WO2014119072A1 - チラー - Google Patents

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秀喜 金井
栄治 太田
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ヤンマー株式会社
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    • 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
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40Fluid line arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a chiller that exchanges heat between refrigerant and water in a heat pump including a compressor.
  • Patent Document 1 discloses a chiller unit using a heat pump equipped with a compressor.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which a chiller unit equipped with a water-refrigerant heat exchanger is separate from a heat pump unit (outdoor unit). However, Patent Document 1 does not disclose equipment necessary for entering and exiting the water-refrigerant heat exchanger, such as a water supply pump. When these devices are individually installed, a large number of man-hours are required for piping work at the installation site.
  • the present invention provides a chiller that can reduce the number of man-hours for piping work for installing a water supply pump and its peripheral devices at the installation site.
  • a chiller according to the present invention is a chiller that performs heat exchange between refrigerant and water of a heat pump including a compressor, and includes a water supply pump, a water inlet side stop valve, a water outlet side stop valve, a water inlet side strainer, and a water outlet side check.
  • a water supply pump unit configured by fixing the valve to the support member is provided.
  • the chiller according to the present invention can reduce the number of piping work for installing the water supply pump and its peripheral devices at the installation site.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a chiller 1000 according to the present embodiment.
  • the chiller 1000 includes a chiller unit 100 and a water supply pump unit 200.
  • the chiller unit 100 includes a component 1-12 that constitutes a heat pump, and is configured to exchange heat between the refrigerant of the heat pump and water. Water is introduced into the chiller unit 100 and discharged from the chiller unit 100 via the water supply pump unit 200.
  • the chiller unit 100 includes two compressors 1, an oil separator 2, a four-way valve 3, two A / R heat exchangers (air-refrigerant heat exchanger) 4, a bridge circuit 5, a receiver 6, and three main expansion valves 7. Two auxiliary expansion valves 8, a W / R heat exchanger (water-refrigerant heat exchanger) 9, an auxiliary evaporator 10, an accumulator 11, and a refrigerant path 12 are provided.
  • the refrigerant path 12 connects these devices 1-11.
  • the compressor 1 causes the refrigerant to flow along the refrigerant path 12.
  • the oil separator 2 separates oil from the refrigerant discharged from the compressor 1.
  • the four-way valve 3 switches the flow direction of the refrigerant in the refrigerant path 12 so that the heating operation or the cooling operation is performed.
  • the A / R heat exchanger 4 functions as a condenser or an evaporator according to the execution of the cooling operation or the heating operation, and performs heat exchange between the outside air and the refrigerant.
  • the bridge circuit 5 induces the refrigerant flow so that the auxiliary evaporator 10 functions as an evaporator regardless of whether the heating operation or the cooling operation is performed.
  • the receiver 6 stores excess refrigerant as necessary.
  • the main expansion valve 7 expands the refrigerant flowing between the A / R heat exchanger 4 and the W / R heat exchanger 9.
  • the auxiliary expansion valve 8 expands the refrigerant flowing between the A / R heat exchanger 4 or the W / R heat exchanger 9 and the auxiliary evaporator 10.
  • the W / R heat exchanger 9 functions as an evaporator or a condenser according to the execution of the cooling operation or the heating operation, and performs heat exchange between water and the refrigerant.
  • a refrigerant path 12 and a water path 20 are arranged in parallel.
  • the auxiliary evaporator 10 performs heat exchange between the high-temperature heat medium from the heat source and the refrigerant.
  • the heat source is an engine that drives the compressor 1
  • the high-temperature heat medium is engine coolant that carries engine exhaust heat.
  • a refrigerant path 12 and a cooling water path 30 are arranged in parallel.
  • the accumulator 11 temporarily stores the refrigerant and suppresses the pulsation of the refrigerant.
  • the chiller unit 100 includes two service ports 13 and 14.
  • the service ports 13 and 14 are ports that open to the refrigerant path 12 and are used to replenish or discharge the refrigerant.
  • the service port 13 is disposed between the A / R heat exchanger 4 and the bridge circuit 5.
  • the service port 14 is disposed between the W / R heat exchanger 9 and the bridge circuit 5.
