JP6511710B2 - Refrigeration system - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置に関し、より詳細には、同じ庫内に複数の負荷冷却器が設置される場合において、冷凍運転およびデフロスト運転の多様な運転モードに対して対応可能としながら、冷凍運転への負荷を増大することなく、デフロスト運転の立ち上がりを迅速化することが可能な冷凍装置に関する。 The present invention relates to a refrigeration system, and more particularly, to a refrigeration operation while being able to cope with various operation modes of refrigeration operation and defrost operation when a plurality of load coolers are installed in the same storage. Refrigeration system capable of speeding up the start of the defrosting operation without increasing the load on the vehicle.
負荷冷却器、圧縮機、蓄熱器、コンデンサー、受液器、膨張弁をこの順に冷媒配管により順次接続して、内部に冷却用冷媒が流れる冷却回路により、負荷冷却器を冷却する冷却システムにおいて、冷却した負荷冷却器のデフロスト(除霜)を行うのに、省エネルギー化の観点から、冷却運転中の排熱を利用して、デフロストを行う冷凍装置あるいは空気調和機として、ループ型サーモサイフォンによる自然循環により、デフロストを行う技術が、たとえば、特許文献1に開示されている。 In a cooling system for cooling a load cooler by a cooling circuit in which a cooling refrigerant flows by sequentially connecting a load cooler, a compressor, a heat accumulator, a condenser, a receiver, and an expansion valve in this order by a refrigerant pipe, In order to perform defrosting of the cooled load cooler, from the viewpoint of energy saving, natural heat by loop thermosiphon is used as a refrigeration system or an air conditioner that performs defrosting using exhaust heat during cooling operation. A technique of performing defrosting by circulation is disclosed, for example, in Patent Document 1.
この冷凍装置は、負荷冷却器、圧縮機、蓄熱器、コンデンサー、受液器、膨張弁をこの順に冷媒配管により順次接続して、内部に冷却用冷媒が流れる冷却回路を構成する冷凍装置において、さらに、負荷冷却器と蓄熱器との間を循環するデフロスト回路が設けられ、デフロスト回路は、内部にデフロスト用熱媒が流れ、蓄熱器内において、蓄熱剤から吸熱する吸熱部と、負荷冷却器内において、放熱するデフロスト部とを有し、冷却回路は、蓄熱器内において、蓄熱剤に放熱する放熱部と、負荷冷却器内において、負荷流体を冷却する冷却部とを有し、蓄熱器が負荷冷却器より下方レベルに設置され、蓄熱器から負荷冷却器に向かって、吸熱部により加熱されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用往路と、負荷冷却器から蓄熱器に向かって、デフロスト部により冷却されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用復路とが設けられる。 In this refrigeration system, a load cooler, a compressor, a heat storage, a condenser, a receiver, and an expansion valve are sequentially connected by a refrigerant pipe in this order to form a cooling circuit in which a cooling refrigerant flows, Furthermore, a defrost circuit is provided which circulates between the load cooler and the heat accumulator, and the defrost circuit has a heat absorbing portion for receiving heat from the heat storage agent in the heat accumulator, and a load cooler. Inside the heat storage unit, the cooling circuit has a heat release unit that releases heat to the heat storage agent in the heat storage unit, and a cooling unit that cools the load fluid in the load cooler, Is installed at a level lower than the load cooler, and the heat transfer path for the defrost heat medium flowing from the heat accumulator to the load cooler flows from the load cooler to the heat accumulator. , Are provided with the backward defrosting flows defrosting heat medium cooled by the defrost unit.
このような構成を有する冷凍装置によれば、冷却運転中、負荷冷却器を冷却することにより蒸発した冷媒ガスは、圧縮機により圧縮されて、蓄熱器において放熱し、その結果蓄熱され、冷媒ガスあるいは冷媒液が、コンデンサーで凝縮あるいは過冷却されて、冷媒液が受液器に受け入れられ、膨張弁を経て、再度負荷冷却器を冷却する冷却回路を構成することにより、負荷冷却器を冷却する。
一方、負荷冷却器のデフロスト運転中には、負荷冷却器の冷却運転中に蓄熱器に蓄熱した熱を利用することにより、蓄熱器から負荷冷却器へデフロスト用熱媒ガスを送る一方、負荷冷却器から蓄熱器へ、負荷冷却器をデフロストした結果生じるデフロスト用熱媒液を戻すことにより、下方に位置するホット側の蓄熱器と、上方に位置するコールド側の負荷冷却器との間で自然循環によるループ型サーモサイフォンを構成することで、圧縮機を停止した状態でのデフロストを可能とすることにより、省エネルギー化を達成しつつデフロストすることが可能である。
According to the refrigeration apparatus having such a configuration, during the cooling operation, the refrigerant gas evaporated by cooling the load cooler is compressed by the compressor and dissipated in the heat accumulator, as a result, the heat is stored, and the refrigerant gas is Alternatively, the refrigerant liquid is cooled or condensed by the condenser, and the refrigerant liquid is received by the receiver, and the expansion circuit is cooled to configure the cooling circuit for cooling the load cooler again, thereby cooling the load cooler. .
On the other hand, during the defrosting operation of the load cooler, the heat medium gas for defrosting is sent from the heat accumulator to the load cooler by utilizing the heat stored in the heat accumulator during the cooling operation of the load cooler, while the load cooling Between the heat storage fluid located on the lower side and the load cooling device located on the cold side located above by returning the heat transfer medium fluid for defrosting resulting from the defrosting of the load cooler from the storage unit to the storage unit. By constructing a loop type thermosyphon by circulation, it is possible to defrost while achieving energy saving by enabling defrosting in a state where the compressor is stopped.
しかしながら、このような冷凍装置において、冷凍運転中に単管サーモサイフォン現象が発生することに起因して、以下のような技術的問題が引き起こされる。
ここに、単管サーモサイフォン現象とは、下に位置する高温部と上に位置する低温部との間での相変化による熱輸送形式により、自然循環を生じるものである。
However, in such a refrigeration system, the following technical problems are caused due to the occurrence of a single tube thermosyphon phenomenon during refrigeration operation.
Here, the single tube thermosyphon phenomenon is to cause natural circulation due to a heat transport type by phase change between the high temperature portion located below and the low temperature portion located above.
この場合、蓄熱器からデフロスト用熱媒ガスを負荷冷却器に送るデフロスト用往管に設置される単一の切り替え弁により、冷凍運転とデフロスト運転との切り替えは可能ではあるが、デフロスト用復路の負荷冷却器から蓄熱器に向かう流れのみを可能とする逆止弁が、冷凍装置の停止時のデフロスト用復路内のデフロスト用熱媒の液位より下方のレベルに設けられると、単管サーモサイフォン現象が生じることがある。
より詳細には、負荷冷却器から蓄熱器に向かって、デフロスト部により冷却されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用復路には、蓄熱器から負荷冷却器への冷媒の流れを阻止する逆止弁が、冷凍庫外に設けられているが、逆止弁が冷凍装置の停止時のデフロスト用復路内のデフロスト用熱媒の液位に対して、どのようなレベルに設置されているか不明であり、逆止弁が冷凍装置の停止時のデフロスト用復路内のデフロスト用熱媒の液位より下のレベルに設置されていると、冷凍庫外、より正確には、デフロスト用復路の冷凍室壁と液面との間の部分において、デフロスト用熱媒が加熱されることにより蒸発し、冷凍庫内で冷却され凝縮することになり、負荷冷却器側に無駄な熱負荷が入力され、負荷冷却器への熱負荷の増大が引き起こされ、冷凍運転の効率性の低下が生じる。
このような逆止弁すら設置されないと、熱媒ガスが蓄熱器から負荷冷却器へ逆流することで、負荷冷却器側に無駄な熱負荷が入力されるともに、熱媒液が負荷冷却器から蓄熱器へ戻ることで、蓄熱器側が温度低下することにより、負荷冷却器への熱負荷の増大に加え、デフロスト時間の長期化が引き起こされる。
In this case, although it is possible to switch between the freezing operation and the defrosting operation by a single switching valve installed in the forward pipe for defrosting, which transfers the heat medium gas for defrosting from the heat accumulator to the load cooler, If a check valve enabling only the flow from the load cooler to the heat accumulator is provided at a level lower than the liquid level of the defrosting heat medium in the return path for defrosting when the refrigeration system is stopped, the single-tube thermosiphon A phenomenon may occur.
More specifically, a check valve that blocks the flow of refrigerant from the heat accumulator to the load cooler in the return path through which the heat medium for defrosting cooled by the defroster flows from the load cooler to the heat accumulator. However, although it is provided outside the freezer, it is unclear at what level the check valve is installed with respect to the liquid level of the heat medium for defrosting in the return path for defrosting when the refrigeration system is stopped, If the check valve is installed at a level lower than the liquid level of the heat medium for defrosting in the return path for defrosting at the time of stopping the refrigeration system, the freezer compartment wall and liquid of the return path for defrosting more accurately At the portion between the surface and the surface, the heat medium for defrosting is evaporated by heating, and it is cooled and condensed in the freezer, and a waste heat load is input to the load cooler side, and the heat is transferred to the load cooler. Caused by increased heat load , Reduced efficiency of the freezing operation occurs.
If such a check valve is not installed, the heat transfer medium gas flows back from the heat storage unit to the load cooler, so that unnecessary heat load is input to the load cooler side, and the heat transfer medium liquid from the load cooler By returning to the heat accumulator, temperature decrease on the heat accumulator side causes an increase in the defrost time, in addition to an increase in the heat load on the load cooler.
デフロスト時間の長期化について、蓄熱器側の温度低下によりデフロスト運転開始前に、デフロスト用熱媒の飽和温度が低下しており、それに起因して、デフロスト運転の立ち上がりが遅延し、デフロスト時間の長期化が生じる。
デフロスト時間の長期化は、特に同じ庫内に複数の負荷冷却器が設置される場合に、顕著な問題となる。
より詳細には、複数の負荷冷却器を同時に保守点検を行う例外の場合を除き、通常運転においては、庫内の温度上昇を防止するために、複数の負荷冷却器のうちいずれかデフロスト運転を行い、他の負荷冷却器について冷凍運転(蓄熱運転)を行うようにしている。よって、庫内に設置される負荷冷却器の数が増えるほど、冷凍運転(蓄熱運転)のに割り当てる可能な時間が短くなることから、デフロスト時間の長期化は深刻な問題となる。
With regard to prolonging the defrost time, the saturation temperature of the heat medium for defrosting is lowered before the start of the defrost operation due to the temperature decrease on the heat storage unit side, and the start of the defrost operation is delayed due to it, and the defrost time is prolonged Occurs.
