washing hot water can be supplied for washing a milking machine and a milking pipeline (not shown), but washing of the milking machine and the milking pipeline is performed every time milking is finished. Perform two to three times a day.

洗浄の工程は冷却容器507を洗浄する場合も搾乳パイプライン等を洗浄する場合も基本的には同じである。即ち、水によるすすぎ工程、湯によるすすぎ工程、複数種類の洗剤、例えば、アルカリ系洗剤や酸性洗剤等による洗浄工程、殺菌剤による殺菌工程を行うものである。このような各工程では、湯又は水を供給し、且つ、所定の種類の洗剤及び殺菌剤を所定量供給した後、必要に応じて該洗浄液(前記湯若しくは水と洗剤等との混合液)を装置内(冷却容器507の洗浄を行う場合は、冷却容器507内)で所定時間循環洗浄させ、その後洗浄液を排出する。   The washing process is basically the same whether the cooling container 507 is washed or the milking pipeline is washed. That is, a rinsing step with water, a rinsing step with hot water, a washing step with a plurality of types of detergents such as an alkaline detergent and an acidic detergent, and a sterilizing step with a bactericide are performed. In each of these steps, hot water or water is supplied, and a predetermined amount of detergent and disinfectant are supplied in a predetermined amount, and then the cleaning liquid (mixed liquid of the hot water or water and detergent, etc.) as necessary. Is circulated and washed for a predetermined time in the apparatus (in the cooling container 507 when the cooling container 507 is cleaned), and then the cleaning liquid is discharged.

また、上記各工程は、所定の順番で必要回数行われるものであり、例えば、まず、水によるすすぎ工程を行い、次いで、湯によるすすぎ工程、湯とアルカリ系洗剤によるアルカリ洗浄工程、湯によるすすぎ工程、湯と酸性洗剤による酸洗浄工程、水によるすすぎを行った後、殺菌剤による殺菌工程を行う。   Each of the above steps is performed a required number of times in a predetermined order. For example, first, a rinsing step with water is performed, then, a rinsing step with hot water, an alkali cleaning step with hot water and an alkaline detergent, and a rinsing with hot water. After performing the process, the acid washing process with hot water and an acidic detergent, and rinsing with water, the sterilization process with a bactericide is performed.

牛乳集荷が完了し、洗浄を行う前に、先ずは、取出弁552Bから牛乳取出配管552を外し、取出弁552Bから洗浄戻り配管635に洗浄水が流れる構成にし、取出弁552Bは開けた状態にしておく。水によるすすぎ工程では、洗浄用排出弁640B及び循環切替弁634を閉じ、洗浄用循環ポンプ631は停止した状態で、給水弁654Bを開き、給水配管654を介して、洗浄用バッファタンク650に所定量の洗浄用水を供給する。尚、洗浄用バッファタンク650内の水量が所定の値に達したかどうかの判断は、例えば、フロート式レベルスイッチ等により検出できる。   Before milk collection is completed and cleaning is performed, first, the milk extraction pipe 552 is removed from the extraction valve 552B, and the cleaning water flows from the extraction valve 552B to the cleaning return pipe 635, and the extraction valve 552B is opened. Keep it. In the rinsing step with water, the cleaning discharge valve 640B and the circulation switching valve 634 are closed, the cleaning circulation pump 631 is stopped, the water supply valve 654B is opened, and the cleaning buffer tank 650 is provided via the water supply piping 654. Supply a fixed amount of cleaning water. Note that whether or not the amount of water in the cleaning buffer tank 650 has reached a predetermined value can be detected by, for example, a float type level switch.

洗浄用バッファタンク650内の水量が所定の値に達したら、給水弁654Bを閉じ、循環ポンプ631を運転状態にすることにより、洗浄用バッファタンク650内の水は洗浄配管632を通り、冷却容器507内に供給される。洗浄配管632から冷却容器507内へ水を注入する際は、効率的な洗浄を可能とするため、水をノズルから噴射し、且つ冷却容器507内部の各部分にムラなく噴霧されるようにしている。また、必要に応じて攪拌機575を運転することも可能である。   When the amount of water in the cleaning buffer tank 650 reaches a predetermined value, the water supply valve 654B is closed and the circulation pump 631 is put in an operating state, so that the water in the cleaning buffer tank 650 passes through the cleaning pipe 632 and is cooled. 507 is supplied. When injecting water from the cleaning pipe 632 into the cooling container 507, in order to enable efficient cleaning, water is sprayed from the nozzle and sprayed uniformly on each part inside the cooling container 507. Yes. It is also possible to operate the agitator 575 as necessary.

洗浄用バッファタンク650内の水が無くなったら、洗浄用循環ポンプ631の運転を停止し、循環切替弁634及び洗浄用排出弁640Bを開き、洗浄水排出通路640からすすぎ水を排出する。以上が水によるすすぎの一工程であり、必要に応じて、この工程を所定の回数繰り返して行う。   When the water in the washing buffer tank 650 runs out, the operation of the washing circulation pump 631 is stopped, the circulation switching valve 634 and the washing discharge valve 640B are opened, and the rinse water is discharged from the washing water discharge passage 640. The above is one process of rinsing with water, and this process is repeated a predetermined number of times as necessary.

湯によるすすぎ工程は、基本的には、前述の水によるすすぎ工程と同様の動作である。相違する点は、水に代えて高温の湯を供給することのみである。即ち、水によるすすぎ工程では、給水弁654Bを開けて水を供給したが、湯によるすすぎ工程では、給湯弁602を開けることにより、貯湯タンク530に貯えられた高温の湯を、洗浄用給湯配管600を介して、洗浄用バッファタンク650に供給する。その他、同様の動作については説明を省略する。   The rinsing process using hot water is basically the same operation as the rinsing process using water described above. The only difference is that hot water is supplied instead of water. That is, in the water rinsing process, the water supply valve 654B is opened and water is supplied, but in the hot water rinsing process, the hot water stored in the hot water storage tank 530 is used for cleaning hot water supply piping by opening the hot water supply valve 602. The cleaning buffer tank 650 is supplied to the cleaning buffer tank 650 through 600. Description of other similar operations is omitted.

