JPH1163696A - 二元冷凍サイクル - Google Patents

二元冷凍サイクル

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Publication number
JPH1163696A
JPH1163696A JP23257397A JP23257397A JPH1163696A JP H1163696 A JPH1163696 A JP H1163696A JP 23257397 A JP23257397 A JP 23257397A JP 23257397 A JP23257397 A JP 23257397A JP H1163696 A JPH1163696 A JP H1163696A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
stage compressor
refrigeration cycle
semi
control means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23257397A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshibumi Ichikawa
義文 市川
Tsuneji Morohoshi
恒次 諸星
Minoru Kasezawa
実 加瀬沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP23257397A priority Critical patent/JPH1163696A/ja
Publication of JPH1163696A publication Critical patent/JPH1163696A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】負荷が変動しても常時安定した運転を可能とす
るとともに、全体の小形化を可能とすることができる二
元冷凍サイクルを提供する。 【解決手段】容量連続制御手段を備え、高元側冷凍サイ
クルを構成する半密閉形スクリュー二段圧縮機1と、容
量連続制御手段を備え、低元側冷凍サイクルを構成する
半密閉形スクリュー単段圧縮機と、それぞれ圧縮機を介
し直列に接続された各一対の電磁弁17、18と電磁弁
19、20を並列に接続して成り、前記半密閉形スクリ
ュー二段圧縮機1と半密閉形スクリュー単段圧縮機の容
量連続制御手段を連続的に制御する制御装置とを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、別々の冷凍サイク
ルをもつ二台の冷凍機を接続して超低温を得るようにし
た二元冷凍サイクルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数台の冷凍機を接続して超低温を得る
ようにした多元冷凍サイクルとして、たとえば、特開平
7−127934号公報に開示された二元冷凍サイクル
が提案されている。
【0003】この二元冷凍サイクルは、低元側圧縮機の
吐出側とカスケードコンデンサの入口との間に、低元側
圧縮機からの吐出ガスを予冷却する吐出ガス冷却器を設
け、高元側圧縮機を低段圧縮機と高段圧縮機から成る二
段圧縮機で構成し、この高段圧縮機から吐出される冷媒
を凝縮器で液化したあとに膨張弁で高段圧縮機の吸入圧
力まで減圧し、前記吐出ガス冷却器のコイルに導いて低
元側吐出がスと熱交換させるようにしたものである。
【0004】そして、高元側圧縮機として、レシプロま
たはスクリュータイプの二段圧縮機を用い、低元側圧縮
機として、単段または二段圧縮機を用いることが示され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】容量連続制御手段を持
たない圧縮機を用いた二元冷凍機においては、負荷の変
動に対して、高元側圧縮機または低元側圧縮機のいずれ
かの圧縮機の容量を段階的に制御して、適正な運転圧力
に戻すように制御している。しかし、この時、高元側圧
縮機と低元側圧縮機の容量バランスが崩れてしまうた
め、常時安定した運転を継続することが困難であった。
また、高元側圧縮機と低元側圧縮機の組合せが限定され
てしまうため、全体の小形化が困難になる。
【0006】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、負荷
が変動しても常時安定した運転を可能とするとともに、
全体の小形化を可能とした二元冷凍サイクルを提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、容量連続制御手段を備え、高元
側冷凍サイクルを構成する半密閉形スクリュー二段圧縮
機と、容量連続制御手段を備え、低元側冷凍サイクルを
構成する半密閉形スクリュー単段圧縮機と、それぞれ直
