JP7022772B2 - Refrigerating equipment and how to use the refrigerating equipment - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍装置および冷凍装置の使用方法に関する。 The present invention relates to a refrigerating apparatus and a method of using the refrigerating apparatus.
オゾン層破壊防止や温暖化防止等の観点から、室内の空調や食品などの冷凍に用いる冷凍装置の冷媒として、冷却性能は高いが毒性があるNH3を一次冷媒とし、無毒及び無臭のCO2を二次冷媒とした、冷凍装置が広く用いられている。 From the viewpoint of preventing ozone layer depletion and warming, NH 3 is used as the primary refrigerant, which has high cooling performance but is toxic, as a refrigerant for refrigerating equipment used for indoor air conditioning and refrigeration of foods, and is non-toxic and odorless CO 2 . A refrigerating device using carbon dioxide as a secondary refrigerant is widely used.
これに関連して、例えば下記の特許文献1には、NH3冷媒が循環する主冷媒回路に、低段圧縮機および高段圧縮機で構成された油冷式2段スクリュ圧縮機と、凝縮器と、蒸発器と、膨張弁と、が設けられた冷凍装置が開示されている。
In connection with this, for example, in
油冷式2段スクリュ圧縮機では、モータによって低段スクリュロータおよび高段スクリュロータが回転される。そして、例えば、被冷却負荷において対象物を冷却し始める初期段階では、圧縮機に吸入されるNH3冷媒の吸入圧力が高くなって、モータが過負荷になってしまう虞がある。 In the oil-cooled two-stage screw compressor, the low-stage screw rotor and the high-stage screw rotor are rotated by a motor. Then, for example, in the initial stage when the object is started to be cooled under the load to be cooled, the suction pressure of the NH 3 refrigerant sucked into the compressor becomes high, and the motor may be overloaded.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、圧縮機を駆動するためのモータが過負荷になってしまうことを抑制しつつ、冷凍運転することのできる冷凍装置および冷凍装置の使用方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a freezing device and a freezing device capable of freezing operation while suppressing an overload of a motor for driving a compressor. The purpose is to provide a usage method.
上記目的を達成する本発明に係る冷凍装置は、第1冷媒が循環し、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器が配置された一次冷媒回路と、第2冷媒が循環し、前記蒸発器および冷却負荷に接続された二次冷媒回路と、前記凝縮器および前記蒸発器の間における前記一次冷媒回路に設けられ、冷却された一次冷媒ガスを前記圧縮機に供給する直接接触式エコノマイザと、前記膨張弁の上流側で前記一次冷媒回路から分岐するとともに、前記直接接触式エコノマイザの下流側で前記一次冷媒回路に合流するバイパス路と、前記一次冷媒回路に設けられ、前記直接接触式エコノマイザに流入する前記第1冷媒の量を調整する第1バルブと、前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路に流入する前記第1冷媒の量を調整する第2バルブと、前記一次冷媒回路を循環する前記第1冷媒の圧力、または前記二次冷媒回路を循環する前記第2冷媒の圧力もしくは温度を検知する検知部と、前記検知部の検出値に基づいて、前記第1バルブおよび前記第2バルブの開閉を制御する制御部と、を有する。また、前記圧縮機は、高段圧縮機、低段圧縮機、ならびに前記高段圧縮機および前記低段圧縮機を駆動するモータを備える油冷式多段スクリュ圧縮機であって、前記直接接触式エコノマイザは、直接接触式ダブルエコノマイザであって、前記直接接触式ダブルエコノマイザは、前記高段圧縮機に接続される高段領域と、前記低段圧縮機に接続される低段領域と、を有し、前記一次冷媒回路は、前記低段領域および前記低段圧縮機を接続する低段回路から分岐して設けられ、前記モータの筐体に接続される接続回路を有し、前記制御部は、前記検知部の検出値が閾値を超えたときに、前記第1バルブの開度を第1開度に制御するとともに、前記第2バルブを開く。 In the refrigerating apparatus according to the present invention that achieves the above object, the first refrigerant circulates, the primary refrigerant circuit in which the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator are arranged, and the second refrigerant circulates, and the above evaporation A secondary refrigerant circuit connected to the condenser and the cooling load, and a direct contact economizer provided in the primary refrigerant circuit between the condenser and the evaporator to supply the cooled primary refrigerant gas to the compressor. , A bypass path that branches from the primary refrigerant circuit on the upstream side of the expansion valve and joins the primary refrigerant circuit on the downstream side of the direct contact type economizer, and a direct contact type economizer provided in the primary refrigerant circuit. A first valve for adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the bypass path, a second valve provided in the bypass path for adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the bypass path, and the primary refrigerant circuit are circulated. Based on the detection unit that detects the pressure of the first refrigerant or the pressure or temperature of the second refrigerant circulating in the secondary refrigerant circuit, and the detection value of the detection unit, the first valve and the second valve. It has a control unit that controls the opening and closing of the valve. Further, the compressor is an oil-cooled multi-stage screw compressor including a high-stage compressor, a low-stage compressor, and a motor for driving the high-stage compressor and the low-stage compressor, and is a direct contact type. The economizer is a direct contact type double economyr, and the direct contact type double economyr has a high stage region connected to the high stage compressor and a low stage region connected to the low stage compressor. The primary refrigerant circuit is provided as a branch from the low-stage circuit connecting the low-stage region and the low-stage compressor, and has a connection circuit connected to the housing of the motor, and the control unit has a control unit. When the detection value of the detection unit exceeds the threshold value, the opening degree of the first valve is controlled to the first opening degree, and the second valve is opened.
