JP6341481B2 - Refrigeration system - Google Patents

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本発明は、冷凍システムに係り、特に、冬季など冷凍機の負荷が少ない場合でも、過冷却給湯機ユニットの給湯運転に必要な熱源を確保して、貯湯タンクの湯量を十分に確保するとともに、冷凍機と過冷却給湯機ユニットの発停頻度を抑えて、機器の信頼性を向上させることを可能とした冷凍システムに関するものである。   The present invention relates to a refrigeration system, and in particular, even when the load on the refrigerator is small, such as in winter, ensuring a heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooled water heater unit, ensuring a sufficient amount of hot water in the hot water storage tank, The present invention relates to a refrigeration system that can improve the reliability of equipment by suppressing the frequency of start and stop of a refrigerator and a supercooled water heater unit.

従来から、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗では、ショーケースの冷却を行う冷凍機が多く用いられており、近年、冷凍機の排熱を有効利用するため、この冷凍機を流れる冷媒と熱交換を行うことにより、貯湯タンクの水を加熱して給湯を行う給湯機ユニットを設けた冷凍システムが開発されている。   Conventionally, stores such as supermarkets and convenience stores often use refrigerators that cool showcases, and in recent years, in order to effectively use the exhaust heat of refrigerators, heat exchange with the refrigerant flowing through these refrigerators is performed. A refrigeration system has been developed that includes a hot water supply unit that heats water in a hot water storage tank to supply hot water.

このような冷凍システムとして、従来から、例えば、冷蔵ショーケースを備えた第2冷媒回路の排熱を利用して給湯用水の温度を上昇させることができるとともに、第2空気熱交換器用送風機の運転を制御することで消費電力を低下させ、給湯システムを含む店舗全体のCOPを向上させ、冷蔵ショーケースを備えた店舗の省エネルギー化を図ることができるようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   As such a refrigeration system, conventionally, for example, the temperature of the hot water supply water can be raised using the exhaust heat of the second refrigerant circuit provided with the refrigerated showcase, and the operation of the second air heat exchanger blower is performed. Has been disclosed to reduce power consumption, improve COP of the entire store including the hot water supply system, and save energy in stores equipped with refrigerated showcases (for example, Patent Document 1).

特開2007−303698号公報JP 2007-303698 A

しかしながら、前記特許文献1に記載の発明においては、冷凍機は、省エネ運転を可能とした設定で運転を行うものであり、冬季など、冷凍機の冷却負荷が少ない時は、冷凍機の発停頻度が多くなるおそれがある。また、冷凍機が運転していない状態では、給湯機ユニットも連動して発停してしまうことから、給湯機ユニットの発停により、熱源を確保することができず給湯運転を維持することができなくなるという問題を有している。その結果、湯量を十分に確保することができず、貯湯タンクにおける湯量が不足してしまうおそれがあるという問題を有している。   However, in the invention described in Patent Document 1, the refrigerator is operated with a setting that enables energy-saving operation. When the cooling load of the refrigerator is small, such as in winter, the refrigerator is started and stopped. May increase in frequency. In addition, when the refrigerator is not in operation, the water heater unit is also started and stopped, so the heat source cannot be secured and the hot water supply operation can be maintained by the start and stop of the water heater unit. It has a problem that it cannot be done. As a result, there is a problem in that a sufficient amount of hot water cannot be ensured and the amount of hot water in the hot water storage tank may be insufficient.

さらに、冷凍機と給湯機ユニットの発停頻度が多くなると、冷媒配管などの配管に負荷がかかってしまい、配管折れなどの機器の故障の原因にもなり、信頼性が低下してしまうという問題を有している。   Furthermore, if the frequency of starting and stopping of the refrigerator and the water heater unit is increased, a load is applied to the piping such as the refrigerant piping, which may cause failure of the equipment such as pipe breakage, resulting in a decrease in reliability. have.

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、冬季など冷凍機の負荷が少ない場合でも、過冷却給湯機ユニットの給湯運転に必要な熱源を確保して、貯湯タンクの湯量を十分に確保するとともに、冷凍機と過冷却給湯機ユニットの発停頻度を抑えて、機器の信頼性を向上させることのできる冷凍システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points, and even when the load on the refrigerator is small, such as in winter, the heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooled water heater unit is secured, and the amount of hot water in the hot water storage tank is sufficiently increased. An object of the present invention is to provide a refrigeration system that can improve the reliability of equipment by ensuring the frequency of starting and stopping the refrigerator and the supercooled water heater unit.