Prolonged defrosting time is a significant problem, especially when multiple load coolers are installed in the same cabinet.
More specifically, in the normal operation, in order to prevent the temperature rise in the storage compartment, one of the plurality of load coolers is operated for defrosting, except in the case of performing maintenance and inspection simultaneously for the plurality of load coolers. And perform the refrigeration operation (heat storage operation) for other load coolers. Therefore, since the time which can be allocated to the freezing operation (heat storage operation) becomes shorter as the number of load coolers installed in the refrigerator increases, prolonging the defrost time becomes a serious problem.
その際、単一の冷却回路に対して、複数の空気冷却器を並列接続する場合があり、複数の空気冷却器のいずれかを冷却運転しつつ、残りの空気冷却器のいずれかをデフロスト運転する際、冷却用冷媒とデフロスト用熱媒とを共用化していると、デフロスト運転系統と冷却運転系統とを仕切るにあたって、各系統の冷熱媒量を適切に調整するのが煩雑であり、デフロスト運転に必要なデフロスト用熱媒量の確保が困難となったり、デフロスト用熱媒量不足により、デフロスト時間がより長期化することもあり、冷凍運転およびデフロスト運転の多様な運転モードに対して、対応が困難となる。
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、同じ庫内に複数の負荷冷却器が設置される場合において、冷凍運転およびデフロスト運転の多様な運転モードに対して対応可能としながら、冷凍運転への負荷を増大することなく、デフロスト運転の立ち上がりを迅速化することが可能な冷凍装置を提供することにある。 In view of the above technical problems, in the case where a plurality of load coolers are installed in the same storage, it is an object of the present invention to make it possible to cope with various operation modes of the freezing operation and the defrosting operation. An object of the present invention is to provide a refrigeration system capable of speeding up the start of defrosting operation without increasing the load on the operation.
上記課題を達成するために、本発明の冷凍装置は、
さらに、前記負荷冷却器の各々は、互いに対向配置された、冷却用空気流入開口と冷却用空気流出開口とを設け、内部に冷却用空気流入開口から冷却用空気流出開口に向かう通風流路を設けたケーシングと、
該ケーシング内において、該通風流路に沿う空気流れに交差するように配置され、内部に空気冷却用冷媒が流れる冷却用伝熱管と、
該ケーシング内において、該冷却用伝熱管と独立に設けられた、内部にデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用伝熱管とを有し、
該冷却用伝熱管において、一端開口および他端開口がそれぞれ、前記ケーシングに設けられた、空気冷却用冷媒流入開口および空気冷却用冷媒流出開口に接続され、
該デフロスト用伝熱管において、一端開口および他端開口がそれぞれ、前記ケーシングに設けられた、デフロスト用熱媒流入開口およびデフロスト用熱媒流出開口に接続され、該デフロスト用伝熱管は、前記ケーシング内において、前記冷却用伝熱管を外部加熱式にデフロスト可能なように配置され、
前記空気冷却用冷媒流入開口および前記空気冷却用冷媒流出開口それぞれに、入り口側冷媒分岐管および出口側冷媒分岐管が接続され、前記デフロスト用熱媒流入開口およびデフロスト用熱媒流出開口それぞれに、入り口側熱媒分岐管および出口側熱媒分岐管が接続されるのでもよい。
In order to achieve the above-mentioned subject, the freezing device of the present invention,
Furthermore, each of the load coolers is provided with a cooling air inflow opening and a cooling air outflow opening, which are disposed opposite to each other, and inside the cooling air flow path from the cooling air inflow opening to the cooling air outflow opening. With the provided casing,
A cooling heat transfer pipe which is disposed in the casing so as to cross an air flow along the ventilation flow channel and in which an air cooling refrigerant flows;
And a heat transfer pipe for defrosting, in which a heat transfer medium for defrosting flows, provided independently of the heat transfer pipe for cooling in the casing.
In the heat transfer pipe for cooling, one end opening and the other end opening are respectively connected to an air cooling refrigerant inflow opening and an air cooling refrigerant outflow opening provided in the casing,
In the heat transfer tube for defrosting, one end opening and the other end opening are respectively connected to the heat medium inflow opening for defrosting and the heat medium outflow opening for defrosting provided in the casing, and the heat transfer tube for defrosting is in the casing Wherein the heat transfer tube for cooling is disposed so as to be defrostable in an external heating system,
An inlet-side refrigerant branch pipe and an outlet-side refrigerant branch pipe are connected to the air cooling refrigerant inflow opening and the air cooling refrigerant outflow opening, and the defrosting heat medium inflow opening and the defrosting heat medium outflow opening are connected to each other. The inlet side heat medium branch pipe and the outlet side heat medium branch pipe may be connected.
本発明に係る冷凍装置の第1実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。 A first embodiment of a refrigeration apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1に示すように、冷凍装置10は、負荷冷却器12、圧縮機14、蓄熱器16、コンデンサー18、レシーバ17、膨張弁151をこの順に冷媒配管により順次接続して、内部に冷却用冷媒が流れる冷却回路70を構成するとともに、負荷冷却器12と蓄熱器16との間を循環する、冷却回路70とは独立のデフロスト回路72が設けられ、デフロスト回路72は、内部にデフロスト用熱媒が流れ、蓄熱器16内において、蓄熱剤から吸熱する吸熱部74と、負荷冷却器12内において、放熱するデフロスト部76とを有する。
As shown in FIG. 1, the refrigeration system 10 includes a
一方、冷却回路70は、蓄熱器16内において、蓄熱剤に放熱する放熱部78と、負荷冷却器12内において、負荷流体を冷却する冷却部80とを有する。
それにより、冷却回路70を通じて、冷却部80により負荷流体を冷却するとともに、放熱部78を介して蓄熱剤に放熱する一方、デフロスト回路72を通じて、吸熱部74により蓄熱剤から吸熱することにより、デフロスト部76を介して負荷冷却器12をデフロストするように構成されている。
On the other hand, the
As a result, the load fluid is cooled by the cooling unit 80 through the
デフロスト回路72について、蓄熱器16が負荷冷却器12より下方レベルに設置され、蓄熱器16から負荷冷却器12に向かって、吸熱部74により加熱されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用往路82と、負荷冷却器12から蓄熱器16に向かって、デフロスト部76により冷却されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用復路84とが設けられる。デフロスト用復路84には、冷凍庫200内に逆止弁140が設けられ、後に説明するように、一部の負荷冷却器12が冷却運転して、並列接続されている他の負荷冷却器12がデフロスト運転している場合において、デフロスト用熱媒が、冷却運転中の負荷冷却器12内に流入するのを防止するようにしている。
In the
一方、冷却回路70について、水冷式コンデンシングユニット81と負荷冷却器12とを接続する冷却用往路155Aと、負荷冷却器12と水冷式コンデンシングユニット81とを接続する冷却用復路153Aと、水冷式コンデンシングユニット81と蓄熱器16とを接続する蓄熱用往路147Aと、蓄熱器16と水冷式コンデンシングユニット81とを接続する蓄熱用復路147Bとを有する。
それにより、蓄熱器16において負荷冷却器12の冷却運転中に蓄熱した熱を利用することにより、蓄熱器16から負荷冷却器12へ、デフロスト用熱媒ガスを送る一方、負荷冷却器12から蓄熱器16へ、負荷冷却器12をデフロストした結果生じるデフロスト用熱媒液を戻す、ループ型サーモサイフォンを構成するようにしている。
On the other hand, in the
Thereby, by utilizing the heat stored during the cooling operation of the
蓄熱器16の負荷冷却器12(より正確には、後に説明する受液器20内のデフロスト用熱媒液の液面)に対する相対的な設置レベル差Hは、ループ型サーモサイフォンを構成する観点から、適宜定めればよい。蓄熱器16の蓄熱剤は、潜熱性蓄熱剤でもよく、顕熱性蓄熱剤でもよい。たとえば、潜熱性蓄熱剤としては、パラフィン系があり、 顕熱性蓄熱剤としては、水がある。
水冷式コンデンシングユニット81には、冷却水戻し管145Aと冷却水供給管145Bとが設けられ、コンデンサー18による冷媒の凝縮に利用される。
The installation level difference H relative to the
The water