  • the four-way valve 3 is configured to be switched to either the cooling position or the heating position.
  • a cooling operation for cooling the water flowing through the W / R heat exchanger 9 is executed.
  • a heating operation for heating the water flowing through the W / R heat exchanger 9 is executed.
  • the refrigerant flows from the compressor 1 to the oil separator 2, the four-way valve 3, the A / R heat exchanger 4, the bridge circuit 5, the receiver 6, the main expansion valve 7, the bridge circuit 5, and the W / R heat exchanger 9. , Flow through the four-way valve 3 and the accumulator 11, and return to the compressor 1.
  • engine exhaust heat is not used, so the main expansion valve 8 is closed and the refrigerant does not flow through the auxiliary evaporator 10.
  • the refrigerant flows from the compressor 1 to the oil separator 2, the four-way valve 3, the W / R heat exchanger 9, the bridge circuit 5, the receiver 6, the main expansion valve 7, the bridge circuit 5, and the A / R heat exchanger 4. , Flow through the four-way valve 3 and the accumulator 11, and return to the compressor 1.
  • engine exhaust heat may be used as a heat source for heating the refrigerant.
  • the cold auxiliary expansion valve 8 is opened.
  • the refrigerant further branches from the receiver 6 so as to flow through the auxiliary expansion valve 8, passes through the auxiliary evaporator 10, joins in the accumulator 11, and returns to the compressor 1.
  • FIG. 2 is a perspective view of the water supply pump unit 200 as viewed obliquely from the rear.
  • FIG. 3 is a perspective view of the water supply pump unit 200 as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 4 is a perspective view of the water supply pump unit 200 as viewed from the side. 2-4, the connection side to the chiller unit 100 is the front side of the feed water pump unit 200.
  • the water supply pump unit 200 includes a water inlet path 21, a water outlet path 22, a pump device 40, and a support frame 60.
  • the water inlet path 21 and the water outlet path 22 are part of the water path 20.
  • the water inlet path 21 includes a connection port 21 a connected to the water inlet 91 (FIG. 1) of the W / R heat exchanger 9, and introduces water from the water inlet pipe 51 to the water inlet 91.
  • the water discharge path 22 includes a connection port 22 a connected to the water outlet 92 (FIG. 1) of the W / R heat exchanger 9, and discharges water from the water outlet 92 to the water discharge pipe 52.
  • the water inlet pipe 51 and the water outlet pipe 52 are outside the chiller 1000.
  • the water inlet path 21 and the water outlet path 22 are each configured by connecting a plurality of pipes and components (41-46) of the pump device 40.
  • the water intake path 21 is provided with a drain port 23 and an extraction port 24.
  • the extraction port 24 is used for removing air or taking out water to be supplied to measuring instruments such as a pressure gauge and a thermometer.
  • the water discharge path 22 is provided with extraction ports 25 and 26.
  • the extraction port 25 is used for extracting water to be supplied to measuring instruments such as a pressure gauge and a thermometer.
  • the pump device 40 includes a water supply pump 41, a water-inflow stop valve 42, a water-in water stop valve 43, a water-in-side strainer 44, a water out-side check valve 45, a flow switch 46, and a constant flow valve 47. ing.
  • a water stop valve 42 In the water intake path 21, a water stop valve 42, a strainer 44, a water supply pump 41, a drain port 23, and a take-out port 24 are sequentially arranged from the water intake pipe 51 toward the connection port 21a.
  • the flow switch 46 is attached to the water supply pump 41.
  • a constant flow valve 47, an extraction port 26, a check valve 45, an extraction port 25, and a water stop valve 43 are sequentially arranged from the connection port 22 a toward the water discharge pipe 52.
  • the water supply pump 41 causes water to flow from the inlet pipe 51 to the outlet pipe 52 via the water path 20.
  • the strainer 44 removes dust from the water introduced from the water inlet pipe 51.
  • the constant flow valve 47 suppresses pressure fluctuation by the feed water pump 41 so that a constant flow of water flows.
  • the flow switch 46 detects the water level in the feed water pump 41 in order to stop the drive of the feed water pump 41 when the amount of water decreases.
