JP6664478B2 - Binary refrigeration equipment - Google Patents
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Description
本発明は、二元冷凍装置に関し、特に、低元冷凍サイクル側に補助放熱器を備えた二元冷凍装置に関するものである。 The present invention relates to a binary refrigeration apparatus, and more particularly to a binary refrigeration apparatus provided with an auxiliary radiator on a low-stage refrigeration cycle side.
従来、マイナス数十度の低温度の冷却を行う装置として、高温側冷媒を循環するための冷凍サイクル装置である高元冷凍サイクルと、冷温側冷媒を循環するための冷凍サイクル装置である低元冷凍サイクルとを有する二元冷凍装置が使用されている。二元冷凍装置では、例えば、低元冷凍サイクルにおける低元側凝縮器と、高元冷凍サイクルにおける高元側蒸発器との間で熱交換を行うことができるように構成したカスケードコンデンサにより、低元冷凍サイクルおよび高元冷凍サイクルを連結している。 Conventionally, as a device for performing cooling at a low temperature of minus several tens of degrees, a high-temperature refrigeration cycle which is a refrigeration cycle device for circulating a high-temperature refrigerant, and a low-temperature refrigeration cycle device for circulating a cold-temperature refrigerant. A binary refrigeration system having a refrigeration cycle is used. In the two-way refrigeration system, for example, a cascade condenser configured so that heat can be exchanged between the lower-side condenser in the lower-stage refrigeration cycle and the higher-side evaporator in the higher-stage refrigeration cycle, The original refrigeration cycle and the higher refrigeration cycle are connected.
このような二元冷凍装置において、カスケードコンデンサの前段に補助放熱器を設置し、低温側圧縮機から吐出された冷媒を補助放熱器で放熱させて冷却することにより、運転効率の向上を図ったものがある(例えば、特許文献1参照)。 In such a two-way refrigeration system, an auxiliary radiator was installed in front of the cascade condenser, and the refrigerant discharged from the low-temperature side compressor was radiated and cooled by the auxiliary radiator to improve operating efficiency. (For example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の二元冷凍装置では、補助放熱器によって運転効率を向上させることができるが、低元側の圧縮機から吐出される冷媒の吐出温度が低い場合には、補助放熱器に流れる冷媒温度と外気温度との差が小さくなる。そのため、このような二元冷凍装置では、補助放熱器を有効活用することができない。
However, in the binary refrigeration apparatus described in
本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、高元冷凍サイクルにおける冷凍能力を向上させつつ、補助放熱器における熱交換量を向上させることができる二元冷凍装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the related art, and has a binary refrigeration apparatus that can improve the amount of heat exchange in an auxiliary radiator while improving the refrigeration capacity in a high-level refrigeration cycle. The purpose is to provide.
本発明の二元冷凍装置は、高元側圧縮機、高元側凝縮器、高元側膨張弁、および高元側蒸発器を配管で接続し、高元側冷媒を循環させる高元側冷媒回路を形成する高元冷凍サイクルと、低元側圧縮機、補助放熱器、低元側凝縮器、低元側膨張弁、および低元側蒸発器を配管で接続し、低元側冷媒を循環させる低元側冷媒回路を形成する低元冷凍サイクルと、前記高元側蒸発器および前記低元側凝縮器を有し、前記高元側冷媒回路を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側冷媒回路を流れる前記低元側冷媒との間で熱交換を行う第1のカスケードコンデンサとを備えた二元冷凍装置であって、前記高元冷凍サイクルにおける前記高元側凝縮器の下流から分岐し、前記高元側膨張弁の上流に戻る分岐回路と、前記分岐回路に設けられ、該分岐回路を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側蒸発器から流出する前記低元側冷媒との間で熱交換を行う第2のカスケードコンデンサと、外気の温度を検出する外気温度センサと、前記低元側圧縮機から吐出される前記低元側冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、前記分岐回路に流入する前記高元側冷媒の流量を調整する流量調整弁と、前記二元冷凍装置に設けられた各機器の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記外気温度センサによる検出結果と、前記吐出温度センサによる検出結果とに基づき、前記流量調整弁の開度を制御するものである。 The two-stage refrigeration apparatus of the present invention is a high-stage refrigerant that circulates a high-stage refrigerant by connecting a high-stage compressor, a high-stage condenser, a high-stage expansion valve, and a high-stage evaporator with piping. Connect the high-end refrigeration cycle that forms the circuit with the low-end compressor, auxiliary radiator, low-end condenser, low-end expansion valve, and low-end evaporator with piping to circulate the low-end refrigerant A lower-stage refrigeration cycle forming a lower-stage refrigerant circuit, and the higher-stage refrigerant flowing through the higher-stage refrigerant circuit, the lower-stage refrigerant having the higher-stage evaporator and the lower-stage condenser, And a first cascade condenser that performs heat exchange with the lower refrigerant flowing through the lower refrigerant circuit. A branch circuit that branches and returns upstream of the higher-stage expansion valve; and a branch circuit provided in the branch circuit. And the high-stage-side refrigerant, the second cascade condenser for exchanging heat between the low-stage-side refrigerant flowing out from the low-stage-side evaporator, and the outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, the low A discharge temperature sensor for detecting a discharge temperature of the lower refrigerant discharged from the compressor, a flow control valve for adjusting a flow rate of the higher refrigerant flowing into the branch circuit, and the binary refrigeration apparatus A control device for controlling the operation of each device provided in the , the control device, based on the detection result by the outside air temperature sensor and the detection result by the discharge temperature sensor, the opening degree of the flow rate adjustment valve To control .