また、上記目的を達成する本発明に係る冷凍装置の使用方法は、第1冷媒が循環し、圧縮機、凝縮器、膨張弁、および蒸発器が配置された一次冷媒回路と、第2冷媒が循環し、前記蒸発器および冷却負荷に接続された二次冷媒回路と、前記凝縮器および前記蒸発器の間における前記一次冷媒回路に設けられ、冷却された一次冷媒ガスを前記圧縮機に供給する直接接触式エコノマイザと、前記膨張弁の上流側で前記一次冷媒回路から分岐するとともに、前記直接接触式エコノマイザの下流側で前記一次冷媒回路に合流するバイパス路と、前記一次冷媒回路に設けられ、前記直接接触式エコノマイザに流入する前記第1冷媒の量を調整する第1バルブと、前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路に流入する前記第1冷媒の量を調整する第2バルブと、前記一次冷媒回路を循環する前記第1冷媒の圧力、または前記二次冷媒回路を循環する前記第2冷媒の圧力もしくは温度を検知する検知部と、を有し、前記圧縮機は、高段圧縮機、低段圧縮機、ならびに前記高段圧縮機および前記低段圧縮機を駆動するモータを備える油冷式多段スクリュ圧縮機であって、前記直接接触式エコノマイザは、直接接触式ダブルエコノマイザであって、前記直接接触式ダブルエコノマイザは、前記高段圧縮機に接続される高段領域と、前記低段圧縮機に接続される低段領域と、を有し、前記一次冷媒回路は、前記低段領域および前記低段圧縮機を接続する低段回路から分岐して設けられ、前記モータの筐体に接続される接続回路を有する冷凍装置の使用方法である。前記検知部の検出値が閾値を超えたときに、前記第1バルブの開度を第1開度に制御するとともに、前記第2バルブを開く。 Further, in the method of using the refrigerating apparatus according to the present invention that achieves the above object, a primary refrigerant circuit in which a first refrigerant circulates and a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are arranged, and a second refrigerant are used. A secondary refrigerant circuit that circulates and is connected to the evaporator and the cooling load, and a primary refrigerant circuit provided in the primary refrigerant circuit between the condenser and the evaporator, supplies the cooled primary refrigerant gas to the compressor. A direct contact economizer, a bypass path that branches from the primary compressor circuit on the upstream side of the expansion valve and joins the primary compressor circuit on the downstream side of the direct contact economizer, and a bypass path that joins the primary compressor circuit are provided in the primary compressor circuit. A first valve that adjusts the amount of the first compressor flowing into the direct contact economizer, a second valve provided in the bypass path and adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the bypass path, and the above. The compressor has a detector for detecting the pressure of the first refrigerant circulating in the primary compressor circuit or the pressure or temperature of the second compressor circulating in the secondary compressor circuit, and the compressor is a high-stage compressor. , A low-stage compressor, and an oil-cooled multi-stage screw compressor including the high-stage compressor and a motor for driving the low-stage compressor, wherein the direct-contact economizer is a direct-contact double economizer. The direct contact type double economizer has a high-stage region connected to the high-stage compressor and a low-stage region connected to the low-stage compressor, and the primary refrigerant circuit has the low-stage region. It is a method of using a refrigerating apparatus having a connection circuit branched from a low-stage circuit connecting the region and the low-stage compressor and connected to the housing of the motor . When the detection value of the detection unit exceeds the threshold value, the opening degree of the first valve is controlled to the first opening degree, and the second valve is opened .
上述の冷凍装置および冷凍装置の使用方法によれば、モータが過負荷になるような状況では、NH3冷媒がバイパス路を流れるように、第1バルブおよび第2バルブを開閉することによって、モータが過負荷になることを好適に抑制することができる。このため、圧縮機を駆動するためのモータが過負荷になってしまうことを抑制しつつ、冷凍運転することのできる冷凍装置および冷凍装置の使用方法を提供することができる。 According to the refrigerating device and the method of using the refrigerating device described above, in a situation where the motor is overloaded, the motor is operated by opening and closing the first valve and the second valve so that the NH3 refrigerant flows through the bypass path. Can be suitably suppressed from becoming an overload. Therefore, it is possible to provide a refrigerating apparatus and a method of using the refrigerating apparatus capable of refrigerating operation while suppressing an overload of the motor for driving the compressor.
本発明の実施形態を、図1を参照しつつ説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.
