JP4188461B2 - 複合型冷媒回路設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大規模小売店等に設置される冷媒回路設備であって、冷凍装置、冷蔵装置、空気調和装置及び冷熱を蓄熱する蓄熱槽とによって構成される複合型冷媒回路設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平６−２４１５９１号公報に示された従来の複合型冷媒回路設備を示す冷媒回路図である。図において、１は冷蔵側圧縮機、２は冷蔵側凝縮器、３は後述する冷蔵側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷蔵側電磁弁、４は膨張弁からなる冷蔵側絞り装置、５は冷蔵側蒸発器、６は環状をなし冷蔵側圧縮機１、冷蔵側凝縮器２、冷蔵側電磁弁３、冷蔵側絞り装置４及び冷蔵側蒸発器５を管路により順次接続した冷蔵側冷媒回路である。
【０００３】
７は冷蔵側蓄熱用蒸発器からなる冷蔵側蓄熱用熱交換器、８は冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ供給する冷媒を制御する冷蔵側蓄熱用電磁弁、９は冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０は冷蔵側冷媒回路６に接続されて並列に配置され、冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ冷媒を送る冷媒管路である。
【０００４】
１１は冷凍側圧縮機、１２は冷凍側凝縮器、１３は後述する冷凍側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷凍側電磁弁、１４は冷凍側膨張弁からなる冷凍側絞り装置、１５は冷凍側蒸発器、１６は冷凍側圧縮機１１、冷凍側凝縮器１２、冷凍側電磁弁１３、冷凍側絞り装置１４及び冷凍側蒸発器１５を管路により接続した冷凍側冷媒回路である。
【０００５】
１７は冷凍側過冷却用熱交換器からなる冷凍側冷熱供給用熱交換器、１８は水などの蓄熱剤を収容した蓄熱槽、１９は冷媒管路で、冷凍側冷媒回路１６の一部をなし冷凍側凝縮器１２と冷凍側電磁弁１３との間に、蓄熱槽１８内に配置された冷凍側冷熱供給用熱交換器１７を直列に接続する。
【０００６】
すなわち、冷凍側冷媒回路１６には冷凍側冷熱供給用熱交換器１７と冷媒管路１９が設けられる。また、図１１に示す複合型冷媒回路設備では、冷蔵側冷媒回路６に接続された冷蔵側蓄熱用熱交換器７が、蓄熱剤を介して冷凍側冷熱供給用熱交換器１７に対して熱移動できるように蓄熱槽１８内に配置されている。
【０００７】
従来の複合型冷媒回路設備は上記のように構成され、冷蔵側冷媒回路６において冷蔵側圧縮機１や冷蔵側凝縮器２はショーケース等の冷蔵側冷却環境について予め設定されている最大冷凍能力に対する最大負荷に対応できるように設計されている。このため、冷蔵側冷却環境における負荷が減少すると、前述の最大負荷とそのときの冷蔵側冷却環境における負荷との差からなる余剰の冷凍能力が発生する。
【０００８】
この余剰冷凍能力に対応する量の冷媒液が冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置９を経て冷蔵側蓄熱用熱交換器７に供給される。これによって、前述の余剰冷凍能力が冷熱として蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄冷される。また、冷凍側冷媒回路１６においては冷凍側圧縮機１１で発生した高温、高圧のガス冷媒が、冷凍側凝縮器１２で液化された後に冷媒管路１９を経て蓄熱槽１８内の冷凍側冷熱供給用熱交換器１７に供給されて蓄熱剤により冷却される。
【０００９】
これによって、より低い温度に冷却された冷媒が冷凍側電磁弁１３等を経て冷凍側蒸発器１５に供給される。このように、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６及び冷凍側冷媒回路１６に共用される蓄熱槽１８内の蓄熱剤を介して冷凍側冷媒回路１６で消費される。
【００１０】
したがって、冷蔵側蒸発器５での冷媒の蒸発温度が高い、すなわち運転効率の高い冷蔵側冷媒回路６で余剰になった冷熱が蓄冷される。また、蓄冷された冷熱は冷凍側蒸発器１５での冷媒の蒸発温度が低い、すなわち運転効率の低い冷凍側冷媒回路１６で利用される。これにより、冷蔵側冷媒回路６及び冷凍側冷媒回路１６を含めた設備全体としての総合的な冷凍効率を向上させることができ、冷凍側冷媒回路１６の容量が１１ｋＷ、１５ｋＷと大きいほど、その冷凍効率向上作用が増大する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の複合型冷媒回路設備において、冷却状況の異なる複数の冷却環境をそれぞれ冷却する複数の冷媒回路相互間で、冷凍効率の高い高冷却温度側冷媒回路からの余剰の冷熱を蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して、冷凍効率の低い低冷却温度側冷媒回路へ移動させる。これによって、設備全体として総合的な冷凍効率の向上が図られている。そして、冷凍側冷媒回路１６の容量が１１ｋＷ、１５ｋＷと大きいほど、その冷凍効率向上作用が増大する。
【００１２】
しかし、冷凍側冷媒回路１６の容量が１．５ｋＷと小さい場合には、この容量よりも冷凍側冷媒回路１６の出力を低減させることが難しいため、総合的な冷凍効率の向上作用が得られないという問題点があった。
なお、契約受電容量に制限がある複合型冷媒回路設備の場合に、設備全体の容量によっては契約受電容量が超過するので、契約受電容量を増す必要があって費用が増加することになる。
【００１３】
また、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合、蓄熱槽内の氷の量が多くなって蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体が損傷する恐れがあるという問題点があった。
【００１４】
また、空調側冷媒回路が暖房運転している場合、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費されても暖房能力が向上しないという問題点があった。
【００１５】
また、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される場合、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と熱交換する冷熱供給回路の配管温度が所定値以上になると、空調側冷媒回路の液温が上昇して冷房能力が逆に低下するという問題点があった。
【００１６】
また、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される場合、空調側冷媒回路の温度が低下して空調側熱交換器が凍結する恐れがあるという問題点があった。
【００１７】
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、冷凍側冷媒回路の容量が小さい場合であっても、冷蔵側冷媒回路の余剰能力により蓄熱槽に蓄えられた冷熱を効率よく利用でき、少ない費用で運転できる複合型冷媒回路設備を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び上記空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の運転モードを設定する運転モード決定手段と、運転モード決定手段の設定による暖房運転時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ上記空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とが設けられる。
【００１９】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とが設けられる。
【００２１】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、この氷温検知手段の出力値が所定値以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とが設けられる。
【００２２】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、蓄熱槽内の水位を検知する水位検知手段と、氷温検知手段の出力値が所定値以下、水位検知手段の出力値が所定値以上のいずれかになると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とが設けられる。
【００２６】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側熱交換器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が設けられた冷凍側冷熱供給回路とが設けられる。
【００２７】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷凍側熱交換器を介し蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が常時付勢される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、１は冷蔵側圧縮機、２は冷蔵側凝縮器、３は後述する冷蔵側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷蔵側電磁弁、４は膨張弁からなる冷蔵側絞り装置、５は冷蔵側蒸発器、６は環状をなし冷蔵側圧縮機１、冷蔵側凝縮器２、冷蔵側電磁弁３、冷蔵側絞り装置４及び冷蔵側蒸発器５を管路により順次接続した冷蔵側冷媒回路である。
【００２９】