前記目的を達成するために、本発明に係る冷凍システムは、ショーケースを冷却するため過冷却熱交換器を備えた冷凍機と、前記過冷却熱交換器とガスクーラとを備え、前記ガスクーラにより給湯を行う過冷却給湯機ユニットと、を備えてなる冷凍システムにおいて、前記過冷却給湯機ユニットの貯湯タンクの湯温が一定温度以下の場合、前記ショーケースの除霜運転を行うように制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記過冷却給湯機ユニットによる発停回数をカウントし、この発停回数が一定以上になった場合に、前記ショーケースの除霜運転を行うように制御することを特徴とする。 To achieve the above object, a refrigeration system according to the present invention includes a refrigerator having a supercooling heat exchanger for cooling a showcase, the supercooling heat exchanger, and a gas cooler, and hot water is supplied by the gas cooler. And a supercooling water heater unit that performs a control when the hot water temperature of the hot water storage tank of the supercooling water heater unit is equal to or lower than a certain temperature. An apparatus, and the control device counts the number of starts and stops by the supercooling water heater unit, and controls to perform the defrosting operation of the showcase when the number of starts and stops exceeds a certain value. It is characterized by.

また、本発明は、前記構成において、前記制御装置は、前記過冷却給湯機ユニットによる発停回数をカウントし、この発停回数が一定以上になった場合に、前記ショーケースの除霜運転を行うように制御することを特徴とする。   Further, according to the present invention, in the configuration, the control device counts the number of start / stops by the supercooling water heater unit, and performs the defrosting operation of the showcase when the number of start / stops exceeds a certain value. It controls to perform.

また、本発明は、前記構成において、前記制御装置は、前記除霜運転時に、前記冷凍機の負荷を高めるために必要な台数の前記ショーケースの除霜を行うことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that, in the configuration, the control device defrosts the number of showcases necessary for increasing the load of the refrigerator during the defrosting operation.

本発明によれば、制御装置により、過冷却給湯機ユニットの貯湯タンクの湯温が一定温度以下となった場合に、冷凍機によりショーケースの除霜運転を行うように制御するようにしているので、冬季など外気温が低く、冷凍機の冷却負荷が少ない場合でも、除霜運転により冷凍機の冷却負荷を増大させることができ、冷凍機と過冷却給湯機ユニットの運転を維持させ、過冷却給湯機ユニットの給湯運転に必要な熱源を確保することが可能となる。その結果、貯湯タンクの湯量を十分に確保することができ、しかも、冷凍機と過冷却給湯機ユニットの発停頻度を抑えることにより、機器の信頼性を向上させることができる。   According to the present invention, when the hot water temperature of the hot water storage tank of the supercooling hot water supply unit becomes equal to or lower than a predetermined temperature, the control device controls the refrigerator to perform the defrosting operation of the showcase. Therefore, even when the outside air temperature is low and the cooling load of the refrigerator is low, such as in winter, the cooling load of the refrigerator can be increased by the defrosting operation, and the operation of the refrigerator and the supercooling water heater unit can be maintained. It becomes possible to secure a heat source necessary for the hot water supply operation of the cooling hot water supply unit. As a result, a sufficient amount of hot water in the hot water storage tank can be secured, and the reliability of the equipment can be improved by suppressing the frequency of starting and stopping the refrigerator and the supercooled water heater unit.

本発明に係る冷凍システムの実施形態を示す冷凍サイクル図である。It is a refrigerating cycle figure showing an embodiment of a refrigerating system concerning the present invention. 本発明に係る冷凍システムの実施形態における制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control action in embodiment of the refrigerating system which concerns on this invention. 本発明に係る冷凍システムの実施形態における貯湯タンクの湯温と過冷却給湯機ユニットの動作との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the hot water temperature of the hot water storage tank and operation | movement of a supercooling water heater unit in embodiment of the refrigerating system which concerns on this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る冷凍システムの一実施形態を示したものであり、本実施形態においては、冷凍機の過冷却排熱を利用したヒートポンプ給湯システムの例を示している。   FIG. 1 shows an embodiment of a refrigeration system according to the present invention. In this embodiment, an example of a heat pump hot water supply system using supercooled exhaust heat of a refrigerator is shown.

本実施形態においては、冷凍システムは、例えば、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどの店舗における冷却設備と給湯設備の両者を備えた施設に設置されるものであり、店舗内に設置される各ショーケース2を冷却する冷凍機10と、この冷凍機10の冷媒を過冷却して冷凍機10の冷凍能力を向上させるとともに、この排熱を利用して給湯水を加熱する過冷却給湯機ユニット20とを備えている。   In the present embodiment, the refrigeration system is installed in a facility having both a cooling facility and a hot water supply facility in a store such as a supermarket or a convenience store, and each showcase 2 installed in the store is installed in the store. A refrigerating machine 10 for cooling and a supercooling water heater unit 20 for heating the hot water using the exhaust heat while supercooling the refrigerant of the refrigerating machine 10 to improve the refrigerating capacity of the refrigerating machine 10 are provided. ing.

