JP4687710B2 - 冷凍装置 - Google Patents
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Description
液側渡り配管およびガス側渡り配管を有し、室外機と室内機とを接続する渡り配管と、凝縮器と液側渡り配管とを接続する液側冷媒配管と、圧縮機とガス側渡り配管とを接続するガス側冷媒配管と、液側冷媒配管または液側渡り配管から延在する第一の接続配管と、ガス側冷媒配管またはガス側渡り配管から延在する第二の接続配管と、第一の接続配管に吸入側が接続されると共に、第二の接続配管に排出側が接続され、渡り配管内の冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、第一の接続配管に設けられ、冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第一の逆止弁と、第一の接続配管に設けられ、通電時に遮断する第一の電磁弁と、第二の接続配管に設けられ、通電時に開放する第二の電磁弁とを備えることを特徴とする。
従って、冷凍装置の入れ替えに際して、工事コストが低く、買い替え費用トータルが安価な冷凍装置を得ることができる。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る冷凍装置の冷媒回路図である。図において、本実施の形態に係る冷凍装置は、熱源機としての室外機Aと、利用側機器としての室内機Bとを備えている。室外機Aには、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機1と、圧縮機1から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器2と、冷媒を貯蔵する膨張容器(冷媒貯留手段)7とが搭載されている。室内機Bには、凝縮器2から流出した冷媒を減圧する膨張弁(減圧手段)3と、膨張弁3で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器4とが搭載されている。液側既設配管(液側渡り配管)27およびガス側既設配管(ガス側渡り配管)28は、室外機Aと室内機Bとを接続する渡り配管である。
さらに、室外機A内には、計測制御装置32が設けられており、圧力センサ33、温度センサ34などの計測情報や、冷凍装置使用者から指示される運転内容に基づいて、圧縮機1の運転方法、凝縮器2の熱交換量、第一から第三の電磁弁9,10,8の開放と遮断の切り替えなどを制御する。
例えば、この冷凍装置における通常運転の代表条件として、R410A冷媒が蒸発器4で蒸発する蒸発温度を−40℃とすると、低圧は0.18MPa、凝縮器2で凝縮する凝縮温度を40℃とすると、高圧は2.4MPaとなる。
本実施の形態の冷凍装置では、運転に必要な電力を得られなくなった状態、特に停電の場合の異常停止であっても既設配管の圧力を耐圧基準値以下に維持することを可能とする。
冷凍装置への電力供給が無くなった場合、圧縮機1、凝縮器2が停止すると共に、通電開の第三の電磁弁8と、通電開の第二の電磁弁10が遮断し、通電閉の第一の電磁弁9が開放する。
図2は、実施の形態2に係る冷凍装置の冷媒回路図である。図において、本実施の形態に係る冷凍装置は、熱源機としての室外機Aと、利用側機器としての室内機Bとを備えている。室外機Aには、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機1と、圧縮機1から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器2と、冷媒を貯蔵する膨張容器7とが搭載されている。室内機Bには、凝縮器2から流出した冷媒を減圧する膨張弁3と、膨張弁3で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器4とが搭載されている。液側既設配管27およびガス側既設配管28は、室外機Aと室内機Bとを接続する渡り配管である。
さらに、室外機A内には、計測制御装置32が設けられており、圧力センサ33、温度センサ34などの計測情報や、冷凍装置使用者から指示される運転内容に基づいて、圧縮機1の運転方法、凝縮器2の熱交換量、第四から第七の電磁弁
36、37、35、31の開放と遮断の切り替えなどを制御する。
ここで、本実施の形態の冷凍装置を通常に停止する場合の冷媒回収動作における電磁弁操作表を図9に示す。冷凍装置が通常運転時に、冷凍装置使用者から停止を指示された場合、計測制御装置32が、圧縮機1と凝縮器2を稼動させつつ、第六の電磁弁35の開放を維持し、第四の電磁弁36を開放し、第五の電磁弁37を遮断し、第七の電磁弁31を遮断する。