７は冷蔵側蓄熱用蒸発器からなる冷蔵側蓄熱用熱交換器、８は冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ供給する冷媒を制御する冷蔵側蓄熱用電磁弁、９は冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０は冷蔵側冷媒回路６に連通して並列に設けられて、冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用絞り装置９及び冷蔵側蓄熱用熱交換器７を接続し、冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ冷媒を送る冷蔵側蓄熱用冷媒回路である。
【００３０】
１１は冷凍側圧縮機、１２は冷凍側凝縮器、１３は後述する冷凍側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷凍側電磁弁、１４は冷凍側膨張弁からなる冷凍側絞り装置、１５は冷凍側蒸発器、１６は冷凍側圧縮機１１、冷凍側凝縮器１２、冷凍側電磁弁１３、冷凍側絞り装置１４及び冷凍側蒸発器１５を管路により順次接続した冷凍側冷媒回路である。
【００３１】
１８は水などの蓄熱剤を収容した蓄熱槽、２０は空調側圧縮機、２１は空調側凝縮器、２２は空調側減圧装置からなる空調側絞り装置、２３は空調側凝縮器２１と空調側絞り装置２２の間に配置された空調側過冷却用熱交換器からなる空調側熱交換器、２４は空調側蒸発器、２５は空調側圧縮機２０、空調側凝縮器２１、空調側熱交換器２３、空調側絞り装置２２、空調側蒸発器２４を管路により順次接続した空調側冷媒回路である。
【００３２】
２６は蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を冷熱供給用熱交換器２７に供給する冷熱供給管路である。
２８は蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を循環させるポンプである。
なお、空調側熱交換器２３と冷熱供給用熱交換器２７は互いに熱交換できるように構成されている。
【００３３】
そして、特に図１における複合型冷媒回路設備では、冷蔵側冷媒回路６の冷蔵側蓄熱用熱交換器７が、蓄熱剤を介して空調側熱交換器２３に対して熱移動できるように蓄熱槽１８内に設けられている。また、冷凍側冷媒回路１６は独立して配置されて、冷蔵側冷媒回路６及び空調側冷媒回路２５に対して熱移動できる管路が設けられていない。
【００３４】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、冷蔵側冷媒回路６において冷蔵側圧縮機１や冷蔵側凝縮器２はショーケース等の冷蔵側冷却環境について予め設定されている最大冷凍能力に対する最大負荷に対応できるように設計されている。このため、冷蔵側冷却環境における負荷が減少すると、前述の最大負荷とそのときの冷蔵側冷却環境における負荷との差からなる余剰の冷凍能力が発生する。
【００３５】
この余剰冷凍能力に対応する量の冷媒液が冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置９を経て冷蔵側蓄熱用熱交換器７に供給される。これによって、前述の余剰冷凍能力が冷熱として蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄冷される。また、空調側冷媒回路２５においては空調側圧縮機２０で発生した高温、高圧のガス冷媒が、空調側凝縮器２１で液化された後に空調側熱交換器２３に送出される。
【００３６】
そして、蓄熱槽１８からの冷熱供給管路２６により送出される蓄熱剤によって冷熱供給用熱交換器２７と空調側熱交換器２３の間で熱交換されて液化した冷媒が冷却される。これにより、より低い温度に冷却された冷媒が空調側絞り装置２２、空調側蒸発器２４に供給される。このようにして、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８に蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６及び空調側冷媒回路２５に共用される蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して空調側冷媒回路２５によって消費される。
【００３７】
すなわち、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄冷されて、蓄冷された冷熱は空調側冷媒回路２５で利用される。このため、冷凍側冷媒回路１６の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合と比較して、総合的な冷凍効率を向上させることができる。また、空調側熱交換器２３において液冷媒がさらに低い温度に冷却されて、過冷却度を大きくする。したがって、空調側冷媒回路２５の能力が向上するので、例えば、空調側冷媒回路２５の容量が７．５ｋＷであった場合に、５．５ｋＷとすることができる。
【００３８】
このため、電力の低減が可能になり設備全体の契約受電容量を増すことなく、少ない費用で運転できる複合型冷媒回路設備を実現することができる。
なお、図１の実施の形態において、蓄熱槽１８に蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷熱供給用熱交換器２７と空調側熱交換器２３の間で熱交換されるものとした。しかし、冷熱供給回路２６を介して蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対し直接的に熱交換することも可能である。
【００３９】
実施の形態２．
図２は、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、２９は空調用熱交換器である。
【００４０】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、前述の図１における空調側冷媒回路２５の機器が省略される。そして、冷蔵側冷媒回路６、冷凍側冷媒回路１６が基本的には図１の実施の形態と同様に冷凍サイクル動作し、蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、蓄熱剤を介して冷熱供給管路２６を通じて送出される。この蓄熱剤によって空調用熱交換器２９部にて冷蔵側冷媒回路６の冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境における空調負荷、例えば店舗内空気と熱交換される。
【００４１】
これにより、店舗内を２５°Ｃ等の快適な温度に保持することができ、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄冷されて、蓄冷された冷熱は空調冷却環境における空調負荷のために利用される。したがって、冷凍側冷媒回路１６の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合と比較して、総合的な冷凍効率を向上させることができる。
【００４２】
実施の形態３．
図３も、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、３０は空調側凝縮器、３２は空調側減圧装置からなる空調側絞り装置、３１は空調側凝縮器３０と空調側絞り装置３２の間に配置された空調側過冷却用熱交換器からなる空調側熱交換器、３３は空調側蒸発器、３４は空調側圧縮機、３５は空調側圧縮機３４、空調側凝縮器３０、空調側熱交換器３１、空調側絞り装置３２、空調側蒸発器３３を管路により順次接続した空調側冷媒回路である。
【００４３】
３６は６００〜７００Ｗ程度の小型の第一圧縮機、３７は第一凝縮器、３８は絞り装置、３９は第一蒸発器であり空調側熱交換器３１と熱交換できるようになっている。４０は第一圧縮機３６、第一凝縮器３７、絞り装置３８、第一蒸発器３９を管路により順次接続した小型冷凍機冷媒回路である。
【００４４】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、前述の冷蔵側冷媒回路６、冷凍側冷媒回路１６の基本的な冷凍サイクル動作は、図１の実施の形態及び図２の実施の形態とほぼ同じである。ただし、冷蔵側冷媒回路６においては蓄熱槽１８内の蓄冷剤に冷熱を蓄えない部分のみ図１の実施の形態及び図２の実施の形態と相違する。
【００４５】
すなわち、空調側冷媒回路３５においては、空調側圧縮機３４で圧縮された高温、高圧ガス冷媒が空調側凝縮器３０で液化され、その後空調側冷媒回路３５を経て空調側熱交換器３１へ送出される。ここで、第一圧縮機３６、第一凝縮器３７、絞り装置３８、第一蒸発器３９からなる小型冷凍機における第一蒸発器３９で蒸発する冷媒の潜熱により液化された冷媒が冷却される。
【００４６】
これによって、より低い温度に冷却された冷媒が空調側絞り装置３２、空調側蒸発器３３に供給される。以上のように構成された小型冷凍機は蓄熱槽１８に比べ小形であって安価に製造できる。また、空気調和負荷が増加した場合に、機器を入れ替えることなく、前述の小型冷凍機を追加することにより能力増加が可能であって、容易に空気調和負荷増加に対処することができる。
【００４７】
実施の形態４．
図４及び図５も、この発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図４は冷媒回路図、図５は図４の冷媒回路に係わる制御回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、４１は空調側冷媒回路２５の空調側熱交換器２３と直列に接続された空調側放熱用電磁弁、４２は空調側放熱用電磁弁４１及び空調側熱交換器２３と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁である。
【００４８】
