KR100607011B1 - 냉매/수 열교환기를 갖는 냉동 장치 - Google Patents

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Abstract

이용측 열교환기(30)에 접속되는 냉온수 배관(4a, 4b)을 이용하여 구성되는 냉온수 회로에 복수개의 플레이트식 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 중 다른 쪽을 병렬로 접속하도록 구성하고, 열원 유닛(1)에 접속되는 냉매 배관(3a, 3b)을 이용하여 구성되는 냉매 회로에 상기 복수개의 플레이트식 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 중 한 쪽을 직렬로 접속하도록 구성한다. 또한, 냉매/수 열교환기(20a, 20b)의 상류측을 유동하는 냉매와 하류측을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기(20c)를 설치하고, 상기 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제1 냉매 온도 센서와, 상기 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제2 냉매 온도 센서를 설치하고, 상기 제1, 제2 냉매 온도 센서로 검출되는 온도 중 어느 하나를 선택하여 냉동 장치를 운전한다.
열원 유닛, 냉매 배관, 냉온수 배관, 이용측 열교환기, 냉매/수 열교환기

Description

냉매/수 열교환기를 갖는 냉동 장치 {REFRIGERATION DEVICE HAVING A REFRIGERANT AND WATER HEAT EXCHANGER}
도1은 냉동 장치의 냉매 회로를 포함하는 시스템 구성을 설명하는 도면.
도2는 냉매/수 열교환기의 전개도.
도3은 냉매 열교환기의 전개도.
도4는 열교환 유닛의 구조를 도시한 도면.
도5는 리시버 탱크와 열교환측 제어 장치의 접속을 나타낸 도면.
도6은 냉동 장치로부터 냉수를 공급하는 경우의 냉매, 냉온수의 순환을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 열원 유닛
2 : 열교환 유닛
3a, 3b : 냉매 배관
16 : 열원측 제어 장치
20a, 20b : 냉매/수 열교환기
25a, 25b, 26a, 26b : 냉온수 배관
30 : 이용측 열교환기
본 발명은 열원 유닛과 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치에 관한 것이다.
지금까지 이용되어 온 냉동 장치로서는 냉매를 압축 토출하는 압축기를 탑재하는 열원 유닛과, 이 열원 유닛으로부터 공급되는 상기 냉매와 물을 열교환시키는 냉매/수 열교환기를 탑재하고, 냉온수를 생성하여 이용측 열교환기로 공급하는 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평08-233405호 공보 및 일본 특허 공개 평08-233398호 공보 참조).
이와 같은 종래형의 냉동 장치, 특히 전자의 일본 특허 공개 평08-233405호 공보에서 개시되는 냉동 장치에서는 열교환 유닛에 탑재하는 냉매/수 열교환기를 코일형으로 형성된 2중관식의 냉매/수 열교환기를 복수개 설치하고, 이들 복수개의 냉매/수 열교환기로 상기 이용측 열교환기와 접속되는 냉온수 회로와, 상기 열원 유닛과 접속되는 냉매 회로를 각각 병렬로 접속하여 열교환시키고 있다. 상기 이용측 열교환기에 공급되는 냉온수의 유량은 상기한 바와 같이 상기 냉온수 회로로 병렬로 접속된 상기 복수개의 냉매/수 열교환기의 각각으로부터 동시에 공급되므로 확보되고 있었지만, 상기 열원 유닛으로부터 공급되는 냉매를 효율적으로 열교환시킬 수 없고, 이를 해결하기 위해서는 상기 냉온수과 상기 냉매를 열교환시키는 길 이를 길게 해야만 했다. 즉, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기의 각각을 대형화해야만 해 열교환 유닛을 소형화할 수 없는 동시에, 상기 냉동 장치를 소형화할 수 없었다.
또한, 2중관식의 냉매/수 열교환기를 상하에 포개어 설치하고 있었으므로 무게 중심 위치가 높아져, 수송시나 설치시에 뒤집히는 등의 위험성이 있었다.
게다가, 유동 저항이나 열교환 효율의 면에서, 상기 냉매는 2중관식 열교환기의 내관과 외관 사이를 유동시키고, 상기 냉온수는 상기 내관 내를 유동시키고 있었으므로, 상기 열교환 유닛으로부터 이용측 열교환기로 냉수를 공급할 때 이 동결 방지를 하기 위해서는 상기 온도 센서를 상기 내관 내에 삽입하여 설치해야만 해 상기 열교환기의 가공이 용이한 것은 아니었다.
또한, 상술한 공보의 냉동 장치에서는 상기 열원 유닛이나 상기 열교환 유닛의 제어를 행하는 각 제어 장치의 외장에 단열재 등을 설치하여 상기 제어 장치 내로의 이슬 부착 방지을 행하고 있었다. 특히, 냉온수를 공급하는 열교환 유닛에서는 수납되어 있는 냉매/수 열교환기가 열원 유닛의 운전에 의해 외기 온도에 관계없이 온도 변화하므로, 상기 열교환 유닛에 수납된 열교환측 제어 장치에 이슬 부착이 발생하기 쉬워져, 상기 제어 장치는 충분한 단열을 행해야만 해 비용 증가의 요인이 되고 있었다.
한편, 일본 특허 공개 평08-233398호 공보에 개시되는 냉동 장치에서는 상기 열교환 유닛으로부터 상기 이용측 열교환기로 공급하는 냉온수의 진행측 온도와 복귀측 온도만이 검출되는 것으로 되어 있었으므로, 항상 능력을 중시하는 운전밖에 행할 수 없었다. 또한, 열원 유닛으로부터 열교환 유닛으로 공급되는 냉매의 과냉각이 충분히 없어지지 않으므로, 상기 냉매를 효율적으로 열교환시킬 수 없었다.
그래서, 본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 제1 목적은 소형이고 효율이 좋은 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 수송시 및 설치시 뒤집힘의 위험성을 방지하는 동시에, 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수의 동결을 쉽게 방지할 수 있는 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제3 목적은 제어 장치의 이슬 부착를 방지하여 비용을 억제한 냉동 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제4 목적은 열교환 효율을 향상시키는 동시에, 능력을 중시하는 운전과 에너지 절약을 중시하는 운전을 선택 가능하게 한 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공하는 것이다.