図1は、本発明の実施形態に係る冷凍装置1の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of the refrigerating
冷凍装置1は、図1に示すように、NH3冷媒(第1冷媒に相当)が循環する一次冷媒回路10と、CO2冷媒(第2冷媒に相当)が循環する二次冷媒回路20と、一次冷媒回路10上に設けられる圧縮機30と、一次冷媒回路10上に設けられる凝縮器40と、一次冷媒回路10上に設けられる膨張弁45と、一次冷媒回路10上に設けられる蒸発器50と、一次冷媒回路10上に設けられる直接接触式ダブルエコノマイザ(以下、ダブルエコノマイザとも称する)60と、ダブルエコノマイザ60の上流側で一次冷媒回路10から分岐するとともにダブルエコノマイザ60の下流側で一次冷媒回路10に合流するバイパス路70と、一次冷媒回路10を循環するNH3冷媒または二次冷媒回路20を循環するCO2冷媒の圧力を検知する検知部80と、検知部80の検出値に基づいて一次冷媒回路10およびバイパス路70の流量を調整する制御部(不図示)と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
まず、通常の運転時におけるNH3冷媒の流れについて説明する。蒸発器50において、ガス状のCO2冷媒の熱により蒸発したNH3冷媒ガスは圧縮機30によって圧縮され、高温高圧のNH3冷媒ガスは凝縮器40において冷却されて凝縮し、液化したNH3冷媒液は可変膨張弁12Bで減圧され、ダブルエコノマイザ60の高段領域61で一部が蒸発する。蒸発した一部のNH3冷媒によって蒸発潜熱が奪われて、NH3冷媒液およびNH3冷媒ガスとも温度降下する。そして、NH3冷媒ガスのみが高段回路13を通って圧縮機30の高段圧縮機31に流れる。
First, the flow of the NH 3 refrigerant during normal operation will be described. In the
ダブルエコノマイザ60の高段領域61から出たNH3冷媒液は、膨張弁14Aで減圧され、ダブルエコノマイザ60の低段領域62で一部が蒸発し、NH3冷媒液およびNH3冷媒ガスとも温度降下する。そして、NH3冷媒ガスのみが低段回路15を通って圧縮機30の低段圧縮機32に流れる。このとき、NH3冷媒ガスの一部は、低段回路15から分岐して設けられる接続回路16を流れて、圧縮機30のモータ33の筐体に流れる。
The NH 3 refrigerant liquid discharged from the
ダブルエコノマイザ60の低段領域62から出たNH3冷媒液は、膨張弁45で減圧されて、蒸発器50に送られてガス状のCO2冷媒の冷却に用いられる。
The NH 3 refrigerant liquid discharged from the
次に、本実施形態に係る冷凍装置1の構成について説明する。
Next, the configuration of the refrigerating
一次冷媒回路10は、圧縮機30および凝縮器40を接続する第1回路11と、凝縮器40からダブルエコノマイザ60の高段領域61を接続する第2回路12と、ダブルエコノマイザ60の高段領域61および圧縮機30の高段圧縮機31を接続する高段回路13と、ダブルエコノマイザ60の高段領域61およびダブルエコノマイザ60の低段領域62を接続する第3回路14と、ダブルエコノマイザ60の低段領域62および圧縮機30の低段圧縮機32を接続する低段回路15と、低段回路15から分岐して設けられモータ33の筐体に接続される接続回路16と、ダブルエコノマイザ60の低段領域62および蒸発器50を接続する第4回路17と、蒸発器50および圧縮機30を接続する第5回路18と、を有する。
The
冷凍機油としては、NH3冷媒に対して潤滑性能が良好な不溶油であって、NH3冷媒より比重が大きい冷凍機油(例えばアルキルベンゼン等)が用いられる。 As the refrigerating machine oil, an insoluble machine oil having good lubrication performance with respect to the NH 3 refrigerant and having a higher specific density than the NH 3 refrigerant (for example, alkylbenzene or the like) is used.
第2回路12には、上流から順に、電磁弁12A、可変膨張弁(第1バルブに相当)12Bが配置されている。電磁弁12Aは、冷凍装置1の運転時は常時開放状態であって、冷凍装置1の停止時は閉鎖状態となる。可変膨張弁12Bは、第2回路12をNH3冷媒が循環する際は、開放状態であって、バイパス路70をNH3冷媒が循環する際は、第2回路12を流れるNH3冷媒の量が少なくなるようにまたはゼロとなるように、調整される。
A
第3回路14には、膨張弁14Aが配置されている。膨張弁14Aは、ダブルエコノマイザ60の高段領域61から出たNH3冷媒液を膨張して減圧する。
An
接続回路16を流れてきたNH3冷媒ガスは、モータ33の筐体内部に流入して、モータ33の筐体内に貯留された冷凍機油を吐き出させるとともに、モータ33を冷却する。
The NH 3 refrigerant gas flowing through the
第4回路17には、膨張弁45が配置されている。
An expansion valve 45 is arranged in the
第5回路18には、後述する第1検知部81が配置されている。
A