以上のように、本発明の二元冷凍装置によれば、第2のカスケードコンデンサを用いて低元側冷媒に対して過熱度を付与し、低元側圧縮機から吐出される低元側冷媒の吐出温度を高くすることにより、補助放熱器における熱交換量を向上させるとともに、高元側のエンタルピを増大させて高元側の冷凍能力を向上させることができる。 As described above, according to the binary refrigeration apparatus of the present invention, the supercooling degree is imparted to the lower refrigerant by using the second cascade condenser, and the lower refrigerant discharged from the lower compressor. By increasing the discharge temperature of the radiator, the amount of heat exchange in the auxiliary radiator can be improved, and the enthalpy on the higher side can be increased to improve the refrigerating capacity on the higher side.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1に係る二元冷凍装置について説明する。
Hereinafter, the binary refrigeration apparatus according to
[二元冷凍装置の構成]
図1は、本実施の形態1に係る二元冷凍装置1の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、二元冷凍装置1は、低元冷凍サイクル10、高元冷凍サイクル20および制御装置40で構成されている。低元冷凍サイクル10および高元冷凍サイクル20は、それぞれ独立して冷媒を循環させる冷媒回路を構成する。また、二元冷凍装置1には、2つの冷媒回路を多段構成するために、後述する低元冷凍サイクル10における低元側凝縮器13と、高元冷凍サイクル20における高元側蒸発器24とを、それぞれを通過する冷媒間で熱交換するように結合させて構成した第1のカスケードコンデンサ30が設けられている。[Configuration of binary refrigeration system]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the
なお、図1における矢印は、冷媒の流れる方向を示す。このことは、後述する図2〜図4においても同様とする。また、以下の説明において、温度、圧力等を含む高低の表現等については、特に絶対的な値との関係で定められるものではなく、システム、装置等における状態、動作等によって相対的に定まるものとする。 In addition, the arrow in FIG. 1 shows the direction in which the refrigerant flows. This is the same in FIGS. 2 to 4 described later. Further, in the following description, expressions of height including temperature, pressure, and the like are not determined particularly in relation to absolute values, but are relatively determined by states, operations, and the like in systems, devices, and the like. And
(低元冷凍サイクル)
低元冷凍サイクル10は、低元側圧縮機11、補助放熱器12、低元側凝縮器13、低元側膨張弁14、および低元側蒸発器15で構成されている。そして、低元冷凍サイクル10は、これらの各機器が順に冷媒配管を介して環状に接続されることにより、低元側冷媒が循環する低元側冷媒回路を形成している。(Lower refrigeration cycle)
The
低元側圧縮機11は、低温低圧の低元側冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。低元側圧縮機11としては、例えば、インバータ回路等によって回転数を制御し、容量制御可能なインバータ圧縮機等を用いることができる。
The low-
補助放熱器12は、低元側圧縮機11から吐出された低元側冷媒と、例えば室外空気等の外気との間で熱交換を行う。すなわち、補助放熱器12は、低元側冷媒から外気に対して熱を放出させて外気を加熱する熱交換器である。補助放熱器12は、例えばガスクーラ等として機能し、外気、水、ブライン等との熱交換するものである。
The
低元側凝縮器13は、補助放熱器12を通過した低元側冷媒を凝縮液化させ、液状の冷媒にするものである。本実施の形態1では、例えば第1のカスケードコンデンサ30において低元冷凍サイクル10を流れる低元側冷媒が通過する伝熱管等により低元側凝縮器13を構成し、低元側冷媒が高元冷凍サイクル20を流れる冷媒との間で熱交換が行われるものとする。
The low-
低元側膨張弁14は、低元側凝縮器13を通過した低元側冷媒の流量を調整することによって減圧して膨張させるものである。低元側膨張弁14としては、例えば電子式膨張弁等の流量制御手段、キャピラリ等の毛細管、感温式膨張弁等の冷媒流量調節手段等を用いることができる。
The
低元側蒸発器15は、低元側膨張弁14によって減圧された低元側冷媒と、冷却対象である冷凍室内の空気等の室内空気との間で熱交換を行い、低元側冷媒を蒸発させて気体状の冷媒にするものである。低元側冷媒との熱交換により、冷却対象は、直接的または間接的に冷却されることになる。
The
(高元冷凍サイクル)
高元冷凍サイクル20は、高元側圧縮機21、高元側凝縮器22、高元側膨張弁23、高元側蒸発器24で構成されている。そして、高元冷凍サイクル20は、これらの各機器が順に冷媒配管を介して環状に接続されることにより、高元側冷媒が循環する高元側冷媒回路を形成している。(Takamoto refrigeration cycle)
The high-
また、高元冷凍サイクル20において、高元側凝縮器22と高元側膨張弁23との間には、冷媒配管が分岐した分岐回路20aが形成されている。分岐回路20aは、高元側凝縮器22の下流側から分岐し、高元側膨張弁23の上流側に戻るように形成されている。分岐回路20aには、第2のカスケードコンデンサ26が設けられている。
In the high-
高元側圧縮機21は、低温低圧の高元側冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。高元側圧縮機21としては、例えば、インバータ回路等によって回転数を制御し、容量制御可能なインバータ圧縮機等を用いることができる。
The high-
高元側凝縮器22は、高元側圧縮機21から吐出された高元側冷媒と、例えば室外空気等の外気との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させ、液状の冷媒にするものである。すなわち、高元側凝縮器22は、高元側冷媒から外気に対して熱を放出させて外気を加熱する熱交換器である。高元側凝縮器22は、例えばガスクーラ等として機能し、外気、水、ブライン等との熱交換するものである。高元側凝縮器22には、熱交換を促すためのファン25が設けられている。このようなファン25としては、例えば、風量を調整することが可能なものを用いることができる。
The high-
高元側膨張弁23は、減圧装置、絞り装置等であり、高元側凝縮器22を通過した高元側冷媒の流量を調整することによって減圧して膨張させるものである。高元側膨張弁23としては、例えば電子式膨張弁等の流量制御手段、キャピラリ等の毛細管、感温式膨張弁等の冷媒流量調節手段等を用いることができる。
The high-
高元側蒸発器24は、高元側膨張弁23によって減圧された高元側冷媒と、低元冷凍サイクル10の補助放熱器12を通過した低元側冷媒との間で熱交換を行い、高元側冷媒を蒸発させて低温の気体状の冷媒にするものである。本実施の形態1では、例えば第1のカスケードコンデンサ30において高元冷凍サイクル20を流れる高元側冷媒が通過する伝熱管等により高元側蒸発器24を構成し、高元側冷媒が低元冷凍サイクル10を流れる低元側冷媒との間で熱交換が行われるものとする。
The high-
第2のカスケードコンデンサ26は、高元側凝縮器22で凝縮液化された中温高圧の液状の高元側冷媒と、低元側圧縮機11に吸入される低温低圧の気体状の低元側冷媒との間で熱交換を行う。ここで、高元側凝縮器22で凝縮液化された高元側冷媒の温度は、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の温度よりも高いものとする。
The
