JP6238935B2 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
本発明の冷凍サイクル装置は、また、冷房運転と暖房運転との切り替えが可能な空気調和装置と共に用いられる冷凍サイクル装置であって、空気調和装置の室内機と同一の室内に配置され、対象物と冷媒との熱交換を行う利用側熱交換器と、利用側熱交換器と接続され、冷媒を流通させる冷媒回路を構成する圧縮機および減圧装置と、冷媒回路に接続され、第1の熱源としての室内の空気との熱交換を行う第1の熱源側熱交換器と、冷媒回路に第1の熱源側熱交換器と並列に接続され、第2の熱源との熱交換を行う第2の熱源側熱交換器とを備える。対象物は、室内に配置された冷凍機内蔵型ショーケースの内部である。利用側熱交換器および第1の熱源側熱交換器は、冷凍機内蔵型ショーケースに設けられ、第2の熱源側熱交換器は、冷凍機内蔵型ショーケースとは別の、別置型ショーケースに配管で接続された別置冷凍機に設けられている。
実施の形態1.
<冷凍サイクル装置の構成>
図1は、この発明の実施の形態1の冷凍サイクル装置10の構成を示す図である。図2は、冷凍サイクル装置10の使用態様を説明するための模式図である。冷凍サイクル装置10は、後述する空調装置(空気調和装置)30と共に用いられる。図1および図2に示すように、スーパーマーケットまたはコンビニエンスストア等の店舗の室内5には、冷凍機内蔵型のショーケース1が設置されている。ショーケース1の内部の陳列室1c(図2)には、冷凍食品やチルド食品等の商品が陳列されている。店舗の室外6には、ショーケース室外機2が設置されている。ショーケース1とショーケース室外機2とは、冷媒配管によって接続されている。なお、ショーケース1とショーケース室外機2とを接続する冷媒配管は、一般的な別置型ショーケースと冷凍機とを接続する冷媒配管と同じものを用いることができる。また、ショーケース1は、オープン型であっても、クローズド型であってもよい。
店舗には、冷房運転と暖房運転との切り替えが可能な空調装置(空気調和装置)30が設けられている。空調装置30は、室内5に配置された室内機3と、室外6に配置された室外機4とを備えている。ここでは、空調装置30は、冷凍サイクル装置10と共に、上述した制御装置9によって制御されている。
次に、この実施の形態1における冷凍サイクル装置10および空調装置30の動作について、図1を参照して説明する。この実施の形態1では、制御装置9が、空調装置30の運転モード(暖房運転か、冷房運転か)に基づいて、冷凍サイクル装置10の内部凝縮器12と外部凝縮器22との切り替えを行う。
この実施の形態1では、空調装置30の暖房運転時には、冷凍サイクル装置10のショーケース1から室内5に熱を排出し、冷房運転時には、ショーケース室外機2から室外6に熱を排出する。そのため、暖房運転時にはショーケース1の排熱を空調装置30の暖房に利用することができる一方、冷房運転時には排熱を空調装置30で処理する必要がない。そのため、暖房運転時、冷房運転時のいずれにおいても、空調装置30の消費電力を低減し、エネルギー消費量を低減することができる。
実施の形態1の冷凍サイクル装置10では、内部凝縮器12および外部凝縮器22の熱源を空気としたが、水またはブラインを用いてもよい。図3には、ショーケース室外機2の外部凝縮器22に水配管24を設けた変形例を示す。図3に示す変形例では、外部凝縮器22が、冷媒と水配管24を流れる水との間で熱交換を行う。この場合、外部凝縮器22で暖められた水を給湯に利用することができる。ショーケース1の排熱を給湯に利用することで、エネルギー消費量を低減することができる。
実施の形態1の冷凍サイクル装置10では、電磁弁15,16によって冷媒の流れを切り替えた。しかしながら、電磁弁15,16に代えて、流量調整弁51,52を用いてもよい。図4は、流量調整弁51,52を用いて、内部凝縮器12および外部凝縮器22に流れる冷媒の流量の割合を調整可能にした変形例を示す。なお、ここでは、内部凝縮器12および外部凝縮器22の両方に流量調整弁51,52を設けるが、内部凝縮器12および外部凝縮器22の一方のみに流量調整弁を設けてもよい。
実施の形態1の冷凍サイクル装置10では、ショーケース室外機2の1つの外部凝縮器22に対してショーケース1の1つの内部凝縮器12を接続したが、1つの外部凝縮器22に対して複数の内部凝縮器12を並列に接続してもよい。
実施の形態1の冷凍サイクル装置10では、ショーケース1の1つの内部凝縮器12に対して、ショーケース室外機2の1つの外部凝縮器22を接続したが、1つの内部凝縮器12に対して、複数の外部凝縮器22を並列に接続してもよい。
次に、この発明の実施の形態2について説明する。図7は、この発明の実施の形態2の冷凍サイクル装置の構成を示す図である。この実施の形態2では、店舗の室内5に、複数のショーケース1a,1b・・・と、複数の別置型ショーケース8a,8b・・・とが設けられている。店舗の室外6には、別置型ショーケース8a,8b・・・のための別置冷凍機7が設けられている。別置冷凍機7と別置型ショーケース8a,8b・・・とは、冷媒配管74によって接続されている。
別置型ショーケース8a,8b・・・は、互いに共通の構成を有するため、以下では別置型ショーケース8と総称する。別置型ショーケース8は、膨張弁81(減圧装置)と、蒸発器82と、これらを接続する冷媒配管85とを有している。各別置型ショーケース8の冷媒配管85は、上記の冷媒配管74に並列に接続されている。また、別置冷凍機7は、圧縮機71と、凝縮器72(第2の熱源側熱交換器)とを有している。
