JP5701572B2 - CO2 brine cooling method and cooling equipment - Google Patents
CO2 brine cooling method and cooling equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5701572B2 JP5701572B2 JP2010241946A JP2010241946A JP5701572B2 JP 5701572 B2 JP5701572 B2 JP 5701572B2 JP 2010241946 A JP2010241946 A JP 2010241946A JP 2010241946 A JP2010241946 A JP 2010241946A JP 5701572 B2 JP5701572 B2 JP 5701572B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- brine
- air
- heat exchanger
- cooling chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 130
- 239000012267 brine Substances 0.000 title claims description 78
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 78
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 87
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 71
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 8
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 235000013611 frozen food Nutrition 0.000 description 5
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本発明は、例えば、冷蔵倉庫や冷凍庫内の冷却、又は建物の各室の冷房用として適用可能な冷却方法及び冷却設備に関する。 The present invention relates to a cooling method and cooling equipment that can be applied, for example, for cooling in a refrigerated warehouse or a freezer, or for cooling each room of a building.
食品等を冷蔵・冷凍保存する冷蔵倉庫内を冷却する冷却装置が特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されているように、従来は、冷却室に空気冷却器(エアクーラ)として、フィンコイルと送風機とが一体に組み込まれたユニットクーラが1基又は数基配置されている。該ユニットクーラに冷媒を循環して室内空気を冷却し、冷気を送風機とダクトとを用いて循環させる冷媒循環方式の冷却設備が多く使用されている。 Patent Document 1 discloses a cooling device that cools the inside of a refrigerated warehouse that refrigerates and stores food and the like. As disclosed in Patent Document 1, conventionally, as an air cooler (air cooler), one or several unit coolers in which a fin coil and a blower are integrated are arranged in a cooling chamber. Cooling equipment of a refrigerant circulation system that circulates refrigerant through the unit cooler to cool indoor air and circulates cold air using a blower and a duct is often used.
この種の冷却装置は、冷却室内を均一に冷却させるため、大風量のファンを用い、冷却室内の空気を高速の冷気により強制的に冷却室の下方域に循環させる強制対流方式を採用している。しかし、冷却室内に冷凍食品等を保管する場合に、高速の冷気により乾燥及び冷凍焼けが起きると共に、大風量のファンを用いるため、大きな動力を必要とするという問題がある。 This type of cooling device employs a forced convection system that uses a large air volume fan to forcibly circulate the air in the cooling chamber to the lower area of the cooling chamber with high-speed cold air in order to cool the cooling chamber uniformly. Yes. However, when storing frozen food or the like in the cooling chamber, there is a problem that drying and freezing / burning occur due to high-speed cold air, and a large air volume fan is used, so that a large amount of power is required.
NH3を一次冷媒として用い、CO2ブラインを二次冷媒として空気冷却器等に循環させる、自然冷媒を用いた冷却設備が特許文献2に開示されている。この種の冷却設備の構成を図9に示す。図9において、機械室Mの一階に、NH3を一次冷媒とし、CO2を二次冷媒とするNH3/CO2冷凍装置100が設けられている。NH3冷媒循環路102に、圧縮機104と、凝縮器106と、膨張弁108と、液化器(蒸発器)110とからなる冷凍サイクル構成機器が設けられている。液化器110は、NH3冷媒とCO2ブラインとを熱交換させ、CO2ブラインを液化させるものである。
Patent Document 2 discloses a cooling facility using a natural refrigerant that uses NH 3 as a primary refrigerant and circulates CO 2 brine as a secondary refrigerant to an air cooler or the like. The configuration of this type of cooling equipment is shown in FIG. In FIG. 9, the NH 3 / CO 2 refrigeration apparatus 100 using NH 3 as a primary refrigerant and CO 2 as a secondary refrigerant is provided on the first floor of a machine room M. The NH 3
機械室Mの半地下階GLに、CO2ブラインの液溜器(低圧受液器)112と、液ポンプ116とが設置されている。また、1階から4階の各階の室01〜04に夫々空気冷却器118a〜dが設けられている。液溜器112と液化器110とを接続するCO2ブラインの循環路114と、液溜器112と空気冷却器118a〜dとを接続するCO2ブラインの循環路120と設けられている。
A CO 2 brine reservoir (low-pressure receiver) 112 and a liquid pump 116 are installed in the semi-basement GL of the machine room M.
該循環路120のCO2送り管120aに液ポンプ116が介設され、液状のCO2ブラインを液溜器112から各空気冷却器118a〜dに供給している。各空気冷却器118a〜dの入口側のCO2送り管120aに流量調整弁122が設けられている。
かかる構成により、液溜器112の低温低圧のCO2ブライン液を空気冷却器118a〜dに供給し、空気冷却器118でCO2ブライン液と室内空気とを熱交換させ、CO2ブライン液の一部を気化させて室内空気を冷却している。そして、熱交換後の気液二相流のCO2ブラインをCO2戻り管120bを介して液溜器112に戻している。
なお、液化器110をなくし、NH3冷媒の循環路102を直接液溜器112に接続した方式のものもある。
A liquid pump 116 is interposed in the CO 2 feed pipe 120a of the
With such a configuration, the low-temperature and low-pressure CO 2 brine solution of the liquid reservoir 112 is supplied to the
There is also a system in which the
また、熱交換効率が良く、コンパクトな熱交換器として、いわゆる「マイクロチャンネル熱交換器(マルチフロー型熱交換器)」と称される熱交換器が知られている。この熱交換器は、複数の微小冷媒流路が形成された扁平管を使用した熱交換器である。この熱交換器の構成例が特許文献3及び特許文献4に開示されている。この扁平管は、周壁が断面長円形で、内部空間は断面長辺方向に複数の仕切壁で仕切られ、複数の微小径冷媒通路を形成している。複数の扁平管が空気流通用の間隔を設けて並列に配置され、扁平管の間に放熱用フィンが設けられている。 In addition, as a compact heat exchanger having high heat exchange efficiency, a so-called “microchannel heat exchanger (multi-flow type heat exchanger)” is known. This heat exchanger is a heat exchanger using a flat tube in which a plurality of micro refrigerant channels are formed. A configuration example of this heat exchanger is disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4. In this flat tube, the peripheral wall has an oval cross section, and the internal space is partitioned by a plurality of partition walls in the direction of the long side of the cross section to form a plurality of micro-diameter refrigerant passages. A plurality of flat tubes are arranged in parallel with intervals for air flow, and fins for heat radiation are provided between the flat tubes.
