JP5818996B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、冷凍装置100は、高温側冷媒循環回路Aと低温側冷媒循環回路(負荷側回路)Bとを有し、それぞれで冷媒を循環させることで二元冷凍サイクルを行なうようになっている。つまり、冷凍装置100は、高温側冷媒循環回路Aと低温側冷媒循環回路Bとを、共通のカスケードコンデンサ13を介してカスケード接続し、二元冷凍サイクルを行うように構成されている。なお、以下の説明において、高温側冷媒循環回路Aを「高温側回路A」と、低温側冷媒循環回路Bを「低温側回路B」と、それぞれ称するものとする。
高温側回路Aは、高温側圧縮機1と、高温側凝縮器2と、高温側膨張弁3と、高温側蒸発器4と、を直列に高温側冷媒配管51で配管接続して形成されている。また、高温側回路Aには、高温側高圧圧力検出センサ5、高温側吐出ガス温度検出センサ30、高温側凝縮器出口温度検出センサ31、高温側低圧圧力検出センサ6、高温側吸入ガス温度検出センサ32が設置されている。
低温側回路Bは、低温側圧縮機7と、中間冷却器8と、低温側凝縮器9と、受液器10と、液管電磁弁15と、低温側膨張弁16と、低温側蒸発器17と、を直列に低温側冷媒配管52で配管接続して形成されている。また、低温側回路Bには、低温側高圧圧力検出センサ11、低温側吐出ガス温度検出センサ33、低温側凝縮器出口温度検出センサ34、低温側低圧圧力検出センサ12、低温側吸入ガス温度検出センサ35が設置されている。
室外ユニット14には、高温側回路Aを構成する要素機器の全部、及び低温側回路Bの一部が収容されている。図2に示すように、高温側回路Aを構成する要素機器の全部は室外ユニット14を構成する高温側筐体19に収容され、低温側回路Bの一部は低温側筐体20に収容されている。高温側筐体19及び低温側筐体20は、例えば外形が同一の筐体で構成するとよい。また、高温側筐体19及び低温側筐体20は、底板を共用とした共通架台21に載置されている。そして、高温側筐体19及び低温側筐体20は、共通架台21上に隣接して設置されている。
高温側筐体19には、高温側圧縮機1、高温側凝縮器2、高温側膨張弁3の他に、高温側送風機22、高温側循環回路用コントローラ基板24が配置されている。
低温側筐体20には、低温側圧縮機7、中間冷却器8、受液器10の他に、低温側送風機23、低温側循環回路用コントローラ基板26が配置されている。また、上述したように、低温側筐体20には、カスケードコンデンサ13が配置されている。
負荷側装置18には、低温側回路Bの一部が収容されている。具体的には、負荷側装置18には、液管電磁弁15、低温側膨張弁16と、低温側蒸発器17と、が収容されている。この負荷側装置18は、たとえばショーケースやユニットクーラとして利用される。液管電磁弁15は、低温側回路Bの真空引きや低温側回路B内への冷媒の充填等の作業を行なうために使用されるものである。
(高温側回路Aの動作)
高温側圧縮機1で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、高温側凝縮器2に流入する。この高温側凝縮器2では、冷媒が流体(ここでは空気)と熱交換して凝縮し、低温・高圧の冷媒となる。高温側凝縮器2から流出した冷媒は、高温側膨張弁3で減圧され、低温・低圧の冷媒となってカスケードコンデンサ13の高温側蒸発器4に流入する。高温側蒸発器4では、冷媒が流体(ここでは低温側回路Bを循環している冷媒)と熱交換して蒸発し、高温・低圧の冷媒となる。このとき、低温側回路Bを循環している冷媒は、冷却される。そして、高温側蒸発器4から流出した冷媒は、高温側圧縮機1に再度吸入される。
低温側圧縮機7で圧縮されて高温・高圧となった冷媒は、中間冷却器8に流入する。この中間冷却器8では、冷媒が放熱することで冷却されて若干温度が下がった状態になる。中間冷却器8で冷却された冷媒は、カスケードコンデンサ13の低温側凝縮器9に流入する。この低温側凝縮器9では、冷媒が流体(ここでは高温側回路Aを循環している冷媒)と熱交換して凝縮し、低温・高圧の冷媒となる。このとき、高温側回路Aを循環している冷媒は、加温される。