負荷冷却器12は、複数(図1において、2基)冷凍庫200内に設けられ、冷却回路70に対して、入り口側冷媒分岐管86および出口側冷媒管88を介して並列接続されるとともに、デフロスト回路72に対して、入り口側熱媒分岐管90および出口側熱媒分岐管92を介して並列接続される。
図1に示すように、2基の負荷冷却器12の負荷冷却器12Aおよび12Bは、例えば、建物の2階に設置され、負荷冷却器12Aおよび12Bとは、同じレベルに設置されている。
The
As shown in FIG. 1, the
冷却用往路155Aにおいて、負荷冷却器12A、12Bそれぞれへの分岐管には、膨張弁151A、151Bの上流側に、切り替え弁220A、220Bが設けられ、切り替え弁220Aを開、220Bを閉とすることにより、負荷冷却器12Aのみを冷却運転し、切り替え弁220Aを閉、220Bを開とすることにより、負荷冷却器12Bのみを冷却運転し、切り替え弁220Aを開、220Bを開とすることにより、負荷冷却器12A、12Bを冷却運転するようにしている。
各デフロスト用熱媒配管(デフロスト用往路82とデフロスト用復路84)には、以下に説明するように、通常運転モードとデフロスト運転モードとの切替の観点から、切替弁が設けられている。
In the cooling
A switching valve is provided in each of the defrosting heat medium pipes (the
より詳細には、デフロスト用往路82には、負荷冷却器12AおよびBへのデフロスト用熱媒が冷却されて、デフロスト用往路82内でいわゆる単管サーモサイフォン現象が起こるのを防止する観点から、切替弁94Aが設けられ、負荷冷却器12Aへのデフロスト用熱媒と負荷冷却器12Bへのデフロスト用熱媒とを切り替えるために、切替弁94Cおよび94Dが、切替弁94Aのデフロスト用熱媒の流れ方向負荷冷却器12寄りに設けられ、切り替え弁94Cを開、94Dを閉とすることにより、負荷冷却器12Aのみをデフロスト運転し、切り替え弁94Dを開、94Cを閉とすることにより、負荷冷却器12Bのみをデフロスト運転し、切り替え弁94C、94Dをともに開とすることにより、負荷冷却器12A、12Bをデフロスト運転するようにしている。
More specifically, the heat medium for defrosting to the
デフロスト用復路84の負荷冷却器12Aおよび12Bと蓄熱器16との間のレベルには、液位計149が付設された受液器20が設けられ、後に説明するように、負荷冷却器12のデフロスト運転の際、デフロスト用熱媒は、熱媒ガスとして負荷冷却器12を加熱して、熱媒液となるところ、熱媒液のデフロスト用往路82およびデフロスト用復路84それぞれでの液位は、蓄熱器16および/または負荷冷却器12の状態に応じて、変動し得ることから、このような液位の変動によりデフロスト運転の安定性が阻害されないように、受液器20を設けている。なお、受液器20のレベルは、蓄熱器16とのレベル差を確保して、後に説明するように、ループ型サーモサイフォンによる自然循環を達成する観点から、負荷冷却器12Aおよび12Bより下方だが、負荷冷却器12Aおよび12Bのレベルになるべく近いのがよい。
At the level between the
デフロスト用復路84の、負荷冷却器12Aおよび12Bが内部に設置される冷凍庫200の外部には、負荷冷却器12から蓄熱器16に向かう流れのみを可能とする逆止弁206が、冷凍装置10の停止時のデフロスト用復路84内のデフロスト用熱媒の液位より上方のレベルに、すなわち、受液器20の液位より上のレベルに設けられている。これにより、後に説明するように、デフロスト用復路84内でのいわゆる単管サーモサイフォン現象の発生を回避している。より詳細には、蓄熱器16において加熱されたデフロスト用熱媒ガスが冷凍庫200内のデフロスト用復路84に逆流して発生する単管サーモサイフォン現象の回避し冷却負荷の増大を生じないようにしている。この観点から、逆止弁206の位置は、冷凍庫200の外で、なるべく負荷冷却器12に近い位置にあるのが好ましい。
Outside the
さらに、デフロスト用往路82とデフロスト用復路84との間を接続するバイパス管路202が設けられ、バイパス管路202には、オンオフ弁204が設置されている。より詳細には、デフロスト用往路82の切り替え弁94Aと蓄熱器16との間の部分と、デフロスト用復路84の逆止弁206と受液器20との間の部分とが、バイパス管路202により接続され、後に説明する冷凍運転およびデフロスト運転において、オンオフ弁204を閉じることにより、デフロスト用熱媒ガスがデフロスト用往路82からデフロスト用復路84へバイパスするのを抑止する一方、後に説明するデフロスト準備運転において、オンオフ弁204を開くことにより、逆止弁206により、蓄熱器16において加熱されたデフロスト用熱媒ガスの負荷冷却器12への流れを抑制しつつ、蓄熱器16内で加熱されたデフロスト用熱媒ガスがバイパス管202を介して、受液器20を経て蓄熱器16に戻るループ式サーモサイフォンが形成されるようにしている。
Furthermore, a
負荷冷却器12は、たとえば、冷凍庫200内、あるいは冷蔵倉庫、出荷室等の庫内を冷却するのに庫内に設置される。
図2に示すように、負荷冷却器12の各々は、たとえば、吊り金具117を介して庫内天井に吊りボルト・ナットで固定されるユニットクーラーであり、互いに対向配置された冷却用空気流入開口と冷却用空気流出開口とを設け、内部に冷却用空気流入開口から冷却用空気流出開口に向かう通風流路100を設けたケーシング102を有する。ケーシング102の対向する一対の側面には、送風機101が設けられる。番号103は、送風機101の端子が配線されるターミナルボックスである。
The
As shown in FIG. 2, each of the
ケーシング102内には、通風流路100に沿う空気流れに交差するように配置され、内部に空気冷却用冷媒が流れる冷却用伝熱管104と、ケーシング102内において、冷却用伝熱管104と独立に設けられた、内部にデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用伝熱管106とが非接触態様で、互いに平行に設けられ、冷却用伝熱管104およびデフロスト用伝熱管106それぞれは、後に説明するように、ケーシング102の対向する仕切板120それぞれの外に配置されるU字管部と、対向する仕切板120間を延びる直管部とが接続されることにより構成される。
In the
冷却用伝熱管104において、冷却用往路155に対して、膨張弁151の下流側で、分流器141および分流器141から分流する入口側冷媒分岐管86を介して接続され、一方、冷却用復路153に対して、出口側冷媒管88を介して接続される。
デフロスト用伝熱管106において、デフロスト用往路82に対して、切替弁94の下流側で、入り口側熱媒分岐管90(図1)を介して接続され、一方、デフロスト復路84に対して、出口側熱媒分岐管92(図1)を介して接続される。
The cooling
In the
図3に示すように、ケーシング102の対向する仕切板120それぞれには、多数の貫通孔123が設けられ、デフロスト用伝熱管106は、ケーシング102内で対向する仕切板120間を延びるデフロスト用直管部124と、仕切板120外で、貫通孔123を介してデフロスト用直管部124同士を接続するデフロスト用U字管部126とを有する。
As shown in FIG. 3, each of the opposing
冷却用伝熱管104は、ケーシング102内で対向する仕切板120間を延びる冷却用直管部128と、仕切板120外で、貫通孔122を介して冷却用直管部128同士を接続する冷却用U字管部130(図2)とを有する。
より詳細には、図3に示すように、デフロスト用配管内の熱媒は、入口ヘッダー107に集められ、そこから分岐管により分岐し(図では4分岐)、各分岐管において、対向する仕切板120の一方の仕切板に設けられるデフロスト用U字ベンド管126、対向する仕切り板120間を延びるデフロスト用直管部124、および対向する仕切り板120の他方の仕切り板に設けられるデフロスト用U字ベンド管126により構成され、各仕切板120に設けられる、上下方向および水平方向それぞれに整列配置する貫通孔123について、上下方向に飛び飛びに接続する(図面上では2つ飛び)ようにデフロスト用U字ベンド管126が設けられ、各分岐管は、出口ヘッダー109に集められ、そこから配管84に接続される。
The cooling
More specifically, as shown in FIG. 3, the heat medium in the defrosting pipe is collected in the
一方、冷却用配管内の冷媒は、分流器141に集められ、そこから入口側冷媒分岐管86により分岐し(図では6分岐)、各分岐管において、対向する仕切板120の一方の仕切板に設けられる冷却用U字ベンド管130、対向する仕切板120間を延びる冷却用直管部128、および対向する仕切板120の他方の仕切板に設けられる冷却用U字ベンド管130により構成され、各仕切板120に設けられる、上下方向および水平方向それぞれに整列配置する貫通孔122について、場合により飛び飛びに接続するように冷却用U字ベンド管130が設けられ、各分岐管は、出口ヘッダー105に集められ、そこから冷却用復路153に接続される。
On the other hand, the refrigerant in the cooling pipe is collected in the
ケーシング102内には、冷却用伝熱管104用のプレート状フィン132がさらに設けられ、プレート状フィン132にはそれぞれ、仕切り板120と同じ位置に多数の貫通孔122および123が設けられる。プレート状フィン132は、それぞれ通風流路100に対して直交するように、互いに平行に複数設けられる。
この場合、冷却用伝熱管104の伝熱面積拡大機能を奏するプレート状フィン132を、冷却用伝熱管104とともにデフロスト用伝熱管106の支持に利用している。
冷却用伝熱管104の直管部128それぞれ、およびデフロスト用伝熱管106の直管部124それぞれは、貫通孔122、123を貫通する態様でプレート状フィン132に固定され、それにより、デフロスト用伝熱管106からプレート状フィン132および冷却用伝熱管104を熱放射または熱伝導形態でデフロストするように構成されている。
In the
In this case, the plate-
The
冷却用冷媒温度は、たとえば、-10℃であり、それにより、空気は常温から-5℃まで冷却され、一方、デフロスト用熱媒温度は、20℃であり、それにより、負荷冷却器12内に着霜した霜をデフロストする(後に説明する)ようにしている。
The temperature of the cooling refrigerant is, for example, -10 ° C, whereby the air is cooled from normal temperature to -5 ° C, while the temperature of the heat medium for defrosting is 20 ° C, whereby the inside of the
図3に示すように、ケーシング102の下方に配置され、デフロスト時に発生する液を受けるためのドレンパン134と、デフロスト用伝熱管106に接続されるデフロスト用往路82に対して、デフロスト用伝熱管106の上流側で分岐する分岐管136とが設けられ、分岐管136に接続され、ドレンパン134の底面137に接触式に這うように、下り勾配にルーティングされるデフロスト用伝熱管135が付設され、デフロスト用伝熱管135を通じて、ドレンパン134の底面137全体に亘って、熱伝導形態で加熱され、デフロスト可能に構成されている。デフロスト用伝熱管135は、デフロスト用復路84に対して、出口ヘッダー109の下流で接続される。
デフロスト用伝熱管106および冷却用冷媒配管104の材質はともに、熱伝達性およびコストの観点から、銅管が好ましく、場合により、アルミ管あるいはステンレス管でもよく、プレート状フィン132の材質は、熱伝達性優先のために、アルミ製が好ましく、場合により、銅製、ステンレス製でもよく、ケーシングは、たとえば、亜鉛メッキ鋼板、ドレンパンは、SUSである。
As shown in FIG. 3, a
The
変形例として、既存の負荷冷却器12を利用する場合、ケーシング102内部に加熱コイルが配線されるデフロスト用電気加熱器が設けられ、ケーシング102の対向する仕切板120には、加熱コイルが貫通する貫通孔(図示せず)が設けられていた負荷冷却器12を基に、それを改造する場合において、加熱コイルが貫通する貫通孔を利用して、デフロスト用電気加熱器の代わりに、デフロスト用伝熱管106を設けるのでもよい。
これにより、デフロスト用伝熱管を別途設けることに伴い、負荷冷却器12の大型化を回避することが可能となる。
As a modification, in the case of using the existing
Thereby, along with providing the heat transfer pipe for defrosting separately, it is possible to prevent the load cooler 12 from being enlarged.