冷凍機10は、ショーケース2のシステムを構成するものであり、冷凍用圧縮機11、送風ファン19を備えた冷凍用凝縮器12、過冷却熱交換器13、開閉弁14、冷凍用膨張弁15、蒸発器16およびアキュムレータ17を順次冷凍用冷媒配管18で接続して構成されている。本実施形態においては、冷凍用圧縮機11、冷凍用凝縮器12およびアキュムレータ17が、屋外に配置され、開閉弁14、冷凍用膨張弁15および蒸発器16が屋内に設置されるショーケース2に配置されている。   The refrigerator 10 constitutes the system of the showcase 2, and includes a refrigeration compressor 11, a refrigeration condenser 12 including a blower fan 19, a supercooling heat exchanger 13, an on-off valve 14, and a refrigeration expansion valve. 15, the evaporator 16 and the accumulator 17 are sequentially connected by a refrigeration refrigerant pipe 18. In the present embodiment, the refrigeration compressor 11, the refrigeration condenser 12 and the accumulator 17 are arranged outdoors, and the on-off valve 14, the refrigeration expansion valve 15 and the evaporator 16 are installed indoors in the showcase 2. Has been placed.

過冷却熱交換器13は、冷凍用凝縮器12で大気に放熱することにより冷却された冷凍機10の冷媒をさらに冷却するための熱交換器である。過冷却熱交換器13には、冷凍機10の冷凍用冷媒配管18と過冷却給湯機ユニット20の過冷却冷媒配管24とが冷媒の流れる方向が対向するように導通されており、これら冷凍用冷媒配管18を流れる冷媒と過冷却冷媒配管24を流れる冷媒とが互いに熱交換可能に構成されている。   The supercooling heat exchanger 13 is a heat exchanger for further cooling the refrigerant of the refrigerator 10 cooled by radiating heat to the atmosphere with the refrigeration condenser 12. The supercooling heat exchanger 13 is electrically connected to the refrigerating refrigerant pipe 18 of the refrigerator 10 and the supercooling refrigerant pipe 24 of the supercooling water heater unit 20 so that the refrigerant flows in opposite directions. The refrigerant flowing through the refrigerant pipe 18 and the refrigerant flowing through the supercooled refrigerant pipe 24 are configured to be able to exchange heat with each other.

また、過冷却給湯機ユニット20は、過冷却圧縮機21、ガスクーラ22、過冷却膨張弁23および過冷却熱交換器13を順次過冷却冷媒配管24で接続して構成されている。過冷却給湯機ユニット20の過冷却圧縮機21、ガスクーラ22、過冷却膨張弁23および過冷却熱交換器13は、同一のユニット内に収納されている。   The supercooling water heater unit 20 is configured by connecting a supercooling compressor 21, a gas cooler 22, a supercooling expansion valve 23, and a supercooling heat exchanger 13 through a supercooling refrigerant pipe 24 sequentially. The supercooling compressor 21, the gas cooler 22, the supercooling expansion valve 23, and the supercooling heat exchanger 13 of the supercooling water heater unit 20 are accommodated in the same unit.

ガスクーラ22は、過冷却冷媒配管24を流れる冷媒と水配管32を流れる水との間で熱交換を行い、給湯水を加熱して湯を沸かすための熱交換器である。ガスクーラ22には、過冷却冷媒配管24と水配管32とが流れる方向が対向するように導通されており、これら過冷却冷媒配管24を流れる冷媒と水配管32を流れる水とが互いに熱交換可能に構成されている。   The gas cooler 22 is a heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant flowing through the supercooled refrigerant pipe 24 and the water flowing through the water pipe 32 to heat the hot water and boil the hot water. The gas cooler 22 is electrically connected so that the flow directions of the supercooling refrigerant pipe 24 and the water pipe 32 face each other, and the refrigerant flowing through the supercooling refrigerant pipe 24 and the water flowing through the water pipe 32 can exchange heat with each other. It is configured.

ここで、本実施形態における過冷却給湯機ユニット20においては、冷媒として二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた冷凍サイクルでは、高圧側が冷媒の臨界圧力を超える遷臨界サイクルとなるため、ガスクーラ22の過冷却冷媒配管24を流れる冷媒圧力は臨界圧力を超えているため、ガスクーラ22の過冷却冷媒配管24を流れる冷媒は凝縮せず、水配管32を対向して流れる水に熱を与えて冷却されるに従ってその温度が低下する。これにより、水配管32を流れる水を高温度にかつ高効率に加熱することができる。   Here, in the supercooled water heater unit 20 in the present embodiment, carbon dioxide is used as a refrigerant. In the refrigeration cycle using carbon dioxide refrigerant, since the high pressure side is a transcritical cycle exceeding the critical pressure of the refrigerant, the refrigerant pressure flowing through the supercooling refrigerant pipe 24 of the gas cooler 22 exceeds the critical pressure. The refrigerant flowing through the cooling refrigerant pipe 24 does not condense, and its temperature decreases as the water flowing opposite the water pipe 32 is heated and cooled. Thereby, the water which flows through the water piping 32 can be heated to high temperature and highly efficient.