第2のカスケードコンデンサ26によって熱交換を行うことにより、高元側冷媒は、過冷却度を付与された液冷媒となり、分岐回路20aを介して高元側膨張弁23に流入する。低元側冷媒は、過熱度を付与されたガス冷媒となり、低元側圧縮機11に吸入される。
By performing heat exchange by the
(カスケードコンデンサ)
第1のカスケードコンデンサ30は、低元側凝縮器13を流れる低元側冷媒と高元側蒸発器24を流れる高元側冷媒との間で熱交換する冷媒間熱交換器である。このとき、第1のカスケードコンデンサ30は、低元側凝縮器13として機能するとともに、高元側蒸発器24として機能する。第1のカスケードコンデンサ30を介して低元冷凍サイクル10における低元側冷媒回路と、高元冷凍サイクル20における高元側冷媒回路とを多段構成にし、冷媒間での熱交換を行うことにより、独立した冷媒回路を連携させることができる。(Cascade capacitor)
The
(制御装置)
制御装置40は、例えばマイクロコンピュータ、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成され、この二元冷凍装置1全体の運転を制御する。例えば、制御装置40は、各種検出手段から受け取った情報に基づく二元冷凍装置1の運転情報、並びに利用者から指示される運転内容に基づき、低元側圧縮機11および高元側圧縮機21の駆動周波数、ファン25のON/OFFを含む回転数、低元側膨張弁14および高元側膨張弁23の開度等を制御する。(Control device)
The
制御装置40には、外気温度センサ41が接続されている。外気温度センサ41は、室外空気等の外気の温度を検出するために設けられている。外気温度センサ41は、検出した外気温度を制御装置40に供給する。
The outside
[各冷凍サイクルを循環する冷媒について]
このように構成された二元冷凍装置1において、低元側蒸発器15等の低元冷凍サイクル10の一部の機器は、例えばスーパーマーケットのショーケースなどの室内の負荷装置に設けられている。[Refrigerant circulating in each refrigeration cycle]
In the
例えば、ショーケースの配置換えまたは入れ替えにより、配管の接続位置を変更する際には、現地で冷媒回路が開放されることになる。このような場合には、現地で施工業者によって冷媒配管のろう付けが複数箇所で行われることになる。そのため、ろう付け部分から冷媒漏れが発生する場合がある。 For example, when the connection position of the piping is changed by rearranging or exchanging the showcase, the refrigerant circuit is opened on site. In such a case, the brazing of the refrigerant pipes is performed at a plurality of locations by a contractor on site. Therefore, refrigerant leakage may occur from the brazed portion.
また、配管接続が現地で行われることに加えて、通常規模のスーパー、冷凍倉庫では、室外に配置されることが想定される低元側の冷凍装置に接続される冷媒配管の長さは、例えば100m程度に達することがある。これにより、現地で配管接続される箇所がさらに増加するため、配管接続部から冷媒漏れが発生する可能性がより高くなる。一方、大規模のスーパー、冷凍倉庫では、冷媒配管の長さが100m以上となることもある。そのため、冷媒漏れが発生する可能性がさらに高くなる。 In addition, in addition to the pipe connection being carried out on site, the length of the refrigerant pipe connected to the low-side refrigeration device that is assumed to be placed outdoors in a normal-sized supermarket or refrigeration warehouse is: For example, it may reach about 100 m. As a result, the number of locations where piping is connected on site further increases, so that the possibility of refrigerant leakage from the piping connection portion increases. On the other hand, in large-scale supermarkets and freezer warehouses, the length of the refrigerant pipe may be 100 m or more. For this reason, the possibility of occurrence of refrigerant leakage is further increased.
さらに、現地で施工される冷媒配管は、様々な環境の場所に置かれることが考えられる。例えば、冷蔵倉庫内では、保管物から発生する腐食性ガスにより、腐食環境下に置かれることが考えられる。腐食雰囲気による銅の腐食では、酢酸などのカルボン酸による蟻の巣状腐食、アンモニアなどによる応力腐食割れ、亜硫酸ガスなどの酸による腐食、等が一般的に考えられる。 Furthermore, the refrigerant piping constructed on site may be placed in various environmental locations. For example, in a refrigerated warehouse, it is conceivable that the warehouse is placed in a corrosive environment due to corrosive gas generated from stored items. The corrosion of copper by a corrosive atmosphere generally includes nest-like corrosion caused by carboxylic acid such as acetic acid, stress corrosion cracking caused by ammonia or the like, and corrosion caused by acid such as sulfur dioxide gas.
また、低元側の冷凍装置と接続される冷媒配管が室外に置かれる場合でも、例えば温泉の近く、卵などの加工品を製造する食品工場の周辺など、室外に硫化水素などの硫黄系ガスが発生するような場所でも、硫黄系物質による銅管の腐食が発生することが考えられる。 Also, even when the refrigerant pipe connected to the low-side refrigeration unit is placed outside the room, sulfur-based gas such as hydrogen sulfide may be placed outside the room, for example, near a hot spring, or around a food factory that manufactures processed products such as eggs. It is conceivable that the corrosion of the copper tube due to the sulfur-based material may occur even in a place where cracks occur.
通常、このような冷凍装置においては、熱交換器および熱交換器周辺の配管に防食塗装を施した仕様が設定されており、上述したような腐食環境下に置かれる場合には、その仕様を予め選択することもできる。しかしながら、現地で配管を施工する場合には、防食仕様が存在しないため、腐食環境への対応が困難であることも考えられる。 Usually, in such a refrigeration system, a specification in which anti-corrosion coating is applied to the heat exchanger and piping around the heat exchanger is set. It can be selected in advance. However, when installing piping on site, there is no anticorrosion specification, so it may be difficult to deal with corrosive environments.