次に、この実施の形態2における冷凍サイクル装置の動作について説明する。なお、空調装置30の運転動作は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
この実施の形態2では、空調装置30の暖房運転時には、内蔵型ショーケース1から室内5に熱を排出し、冷房運転時には、別置冷凍機7から室外6に熱を排出する。そのため、暖房運転時にはショーケース1の排熱を空調装置30の暖房に利用することができる一方、冷房運転時には排熱を空調装置30で処理する必要がない。そのため、実施の形態1と同様、空調装置30の消費電力を低減し、エネルギー消費量を低減することができる。
Claims (12)
- 冷房運転と暖房運転との切り替えが可能な空気調和装置と共に用いられる冷凍サイクル装置であって、
前記空気調和装置の室内機と同一の室内に配置された冷凍機内蔵型ショーケースと、
前記冷凍機内蔵型ショーケースに配管で接続された室外機と
を備え、
前記冷凍機内蔵型ショーケースは、
利用側熱交換器と、
前記利用側熱交換器と接続され、冷媒を流通させる冷媒回路を構成する圧縮機および減圧装置と、
前記冷媒回路に接続され、第1の熱源としての室内の空気との熱交換を行う第1の熱源側熱交換器と
を有し、
前記室外機は、
前記冷媒回路に前記第1の熱源側熱交換器と並列に接続され、第2の熱源との熱交換を行う第2の熱源側熱交換器
を有し、
前記圧縮機、前記第1の熱源側熱交換器、前記減圧装置および前記利用側熱交換器を含む冷凍サイクルが複数備えられ、
前記第2の熱源側熱交換器に対して、複数の前記冷凍サイクルのそれぞれの前記第1の熱源側熱交換器が並列に接続されている
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 冷房運転と暖房運転との切り替えが可能な空気調和装置と共に用いられる冷凍サイクル装置であって、
前記空気調和装置の室内機と同一の室内に配置され、対象物と冷媒との熱交換を行う利用側熱交換器と、
前記利用側熱交換器と接続され、前記冷媒を流通させる冷媒回路を構成する圧縮機および減圧装置と、
前記冷媒回路に接続され、第1の熱源としての室内の空気との熱交換を行う第1の熱源側熱交換器と、
前記冷媒回路に前記第1の熱源側熱交換器と並列に接続され、第2の熱源との熱交換を行う第2の熱源側熱交換器と
を備え、
前記対象物は、前記室内に配置された冷凍機内蔵型ショーケースの内部であり、
前記利用側熱交換器および前記第1の熱源側熱交換器は、前記冷凍機内蔵型ショーケースに設けられ、
前記第2の熱源側熱交換器は、前記冷凍機内蔵型ショーケースとは別の、別置型ショーケースに配管で接続された別置冷凍機に設けられている
ことを特徴とする冷凍サイクル装置。 - 前記第1の熱源側熱交換器は、前記室内の空気と前記冷媒との熱交換を行い、熱交換後の空気を前記室内に戻すことを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第2の熱源は、水であることを特徴とする請求項1または2に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記冷媒として、CO2、またはCO2を含む混合冷媒を用いることを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の冷凍サイクル装置。
- 前記圧縮機、前記第1の熱源側熱交換器、前記減圧装置および前記利用側熱交換器を含む冷凍サイクルを複数備え、
前記第2の熱源側熱交換器に対して、複数の前記冷凍サイクルのそれぞれの前記第1の熱源側熱交換器が並列に接続されていること
を特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 複数の前記第2の熱源側熱交換器を備え、
前記第1の熱源側熱交換器に対して、複数の前記第2の熱源側熱交換器が並列に接続されていること
を特徴とする請求項2に記載の冷凍サイクル装置。 - 前記第1の熱源側熱交換器と前記第2の熱源側熱交換器との切り替えを行う切り替え弁をさらに備えることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記第1の熱源側熱交換器と前記第2の熱源側熱交換器とに流れる冷媒の流量を調整する流量調節弁をさらに備えることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記空気調和装置が暖房運転を行っている場合には、前記第1の熱源側熱交換器および前記第2の熱源側熱交換器のうち、前記第1の熱源側熱交換器に冷媒を流すことを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 前記空気調和装置が冷房運転を行っている場合には、前記第1の熱源側熱交換器および前記第2の熱源側熱交換器のうち、前記第2の熱源側熱交換器に冷媒を流すことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
- 制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記冷凍機内蔵型ショーケースの内部の温度が目標温度に近づくように、前記第1の熱源側熱交換器と前記第2の熱源側熱交換器とに流れる冷媒の量の比を制御することを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載の冷凍サイクル装置。
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