４３は空調側放熱バイパス電磁弁４２と並列に接続された逆止弁、４４は蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する氷温検知手段、４５は蓄熱槽１８内の水位を検知する水位検知手段、４９は冷熱供給回路２６の配管温度を検出する配管温度検出装置である。４４０は氷温検知手段４４及び冷蔵側蓄熱用電磁弁８を主要部として構成された制御回路である。
【００４９】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、氷温検知手段４４は例えばサーモスタットであって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知して、氷の温度が所定値以下になると接点が開放する。これによって、冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する制御回路４４０が形成されている。
【００５０】
したがって、冷蔵側冷媒回路６の余剰冷凍能力が非常に大きい場合には、氷温検知手段４４によって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になると冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８が閉成し、蓄熱槽１８内の氷の量が多くならず蓄熱槽１８内の配管又は蓄熱槽１８自体の損傷の発生を未然に防止することができる。
【００５１】
実施の形態５．
図６も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、氷温検知手段４４は例えばサーモスタットであって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知して、氷の温度が所定値以下になると接点が開放する。また、水位検知手段４５は蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると接点が開放し、氷の温度が所定温度以下となるか又は蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると、冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する制御回路４４０が形成されている。
【００５２】
したがって、冷蔵側冷媒回路６の余剰冷凍能力が非常に大きい場合には、氷温検知手段４４によって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になるか又は水位検知手段４５によって蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する。このため、蓄熱槽１８内の氷の量が多くならず蓄熱槽１８内の配管又は蓄熱槽１８自体の損傷の発生を未然に防止することができる。
【００５３】
実施の形態６．
図７も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４６は空調側冷媒回路２５の運転モードを決定する運転モード決定手段で、例えばスイッチからなり運転モード決定手段４６によって暖房運転となった場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５４】
したがって、空調側冷媒回路２５が暖房運転している場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱を空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり蓄熱槽１８内の氷を余分に消費しないようにすることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図８も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４７は空調側冷媒回路２５の四方弁の出力接点、４８は補助リレーである。そして、四方弁の出力接点４７が閉成すると空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５６】
したがって、空調側冷媒回路２５の四方弁の出力接点４７が閉成した場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱を空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり蓄熱槽１８内の氷を余分に消費しないようにすることができる。
【００５７】
実施の形態８．
図９も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４９は配管温度検出装置で、例えばサーモスタットからなり冷熱供給回路２６の配管温度を検知する。そして、配管温度が所定温度以上になると接点が閉成し、補助リレー５０が動作して空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５８】
したがって、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、空調側冷媒回路２５の空調側熱交換器２３と熱交換する冷熱供給回路２６の配管温度が所定値以上になると、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより、空調側熱交換器２３で熱交換せず、空調側冷媒回路２５の液温が上昇しなくなって冷房能力が逆に低下しないようにすることができる。
【００５９】
実施の形態９．
図１０も、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、５１は冷凍側熱交換器、５２は冷凍側冷熱供給回路で、蓄熱槽１８の蓄熱剤から冷熱を冷凍側冷熱供給用熱交換器５３に供給する。
【００６０】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、蓄熱槽１８から冷凍側冷熱供給回路５２により送出される蓄熱剤によって、冷凍側冷熱供給用熱交換器５３と冷凍側熱交換器５１の間で熱交換されることにより冷媒が冷却される。これにより、より低い温度に冷却された冷媒が冷凍側絞り装置１４、冷凍側蒸発器１５に供給される。
【００６１】
このようにして、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６、空調側冷媒回路２５及び冷凍側冷媒回路１６に共用される蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して、空調側冷媒回路２５及び冷凍側冷媒回路１６によって消費される。
【００６２】
これにより、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられている。このため、空調側冷媒回路２５の温度低下が抑制されて空調側熱交換器２３の凍結を防ぐことができる。
【００６３】
また、蓄熱槽１８の蓄熱剤から冷熱を空調側熱交換器２３に供給する空調側冷熱供給用熱交換器２７及び冷凍側熱交換器５１を介して冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられて、冷凍側熱交換器５１を介し冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３が常時付勢されるように構成されている。
【００６４】
これにより、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられている。このため、空調側冷媒回路２５の温度低下が抑制されて空調側熱交換器２３が凍結を防ぐことができる。
【００６５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対し直接的に熱交換する冷熱供給回路とを設けたものである。
【００６６】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境における空調負荷によって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さくて設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
【００６７】
また、この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路とを設けたものである。
【００６８】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器及び冷熱供給用熱交換器を介し空調側冷媒回路によって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
また、空調側熱交換器において液冷媒がさらに低い温度に冷却されて、過冷却度を大きくすることができ、空調側冷媒回路の能力が向上するので、空調側冷媒回路の容量を小さくすることができる。このため、電力の低減が可能になり設備全体の契約受電容量増を要せず、運転費を低減する効果がある。
【００６９】
また、この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対して、熱交換する空調用熱交換器が設けられた冷熱供給回路とを設けたものである。
【００７０】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調用熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
【００７１】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、この氷温検知手段の出力値が所定値以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とを設けたものである。