二次冷媒回路20は、CO2冷媒液をCO2液溜器(不図示)に送るCO2送り路21と、CO2液溜器からCO2冷媒ガスが戻るCO2戻り路22と、を有する。CO2液溜器は、冷却負荷に接続されている。CO2戻り路22には、後述する第2検知部82が設けられる。
The secondary
一次冷媒回路10および二次冷媒回路20は、図1に示すように、蒸発器50において接続されている。
The
圧縮機30は、本実施形態において、単機油冷式2段スクリュ圧縮機であり、高段圧縮機31と、低段圧縮機32と、モータ33と、を有する。高段圧縮機31、低段圧縮機32、およびモータ33は、直列に配置され、互いに直列に結合された単一のロータ軸および回転軸を有している。なお、単機油冷式2段スクリュ圧縮機の構成は公知であるため、詳細な説明は省略する。
In the present embodiment, the
圧縮機30から吐出されたNH3冷媒ガスは、第1回路11を介して、凝縮器40に送られ、凝縮される。
The NH 3 refrigerant gas discharged from the
凝縮器40は、本実施形態において、シェルアンドプレート型熱交換器で構成される。なお、凝縮器はシェルアンドプレート型熱交換器に限定されない。
In the present embodiment, the
凝縮器40には、冷却回路41が導設されている。冷却回路41を循環する液体としては、冷凍装置1の停止中に冷却回路41に滞留した液体の凍結事故を防ぐ観点から、不凍液を用いることが好ましい。冷却回路41を循環する不凍液は、凝縮器40でNH3冷媒によって加熱される。なお、冷却回路41を循環する液体としては、不凍液に限定されず、冷却水であってもよい。
A cooling
冷却回路41は、冷却塔に接続される。不凍液は、冷却水ポンプによって、冷却回路41を循環する。凝縮器40でNH3冷媒の排熱を吸収した不凍液は、冷却塔で外気および散布水と接触し、散布水の蒸発潜熱によって冷却される。
The
蒸発器50は、シェルアンドプレート型満液式で構成され、シェル側にNH3冷媒が導入され、プレート側にCO2冷媒が導入される。蒸発器50の内部には、多数のプレートからなるプレート重合体が配置されている。蒸発器50は、二次冷媒回路20のCO2送り路21およびCO2戻り路22が接続されている。なお、蒸発器は、シェルアンドプレート型に限定されない。さらに蒸発器は満液式に限定されない。
The
蒸発器50の上部には、一次冷媒回路10の第5回路18が接続されている。
A
膨張弁45を経て、蒸発器50に流入したNH3冷媒液は、CO2戻り路22から戻ったCO2冷媒ガスから蒸発潜熱を吸収して気化するとともに、CO2冷媒ガスを液化する。気化したNH3冷媒は、第5回路18を経て、圧縮機30に吸入される。液化したCO2冷媒液は、CO2送り路21を通って、CO2液溜器(不図示)に送られる。
The NH 3 refrigerant liquid flowing into the
直接接触式ダブルエコノマイザ60は、高段領域61および低段領域62を有する。高段領域61および低段領域62は、仕切り板63によって仕切られる。
The direct contact type
高段領域61および低段領域62の内部は減圧されている。凝縮器40で冷却され液化したNH3冷媒液は、可変膨張弁12Bによって減圧されて、ダブルエコノマイザ60の高段領域61に一旦貯留される。高段領域61の内部は減圧されているため、貯留されたNH3冷媒液の一部が気化する。一部のNH3冷媒が気化したとき、NH3冷媒液から気化熱を奪って冷却するとともに、気化したNH3冷媒ガス自体も低温となり、このNH3冷媒ガスは、高段回路13を介して、圧縮機30の高段圧縮機31に供給される。
The inside of the high-
一方、高段領域61内のNH3冷媒液は、膨張弁14Aによって減圧されて、ダブルエコノマイザ60の低段領域62に一旦貯留される。低段領域62の内部は減圧されているため、貯留されたNH3冷媒液の一部が気化する。一部のNH3冷媒が気化したとき、NH3冷媒液から気化熱を奪って冷却するとともに、気化したNH3冷媒ガス自体も低温となり、このNH3冷媒ガスは、低段回路15を介して、圧縮機30の低段圧縮機32に供給されるとともに、接続回路16を介して、圧縮機30のモータ33の筐体内に供給される。
On the other hand, the NH 3 refrigerant liquid in the
ダブルエコノマイザ60の高段領域61には高段レベルセンサ61Aが設けられ、低段領域62には低段レベルセンサ62Aが設けられる。
A high-
高段レベルセンサ61Aは、高段領域61に貯留するNH3冷媒の液面レベルを検出する。低段レベルセンサ62Aは、低段領域62に貯留するNH3冷媒の液面レベルを検出する。
The high-
高段レベルセンサ61Aおよび低段レベルセンサ62Aは、当該センサの信号がオンのときは、NH3冷媒液の液面レベルが低い状態を表し、当該センサの信号がオフのときは、NH3冷媒液が満液であること、または当該センサが故障していることを表す。なお、以下の説明において、高段レベルセンサ61Aおよび低段レベルセンサ62Aを総じて、レベルセンサと生じる場合がある。
The high-
バイパス路70は、ダブルエコノマイザ60の上流側で一次冷媒回路10から分岐するとともにダブルエコノマイザ60の下流側で一次冷媒回路10に合流するように設けられている。バイパス路70は、第2回路12から分岐して設けられるとともに、第4回路17に合流する。
The
バイパス路70には、上流から順に、電磁弁70A(第2バルブに相当)、膨張弁70Bが設けられる。電磁弁70Aは、NH3冷媒が一次冷媒回路10を循環する際は、閉鎖されており、NH3冷媒がバイパス路70を循環する際に、開放される。膨張弁70Bは、NH3冷媒がバイパス路70を通るとき、適宜圧力を減圧できる。