이상의 목적을 달성하는 본 발명의 냉동 장치는 냉매를 압축 토출하는 압축기 및 열원측 열교환기를 탑재하는 열원 유닛과, 상기 냉매와 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수의 열교환을 행하게 하는 열교환기를 탑재하는 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치에 있어서, 상기 열교환기가 복수개의 플레이트식 열교환기로 분할하여 구성되는 냉매/수 열교환기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 발명에 따르면, 냉매/수 열교환기를 복수개의 플레이트식 열교환기에 의해 구성되는 것으로 함으로써, 열교환 유닛의 소형화를 행할 수 있어, 냉동 장치 의 소형화를 행할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치는 상기 열원 유닛으로부터 공급되는 상기 냉매가 유동하는 냉매 회로 및 상기 이용측 열교환으로 공급되는 상기 냉온수가 유동하는 냉온수 회로를 더 구비하고 있고, 상기 냉매 회로는 상기 냉매가 상기 복수개의 플레이트식 열교환기를 차례로 유동하여 상기 열원 유닛으로 복귀하도록 상기 복수개의 플레이트식 열교환기에 대해 직렬로 접속하고, 상기 냉온수 회로는 상기 냉온수가 상기 복수개의 플레이트식 열교환기를 동시에 병행하여 유동하도록 상기 복수개의 플레이트식 열교환기에 대해 병렬로 접속한 병렬 회로를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 냉매를 복수개의 플레이트식 열교환기로 직렬로 유동시킴으로써 상기 냉매의 열교환 효율을 향상시키는 것이 가능하고, 상기 이용측 열교환기에 공급하는 냉온수를 복수개의 플레이트식 열교환기로 병렬로 유동시킴으로써 상기 이용측 열교환기로의 상기 냉온수의 유동량을 확보할 수 있는 동시에, 상기 냉온수의 유속을 저하시켜 상기 플레이트식 열교환기 등의 부식을 방지할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 열원 유닛은 가스 엔진을 더 구비하고 있고, 상기 압축기는 상기 가스 엔진으로 구동되는 것을 특징으로 한다
상기 냉동 장치에 따르면, 압축기는 가스를 연료로 한 엔진으로 구동되므로, 저렴한 가스를 사용할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 열원 유닛과 상기 열교환 유닛 내의 상기 열교환기는 냉매 배관으로, 상기 열교환 유닛 내의 상기 열교환기와 상기 이 용측 열교환기는 순환 펌프를 거쳐서 수배관으로 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 압축기에서 압축 토출된 냉매는 열원 유닛 내와 열교환 유닛 내를 순환만하기 때문에, 상기 냉매의 사용량을 적게 할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서 상기 열원 유닛으로부터 공급된 냉매와 상기 열원 유닛으로 복귀되는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기와, 상기 열교환 유닛 내를 순환하는 냉매를 일시 저류해 두는 리시버 탱크를 더 구비하고 있고, 상기 냉매/수 열교환기, 상기 냉매 열교환기 및 상기 리시버 탱크를 상기 열교환 유닛 내로 대략 균등하게 분산시켜 배치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 냉매/수 열교환기와, 냉매 열교환기와, 리시버 탱크를 열교환 유닛 내로 대략 균등하게 분산시켜 배치함으로써, 상기 열교환 유닛의 무게 중심을 상기 열교환 유닛의 대략 중앙의 위치로 할 수 있는 동시에, 상기 무게 중심의 높이 위치를 낮게 할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 복수개로 분할된 냉매/수 열교환기를 복수개로서 상기 열교환 유닛 내로 균등하게 분산시켜 배치하고, 어느 하나의 냉매/수 열교환기의 근방에 상기 냉매 열교환기를 배치하여 상기 열교환 유닛의 중앙을 중심으로 하고, 이 냉매 열교환기와 대향하는 위치에 상기 리시버 탱크를 배치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 우선 최중량물인 냉매/수 열교환기를 짝수개로서 상기 열교환 유닛 내로 균등하게 배치하고, 어느 하나의 냉매/수 열교환기의 근방 에 다음 중량물인 상기 냉매 열교환기를 배치하고, 상기 열교환 유닛의 중앙을 중심으로 하여 이 냉매 열교환기와 대향하는 위치에 상기 냉매 열교환기와 대략 동등한 중량물인 리시버 탱크를 배치함으로써, 상기 열교환 유닛의 무게 중심을 대략 중앙의 위치로 하는 것을 쉽게 행할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기, 상기 냉매 열교환기, 상기 리시버 탱크를 상기 열교환 유닛 내의 가장자리 부근으로 대략 균등하게 분산시켜 배치하는 동시에, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기와 상기 냉매 열교환기에 있어서 각 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구를 다른 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구와 마주 향하도록 배치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기, 상기 냉매 열교환기, 상기 리시버 탱크를 배치하는 위치를 상기 열교환 유닛 내의 가장자리 부근으로 하여 상기 냉매/수 열교환기나 상기 냉매 열교환기의 각 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구는 다른 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구와 마주 향하는 방향에 배치함으로써, 상기 열교환 유닛 내의 중앙부에는 상기 열교환기 등에 접속되는 냉매 배관 등만이 되므로, 이 중앙부에 상기 열교환 유닛의 보수를 행하는 공간을 마련할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 각 상기 냉매/수 열교환기 내의 최외층을 상기 냉온수가 유동하는 냉온수층으로 하는 동시에, 상기 냉매/수 열교환기의 상기 냉온수 출구 근방에 상기 냉매/수 열교환기로부터 유출하는 냉온수의 온도를 검출하는 온도 센서를 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 각 상기 냉매/수 열교환기 내의 최외층을 상기 냉온수가 유동하는 냉온수층으로 하고, 상기 냉매/수 열교환기의 상기 냉온수 출구 근방에 상기 냉매/수 열교환기로부터 유출하는 냉온수의 온도를 검출하는 온도 센서를 설치함으로써 보다 정확한 상기 냉온수의 온도를 검출하여 상기 냉온수의 동결을 방지할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서 상기 온도 센서는 각 상기 냉매/수 열교환기의 상기 냉온수 출구 근방의 외표면에 외기와의 단열 처리를 하여 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 온도 센서는 상기 냉매/수 열교환기의 냉온수 출구 근방의 외표면에 외기와 단열 처리를 하여 설치하는 것으로 하고 있으므로, 상기 온도 센서의 부착을 용이하게 행할 수 있는 동시에, 상기 온도 센서로 검출되는 상기 냉온수의 온도가 외기의 영향을 받는 일이 없다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 열교환 유닛 내로 상기 냉매를 일시 저류되는 리시버 탱크를 더 구비하고 있고, 상기 열원 유닛은 상기 압축기의 제어 등을 행하는 열원측 제어 장치를 갖고, 상기 열교환 유닛은 상기 냉매/수 열교환기의 제어를 행하는 열교환측 제어 장치를 갖고, 상기 리시버 탱크와 상기 열교환측 제어 장치 사이에 열전달 수단을 설치한 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 열교환 유닛 내에 리시버 탱크를 설치함으로써 상기 열교환 유닛을 순환하는 냉매의 냉매량을 확보할 수 있고, 열원 유닛의 고장시에는 상기 열원 유닛측의 냉매를 상기 열교환 유닛 내로 회수하여 수리나 보수 등 을 용이하게 행할 수 있는 동시에, 상기 리시버 탱크와 열교환측 제어 장치 사이에 열전달 수단을 설치함으로써 상기 열교환측 제어 장치의 단열을 간소화할 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 열전달 수단은 상기 리시버 탱크의 몸통부와, 상기 열교환측 제어 장치의 측면 사이에 열전달 가능한 앵글을 마련하여 열전달시킨 열전달 수단인 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 열전달 수단은 상기 리시버 탱크의 몸통부와, 상기 열교환측 제어 장치의 측면 사이에 열전달 가능한 앵글을 마련하는 것으로 하고 있으므로 용이하게 열전달시킬 수 있다.