また、過冷却給湯機ユニット20は、貯湯タンク31と、ガスクーラ22と、貯湯タンク31およびガスクーラ22を接続する水配管32とを備えている。そして、ガスクーラ22の出口側の水配管32は、貯湯タンク31の上部に接続されており、ガスクーラ22により加熱された後の給湯水を貯湯タンク31の上部に戻され、これにより、貯湯タンク31内部で温度成層上に湯を蓄えることが可能となる。   The supercooling water heater unit 20 includes a hot water storage tank 31, a gas cooler 22, and a water pipe 32 that connects the hot water storage tank 31 and the gas cooler 22. The water pipe 32 on the outlet side of the gas cooler 22 is connected to the upper part of the hot water storage tank 31, and the hot water after being heated by the gas cooler 22 is returned to the upper part of the hot water storage tank 31. It is possible to store hot water on the temperature stratification inside.

そして、貯湯タンク31の上部には、例えば、冷凍システムが設置される店舗の同一施設の給湯負荷設備に貯湯タンク31からの湯を供給するための給湯配管33が接続されており、貯湯タンク31の下部には、水道配管から水を給水するための図示しない給水配管が接続されている。そして、貯湯タンク31の上部から給湯配管33を介して給湯負荷設備に高温の湯が供給されるものであり、それに伴い、給水配管内を流れて貯湯タンク31の下部に冷水が供給されるように構成されている。   A hot water supply pipe 33 for supplying hot water from the hot water storage tank 31 is connected to the upper part of the hot water storage tank 31, for example, to a hot water supply load facility of the same facility of the store where the refrigeration system is installed. A water supply pipe (not shown) for supplying water from the water pipe is connected to the lower part of the pipe. Then, hot water is supplied from the upper part of the hot water storage tank 31 to the hot water supply load facility via the hot water supply pipe 33, and accordingly, the cold water is supplied to the lower part of the hot water storage tank 31 through the water supply pipe. It is configured.

次に、本実施形態における冷凍システムの制御装置について説明する。
制御装置40は、例えば、一般的なマイクロコンピュータにより構成されており、制御装置40は、冷凍機10、過冷却給湯機ユニット20の動作をそれぞれ制御することができるように構成されている。
Next, the control device for the refrigeration system in the present embodiment will be described.
The control device 40 is configured by, for example, a general microcomputer, and the control device 40 is configured to be able to control operations of the refrigerator 10 and the supercooling water heater unit 20, respectively.

また、本実施形態においては、図1に示すように、冷凍機10の入口側の冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ41が設けられている。貯湯タンク31には、貯湯タンク31の下部に貯留された温水の温度を検出するための湯温センサ42および貯湯タンク31の出口側における水配管32の温度を検出するための配管温度センサ43がそれぞれ設けられている。さらに、図示しないが、外気温を検出する外気温センサやショーケース2の温度を検出する庫内温度センサなどが設けられている。これら各センサにより検出された検出結果は、制御装置40に送られるように構成されており、制御装置40は、冷凍機10の動作および過冷却給湯機ユニット20の動作の連携制御を行うように構成されている。
なお、ショーケース2の庫内温度設定などについては、制御装置40を介さずにショーケース2が備える制御ユニットから行うようにしてもよい。同様に、外気温センサにより冷凍機10の送風ファン19の回転数や膨張弁15の開度を調整する場合にも、制御装置40を介さずに冷凍機10が備える制御ユニットから行うようにしてもよい。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the refrigerant | coolant pressure sensor 41 which detects the refrigerant | coolant pressure of the inlet side of the refrigerator 10 is provided. The hot water storage tank 31 has a hot water temperature sensor 42 for detecting the temperature of hot water stored in the lower part of the hot water storage tank 31 and a pipe temperature sensor 43 for detecting the temperature of the water pipe 32 on the outlet side of the hot water storage tank 31. Each is provided. Further, although not shown, an outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, an inside temperature sensor for detecting the temperature of the showcase 2, and the like are provided. The detection results detected by these sensors are configured to be sent to the control device 40, and the control device 40 performs coordinated control of the operation of the refrigerator 10 and the operation of the supercooling water heater unit 20. It is configured.
Note that the internal temperature setting of the showcase 2 may be performed from a control unit provided in the showcase 2 without using the control device 40. Similarly, when adjusting the rotation speed of the blower fan 19 of the refrigerator 10 and the opening degree of the expansion valve 15 by the outside air temperature sensor, the adjustment is performed from the control unit provided in the refrigerator 10 without using the control device 40. Also good.