A
検知部80は、第5回路18に設けられ、圧縮機30の低段圧縮機32に流入するNH3冷媒の流入圧力を検知する第1検知部81と、CO2戻り路22に設けられ、二次冷媒回路20を循環するCO2冷媒の圧力を検知する第2検知部82と、高段回路13に設けられ、圧縮機30の高段圧縮機31に流入するNH3冷媒の圧力を検知する第3検知部83と、を有する。第1検知部81~第3検知部83としては、公知の圧力センサを用いることができる。
The
次に、図2~図4を参照して、上述した実施形態に係る冷凍装置1の使用方法について説明する。図2は、本実施形態に係る冷凍装置1の使用方法を示すフローチャートである。図3は、本実施形態に係る冷凍装置1において、NH3冷媒が一次冷媒回路10を循環するときの系統図である。図4は、本実施形態に係る冷凍装置1において、NH3冷媒が主にバイパス路70を循環するときの系統図である。
Next, a method of using the
まず、冷凍装置1の運転を開始する。このとき、第1検知部81~第3検知部83によって検知される圧力値は閾値より高くなるため、図4に示すように、NH3冷媒がバイパス路70を流れるように、可変膨張弁12Bの開度を30%にするとともに、電磁弁70Aを開放する(S101)。なお、このときの可変膨張弁12Bの開度は30%に限定されない。
First, the operation of the
次に、ダブルエコノマイザ60のレベルセンサの信号がオフであるかを検知する(S102)。
Next, it is detected whether the signal of the level sensor of the
ダブルエコノマイザ60のレベルセンサの信号がオフである場合(S102:YES)、電磁弁70Aを開放するとともに、可変膨張弁12Bの開度を30%にする(S103)。なお、このときの可変膨張弁12Bの開度は30%に限定されない。ここで、ダブルエコノマイザ60のレベルセンサの信号がオフであることは、ダブルエコノマイザ60の内部が満液であること、またはレベルセンサが故障であることを意味する。
When the signal of the level sensor of the
次に、S103の状態で180秒の間に、レベルセンサの信号がオンになるかを判断する(S104)。S103の状態で180秒の間に、レベルセンサの信号がオンになった場合(S104:YES)、ダブルエコノマイザ60内部のNH3冷媒液は減量し、S102においてダブルエコノマイザ60の内部が満液であったと判断して、S108に移行する。なお、S104において待機する時間は180秒に限定されない。
Next, in the state of S103, it is determined whether the signal of the level sensor is turned on within 180 seconds (S104). When the signal of the level sensor is turned on within 180 seconds in the state of S103 (S104: YES), the amount of NH 3 refrigerant liquid inside the
一方、S103の状態で180秒の間、レベルセンサの信号がオフのままである場合(S104:NO)、電磁弁70Aを開放したまま、可変膨張弁12Bの開度を55%にする(S105)。なお、このときの可変膨張弁12Bの開度は55%に限定されない。ここで、S102において、レベルセンサが故障であった可能性が高いと判断する。
On the other hand, when the signal of the level sensor remains off for 180 seconds in the state of S103 (S104: NO), the opening degree of the
次に、S105の状態で360秒の間に、レベルセンサの信号がオンになるかを判断する(S106)。S105の状態で360秒の間に、レベルセンサの信号がオンになった場合(S106:YES)、ダブルエコノマイザ60内部のNH3冷媒液は減量し、S102においてダブルエコノマイザ60の内部が満液であったと判断して、S108に移行する。なお、S106において待機する時間は360秒に限定されない。
Next, in the state of S105, it is determined whether the signal of the level sensor is turned on within 360 seconds (S106). When the signal of the level sensor is turned on within 360 seconds in the state of S105 (S106: YES), the amount of NH 3 refrigerant liquid inside the
一方、S105の状態で360秒の間、レベルセンサの信号がオフのままである場合(S106:NO)、レベルセンサが故障したと判断して、軽警報を出し(S107)、S111に移行する。 On the other hand, if the signal of the level sensor remains off for 360 seconds in the state of S105 (S106: NO), it is determined that the level sensor has failed, a light alarm is issued (S107), and the process proceeds to S111. ..