  • the water stop valves 42 and 43 can close the paths 21 and 22, respectively.
  • the support frame 60 includes a plurality of L-shaped members 61, a U-shaped bracket 62, and a plurality of mounting brackets 63.
  • a structural member of the support frame 60 is configured by combining a plurality of L-shaped members 61.
  • the U-shaped bracket 62 is fixed to the L-shaped material 61.
  • the pipes that make up the water inlet path 21 are fixed to the U-shaped bracket 62 using the mounting bracket 63.
  • pipes constituting the water discharge path 22 are fixed to the U-shaped bracket 62 using the mounting bracket 63 at a plurality of locations of the water discharge path 22.
  • the components (41-46) of the pump device 40 are supported by the support frame 60.
  • the chiller 1000 according to the present embodiment has the following operations and effects due to the above-described configuration.
  • the chiller 1000 is a chiller that performs heat exchange between the refrigerant of the heat pump including the compressor 1 and water.
  • the chiller 1000 includes a water supply pump unit 200.
  • the water supply pump unit 200 is configured by fixing the water supply pump 41, the water inlet side water stop valve 42, the water outlet side water stop valve 43, the water inlet side strainer 44, and the water outlet side check valve 45 to the support member (60). .
  • the water supply pump 41 and its peripheral devices (42-45) are integrated, and the installation of the water supply pump 41 and its peripheral devices (42-45) is completed by installing the support member (60). For this reason, the chiller 1000 according to this embodiment can reduce the number of man-hours for piping work for installing the water supply pump 41 and its peripheral devices (42-45) at the installation site.

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Abstract

 据え付け現場において、給水ポンプ及びその周辺機器を取り付けるための配管工事の工数を低減する。チラー(1000)は、圧縮機(1)を備えるヒートポンプの冷媒と水の間で熱交換を行うチラーにおいて、給水ポンプ(41)、入水側止水弁(42)、出水側止水弁(43)、入水側ストレーナ(44)、及び出水側逆止弁(45)を支持部材(60)に固定することによって構成される給水ポンプユニット(200)を備えている。

Description

チラー
 本発明は、圧縮機を備えるヒートポンプの冷媒と水の間で熱交換を行うチラーに関する。