【００７２】
これによって、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合に、氷温検知手段によって蓄熱槽内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁が閉成されるので、蓄熱槽内の氷の量が多くならず蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体の損傷発生を未然に防止する効果がある。
【００７３】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、蓄熱槽内の水位を検知する水位検知手段と、氷温検知手段の出力値が所定値以下、水位検知手段の出力値が所定値以上のいずれかになると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とを設けたものである。
【００７４】
これによって、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合に、氷温検知手段によって蓄熱槽の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になるか又は水位検知手段による蓄熱槽内の水位が所定値以上になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁が閉成されるので、蓄熱槽内の氷の量が多くならず蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体の損傷発生を未然に防止する効果がある。
【００７５】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の運転モードを設定する運転モード決定手段と、この運転モード決定手段の設定による暖房運転時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００７６】
これによって、空調側冷媒回路の暖房運転時に、空調側放熱用電磁弁が閉成されて空調側放熱バイパス電磁弁が開放される。これにより冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱を空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり、蓄熱槽内の氷の浪費を抑制する効果がある。
【００７７】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００７８】
これによって、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に、空調側放熱用電磁弁が閉成され、空調側放熱バイパス電磁弁が開放される。これにより冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱を空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり、蓄熱槽内の氷の浪費を抑制する効果がある。
【００７９】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、冷熱供給回路の配管温度を検出する配管温度検出装置と、この配管温度検出装置の出力値が所定値以上になると空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００８０】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と熱交換する冷熱供給回路の配管温度が所定値以上になると、空調側放熱用電磁弁を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁を開放する。これにより、空調側熱交換器で熱交換せず、空調側冷媒回路の液温が上昇しなくなって冷房能力が逆に低下することを防ぐ効果がある。
【００８１】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介して空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路とを設けたものである。
【００８２】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路が設けられているので、空調側冷媒回路の温度低下が抑制されて空調側熱交換器の凍結発生を防止する効果がある。
【００８３】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介して空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が設けられた冷凍側冷熱供給回路とを設けたものである。そして、冷凍側熱交換器を介して冷熱を冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を常時付勢するものである。
【００８４】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合に、冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路が設けられているので、空調側冷媒回路の温度低下が抑制されて空調側熱交換器の凍結を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す冷媒回路図。
【図２】 この発明の実施の形態２を示す冷媒回路図。
【図３】 この発明の実施の形態３を示す冷媒回路図。
【図４】 この発明の実施の形態４を示す冷媒回路図。
【図５】 図４の冷媒回路に係わる制御回路図。
【図６】 この発明の実施の形態５を示す制御回路図。
【図７】 この発明の実施の形態６を示す制御回路図。
【図８】 この発明の実施の形態７を示す制御回路図。
【図９】 この発明の実施の形態８を示す制御回路図。
【図１０】 この発明の実施の形態９を示す冷媒回路図。
【図１１】 従来の複合型冷媒回路設備を示す冷媒回路図。
【符号の説明】
６ 冷蔵側冷媒回路、７ 冷蔵側蓄熱用熱交換器、８ 冷蔵側蓄熱用電磁弁、９ 冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０ 冷蔵側蓄熱用冷媒回路、１１ 冷凍側圧縮機、１２ 冷凍側凝縮器、１４ 冷凍側絞り装置、１５ 冷凍側蒸発器、１６ 冷凍側冷媒回路、１８ 蓄熱槽、２０ 空調側圧縮機、２１ 空調側凝縮器、２２空調側絞り装置、２３ 空調側熱交換器、２４ 空調側蒸発器、２５ 空調側冷媒回路、２６ 冷熱供給回路、２７ 空調側冷熱供給用熱交換器、２９ 空調用熱交換器、４１ 空調側放熱用電磁弁、４２ 空調側放熱バイパス電磁弁、４４ 氷温検知手段、４５ 水位検知手段、４６ 運転モード決定手段、４７ 空調側冷媒回路の四方弁の出力接点、４９ 配管温度検出装置、５１ 冷凍側熱交換器、５２ 冷凍側冷熱供給回路、５３ 冷凍側冷熱供給用熱交換器、４４０制御回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、大規模小売店等に設置される冷媒回路設備であって、冷凍装置、冷蔵装置、空気調和装置及び冷熱を蓄熱する蓄熱槽とによって構成される複合型冷媒回路設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば特開平６−２４１５９１号公報に示された従来の複合型冷媒回路設備を示す冷媒回路図である。図において、１は冷蔵側圧縮機、２は冷蔵側凝縮器、３は後述する冷蔵側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷蔵側電磁弁、４は膨張弁からなる冷蔵側絞り装置、５は冷蔵側蒸発器、６は環状をなし冷蔵側圧縮機１、冷蔵側凝縮器２、冷蔵側電磁弁３、冷蔵側絞り装置４及び冷蔵側蒸発器５を管路により順次接続した冷蔵側冷媒回路である。
【０００３】
７は冷蔵側蓄熱用蒸発器からなる冷蔵側蓄熱用熱交換器、８は冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ供給する冷媒を制御する冷蔵側蓄熱用電磁弁、９は冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０は冷蔵側冷媒回路６に接続されて並列に配置され、冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ冷媒を送る冷媒管路である。
【０００４】
１１は冷凍側圧縮機、１２は冷凍側凝縮器、１３は後述する冷凍側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷凍側電磁弁、１４は冷凍側膨張弁からなる冷凍側絞り装置、１５は冷凍側蒸発器、１６は冷凍側圧縮機１１、冷凍側凝縮器１２、冷凍側電磁弁１３、冷凍側絞り装置１４及び冷凍側蒸発器１５を管路により接続した冷凍側冷媒回路である。
【０００５】
１７は冷凍側過冷却用熱交換器からなる冷凍側冷熱供給用熱交換器、１８は水などの蓄熱剤を収容した蓄熱槽、１９は冷媒管路で、冷凍側冷媒回路１６の一部をなし冷凍側凝縮器１２と冷凍側電磁弁１３との間に、蓄熱槽１８内に配置された冷凍側冷熱供給用熱交換器１７を直列に接続する。
【０００６】
すなわち、冷凍側冷媒回路１６には冷凍側冷熱供給用熱交換器１７と冷媒管路１９が設けられる。また、図１１に示す複合型冷媒回路設備では、冷蔵側冷媒回路６に接続された冷蔵側蓄熱用熱交換器７が、蓄熱剤を介して冷凍側冷熱供給用熱交換器１７に対して熱移動できるように蓄熱槽１８内に配置されている。
【０００７】
従来の複合型冷媒回路設備は上記のように構成され、冷蔵側冷媒回路６において冷蔵側圧縮機１や冷蔵側凝縮器２はショーケース等の冷蔵側冷却環境について予め設定されている最大冷凍能力に対する最大負荷に対応できるように設計されている。このため、冷蔵側冷却環境における負荷が減少すると、前述の最大負荷とそのときの冷蔵側冷却環境における負荷との差からなる余剰の冷凍能力が発生する。