S108では、NH3冷媒が一次冷媒回路10を循環する際に、第1検知部81~第3検知部83のうち少なくとも一つの圧力値が、閾値以上となったかが判断される。NH3冷媒が一次冷媒回路10を循環する際に、第1検知部81~第3検知部83のうち少なくとも一つの圧力値が、閾値以上となったと判断されたとき(S108:YES)、電磁弁70Aを開放するとともに、可変膨張弁12Bの開度を30%にする(S109)。なお、このときの可変膨張弁12Bの開度は30%に限定されない。S109が行われた後は、S111に移行する。
In S108, it is determined whether or not the pressure value of at least one of the
一方、NH3冷媒が一次冷媒回路10を循環する際に、第1検知部81~第3検知部83によって検知される圧力値のすべてが、閾値未満となったとき(S108:NO)、電磁弁70Aを閉鎖するとともに、可変膨張弁12Bを開放する(S110)。S110が行われた後は、S111に移行する。
On the other hand, when all of the pressure values detected by the
S111では、冷凍装置1の運転指令がオンかを判断する。冷凍装置1の運転指令がオンの場合(S111:YES)、S102に戻る。
In S111, it is determined whether the operation command of the refrigerating
一方、冷凍装置1の運転をオフの場合(S111:NO)、油回収運転を行う(S112)。このとき、電磁弁70Aを開放するとともに、可変膨張弁12Bの開度を30%にする。なお、このときの可変膨張弁12Bの開度は30%に限定されない。
On the other hand, when the operation of the refrigerating
次に、電磁弁70A、12Aを閉鎖するとともに、可変膨張弁12Bも閉鎖する(S113)。そして、冷凍装置1の運転が終了する。
Next, the
以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1は、NH3冷媒が循環し、圧縮機30、凝縮器40、膨張弁45、および蒸発器50が配置された一次冷媒回路10と、CO2冷媒が循環し、蒸発器50および冷却負荷に接続された二次冷媒回路20と、凝縮器40および蒸発器50の間における一次冷媒回路10に設けられ、冷却されたNH3冷媒ガスを圧縮機30に供給する直接接触式ダブルエコノマイザ60と、直接接触式ダブルエコノマイザ60の上流側で一次冷媒回路10から分岐するとともに、直接接触式ダブルエコノマイザ60の下流側で一次冷媒回路10に合流するバイパス路70と、一次冷媒回路10に設けられ、直接接触式ダブルエコノマイザ60に流入するNH3冷媒の量を調整する可変膨張弁12Bと、バイパス路70に設けられ、バイパス路70に流入するNH3冷媒の量を調整する電磁弁70Aと、一次冷媒回路10を循環するNH3の圧力、または二次冷媒回路20を循環するCO2冷媒の圧力を検知する検知部80と、検知部80の検出値に基づいて、可変膨張弁12Bおよび電磁弁70Aの開閉を制御する制御部と、を有する。このように構成された冷凍装置1によれば、モータ33が過負荷になるような状況では、NH3冷媒がバイパス路70を流れるように、可変膨張弁12Bおよび電磁弁70Aを開閉することによって、モータ33が過負荷になることを好適に抑制することができる。このため、圧縮機30を駆動するためのモータ33が過負荷になってしまうことを抑制しつつ、冷凍運転することができる。
As described above, in the
また、圧縮機30は、高段圧縮機31、低段圧縮機32、ならびに高段圧縮機31および低段圧縮機32を駆動するモータ33を備える油冷式多段スクリュ圧縮機であって、エコノマイザは、ダブルエコノマイザ60であって、ダブルエコノマイザ60は、高段圧縮機31に接続される高段領域61と、低段圧縮機32に接続される低段領域62と、を有する。このように構成された冷凍装置1によれば、本発明を油冷式2段スクリュ圧縮機60に好適に適用することができる。
Further, the
また、一次冷媒回路10は、低段領域62および低段圧縮機32を接続する低段回路15から分岐して設けられ、モータ33の筐体に接続される接続回路16を有し、制御部は、検知部80の検出値が閾値を超えたときに、可変膨張弁12Bの開度を30%に制御するとともに、電磁弁70Aを開く。このように構成された冷凍装置1によれば、NH3冷媒がバイパス路70を流れるときであっても、接続回路16にもNH3冷媒が循環するため、連続的にモータ33の筐体内に貯留された冷凍機油を吐き出させるとともに、モータ33を冷却することができる。
Further, the
また、高段領域61の内部に貯留されたNH3冷媒液の液面レベルを検出する高段レベルセンサ61Aと、低段領域62の内部に貯留されたNH3冷媒液の液面レベルを検出する低段レベルセンサ62Aと、をさらに有し、制御部は、高段レベルセンサ61Aまたは低段レベルセンサ62Aが故障したとき、可変膨張弁12Bの開度を45~65%に制御するとともに、電磁弁70Aを開く。このように構成された冷凍装置1によれば、高段レベルセンサ61Aまたは低段レベルセンサ62Aが故障したときであっても、冷凍装置1を好適に駆動させることができる。
Further, the high-
また、以上説明したように、本実施形態に係る冷凍装置1の使用方法は、NH3冷媒が循環し、圧縮機30、凝縮器40、膨張弁45、および蒸発器50が配置された一次冷媒回路10と、CO2冷媒が循環し、蒸発器50および冷却負荷に接続された二次冷媒回路20と、凝縮器40および蒸発器50の間における一次冷媒回路10に設けられ、冷却されたNH3冷媒ガスを圧縮機30に供給する直接接触式ダブルエコノマイザ60と、直接接触式ダブルエコノマイザ60の上流側で一次冷媒回路10から分岐するとともに、直接接触式ダブルエコノマイザ60の下流側で一次冷媒回路10に合流するバイパス路70と、一次冷媒回路10に設けられ、直接接触式ダブルエコノマイザ60に流入するNH3冷媒の量を調整する可変膨張弁12Bと、バイパス路70に設けられ、バイパス路70に流入するNH3冷媒の量を調整する電磁弁70Aと、一次冷媒回路10を循環するNH3の圧力、または二次冷媒回路20を循環するCO2冷媒の圧力を検知する検知部80と、を有する冷凍装置1の使用方法である。検知部80の検出値に基づいて、可変膨張弁12Bおよび電磁弁70Aの開閉を制御する。この冷凍装置1の使用方法によれば、このように構成された冷凍装置1によれば、モータ33が過負荷になるような状況では、NH3冷媒がバイパス路70を流れるように、可変膨張弁12Bおよび電磁弁70Aを開閉することによって、モータ33が過負荷になることを好適に抑制することができる。このため、圧縮機30を駆動するためのモータ33が過負荷になってしまうことを抑制しつつ、冷凍運転することができる。