圧縮機1の吐出側の圧力センサ33aが測定する吐出圧力が、設定された圧力以上となる場合、または圧縮機1の吐出側の温度センサ34aが測定する吐出温度が、設定された温度以上となる場合など、冷凍装置の運転異常が検知された場合において、計測制御装置32が圧縮機1を停止させる。
図3は、実施の形態3に係る冷凍装置の冷媒回路図である。この実施の形態3が図1に示す実施の形態1又は図2に示す実施の形態2と異なるのは、膨張容器7と熱交換を行うための第二の冷凍サイクルが、室外機Aに付加されている点である。その他の構成については実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等である。なお、実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
その結果、液側既設配管27とガス側既設配管28に冷媒が滞留する状態で運転停止した場合には、液側冷媒配管5から膨張容器7へ高圧冷媒を通流させる、実施の形態1又は実施の形態2で述べた効果の更なる促進が図れ、膨張容器7内への通流時に高圧液冷媒の気化を抑制し、貯留する膨張容器7内の液冷媒量を増大させる効果より、膨張容器7の容積を縮小できる。
図4は、実施の形態4に係る冷凍装置の冷媒回路図である。この実施の形態4が図3に示す実施の形態3と異なるのは、第二の凝縮器18が凝縮器2に近接して設置されている点である。その他の構成については実施の形態3と同一又は同等である。なお、実施の形態3と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
図5は、実施の形態5に係る冷凍装置の冷媒回路図である。この実施の形態5が図1に示す実施の形態1又は図2に示す実施の形態2と異なるのは、ガス側冷媒配管6と膨張容器7とで、冷媒同士の熱交換を行っている点である。その他の構成については実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等である。なお、実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
ガス側冷媒配管6と膨張容器7とで冷媒同士の熱交換を行う構造としては、ガス側冷媒配管6を膨張容器7の外側表面と接触させる構造、又はガス側冷媒配管6で膨張容器7の外周を取り巻く構造、又はガス側冷媒配管6を膨張容器7の内部に挿入させ、内部冷媒に直接接触させる構造のいずれであってもよく、また、その他の構造であってもよい。
図6は、実施の形態6に係る冷凍装置の冷媒回路図である。この実施の形態6が図1に示す実施の形態1又は図2に示す実施の形態2と異なるのは、分岐冷媒配管25と膨張容器7とで冷媒同士の熱交換を行っている点である。その他の構成については実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等である。なお、実施の形態1又は実施の形態2と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
図7は、実施の形態7に係る冷凍装置の冷媒回路図である。図において、室外機Aに搭載される膨張容器7は、液側冷媒配管5の冷媒の通流又は遮断を切り替える通電開の第九の電磁弁42と液側既設配管27との間の液側冷媒配管5から延在する液側接続配管14に吸入側が接続されると共に、圧縮機1の吸入側のガス側冷媒配管6又は圧縮機1から延在するガス側接続配管15に排出側が接続されている。この膨張容器7により、液側既設配管27とガス側既設配管28の冷媒を一時的に貯留することが可能となる。
または、ガス側接続配管15と、液側冷媒配管5との冷媒同士の熱交換を行うエコノマイザ23を設けた構成を取る。この場合、膨張容器7を通流する冷媒流量を増加させ、膨張容器7の冷却効果を向上させることができる。さらに、ガス側接続配管15を圧縮機1と接続させる場合、液側冷媒配管5の冷媒過冷却度を増大させ、運転効率を向上させることができる。
なお、膨張容器7から液冷媒を排出容易な構造としては、膨張容器7の排出口を底面に配置する構造以外にも、排出口を吸入口より大きくした構造、複数の排出口を設けた構造などであってもよい。
冷凍装置への電力供給が無くなった場合、圧縮機1、凝縮器2が停止すると共に、通電開の第八の電磁弁41と、通電開の第九の電磁弁42が遮断する。
図8は、実施の形態8に係る冷凍装置の冷媒回路図である。この実施の形態8が図7に示す実施の形態7と異なるのは、通電開の第八の電磁弁41と通電開の第九の電磁弁42の代わりに、開放と遮断を制御する制御手段を備えた第十の電磁弁45と第十一の電磁弁44とを備えることにより、圧縮機保護装置作動などによる圧縮機異常停止においても対応可能としている点である。その他の構成については実施の形態7と同一又は同等である。なお、実施の形態7と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。