以上の構成を有する冷凍装置10について、図4ないし図6を参照しながら、その作用を、冷凍装置10の運転方法の説明を通じて、以下に説明する。
冷凍装置10の運転方法について、運転モードとして、通常冷却運転モード(蓄熱段階)(図4)、デフロスト準備運転モード(図5)およびデフロスト運転モード(図6)に分かれる。
負荷冷却器12AおよびBについて、通常冷却運転モード(蓄熱段階)を行い、その後に、デフロスト準備運転モードを経て、負荷冷却器12Aについてデフロスト運転モードを行いつつ、負荷冷却器12Bについて通常冷却運転モードを行い、次いで、負荷冷却器12Bについてデフロスト運転モードを行いつつ、負荷冷却器12Aについて通常冷却運転モードを行う場合を例として説明する。
The operation of the refrigeration apparatus 10 having the above configuration will be described below through the description of the method of operating the refrigeration apparatus 10 with reference to FIGS. 4 to 6.
The operation method of the refrigeration apparatus 10 is divided into a normal cooling operation mode (heat storage phase) (FIG. 4), a defrost preparation operation mode (FIG. 5) and a defrost operation mode (FIG. 6) as operation modes.
A normal cooling operation mode (heat storage phase) is performed for
まず、図4に示すように、通常冷却運転モード(蓄熱段階)においては、切替弁94A、CおよびD、並びにオンオフ弁204を閉じて、切替弁220A、Bを開き、圧縮機14を運転する。
冷媒は、負荷冷却器12A、Bから冷却用復路153Aを介して圧縮機14に流入し、ここで圧縮され、さらに圧縮機14から蓄熱用往路147Aを介して蓄熱器16に流入し、ここで冷媒は放熱し、蓄熱器16に蓄熱され、さらに蓄熱器16から蓄熱用復路147Bを介してコンデンサー18に流入し、ここで凝縮あるいは過冷却され、さらにコンデンサー18から冷却用往路155Aを介して膨張弁151A、Bに流入し、ここで膨張弁151A、Bの開度を調整することにより、冷媒の過熱度を調整し、さらに膨張弁151A、Bから分流器141A、Bを介して負荷冷却器12A、Bに戻り、冷却回路を構成するようにしている。
First, as shown in FIG. 4, in the normal cooling operation mode (heat storage stage), the switching
The refrigerant flows from the
以上のように、冷媒は、図4の矢印で示すように流れ、負荷冷却器12から圧縮機14を介して蓄熱器16までの間でガス状態、特に、負荷冷却器12と圧縮機14との間は、低圧のガス状態、一方圧縮機14と蓄熱器16と間は高圧のガス状態、一方、蓄熱器16から膨張弁151を介して負荷冷却器12までの間で液または湿り蒸気状態である。
As described above, the refrigerant flows as shown by the arrows in FIG. 4 and is in a gas state from the load cooler 12 to the
次いで、図5に示すように、デフロスト準備運転モードにおいては、オンオフ弁204を開き、デフロスト用復路84を通じてデフロスト用熱媒の負荷冷却器12側への逆流を逆止弁206により防止しつつ、デフロスト用熱媒をデフロスト用往路82からデフロスト用復路84に戻すことにより、蓄熱器16からデフロスト用往路82の一部、バイパス管202およびデフロスト用復路84の一部により蓄熱器16に戻るループ式サーマルサイフォンを形成して、デフロスト用熱媒の飽和温度の低下を防止し、以ってデフロスト運転開始時の立ち上がりを迅速化することを可能としている。
なお、受液器20より低いレベルに位置する蓄熱器16内に高温のデフロスト用熱媒があることから、ループ式サーマルサイフォンを形成するが、デフロスト運転開始までループ式サーマルサイフォンによりデフロスト用熱媒が循環している必要はない。
Next, as shown in FIG. 5, in the defrost preparation operation mode, the on / off
In addition, since there is a heat medium for defrosting at a high temperature in the
次いで、図6に示すように、デフロスト運転モードにおいては、冷却回路について、圧縮機14を停止することなく、切り替え弁220Bの開状態を保持する一方、切り替え弁220Aを閉じて、負荷冷却器12Bの冷却運転を行うようにする一方、デフロスト回路について、切替弁94AおよびCを開き、切替弁94Dは閉じた状態を保持し、負荷冷却器12Aのデフロスト運転を行うようにする。
より詳細には、蓄熱器16の蓄熱により蒸発(吸熱)したデフロスト用熱媒ガスは、デフロスト用往路82から負荷冷却器12Aに流れ、ここでデフロスト用熱媒ガスは、凝縮(放熱)することにより、負荷冷却器12Aのデフロストを行い、負荷冷却器12Aに付着した霜取りが行われ、デフロスト用熱媒液は、デフロスト用復路84を経て蓄熱器16に戻り、この自然循環を繰り返すことにより、ループ型サーモサイフォンを構成して、負荷冷却器12Aについて除霜を行う。
Next, as shown in FIG. 6, in the defrosting operation mode, the
More specifically, the heat transfer medium gas for defrosting (heat absorption) evaporated by the heat storage of the
この場合、従来のように、冷却用伝熱管104を冷却用とともにデフロスト用に共用化して内部にデフロスト用熱媒を流すことにより、デフロストする場合には、冷却用冷媒が内部に流れることにより冷却用伝熱管104の外周面には着霜していることから、外周面に着霜している霜を融解しない限り、冷却用伝熱管104の外周面から外方に熱放射形態で有効に熱伝達しにくく、熱伝導形態により除霜された液が、プレート状フィン132、および冷却用伝熱管104の外周面106から離れることにより、再冷却されて、氷柱状に再凍結するのを防止するのが困難となる。それにより、隣接するプレート状フィン132間が冷却対象である空気の通風流路100を構成するところ、通風流路100の流路面積が狭められ、冷却能力の劣化が引き起こされる。
In this case, as in the conventional case, when the
この点、今回のように、負荷冷却器12において、冷却用伝熱管104とは別途デフロスト用伝熱管106を設け、冷却用伝熱管104の外周面105とデフロスト用伝熱管106の外周面とを所定間隔に設定することにより、デフロスト用伝熱管106の内部を流れるデフロスト用熱媒が、プレート状フィン132を介して熱伝導形態で熱伝達するとともに、着霜の程度の少ないデフロスト用伝熱管106の外周面から外方に熱放射形態で熱伝達することにより、除霜された液の再凍結を有効に防止することが可能である。
冷却用伝熱管104の外周面とデフロスト用伝熱管106の外周面との間隔は、このような観点から、冷却用伝熱管104の外周面の温度、デフロスト用伝熱管106の外周面の温度、熱媒流量、および隣接するプレート状フィン132の間隔に応じて、適宜に定めればよい。
このデフロスト運転により、負荷冷却器12Aの霜取りが行っている間に、負荷冷却器12Bは冷凍運転を継続しており、これにより、負荷冷却器12Aのデフロスト運転により冷凍庫200内の温度が上昇するのを防止するとともに、負荷冷却器12Bの冷凍運転により、蓄熱器16への蓄熱が行われている。
In this point and this time, in the
From such a point of view, the distance between the outer peripheral surface of the cooling
While the defrosting of the load cooler 12A is being performed by the defrosting operation, the load cooler 12B is continuing the freezing operation, whereby the temperature in the
次いで、負荷冷却器12Aの霜取りが完了したら、図7に示すように、冷却回路について、圧縮機14を停止することなく、切り替え弁220Aは開く一方、切り替え弁220Bを閉じて、負荷冷却器12Aの冷却運転を行うようにする一方、デフロスト回路について、切替弁94Dを開き、切替弁94Cを閉じるとともに切替弁94Aの開状態は保持し、負荷冷却器12Bのデフロスト運転を行うようにする。
より詳細には、上述のように、負荷冷却器12Bの冷凍運転を行いつつ、負荷冷却器12Aについて行ったデフロスト準備運転およびデフロスト運転と同様に、負荷冷却器12Aの冷凍運転を行いつつ、負荷冷却器12Bについてデフロスト準備運転およびデフロスト運転を行うので、繰り返しの説明は省略する。
Then, when defrosting of the load cooler 12A is completed, as shown in FIG. 7, the switching
More specifically, as described above, while performing the refrigeration operation of the load cooler 12B, the load operation is performed while the refrigeration operation of the load cooler 12A is performed similarly to the defrost preparation operation and the defrost operation performed for the load cooler 12A. Since the defrost preparation operation and the defrost operation are performed for the cooler 12B, the repeated description is omitted.