そして、本実施形態においては、制御装置40は、冷媒圧力センサ41により検出される冷凍機10に送られる冷媒の圧力を監視し、この冷媒の圧力が一定の圧力以下となった場合に、冷凍機10の動作を停止する低圧カットによる制御が行われている。このような冷媒圧力の低圧カット制御のしきい値としては、例えば、冷媒圧力が4MPa以下となった場合に、冷凍機10の動作を停止するようになっている。
一方、制御装置40は、湯温センサ42により検出される貯湯タンク31の温水の温度を監視し、貯湯タンク31の温水の温度が一定温度以下となった場合に、過冷却給湯機ユニット20の動作を行い、一定温度以上となった場合には、過冷却給湯機ユニット20の動作を停止するように制御するように構成されている。
In this embodiment, the control device 40 monitors the pressure of the refrigerant sent to the refrigerator 10 detected by the refrigerant pressure sensor 41, and when the pressure of the refrigerant becomes equal to or lower than a certain pressure, Control by the low pressure cut which stops the operation of the machine 10 is performed. As a threshold value for such low pressure cut control of the refrigerant pressure, for example, when the refrigerant pressure becomes 4 MPa or less, the operation of the refrigerator 10 is stopped.
On the other hand, the control device 40 monitors the temperature of the hot water in the hot water storage tank 31 detected by the hot water temperature sensor 42, and when the temperature of the hot water in the hot water storage tank 31 falls below a certain temperature, When the operation is performed and the temperature becomes equal to or higher than a certain temperature, the supercooling water heater unit 20 is controlled to stop the operation.

さらに、制御装置40は、湯温センサ42により検出される貯湯タンク31の温水の温度を監視し、貯湯タンク31の温水の温度が一定温度以下となった場合に、冷凍機10によりショーケース2の除霜運転を行うように構成されている。このようにショーケース2の除霜運転を行うことにより、ショーケース2の内部温度が一時的に上昇することから、冷凍機10の冷却負荷が増大する。そして、冷却負荷が増大するため、その後にプルダウン運転を行うことにより、冷凍機10の動作を継続させることができるとともに、過冷却給湯機ユニット20の動作も継続させることができるようになっている。これにより、冷凍機10と過冷却給湯機ユニット20の運転を維持させ、過冷却給湯機ユニット20の給湯運転に必要な熱源を確保することが可能となる。
なお、ショーケース2の除霜運転は、すべてのショーケース2について行うようにしてもよいし、冷凍機10の冷却負荷を高めるために必要な台数のショーケース2について行うようにしてもよい。
Further, the control device 40 monitors the temperature of the hot water in the hot water storage tank 31 detected by the hot water temperature sensor 42, and when the temperature of the hot water in the hot water storage tank 31 falls below a certain temperature, the refrigerator 10 shows the showcase 2. Is configured to perform the defrosting operation. By performing the defrosting operation of the showcase 2 in this manner, the internal temperature of the showcase 2 temporarily rises, so that the cooling load of the refrigerator 10 increases. And since a cooling load increases, by performing pull-down operation after that, while being able to continue operation of refrigerator 10, operation of supercooling hot water supply unit 20 can also be continued. . Thereby, it becomes possible to maintain the operation of the refrigerator 10 and the supercooled water heater unit 20 and to secure a heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooled water heater unit 20.
The defrosting operation of the showcase 2 may be performed for all the showcases 2 or may be performed for the number of showcases 2 necessary to increase the cooling load of the refrigerator 10.

また、本実施形態においては、制御装置40は、過冷却給湯機ユニット20の動作および停止(発停)の回数をカウントし、発停回数が一定時間内に一定回数以上となった場合には、冷凍機10によりショーケース2の除霜運転を行うように構成されている。冬季などは外気温が低くなるため、冷凍機10が運転を停止することが多くなり、過冷却給湯機ユニット20により給湯を行うと、冷凍機10および過冷却給湯機ユニット20の発停回数が多くなってしまう。そのため、発停回数が一定以上の場合に、ショーケース2の除霜運転を行うことにより、冷凍機10の冷却負荷を増大させて冷凍機10と過冷却給湯機ユニット20の運転を維持させ、過冷却給湯機ユニット20の給湯運転に必要な熱源を確保することができるものである。   Moreover, in this embodiment, the control apparatus 40 counts the frequency | count of operation | movement and a stop (start / stop) of the supercooling water heater unit 20, and when the frequency | count of start / stop becomes more than a fixed number within the fixed time, The defrosting operation of the showcase 2 is performed by the refrigerator 10. Since the outside air temperature is low in winter and the like, the refrigerator 10 often stops its operation. When hot water is supplied by the supercooling hot water supply unit 20, the number of times the refrigerator 10 and the supercooling hot water supply unit 20 are started and stopped. It will increase. Therefore, when the number of start / stop is more than a certain value, by performing the defrosting operation of the showcase 2, the cooling load of the refrigerator 10 is increased to maintain the operation of the refrigerator 10 and the supercooled water heater unit 20, A heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooling water heater unit 20 can be secured.

次に、本実施形態における冷凍システムの動作について説明する。
まず、第1の冷凍サイクル回路10において、冷凍用圧縮機11が運転されると、冷凍用圧縮機11から吐出された高温冷媒は、凝縮器12内に流入し、大気と熱交換して冷却される。凝縮器12で空冷された冷媒は、過冷却熱交換器13に流入し、過冷却冷媒配管24を流れる冷媒の蒸発作用により過冷却される。
Next, the operation of the refrigeration system in the present embodiment will be described.
First, in the first refrigeration cycle circuit 10, when the refrigeration compressor 11 is operated, the high-temperature refrigerant discharged from the refrigeration compressor 11 flows into the condenser 12 and is cooled by exchanging heat with the atmosphere. Is done. The refrigerant air-cooled by the condenser 12 flows into the supercooling heat exchanger 13 and is supercooled by the evaporating action of the refrigerant flowing through the supercooling refrigerant pipe 24.