液側冷媒配管5から膨張容器7への方向のみ通流可能な第六の逆止弁40の代わりに第十三の電磁弁とした場合、膨張容器7に冷媒を通流させた後、第十三の電磁弁を遮断することで膨張容器7内に冷媒を貯留する。
このように、低圧側の設計圧力で設計されたガス側既設配管28などの液冷媒が除去されるので、使用する冷媒が従来冷媒より高い動作圧力で、且つ、外気が高温となり冷媒圧力が上昇した場合でも、配管中に液冷媒がほぼ存在しない状態では、耐圧面の問題が生じることがない。その結果、設計圧力の低い、元の冷凍装置の液側既設配管27とガス側既設配管28とを再利用可能な冷凍装置を得ることができる。
このように、液側既設配管27とガス側既設配管28の冷媒回路内の液冷媒が除去されるので、使用する冷媒が従来冷媒より高い動作圧力で、且つ、外気が高温となり冷媒圧力が上昇した場合でも、配管中に液冷媒がほぼ存在しない状態では、耐圧面の問題が生じることがない。その結果、設計圧力の低い、元の冷凍装置の液側既設配管27とガス側既設配管28とを再利用可能な冷凍装置を得ることができる。
なお、膨張容器7から液冷媒を排出容易な構造としては、膨張容器7の排出口を底面に配置する構造以外にも、排出口を吸入口より大きくした構造、複数の排出口を設けた構造などであってもよい。
Claims (22)
- 室外機と室内機とを備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器とを備え、
前記室内機は、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍装置において、
液側渡り配管およびガス側渡り配管を有し、前記室外機と前記室内機とを接続する渡り配管と、
前記凝縮器と前記液側渡り配管とを接続する液側冷媒配管と、
前記圧縮機と前記ガス側渡り配管とを接続するガス側冷媒配管と、
前記液側冷媒配管または前記液側渡り配管から延在する液側接続配管と、
前記ガス側冷媒配管または前記ガス側渡り配管から延在するガス側接続配管と、
前記液側接続配管に吸入側が接続されると共に、前記ガス側接続配管に排出側が接続され、前記渡り配管内の冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、
前記液側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第一の逆止弁と、
前記液側接続配管に設けられ、通電時に遮断する第一の電磁弁と、
前記ガス側接続配管に設けられ、通電時に開放する第二の電磁弁とを備えることを特徴とする冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記凝縮器側に設けられ、通電時に開放する第三の電磁弁と、
前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する冷媒配管に設けられ、前記圧縮機から前記凝縮器の方向のみ冷媒を通流させる第二の逆止弁とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の冷凍装置。 - 室外機と室内機とを備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器とを備え、
前記室内機は、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍装置において、
液側渡り配管およびガス側渡り配管を有し、前記室外機と前記室内機とを接続する渡り配管と、
前記凝縮器と前記液側渡り配管とを接続する液側冷媒配管と、
前記圧縮機と前記ガス側渡り配管とを接続するガス側冷媒配管と、
前記液側冷媒配管または前記液側渡り配管から延在する液側接続配管と、
前記ガス側冷媒配管または前記ガス側渡り配管から延在するガス側接続配管と、
前記液側接続配管に吸入側が接続されると共に、前記ガス側接続配管に排出側が接続され、前記渡り配管内の冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、
前記液側接続配管に設けられた第四の電磁弁と、
前記ガス側接続配管に設けられた第五の電磁弁と、
前記圧縮機の運転動作と、前記第四の電磁弁と前記第五の電磁弁の開放と遮断と、を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段により、前記圧縮機の運転を停止し、前記第四の電磁弁を開放し、前記第五の電磁弁を遮断することで前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を通流させ、その後、前記制御手段により前記第四の電磁弁を遮断することで前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする冷凍装置。 - 前記液側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第三の逆止弁を更に備え、