デフロスト運転への切替のタイミングは、負荷冷却器12における霜の発生状況に応じて、適宜手動で切替えてもよいし、あるいは負荷冷却器12における負荷が比較的一定で、霜の進行が比較的規則的である場合には、予めタイマー設定をして、自動的に切替るようにしてもよいし、あるいは負荷冷却器12の伝熱管(図示せず)の温度を検出し、検出した温度により設定してもよい。
The timing of switching to the defrost operation may be switched manually as appropriate according to the state of frost generation in the
運転方法の変形例として、デフロスト運転による冷凍冷凍庫200内の温度上昇が問題とならない場合、たとえば、冷凍冷凍庫200内に冷凍対象物がない状態においては、負荷冷却器12AおよびBを同時にデフロスト運転してもよい。この場合、負荷冷却器12AおよびBのデフロストに必要な熱量が蓄熱器16に蓄熱されている状況では、デフロスト運転と併行して冷凍運転を行わず、圧縮機14を停止してもよく、あるいは、負荷冷却器12AおよびBのいずれかをデフロストするに必要な熱量が蓄熱器16に蓄熱されている状況では、負荷冷却器12AおよびBのいずれかについて、デフロスト運転とともに冷凍運転を併行して行い、蓄熱しながら、デフロスト運転してもよい。
As a modified example of the operation method, when the temperature rise in the freezer /
以上の構成を有する冷凍装置によれば、冷却運転中、負荷冷却器12を冷却することにより蒸発した冷媒ガスは、圧縮機14により圧縮されて、蓄熱器16において放熱し、その結果蓄熱され、冷媒ガスあるいは冷媒液が、コンデンサー18で凝縮あるいは過冷却されて、冷媒液が膨張弁151を経て、再度負荷冷却器12を冷却する冷却回路を構成することにより、負荷冷却器12を冷却する。
一方、負荷冷却器12のデフロスト運転中には、負荷冷却器12の冷却運転中に蓄熱器16に蓄熱した熱を利用することにより、蓄熱器16から負荷冷却器12へデフロスト用往路82を介して、デフロスト用熱媒ガスを送る一方、負荷冷却器12から蓄熱器16へデフロスト用復路84を介して、負荷冷却器12をデフロストした結果生じるデフロスト用熱媒液を戻すことにより、下方に位置するホット側の蓄熱器16と、上方に位置するコールド側の負荷冷却器12との間で自然循環によるループ型サーモサイフォンを形成することが可能である。
特に、デフロスト用復路84には、負荷冷却器12から蓄熱器16に向かう流れのみを可能とする逆止弁206が、冷凍装置10の停止時のデフロスト用復路84内のデフロスト用熱媒の液位より上方のレベルに設けられることから、デフロスト用熱媒がデフロスト用復管84を介して蓄熱器16から冷凍庫200内のデフロスト用復路84に向かう逆流が防止され、デフロスト用熱媒ガスが蓄熱器16から冷凍庫200内のデフロスト用復路84へ逆流することで、冷凍庫200側に無駄な熱負荷が入力されるとともに、デフロスト用熱媒液が冷凍庫200内のデフロスト用復路84から蓄熱器16へ戻ることで、蓄熱器16側が温度低下することにより、いわゆるデフロスト用復管84内での単管サーモサイフォン現象により、負荷冷却器12への熱負荷の増大およびデフロスト時間の長期化が引き起こされるのを未然に防止することが可能である。
図8(A)に示すように、従来は、冷凍運転からデフロスト運転へ切り替える際、冷却運転中に蓄熱器16に蓄熱されるとしても、熱媒ガスが蓄熱器16から、負荷冷却器12から熱媒液を蓄熱器16に送るデフロスト用復管84を介して逆流可能となっていたことから、デフロスト用復管84内での単管サーモサイフォン現象が生じて、熱媒ガスが蓄熱器16から負荷冷却器12へ逆流することで、冷凍庫200側に無駄な熱負荷が入力されるとともに、熱媒液が負荷冷却器12から蓄熱器16へ戻ることで、蓄熱器16側が温度低下することにより、デフロスト運転直前のデフロスト用熱媒の飽和温度の低下およびデフロスト時間の長期化が引き起こされていた。
それに対して、図8(B)に示すように、本実施形態においては、冷凍運転中にデフロスト準備運転を行い、このデフロスト準備運転において、逆止弁206によりデフロスト用復管84を介するデフロスト用熱媒の逆流を防止することにより、このようなデフロスト用復管84内での単管サーモサイフォン現象の発生を未然に回避するとともに、デフロスト用往管82からデフロスト用復管84へバイパス管202を通じて、デフロスト用熱媒ガスを蓄熱器16に戻すことにより、蓄熱器16内の蓄熱剤の融解を促進するとともに、デフロスト運転直前のデフロスト用熱媒の飽和温度の低下を抑制することが可能であり、以って、負荷冷却器12への熱負荷の増大およびデフロスト運転の迅速な立ち上がりによるデフロスト運転の時間の長期化を有効に防止することが可能である。
According to the refrigeration system having the above configuration, during the cooling operation, the refrigerant gas evaporated by cooling the
On the other hand, during the defrosting operation of the
In particular, the
As shown in FIG. 8A, conventionally, when switching from the freezing operation to the defrosting operation, even if heat is stored in the
On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the present embodiment, the defrost preparation operation is performed during the freezing operation, and in the defrost preparation operation, the
さらに、以上の構成を有する冷凍装置10によれば、負荷冷却器12、圧縮機14、蓄熱器16、コンデンサー18、レシーバ17、膨張弁151をこの順に冷媒配管により順次接続して、内部に冷却用冷媒が流れる冷却回路70に対して、負荷冷却器12と蓄熱器16との間を循環する、冷却回路70とは独立のデフロスト回路72を設けることにより、システムの簡素化により信頼性を向上しつつ、冷却運転およびデフロスト運転の多様な運転モードに対して対応可能としながら、冷却用冷媒の種類、温度圧力条件に影響を及ぼすことなしに、デフロスト可能となる。
Furthermore, according to the refrigeration apparatus 10 having the above configuration, the
以上の構成を有する負荷冷却器12のデフロスト(除霜)方法によれば、互いに並列接続される複数の負荷冷却器12、圧縮機14、蓄熱器16、コンデンサー18、レシーバ17、膨張弁151をこの順に冷媒配管により順次接続することにより構成され、内部に冷却用冷媒が流れる冷却回路により、蓄熱器16を通じて蓄熱するとともに、負荷冷却器12を冷却する一方、デフロスト用熱媒が、複数の負荷冷却器12各々と蓄熱器16との間を循環する、冷却回路12とは独立のデフロスト回路により、蓄熱器16を通じて放熱されるとともに、負荷冷却器12をデフロストする負荷冷却器12のデフロスト方法において、複数の負荷冷却器12のいずれかを冷却運転することにより、蓄熱器16に蓄熱する段階と、複数の負荷冷却器12のいずれかをデフロスト運転する段階とを有する。
この場合、デフロスト運転段階は、複数の負荷冷却器12のいずれかを冷却運転することにより、蓄熱器16に蓄熱しつつ、それと併行して、複数の負荷冷却器12の残りのいずれかをデフロスト運転する段階を有するのでもよいし、または、デフロスト運転段階は、複数の負荷冷却器12すべての冷却運転を停止しつつ、それと併行して、複数の負荷冷却器12のいずれかをデフロスト運転する段階を有するのでもよく、冷却運転およびデフロスト運転の多様な運転モードに対して対応可能としながら、冷却用冷媒の種類、温度圧力条件に影響を及ぼすことなしに、デフロスト可能となる。
According to the defrost (defrosting) method of the load cooler 12 having the above configuration, the plurality of
In this case, in the defrosting operation stage, any one of the plurality of
変形例として、冷却運転中において、蓄熱段階終了後に、蓄熱器16をバイパスする段階を有するのでもよい。
より詳細には、圧縮機14からの吐出冷媒ガスが蓄熱器16を介してコンデンサー18まで流れることにより、蓄熱器16での圧力損失が不可避的に生じることから、このような圧力損失を排除するために、蓄熱用往路147Aと蓄熱用復路147Bとの間を接続する蓄熱器バイパス管を設け、蓄熱器バイパス管(図示せず)を介して蓄熱器16をバイパスするようにしてもよい。
特に、通常冷却運転において、蓄熱器16により十分な蓄熱がなされた後には、蓄熱器バイパス管を介して蓄熱器16をバイパスすることにより、冷却運転のみを行ってもよい。
Alternatively, during the cooling operation, the
More specifically, the pressure loss at the
In particular, in the normal cooling operation, after sufficient heat storage is performed by the
本発明に係る冷凍装置の第2実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
下の説明において、第1実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本発明の第2実施形態の特徴は、第1実施形態においては、複数の負荷冷却器を対象に、デフロスト回路と冷却回路とを互いに分離独立して設けているの対して、単一の負荷冷却器を対象に、デフロスト回路と冷却回路とを共用化している点にある。
本発明に係る冷凍装置の実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図9に示すように、冷凍装置10は、負荷冷却器12、圧縮機14、蓄熱器16、コンデンサー18、受液器20、膨張弁22をこの順に冷媒配管により順次接続して、冷却回路を構成する。蓄熱器16が負荷冷却器12より下方レベル(レベル差H)に設置され、膨張弁22と負荷冷却器12とを接続する第3冷媒配管28と、圧縮機14と蓄熱器16とを接続する第2冷媒配管26とを接続する第1バイパス管27と、負荷冷却器12と圧縮機14とを接続する第1冷媒配管24と、蓄熱器16とコンデンサー18とを接続する第4冷媒配管30とを接続する第2バイパス管31とを有し、第1冷媒配管24の負荷冷却器12への接続位置は、第3冷媒配管28の負荷冷却器12への接続位置より下方レベル(レベル差h)としている。コンデンサー18と受液器20との間は、第6冷媒配管50により接続されている。
それにより、蓄熱器16において負荷冷却器12の冷却運転中に蓄熱した熱を利用することにより、蓄熱器16から負荷冷却器12へ第1バイパス管27を介して、冷媒ガスを送る一方、負荷冷却器12から蓄熱器16へ第2バイパス管31を介して、負荷冷却器12をデフロストした結果生じる冷媒液を戻す、ループ型サーモサイフォンを構成するようにしている。
蓄熱器16の負荷冷却器12に対する相対的な設置レベル差H、および第1冷媒配管24の負荷冷却器12への接続位置の第3冷媒配管28の負荷冷却器12への接続位置に対する相対的な設置レベル差hは、ループ型サーモサイフォンを構成する観点から、適宜定めればよい。
さらに、受液器20と膨張弁22とを接続する第5冷媒配管40と、第4冷媒配管30の第2切替弁34の蓄熱器16側とを接続する第3バイパス管42が設けられ、第3バイパス管42の途中に第5切替弁44が設けられ、受液器20から第5冷媒配管40の一部、第3バイパス管42および第4冷媒配管30の一部を介して、冷媒液を蓄熱器16へ送るようにしてある。
さらに、第2冷媒配管26と第4冷媒配管30とを接続する蓄熱器バイパス管46が設けられ、蓄熱器バイパス管46の途中に第6切替弁48が設けられる。
A second embodiment of the refrigeration system according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
In the following description, constituent elements similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted, and in the following, features of the present embodiment will be described in detail.
The feature of the second embodiment of the present invention is that in the first embodiment, a plurality of load coolers are separated and independently provided with a defrost circuit and a cooling circuit, while a single load is provided. The point is that the defrost circuit and the cooling circuit are shared for the cooler.
