JPH11108529A

JPH11108529A - 冷却装置

Info

Publication number: JPH11108529A
Application number: JP9281169A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawaguchi; 剛川口; Kazuhiro Sekiguchi; 和弘関口; Tokutaro Mase; 徳太郎間瀬
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍機の設置位置の移動作業が簡単であ
るとともに、保守が容易な冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、冷媒を圧縮する圧縮機
（８）、この圧縮機で圧縮された冷媒を冷却水で冷却す
る水冷凝縮器（９）、水冷凝縮器からの冷媒が膨張する
冷媒膨張部（１１）、および、冷媒膨張部から冷媒が流
入するとともに流入した冷媒が圧縮機へ流れている蒸発
器（１２）を具備する冷凍機（６）と、この冷凍機が設
置されている部屋（２）の外に配置されているフィンチ
ューブ型熱交換器（２１）と、このフィンチューブ型熱
交換器を空冷する熱交換器用送風機（２３）と、水冷凝
縮器とフィンチューブ型熱交換器とを連結する冷却水配
管（３１，３２）と、水冷式凝縮器の冷却水を、フィン
チューブ型熱交換器に流して、再び水冷式凝縮器に戻す
冷却水循環ポンプ（２２）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍機の排熱を室
外に放出している冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却機器（たとえば冷却ショーケース、
冷却貯蔵庫や低温加工テーブルなど）には、物を冷却す
る冷凍機が設けられている。この冷凍機の排熱を、冷却
機器が設置されている部屋内すなわち室内に排出する
と、部屋の温度が上昇し、部屋の温度を調整している空
調機器の負荷が増大する。そこで、冷凍機の蒸発器を室
内に設置するとともに、冷凍機の凝縮器は室外に配置し
て、冷凍機の排熱を室外に排出する場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、凝縮器を室
外に配置すると、冷媒配管が長くなり、冷媒配管に充填
されるフロンやアンモニアなどの冷媒の量が多くなり、
コストが増大する。また、冷媒配管には比較的高圧の冷
媒が充填されており、この冷媒が冷媒配管から漏れるこ
とを防止するために、冷媒配管は膨張弁や圧縮機などに
溶接で堅固に接続されている。したがって、圧縮機や蒸
発器の設置位置を変更する際には、冷媒配管を溶接部付
近で溶断して外し、設置位置の変更後に、再度溶接する
必要があり、設置位置の変更作業に手間がかかってい
る。さらに、冷媒配管を外す際には、冷媒配管内の冷媒
を回収する必要がある。また、冷媒配管を接続する際に
は、冷媒配管内の空気を抜き取るとともに、空気抜取り
後、冷媒を充填する必要がある。この様に、冷媒配管の
配管工事は手数がかかっている。

【０００４】そこで、冷凍機の凝縮器を水冷凝縮器に
し、この水冷凝縮器を室内に設置するとともに、クーリ
ングタワーを室外に設置し、この水冷凝縮器とクーリン
グタワーとを冷却水配管で連結することを検討した。こ
の様に冷却水配管で連結すると、配管の接続は溶接では
なく、着脱可能な接続金具で行え、冷凍機の設置位置の
変更が容易となる。しかしながら、クーリングタワーで
は冷却水の蒸発量が多く、頻繁に冷却水を補充する必要
がある。また、冷却水にゴミなどが混入することがあ
り、保守点検の手間がかかる。

【０００５】また、冷凍機自体を室外に設置し、冷却水
配管で冷たい冷却水を室内の冷却機器に導くことも考え
られるが、冷却水の温度を約０℃以下に下げると、冷却
水が凍結するので、冷却水の温度は約０℃以上に設定さ
れている。したがって、冷却機器における冷却温度を約
０℃以下にすることが困難であるとともに、冷却機器の
冷却効率が低下する。また、配管内の流体の温度を大き
く低下させると、配管を断熱する必要があり、配管工事
のコストが増大する。