洗剤による洗浄工程では、洗浄用排出弁640B及び循環切替弁634を閉じ、洗浄用循環ポンプ631は停止した状態で、給湯弁602を開き、洗浄用給湯配管600を介して、洗浄用バッファタンク650に所定量の湯を供給する。これと同時に、洗剤供給ポンプ(図示せず)を駆動し、所定種類の洗剤を所定の量、洗剤供給配管652を介して、洗浄用バッファタンク650に供給する。供給される洗剤の種類や量は各工程に応じて、予め決められており、当該洗剤の量は洗剤供給ポンプ(図示せず)の駆動時間により調節される。   In the cleaning process using the detergent, the cleaning drain valve 640B and the circulation switching valve 634 are closed, the cleaning circulation pump 631 is stopped, the hot water supply valve 602 is opened, and the cleaning buffer tank 650 is passed through the cleaning hot water supply pipe 600. A predetermined amount of hot water is supplied to. At the same time, a detergent supply pump (not shown) is driven to supply a predetermined amount of a predetermined amount of detergent to the cleaning buffer tank 650 via the detergent supply pipe 652. The type and amount of detergent to be supplied are determined in advance according to each step, and the amount of the detergent is adjusted by the driving time of a detergent supply pump (not shown).

洗浄用バッファタンク650内の湯量(湯と洗剤の混合液)が所定の値に達したら、給湯弁602を閉じ、循環ポンプ631を運転状態にすることにより、洗浄用バッファタンク650内の洗浄液は洗浄配管632を通り、冷却容器507内に供給される。洗浄配管632から冷却容器507内へ洗浄液を注入する際は、効率的な洗浄を可能とするため、洗浄液をノズルから噴射し、且つ冷却容器507内部の各部分にムラなく噴霧されるようにしている。また、必要に応じて攪拌機575を運転することも可能である。   When the amount of hot water in the cleaning buffer tank 650 (mixed solution of hot water and detergent) reaches a predetermined value, the hot water valve 602 is closed and the circulation pump 631 is put in an operating state, whereby the cleaning liquid in the cleaning buffer tank 650 is It passes through the cleaning pipe 632 and is supplied into the cooling container 507. When injecting the cleaning liquid from the cleaning pipe 632 into the cooling container 507, in order to enable efficient cleaning, the cleaning liquid is sprayed from the nozzle and sprayed uniformly on each part inside the cooling container 507. Yes. It is also possible to operate the agitator 575 as necessary.

洗浄用バッファタンク650内の洗浄液が無くなったら、洗浄用循環ポンプ631の運転を停止する。冷却容器507内に所定量の洗浄液が貯まるまで、循環切替弁634及び洗浄用排出弁640Bは閉じたままで、再び給湯弁602を開き、洗浄用バッファタンク650内に湯を所定量供給し、その後、給湯弁602を閉じ、循環ポンプ631を駆動し、冷却容器507内に湯を供給するという動作を繰り返す。ここで、冷却容器507内に供給され貯められる湯の量は、バッファタンク650の容量と、上記動作を繰り返す回数から知ることができるので、予めバッファタンク650に貯める回数を定めておくことで、適切な量を管理することができる。   When the cleaning liquid in the cleaning buffer tank 650 runs out, the operation of the cleaning circulation pump 631 is stopped. Until the predetermined amount of cleaning liquid is stored in the cooling container 507, the circulation switching valve 634 and the cleaning discharge valve 640B remain closed, the hot water supply valve 602 is opened again, and a predetermined amount of hot water is supplied into the cleaning buffer tank 650. The operation of closing the hot water supply valve 602, driving the circulation pump 631, and supplying hot water into the cooling vessel 507 is repeated. Here, since the amount of hot water supplied and stored in the cooling container 507 can be known from the capacity of the buffer tank 650 and the number of times the above operation is repeated, by predetermining the number of times to store in the buffer tank 650, Appropriate amount can be managed.

冷却容器507内に所定量の洗浄液(湯と洗剤の混合液)を貯めた後、循環切替弁634を開き、洗浄用循環ポンプ631を所定時間駆動する。洗浄液は、冷却容器507から取出弁552B、循環切替弁634、洗浄戻り配管635、洗浄用循環ポンプ631及び洗浄配管632を順次経て冷却容器507に戻り、循環洗浄回路630内を循環する。これにより、冷却容器507内部の牛乳による汚れを除去できる。尚、洗浄配管632から冷却容器507内へ洗浄液を注入する際、効率的な洗浄を可能とするため、洗浄液をノズルから噴射し、且つ冷却容器507内部の各部分にムラなく噴霧されるようにしている。また、必要に応じて攪拌機575を運転することも可能である。   After a predetermined amount of cleaning liquid (mixed solution of hot water and detergent) is stored in the cooling container 507, the circulation switching valve 634 is opened and the cleaning circulation pump 631 is driven for a predetermined time. The cleaning liquid sequentially returns from the cooling container 507 to the cooling container 507 through the extraction valve 552B, the circulation switching valve 634, the cleaning return pipe 635, the cleaning circulation pump 631 and the cleaning pipe 632, and circulates in the circulation cleaning circuit 630. Thereby, the dirt by the milk inside the cooling container 507 can be removed. When injecting the cleaning liquid from the cleaning pipe 632 into the cooling container 507, in order to enable efficient cleaning, the cleaning liquid is sprayed from the nozzle and sprayed uniformly on each part inside the cooling container 507. ing. It is also possible to operate the agitator 575 as necessary.

所定の時間洗浄液の循環を行った後、洗浄用循環ポンプ631を停止して、洗浄用排出弁640Bを開き、排出管640から循環洗浄回路630内の洗浄液を排出する。   After the cleaning liquid is circulated for a predetermined time, the cleaning circulation pump 631 is stopped, the cleaning discharge valve 640B is opened, and the cleaning liquid in the circulation cleaning circuit 630 is discharged from the discharge pipe 640.