Embodiments of a refrigeration apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 9, the refrigerating apparatus 10 sequentially connects a
Thereby, the refrigerant gas is sent from the
Relative installation level difference H of the
Furthermore, a
Further, a heat
各冷媒配管(第1冷媒配管24、第2冷媒配管26、第4冷媒配管30)には、以下に説明するように、通常運転モードとデフロスト運転モードとの切替の観点から、切替弁が設けられている。
より詳細には、第1バイパス管27の第2冷媒配管26への接続位置より、圧縮機14側に第1切替弁32が設けられ、第2バイパス管31の第4冷媒配管30への接続位置より、蓄熱器16側に第2切替弁34が設けられ、第2バイパス管31の第1冷媒配管24への接続位置より、圧縮機14側に第3切替弁36が設けられ、第1バイパス管27の途中に第4切替弁38が設けられる。
なお、第1実施形態と同様に、第2バイパス管31の負荷冷却器12が内部に設置される冷凍庫200の外部には、負荷冷却器12から蓄熱器16に向かう流れのみを可能とする逆止弁206が、冷凍装置10の停止時の第2バイパス管31 内のデフロスト用熱媒の液位より上方のレベルに設けられている。すなわち、受液器20の液位より上のレベルに設けられている。これにより、第1実施形態と同様に、第2バイパス管31内でのいわゆる単管サーモサイフォン現象を発生を回避している。より詳細には、冷凍運転からデフロスト運転に切り替える際、負荷冷却器12において冷却されたデフロスト用熱媒液が蓄熱器16に流れ、デフロスト用熱媒の飽和温度の低下を引き起こさないようにするとともに、逆に、蓄熱器16において加熱されたデフロスト用熱媒ガスが負荷冷却器12に流れ、冷却負荷の増大を生じないようにしている。
さらに、第1バイパス管27と第2バイパス管31との間を接続するバイパス管路202が設けられ、バイパス管路202には、オンオフ弁204が設置されている。より詳細には、第1バイパス管27の切り替え弁38と蓄熱器16との間の部分と、第2バイパス管31の逆止弁206と第4冷媒配管30への接続部との間の部分とが、バイパス管路202により接続され、第1実施形態と同様に、冷凍運転およびデフロスト運転において、オンオフ弁204を閉じることにより、デフロスト用熱媒ガスが第1バイパス管27 から第2バイパス管31 へバイパスするのを抑止する一方、第1実施形態と同様に、デフロスト準備運転において、オンオフ弁204を開くことにより、逆止弁206により、蓄熱器16において加熱されたデフロスト用熱媒ガスの負荷冷却器12への流れを抑制しつつ、蓄熱器16内で加熱されたデフロスト用熱媒ガスがバイパス管202を介して、蓄熱器16に戻るループ式サーモサイフォンが形成されるようにしている。
Each refrigerant pipe (the first
More specifically, the
As in the first embodiment, only the flow from the load cooler 12 toward the
Furthermore, a
負荷冷却器12は、たとえば、冷凍庫、冷蔵倉庫、出荷室等の庫内を冷却するのに、庫内に設置される。
蓄熱器16の蓄熱剤は、潜熱性蓄熱剤でもよく、顕熱性蓄熱剤でもよい。たとえば、潜熱性蓄熱剤としては、パラフィン系があり、 顕熱性蓄熱剤としては、水がある。
The
The heat storage agent of the
後に説明するように、デフロスト運転モードの初期において、デフロスト前に、受液器20より負荷冷却器12のデフロストに必要な冷媒量を第3バイパス管42を介して自然供給するようにしている。
より詳細には、圧縮機14を停止した際、受液器20と膨張弁22との間の第5冷媒配管40内の冷媒は、圧縮機14より下流であり、比較的高圧であり、一方、第1バイパス管27と第2バイパス管31とにより負荷冷却器12と蓄熱器16とを接続することにより構成されるループ型サーモサイフォンにおいては、高圧側の蓄熱器16と低圧側の負荷冷却器12とが連通することにより、比較的中圧となることから、この差圧により、冷媒を受液器20から負荷冷却器12へ自然供給することが可能である。
変形例として、第5冷媒配管40の受液器20から第3バイパス管42との分岐部までの間、または第3バイパス管42の途中にポンプ(図示せず)を設け、それにより、デフロスト前に、受液器20より負荷冷却器12のデフロストに必要な冷媒量を第3バイパス管42を介して強制供給してもよい。
As described later, in the initial stage of the defrost operation mode, the amount of refrigerant necessary for defrosting the
More specifically, when the
As a modification, a pump (not shown) is provided between the
以上の構成を有する冷凍装置10について、図10ないし図14を参照しながら、その作用を、冷凍装置10の運転方法の説明を通じて、以下に説明する。
冷凍装置10の運転方法について、運転モードとして、通常運転モード1(蓄熱段階)(図10)、通常運転モード2(蓄熱終了以降)(図11)、デフロスト準備運転モード(図12)、デフロスト運転モード(初期段階)(図13)、およびデフロスト運転モード(通常段階)(図14)に分かれる。
The operation of the refrigeration apparatus 10 having the above configuration will be described below through the description of the method of operating the refrigeration apparatus 10 with reference to FIGS. 10 to 14.
Regarding the operation method of the refrigeration apparatus 10, as an operation mode, a normal operation mode 1 (heat storage stage) (FIG. 10), a normal operation mode 2 (after heat storage termination) (FIG. 11), a defrost preparation operation mode (FIG. 12), a defrost operation The operation mode is divided into a mode (initial stage) (FIG. 13) and a defrost operation mode (normal stage) (FIG. 14).
まず、図10に示すように、通常運転モード1(蓄熱段階)においては、第1切替弁32、第2切替弁34、第3切替弁36および膨張弁22を開き、一方第4切替弁38、第5切替弁44、第6切替弁48およびオンオフ弁204を閉じた状態で、圧縮機14を運転する。
なお、第1バイパス管27の第4切替弁38は閉じており、第2バイパス管31の逆止弁206により、第1バイパス管27および第2バイパス管31を介して、冷媒がバイパスしないようにしている。
冷媒は、負荷冷却器12から第1冷媒配管24を介して圧縮機14に流入し、ここで圧縮され、さらに圧縮機14から第2冷媒配管26を介して蓄熱器16に流入し、ここで冷媒は放熱し、蓄熱器16に蓄熱され、さらに蓄熱器16から第4冷媒配管30を介してコンデンサー18に流入し、ここで凝縮あるいは過冷却され、さらにコンデンサー18から第6冷媒配管50を介して受液器20に流入し、ここで一定量の冷媒液が受け入れられ、さらに液状の冷媒は、受液器20から第5冷媒配管40を介して膨張弁22に流入し、ここで膨張弁22の開度を調整することにより、冷媒の過熱度を調整し、さらに膨張弁22から第3冷媒配管28を介して負荷冷却器12に戻り、冷却回路を構成するようにしている。
以上のように、冷媒は、図10の矢印で示すように流れ、負荷冷却器12から圧縮機14を介して蓄熱器16までの間でガス状態、特に、負荷冷却器12と圧縮機14との間は、低圧のガス状態、一方圧縮機14と蓄熱器16と間は高圧のガス状態、一方、蓄熱器16から膨張弁22を介して負荷冷却器12までの間で液または湿り蒸気状態である。
First, as shown in FIG. 10, in the normal operation mode 1 (heat storage stage), the
Note that the
The refrigerant flows from the load cooler 12 into the
As described above, the refrigerant flows as shown by the arrow in FIG. 10, and the gas state between the
次いで、図11に示すように、通常運転モード2(蓄熱終了以降)においては、通常運転モード1(図10)と同様に、第2切替弁34、第3切替弁36、膨張弁22および第6切替弁48を開き、一方第1切替弁32、第4切替弁38、第5切替弁44およびオンオフ弁204を閉じた状態で、圧縮機14を運転する。
なお、通常運転モード1(図10)と同様に、第1バイパス管27の第4切替弁38は閉じており、第2バイパス管31の逆止弁206により、第1バイパス管27および第2バイパス管31を介して、冷媒がバイパスしないようにしている。
本運転モードは、図10の運転モードと同様に、通常運転モードであるが、図10においては蓄熱中であったが、図11の通常運転モード2においては、蓄熱終了以降のモードである。
Then, as shown in FIG. 11, in the normal operation mode 2 (after the end of heat storage), the
As in the normal operation mode 1 (FIG. 10), the
This operation mode is the normal operation mode as in the operation mode of FIG. 10, but the heat is being stored in FIG. 10, but in the normal operation mode 2 of FIG.
より詳細には、圧縮機14からの吐出冷媒ガスの流路は、蓄熱終了以降も図10の蓄熱中と同様としてもよい。
つまり、冷媒は、負荷冷却器12から第1冷媒配管24を介して圧縮機14に流入し、ここで圧縮され、さらに圧縮機14から第2冷媒配管26を介して蓄熱器16に流入し、ここで冷媒は放熱し、蓄熱器16に蓄熱され、さらに蓄熱器16から第4冷媒配管30を介してコンデンサー18に流入し、ここで凝縮あるいは過冷却され、さらにコンデンサー18から第6冷媒配管50を介して受液器20に流入し、ここで一定量の冷媒液が受け入れられ、さらに液状の冷媒は、受液器20から第5冷媒配管40を介して膨張弁22に流入し、ここで膨張弁22の開度を調整することにより、冷媒の過熱度を調整し、さらに膨張弁22から第3冷媒配管28を介して負荷冷却器12に戻り、冷却回路を構成するようにしている。
しかしながら、圧縮機14からの吐出冷媒ガスが蓄熱器16を介してコンデンサー18まで流れることにより、蓄熱器16での圧力損失が不可避的に生じることから、このような圧力損失を排除するために、第1切替弁32を閉じる代わりに、第6切替弁48を開くことにより、圧縮機14からの吐出冷媒ガスが蓄熱器バイパス管46を介して蓄熱器16をバイパスするようにしている。
More specifically, the flow path of the refrigerant gas discharged from the
That is, the refrigerant flows from the load cooler 12 into the
However, since the pressure loss in the
次いで、図12に示すように、デフロスト準備運転モードにおいては、オンオフ弁204を開き、第1実施形態と異なり、圧縮機14を止めて、冷凍運転を停止するが、受液器20内の高温のデフロスト用熱媒液が第5冷媒配管40および第3バイパス管42を介して蓄熱器16内に流入することにより、逆止弁206により第2バイパス管31を介して負荷冷却器12への逆流を防止しつつ、蓄熱器16から第1バイパス管27の一部、バイパス管202、第2バイパス管31の一部および第4冷媒配管30を経て蓄熱器16に戻るループ式サーモサイフォンを形成することにより、第1実施形態と同様に、蓄熱器16内の蓄熱剤の融解を促進するとともに、デフロスト用熱媒の飽和温度の低下を抑制することが可能であり、以って、デフロスト時間の長期化を有効に防止することが可能である。
この場合、特に冷凍運転直後であり、受液器20と膨張弁22との間の第5冷媒配管40内の冷媒は、圧縮機14より下流であり、比較的高圧であり、一方、第1バイパス管27と第2バイパス管31とにより負荷冷却器12と蓄熱器16とを接続することにより構成されるループ型サーモサイフォンにおいては、高圧側の蓄熱器16と低圧側の負荷冷却器12とが連通することにより、比較的中圧となることから、この差圧により、冷媒を受液器20から負荷冷却器12へ自然供給することが可能である。
Next, as shown in FIG. 12, in the defrost preparation operation mode, the on / off
In this case, particularly immediately after the freezing operation, the refrigerant in the fifth
次いで、図13に示すように、デフロスト運転モード(初期段階)においては、圧縮機14を停止した状態で、第2切替弁34の開状態を保持し、第4切替弁38および第5切替弁44を開き、一方第1切替弁32、第3切替弁36、膨張弁22およびオンオフ弁204を閉じる。
つまり、通常運転モードにおける冷却回路を停止しながら、第1バイパス管27、第2バイパス管31および第3バイパス管42による冷媒の流れを可能にすることで、冷媒液が受液器20から第3バイパス管42を介して蓄熱器16に流れるとともに、蓄熱器16と負荷冷却器12との間で自然循環によるループ型サーモサイフォンを構成するようにしている。
その際、第1実施形態と同様に、デフロスト準備運転により、デフロスト運転の立ち上がりの迅速化が図られており、デフロスト運転の長期化を防止している。
Next, as shown in FIG. 13, in the defrost operation mode (initial stage), with the
That is, by stopping the cooling circuit in the normal operation mode, the refrigerant can flow from the
At that time, as in the first embodiment, the start of the defrosting operation is quickened by the defrosting preparation operation, and the prolongation of the defrosting operation is prevented.