 特許文献1は、圧縮機を備えるヒートポンプを利用したチラーユニットを開示している。
特開2009-236339号公報
 特許文献1は、水-冷媒熱交換器を搭載するチラーユニットを、ヒートポンプユニット(室外機)と別のユニットとする構成を開示している。ところが、特許文献1は、給水ポンプなど、水-冷媒熱交換器に対する入水及び出水のために必要な機器を開示していない。これらの機器が個別に取り付けられると、据え付け現場での配管工事のために多くの工数が必要とされる。
 そこで、本発明は、据え付け現場において、給水ポンプ及びその周辺機器を取り付けるための配管工事の工数を低減できるチラーを提供する。
 本発明に係るチラーは、圧縮機を備えるヒートポンプの冷媒と水の間で熱交換を行うチラーにおいて、給水ポンプ、入水側止水弁、出水側止水弁、入水側ストレーナ、及び出水側逆止弁を支持部材に固定することによって構成される給水ポンプユニットを備えている、ことを特徴とする。
 本発明に係るチラーは、据え付け現場において、給水ポンプ及びその周辺機器を取り付けるための配管工事の工数を低減できる。
本実施形態に係るチラーの構成図である。 斜め後方から見た給水ポンプユニットの斜視図である。 斜め前方から見た給水ポンプユニットの斜視図である。 側方から見た給水ポンプユニットの斜視図である。
 図1は、本実施形態に係るチラー1000の構成図である。チラー1000は、チラーユニット100及び給水ポンプユニット200を備えている。チラーユニット100は、ヒートポンプを構成する部品1-12を備えており、ヒートポンプの冷媒と水との間で熱交換を行うように構成されている。水は、給水ポンプユニット200を介して、チラーユニット100に導入され且つチラーユニット100から排出される。
 チラーユニット100は、2つの圧縮機1、オイルセパレータ2、四方弁3、2つのA/R熱交換器(空気-冷媒熱交換器)4、ブリッジ回路5、レシーバ6、3つの主膨張弁7、2つの補助膨張弁8、W/R熱交換器(水-冷媒熱交換器)9、補助蒸発器10、アキュームレータ11、及び冷媒経路12を備えている。冷媒経路12は、これらの機器1-11を接続している。圧縮機1は冷媒を冷媒経路12に沿って流す。オイルセパレータ2は、圧縮機1から吐出される冷媒からオイルを分離する。四方弁3は、加熱運転又は冷却運転が実行されるように、冷媒経路12における冷媒の流れ方向を切り替える。A/R熱交換器4は、冷却運転又は加熱運転の実行に応じて凝縮器又は蒸発器として機能し、外気と冷媒との間で熱交換を行う。ブリッジ回路5は、加熱運転及び冷却運転のどちらが実行されていても、補助蒸発器10が蒸発器として機能するように冷媒の流れを誘導する。レシーバ6は、余剰の冷媒を必要に応じて蓄える。主膨張弁7は、A/R熱交換器4とW/R熱交換器9との間を流れる冷媒を膨張させる。補助膨張弁8は、A/R熱交換器4又はW/R熱交換器9と補助蒸発器10との間を流れる冷媒を膨張させる。W/R熱交換器9は、冷却運転又は加熱運転の実行に応じて蒸発器又は凝縮器として機能し、水と冷媒との間で熱交換を行う。W/R熱交換器9には、冷媒経路12及び水経路20が並列に配置されている。補助蒸発器10は、発熱源からの高温熱媒体と冷媒との間で熱交換を行う。本実施形態では、発熱源は圧縮機1を駆動するエンジンであり、高温熱媒体はエンジン排熱を運ぶエンジン冷却水である。補助蒸発器10には、冷媒経路12及び冷却水経路30が並列に配置されている。アキュームレータ11は、冷媒を一時的に蓄え、冷媒の脈動を抑制する。
 チラーユニット100は、2つのサービスポート13、14を備えている。サービスポート13、14は、冷媒経路12に開口するポートであり、冷媒を補給する又は冷媒を排出するために用いられる。サービスポート13は、A/R熱交換器4とブリッジ回路5の間に配置されている。サービスポート14は、W/R熱交換器9とブリッジ回路5の間に配置されている。
 冷却運転及び加熱運転を説明する。四方弁3は、冷却位置及び加熱位置のいずれか一方に切り替えられるように構成されている。四方弁3が冷却位置にあるとき、W/R熱交換器9を流れる水を冷却する冷却運転が実行される。四方弁3が加熱位置にあるとき、W/R熱交換器9を流れる水を加熱する加熱運転が実行される。
 冷却運転では、冷媒は圧縮機1から、オイルセパレータ2、四方弁3、A/R熱交換器4、ブリッジ回路5、レシーバ6、主膨張弁7、ブリッジ回路5、W/R熱交換器9、四方弁3、及びアキュームレータ11を経由して流され、圧縮機1に戻る。冷却運転では、エンジン排熱を利用しないので、主膨張弁8は閉じられており、冷媒は補助蒸発器10を流れない。
 加熱運転では、冷媒は圧縮機1から、オイルセパレータ2、四方弁3、W/R熱交換器9、ブリッジ回路5、レシーバ6、主膨張弁7、ブリッジ回路5、A/R熱交換器4、四方弁3、及びアキュームレータ11を経由して流され、圧縮機1に戻る。加熱運転では、冷媒を加熱する熱源としてエンジン排熱が利用される場合がある。この場合、冷補助膨張弁8が開かれる。冷補助膨張弁8が開かれているとき、冷媒は更に、レシーバ6から補助膨張弁8を流れるように分岐し、補助蒸発器10を経由し、アキュームレータ11で合流し、圧縮機1に戻る。