【０００６】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、冷凍機の設置位置の移動作業が簡単である
とともに、保守が容易な冷却装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の冷却装置は、冷
媒を圧縮する圧縮機（８）、この圧縮機で圧縮された冷
媒を冷却水で冷却する水冷凝縮器（９）、水冷凝縮器か
らの冷媒が膨張する冷媒膨張部（１１）、および、冷媒
膨張部から冷媒が流入するとともに流入した冷媒が圧縮
機へ流れている蒸発器（１２）を具備する冷凍機（６）
と、この冷凍機が設置されている部屋（２）の外に配置
されているフィンチューブ型熱交換器（２１）と、この
フィンチューブ型熱交換器を空冷する熱交換器用送風機
（２３）と、水冷凝縮器の冷却水出口（９ａ）とフィン
チューブ型熱交換器の冷却水入口（２１ａ）とを連結す
る第１冷却水配管（３１）と、水冷凝縮器の冷却水入口
（９ｂ）とフィンチューブ型熱交換器の冷却水出口（２
１ｂ）とを連結する第２冷却水配管（３２）と、水冷式
凝縮器の冷却水を、第１冷却水配管、フィンチューブ型
熱交換器および第２冷却水配管に流して、再び水冷式凝
縮器に戻す冷却水循環ポンプ（２２）とを備えている。

【０００８】また、フィンチューブ型熱交換器および熱
交換器用送風機を覆うケース（１９）が設けられ、この
ケース内に冷却水循環ポンプが配置されている場合があ
る。

【０００９】さらに、冷却水循環ポンプが、圧縮機の稼
働と略同時に稼働し、かつ、圧縮機の停止と略同時に停
止している場合がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明における冷却装置の
実施の一形態を図１ないし図３を用いて説明する。図１
は本発明の実施の一形態における冷却装置の正面図であ
る。図２は冷却装置の冷媒および冷却水の回路図であ
る。図３は冷却装置の電気回路図である。

【００１１】たとえば冷却ショーケース、冷却貯蔵庫や
低温加工テーブルなどの冷却機器１は、店舗の店内や工
場の低温作業室などの室内２に設置されている。冷却機
器１内または冷却機器１付近には、冷凍機ユニット３が
設けられ、この冷凍機ユニット３のケース内には、冷凍
機６が設けられている。この冷凍機６は、フロンやアン
モニアなどの冷媒を圧縮する圧縮機８、この圧縮機８で
圧縮された冷媒を水冷する水冷凝縮器（たとえば、シェ
ルアンドコイル形式の水冷凝縮器）９、水冷凝縮器９で
冷却された冷媒が膨張する冷媒膨張部としての膨張弁１
１および蒸発器１２を具備し、これらの機器は冷媒配管
で連結され、いわゆる冷凍サイクルが構成されている。

【００１２】そして、圧縮機８が稼働すると、圧縮機８
が蒸発器１２内の冷媒を吸い込み、圧縮し、水冷凝縮器
９に吐出する。水冷凝縮器９において、冷媒は水冷さ
れ、ついで、膨張弁１１において膨張して、温度がさら
に低下する。この低温の冷媒は蒸発器１２に流入し、蒸
発器１２の周囲の物体たとえば空気、水や貯蔵槽などを
冷却し、再び圧縮機８に戻っている。

【００１３】一方、室内２と壁１４で隔てられている室
外１６（すなわち、冷凍機６が設置されている部屋の
外）には、室外放熱ユニット１８が設置されている。こ
の室外放熱ユニット１８のケース１９内には、フィンチ
ューブ型熱交換器２１、冷却水循環ポンプ２２および熱
交換器用送風機２３などが設けられている。このケース
１９には、換気用の開口２６，２７が形成されている。

【００１４】そして、水冷凝縮器９の冷却水出口９ａ
と、熱交換器２１の冷却水入口２１ａとは、第１冷却水
配管３１で接続され、また、水冷凝縮器９の冷却水入口
９ｂと、熱交換器２１の冷却水出口２１ｂとは、第２冷
却水配管３２で接続されている。冷却水配管３１，３２
は壁１４を貫通し、一端が室内２に、他端が室外１６に
延在している。また、第２冷却水配管３２には、前述の
冷却水循環ポンプ２２が設けられている。第１冷却水配
管３１は、水冷凝縮器９に溶接などで固定されている水
冷凝縮器側配管３１ａ、熱交換器２１に溶接などで固定
されている熱交換器側配管３１ｂ、および、水冷凝縮器
側配管３１ａと熱交換器側配管３１ｂとを連結している
連結配管３１ｃで構成されている。この連結配管３１ｃ
は、水冷凝縮器側配管３１ａおよび熱交換器側配管３１
ｂに、接続具としての接続金具３４で着脱可能に接続さ
れている。

