JPH0996476A - 過冷却水式冷水製造装置 - Google Patents
過冷却水式冷水製造装置Info
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- JPH0996476A JPH0996476A JP25503495A JP25503495A JPH0996476A JP H0996476 A JPH0996476 A JP H0996476A JP 25503495 A JP25503495 A JP 25503495A JP 25503495 A JP25503495 A JP 25503495A JP H0996476 A JPH0996476 A JP H0996476A
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- compressor
- heat exchanger
- evaporation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸発圧力調整弁を使用することなく蒸発温度
又は蒸発圧力を適正値に維持し、中間期、冬期において
も安定した運転を可能とするとともに、圧縮機の効率が
向上せしめられた過冷却水式冷水製造装置を提供する。 【解決手段】 蓄氷槽と過冷却水用熱交換器とを有する
蓄氷ユニットと冷凍ユニットとを結合してなる過冷却水
式冷水製造装置において、上記過冷却水用熱交換器の蒸
発温度又は蒸発圧力の検出値と設定所要値との偏差によ
りインバータ制御式圧縮機の周波数を調整し、蒸発温度
又は圧力を所要値に安定、維持し、冷水の凍結を防止す
る。
又は蒸発圧力を適正値に維持し、中間期、冬期において
も安定した運転を可能とするとともに、圧縮機の効率が
向上せしめられた過冷却水式冷水製造装置を提供する。 【解決手段】 蓄氷槽と過冷却水用熱交換器とを有する
蓄氷ユニットと冷凍ユニットとを結合してなる過冷却水
式冷水製造装置において、上記過冷却水用熱交換器の蒸
発温度又は蒸発圧力の検出値と設定所要値との偏差によ
りインバータ制御式圧縮機の周波数を調整し、蒸発温度
又は圧力を所要値に安定、維持し、冷水の凍結を防止す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和設備や食
品冷却装置等に０℃に近い冷水を製造、供給する過冷却
水式冷水製造装置に関する。
品冷却装置等に０℃に近い冷水を製造、供給する過冷却
水式冷水製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄氷槽及び過冷却水用熱交換器を有する
蓄氷ユニットと冷凍ユニットとを結合してなる過冷却水
式冷水製造装置は、夜間に安価な深夜電力を使用した蓄
氷運転によって、過冷却水を製造してシャーベット氷の
蓄氷を行い、昼間にこの蓄氷から冷水を取り出し、空気
調和や食品加工等の用途に利用するもので、０℃に近い
冷水を上記設備に供給できるという特徴を有する。
蓄氷ユニットと冷凍ユニットとを結合してなる過冷却水
式冷水製造装置は、夜間に安価な深夜電力を使用した蓄
氷運転によって、過冷却水を製造してシャーベット氷の
蓄氷を行い、昼間にこの蓄氷から冷水を取り出し、空気
調和や食品加工等の用途に利用するもので、０℃に近い
冷水を上記設備に供給できるという特徴を有する。
【０００３】図６には、従来の過冷却水式冷水製造装置
の１例の系統図が示されている。図６において、上記過
冷却水式冷水製造装置は蓄氷ユニットＷと冷凍ユニット
Ｒとより構成される。上記蓄氷ユニットＷは密閉された
蓄氷槽１を有し、同蓄氷槽１の内部上方には過冷却水用
熱交換器２が配設され、下方にはフィルタ３が張設され
ている。上記過冷却水用熱交換器２は所要の形状に曲げ
られた外管２１と同外管２１に内挿される内管２２とか
らなる２重管構造とされており、外管２１内に被冷却
水、内管２２内に冷媒が通流される。また、上記外管２
１の被冷却水入口には冷水入口接続口２３が、出口には
過冷却水散水ノズル２４が設けられている。さらに、上
記蓄氷槽１の下方には給水口３１及び循環ライン接続口
３２が設けられている。
の１例の系統図が示されている。図６において、上記過
冷却水式冷水製造装置は蓄氷ユニットＷと冷凍ユニット
Ｒとより構成される。上記蓄氷ユニットＷは密閉された
蓄氷槽１を有し、同蓄氷槽１の内部上方には過冷却水用
熱交換器２が配設され、下方にはフィルタ３が張設され
ている。上記過冷却水用熱交換器２は所要の形状に曲げ
られた外管２１と同外管２１に内挿される内管２２とか
らなる２重管構造とされており、外管２１内に被冷却
水、内管２２内に冷媒が通流される。また、上記外管２
１の被冷却水入口には冷水入口接続口２３が、出口には
過冷却水散水ノズル２４が設けられている。さらに、上
記蓄氷槽１の下方には給水口３１及び循環ライン接続口
３２が設けられている。
【０００４】上記冷凍ユニットＲは圧縮機４、凝縮器
５、ファン６、ファンモータ７、膨張弁等の絞り機構
８、蒸発圧力調整弁（以下．ＥＰＲという）９等を具備
しており、これらは冷媒配管１０１により接続されてい
る。そして、上記絞り機構８の出口は上記過冷却水用熱
交換器２の内管２２入口に、ＥＰＲ９の入口は過冷却水
用熱交換器２の内管２２出口に接続されている。
５、ファン６、ファンモータ７、膨張弁等の絞り機構
８、蒸発圧力調整弁（以下．ＥＰＲという）９等を具備
しており、これらは冷媒配管１０１により接続されてい
る。そして、上記絞り機構８の出口は上記過冷却水用熱
交換器２の内管２２入口に、ＥＰＲ９の入口は過冷却水
用熱交換器２の内管２２出口に接続されている。
【０００５】また、上記蓄氷ユニットＷの外部には水配
管が接続されている。即ち、蓄氷槽１の底部に設けられ
た循環ライン接続口３２と上記過冷却水用熱交換器２の
冷水入口接続口２３との間には、水の循環ライン３３が
設けられ、これにはポンプ３４、過冷却水用熱交換器２
の入口温度を所定温度（例えば１℃）に調整する三方弁
３５及び開閉弁３６が介装されている。上記三方弁３５
には補給水ライン３７が接続され、循環ライン３３には