또한, 상기 냉동 장치에 있어서, 상기 열전달 수단은 상기 열교환측 제어 장치의 측면의 일부를 상기 리시버 탱크의 외주면에 면접촉하도록 형성하여 열전달시키는 열전달 수단인 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 열전달 수단은 열교환측 제어 장치의 측면의 일부를 리시버 탱크의 외주면에 면접촉하도록 형성하여 열전달시키는 것으로 하고 있으므로, 앵글 등을 준비하지 않아도 쉽게 열전달시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 냉동 장치는 냉매를 압축 토출하는 압축기를 탑재하는 열원 유닛과, 상기 냉매와 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수와의 열교환을 행하게 하는 열교환기를 탑재하는 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치에 있어서, 상기 열교환 유닛으로, 상기 열원 유닛으로부터 공급되는 상기 냉매와 상기 이용측 열교환기로 공급하는 상기 냉온수를 열교환시키는 냉매/수 열교환기와, 상기 냉매/수 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매와 하류측을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기를 설치하고, 상기 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제1 냉매 온도 센서와, 상기 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제2 냉매 온도 센서를 설치하고, 상기 제1, 제2 냉매 온도 센서로 검출되는 온도 중 어느 하나를 선택하여 상기 냉동 장치를 운전하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 열원 유닛으로부터 공급되는 상기 냉매와 상기 이용측 열교환기로 공급하는 상기 냉온수를 열교환시키는 냉매/수 열교환기 외에 이 냉매/수 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매와 하류측을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기를 설치하고 있으므로, 상기 냉매/수 열교환기로 유입하는 냉매의 과냉각을 충분히 없앨 수 있으므로 상기 냉매의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 동시에, 상기 냉매 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제1 냉매 온도 센서와, 상기 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제2 냉매 온도 센서를 설치하여 이들 제1, 제2 냉매 온도 센서로 검출되는 온도 중 어느 하나를 선택함으로써 능력을 중시하는 운전과 에너지 절약을 중시하는 운전을 선택 가능하게 할 수 있다.
상기 냉동 장치에 있어서, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써, 냉매 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 상기 에너지 절약을 중시하는 운전을 행하게 하고, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써 냉매 열교환기의 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 상기 능력을 중시하는 운전을 행하게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써 냉매 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 상기 에너지 절약을 중시하는 운전을 행하게 하고, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써, 냉매 열교환기의 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 상기 능력을 중시하는 운전을 행하게 하는 것으로 하고 있으므로, 냉동 장치의 제어를 행하는 프로그램의 소프트를 변경하지 않아도 쉽게 운전의 절환을 행할 수 있다.
상기 냉동 장치에 있어서, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와의 선택은 상기 열교환 유닛 내, 또는 상기 열원 유닛 내에 구비된 스위치, 혹은 상기 냉동 장치의 운전을 지시하는 리모콘 등에 설치된 조작 스위치에 의해 선택 조작되는 것을 특징으로 한다.
상기 냉동 장치에 따르면, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와의 선택은 상기 열교환 유닛 내, 또는 상기 열원 유닛 내에 구비된 스위치, 혹은 상기 냉동 장치의 운전을 지시하는 리모콘 등에 설치된 조작 스위치에 의해 선택 조작되는 것이므로, 상기 선택 조작을 쉽게 행할 수 있다.
이하, 도면을 기초로 본 발명의 실시 형태를 상세하게 서술한다. 도1은 본 발명을 적용한 냉동 장치의 냉매 회로를 포함하는 시스템 구성을 설명하는 도면이다. 냉동 장치(100)는 열원 유닛(1)과 열교환 유닛(2)을 냉매 배관(3a, 3b)에 의해 접속하여 구성되어 있다.
열원 유닛(1)에는 가스 엔진(10)이나 이 엔진(10)으로 운전되는 압축기(11) 및 엔진(10) 등의 제어나 후술하는 열교환 유닛(2)의 열교환측 제어 장치(24)와의 통신 등을 행하는 열원측 제어 장치(16) 등을 수납한 기계실(12)이 도시하지 않은 베이스 프레임 상에 설치되어 있고, 상기 기계실(12)의 상방에는 실외 열교환기(13)와, 이 실외 열교환기(13)에의 송풍을 행하는 송풍 팬(14) 등이 수납된 방열실(15)이 설치되어 있다.
열교환 유닛(2)에는 복수개의 플레이트식 열교환기인 냉매/수 열교환기(20a, 20b)와, 냉매 열교환기(20c)와, 상기 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 및 상기 냉매 열교환기(20c)를 유동하는 냉매의 유량을 제어하는 전동 팽창 밸브(21)와, 상기 냉매를 일시 저류하는 리시버 탱크(22)와, 역류 방지 밸브(23a, 23b)와, 후술하는 각종 온도 센서로부터의 온도 신호를 기초로 하여 상기 전동 팽창 밸브(21)의 개방도 조절이나, 열원 유닛(1)의 열원측 제어 장치(16)와의 통신을 행하는 열교환측 제어 장치(24)가 수납되어 있다.