空気が扁平管の間隔の間を通るときに、冷媒と熱交換される。扁平管に設けられた微小径冷媒流路によって、伝熱面密度(熱交換器の伝熱面積/熱交換器の体積)が増大し、これによって、熱交換効率を向上できる。マイクロチャンネル熱交換器は、車両用ラジエータやカーエアコン用凝縮器等として広く使用されている。特許文献4には、好ましい扁平管の寸法として、管壁肉厚が0.15〜0.5mm、幅が12〜20mm、高さが1.2〜2.0mmとすることが開示され、この寸法の扁平管に5個の微小径冷媒流路を形成した扁平管が開示されている。 When air passes between the intervals of the flat tubes, heat is exchanged with the refrigerant. The heat transfer surface density (heat transfer area of the heat exchanger / volume of the heat exchanger) is increased by the minute diameter refrigerant flow path provided in the flat tube, thereby improving the heat exchange efficiency. Microchannel heat exchangers are widely used as vehicle radiators, car air conditioner condensers, and the like. Patent Document 4 discloses that the preferable flat tube dimensions are a tube wall thickness of 0.15 to 0.5 mm, a width of 12 to 20 mm, and a height of 1.2 to 2.0 mm. A flat tube in which five micro-diameter refrigerant channels are formed in a flat tube having a size is disclosed.
図9に示すブライン循環式冷却設備では、空気冷却器118a〜dの熱交換量を設定値以上に保持するため、液ポンプ116は、空気冷却器118a〜dで気化する冷媒量(最小必要冷媒量)の2〜3倍の液冷媒を空気冷却器118a〜dに供給している。空気冷却器118a〜dで気化した冷媒を含む気液二相冷媒が液溜器112に容易に還流されるように、通常、液溜器と液ポンプとを、空気冷却器より下方に配置している。
In the brine circulation cooling facility shown in FIG. 9, in order to maintain the heat exchange amount of the
液溜器及び液ポンプを空気冷却器より上方に配置した例を図10に示す。図10において、空気冷却器130のケーシング132の内部では、ケーシング132の出口に設けられたファン134により空気流aが形成されている。ケーシング132の内部には、冷媒供給ヘッダー136と冷媒排出ヘッダー138とが設けられている。そして、図示省略の多数のフィン付き熱交換管が冷媒供給ヘッダー136と冷媒排出ヘッダー138間に接続されている。該フィン付き熱交換管の内部を流れる冷媒液と空気流aとの間で熱交換が行なわれ、空気冷却器130が設けられた冷却室内の空気を冷却している。
An example in which the liquid reservoir and the liquid pump are arranged above the air cooler is shown in FIG. In FIG. 10, an air flow a is formed inside the
空気冷却器130と液溜器140との間に、冷媒送り管142aと冷媒戻り管142bとからなる冷媒循環路142が接続されている。冷媒送り管142aに液ポンプ144が介設されている。
Between the
この配置例では、冷媒戻り管142bに余剰の液冷媒による液柱が発生する。そのため、冷却室内を維持する室温に相当する空気冷却器130の冷媒飽和圧力がPパスカルであるとき、冷媒戻り管142b中の余剰の液冷媒による液柱圧力ΔPパスカルが加わると、実際の空気冷却器130のガス冷媒の飽和圧力は、(P+ΔP)パスカルとなる。そのため、空気冷却器130では、液柱圧力ΔPパスカルだけ高い蒸発圧力となり、冷却室の冷却能力が低下し、冷却不良となるという問題が起こる。
In this arrangement example, a liquid column caused by excess liquid refrigerant is generated in the
空気冷却器130での蒸発圧力をPパスカルに保つために、空気冷却器130の冷媒戻り管142b及び液溜器140の圧力を(P−ΔP)パスカルに下げる必要がある。液溜器140の圧力を(P−ΔP)パスカルに下げるために、図示省略のブラインクーラ(図9の液化器110に相当)の蒸発温度を低くさせる必要があり、そのため、NH3冷凍装置の圧縮機は、定格運転外の低い蒸発温度の運転を強いられ、効率が低下する。
In order to keep the evaporation pressure in the
従来のブライン循環式冷却設備では、前述のように、大風量のファンを用い、冷却室内の空気を強制的に循環させる強制対流方式を採用しているので、冷却室内に保管された冷凍食品等が、高速の冷気により乾燥及び冷凍焼けするおそれがあると共に、大きなファン動力を必要とするという問題がある。 As described above, the conventional brine circulation cooling equipment employs a forced convection system that uses a large air volume fan and forcibly circulates the air in the cooling chamber, so that frozen foods stored in the cooling chamber, etc. However, there is a possibility that drying and freezing / burning may occur due to high-speed cold air, and a large fan power is required.
また、空気冷却器から気液二相流の冷媒を液溜器に戻す冷媒戻り管で液柱を形成させないように、低圧受液器(液溜器)と液ポンプとを、蒸発器となる空気冷却器より下方に配置する必要がある。しかし、液溜器と液ポンプとを設置するため、一階の機械室に半地下階を設けたり、あるいは地階に機械室を設けることになり、冷蔵倉庫等の建築コストが上昇するという問題がある。このことが冷凍装置の冷媒をNH3やCO2等の自然冷媒に切り替えることを阻害する要因のひとつになっている。 Further, the low pressure liquid receiver (liquid reservoir) and the liquid pump serve as an evaporator so that a liquid column is not formed by a refrigerant return pipe for returning the gas-liquid two-phase flow refrigerant from the air cooler to the liquid reservoir. It is necessary to arrange below the air cooler. However, since the liquid reservoir and the liquid pump are installed, the machine room on the first floor is provided with a semi-basement floor, or a machine room is provided on the basement floor. is there. This is one of the factors that hinder the switching of the refrigerant of the refrigeration apparatus to a natural refrigerant such as NH 3 or CO 2 .
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ブライン循環式冷却設備において、冷蔵倉庫等の冷却室内に保管された被冷却物品の乾燥や冷凍焼けを防止すると共に、冷却設備の建築コストを削減し、これによって、自然冷媒を用いた冷却設備への転換を容易にすることを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention prevents drying and freeze-burning of articles to be cooled stored in a cooling room such as a refrigerated warehouse in a brine circulation type cooling facility, and reduces the construction cost of the cooling facility. Thus, an object is to facilitate conversion to a cooling facility using a natural refrigerant.
かかる目的を達成するため、本発明のCO2ブラインによる冷却方法は、NH3を一次冷媒として冷凍サイクルを構成するNH3冷凍装置で二次冷媒であるCO2ブラインを冷却液化し、液化されたCO2ブラインを冷却室に設けられた空気冷却器に送り、該冷却室内を冷却するCO2ブラインによる冷却方法において、
前記空気冷却器の熱交換器として、多数の微小径冷媒流路が並列配置され該微小径冷媒流路を形成する流路形成体の伝熱面密度を増大させてなる熱交換器を用い、該熱交換器を複数、冷却室内上層域に分散配置して構成された空気冷却器ユニットで冷却室内を冷却する冷却工程と、
液ポンプによって前記複数の熱交換器に送られた液化CO2ブライン全部を冷却室内空気との熱交換により気化させ、該気化したCO2ブラインをNH3冷凍装置の液溜器に戻すCO2ブライン循環工程と、
前記空気冷却器ユニットで冷却室内上層域を冷却し、飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成すると共に、冷却室内上層域と下方域との間で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させる自然対流形成工程と、からなり、
前記複数の熱交換器が、夫々板状体に形成され、該板状体の伝熱面から重力方向斜め下方に向けて冷気を輻射させるものである。
In order to achieve such an object, the cooling method using CO 2 brine according to the present invention is liquefied by cooling and liquefying CO 2 brine as a secondary refrigerant in an NH 3 refrigeration apparatus that constitutes a refrigeration cycle using NH 3 as a primary refrigerant. CO 2 brine feed to the air cooler provided in the cooling chamber, the cooling method by CO 2 brine cooling the cooling chamber,
As a heat exchanger of the air cooler, a heat exchanger in which a large number of minute diameter refrigerant flow paths are arranged in parallel and the heat transfer surface density of the flow path forming body forming the minute diameter refrigerant flow path is increased, A cooling step of cooling the cooling chamber with an air cooler unit configured by distributing a plurality of the heat exchangers in the upper layer region of the cooling chamber;
Liquefied CO 2 brine all sent to the plurality of heat exchangers by the liquid pump is vaporized by heat exchange with the cooling room air, CO 2 brine returning the CO 2 brine was the vaporized liquid reservoir device of NH 3 refrigeration system A circulation process;
The upper air region of the cooling chamber is cooled by the air cooler unit to form cooling air containing a saturated water vapor amount or a water vapor amount close to the saturated water vapor amount, and a temperature difference in the vertical direction between the upper air layer region and the lower region of the cooling chamber. And a natural convection forming process for forming natural convection in the vertical direction ,
The plurality of heat exchangers are each formed in a plate-like body, and radiate cool air obliquely downward in the direction of gravity from the heat transfer surface of the plate-like body .