 図2-4を参照して、給水ポンプユニット200を説明する。図2は、斜め後方から見た給水ポンプユニット200の斜視図である。図3は、斜め前方から見た給水ポンプユニット200の斜視図である。図4は、側方から見た給水ポンプユニット200の斜視図である。図2-4において、チラーユニット100への接続側を給水ポンプユニット200前側としている。
 図2-4において、給水ポンプユニット200は、入水経路21、出水経路22、ポンプ機器40、及び支持フレーム60を備えている。
 入水経路21及び出水経路22は、水経路20の一部である。入水経路21は、W/R熱交換器9の水入口91(図1)に接続される接続口21aを備えており、入水管51から水入口91に水を導入する。出水経路22は、W/R熱交換器9の水出口92(図1)に接続される接続口22aを備えており、水出口92から出水管52に水を排出する。入水管51及び出水管52は、チラー1000の外部にある。入水経路21及び出水経路22はそれぞれ、複数の配管及びポンプ機器40の構成部品(41-46)を接続することによって構成されている。
 入水経路21は、ドレンポート23及び取出用ポート24を備えている。取出用ポート24は、エア抜きのため、又は圧力計及び温度計などの計測器に供給する水を取り出すために、用いられる。出水経路22は、取出用ポート25、26を備えている。取出用ポート25は、圧力計及び温度計などの計測器に供給する水を取り出すために用いられる。
 ポンプ機器40は、給水ポンプ41、入水側の止水弁42、出水側の止水弁43、入水側のストレーナ44、出水側の逆止弁45、フロースイッチ46、及び定流量弁47を備えている。
 入水経路21は、入水管51から接続口21aに向けて、止水弁42、ストレーナ44、給水ポンプ41、ドレンポート23、及び取出用ポート24を、順に配置している。フロースイッチ46は給水ポンプ41に取り付けられている。出水経路22は、接続口22aから出水管52に向けて、定流量弁47、取出用ポート26、逆止弁45、取出用ポート25、及び止水弁43を、順に配置している。
 給水ポンプ41は、入水管51から水経路20を経由して出水管52に水を流す。ストレーナ44は、入水管51から導入される水からゴミを除去する。定流量弁47は、一定流量の水が流れるように、給水ポンプ41による圧力変動を抑制する。フロースイッチ46は、水量が減少したときに給水ポンプ41の駆動を停止させるため、給水ポンプ41内の水位を検出する。止水弁42、43はそれぞれ、経路21、22を閉鎖できる。
 支持フレーム60は、複数のL型材61、U型ブラケット62、及び複数の取付金具63を備えている。複数のL型材61を組み合わせることによって、支持フレーム60の構造部材が構成されている。U型ブラケット62はL型材61に固定されている。入水経路21の複数箇所において、入水経路21を構成する配管が、取付金具63を用いてU型ブラケット62に固定されている。同様に、出水経路22の複数箇所において、出水経路22を構成する配管が、取付金具63を用いてU型ブラケット62に固定されている。この結果、ポンプ機器40の構成部品(41-46)が支持フレーム60に支持されている。
 本実施形態に係るチラー1000は、上述の構成により、次の作用、効果を有する。
 本実施形態に係るチラー1000は、圧縮機1を備えるヒートポンプの冷媒と水の間で熱交換を行うチラーである。チラー1000は、給水ポンプユニット200を備えている。給水ポンプユニット200は、給水ポンプ41、入水側止水弁42、出水側止水弁43、入水側ストレーナ44、及び出水側逆止弁45を支持部材(60)に固定することによって構成される。
 給水ポンプ41及びその周辺機器(42-45)は一体化されており、支持部材(60)を据え付けることによって、給水ポンプ41及びその周辺機器(42-45)の据え付けが完了する。このため、本実施形態に係るチラー1000は、据え付け現場において、給水ポンプ41及びその周辺機器(42-45)を取り付けるための配管工事の工数を低減できる。
   1 圧縮機
  41 給水ポンプ
  42 入水側止水弁
  43 出水側止水弁
  44 入水側ストレーナ
  45 出水側逆止弁
 200 給水ポンプユニット
1000 チラー

Claims (1)

  1.  圧縮機を備えるヒートポンプの冷媒と水の間で熱交換を行うチラーにおいて、
     給水ポンプ、入水側止水弁、出水側止水弁、入水側ストレーナ、及び出水側逆止弁を支持部材に固定することによって構成される給水ポンプユニットを備えている、ことを特徴とするチラー。
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