前記制御手段により、前記圧縮機の運転を停止し、前記第四の電磁弁を開放し、前記第五の電磁弁を遮断することで前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする請求項3に記載の冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記凝縮器側に設けられた第六の電磁弁と、
前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する冷媒配管に設けられ、前記圧縮機から前記凝縮器の方向のみ冷媒を通流させる第四の逆止弁とを更に備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転動作と、前記第四の電磁弁と前記第五の電磁弁と前記第六の電磁弁の開放または遮断と、を制御し、
前記制御手段により、前記圧縮機の運転を停止させ、前記第六の電磁弁を遮断することで、前記第四の逆止弁から前記第六の電磁弁までの間の冷媒を冷媒回路内に貯留させることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記液側渡り配管側に設けられた第七の電磁弁を更に備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転動作と、前記第四の電磁弁と前記第五の電磁弁と前記第七の電磁弁の開放または遮断と、を制御し、
前記制御手段により、前記第四の電磁弁を開放し、前記第五の電磁弁を遮断し、前記第七の電磁弁を遮断し、前記圧縮機を運転することで、前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を通流させ、その後、前記制御手段により前記第四の電磁弁を遮断することで前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の冷凍装置。 - 前記液側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第三の逆止弁を備え、
前記制御手段により、前記第四の電磁弁を開放し、前記第五の電磁弁を遮断し、前記第七の電磁弁を遮断し、前記圧縮機を運転することで、前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする請求項6に記載の冷凍装置。 - 前記ガス側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段から排出方向のみ冷媒を通流させる第五の逆止弁を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記冷媒貯留手段は、内部冷媒の冷却手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の冷凍装置。
- 第二の圧縮機と、第二の凝縮器と、第二の減圧手段と、第二の蒸発器とを有する第二の冷凍サイクルを更に備え、
前記冷却手段は、前記第二の蒸発器を用いて構成されていることを特徴とする請求項9に記載の冷凍装置。 - 前記第二の凝縮器は、前記凝縮器と近接して設置されていることを特徴とする請求項10に記載の冷凍装置。
- 前記冷却手段は、前記ガス側冷媒配管を用いて構成されていることを特徴とする請求項9に記載の冷凍装置。
- 前記液側冷媒配管から液冷媒を分岐させる分岐冷媒配管と、
前記分岐冷媒配管を通流する冷媒を減圧する第三の減圧手段とを更に備え、
前記分岐冷媒配管は、一端が前記液側冷媒配管に接続されると共に、他端が前記ガス側冷媒配管又は前記圧縮機に接続され、
前記冷却手段は、前記第三の減圧手段により減圧された冷媒が通流する前記分岐冷媒配管を用いて構成されていることを特徴とする請求項9に記載の冷凍装置。 - 前記分岐冷媒配管は、前記液側冷媒配管に対して熱交換可能に接触して配置されていることを特徴とする請求項13に記載の冷凍装置。
- 室外機と室内機とを備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器とを備え、
前記室内機は、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍装置において、
液側渡り配管およびガス側渡り配管を有し、前記室外機と前記室内機とを接続する渡り配管と、
前記凝縮器と前記液側渡り配管とを接続する液側冷媒配管と、