Further, as described above, in the method of using the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、上述した実施形態では、一次冷媒回路10を循環する冷媒としてNH3冷媒を、二次冷媒回路20を循環する冷媒としてCO2冷媒をそれぞれ用いたが、これらに限定されない。CO2冷媒の代わりに、不凍液(ブライン)または冷却水であってもよい。CO2冷媒の代わりに不凍液が用いられる場合は、第2検知部82は、圧力の代わりに、温度を検知してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the NH 3 refrigerant is used as the refrigerant that circulates in the
また、上述した実施形態では、圧縮機30は、油冷式2段スクリュ圧縮機であったが、単段スクリュ圧縮機であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、一次冷媒回路10は、接続回路16を有していたが、一次冷媒回路は、接続回路を有していなくてもよい。接続回路を有さない場合は、接続回路にNH3冷媒を循環させる必要がないため、図4において、可変膨張弁12Bの開度は0%にすることができる。また、図4において、可変膨張弁12Bの開度を0%にする代わりに、電磁弁12Aを閉鎖してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、冷凍装置1は、高段レベルセンサ61Aおよび低段レベルセンサ62Aを有していたが、冷凍装置は、高段レベルセンサ61Aおよび低段レベルセンサ62Aを有していなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the refrigerating
また、上述した実施形態において、S105およびS106を省略してもよい。 Further, in the above-described embodiment, S105 and S106 may be omitted.
1 冷凍装置、
10 一次冷媒回路、
12B 可変膨張弁(第1バルブ)、
13 高段回路、
15 低段回路、
16 接続回路、
20 二次冷媒回路、
30 圧縮機、
31 高段圧縮機、
32 低段圧縮機、
33 モータ、
40 凝縮器、
45 膨張弁、
50 蒸発器、
60 直接接触式ダブルエコノマイザ、
61 高段領域、
61A 高段レベルセンサ、
62 低段領域、
62A 低段レベルセンサ、
70 バイパス路、
70A 電磁弁(第2バルブ)、
80 検知部。
1 Refrigerator,
10 Primary refrigerant circuit,
12B variable expansion valve (first valve),
13 High-stage circuit,
15 low-stage circuit,
16 connection circuit,
20 Secondary refrigerant circuit,
30 compressor,
31 High-stage compressor,
32 low-stage compressor,
33 motor,
40 condenser,
45 expansion valve,
50 evaporator,
60 Direct contact double economizer,
61 High dan area,
61A high level sensor,
62 Low stage area,
62A low level sensor,
70 Bypass,
70A solenoid valve (second valve),
80 Detection unit.
Claims (4)
第2冷媒が循環し、前記蒸発器および冷却負荷に接続された二次冷媒回路と、
前記凝縮器および前記蒸発器の間における前記一次冷媒回路に設けられ、冷却された第1冷媒ガスを前記圧縮機に供給する直接接触式エコノマイザと、
前記直接接触式エコノマイザの上流側で前記一次冷媒回路から分岐するとともに、前記直接接触式エコノマイザの下流側で前記一次冷媒回路に合流するバイパス路と、
前記一次冷媒回路に設けられ、前記直接接触式エコノマイザに流入する前記第1冷媒の量を調整する第1バルブと、
前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路に流入する前記第1冷媒の量を調整する第2バルブと、
前記一次冷媒回路を循環する前記第1冷媒の圧力、または前記二次冷媒回路を循環する前記第2冷媒の圧力もしくは温度を検知する検知部と、
前記検知部の検出値に基づいて、前記第1バルブおよび前記第2バルブの開閉を制御する制御部と、を有し、
前記圧縮機は、高段圧縮機、低段圧縮機、ならびに前記高段圧縮機および前記低段圧縮機を駆動するモータを備える油冷式多段スクリュ圧縮機であって、
前記直接接触式エコノマイザは、直接接触式ダブルエコノマイザであって、
前記直接接触式ダブルエコノマイザは、前記高段圧縮機に接続される高段領域と、前記低段圧縮機に接続される低段領域と、を有し、
前記一次冷媒回路は、前記低段領域および前記低段圧縮機を接続する低段回路から分岐して設けられ、前記モータの筐体に接続される接続回路を有し、
前記制御部は、前記検知部の検出値が閾値を超えたときに、前記第1バルブの開度を第1開度に制御するとともに、前記第2バルブを開く、冷凍装置。 A primary refrigerant circuit in which the first refrigerant circulates and a compressor, condenser, expansion valve, and evaporator are arranged.
The secondary refrigerant circuit in which the second refrigerant circulates and is connected to the evaporator and the cooling load,
A direct contact economizer provided in the primary refrigerant circuit between the condenser and the evaporator to supply the cooled first refrigerant gas to the compressor.