그리고, 이 열교환 유닛(2) 내에서의 냉매 배관의 접속에 대해 설명하면,열원 유닛(1)으로부터 연장되는 냉매 배관(3a)은 리시버 탱크(22)의 일단부에 접속되고, 이 리시버 탱크(22)의 타단부는 역류 방지 밸브(23a)를 거쳐서 냉매 열교환기(20c)의 한 쪽 제1 냉매 입구(53a)(도3 참조)에 접속되어 있고, 상기 역류 방지 밸브(23a)는 상기 리시버 탱크(22)로부터 상기 냉매 열교환기(20c)로 상기 냉매를 흐르게 하는 방향을 향해 설치되어 있다. 또한, 이 리시버 탱크(22)의 상기 타단부에는 일단부가 상기 냉매 열교환기(20c)의 상기 한 쪽 제1 냉매 출구(53b)(도3 참조)에 접속된 역류 방지 밸브(23b)가 접속되어 있고, 이 역류 방지 밸브(23b)는 냉 매 열교환기(20c)의 상기 제1 냉매 출구(53b)로부터 상기 리시버 탱크(22)의 상기 타단부로 냉매를 흐르게 하는 방향을 향해 설치되어 있다. 또한, 냉매 열교환기(20c)의 상기 한 쪽의 제1 냉매 출구(53b)는 전동 팽창 밸브(21)를 거쳐서 냉매/수 열교환기(20a)의 냉매 입구(34a)(도2 참조)에 접속되어 있고, 냉매/수 열교환기(20a)의 냉매 출구(34b)(도2 참조)는 냉매/수 열교환기(20b)의 냉매 입구에 접속되어 있다. 냉매/수 열교환기(20b)의 냉매 출구는 상기 냉매 열교환기(20c)의 다른 쪽 제2 냉매 입구(54a)(도3 참조)에 접속되고, 이 냉매 열교환기(20c)의 제2 냉매 출구(54b)(도3 참조)는 열원 유닛(1)으로부터 연장되는 냉매 배관(3b)에 접속되어 있다. 즉, 냉매/수 열교환기(20a, 20b)는 냉매 회로 상에 직렬로 접속되어 설치되어 있다.
또한, 열교환 유닛(2)으로부터는 냉온수 배관(4a, 4b)이 연장되어, 예를 들어 실내에 설치된 이용측 열교환기(30)에 접속되어 있지만, 냉매/수 열교환기(20a)의 냉온수 출구(35b)(도2 참조)로부터 연장되는 냉온수 배관(25a)은 냉매/수 열교환기(20b)의 냉온수 출구로부터 연장되는 냉온수 배관(25b)과 접속되고, 상기 냉온수 배관(4a)으로서 순환 펌프(37)를 경유하여 이용측 열교환기(30)의 한 쪽 냉온수 입구에 접속되어 있고, 냉매/수 열교환기(20a)의 냉온수 입구(35a)(도2 참조)로부터 연장되는 냉온수 배관(26a)은 냉매/수 열교환기(20b)의 냉온수 입구로부터 연장되는 냉온수 배관(26b)과 접속되고, 상기 냉온수 배관(4b)으로서 이용측 열교환기(30)의 한 쪽 냉온수 입구에 접속되어 있다. 즉, 냉매/수 열교환기(20a, 20b)는 이용측 열교환기(30)에 접속되는 냉온수 회로 상에 병렬로 접속되어 설치되어 있 다.
이에 의해, 열원 유닛(1)으로부터 공급되는 냉매의 냉매 회로측에서는 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 공급하는 냉온수과 열교환시키는 냉매의 경로를 길게 설정 할 수 있어, 상기 냉매와 상기 냉온수과의 열교환 효율을 향상시키는 동시에, 상기 냉온수 회로측에서는 열교환 유닛(2)으로부터 상기 이용측 열교환기(30)로 공급하는 냉온수의 유량을 감소시키는 일 없이, 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 내 및 배관 접속된 각 냉온수 배관 내에서의 상기 냉온수의 유속을 저하시킬 수 있고, 상기 배관 등의 상기 냉온수에 의한 부식을 억제할 수 있다. 또한, 각 냉매/수 열교환기(20a, 20b)로 순환시키는 냉온수의 유량을 적게 해도 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)에 공급하는 냉온수의 유량을 확보할 수 있으므로, 각각의 상기 냉온수 배관(25a, 25b, 26a, 26b)의 구경을 작게 할 수 있는 동시에, 구리관을 이용하여 배관할 수 있으므로, 배관 가공이 용이해져 제조 비용을 낮게 억제할 수도 있다.
또한, 냉매/수 열교환기(20a)의 냉매 입구(34a) 근방의 냉매 배관에는 냉매 입구 센서(제1 냉매 온도 센서)(T1)가 설치되고, 냉매/수 열교환기(20c)의 제2 냉매 출구(54b) 근방의 냉매 배관(3b)에는 냉매 출구 센서(제2 냉매 온도 센서)(T2)가 설치되어 있고, 냉매/수 열교환기(20a, 20b)로부터 각각 연장되는 냉온수 배관(25a 및 25b)이 합류하는 위치에는 냉온수 출구 센서(t2)가, 또한 냉온수 배관(26a 및 26b)이 합류하는 위치에는 냉온수 입구 센서(t1)가 설치되는 동시에, 상기 냉온수 배관(25a, 25b)이 접속되는 각각의 냉매/수 열교환기(20a, 20b)의 냉온수 출구 에는 동결 방지 센서(온도 센서)(t3, t4)가 각각 설치되어 있고, 이들 온도 센서에 의해 검출된 온도 신호는 열교환측 제어 장치(24)로 검출되는 것으로 되어 있다.
여기서, 냉매/수 열교환기(20a, 20b, 20c) 및 각 센서(T1, T2, t1 내지 t4)에 대해 설명한다.
냉매/수 열교환기(20a)는 도2의 전개도에 도시한 바와 같이 관판(31a, 31b) 사이에 복수매의 구획판(31c)이 설치된 구조로 되어 있고, 냉매가 흐르는 냉매층(32)과 냉온수가 흐르는 냉온수층(33)이 여러 겹이나 교대로 포개진 구성으로 되어 있다.