本発明の方法では、空気冷却器の熱交換器として、伝熱面密度を増大させたマイクロチャンネル熱交換器を用い、マイクロチャンネル熱交換器を冷却室内上層域に分散配置させる。これによって、CO2ブラインと室内空気との熱交換量を増大し、冷却効果を増大できる。また、マイクロチャンネル熱交換器のCO2ブラインの流路の内容積は非常に小さく、例えば500mm×500mm程度の大きさの板状に形成されたものでは、20cc(cm3)程度のCO2ブラインしか保有されない。そのため、マイクロチャンネル熱交換器に供給されたCO2ブラインは実質的に全量が気化されるので、冷媒戻り管に液柱が形成されなくなる。従って、液溜器や液ポンプの上方配置が可能になり、これら機器類の配置位置に制約を受けなくなるので、前述の冷却設備の建築コストの問題を解消できる。 In the method of the present invention , a microchannel heat exchanger having an increased heat transfer surface density is used as a heat exchanger of the air cooler, and the microchannel heat exchanger is distributed and arranged in the upper layer region of the cooling chamber. As a result, the amount of heat exchange between the CO 2 brine and the room air can be increased, and the cooling effect can be increased. In addition, the internal volume of the flow path of the CO 2 brine of the microchannel heat exchanger is very small. For example, in the case of a plate shape having a size of about 500 mm × 500 mm, the CO 2 brine of about 20 cc (cm 3 ). Only possessed. Therefore, substantially all of the CO 2 brine supplied to the microchannel heat exchanger is vaporized, so that no liquid column is formed in the refrigerant return pipe. Accordingly, the liquid reservoir and the liquid pump can be arranged above, and the arrangement position of these devices is not restricted, so that the above-described problem of the construction cost of the cooling facility can be solved.
また、複数のマイクロチャンネル熱交換器を冷却室内上層域に分散配置するので、冷却室内上層域を均一に冷却できる。従来のユニットクーラでは、冷却室内に1基又は数基が配置されるが、例えば、被冷蔵品1,000トン規模のF級冷蔵庫において、従来のユニットクーラ1基に対して、本発明方法では、10数基の前記マイクロチャンネル熱交換器からなる空気冷却器を分散配置する。ユニットクーラ1基の冷媒保有量は65〜70リットルに対して、10数基のマイクロチャンネル熱交換器の空気冷却器の冷媒保有量は従来の0.5%程度と極端に減少するため、CO2ブラインの循環流量も極少量となり、液ポンプの動力を大幅に削減できる。 In addition, since the plurality of microchannel heat exchangers are distributed in the upper layer region of the cooling chamber, the upper layer region of the cooling chamber can be uniformly cooled. In the conventional unit cooler, one or several units are arranged in the cooling chamber. For example, in the class F refrigerator having a scale of 1,000 tons to be refrigerated, in the method of the present invention, one conventional unit cooler is used. An air cooler composed of a dozen or more microchannel heat exchangers is distributed. Since the refrigerant holding amount of one unit cooler is 65 to 70 liters, the refrigerant holding amount of the air coolers of 10 or more microchannel heat exchangers is extremely reduced to about 0.5% of the conventional, so CO 2 The circulation flow rate of 2 brine is also extremely small, and the power of the liquid pump can be greatly reduced.
また、本発明方法では、前記夫々のマイクロチャンネル熱交換器と、該熱交換器に隣接配置され該熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させる送風機とで冷却器ユニットを構成し、該冷却器ユニットを冷却室内上層域に分散配置して、冷却室内上層域を冷却し、これによって、相対湿度を高めるようにしたので、上層域で飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成できる。同時に前記冷却室内上層域と下方域との間で上下方向に温度差が生じ、この温度差で上下方向の自然対流を形成できる。そのため、上層域の高相対湿度の冷却空気が下方に拡散し、冷却室内に保管される冷凍食品等の被冷却物品を包むようにして冷却できる。これによって、被冷却物品の乾燥や冷凍焼けを防止できる。 In the method of the present invention, each of the microchannel heat exchangers and a blower that is disposed adjacent to the heat exchanger and that forms a ventilation contacting the heat transfer surface of the heat exchanger constitutes a cooler unit, Since the cooler units are dispersedly arranged in the upper layer area of the cooling chamber to cool the upper layer area of the cooling chamber and thereby increase the relative humidity, the upper layer area contains a saturated water vapor amount or a water vapor amount close to the saturated water vapor amount. Cooling air can be formed. At the same time, a temperature difference occurs in the vertical direction between the upper and lower regions of the cooling chamber , and natural convection in the vertical direction can be formed by this temperature difference. Therefore, the cooling air with high relative humidity in the upper layer area diffuses downward and can be cooled so as to wrap the article to be cooled such as frozen food stored in the cooling chamber. As a result, drying of the article to be cooled and freezing burn can be prevented.
本発明方法において、マイクロチャンネル熱交換器に隣接配置された送風機でマイクロチャンネル熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させ、CO2ブラインと室内空気との熱交換を促進させて冷却室内上層域に低温空気域を形成させるようにするとよい。
本発明方法では、自然対流により低速の空気流を形成するので、マイクロチャンネル熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させるための吸込み静圧はわずかでよく、一般的な有圧換気扇を用いることができる。
In the method of the present invention, an air blower disposed adjacent to the microchannel heat exchanger is used to form a ventilation that is in contact with the heat transfer surface of the microchannel heat exchanger, and heat exchange between the CO 2 brine and the room air is promoted, thereby providing an upper layer in the cooling room. A low temperature air region may be formed in the region.
In the method of the present invention, since a low-speed air flow is formed by natural convection, the suction static pressure for forming the ventilation contacting the heat transfer surface of the microchannel heat exchanger is small, and a general pressure ventilation fan is used. be able to.