デフロスト運転モードにおいて、必要な冷媒量は、ループ型サーモサイフォンにおいて、サーモサイフォンが円滑に循環し、かつ負荷冷却器12のデフロストに必要な所定の熱輸送が得られるに十分な量であり、負荷冷却器12の容量、ループ型サーモサイフォンの一部である第1バイパス管27、第2バイパス管31それぞれの配管長に応じて変わるものである。
なお、圧縮機14を停止した時点において、保有冷媒量が十分な場合には、受液器20から第3バイパス管42を介して蓄熱器16への送り込みは不要であり、第5切替弁44を閉じた状態で、ループ型サーモサイフォンによるデフロスト運転のみを行えばよい。
以上のように、冷媒は、図13の矢印で示すように流れ、受液器20から第5冷媒配管40および第3バイパス管を介して蓄熱器16までは液状、蓄熱器16から第2冷媒配管26および第1バイパス管27を介して負荷冷却器12まではガス状態、負荷冷却器12から第2バイパス管31を介して蓄熱器16までは液状である。
In the defrost operation mode, the required amount of refrigerant is an amount sufficient for the thermosiphon to circulate smoothly in the loop type thermosyphon and to obtain the predetermined heat transport necessary for the defrosting of the
When the amount of retained refrigerant is sufficient when the
As described above, the refrigerant flows as shown by the arrow in FIG. 13 and is liquid from the
次いで、図14に示すように、デフロスト運転モード(通常段階)においては、図13と同様に、圧縮機14を停止した状態で、第2切替弁34および第4切替弁38を開き保持し、一方第1切替弁32、第3切替弁36、膨張弁22およびオンオフ弁204の閉じ状態を保持するとともに、第5切替弁44を閉じる。
より詳細には、蓄熱器16の蓄熱により蒸発(吸熱)した冷媒ガスは、第2冷媒配管26から第1バイパス管27を経て負荷冷却器12に流れ、ここで冷媒ガスは、凝縮(放熱)することにより、負荷冷却器12のデフロストを行い、負荷冷却器12に付着した霜取りが行われ、冷媒液は、第2バイパス管31から第4冷媒配管30を経て蓄熱器16に戻り、この自然循環を繰り返すことにより、ループ型サーモサイフォンを構成する。
なお、負荷冷却器12内に流入する圧縮機14の油は、第3冷媒配管28より下方レベルの第1冷媒配管24に流出し、ベンド部(図示せず)80に送り込まれるようにしている。
このデフロスト運転により、負荷冷却器12の霜取りが完了したら、通常運転モード1に戻り、次のデフロスト運転に備えて、蓄熱を再開すればよい。
Then, as shown in FIG. 14, in the defrost operation mode (normal stage), the
More specifically, the refrigerant gas evaporated (thermally absorbed) by the heat storage of the
The oil of the
When defrosting of the
通常運転モード(図10および図11)とデフロスト運転モード(図13および図14)との間の切替のタイミングは、負荷冷却器12における霜の発生状況に応じて、適宜手動で切替えてもよいし、あるいは負荷冷却器12における負荷が比較的一定で、霜の進行が比較的規則的である場合には、予めタイマー設定をして、自動的に切替るようにしてもよい。
通常運転モード1(図10)から通常運転モード2(図11)への切替のタイミング、通常運転モード2(図11)からデフロスト準備運転モード(図12)への切替のタイミング、およびデフロスト運転モード(初期)(図13)からデフロスト運転モード(通常)(図14)への切替のタイミングについては、たとえば、タイマーにより自動設定してもよいし、あるいは負荷冷却器12の伝熱管(図示せず)の温度を検出し、検出した温度により設定してもよい。
The timing of switching between the normal operation mode (FIGS. 10 and 11) and the defrost operation mode (FIGS. 13 and 14) may be switched manually as appropriate according to the state of occurrence of frost in the load cooler 12 Alternatively, when the load on the
Timing of switching from normal operation mode 1 (FIG. 10) to normal operation mode 2 (FIG. 11), timing of switching from normal operation mode 2 (FIG. 11) to defrost preparation operation mode (FIG. 12), and defrost operation mode The timing of switching from (initial) (FIG. 13) to defrost operation mode (normal) (FIG. 14) may be set automatically by a timer, for example, or the heat transfer tube of load cooler 12 (not shown) The temperature of) may be detected and set according to the detected temperature.
以上の構成を有する冷凍装置10によれば、冷却運転中、負荷冷却器12を冷却することにより蒸発した冷媒ガスは、圧縮機14により圧縮されて、蓄熱器16において放熱し、その結果蓄熱され、冷媒ガスあるいは冷媒液が、コンデンサー18で凝縮あるいは過冷却されて、冷媒液が受液器20に受け入れられ、膨張弁22を経て、再度負荷冷却器12を冷却する冷却回路を構成することにより、負荷冷却器12を冷却する。
According to the refrigeration apparatus 10 having the above configuration, during the cooling operation, the refrigerant gas evaporated by cooling the
一方、負荷冷却器12のデフロスト運転中には、負荷冷却器12の冷却運転中に蓄熱器16に蓄熱した熱を利用することにより、蓄熱器16から負荷冷却器12へ第1バイパス管27を介して、冷媒ガスを送る一方、負荷冷却器12から蓄熱器16へ第2バイパス管31を介して、負荷冷却器12をデフロストした結果生じる冷媒液を戻すことにより、下方に位置するホット側の蓄熱器16と、上方に位置するコールド側の負荷冷却器12との間で自然循環によるループ型サーモサイフォンを構成することで、圧縮機14を停止した状態でのデフロストを可能とするとともに、従来のウィック式あるいはサーモサイフォン式による小さな熱輸送限界の問題を生じることなく、省エネルギー化を達成しつつデフロストすることが可能である。
On the other hand, during the defrosting operation of the
以上の構成を有する負荷冷却器12のデフロスト(除霜)方法によれば、冷媒ガスを圧縮する圧縮機14を有する冷却回路により冷却する、最上方レベルに位置する負荷冷却器12のデフロスト方法であって、負荷冷却器12の冷却運転中に、圧縮機14の吐出冷媒ガスの顕熱あるいは凝縮潜熱を蓄熱する段階と、蓄熱した熱を利用して、サーモサイフォン方式により、負荷冷却器12をデフロストする段階とを、有し、蓄熱段階は、負荷冷却器12より下方レベルに設置される蓄熱器16により行い、サーモサイフォン方式は、負荷冷却器12と蓄熱器16との間にループ型デフロスト回路を構成しており、冷却運転中において、蓄熱段階終了後に、蓄熱器16をバイパスする段階を有するのでもよい。
According to the defrost (defrosting) method of the load cooler 12 having the above configuration, the defrosting method of the load cooler 12 located at the uppermost level is performed by the cooling circuit having the
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、第1実施形態において、蓄熱器16により十分な蓄熱が行われている限り、デフロストが必要な負荷冷却器12のみについて、個別にデフロスト運転を行うのでもよく、その場合、デフロストが必要な負荷冷却器12が複数ある場合には、冷却運転を行いながら蓄熱を行うと同時に、デフロスト運転を行ういわゆる追っかけ運転をしてもよい。
たとえば、本実施形態において、蓄熱器16として説明したが、それに限定されることなく、冷媒からの蓄熱が可能である限り、蓄熱槽でもよく、さらに、冷媒により蓄熱しなくても、外部の熱源、たとえば排熱を利用して蓄熱してもよい。
たとえば、第1実施形態および第2実施形態において、負荷冷却器12が複数ある場合において、デフロスト用復路84に受液器20を設置しているが、それに限定されることなく、複数の負荷冷却器12がすべて同じレベルに設置され、かつ、負荷冷却器12側または蓄熱器16側の負荷変動が大きくない場合には、ループ型サーモサイフォンにより安定的に自然循環が可能であるから、受液器20を省略してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail, various modifications or changes can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
For example, in the first embodiment, as long as sufficient heat storage is performed by the
For example, although the
For example, in the first embodiment and the second embodiment, in the case where there are a plurality of
H レベル差
h レベル差
10 冷凍装置
12 負荷冷却器
14 圧縮機
16 蓄熱器
17 レシーバ
18 コンデンサー
20 受液器
22 膨張弁
24 第1冷媒配管
26 第2冷媒配管
28 第3冷媒配管
30 第4冷媒配管
27 第1バイパス管
31 第2バイパス管
32 第1切替弁
34 第2切替弁
36 第3切替弁
38 第4切替弁
40 第5冷媒配管
42 第3バイパス管
44 第5切替弁
46 蓄熱器バイパス管
48 第6切替弁
50 第6冷媒配管
62 逆止弁
64 逆止弁
66 逆止弁
70 冷却回路
72 デフロスト回路
74 吸熱部
76 デフロスト部
78 放熱部
80 冷却部
81 コンデンシングユニット
82 デフロスト用往路
84 デフロスト用復路
86 入り口側冷媒分岐管
88 出口側冷媒分岐管
90 入り口側熱媒分岐管
92 出口側熱媒分岐管
94 切り替え弁
100 通風流路
101 送風機
102 ケーシング
103 ターミナルボックス
104 冷却用伝熱管
105 冷媒用ヘッダー
106 デフロスト用伝熱管
107 デフロスト用入口ヘッダー
109 デフロスト用出口ヘッダー
112 空気冷却用冷媒流入開口
113 仕切板
117 吊り金具
118 デフロスト用熱媒流出開口
120 仕切板
122 冷媒管用貫通孔
123 デフロスト管用貫通孔
124 デフロスト用直管部
126 デフロスト用U字管部
128 冷却用直管部
130 冷却用U字管部
132 プレート状フィン
134 ドレンパン
135 デフロスト用伝熱管
136 分岐管
137 底面
140 逆止弁
141 分流器
143 逆止弁
145A 冷却水供給管
145B 冷却水戻し管
147A 蓄熱用往路
147B 蓄熱用復路
149 液位計
151 膨張弁
153 冷却用復路
155 冷却用往路
200 冷凍庫
202 バイパス管
204 オンオフ弁
206 逆止弁
220 切替弁