【００１５】同様に、第２冷却水配管３２は、水冷凝縮
器９に溶接などで固定されている水冷凝縮器側配管３２
ａ、熱交換器２１に溶接で固定されている熱交換器側配
管３２ｂ、および、水冷凝縮器側配管３２ａと熱交換器
側配管３２ｂとを連結している連結配管３２ｃで構成さ
れ、連結配管３２ｃは、水冷凝縮器側配管３２ａおよび
熱交換器側配管３２ｂに、接続金具３４で着脱可能に接
続されている。冷却水循環ポンプ２２は、熱交換器側配
管３２ｂの中間部に設けられている。そして、水冷凝縮
器側配管３１ａ，３２ａおよび熱交換器側配管３１ｂ，
３２ｂは、金属パイプで構成され、一方、連結配管３１
ｃ，３２ｃは、樹脂製の柔軟なホースで構成されてい
る。なお、冷却水配管３１，３２は、断熱材で覆われ
ず、断熱されていない。ただし、断熱材で覆うことも可
能である。また、水冷凝縮器９、冷却水循環ポンプ２
２、冷却水配管３１，３２および熱交換器２１からなる
冷却水流路には、冷却水が充填されている。この冷却水
は、水道水などの真水に不凍液（たとえば、エチレング
リコールやプロピレングリコールなど）を混入して構成
されている。なお、暖かい場所に、冷却水配管３１，３
２や室外放熱ユニット１８などを設置する際には、必ず
しも、不凍液を混入する必要はない。

【００１６】また、商用の交流電源などの電源３６に、
第１スイッチ３７を介して、圧縮機８および冷却水循環
ポンプ２２が連結されている。この圧縮機８と冷却水循
環ポンプ２２とは並列に接続されている。さらに、電源
３６には、第２スイッチ３８を介して、熱交換器用送風
機２３が接続されている。この第２スイッチ３８は、略
常時ＯＮとなっており、熱交換器用送風機２３は略常時
回転している。この熱交換器用送風機２３は、ケース１
９の外の空気を、一方の換気用の開口２６から吸い込
み、熱交換器２１に送風し、他方の換気用の開口２７か
ら排出している。この様にして、熱交換器用送風機２３
は熱交換器２１を空冷している。

【００１７】冷却装置は、前述の冷凍機６、熱交換器２
１、冷却水循環ポンプ２２、熱交換器用送風機２３およ
び冷却水配管３１，３２などで構成されている。そし
て、第１スイッチ３７がＯＮとなると、圧縮機８および
冷却水循環ポンプ２２が略同時に稼働する。この圧縮機
８の稼働により、冷凍機６の冷媒が流れて、蒸発器１２
は温度が低下し、周囲の物体たとえば空気などの温度を
低下させる。一方、冷却水循環ポンプ２２は、熱交換器
２１の冷却水を吸い込んで、第２冷却水配管３２を介し
て水冷凝縮器９に吐出する。そして、水冷凝縮器９に流
入した冷却水は、第１冷却水配管３１を介して熱交換器
２１に戻っている。この様にして、冷却水は循環してお
り、熱交換器２１で空冷されて温度が低下するととも
に、水冷凝縮器９において、冷媒を冷却している。この
冷媒を冷却する際に、冷却水の温度は上昇している。

【００１８】また、蒸発器１２で冷却された空気など
は、冷却機器１たとえば冷却ショーケースの陳列室など
に供給されている。そして、陳列室などの温度が低下し
て、設定温度となると、第１スイッチ３７がＯＦＦとな
り、圧縮機８および冷却水循環ポンプ２２は略同時に停
止する。逆に、陳列室などの温度が上昇して、設定温度
以上になると、第１スイッチ３７がＯＮとなり、圧縮機
８および冷却水循環ポンプ２２は略同時に稼働する。