凍結解除弁３９を介して凍結解除ライン３８が接続され
ている。
管が接続されている。即ち、蓄氷槽１の底部に設けられ
た循環ライン接続口３２と上記過冷却水用熱交換器２の
冷水入口接続口２３との間には、水の循環ライン３３が
設けられ、これにはポンプ３４、過冷却水用熱交換器２
の入口温度を所定温度（例えば１℃）に調整する三方弁
３５及び開閉弁３６が介装されている。上記三方弁３５
には補給水ライン３７が接続され、循環ライン３３には
凍結解除弁３９を介して凍結解除ライン３８が接続され
ている。
【０００６】上記冷水製造装置において、蓄氷運転時に
は、蓄氷槽１内に所定水位Ｌ1 以上の給水を行い循環ラ
イン３３の開閉弁３６を開とし冷凍ユニットＲ及び循環
用のポンプ３４を運転する。これによって、圧縮機４が
駆動され、同圧縮機４から高温高圧の冷媒ガスが吐出さ
れる。この冷媒ガスは凝縮器５に入り、ここでファンモ
ータ７により駆動されるファン６により導入された外気
と熱交換し、凝縮液化する。この液冷媒は絞り機構８に
入り、ここで断熱膨張し、低温の気液二相となって過冷
却水用熱交換器２の内管２２に入り、ここで外管２１内
を流過する水と熱交換することによって蒸発気化してＥ
ＰＲ９を経て圧縮機４に戻る。
は、蓄氷槽１内に所定水位Ｌ1 以上の給水を行い循環ラ
イン３３の開閉弁３６を開とし冷凍ユニットＲ及び循環
用のポンプ３４を運転する。これによって、圧縮機４が
駆動され、同圧縮機４から高温高圧の冷媒ガスが吐出さ
れる。この冷媒ガスは凝縮器５に入り、ここでファンモ
ータ７により駆動されるファン６により導入された外気
と熱交換し、凝縮液化する。この液冷媒は絞り機構８に
入り、ここで断熱膨張し、低温の気液二相となって過冷
却水用熱交換器２の内管２２に入り、ここで外管２１内
を流過する水と熱交換することによって蒸発気化してＥ
ＰＲ９を経て圧縮機４に戻る。
【０００７】一方、上記ポンプ３４が駆動されると、蓄
氷槽１内の水は循環ライン３７を通って過冷却水用熱交
換器２の外管２１内に入り、ここで上記内管２２内を流
過する冷媒と熱交換することによって冷却され、過冷却
水散水ノズル２４から落下し蓄氷槽１内に戻る。このよ
うな循環を繰り返すうちに、蓄氷槽１内の水温は低下し
所定温度（例えば１℃）になると水は過冷却されて０℃
以下（例えば−１℃）の水となって、過冷却水散水ノズ
ル２４から噴出落下してフィルタ３上面に衝突し、そこ
で過冷却が解除されて一部がシャーベット状の氷とな
る。これが連続的に行われることにより蓄氷槽１内にシ
ャーベット状の氷が蓄氷されていく。
氷槽１内の水は循環ライン３７を通って過冷却水用熱交
換器２の外管２１内に入り、ここで上記内管２２内を流
過する冷媒と熱交換することによって冷却され、過冷却
水散水ノズル２４から落下し蓄氷槽１内に戻る。このよ
うな循環を繰り返すうちに、蓄氷槽１内の水温は低下し
所定温度（例えば１℃）になると水は過冷却されて０℃
以下（例えば−１℃）の水となって、過冷却水散水ノズ
ル２４から噴出落下してフィルタ３上面に衝突し、そこ
で過冷却が解除されて一部がシャーベット状の氷とな
る。これが連続的に行われることにより蓄氷槽１内にシ
ャーベット状の氷が蓄氷されていく。
【０００８】尚、上記蓄氷過程においては、補給水が補
給水ライン３７、三方弁３５を経て循環水ライン３３に
入り補給される。上記補給水の補給水量は三方弁３５に
よって過冷却水用熱交換器２の入口温度が常に所定温度
（例えば１℃）になるように制御される。このようにし
て蓄氷が進行し蓄氷槽１内水位が所定水位Ｌ2 まで上昇
すると蓄氷運転は停止される。
給水ライン３７、三方弁３５を経て循環水ライン３３に
入り補給される。上記補給水の補給水量は三方弁３５に
よって過冷却水用熱交換器２の入口温度が常に所定温度
（例えば１℃）になるように制御される。このようにし
て蓄氷が進行し蓄氷槽１内水位が所定水位Ｌ2 まで上昇
すると蓄氷運転は停止される。
【０００９】そして上記のようにして生成された冷水は
昼間に給水口３１から取り出され空気調和や食品加工等
の用途に利用される（以下．これを冷水運転という）。
上記冷水運転中においては、通常、冷凍ユニットＲは運
転されるが、負荷の小さい場合は、停止されることもあ
る。
昼間に給水口３１から取り出され空気調和や食品加工等
の用途に利用される（以下．これを冷水運転という）。
上記冷水運転中においては、通常、冷凍ユニットＲは運
転されるが、負荷の小さい場合は、停止されることもあ
る。
【００１０】上記過冷却水式冷水製造装置は、通常、年
間通して使用されることから、中間期や冬期に外温低下
に伴って凝縮圧力が著しく低下するのを防止するための
凝縮圧力制御手段、並びに蒸発圧力が著しく低下するの
を防止するための蒸発圧力制御手段を具備している。
間通して使用されることから、中間期や冬期に外温低下
に伴って凝縮圧力が著しく低下するのを防止するための
凝縮圧力制御手段、並びに蒸発圧力が著しく低下するの
を防止するための蒸発圧力制御手段を具備している。
【００１１】上記凝縮圧力制御を行うため、ファンモー
タ７は高速、低速の２段切換可変速モータにて構成され
るとともに、凝縮器５の出口配管には凝縮圧力によって
作動する圧力スイッチ１０が取付けられている。しかし
て、凝縮圧力が低下しその検出値ＰH が所定値（例えば
１０．５kg/cm2G ）以下になると、凝縮圧力制御に入
り、ファンモータ７の回転速度が高速→低速に切換えら
れる。この凝縮圧力制御により凝縮器５の能力が低下
し、その結果、凝縮圧力が上昇する。そして、上記所定
値より高い設定値（例えば１４．５kg/cm2G ）以上にな
ると、この凝縮圧力制御は解除され、ファンモータ７の
回転速度は低速から高速へ復帰される。
タ７は高速、低速の２段切換可変速モータにて構成され
るとともに、凝縮器５の出口配管には凝縮圧力によって
作動する圧力スイッチ１０が取付けられている。しかし
て、凝縮圧力が低下しその検出値ＰH が所定値（例えば
１０．５kg/cm2G ）以下になると、凝縮圧力制御に入
り、ファンモータ７の回転速度が高速→低速に切換えら
れる。この凝縮圧力制御により凝縮器５の能力が低下