従来のユニットクーラでは、例えば、呼び径1/2程度の銅管が10数列配置された熱交換器を用いている。この場合、10数mmAqの吸込み静圧が必要となり、これに対応して数kwの送風機が必要となるが、本発明のCO2ブラインによる冷却方法では、従来の1/10程度の送風機電力でよく、大幅な省エネとなる。 In the conventional unit cooler, for example, a heat exchanger in which ten or more rows of copper tubes having a nominal diameter of about ½ are arranged is used. In this case, a suction static pressure of 10 and several mmAq is required, and in response to this, a fan of several kW is required. However, in the cooling method using the CO 2 brine of the present invention, the conventional fan power is about 1/10. Well, it will save a lot of energy.
前記本発明方法の実施に直接使用可能な本発明のCO2ブラインによる冷却設備は、
NH3を一次冷媒として冷凍サイクル構成機器を備えたNH3冷凍装置と、該NH3冷凍装置と冷却室内に設けられた空気冷却器との間に二次冷媒としてCO2ブラインを循環させるCO2ブライン循環路とを備えたCO2ブラインによる冷却装置において、
前記空気冷却器の熱交換器として、多数の微小径冷媒流路が並列配置され該微小冷媒流路を形成する流路形成体の伝熱面密度を増大させてなる熱交換器で構成されると共に、複数の該熱交換器を冷却室内上層域に分散配置して空気冷却器ユニットを構成し、
前記CO2ブライン循環路の往路に液化CO2を前記空気冷却器ユニットに送る液ポンプを設け、前記熱交換器で冷却室内空気との熱交換により気化したCO2ブラインをCO2ブライン循環路に設けられた液溜器に戻すように構成し、
前記空気冷却器ユニットで冷却室内上層域を冷却し、飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成すると共に、冷却室内上層域と下方域との間で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させてなるとともに、
前記熱交換器に隣接配置された送風機で熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させ、
さらに、前記複数の熱交換器が、夫々複数の微小径冷媒流路を有する扁平管が互いに間隔をもって並列に並べられた板状体に形成され、該板状体の伝熱面が重力方向斜め下方に向くように配置され、該板状体の伝熱面から斜め下方に向けて冷気を輻射させるように構成されたことを特徴とする。
The cooling facility with CO 2 brine of the present invention that can be used directly for carrying out the method of the present invention comprises:
NH 3 and the NH 3 refrigeration system including a refrigeration cycle component devices as the primary refrigerant, CO 2 for circulating CO 2 brine as a secondary coolant between said NH 3 refrigeration system and air cooler provided in the cooling chamber In a cooling device with CO 2 brine with a brine circuit,
The heat exchanger of the air cooler is composed of a heat exchanger in which a large number of small diameter refrigerant flow paths are arranged in parallel to increase the heat transfer surface density of the flow path forming body that forms the small refrigerant flow paths. A plurality of the heat exchangers are distributed and arranged in the upper layer region of the cooling chamber to form an air cooler unit,
A liquid pump for sending the liquefied CO 2 in the forward of the CO 2 brine circulation path to the air cooler unit is provided, the CO 2 brine vaporized by heat exchange with the cooling room air in the heat exchanger to the CO 2 brine circulation path Configure to return to the provided reservoir,
The upper air region of the cooling chamber is cooled by the air cooler unit to form cooling air containing a saturated water vapor amount or a water vapor amount close to the saturated water vapor amount, and a temperature difference in the vertical direction between the upper air layer region and the lower region of the cooling chamber. To form natural convection in the vertical direction ,
Forming ventilation in contact with the heat transfer surface of the heat exchanger with a blower arranged adjacent to the heat exchanger,
Further, the plurality of heat exchangers are formed in a plate-like body in which flat tubes each having a plurality of small-diameter refrigerant channels are arranged in parallel with a space between each other, and the heat transfer surface of the plate-like body is inclined in the direction of gravity. It arrange | positions so that it may face downward, and it was comprised so that cold air might be radiated toward diagonally downward from the heat-transfer surface of this plate-shaped object, It is characterized by the above-mentioned .
本発明装置では、空気冷却器の熱交換器として、伝熱面密度を増大させたマイクロチャンネル熱交換器を用い、マイクロチャンネル熱交換器を冷却室内上層域に分散配置させる。これによって、CO2ブラインと室内空気との熱交換量を増大でき、冷却効果を増大できる。また、複数のマイクロチャンネル熱交換器を冷却室内上層域に分散配置するので、冷却室内上層域を均一に冷却できる。 In the apparatus of the present invention, a microchannel heat exchanger having an increased heat transfer surface density is used as a heat exchanger of the air cooler, and the microchannel heat exchanger is distributed and arranged in the upper layer region of the cooling chamber. Thereby, the amount of heat exchange between the CO 2 brine and room air can be increased, and the cooling effect can be increased. In addition, since the plurality of microchannel heat exchangers are distributed in the upper layer region of the cooling chamber, the upper layer region of the cooling chamber can be uniformly cooled.
また、マイクロチャンネル熱交換器に形成された冷媒流路の内容積は非常に小さく、極微量の冷媒しか保有されないので、マイクロチャンネル熱交換器に供給されたCO2ブラインは実質的に全量が気化される。そのため、冷媒戻り管に液柱が形成されなくなるので、液溜器や液ポンプの上方配置が可能になり、これら機器類の配置位置の制約がなくなるので、前述の冷却設備の建築コストの問題を解消できる。 Moreover, since the internal volume of the refrigerant flow path formed in the microchannel heat exchanger is very small and only a very small amount of refrigerant is held, substantially all of the CO 2 brine supplied to the microchannel heat exchanger is vaporized. Is done. As a result, no liquid column is formed in the refrigerant return pipe, so that it is possible to place the liquid reservoir and the liquid pump above, and there is no restriction on the arrangement position of these devices. Can be resolved.
また、各空気冷却器の冷媒保有量は極端に減少するため、CO2ブラインの循環流量も少量となり、液ポンプの動力を大幅に削減できる。また、マイクロチャンネル熱交換器を冷却室内上層域に配置し、冷却室内上層域を冷却し、これによって、相対湿度を高めるようにしたので、上層域で飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成できる。同時に、室内空気に上下方向に温度差が生じ、この温度差で上下方向の自然対流を形成できる。そのため、上層域の前記冷却空気が下方に拡散し、冷却室内に保管される冷凍食品等の被冷却物品を包むようにして冷却できるので、被冷却物品の乾燥や冷凍焼けを防止できる。 In addition, since the refrigerant holding amount of each air cooler is extremely reduced, the circulation flow rate of the CO 2 brine is also small, and the power of the liquid pump can be greatly reduced. In addition, the microchannel heat exchanger is arranged in the upper layer area of the cooling chamber, and the upper layer area of the cooling chamber is cooled, thereby increasing the relative humidity. The cooling air containing can be formed. At the same time, a temperature difference occurs in the indoor air in the vertical direction, and natural convection in the vertical direction can be formed by this temperature difference. Therefore, the cooling air in the upper layer area diffuses downward and can be cooled so as to wrap the article to be cooled such as frozen food stored in the cooling chamber, so that the article to be cooled and the freezing burn can be prevented.