そこで、本実施の形態1では、低元冷凍サイクル10内を循環する低元側冷媒として、地球温暖化に対する影響を示す地球温暖化係数(GWP;Global Warming Potential)が小さい二酸化炭素(CO2)、またはCO2を含む混合冷媒を用いる。Therefore, in the first embodiment, carbon dioxide (CO 2 ) having a small global warming potential (GWP), which indicates an influence on global warming, is used as the lower refrigerant circulating in the
また、高元冷凍サイクル20内を循環する高元側冷媒としては、例えば、HFO1234yf、HFO1234ze等のHFO(ハイドロフルオロオレフィン)冷媒、CO2、アンモニア、水などの地球温暖化に対する影響の小さい冷媒、またはこれらのいずれかを含む混合冷媒を用いると好ましい。ただし、高元冷凍サイクル20は、高元側冷媒回路が現地で開放されることがないため、例えばR32、R404A、R407C、R410A、HFC134aなどのHFC(ハイドロフルオロカーボン)冷媒、プロパン、イソブタン等の地球温暖化係数の高い冷媒、またはこれらのいずれかを含む混合冷媒を用いてもよい。Examples of the high-side refrigerant circulating in the high-
このように、低元冷凍サイクル10内を循環する低元側冷媒と、高元冷凍サイクル20内を循環する高元側冷媒とでは、互いに異なる冷媒を用いると好ましい。また、高元冷凍サイクル20内を循環する高元側冷媒としては、低元冷凍サイクル10内を循環する低元側冷媒よりも高効率となる冷媒を用いるとより好ましい。
As described above, it is preferable to use different refrigerants for the lower refrigerant circulating in the
[二元冷凍装置の動作]
次に、本実施の形態1に係る二元冷凍装置1の動作について説明する。ここでは、高元側冷媒回路および低元側冷媒回路における各構成機器の動作等を、各冷媒回路を流れる冷媒の流れに基づいて説明する。[Operation of binary refrigeration system]
Next, the operation of the
(高元冷凍サイクルの動作)
まず、高元冷凍サイクル20の動作について説明する。高元側圧縮機21は、高元側冷媒を吸入し、圧縮することにより高温高圧の状態にして吐出する。吐出された高元側冷媒は、高元側凝縮器22に流入する。高元側凝縮器22は、ファン25の駆動によって供給される外気と高元側冷媒との間で熱交換を行い、高元側冷媒を凝縮液化する。(Operation of the Yuan refrigeration cycle)
First, the operation of the high-
凝縮液化された高元側冷媒は、高元側膨張弁23を通過する。高元側膨張弁23は、凝縮液化した高元側冷媒を減圧する。減圧された高元側冷媒は、高元側蒸発器24に流入する。高元側蒸発器24は、第1のカスケードコンデンサ30により、減圧した高元側冷媒と、低元側凝縮器13を通過する低元側冷媒との間で熱交換を行い、高元側冷媒を蒸発させガス化する。蒸発ガス化した高元側冷媒は、高元側圧縮機21に吸入される。
The condensed and liquefied higher-stage refrigerant passes through the higher-
また、高元側凝縮器22で凝縮液化された高元側冷媒は、分岐回路20aを流れて第2のカスケードコンデンサ26にも流入する。第2のカスケードコンデンサ26は、凝縮液化した高元側冷媒と、低元側蒸発器15で蒸発ガス化した低元側冷媒との間で熱交換を行い、高元側冷媒に過冷却度を付与する。高元側冷媒に過冷却度が付与されると、高元側冷媒回路におけるエンタルピは、過冷却度が付与されない場合と比較して大きくなる。過冷却度が付与された高元側冷媒は、分岐回路20aを流れて高元側膨張弁23を通過する。
The higher refrigerant condensed and liquefied by the
(低元冷凍サイクルの動作)
次に、低元冷凍サイクル10の動作について説明する。低元側圧縮機11は、低元側冷媒を吸入し、圧縮することにより高温高圧の状態にして吐出する。吐出された低元側冷媒は、補助放熱器12に流入する。補助放熱器12は、外気と低元側冷媒との間で熱交換を行う。補助放熱器12を通過した低元側冷媒は、低元側凝縮器13に流入する。(Operation of the lower refrigeration cycle)
Next, the operation of the
低元側凝縮器13は、第1のカスケードコンデンサ30により、流入した低元側冷媒と、高元側蒸発器24を通過する高元側冷媒との間で熱交換を行い、低元側冷媒を凝縮液化する。凝縮液化された低元側冷媒は、低元側膨張弁14を通過する。低元側膨張弁14は、凝縮液化した低元側冷媒を減圧する。減圧された低元側冷媒は、低元側蒸発器15に流入する。
The
低元側蒸発器15は、減圧した低元側冷媒と冷却対象との間で熱交換を行い、低元側冷媒を蒸発させガス化する。蒸発ガス化した低元側冷媒は、第2のカスケードコンデンサ26を通過する。第2のカスケードコンデンサ26は、蒸発ガス化した低元側冷媒と、凝縮液化した高元側冷媒との間で熱交換を行い、低元側冷媒に過熱度を付与する。過熱度が付与された低元側冷媒は、低元側圧縮機11に吸入される。
The lower element side evaporator 15 performs heat exchange between the decompressed lower element side refrigerant and the object to be cooled, and evaporates and gasifies the lower element side refrigerant. The low-pressure side refrigerant that has been vaporized and gasified passes through the
このように、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒に過熱度が付与されると、低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の吐出温度を示す低元側冷媒吐出温度は、過熱度が付与されない場合と比較して高くなる。そして、補助放熱器12においては、外気の温度と低元側冷媒吐出温度との温度差が高くなる。
When the degree of superheat is imparted to the low-side refrigerant sucked into the low-
以上のように、本実施の形態1に係る二元冷凍装置1は、高元側圧縮機21、高元側凝縮器22、高元側膨張弁23、および高元側蒸発器24を配管で接続し、高元側冷媒を循環させる高元側冷媒回路を形成する高元冷凍サイクル20と、低元側圧縮機11、補助放熱器12、低元側凝縮器13、低元側膨張弁14、および低元側蒸発器15を配管で接続し、低元側冷媒を循環させる低元側冷媒回路を形成する低元冷凍サイクル10と、高元側蒸発器24および低元側凝縮器13を有し、高元側冷媒回路を流れる高元側冷媒と、低元側冷媒回路を流れる低元側冷媒との間で熱交換を行う第1のカスケードコンデンサ30とを備えている。また、二元冷凍装置1は、高元冷凍サイクル20における高元側凝縮器22の下流から分岐し、高元側膨張弁23の上流に戻る分岐回路20aと、分岐回路20aに設けられ、分岐回路20aを流れる高元側冷媒と、低元側蒸発器15から流出する低元側冷媒との間で熱交換を行う第2のカスケードコンデンサ26と、二元冷凍装置1に設けられた各機器の動作を制御する制御装置40とを備えている。
As described above, in the
このように、第2のカスケードコンデンサ26において、分岐回路20aを流れる高元側冷媒と、低元側蒸発器15から流出した低元側冷媒とが熱交換を行うことにより、高元側冷媒の温度が低元側冷媒の温度よりも高いため、高元側冷媒に対して過冷却度が付与される。同時に、低元側冷媒に対しては、過熱度が付与される。
As described above, in the
そして、高元側冷媒に対して過冷却度が付与されることにより、高元側冷媒回路におけるエンタルピが大きくなるため、高元側冷媒回路、すなわち高元冷凍サイクル20の冷凍能力を向上させることができる。また、高元側圧縮機21の容量を小さくすることができる。
Then, since the enthalpy in the higher-stage refrigerant circuit is increased by imparting the degree of supercooling to the higher-stage refrigerant, the refrigeration capacity of the higher-stage refrigerant circuit, that is, the higher-
さらに、低元側冷媒に対して過熱度が付与されることにより、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の過熱度が大きくなるため、低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度を高くすることができる。このように、補助放熱器12に流入する低元側冷媒の温度を従来よりも高温にすることができる。したがって、補助放熱器12において熱交換を行う外気との温度差を大きくすることができ、補助放熱器12における熱交換量を向上させ、補助放熱器12を有効活用することができる。
Further, the degree of superheat given to the lower element side refrigerant increases the degree of superheat of the lower element side refrigerant sucked into the lower
実施の形態2.