し、その結果、凝縮圧力が上昇する。そして、上記所定
値より高い設定値（例えば１４．５kg/cm2G ）以上にな
ると、この凝縮圧力制御は解除され、ファンモータ７の
回転速度は低速から高速へ復帰される。
【００１２】次に、蒸発圧力制御を行うため、過冷却水
用熱交換器２と圧縮機４との間に蒸発圧力調整弁即ちＥ
ＰＲ９が介装されている。同ＥＰＲ９は過冷却水用熱交
換器２内の蒸発圧力が所定値（例えば３．３kg/cm2G ）
以下に低下すると閉じ、これ以上の圧力になったとき開
き、過冷却水用熱交換器２の蒸発圧力を所定値に維持す
る。蒸発温度と蒸発圧力は冷媒の熱力学特性により一定
の関係にあるため、蒸発圧力を所定値に維持することに
より蒸発温度を所定値に維持することができるため凍結
を防止することができる。
用熱交換器２と圧縮機４との間に蒸発圧力調整弁即ちＥ
ＰＲ９が介装されている。同ＥＰＲ９は過冷却水用熱交
換器２内の蒸発圧力が所定値（例えば３．３kg/cm2G ）
以下に低下すると閉じ、これ以上の圧力になったとき開
き、過冷却水用熱交換器２の蒸発圧力を所定値に維持す
る。蒸発温度と蒸発圧力は冷媒の熱力学特性により一定
の関係にあるため、蒸発圧力を所定値に維持することに
より蒸発温度を所定値に維持することができるため凍結
を防止することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の過冷却水式
冷水製造装置にあっては、過冷却水用熱交換器２内での
水の凍結を防止するため蒸発温度を一定の温度（例えば
−５℃）に安定させる必要がある。このため、かかる冷
水製造装置においては、ファンモータ７の回転速度の切
換えによる凝縮圧力制御により、中間期や冬期において
凝縮圧力が低下し、これに従い蒸発圧力が低下するのを
防止するとともに、ＥＰＲ９の弁開度を蒸発圧力によっ
て加減し、直接蒸発圧力を一定に安定維持する制御が採
用されている。
冷水製造装置にあっては、過冷却水用熱交換器２内での
水の凍結を防止するため蒸発温度を一定の温度（例えば
−５℃）に安定させる必要がある。このため、かかる冷
水製造装置においては、ファンモータ７の回転速度の切
換えによる凝縮圧力制御により、中間期や冬期において
凝縮圧力が低下し、これに従い蒸発圧力が低下するのを
防止するとともに、ＥＰＲ９の弁開度を蒸発圧力によっ
て加減し、直接蒸発圧力を一定に安定維持する制御が採
用されている。
【００１４】上記のようにＥＰＲ９が使用されると、同
ＥＰＲ９の圧力損失は弁開度が全開状態でも比較的大き
いため、圧縮機４の吸入圧力が低下し、冷凍能力が低下
するとともに、圧縮効率も低下してしまうという問題点
がある。特に、中間期及び冬期においてＥＰＲ９の弁開
度が絞られると、ＥＰＲ９の圧力損失は一層大きくなり
上記問題点は一層顕著になって、圧縮機４の吸入圧力が
低下し過ぎ、連続運転が不能となるという事故の発生に
つながる。
ＥＰＲ９の圧力損失は弁開度が全開状態でも比較的大き
いため、圧縮機４の吸入圧力が低下し、冷凍能力が低下
するとともに、圧縮効率も低下してしまうという問題点
がある。特に、中間期及び冬期においてＥＰＲ９の弁開
度が絞られると、ＥＰＲ９の圧力損失は一層大きくなり
上記問題点は一層顕著になって、圧縮機４の吸入圧力が
低下し過ぎ、連続運転が不能となるという事故の発生に
つながる。
【００１５】本発明の目的は、上記蒸発圧力調整弁を使
用することなく蒸発温度及び蒸発圧力を適正値に維持
し、中間期、冬期においても安定した運転を可能とする
とともに、圧縮機の効率が向上せしめられた過冷却水式
冷水製造装置を提供することである。
用することなく蒸発温度及び蒸発圧力を適正値に維持
し、中間期、冬期においても安定した運転を可能とする
とともに、圧縮機の効率が向上せしめられた過冷却水式
冷水製造装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するもので、その要旨とする第１の手段は、圧縮機、
凝縮器、絞り機構、過冷却水用熱交換器を冷媒配管で結
合してなる冷凍サイクルを備えるとともに、上記過冷却
水用熱交換器に蓄氷槽からの冷水を供給して冷媒により
０℃以下の過冷却状態まで冷却した後、同熱交換器の外
部で過冷却状態を解除してシャーベット状の氷水を生成
し、この氷水を上記蓄氷槽内に貯留するように構成され
た過冷却水式冷水製造装置において、上記圧縮機をイン
バータ制御圧縮機にて構成するとともに、上記過冷却水
用熱交換器に送られる冷媒の蒸発温度と設定された基準
蒸発温度との偏差によって上記圧縮機の運転周波数を調
整し、上記蒸発温度を上記基準蒸発温度に維持せしめる
制御装置を備えたことを特徴とする過冷却水式冷水製造
装置にある。
決するもので、その要旨とする第１の手段は、圧縮機、
凝縮器、絞り機構、過冷却水用熱交換器を冷媒配管で結
合してなる冷凍サイクルを備えるとともに、上記過冷却
水用熱交換器に蓄氷槽からの冷水を供給して冷媒により
０℃以下の過冷却状態まで冷却した後、同熱交換器の外
部で過冷却状態を解除してシャーベット状の氷水を生成
し、この氷水を上記蓄氷槽内に貯留するように構成され
た過冷却水式冷水製造装置において、上記圧縮機をイン
バータ制御圧縮機にて構成するとともに、上記過冷却水
用熱交換器に送られる冷媒の蒸発温度と設定された基準
蒸発温度との偏差によって上記圧縮機の運転周波数を調
整し、上記蒸発温度を上記基準蒸発温度に維持せしめる
制御装置を備えたことを特徴とする過冷却水式冷水製造
装置にある。
【００１７】また本発明の第２の手段は、上記第１の手
段において、上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の
蒸発温度を検出して上記制御装置に入力する温度検出手
段を加設するとともに、上記制御装置を、上記検出蒸発
温度と上記基準蒸発温度との偏差を算出する偏差算出手
段と、上記偏差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量
を算出する周波数変化量演算手段と、上記周波数の変化