過冷却熱交換器13から流出した高圧低温の液冷媒は、冷凍用膨張弁15で減圧された後、蒸発器16内に流入して蒸発し、これにより、ショーケース2の庫内は所定の温度に冷却される。そして、ショーケース2の蒸発器16から流出した冷媒は、冷凍用圧縮機11に戻される。   The high-pressure and low-temperature liquid refrigerant that has flowed out of the supercooling heat exchanger 13 is decompressed by the freezing expansion valve 15 and then flows into the evaporator 16 to evaporate. Cooled to temperature. Then, the refrigerant that has flowed out of the evaporator 16 of the showcase 2 is returned to the refrigeration compressor 11.

また、過冷却給湯機ユニット20の運転を行う場合は、過冷却圧縮機21を運転することにより、過冷却圧縮機21から吐出された高温冷媒は、ガスクーラ22の内部に流入し、水配管32を流れる給湯水と熱交換することで冷却される。ガスクーラ22において、二酸化炭素冷媒は超臨界状態であるので、凝縮せずに水との熱交換により冷却されるに従ってその温度が低下する。ここで、過冷却冷媒配管24と水配管32とは対向流となるように設けられているため、熱交換に伴う温度勾配をもつ超臨界冷媒と、水との効率的な熱交換が可能となる。これにより高温の湯を高効率で沸かすことが可能となる。   When the supercooling water heater unit 20 is operated, the high temperature refrigerant discharged from the supercooling compressor 21 flows into the gas cooler 22 by operating the supercooling compressor 21, and the water pipe 32. It is cooled by exchanging heat with hot water flowing through. In the gas cooler 22, since the carbon dioxide refrigerant is in a supercritical state, its temperature decreases as it is cooled by heat exchange with water without condensing. Here, since the supercooled refrigerant pipe 24 and the water pipe 32 are provided so as to face each other, efficient heat exchange between the supercritical refrigerant having a temperature gradient accompanying heat exchange and water is possible. Become. Thereby, hot water can be boiled with high efficiency.

そして、ガスクーラ22において冷却された冷媒は、過冷却膨張弁23にて減圧された後、過冷却熱交換器13に流入する。過冷却熱交換器13において、過冷却冷媒配管24を流れる冷媒は、冷凍用冷媒配管18を流れる冷媒と熱交換を行い、冷凍機10の冷媒は、過冷却給湯機ユニット20の冷媒の蒸発作用により過冷却される。   The refrigerant cooled in the gas cooler 22 is decompressed by the supercooling expansion valve 23 and then flows into the supercooling heat exchanger 13. In the supercooling heat exchanger 13, the refrigerant flowing through the supercooling refrigerant pipe 24 exchanges heat with the refrigerant flowing through the refrigeration refrigerant pipe 18, and the refrigerant in the refrigerator 10 evaporates the refrigerant in the supercooling water heater unit 20. Is supercooled.

そして、過冷却熱交換器13を流出した冷媒は、過冷却圧縮機21に戻される。このように、過冷却給湯機ユニット20が連続的に動作することで、過冷却給湯機ユニット20による冷凍機10の冷媒の過冷却と、当該排熱を用いた給湯水の加熱を行うことが可能となる。   Then, the refrigerant that has flowed out of the supercooling heat exchanger 13 is returned to the supercooling compressor 21. As described above, the supercooling water heater unit 20 continuously operates, so that the refrigerant of the refrigerator 10 is supercooled by the supercooling water heater unit 20 and the hot water is heated using the exhaust heat. It becomes possible.

また、貯湯タンク31から取り出された低温の水は、ガスクーラ22に流入され、ガスクーラ22において、過冷却冷媒配管24を流れる高温冷媒と熱交換して加熱され、水配管32を介して、貯湯タンク31の上部より貯湯タンク31の内部に流入する。そして、貯湯タンク31に貯湯される給湯水が所定量に達した場合には、制御装置40により貯湯運転を停止するものである。   Further, the low-temperature water taken out from the hot water storage tank 31 flows into the gas cooler 22 where it is heated by exchanging heat with the high-temperature refrigerant flowing through the supercooled refrigerant pipe 24, and the hot water storage tank is connected via the water pipe 32. It flows into the hot water storage tank 31 from the upper part of 31. When the hot water stored in the hot water storage tank 31 reaches a predetermined amount, the hot water storage operation is stopped by the control device 40.