次に、本実施の形態2に係る二元冷凍装置1について説明する。本実施の形態2は、高元側冷媒回路の分岐回路20aに流量調整弁を設ける点で、上述した実施の形態1と相違する。Embodiment 2 FIG.
Next, the
[二元冷凍装置の構成]
図2は、本実施の形態2に係る二元冷凍装置1の構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上述した実施の形態1と共通する部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図2に示すように、二元冷凍装置1は、実施の形態1と同様に、低元冷凍サイクル10、高元冷凍サイクル20、第1のカスケードコンデンサ30および制御装置40で構成され、高元冷凍サイクル20の高元側冷媒回路には、分岐回路20aが設けられている。[Configuration of binary refrigeration system]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the
本実施の形態2において、分岐回路20aには、流量調整弁42が設けられている。また、低元側圧縮機11の吐出側には、吐出温度センサ43が設けられている。
In the second embodiment, a
流量調整弁42は、分岐回路20aに流入する高元側冷媒の流量を調整するために設けられ、制御装置40によって開度が制御される。流量調整弁42としては、例えば電子式膨張弁等の流量制御手段、キャピラリ等の毛細管、感温式膨張弁等の冷媒流量調節手段等を用いることができる。
The flow
流量調整弁42が開くと、第2のカスケードコンデンサ26によって熱交換される高元側冷媒の流量が増え、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の過熱度が大きくなる。そのため、低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の温度が高くなる。
When the
一方、流量調整弁42が閉じると、第2のカスケードコンデンサ26によって熱交換される高元側冷媒の流量が減り、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の過熱度が小さくなる。そのため、低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の温度が低くなる。
On the other hand, when the
吐出温度センサ43は、低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度を検出するために設けられている。吐出温度センサ43は、検出した低元側冷媒吐出温度を示す情報を、制御装置40に供給する。
The
制御装置40は、実施の形態1で説明した動作に加えて、さらに、外気温度センサ41から供給された外気温度と、吐出温度センサ43から供給された低元側冷媒吐出温度とに基づき、流量調整弁42の開度を制御する。
The
[二元冷凍装置の動作]
次に、本実施の形態2に係る二元冷凍装置1の動作について説明する。なお、以下の説明において、上述した実施の形態1と同様の動作については、詳細な説明を省略する。また、低元冷凍サイクル10については、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。[Operation of binary refrigeration system]
Next, the operation of the
(高元冷凍サイクルの動作)
本実施の形態2において、高元側冷媒が高元側圧縮機21に吸入されてから高元側凝縮器22で凝縮液化されるまでの動作については、上述した実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。(Operation of the Yuan refrigeration cycle)
In the second embodiment, the operation from when the higher refrigerant is sucked into the
低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の温度が低い場合には、流量調整弁42が「開」状態とされ、この場合、高元側凝縮器22で凝縮液化された高元側冷媒は、高元側膨張弁23を通過するとともに、分岐回路20aにも流入する。分岐回路20aに流入した高元側冷媒は、第2のカスケードコンデンサ26に流入し、低元側蒸発器15で蒸発ガス化した低元側冷媒との間で熱交換を行う。これにより、高元側冷媒には、過冷却度が付与される。過冷却度が付与された高元側冷媒は、分岐回路20aを流れて高元側膨張弁23を通過する。
When the temperature of the low-side refrigerant discharged from the low-
一方、低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の温度が高い場合には、流量調整弁42が「閉」状態とされ、この場合、高元側凝縮器22で凝縮液化された高元側冷媒は、分岐回路20aに流入せず、高元側膨張弁23を通過する。高元側膨張弁23を通過した高元側冷媒は、減圧され、高元側蒸発器24に流入する。高元側蒸発器24に流入した高元側冷媒は、第1のカスケードコンデンサ30により、低元側凝縮器13を通過する低元側冷媒との間で熱交換を行い、蒸発してガス化される。そして、蒸発ガス化した高元側冷媒は、高元側圧縮機21に吸入される。
On the other hand, when the temperature of the low-side refrigerant discharged from the low-
ここで、熱交換器における熱交換量について説明する。熱交換器の能力を示す熱交換量Q[W]は、一般に、式(1)で表すことができる。なお、式(1)において、「K」は、熱交換器の熱通過率[W/m2・K]を示し、熱交換器の仕様、空気熱交換器の場合には組み合わせられる風量によって決定される。「A」は、熱交換器の伝熱面積[m2]を示し、熱交換器の面積によって決定される。また、「ΔTm」は、熱交換を行う2つの媒体の平均温度差[K]を示す。Here, the amount of heat exchange in the heat exchanger will be described. The heat exchange amount Q [W] indicating the capacity of the heat exchanger can be generally represented by Expression (1). In the equation (1), “K” indicates the heat transfer rate [W / m 2 · K] of the heat exchanger, and is determined by the specification of the heat exchanger and, in the case of the air heat exchanger, the combined air volume. Is done. “A” indicates the heat transfer area [m 2 ] of the heat exchanger, and is determined by the area of the heat exchanger. “ΔT m ” indicates an average temperature difference [K] between two media that perform heat exchange.