量に応じて上記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調
整手段とにより構成したことにある。
段において、上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の
蒸発温度を検出して上記制御装置に入力する温度検出手
段を加設するとともに、上記制御装置を、上記検出蒸発
温度と上記基準蒸発温度との偏差を算出する偏差算出手
段と、上記偏差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量
を算出する周波数変化量演算手段と、上記周波数の変化
量に応じて上記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調
整手段とにより構成したことにある。
【００１８】本発明の第３の手段は、上記第１の手段に
おける冷媒の蒸発温度の制御に代えて蒸発圧力の制御と
したもので、制御装置を過冷却水用熱交換器に送られる
冷媒の蒸発圧力と設定された基準蒸発圧力との偏差によ
って上記圧縮機の運転周波数を調整し、上記蒸発圧力を
上記基準蒸発圧力に維持せしめるように構成したことに
ある。
おける冷媒の蒸発温度の制御に代えて蒸発圧力の制御と
したもので、制御装置を過冷却水用熱交換器に送られる
冷媒の蒸発圧力と設定された基準蒸発圧力との偏差によ
って上記圧縮機の運転周波数を調整し、上記蒸発圧力を
上記基準蒸発圧力に維持せしめるように構成したことに
ある。
【００１９】また第４の手段は、上記第３の手段におい
て、過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の蒸発圧力を検
出して上記制御装置に入力する圧力検出手段を加設する
とともに、上記制御装置を、上記検出蒸発圧力と上記基
準蒸発圧力との偏差を算出する偏差算出手段と、上記偏
差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量を算出する周
波数変化量演算手段と、上記周波数の変化量に応じて上
記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調整手段とによ
り構成したことにある。
て、過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の蒸発圧力を検
出して上記制御装置に入力する圧力検出手段を加設する
とともに、上記制御装置を、上記検出蒸発圧力と上記基
準蒸発圧力との偏差を算出する偏差算出手段と、上記偏
差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量を算出する周
波数変化量演算手段と、上記周波数の変化量に応じて上
記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調整手段とによ
り構成したことにある。
【００２０】上記第１〜第４の手段によれば、蒸発温度
又は蒸発圧力の検出手段によって検出された冷媒の蒸発
温度又は蒸発圧力は制御装置に入力され、制御装置にお
いて検出された蒸発温度又は蒸発圧力と、設定された基
準蒸発温度又は蒸発圧力との偏差を算出し、この偏差に
基づいて圧縮機の運転周波数の変化量を算出して、この
変化量に応じて圧縮機の運転周波数を調整し、冷媒の蒸
発温度または蒸発圧力を上記基準温度又は基準圧力に維
持せしめる。
又は蒸発圧力の検出手段によって検出された冷媒の蒸発
温度又は蒸発圧力は制御装置に入力され、制御装置にお
いて検出された蒸発温度又は蒸発圧力と、設定された基
準蒸発温度又は蒸発圧力との偏差を算出し、この偏差に
基づいて圧縮機の運転周波数の変化量を算出して、この
変化量に応じて圧縮機の運転周波数を調整し、冷媒の蒸
発温度または蒸発圧力を上記基準温度又は基準圧力に維
持せしめる。
【００２１】これにより、過冷却水用熱交換器内の冷媒
温度が所要の基準温度以下にならないように安定的に維
持でき、上記熱交換器内における水の凍結を防止するこ
とができる。また、従来のもののような蒸気圧力調整弁
が不要となるので、これによる圧力損失が皆無となる。
温度が所要の基準温度以下にならないように安定的に維
持でき、上記熱交換器内における水の凍結を防止するこ
とができる。また、従来のもののような蒸気圧力調整弁
が不要となるので、これによる圧力損失が皆無となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下図１〜図５を参照して本発明
の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施の
第１形態に係る過冷却水式冷水製造装置の系統図、図２
にはこれの制御ブロック図、図３には制御線図が夫々示
されている。
の実施形態を詳細に説明する。図１には本発明の実施の
第１形態に係る過冷却水式冷水製造装置の系統図、図２
にはこれの制御ブロック図、図３には制御線図が夫々示
されている。
【００２３】図１において、Ｗは過冷却水式冷水製造装
置の蓄氷ユニット、Ｒは冷凍ユニットである。上記蓄氷
ユニットＷは密閉された蓄氷槽１を有し、同蓄氷槽１の
内部上方には過冷却水用熱交換器２が配設され、下方に
はフィルタ３が張設されている。上記過冷却水用熱交換
器２は所要の形状に曲げられた外管２１と同外管２１に
内挿される内管２２とからなる２重管構造とされてお
り、外管２１内に被冷却水、内管２２内に冷媒が通流さ
れる。また、上記外管２１の被冷却水入口には冷水入口
接続口２３が、出口には過冷却水散水ノズル２４が設け
られている。さらに、上記蓄氷槽１の下方には給水口３
１及び循環ライン接続口３２が設けられている。
置の蓄氷ユニット、Ｒは冷凍ユニットである。上記蓄氷
ユニットＷは密閉された蓄氷槽１を有し、同蓄氷槽１の
内部上方には過冷却水用熱交換器２が配設され、下方に
はフィルタ３が張設されている。上記過冷却水用熱交換
器２は所要の形状に曲げられた外管２１と同外管２１に
内挿される内管２２とからなる２重管構造とされてお
り、外管２１内に被冷却水、内管２２内に冷媒が通流さ