低温側循環回路用コントローラ基板26は、負荷側装置18の運転状況により、低温側圧縮機7の回転数を制御する。例えば、低温側循環回路用コントローラ基板26は、低温側低圧圧力検出センサ12で検出した値を低温側蒸発温度に換算して、目標の低温側蒸発温度になるように低温側圧縮機7の回転数を制御する。
図3において「A」は、高温側吐出ガス温度検出センサ30において検出される高温側吐出ガス温度を表している。
図3において「G」は、高温側高圧圧力検出センサ5により検出される高温側高圧(高温側凝縮温度)を表している。
図3において「B」は、高温側凝縮器出口温度検出センサ31により検出される高温側凝縮器出口温度を表している。
図3において「J」は、高温側低圧圧力検出センサ6により検出される高温側低圧(高温側蒸発温度)を表している。
図3において「C」は、高温側吸入ガス温度検出センサ32により検出される高温側吸入ガス温度を表している。
図3において「H」は、低温側高圧圧力検出センサ11により検出される低温側高圧(低温側凝縮温度)を表している。
図3において「E」は、低温側凝縮器出口温度検出センサ34により検出される低温側凝縮器出口温度を表している。
図3において「K」は、低温側低圧圧力検出センサ12により検出される低温側低圧(低温側蒸発温度)を表している。
図3において「F」は、低温側吸入ガス温度検出センサ35により検出される低温側吸入ガス温度を表している。
Claims (5)
- 高温側圧縮機、高温側凝縮器、高温側膨張弁、及び、高温側蒸発器を配管接続した高温側冷媒循環回路と、
低温側圧縮機、中間冷却器、低温側凝縮器、液管電磁弁、低温側膨張弁、及び、低温側蒸発器を配管接続した低温側冷媒循環回路と、
前記高温側圧縮機、前記高温側膨張弁、前記高温側凝縮器に空気を供給する高温側送風機の動作を少なくとも制御する高温側循環回路用コントローラ基板と、
前記低温側圧縮機、前記低温側膨張弁、前記中間冷却器に空気を供給する低温側送風機の動作を少なくとも制御する低温側循環回路用コントローラ基板と、を備え、
前記高温側循環回路用コントローラ基板には、高温側高圧圧力検出センサ、高温側吐出ガス温度検出センサ、高温側低圧圧力検出センサが接続され、
前記低温側循環回路用コントローラ基板には、低温側高圧圧力検出センサ、低温側吐出ガス温度検出センサ、低温側低圧圧力検出センサが接続され、
前記高温側圧縮機、前記高温側凝縮器、前記高温側膨張弁、前記高温側送風機、及び、前記高温側循環回路用コントローラ基板は、高温側筐体に配置され、
前記低温側圧縮機、前記低温側送風機、及び、前記低温側循環回路用コントローラ基板は、低温側筐体に配置され、
前記液管電磁弁、前記低温側膨張弁、及び、前記低温側蒸発器は、負荷側装置に配置されており、
前記高温側循環回路用コントローラ基板と前記低温側循環回路用コントローラ基板とは、同じ構成の基板とし、伝送線により接続されている
ことを特徴とする冷凍装置。 - 前記高温側循環回路用コントローラ基板と前記低温側循環回路用コントローラ基板とは、
10秒〜30秒のタイミングで情報のやり取りをしている
ことを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。 - 前記低温側圧縮機の回転数の速度を前記高温側圧縮機の回転数の速度よりも遅くしている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の冷凍装置。 - 前記高温側蒸発器及び前記低温側凝縮器を含むカスケードコンデンサで前記高温側冷媒循環回路と前記低温側冷媒循環回路とをカスケード接続している
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷凍装置。 - 前記低温側冷媒循環回路の冷媒としてCO2を使用し、前記高温側冷媒循環回路の冷媒としてHFC冷媒、HFO冷媒もしくはHC冷媒を使用している
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷凍装置。
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