【００１９】ところで、冷凍機６の設置位置を変更する
際には、接続金具３４の部分で、冷却水配管３１，３２
の連結配管３１ｃ，３２ｃを冷凍機ユニット３から分離
し、ついで、冷凍機ユニット３を所定の位置に移動して
設置し、設置後、接続金具３４で連結配管３１ｃ，３２
ｃと冷凍機ユニット３とを接続する。接続金具３４で分
離した際に、冷却水は漏れることがあるが、その様な場
合には、連結配管３１ｃ，３２ｃと冷凍機ユニット３と
を接続した後に、水道水などの冷却水を補充する。ま
た、連結配管３１ｃ，３２ｃは柔軟なホースで構成され
ているので、移動距離が短い場合には、連結配管３１
ｃ，３２ｃを冷凍機ユニット３から分離せずに、設置位
置を簡単に変更することができる。

【００２０】前述のように実施の形態では、水冷凝縮器
９と熱交換器２１とは、冷却水配管３１，３２で連結さ
れているので、簡単に冷凍機６の設置位置を変更するこ
とができる。特に、冷却水配管３１，３２が、接続具を
具備しているので、この接続具の部分で容易に分離する
ことができる。したがって、冷凍機６の移動を、冷却水
配管に妨げられずに行うことができる。

【００２１】また、冷却水配管３１，３２は、柔軟なホ
ース部を具備しているので、水冷凝縮器９を冷却水配管
３１，３２から外さずに、簡単に設置位置を変更するこ
とができる。

【００２２】さらに、冷却水は外気に触れることがない
ので、外気中のホコリやゴミなどが冷却水に混入するこ
とが少ない。したがって、保守点検作業が容易となる。
また、冷却水の蒸発を防止することができる。その結
果、冷却水の補充を頻繁に行う必要がなくなる。

【００２３】そして、冷却水循環ポンプ２２と圧縮機８
とを略同時に、稼働または停止させるスイッチ機構（第
１スイッチ３７）が設けられているので、水冷凝縮器９
の冷却が必要な時だけ、冷却水循環ポンプ２２が稼働し
ており、ランニングコストを削減することができる。

【００２４】以上、本発明の実施の形態を詳述したが、
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、
種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を
下記に例示する。（１）実施の形態において、冷却水配管３１，３２は壁
１４を貫通しているが、床や天井などに配設して、室内
２から室外１６に延在させることも可能である。

【００２５】（２）室外１６は屋外でも可能であるし、
室内２以外の室内でも可能である。たとえば、冷却機器
１および冷凍機ユニット３を店内に配置し、室外放熱ユ
ニット１８を商品仕分け室に配置することが可能であ
る。（３）実施の形態においては、蒸発器用送風機が設けら
れていないが、蒸発器用送風機を設けることも可能であ
る。この蒸発器用送風機は、圧縮機８が稼働中は稼働す
るとともに、圧縮機８の停止後も、稼働していることが
好ましい。

【００２６】（４）実施の形態においては、熱交換器用
送風機２３は略常時稼働しているが、適宜必要に応じて
停止することも可能である。たとえば、圧縮機８の稼働
と、略同時に熱交換器用送風機２３を稼働したり、ま
た、圧縮機８の停止と、略同時に熱交換器用送風機２３
を停止したりすることが可能である。（５）実施の形態においては、冷却水循環ポンプ２２
は、第２冷却水配管３２の熱交換器側配管３２ｂに設け
られているが、冷却水を循環させることができるなら
ば、その配置は適宜変更可能である。すなわち、冷却水
配管３１，３２の適宜の箇所に設置可能である。ただ
し、室外１６側に配置した方が、冷却水循環ポンプ２２
の熱が室内２の室温に影響することが少ないので、好ま
しい。

【００２７】（６）実施の形態においては、接続金具３
４は、冷却水配管３１，３２の中間部に設けられている
が、冷却水配管３１，３２の端部に設けることも可能で
ある。また、接続金具３４は必ずしも設ける必要はな
い。（７）冷凍機６の数量や熱交換器２１の数量は、適宜選
択可能である。冷凍機６や熱交換器２１を複数設けた場
合には、直列に接続することも可能であるし、並列に接
続することも可能である。