れる。また、上記外管２１の被冷却水入口には冷水入口
接続口２３が、出口には過冷却水散水ノズル２４が設け
られている。さらに、上記蓄氷槽１の下方には給水口３
１及び循環ライン接続口３２が設けられている。
【００２４】上記冷凍ユニットＲは圧縮機１４（詳細は
後述）、凝縮器５、ファン６、ファンモータ７、膨張弁
等の絞り機構８等を備えており、これらは冷媒配管１０
１により接続されている。そして、上記絞り機構８の出
口は上記過冷却水用熱交換器２の内管２２入口に、圧縮
機１４の入口は過冷却水用熱交換器２の内管２２出口に
接続されている。
後述）、凝縮器５、ファン６、ファンモータ７、膨張弁
等の絞り機構８等を備えており、これらは冷媒配管１０
１により接続されている。そして、上記絞り機構８の出
口は上記過冷却水用熱交換器２の内管２２入口に、圧縮
機１４の入口は過冷却水用熱交換器２の内管２２出口に
接続されている。
【００２５】また、上記蓄氷ユニットＷの外部には水配
管が接続されている。即ち、蓄氷槽１の底部に設けられ
た循環ライン接続口３２と上記過冷却水用熱交換器２の
冷水入口接続口２３との間には、水の循環ライン３３が
設けられ、これにはポンプ３４、過冷却水用熱交換器２
の入口温度を所定温度（例えば１℃）に調整する三方弁
３５及び開閉弁３６が介装されている。三方弁３５には
補給水ライン３７が接続され、循環ライン３３には凍結
解除弁３９を介して凍結解除ライン３８が接続されてい
る。
管が接続されている。即ち、蓄氷槽１の底部に設けられ
た循環ライン接続口３２と上記過冷却水用熱交換器２の
冷水入口接続口２３との間には、水の循環ライン３３が
設けられ、これにはポンプ３４、過冷却水用熱交換器２
の入口温度を所定温度（例えば１℃）に調整する三方弁
３５及び開閉弁３６が介装されている。三方弁３５には
補給水ライン３７が接続され、循環ライン３３には凍結
解除弁３９を介して凍結解除ライン３８が接続されてい
る。
【００２６】上記圧縮機１４はインバータ制御圧縮機に
て構成され、後述する制御装置４０により、制御回線１
０２を介して制御信号が伝送される。１１は上記過冷却
水用熱交換器２入口の冷媒温度を検出する温度センサで
あり、同温度センサ１１からの温度検出信号は回線１０
２を介して制御装置４０に入力される。１０は圧力スイ
ッチである。
て構成され、後述する制御装置４０により、制御回線１
０２を介して制御信号が伝送される。１１は上記過冷却
水用熱交換器２入口の冷媒温度を検出する温度センサで
あり、同温度センサ１１からの温度検出信号は回線１０
２を介して制御装置４０に入力される。１０は圧力スイ
ッチである。
【００２７】上記制御装置４０は、マイクロコンピュー
タから成り、上記インバータ制御式圧縮機１４の周波数
を制御するもので、中央制御装置（ＣＰＵ）、Ａ／Ｄ変
換器、入・出力装置等により構成されている。尚、従来
装備されていた蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）は削除されて
いる。
タから成り、上記インバータ制御式圧縮機１４の周波数
を制御するもので、中央制御装置（ＣＰＵ）、Ａ／Ｄ変
換器、入・出力装置等により構成されている。尚、従来
装備されていた蒸発圧力調整弁（ＥＰＲ）は削除されて
いる。
【００２８】上記冷水製造装置において、蓄氷運転時に
は、蓄氷槽１内に所定水位Ｌ1 以上の給水を行い循環ラ
イン３３の開閉弁３６を開とし、冷凍ユニットＲ及び循
環用のポンプ３４を運転する。これによって、圧縮機１
４が駆動され、同圧縮機１４から高温高圧の冷媒ガスが
吐出される。この冷媒ガスは凝縮器５に入り、ここでフ
ァンモータ７により駆動されるファン６により導入され
た外気と熱交換し、凝縮液化する。この液冷媒は絞り機
構８に入り、ここで断熱膨張し、低温の気液二相となっ
て過冷却水用熱交換器２の内管２２に入り、ここで外管
２１内を流過する水と熱交換することによって蒸発気化
して圧縮機１４に戻る。
は、蓄氷槽１内に所定水位Ｌ1 以上の給水を行い循環ラ
イン３３の開閉弁３６を開とし、冷凍ユニットＲ及び循
環用のポンプ３４を運転する。これによって、圧縮機１
４が駆動され、同圧縮機１４から高温高圧の冷媒ガスが
吐出される。この冷媒ガスは凝縮器５に入り、ここでフ
ァンモータ７により駆動されるファン６により導入され
た外気と熱交換し、凝縮液化する。この液冷媒は絞り機
構８に入り、ここで断熱膨張し、低温の気液二相となっ
て過冷却水用熱交換器２の内管２２に入り、ここで外管
２１内を流過する水と熱交換することによって蒸発気化
して圧縮機１４に戻る。
【００２９】一方、上記ポンプ３４が駆動されると、蓄
氷槽１内の水は循環ライン３７を通って過冷却水用熱交
換器２の外管２１内に入り、ここで上記内管２２内を流
過する冷媒と熱交換することによって冷却され、過冷却
水散水ノズル２４から落下し蓄氷槽１内に戻る。このよ
うな循環を繰り返すうちに、蓄氷槽１内の水温は低下し
所定温度（例えば１℃）になると水は過冷却されて０℃
以下（例えば−１℃）の水となって、過冷却水散水ノズ
ル２４から噴出落下してフィルタ３上面に衝突し、そこ
で過冷却が解除されて一部がシャーベット状の氷とな
る。これが連続的に行われることにより蓄氷槽１内にシ
ャーベット状の氷が蓄氷されていく。
氷槽１内の水は循環ライン３７を通って過冷却水用熱交
換器２の外管２１内に入り、ここで上記内管２２内を流
過する冷媒と熱交換することによって冷却され、過冷却
水散水ノズル２４から落下し蓄氷槽１内に戻る。このよ
うな循環を繰り返すうちに、蓄氷槽１内の水温は低下し
所定温度（例えば１℃）になると水は過冷却されて０℃
以下（例えば−１℃）の水となって、過冷却水散水ノズ
ル２４から噴出落下してフィルタ３上面に衝突し、そこ
で過冷却が解除されて一部がシャーベット状の氷とな
る。これが連続的に行われることにより蓄氷槽１内にシ
ャーベット状の氷が蓄氷されていく。
【００３０】尚、上記蓄氷過程においては、補給水が補
給水ライン３７、三方弁３５を経て循環水ライン３３に
入り補給される。上記補給水の補給水量は三方弁３５に
よって過冷却水用熱交換器２の入口温度が常に所定温度