殺菌工程の動作は、基本的には、洗剤による洗浄工程の動作と同様である。相違する点は、注入する洗剤が殺菌剤であること、湯の代わりに水を利用すること、及び循環等の時間が相違すること等である。殺菌工程は次回の使用時間に合わせて行われ、殺菌液(殺菌剤と水の混合液)を冷却容器507や循環洗浄回路630の系内に保持したまま所定時間放置することにより殺菌効果を高めている。すすぎ工程や、洗剤による洗浄工程と共通の動作については詳細な説明を省略する。   The operation of the sterilization process is basically the same as the operation of the cleaning process using the detergent. The difference is that the detergent to be injected is a disinfectant, that water is used instead of hot water, and that the time for circulation is different. The sterilization process is performed according to the next use time, and the sterilization effect is enhanced by leaving the sterilization liquid (mixture of sterilizer and water) in the cooling vessel 507 and the circulation cleaning circuit 630 for a predetermined time. ing. Detailed descriptions of operations common to the rinsing process and the cleaning process using the detergent are omitted.

尚、保冷運転の待機時には、蒸発器516内部への冷媒の進入による熱損失を低減するため、膨張弁514を全閉状態としていたが、洗浄運転時、特に、湯による洗浄を行う際には蒸発器516内部の異常高圧を避けるため、膨張弁514は開状態とすることが望ましい。   Note that the expansion valve 514 is fully closed to reduce heat loss due to the refrigerant entering the evaporator 516 during standby for the cold insulation operation. However, during the cleaning operation, particularly when washing with hot water is performed. In order to avoid an abnormally high pressure inside the evaporator 516, it is desirable to open the expansion valve 514.

また、要求される給湯負荷が大きく、牛乳冷却により発生する量の湯だけでは不足する場合には、洗浄運転中も冷却運転を行って湯を発生させることも可能である。例えば、殺菌工程において、殺菌液を冷却容器507内に保持したまま冷却運転を行うことで、殺菌液を熱源とした高効率な給湯運転(ヒートポンプ運転)が可能となる。更に、必要に応じて、冷却容器507内に熱源となる水を追加投入して、冷却運転(給湯運転)を行うこともできる。   Further, when the required hot water supply load is large and the amount of hot water generated by milk cooling is insufficient, it is possible to generate hot water by performing the cooling operation even during the cleaning operation. For example, in the sterilization process, by performing the cooling operation while holding the sterilizing liquid in the cooling container 507, a highly efficient hot water supply operation (heat pump operation) using the sterilizing liquid as a heat source becomes possible. Furthermore, if necessary, the cooling operation (hot water supply operation) can be performed by additionally introducing water as a heat source into the cooling container 507.

(6)洗浄用途以外の用途への湯の供給動作
次に、上述した洗浄用途以外の用途への湯の供給動作について述べる。洗浄用途以外の給湯負荷に対しての湯の供給は、前記給湯弁を開くことにより行われる。給湯弁を開くと、貯湯タンク530に貯えられた高温の湯が貯湯タンク530の上部から高温湯取出配管534Aを介して混合弁610に流れると共に、給水装置532からの水、若しくは、貯湯タンク530内下部からの低温の湯が貯湯タンク530の下部に接続された低温湯取出配管534Bを介して混合弁610に流れる。そして、混合弁610で高温の湯と水、若しくは、低温の湯が混合され、所定の温度に調節された後、湯は給湯弁を介して各給湯負荷設備に供給される。
(6) Hot water supply operation to applications other than cleaning applications Next, hot water supply operation to applications other than the above-described cleaning applications will be described. Hot water is supplied to a hot water supply load other than the cleaning application by opening the hot water supply valve. When the hot water supply valve is opened, the hot water stored in the hot water storage tank 530 flows from the upper part of the hot water storage tank 530 to the mixing valve 610 via the high temperature hot water extraction pipe 534A, and the water from the water supply device 532 or the hot water storage tank 530 is supplied. Low temperature hot water from the inner and lower parts flows to the mixing valve 610 via the low temperature hot water extraction pipe 534B connected to the lower part of the hot water storage tank 530. Then, hot water and water or low temperature hot water are mixed by the mixing valve 610 and adjusted to a predetermined temperature, and then the hot water is supplied to each hot water supply load facility via the hot water supply valve.

尚、供給される湯の温度は、混合弁610と給湯弁とを接続する配管上に設けられた給湯温度センサT3により検出される。尚、給水弁は、通常、常時開状態であるので、その他の給湯負荷設備に供給された湯の量に相当する量の市水が給水装置532の給水配管532Aから給湯回路503の貯湯タンク530内に供給される。   The temperature of the supplied hot water is detected by a hot water supply temperature sensor T3 provided on a pipe connecting the mixing valve 610 and the hot water supply valve. Since the water supply valve is normally open, an amount of city water corresponding to the amount of hot water supplied to other hot water supply load facilities is supplied from the water supply pipe 532A of the water supply device 532 to the hot water storage tank 530 of the hot water supply circuit 503. Supplied in.

以上のように、本実施例の冷凍サイクル装置500によれば、被冷却物である牛乳を冷却すると同時に、冷却過程で発生する冷媒回路502の高温側の熱を有効に利用して湯を生成し、且つ、二酸化炭素冷媒を用いた遷臨界サイクルを利用することにより高温出湯が可能となり、この湯を前記冷却容器507等の洗浄等に用いることができる。従って、従来、洗浄用途のためにボイラー等で湯を沸かして供給していた場合に比べ、消費するエネルギーを大幅に削減することができる。また、冷媒回路502の高温側から大気に放出する熱も削減できるので周囲温度の上昇も抑えることができる。   As described above, according to the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment, milk that is an object to be cooled is cooled, and hot water is generated by effectively using the heat on the high temperature side of the refrigerant circuit 502 generated in the cooling process. In addition, by using a transcritical cycle using a carbon dioxide refrigerant, high temperature hot water can be used, and this hot water can be used for cleaning the cooling vessel 507 and the like. Therefore, the energy consumed can be greatly reduced compared to the case where hot water is conventionally boiled and supplied by a boiler or the like for cleaning purposes. In addition, since the heat released from the high temperature side of the refrigerant circuit 502 to the atmosphere can be reduced, an increase in the ambient temperature can be suppressed.