次に、本実施形態における制御動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態においては、制御装置40は、冷媒圧力センサ41による冷媒圧力および湯温センサ42による湯温を監視し、冷媒圧力が一定の圧力以下となったか否かを判断する(ST1)。そして、制御装置40は、冷媒圧力が一定の圧力以下でない場合には(ST1:NO)、冷凍機10の運転を開始し(ST2)、冷媒圧力が一定の圧力以下でない場合は(ST1:YES)、冷凍機10の運転を停止する(ST8)。
Next, the control operation in this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the present embodiment, the control device 40 monitors the refrigerant pressure by the refrigerant pressure sensor 41 and the hot water temperature by the hot water temperature sensor 42, and determines whether or not the refrigerant pressure has become below a certain pressure (ST1). Then, the control device 40 starts the operation of the refrigerator 10 (ST2) when the refrigerant pressure is not below a certain pressure (ST1: NO), and when the refrigerant pressure is not below the certain pressure (ST1: YES). ), The operation of the refrigerator 10 is stopped (ST8).

冷凍機10の運転を開始した場合、貯湯タンク31の下部温水の湯温を湯温センサ42により検出し、湯温が50℃以上の場合は(ST3:YES)、過冷却給湯機ユニット20が停止状態にあるか否かを判断し(ST9)、停止状態にある場合には(ST9:YES)、過冷却給湯機ユニット20を停止させる(ST11)。過冷却給湯機ユニット20が停止状態にない場合で(ST9:NO)、貯湯タンク31の出口側の配管温度が50℃以上の場合も(ST10:YES)、同様に、冷却給湯機ユニット20を停止させる(ST11)。   When the operation of the refrigerator 10 is started, the hot water temperature of the lower hot water in the hot water storage tank 31 is detected by the hot water temperature sensor 42. If the hot water temperature is 50 ° C. or higher (ST3: YES), the supercooling hot water heater unit 20 is It is determined whether or not it is in a stopped state (ST9). If it is in a stopped state (ST9: YES), the supercooling water heater unit 20 is stopped (ST11). Similarly, when the supercooling water heater unit 20 is not in a stopped state (ST9: NO), and the piping temperature on the outlet side of the hot water storage tank 31 is 50 ° C. or higher (ST10: YES), the cooling water heater unit 20 is similarly set. Stop (ST11).

一方、貯湯タンク31の下部温水の湯温が50℃以上でない場合(ST3:NO)、および貯湯タンク31の出口側配管温度が50℃以上でない場合(ST10:NO)には、過冷却給湯機ユニット20の運転を行う(ST4)。   On the other hand, when the hot water temperature of the lower hot water in the hot water storage tank 31 is not 50 ° C. or higher (ST3: NO) and when the outlet side piping temperature of the hot water storage tank 31 is not higher than 50 ° C. (ST 10: NO), the supercooling hot water heater The unit 20 is operated (ST4).

制御装置40は、過冷却給湯機ユニット20の発停回数をカウントする。そして、過冷却給湯機ユニット20の発停回数が一定時間内に一定回数以上となった場合には(ST5:YES)、一定時間前にショーケース2の除霜運転を行ったか否か判断し(ST6)、除霜運転を行っていない場合には(ST6:NO)、所定台数のショーケース2の除霜運転を行う(ST7)。一方、一定時間前にショーケース2の除霜運転を行った場合には(ST6:YES)、除霜運転は行わず、通常の制御を繰り返して行うようになっている。また、過冷却給湯機ユニット20の発停回数が一定時間内に一定回数以上となっていない場合にも(ST5:NO)、除霜運転は行わず、通常の制御を繰り返して行うようになっている。   The control device 40 counts the number of times the supercooled water heater unit 20 starts and stops. And when the frequency | count of start / stop of the supercooling water heater unit 20 becomes more than a certain number within a certain time (ST5: YES), it is determined whether or not the defrosting operation of the showcase 2 has been performed a certain time ago. (ST6) If the defrosting operation is not performed (ST6: NO), a predetermined number of showcases 2 are defrosted (ST7). On the other hand, when the defrosting operation of the showcase 2 is performed before a certain time (ST6: YES), the defrosting operation is not performed and the normal control is repeatedly performed. In addition, even when the number of start / stop times of the supercooling water heater unit 20 does not exceed a certain number within a certain time (ST5: NO), the defrosting operation is not performed and the normal control is repeated. ing.

このように除霜運転を行うことにより、冷凍機10の冷却負荷が増大するため、除霜運転後のプルダウン運転により、冷凍機10の運転が継続して行われるとともに、過冷却給湯機ユニット20の運転が継続して行われることになり、過冷却給湯機ユニット20の給湯運転に必要な熱源を確保することが可能となる。   Since the cooling load of the refrigerator 10 increases by performing the defrosting operation in this way, the operation of the refrigerator 10 is continuously performed by the pull-down operation after the defrosting operation, and the supercooling water heater unit 20 is also performed. Thus, it becomes possible to secure a heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooling hot water supply unit 20.