（例えば１℃）になるように制御される。このようにし
て蓄氷が進行し蓄氷槽１内水位が所定水位Ｌ2 まで上昇
すると蓄氷運転は停止される。
給水ライン３７、三方弁３５を経て循環水ライン３３に
入り補給される。上記補給水の補給水量は三方弁３５に
よって過冷却水用熱交換器２の入口温度が常に所定温度
（例えば１℃）になるように制御される。このようにし
て蓄氷が進行し蓄氷槽１内水位が所定水位Ｌ2 まで上昇
すると蓄氷運転は停止される。
【００３１】そして、上記のようにして生成された冷水
は昼間に給水口３１から取り出され空気調和や食品加工
等の用途に利用される（以下、これを冷水運転とい
う）。上記冷水運転中においては、通常、冷凍ユニット
Ｒは運転されるが、負荷の小さい場合は、停止されるこ
ともある。
は昼間に給水口３１から取り出され空気調和や食品加工
等の用途に利用される（以下、これを冷水運転とい
う）。上記冷水運転中においては、通常、冷凍ユニット
Ｒは運転されるが、負荷の小さい場合は、停止されるこ
ともある。
【００３２】次に図２を参照して上記制御装置４０によ
るインバータ制御式圧縮機１４の制御動作について説明
する。冷凍ユニットＲの運転が開始されると、所定のサ
ンプリングタイム毎に温度センサ１１によって検出され
た過冷却水用熱交換器２の入口における冷媒温度即ち蒸
発温度ＴE が制御装置４０内の偏差算出手段４１に入力
され、ここで基準温度設定手段４２から入力された基準
蒸発温度ＳＴとの偏差ＥがＥ＝ＴE −ＳＴによって算出
される。この算出偏差Ｅは周波数変化量演算手段４３に
入力され、ここで上記温度偏差Ｅと圧縮機１４の運転周
波数変化量ΔＨｚとの関係が図３のように設定された変
換関数記憶手段４４から入力された変換関数（ΔＨｚ＝
ｆ（Ｅ））に基づいて運転周波数変化量ΔＨｚが算出さ
れる。
るインバータ制御式圧縮機１４の制御動作について説明
する。冷凍ユニットＲの運転が開始されると、所定のサ
ンプリングタイム毎に温度センサ１１によって検出され
た過冷却水用熱交換器２の入口における冷媒温度即ち蒸
発温度ＴE が制御装置４０内の偏差算出手段４１に入力
され、ここで基準温度設定手段４２から入力された基準
蒸発温度ＳＴとの偏差ＥがＥ＝ＴE −ＳＴによって算出
される。この算出偏差Ｅは周波数変化量演算手段４３に
入力され、ここで上記温度偏差Ｅと圧縮機１４の運転周
波数変化量ΔＨｚとの関係が図３のように設定された変
換関数記憶手段４４から入力された変換関数（ΔＨｚ＝
ｆ（Ｅ））に基づいて運転周波数変化量ΔＨｚが算出さ
れる。
【００３３】上記運転周波数変化量ΔＨｚと記憶手段４
６に記憶されている前回のサンプリングタイム時の運転
周波数Ｈｚ−１とを加算手段４５で加算することによっ
て圧縮機１４の運転周波数Ｈｚが算出決定される。この
運転周波数Ｈｚはインバータ４７に入力され、同インバ
ータ４７から圧縮機１４に出力されて、圧縮機１４を運
転周波数Ｈｚに対応する回転数で駆動する。上記周波数
Ｈｚは、記憶手段４６にも出力されこれに記憶される。
６に記憶されている前回のサンプリングタイム時の運転
周波数Ｈｚ−１とを加算手段４５で加算することによっ
て圧縮機１４の運転周波数Ｈｚが算出決定される。この
運転周波数Ｈｚはインバータ４７に入力され、同インバ
ータ４７から圧縮機１４に出力されて、圧縮機１４を運
転周波数Ｈｚに対応する回転数で駆動する。上記周波数
Ｈｚは、記憶手段４６にも出力されこれに記憶される。
【００３４】上記制御により、過冷却水用熱交換器２に
送られる冷媒は常時所要の基準蒸発温度に維持されるこ
ととなり、従来のもののような蒸気圧力調整弁を用いる
ことなく、冷水の凍結を防止することができる。
送られる冷媒は常時所要の基準蒸発温度に維持されるこ
ととなり、従来のもののような蒸気圧力調整弁を用いる
ことなく、冷水の凍結を防止することができる。
【００３５】図４〜図５には本発明の実施の第２形態が
示されている。図４は冷水製造装置の系統図、図５は運
転周波数を制御する制御装置４０の制御ブロック図であ
る。図４において、過冷却水用熱交換器２の冷媒出口配
管１０１には圧力センサ１２が取付けられこの圧力セン
サ１２により検出された過冷却水用熱交換器２の出口に
おける冷媒圧力、即ち、蒸発圧力ＰE を回線１０３を介
して制御装置４０に入力し、第１実施形態における蒸発
温度ＴE に代えて用いている。
示されている。図４は冷水製造装置の系統図、図５は運
転周波数を制御する制御装置４０の制御ブロック図であ
る。図４において、過冷却水用熱交換器２の冷媒出口配
管１０１には圧力センサ１２が取付けられこの圧力セン
サ１２により検出された過冷却水用熱交換器２の出口に
おける冷媒圧力、即ち、蒸発圧力ＰE を回線１０３を介
して制御装置４０に入力し、第１実施形態における蒸発
温度ＴE に代えて用いている。
【００３６】即ち、上記蒸発圧力ＰE と蒸発温度ＴE と
は冷媒の熱力学特性より一定の関係にあるため、蒸発温
度ＴE の代りに蒸発圧力ＰE を用いても上記第１実施形
態と同様な運転周波数制御が可能であり、蒸発温度を所
定値に維持することができる。その他の構成、作用は図
１に示される第１実施形態と同様であり、これと同一の
部材、要素は同一の符号で示す。
は冷媒の熱力学特性より一定の関係にあるため、蒸発温
度ＴE の代りに蒸発圧力ＰE を用いても上記第１実施形
態と同様な運転周波数制御が可能であり、蒸発温度を所
定値に維持することができる。その他の構成、作用は図
１に示される第１実施形態と同様であり、これと同一の
部材、要素は同一の符号で示す。
【００３７】しかして、図５に示される制御ブロック図
において、制御装置４０の偏差算出手段４１において
は、上記圧力センサ１２から入力された蒸発圧力ＰE と
基準圧力設定手段４２’に設定された基準圧力ＳＴとの
偏差Ｅ＝ＰE −ＳＴが算出され周波数変化量演算手段４
３に入力される。
において、制御装置４０の偏差算出手段４１において
は、上記圧力センサ１２から入力された蒸発圧力ＰE と
基準圧力設定手段４２’に設定された基準圧力ＳＴとの
偏差Ｅ＝ＰE −ＳＴが算出され周波数変化量演算手段４