H Level difference h Level difference 10 Refrigerating equipment 12 Load cooler 14 Compressor 16 Heat storage 17 Receiver 18 Condenser 20 Liquid receiver 22 Expansion valve 24 1st refrigerant piping 26 2nd refrigerant piping 28 3rd refrigerant piping 30 4th refrigerant piping 27 first bypass pipe 31 second bypass pipe 32 first switching valve 34 second switching valve 36 third switching valve 38 fourth switching valve 40 fifth refrigerant pipe 42 third bypass pipe 44 fifth switching valve 46 heat accumulator bypass pipe 48 sixth switching valve 50 sixth refrigerant piping 62 check valve 64 check valve 66 check circuit 70 cooling circuit 72 defrost circuit 74 heat absorbing unit 76 defrost unit 78 heat radiating unit 80 cooling unit 81 condensing unit 82 defrosting path 84 defrost For the return path 86 Inlet side refrigerant branch pipe 88 Outlet side refrigerant branch pipe 90 Inlet side heat medium branch pipe 92 Outlet side heat medium branch pipe 94 Switching DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Ventilation flow path 101 Blower 102 Casing 103 Terminal box 104 Cooling heat transfer pipe 105 Refrigerant header 106 Defrosting heat transfer pipe 107 Defrosting inlet header 109 Defrost outlet header 112 Air cooling refrigerant inflow opening 113 Partition plate 117 Hanging bracket 118 Defrost Heat medium outflow opening 120 Partition plate 122 Refrigerant pipe through holes 123 Defrost pipe through holes 124 Defrosted straight pipe sections 126 Defrosted U-shaped pipe sections 128 Cooling straight pipe sections 130 Cooling U-shaped pipe sections 132 Plate fins 134 Drain pan 135 Heat transfer pipe for defrosting 136 Branch pipe 137 Bottom surface 140 Check valve 141 Divider valve 143 Check valve 145A Cooling water supply pipe 145B Cooling water return pipe 147A Forward path for heat storage 147 Return path for heat storage 149 Level gauge 151 Expansion valve 153却用 return 155 cooling forward path 200 Freezer 202 bypass pipe 204 off valves 206 check valve 220 switching valve
Claims (2)
さらに、該負荷冷却器と該蓄熱器との間を循環するデフロスト回路が設けられ、
前記冷却回路と前記デフロスト回路とは、前記冷却回路内を循環する冷媒と、前記デフロスト回路内を循環する熱媒体とに独立分離して設けられ、
前記負荷冷却器は、前記負荷冷却器により冷却される同じ庫内に複数設けられ、前記冷却回路に対して、入り口側冷媒分岐管および出口側冷媒分岐管を介して並列接続されるとともに、前記デフロスト回路に対して、入り口側熱媒分岐管および出口側熱媒分岐管を介して並列接続され、
前記入り口側冷媒分岐管それぞれ、および/または前記入り口側熱媒分岐管それぞれには、切り替え弁が設けられ
該デフロスト回路は、内部にデフロスト用熱媒が流れ、前記蓄熱器内において、蓄熱剤から吸熱する吸熱部と、前記負荷冷却器内において、放熱するデフロスト部とを有し、
前記冷却回路は、前記蓄熱器内において、蓄熱剤に放熱する放熱部と、前記負荷冷却器内において、負荷流体を冷却する冷却部とを有し、
前記蓄熱器が前記負荷冷却器より下方レベルに設置され、
前記蓄熱器から前記負荷冷却器に向かって、前記吸熱部により加熱されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用往路と、前記負荷冷却器から前記蓄熱器に向かって、前記デフロスト部に放熱し、冷却されたデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用復路とが設けられ、
前記デフロスト用往路と前記デフロスト用復路とを接続するバイパス路が設けられ、
前記バイパス路には、オンオフ弁が設けられ、
それにより、前記冷却回路を通じて、前記冷却部により負荷流体を冷却するとともに、前記放熱部を介して蓄熱剤に放熱する一方、前記デフロスト回路を通じて、前記吸熱部により蓄熱剤から吸熱することにより、前記デフロスト部を介して前記負荷冷却器をデフロストする、ことを特徴とする、冷凍装置。 In a refrigeration system constituting a cooling circuit in which a cooling refrigerant flows by sequentially connecting a load cooler, a compressor, a heat accumulator, a condenser, a receiver, and an expansion valve in this order by a refrigerant pipe,
Furthermore, a defrost circuit is provided which circulates between the load cooler and the heat accumulator,
The cooling circuit and the defrosting circuit are provided separately and independently from a refrigerant circulating in the cooling circuit and a heat medium circulating in the defrosting circuit.
The plurality of load coolers are provided in the same storage unit cooled by the load cooler, and are connected in parallel to the cooling circuit via an inlet-side refrigerant branch pipe and an outlet-side refrigerant branch pipe, and The defrost circuit is connected in parallel via the inlet side heat medium branch pipe and the outlet side heat medium branch pipe,
A switch valve is provided for each of the inlet side refrigerant branch pipe and / or each of the inlet side heat medium branch pipes, and the defrosting heat medium flows inside the defrost circuit, and the heat storage agent is disposed from the heat storage agent in the heat accumulator. A heat absorbing portion for absorbing heat and a defrost portion for radiating heat in the load cooler;
The cooling circuit includes a heat radiating portion which radiates heat to a heat storage agent in the heat accumulator, and a cooling portion which cools a load fluid in the load cooler.
The heat accumulator is installed at a level lower than the load cooler.
The heat transfer medium for defrosting, which is heated by the heat absorbing portion, flows from the heat accumulator to the load cooler, and the heat is dissipated to the defrost unit from the load cooler toward the heat accumulator from the load cooler. And a return path for defrosting through which the heat medium for defrosting flows.
A bypass path is provided connecting the forward path for defrosting and the return path for defrosting,
An on-off valve is provided in the bypass passage,
Accordingly, the load fluid is cooled by the cooling unit through the cooling circuit, and the heat is dissipated to the heat storage agent through the heat dissipation unit, and the heat absorbing unit absorbs heat from the heat storage unit through the defrost circuit, A refrigeration system for defrosting the load cooler through a defrosting unit.
該ケーシング内において、該通風流路に沿う空気流れに交差するように配置され、内部に空気冷却用冷媒が流れる冷却用伝熱管と、
該ケーシング内において、該冷却用伝熱管と独立に設けられた、内部にデフロスト用熱媒が流れるデフロスト用伝熱管とを有し、
該冷却用伝熱管において、一端開口および他端開口がそれぞれ、前記ケーシングに設けられた、空気冷却用冷媒流入開口および空気冷却用冷媒流出開口に接続され、
該デフロスト用伝熱管において、一端開口および他端開口がそれぞれ、前記ケーシングに設けられた、デフロスト用熱媒流入開口およびデフロスト用熱媒流出開口に接続され、該デフロスト用伝熱管は、前記ケーシング内において、前記冷却用伝熱管を外部加熱式にデフロスト可能なように配置され、
前記空気冷却用冷媒流入開口および前記空気冷却用冷媒流出開口それぞれに、入り口側冷媒分岐管および出口側冷媒分岐管が接続され、前記デフロスト用熱媒流入開口およびデフロスト用熱媒流出開口それぞれに、入り口側熱媒分岐管および出口側熱媒分岐管が接続される、請求項1に記載の冷凍装置。 Each of the load coolers is provided with a cooling air inflow opening and a cooling air outflow opening, which are disposed to face each other, and a ventilating flow path is provided inside from the cooling air inflow opening to the cooling air outflow opening. With the casing,
A cooling heat transfer pipe which is disposed in the casing so as to cross an air flow along the ventilation flow channel and in which an air cooling refrigerant flows;
And a heat transfer pipe for defrosting, in which a heat transfer medium for defrosting flows, provided independently of the heat transfer pipe for cooling in the casing.
In the heat transfer pipe for cooling, one end opening and the other end opening are respectively connected to an air cooling refrigerant inflow opening and an air cooling refrigerant outflow opening provided in the casing,
In the heat transfer tube for defrosting, one end opening and the other end opening are respectively connected to the heat medium inflow opening for defrosting and the heat medium outflow opening for defrosting provided in the casing, and the heat transfer tube for defrosting is in the casing Wherein the heat transfer tube for cooling is disposed so as to be defrostable in an external heating system,
An inlet-side refrigerant branch pipe and an outlet-side refrigerant branch pipe are connected to the air cooling refrigerant inflow opening and the air cooling refrigerant outflow opening, and the defrosting heat medium inflow opening and the defrosting heat medium outflow opening are connected to each other. The refrigerating apparatus according to claim 1, wherein the inlet-side heat medium branch pipe and the outlet-side heat medium branch pipe are connected.
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