[数1]
Q=K×A×ΔTm ・・・(1)[Equation 1]
Q = K × A × ΔT m (1)
この場合、例えば熱通過率Kおよび伝熱面積Aが常に同じ値をとるものとすると、平均温度差ΔTmを大きくすることにより、熱交換量Qを大きくすることができる。すなわち、熱交換器に流入する冷媒の温度を高くすることにより、平均温度差ΔTmを大きくすることができるため、熱交換量Qを大きくすることができる。In this case, for example, heat transfer coefficient K and the heat transfer area A is always assumed to take the same value, by increasing the average temperature difference [Delta] T m, it is possible to increase the heat exchange amount Q. That is, by increasing the temperature of the refrigerant flowing into the heat exchanger, the average temperature difference ΔT m can be increased, so that the heat exchange amount Q can be increased.
したがって、本実施の形態2においては、流量調整弁42の開度を制御することにより、低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度を高くすることができ、これにより、補助放熱器12に流入する低元側冷媒の温度が高くなり、補助放熱器12における熱交換量を大きくすることができる。
Therefore, in the second embodiment, by controlling the opening degree of the
ここで、低元冷凍サイクル10および高元冷凍サイクル20における冷凍能力を向上させる制御について説明する。例えば、制御装置40による制御に基づき、低元側膨張弁14の開度が大きくなり、低元側蒸発器15から流出する低元側冷媒が気液二相状態となるようにした場合を考える。この場合には、低元側蒸発器15内のすべての低元側冷媒が気液二相状態となるため、気液二相状態の低元側冷媒と、冷蔵庫内の空気等の冷却対象とが熱交換を行うことになる。これにより、上述した式(1)に示す低元側冷媒と冷却対象との平均温度差ΔTmを、通常状態よりも大きくすることができる。そのため、低元側蒸発器15における熱交換量Qを増大させることができるので、低元冷凍サイクル10の冷却能力を向上させることができる。Here, control for improving the refrigeration capacity in the low-
また、低元側蒸発器15から流出した低元側冷媒と、分岐回路20aを流れる高元側冷媒との間で熱交換を行う第2のカスケードコンデンサ26における熱交換量も増大する。そのため、高元側冷媒に付与する過冷却度を大きくすることができ、高元側冷媒回路におけるエンタルピが大きくなるので、高元冷凍サイクル20の冷凍能力を向上させることができる。
In addition, the amount of heat exchange in the
以上のように、本実施の形態2に係る二元冷凍装置1は、外気の温度を検出する外気温度センサ41と、低元側圧縮機11から吐出される低元側冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサ43と、分岐回路20aに流入する高元側冷媒の流量を調整する流量調整弁42とをさらに備え、制御装置40は、外気温度センサ41による検出結果と、吐出温度センサ43による検出結果とに基づき、流量調整弁42の開度を制御する。
As described above, the
このように、本実施の形態2では、吐出温度センサ43によって検出された低元側冷媒吐出温度と、外気温度センサ41によって検出された外気温度とに基づき、流量調整弁42の開度を制御する。そのため、補助放熱器12に流入する低元側冷媒吐出温度と外気温度との温度差を大きくすることができ、実施の形態1と同様に、補助放熱器12を有効活用することができる。そして、これにより、低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度が上がりづらい、低元側蒸発器15の蒸発温度が高い場合であっても、低元側冷媒回路の冷却能力を確保することができる。
As described above, in the second embodiment, the opening degree of the
また、一般に、圧縮機の吐出温度には、圧縮機の故障等の不具合を防止するため、上限が設定されている。本実施の形態2では、流量調整弁42の開度を制御することにより、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の温度を調整し、低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度を調整することができる。そのため、低元側冷媒吐出温度の上昇による低元側圧縮機11の不具合を防止することができ、低元側圧縮機11の寿命を延ばすことができる。
In general, an upper limit is set for the discharge temperature of the compressor in order to prevent a malfunction such as a failure of the compressor. In the second embodiment, by controlling the opening degree of the
実施の形態3.
次に、本実施の形態3に係る二元冷凍装置1について説明する。本実施の形態3は、低元側凝縮器および低元側膨張弁の間と、低元側蒸発器および低元側圧縮機の間とを接続する低元側インジェクション回路を設けた点で、上述した実施の形態2と相違する。Embodiment 3 FIG.
Next, the
[二元冷凍装置の構成]
図3は、本実施の形態3に係る二元冷凍装置1の構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上述した実施の形態1および実施の形態2と共通する部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図3に示すように、二元冷凍装置1は、実施の形態2と同様に、低元冷凍サイクル10、分岐回路20aが設けられた高元冷凍サイクル20、第1のカスケードコンデンサ30および制御装置40で構成されている。[Configuration of binary refrigeration system]
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the
本実施の形態3において、低元冷凍サイクル10の低元側冷媒回路には、低元側インジェクション回路10aが形成されている。低元側インジェクション回路10aは、低元側凝縮器13および低元側膨張弁14の間と、低元側蒸発器15および低元側圧縮機11の間とを接続する分岐回路である。低元側インジェクション回路10aには、インジェクション膨張弁51が設けられている。
In the third embodiment, a
インジェクション膨張弁51は、低元側インジェクション回路10aに流入する低元側冷媒の流量を調整するために設けられ、制御装置40によって開度が制御される。インジェクション膨張弁51としては、例えば電子式膨張弁等の流量制御手段、キャピラリ等の毛細管、感温式膨張弁等の冷媒流量調節手段等を用いることができる。本実施の形態3では、インジェクション膨張弁51として、例えば低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度を調整することが可能な電子式膨張弁を用いることができる。
The
制御装置40は、吐出温度センサ43から供給された低元側圧縮機11における低元側冷媒吐出温度に基づき、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。
The
低元側インジェクション回路10aに設けられた第2のカスケードコンデンサ26は、高元側の分岐回路20aを流れる高元側冷媒と、低元側インジェクション回路10aを流れ、インジェクション膨張弁51で絞られて低温低圧の気液二相状態とされた低元側冷媒との間で熱交換を行う。
The
[二元冷凍装置の動作]
次に、本実施の形態3に係る二元冷凍装置1の動作について説明する。なお、以下の説明において、上述した実施の形態1および実施の形態2と同様の動作については、詳細な説明を省略する。また、高元冷凍サイクル20については、実施の形態2と同様であるため、説明を省略する。[Operation of binary refrigeration system]