本発明装置において、マイクロチャンネル熱交換器と、マイクロチャンネル熱交換器に隣接配置され該熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させる送風機とで冷却器ユニットを構成し、複数の冷却器ユニットを冷却室内上層域に分散配置して、前記冷却室内上層域と下方域との間で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させてなる冷却室内に低速の自然対流を形成させるため、マイクロチャンネル熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させるための吸込み静圧はわずかでよく、本発明のCO2ブラインによる冷却設備では、従来の1/10程度の送風機電力で済み、大幅な省エネとなる。
また、かかる構成の冷却器ユニットを冷却室内上層域に分散配置したので、冷却室内上層域を均一に冷却でき、下方域との温度差形成が容易になり、自然対流の形成が容易になる。
In the apparatus of the present invention, a microchannel heat exchanger and a blower that is arranged adjacent to the microchannel heat exchanger and forms a ventilation that contacts the heat transfer surface of the heat exchanger constitute a cooler unit, and a plurality of cooler units Are distributed in the upper layer area of the cooling chamber to cause a temperature difference in the vertical direction between the upper layer area and the lower area of the cooling chamber, so that low-speed natural convection is generated in the cooling chamber formed by natural convection in the vertical direction. to form the suction static pressure may be the only for forming ventilation in contact with the heat transfer surface of a microchannel heat exchanger, the cooling installation according to CO 2 brine of the present invention, a conventional 1/10 blower power This is a significant energy saving.
In addition, since the cooler units having such a configuration are dispersedly arranged in the upper layer region of the cooling chamber, the upper layer region of the cooling chamber can be uniformly cooled, the temperature difference with the lower region can be easily formed, and the formation of natural convection is facilitated.
本発明装置において、マイクロチャンネル熱交換器が、複数の微小径冷媒流路を有する扁平管が互いに間隔をもって並列に並べられた板状体に形成され、該板状体の伝熱面が重力方向斜め下方に向くように配置され、該伝熱面から斜め下方に向けて冷気を輻射させるように構成されているとよい。このように、マイクロチャンネル熱交換器の伝熱面から重力方向斜め下方に向けて冷気を輻射させるようにしたので、冷蔵倉庫等に保管された被冷却物品の冷却効果をさらに高めることができる。 In the apparatus of the present invention, the microchannel heat exchanger is formed in a plate-like body in which flat tubes having a plurality of small-diameter refrigerant flow paths are arranged in parallel with each other, and the heat transfer surface of the plate-like body is in the direction of gravity. are arranged so as to face obliquely downward, it may be configured to radiate cold air toward the one we swash Me downward the heat transfer surface. As described above, since the cool air is radiated obliquely downward from the heat transfer surface of the microchannel heat exchanger in the gravity direction , the cooling effect of the article to be cooled stored in a refrigerated warehouse or the like can be further enhanced.
本発明方法によれば、液ポンプによって空気冷却器ユニットに送られたCO2ブラインが全量気化され、冷媒戻り管に液柱が形成されないので、空気冷却器や液溜器、液ポンプの配置に制約がなくなり、冷却設備の建築コストを節減できると共に、CO2ブラインを循環させる液ポンプ動力を大幅に低減でき、さらに、冷却室内で自然対流を形成させ、被冷却物品を飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷気で包むように冷却できるので、被冷却物品の乾燥や冷凍焼けを防止できる。 According to the method of the present invention, all the CO 2 brine sent to the air cooler unit by the liquid pump is vaporized and no liquid column is formed in the refrigerant return pipe, so that the arrangement of the air cooler, the liquid reservoir, and the liquid pump There are no restrictions, and the construction cost of the cooling equipment can be reduced, and the power of the liquid pump that circulates the CO2 brine can be greatly reduced. In addition, natural convection can be formed in the cooling chamber, and the amount of water vapor close to the saturated water vapor amount Therefore, it is possible to prevent the article to be cooled from being dried and freeze-burned.
また、本発明装置によれば、空気冷却器ユニットで冷却室内上層域を冷却し、飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成すると共に、冷却空気内で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させてなるので、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
Further, according to the present invention apparatus, air-gas cooling chamber upper region by a cooler unit to cool, thereby forming a cooling air containing nearly water vapor to the saturated water vapor content or saturated water vapor, vertical in the cooling air Since the temperature difference is generated and the natural convection in the vertical direction is formed, the same effect as the method of the present invention can be obtained.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
本発明方法及び装置を冷蔵倉庫を備えた冷蔵設備に適用した一実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1に示す本実施形態の冷蔵設備10において、冷蔵倉庫12の外側にNH3/CO2冷凍装置14が設けられている。NH3/CO2冷凍装置14では、NH3を一次冷媒とし、NH3冷媒の冷凍サイクルを構成する図示省略の機器類を備えている。この冷凍サイクル構成機器には、液化器が設けられ、該液化器にはCO2ブライン循環管を介して液溜器が接続されている。即ち、これらの構成機器は、図9の機械室Mの内部に設けられた構成機器と同一である。
An embodiment in which the method and apparatus of the present invention are applied to a refrigeration facility equipped with a refrigerated warehouse will be described with reference to FIGS. In the