【０００８】
この余剰冷凍能力に対応する量の冷媒液が冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置９を経て冷蔵側蓄熱用熱交換器７に供給される。これによって、前述の余剰冷凍能力が冷熱として蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄冷される。また、冷凍側冷媒回路１６においては冷凍側圧縮機１１で発生した高温、高圧のガス冷媒が、冷凍側凝縮器１２で液化された後に冷媒管路１９を経て蓄熱槽１８内の冷凍側冷熱供給用熱交換器１７に供給されて蓄熱剤により冷却される。
【０００９】
これによって、より低い温度に冷却された冷媒が冷凍側電磁弁１３等を経て冷凍側蒸発器１５に供給される。このように、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６及び冷凍側冷媒回路１６に共用される蓄熱槽１８内の蓄熱剤を介して冷凍側冷媒回路１６で消費される。
【００１０】
したがって、冷蔵側蒸発器５での冷媒の蒸発温度が高い、すなわち運転効率の高い冷蔵側冷媒回路６で余剰になった冷熱が蓄冷される。また、蓄冷された冷熱は冷凍側蒸発器１５での冷媒の蒸発温度が低い、すなわち運転効率の低い冷凍側冷媒回路１６で利用される。これにより、冷蔵側冷媒回路６及び冷凍側冷媒回路１６を含めた設備全体としての総合的な冷凍効率を向上させることができ、冷凍側冷媒回路１６の容量が１１ｋＷ、１５ｋＷと大きいほど、その冷凍効率向上作用が増大する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の複合型冷媒回路設備において、冷却状況の異なる複数の冷却環境をそれぞれ冷却する複数の冷媒回路相互間で、冷凍効率の高い高冷却温度側冷媒回路からの余剰の冷熱を蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して、冷凍効率の低い低冷却温度側冷媒回路へ移動させる。これによって、設備全体として総合的な冷凍効率の向上が図られている。そして、冷凍側冷媒回路１６の容量が１１ｋＷ、１５ｋＷと大きいほど、その冷凍効率向上作用が増大する。
【００１２】
しかし、冷凍側冷媒回路１６の容量が１．５ｋＷと小さい場合には、この容量よりも冷凍側冷媒回路１６の出力を低減させることが難しいため、総合的な冷凍効率の向上作用が得られないという問題点があった。
なお、契約受電容量に制限がある複合型冷媒回路設備の場合に、設備全体の容量によっては契約受電容量が超過するので、契約受電容量を増す必要があって費用が増加することになる。
【００１３】
また、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合、蓄熱槽内の氷の量が多くなって蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体が損傷する恐れがあるという問題点があった。
【００１４】
また、空調側冷媒回路が暖房運転している場合、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費されても暖房能力が向上しないという問題点があった。
【００１５】
また、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される場合、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と熱交換する冷熱供給回路の配管温度が所定値以上になると、空調側冷媒回路の液温が上昇して冷房能力が逆に低下するという問題点があった。
【００１６】
また、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される場合、空調側冷媒回路の温度が低下して空調側熱交換器が凍結する恐れがあるという問題点があった。
【００１７】
この発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、冷凍側冷媒回路の容量が小さい場合であっても、冷蔵側冷媒回路の余剰能力により蓄熱槽に蓄えられた冷熱を効率よく利用でき、少ない費用で運転できる複合型冷媒回路設備を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び上記空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の運転モードを設定する運転モード決定手段と、運転モード決定手段の設定による暖房運転時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ上記空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とが設けられる。
【００１９】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とが設けられる。
【００２１】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、この氷温検知手段の出力値が所定値以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とが設けられる。
【００２２】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、蓄熱槽内の水位を検知する水位検知手段と、氷温検知手段の出力値が所定値以下、水位検知手段の出力値が所定値以上のいずれかになると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とが設けられる。
【００２６】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側熱交換器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が設けられた冷凍側冷熱供給回路とが設けられる。
【００２７】
また、この発明に係る複合型冷媒回路設備においては、冷凍側熱交換器を介し蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が常時付勢される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、１は冷蔵側圧縮機、２は冷蔵側凝縮器、３は後述する冷蔵側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷蔵側電磁弁、４は膨張弁からなる冷蔵側絞り装置、５は冷蔵側蒸発器、６は環状をなし冷蔵側圧縮機１、冷蔵側凝縮器２、冷蔵側電磁弁３、冷蔵側絞り装置４及び冷蔵側蒸発器５を管路により順次接続した冷蔵側冷媒回路である。
【００２９】
７は冷蔵側蓄熱用蒸発器からなる冷蔵側蓄熱用熱交換器、８は冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ供給する冷媒を制御する冷蔵側蓄熱用電磁弁、９は冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０は冷蔵側冷媒回路６に連通して並列に設けられて、冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用絞り装置９及び冷蔵側蓄熱用熱交換器７を接続し、冷蔵側蓄熱用熱交換器７へ冷媒を送る冷蔵側蓄熱用冷媒回路である。
【００３０】
１１は冷凍側圧縮機、１２は冷凍側凝縮器、１３は後述する冷凍側蒸発器へ供給する冷媒を制御する冷凍側電磁弁、１４は冷凍側膨張弁からなる冷凍側絞り装置、１５は冷凍側蒸発器、１６は冷凍側圧縮機１１、冷凍側凝縮器１２、冷凍側電磁弁１３、冷凍側絞り装置１４及び冷凍側蒸発器１５を管路により順次接続した冷凍側冷媒回路である。
【００３１】
１８は水などの蓄熱剤を収容した蓄熱槽、２０は空調側圧縮機、２１は空調側凝縮器、２２は空調側減圧装置からなる空調側絞り装置、２３は空調側凝縮器２１と空調側絞り装置２２の間に配置された空調側過冷却用熱交換器からなる空調側熱交換器、２４は空調側蒸発器、２５は空調側圧縮機２０、空調側凝縮器２１、空調側熱交換器２３、空調側絞り装置２２、空調側蒸発器２４を管路により順次接続した空調側冷媒回路である。
【００３２】
２６は蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を冷熱供給用熱交換器２７に供給する冷熱供給管路である。
２８は蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を循環させるポンプである。
なお、空調側熱交換器２３と冷熱供給用熱交換器２７は互いに熱交換できるように構成されている。
【００３３】
そして、特に図１における複合型冷媒回路設備では、冷蔵側冷媒回路６の冷蔵側蓄熱用熱交換器７が、蓄熱剤を介して空調側熱交換器２３に対して熱移動できるように蓄熱槽１８内に設けられている。また、冷凍側冷媒回路１６は独立して配置されて、冷蔵側冷媒回路６及び空調側冷媒回路２５に対して熱移動できる管路が設けられていない。
【００３４】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、冷蔵側冷媒回路６において冷蔵側圧縮機１や冷蔵側凝縮器２はショーケース等の冷蔵側冷却環境について予め設定されている最大冷凍能力に対する最大負荷に対応できるように設計されている。このため、冷蔵側冷却環境における負荷が減少すると、前述の最大負荷とそのときの冷蔵側冷却環境における負荷との差からなる余剰の冷凍能力が発生する。
【００３５】