(7)第2の冷媒回路508を用いた給湯運転
次に、第2の冷媒回路508の動作について述べる。第2の冷媒回路508は、給湯負荷が大きくて、牛乳を冷却するときに得られる湯だけでは不足する場合に、空気等の牛乳以外の熱源から吸熱して湯を生成する給湯運転(ヒートポンプ運転)を行うことができる。
(7) Hot water supply operation using the second refrigerant circuit 508 Next, the operation of the second refrigerant circuit 508 will be described. The second refrigerant circuit 508 is a hot water supply operation (heat pump operation) that generates hot water by absorbing heat from a heat source other than milk such as air when the hot water supply load is large and the hot water obtained when cooling milk is insufficient. )It can be performed.

第2の冷媒回路508における動作は、前記冷媒回路502と殆ど同じであるため、詳細な説明を省略する。冷媒回路502と相違する点は、蒸発器586において冷媒は大気中から吸熱を行う点である。即ち、蒸発器586にて冷媒は大気から吸熱し、その熱を熱交換器583にて放熱器581と交熱的に設けられた水通路582に放出して放熱する。これにより、水通路582を流れる水は加熱され、高温の湯が生成される。   Since the operation of the second refrigerant circuit 508 is almost the same as that of the refrigerant circuit 502, detailed description thereof is omitted. The difference from the refrigerant circuit 502 is that the refrigerant absorbs heat from the atmosphere in the evaporator 586. That is, the refrigerant absorbs heat from the atmosphere in the evaporator 586, and the heat is released into the water passage 582 provided in a heat exchange manner with the radiator 581 by the heat exchanger 583. Thereby, the water flowing through the water passage 582 is heated, and hot water is generated.

給湯運転中は第2の冷媒回路508の高圧冷媒配管590に設置された吐出温度センサT7で検出した吐出冷媒の温度が、所定の値となるように膨張弁584の開度が調節される。具体的には、吐出温度センサT7で検出した冷媒温度が所定の値より上昇すると、膨張弁584の開度が拡大される。逆に、吐出温度センサT7で検出した冷媒温度が所定の値より低くなると、膨張弁584の開度が縮小される。これにより、洗浄用途に適した高温の湯を発生させる運転における好適な条件での高効率な運転を行うことができる。   During the hot water supply operation, the opening degree of the expansion valve 584 is adjusted so that the temperature of the discharge refrigerant detected by the discharge temperature sensor T7 installed in the high-pressure refrigerant pipe 590 of the second refrigerant circuit 508 becomes a predetermined value. Specifically, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T7 rises above a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 584 is expanded. Conversely, when the refrigerant temperature detected by the discharge temperature sensor T7 becomes lower than a predetermined value, the opening degree of the expansion valve 584 is reduced. Thereby, the highly efficient driving | running on the suitable conditions in the driving | operation which generate | occur | produces the hot water suitable for a washing | cleaning use can be performed.

次に、当該給湯運転時の給湯回路503の動作について説明する。この場合、三方弁547Aは貯湯タンク530下部からの水が循環ポンプ531に流れるように切り替えられており、三方弁547Bは流量調整弁535を通過した水が熱交換器583に流れるように切り替えられているものとする。給湯運転中、給湯回路503の循環ポンプ531が運転され、貯湯タンク530の下部から低温の湯又は水が、低温配管547を通り、循環ポンプ531、流量調整弁535を経て、熱交換器583の水流路582の入口に流れる。熱交換器583では、前述の通り、放熱器581を流れる冷媒との熱交換により水流路582内を流れる水が加熱され高温の湯が生成される。そして、熱交換器583の水流路582を出た高温の湯は、高温配管598、高温配管548を順次経由して、貯湯タンク530の上部から貯湯タンク530内に注がれる。貯湯タンク530では上部から高温の湯を注ぎ、下部から低温の水を取り出しているので、水の温度の違いによる密度差を利用して、貯湯タンク530内の上部に高温の水、下部に低温の水が貯留される。   Next, the operation of the hot water supply circuit 503 during the hot water supply operation will be described. In this case, the three-way valve 547A is switched so that the water from the lower part of the hot water storage tank 530 flows to the circulation pump 531, and the three-way valve 547B is switched so that the water that has passed through the flow rate adjustment valve 535 flows to the heat exchanger 583. It shall be. During the hot water supply operation, the circulation pump 531 of the hot water supply circuit 503 is operated, and low temperature hot water or water from the lower part of the hot water storage tank 530 passes through the low temperature pipe 547, passes through the circulation pump 531 and the flow rate adjustment valve 535, and It flows to the inlet of the water channel 582. In the heat exchanger 583, as described above, the water flowing in the water flow path 582 is heated by heat exchange with the refrigerant flowing in the radiator 581 to generate high-temperature hot water. Then, the hot water that has exited the water flow path 582 of the heat exchanger 583 is poured into the hot water storage tank 530 from the upper part of the hot water storage tank 530 through the high temperature pipe 598 and the high temperature pipe 548 in order. In the hot water storage tank 530, hot water is poured from the upper part, and low temperature water is taken out from the lower part. Therefore, by utilizing the density difference due to the difference in water temperature, the hot water in the upper part of the hot water storage tank 530 is hot and the lower part is cold. Of water is stored.

また、流量調整弁535は、熱交換器583の水流路582の出口の湯の温度が所定の値となるように水の流量を調節している。具体的には、水流路582の出口の湯の温度が所定の温度より高い場合は流量調整弁535の開度を大きくして水の流量を増やし、逆に、水流路582の出口の湯の温度が低い場合には流量調整弁535の開度を小さくして水の流量を減少させる。水流路582の出口の湯の温度は高温配管548に取り付けられた出湯温度センサT2により検出される。また、前記所定の温度とは、洗浄用途やその他の給湯用途に適した温度で、具体的には50〜85℃程度の範囲内で使用用途に応じて決定することが好ましい。   Further, the flow rate adjustment valve 535 adjusts the flow rate of water so that the temperature of hot water at the outlet of the water flow path 582 of the heat exchanger 583 becomes a predetermined value. Specifically, when the temperature of the hot water at the outlet of the water channel 582 is higher than a predetermined temperature, the flow rate adjustment valve 535 is increased to increase the flow rate of the water. When the temperature is low, the flow rate of the water is decreased by decreasing the opening degree of the flow rate adjusting valve 535. The temperature of the hot water at the outlet of the water channel 582 is detected by a hot water temperature sensor T2 attached to the high temperature pipe 548. In addition, the predetermined temperature is a temperature suitable for a cleaning application or other hot water supply application, and specifically, it is preferably determined within a range of about 50 to 85 ° C. according to the use application.