前記圧縮機と前記ガス側渡り配管とを接続するガス側冷媒配管と、
前記液側冷媒配管または前記液側渡り配管から延在する液側接続配管と、
前記ガス側冷媒配管または前記ガス側渡り配管または前記圧縮機から延在するガス側接続配管と、
前記液側接続配管に吸入側が接続されると共に、前記ガス側接続配管に排出側が接続され、前記渡り配管内の冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、
前記液側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第六の逆止弁と、
前記冷媒貯留手段に吸入する冷媒を減圧する第四の減圧手段と、
前記ガス側接続配管に設けられ、通電時に開放する第八の電磁弁とを備えることを特徴とする冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記凝縮器側に設けられ、通電時に開放する第九の電磁弁と、
前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する冷媒配管に設けられ、前記圧縮機から前記凝縮器の方向のみ冷媒を通流させる第七の逆止弁とを更に備えることを特徴とする請求項15に記載の冷凍装置。 - 室外機と室内機とを備え、
前記室外機は、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、
前記圧縮機から吐出した冷媒を凝縮する凝縮器とを備え、
前記室内機は、
前記凝縮器から流出した冷媒を減圧する減圧手段と、
前記減圧手段で減圧した冷媒を蒸発させる蒸発器とを備える冷凍装置において、
液側渡り配管およびガス側渡り配管を有し、前記室外機と前記室内機とを接続する渡り配管と、
前記凝縮器と前記液側渡り配管とを接続する液側冷媒配管と、
前記圧縮機と前記ガス側渡り配管とを接続するガス側冷媒配管と、
前記液側冷媒配管または前記液側渡り配管から延在する液側接続配管と、
前記ガス側冷媒配管または前記ガス側渡り配管または前記圧縮機から延在するガス側接続配管と、
前記液側接続配管に吸入側が接続されると共に、前記ガス側接続配管に排出側が接続され、前記渡り配管内の冷媒を貯留する冷媒貯留手段と、
前記液側接続配管に設けられ、前記冷媒貯留手段へ吸入方向のみ冷媒を通流させる第六の逆止弁と、
前記前記冷媒貯留手段に吸入する冷媒を減圧する第四の減圧手段と、
前記ガス側接続配管に設けられた第十の電磁弁と、
前記圧縮機の運転動作と、前記第十の電磁弁の開放と遮断と、を制御する制御手段を備え、
前記制御手段により、前記圧縮機の運転を停止し、前記第十の電磁弁を遮断することで前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記凝縮器側に設けられた第十一の電磁弁、
前記圧縮機と前記凝縮器とを接続する冷媒配管に設けられ、前記圧縮機から前記凝縮器の方向のみ冷媒を通流させる第七の逆止弁とを更に備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転動作と、前記第十の電磁弁と前記第十一の電磁弁の開放または遮断と、を制御し、
前記制御手段により、前記圧縮機の運転を停止させ、前記第十一の電磁弁を遮断することで、前記第七の逆止弁から前記第十一の電磁弁までの間の冷媒を冷媒回路内に貯留させることを特徴とする請求項17に記載の冷凍装置。 - 前記液側冷媒配管のうち、前記液側接続配管との接続部分より前記液側渡り配管側に設けられた第十二の電磁弁を更に備え、
前記制御手段は、前記圧縮機の運転動作と、前記第十の電磁弁と前記第十二の電磁弁の開放または遮断と、を制御し、
前記制御手段により、前記第十の電磁弁を遮断し、前記第十二の電磁弁を遮断し、前記圧縮機を運転することで、前記冷媒貯留手段に冷媒回路内の冷媒を貯留させることを特徴とする請求項17又は請求項18に記載の冷凍装置。 - 前記ガス側接続配管は、前記液側冷媒配管に対して熱交換可能に接触して配置されていることを特徴とする請求項15から請求項19のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記ガス側接続配管と前記冷媒貯留手段との接続部分は、前記冷媒貯留手段の最下部に位置することを特徴とする請求項15から請求項20のいずれかに記載の冷凍装置。
- 前記冷媒貯留手段は、前記室外機の外側に設置され、
前記冷媒貯留手段は、前記液側接続配管を介して前記液側渡り配管に接続されると共に、前記ガス側接続配管を介して前記ガス側渡り配管に接続されてなることを特徴とする請求項1から請求項21のいずれかに記載の冷凍装置。
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