この余剰冷凍能力に対応する量の冷媒液が冷蔵側蓄熱用電磁弁８、冷蔵側蓄熱用膨張弁からなる冷蔵側蓄熱用絞り装置９を経て冷蔵側蓄熱用熱交換器７に供給される。これによって、前述の余剰冷凍能力が冷熱として蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄冷される。また、空調側冷媒回路２５においては空調側圧縮機２０で発生した高温、高圧のガス冷媒が、空調側凝縮器２１で液化された後に空調側熱交換器２３に送出される。
【００３６】
そして、蓄熱槽１８からの冷熱供給管路２６により送出される蓄熱剤によって冷熱供給用熱交換器２７と空調側熱交換器２３の間で熱交換されて液化した冷媒が冷却される。これにより、より低い温度に冷却された冷媒が空調側絞り装置２２、空調側蒸発器２４に供給される。このようにして、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８に蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６及び空調側冷媒回路２５に共用される蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して空調側冷媒回路２５によって消費される。
【００３７】
すなわち、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄冷されて、蓄冷された冷熱は空調側冷媒回路２５で利用される。このため、冷凍側冷媒回路１６の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合と比較して、総合的な冷凍効率を向上させることができる。また、空調側熱交換器２３において液冷媒がさらに低い温度に冷却されて、過冷却度を大きくする。したがって、空調側冷媒回路２５の能力が向上するので、例えば、空調側冷媒回路２５の容量が７．５ｋＷであった場合に、５．５ｋＷとすることができる。
【００３８】
このため、電力の低減が可能になり設備全体の契約受電容量を増すことなく、少ない費用で運転できる複合型冷媒回路設備を実現することができる。
なお、図１の実施の形態において、蓄熱槽１８に蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷熱供給用熱交換器２７と空調側熱交換器２３の間で熱交換されるものとした。しかし、冷熱供給回路２６を介して蓄熱槽１８の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対し直接的に熱交換することも可能である。
【００３９】
実施の形態２．
図２は、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、２９は空調用熱交換器である。
【００４０】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、前述の図１における空調側冷媒回路２５の機器が省略される。そして、冷蔵側冷媒回路６、冷凍側冷媒回路１６が基本的には図１の実施の形態と同様に冷凍サイクル動作し、蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、蓄熱剤を介して冷熱供給管路２６を通じて送出される。この蓄熱剤によって空調用熱交換器２９部にて冷蔵側冷媒回路６の冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境における空調負荷、例えば店舗内空気と熱交換される。
【００４１】
これにより、店舗内を２５°Ｃ等の快適な温度に保持することができ、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄冷されて、蓄冷された冷熱は空調冷却環境における空調負荷のために利用される。したがって、冷凍側冷媒回路１６の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合と比較して、総合的な冷凍効率を向上させることができる。
【００４２】
実施の形態３．
図３も、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、３０は空調側凝縮器、３２は空調側減圧装置からなる空調側絞り装置、３１は空調側凝縮器３０と空調側絞り装置３２の間に配置された空調側過冷却用熱交換器からなる空調側熱交換器、３３は空調側蒸発器、３４は空調側圧縮機、３５は空調側圧縮機３４、空調側凝縮器３０、空調側熱交換器３１、空調側絞り装置３２、空調側蒸発器３３を管路により順次接続した空調側冷媒回路である。
【００４３】
３６は６００〜７００Ｗ程度の小型の第一圧縮機、３７は第一凝縮器、３８は絞り装置、３９は第一蒸発器であり空調側熱交換器３１と熱交換できるようになっている。４０は第一圧縮機３６、第一凝縮器３７、絞り装置３８、第一蒸発器３９を管路により順次接続した小型冷凍機冷媒回路である。
【００４４】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、前述の冷蔵側冷媒回路６、冷凍側冷媒回路１６の基本的な冷凍サイクル動作は、図１の実施の形態及び図２の実施の形態とほぼ同じである。ただし、冷蔵側冷媒回路６においては蓄熱槽１８内の蓄冷剤に冷熱を蓄えない部分のみ図１の実施の形態及び図２の実施の形態と相違する。
【００４５】
すなわち、空調側冷媒回路３５においては、空調側圧縮機３４で圧縮された高温、高圧ガス冷媒が空調側凝縮器３０で液化され、その後空調側冷媒回路３５を経て空調側熱交換器３１へ送出される。ここで、第一圧縮機３６、第一凝縮器３７、絞り装置３８、第一蒸発器３９からなる小型冷凍機における第一蒸発器３９で蒸発する冷媒の潜熱により液化された冷媒が冷却される。
【００４６】
これによって、より低い温度に冷却された冷媒が空調側絞り装置３２、空調側蒸発器３３に供給される。以上のように構成された小型冷凍機は蓄熱槽１８に比べ小形であって安価に製造できる。また、空気調和負荷が増加した場合に、機器を入れ替えることなく、前述の小型冷凍機を追加することにより能力増加が可能であって、容易に空気調和負荷増加に対処することができる。
【００４７】
実施の形態４．
図４及び図５も、この発明の他の実施の形態の一例を示す図で、図４は冷媒回路図、図５は図４の冷媒回路に係わる制御回路図である。図において、前述の図１と同符号は相当部分を示し、４１は空調側冷媒回路２５の空調側熱交換器２３と直列に接続された空調側放熱用電磁弁、４２は空調側放熱用電磁弁４１及び空調側熱交換器２３と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁である。
【００４８】
４３は空調側放熱バイパス電磁弁４２と並列に接続された逆止弁、４４は蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する氷温検知手段、４５は蓄熱槽１８内の水位を検知する水位検知手段、４９は冷熱供給回路２６の配管温度を検出する配管温度検出装置である。４４０は氷温検知手段４４及び冷蔵側蓄熱用電磁弁８を主要部として構成された制御回路である。
【００４９】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、氷温検知手段４４は例えばサーモスタットであって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知して、氷の温度が所定値以下になると接点が開放する。これによって、冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する制御回路４４０が形成されている。
【００５０】
したがって、冷蔵側冷媒回路６の余剰冷凍能力が非常に大きい場合には、氷温検知手段４４によって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になると冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８が閉成し、蓄熱槽１８内の氷の量が多くならず蓄熱槽１８内の配管又は蓄熱槽１８自体の損傷の発生を未然に防止することができる。
【００５１】
実施の形態５．
図６も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、氷温検知手段４４は例えばサーモスタットであって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知して、氷の温度が所定値以下になると接点が開放する。また、水位検知手段４５は蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると接点が開放し、氷の温度が所定温度以下となるか又は蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると、冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する制御回路４４０が形成されている。
【００５２】
したがって、冷蔵側冷媒回路６の余剰冷凍能力が非常に大きい場合には、氷温検知手段４４によって蓄熱槽１８内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になるか又は水位検知手段４５によって蓄熱槽１８内の水位が所定値以上になると冷蔵側冷媒回路６内の冷蔵側蓄熱用電磁弁８を閉成する。このため、蓄熱槽１８内の氷の量が多くならず蓄熱槽１８内の配管又は蓄熱槽１８自体の損傷の発生を未然に防止することができる。
【００５３】
実施の形態６．
図７も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４６は空調側冷媒回路２５の運転モードを決定する運転モード決定手段で、例えばスイッチからなり運転モード決定手段４６によって暖房運転となった場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５４】