３に入力される。
【００３８】上記制御装置４０におけるその他の制御プ
ロセスは図２に示される第１実施形態と同様である。
尚、この場合、周波数変化量演算手段４３においては、
偏差算出手段４１からの蒸発圧力の偏差Ｅに対応する周
波数の変化量ΔＨｚを算出することとなる。
ロセスは図２に示される第１実施形態と同様である。
尚、この場合、周波数変化量演算手段４３においては、
偏差算出手段４１からの蒸発圧力の偏差Ｅに対応する周
波数の変化量ΔＨｚを算出することとなる。
【００３９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項１ないし４の発明によれば、検出された蒸発温度
又は蒸発圧力と、同温度及び圧力の所要の基準値との偏
差によって、圧縮機の運転周波数の変化量を演算し、こ
の変化量に応じて圧縮機の運転周波数を調整することが
できるため冷媒の蒸発温度又は蒸発圧力をそれぞれの所
要値に安定的に維持することができる。
請求項１ないし４の発明によれば、検出された蒸発温度
又は蒸発圧力と、同温度及び圧力の所要の基準値との偏
差によって、圧縮機の運転周波数の変化量を演算し、こ
の変化量に応じて圧縮機の運転周波数を調整することが
できるため冷媒の蒸発温度又は蒸発圧力をそれぞれの所
要値に安定的に維持することができる。
【００４０】蒸発温度と蒸発圧力とは冷媒の熱力学特性
により一定の関係にあるため、上記作用によって、過冷
却水用熱交換器内の冷媒温度が所要温度以下にならない
様に安定維持することができ上記熱交換器内での水の凍
結を防止することができる。
により一定の関係にあるため、上記作用によって、過冷
却水用熱交換器内の冷媒温度が所要温度以下にならない
様に安定維持することができ上記熱交換器内での水の凍
結を防止することができる。
【００４１】また、従来使用されていた蒸発圧力調整弁
（ＥＰＲ）を削除することができるため、圧縮機の吸入
配管でのＥＰＲによる圧力損失は無くなり、圧縮機の吸
入圧力の低下が回避され、従来のものに比較して圧縮効
率を向上せしめることができる。さらに従来のもののよ
うに、中間期、冬期における連続運転が不能となるよう
なことはなく、通期安定した運転が可能となる。
（ＥＰＲ）を削除することができるため、圧縮機の吸入
配管でのＥＰＲによる圧力損失は無くなり、圧縮機の吸
入圧力の低下が回避され、従来のものに比較して圧縮効
率を向上せしめることができる。さらに従来のもののよ
うに、中間期、冬期における連続運転が不能となるよう
なことはなく、通期安定した運転が可能となる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る過冷却水式冷水
製造装置の系統図。
製造装置の系統図。
【図２】上記第１形態における運転周波数制御装置の制
御ブロック図。
御ブロック図。
【図３】上記第１形態における作用説明図。
【図４】本発明の実施の第２形態に係る過冷却水式冷水
製造装置の系統図。
製造装置の系統図。
【図５】上記第２形態に係る運転周波数制御装置の制御
ブロック図。
ブロック図。
【図６】従来の過冷却水式冷水製造装置の系統図。
Ｗ 蓄氷ユニット Ｒ 冷凍ユニット １ 蓄氷槽 ２ 過冷却水用熱交換器 ５ 凝縮器 ８ 絞り機構 １１ 温度センサ １２ 圧力センサ １４ 圧縮機（インバータ制御） ４０ 制御装置 ４１ 偏差算出手段 ４２ 基準温度設定手段 ４３ 周波数変化量演算手段 ４４ 変換関数記憶手段 ４５ 加算手段 ４６ 記憶手段 ４７ インバータ １０１ 冷媒管路
Claims (4)
- 【請求項１】 圧縮機、凝縮器、絞り機構、過冷却水用
熱交換器を冷媒配管で結合してなる冷凍サイクルを備え
るとともに、上記過冷却水用熱交換器に蓄氷槽からの冷
水を供給して冷媒により０℃以下の過冷却状態まで冷却
した後、同熱交換器の外部で過冷却状態を解除してシャ
ーベット状の氷水を生成し、この氷水を上記蓄氷槽内に
貯留するように構成された過冷却水式冷水製造装置にお
いて、上記圧縮機をインバータ制御圧縮機にて構成する
とともに、上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の蒸
発温度と設定された基準蒸発温度との偏差によって上記
圧縮機の運転周波数を調整し、上記蒸発温度を上記基準
蒸発温度に維持せしめる制御装置を備えたことを特徴と
する過冷却水式冷水製造装置。 - 【請求項２】 上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒
の蒸発温度を検出して上記制御装置に入力する温度検出
手段を備えるとともに、上記制御装置が、上記検出蒸発
温度と上記基準蒸発温度との偏差を算出する偏差算出手
段と、上記偏差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量
を算出する周波数変化量演算手段と、上記周波数の変化
量に応じて上記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調
整手段とを備えた請求項１記載の過冷却水式冷水製造装
置。 - 【請求項３】 圧縮機、凝縮器、絞り機構、過冷却水用
熱交換器を冷媒配管で結合してなる冷凍サイクルを備え
るとともに、上記過冷却水用熱交換器に蓄氷槽からの冷
水を供給して冷媒により０℃以下の過冷却状態まで冷却
した後、同熱交換器の外部で過冷却状態を解除してシャ
ーベット状の氷水を生成し、この氷水を上記蓄氷槽内に
貯留するように構成された過冷却水式冷水製造装置にお
いて、上記圧縮機をインバータ制御圧縮機にて構成する
とともに、上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒の蒸
発圧力と設定された基準蒸発圧力との偏差によって上記
圧縮機の運転周波数を調整し、上記蒸発圧力を上記基準
蒸発圧力に維持せしめる制御装置を備えたことを特徴と
する過冷却水式冷水製造装置。 - 【請求項４】 上記過冷却水用熱交換器に送られる冷媒
の蒸発圧力を検出して上記制御装置に入力する圧力検出
手段を備えるとともに、上記制御装置が、上記検出蒸発