【００２８】（８）冷却水配管３１，３２の材質は、実
施の形態のものに限定されず、適宜選択可能である。（９）実施の形態においては、冷媒膨張部は膨張弁１１
で構成されているが、他の構造でも可能である。たとえ
ば、キャピラリーチューブなどで構成することも可能で
ある。（１０）冷凍機６は、冷却機器１内に設けたり、冷却機
器１の外に設けたりすることができる。また、冷凍機６
の蒸発器１２のみを冷却機器１内に設けることも可能で
ある。

【００２９】

【発明の効果】本発明の冷却装置によれば、冷凍機の凝
縮器を水冷凝縮器とし、かつ、冷凍機が設置されている
部屋の外にフィンチューブ型熱交換器を配置するととも
に、この水冷凝縮器と熱交換器とを冷却水配管で接続し
ている。したがって、冷凍機の排熱は、水冷凝縮器およ
び冷却水配管を介して熱交換器に伝達され、室外に放出
されている。その結果、室内の温度が上昇することを防
止することができる。しかも、水冷凝縮器と熱交換器と
は冷却水配管で接続されており、配管に充填されている
ものが冷媒ではなく、取扱いの簡単な水であるので、冷
媒配管の場合と比して、簡単に配管工事を行うことがで
きる。したがって、冷凍機の設置位置の変更を簡単に行
うことができる。さらに、熱交換器がフィンチューブ型
熱交換器であり、冷却水が外気に触れることがないの
で、ゴミなどが冷却水に混入することや、冷却水の蒸発
を防止することができる。その結果、冷却装置の保守点
検が容易となる。

【００３０】また、フィンチューブ型熱交換器および熱
交換器用送風機を覆うケースが設けられ、このケース内
に冷却水循環ポンプが配置されている場合には、冷却水
循環ポンプも室外に配置され、冷却水循環ポンプの熱で
室内の温度が上昇することを防止することができる。し
かも、熱交換器、送風機および冷却水循環ポンプを、工
場でユニット化して製造することができ、現場工事を減
少させることができる。

【００３１】さらに、冷却水循環ポンプが、圧縮機の稼
働と略同時に稼働し、かつ、圧縮機の停止と略同時に停
止している場合には、冷媒の冷却が必要な時だけ、冷却
水循環ポンプを稼働させることができ、ランニングコス
トを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の一形態における冷却装置
の正面図である。

【図２】図２は冷却装置の冷媒および冷却水の回路図で
ある。

【図３】図３は冷却装置の電気回路図である。

【符号の説明】

２室内（冷凍機が設置されている部屋）６冷凍機８圧縮機９水冷凝縮器９ａ冷却水出口９ｂ冷却水入口１１膨張弁（冷媒膨張部）１２蒸発器１９ケース２１フィンチューブ型熱交換器２１ａ冷却水入口２１ｂ冷却水出口２２冷却水循環ポンプ２３熱交換器用送風機３１第１冷却水配管３２第２冷却水配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を圧縮する圧縮機、この圧縮機で圧
縮された冷媒を冷却水で冷却する水冷凝縮器、水冷凝縮
器からの冷媒が膨張する冷媒膨張部、および、冷媒膨張
部から冷媒が流入するとともに流入した冷媒が圧縮機へ
流れている蒸発器を具備する冷凍機と、この冷凍機が設置されている部屋の外に配置されている
フィンチューブ型熱交換器と、このフィンチューブ型熱交換器を空冷する熱交換器用送
風機と、水冷凝縮器の冷却水出口とフィンチューブ型熱交換器の
冷却水入口とを連結する第１冷却水配管と、水冷凝縮器の冷却水入口とフィンチューブ型熱交換器の
冷却水出口とを連結する第２冷却水配管と、水冷式凝縮器の冷却水を、第１冷却水配管、フィンチュ
ーブ型熱交換器および第２冷却水配管に流して、再び水
冷式凝縮器に戻す冷却水循環ポンプとを備えている冷却
装置。
【請求項２】フィンチューブ型熱交換器および熱交換
器用送風機を覆うケースが設けられ、このケース内に冷
却水循環ポンプが配置されていることを特徴とする請求
項１記載の冷却装置。
【請求項３】冷却水循環ポンプが、圧縮機の稼働と略
同時に稼働し、かつ、圧縮機の停止と略同時に停止して
いることを特徴とする請求項１または２記載の冷却装
置。