列に接続された各一対の電磁弁を並列に接続して成り、
前記半密閉形スクリュー二段圧縮機と半密閉形スクリュ
ー単段圧縮機の容量連続制御手段を連続的に制御する制
御装置とを設けた。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、二元冷凍サイクルの系統
図である。同図において、1は高元側圧縮機で、容量連
続制御手段を備え、電動機を内蔵した半密閉形スクリュ
ー二段圧縮機で構成されている。2は高元側凝縮器で、
高元側圧縮機1の吐出口に接続されている。3は高元側
主膨張弁で、高元側凝縮器2と冷媒蒸発式凝縮器5の間
に接続されている。なお、冷媒は、R22を使用する。
【0009】4は低元側圧縮機で、容量連続制御手段を
備え、電動機を内蔵した半密閉形スクリュー単段圧縮機
で構成されている。5は冷媒蒸発式凝縮器で、内部に冷
却管を持ち、この冷却管により高元側サイクルの蒸発作
用を行うため、管側は高元側主膨張弁3と高元側圧縮機
1の間に接続されている。また、胴側では低元側サイク
ルの凝縮作用を行うため、低元側圧縮機4の吐出口に接
続されている。6は低元側主膨張弁で、冷媒蒸発式凝縮
器5の後流側に接続されている。7は蒸発器で、低元側
主膨張弁6と低元側圧縮機4の吸込口の間に接続されて
いる。なお、冷媒は、R23を使用する。
【0010】このような構成で、高元側圧縮機1で圧縮
され吐出された高温高圧のガス冷媒は、高元側凝縮器2
に送り込まれ、高元側凝縮器2で冷却されて凝縮し、高
圧の液冷媒となる。そして、高元側主膨張弁3を通り、
冷媒蒸発式凝縮器5の冷却管内で蒸発して低温低圧のガ
ス冷媒となって、再び高元側圧縮機1に吸入され圧縮さ
れる。この時、冷媒蒸発式凝縮器5内でR23と熱交換
を行う。
【0011】一方、低元側圧縮機4で圧縮され吐出され
た高温高圧のガス冷媒は、冷媒蒸発式凝縮器5に送り込
まれ、冷媒蒸発式凝縮器5で冷却されて凝縮し、高圧の
液冷媒となる。そして、低元側主膨張弁6を通り、蒸発
器7内で蒸発して低温低圧のガス冷媒となって、再び低
元側圧縮機4に吸入され圧縮される。この時、液冷媒の
蒸発熱として、蒸発器7の周囲の熱を奪い、超低温を実
現し対象物を冷凍する。
【0012】図2は、上記の実施の形態における高
(低)元側圧縮機の容量連続制御手段と、その制御装置
を示す制御系統図である。同図において、1は圧縮機。
10はケーシング。11はカバーで、ケーシング10に
固定されている。12はスクリューロータで、ケーシン
グ10内に回転可能に配置され、カバー11に軸受13
を介して回転可能に支持されている。14はシリンダ
で、カバー11の所定の位置に形成されている。15は
ピストンで、シリンダ14内に摺動可能に嵌合してい
る。16はスライド弁で、ケーシング10に摺動可能に
配置され、前記ピストン15のロッドに固定されてい
る。
【0013】17、18、19、20は電磁弁で、前記
シリンダ14に対する油圧供給路に、電磁弁17、19
と、電磁弁18、20がそれぞれ並列に接続されてい
る。そして、電磁弁17と電磁弁19の間に、油圧供給
装置(図示せず)からの配管が接続され、電磁弁18と
電磁弁20の間に、前記シリンダ14から排出された油
を油圧供給装置へ戻すための配管が接続されている。そ
して、前記電磁弁17、18、19、20で制御装置を
構成している。
【0014】このような構成で、圧縮機1の吐出容量を
増加させる場合には、電磁弁17、18を開き、電磁弁
19、20を閉じる。すると、油圧供給装置から供給さ
れた油は、電磁弁17を通り図2の右側のポートからシ
リンダ14内に流入して、ピストン15を左側へ移動さ
せる。この時、シリンダ14内のピストン15の左側に
ある油は、左側のポートから排出され、電磁弁18を通
り油圧供給装置に戻される。
【0015】すると、スライド弁16が左へ移動して、
圧縮機1から吐出され吸入側へ還流するガス冷媒の還流
路を狭め、ガス冷媒の還流量を減少させ、圧縮機1の吐
出容量を増加させる。
【0016】また、圧縮機1の吐出容量を減少させる場
合には、電磁弁17、18を閉じ、電磁弁19、20を
開く。すると、油圧供給装置から供給された油は、電磁
弁19を通り図2の左側のポートからシリンダ14内に
流入して、ピストン15を右側へ移動させる。この時、
シリンダ14内のピストン15の右側にある油は、右側
のポートから排出され、電磁弁20を通り油圧供給装置
に戻される。
【0017】すると、スライド弁16が右へ移動して、
圧縮機1から吐出され吸入側へ還流するガス冷媒の還流
路を広げ、ガス冷媒の還流量を増加させ、圧縮機1の吐
出容量を減少させる。
【0018】すなわち、図3に示すように、電磁弁1
7、18、19、20を開閉させることにより、圧縮機
1の吐出容量を連続的に増加もしくは減少させることが
でき、負荷の変動に応じてあらゆる容量を選択すること
ができ、圧縮機1を最適の容量で運転することができ
る。
【0019】前記電磁弁17、18、19、20をすべ
て閉じると、シリンダ14内には圧油が供給されたり排
出されることがなくなるため、その時の状態が維持され
る。したがって、スライド弁16も移動せず、圧縮機1
の吐出容量が維持される。
【0020】上述のように、圧縮機1をあらゆる吐出容
量で常時安定した運転を行うことができるので、二元冷
凍サイクルを構成する圧縮機の組合せが自由になり、装
置全体を小形化することができる。
【0021】また、たとえば、図4に示すように、高元
側冷凍サイクルを形成する高元側ユニット21と、低元
側冷凍サイクルを形成する低元側ユニット22と、冷媒
蒸発式凝縮器23と、冷媒蒸発式凝縮器23および低元
側ユニット22に接続された膨張タンク24などを共通
の架台25に搭載し、1台の装置としてまとめ、輸送、
据付けなどの作業性を向上させることができる。
【0022】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、容
量連続制御手段を備え、高元側冷凍サイクルを構成する
半密閉形スクリュー二段圧縮機と、容量連続制御手段を
備え、低元側冷凍サイクルを構成する半密閉形スクリュ
ー単段圧縮機と、それぞれ圧縮機を介し直列に接続され
た各一対の電磁弁を並列に接続して成り、前記半密閉形
スクリュー二段圧縮機と半密閉形スクリュー単段圧縮機
の容量連続制御手段を連続的に制御する制御装置とを設
けたので、負荷が変動しても常時安定した運転を可能と
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】二元冷凍サイクルの系統図。
【図2】圧縮機の容量連続制御手段と、その制御装置を
示す制御系統図。
【図3】制御装置の電磁弁の動作状態を示す説明図。
【図4】二元冷凍機の構成図。
【符号の説明】
1…高元側圧縮機、4…低元側圧縮機、16…スライド
弁、17、18、19、20…電磁弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加瀬沢 実 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容量連続制御手段を備え、高元側冷凍サイ
    クルを構成する半密閉形スクリュー二段圧縮機と、容量
    連続制御手段を備え、低元側冷凍サイクルを構成する半
    密閉形スクリュー単段圧縮機と、それぞれ直列に接続さ
    れた各一対の電磁弁を並列に接続して成り、前記半密閉
    形スクリュー二段圧縮機と半密閉形スクリュー単段圧縮
    機の容量連続制御手段を連続的に制御する制御装置とを
    設けたことを特徴とする二元冷凍サイクル。
JP23257397A 1997-08-28 1997-08-28 二元冷凍サイクル Pending JPH1163696A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23257397A JPH1163696A (ja) 1997-08-28 1997-08-28 二元冷凍サイクル

Applications Claiming Priority (1)

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JP23257397A JPH1163696A (ja) 1997-08-28 1997-08-28 二元冷凍サイクル

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Publication Number Publication Date
JPH1163696A true JPH1163696A (ja) 1999-03-05

Family

ID=16941471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23257397A Pending JPH1163696A (ja) 1997-08-28 1997-08-28 二元冷凍サイクル

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JP (1) JPH1163696A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012112622A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Electric Corp 二元冷凍装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012112622A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Mitsubishi Electric Corp 二元冷凍装置

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