圧力と上記基準蒸発圧力との偏差を算出する偏差算出手
段と、上記偏差から上記圧縮機の運転用周波数の変化量
を算出する周波数変化量演算手段と、上記周波数の変化
量に応じて上記圧縮機の運転周波数を調整する周波数調
整手段とを備えた請求項３記載の過冷却水式冷水製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503495A JPH0996476A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 過冷却水式冷水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25503495A JPH0996476A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 過冷却水式冷水製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996476A true JPH0996476A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17273259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25503495A Pending JPH0996476A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 過冷却水式冷水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996476A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021366A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Nkk Corp | 水和物スラリ冷熱利用システム |
| JP2009236403A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Denso Corp | 地熱利用ヒートポンプ装置 |
| CN102486450A (zh) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | 西安大昱光电科技有限公司 | 冻雨发生器 |
| CN102486452A (zh) * | 2010-12-05 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 过冷水发生器 |
| CN102661628A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-12 | 东南大学 | 采用水箱控制热泵蒸发压力的安全装置及其方法 |
| JP2017142017A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和装置 |
| EP3092450A4 (en) * | 2014-01-08 | 2017-08-23 | True Manufacturing Co., Inc. | Variable-operating point components for cube ice machines |
| CN112665049A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-16 | 无锡市工业设备安装有限公司 | 一种新型高效水蓄冷运行的方法 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25503495A patent/JPH0996476A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003021366A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Nkk Corp | 水和物スラリ冷熱利用システム |
| JP2009236403A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Denso Corp | 地熱利用ヒートポンプ装置 |
| CN102486450A (zh) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | 西安大昱光电科技有限公司 | 冻雨发生器 |
| CN102486452A (zh) * | 2010-12-05 | 2012-06-06 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 过冷水发生器 |
| CN102661628A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-12 | 东南大学 | 采用水箱控制热泵蒸发压力的安全装置及其方法 |
| CN102661628B (zh) * | 2012-05-31 | 2014-04-02 | 东南大学 | 采用水箱控制热泵蒸发压力的安全装置及其方法 |
| EP3092450A4 (en) * | 2014-01-08 | 2017-08-23 | True Manufacturing Co., Inc. | Variable-operating point components for cube ice machines |
| JP2017142017A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和装置 |
| CN112665049A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-16 | 无锡市工业设备安装有限公司 | 一种新型高效水蓄冷运行的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030520 |