관판(31a)의 상방에는, 예를 들어 냉매 입구(34a)와, 냉온수 출구(35b)가 설치되고, 하방에는 냉매 출구(34b)와, 냉온수 입구(35a)가 설치되어 있고, 상기 냉매 입구(34a)로부터 유입된 냉매는 하나 간격으로 설치된 냉매층(32)으로 유입하고, 이 냉매층(32)을 유동하는 동안에 상기 냉온수와의 열교환을 행하고, 냉매 출구(34b)로부터 유출하는 것으로 되어 있다. 마찬가지로, 냉온수 입구(35a)로부터 유입된 상기 냉온수는 하나 간격으로 설치된 냉온수층(33)으로 유입하고, 이 냉온수층(33)을 유동하는 동안에 상기 냉매와의 열교환을 행하여 냉각, 혹은 가온되어 상기 냉온수 출구(35b)로부터 유출하는 것으로 되어 있다.
그리고, 냉매/수 열교환기(20a)는 그 최외층(36a, 36b)에 냉온수층(33)이 설치되도록 구성되어 있고, 관판(31a)의 외면의 냉온수 출구(35b) 부근에는 상기 동결 방지 센서(t3)가 설치되어 있다. 이는 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 냉수를 공급하는 경우, 열원 유닛(1)으로부터 공급된 냉매가 유입하는 냉 매 입구(34a) 근방이고, 냉온수 출구(35b) 부근의 냉온수 온도가 가장 낮은 온도가 되므로, 이 위치에서 상기 냉매와 열교환하여 냉각된 냉수의 온도를 검출하여 열교환측 제어 장치(24)로 상기 냉수의 동결을 판단하고, 열원측 제어 장치(16)로 송신하여 가스 엔진(10) 및 압축기(11)의 운전을 제어시킴으로써 확실하게 상기 냉수의 동결을 방지하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, 동결 방지 센서(t3)는 상기 냉온수 출구(35b) 부근의 상기 최외층(36a) 내에 설치하는 것이 바람직하지만, 냉매/수 열교환기(20a)의 가공성이 어렵다는 점에서 관판(31a)의 외표면 상에 설치되고, 단열재 등으로 외기와의 단열 처리가 행해지고 있다.
또, 냉매/수 열교환기(20b) 및 동결 방지 센서(t4)에 대해서는 상기 냉매/수 열교환기(20a) 및 동결 방지 센서(t3)와 마찬가지이므로 설명은 생략한다.
또한, 냉매 열교환기(20c)에 대해 설명하면, 도3에 도시한 바와 같이 상기 냉매/수 열교환기(20a, 20b)와 같은 구성을 하고 있고, 냉매 열교환기(20c)는 관판(50a, 50b) 사이에 복수매의 구획판(50c)이 설치된 구조로 되어 있고, 역류 방지 밸브(23a)를 유동하여 냉매/수 열교환기(20a)로 유입하는 냉매가 흐르는 제1 냉매층(5l)과, 냉매/수 열교환기(20b)로부터 유출하여 냉매 배관(3b)을 열원 유닛(1)으로 복귀하는 냉매가 흐르는 제2 냉매층(52)이 여러 겹이나 교대로 포개어진 구성으로 되어 있다.
관판(50a)의 상방에는, 예를 들어 리시버 탱크(22)로부터 역류 방지 밸브(23a)를 유동해 온 냉매가 이 냉매 열교환기(20c)의 한 쪽으로 유입하는 제1 냉매 입구(53a)와, 냉매/수 열교환기(20a)에서 냉온수와 열교환하여 냉매 배관(3b)을 유 동하여 열원 유닛(1)으로 복귀하는 냉매가 유출하는 제2 냉매 출구(54b)가 설치되고, 하방에는 상기 리시버 탱크(22)로부터 역류 방지 밸브(23a)를 유동해 온 냉매가 유출하는 제1 냉매 출구(53b)와, 상기 냉매/수 열교환기(20a)의 상기 냉매 출구(34b)로부터 유출한 냉매가 이 냉매 열교환기(20c)의 다른 쪽으로 유입하는 제2 냉매 입구(54a)가 설치되어 있고, 상기 역류 방지 밸브(23a)를 유동하여 상기 제1 냉매 입구(53a)로부터 유입된 냉매는 하나 간격으로 설치된 한 쪽의 제1 냉매층(51)으로 유입하여 이 냉매층(51)을 유동하는 동안에 다른 쪽의 제2 냉매층(52)을 유동하는 상기 냉매/수 열교환기(20b)의 상기 냉매 출구로부터 유출된 냉매와의 열교환을 행하여 과냉각되어, 제1 냉매 출구(53b)로부터 유출하는 것으로 되어 있다. 마찬가지로, 제2 냉매 입구(54a)로부터 유입된 냉매/수 열교환기(20b)를 유동한 냉매는 하나 간격으로 설치된 제2 냉매층(52)으로 유입하고, 이 제2 냉매층(52)을 유동하는 동안에 상기 역류 방지 밸브(23a)를 유동한 냉매와의 열교환을 행하여 과열되어 상기 제2 냉매 출구(54b)로부터 유출하는 것으로 되어 있다.
또한, 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 내를 유동하는 냉매와 냉온수의 유동 방향은 이 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 냉수가 공급되는 경우에는 대향하는 방향으로 흐르게 되어 있고, 냉매 열교환기(20c) 내의 상기 한 쪽을 유동하는 냉매와 상기 다른 쪽을 유동하는 냉매의 유동 방향은 각각 마찬가지로 대향하는 방향으로 흐르게 되어 있다. 또한, 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 온수가 공급되는 경우에는 냉매/수 열교환기(20a, 20b)에서는 상기 냉매와 상기 온수가 같은 방향으로 흐르게 되고, 냉매 열교환기(20c)에서는 상기 한 쪽 및 상기 다른 쪽을 유동하는 냉매가 함께 역방향으로 유동하므로, 상기 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 냉수를 공급하는 경우와 마찬가지로 대향하는 방향으로 흐르게 된다.
다음에, 이 열교환 유닛(2)의 전체적인 구조에 대하여 설명하면, 도4에 도시한 바와 같이 이 열교환 유닛(2)은 베이스 프레임(40)을 갖고, 이 베이스 프레임(40) 상에 L자형의 부재(41a 내지 41h)를 조합하여 하우징 베이스(42)가 구축되어 있다.