A bypass path that branches off from the primary refrigerant circuit on the upstream side of the direct contact economizer and joins the primary refrigerant circuit on the downstream side of the direct contact economizer.
A first valve provided in the primary refrigerant circuit and adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the direct contact economizer.
A second valve provided in the bypass path and adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the bypass path,
A detector that detects the pressure of the first refrigerant circulating in the primary refrigerant circuit or the pressure or temperature of the second refrigerant circulating in the secondary refrigerant circuit.
It has a control unit for controlling the opening and closing of the first valve and the second valve based on the detection value of the detection unit.
The compressor is an oil-cooled multi-stage screw compressor including a high-stage compressor, a low-stage compressor, and a motor for driving the high-stage compressor and the low-stage compressor.
The direct contact type economizer is a direct contact type double economizer.
The direct contact type double economizer has a high-stage region connected to the high-stage compressor and a low-stage region connected to the low-stage compressor.
The primary refrigerant circuit has a connection circuit that is branched from the low-stage circuit that connects the low-stage region and the low-stage compressor and is connected to the housing of the motor.
The control unit is a refrigerating device that controls the opening degree of the first valve to the first opening degree and opens the second valve when the detection value of the detection unit exceeds the threshold value .
前記低段領域の内部に貯留された前記第1冷媒の液面レベルを検出する低段レベルセンサと、をさらに有し、
前記制御部は、前記高段レベルセンサまたは前記低段レベルセンサが故障したとき、前記第1バルブの開度を第2開度に制御するとともに、前記第2バルブを開く、請求項1に記載の冷凍装置。 A high-stage level sensor that detects the liquid level of the first refrigerant stored inside the high-stage region, and a high-stage level sensor.
Further, a low-stage level sensor for detecting the liquid level of the first refrigerant stored inside the low-stage region is provided.
The first aspect of the present invention, wherein the control unit controls the opening degree of the first valve to the second opening degree and opens the second valve when the high-stage level sensor or the low-stage level sensor fails. Refrigeration equipment.
第2冷媒が循環し、前記蒸発器および冷却負荷に接続された二次冷媒回路と、
前記凝縮器および前記蒸発器の間における前記一次冷媒回路に設けられ、冷却された一次冷媒ガスを前記圧縮機に供給する直接接触式エコノマイザと、
前記膨張弁の上流側で前記一次冷媒回路から分岐するとともに、前記直接接触式エコノマイザの下流側で前記一次冷媒回路に合流するバイパス路と、
前記一次冷媒回路に設けられ、前記直接接触式エコノマイザに流入する前記第1冷媒の量を調整する第1バルブと、
前記バイパス路に設けられ、前記バイパス路に流入する前記第1冷媒の量を調整する第2バルブと、
前記一次冷媒回路を循環する前記第1冷媒の圧力、または前記二次冷媒回路を循環する前記第2冷媒の圧力もしくは温度を検知する検知部と、を有し、
前記圧縮機は、高段圧縮機、低段圧縮機、ならびに前記高段圧縮機および前記低段圧縮機を駆動するモータを備える油冷式多段スクリュ圧縮機であって、
前記直接接触式エコノマイザは、直接接触式ダブルエコノマイザであって、
前記直接接触式ダブルエコノマイザは、前記高段圧縮機に接続される高段領域と、前記低段圧縮機に接続される低段領域と、を有し、
前記一次冷媒回路は、前記低段領域および前記低段圧縮機を接続する低段回路から分岐して設けられ、前記モータの筐体に接続される接続回路を有する冷凍装置の使用方法であって、
前記検知部の検出値が閾値を超えたときに、前記第1バルブの開度を第1開度に制御するとともに、前記第2バルブを開く、冷凍装置の使用方法。 A primary refrigerant circuit in which the first refrigerant circulates and a compressor, condenser, expansion valve, and evaporator are arranged.
The secondary refrigerant circuit in which the second refrigerant circulates and is connected to the evaporator and the cooling load,
A direct contact economizer provided in the primary refrigerant circuit between the condenser and the evaporator to supply cooled primary refrigerant gas to the compressor.
A bypass path that branches off from the primary refrigerant circuit on the upstream side of the expansion valve and joins the primary refrigerant circuit on the downstream side of the direct contact economizer.
A first valve provided in the primary refrigerant circuit and adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the direct contact economizer.
A second valve provided in the bypass path and adjusting the amount of the first refrigerant flowing into the bypass path,
It has a detector for detecting the pressure of the first refrigerant circulating in the primary refrigerant circuit or the pressure or temperature of the second refrigerant circulating in the secondary refrigerant circuit.
The compressor is an oil-cooled multi-stage screw compressor including a high-stage compressor, a low-stage compressor, and a motor for driving the high-stage compressor and the low-stage compressor.
The direct contact type economizer is a direct contact type double economizer.
The direct contact type double economizer has a high-stage region connected to the high-stage compressor and a low-stage region connected to the low-stage compressor.
The primary refrigerant circuit is a method of using a refrigerating apparatus having a connection circuit branched from the low-stage circuit connecting the low-stage region and the low-stage compressor and connected to the housing of the motor. hand,
A method of using a freezing device that controls the opening degree of the first valve to the first opening degree and opens the second valve when the detection value of the detection unit exceeds a threshold value.
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