以上のように、第2の冷媒回路508による給湯運転は、牛乳冷却運転により発生する湯の量が、要求される給湯負荷に対して不足する場合に行うものであり、要求される湯の量に応じて給湯運転を行う時間の長さ、即ち、発生させる湯の量が決められる。但し、貯湯タンク530内全てを高温の湯で満たしてしまうと、冷却運転時に貯湯タンク530の下部から熱交換器513に高温の湯が流れ込むこととなり、冷却能力と効率が著しく低下し、牛乳の冷却を行うことが困難になる。そのため、給湯運転においては、貯湯タンク530内の全てを高温の湯で満たすことはせず、必ず、貯湯タンク530の下部に冷却運転で使用する量に相当する冷水部分を確保しておく必要がある。   As described above, the hot water supply operation by the second refrigerant circuit 508 is performed when the amount of hot water generated by the milk cooling operation is insufficient for the required hot water supply load, and the required amount of hot water. The length of time during which the hot water supply operation is performed, that is, the amount of hot water to be generated is determined. However, if all of the hot water storage tank 530 is filled with high temperature hot water, the hot water flows into the heat exchanger 513 from the lower part of the hot water storage tank 530 during the cooling operation, and the cooling capacity and efficiency are remarkably reduced. It becomes difficult to perform cooling. Therefore, in the hot water supply operation, the hot water storage tank 530 is not completely filled with hot water, and a cold water portion corresponding to the amount used in the cooling operation must be secured below the hot water storage tank 530 without fail. is there.

第2の冷媒回路508による給湯運転で貯湯タンク530内に貯える湯の量は、冷凍サイクル装置500を使用する条件、即ち牛乳の量(飼育規模)や使用する湯の量等に依存するが、例えば、湯の量が貯湯タンク530の1/5以下になったら第2の冷媒回路508による給湯運転を開始し、1/2以上になったら第2の冷媒回路508による給湯運転を停止するといった制御が考えられる。尚、貯湯タンク530に貯えられている湯の量は、貯湯センサT4により把握できる。   The amount of hot water stored in the hot water storage tank 530 in the hot water supply operation by the second refrigerant circuit 508 depends on the conditions for using the refrigeration cycle apparatus 500, that is, the amount of milk (breeding scale), the amount of hot water used, etc. For example, the hot water supply operation by the second refrigerant circuit 508 is started when the amount of hot water becomes 1/5 or less of the hot water storage tank 530, and the hot water supply operation by the second refrigerant circuit 508 is stopped when the amount of hot water becomes 1/2 or more. Control can be considered. The amount of hot water stored in the hot water storage tank 530 can be grasped by the hot water storage sensor T4.

以上のように、本実施例の冷凍サイクル装置500は、第2の冷媒回路508を備えているので、牛乳の冷却時に発生する湯だけでは、要求される給湯負荷を賄うことができない場合、大気を熱源とした給湯運転を行うことにより、不足分の湯を発生させることができる。よって、追加給湯のための補助ボイラー等が不要となり、且つ、高効率なヒートポンプ給湯を行うため、エネルギー消費の更なる削減が図られる。   As described above, since the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment includes the second refrigerant circuit 508, when the required hot water supply load cannot be provided only with hot water generated during the cooling of milk, By performing a hot water supply operation using as a heat source, a deficient amount of hot water can be generated. Therefore, an auxiliary boiler or the like for additional hot water supply is not required, and since highly efficient heat pump hot water supply is performed, energy consumption can be further reduced.

(8)三方弁547A切換動作
次に、三方弁547Aの動作について説明する。三方弁547Aは、冷却運転及び給湯運転の起動時及び停止時に、低温の湯が貯湯タンク530の上部に流れ込み、貯湯タンク530内部の温度成層を乱すことを防止するものである。冷却運転若しくは給湯運転の開始から所定の時間TL1、三方弁547Aの貯湯タンク530側を遮断し、バイパス配管549からの湯(又は水)を循環ポンプ531に流すように切り替える。これにより、冷却運転若しくは給湯運転の開始からの所定の時間TL1、熱交換器513の水通路512、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の水通路582から流れてきた湯は貯湯タンク530へは流れ込まず、高温配管548からバイパス配管549、三方弁547A、循環ポンプ531を経由して、熱交換器513の水通路512、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の水通路582に戻る、閉回路を流れる。
(8) Three-way valve 547A switching operation Next, the operation of the three-way valve 547A will be described. The three-way valve 547A prevents low temperature hot water from flowing into the upper part of the hot water storage tank 530 and disturbing the temperature stratification inside the hot water storage tank 530 when the cooling operation and the hot water supply operation are started and stopped. A predetermined time TL1 from the start of the cooling operation or the hot water supply operation, the hot water storage tank 530 side of the three-way valve 547A is shut off, and the hot water (or water) from the bypass pipe 549 is switched to flow to the circulation pump 531. Thus, the hot water flowing from the water passage 512 of the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 or the water passage 512 of the heat exchanger 513 or the predetermined time TL1 from the start of the cooling operation or the hot water supply operation is stored. It does not flow into the tank 530, but passes from the high temperature pipe 548 to the water passage 512 of the heat exchanger 513 or the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 via the bypass pipe 549, the three-way valve 547 A, and the circulation pump 531. Flow through a closed circuit, returning to the water passage 582.