그리고, 베이스 프레임(40) 상의 대향하는 가장자리부(40a, 40b) 부근에는 이들 가장자리부(40a, 40b)에 따르도록 도1의 냉온수 배관(4a, 4b)의 일부를 구성하는 냉온수 배관(43a, 43b)이 배치되어 있다. 이 냉온수 배관(43a, 43b)은 각각 그 양단부가 개방 가능해진 직관으로 되어 있고, 설치 상황에 따라서 가장자리부(40c측 혹은 40d측) 중 어느 한 방향으로 상기 냉온수 배관(4a, 4b)를 연장시키는 것이 가능해져 있다.
또한, 이 베이스 프레임(40)의 가장자리부(40c) 측에는 냉매/수 열교환기(20a)와, 냉매 열교환기(20c)가 배치되어 있고, 이 가장자리부(40c)와 대향하는 가장자리부(40d) 측에는 냉매/수 열교환기(20b)와, 리시버 탱크(22)와, 열교환측 제어 장치(24)가 적재되어 있다. 즉, 중량물인 냉매/수 열교환기(20a, 20b), 냉매 열교환기(20c), 리시버 탱크(22) 등을 열교환 유닛 내의 가장자리 부근[예를 들어, 베이스 프레임(40) 상]에 대략 균등하게 분산시켜 배치하고 있다.
또한, 냉매/수 열교환기(20a) 및 냉매 열교환기(20c)의 상기 냉매 출입구 및 상기 냉온수 출입구와, 냉매/수 열교환기(20b)의 상기 냉매 출입구 및 상기 냉온수출입구는 마주 향하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 이 열교환 유닛(2)의 무게 중심 위치를 베이스 프레임(40)의 중앙 부근으로 할 수 있는 동시에, 그 무게 중심의 높이 위치도 낮게 할 수 있어, 수송시나 설치시에 이 열교환 유닛(2)이 뒤집히는 등의 위험을 방지할 수 있다. 또한, 열교환 유닛(2) 내의 중앙부에는 열원 유닛(1)으로부터 공급되는 냉매가 순환하는 냉매 배관이나, 상기 냉온수 배관(43a, 43b)에 접속된 냉온수 배관(25a, 25b)이나, 냉온수 배관(26a, 26b) 등의 배관류만이 배치되게 되므로, 이 중앙부를 열교환 유닛(2)의 보수 공간으로 할 수 있어 보수성도 향상시킬 수 있다. 또한, 이 열교환 유닛(2)에 리시버 탱크(22)를 구비하고 있으므로, 상기 냉매/수 열교환기(20a, 20b)를 플레이트식 열교환기로 해도 각각의 냉매/수 열교환기(20a, 20b)를 순환하는 냉매 용량을 확보할 수 있는 동시에, 예를 들어 열원 유닛(1)의 고장 등의 경우에는 상기 열원 유닛(1) 내의 냉매를 이 리시버 탱크(22) 내로 회수하여 상기 열원 유닛(1)의 수리, 혹은 보수 등의 작업을 행할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 냉매/수 열교환기는 2개로 분할 배치된 구조로 하고 있지만, 분할 수는 반드시 2개에 한정되지 않고, 3개 이상의 복수개라도 좋다. 이 경우, 복수개로 분할된 냉매/수 열교환기를 짝수개로 하여 상기 열교환 유닛 내로 균등하게 분산시켜 배치하고, 어느 하나의 냉매/수 열교환기의 근방에 상기 냉매 열교환기를 배치하고, 상기 열교환 유닛의 중앙을 중심으로 하여 이 냉매 열교환과 대향하는 위치에 상기 리시버 탱크를 배치해도 좋다. 또한, 복수개의 냉매/수 열 교환기와 냉매 열교환기를 분산시켜 배치하는 경우에 있어서, 서로 대향하도록 배치된 냉매/수 열교환기 및 냉매 열교환기의 각 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구를 서로 마주보도록 배치해도 좋다.
또한, 도5의 (a)의 내부 측면도에 도시한 바와 같이, 열교환측 제어 장치(24)의 리시버 탱크(22)측의 측면에는 리시버 탱크(22)의 몸통부로 연장되는 대략 M자형의 앵글(44)이 설치되어 있다. 또한, 도5의 (b)는 내부 천정면도이다. 이는 리시버 탱크(22)가 수직 방향으로 연장된 원기둥 형상으로 되어 있으므로, 수송시 등에 이 리시버 탱크(22)가 흔들리는 것을 억제하는 목적과, 이 리시버 탱크(22)의 열을 열교환측 제어 장치(24)로 전달시켜 상기 열교환측 제어 장치(24) 내의 이슬 맺힘을 방지하는 열전달 수단으로서의 목적을 갖고 있다. 또, 본 실시 형태에서는 상기 리시버 탱크(22)와 열교환측 제어 장치(24) 사이에 열전달 가능한 앵글(44)을 설치하고 있지만, 열교환측 제어 장치(24)의 측면 중 일부를 리시버 탱크(22)의 몸통부의 외주면과 면접촉하도록 형성하여 구성해도 좋다. 이는 당연하지만, 이 리시버 탱크(22) 내에는 액냉매가 저류되므로, 상기 리시버 탱크(22)의 온도는 냉동 장치(100)의 운전시에는 약 40 ℃ 정도가 된다. 이 리시버 탱크(22)의 온도를 열교환측 제어 장치(24)로 전달시킴으로써 상기 열교환측 제어 장치(24) 내의 결로를 방지할 수 있는 동시에, 통상 결로 방지를 위해 열교환측 제어 장치(24)의 외벽을 덮도록 설치하는 단열재를 삭감할 수 있으므로 제조 비용도 저렴하게 할 수 있다.
다음에, 도6을 참조하여 이 냉동 장치(100) 동작에 대해 설명한다.
우선, 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 냉수를 공급하는 경우 에는 도시하지 않은 리모콘 등에 의해 열원 유닛(1)으로 운전의 지시가 나오면, 열원측 제어 장치(16)에서 이를 수신하여 가스 엔진(10)의 운전이 개시된다. 그리고, 가스 엔진(10)의 운전이 개시되면, 그 구동력에 의해 압축기(11)의 운전이 개시되고, 고온 고압의 가스 냉매가 토출된다. 토출된 상기 가스 냉매는 실외 열교환기(13)로 유입하고, 송풍 팬(14)의 송풍에 의해 외기로 방열하여 저온 고압의 액냉매가 되어, 냉매 배관(3a)으로부터 열교환 유닛(2)으로 공급된다.