Next, the operation of the
(低元冷凍サイクルの動作)
本実施の形態3において、低元側冷媒が低元側圧縮機11に吸入されてから低元側凝縮器13で凝縮液化されるまでの動作については、上述した実施の形態1および実施の形態2と同様であるため、説明を省略する。(Operation of the lower refrigeration cycle)
In the third embodiment, the operation from when the lower refrigerant is sucked into the
低元側凝縮器13で凝縮液化された低元側冷媒は、低元側膨張弁14を通過するとともに、低元側インジェクション回路10aにも流入する。低元側インジェクション回路10aに流入した低元側冷媒は、インジェクション膨張弁51を通過する。インジェクション膨張弁51は、凝縮液化した低元側冷媒を絞り、低温低圧の気液二相状態の低元側冷媒にする。
The low-side refrigerant condensed and liquefied by the low-
このとき、インジェクション膨張弁51を通過して低温低圧の気液二相状態となった低元側冷媒は、低元側蒸発器15を通過して低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の圧力と同一の圧力となる。これは、インジェクション膨張弁51の下流側が低元側圧縮機11の吸入側に接続されているためである。
At this time, the low-pressure side refrigerant that has passed through the
低温低圧の気液二相冷媒となった低元側冷媒は、第2のカスケードコンデンサ26を通過する。第2のカスケードコンデンサ26は、低温低圧で気液二相状態の低元側冷媒と、凝縮液化した高元側冷媒との間で熱交換を行う。
The low-side refrigerant that has become the low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant passes through the
ここで、第2のカスケードコンデンサ26を通過する低元側冷媒は、低元側蒸発器15を通過した低温低圧のガス化した低元側冷媒と比較して、低元側蒸発器15で付与された過熱度分だけ温度が低くなる。これは、低元側蒸発器15を通過した低元側冷媒の温度が低元側の低圧圧力から換算される飽和温度に低元側蒸発器15で付与された過熱度を加算したものであるのに対して、インジェクション膨張弁51を通過した低元側冷媒の温度が低元側の低圧圧力から換算される飽和温度であるからである。そのため、第2のカスケードコンデンサ26において熱交換される低元側冷媒と高元側冷媒との温度差は、実施の形態2における温度差と比較して、低元側蒸発器15を通過した低元側冷媒に付与された過熱度分だけ大きくなる。
Here, the low-side refrigerant passing through the
したがって、第2のカスケードコンデンサ26で熱交換を行う高温高圧の液冷媒である高元側冷媒には、実施の形態2と比較して大きい過冷却度が付与される。これにより、本実施の形態3では、高元側のエンタルピを大きくすることができ、高元冷凍サイクル20の冷凍能力を向上させることができる。また、これにより、高元側圧縮機21には、容量が小さい圧縮機を用いることができる。
Therefore, a higher degree of supercooling is provided to the high-end refrigerant, which is a high-temperature and high-pressure liquid refrigerant that performs heat exchange in the
以上のように、本実施の形態3に係る二元冷凍装置1は、低元側凝縮器13および低元側膨張弁14の間と、低元側蒸発器15および低元側圧縮機11の間とを接続する低元側インジェクション回路10aと、低元側インジェクション回路10aに設けられたインジェクション膨張弁51とをさらに備え、制御装置40は、吐出温度センサ43による検出結果に基づき、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。
As described above, the
これにより、第2のカスケードコンデンサ26で熱交換を行う低元側冷媒と高元側冷媒との温度差を、実施の形態1および2よりも大きくすることができるため、高元側のエンタルピをより大きくすることができ、高元冷凍サイクル20の冷凍能力をより向上させることができる。
Accordingly, the temperature difference between the lower refrigerant and the higher refrigerant that perform heat exchange in the
実施の形態4.
次に、本実施の形態4に係る二元冷凍装置1について説明する。本実施の形態4は、低元側圧縮機11の吸入側に吸入される低元側冷媒の温度を検出するための吸入温度センサを設けた点で、上述した実施の形態3と相違する。Embodiment 4 FIG.
Next, a
[二元冷凍装置の構成]
図4は、本実施の形態4に係る二元冷凍装置1の構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上述した実施の形態1〜3と共通する部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図4に示すように、二元冷凍装置1は、実施の形態3と同様に、低元側インジェクション回路10aが設けられた低元冷凍サイクル10、分岐回路20aが設けられた高元冷凍サイクル20、第1のカスケードコンデンサ30および制御装置40で構成されている。[Configuration of binary refrigeration system]
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the
本実施の形態4において、低元側圧縮機11の吸入側には、吸入温度センサ44が設けられている。吸入温度センサ44は、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の吸入温度を示す低元側冷媒吸入温度を検出するために設けられている。吸入温度センサ44は、検出した低元側冷媒吸入温度を示す情報を、制御装置40に供給する。
In the fourth embodiment, a
制御装置40は、実施の形態1〜3で説明した動作に加えて、さらに、外気温度センサ41から供給された外気温度と、吐出温度センサ43から供給された低元側冷媒吐出温度と、吸入温度センサ44から供給された低元側冷媒吸入温度とに基づき、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。
The
例えば、制御装置40は、検出された低元側冷媒吐出温度と低元側冷媒吸入温度とに基づき、両方の温度のバランスを取るように、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。また、制御装置40は、検出された外気温度を考慮して、補助放熱器12における、低元側圧縮機11から吐出された高温高圧のガス化された低元側冷媒と、外気との温度差を確保するように、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。
For example, the
以上のように、本実施の形態4に係る二元冷凍装置1は、低元側圧縮機11に吸入される低元側冷媒の吸入温度を検出する吸入温度センサ44をさらに備え、制御装置40は、外気温度センサ41による検出結果と、吐出温度センサ43による検出結果と、吸入温度センサ44による検出結果とに基づき、インジェクション膨張弁51の開度を制御する。これにより、低元側圧縮機11の運転範囲を確保し、低元側圧縮機11の故障等の不具合を防ぐことができる。
As described above, the
以上、本発明の実施の形態1〜実施の形態4について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態1〜実施の形態4に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 As described above, the first to fourth embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described first to fourth embodiments of the present invention. Various modifications and applications are possible without departing from the scope.