併せて、冷却運転若しくは給湯運転の開始から所定の時間TL2は、流量調整弁535は十分な流量を確保できる所定の開度に固定され、所定時間TL2経過後から徐々に開度を小さくし、流量を減らし、最終的には、高温配管548に取り付けられた出湯温度センサT2が所定の値になるように開度調節される。   In addition, for a predetermined time TL2 from the start of the cooling operation or the hot water supply operation, the flow rate adjustment valve 535 is fixed at a predetermined opening that can ensure a sufficient flow rate, and after the predetermined time TL2 has elapsed, the opening is gradually reduced, The flow rate is reduced, and finally, the opening degree is adjusted so that the hot water temperature sensor T2 attached to the high temperature pipe 548 becomes a predetermined value.

所定時間TL1経過後、三方弁547Aは、バイパス配管549側を遮断し、貯湯タンク530の下部からの水を循環ポンプ531に流すように切り替えられる。その結果、熱交換器513の水通路512、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の水通路582から流れてきた湯は貯湯タンク530へ流れることになる。   After the predetermined time TL1 has elapsed, the three-way valve 547A is switched so that the bypass pipe 549 side is shut off and the water from the lower part of the hot water storage tank 530 flows to the circulation pump 531. As a result, hot water flowing from the water passage 512 of the heat exchanger 513 or the water passage 582 of the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 flows to the hot water storage tank 530.

前述の所定の時間TL1及びTL2は、予め一定の時間を定めておくこともできるし、出湯温度センサT2で検出される熱交換器513、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の出口の湯の温度を基準に操作を行うこともできる。冷却運転開始から流量調整弁535は所定の開度に固定され、出湯温度が所定の値以上に上昇したら、流量調整弁535の開度を徐々に小さくし、更に出湯温度が上昇し、第2の所定の温度に達したら、三方弁547Aを、バイパス配管549側を遮断し、貯湯タンク530の下部からの水を循環ポンプ531に流すように切り替えれば良い。   The predetermined times TL1 and TL2 can be determined in advance, or the heat exchanger 513 detected by the tapping temperature sensor T2 or the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 can be used. The operation can also be performed based on the temperature of the hot water at the outlet. When the cooling operation is started, the flow rate adjustment valve 535 is fixed at a predetermined opening, and when the tapping temperature rises to a predetermined value or more, the opening of the flow rate regulation valve 535 is gradually reduced, and the tapping temperature rises further. When the predetermined temperature is reached, the three-way valve 547A may be switched so that the bypass pipe 549 side is shut off and the water from the lower part of the hot water storage tank 530 flows to the circulation pump 531.

以上により、貯湯タンク530に既に貯湯されている湯の温度成層を乱し貯湯されている湯の温度を低下させてしまうという問題を回避できる。その結果、貯湯されている湯の熱損失が低減され、湯の有効な利用が可能となる。   As described above, it is possible to avoid the problem of disturbing the temperature stratification of the hot water already stored in the hot water storage tank 530 and lowering the temperature of the hot water stored. As a result, the heat loss of the hot water stored is reduced, and the hot water can be used effectively.

また、冷却運転若しくは貯湯運転開始時に流量調整弁535で出湯温度制御を行わず、一定の開度で十分な流量を確保するため、圧縮機510(或いは圧縮機580)を起動した直後の吐出温度の異常上昇や異常高圧を回避できる。   Also, the discharge temperature immediately after the compressor 510 (or the compressor 580) is started in order to ensure a sufficient flow rate at a constant opening without performing the hot water temperature control by the flow rate adjustment valve 535 at the start of the cooling operation or the hot water storage operation. An abnormal rise and abnormally high pressure can be avoided.

一方、冷却運転若しくは給湯運転の停止直後も、圧縮機510(或いは圧縮機580)の運転停止から所定の時間経過するか、若しくは、出湯温度が所定の値以下になったら、三方弁547Aの貯湯タンク530側を遮断し、バイパス配管549からの湯(又は水)を循環ポンプ531に流すように切り替える。そして、その後、所定の時間循環ポンプ531を運転する。これにより、熱交換器513の水通路512、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の水通路582から流れてきた湯は貯湯タンク530へは流れ込まず、高温配管548からバイパス配管549、三方弁547A、循環ポンプ531を経由して、熱交換器513の水通路512、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の水通路582に戻る、閉回路を流れる。   On the other hand, immediately after the cooling operation or the hot water supply operation is stopped, if the predetermined time has elapsed from the stop of the operation of the compressor 510 (or the compressor 580) or the hot water temperature becomes a predetermined value or less, the hot water storage of the three-way valve 547A is performed. The tank 530 side is shut off, and the hot water (or water) from the bypass pipe 549 is switched to flow to the circulation pump 531. Thereafter, the circulating pump 531 is operated for a predetermined time. As a result, hot water flowing from the water passage 512 of the heat exchanger 513 or the water passage 582 of the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 does not flow into the hot water storage tank 530, but from the high-temperature pipe 548 to the bypass pipe 549. Then, it flows through a closed circuit that returns to the water passage 512 of the heat exchanger 513 or the water passage 582 of the heat exchanger 583 of the second refrigerant circuit 508 via the three-way valve 547A and the circulation pump 531.

従って、貯湯タンク530の上部から貯湯タンク530内に低温の湯が流れ込み、貯湯タンク530内部の温度成層を乱すことを防止すると共に、熱交換器513、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583の適切な冷却が行えるようになる。   Therefore, it is possible to prevent low temperature hot water from flowing into the hot water storage tank 530 from the upper part of the hot water storage tank 530 and disturb the temperature stratification inside the hot water storage tank 530, and to perform heat exchange of the heat exchanger 513 or the second refrigerant circuit 508. The device 583 can be properly cooled.