したがって、空調側冷媒回路２５が暖房運転している場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱を空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり蓄熱槽１８内の氷を余分に消費しないようにすることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図８も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４７は空調側冷媒回路２５の四方弁の出力接点、４８は補助リレーである。そして、四方弁の出力接点４７が閉成すると空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５６】
したがって、空調側冷媒回路２５の四方弁の出力接点４７が閉成した場合、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱を空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり蓄熱槽１８内の氷を余分に消費しないようにすることができる。
【００５７】
実施の形態８．
図９も、この発明の他の実施の形態の一例を示す制御回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、４９は配管温度検出装置で、例えばサーモスタットからなり冷熱供給回路２６の配管温度を検知する。そして、配管温度が所定温度以上になると接点が閉成し、補助リレー５０が動作して空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する制御回路４４０が形成されている。
【００５８】
したがって、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄える。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、空調側冷媒回路２５の空調側熱交換器２３と熱交換する冷熱供給回路２６の配管温度が所定値以上になると、空調側放熱用電磁弁４１を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁４２を開放する。これにより、空調側熱交換器２３で熱交換せず、空調側冷媒回路２５の液温が上昇しなくなって冷房能力が逆に低下しないようにすることができる。
【００５９】
実施の形態９．
図１０も、この発明の他の実施の形態の一例を示す冷媒回路図である。図において、前述の図４と同符号は相当部分を示し、５１は冷凍側熱交換器、５２は冷凍側冷熱供給回路で、蓄熱槽１８の蓄熱剤から冷熱を冷凍側冷熱供給用熱交換器５３に供給する。
【００６０】
上記のように構成された複合型冷媒回路設備において、蓄熱槽１８から冷凍側冷熱供給回路５２により送出される蓄熱剤によって、冷凍側冷熱供給用熱交換器５３と冷凍側熱交換器５１の間で熱交換されることにより冷媒が冷却される。これにより、より低い温度に冷却された冷媒が冷凍側絞り装置１４、冷凍側蒸発器１５に供給される。
【００６１】
このようにして、余剰の冷凍能力として冷蔵側冷媒回路６から蓄熱槽１８の蓄熱剤に蓄えられた冷熱が、冷蔵側冷媒回路６、空調側冷媒回路２５及び冷凍側冷媒回路１６に共用される蓄熱槽１８の蓄熱剤を介して、空調側冷媒回路２５及び冷凍側冷媒回路１６によって消費される。
【００６２】
これにより、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱が蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられている。このため、空調側冷媒回路２５の温度低下が抑制されて空調側熱交換器２３の凍結を防ぐことができる。
【００６３】
また、蓄熱槽１８の蓄熱剤から冷熱を空調側熱交換器２３に供給する空調側冷熱供給用熱交換器２７及び冷凍側熱交換器５１を介して冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられて、冷凍側熱交換器５１を介し冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３が常時付勢されるように構成されている。
【００６４】
これにより、冷蔵側冷媒回路６で余剰となった冷熱を蓄熱槽１８内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器２３により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路１６に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器５３を有する冷凍側冷熱供給回路５２が設けられている。このため、空調側冷媒回路２５の温度低下が抑制されて空調側熱交換器２３が凍結を防ぐことができる。
【００６５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対し直接的に熱交換する冷熱供給回路とを設けたものである。
【００６６】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境における空調負荷によって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さくて設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
【００６７】
また、この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介し空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路とを設けたものである。
【００６８】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器及び冷熱供給用熱交換器を介し空調側冷媒回路によって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
また、空調側熱交換器において液冷媒がさらに低い温度に冷却されて、過冷却度を大きくすることができ、空調側冷媒回路の能力が向上するので、空調側冷媒回路の容量を小さくすることができる。このため、電力の低減が可能になり設備全体の契約受電容量増を要せず、運転費を低減する効果がある。
【００６９】
また、この発明は以上説明したように、冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、この冷凍側冷媒回路と並列に形成された冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、この蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境に対して、熱交換する空調用熱交換器が設けられた冷熱供給回路とを設けたものである。
【００７０】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰になった冷熱を冷蔵側冷媒回路及び空調側冷媒回路に共用される蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調用熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することによって消費される。したがって、冷凍側冷媒回路の容量が小さく設備全体とし総合的な冷凍効率の向上作用が得られ難い場合であっても、総合的な冷凍効率を向上する効果がある。
【００７１】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、この氷温検知手段の出力値が所定値以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とを設けたものである。
【００７２】
これによって、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合に、氷温検知手段によって蓄熱槽内の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁が閉成されるので、蓄熱槽内の氷の量が多くならず蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体の損傷発生を未然に防止する効果がある。
【００７３】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、蓄熱槽内の水位を検知する水位検知手段と、氷温検知手段の出力値が所定値以下、水位検知手段の出力値が所定値以上のいずれかになると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路とを設けたものである。
【００７４】
これによって、冷蔵側冷媒回路の余剰冷凍能力が非常に大きい場合に、氷温検知手段によって蓄熱槽の氷の温度を検知する。そして、氷の温度が所定温度以下になるか又は水位検知手段による蓄熱槽内の水位が所定値以上になると冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁が閉成されるので、蓄熱槽内の氷の量が多くならず蓄熱槽内の配管又は蓄熱槽自体の損傷発生を未然に防止する効果がある。
【００７５】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の運転モードを設定する運転モード決定手段と、この運転モード決定手段の設定による暖房運転時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００７６】