1 二元冷凍装置、10 低元冷凍サイクル、10a 低元側インジェクション回路、11 低元側圧縮機、12 補助放熱器、13 低元側凝縮器、14 低元側膨張弁、15 低元側蒸発器、20 高元冷凍サイクル、20a 分岐回路、21 高元側圧縮機、22 高元側凝縮器、23 高元側膨張弁、24 高元側蒸発器、25 ファン、26 第2のカスケードコンデンサ、30 第1のカスケードコンデンサ、40 制御装置、41 外気温度センサ、42 流量調整弁、43 吐出温度センサ、44 吸入温度センサ、51 インジェクション膨張弁。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
低元側圧縮機、補助放熱器、低元側凝縮器、低元側膨張弁、および低元側蒸発器を配管で接続し、低元側冷媒を循環させる低元側冷媒回路を形成する低元冷凍サイクルと、
前記高元側蒸発器および前記低元側凝縮器を有し、前記高元側冷媒回路を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側冷媒回路を流れる前記低元側冷媒との間で熱交換を行う第1のカスケードコンデンサと
を備えた二元冷凍装置であって、
前記高元冷凍サイクルにおける前記高元側凝縮器の下流から分岐し、前記高元側膨張弁の上流に戻る分岐回路と、
前記分岐回路に設けられ、該分岐回路を流れる前記高元側冷媒と、前記低元側蒸発器から流出する前記低元側冷媒との間で熱交換を行う第2のカスケードコンデンサと、
外気の温度を検出する外気温度センサと、
前記低元側圧縮機から吐出される前記低元側冷媒の吐出温度を検出する吐出温度センサと、
前記分岐回路に流入する前記高元側冷媒の流量を調整する流量調整弁と、
前記二元冷凍装置に設けられた各機器の動作を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記外気温度センサによる検出結果と、前記吐出温度センサによる検出結果とに基づき、前記流量調整弁の開度を制御する
二元冷凍装置。 A high-end refrigeration cycle that connects a high-end compressor, a high-end condenser, a high-end expansion valve, and a high-end evaporator with piping to form a high-end refrigerant circuit that circulates the high-end refrigerant. ,
The low-side compressor, the auxiliary radiator, the low-side condenser, the low-side expansion valve, and the low-side evaporator are connected by piping to form a low-side refrigerant circuit that circulates the low-side refrigerant. Former refrigeration cycle,
Having the higher-side evaporator and the lower-side condenser, heat is generated between the higher-side refrigerant flowing through the higher-side refrigerant circuit and the lower-side refrigerant flowing through the lower-side refrigerant circuit. A binary refrigeration system comprising a first cascade condenser for replacement.
A branch circuit that branches from the downstream of the higher condenser in the higher refrigeration cycle and returns upstream of the higher expansion valve;
A second cascade condenser that is provided in the branch circuit and exchanges heat between the higher refrigerant flowing through the branch circuit and the lower refrigerant flowing out of the lower evaporator;
An outside air temperature sensor that detects an outside air temperature;
A discharge temperature sensor that detects a discharge temperature of the low-side refrigerant discharged from the low-side compressor,
A flow control valve that adjusts the flow rate of the higher refrigerant flowing into the branch circuit,
A control device for controlling the operation of each device provided in the binary refrigeration apparatus,
The control device includes:
A binary refrigeration apparatus that controls an opening degree of the flow control valve based on a detection result by the outside air temperature sensor and a detection result by the discharge temperature sensor.
前記低元側蒸発器から流出する前記低元側冷媒が気液二相状態となるように、前記低元側膨張弁の開度を制御する
請求項1に記載の二元冷凍装置。 The control device includes:
The two-stage refrigeration apparatus according to claim 1, wherein an opening degree of the lower-stage expansion valve is controlled such that the lower-stage refrigerant flowing out of the lower-stage evaporator is in a gas-liquid two-phase state.
前記インジェクション回路に設けられたインジェクション膨張弁と
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記吐出温度センサによる検出結果に基づき、前記インジェクション膨張弁の開度を制御する
請求項1または2に記載の二元冷凍装置。 An injection circuit that connects between the lower condenser and the lower expansion valve, between the lower evaporator and the lower compressor,
Further comprising an injection expansion valve provided in the injection circuit,
The control device includes:
3. The binary refrigeration apparatus according to claim 1, wherein an opening degree of the injection expansion valve is controlled based on a result detected by the discharge temperature sensor. 4.
をさらに備え、
前記制御装置は、
前記外気温度センサによる検出結果と、前記吐出温度センサによる検出結果と、前記吸入温度センサによる検出結果とに基づき、前記インジェクション膨張弁の開度を制御する
請求項3に記載の二元冷凍装置。 A suction temperature sensor that detects a suction temperature of the low-stage refrigerant sucked into the low-stage compressor;
The control device includes:
4. The binary refrigeration apparatus according to claim 3, wherein an opening degree of the injection expansion valve is controlled based on a detection result by the outside air temperature sensor, a detection result by the discharge temperature sensor, and a detection result by the suction temperature sensor. 5.
互いに異なる冷媒が用いられる
請求項1〜4のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。 In the higher refrigerant and the lower refrigerant,
The binary refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein different refrigerants are used.
前記低元側冷媒よりも高効率となる冷媒が用いられる
請求項1〜5のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。 The higher element refrigerant includes:
The binary refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a refrigerant having higher efficiency than the low element side refrigerant is used.
二酸化炭素冷媒または二酸化炭素を含む混合冷媒が用いられる
請求項1〜6のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。 At least one of the higher refrigerant and the lower refrigerant,
The binary refrigeration apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a carbon dioxide refrigerant or a mixed refrigerant containing carbon dioxide is used.
R32、R410A、R134a、R404A、R407C、HFO1234yf、HFO1234ze、アンモニア、プロパン、およびイソブタンのいずれかの冷媒またはこれらのいずれかを含む混合冷媒が用いられる
請求項1〜7のいずれか一項に記載の二元冷凍装置。 At least one of the higher refrigerant and the lower refrigerant,
R32, R410A, R134a, R404A, R407C, HF O 1234yf, HFO1234ze, ammonia, propane, and any one of claims 1 to 7, either a refrigerant or a mixed refrigerant containing any one of these isobutane is used A binary refrigeration device as described.
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