前記図示省略の液溜器には、CO2循環路16が接続されている。CO2循環路16のCO2液送り管16aには、液ポンプ18が設けられている。液ポンプ18によって、冷蔵倉庫12内に配設された空気冷却器20にCO2ブラインを送っている。冷蔵倉庫12内の上層域uに多数の空気冷却器20が配設されている。冷蔵倉庫12には、荷捌室22に面して被冷却物品Rの搬入又は搬出を行なうための出入口24が設けられ、出入口24には密閉性能が良い開閉機構26が設けられている。以下、空気冷却器20の構成を説明する。
A CO 2 circulation path 16 is connected to the liquid reservoir (not shown). A
図2及び図3は、空気冷却器20の構成例を示す。図において、空気冷却器20のケーシング202は、室内空気の流れを矢印で示すように形成させるため、前面開口204及び底面開口206が設けられている。これら開口以外の正面壁208、上面壁210、背面壁212、右側面壁214、左側面壁216及び底面壁218は、遮蔽壁で構成されている。空気冷却器20の配置位置及び固定手段は、背面壁212を冷蔵倉庫12の上層域の内壁面に接するように配置し、背面壁212を内壁面に固定するようにしてもよいし、あるいは冷蔵倉庫12の四隅で、背面壁212及び左右側面壁214又は216を冷蔵倉庫12の内側壁に固定するようにしてもよい。あるいは上面壁210に吊り具を取り付け、空気冷却器20を冷蔵倉庫12の天井から吊り下げるようにしてもよい。
2 and 3 show a configuration example of the
正面壁208にはファン220が装着されている。ファン220及びファン220の駆動モータ222が支持フレーム224に支持されている。ケーシング202の内部に、板状に構成されたマイクロチャンネル熱交換器30が左右側壁214、216の対角線方向に配設されている。ケーシング202の内部中央には、マイクロチャンネル熱交換器30の前側でケーシング22内を仕切る三角形状の隔壁226が設けられている。以下、マイクロチャンネル熱交換器30の構成を図4〜図6に基づいて説明する。
A
図4〜図6において、マイクロチャンネル熱交換器30は、互いに平行に配置された上下一対のヘッダー302及び304と、ヘッダー302、304間に架設され、内部がヘッダー302、304と連通した多数の扁平管306と、扁平管306の間に設けられた放熱用のフィン308とで構成されている。
4 to 6, the
図6に示すように、扁平管306には、多数の微小径冷媒流路314が穿設されている。微小径冷媒流路314は扁平管306の軸線方向に並列に設けられている。各扁平管306の間には、室内空気を通すための間隔Iが設けられ、この間隔Iに蛇行形状に曲折された放熱用のフィン308が設けられている。こうして、マイクロチャンネル熱交換器30は、伝熱面密度が高く、熱交換能力が高い構成となっている。
As shown in FIG. 6, the
かかる構成において、NH3/CO2冷凍装置14から、二次冷媒であるCO2が、液相状態でCO2送り管16aを介し、液ポンプ18によって空気冷却器20に供給される。各空気冷却器20はCO2送り管16aに対して並列に連結されている。ファン216が稼動することで、空気冷却器20では、矢印方向の室内空気の流れが形成される。即ち、前面開口204及び底面開口206から流入し、マイクロチャンネル熱交換器30の間隔Iを通る。その後空気流は、ファン216のほうに曲折し、ファン216からケーシング202の外側に抜ける。
In this configuration, the secondary refrigerant CO 2 is supplied from the NH 3 / CO 2 refrigerating apparatus 14 to the
一方、各空気冷却器20で、液相のCO2ブラインrがマイクロチャンネル熱交換器30の入口管310から流入し、その後ヘッダー304を介して扁平管306の微小径冷媒流路314を流れる。このとき、CO2ブライン液と室内空気とが熱交換する。各微小径冷媒流路314の容積は極めて小さく、かつマイクロチャンネル熱交換器30は伝熱面密度が高いので、熱交換効率が高い熱交換が行なわれる。そのため、ヘッダー302を経て出口管312に達したときのCO2ブラインrは、全量が気化している。
On the other hand, in each
気化したCO2ブラインrは、CO2戻り管16bに戻る。CO2ブラインは気化したままCO2ブライン戻り管16bから液溜器(図示省略)に戻り、さらに、NH3/CO2冷凍装置14の液化器でNH3冷媒によって冷却され液化する。液化したCO2ブラインは、液溜器に貯留され、再びCO2送り管16aを介して空気冷却器20に送られる。
The vaporized CO 2 brine r returns to the CO 2 return pipe 16b. The CO 2 brine returns to the liquid reservoir (not shown) from the CO 2 brine return pipe 16b while being vaporized, and is further cooled and liquefied by the NH 3 refrigerant in the liquefier of the NH 3 / CO 2 refrigeration apparatus 14. The liquefied CO 2 brine is stored in the liquid reservoir and sent again to the
本実施形態によれば、空気冷却器20の熱交換器として、伝熱面密度を増大させたマイクロチャンネル熱交換器30を用い、マイクロチャンネル熱交換器30を冷却室内上層域uに分散配置しているので、CO2ブラインと室内空気との熱交換量を増大でき、冷却効果を増大できる。また、扁平管306に押出加工によって形成された微小径冷媒流路314の流路の内容積は非常に小さく、例えば500mm×500mm程度の大きさの板状に形成されたものでは、20cc(cm3)程度のCO2ブラインしか保有されない。
According to the present embodiment, the
そのため、マイクロチャンネル熱交換器30に供給されたCO2ブラインは実質的に全量が気化されるので、CO2戻り管16bに液状のCO2ブラインによる液柱が形成されなくなる。従って、液溜器や液ポンプの上方配置が可能になり、これら機器の配置位置に制約を受けなくなる。これによって、空気冷却器20の冷却能力が低下することが無くなると共に、液溜器や液ポンプ等を半地下階や地下階に設ける必要がなくなり、NH3/CO2冷凍装置14の建築コストを節減できる。
Therefore, substantially the entire amount of the CO 2 brine supplied to the
また、空気冷却器20を冷蔵倉庫内上層域uに分散配置するので、該上層域uを均一に冷却できる。被冷蔵品1,000トン規模のF級冷蔵庫において、従来のユニットクーラ1基に対して、本実施形態では10数基のマイクロチャンネル熱交換器の空気冷却器20を分散配置する。従来のユニットクーラ1基の冷媒保有量は65〜70リットルであり、これに対して10数基のマイクロチャンネル熱交換器の冷媒保有量は従来の0.5%程度と極端に減少するため、CO2ブラインの循環流量も少量となり、液ポンプ18の動力を大幅に削減できる。
In addition, since the
また、空気冷却器20を冷蔵倉庫12内上層域uに配置し、該上層域uを冷却するようにしたので、上層域uで飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成できる。同時に、室内空気に上下方向に温度差が生じ、この温度差で上下方向の自然対流a1を形成できる。そのため、上層域uの冷却された高相対湿度の冷却空気が下方に拡散し、この冷却空気で冷蔵倉庫12の床面上に保管される冷凍食品等の被冷却物品Rを包むようにして冷却できる。これによって、被冷却物品Rの乾燥や冷凍焼けを防止できる。
In addition, since the
また、本実施形態では、強制対流を形成させる必要がないので、マイクロチャンネル熱交換器30の伝熱面に接する通風を形成させるための吸込み静圧はわずかでよく、通風を形成させるファン216として、一般的な有圧換気扇を用いることができる。従来の1,000トン規模のF級冷蔵庫のユニットクーラ1基では、例えば、呼び径1/2程度の銅管が10数列配置された熱交換器を用いているので、10数mmAqの吸込み静圧が必要となり、2.2kwの送風機が2基必要となるが、本実施形態では、ファン216として動力50w程度のファンを用いることができるので、空気冷却器20を10基設置したとしても、従来と比べてファン動力を1/10程度に低減でき、大幅な省エネとなる。
Further, in the present embodiment, since it is not necessary to form forced convection, the suction static pressure for forming the ventilation in contact with the heat transfer surface of the
さらに、空気冷却器20を冷蔵倉庫12内上層域uに分散配置したので、冷蔵倉庫内上層域uを均一に冷却できる。これによって、下方域との温度差形成が容易になり、自然対流a1の形成が容易になる。
Further, since the
さらに、マイクロチャンネル熱交換器30が、板状体に形成され、この板状体が斜め下方に向けられているので、該板状体の伝熱面から斜め下方に向けて冷気を輻射させることができる。この輻射冷気を冷蔵倉庫12の床面上に保管された被冷却物品に直接当てることができるので、被冷却物品Rの冷却効果をさらに高めることができる。
Furthermore, since the
図7に空気冷却器20の別な構成例を示す。図7において、この空気冷却器20Aは、ケーシング202の中心に対し、ファン220及びマイクロチャンネル熱交換器30を2個ずつ左右対称に配置したものである。ファン220及びマイクロチャンネル熱交換器30の構成は、前記実施形態のものと同一である。
FIG. 7 shows another configuration example of the
空気冷却器20Aでは、2個のマイクロチャンネル熱交換器30がケーシング202内に並べて配置され、空気冷却器20と同様に、斜め下方に向けて配置されている。ケーシング202は、前面開口204及び底面開口206以外の壁面は閉鎖壁で構成されている。各マイクロチャンネル熱交換器30間及びマイクロチャンネル熱交換器30とファン220間は、三角形状の仕切り壁226で仕切られている。室内空気は、前面開口204及び底面開口206から流入し、ケーシング202内でファン220のほうへ曲折し、ファン220から出て行く。
In the
空気冷却器20Aを1個の冷却ユニットとして、冷蔵倉庫12等、冷却室内上層域uに多数分散配置する。空気冷却器20Aは前記実施形態の空気冷却器20より約2倍の冷却能力を有するので、同一の冷却能力が必要な冷却室に対して、空気冷却器20より設置個数を半減できる。そのため、空気冷却器20Aによれば、空気冷却器20による前記作用効果に加えて、据付けの手間を節減できる長所をもつ。