상기 액냉매는 화살표 X의 방향으로 순환하여 냉매 배관(3a)으로부터 열교환 유닛(2)의 리시버 탱크(22)로 유입하고, 역류 방지 밸브(23a)를 경유하여 냉매 열교환기(20c)에서 냉매/수 열교환기(20a, 20b)를 유동한 고온 저압의 가스 냉매와 열교환하여 과냉각되고, 전동 팽창 밸브(21)로 감압되어 냉매/수 열교환기(20a)로 유입한다.
이 냉매/수 열교환기(20a)에서는 냉온수 배관(26a)으로부터 이 냉매/수 열교환기(20a)로 유입하는 냉온수를 냉각하여 증발한다. 이 때, 상기 냉매의 대략 절반이 증발하여 상기 냉매는 기액 혼합 상태가 된다. 계속해서, 냉매/수 열교환기(20b)로 유입하여 냉온수 배관(26b)으로부터 이 냉매/수 열교환기(20b)로 유입하는 냉온수를 냉각하여 증발한다. 이 때, 상기 냉매의 대부분이 증발하는 것으로 되어 있고, 상기액 냉매는 이 시점에서 고온 저압의 가스 냉매가 된다. 그리고, 냉매 열교환기(20c)에서 이제부터 냉매/수 열교환기(20a)로 유입하고자 하는 냉매와 열교환하여 과열되어, 냉매 배관(3b)을 경유하여 열원 유닛(1)으로 복귀하고, 도시하지 않은 어큐뮬레이터를 경유하여 상기 압축기(1l)로 복귀된다.
한편, 이용측 열교환기(30)로 순환하는 냉온수는 상기 냉매로 냉각되어 냉수가 되고, 순환 펌프(37)가 운전됨으로써 냉매/수 열교환기(20a, 20b)의 냉온수 배관(25a, 25b)으로부터 유출된다. 그리고, 화살표 Y로 나타낸 바와 같이 냉온수 배관(43a)에서 합류하고, 냉온수 배관(4a)을 경유하여 이용측 열교환기(30) 내로 유입하여, 도시하지 않은 부하로 접속된 열매체를 냉각한다. 이 이용측 열교환기(30)에서 상기 열매체와 열교환한 냉온수는 냉온수 배관(4b, 43b)을 경유하여 냉온수 배관(26a, 26b)으로 분류하여, 다시 냉매/수 열교환기(20a, 20b)에서 냉각된다.
그러나, 이 때, 만약 상기 순환 펌프(37)가 고장 등에 의해 운전되지 않은 경우에는, 상기 냉온수는 동결하고 팽창하여 냉매/수 열교환기(20a, 20b)를 파괴할 우려가 있다.
이로 인해, 각 냉매/수 열교환기(20a, 20b)의 냉온수 출구 부근에는 각각 동결 방지 센서(t3, t4)가 설치되어 있고, 이들 동결 방지 센서(t3, t4) 중 어느 하나가 상기 냉온수의 온도 신호가 제1 소정 온도 Temp1 이하인 것을 검출한 경우, 냉매/수 열교환기(20a, 20b) 중 어느 하나를 유동하는 냉온수가 동결의 위험성이 있다고 하여 열교환측 제어 장치(24)로 판단하고, 이 열교환측 제어 장치(24)로부터 도시하지 않은 통신 배선을 통해 열원측 제어 장치(16)로 송신하고, 열원 유닛(1)의 가스 엔진(10)을 정지시키는 것이다. 여기서, 상기 제1 소정 온도(Temp1)는 상기 냉온수가 동결하기 시작하는 온도보다 조금 높은 온도로 설정하는 것이 바람직하다.
또, 상술한 바와 같이 냉매/수 열교환기(20a, 20b)는 최외층(36a, 36b)에 냉 온수층(33)을 설치하고 있으므로, 동결 방지 센서(t3, t4)로 상기 냉온수의 온도를 정확하게 검출할 수 있다. 이에 의해, 상기 냉온수는 그 이상 냉각될 우려가 없어지므로 상기 냉온수의 동결은 회피된다.
그리고, 동결 방지 센서(t3, t4)의 각각에서 검출된 온도 신호의 양방이 상기 제1 소정 온도보다 높은 제2 소정 온도(Temp2) 이상이 되고, 또한 이 때 냉동 장치(100)가 상기 도시하지 않은 리모콘 등에 의해 운전이 지시되고 있으면, 다시 가스 엔진(10)의 운전을 개시하여 열교환 유닛(2)으로부터 이용측 열교환기(30)로 냉수가 공급되게 된다. 여기서, 상기 제2 소정 온도(Temp2)는 당연히 상기 제1의 소정 온도(Temp1) 이상이고, 또한 상기 냉온수가 동결될 위험성이 없는 최저 온도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 냉동 장치(100)에서는 상술한 바와 같이 상기 제2 냉매 출구(54b) 부근의 냉매 배관 상에는 냉매 출구 센서(T2)가 설치되어 있고, 상기 냉매/수 열교환기(20a)의 냉매 입구(34a) 근방의 냉매 배관 상에 설치된 상기 냉매 입구 센서(T1)에서 검출된 냉매의 온도 신호와, 이 냉매 출구 온도 센서(T2)에서 검출된 냉매의 온도 신호 중 어느 하나를 선택하여 열교환측 제어 장치(24)로 제어시킴으로써 상기 열교환측 제어 장치(24)에 저장된 프로그램의 소프트를 변경하지 않고, 이 냉동 장치(100)의 능력을 중시하는 운전과, 에너지 절약을 중시하는 운전 중 어느 하나의 운전을 선택하여 행하게 할 수 있는 것이 되어 있다.
즉, 냉매 입구 센서(T1)에서 검출된 냉매의 온도 신호를 채용함으로써, 열교환 유닛(2) 내를 순환하는 냉매의 온도가 낮다는 판단이 열교환측 제어 장치(24)에 서 행해지고, 열교환측 제어 장치(24)로부터 도시하지 않은 통신 배선으로 열원 유닛(1)의 열원측 제어 장치(16)로, 운전 능력을 저감시켜 운전하도록 지시가 되어 에너지 절약을 중시하는 운전을 행하게 할 수 있고, 냉매 출구 센서(T2)에서 검출된 냉매의 온도 신호를 채용함으로써 열교환 유닛(2) 내를 순환하는 냉매의 온도가 높다는 판단이 열교환측 제어 장치(24)에서 행해져, 열교환측 제어 장치(24)로부터 도시하지 않은 통신 배선으로 열원 유닛(1)의 열원측 제어 장치(16)로 운전 능력을 충분히 내어 운전하도록 지시가 나와 능력을 중시하는 운전을 행하게 할 수 있는 것이다.