尚、前述の起動時及び停止時を除き、通常の冷却運転若しくは給湯運転を行っているときは、三方弁547Aは、バイパス配管549側を遮断し、貯湯タンク530の下部からの水を循環ポンプ531に流すように切り替えられている。また、冷却運転及び給湯運転のいずれも行っていないときは、三方弁547Aは、貯湯タンク530側を遮断し、バイパス配管549側が連通するように切り替えられている。冷却運転及び給湯運転のいずれも行っていないときに、前述の状態に切り替えておくことにより、洗浄用途等の高温の湯の供給を行った場合に、給水配管532から貯湯タンク530下部に流入した冷水が、熱交換器513、若しくは、第2の冷媒回路508の熱交換器583側の貯湯回路505を経由して、貯湯タンク530の上部に流れ込み、供給する湯の温度を低下させるという問題を回避できる。   When the normal cooling operation or hot water supply operation is performed except for the above-described start and stop times, the three-way valve 547A shuts off the bypass pipe 549 side and circulates water from the lower portion of the hot water storage tank 530. 531 is switched to flow. When neither the cooling operation nor the hot water supply operation is performed, the three-way valve 547A is switched so that the hot water storage tank 530 side is shut off and the bypass pipe 549 side is communicated. When neither the cooling operation nor the hot water supply operation is performed, by switching to the above-described state, when hot water for cleaning use or the like is supplied, it flows from the water supply pipe 532 to the lower part of the hot water storage tank 530. The problem is that cold water flows into the upper portion of the hot water storage tank 530 via the heat exchanger 513 or the hot water storage circuit 505 on the heat exchanger 583 side of the second refrigerant circuit 508, and lowers the temperature of the hot water to be supplied. Can be avoided.

次に、貯湯タンク530の高温湯取出配管534A接続された高温湯取出口537より下方で、低温湯取出配管534Bの接続された低温湯取出口538より上方に接続された排出装置536による貯湯タンク530の水の排出動作について説明する。排出装置536の湯排出管536Aに設けられた湯排出弁536Bは、通常、閉じられており、この状態では、貯湯タンク530内の水は湯排出管536Aから排出されないものとする。   Next, the hot water storage tank by the discharge device 536 connected below the high temperature hot water outlet 537 connected to the high temperature hot water outlet piping 534A of the hot water storage tank 530 and above the low temperature hot water outlet 538 connected to the low temperature hot water outlet piping 534B. The water discharge operation at 530 will be described. The hot water discharge valve 536B provided in the hot water discharge pipe 536A of the discharge device 536 is normally closed, and in this state, water in the hot water storage tank 530 is not discharged from the hot water discharge pipe 536A.

そして、冷却運転中に、放熱器511と貯湯タンク530内の水を熱交換させるための熱交換器513に循環される水の温度(熱交換器513の水通路512の入口の水の温度)が所定の値以上に上昇した場合、湯排出管536Aの湯排出弁536Bが開かれる。これにより、貯湯タンク530内の高温湯取出口537より取り出される湯より低温で、且つ、低温湯取出口538より取り出される水より高温である中温の湯が湯排出管536Aから貯湯タンク530の外部に排出される。   And the temperature of the water circulated to the heat exchanger 513 for exchanging heat between the radiator 511 and the water in the hot water storage tank 530 during the cooling operation (the temperature of the water at the inlet of the water passage 512 of the heat exchanger 513). Is raised above a predetermined value, the hot water discharge valve 536B of the hot water discharge pipe 536A is opened. As a result, medium temperature hot water having a temperature lower than that of hot water taken out from the hot water outlet 537 in the hot water storage tank 530 and higher than water taken out from the low temperature hot water outlet 538 is transferred from the hot water discharge pipe 536A to the outside of the hot water tank 530. To be discharged.

当該湯排出管536Aからの湯の排出と同時に、排出された湯量に相当する量の冷水が給水装置532の給水配管532Aから貯湯タンク530内に供給される。尚、本実施例の冷凍サイクル装置500では、熱交換器513の水通路512の入口の水の温度が所定の値以上、例えば、25℃〜30℃以上に上昇した場合、排出装置536により貯湯タンク530内の水を排出するものとしたが、排出装置536により貯湯タンク530内の水を排出する温度は、本実施例のように熱交換器513の水通路512の入口の水の温度に限らず、貯湯センサT4にて検出される貯湯タンク530内の水の温度であっても良く、また、熱交換器513の放熱器511内冷媒の温度や、放熱器511を出た冷媒の温度であっても差し支えない。また、上記湯排出管536Aから貯湯タンク530の外部に排出される湯は、適切な用途があれば利用することも可能である。   Simultaneously with the discharge of hot water from the hot water discharge pipe 536A, an amount of cold water corresponding to the amount of discharged hot water is supplied from the water supply pipe 532A of the water supply device 532 into the hot water storage tank 530. In the refrigeration cycle apparatus 500 of the present embodiment, when the temperature of the water at the inlet of the water passage 512 of the heat exchanger 513 rises to a predetermined value or higher, for example, 25 ° C. to 30 ° C. or higher, the discharge device 536 stores hot water. Although the water in the tank 530 is discharged, the temperature at which the water in the hot water storage tank 530 is discharged by the discharge device 536 is the temperature of the water at the inlet of the water passage 512 of the heat exchanger 513 as in this embodiment. The temperature of the water in the hot water storage tank 530 detected by the hot water storage sensor T4 is not limited, and the temperature of the refrigerant in the radiator 511 of the heat exchanger 513 or the temperature of the refrigerant that has exited the radiator 511 is acceptable. It doesn't matter. Further, the hot water discharged from the hot water discharge pipe 536A to the outside of the hot water storage tank 530 can be used if there is an appropriate use.

このように、湯排出管536Aから貯湯タンク530の外部に湯を排出し、同時に、排出された湯量に相当する冷水を当該貯湯タンク530内に供給することで、貯湯タンク530内下部の湯の温度を低くすることができ、当該貯湯タンク530内下部の温度の低下した湯、若しくは、給水装置532から当該貯湯タンク530内に供給された冷水を熱交換器513に供給することができるようになる。   In this way, hot water is discharged from the hot water discharge pipe 536A to the outside of the hot water storage tank 530, and at the same time, cold water corresponding to the amount of discharged hot water is supplied into the hot water storage tank 530. The temperature can be lowered, and the hot water whose temperature has decreased in the lower part of the hot water storage tank 530 or the cold water supplied from the water supply device 532 into the hot water storage tank 530 can be supplied to the heat exchanger 513. Become.