The air cooler 20A is used as one cooling unit, and a large number of
図8は、空気冷却器20のさらに別な構成例を示す。図8において、この空気冷却器20Bは、前記空気冷却器20Aと比べて、さらに1個のマイクロチャンネル熱交換器30を増設したものである。その他の構成は空気冷却器20Aと同一である。空気冷却器20Bは、空気冷却器20Aと比べて、マイクロチャンネル熱交換器300の数を増やした分だけ冷却能力を増大できるので、空気冷却器20Aよりさらに設置個数を低減でき、据付けの手間を節減できる。
FIG. 8 shows still another configuration example of the
マイクロチャンネル熱交換器30の構成例として、例えば、板厚が20mmで、500mm四方の板状体に構成される。このときの扁平管306の寸法は、管厚2mm×管幅20mm×管長500mm程度であり、この扁平管に流路径0.86mmの微小径冷媒流路314が16個並列に穿設される。扁平管306のピッチは、約10mmで55本で並列に配置されている。従来の1,000トン規模のF級冷蔵庫のユニットクーラ1基の冷媒保有量は65〜70リットルであるのに対し、この微小径冷媒流路314のマイクロチャンネル熱交換器1個当りの総容積は20cc程度であり、従来のユニットクーラ1基に対して10数基のマイクロチャンネル熱交換器が対応するので、従来と比べて0.5%に激減する。
As a configuration example of the
そのため、液相のCO2ブラインを全量気化できると共に、液ポンプ18の動力を大幅に節減できる。また、入口管310及び出口管312には、例えば、呼び径3/8銅管が用いられる。
Therefore, the entire amount of liquid phase CO 2 brine can be vaporized and the power of the
従来の1,000トン規模のF級冷蔵庫のユニットクーラ1基には2.2kwのファンが2基装着される。これに対し、本発明では、動力50w程度のファンを用いることができるので、空気冷却器20を10基設置したとしても、従来と比べてファン動力を1/10程度に低減できる。
なお、前記実施形態は、本発明を冷蔵設備に適用したものであるが、本発明は、生鮮食品等を凍結保存する冷凍設備や、建物の各部屋の冷蔵等にも適用できる。
Two 2.2 kW fans are mounted on one unit cooler of a conventional 1,000-ton class F class refrigerator. On the other hand, in the present invention, since a fan with a power of about 50 w can be used, even if ten
In addition, although the said embodiment applies this invention to refrigeration equipment, this invention is applicable also to the freezing equipment which freezes and preserves fresh food etc., the refrigeration of each room of a building, etc.
本発明によれば、冷蔵倉庫、冷凍庫や、建物の各室内の冷却に用いて好適であり、冷却室内の被冷却物品の乾燥や冷凍焼けを防止し、冷却設備の建築コストを削減して、冷却設備の自然冷媒への転換を促進できる。 According to the present invention, it is suitable for use in cooling a refrigerated warehouse, a freezer, and each room of a building, preventing drying and freezing / burning of articles to be cooled in the cooling room, and reducing the construction cost of cooling equipment, The conversion of cooling equipment to natural refrigerant can be promoted.
10 冷蔵設備
12 冷蔵倉庫
14,100 NH3/CO2冷凍装置
16 CO2循環路
16a CO2送り管
16b CO2戻り管
18,116、144 液ポンプ
20,20A、20B、118a〜d、130 空気冷却器
202 ケーシング
204 前面開口
206 底面開口
208 正面壁
210 上面壁
212 背面壁
214 右側面壁
216 左側面壁
218 底面壁
220 ファン(送風機)
222 駆動モータ
224 支持フレーム
226 隔壁
22 荷捌室
24 出入口
26 開閉機構
30 マイクロチャンネル熱交換器
302,304 ヘッダー
306 扁平管
308 フィン
310 入口管
312 出口管
314 微小径冷媒流路
102 NH3冷媒循環路
104 圧縮機
106 凝縮器
108 膨張弁
110 液化器
112,140 液溜器
114 CO2ブライン循環路
122 流量調整弁
132 ケーシング
134 ファン
136 冷媒供給ヘッダー
138 冷媒排出ヘッダー
142 冷媒循環路
142a 冷媒送り管
142b 冷媒戻り管
R 被冷却部品
a0 空気流
a1 自然対流
r CO2ブライン
10 refrigerating equipment 12 cold stores 14,100 NH 3 / CO 2 refrigeration system 16 CO 2 circulation path 16a CO 2 feed pipe 16b CO 2 return pipe 18,116,144
222
Claims (4)
前記空気冷却器の熱交換器として、多数の微小径冷媒流路が並列配置され該微小径冷媒流路を形成する流路形成体の伝熱面密度を増大させてなる熱交換器を用い、該熱交換器を複数、冷却室内上層域に分散配置して構成された空気冷却器ユニットで冷却室内を冷却する冷却工程と、
液ポンプによって前記複数の熱交換器に送られた液化CO2ブライン全部を冷却室内空気との熱交換により気化させ、該気化したCO2ブラインをNH3冷凍装置の液溜器に戻すCO2ブライン循環工程と、
前記空気冷却器ユニットで冷却室内上層域を冷却し、飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成すると共に、冷却室内上層域と下方域との間で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させる自然対流形成工程と、からなり、
前記複数の熱交換器が、夫々板状体に形成され、該板状体の伝熱面から重力方向斜め下方に向けて冷気を輻射させることを特徴とするCO2ブラインによる冷却方法。 The NH 3 is cooled liquefying CO 2 brine are secondary refrigerant NH 3 refrigeration apparatus constituting the refrigerating cycle as a primary refrigerant, sends the liquefied CO 2 brine to an air cooler provided in the cooling chamber, the cooling In the cooling method with CO 2 brine for cooling the room,
As a heat exchanger of the air cooler, a heat exchanger in which a large number of minute diameter refrigerant flow paths are arranged in parallel and the heat transfer surface density of the flow path forming body forming the minute diameter refrigerant flow path is increased, A cooling step of cooling the cooling chamber with an air cooler unit configured by distributing a plurality of the heat exchangers in the upper layer region of the cooling chamber;
Liquefied CO 2 brine all sent to the plurality of heat exchangers by the liquid pump is vaporized by heat exchange with the cooling room air, CO 2 brine returning the CO 2 brine was the vaporized liquid reservoir device of NH 3 refrigeration system A circulation process;
The upper air region of the cooling chamber is cooled by the air cooler unit to form cooling air containing a saturated water vapor amount or a water vapor amount close to the saturated water vapor amount, and a temperature difference in the vertical direction between the upper air layer region and the lower region of the cooling chamber. And a natural convection forming process for forming natural convection in the vertical direction ,
A cooling method using CO 2 brine, wherein the plurality of heat exchangers are each formed in a plate-like body, and cool air is radiated obliquely downward in the direction of gravity from the heat transfer surface of the plate-like body .