이 냉매 입구 센서(T1)와, 냉매 출구 센서(T2)의 절환은 열교환측 제어 장치(24) 내, 혹은 열원측 제어 장치(16) 내에 스위치 등을 설치하여 이 스위치 등의 절환 조작을 행함으로써 선택되는 것으로 해도 좋고, 또는 상기 리모콘 등에 선택 스위치를 설치하여 상기 선택 스위치의 조작에 의해 어느 하나의 센서(T1, T2)에서 검출되는 온도 신호가 선택되는 것으로 해도 상관없다.
이와 같은 구성에 따라, 본 발명은 소형이고 효율이 좋은 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 수송시 및 설치시 뒤집힘의 위험성을 방지하는 동시에, 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수의 동결을 쉽게 방지할 수 있는 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공하며, 제어 장치의 이슬 부착를 방지하여 비용을 억제한 냉동 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 열교환 효율을 향상시키는 동시에, 능력을 중시하는 운전과 에너지 절약을 중시하는 운전을 선택 가능 하게 한 열교환 유닛을 구비한 냉동 장치를 제공한다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 냉매를 압축 토출하는 압축기 및 열원측 열교환기를 탑재하는 열원 유닛과, 상기 냉매와 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수와의 열교환을 행하게 하는 열교환기를 탑재하는 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치에 있어서,
    상기 열교환기는 복수개의 플레이트식 열교환기로 분할하여 구성되는 냉매/수 열교환기로 이루어지고,
    상기 열원 유닛으로부터 공급되는 냉매가 유동하는 냉매 회로 및 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수가 유동하는 냉온수 회로를 더 구비하고 있고, 상기 냉매 회로는 냉매가 복수개의 플레이트식 열교환기를 차례로 유동하여 열원 유닛으로 복귀하도록 복수개의 플레이트식 열교환기에 대해 직렬로 접속하고, 상기 냉온수 회로는 냉온수가 복수개의 플레이트식 열교환기를 동시에 병행하여 유동하도록 복수개의 플레이트식 열교환기에 대해 병렬로 접속한 병렬 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열원 유닛은 가스 엔진을 더 구비하고, 상기 압축기는 가스 엔진으로 구동되는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 열원 유닛과 열교환 유닛 내의 열교환기는 냉매 배관으로, 상기 열교환 유닛 내의 열교환기와 이용측 열교환기는 순환 펌프를 거쳐서 수배관으로 각각 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 열원 유닛으로부터 공급된 냉매와 열원 유닛으로 복귀되는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기와, 상기 열교환 유닛 내를 순환하는 냉매를 일시 저류해 두는 리시버 탱크를 더 구비하고 있고, 상기 냉매/수 열교환기, 냉매 열교환기 및 리시버 탱크를 열교환 유닛 내로 대략 균등하게 분산시켜 배치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수개로 분할된 냉매/수 열교환기를 짝수개로 하여 열교환 유닛 내로 균등하게 분산시켜 배치하고, 어느 하나의 냉매/수 열교환기의 근방에 냉매 열교환기를 배치하고, 상기 열교환 유닛의 중앙을 중심으로 하여 이 냉매 열교환기와 대향하는 위치에 리시버 탱크를 배치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기, 냉매 열교환기, 리시버 탱크를 열교환 유닛 내의 가장자리부 부근에 대략 균등하게 분산시켜 배치하는 동시에, 상기 복수개의 냉매/수 열교환기 및 냉매 열교환기에 있어서, 각 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구를 다른 열교환기의 냉매 출입구 및 냉온수 출입구와 마주 향하도록 배치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  8. 제5항에 있어서, 각 상기 냉매/수 열교환기 내의 최외층을 냉온수가 유동하는 냉온수층으로 하는 동시에, 상기 냉매/수 열교환기의 냉온수 출구 근방에 냉매/수 열교환기로부터 유출되는 냉온수의 온도를 검출하는 온도 센서를 설치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 온도 센서는 각 냉매/수 열교환기의 냉온수 출구 근방의 외표면에 외기와의 단열 처리를 하여 설치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 열교환 유닛 내에 냉매를 일시 저류하는 리시버 탱크를 더 구비하고 있고, 상기 열원 유닛은 압축기의 제어 등을 행하는 열원측 제어 장치를 갖고, 상기 열교환 유닛은 냉매/수 열교환기의 제어를 행하는 열교환측 제어 장치를 갖고, 상기 리시버 탱크와 열교환측 제어 장치 사이에 열전달 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열전달 수단은 리시버 탱크의 몸통부와, 상기 열교환측 제어 장치의 측면 사이에 열전달 가능한 앵글을 마련하여 열전달시킨 열전달 수단인 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 열전달 수단은 열교환측 제어 장치의 측면의 일부를 리시버 탱크의 외주면에 면접촉하도록 형성하여 열전달시키는 열전달 수단인 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  13. 냉매를 압축 토출하는 압축기를 탑재하는 열원 유닛과, 상기 냉매와 이용측 열교환기로 공급되는 냉온수와의 열교환을 행하게 하는 열교환기를 탑재하는 열교환 유닛을 접속하여 구성되는 냉동 장치에 있어서,
    상기 열교환 유닛으로 열원 유닛으로부터 공급되는 냉매와 이용측 열교환기로 공급하는 냉온수를 열교환시키는 냉매/수 열교환기와, 상기 냉매/수 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매와 하류측을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매 열교환기를 설치하고, 상기 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제1 냉매 온도 센서와, 상기 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하는 제2 냉매 온도 센서를 설치하여 제1 및 제2 냉매 온도 센서로 검출되는 온도 중 어느 하나를 선택하여 냉동 장치를 운전하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써 냉매 열교환기의 상류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 에너지 절약 중시하는 운전을 행하게 하고, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도를 선택함으로써 냉매 열교환기의 하류측을 유동하는 냉매의 온도를 검출하여 능력 중시하는 운전을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와, 상기 제2 냉매 온도 센서로 검출된 냉매의 온도와의 선택은 열교환 유닛 내, 또는 열원 유닛 내에 구비된 스위치, 혹은 냉동 장치의 운전을 지시하는 리모콘 등에 설치된 조작 스위치에 의해 선택 조작되는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
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