これによって、空調側冷媒回路の暖房運転時に、空調側放熱用電磁弁が閉成されて空調側放熱バイパス電磁弁が開放される。これにより冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱を空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり、蓄熱槽内の氷の浪費を抑制する効果がある。
【００７７】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００７８】
これによって、空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に、空調側放熱用電磁弁が閉成され、空調側放熱バイパス電磁弁が開放される。これにより冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱を空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換することがなくなり、蓄熱槽内の氷の浪費を抑制する効果がある。
【００７９】
また、この発明は以上説明したように、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、空調側熱交換器及び空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、冷熱供給回路の配管温度を検出する配管温度検出装置と、この配管温度検出装置の出力値が所定値以上になると空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路とを設けたものである。
【００８０】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、空調側冷媒回路の空調側熱交換器と熱交換する冷熱供給回路の配管温度が所定値以上になると、空調側放熱用電磁弁を閉成し、空調側放熱バイパス電磁弁を開放する。これにより、空調側熱交換器で熱交換せず、空調側冷媒回路の液温が上昇しなくなって冷房能力が逆に低下することを防ぐ効果がある。
【００８１】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介して空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路とを設けたものである。
【００８２】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱を蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えて、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合、冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路が設けられているので、空調側冷媒回路の温度低下が抑制されて空調側熱交換器の凍結発生を防止する効果がある。
【００８３】
また、この発明は以上説明したように、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を空調側熱交換器を介して空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を冷凍側熱交換器を介し冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が設けられた冷凍側冷熱供給回路とを設けたものである。そして、冷凍側熱交換器を介して冷熱を冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を常時付勢するものである。
【００８４】
これによって、冷蔵側冷媒回路で余剰となった冷熱が蓄熱槽内の蓄熱剤に蓄えられる。そして、その冷熱が空調側熱交換器により冷蔵側冷却環境に関連した空調冷却環境において熱交換して消費される場合に、冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器を有する冷凍側冷熱供給回路が設けられているので、空調側冷媒回路の温度低下が抑制されて空調側熱交換器の凍結を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す冷媒回路図。
【図２】 この発明の実施の形態２を示す冷媒回路図。
【図３】 この発明の実施の形態３を示す冷媒回路図。
【図４】 この発明の実施の形態４を示す冷媒回路図。
【図５】 図４の冷媒回路に係わる制御回路図。
【図６】 この発明の実施の形態５を示す制御回路図。
【図７】 この発明の実施の形態６を示す制御回路図。
【図８】 この発明の実施の形態７を示す制御回路図。
【図９】 この発明の実施の形態８を示す制御回路図。
【図１０】 この発明の実施の形態９を示す冷媒回路図。
【図１１】 従来の複合型冷媒回路設備を示す冷媒回路図。
【符号の説明】
６ 冷蔵側冷媒回路、７ 冷蔵側蓄熱用熱交換器、８ 冷蔵側蓄熱用電磁弁、９ 冷蔵側蓄熱用絞り装置、１０ 冷蔵側蓄熱用冷媒回路、１１ 冷凍側圧縮機、１２ 冷凍側凝縮器、１４ 冷凍側絞り装置、１５ 冷凍側蒸発器、１６ 冷凍側冷媒回路、１８ 蓄熱槽、２０ 空調側圧縮機、２１ 空調側凝縮器、２２空調側絞り装置、２３ 空調側熱交換器、２４ 空調側蒸発器、２５ 空調側冷媒回路、２６ 冷熱供給回路、２７ 空調側冷熱供給用熱交換器、２９ 空調用熱交換器、４１ 空調側放熱用電磁弁、４２ 空調側放熱バイパス電磁弁、４４ 氷温検知手段、４５ 水位検知手段、４６ 運転モード決定手段、４７ 空調側冷媒回路の四方弁の出力接点、４９ 配管温度検出装置、５１ 冷凍側熱交換器、５２ 冷凍側冷熱供給回路、５３ 冷凍側冷熱供給用熱交換器、４４０制御回路。
Claims (6)
- 冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、
上記冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と上記冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、
空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、
上記蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を上記空調側熱交換器を介し上記空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、
上記空調側冷媒回路の空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、
上記空調側熱交換器及び上記空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、
上記空調側冷媒回路の運転モードを設定する運転モード決定手段と、
上記運転モード決定手段の設定による暖房運転時に上記空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ上記空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路と
を備えたことを特徴とする複合型冷媒回路設備。 - 冷蔵側冷媒回路に接続され、冷蔵側蓄熱用絞り装置及び冷蔵側蓄熱用熱交換器を主要機器として構成された冷蔵側蓄熱用冷媒回路と、
上記冷蔵側冷媒回路の最大冷凍能力と上記冷蔵側冷媒回路の冷蔵側冷却環境の所要冷凍能力との差に対応した冷熱を蓄冷する蓄熱槽と、
空調側圧縮機、空調側凝縮器、空調側熱交換器、空調側絞り装置及び空調側冷却環境を冷却する空調側蒸発器を主要機器として構成された空調側冷媒回路と、
上記蓄熱槽の蓄熱剤からの冷熱を上記空調側熱交換器を介し上記空調側冷媒回路に供給する冷熱供給用熱交換器が設けられた冷熱供給回路と、
上記空調側冷媒回路の上記空調側熱交換器と直列に接続された空調側放熱用電磁弁と、
上記空調側熱交換器及び上記空調側放熱用電磁弁と並列に接続された空調側放熱バイパス電磁弁と、
上記空調側冷媒回路の四方弁の出力接点の閉成時に上記空調側放熱用電磁弁を閉成し、かつ上記空調側放熱バイパス電磁弁を開放する制御回路と
を備えたことを特徴とする複合型冷媒回路設備。 - 上記蓄熱槽内の氷の温度を検知する氷温検知手段と、
上記氷温検知手段の出力値が所定値以下になると上記冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路と
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の複合型冷媒回路設備。 - 上記蓄熱槽内の水位を検知する水位検知手段と、
上記氷温検知手段の出力値が所定値以下、上記水位検知手段の出力値が所定値以上のいずれかになると上記冷蔵側冷媒回路内の冷蔵側蓄熱用電磁弁を閉成する制御回路と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の複合型冷媒回路設備。 - 冷凍側圧縮機、冷凍側凝縮器、冷凍側熱交換器、冷凍側絞り装置及び冷凍側冷却環境を冷却する冷凍側蒸発器を主要機器として構成された冷凍側冷媒回路と、
上記冷熱を上記空調側熱交換器を介し上記空調側冷媒回路に供給する空調側冷熱供給用熱交換器と、
上記冷熱を上記冷凍側熱交換器を介し上記冷凍側冷媒回路に供給する冷凍側冷熱供給用熱交換器が設けられた冷凍側冷熱供給回路と
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合型冷媒回路設備。 - 上記冷凍側熱交換器を介し上記冷熱を上記冷凍側冷媒回路に供給する上記冷凍側冷熱供給用熱交換器が常時付勢される
ことを特徴とする請求項５に記載の複合型冷媒回路設備。
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