このように制御することにより、図3に示すように、除霜運転により冷凍機10の冷却負荷を増大させて、その後にプルダウン運転を行うことになるため、冷凍機10および過冷却給湯機ユニット20の発停回数を低減させることができるとともに、発停回数を低減させた場合でも、貯湯タンク31における湯温を確保することができるものである。   By controlling in this way, as shown in FIG. 3, the cooling load of the refrigerator 10 is increased by the defrosting operation, and then the pull-down operation is performed. Therefore, the refrigerator 10 and the supercooled water heater unit The number of start / stop times of 20 can be reduced, and even when the number of start / stop times is reduced, the hot water temperature in the hot water storage tank 31 can be secured.

以上述べたように、本実施形態においては、制御装置40により、過冷却給湯機ユニット20の貯湯タンクの湯温が一定温度以下となり、過冷却給湯機ユニット20の発停回数が一定以上になった場合に、冷凍機10によりショーケース2の除霜運転を行うように制御するようにしているので、冬季など外気温が低く、冷凍機10の冷却負荷が少ない場合でも、除霜運転により冷凍機10の冷却負荷を増大させることができ、冷凍機10と過冷却給湯機ユニット20の運転を維持させ、過冷却給湯機ユニット20の給湯運転に必要な熱源を確保することが可能となる。その結果、貯湯タンク31の湯量を十分に確保することができ、しかも、冷凍機10と過冷却給湯機ユニット20の発停頻度を抑えることにより、機器の信頼性を向上させることができる。   As described above, in the present embodiment, the control device 40 causes the hot water temperature of the hot water storage tank of the supercooling water heater unit 20 to become a certain temperature or less, and the number of times of starting and stopping the supercooling water heater unit 20 becomes a certain value or more. In such a case, the refrigerator 10 is controlled so that the defrosting operation of the showcase 2 is performed. Therefore, even if the outside air temperature is low such as in winter and the cooling load of the refrigerator 10 is small, the refrigerator 10 can be frozen by the defrosting operation. The cooling load of the machine 10 can be increased, the operation of the refrigerator 10 and the supercooled water heater unit 20 can be maintained, and a heat source necessary for the hot water supply operation of the supercooled water heater unit 20 can be secured. As a result, a sufficient amount of hot water in the hot water storage tank 31 can be secured, and the reliability of the equipment can be improved by suppressing the frequency of starting and stopping of the refrigerator 10 and the supercooled water heater unit 20.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention.

2 ショーケース
10 冷凍機
11 冷凍用圧縮機
12 過冷却凝縮器
13 過冷却熱交換器
14 開閉弁
15 冷凍用膨張弁
16 蒸発器
17 アキュムレータ
18 冷凍用冷媒配管
19 送風ファン
20 過冷却給湯機ユニット
21 過冷却圧縮機
22 ガスクーラ
23 過冷却膨張弁
24 過冷却冷媒配管
31 貯湯タンク
32 水配管
33 給湯配管
40 制御装置
41 冷媒圧力センサ
42 湯温センサ
2 Showcase 10 Refrigerator 11 Compressor for refrigeration 12 Supercooling condenser 13 Supercooling heat exchanger 14 On-off valve 15 Expansion valve for refrigeration 16 Evaporator 17 Accumulator 18 Refrigerant piping for refrigeration 19 Blower fan 20 Supercooling water heater unit 21 Supercooled compressor 22 Gas cooler 23 Supercooled expansion valve 24 Supercooled refrigerant pipe 31 Hot water storage tank 32 Water pipe 33 Hot water supply pipe 40 Controller 41 Refrigerant pressure sensor 42 Hot water temperature sensor

Claims (2)

ショーケースを冷却するため過冷却熱交換器を備えた冷凍機と、前記過冷却熱交換器とガスクーラとを備え、前記ガスクーラにより給湯を行う過冷却給湯機ユニットと、を備えてなる冷凍システムにおいて、
前記過冷却給湯機ユニットの貯湯タンクの湯温が一定温度以下の場合、前記ショーケースの除霜運転を行うように制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記過冷却給湯機ユニットによる発停回数をカウントし、この発停回数が一定以上になった場合に、前記ショーケースの除霜運転を行うように制御することを特徴とする冷凍システム。
In a refrigeration system comprising: a refrigerator having a supercooling heat exchanger for cooling a showcase; and a supercooling water heater unit that includes the supercooling heat exchanger and a gas cooler and supplies hot water by the gas cooler. ,
When the hot water temperature of the hot water storage tank of the supercooling water heater unit is equal to or lower than a certain temperature, a control device is provided for controlling the defrosting operation of the showcase ,
The control device counts the number of times of start / stop by the supercooling hot water supply unit, and controls to perform the defrosting operation of the showcase when the number of start / stop becomes equal to or greater than a certain value. Refrigeration system.
前記制御装置は、前記除霜運転時に、前記冷凍機の負荷を高めるために必要な台数の前記ショーケースの除霜を行うことを特徴とする請求項1に記載の冷凍システム。 2. The refrigeration system according to claim 1, wherein the control device performs defrosting of the number of the showcases necessary for increasing a load on the refrigerator during the defrosting operation .
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