これにより、熱交換器513において、冷媒が蒸発器516における冷却作用を維持するために必要な放熱量を確保することが可能となる。即ち、熱交換器513において、放熱器511を流れる冷媒の熱を水通路512を流れる水に充分に放出して、冷媒の温度を低温とすることができるので、蒸発器516における冷却能力を維持して、確実に、被冷却物(牛乳)の冷却を行うことが可能となる。   Thereby, in the heat exchanger 513, it is possible to secure a heat radiation amount necessary for the refrigerant to maintain the cooling action in the evaporator 516. That is, in the heat exchanger 513, the heat of the refrigerant flowing through the radiator 511 can be sufficiently released to the water flowing through the water passage 512, and the temperature of the refrigerant can be lowered, so that the cooling capacity in the evaporator 516 is maintained. Thus, it is possible to reliably cool the object to be cooled (milk).

尚、以上の説明において把握し得る発明としては、特許請求の範囲の各請求項の他に以下のものが考えられる。即ち、
請求項2の発明において前記貯湯タンクの上部に設けられた高温湯取出口と、前記貯湯タンクの下部に設けられた低温湯取出口とを備え、前記排出装置は、前記高温湯取出口より下方であって、前記低温湯取出口より上方に配置されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
In addition, as invention which can be grasped | ascertained in the above description, the following can be considered other than each claim of a claim. That is,
3. The invention according to claim 2, further comprising a high temperature hot water outlet provided at an upper portion of the hot water storage tank and a low temperature hot water outlet provided at a lower portion of the hot water storage tank, wherein the discharge device is located below the high temperature hot water outlet. The refrigeration cycle apparatus is arranged above the low temperature hot water outlet.

本発明は、上記実施例5のごとく搾乳直後の牛乳を冷却して保冷する装置のみならず、例えば、食品等の加工に関連する冷却装置や、自動販売機、空気調和機、その他冷却・保冷が求められる他の産業分野においても利用が可能である。   The present invention is not limited to a device that cools and cools milk immediately after milking as in Example 5 above, but includes, for example, a cooling device related to processing of food, vending machines, air conditioners, and other cooling / cooling coolers. It can also be used in other industrial fields where demands are required.

本発明を適用した実施例1の冷凍サイクル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of Example 1 to which this invention is applied. 本発明を適用した実施例2の冷凍サイクル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of Example 2 to which this invention is applied. 本発明を適用した実施例3の冷凍サイクル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of Example 3 to which this invention is applied. 本発明を適用した実施例4の冷凍サイクル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of Example 4 to which this invention is applied. 本発明を適用した実施例5の冷凍サイクル装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the refrigerating-cycle apparatus of Example 5 to which this invention is applied. 図5の冷凍サイクル装置の冷却容器の概略構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed schematic structure of the cooling container of the refrigeration cycle apparatus of FIG. 図5の冷凍サイクル装置の蒸発器の概略構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed schematic structure of the evaporator of the refrigeration cycle apparatus of FIG.

1、100、200、300、500 冷凍サイクル装置
2、502 冷媒回路
3、503 給湯回路
5、505 貯湯回路
10、510、580 圧縮機
11、511、581 放熱器
12、512、582 水通路
13、513、583 熱交換器
14、514、584 膨張弁
16、516、586 蒸発器
30、530 貯湯タンク
36、536 排出装置
80 水冷却装置
90、95 第2放熱器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200,300,500 Refrigeration cycle apparatus 2,502 Refrigerant circuit 3,503 Hot water supply circuit 5,505 Hot water storage circuit 10,510,580 Compressor 11,511,581 Radiator 12,512,582 Water passage 13, 513, 583 Heat exchanger 14, 514, 584 Expansion valve 16, 516, 586 Evaporator 30, 530 Hot water storage tank 36, 536 Discharge device 80 Water cooling device 90, 95 Second radiator

Claims (2)

圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器を含む冷媒回路と、貯湯タンクとを備え、該貯湯タンク内の水と前記放熱器とを熱交換させることにより、当該放熱器からの放熱で湯を生成し、前記貯湯タンク内に貯留すると共に、前記蒸発器による吸熱により冷却作用を発揮して成る冷凍サイクル装置において、
前記貯湯タンク内に給水する給水装置と、前記貯湯タンク内の水を排出する排出装置と、前記貯湯タンクの上部に設けられた高温湯取出口とを備え、
前記排出装置の排出管は、前記高温湯取出口より下方の前記貯湯タンクに配置されると共に、
前記貯湯タンク内の水、若しくは、前記放熱器と前記貯湯タンク内の水を熱交換させるための熱交換器に循環される水の温度、又は、前記放熱器内、若しくは、当該放熱器を出た冷媒の温度が所定の値以上に上昇した場合、前記排出装置により前記貯湯タンク内の水を排出することを特徴とする冷凍サイクル装置。
A refrigerant circuit including a compressor, a radiator, a decompression device and an evaporator, and a hot water storage tank, and heat exchange between the water in the hot water storage tank and the heat radiator allows heat to be released from the heat radiator. In the refrigeration cycle apparatus formed and stored in the hot water storage tank and exhibiting a cooling action by heat absorption by the evaporator,
A water supply device for supplying water into the hot water storage tank; a discharge device for discharging water in the hot water storage tank; and a hot water outlet provided at the upper part of the hot water storage tank,
A discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank below the hot water hot water outlet,
The temperature of the water circulating in the heat exchanger for exchanging heat between the water in the hot water storage tank or the heat exchanger and the water in the hot water storage tank, or the temperature in the heat radiator or the heat radiator The refrigeration cycle apparatus, wherein when the temperature of the refrigerant rises to a predetermined value or more, the water in the hot water storage tank is discharged by the discharge device.
前記貯湯タンクは、下部に低温湯取出口を備え、前記排出装置の前記排出管は前記低温湯取出口より上方の前記貯湯タンクに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の冷凍サイクル装置。The refrigeration according to claim 1, wherein the hot water storage tank has a low temperature hot water outlet at a lower portion, and the discharge pipe of the discharge device is disposed in the hot water storage tank above the low temperature hot water outlet. Cycle equipment.
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