前記空気冷却器の熱交換器として、多数の微小径冷媒流路が並列配置され該微小冷媒流路を形成する流路形成体の伝熱面密度を増大させてなる熱交換器で構成されると共に、複数の該熱交換器を冷却室内上層域に分散配置して空気冷却器ユニットを構成し、
前記CO2ブライン循環路の往路に液化CO2を前記空気冷却器ユニットに送る液ポンプを設け、前記熱交換器で冷却室内空気との熱交換により気化したCO2ブラインをCO2ブライン循環路に設けられた液溜器に戻すように構成し、
前記空気冷却器ユニットで冷却室内上層域を冷却し、飽和水蒸気量又は飽和水蒸気量に近い水蒸気量を含む冷却空気を形成すると共に、冷却室内上層域と下方域との間で上下方向の温度差を生じさせ、上下方向の自然対流を形成させてなるとともに、
前記熱交換器に隣接配置された送風機で熱交換器の伝熱面に接する通風を形成させ、
さらに、前記複数の熱交換器が、夫々複数の微小径冷媒流路を有する扁平管が互いに間隔をもって並列に並べられた板状体に形成され、該板状体の伝熱面が重力方向斜め下方に向くように配置され、該板状体の伝熱面から斜め下方に向けて冷気を輻射させるように構成されたことを特徴とするCO2ブラインによる冷却設備。 NH 3 and the NH 3 refrigeration system including a refrigeration cycle component devices as the primary refrigerant, CO 2 for circulating CO 2 brine as a secondary coolant between said NH 3 refrigeration system and air cooler provided in the cooling chamber In a cooling device with CO 2 brine with a brine circuit,
The heat exchanger of the air cooler is composed of a heat exchanger in which a large number of small diameter refrigerant flow paths are arranged in parallel to increase the heat transfer surface density of the flow path forming body that forms the small refrigerant flow paths. A plurality of the heat exchangers are distributed and arranged in the upper layer region of the cooling chamber to form an air cooler unit,
A liquid pump for sending the liquefied CO 2 in the forward of the CO 2 brine circulation path to the air cooler unit is provided, the CO 2 brine vaporized by heat exchange with the cooling room air in the heat exchanger to the CO 2 brine circulation path Configure to return to the provided reservoir,
The upper air region of the cooling chamber is cooled by the air cooler unit to form cooling air containing a saturated water vapor amount or a water vapor amount close to the saturated water vapor amount, and a temperature difference in the vertical direction between the upper air layer region and the lower region of the cooling chamber. To form natural convection in the vertical direction ,
Forming ventilation in contact with the heat transfer surface of the heat exchanger with a blower arranged adjacent to the heat exchanger,
Further, the plurality of heat exchangers are formed in a plate-like body in which flat tubes each having a plurality of small-diameter refrigerant channels are arranged in parallel with a space between each other, and the heat transfer surface of the plate-like body is inclined in the direction of gravity. A cooling facility using CO 2 brine , which is arranged so as to face downward and radiates cold air obliquely downward from the heat transfer surface of the plate-like body .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010241946A JP5701572B2 (en) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | CO2 brine cooling method and cooling equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010241946A JP5701572B2 (en) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | CO2 brine cooling method and cooling equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012093046A JP2012093046A (en) | 2012-05-17 |
JP5701572B2 true JP5701572B2 (en) | 2015-04-15 |
Family
ID=46386568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010241946A Active JP5701572B2 (en) | 2010-10-28 | 2010-10-28 | CO2 brine cooling method and cooling equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5701572B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5912891B2 (en) * | 2012-06-15 | 2016-04-27 | 株式会社前川製作所 | Power saving operation method and apparatus for refrigerated warehouse |
JP6391148B2 (en) * | 2014-05-23 | 2018-09-19 | 株式会社前川製作所 | Air cooler and operation method thereof |
JP6742721B2 (en) * | 2015-12-24 | 2020-08-19 | 株式会社前川製作所 | Cooler unit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2602427B2 (en) * | 1987-02-23 | 1997-04-23 | 鈴木総業株式会社 | Refrigeration equipment |
JPH01137182A (en) * | 1987-11-20 | 1989-05-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Meat ice-temperature maturing warehouse |
AU747666B2 (en) * | 1999-02-24 | 2002-05-16 | Hachiyo Engineering Co., Ltd. | Heat pump system of combination of ammonia cycle and carbon dioxide cycle |
US20100282439A1 (en) * | 2007-12-18 | 2010-11-11 | A-Heat Allied Heat Exchange Technology Ag | Modular heat exchange system |
-
2010
- 2010-10-28 JP JP2010241946A patent/JP5701572B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012093046A (en) | 2012-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010024080A1 (en) | Cooling device | |
CN103528308A (en) | Refrigerator | |
JP2010065912A (en) | Air conditioning system | |
US20180010813A1 (en) | Cooling system and method having micro-channel coil with countercurrent circuit | |
JP2008261615A (en) | Heat exchanger, heat exchange device, refrigerator and air conditioner | |
KR20200048739A (en) | Cooling module for vehicle | |
JP5701572B2 (en) | CO2 brine cooling method and cooling equipment | |
WO2013088462A1 (en) | Refrigerator | |
JP4130636B2 (en) | Refrigerator built-in showcase | |
JP4423321B2 (en) | Refrigerator built-in showcase | |
JP5405158B2 (en) | Evaporator | |
JP5188564B2 (en) | Showcase and refrigeration equipment | |
JP5139093B2 (en) | Cooling system | |
JP2016003831A (en) | refrigerator | |
JP2009097756A (en) | Refrigerating device | |
CN116499166A (en) | Refrigerator with a refrigerator body | |
JP2835267B2 (en) | refrigerator | |
JP2003314947A (en) | Heat exchanger unit and refrigerator | |
KR102148722B1 (en) | Heat exchanger and air conditional having the same | |
JP3919597B2 (en) | refrigerator | |
JP2009270787A (en) | Heat exchanger, refrigerator and air conditioner | |
JP7129372B2 (en) | refrigerator | |
EP4206578A1 (en) | A cooling device comprising an evaporator | |
JP2009257636A (en) | Heat exchanger and freezer refrigerator loading the heat exchanger | |
JP2010007986A (en) | Cooling device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5701572 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |