JPS58110956A - 蓄冷式冷凍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓄冷式冷凍装置に関するものである。

一般に、温度制御又は負勢の変動により断続連部する冷
凍装置において、装置の最大負熱に適合させて圧縮機容
量を選定し、負勢が減少した時に、圧縮機容量を減じる
か、又は圧縮機を停止させて調節しているのが実情であ
る。しかしながら、最大負熱で選定した圧縮機を断続的
に作画させることは、体動効率の点で好ましくなく、′
−１／ここし弓圧−縮機容市に応じて、関連する耐構設
備のぞｔ絹も火さくなり、更には消費電力も増大する間
１懺がある。。

本発明の目的は、断続運転する冷凍装置６′において、
圧縮機の能力が最大負熱に対処する能力をもたなくても
、最大黄熱時には最大負熱以前に、（１ｉ却てれた蓄冷
材により高圧液冷奸を６却することにより、冷媒の冷却
効果を犬にすることにより、上記の問題を解決するもの
である。

以下本発明の実施例を図面を参照して詣［Ｉｌｌする、
第１図において、１はガス圧縮機、ＥＶ、　、　ｈ：Ｖ
２゜ＥＶ３　、　Ｂｙ、は冷却器である。なお、冷却器
の数は図示の例に限られず、また単数であってもよい。

そしてガス圧縮機ｌと冷却器Ｅｖ、〜Ｅｖ、とを旨ＩＦ
管路２と低圧管路３とで連結配管し、循環路を形成して
いる。すなわち、圧縮機１により圧縮された冷媒ガスは
凝縮器４で凝縮されて冷媒液となって受液器５に入り、
こ＼からフィルタードライヤ６を出て高圧管路２を通り
、温度調節器７・・・ｔζ制御される′＃Ｌ磁弁８・・
・を介して膨張弁Ｔｌ　ｌ　Ｔ＊　＊　’ｒ３１Ｔ４を
経て各冷却器Ｅη〜ＥＶ、　Ｋ至り、こ＼で冷媒ガスと
なって、低圧管路３により圧縮機１に戻る冷凍サイクル
を構成する。

ところで、圧縮機１と冷却器ＥＶ、との間の高圧管路２
中には、本発明の特長をなす蓄冷器ＨＴが設けである。

この蓄冷器の具体的構成を、第１，２図を参照して説明
する。蓄冷器の本体を構成する蓄冷タンク９内は保温材
からなり、内部に水、不凍液、フロンなどの蓄冷材１０
が入れて、ある。不凍液の例としては、塩化カルシウム
水溶液又はエチレングリコール水溶液などの液体であり
、またその液中に熱容量を増大させるために金属片、磁
器片を混在させることもある。この蓄冷材はバルブ１１
によシタンク９内に注入でき、パルプ１２により排、出
できる。蓄冷材１０が液体である場合には、タンク９内
底部に蓄冷材を撹拌するための羽根１３を設けておくこ
とが望ましい。羽根１３はモータ１４により駆動する。

タンク９には温度指示調節計１５が設けである。そして
タンク９内に（ｒＡ：　ｉ’；ｉ’１　ＩＥ官絡路２頁
通している。また高圧管路２　Ｋ　ｒ、ｉ　、タンク９
のこの管路の入口側には管１４１６が分岐しており、こ
の管路は温度調節器１７により深作される電磁弁１８を
、さらには膨張弁Ｔａを経て蓄冷タンク９に連通してい
る。したがって、高圧ｈ・路２から分岐管路１６へ流れ
る高圧の冷媒液は！膨張弁Ｔａで減圧されて、タンク９
内の蓄冷材１０を冷却することができ、このためタンク
内を辿る高圧管路２内の冷媒液が冷却される。分岐ｖ路
１６は、タンク９と低圧管路３とを連結する管路１９と
連通している。第２図において、２０は監視用窓、２１
は圧力計、２２は安全弁である。

次に作動について説明する。

凝縮器４により凝縮された高圧冷媒液が、受液器、５を
出て高圧管路２により蓄冷タンク９を経て、膨張弁Ｔ、
〜Ｔ番により減圧されて冷却器ＥＶ、〜ＥＶ４に流入す
る。すべての冷却器ＥＶ、〜ＥＶ、又はいずれかの冷却
器が所定温度まで冷却されて、温度調節器７・・・によ
り電磁弁８・・・が閉止された時、圧縮機１の能力は系
の必要能力より過大となる。この時、蓄冷器ＨＴにおい
て、温度調節器１７（又は他の電気回路）によって電磁
弁１８を開いて、分岐管路１６の高圧冷媒液を膨張弁Ｔ
ａで減圧して、蓄冷材１０の冷却を行う。冷却器ＥＶ、
〜ＥＶ、　Ｋ対して過大となった時は、蓄冷材１０を冷
却するので、圧縮機１は運転を継続する。冷却した蓄冷
材９が、次に冷却器ＥｖＩ−Ｅｖ４を冷却するときに、
タンク９内を通る高圧冷媒液を冷却する。なお、蓄冷材
１０により冷却された冷媒液の管路２は保温材２３（第
１図）を用いて膨張弁Ｔ、〜Ｔ４まで、その冷却効果が
保持されるよう配慮することが必要である。

このように黄熱の少ない時に、圧縮機１を運転して、蓄
冷材１０を予め冷却しておくことにより、装置の稼動率
が高まり、最大黄熱時にはこの蓄冷Ａれたエネルギーに
よシ膨張弁Ｔ１〜Ｔ４を経て冷却器ＥＶ、〜ＥＶ、　Ｋ
供給される高圧冷媒液を冷却して、冷媒液のエンタルピ
ーＫ　ｍ　／　Ｋ９を減少させることができ、冷凍能力
を増大させることができ、変動する黄熱に対して圧縮機
１の能力をル犬黄熱に比定する必要がない。変動する黄
熟を蓄熱効果を利用して平滑にできる。そして圧縮機１
のＱｅ％」のル大容搦に対する削減率は、 １００（％）−（黄熱率（％）×負結時間率（％））で
表わすことができ、圧縮機の容量を減することができ、
黄熱率とこの負結時間率分布により蓄冷器の熱容量が決
定される。特に、短時間に大きな黄熱を冷却する場合に
は蓄熱髪を大きくと九〇：Ｊ１、小容量の圧縮機を用い
ても冷却が可能である。

また蓄冷材１０を冷却した冷媒ガスは管路１９を経て低
圧管路３に入り、そこで冷却器ＥＶ、〜ＥＶ。

から過熱状態で圧縮機１へ戻る冷媒ガスと混合し、これ
を冷却する。このため冷媒ガスの比容積が小さくなるの
で、圧縮機１の吸入ガスの比申知が増大し圧縮機の体積
効率が向上するっ また蓄冷材１０で冷却された高圧管路２の高圧冷媒液の
冷凍効果が増大するので、黄熱が一定とすれば冷却器Ｅ
Ｖ、〜Ｅｖ４に流通する冷媒量は小となる。このことは
、冷凍サイクルを構成する管路２．３および各管径を、
蓄冷材により冷却を行わない場合に比して、小径化する
ことができる。換言すれば、冷媒液の単位重量当りの冷
却効果が大きくなるので、冷媒液の冷却を行わない場合
に比べて冷却器ＥＶ、〜Ｅｖ４に流れる冷媒循環量が減
少するので管路２，３を小径化でき、工業的例、益が計
れる。したがって、管路２，３の外部との伝熱面積を減
少させることができるので、伝熱量が減少し、圧縮機の
作動にとって好ましい。

また蓄冷タンク１０内に、高圧管路２とは系統を異にす
る他の冷凍サイクルを構成する管路を通して、この管路
を通る冷媒を冷却してもよい。

また本発明の他の例として、第３図では多元冷凍装置の
うち二元冷凍装置に適用した場合を示している。この例
では、低温側（左側）の回路中に蓄冷器ＨＴ、およびＨ
Ｔ、を組み込み、高温側（右側）の回路中に蓄冷器ＨＴ
３を組み込んで、高圧冷媒液の冷却能力の増大を図って
いる。低温側回路において、１ａは圧縮機、４ａは凝縮
器、２４は熱交換器（冷却器）、５ａは受液器、Ｔａ、
およびＴａは膨張弁、ＥＶｌｌは冷却器である。また高
温仙ｉ　ｌＤ＋路（ておいて、ｌｂは圧動機、４ｂｉｄ
凝縮器、５ｂは受液器、Ｔａ２は膨張弁である。

さらに、本発明は、第４図に示すようにｆ＝合）％Ｊ冷
凍装置にも適用できる。ＨＴ、およびＨＴ、は蓄冷器で
あって、一方の蓄冷器ＨＴ、は熱交換器と兼用している
。１ｃおよび１ｄは圧縮機、４ｃおよび４ｄは凝縮器、
５ｃおよび５ｄは受液器、ＥＶ６は冷却器、Ｔａ　ｔ　
Ｔ？　＊　Ｔａ３およびＴａ４は膨張弁である。

以上説明したように本発明によれば、最大１１熱の以前
に蓄冷材によシ高圧冷媒が冷却されて、エンタルピーが
減少するので、冷媒の冷却効果が大となり、圧縮機の容
量を減少させることができ、稼動率を高め、また関連設
備の小容量化を図ることができ、省電力効果を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の冷凍装置を示すフローチャ
ート、 第２図は蓄冷器の説明図、 第３図は二元冷凍装置を示すフローチャート、第４図は
複合型冷凍装置を示すフローチャートである。 １　、１　ａ　、　１　ｂ　、　１　ｃ　、　１　ｄ−
ガス圧１機、２・・・高圧管路、３・・・低圧管路、４
　＋　４　ａ　ｒ　４　ｂ　＋４　ｃ　、　４　ｄ−凝
縮器、５　＋　５　ａ　＋　５　ｂ　＋　５　ｃ　＋５
ｄ・・・受液器、９・・・蓄冷タンク、１０・・・蓄冷
材、１６・・・分岐管路、１９・・・管路、２４・・・
熱交換器、ＥＶ、〜ＥＶ、・・・冷却器、ＨＴ、　ＨＴ
、　−ＨＴ、・・・蓄冷器、ＴＩ−Ｔ７　、　Ｔａ、　
Ｔａ、　〜Ｔａ４　・”膨張弁。 以上 特　許　出　願　人　　株式会社岩谷冷凍機製作所第３
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガス圧縮機と、 冷却器と、 上記ガス圧縮機と冷却器とを連通し、循環路を形成する
   高圧管路と低圧管路と、 上記ガス圧縮機と冷却器との間の高圧管路中に設けた蓄
   冷器と、 この蓄冷器からの冷媒ガスが通り、上記低圧電路に連通
   ずる管路と を具備する蓄冷式冷凍装置。